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Dimetilformamida

La dimetilformamida , DMF, es un compuesto orgánico con la fórmula química H C O N (CH 3 ) 2 . Su estructura es HC(=O)−N( −CH 3 ) 2 . Comúnmente abreviado como DMF (aunque este acrónimo se usa a veces para dimetilfurano o fumarato de dimetilo ), este líquido incoloro es miscible con agua y la mayoría de los líquidos orgánicos. La DMF es un solvente común para reacciones químicas . La dimetilformamida es inodoro, pero las muestras de grado técnico o degradadas a menudo tienen un olor a pescado debido a la impureza de dimetilamina . Las impurezas de degradación de dimetilamina se pueden eliminar rociando las muestras con un gas inerte como argón o sonicando las muestras a presión reducida. Como su nombre lo indica, está estructuralmente relacionado con la formamida , ya que tiene dos grupos metilo en lugar de los dos hidrógenos. La DMF es un solvente aprótico polar ( hidrófilo ) con un alto punto de ebullición . Facilita reacciones que siguen mecanismos polares, como las reacciones S N 2 .

Estructura y propiedades

Como ocurre con la mayoría de las amidas , la evidencia espectroscópica indica un carácter de doble enlace parcial para los enlaces C−N y C−O. Por lo tanto, el espectro infrarrojo muestra una frecuencia de estiramiento C=O de solo 1675 cm −1 , mientras que una cetona absorbería cerca de 1700 cm −1 . [6]

El DMF es un ejemplo clásico de una molécula fluxional . [7]

El espectro de RMN de 1 H a temperatura ambiente muestra dos señales de metilo, indicativas de una rotación obstaculizada alrededor del enlace (O)C−N. [6] A temperaturas cercanas a 100 °C, el espectro de RMN de 500 MHz de este compuesto muestra solo una señal para los grupos metilo.

El DMF es miscible con agua. [8] La presión de vapor a 20 °C es 3,5 hPa. [9] Se puede deducir una constante de la ley de Henry de 7,47 × 10 −5 hPa·m 3 /mol a partir de una constante de equilibrio determinada experimentalmente a 25 °C. [10] El coeficiente de partición log  P OW se mide en −0,85. [11] Dado que la densidad del DMF (0,95 g·cm −3 a 20 °C [8] ) es similar a la del agua, no se espera una flotación o estratificación significativa en aguas superficiales en caso de pérdidas accidentales.

Izquierda: dos estructuras de resonancia de DMF. Derecha: ilustración que resalta la deslocalización.

Reacciones

La DMF se hidroliza con ácidos y bases fuertes, especialmente a temperaturas elevadas. Con hidróxido de sodio , la DMF se convierte en formato y dimetilamina. La DMF sufre una descarbonilación cerca de su punto de ebullición para dar dimetilamina. Por lo tanto, la destilación se lleva a cabo a presión reducida a temperaturas más bajas. [12]

En uno de sus principales usos en la síntesis orgánica , el DMF es un reactivo en la reacción de Vilsmeier-Haack , que se utiliza para formilar compuestos aromáticos. [13] [14] El proceso implica la conversión inicial de DMF en un ion cloroiminio, [(CH 3 ) 2 N=CH(Cl)] + , conocido como reactivo de Vilsmeier , [15] que ataca a los arenos.

Los compuestos de organolitio y los reactivos de Grignard reaccionan con DMF para dar aldehídos después de la hidrólisis en una reacción llamada síntesis de aldehído de Bouveault . [16]

La dimetilformamida forma aductos 1:1 con una variedad de ácidos de Lewis, como el ácido blando I 2 y el ácido duro fenol . Se clasifica como una base de Lewis dura y sus parámetros de base del modelo ECW son E B = 2,19 y C B = 1,31. [17] Su fuerza donante relativa hacia una serie de ácidos, en comparación con otras bases de Lewis, se puede ilustrar mediante gráficos CB . [18] [19]

Producción

El DMF fue preparado por primera vez en 1893 por el químico francés Albert Verley (8 de enero de 1867 – 27 de noviembre de 1959), destilando una mezcla de clorhidrato de dimetilamina y formiato de potasio . [20]

El DMF se prepara combinando formiato de metilo y dimetilamina o mediante la reacción de dimetilamina con monóxido de carbono . [21]

Aunque actualmente no es práctico, el DMF se puede preparar a partir de dióxido de carbono supercrítico utilizando catalizadores basados ​​en rutenio . [22]

Aplicaciones

El uso principal del DMF es como disolvente con baja tasa de evaporación. El DMF se utiliza en la producción de fibras acrílicas y plásticos . También se utiliza como disolvente en el acoplamiento de péptidos para productos farmacéuticos, en el desarrollo y producción de pesticidas y en la fabricación de adhesivos , cueros sintéticos , fibras, películas y revestimientos de superficies. [8]

Como reactivo barato y común, el DMF tiene muchos usos en un laboratorio de investigación.

Seguridad

La exposición al vapor de dimetilformamida ha demostrado una reducción de la tolerancia al alcohol y una irritación de la piel en algunos casos. [30]

El 20 de junio de 2018, la Agencia de Protección Ambiental de Dinamarca publicó un artículo sobre el uso de DMF en juguetes blandos . La densidad del compuesto en el juguete provocó que todos los juguetes blandos fueran retirados del mercado danés. Se recomendó que todos los juguetes blandos fueran desechados como residuos domésticos. [31]

Toxicidad

La DL50 aguda (oral, ratas y ratones) es de 2,2 a 7,55 g/kg. [8] Se han examinado los peligros del DMF. [32]

Referencias

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