El nitrato cérico de amonio (CAN) es el compuesto inorgánico de fórmula (NH 4 ) 2 [Ce(NO 3 ) 6 ] . Esta sal de cerio de color rojo anaranjado, soluble en agua, es un agente oxidante especializado en síntesis orgánica y un oxidante estándar en análisis cuantitativos .
El anión [Ce(NO 3 ) 6 ] 2− se genera disolviendo Ce 2 O 3 en ácido nítrico caliente y concentrado ( HNO 3 ). [2]
La sal consta del anión hexanitratocerato(IV) [Ce(NO 3 ) 6 ] 2− y un par de cationes de amonio NH+4. Los iones amonio no participan en las reacciones de oxidación de esta sal. En el anión, cada grupo nitrato quela el átomo de cerio de forma bidentada como se muestra a continuación:
El anión [Ce(NO 3 ) 6 ] 2− tiene simetría molecular Th ( Oh idealizada ) . El núcleo de CeO 12 define un icosaedro . [4]
Ce 4+ es un fuerte agente oxidante de un electrón . En términos de su potencial redox ( E ° ≈ 1,61 V vs. NHE ) es un agente oxidante aún más fuerte que el Cl 2 ( E ° ≈ 1,36 V ). Pocos reactivos estables son oxidantes más fuertes. En el proceso redox, Ce(IV) se convierte en Ce(III), un cambio de un electrón, señalado por la decoloración del color de la solución de naranja a amarillo pálido (siempre que el sustrato y el producto no estén fuertemente coloreados).
En síntesis orgánica, CAN es útil como oxidante para muchos grupos funcionales ( alcoholes , fenoles y éteres ), así como para enlaces C-H, especialmente aquellos que son bencílicos. Los alquenos sufren dinitroxilación, aunque el resultado depende del disolvente. Las quinonas se producen a partir de catecoles e hidroquinonas e incluso los nitroalcanos se oxidan. [5] [6]
CAN proporciona una alternativa a la reacción de Nef ; por ejemplo, para la síntesis de cetomacrólidos, donde normalmente se producen reacciones secundarias complicadas al utilizar otros reactivos. La CAN puede promover la halogenación oxidativa como oxidante in situ para la bromación bencílico y la yodación de cetonas y derivados de uracilo .
Cantidades catalíticas de CAN acuoso permiten la síntesis eficiente de derivados de quinoxalina . Las quinoxalinas son conocidas por sus aplicaciones como colorantes, semiconductores orgánicos y agentes de división del ADN. Estos derivados también son componentes de antibióticos como la equinomicina y la actinomicina . La reacción de tres componentes catalizada por CAN entre anilinas y alquil vinil éteres proporciona una entrada eficaz en 2-metil-1,2,3,4-tetrahidroquinolinas y las quinolinas correspondientes obtenidas mediante su aromatización .
CAN se utiliza tradicionalmente para liberar ligandos orgánicos de carbonilos metálicos . En el proceso, el metal se oxida, se desprende CO y el ligando orgánico se libera para su posterior manipulación. [7] Por ejemplo, con la reacción de Wulff-Dötz se combinan un alquino, monóxido de carbono y un carbeno de cromo para formar un complejo de medio sándwich de cromo [8] [9] y el ligando de fenol se puede aislar mediante oxidación CAN suave.
CAN se utiliza para escindir éteres de para -metoxibencilo y 3,4-dimetoxibencilo, que son grupos protectores de los alcoholes. [10] [11] Se requieren dos equivalentes de CAN por cada equivalente de éter para -metoxibencílico. El alcohol se libera y el éter parametoxibencílico se convierte en parametoxibenzaldehído . La ecuación balanceada es la siguiente:
CAN también es un componente del grabador de cromo , [12] un material que se utiliza en la producción de fotomáscaras y pantallas de cristal líquido . [ cita necesaria ]