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N-óxido de N-metilmorfolina

N -óxido de N -metilmorfolina (más correctamente 4-óxido de 4-metilmorfolina), NMO o NMMO es un compuesto orgánico . Estederivado heterocíclico de óxido de amina y morfolina se utiliza en química orgánica como cooxidante y catalizador de sacrificio en reacciones de oxidación , por ejemplo, en oxidaciones de tetróxido de osmio y lau oxidación asimétrica de Sharpless con TPAP . [1] NMO se suministra comercialmente como monohidrato C 5 H 11 NO 2 ·H 2 O y como compuesto anhidro. El monohidrato se utiliza como disolvente de la celulosa en elproceso de lyocell para producir fibras de celulosa .

Usos

disolvente de celulosa

El monohidrato de NMMO se utiliza como disolvente en el proceso de lyocell para producir fibra de lyocell. [2] Disuelve la celulosa para formar una solución llamada droga, y la celulosa se vuelve a precipitar en un baño de agua para producir una fibra. El proceso es similar pero no análogo al proceso de la viscosa . En el proceso de la viscosa, la celulosa se vuelve soluble mediante la conversión en sus derivados xantato . Con NMMO, la celulosa no se derivatiza sino que se disuelve para dar una solución polimérica homogénea. La fibra resultante es similar a la viscosa ; esto se observó, por ejemplo, en el caso de las microfibrillas de celulosa de Valonia . La dilución con agua hace que la celulosa vuelva a precipitar, es decir, la solvatación de la celulosa con NMMO es un proceso sensible al agua. [3]

La celulosa permanece insoluble en la mayoría de los solventes porque tiene una red de enlaces de hidrógeno intermoleculares fuerte y altamente estructurada, que resiste los solventes comunes. NMMO rompe la red de enlaces de hidrógeno que mantiene la celulosa insoluble en agua y otros disolventes. Se ha obtenido una solubilidad similar en algunos disolventes, en particular una mezcla de cloruro de litio en dimetilacetamida y algunos líquidos iónicos hidrófilos .

Disolución de escleroproteínas.

Otro uso de NMMO es la disolución de la escleroproteína (que se encuentra en el tejido animal). Esta disolución se produce en las zonas cristalinas que son más homogéneas y contienen residuos de glicina y alanina con un pequeño número de otros residuos. Apenas se ha estudiado cómo el NMMO disuelve estas proteínas. Sin embargo, se han realizado otros estudios en sistemas de amida similares (es decir, hexapéptido ). Los enlaces de hidrógeno de las amidas pueden romperse mediante NMMO. [4]

oxidante

Oxidación de un alqueno con tetróxido de osmio (0,06 eq.) y NMO (1,2 eq.) en acetona /agua 5:1 RT 12 hrs. [5]

NMO, como N-óxido , es un oxidante en la dihidroxilación de Upjohn . Generalmente se utiliza en cantidades estequiométricas como oxidante secundario (cooxidante) para regenerar un oxidante primario (catalítico) después de que este último haya sido reducido por el sustrato. Las reacciones vecinales de sin-dihidroxilación, por ejemplo, requerirían, en teoría, cantidades estequiométricas de tetróxido de osmio tóxico, volátil y costoso , pero si se regenera continuamente con NMO, la cantidad requerida se puede reducir a cantidades catalíticas .

Referencias

  1. ^ Mark R. Sivik y Scott D. Edmondson ENCICLOPEDIA DE REACTIVOS PARA SÍNTESIS ORGÁNICA "N-metilmorfolina N-óxido" E-EROS, 2008 doi :10.1002/047084289X.rm216.pub2
  2. ^ Hans Krässig, Josef Schurz, Robert G. Steadman, Karl Schliefer, Wilhelm Albrecht, Marc Mohring, Harald Schlosser "Celulosa" en la Enciclopedia de química industrial de Ullmann, 2002, Wiley-VCH, Weinheim. doi :10.1002/14356007.a05_375.pub2
  3. ^ Noé, Pierre y Henri Chanzy "Hinchazón de microfibrillas de celulosa de Valonia en sistemas de óxido de amina". Canadian Journal of Chemistry Volumen 86, número 6, páginas 520-524 (2008). recuperado a través de EBSCO, Advanced Placement Source. 11 de noviembre de 2009.
  4. ^ ES Sashina, NP Novoselov, SVToroshekova, VE Petrenko, "Estudio químico-cuántico del mecanismo de disolución de escleroproteínas en N-óxido de N-metilmorfolina". Revista Rusa de Química General volumen 78 número 1 páginas 139-145 (2008). recuperado a través de EBSCO, Advanced Placement Source. 11 de noviembre de 2009.
  5. ^ Preparación de 3H-pirrolo[2,3-c]isoquinolinas y 3H-pirrolo[2,3-c][2,6]- y 3H-pirrolo[2,3-c][1,7]-naftiridinas U Narasimha Rao, Xuemei Han y Edward R. Biehl Arkivoc 2002 (x) 61-66 artículo en línea