Tyto hydroxylaminy jsou ty sloučeniny, které mají obecný vzorec N (R 1 , R 2 ) -OH. Pocházejí z hydroxylaminu vzorce NH 2 OH. Hydroxylaminy jsou také užitečné chemické nástroje pro specifické štěpení peptidů , rozbíjejí vazbu mezi asparaginem (Asn / N) a glycinem (Gly / G). Při mutagenezi indukují přechod GC na AT.
Hydroxylaminy velmi často mají oximu tautomer (ketoxim nebo aldoxim, jestliže R 1 nebo R 2 = H ). Hydroxylamin NH 2 OHbyl detekován v mezihvězdném médiu .
Hydroxylamin byl poprvé syntetizován jako hydroxylamoniumchlorid v roce 1865 Wilhelm Clemens Lossen působením cínu a kyseliny chlorovodíkové na ethyl dusičnan . Sloučenina byla poté syntetizována ve své hydroxylaminové formě v roce 1891 nizozemským chemikem Lobry de Bruynem a francouzským chemikem Léonem Maurice Crismerem .
NEH 2 OHlze syntetizovat mnoha způsoby, jedním z hlavních procesů je Raschigův proces . Nejprve dusitan amonný (NH 4 NO 2) Je snížena o HSO 3 - a SO 2 při teplotě 0 ° C za vzniku hydroxylamido-N, N-disulfonát anion
NH 4 NO 2 + 2 SO 2 + NH 3 + H 2 O → 2 NH 4 + + N (OH) (OSO 2 ) 2 -2-Anion se hydrolyzuje a dává 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-Poté získáme NH 2 OHpevná látka promytím kapalným amoniakem . Síranu amonného (vedlejší produkt), není rozpustná v kapalném amoniaku , takže se odstraní filtrací, požadovaný produkt se pak získá odpařením rozpouštědla.
Rovnice rovnováhy Raschigova procesu:
2NO 2- + 4SO 2+ 6 H 2 O+ 6NH 3→ 4SO 42− + 6NH 4+ + 2NH 2 OHHydroxylamin lze získat z hydroxylaminových solí neutralizací:
(NH 3 OH) Cl + terc-BuONa → NH 2 OH + NaCl + BuOHJiné metody umožňují syntetizovat hydroxylamin. Jeden z nich objevil Julius Tafel . To zahrnuje elektrolýzu kyseliny dusičné v přítomnosti HCl nebo kyseliny sírové.
HNO 3 + 3H 2 → NH 2 OH + 2 H 2 ODalší metodou je snížit kyseliny dusičné nebo dusičnanu draselného ze strany hydrogensiřičitanem .
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 -Hydroxylamin reaguje v organické chemii primárně jako nukleofil. Alkoholová funkce (respektive aminová funkce) je více nukleofilní než normální alkoholová funkce (respektive než normální aminová funkce). To je způsobeno alfa efektem .
Například může reagovat s haloalkany :
Hydroxylamin může také reagovat s ketony nebo aldehydy a dává oximy .
R 2 C = O + NH 2 OH ∙ HCl, NaOH → R 2 C = NOH + NaCl + H 2 OOximy jsou zajímavé sloučeniny, protože na rozdíl od iminů jsou tyto sloučeniny stabilní.
R 2 C = O + NH 2 OH ∙ HCl, NaOH → R 2 C = NOH + NaCl + H 2 OTato reakce se široce používá k čištění aldehydů nebo ketonů. Vzniklý oxim je obecně málo rozpustný a vysráží se. Poté stačí ohřát v přítomnosti kyseliny, aby se reformoval výchozí aldehyd nebo keton.
Oximy se používají také jako ligand .
Další reakce se používají, například, syntéza kyseliny kyseliny hydroxylamin-O-sulfonové , důležitým meziproduktem pro syntézu kaprolaktamu , monomeru z nylonu
Hoso 2 Cl + NH 2 OH → NH 2 OSO 2 OH + HClHydroxylamin nebo hydroxylaminy s uhlíkovým řetězcem (R-NHOH) lze redukovat na aminy .
NH 2 OH (Zn / HCl) → NH 3 R-NHOH (Zn / HCl) → R-NH 2Hydroxylamin je výbušná sloučenina. Při zahřátí exploduje podle následující reakce:
4 NH 2 OH + O 2 → 2 N 2 + 6 H 2 OHydroxylamin a jeho soli se používají v mnoha chemických reakcích jako redukční činidla . Slouží také jako antioxidanty pro mastné kyseliny.
Průmyslová syntéza nylonu využívá reakci hydroxylaminu s cyklohexanonem (1) za vzniku oximu (2), který prochází Beckmanovým přesmykem v kyselém prostředí za vzniku kaprolaktamu (3)
Mnoho výzkumu se provádí na hydroxylamonium dusičnanu , aby se stal hnacím prostředkem v raketách. Hydroxylamin má ve skutečnosti strukturu podobnou již použitému hydrazinu .
Hydroxylamin byl také značně používán biology při studiu proteinů. Tato sloučenina umožňuje zavést mutace do mutací DNA , G → A nebo C → T. To umožňuje biologům studovat různé opravné mechanismy v buňce . Hydroxylamin byl od té doby v biologii nahrazen účinnějšími mutageny. Hydroxylamin může na druhou stranu selektivně štěpit asparagin - glycinovou vazbu v proteinech. Tato sloučenina nevratně váže hemes, takže působí jako jed v krvi. Může také inhibovat fotosyntézu, vymění si místo s vodou a zablokuje mechanismus.
Jeden způsob syntézy paracetamolu používá hydroxylamin. Jedná se o syntézu Hoechst - Celanese , využívá reakci hydroxylaminu na keton.
Hydroxylamin má jiné nechemické použití. Používá se k odstranění chloupků ze zvířecích kůží. Hydroxylamin lze také použít při vytváření fotografií.
Hydroxylamin je při zahřátí potenciálně výbušná sloučenina. Několik továren zažilo incidenty týkající se skladování hydroxylaminu, jeden z posledních výbuchů došlo v roce 2000 v japonské Ojimě, výbuch si vyžádal životy čtyř lidí a 58 dalších zranil. V přítomnosti železnatých nebo železitých iontů se tento rozklad zrychluje o 50%. Hyrdoxylamin lze skladovat ve formě solí, přičemž riziko výbuchu je nižší.