Hidracina
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Para conocer la clase de antidepresivos, consulte hidracina (antidepresivo) .

Hidracina
Fórmula esquelética de hidracina con todos los hidrógenos explícitos añadidos
Modelo de relleno espacial de hidracina
Estéreo, fórmula esquelética de hidracina con todos los hidrógenos explícitos añadidos
Modelo de bola y palo de hidracina
Muestra de hidrato de hidracina.jpg
Hidrato de hidrazina
Nombres
Nombre IUPAC sistemático
Hidrazina [2]
Otros nombres
Diamina; [1] diazano; [2] Tetrahidridodinitrógeno ( N - N ); diamidógeno
Identificadores
Modelo 3D ( JSmol )
3DMet
878137
CHEBI
CHEMBL
ChemSpider
Tarjeta de información ECHA100.005.560 Edita esto en Wikidata
Número CE
  • 206-114-9
190
KEGG
MallaHidracina
Número RTECS
  • MU7175000
UNII
un numero2029
  • EnChI = 1S / H4N2 / c1-2 / h1-2H2 chequeY
    Clave: OAKJQQAXSVQMHS-UHFFFAOYSA-N chequeY
  • EnChI = 1 / H4N2 / c1-2 / h1-2H2
    Clave: OAKJQQAXSVQMHS-UHFFFAOYAZ
  • NN
Propiedades
norte
2H
4
Masa molar32.0452  g · mol −1
AparienciaLíquido aceitoso, humeante e incoloro [3]
OlorSimilar al amoniaco [3]
Densidad1.021  g · cm −3
Punto de fusion2 ° C; 35 ° F; 275 K
Punto de ebullición114 ° C; 237 ° F; 387 K
solubilidad en agua
Miscible [3]
log P0,67
Presión de vapor1  kPa (a 30,7  ° C)
Acidez (p K a )8,10 (N 2 H 5 + ) [4]
Basicidad (p K b )5,90
Ácido conjugadoHidrazinio
Índice de refracción ( n D )
1.46044 (a 22  ° C)
Viscosidad0,876  cP
Estructura
Forma molecular
Piramidal triangular en N
Momento bipolar
1,85  D [5]
Termoquímica
Entropía molar estándar ( S o 298 )
121,52  J · K −1 · mol −1
Entalpía estándar de formación (Δ f H ⦵ 298 )
50,63  kJ · mol −1
Riesgos
Ficha de datos de seguridadICSC 0281
Pictogramas GHS
Palabra de señal GHSPeligro
Declaraciones de peligro GHS
H226 , H301 , H311 , H314 , H317 , H331 , H350 , H410
Consejos de prudencia del SGA
P201 , P261 , P273 , P280 , P301 + 310 , P305 + 351 + 338
NFPA 704 (diamante de fuego)
4
4
3
punto de inflamabilidad 52 ° C (126 ° F; 325 K)
autoignición temperatura
 24 a 270 ° C (75 a 518 ° F; 297 a 543 K)
Límites explosivos1.8–99.99%
Dosis o concentración letal (LD, LC):
LD 50 ( dosis media )
59-60  mg / kg (oral en ratas, ratones) [6]
LC 50 ( concentración media )
260  ppm (rata, 4  h)
630  ppm (rata, 1  h)
570  ppm (rata, 4  h)
252  ppm (ratón, 4  h) [7]
NIOSH (límites de exposición a la salud de EE. UU.):
PEL (permitido)
TWA 1  ppm (1,3  mg / m 3 ) [piel] [3]
REL (recomendado)
Ca C 0,03  ppm (0,04  mg / m 3 ) [2 horas] [3]
IDLH (peligro inmediato)
Ca [50  ppm] [3]
Compuestos relacionados
Otros aniones
Tetrafluorohidrazina
Peróxido de hidrógeno
Difosfano
Tetrayoduro de difósforo
Otros cationes
Hidracinas orgánicas
Azanes binarios relacionados
Amoniaco
Triazano
Compuestos relacionados
Diazene
Triazen
Tetrazene
Difosphene
Salvo que se indique lo contrario, los datos se proporcionan para materiales en su estado estándar (a 25 ° C [77 ° F], 100 kPa).
☒norte verificar  ( ¿qué es   ?)chequeY☒norte
Referencias de Infobox

La hidracina es un compuesto inorgánico con la fórmula química N
2H
4. Es un hidruro de pnictógeno simple y es un líquido inflamable incoloro con olor similar al amoníaco .

La hidracina es muy tóxica a menos que se manipule en solución como, por ejemplo, hidrato de hidracina ( NH
2NUEVA HAMPSHIRE
2 · XH
2O ). En 2015 , el mercado mundial de hidratos de hidracina ascendía a 350 millones de dólares. [8] La hidrazina se utiliza principalmente como un agente espumante en la preparación de espumas de polímero , pero las aplicaciones también incluyen sus usos como un precursor de polimerización catalizadores , productos farmacéuticos , y productos agroquímicos, así como a largo plazo almacenable propelente para in- espacio propulsión espacial.

Aproximadamente dos millones de toneladas de hidrato de hidracina se utilizaron en agentes espumantes en 2015. Además, la hidracina se utiliza en varios combustibles para cohetes y para preparar los precursores de gas utilizados en las bolsas de aire . La hidracina se utiliza en los ciclos de vapor de las plantas de energía eléctrica convencional y nuclear como captador de oxígeno para controlar las concentraciones de oxígeno disuelto en un esfuerzo por reducir la corrosión. [9]

Las hidracinas se refieren a una clase de sustancias orgánicas derivadas de la sustitución de uno o más átomos de hidrógeno en la hidracina por un grupo orgánico. [10]

Usos

Productores de gas y propulsores

El uso mayoritario de hidracina es como precursor de agentes de expansión . Los compuestos específicos incluyen azodicarbonamida y azobisisobutironitrilo , que producen de 100 a 200 ml de gas por gramo de precursor. En una aplicación relacionada, la azida de sodio , el agente formador de gas en las bolsas de aire , se produce a partir de hidrazina por reacción con nitrito de sodio . [10]

La hidracina también se utiliza como propulsor almacenable a largo plazo a bordo de vehículos espaciales , como la misión Dawn a Ceres y Vesta, y tanto para reducir la concentración de oxígeno disuelto como para controlar el pH del agua utilizada en grandes calderas industriales. El avión de combate F-16 , el Eurofighter Typhoon , el transbordador espacial y el avión espía U-2 utilizan hidracina para alimentar sus unidades de potencia auxiliares . [11]

Precursor de plaguicidas y productos farmacéuticos

El fluconazol , sintetizado mediante hidracina, es un medicamento antimicótico .

La hidracina es un precursor de varios productos farmacéuticos y pesticidas. A menudo, estas aplicaciones implican la conversión de hidrazina en anillos heterocíclicos como pirazoles y piridazinas . Ejemplos de bioactivo comercializados derivados de hidrazina incluyen cefazolina , rizatriptán , anastrozol , fluconazol , metazaclor , metamitron , metribuzin , paclobutrazol , diclobutrazol , propiconazol , sulfato de hidrazina , [12] diimida ,triadimefon , [10] y dibenzoilhidrazina .

Los compuestos de hidracina pueden ser eficaces como ingredientes activos mezclados o en combinación con otros productos químicos agrícolas tales como insecticidas, acaricidas, nematicidas, fungicidas, agentes antivirales, atrayentes, herbicidas o reguladores del crecimiento de las plantas. [13]

Investigación a pequeña escala, de nicho y

El fabricante italiano de catalizadores Acta (empresa química) ha propuesto utilizar hidracina como alternativa al hidrógeno en las pilas de combustible . El principal beneficio del uso de hidracina es que puede producir más de 200 m W / cm 2 más que una celda de hidrógeno similar sin la necesidad de utilizar costosos catalizadores de platino . [14] Como el combustible es líquido a temperatura ambiente, se puede manipular y almacenar más fácilmente que el hidrógeno. Al almacenar la hidracina en un tanque lleno de un carbonilo de oxígeno y carbono de doble enlace , el combustible reacciona y forma un sólido seguro llamado hidrazona. . Luego, enjuagando el tanque con agua tibia, se libera el hidrato de hidracina líquido. La hidracina tiene una fuerza electromotriz más alta de 1,56 V en comparación con 1,23 V para el hidrógeno. La hidracina se descompone en la célula para formar nitrógeno e hidrógeno que se unen con el oxígeno y liberan agua. [14] La hidracina se utilizó en pilas de combustible fabricadas por Allis-Chalmers Corp. , incluidas algunas que proporcionaban energía eléctrica en satélites espaciales en la década de 1960.

Una mezcla de 63% de hidracina, 32% de nitrato de hidracina y 5% de agua es un propulsor estándar para artillería experimental de propulsantes líquidos cargados a granel . La mezcla de propulsores anterior es una de las más predecibles y estables, con un perfil de presión plana durante el disparo. Los fallos de encendido suelen deberse a un encendido inadecuado. El movimiento de la carcasa después de una ignición errónea provoca una gran burbuja con una superficie de ignición más grande, y la mayor tasa de producción de gas provoca una presión muy alta, que a veces incluye fallas catastróficas de los tubos (es decir, explosiones). [15] De enero a junio de 1991, el Laboratorio de Investigación del Ejército de EE. UU.llevó a cabo una revisión de los primeros programas de cañones propulsores líquidos cargados a granel por su posible relevancia para el programa de propulsión química electrotérmica. [15]

La Fuerza Aérea de los Estados Unidos (USAF) usa regularmente H-70, una mezcla de 70% de hidracina y 30% de agua, en operaciones que emplean el avión de combate General Dynamics F-16 "Fighting Falcon" y el Lockheed U-2 "Dragon Lady"aviones de reconocimiento. El motor de un solo jet F-16 utiliza hidracina para alimentar su unidad de energía de emergencia (EPU), que proporciona energía eléctrica e hidráulica de emergencia en caso de que se apague el motor. La EPU se activa automáticamente, o manualmente por control piloto, en caso de pérdida de presión hidráulica o energía eléctrica para proporcionar controles de vuelo de emergencia. El motor de un solo jet U-2 utiliza hidracina para alimentar su sistema de arranque de emergencia (ESS), que proporciona un método altamente confiable para reiniciar el motor en vuelo en caso de pérdida. [dieciséis]

Combustible para cohetes

Se carga hidracina anhidra (pura, no en solución) en la sonda espacial MESSENGER . El técnico lleva un traje de seguridad.

La hidracina se utilizó por primera vez como componente en los combustibles de cohetes durante la Segunda Guerra Mundial . Los alemanes llamaron C-Stoff a una mezcla del 30% en peso con 57% de metanol (llamado M-Stoff en la Luftwaffe alemana ) y 13% de agua . [17] La mezcla se usó para propulsar el avión de combate propulsado por cohetes Messerschmitt Me 163B , en el que se usó el peróxido de alta prueba alemán T-Stoff como oxidante. Los alemanes se refirieron a la hidracina sin mezclar como B-Stoff , una designación que también se usó más tarde para el combustible de etanol / agua para el misil V-2 .

La hidracina se usa como un monopropulsor de baja potencia para los propulsores de maniobra de las naves espaciales, y se usó para impulsar las unidades de energía auxiliar (APU) del transbordador espacial . Además, los motores de cohetes propulsados ​​por hidracina monopropulsada se utilizan a menudo en el descenso terminal de naves espaciales. Dichos motores se utilizaron en los módulos de aterrizaje del programa Viking en la década de 1970, así como en los módulos de aterrizaje de Mars Phoenix (mayo de 2008), Curiosity (agosto de 2012) y Perseverance (febrero de 2021).

En todos los motores monopropulsores de hidrazina, la hidracina pasa sobre un catalizador como el iridio metálico soportado por alúmina de gran área superficial (óxido de aluminio), lo que hace que se descomponga en amoníaco , nitrógeno gaseoso e hidrógeno gaseoso de acuerdo con lo siguiente reacciones: [18]

Las dos primeras reacciones son extremadamente exotérmicas (la cámara del catalizador puede alcanzar los 800  ° C en cuestión de milisegundos, [19] ) y producen grandes volúmenes de gas caliente a partir de un pequeño volumen de líquido, [20] lo que hace que la hidracina sea un propulsor bastante eficiente. propulsor con un impulso específico de vacío de unos 220 segundos. [21] La reacción 2 es la más exotérmica, pero produce un número menor de moléculas que el de la reacción 1. La reacción 3 es endotérmica y revierte el efecto de la reacción 2 al mismo efecto que la reacción 1 sola (temperatura más baja, mayor número de moléculas). La estructura del catalizador afecta la proporción de NH 3que se disocia en la reacción 3; es deseable una temperatura más alta para los propulsores de cohetes, mientras que son deseables más moléculas cuando las reacciones están destinadas a producir mayores cantidades de gas. [ cita requerida ]

Otras variantes de hidracina que se utilizan como combustible para cohetes son la monometilhidrazina , (CH 3 ) NH (NH 2 ) (también conocida como MMH) y dimetilhidrazina asimétrica , (CH 3 ) 2 N (NH 2 ) (también conocida como UDMH). Estos derivados se utilizan en combustibles de cohetes de dos componentes, a menudo junto con tetróxido de dinitrógeno , N 2 O 4 . Estas reacciones son extremadamente exotérmicas y el ardor también es hipergólico (comienza a arder sin ningún encendido externo). [22]

Hay esfuerzos en curso en la industria aeroespacial para reemplazar la hidracina y otras sustancias altamente tóxicas. Las alternativas prometedoras incluyen nitrato de hidroxilamonio , 2-dimetilaminoetilazida (DMAZ) [23] y líquidos iónicos energéticos. [ cita requerida ]

Riesgos laborales

Efectos en la salud

Las posibles vías de exposición a la hidracina incluyen dérmica, ocular, inhalación e ingestión. [24]

La exposición a la hidracina puede causar irritación de la piel / dermatitis de contacto y ardor, irritación de los ojos / nariz / garganta, náuseas / vómitos, dificultad para respirar, edema pulmonar, dolor de cabeza, mareos, depresión del sistema nervioso central, letargo, ceguera temporal, convulsiones y coma. La exposición también puede dañar los órganos del hígado, los riñones y el sistema nervioso central. [24] [25] La hidracina está documentada como un fuerte sensibilizador cutáneo con potencial de sensibilización cruzada a los derivados de la hidracina después de la exposición inicial. [26] Además de los usos ocupacionales revisados ​​anteriormente, la exposición a la hidracina también es posible en pequeñas cantidades por el humo del tabaco. [25]

La guía oficial de EE. UU. Sobre la hidracina como carcinógeno es mixta, pero en general hay un reconocimiento de los posibles efectos cancerígenos. El Instituto Nacional de Seguridad y Salud Ocupacional (NIOSH) lo enumera como un "carcinógeno ocupacional potencial". El Programa Nacional de Toxicología (NTP) considera que "se prevé razonablemente que sea un carcinógeno humano". La Conferencia Estadounidense de Higienistas Industriales Gubernamentales (ACGIH) clasifica la hidracina como "A3: carcinógeno animal confirmado con relevancia desconocida para los humanos". La Agencia de Protección Ambiental de los Estados Unidos (EPA) lo califica como "B2: un probable carcinógeno humano según la evidencia de estudios en animales". [27]

La Agencia Internacional para la Investigación del Cáncer (IARC) clasifica a la hidracina como "2A, probablemente carcinógena para los seres humanos" con una asociación positiva observada entre la exposición a la hidracina y el cáncer de pulmón. [28] Sobre la base de estudios de cohorte y transversales de exposición ocupacional a la hidracina, un comité de las Academias Nacionales de Ciencias , Ingeniería y Medicina concluyó que existe evidencia sugestiva de una asociación entre la exposición a la hidracina y el cáncer de pulmón, con evidencia insuficiente de asociación con cáncer en otros sitios. [29] La Comisión Europea ‘s Comité Científico sobre Límites de Exposición Ocupacional(SCOEL) coloca a la hidracina en el carcinógeno "grupo B — un carcinógeno genotóxico". El mecanismo genotóxico que citó el comité hace referencia a la reacción de la hidracina con el formaldehído endógeno y la formación de un agente metilante del ADN. [30]

En caso de una emergencia relacionada con la exposición a la hidracina, NIOSH recomienda quitarse la ropa contaminada inmediatamente, lavarse la piel con agua y jabón y, para la exposición ocular, quitarse los lentes de contacto y enjuagarse los ojos con agua durante al menos 15 minutos. NIOSH también recomienda a cualquier persona con posible exposición a la hidracina que busque atención médica lo antes posible. [24] No existen recomendaciones específicas de laboratorio o de diagnóstico por imágenes médicas posteriores a la exposición, y el examen médico puede depender del tipo y la gravedad de los síntomas. La Organización Mundial de la Salud (OMS) recomienda que las exposiciones potenciales se traten sintomáticamente prestando especial atención a los posibles daños pulmonares y hepáticos. Casos pasados ​​de exposición a hidracina han demostrado éxito conTratamiento con piridoxina (vitamina B6) . [26]

Límites de exposición ocupacional

  • Límite de exposición recomendado por NIOSH (REL): 0,03 ppm (0,04  mg / m 3 ) techo de 2 horas [27]
  • Límite de exposición permisible (PEL) de OSHA : 1 ppm (1.3  mg / m 3 ) Promedio ponderado en el tiempo de 8 horas [27]
  • Valor límite de umbral (TLV) de la ACGIH : 0,01 ppm (0,013  mg / m 3 ) Promedio ponderado en el tiempo de 8 horas [27]

El umbral de olor para la hidracina es de 3,7 ppm, por lo que si un trabajador puede oler un olor similar al amoníaco, es probable que supere el límite de exposición. Sin embargo, este umbral de olor varía mucho y no debe usarse para determinar exposiciones potencialmente peligrosas. [31]

Para el personal aeroespacial, la USAF utiliza una guía de exposición de emergencia, desarrollada por el Comité de Toxicología de la Academia Nacional de Ciencias , que se utiliza para exposiciones no rutinarias del público en general y se denomina Guía de exposición pública de emergencia a corto plazo (SPEGL). El SPEGL, que no se aplica a las exposiciones ocupacionales, se define como la concentración máxima aceptable para exposiciones imprevistas, únicas y de emergencia a corto plazo del público en general y representa exposiciones poco frecuentes en la vida de un trabajador. Para la hidracina, el SPEGL de 1 hora es de 2 ppm, con un SPEGL de 24 horas de 0.08 ppm. [32]

Manipulación y vigilancia médica

Un programa completo de vigilancia de la hidracina debe incluir un análisis sistemático de la vigilancia biológica, la detección médica y la información sobre morbilidad / mortalidad. El CDC recomienda que se proporcionen resúmenes de vigilancia y educación a los supervisores y trabajadores. Se deben realizar exámenes médicos periódicos y previos a la colocación con un enfoque específico en los efectos potenciales de la hidracina sobre el funcionamiento de los ojos, la piel, el hígado, los riñones, los sistemas hematopoyético, nervioso y respiratorio. [24]

Los controles comunes utilizados para la hidracina incluyen el recinto del proceso, la ventilación por extracción local y el equipo de protección personal (EPP). [24] Las pautas para el EPP con hidracina incluyen guantes y ropa no permeables, gafas protectoras resistentes a salpicaduras de ventilación indirecta, careta y, en algunos casos, un respirador. [31] El uso de respiradores para la manipulación de hidracina debería ser el último recurso como método para controlar la exposición de los trabajadores. En los casos en que se necesiten respiradores, se debe implementar una selección adecuada de respiradores y un programa completo de protección respiratoria consistente con las pautas de OSHA . [24]

Para el personal de la USAF , la Norma 48-8 de Seguridad y Salud Ocupacional de la Fuerza Aérea (AFOSH), Adjunto 8 revisa las consideraciones para la exposición ocupacional a la hidracina en sistemas de misiles, aeronaves y naves espaciales. Las pautas específicas para la respuesta a la exposición incluyen duchas de emergencia obligatorias y estaciones de lavado de ojos y un proceso para descontaminar la ropa protectora. La guía también asigna responsabilidades y requisitos para el PPE adecuado, la capacitación de los empleados, la vigilancia médica y la respuesta a emergencias. [32] Las bases de la USAF que requieren el uso de hidracina generalmente tienen regulaciones de base específicas que rigen los requisitos locales para el uso seguro de hidracina y la respuesta de emergencia.

Estructura molecular

Cada subunidad H 2 N − N es piramidal. La distancia del enlace simple N − N es 1,45 Å (145 pm ) y la molécula adopta una conformación torpe . [33] La barrera rotacional es el doble que la del etano . Estas propiedades estructurales se asemejan a las del peróxido de hidrógeno gaseoso , que adopta una conformación anticlinal "sesgada" y también experimenta una fuerte barrera rotacional.

Síntesis y producción

Se han desarrollado diversas rutas. [10] El paso clave es la creación del enlace sencillo nitrógeno-nitrógeno. Las muchas rutas se pueden dividir en aquellas que utilizan oxidantes de cloro (y generan sal) y aquellas que no.

Oxidación de amoniaco a través de oxaziridinas a partir de peróxido.

La hidracina se puede sintetizar a partir de amoníaco y peróxido de hidrógeno en el proceso de peróxido (a veces llamado proceso Pechiney-Ugine-Kuhlmann, ciclo Atofina-PCUK o proceso ketazina). [10] La reacción neta es la siguiente: [34]

En esta ruta, la cetona y el amoníaco se condensan primero para dar la imina , que se oxida mediante peróxido de hidrógeno a oxaziridina , un anillo de tres miembros que contiene carbono, oxígeno y nitrógeno. A continuación, la oxaziridina da la hidrazona mediante tratamiento con amoníaco , proceso que crea el enlace sencillo nitrógeno-nitrógeno. Esta hidrazona se condensa con un equivalente más de cetona.

La azina resultante se hidroliza para dar hidrazina y regenerar la cetona, metiletilcetona :

A diferencia de la mayoría de los otros procesos, este enfoque no produce una sal como subproducto. [35]

Oxidaciones a base de cloro

En el proceso Olin Raschig , los oxidantes a base de cloro oxidan el amoníaco sin la presencia de una cetona. En el proceso de peróxido , el peróxido de hidrógeno oxida el amoníaco en presencia de una cetona.

La hidracina se produce en el proceso Olin-Raschig a partir de hipoclorito de sodio (el ingrediente activo de muchos blanqueadores ) y amoníaco, un proceso anunciado en 1907. Este método se basa en la reacción de la monocloramina con amoníaco para crear el enlace simple nitrógeno-nitrógeno, así como un subproducto de cloruro de hidrógeno : [12]

En relación con el proceso de Raschig, la urea se puede oxidar en lugar del amoníaco. Nuevamente, el hipoclorito de sodio actúa como oxidante. Se muestra la reacción neta: [36]

El proceso genera subproductos importantes y se practica principalmente en Asia. [10]

El proceso de ketazina de Bayer es el predecesor del proceso de peróxido. Emplea hipoclorito de sodio como oxidante en lugar de peróxido de hidrógeno. Como todas las rutas basadas en hipoclorito, este método produce un equivalente de sal por cada equivalente de hidracina. [10]

Reacciones

Comportamiento ácido-base

La hidracina forma un monohidrato que es más denso (1.032  g / cm 3 ) que el material anhidro . La hidracina tiene propiedades químicas básicas ( alcalinas ) comparables a las del amoníaco : [37]

(para amoniaco )

Es difícil diprotonar: [38]

Reacciones redox

El calor de combustión de la hidracina en oxígeno (aire) es 1.941 × 10 7 J / kg (8345 BTU / lb). [39]

La hidracina es un reductor conveniente porque los subproductos son normalmente gas nitrógeno y agua. Por lo tanto, se utiliza como antioxidante , eliminador de oxígeno e inhibidor de la corrosión en calderas de agua y sistemas de calefacción. También se utiliza para reducir las sales de metales y óxidos de los metales puros en no electrolítico de níquel chapado y plutonio extracción a partir de residuos reactor nuclear . Algunos procesos fotográficos en color también utilizan una solución débil de hidracina como lavado estabilizador, ya que elimina el acoplador de tinte.y haluros de plata sin reaccionar. La hidracina es el agente reductor más común y eficaz que se utiliza para convertir el óxido de grafeno (GO) en óxido de grafeno reducido (rGO) mediante un tratamiento hidrotermal. [40]

Sales de hidrazinio

La hidrazina puede ser mono protonado para formar diversas sales sólidas de la hidrazinio catiónico (N 2 H 5 + ) por tratamiento con ácidos minerales. Una sal común es el sulfato de hidrazinio , [N 2 H 5 ] HSO 4 , también llamado sulfato de hidracina. [41] El sulfato de hidracina se investigó como tratamiento de la caquexia inducida por cáncer , pero resultó ineficaz. [42]

La doble protonación da lugar a la dicación de hidrazinio (H 3 NNH 3 2+ ), de la que se conocen varias sales. [43]

Química Orgánica

Las hidracinas forman parte de muchas síntesis orgánicas , a menudo las de importancia práctica en productos farmacéuticos (ver sección de aplicaciones), así como en tintes textiles y en fotografía. [10]

La hidrazina se usa en la reducción de Wolff-Kishner , una reacción que transforma el grupo carbonilo de una cetona en un puente de metileno (o un aldehído en un grupo metilo ) a través de un intermedio de hidrazona . La producción de dinitrógeno altamente estable a partir del derivado de hidracina ayuda a impulsar la reacción.

Al ser bifuncional, con dos aminas, la hidracina es un componente clave para la preparación de muchos compuestos heterocíclicos mediante condensación con una variedad de electrófilos difuncionales . Con 2,4-pentanodiona , se condensa para dar 3,5-dimetilpirazol . [44] En la reacción de Einhorn-Brunner, las hidrazinas reaccionan con imidas para dar triazoles .

Al ser un buen nucleófilo, el N 2 H 4 puede atacar los haluros de sulfonilo y los haluros de acilo. [45] La tosilhidrazina también forma hidrazonas tras el tratamiento con carbonilos.

La hidracina se utiliza para escindir derivados de ftalimida N -alquilados. Esta reacción de escisión permite que el anión ftalimida se utilice como precursor de amina en la síntesis de Gabriel . [46]

Formación de hidrazona

Ilustrativo de la condensación de hidrazina con un carbonilo simple es su reacción con propanona para dar la diisopropilidenhidrazina (acetona azina). Este último reacciona más con la hidrazina para producir la hidrazona: [47]

La propanona azina es un intermedio en el proceso de Atofina - PCUK . La alquilación directa de hidrazinas con haluros de alquilo en presencia de base produce hidrazinas sustituidas con alquilo, pero la reacción es típicamente ineficaz debido al control deficiente del nivel de sustitución (igual que en las aminas ordinarias ). La reducción de hidrazonas a hidracinas presenta una forma limpia de producir hidrazinas 1,1-dialquiladas.

En una reacción relacionada, las 2-cianopiridinas reaccionan con la hidrazina para formar amida hidrazidas, que se pueden convertir usando 1,2-dicetonas en triazinas .

Bioquímica

La hidracina es el intermediario en el proceso de oxidación anaeróbica del amoníaco ( anammox ). [48] Es producida por algunas levaduras y la bacteria de mar abierto anammox ( Brocadia anammoxidans ). [49] La falsa morilla produce la giromitrina venenosa, que es un derivado orgánico de la hidracina que se convierte en monometilhidrazina mediante procesos metabólicos. Incluso el hongo "botón" comestible más popular, Agaricus bisporus, produce derivados orgánicos de hidracina, incluida la agaritina , un derivado de hidrazina de un aminoácido y giromitrina . [50] [51]

Historia

El nombre "hidracina" fue acuñado por Emil Fischer en 1875; estaba tratando de producir compuestos orgánicos que consistieran en hidracina monosustituida. [52] En 1887, Theodor Curtius había producido sulfato de hidracina mediante el tratamiento de diazidas orgánicas con ácido sulfúrico diluido; sin embargo, no pudo obtener hidracina pura, a pesar de los repetidos esfuerzos. [53] [54] [55] La hidracina anhidra pura fue preparada por primera vez por el químico holandés Lobry de Bruyn en 1895. [56] [57] [58]

Ver también

  • Diazene
  • Sulfato de hidracina
  • Lista de Stoffs
  • Mezcla de combustible de óxido nitroso  : clase de propulsores líquidos para cohetes
  • Estados Unidos 193

Referencias

  1. ^ "Guía de NIOSH: hidracina" . Centros para el Control de Enfermedades . Consultado el 16 de agosto de 2012 .
  2. ^ a b "hidracina: base de datos química pública de PubChem" . El Proyecto PubChem . EE.UU .: Centro Nacional de Información Biotecnológica.
  3. ^ a b c d e f Guía de bolsillo de NIOSH sobre peligros químicos. "# 0329" . Instituto Nacional de Seguridad y Salud Ocupacional (NIOSH).
  4. ^ Hall HK, et al. (1957). "Correlación de las fuerzas base de Amines1". Mermelada. Chem. Soc. 79 (20): 5441. doi : 10.1021 / ja01577a030 .
  5. ^ Greenwood, Norman N .; Earnshaw, Alan (1997). Química de los Elementos (2ª ed.). Butterworth-Heinemann . ISBN 978-0-08-037941-8.
  6. ^ Martel B, Cassidy K, et al. (2004). Análisis de riesgo químico: un manual práctico . Ámsterdam: Butterworth – Heinemann. pag. 361. ISBN 9781903996652. OCLC  939257974 .
  7. ^ "Hidrazina" . Concentraciones inmediatamente peligrosas para la vida o la salud (IDLH) . Instituto Nacional de Seguridad y Salud Ocupacional (NIOSH).
  8. ^ "Tamaño del mercado de hidrato de hidracina: informe de participación de la industria 2024" . www.gminsights.com .
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enlaces externos

  • ¡El último show con Rob! Invitado especial de esta noche: Hydrazine (PDF) —Robert Matunas
  • Hidrazina: información del producto químico: propiedades, producción, aplicaciones.
  • Toxicidad por hidracina
  • CDC — Guía de bolsillo de NIOSH sobre peligros químicos
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