moczniki
W chemii moczniki są klasą związków organicznych o wzorze (R 2 N) 2 CO, gdzie R = H, alkil, aryl itp. Tak więc, oprócz opisu konkretnego związku chemicznego mocznika ((H 2 N) 2 CO ), mocznik to nazwa grupy funkcyjnej , która występuje w wielu związkach i materiałach o znaczeniu zarówno praktycznym, jak i teoretycznym. Generalnie moczniki są bezbarwnymi krystalicznymi ciałami stałymi, które dzięki obecności mniejszej ilości wiązań wodorowych wykazują niższe temperatury topnienia niż sam mocznik.
Synteza
Moczniki można wytwarzać wieloma metodami, ale rzadko przez bezpośrednie nasycanie dwutlenkiem węgla, co jest drogą do samego mocznika. Zamiast tego metody można sklasyfikować według tych, które składają się z funkcji mocznika i tych, które zaczynają się od wstępnie uformowanego mocznika.
Montaż N-podstawionych grup funkcyjnych mocznika
Fosgenowanie obejmuje reakcję amin z fosgenem , przebiegającą przez izocyjanian (lub chlorek karbamoilu ) jako produkt pośredni:
- COCl2 + R2NH → R2NC (O)Cl + HCl COCl2
- + RNH2 → RNCO + 2 HCl
Ogólna reakcja:
- COCI 2 + 2 R 2 NH → (R 2 N) 2 CO + 2 HCl
Tetrametylomocznik jest przygotowywany w ten sposób i na ogół aminy drugorzędowe dają wiarygodne wyniki. Reakcje z użyciem pierwszorzędowych amin muszą być dokładnie kontrolowane, ponieważ pośredni izocyjanian może reagować z mocznikiem, tworząc biuret :
- R2NC (O)N(H)R' + R"NCO → R2NC ( O) NR'C (O)NHR"
Niesymetryczne moczniki powstają w wyniku kondensacji izocyjanianów z aminami:
- RNCO + R'2NH → (R'2N ) (R(H)N)CO
Analogicznie, niesymetryczne moczniki pierwotne powstają w wyniku kondensacji soli amonowych i cyjanianów metali alkalicznych:
- Na + NCO − + [R2NH2 ] Cl → (R'2N ) ( H2N ) CO + NaCl
Sztuczny słodzik dulcyna jest wytwarzany przez kondensację etoksyaniliny z cyjanianem potasu. Si(NCO) 4 jest również stosowany jako prekursor takich niesymetrycznych moczników.
2.png)
Bardzo wysoka toksyczność związków, takich jak fosgen i izocyjaniany, sprawia, że praca z nimi jest nieatrakcyjna i istnieje dążenie do bezpieczniejszych odczynników. Były one tradycyjnie droższe i dlatego ograniczały się głównie do prac na skalę laboratoryjną.
Z mocznika
Mocznik ulega transamidacji z aminami alkilowymi i arylowymi:
- (H 2 N) 2 CO + R 2 NH → (R 2 N) (H 2 N) CO + NH 3
- (R 2 N) (H 2 N) CO + R 2 NH → (R 2 N) 2 CO + NH 3
Reakcje te są wykorzystywane do przygotowania cyklicznych moczników. Monometylomocznik, prekursor teobrominy , jest wytwarzany z metyloaminy i mocznika. Fenylomocznik jest wytwarzany podobnie, ale z chlorku aniliny:
- ( H2N ) 2CO + [ R2NH2 ] Cl → (R2N ) ( H2N ) CO + NH4Cl
Moczniki zawierające wiązania NH, w tym sam mocznik, są łatwo alkilowane przez aldehydy. Produkty to α-hydroksyalkilomoczniki. Formaldehyd daje bis(hydroksymetylo)mocznik , półprodukt w tworzeniu żywic mocznikowo-formaldehydowych . Cykliczne moczniki powstają z glioksalu ((CHO) 2 ):
- (H2N ) 2CO + ( CHO) 2 → (CH(OH)NH) 2CO
Dwa równoważniki mocznika kondensują z aldehydem izomasłowym , dając pochodną alkilidenową:
- 2(H2N ) 2CO + OC ( H )CHMe2 → ( H2N )C(O)NH] 2CHCHMe2 + H2O
Ta pochodna, izobutylidenodimocznik , jest stosowana jako nawóz o powolnym działaniu, ponieważ w glebie powoli hydrolizuje, powracając do mocznika, doskonałego źródła związanego azotu.
- Bibliografia _ G. Scherra (2012). „Pochodne mocznika”. Encyklopedia chemii przemysłowej Ullmanna . Weinheim: Wiley-VCH. doi : 10.1002/14356007.o27_o04 .
- ^ Frederick Kurzer (1951). „Arylomoczniki I. Metoda cyjanianu p-bromofenylomocznika”. Org. Syntezator . 31 : 8. doi : 10.15227/orgsyn.031.0008 .
- ^ Roy G. Neville i John J. McGee (1965). „N-mono- i N, N-dipodstawione moczniki i tiomoczniki”. Org. Syntezator . 45 : 69. doi : 10.15227/orgsyn.045.0069 .
- Bibliografia _ Maggi, Raimondo; Sartori, Giovanni (2000). „Wybrane syntezy moczników poprzez substytuty fosgenu”. zielona chemia . 2 (4): 140–148. doi : 10.1039/B002127J .
- ^ „Arylomoczniki II. Metoda mocznika p-etoksyfenylomocznik” . Org. Syntezator . 31 : 11. 1951. doi : 10.15227/orgsyn.031.0011 .