El nitrato de amonio cérico (CAN) es un compuesto inorgánico con la fórmula (NH 4 ) 2 [Ce(NO 3 ) 6 ] . Esta sal de cerio soluble en agua, de color rojo anaranjado, 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 se compone del anión hexanitratocerato(IV) [Ce(NO 3 ) 6 ] 2− y un par de cationes amonio NH+4Los iones amonio no intervienen en las reacciones oxidantes de esta sal. En el anión, cada grupo nitrato forma un quelato con el átomo de cerio de manera bidentada , como se muestra a continuación:
El anión [Ce(NO 3 ) 6 ] 2− tiene simetría molecular T h (O h idealizada ) . El núcleo CeO 12 define un icosaedro . [4]
El Ce 4+ es un fuerte agente oxidante de un solo electrón . En términos de su potencial redox ( E ° ≈ 1,61 V frente a NHE ), es un agente oxidante incluso más fuerte que el Cl 2 ( E ° ≈ 1,36 V ). Pocos reactivos estables en almacenamiento son oxidantes más fuertes. En el proceso redox, el Ce(IV) se convierte en Ce(III), un cambio de un electrón, señalado por el desvanecimiento del color de la solución de naranja a amarillo pálido (siempre que el sustrato y el producto no estén fuertemente coloreados).
En síntesis orgánica, el 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 se oxidan nitroalcanos . [5] [6]
CAN proporciona una alternativa a la reacción de Nef ; por ejemplo, para la síntesis de cetomacrólidos, donde se encuentran reacciones secundarias complicadas que suelen encontrarse utilizando otros reactivos. CAN puede promover la halogenación oxidativa como oxidante in situ para la bromación bencílica y la yodación de cetonas y derivados de uracilo .
Las 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 escisión de 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 eficiente en 2-metil-1,2,3,4-tetrahidroquinolinas y las quinolinas correspondientes obtenidas por su aromatización .
El 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 , un alquino, un monóxido de carbono y un carbeno de cromo se combinan para formar un complejo de semisándwich de cromo [8] [9] y el ligando de fenol se puede aislar mediante una oxidación suave del CAN.
El CAN se utiliza para escindir los éteres para -metoxibencílicos y 3,4-dimetoxibencílicos, 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 para -metoxibencílico se convierte en para -metoxibenzaldehído. La ecuación balanceada es la siguiente:
El CAN también es un componente del reactivo de grabado de cromo , [12] un material que se utiliza en la producción de fotomáscaras y pantallas de cristal líquido . [13] También es un reactivo de nitración eficaz, especialmente para la nitración de sistemas de anillos aromáticos . [14] En acetonitrilo , el CAN reacciona con anisol para obtener productos de orto-nitración. [15]