Cos’è il cloruro di benzale?
Il cloruro di benzale, noto anche come diclorometilbenzene, α,α-diclorotoluene o cloruro di benzilidene, è un composto organico con formula chimica C6H5CHCl2. È un liquido incolore che viene sintetizzato clorurando la catena laterale del toluene.
La prima sintesi del cloruro di benzale fu riportata nel 1848 da A. Cahours, che fece reagire la benzaldeide con il pentacloruro di fosforo (PCl5).
Sommario
1. Proprietà fisiche del cloruro di benzale
Il cloruro di benzale è un liquido incolore dall’odore pungente. Quando esposto all’aria umida, emette fumi e può causare forti irritazioni alle mucose e agli occhi. Le sue proprietà fisiche sono le seguenti:
| Proprietà | Valore |
|---|---|
| Peso molecolare | 161,03 g/mol |
| Punto di fusione | -16,2 °C |
| Punto di ebollizione | 205,2 °C |
| Densità a 20 °C | 1,2536 g/cm³ |
| Pressione di vapore a 20 °C | 0,6 kPa |
| Indice di rifrazione | 1,5503 |
| Tensione superficiale (σ) a 20 °C | 40,1 mN/m |
| Viscosità dinamica (η) a 20 °C | 2,104 mPa s |
| Calore specifico a 25 °C | 222 J mol⁻¹ K⁻¹ |
| Calore di vaporizzazione a 72 °C | 50,4 kJ/mol |
| Proprietà | 0 °C | 20 °C | 30 °C | 57 °C | 79 °C | 135 °C |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Densità | 1,2691 | 1,2536 | 1,2417 | 1,2122 | 1,1877 | 1,1257 |
| Pressione di vapore | 0,0 | 0,6 | 0,8 | 1,3 | 1,9 | 4,0 |
| Indice di rifrazione | 1,5499 | 1,5503 | 1,5506 | 1,5513 | 1,5523 | 1,5542 |
| Tensione superficiale | 40,4 | 40,1 | 39,8 | 38,9 | 38,2 | 36,4 |
| Viscosità dinamica | 2,12 | 2,104 | 2,089 | 2,058 | 2,023 | 1,948 |
Il cloruro benzale può formare diverse miscele azeotropiche, di cui alcuni esempi sono elencati nella Tabella 2.
| Componente | Punto di ebollizione, °C | Cloruro di benzale, % in peso |
|---|---|---|
| Lattato di isoamile | 201 | 45 |
| n-ottanolo | 195 | ca. 10 |
| Canfora | 210 | 25 |
| Acetamide | 191 | 85 |
| Acido caproico | 199 | 64 |
Il cloruro di benzale è solubile in etanolo, etere dietilico, cloroformio e tetracloruro di carbonio, ma la sua solubilità in acqua è limitata (0,05 g/L a 5 °C e 0,25 g/L a 39 °C).
Nelle soluzioni etanoliche e acquose possono verificarsi reazioni di alcolisi o idrolisi.
La solubilità del cloro in 100 g di cloruro di benzale varia con la temperatura, essendo 6,2 g a 30 °C, 4,3 g a 50 °C e 1,5 g a 100 °C.
2. Reazioni chimiche del cloruro benzale
Il cloruro benzale può essere convertito in benzotricloruro mediante agenti cloruranti.
In presenza di acidi di Lewis, la clorurazione dell’anello aromatico produce cloruri clorobenzali, che sono composti isomerici.
La benzaldeide viene prodotta quando il cloruro benzale viene idrolizzato in condizioni acide o alcaline.
Il cloruro benzale può essere polimerizzato in presenza di composti come AlCl3 e FeCl3.
Il metallo di sodio può convertire il cloruro benzale in stilbene.
3. Produzione di cloruro di benzale
Il cloruro di benzale viene prodotto clorurando la catena laterale del toluene. Lo stesso processo e la stessa configurazione dell’impianto vengono utilizzati per produrre cloruro di benzile e benzotricloruro.
Tuttavia, il rapporto molare cloro-toluene deve essere regolato per ottenere rese ottimali. La frazione di sottoprodotto ad alto punto di ebollizione ottenuta durante la produzione di cloruro di benzile è composta principalmente da cloruro di benzale e cloruro di benzile.
Questa frazione di sottoprodotto può essere riciclata nella sintesi di cloruro di benzale. Di conseguenza, la produzione di cloruro di benzale e cloruro di benzile sono strettamente interconnesse e spesso avvengono simultaneamente nello stesso impianto di produzione.
4. Usi del cloruro benzalico
Il cloruro benzalico è utilizzato principalmente per produrre benzaldeide e acido cinnamico. Può essere idrolizzato in presenza di acqua a temperature superiori a 100 °C, utilizzando agenti alcalini o acidi. I catalizzatori di Friedel–Crafts sono catalizzatori efficaci per questa reazione.
Possono anche essere utilizzati per miscele contenenti sia cloruro di benzile che cloruro di benzale. In questi casi, si dice che il cloruro di benzile rimane invariato e viene prodotta solo la benzaldeide.
Tuttavia, questo processo potrebbe non essere commercialmente praticabile a causa dei punti di ebollizione quasi identici del cloruro di benzile e della benzaldeide. La separazione di questi due composti tramite distillazione frazionata sarebbe proibitivamente costosa.
5. Tossicologia del cloruro benzalico
Il cloruro benzalico è un liquido incolore con un odore pungente. Emette fumi quando esposto all’aria umida e può causare irritazione agli occhi, alla pelle e alle mucose.
I dati disponibili sulla tossicità del cloruro di benzale indicano che è meno tossico del cloruro di benzile. La tossicità orale acuta (LD50) del cloruro di benzale nei ratti e nei topi è rispettivamente di 3250 mg/kg e 2460 mg/kg.
Anche la tossicità per inalazione del cloruro di benzale è inferiore a quella del cloruro di benzile, con una LC50 (esposizione di 2 ore) di 400 mg/m³ nei ratti e 210 mg/m³ nei topi.
È noto che il cloruro di benzale è mutageno ed è stato associato allo sviluppo di tumori della pelle e adenomi polmonari nei topi. Tuttavia, non ci sono studi separati sugli effetti cancerogeni del cloruro di benzale negli esseri umani.
Pertanto, è classificato come cancerogeno di gruppo 2B (evidenza di sufficienza negli animali, dati insufficienti negli esseri umani) dall’Agenzia internazionale per la ricerca sul cancro (IARC) e come cancerogeno di categoria 2 dalla Fondazione tedesca per la ricerca (DFG).
Riferimento
- Benzyl Chloride and Other Side-Chain-Chlorinated Aromatic Hydrocarbons; Ullmann’s Encyclopedia of Industrial Chemistry. – https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/14356007.o04_o01.pub2
