Izocianați
Izocianatul este grupul funcțional –N = C = O (1 azot , 1 carbon , 1 oxigen ) care nu trebuie confundat cu grupul funcțional cianat –O - C≡N. Orice compus organic care conține o grupare izocianat se numește izocianat . Un izocianat poate conține, de asemenea, mai mult de o grupare izocianat. Moleculele cu două grupări izocianați sunt cunoscute sub numele de diizocianați . Principala aplicație a acestuia din urmă este producerea poliuretanului prin reacția cu polioli .
Sinteză
Reacția chimică utilizată la scară industrială pentru producerea izocianaților a fost descoperită de Hentschel în 1884 [1] și constă din reacția dintre o moleculă cu o grupă amino funcțională și fosgen . Reacția înlocuiește grupa amino cu grupa izocianat.
- R-NH 2 + Cl 2 CO -> RN = C = O + 2 HCI
Metodele comune pentru sinteza izocianaților în laborator (unde fosgenul nu este de obicei disponibil) sunt:
- Înlocuirea fosgenului cu derivați mai ușor de gestionat, cum ar fi difosgenul sau trifosgenul .
- Degradarea amidelor de către Hofmann pentru producerea de ciclohexan diizocianat.
- Rearanjarea Curtius din acil azide.
- Reamenajarea Lossen din acizii hidroxaminici.
Chimie
Carbonul grupului izocianat are o sarcină parțială pozitivă, care poate fi vizualizată cu formulele de rezonanță , ceea ce îl face susceptibil la atacul nucleofil .
- RN - -C + = O <-> RN = C = O <-> RN = C + -O -
Gruparea izocianat reacționează cu gruparea funcțională hidroxil pentru a forma o legătură uretanică . Un diizocianat a reacționat cu un poliol cu două sau mai multe grupări hidroxil formează un polimer cu lanț lung cunoscut sub numele de poliuretan . O grupare izocianat reacționează, de asemenea, cu gruparea amino pentru a forma legătura ureei . Reacția dintre un diizocianat și un compus cu două sau mai multe grupări amino formează un polimer cu lanț lung cunoscut sub numele de poliuree . Grupările izocianate pot reacționa, de asemenea, cu ele însele formând trimeri (numiți biuret ) sau cicliza.
Compuși obișnuiți
Peste 277 de izocianați diferiți au fost sintetizați între 1934 și 1949 [2], însă doar unii dintre aceștia au găsit aplicații la scară largă.
Piața mondială a diizocianaților în anul 2000 a fost estimată la 4,4 milioane de tone, împărțită astfel: 61,3% difenilmetan diizocianat (MDI), 34,1% toluen diizocianat (TDI), 3,4% hexametilen diizocianat (HDI) și izoforon izocianat (IPDI) și restul de 1,2% alte produse. Printre altele se remarcă un izocianat monofuncțional cunoscut sub numele de metilizocianat (MIC) utilizat la fabricarea pesticidelor .
Pericole și toxicitate
Izocianații sunt iritanți [3] prin inhalare și contact cu pielea. Contactul cu izocianați produce sensibilizare și astm . Studiul metabolismului anumitor chimioterapice a arătat că majoritatea izocianaților sunt citotoxici și pot fi cancerigeni.
Nitrozureele , utilizate pe scară largă în domeniul tumorilor hematologice și cerebrale, pot provoca parțial izocianați din metabolismul lor. De exemplu, carmustina (BCNU) generează cloretil-izocianat (Cl-CH2-CH2-N = C = O), care s-a dovedit a inhiba multe grupări sulfhidril de proteine, inclusiv cea a ADN polimerazei (necesară pentru sinteza ADN). Carmustina este, de asemenea, o otravă a glutation reductazei , o enzimă dependentă de NADPH + care reduce glutationul oxidat și contribuie la apărarea intracelulară împotriva atacului radicalilor liberi de oxigen (RLO). Există dovezi că, pe lângă inhibarea enzimei în mod direct, cloretil-izocianatul produs de metabolismul său are o acțiune similară [4] .
Notă
- ^ W. Hentschel, Chem. Ber. 17 (1884) 1284
- ^ Enciclopedia Ullmann de chimie industrială
- ^ Subiect de securitate și sănătate NIOSH: izocianați , de pe site-ul Institutului Național pentru Sănătate și Securitate în Muncă (NIOSH)
- ^ Chimioterapie antineoplazică
Alte proiecte
-
Wikimedia Commons conține imagini sau alte fișiere pe izocianați
linkuri externe
- ( RO ) IUPAC Gold Book, „izocianați” , pe goldbook.iupac.org .
