De hydroksylaminer er de forbindelser som har formelen -N (R 1 , R 2 ) -OH. De stammer fra hydroksylamin med formel NH 2 OH. Hydroksylaminer er også nyttige kjemiske verktøy for spesifikke peptidspaltninger , de bryter bindingen mellom en asparagin (Asn / N) og en glycin (Gly / G). I mutagenese induserer de GC til AT-overgang.
Hydroksylaminer har meget ofte en oksim tautomeren (ketoksim eller aldoksim, når R 1 og R 2 = H ). Hydroksylamin NH 2 OHble oppdaget i det interstellare mediet .
Hydroksylamin ble først syntetisert som hydroksylammoniumklorid i 1865 av Wilhelm Clemens Lossen , ved virkning av tinn og saltsyre på etylnitrat . Forbindelsen ble deretter syntetisert i hydroksylaminform i 1891 av nederlandsk kjemiker Lobry de Bruyn og fransk kjemiker Léon Maurice Crismer .
IKKEH 2 OHkan syntetiseres på mange måter, en av hovedprosessene er Raschig-prosessen . For det første ammoniumnitrit (NH 4 NO 2) Reduseres med HSO 3 - og SO 2 ved 0 ° C for å danne en hydroxylamido-N, N-disulfonat anion
NH 4 NO 2 + 2 SO 2 + NH 3 + H 2 O → 2 NH 4 + + N (OH) (OSO 2 ) 2 2−Anionet er hydrolysert og gir 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-Vi gjenoppretter deretter NH 2 OHfast ved vasking med flytende ammoniakk . Den ammoniumsulfat (et biprodukt), er ikke løselige i flytende ammoniakk , så blir det fjernet ved filtrering, blir det ønskede produkt deretter oppnådd ved fordampning av løsningsmidlet.
Balanseligning av Raschig-prosessen:
2NO 2- + 4SO 2+ 6H 2 O+ 6 NH 3→ 4SO 42- + 6NH 4+ + 2 NH 2 OHHydroksylamin kan fås fra hydroksylaminsalter ved nøytralisering:
(NH 3 OH) Cl + NaOBu → NH 2 OH + NaCl + BuOHAndre metoder gjør det mulig å syntetisere hydroksylamin. En av dem ble oppdaget av Julius Tafel . Dette innebærer elektrolyse av salpetersyre i nærvær av HCl eller svovelsyre.
HNO 3 + 3 H 2 → NH 2 OH + 2 H 2 OEn annen metode er å redusere salpetersyre eller kaliumnitrat med bisulfitten .
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 -Hydroksylamin reagerer, i organisk kjemi, primært som en nukleofil. Alkoholfunksjonen (henholdsvis aminfunksjonen) er mer nukleofil enn en normal alkoholfunksjon (henholdsvis enn en normal aminfunksjon). Dette skyldes alfa-effekten .
For eksempel kan den reagere med haloalkaner :
Hydroksylamin kan også reagere med ketoner eller aldehyder for å gi oksimer .
R 2 C = O + NH 2 OH ∙ HCl, NaOH → R 2 C = NOH + NaCl + H 2 OOksimer er interessante forbindelser fordi disse forbindelsene, i motsetning til iminer, er stabile.
R 2 C = O + NH 2 OH ∙ HCl, NaOH → R 2 C = NOH + NaCl + H 2 ODenne reaksjonen er mye brukt til å rense aldehyder eller ketoner. Den dannede oksim er generelt lite oppløselig og den utfelles. Det er tilstrekkelig å varme det i nærvær av syre for å reformere utgangsaldehydet eller ketonet.
Oksimer brukes også som en ligand .
Andre reaksjoner brukes, for eksempel syntese av syren av hydroksylamin-O-sulfonsyre , et viktig mellomprodukt i syntesen av kaprolaktam , monomeren av nylon
HOSO 2 Cl + NH 2 OH → NH 2 OSO 2 OH + HClHydroksylamin eller karbonkjedehydroksylaminer (R-NHOH) kan reduseres til aminer .
NH 2 OH (Zn / HCl) → NH 3 R-NHOH (Zn / HCl) → R-NH 2Hydroksylamin er en eksplosiv forbindelse. Den eksploderer ved oppvarming, i henhold til følgende reaksjon:
4-NH 2 OH + O 2 → 2 N 2 + 6 H 2 OHydroksylamin og dets salter brukes i mange kjemiske reaksjoner som reduksjonsmidler . De tjener også som antioksidanter for fettsyrer.
Den industrielle syntesen av nylon bruker reaksjonen av hydroksylamin med cykloheksanon (1) for å gi oksim (2) som gjennomgår en Beckman-omlegging i et surt medium for å gi kaprolaktam (3)
Det forskes mye på hydroksylammoniumnitrat for å gjøre det til et drivmiddel i raketter. Hydroksylamin har faktisk en struktur som ligner hydrazinet som allerede er brukt.
Hydroksylamin har også blitt brukt mye av biologer i studien av proteiner. Denne forbindelsen gjør det mulig å introdusere mutasjoner i DNA , G → A eller C → T-mutasjoner. Dette gjør at biologer kan studere de forskjellige reparasjonsmekanismene i cellen . Hydroksylamin har siden blitt erstattet i biologien med mer effektive mutagener. Hydroksylamin kan derimot selektivt spalte asparagin - glycinbinding i proteiner. Denne forbindelsen binder hemmer irreversibelt, så den fungerer som en gift i blodet. Det kan også hemme fotosyntese, det bytter plass med vann og blokkerer mekanismen.
En metode for å syntetisere paracetamol bruker hydroksylamin. Dette er Hoechst - Celanese- syntesen , den bruker reaksjonen av hydroksylamin på et keton.
Hydroksylamin har andre ikke-kjemiske bruksområder. Det brukes til å fjerne hår fra dyreskinn. Hydroksylamin kan også brukes til å utvikle bilder.
Hydroksylamin er en potensielt eksplosiv forbindelse ved oppvarming. Flere fabrikker har opplevd hendelser knyttet til lagring av hydroksylamin, en av de siste eksplosjonene fant sted i 2000 i Ojima, Japan, eksplosjonen krevde livet til fire personer og skadet 58 andre. I nærvær av jern- eller jernioner akselereres denne nedbrytningen med 50%. Hyrdoksylamin kan lagres i form av salter, og eksplosjonsfaren blir da lavere.