히드록시아민

Hydroxylamine
히드록시아민
Stereo, skeletal formula of hydroxylamine with all explicit hydrogens added
Ball-and-stick model of hydroxylamine
Stereo, skeletal formula of hydroxylamine with all explicit hydrogens added and assorted dimensions
이름
선호 IUPAC 이름
히드록시아민(사전[1] 선택만)
기타 이름
아지누스산
아미놀
아잔올
히드록시아민
히드록시아잔
히드록실라잔
니트린산
식별자
3D 모델(JSmol)
3DMET
체비
켐벨
켐스파이더
ECHA InfoCard 100.029.327 Edit this at Wikidata
EC 번호
  • 232-259-2
478
케그
메슈 히드록시아민
펍켐 CID
RTECS 번호
  • NC2975000
유니
  • InChi=1S/H3NO/c1-2/h2H,1H2 checkY
    키: AVXURJPOCDRRFD-UHFFFAOYSA-N checkY
  • InChi=1/H3NO/c1-2/h2H,1H2
    키: AVXURJPOCDRRFD-UHFFFAOYAD
  • 아니요.
특성.
H3NO
어금질량 33.030 g·190−1
외관 선명한 흰색 불투명 결정체
밀도 1.21 g cm−3(20°C)[2]
녹는점 33°C(91°F, 306K)
비등점 58°C(136°F; 331K) /22mm Hg(손상)
로그 P −0.758
산도(pKa) 6.03 (NH3OH+)
기본성(pKb) 7.97
구조
N에서 삼각형
N에서 사면체
0.67553 D
열화학
46.47 J K−1 mol−1
236.18 J K−1 mol−1
−39.9 kJ mol−1
위험
GHS 라벨 표시:
GHS01: ExplosiveGHS05: CorrosiveGHS07: Exclamation markGHS08: Health hazardGHS09: Environmental hazard
위험
H200, H290, H302, H312, H315, H317, H318, H335, H351, H373, H400
P201, P202, P234, P260, P261, P264, P270, P271, P272, P273, P280, P281, P301+P312, P302+P352, P304+P340, P305+P351+P338, P308+P313, P310, P312, P314, P321, P322, P330, P332+P313, P333+P313, P362, P363, P372, P373, P380, P390, P391, P401, P403+P233, P404, P405, P501
NFPA 704(화재 다이아몬드)
2
1
3
플래시 포인트 129°C(264°F, 402K)
265°C(509°F, 538K)
치사량 또는 농도(LD, LC):
408mg/kg(구강, 마우스), 59~70mg/kg(복강 내 마우스, 랫드), 29mg/kg(피하, 랫드)[3]
안전 데이터 시트(SDS) ICSC 0661
관련 화합물
관련 히드록시람모늄염
 염화 하이드록시람모늄
질산하이드록시람모늄
황산 히드록실람모늄
관련 화합물
 암모니아

히드라진

달리 명시된 경우를 제외하고, 표준 상태(25°C [77°F], 100 kPa)의 재료에 대한 데이터가 제공된다.
☒ NVERIFI (?란checkY☒N?
Infobox 참조 자료

히드록시아민(Hydroxylamine)은 NHOH라는2 공식을 가진 무기 화합물이다. 순수한 물질은 희고 불안정한 결정체, 저광학 화합물이다.[4] 그러나 히드록시아민은 거의 항상 제공되어 수용액으로 사용된다. 그것은 중요한 기능 그룹인 소화를 준비하는 데 사용된다. 생물학적 질화학의 중간이기도 하다. 생물학적 질화에서 NH에서3 히드록시아민으로의 산화는 효소 암모니아 모노옥시제네아제(AMO)에 의해 매개된다.[5] 히드록시아민 산화효소(HAO)는 히드록시아민을 아질산염으로 더욱 산화시킨다.[6]

역사

히드록시아민(Hydroxylamine)은 1865년 독일의 화학자 빌헬름 클레멘스 로센(Wilhelme Clemens Lossen, 1838-1906)에 의해 처음으로 히드록시아민 염산염으로 조제되었다. 그는 에틸 질산염이 있는 곳에서 주석과 염산을 반응시켰다.[7] 1891년 네덜란드의 화학자 로브리 드 브뤼앵과 프랑스의 화학자 레옹 모리스 크리세르(1858~1944)에 의해 처음으로 순수한 형태로 준비되었다.[8][9] 크리스머의 소금으로 알려진 조정 2콤플렉스 ZnCl2(NHOH2)은 가열 시 히드록시아민(Hydhydroxylamine을 방출한다.[10]

생산

NHOH는2 여러 경로를 통해 생산될 수 있다. 주요 경로는 Raschig 공정을 경유한다: 질산암모늄은 0°C에서 HSO와3− SO에2 의해 감소되어 히드록시아미도-N, N-이설폰산 음이온이 발생한다.

NHNO
4
2 + 2 SO
2 + NH
3 + HO
2 → 2NH+
4 + N(OH)(SO
3)2−
2

이 음이온은 가수 분해되어 (NHOH
3)
2SO
4:

N(OH)(SO
3)2−
2 + HO
2 → NH(OH
3)−
 + HSO−
4
2 NH(OH)(SO
3)−
 + 2 H
2O → (NH
3OH)
2SO
4 + SO2−
4

고체 NHOH는2 액체 암모니아로 처리하여 채취할 수 있다. 액상 암모니아에서 불용성인 황산암모늄(Amonium sulfate, (NH
4)
2SO
4)은 여과로 제거된다; 액상 암모니아는 원하는 제품을 주기 위해 증발된다.[4]

순반응은 다음과 같다.

2NO−
2 + 4SO
2 + 6H
2O + 6NH
3 → 4SO2−
4 + 6NH+
4 + 2NH
2OH

히드록시람모늄염은 중성화에 의해 히드록시아민으로 변환될 수 있다.

(NH3OH)Cl + NaOBu → NH2OH + NaCl + BuOH[4]

율리우스 타펠은 히드록시아민 염산염 또는 황산염 염이 각각 HCl 또는 HSO로24 질산의 전해액 감소에 의해 생성될 수 있다는 것을 발견했다.[11][12]

HNO
3 + 3H
2 → NHOH
2 + 2 HO
2

히드록시아민은 또한 아질산 또는 아질산칼륨을 비황산염으로 감소시킴으로써 생성될 수 있다.

HNO
2 + 2 HSO−
3 → N(OH
2)(2−
2OSO) + HO
2 → NH(−
OH
2) + HSO−
4
NH(OH)(OSO
2)−
 + HO
3+
(100 °C/1 h) → NH
3(OH)+
 + HSO−
4

마지막으로 히드록시아민 HCl은 염산과 니트로메탄의 반응을 통해 합성할 수 있다.

반응

히드록시아민(hydroxylamine)은 산소 또는 질소 원자에 부착할 수 있는 알킬링제와 같은 전기영양체와 반응한다.

R-X + NH2OH → R-ONH2 + HX
R-X + NH2OH → R-NHOH + HX

알데히드나 케톤에 대한 NHOH의 반응은2 옥소임을 생성한다.

R2C=O + NH2OH∙HCl , NaOH → R2C=NOH + NaCl + H2O

이 반응은 케톤과 알데히드의 정화에 유용하다: 만약 히드록시아민이 용액의 알데히드나 케톤에 첨가되면, 일반적으로 용액에서 침전되는 옥시메이가 형성된다; 무기산으로 침전물을 가열한 다음 원래의 알데히드나 케톤을 회복시킨다.[13]

소고기, 예를 들어 디메틸글리옥시메는 리간드로도 사용된다.

NHOH는2 클로로술폰산과 반응하여 카프로락탐 합성에 유용한 시약인 히드록시아민-O-술폰산을 투여한다.

호소클2 + NHOH2 → NHOSOOH22 + HCl

분해 방지를 위해 0℃에서 저장해야 하는 히드록시아민-O-술폰산은 요오드계 적정을 통해 확인할 수 있다.[clarification needed]

히드록시아민(NHOH2) 또는 히드록시아민(R-NHOH)은 아민으로 줄일 수 있다.[14]

NHOH2(Zn/HCL) → NH3
R-NHOH (Zn/HCl) → R-NH2

히드록시아민 열과 함께 폭발:

4 NH2OH + O2 → 2 N2 + 6 H2O

높은 반응도는 부분적으로 NHOH2 구조의 부분 이소머라이제이션에서 구조 NHO와3+− 함께 암모니아 산화물(아잔 산화물이라고도 함)으로 나타난다.[15]

기능군

N-히드록시아민 기능군

히드록시아민 대체 유도체가 알려져 있다. 히드록실 수소를 대체하면 이를 O-히드록실아민이라고 하고, 아민 하이드로겐 중 하나를 대체하면 N-히드록실아민이라고 한다. 일반적으로 N-hydroxylamine이 더 흔하다. 일반 아민과 마찬가지로 1차, 2차, 3차 히드록시아민을 구별할 수 있으며, 2차 히드록시아민(hydroxylamin)은 각각 2개 또는 3개의 수소가 대체되는 화합물을 가리킨다. 히드록시아민 기능군을 포함하는 화합물의 예로는 N-테르트-부틸-하이드록시아민 또는 칼리케사민에 있는 글리코시드 결합이 있다. N,O-Dimethydhydroxylamine은 결합제로 Weinreb amides를 합성하는데 사용된다.

합성

대체된 히드록시아민 합성을 위한 가장 일반적인 방법은 과산화 벤조일(benzoyl)과 아민(amine)의 산화법이다. 니트로네에 과산화하지 않도록 주의를 기울여야 한다. 그 밖의 방법으로는 다음과 같은 것이 있다.

사용하다

히드록시아민과 그 염분은 무수한 유기물 및 무기물 반응에서 환원제로 사용된다. 그들은 또한 지방산의 산화방지제 역할을 할 수 있다.

베크만 재배열과 관련된 시클로헥사논에서 카프로락탐으로의 전환은 이 방법으로 이해할 수 있다.

나일론 6의 합성에서는 사이클로헥사논(1)을 먼저 히드록시아민으로 응결하여 옥시메(2)로 변환한다. 이 옥수수를 산으로 처리하면 베크만 재배열로 카프로락탐(3)을 하게 된다.[16] 그런 다음 후자는 링 개방 중합술을 통해 나일론 6을 산출할 수 있다.[17]

질산염인 히드록시람모늄 질산염은 단로형 추진제로서 물 용액과 고체형 추진제로서 모두 로켓 추진제로 연구되고 있다.

고농도의 히드록시아민(hydroxylamine)은 생물학자들이 DNA 뉴클레오바아제 아민-히드록시유제 역할을 하여 돌연변이를 도입하는 데 사용된다.[18] 인은 주로 시티딘의 히드록시화를 통해 티미딘으로 잘못 읽히는 히드록시아미노시디딘에 작용하여 C:G에서 T:A로의 전이 돌연변이를 유도하는 것으로 생각된다.[19] 그러나 시험관내 히드록시아민의 고농도나 과잉반응은 DNA의 다른 부위를 수정하고 다른 종류의 돌연변이로 이어질 수 있는 것으로 보인다.[19] 이 환원의 자유 라디칼의 부재에 사실에서 경제학자 에른스트 프리스 히드록실 T에 대한 C:G의 복귀 돌연변이를 유도하기:전환 효과 및 수 없는 것이라고 말했다에 영향을 미치는 능력 추적 물질과 산소가 있는 자유 라디칼 화학을 받는 것을 포함해 수산화 아민 가장 고려했다 때문일지도 모른다.sp알려진 생태 돌연변이 [20]물질 실제로 EMS, ENU 또는 니트로구아니딘과 같은 보다 강력한 돌연변이 물질에 의해 크게 추월되었지만, 매우 작은 돌연변이 화합물로서 박테리오파지 캡시드 내에 포장된 DNA의 돌연변이,[21] 시험관내 정화된 DNA의 돌연변이 등 몇 가지 전문화된 용도를 발견했다.[22]

히드록시아민은 또한 아스파라긴비닐-글리신 펩타이드 결합을 펩타이드와 단백질에서 고도로 선택적으로 분리한 데 사용될 수 있다. 또한 헤미 함유 효소와 결합하여 영구적으로 비활성화(독성) 물과 구조가 비슷해 광합성 산소를 분해하는 복합체의 되돌릴 수 없는 억제제로 사용된다.

이 경로에는 사이클로헥사논에서 카프로락탐으로 전환하는 것과 같은 벡만 재배열도 포함된다.

Hoechst-Celanese가 개발한 파라세타몰의 대체 산업 합성에는 케톤을 히드록시아민으로 케톡스타임으로 전환하는 것이 포함된다.

일부 비화학적인 용도에는 동물 가죽의 털 제거와 사진 현상 해결책이 포함된다.[2] 반도체 업계에서는 히드록시아민(hydroxylamine)이 리토그래피 후 포토레시스트를 제거하는 '저항 스트리퍼'의 성분인 경우가 많다.

안전 및 환경 문제

히드록시아민은 가열 시 폭발할 수 있다. 폭발 위험의 성격이 잘 이해되지 않는다. 히드록시아민에서 거래하는 최소 두 개의 공장이 1999년 이후 인명 피해로 파괴되었다.[23] 그러나 철분 및 철분염은 50% NHOH2 용액의 분해를 촉진하는 것으로 알려져 있다.[24] 히드록시아민과 그 파생상품은 염분형태로 보다 안전하게 취급된다.

그것은 호흡기, 피부, 눈, 그리고 다른 점막에 자극을 준다. 그것은 피부를 통해 흡수될 수 있고, 삼킬 경우 유해하며, 가능한 돌연변이 물질이다.[25]

시토크롬 P460은 암모니아 산화세균 니트로소모나스 유러피아에서 발견되는 효소로 히드록실아민을 강력한 온실 가스인 아산화질소로 변환시킬 수 있다.[26]

참고 항목

참조

  1. ^ "Front Matter". Nomenclature of Organic Chemistry : IUPAC Recommendations and Preferred Names 2013 (Blue Book). Cambridge: The Royal Society of Chemistry. 2014. p. 993. doi:10.1039/9781849733069-FP001. ISBN 978-0-85404-182-4.
  2. ^ a b Lide, David R., ed. (2006). CRC Handbook of Chemistry and Physics (87th ed.). Boca Raton, FL: CRC Press. ISBN 0-8493-0487-3.
  3. ^ Martel, B.; Cassidy, K. (2004). Chemical Risk Analysis: A Practical Handbook. Butterworth–Heinemann. p. 362. ISBN 978-1-903996-65-2.
  4. ^ a b c 그린우드와 어니쇼 원소의 화학. 제2판. Reed Education and Professional Publishing Ltd. 페이지 431–432. 1997.
  5. ^ Lawton, Thomas J.; Ham, Jungwha; Sun, Tianlin; Rosenzweig, Amy C. (2014-09-01). "Structural conservation of the B subunit in the ammonia monooxygenase/particulate methane monooxygenase superfamily". Proteins: Structure, Function, and Bioinformatics. 82 (9): 2263–2267. doi:10.1002/prot.24535. ISSN 1097-0134. PMC 4133332. PMID 24523098.
  6. ^ Arciero, David M.; Hooper, Alan B.; Cai, Mengli; Timkovich, Russell (1993-09-01). "Evidence for the structure of the active site heme P460 in hydroxylamine oxidoreductase of Nitrosomonas". Biochemistry. 32 (36): 9370–9378. doi:10.1021/bi00087a016. ISSN 0006-2960. PMID 8369308.
  7. ^ W. C. 로센(1865) "Uber das Hydroxylamine"(Hydroxylamine), Zeitschrift für Chemie, 8 : 551-553. p. 551부터: "Ich schlage vor, dieselbe hydroxylamin oder Oxyammoniak zu nenenenen." (나는 그것을 hydroxylamine 또는 oxyammonia라고 부르기를 제안한다.)
  8. ^ C. A. A. 로브리 드 브뤼윈(1891) "Sur l'hydroxylamine libre"(무료 히드록시아민에 대하여), 레큐일 데 트라보 키미크 데스 페이 바스, 10 : 100-112.
  9. ^ L. Crismer (1891) "Préparation de l'hydroxylamine cristalisée"(수정화 하이드록시아민 준비), Bulletin de la Societé chimique de Paris, 시리즈 3, 6 : 793-795.
  10. ^ Walker, John E.; Howell, David M. (1967). "Dichlorobis(hydroxylamine)zinc(II) (Crismer's Salt)". Inorganic Syntheses. Inorganic Syntheses. Vol. 9. pp. 2–3. doi:10.1002/9780470132401.ch2. ISBN 9780470132401.
  11. ^ James Hale, Arthur (1919). The Manufacture of Chemicals by Electrolysis (1st ed.). New York: D. Van Nostrand Co. p. 32. Retrieved 5 June 2014. manufacture of chemicals by electrolysis hydroxylamine 32.
  12. ^ Osswald, Philipp; Geisler, Walter (1941). Process of preparing hydroxylamine hydrochloride (US2242477) (PDF). U.S. Patent Office.
  13. ^ 랄프 로이드 슈라이너, 레이놀드 C. 퍼슨, 그리고 다니엘 Y. Curtin, The Systemic Identification of Organic Composite: 실험실 매뉴얼, 제5편(New York: Wiley, 1964), 제6장.
  14. ^ 스미스, 마이클 그리고 제리 행진. 3월의 진보된 유기화학 : 반응, 메커니즘, 구조. 뉴욕 와일리. 1554. 2001.
  15. ^ Kirby, AJ; Davies, JE; Fox, DJ; Hodgson, DR; Goeta, AE; Lima, MF; Priebe, JP; Santaballa, JA; Nome, F (28 February 2010). "Ammonia oxide makes up some 20% of an aqueous solution of hydroxylamine". Chemical Communications (Cambridge, England). 46 (8): 1302–4. doi:10.1039/b923742a. PMID 20449284.
  16. ^ Clayden, Jonathan; Greeves, Nick; Warren, Stuart (2012). Organic chemistry (2nd ed.). Oxford University Press. p. 958. ISBN 978-0-19-927029-3.
  17. ^ Nuyken, Oskar; Pask, Stephen (25 April 2013). "Ring-Opening Polymerization—An Introductory Review". Polymers. 5 (2): 361–403. doi:10.3390/polym5020361.
  18. ^ Waugh, Robbie; Leader, David J.; McCallum, Nicola; Caldwell, David (2006). "Harvesting the potential of induced biological diversity". Trends in Plant Science. Elsevier BV. 11 (2): 71–79. doi:10.1016/j.tplants.2005.12.007. ISSN 1360-1385. PMID 16406304.
  19. ^ a b Busby, Stephen; Irani, Meher; de Crombrugghe, Benoít (1982). "Isolation of mutant promoters in the Escherichia coli galactose operon using local mutagenesis on cloned DNA fragments". Journal of Molecular Biology. Elsevier BV. 154 (2): 197–209. doi:10.1016/0022-2836(82)90060-2. ISSN 0022-2836. PMID 7042980.
  20. ^ Hollaender, Alexander (1971). Chemical Mutagens : Principles and Methods for Their Detection Volume 1. Boston, MA: Springer US. p. 41. ISBN 978-1-4615-8968-6. OCLC 851813793.
  21. ^ Hong, J.-S.; Ames, B. N. (1971-12-01). "Localized Mutagenesis of Any Specific Small Region of the Bacterial Chromosome". Proceedings of the National Academy of Sciences. 68 (12): 3158–3162. Bibcode:1971PNAS...68.3158H. doi:10.1073/pnas.68.12.3158. ISSN 0027-8424. PMC 389612. PMID 4943557.
  22. ^ Forsberg, Susan. "Hydroxylamine Mutagenesis of plasmid DNA". PombeNet. University of Southern California. Retrieved 9 December 2021.
  23. ^ 일본 과학기술청 실패 지식 데이터베이스 웨이백 기계에 2007-12-20 보관.
  24. ^ Cisneros, L. O.; Rogers, W. J.; Mannan, M. S.; Li, X.; Koseki, H. (2003). "Effect of Iron Ion in the Thermal Decomposition of 50 mass% Hydroxylamine/Water Solutions". J. Chem. Eng. Data. 48 (5): 1164–1169. doi:10.1021/je030121p.
  25. ^ MSDS 시그마알드리치
  26. ^ Caranto, Jonathan D.; Vilbert, Avery C.; Lancaster, Kyle M. (2016-12-20). "Nitrosomonas europaea cytochrome P460 is a direct link between nitrification and nitrous oxide emission". Proceedings of the National Academy of Sciences. 113 (51): 14704–14709. doi:10.1073/pnas.1611051113. ISSN 0027-8424. PMC 5187719. PMID 27856762.

추가 읽기

  • 히드록시아민
  • 월터, 마이클 A, 앤드류 B "Hydroxylamine"이라 불리는 유기합성 시약의 e-Enclopedia. 2001.
  • 슈프 계산 화학 실험실
  • M. W. Rathke A. A. Millard "Amines에 대한 올레핀의 기능화에 있어서의 버레인: 3-Pinaminine" 유기합성물, Coll. 제6권, 페이지 943; 제58권, 페이지 32. (하이드록시아민-O-술폰산 준비).

외부 링크