ビフェニル

ビフェニル
名前
	推奨されるIUPAC名 1,1′-ビフェニル
	その他の名前ビフェニル; フェニルベンゼン; ゼネネ;
識別子
CAS番号	92-52-4 ;
3Dモデル（JSmol）	インタラクティブ画像;
3DMet	B00985;
バイルシュタイン参考文献	1634058
チェビ	チェビ:17097 ;
チェムBL	チェルノブイリ原子力発電所 ;
ケムスパイダー	6828 ;
ECHA 情報カード	100.001.967
EC番号	202-163-5;
E番号	E230 （防腐剤）
グメリン参照	3808
ケッグ	C06588 ;
パブケム CID	7095;
RTECS番号	DU8050000;
ユニ	2L9GJK6MGN ;
国連番号	3077
CompTox ダッシュボード ( EPA )	DTXSID4020161;
	InChI InChI=1S/C12H10/c1-3-7-11(8-4-1)12-9-5-2-6-10-12/h1-10H キー: ZUOUZKKEUPVFJK-UHFFFAOYSA-N ; InChI=1/C12H10/c1-3-7-11(8-4-1)12-9-5-2-6-10-12/h1-10H キー: ZUOUZKKEUPVFJK-UHFFFAOYAV;
	笑顔 c1ccccc1-c2ccccc2;
プロパティ
化学式	炭素12水素10
モル質量	154.212 グラムモル−1
外観	無色から淡黄色の結晶
臭い	楽しい
密度	1.04 g/cm3 [
融点	69.2 °C (156.6 °F; 342.3 K)
沸点	255℃（491°F; 528K）
水への溶解度	4.45 mg/L
蒸気圧	0.005 mmHg（20℃）
磁化率（χ）	−103.25·10 −6 cm 3 /モル
危険
	GHSラベル:
ピクトグラム
シグナルワード	警告
危険有害性情報	H315、H319、H335、H410
注意事項	P261、P264、P271、P273、P280、P302+P352、P304+P340、P305+P351+P338、P312、P321、P332+P313、P337+P313、P362、P391、P403+P233、P405、P501
NFPA 704 (ファイアダイヤモンド)	1 1 0
引火点	113 °C (235 °F; 386 K)
自然発火; 温度	540 °C (1,004 °F; 813 K)
爆発限界	0.6～5.8%
	致死量または濃度（LD、LC）：
LD 50 (平均投与量)	2400 mg/kg（経口、ウサギ）; 3280 mg/kg（経口、ラット）; 1900 mg/kg（経口、マウス）; 2400 mg/kg（経口、ラット）
	NIOSH（米国健康暴露限界）：
PEL (許可)	TWA 1 mg/m3 （ 0.2 ppm）
REL (推奨)	TWA 1 mg/m3 （ 0.2 ppm）
IDLH（差し迫った危険）	100 mg/m3 [
	特に記載がない限り、データは標準状態（25 °C [77 °F]、100 kPa）の材料に関するものです。確認する（何ですか？）インフォボックス参照

ビフェニル（ジフェニル、フェニルベンゼン、1,1'-ビフェニル、レモネン^[4]またはBPとも呼ばれる）は、無色の結晶を形成する有機化合物です。特に古い文献では、ビフェニルから水素1個（結合部位）を除いた官能基を含む化合物には、キセニルまたはジフェニリルという接頭辞が使用されることがあります。^[5]

独特の心地よい香りがあります。ビフェニルは分子式(C ₆ H ₅ ) ₂の芳香族炭化水素です。かつては誘電液や熱伝達剤として広く使用されていたポリ塩化ビフェニル(PCB)の製造の出発物質として有名です。

ビフェニルは、乳化剤、蛍光増白剤、農薬、プラスチックなど、他の多くの有機化合物の製造のための中間体でもあります。ビフェニルは水に溶けませんが、一般的な有機溶媒には溶けます。ビフェニル分子は、2 つのフェニル環が結合して構成されています。

特性と発生

ビフェニルは室温では固体で、融点は 69.2 °C (156.6 °F) です。気相では、分子は 2 つのエナンチオモルフィックなねじれた形で存在し、2 つの環の平面間の角度は 44.4° です。室温で固体のビフェニルは、キラル結晶を許さない空間群P2 _{1 /c の結晶です。2 つのねじれた配座を伴う}二重井戸ポテンシャルがあるのではなく、ねじれがゼロのときにポテンシャルエネルギーが最小になります。^[6]^[7]

ビフェニルはコールタール、原油、天然ガス中に自然に存在し、蒸留によってこれらの源から分離することができます。^{[8]工業的には、}トルエンを脱アルキル化してメタンを生成する際の副産物として生産されます。

C ₆ H ₅ CH ₃ + C ₆ H ₆ → C ₆ H ₅ −C ₆ H ₅ + CH ₄

もう一つの主な経路はベンゼンの酸化脱水素反応によるものである。

2 C ₆ H ₆ + ½ O ₂ → C ₆ H ₅ −C ₆ H ₅ + H ₂ O

これらのルートでは年間40,000,000kgが生産されています。^[9]

実験室では、臭化フェニルマグネシウムを銅(II)塩で処理することによってビフェニルを合成することもできます。

ジアゾニウム塩を使って作ることもできます。アニリンを5°C で NaNO ₂ + 希 HClで処理すると、ベンゼンジアゾニウムクロリドが生成されます。これをさらにベンゼンと反応させると、ビフェニルが形成されます。これはゴンバーグ・バッハマン反応として知られています。

${\ce {Ph-NH2->[{\text{NaNO}}_{2}{\text{(aq), HCl}}][T{\text{=273-278K}}]Ph-N2+->[{\text{Ph-H, Δ}}]Ph-Ph}}$

反応と用途

ビフェニルは官能基を欠いているため、反応性が非常に低く、これが主な用途であるジフェニルエーテルとの共晶混合物の熱伝達剤としての用途の基礎となっている。この混合物は400℃まで安定している。^[9]

ビフェニルはスルホン化され、その後塩基加水分解されてp-ヒドロキシビフェニルとp , p′-ジヒドロキシビフェニルが生成され、これらは有用な殺菌剤です。他の置換反応では、ハロゲン化されます。ポリ塩化ビフェニルはかつて人気の殺虫剤でした。^[9]

リチウムビフェニルラジカル

リチウムビフェニルには、還元力の強いラジカルアニオン（-3.1 V vs Fc ^+/0）が含まれています。ビフェニルアニオンのアルカリ金属塩の溶媒和物は、X線結晶構造解析によっていくつか特徴付けられています。^[10]これらの塩は通常、その場で調製され、多目的還元剤です。^{[11]リチウムビフェニルは、関連する}リチウムナフテンに比べていくつかの利点があります。^[12] Li/ビフェニルに関連するのは、ビフェニルにtert-ブチル基を持つ誘導体です。 ^[13]

立体化学

ビフェニル、特にそのオルト置換誘導体における単結合の回転は立体的に妨げられる。このため、一部の置換ビフェニルはアトロプ異性を示す。つまり、個々の C ₂対称異性体は光学的に安定である。一部の誘導体、およびBINAPなどの関連分子は、不斉合成における配位子として応用されている。非置換ビフェニルの場合、平衡ねじれ角は 44.4° であり、ねじれ障壁は非常に小さく、0° で 6.0 kJ/mol、90° で 6.5 kJ/mol である。^[14]オルト置換基を追加すると障壁が大幅に増加します。2,2'-ジメチル誘導体の場合、障壁は 17.4 kcal/mol (72.8 kJ/mol) です。^[15]

ビフェニル化合物

置換ビフェニルには多くの用途がある。これらは、鈴木-宮浦反応やウルマン反応などのさまざまなカップリング反応によって生成される。ポリ塩化ビフェニルはかつて冷却・絶縁液として使用され、ポリ臭化ビフェニルは難燃剤である。ビフェニルモチーフは、ジフルニサルやテルミサルタンなどの薬剤にも見られる。略語E7 は、液晶ディスプレイで商業的に使用される長い脂肪族尾部を持ついくつかのシアノビフェニルからなる液晶混合物を表す( 5CB、7CB、8OCB、および 5CT ^[16] )。さまざまなベンジジン誘導体が染料やポリマーに使用されている。ビフェニル液晶候補の研究は、主に極性の高い頭部 (シアノ基やハロゲン化物基など) と脂肪族尾部を持つ分子に焦点を当てている。これは、抗生物質オリタバンシンの活性基の一部である。

安全性と生体活性

ビフェニルはカビや真菌の増殖を防ぐため、防腐剤として使用されます（E230 、E231、E232、E233と組み合わせて）。特に輸送中の柑橘類の保存に使用されます。欧州連合では、食品添加物としては承認されなくなりました。

ビフェニルは軽度の毒性があるが、生物学的に分解され、無毒な化合物に変換される。一部の細菌はビフェニルとそのポリ塩化ビフェニル（PCB）を水酸化することができる。^[17]

参照

ナフタレン（環が縮合している）
テルフェニル、3環類似体
ビチオフェン
ポリピロール

注記

^ abcdef NIOSH 化学物質の危険性に関するポケットガイド。「#0239」。国立労働安全衛生研究所(NIOSH)。
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^ 「ジフェニル」。生命または健康に直ちに危険となる濃度（IDLH）。米国国立労働安全衛生研究所（NIOSH）。2014年12月4日。 2015年3月17日閲覧。
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参考文献

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ビフェニル (1,1-ビフェニル)。 Wiley/VCH、ワインハイム (1991)、ISBN 3-527-28277-7。

外部リンク

国際化学物質安全性カード 0106
CDC - NIOSH 化学物質の危険性に関するポケットガイド
国家汚染物質目録 - ビフェニル
外部MSDS

[PGCH-1] NIOSH 化学物質の危険性に関するポケットガイド。「#0239」。国立労働安全衛生研究所(NIOSH)。

[GESTIS-2] 労働安全衛生研究所のGESTIS物質データベースの記録

[3] 「ジフェニル」。生命または健康に直ちに危険となる濃度（IDLH）。米国国立労働安全衛生研究所（NIOSH）。2014年12月4日。 2015年3月17日閲覧。

[4] 「ビフェニル」。NIST Chemistry WebBook。米国国立標準技術研究所。「リモネン」によると、あまり知られていない名前です。今週の分子アーカイブ。アメリカ化学会。2021年11月1日。

[5] “Beilsteins Handbuch derorganischen Chemie、第 5 巻”.

[6] ^ブルーノ・ランデロス・ リベラ博士、ヘスス・エルナンデス・トルヒーリョ（2021年12月15日）。「ビフェニル誘導体の分子構造と結晶パッキングの制御」。Chemistry Europe。87。doi：10.1002/cplu.202100492。

[7] ランデロス＝リベラ、ブルーノ;ジャンシック、ヴォイテック;モレノ・エスパルザ、ラファエル。マルティネス・オテロ、ディエゴ。エルナンデス＝トルヒーヨ、ヘスス（2021年5月27日）。「ビフェニル結晶における非共有結合性相互作用: 平面配座異性体は遷移状態ですか?」化学ヨーロッパ。27 (46): 11912–11918。土井：10.1002/chem.202101490。ISSN 0947-6539。PMID 34043851。

[8] Adams, NG; Richardson, DM (1953). 「ウェストエドモンド原油からのビフェニルの単離と同定」.分析化学. 25 (7): 1073–1074. doi :10.1021/ac60079a020.

[Ullmanns-9] グリースバウム、カール;ベーア、アルノ。ビーデンカップ、ディーター。ヴォーゲス、ハインツ・ヴェルナー。ガルベ、ドロテア。パエッツ、クリスチャン。コリン、ゲルト。メイヤー、ディーター。 Höke、Hartmut (2000)、「炭化水素」、ウルマン工業化学百科事典、doi :10.1002/14356007.a13_227、ISBN 978-3-527-30385-4

[10] Castillo, Maximiliano; Metta-Magaña, Alejandro J.; Fortier, Skye (2016). 「18-クラウン-6を用いた重量測定可能なアルカリ金属アレニドの分離」。New Journal of Chemistry . 40 (3): 1923–1926. doi :10.1039/C5NJ02841H.

[11] 柳沢明; 安江勝隆; 山本久 (1997). 「アリルバリウム試薬の位置選択的および立体選択的カルボキシル化: (E)-4,8-ジメチル-3,7-ノナジエン酸」. Org. Synth . 74 :178. doi :10.15227/orgsyn.074.0178.

[12] Rieke, Reuben D.; Wu, Tse-Chong; Rieke, Loretta I. (1995). 「有機カルシウム試薬の調製のための高反応性カルシウム：1-アダマンチルカルシウムハロゲン化物およびケトンへのその付加：1-(1-アダマンチル)シクロヘキサノール」。Org . Synth . 72 : 147. doi :10.15227/orgsyn.072.0147。

[13] Mudryk, Boguslaw; Cohen, Theodore (1995). 「エポキシドの還元リチウム化によって生成されるリチウムβ-リチオアルコキシドからの1,3-ジオール：2,5-ジメチル-2,4-ヘキサンジオール」。Org . Synth . 72 : 173. doi :10.15227/orgsyn.072.0173。

[14] Mikael P. Johansson および Jeppe Olsen (2008)。「ビフェニルのねじれ障壁と平衡角: 理論と実験の調和」。J . Chem. Theory Comput . 4 (9): 1460–1471. doi :10.1021/ct800182e. PMID 26621432。

[15] B. Testa (1982)。「分子の幾何学：基本原理と命名法」Christoph Tamm (編)。立体化学。エルゼビア。p. 18。

[16] アナ、モウキーニョ;マラ、サーベドラ。アレクサンドル・マイオー。ペトロヴァ、クラシミラ。バロス、M. テレサ。フィゲイリーニャス、JL;ジョアン・ソトマヨール（2011年6月30日）。「新しいメタクリレートモノマーをベースにしたフィルム: 合成、特性評価、および電気光学特性」。分子結晶と液晶。542 (1): 132/[654] – 140/[662]。土井：10.1080/15421406.2011.570154。S2CID 97514765。

[17] 「ビフェニル分解 - ストレプトマイセス・コエリカラー」、GenomeNetデータベースより。genome.jp。