Amiinioksidit

Amiinioksidien yleinen rakenne

Amiinioksidit ovat orgaanisia yhdisteitä, jotka sisältävät funktionaalisen ryhmän R3N+-O-. Perinteisesti nimitystä amiinioksidit on käytetty vain tertiäärisistä ja aromaattisista amiineista johdettuihin yhdisteisiin, mutta sitä voidaan käyttää myös primäärisistä tai sekundäärisistä amiineista johdetuista vastaavan funktionaalisen ryhmän sisältävistä yhdisteistä. Amiinioksideja käytetään muun muassa pinta-aktiivisina aineina sekä orgaanisen kemian synteeseissä hapettimina.[1][2][3]

Ominaisuudet

Amiinioksideissa on typpiatomin ja happiatomin välillä niin kutsuttu semipolaarinen sidos ja sitä voidaan pitää kovalenttisen sidoksen ja ionisidoksen välimuotona. Tätä kuvaamaan amiinioksidien rakenne piirretään toisinaan muodossa R3N→O. Tästä sidoksen luonteesta johtuen amiinioksideilla on korkeat sulamis- ja kiehumispisteet sekä suuri dipolimomentti. Amiinioksidit ovat heikosti emäksisiä, heikompia kuin amiinit. Eräät aromaattiset amiinioksidit ovat voimakkaampia emäksiä verrattuina alifaattisiin amiinioksideihin. Happojen kanssa amiinioksidit muodostavat suoloja, joiden rakenne on (R3N+-OH)X-. Erityisesti alifaattiset amiinioksidit muodostavat kompleksiyhdisteitä metalli-ionien kanssa.[2][3]

Valmistus ja reaktiot

Amiinioksideita valmistetaan hapettamalla amiineja. Alifaattisten amiinien tapauksessa käytetyin hapetin on vetyperoksidi, mutta myös perkarboksyylihappoja, kuten perbentsoehappoa tai m-klooriperbentsoehappoa tai peroksirikkihappoa. Vetyperoksidin hapetuskyky ei riitä hapettamaan aromaattisia amiineja, joten aromaattisten amiinioksidien valmistuksessa voidaan käyttää vain peroksihappoja. Näiden menetelmien lisäksi on kehitetty metallikatalysoituja reaktioita, jotka käyttävät happea hapettimena.[2][4][5]

  • Amiinioksidit voidaan pelkistää amiineiksi. Usein käytettyjä pelkistimiä ovat trifenyylifosfiini, Raney-nikkeli, fosforitrikloridi, titaanitrikloridi, natriumborohydridi, litiumalumiinihydridi ja alifaattisten amiinioksidien tapauksessa myös rikkihapoke.[2][4]
  • Hapettimina orgaanisissa synteeseissä. Esimerkiksi N-metyylimorfoliini-N-oksidia käytetään yhdessä osmiumtetroksidin kanssa hapetettaessa alkeeneja dioleiksi.
  • Pyrolyyttinen eliminaatio. Amiinioksideille tapahtuu niin kutsuttu Cope-eliminaatio, kun niitä kuumennetaan 100–150 °C:n lämpötilaan. Tällöin eliminoituu alkeeni ja muodostuu hydroksyyliamiinijohdannainen. Reaktio tapahtuu viisiatomisen rengasmaisen siirtymätilan kautta ja on stereoselektiivinen.[2][4][5]
  • Amiinioksidit voivat kuumennettaessa toisiintua hydroksyyliamiineiksi.[2][4][5] Tämä voi olla joko sigmatrooppinen [1,2]-toisiintuminen eli Meisenheimer-toisiintuminen.[2][4]

tai allyylisten amiinioksidien tapauksessa sigmatrooppinen [2,3]-toisiintuminen.[5]

Amiinioksideja

Lähteet

  1. ↑ Amine oxides IUPAC GoldBook. IUPAC. Viitattu 01.07.2013. (englanniksi)
  2. ↑ a b c d e f g B. Maisonneuve: Amine Oxides, Kirk-Othmer Encyclopedia of Chemical Technology, John Wiley & Sons, New York, 2003. Viitattu 01.07.2013
  3. ↑ a b Thomas Scott, Mary Eagleson: Concise encyclopedia chemistry, s. 57. Walter de Gruyter, 1994. ISBN 978-3110114515. Kirja Googlen teoshaussa (viitattu 01.07.2013). (englanniksi)
  4. ↑ a b c d e Michael B. Smith & Jerry March: March's Advanced Organic Chemistry, s. 1525, 1623, 1779, 1846. John Wiley & Sons, 2007. ISBN 978-0-471-72091-1. (englanniksi)
  5. ↑ a b c d Francis A. Carey & Richard J. Sundberg: Organic Chemistry B: Reactions and synthesis, s. 528, 597–598. Springer, 2007. ISBN 978-0-387-68350-8. (englanniksi)

Aiheesta muualla

  • Kuvia tai muita tiedostoja aiheesta Amiinioksidit Wikimedia Commonsissa