Bifenil (Bahasa Inggris: biphenyl, disingkat BP; juga dikenal sebagai difenil, fenilbenzena, 1,1′-bifenil, atau lemonena[4]) adalah senyawa organik yang membentuk kristal tidak berwarna. Khususnya dalam literatur lama, senyawa yang mengandung gugus fungsional yang terdiri dari bifenil dikurangi satu hidrogen (tempat ia terikat) dapat menggunakan awalan "xenil" atau "difenilil".[5]
Bifenil memiliki aroma yang khas dan menyenangkan. Bifenil adalah hidrokarbon aromatik dengan rumus molekul (C6H5)2. Senyawa ini terkenal sebagai bahan baku untuk produksi bifenil poliklorinasi (PCB), yang dulunya banyak digunakan sebagai cairan dielektrik dan pentransfer panas.
Bifenil juga merupakan zat perantara untuk produksi sejumlah senyawa organik lainnya seperti pengemulsi, pencerah optik, produk fungisida, dan plastik. Bifenil tidak larut dalam air, tetapi larut dalam pelarut organik umum. Molekul bifenil terdiri dari dua cincin fenil yang terhubung.
Sifat dan keberadaan
Bifenil adalah padatan pada suhu ruang, dengan titik leleh 69,2 °C (156,6 °F). Dalam fase gas, molekul tersebut ada dalam dua bentuk terpilin enantiomorfik dengan sudut antara bidang kedua cincin sebesar 44,4(2)°.[6] Pada padatan suhu ruang, bifenil bersifat kristal dengan grup ruang P21/c, yang tidak memungkinkan adanya kristal kiral. Pada penentuan struktur pertama dalam keadaan padat, molekul tersebut digambarkan sebagai planar sempurna dalam batas kesalahan.[7][8] Susunan planar dalam fase kristal I diasumsikan sebagai hasil dari gangguan dinamis, yaitu mewakili rata-rata dari dua struktur terpilin. Fase padat suhu rendah II dan III telah digambarkan sebagai struktur termodulasi dengan molekul bifenil terkunci dalam salah satu dari dua konformasi non-planar dengan sudut torsi berkisar antara 9 hingga 21°.[9] Sebuah studi dari tahun 2021 menyimpulkan bahwa dalam fase kristal pada 100 K tidak ada potensial sumur ganda yang terkait dengan dua konformasi terpilin, tetapi energi potensial diminimalkan menjadi nol putaran.[10][11] Relatif terhadap molekul bebas, oleh karena itu, ini mewakili keadaan transisi inversi yang distabilkan oleh interaksi antarmolekul dalam kristal molekuler.
Bifenil terdapat secara alami dalam tar batu bara, minyak mentah, dan gas alam serta dapat diisolasi dari sumber-sumber ini melalui penyulingan.[12] Senyawa ini diproduksi secara industri sebagai produk sampingan dari dealkilasi toluena untuk menghasilkan metana:
C6H5CH3 + C6H6 → C6H5−C6H5 + CH4
Rute utama lainnya adalah melalui dehidrogenasi oksidatif benzena:
2 C6H6 + 12O2 → C6H5−C6H5 + H2O
Setiap tahunnya, 40.000.000 kg diproduksi melalui rute-rute ini.[13]
Di laboratorium, bifenil juga dapat disintesis dengan mereaksikan fenilmagnesium bromida dengan garam tembaga(II).
Senyawa ini juga dapat disiapkan menggunakan garam diazonium. Ketika anilina direaksikan dengan NaNO2 + HCl encer pada suhu 5 °C, akan menghasilkan benzena diazonium klorida. Jika senyawa ini direaksikan lebih lanjut dengan benzena maka akan terbentuk bifenil. Reaksi ini dikenal sebagai reaksi Gomberg–Bachmann.
Reaksi dan penggunaan
Karena tidak memiliki gugus fungsional, bifenil relatif tidak reaktif, yang menjadi dasar penggunaan utamanya: dalam campuran eutektik dengan difenil eter, sebagai pentransfer panas. Campuran ini stabil hingga 400 °C.[13]
Bifenil mengalami sulfonasi aromatik, yang diikuti oleh hidrolisis basa, menghasilkan p-hidroksibifenil dan p,p′-dihidroksibifenil, yang merupakan fungisida yang berguna. Dalam reaksi substitusi lainnya, ia mengalami halogenasi. Bifenil poliklorinasi pernah menjadi pestisida populer.[13]
Radikal litium bifenil
Litium bifenil mengandung anion radikal, yang sangat reduktif (−3,1 V vs Fc+/0). Beberapa solvat garam logam alkali dari anion bifenil telah dikarakterisasi dengan kristalografi sinar-X.[14] Garam-garam ini, biasanya disiapkan secara in situ, merupakan agen pereduksi serbaguna.[15] Litium bifenil menawarkan beberapa keuntungan relatif terhadap litium naftena yang terkait.[16] Terkait dengan litium/bifenil adalah turunan dengan gugus tert-butil pada bifenil.[17]
Stereokimia
Rotasi di sekitar ikatan tunggal dalam bifenil, dan terutama turunan orto-tersubstitusinya, terhalang secara sterik. Karena alasan ini, beberapa bifenil tersubstitusi menunjukkan atropisomerisme, yaitu isomer simetris C2 individual stabil secara optik. Beberapa turunan, serta molekul terkait seperti BINAP, menemukan kegunaan sebagai ligan dalam sintesis asimetris. Dalam kasus bifenil tak tersubstitusi, sudut torsi kesetimbangan adalah 44,4° dan hambatan torsi cukup kecil; 6 kJ/mol pada 0° dan 6,5 kJ/mol pada 90°.[18] Penambahan substituen orto sangat meningkatkan hambatan: dalam kasus turunan 2,2'-dimetil, hambatannya adalah 17,4 kkal/mol (72,8 kJ/mol).[19]
Senyawa bifenil
Bifenil tersubstitusi memiliki banyak kegunaan. Senyawa ini disiapkan melalui berbagai reaksi penggandengan, termasuk reaksi Suzuki-Miyaura dan reaksi Ullmann. Bifenil poliklorinasi pernah digunakan sebagai cairan pendingin dan isolasi, dan bifeni polibrominasi adalah penghambat nyala. Motif bifenil juga muncul dalam obat-obatan seperti diflunisal dan telmisartan. Singkatan E7 merupakan singkatan dari campuran kristal cair yang terdiri dari beberapa sianobifenil dengan ekor alifatik panjang yang digunakan secara komersial dalam tampilan kristal cair (5CB, 7CB, 8OCB dan 5CT[20]).
Keamanan dan bioaktivitas
Bifenil bersifat sedikit toksik, tetapi dapat didegradasi secara biologis dengan konversi menjadi senyawa yang tidak toksik. Beberapa bakteri mampu menghidroksilasi bifenil dan bifenil poliklorinasi (PCB).[21]
↑"Diphenyl". Immediately Dangerous to Life or Health Concentrations (IDLH). National Institute for Occupational Safety and Health (NIOSH). 4 December 2014. Diakses tanggal 17 March 2015.
↑Adams, N. G.; Richardson, D. M. (1953). "Isolation and Identification of Biphenyls from West Edmond Crude Oil". Analytical Chemistry. 25 (7): 1073–1074. doi:10.1021/ac60079a020.
↑Castillo, Maximiliano; Metta-Magaña, Alejandro J.; Fortier, Skye (2016). "Isolation of gravimetrically quantifiable alkali metal arenides using 18-crown-6". New Journal of Chemistry. 40 (3): 1923–1926. doi:10.1039/C5NJ02841H.
↑Rieke, Reuben D.; Wu, Tse-Chong; Rieke, Loretta I. (1995). "Highly Reactive Calcium for the Preparation of Organocalcium Reagents: 1-Adamantyl Calcium Halides and Their Addition to Ketones: 1-(1-Adamantyl)cyclohexanol". Org. Synth. 72: 147. doi:10.15227/orgsyn.072.0147.
↑Mikael P. Johansson and Jeppe Olsen (2008). "Torsional Barriers and Equilibrium Angle of Biphenyl: Reconciling Theory with Experiment". J. Chem. Theory Comput. 4 (9): 1460–1471. doi:10.1021/ct800182e. PMID26621432.
↑B. Testa (1982). "The geometry of molecules: basic principles and nomenclatures". Dalam Christoph Tamm (ed.). Stereochemistry. Elsevier. hlm.18.
↑Mouquinho, Ana; Saavedra, Mara; Maiau, Alexandre; Petrova, Krasimira; Barros, M. Teresa; Figueirinhas, J. L.; Sotomayor, João (30 June 2011). "Films Based on New Methacrylate Monomers: Synthesis, Characterisation and Electro-Optical Properties". Molecular Crystals and Liquid Crystals. 542 (1): 132/[654]–140/[662]. Bibcode:2011MCLC..542..132M. doi:10.1080/15421406.2011.570154. S2CID97514765.
![{\displaystyle {\mathrm {Ph} {-}\mathrm {NH} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}{}\mathrel {\xrightarrow[{\mathrm {T} \;{=}\;273{}-{}278\;\mathrm {K} }]{{\text{NaNO}}{\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}{\text{(aq), HCl}}}} {}\mathrm {Ph} {-}\mathrm {N} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}{\vphantom {A}}^{+}{}\mathrel {\xrightarrow {\text{Ph-H, Δ}} } {}\mathrm {Ph} {-}\mathrm {Ph} }}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/b34e441b43704d23735dc875eff26a67bf9de224)