Benzophenon

Benzophenon (IUPAC-Name Diphenylmethanon) ist eine organische Verbindung, die zu den Gruppen der Ketone und Aromaten zählt. Natürlich kommt Benzophenon als Geruchskomponente in Trauben vor.^[5]

Strukturformel
Allgemeines
Name	Benzophenon
Andere Namen	Diphenylmethanon (IUPAC) Diphenylketon Benzoylbenzol BENZOPHENONE (INCI)[1]
Summenformel	C13H10O
Kurzbeschreibung	farbloser Feststoff mit geranienartigem Geruch[2]
Externe Identifikatoren/Datenbanken
CAS-Nummer 119-61-9 EG-Nummer 204-337-6 ECHA-InfoCard 100.003.943 PubChem 3102 ChemSpider 2991 DrugBank DB01878 Wikidata Q409482
Eigenschaften
Molare Masse	182,22 g·mol−1
Aggregatzustand	fest
Dichte	1,111 g·cm−3 (bei 18 °C)[2]
Schmelzpunkt	49 °C[2]
Siedepunkt	305 °C[2]
Löslichkeit	gering löslich in Wasser (23 mg·l−1 bei 25 °C)[2] leicht löslich in Diethylether, Ethanol, Trichlormethan[3]
Sicherheitshinweise
GHS-Gefahrstoffkennzeichnung aus Verordnung (EG) Nr. 1272/2008 (CLP),[4] ggf. erweitert[2] Gefahr H- und P-Sätze H: 350​‐​373​‐​412 P: 260​‐​273​‐​308+313​‐​391​‐​501[2]
Soweit möglich und gebräuchlich, werden SI-Einheiten verwendet. Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen (0 °C, 1000 hPa).

Gewinnung und Darstellung

Im Labor kann Benzophenon ausgehend von Benzol dargestellt werden. Dieses wird zunächst mit Tetrachlormethan in Gegenwart von Aluminiumchlorid (AlCl₃) bei Temperaturen von 5–10 °C in einer doppelten Friedel-Crafts-Alkylierung zu Diphenyldichlormethan umgesetzt. Eine nachfolgende Hydrolyse dieses Zwischenprodukts liefert schließlich Benzophenon.^[6]

Synthese von Benzophenon aus Benzol und Tetrachlorkohlenstoff über Diphenyldichlormethan als Zwischenprodukt

Weiterhin ist auch die Friedel-Crafts-Acylierung von Benzol mit Benzoylchlorid in Anwesenheit einer Lewis-Säure (z. B. Aluminiumchlorid) möglich.^[3] Die letztgenannte Methode erlaubt die Synthese von unsymmetrisch substituierten Benzophenonen in sehr hohen Ausbeuten.^[7]

Eigenschaften

Physikalische Eigenschaften

Benzophenon bildet farblose rhombische Kristalle, die bei 49 °C schmelzen. Unter Normaldruck siedet die Verbindung bei 305 °C.^[2] Die Dampfdruckfunktion ergibt sich nach Antoine entsprechend log₁₀(P) = A−(B/(T+C)) (P in bar, T in K) mit A = 4,36238, B = 2116,372 und C = −93,43 im Temperaturbereich von 474 bis 579 K^[8] Die wichtigsten thermodynamischen Eigenschaften sind in der folgenden Tabelle aufgelistet:

Eigenschaft	Typ	Wert [Einheit]
Standardbildungsenthalpie	ΔfH0gas ΔfH0solid	49,9 kJ·mol−1[9] −34,48 kJ·mol−1[9]
Verbrennungsenthalpie	ΔcH0solid	−6510.3 kJ·mol−1[9]
Wärmekapazität	cp	224,80 J·mol−1·K−1 (25 °C)[10] als Feststoff
Schmelzenthalpie	ΔfH0	18,194 kJ·mol−1[10] beim Schmelzpunkt
Schmelzentropie	ΔfS0	56,67 kJ·mol−1[10] beim Schmelzpunkt
Verdampfungsenthalpie	ΔVH0	94,977 kJ·mol−1[11] bei 25 °C
Kritische Temperatur	TC	830 K[12]
Kritischer Druck	PC	33,52 bar[12]
Kritische Dichte	ρC	1,762 mol·l−1[12]

Verwendung

Benzophenon wird als Photoinitiator in UV-Härtungs-Anwendungen, wie Tinten und Beschichtungen in der Druckindustrie, verwendet.

Als Inhaltsstoff in Kosmetika schützt es Duftstoffe und Farben in Produkten wie Cremes, Parfüms, Seifen oder aber Kunststoffverpackungen vor Zerstörung durch UV-Strahlung.^[3] Auch als blumiger Riechstoff findet es Verwendung.^[13][5] Im Labormaßstab findet es als Indikator bei der Trocknung von organischen Lösungsmitteln mit Natrium Anwendung. Dieses reduziert Benzophenon zum tiefblauen Ketylradikal, welches in Abwesenheit von Wasser und Sauerstoff mäßig stabil ist.^[3]

Derivate

Es werden verschiedene Derivat des Benzophenons durch INCI als BENZOPHENONE bezeichnet. Bis(2,4-dihydroxyphenyl)methanon^[14] wird unter der Bezeichnung „BENZOPHENONE-2“ geführt. Oxybenzon („BENZOPHENONE-3“), ist nach der deutschen Kosmetik-Verordnung als UV-Schutz in Sonnencremes zugelassen. Es kann allergisierend wirken.^[15] Sulisobenzon (auch „BENZOPHENONE-4“) ist ebenfalls als Bestandteil von Sonnencremes als UV-B- und UV-A- Schutz zugelassen.^[16] Bis(2-hydroxy-4-methoxyphenyl)methanon^[17] wird unter der Bezeichnung „BENZOPHENONE-6“ geführt.

Sicherheitshinweise

Die Internationale Agentur für Krebsforschung (IARC) stufte Benzophenon im Jahr 2013 als möglicherweise krebserzeugend ein.^[18]

Benzophenon wurde 2013 von der EU gemäß der Verordnung (EG) Nr. 1907/2006 (REACH) im Rahmen der Stoffbewertung in den fortlaufenden Aktionsplan der Gemeinschaft (CoRAP) aufgenommen. Hierbei werden die Auswirkungen des Stoffs auf die menschliche Gesundheit bzw. die Umwelt neu bewertet und ggf. Folgemaßnahmen eingeleitet. Ursächlich für die Aufnahme von Benzophenon waren die Besorgnisse bezüglich Verbraucherverwendung, hohes Risikoverhältnis (Risk Characterisation Ratio, RCR) und weit verbreiteter Verwendung sowie der Gefahren ausgehend von einer möglichen Zuordnung zur Gruppe der CMR-Stoffe. Die Neubewertung fand ab 2013 statt und wurde von Dänemark durchgeführt. Anschließend wurde ein Abschlussbericht veröffentlicht.^[19][20]

Einzelnachweise

1. Eintrag zu BENZOPHENONE in der CosIng-Datenbank der EU-Kommission, abgerufen am 22. Oktober 2021.
2. Eintrag zu Benzophenon in der GESTIS-Stoffdatenbank des IFA, abgerufen am 11. März 2022. (JavaScript erforderlich)
3. Eintrag zu Benzophenon. In: Römpp Online. Georg Thieme Verlag, abgerufen am 19. Juni 2014.
4. Eintrag zu Benzophenon im Classification and Labelling Inventory der Europäischen Chemikalienagentur (ECHA), abgerufen am 3. August 2023. Hersteller bzw. Inverkehrbringer können die harmonisierte Einstufung und Kennzeichnung erweitern.
5. Karl‐Georg Fahlbusch, Franz‐Josef Hammerschmidt, Johannes Panten, Wilhelm Pickenhagen, Dietmar Schatkowski, Kurt Bauer, Dorothea Garbe, Horst Surburg: Flavors and Fragrances. In: Ullmann’s Encyclopedia of Industrial Chemistry. Band 15, 2012, S. 126, doi:10.1002/14356007.a11_141.
6. C. S. Marvel, W. M. Sperry: Benzophenone In: Organic Syntheses. 8, 1928, S. 26, doi:10.15227/orgsyn.008.0026; Coll. Vol. 1, 1941, S. 95 (PDF).
7. C.-W. Schellhammer In: Klaus-Dieter Bode, Eugen Müller, Josef Houben, Theodor Weyl (Hrsg.): Methoden der Organischen Chemie. Band 7/2a, Thieme-Verlag 1973, ISBN 3-13-206004-6, S. 15.
8. R. R. Dreisbach, S. A. Shrader: Vapor Pressure-Temperature Data on Some Organic Compounds. In: Ind. Eng. Chem. 41, 1949, S. 2879–2880, doi:10.1021/ie50480a054.
9. R. Sabbah, M. Laffitte: Etude thermodynamique de la molecule de benzophenone. In: Thermochim. Acta. 23, 1978, S. 196–198, doi:10.1016/0040-6031(78)85128-4.
10. C. G. DeKruif, J. C. Van Miltenburg, J. G. Blok: Molar heat capacities and vapour pressures of solid and liquid benzophenone. In: J. Chem. Thermodynam. 15, 1983, S. 129–136, doi:10.1016/0021-9614(83)90151-9.
11. K. Neumann, E. Volker: Eine Drehwaagemethode zur Messung kleinster Dampfdrücke. In: Z. Phys. Chem. 161, 1932, S. 33–45.
12. W. V. Steele, R. D. Chirico, I. A. Hossenlopp, S. E. Knipmeyer, A. Nguyen, N. K. Smith: DIPPR project 871. Determination of ideal-gas enthalpies of formation for key compounds. The 1990 project results, Experimental Results for DIPPR 1990-91 Projects on Phase Equilibria and Pure Component Properties. In: DIPPR Data Ser. Nr. 2, 1994, S. 188–215.
13. Dieter Martinetz, R. Hartwig: Taschenbuch der Riechstoffe: Ein Lexikon von A bis Z, Verlag Harri Deutsch, Thun und Frankfurt/Main 1998, ISBN 3-8171-1539-3.
14. Externe Identifikatoren von bzw. Datenbank-Links zu 2,2′,4,4′-Tetrahydroxybenzophenon: CAS-Nr.: 131-55-5, EG-Nr.: 205-028-9, ECHA-InfoCard: 100.004.573, PubChem: 8571, ChemSpider: 8253, Wikidata: Q27286728.
15. A. Darvay, I. R. White, R. J. Rycroft, A. B. Jones, J. L. Hawk, J. P. McFadden: Photoallergic contact dermatitis is uncommon. In: Br J Dermatol. 145(4), 2001, S. 597–601. PMID 11703286.
16. G. J. Nohynek, H. Schaefer: Benefit and risk of organic ultraviolet filters. In: Regul. Toxicol. Pharmacol. Band 33, Nr. 3, 2001, S. 285–299, doi:10.1006/rtph.2001.1476, PMID 11407932.
17. Externe Identifikatoren von bzw. Datenbank-Links zu Bis(2-hydroxy-4-methoxyphenyl)methanon: CAS-Nr.: 131-54-4, EG-Nr.: 205-027-3, ECHA-InfoCard: 100.004.572, PubChem: 8570, ChemSpider: 8252, Wikidata: Q27266628.
18. Some chemicals present in industrial and consumer products, food and drinking-water (= IARC monographs on the evaluation of carcinogenic risks to humans. Nr. 101). International agency for research on cancer, Lyon 2013, ISBN 978-92-832-1324-6 (iarc.fr).
19. Europäische Chemikalienagentur (ECHA): Substance Evaluation Conclusion and Evaluation Report, 2018.
20. Community Rolling Action Plan (CoRAP) der Europäischen Chemikalienagentur (ECHA): Benzophenone, abgerufen am 26. März 2019.