As hidroxilaminas são aqueles compostos com a fórmula -N (R 1 , R 2 ) -OH. Eles derivam de hidroxilamina de fórmula NH 2 OH. Hidroxilaminas também são ferramentas químicas úteis para clivagens de peptídeos específicos , elas quebram a ligação entre uma asparagina (Asn / N) e uma glicina (Gly / G). Na mutagênese, induzem a transição GC para AT.
As hidroxilaminas muitas vezes têm um tautômero oxima (cetoxima ou aldoxima se R 1 ou R 2 = H ). Hidroxilamina NH 2 OHfoi detectado no meio interestelar .
A hidroxilamina foi sintetizada pela primeira vez como cloreto de hidroxilamônio em 1865 por Wilhelm Clemens Lossen , pela ação do estanho e do ácido clorídrico sobre o nitrato de etila . O composto foi então sintetizado em sua forma de hidroxilamina em 1891 pelo químico holandês Lobry de Bruyn e pelo químico francês Léon Maurice Crismer .
NÃOH 2 OHpode ser sintetizado de várias maneiras, uma das principais é o processo Raschig . Primeiro, nitrito de amônio (NH 4 NO 2) é reduzido por HSO 3 - e SO 2 a 0 ° C para formar um ânion hidroxilamido-N, N-dissulfonato
NH 4 NO 2 + 2 SO 2 + NH 3 + H 2 O → 2 NH 4 + + N (OH) (OSO 2 ) 2 2−O ânion é hidrolisado e dá NH 3 OH) 2 SO 4 .
N (OH) (OSO 2 ) 2 2− + H 2 O → NH (OH) (OSO 2 ) - + HSO 4 - 2 NH (OH) (OSO 2 ) - + 2 H 2 O → (NH 3 OH) 2 SO 4+ SO 4 2-Em seguida, recuperamos NH 2 OHsólido por lavagem com amônia líquida. O sulfato de amônio (um subproduto), não é solúvel em amônia líquida , por isso é removido por filtração, o produto desejado é então obtido por evaporação do solvente.
Equação de equilíbrio do processo Raschig:
2NO 2- + 4SO 2+ 6H 2 O+ 6NH 3→ 4SO 42− + 6NH 4+ + 2NH 2 OHA hidroxilamina pode ser obtida a partir de sais de hidroxilamina por neutralização:
(NH 3 OH) Cl + NaOBu → NH 2 OH + NaCl + BuOHOutros métodos possibilitam a síntese de hidroxilamina. Um deles foi descoberto por Julius Tafel . Isso envolve a eletrólise de ácido nítrico na presença de HCl ou ácido sulfúrico.
HNO 3 + 3H 2 → NH 2 OH + 2H 2 OOutro método é reduzir o ácido nítrico ou nitrato de potássio pelo bissulfito .
HNO 2 + 2 HSO 3 - → N (OH) (OSO 2 ) 2 2− + H 2 O → NH (OH) (OSO 2 ) - + HSO 4 - NH (OH) (OSO 2 ) - + H 3 O + ( 100 ° C / 1 h) → NH 3 (OH) + + HSO 4 -A hidroxilamina reage, na química orgânica, principalmente como um nucleófilo. A função do álcool (respectivamente a função amina) é mais nucleofílica do que a função normal do álcool (respectivamente do que a função amina normal). Isso se deve ao efeito alfa .
Por exemplo, ele pode reagir com haloalcanos :
A hidroxilamina também pode reagir com cetonas ou aldeídos para dar oximas .
R 2 C = O + NH 2 OH ∙ HCl, NaOH → R 2 C = NOH + NaCl + H 2 OAs oximas são compostos interessantes porque, ao contrário das iminas, esses compostos são estáveis.
R 2 C = O + NH 2 OH ∙ HCl, NaOH → R 2 C = NOH + NaCl + H 2 OEsta reação é amplamente utilizada para purificar aldeídos ou cetonas. A oxima formada é geralmente moderadamente solúvel e precipita. Em seguida, basta aquecê-lo na presença de ácido para reformar o aldeído ou cetona de partida.
As oximas também são usadas como ligantes .
Outras reações são utilizadas, por exemplo, a síntese do ácido hidroxilamina-O-ácido sulfônico , um importante intermediário na síntese da caprolactama , o monômero do náilon
HOSO 2 Cl + NH 2 OH → NH 2 OSO 2 OH + HClHidroxilamina ou hidroxilaminas de cadeia de carbono (R-NHOH) podem ser reduzidas a aminas .
NH 2 OH (Zn / HCl) → NH 3 R-NHOH (Zn / HCl) → R-NH 2A hidroxilamina é um composto explosivo. Explode se aquecido, de acordo com a seguinte reação:
4 NH 2 OH + O 2 → 2 N 2 + 6 H 2 OA hidroxilamina e seus sais são usados em muitas reações químicas como agentes redutores . Eles também servem como antioxidantes para ácidos graxos.
A síntese industrial de náilon usa a reação de hidroxilamina com ciclohexanona (1) para dar a oxima (2) que sofre um rearranjo de Beckman em meio ácido para dar caprolactama (3)
Muitas pesquisas estão sendo realizadas sobre o nitrato de hidroxilamônio para torná-lo um propelente em foguetes. A hidroxilamina na verdade tem uma estrutura semelhante à hidrazina já usada.
A hidroxilamina também tem sido usada extensivamente por biólogos no estudo de proteínas. Este composto permite a introdução de mutações no DNA , mutações G → A ou C → T. Isso permite que os biólogos estudem os diferentes mecanismos de reparo dentro da célula . Desde então, a hidroxilamina foi substituída na biologia por agentes mutagênicos mais eficientes. A hidroxilamina, por outro lado, pode clivar seletivamente a ligação asparagina - glicina dentro das proteínas. Este composto se liga irreversivelmente ao hemes, então age como um veneno no sangue. Ele também pode inibir a fotossíntese, ele troca seu lugar com a água e bloqueia o mecanismo.
Um método de sintetizar paracetamol usa hidroxilamina. Esta é a síntese Hoechst - Celanese , ela usa a reação da hidroxilamina em uma cetona.
A hidroxilamina tem outros usos não químicos. É usado para remover pêlos de peles de animais. A hidroxilamina também pode ser usada na revelação de fotos.
A hidroxilamina é um composto potencialmente explosivo se aquecida. Várias fábricas sofreram incidentes relacionados com o armazenamento de hidroxilamina, uma das últimas explosões ocorreu em 2000 em Ojima, Japão, a explosão ceifou a vida de quatro pessoas e feriu 58 outras. Na presença de íons ferrosos ou férricos, essa decomposição é acelerada em 50%. A hiroxilamina pode ser armazenada na forma de sais, sendo o risco de explosão menor.