Гидроксиламин

редактировать
Гидроксиламин
Стерео, скелетная формула гидроксиламина со всеми добавленными атомами водорода в явном виде Модель заполнения пространства гидроксиламина
Стерео, скелетная формула гидроксиламина со всеми добавленными атомами водорода и различными размерами
Имена
Предпочтительное название IUPAC Гидроксиламин (только предварительно выбранный)
Другие имена Азиновая кислота Аминол Азанол Гидроксиамин Гидроксиазан Гидроксилазан Азотная кислота
Идентификаторы
Количество CAS
3D модель ( JSmol )
3DMet
ЧЭБИ
ЧЭМБЛ
ChemSpider
ECHA InfoCard 100.029.327 Отредактируйте это в Викиданных
Номер ЕС
Ссылка на Гмелин 478
КЕГГ
MeSH Гидроксиламин
PubChem CID
Номер RTECS
UNII
Панель управления CompTox ( EPA)
ИнЧИ
  • InChI = 1S / H3NO / c1-2 / div class="ht"H, 1H2 проверитьY Ключ: AVXURJPOCDRRFD-UHFFFAOYSA-N проверитьY
  • InChI = 1 / H3NO / c1-2 / div class="ht"H, 1H2 Ключ: AVXURJPOCDRRFD-UHFFFAOYAD
Улыбки
  • НЕТ
Характеристики
Химическая формула H 3 N O
Молярная масса 33,030  г моль -1
Появление Яркие белые непрозрачные кристаллы
Плотность 1,21 г см −3 (при 20 ° C)
Температура плавления 33 ° С (91 ° F, 306 К)
Точка кипения 58 ° C (136 ° F, 331 K) / 22 мм рт. Ст. (Разлагается)
журнал P -0,758
Кислотность (p K a) 6,03 (NH 3 OH +)
Основность (p K b) 7,97
Состав
Координационная геометрия Тригональный на N
Молекулярная форма Тетраэдр на N
Дипольный момент 0,67553 D
Термохимия
Теплоемкость ( C) 46.47 Дж -1 моль -1
Стандартная мольная энтропия ( S o 298) 236,18 Дж -1 моль -1
Std энтальпия формации (Δ F H 298) −39,9 кДж моль −1
Опасности
Паспорт безопасности ICSC 0661
Классификация ЕС (DSD) (устарела) E XnXiN Вредный Раздражающий Опасно для окружающей среды (природы)
R-фразы (устаревшие) R2, R21 / 22, R37 / 38, R40, R41, R43, R48 / 22, R50
S-фразы (устаревшие) (S2), S26, S36 / 37/39, S61
NFPA 704 (огненный алмаз) Health code 2: Intense or continued but not chronic exposure could cause temporary incapacitation or possible residual injury. E.g. chloroform Flammability code 1: Must be pre-heated before ignition can occur. Flash point over 93 °C (200 °F). E.g. canola oil Instability code 3: Capable of detonation or explosive decomposition but requires a strong initiating source, must be heated under confinement before initiation, reacts explosively with water, or will detonate if severely shocked. E.g. hydrogen peroxide Special hazards (white): no codeNFPA 704 четырехцветный алмаз 2 1 3
точка возгорания 129 ° С (264 ° F, 402 К)
самовоспламенения температуру 265 ° С (509 ° F, 538 К)
Смертельная доза или концентрация (LD, LC):
LD 50 ( средняя доза ) 408 мг / кг (перорально, мышь); 59–70 мг / кг (внутрибрюшинно, мышь, крыса); 29 мг / кг (подкожно, крыса)
Родственные соединения
Родственные соли гидроксиламмония Хлорид гидроксиламмония Нитрат гидроксиламмония Сульфат гидроксиламмония
Родственные соединения Аммиак

Гидразин

Если не указано иное, данные приведены для материалов в их стандартном состоянии (при 25 ° C [77 ° F], 100 кПа).
☒N  проверить  ( что есть    ?) проверитьY☒N
Ссылки на инфобоксы

Гидроксиламин представляет собой неорганическое соединение с формулой NH 2 OH. Чистый материал представляет собой белое, нестабильная кристаллический, гигроскопичное соединение. Однако гидроксиламин почти всегда присутствует и используется в виде водного раствора. Он используется для получения оксимов, важной функциональной группы. Он также является промежуточным звеном при биологической нитрификации. При биологической нитрификации окисление NH 3 до гидроксиламина опосредуется ферментом аммиачно-монооксигеназой (AMO). Гидроксиламин оксидоредуктаза (HAO) дополнительно окисляет гидроксиламин до нитрита.

СОДЕРЖАНИЕ
  • 1 История
  • 2 Производство
  • 3 Реакции
  • 4 Функциональная группа
  • 5 применений
  • 6 Безопасность и защита окружающей среды
  • 7 См. Также
  • 8 ссылки
  • 9 Дальнейшее чтение
  • 10 Внешние ссылки
История

Гидроксиламин был впервые получен в виде гидрохлорида гидроксиламина в 1865 году немецким химиком Вильгельмом Клеменсом Лоссеном (1838–1906); он взаимодействовал с оловом и соляной кислотой в присутствии этилнитрата. Впервые он был приготовлен в чистом виде в 1891 году голландским химиком Лобри де Брюйном и французским химиком Леоном Морисом Крисмером (1858-1944). Координационный комплекс ZnCl 2 (NH 2 OH) 2, известные как соль Crismer, в выпусках гидроксиламин при нагревании.

Производство

NH 2 OH можно получить несколькими путями. Основной путь проходит через процесс Рашига : водный раствор нитрита аммония восстанавливается HSO 3 - и SO 2 при 0 ° C с образованием гидроксиламидо-N, N-дисульфонат-аниона:

NH 4НЕТ 2+ 2 СО 2+ NH 3+ H 2O → 2 NH+ 4+ N (OH) (SO 3)2- 2

Затем этот анион гидролизуют с образованием (NH 3ОЙ) 2ТАК 4:

N (OH) (SO 3)2- 2+ H 2О → NH (ОН) (SO 3)- + HSO- 4
2 NH (OH) (SO 3)- + 2 часа 2O → (NH 3ОЙ) 2ТАК 4+ ТАК2- 4

Твердый NH 2 OH можно собрать обработкой жидким аммиаком. Сульфат аммония, (NH 4) 2ТАК 4нерастворимый в жидком аммиаке побочный продукт удаляют фильтрованием; жидкий аммиак выпаривают, получая желаемый продукт.

Чистая реакция:

2 НЕТ- 2+ 4 СО 2+ 6 часов 2O + 6 NH 3→ 4 СО2- 4+ 6 NH+ 4+ 2 NH 2ОЙ

Соли гидроксиламмония затем могут быть преобразованы в гидроксиламин путем нейтрализации:

(NH 3 OH) Cl + NaOBu → NH 2 OH + NaCl + BuOH

Юлий Тафель обнаружил, что гидроксиламин гидрохлорид или сульфат соли могут быть получены путем электролитического восстановления из азотной кислоты с HCl или H 2 SO 4, соответственно:

HNO 3+ 3 часа 2→ NH 2ОН + 2 Н

Гидроксиламин может быть также получен восстановлением азотистой кислоты или нитрита калия с бисульфитом :

HNO 2+ 2 HSO- 3→ N (OH) (OSO 2)2- 2+ H 2O → NH (OH) (OSO 2)- + HSO- 4
NH (OH) (OSO 2)- + H + (100 ° C / 1 ч) → NH 3(ОЙ)+ + HSO- 4
Реакции

Гидроксиламин реагирует с электрофилами, такими как алкилирующие агенты, которые могут присоединяться либо к атомам кислорода, либо к атомам азота:

RX + NH 2 OH → R-ONH 2 + HX
RX + NH 2 OH → R-NHOH + HX

Реакция NH 2 OH с альдегидом или кетоном дает оксим.

R 2 C = O + NH 2 OH ∙ HCl, NaOH → R 2 C = NOH + NaCl + H 2 O

Эта реакция полезна для очистки кетонов и альдегидов: если гидроксиламин добавляют к альдегиду или кетону в растворе, образуется оксим, который обычно осаждается из раствора; нагревание осадка с неорганической кислотой затем восстанавливает исходный альдегид или кетон.

Оксимы, например диметилглиоксим, также используются в качестве лигандов.

NH 2 OH реагирует с хлорсульфоновой кислотой, давая гидроксиламин- O- сульфоновую кислоту, полезный реагент для синтеза капролактама.

HOSO 2 Cl + NH 2 OH → NH 2 OSO 2 OH + HCl

Гидроксиламин- O- сульфоновая кислота, которую следует хранить при 0 ° C для предотвращения разложения, может быть проверена йодометрическим титрованием.

Гидроксиламин (NH 2 OH) или гидроксиламины (R-NHOH) могут быть восстановлены до аминов.

NH 2 OH (Zn / HCl) → NH 3
R-NHOH (Zn / HCl) → R-NH 2

Гидроксиламин взрывается при нагревании:

4 NH 2 OH + O 2 → 2 N 2 + 6 H 2 O

Высокая реакционная способность частично обусловлена частичной изомеризацией структуры NH 2 OH до оксида аммиака (также известного как оксид азана) со структурой NH 3 + O -.

Функциональная группа
Функциональная группа N-гидроксиламина

Замещенные производные гидроксиламина известны. Если гидроксил водорода замещен, это называется O- гидроксиламином, если один из атомов водорода амина замещен, это называется N- гидроксиламином. Как правило, более распространены N- гидроксиламины. Подобно обычным аминам, можно различать первичные, вторичные и третичные гидроксиламины, причем последние два относятся к соединениям, в которых два или три атома водорода замещены соответственно. Примеры соединений, содержащих гидроксиламин функциональной группы, являются N - трет - бутил-гидроксиламин или гликозидная связь в калихеамицине. N, O- Диметилгидроксиламин представляет собой связующий агент, используемый для синтеза амидов Вайнреба.

Синтез

Наиболее распространенный метод синтеза замещенных гидроксиламинов - окисление амина пероксидом бензоила. Необходимо соблюдать осторожность, чтобы предотвратить чрезмерное окисление до нитрона. Другие методы включают:

Использует

Гидроксиламин и его соли обычно используются в качестве восстановителей в бесчисленных органических и неорганических реакциях. Они также могут действовать как антиоксиданты жирных кислот.

Превращение циклогексанона в капролактам с участием перегруппировки Бекмана можно понять с помощью этой схемы.

При синтезе нейлона 6, циклогексанон ( 1) сначала превращают в его оксим ( 2) путем конденсации с гидроксиламином. Обработка этого оксима кислотой вызывает перегруппировку Бекмана с образованием капролактама ( 3). Последний может затем подвергнуться полимеризации с раскрытием кольца с получением нейлона 6.

Нитратная соль, нитрат гидроксиламмония, исследуется в качестве ракетного топлива как в водном растворе в качестве монотоплива, так и в твердой форме в качестве твердого топлива.

Это также использовалось в прошлом биологами для введения случайных мутаций путем переключения пар оснований с G на A или с C на T. Это было сделано для исследования функциональных областей генов, чтобы выяснить, что происходит, если их функции нарушаются. В настоящее время используются другие мутагены.

Гидроксиламина может также использоваться, чтобы выборочно высоко скол аспарагинильного - глицин пептидных связей в пептидах и белках. Он также связывается и навсегда отключает (отравляет) гемсодержащие ферменты. Он используется в качестве необратимого ингибитора комплекса фотосинтеза, выделяющего кислород, из- за его структуры, сходной с водой.

Этот путь также включает перегруппировку Бекмана, например превращение циклогексанона в капролактам.

Альтернативный промышленный синтез парацетамола, разработанный Hoechst - Celanese включает конверсию кетона к кетоксим с гидроксиламином.

Некоторые нехимические применения включают удаление волос с шкур животных и фотографические проявители. В полупроводниковой промышленности гидроксиламин часто является компонентом «стриппера резиста», который удаляет фоторезист после литографии.

Безопасность и защита окружающей среды

Гидроксиламин может взорваться при нагревании. Природа взрывоопасной опасности до конца не изучена. По крайней мере, два завода по производству гидроксиламина были разрушены с 1999 года с человеческими жертвами. Однако известно, что соли двухвалентного и трехвалентного железа ускоряют разложение 50% -ных растворов NH 2 OH. С гидроксиламином и его производными более безопасно обращаться в форме солей.

Это раздражитель дыхательных путей, кожи, глаз и других слизистых оболочек. Он может всасываться через кожу, вреден при проглатывании и является возможным мутагеном.

Цитохром P460, фермент, содержащийся в окисляющих аммиак бактериях Nitrosomonas europea, может превращать гидроксиламин в закись азота, мощный парниковый газ.

Смотрите также
использованная литература
дальнейшее чтение
  • Гидроксиламин
  • Уолтерс, Майкл А. и Эндрю Б. Хоэм. «Гидроксиламин». Электронная энциклопедия реагентов для органического синтеза. 2001 г.
  • Лаборатория вычислительной химии Schupf
  • MW Rathke AA Millard "Бораны в функционализации олефинов до аминов: 3-пинанамин", органический синтез, Coll. Vol. 6, стр. 943; Vol. 58, стр. 32. (получение гидроксиламин-О-сульфоновой кислоты).
внешние ссылки
Последняя правка сделана 2023-03-27 10:59:00
Содержание доступно по лицензии CC BY-SA 3.0 (если не указано иное).
Обратная связь: support@alphapedia.ru
Соглашение
О проекте