Óxido de amina - Amine oxide
Um óxido de amina , também conhecido como N- óxido e N- óxido de amina , é um composto químico que contém o grupo funcional R 3 N + −O - , uma ligação covalente de coordenada N − O com três lados adicionais de hidrogênio e / ou hidrocarboneto cadeias anexadas a N. Às vezes é escrito como R 3 N → O ou, erroneamente, como R 3 N = O.
Em sentido estrito, o termo óxido de amina se aplica apenas a óxidos de aminas terciárias . Às vezes, também é usado para os derivados análogos de aminas primárias e secundárias.
Exemplos de óxidos de aminas incluem piridina N -óxido , um sólido cristalino solúvel em água, com ponto de fusão 62-67 ° C, e N -metilmorfolina N -óxido , que é um oxidante.
Formulários
Os óxidos de amina são surfactantes comumente usados em produtos de consumo, como xampus, condicionadores, detergentes e produtos de limpeza para superfícies duras. O óxido de alquil dimetil amina (comprimentos de cadeia C10-C16) é o óxido de amina mais usado comercialmente. Eles são considerados uma classe de compostos de alto volume de produção em mais de um país membro da Organização para Cooperação e Desenvolvimento Econômico (OCDE) ; com produção anual superior a 26.000, 16.000 e 6.800 toneladas (28.700, 17.600 e 7.500 toneladas curtas) nos EUA, Europa e Japão, respectivamente. Na América do Norte, mais de 95% dos óxidos de amina são usados em produtos de limpeza doméstica. Eles servem como estabilizantes, espessantes, emolientes, emulsificantes e condicionadores com concentrações ativas na faixa de 0,1–10%. O restante (<5%) é usado em produtos de cuidados pessoais, institucionais, comerciais e para usos patenteados exclusivos, como fotografia.
Propriedades
Os óxidos de amina são usados como grupo protetor de aminas e como intermediários químicos . Os óxidos de alquilamina de cadeia longa são usados como surfactantes anfotéricos e estabilizadores de espuma .
Os óxidos de amina são moléculas altamente polares e têm uma polaridade próxima à dos sais de amônio quaternário . Os óxidos de amina pequenos são muito hidrofílicos e têm excelente solubilidade em água e uma solubilidade muito baixa na maioria dos solventes orgânicos .
Os óxidos de amina são bases fracas com um p K b em torno de 4,5 que formam R 3 N + −OH, hidroxilaminas catiônicas , após protonação a um pH abaixo de seu p K b .
Síntese
Quase todos os óxidos de amina são preparados pela oxidação de aminas alifáticas terciárias ou N- heterociclos aromáticos . O peróxido de hidrogênio é o reagente mais comum tanto industrialmente quanto na academia, porém os perácidos também são importantes. Os agentes de oxidação mais especializados, pode ver uso nicho, por exemplo, ácido de Caro ou m CPBA . Reações espontâneas ou catalisadas usando oxigênio molecular são raras. Algumas outras reações também produzirão óxidos de amina, como a eliminação retro-Cope , porém raramente são empregadas.
Reações
Os óxidos de amina exibem muitos tipos de reações.
- Eliminação pirolítica. Os óxidos de amina, quando aquecidos a 150–200 ° C, eliminam uma hidroxilamina, resultando em um alceno . Essa reação de eliminação de sin- eliminação pirolítica é conhecida pelo nome de reação de Cope . O mecanismo é semelhante ao da eliminação de Hofmann .
- Redução a aminas. Os óxidos de amina são prontamente convertidos na amina original por reagentes de redução comuns, incluindo hidreto de alumínio e lítio , boro-hidreto de sódio , redução catalítica , zinco / ácido acético e ferro / ácido acético. Os N- óxidos de piridina podem ser desoxigenados por oxicloreto de fósforo
- Catálise sacrificial. Os oxidantes podem ser regenerado por reduo de N -idos, como no caso da regeneração de tetróxido de ósmio por N -metilmorfolina N -óxido.
- O- alquilação. Os N- óxidos de piridina reagem com haletos de alquil ao produto O- alquilado
- Bis- tro derivados -piridina adsorvidos em superfícies de prata são discutidos para reagir com o oxigénio para bis- ter piridina N -óxido. Essa reação pode ser seguida por microscopia de tunelamento por vídeo- varredura com resolução submolecular.
- No rearranjo de Meisenheimer (após Jakob Meisenheimer ) certos N- óxidos R 1 R 2 R 3 N + O - reorganizar em hidroxilaminas R 2 R 3 N − O − R 1
- Na reação de Polonovski, um N- óxido terciário é clivado pelo anidrido de ácido acético na acetamida e aldeído correspondentes :
Metabolitos
Os óxidos de amina são metabólitos comuns de medicamentos e drogas psicoativas . Os exemplos incluem nicotina , zolmitriptano e morfina .
Os óxidos de amina de drogas anticâncer foram desenvolvidas como pró -drogas que são metabolizadas no tecido canceroso deficiente em oxigênio para a droga ativa.
Segurança humana
Os óxidos de amina (AO) não são conhecidos por serem cancerígenos, sensibilizadores dérmicos ou causadores de toxicidade reprodutiva. Eles são rapidamente metabolizados e excretados se ingeridos. A ingestão crônica por coelhos encontrou menor peso corporal, diarreia e opacidades lenticulares nos níveis mais baixos de efeitos adversos observados (LOAEL) na faixa de 87-150 mg AO / kw pc / dia. Testes de exposição da pele humana descobriram que após 8 horas, menos de 1% é absorvido pelo corpo. A irritação ocular devido aos óxidos de amina e outros surfactantes é moderada e temporária, sem efeitos duradouros.
Segurança ambiental
Óxidos de amina com um comprimento médio de cadeia de 12,6 foram medidos como solúveis em água a ~ 410 g L -1 . Eles são considerados como tendo baixo potencial de bioacumulação em espécies aquáticas com base em dados de log K ow de comprimentos de cadeia menores que C14 (fator de bioconcentração <87%). Os níveis de AO no afluente não tratado foram encontrados em 2,3-27,8 ug L -1 , enquanto no efluente foram encontrados em 0,4-2,91 ug L -1 . As maiores concentrações de efluentes foram encontradas em valas de oxidação e estações de tratamento de filtro de gotejamento. Em média, mais de 96% de remoção foi encontrada com o tratamento secundário de lodo ativado. A toxicidade aguda em peixes, conforme indicado pelos testes 96h LC50, está na faixa de 1.000–3.000 ug L -1 para comprimentos de cadeia de carbono menores que C14. Os valores de LC50 para comprimentos de cadeia maiores que C14 variam de 600 a 1400 ug L -1 . Os dados de toxicidade crônica para peixes são 420 ug / L. Quando normalizado para C12.9, o NOEC é 310 ug L -1 para crescimento e eclodibilidade.
Veja também
- Grupo funcional
- Amina , NR 3
- Hidroxilamina , NR 2 OH
- Óxido de fosfina , PR 3 = O
- Sulfóxido , R 2 S = O
- Azoxy , RN = N + (O - ) R RN = N + RO -
- Radicais do grupo aminoxila com a estrutura geral R 2 N – O •
- Categoria: óxidos de amina , contendo todos os artigos sobre compostos específicos de óxido de amina