El ácido cianúrico o 1,3,5-triazina-2,4,6-triol es un compuesto químico con la fórmula (CNOH) 3 . Como muchos productos químicos de utilidad industrial, esta triazina tiene muchos sinónimos. Este sólido blanco e inodoro se utiliza como precursor o componente de blanqueadores , desinfectantes y herbicidas. En 1997, la producción mundial fue de 160 millones de kilogramos. [2]
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Nombres | |||
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Nombre IUPAC preferido 1,3,5-triazinano-2,4,6-triona [1] | |||
Otros nombres 1,3,5-triazina-2,4,6 (1 H , 3 H , 5 H ) triona [1] 1,3,5-Triazinetriol s -Triazinetriol s -Triazinetrione Tricarbimide isocianúrico ácido ácido Pseudocyanuric | |||
Identificadores | |||
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Modelo 3D ( JSmol ) |
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CHEBI | |||
CHEMBL | |||
ChemSpider | |||
Tarjeta de información ECHA | 100.003.290 | ||
KEGG | |||
PubChem CID | |||
Número RTECS |
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UNII | |||
Tablero CompTox ( EPA ) | |||
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Propiedades | |||
C 3 H 3 N 3 O 3 | |||
Masa molar | 129,07 g / mol | ||
Apariencia | polvo cristalino blanco | ||
Densidad | 1,75 g / cm 3 | ||
Punto de fusion | 320–360 ° C (608–680 ° F; 593–633 K) se descompone | ||
0,27 g / 100 ml (25 ° C) | |||
-61,5 · 10 −6 cm 3 / mol | |||
Peligros | |||
Ficha de datos de seguridad | ICSC 1313 | ||
Compuestos relacionados | |||
Triazinas relacionadas | Fluoruro cianúrico Cloruro cianúrico Bromuro cianúrico | ||
Salvo que se indique lo contrario, los datos se proporcionan para materiales en su estado estándar (a 25 ° C [77 ° F], 100 kPa). | |||
verificar ( ¿qué es ?) | |||
Referencias de Infobox | |||
Propiedades y síntesis
Propiedades
El ácido cianúrico se puede ver como el trímero cíclico de la elusiva especie de ácido cianico, HOCN. El anillo puede interconvertirse fácilmente entre dos estructuras mediante tautomería ceto-enólica . El tautómero triol, que puede tener carácter aromático , [3] predomina en solución. Los grupos hidroxilo (-OH) asumen un carácter fenólico . La desprotonación con base proporciona una serie de sales de cianurato :
- [C (O) NH] 3 ⇌ [C (O) NH] 2 [C (O) N] - + H + (pK a = 6,88) [4]
- [C (O) NH] 2 [C (O) N] - ⇌ [C (O) NH] [C (O) N] 2 2− + H + (pK a = 11,40)
- [C (O) NH] [C (O) N] 2 2− ⇌ [C (O) N] 3 3− + H + (pK a = 13.5)
El ácido cianúrico se caracteriza por su fuerte interacción con la melamina , formando cianurato de melamina insoluble . Esta interacción bloquea el ácido cianúrico en el tautómero tri-ceto .
Síntesis
El ácido cianúrico (CYA) fue sintetizado por primera vez por Friedrich Wöhler en 1829 mediante la descomposición térmica de urea y ácido úrico . [5] La ruta industrial actual hacia CYA implica la descomposición térmica de urea, con liberación de amoníaco . La conversión comienza aproximadamente a 175 ° C: [2]
- 3 H 2 N-CO-NH 2 → [C (O) NH] 3 + 3 NH 3
CYA cristaliza en agua como dihidrato.
El ácido cianúrico se puede producir por hidrólisis de melamina bruta o residual seguida de cristalización . Las corrientes de desechos ácidos de las plantas que producen estos materiales contienen ácido cianúrico y, en ocasiones, triazinas sustituidas con amino disueltas, a saber, ammelina , ammelida y melamina. En un método, una solución de sulfato de amonio se calienta a ebullición y se trata con una cantidad estequiométrica de melamina, por lo que el ácido cianúrico presente precipita como un complejo de melamina-ácido cianúrico . Las diversas corrientes de desechos que contienen ácido cianúrico y triazinas sustituidas con amino pueden combinarse para su eliminación, y durante las condiciones adversas puede haber ácido cianúrico no disuelto en las corrientes de desechos . [6] [7]
Intermedios e impurezas
Los intermedios en la deshidratación incluyen tanto ácido isociánico , biuret y triuret :
- H 2 N-CO-NH 2 → HNCO + NH 3
- H 2 N-CO-NH 2 + HNCO → H 2 N-CO-NH-CO-NH 2
- H 2 N-CO-NH-CO-NH 2 + HNCO → H 2 N-CO-NH-CO-NH-CO-NH 2
Una impureza en la producción de CYA es la ammelida , especialmente si la temperatura de reacción excede los 190 ° C: 3 H 2 N-CO-NH-CO-NH 2 → [C (O)] 2 (CNH 2 ) (NH) 2 N + 2 NH 3 + H 2 O La primera aparición de la ammelamida ocurre antes de los 225 ° C y se sospecha que también ocurre por la descomposición del biuret, pero se produce a una velocidad más lenta que la del CYA.
La formación de melamina, [C (NH 2 ) N] 3 , se produce entre 325 y 350 ° C y solo en cantidades muy pequeñas. [8]
Aplicaciones
El ácido cianúrico se utiliza como estabilizador / tampón de cloro en piscinas . Se une al cloro libre y lo libera lentamente, lo que prolonga el tiempo necesario para agotar cada dosis de desinfectante .
El fármaco antineoplásico teroxirona se forma haciendo reaccionar ácido cianúrico con 3 equivalentes de epiclorhidrina . [9]
Precursores de cianuratos clorados
El ácido cianúrico se utiliza principalmente como precursor de los cianuratos clorados N , que se utilizan para desinfectar el agua. El derivado dicloro se prepara mediante cloración directa:
- [C (O) NH] 3 + 2 Cl 2 + 2 NaOH → [C (O) NCl] 2 [C (O) NH]
Esta especie se convierte típicamente en su sal de sodio , dicloro-s-triazinetriona de sodio . La cloración adicional da ácido tricloroisocianúrico , [C (O) NCl] 3 . Estos compuestos de N- cloro sirven como desinfectantes y algicidas para el agua de las piscinas. [2] Estabiliza el cloro en la piscina y evita que el cloro sea consumido rápidamente por la luz solar .
Precursores de reticulantes
Debido a su trifuncionalidad, CYA es un precursor de los agentes reticulantes , especialmente para resinas de poliuretano y plásticos termoestables de poliisocianurato .
Análisis
La prueba de concentración de ácido cianúrico se realiza comúnmente con una prueba turbidométrica , que utiliza un reactivo, melamina, para precipitar el ácido cianúrico. La turbidez relativa de la muestra reaccionada cuantifica la concentración de CYA. Referenciada en 1957, esta prueba [10] funciona porque la melamina se combina con el ácido cianúrico en el agua para formar un precipitado blanco, fino e insoluble ( cianurato de melamina ) que hace que el agua se enturbie en proporción a la cantidad de ácido cianúrico que contiene. Más recientemente, se ha desarrollado un método sensible para analizar el ácido cianúrico en la orina . [11]
La alimentación animal
La FDA permite que una cierta cantidad de ácido cianúrico esté presente en algunos aditivos de nitrógeno no proteico (NPN) que se utilizan en la alimentación animal y el agua potable . [12] Se ha utilizado ácido cianúrico como NPN. Por ejemplo, Archer Daniels Midland fabrica un suplemento NPN para ganado, que contiene biuret, triuret, ácido cianúrico y urea . [13]
Retiros del mercado de alimentos para mascotas en 2007
El ácido cianúrico está relacionado con el retiro de alimentos para mascotas de 2007 , la contaminación y el retiro generalizado de muchas marcas de alimentos para perros y gatos a partir de marzo de 2007. Las investigaciones han encontrado evidencia de que el ácido cianúrico, un componente de la orina, junto con la melamina se forman poco solubles. cristales que pueden causar insuficiencia renal (ver la sección de Análisis anterior).
Seguridad
El ácido cianúrico se clasifica como "esencialmente no tóxico". [2] La dosis letal media oral al 50% ( DL 50 ) es de 7700 mg / kg en ratas. [14]
Sin embargo, cuando el ácido cianúrico está presente junto con la melamina (que en sí misma es otra sustancia de baja toxicidad), formará un complejo insoluble y bastante nefrotóxico , [15] como se demostró en perros y gatos durante la contaminación de alimentos para mascotas de 2007 y en niños durante los casos de escándalo de la leche en China de 2008 .
Ocurrencia natural
La sal de cobre impuro del ácido, con la fórmula Cu (C 3 N 3 O 3 H 2 ) 2 (NH 3 ) 2 , es actualmente el único mineral de isocianurato conocido, llamado joanneumita . Fue encontrado en un depósito de guano en Chile . Es muy raro. [dieciséis]
Referencias
- ^ a b Nomenclatura de la química orgánica: Recomendaciones de la IUPAC y nombres preferidos 2013 (Libro azul) . Cambridge: La Real Sociedad de Química . 2014. p. 733. doi : 10.1039 / 9781849733069-FP001 . ISBN 978-0-85404-182-4.
- ^ a b c d Klaus Huthmacher, Dieter Most "Ácido cianúrico y cloruro cianúrico" Enciclopedia de Ullmann de química industrial "2005, Wiley-VCH, Weinheim. doi 10.1002 / 14356007.a08 191
- ^ Pérez-Manríquez, Liliana; Cabrera, Armando; Sansores, Luis Enrique; Salcedo, Roberto (7 de septiembre de 2010). "Aromaticidad en ácido cianúrico" . Revista de modelado molecular . 17 (6): 1311-1315. doi : 10.1007 / s00894-010-0825-2 . PMC 3102184 . PMID 20820829 .
- ^ "Constantes de disociación de ácidos y bases orgánicos" Manual CRC de química y física, versión de Internet 2005 (85a ed.)
- ^ Wöhler, F. (1829) "Ueber die Zersetzung des Harnstoffs und der Harnsäure durch höhere Temperatur", (Sobre la descomposición de urea y ácido úrico a temperaturas más altas), Annalen der Physik und Chemie , segunda serie, 15 : 619-630 .
- ^ "Proceso de preparación de ácido cianúrico puro" . 14 de julio de 1981 . Consultado el 10 de diciembre de 2007 .
- ^ "Proceso de hidrólisis térmica a alta presión para descomponer triazinas en corrientes de residuos ácidos" . 22 de marzo de 1977 . Consultado el 10 de diciembre de 2007 .
- ^ Shaber, Peter M. et al. "Estudio de la reacción de descomposición térmica de la urea (pirólisis) e importancia para la producción de ácido cianúrico", American Laboratory, agosto de 1999: 13-21 "Copia archivada" (PDF) . Archivado desde el original (PDF) el 28 de septiembre de 2007 . Consultado el 8 de mayo de 2007 .Mantenimiento de CS1: copia archivada como título ( enlace )
- ^ M. Budnowski, Angew. Chem. 7, 827 (1968).
- ^ "Prueba de turbidez de Merck" . Merck . 6 de junio de 2003. Archivado desde el original el 1 de julio de 2007 . Consultado el 6 de mayo de 2007 . (enlace muerto el 8 de abril de 2018)
- ^ Panuwet P, Wade EL, Nguyen JV, Montesano MA, Needham LL, Barr DB. Cuantificación de residuos de ácido cianúrico en orina humana mediante cromatografía líquida de alta resolución-espectrometría de masas en tándem. J Chromatogr B Analyt Technol Biomed Life Sci 2010 878 (28): 2916-2922.
- ^ "21CFR573.220 Biuret de grado alimenticio" . Administración de Drogas y Alimentos de EE. UU . 1 de abril de 2006 . Consultado el 6 de mayo de 2007 .
- ^ "Roughage Buster Plus: ingredientes" . Arquero Daniels Midland . Archivado desde el original el 12 de febrero de 2007 . Consultado el 6 de mayo de 2007 .
- ^ Administración de Drogas y Alimentos de Estados Unidos , "Evaluación provisional de riesgos / seguridad de melamina y análogos; Disponibilidad" , archivado el 16 de diciembre de 2007 en el Registro Federal de Wayback Machine : 30 de mayo de 2007 (volumen 72, número 103). Consultado el 27 de septiembre de 2008.
- ^ "La interacción de melamina y ácido cianúrico puede desempeñar un papel en la enfermedad y la muerte de alimentos para mascotas retirados del mercado" Archivado el 18 de mayo de 2007, en Wayback Machine , American Veterinary Medical Association (AVMA), Comunicado de prensa, 1 de mayo de 2007. Accedido 2008-09 -27.
- ^ Mindat, http://www.mindat.org/min-42755.html
enlaces externos
- Tarjeta internacional de seguridad química 1313
- Página de contaminación de alimentos para mascotas de la Asociación Médica Veterinaria de Oregón (OVMA) : noticias y novedades actualizadas periódicamente