Оксид амина - Amine oxide

Общая структура оксида амина

An оксид амина, также известный как амин-N-окись и N-окись, это химическое соединение который содержит функциональная группа р3N+−O−, N − O координировать ковалентную связь с тремя дополнительными водородными и / или углеводородными боковыми цепями, присоединенными к N. Иногда это записывается как R3N → O или, ошибочно, как R3N = O.

В строгом смысле термин оксид амина применяется только к оксидам третичного амины. Иногда его также используют для аналогичных производных первичных и вторичных аминов.

Примеры аминооксидов включают пиридинN-окись, водорастворимое кристаллическое твердое вещество с температура плавления 62–67 ° C и N-метилморфолин N-окись, который является окислителем.

Приложения

Оксиды аминов - это поверхностно-активные вещества, обычно используемые в потребительских товарах, таких как шампуни, кондиционеры, моющие средства и чистящие средства для твердых поверхностей.[1] Оксид алкилдиметиламина (длина цепи C10 – C16) является наиболее коммерчески используемым оксидом амина.[2] Они считаются классом соединений с большим объемом производства более чем в одной стране-участнице Организация экономического сотрудничества и развития (ОЭСР); с годовым объемом производства более 26 000, 16 000 и 6 800 метрических тонн в США, Европе и Японии соответственно.[1] В Северной Америке более 95% аминооксидов используется в бытовых чистящих средствах.[3] Они служат в качестве стабилизаторов, загустителей, смягчающих веществ, эмульгаторов и кондиционеров с активными концентрациями в диапазоне 0,1–10%.[1] Остальное (<5%) используется в продуктах личной гигиены, учреждениях, коммерческих продуктах.[4] и для уникальных запатентованных применений, таких как фотография.[1]

Оксид лаурилдиметиламина, производное жирного амина, является бактерицидным ингредиентом многих косметических средств.

Характеристики

Окиси аминов используются в качестве защитная группа для аминов и как химический промежуточные звенья. Длинная цепочка алкил оксиды аминов используются в качестве амфотерный поверхностно-активные вещества и мыло стабилизаторы.

Окиси аминов очень полярные молекулы и иметь полярность близко к четвертичные аммониевые соли. Небольшие оксиды аминов очень гидрофильный и иметь отличный воды растворимость и очень плохая растворимость в большинстве органических растворители.

Окиси аминов слабые базы с пKб около 4,5, которые образуют R3N+−OH, катионный гидроксиламины, на протонирование в pH ниже их рKб.

Синтез

Практически все оксиды аминов получают окисление либо третичных алифатических аминов, либо ароматических N-гетероциклов. Пероксид водорода является наиболее распространенным реагентом как в промышленности, так и в академических кругах, однако перкислоты также важны.[5] Например, более специализированные окислители могут найти применение в нише. Кислота Каро или же мCPBA. Спонтанные или каталитические реакции с использованием молекулярного кислорода встречаются редко. Некоторые другие реакции также будут производить оксиды аминов, такие как устранение ретро-копа, однако они редко используются.

Реакции

Окиси аминов вступают в различные реакции.[6]

в 1,2-перегруппировке:
1,2-перегруппировка Мейзенгеймера
или 2,3-перегруппировка:
2,3-перегруппировка Мейзенгеймера
Реакция Полоновского

Метаболиты

Окиси аминов широко распространены метаболиты лекарств и психоактивные препараты. Примеры включают никотин, Золмитриптан, и морфий.

Аминооксиды противораковые препараты были разработаны как пролекарства которые метаболизируются в кислород -дефицитный рак ткань к действующему препарату.

Безопасность человека

Окиси аминов (АО) не являются канцерогенными, кожными сенсибилизаторами или вызывают репродуктивную токсичность. Они легко метаболизируются и выводятся из организма при приеме внутрь. При хроническом проглатывании кроликами наблюдались снижение массы тела, диарея и помутнение хрусталика при самых низких наблюдаемых уровнях побочных эффектов (LOAEL) в диапазоне 87–150 мг АО / кВт мт / день. Тесты воздействия на кожу человека показали, что через 8 часов в организм всасывается менее 1%. Раздражение глаз из-за оксидов аминов и других поверхностно-активных веществ является умеренным и временным, без длительного воздействия.[1]

Экологическая безопасность

Окиси аминов со средней длиной цепи 12,6 считались водорастворимыми при концентрации ~ 410 г / л.−1. Считается, что у них низкий биоаккумуляция потенциал у водных видов на основе данных log Kow для цепей с длиной менее C14 (коэффициент биоконцентрации <87%).[1] Уровни АО в необработанном притоке составляли 2,3–27,8 мкг л.−1, а в сточных водах - 0,4–2,91 мкг л−1. Самые высокие концентрации сточных вод были обнаружены в окислительной канаве и очистных сооружениях капельного фильтра. В среднем при вторичной обработке активным илом удаляется более 96%.[2] Острая токсичность для рыб, по данным 96-часового анализа LC50, находится в диапазоне 1000–3000 мкг л.−1 для углеродной цепи с длиной цепи менее C14. Значения LC50 для цепей с длиной более C14 варьируются от 600 до 1400 мкг л.−1. Данные о хронической токсичности для рыб составляют 420 мкг / л. При нормировании на C12.9 NOEC составляет 310 мкг л.−1 для роста и выводимости.[2]

Смотрите также


Рекомендации

  1. ^ а б c d е ж Организация экономического сотрудничества и развития (ОЭСР) (2006 г.). «Аминооксиды». База данных по существующим химическим веществам ОЭСР. Архивировано из оригинал 22 февраля 2014 г.
  2. ^ а б c Сандерсон, H; C Тибазарва; В. Греггс; DJ Верстег (2009). "Химические оксиды аминов в больших объемах производства [C8–C20]". Анализ риска. 29 (6): 857–867. Дои:10.1111 / j.1539-6924.2009.01208.x.
  3. ^ Модлер, РФ; Иногучи Y (2004). «Отчет о маркетинговых исследованиях CEH: поверхностно-активные вещества, бытовые моющие средства и их сырье». Справочник по химической экономике. Менло-Парк, Калифорния: SRI Consulting.
  4. ^ Сандерсон, H; Считает JL; Стэнтон К; Седлак Р (2006). «Воздействие и расстановка приоритетов - данные и методы скрининга людей для больших объемов производства химических веществ в потребительских товарах: примеры использования оксидов аминов». Анализ риска. 26 (6): 1637–1657. Дои:10.1111 / j.1539-6924.2006.00829.x.
  5. ^ Смит, Майкл Б .; Марш, Джерри (2007), Продвинутая органическая химия: реакции, механизмы и структура (6-е изд.), Нью-Йорк: Wiley-Interscience, стр. 1779, г. ISBN  978-0-471-72091-1
  6. ^ Альбини, Анджело (1993). "Синтетическая полезность амина N-оксиды ». Синтез: 263–77. Дои:10.1055 / с-1993-25843.
  7. ^ Waldmann, T .; и другие. (2012). «Окисление органического адсорбента: взгляд с высоты птичьего полета». Журнал Американского химического общества. 134: 8817. Дои:10.1021 / ja302593v. PMID  22571820.
  8. ^ J. Meisenheimer, Ber. 52. 1667 (1919)
  9. ^ Мартовская продвинутая органическая химия: реакции, механизмы и структура Майкл Б. Смит, Джерри Марч Wiley-Interscience, 5-е издание, 2001 г., ISBN  0-471-58589-0
  10. ^ Грирсон, Д. (1990). «Реакция Полоновского». Орг. Реагировать. 39: 85. Дои:10.1002 / 0471264180.or039.02.
  11. ^ М. Полоновский, М. Полоновский, Бюл. Soc. Чим. Франция 41, 1190 (1927).
  12. ^ Стратегические применения названных реакций в органическом синтезе (мягкая обложка) Ласло Курти, Барбара Чако ISBN  0-12-429785-4.

внешняя ссылка