stringtranslate.com

Peróxido de hidrógeno-urea

El peróxido de hidrógeno-urea (también llamado Hyperol , artizona , peróxido de hidrógeno de urea y UHP ) es un compuesto químico sólido cristalino blanco compuesto por cantidades iguales de peróxido de hidrógeno y urea . Contiene peróxido de hidrógeno sólido y libre de agua , que ofrece una mayor estabilidad y mejor capacidad de control que el peróxido de hidrógeno líquido cuando se usa como agente oxidante . A menudo llamado peróxido de carbamida en odontología , se utiliza como fuente de peróxido de hidrógeno cuando se disuelve en agua para blanquear , desinfectar y oxidar .

Producción

Para la preparación del complejo, se disuelve urea en peróxido de hidrógeno al 30% (relación molar 2:3) a temperaturas inferiores a 60 °C. Al enfriar esta solución, el peróxido de hidrógeno-urea precipita en forma de pequeñas plaquetas. [2]

De manera similar al agua de cristalización , el peróxido de hidrógeno cocristaliza con urea con una estequiometría de 1:1. El compuesto se produce simplemente (en una escala de varios cientos de toneladas al año) mediante la disolución de urea en una solución de peróxido de hidrógeno concentrada en exceso , seguida de cristalización . [3] La síntesis en el laboratorio es análoga. [4]

Estructura y propiedades

La estructura en estado sólido de este aducto se ha determinado mediante difracción de neutrones . [5]

El peróxido de hidrógeno-urea es un sólido cristalino, inodoro y fácilmente soluble en agua, que se presenta en forma de polvo blanco o de agujas o plaquetas incoloras. [2] Al disolverse en diversos disolventes, el complejo 1:1 se disocia de nuevo en urea y peróxido de hidrógeno. Así, al igual que el peróxido de hidrógeno , el (erróneamente) llamado aducto es un oxidante , pero la liberación a temperatura ambiente en presencia de catalizadores se produce de forma controlada. Por tanto, el compuesto es adecuado como sustituto seguro de la inestable solución acuosa de peróxido de hidrógeno. Debido a la tendencia a la descomposición térmica, que se acelera a temperaturas superiores a los 82 °C, [6] no debe calentarse por encima de los 60 °C, especialmente en forma pura.

La solubilidad de las muestras comerciales varía de 0,05  g/mL [7] a más de 0,6  g/mL. [8]

Aplicaciones

Desinfectante y blanqueador

El peróxido de hidrógeno-urea se utiliza principalmente como agente desinfectante y blanqueador en cosméticos y productos farmacéuticos. [3] Como fármaco, este compuesto se utiliza en algunas preparaciones para el blanqueamiento de los dientes . [3] [9] [10] También se utiliza para aliviar la inflamación leve de las encías, las superficies mucosas orales y los labios, incluidas las aftas y la irritación dental, [11] y para emulsionar y dispersar la cera de los oídos . [12]

El peróxido de carbamida también es adecuado como desinfectante, por ejemplo para reducir los gérmenes en las superficies de las lentes de contacto o como antiséptico para enjuagues bucales , gotas para los oídos o para heridas y úlceras superficiales .

Reactivo en síntesis orgánica

En el laboratorio, se utiliza como un sustituto más fácil de manipular para el peróxido de hidrógeno . [4] [13] [14] Ha demostrado ser un agente oxidante estable, fácil de manipular y eficaz que se puede controlar fácilmente mediante una elección adecuada de las condiciones de reacción. Proporciona productos de oxidación de una manera respetuosa con el medio ambiente y, a menudo, con altos rendimientos, especialmente en presencia de catalizadores orgánicos como el anhídrido cis -butenedioico [15] o catalizadores inorgánicos como el tungstato de sodio . [16]

Reacciones con peróxido de carbamida
Reacciones con peróxido de carbamida

Convierte selectivamente tioles en disulfuros, [15] alcoholes secundarios en cetonas, [16] sulfuros en sulfóxidos y sulfonas, [17] nitrilos en amidas, [17] [18] y N -heterociclos en óxidos de amina . [17] [19]

Reacciones del metoxifenol con UHP
Reacciones del metoxifenol con UHP

Los hidroxibenzaldehídos se convierten en dihidroxibencenos ( reacción de Dakin ) [17] [20] y dan, en condiciones adecuadas, los ácidos benzoicos correspondientes. [20]

Baeyer-Villiger-Oxidación con UHP
Baeyer-Villiger-Oxidación con UHP

Oxida cetonas a ésteres, en particular cetonas cíclicas, como ciclohexanonas sustituidas [21] o ciclobutanonas [22] para dar lactonas ( oxidación de Baeyer-Villiger ).

La epoxidación de varios alquenos en presencia de benzonitrilo produce oxiranos con rendimientos del 79 al 96%. [23]

Epoxidación de ciclohexano con UHP
Epoxidación de ciclohexano con UHP

El átomo de oxígeno transferido al alqueno proviene del ácido peroxoimida formado de manera intermedia a partir del benzonitrilo. El ácido imídico resultante se tautomeriza para dar benzamida.

Seguridad

El compuesto actúa como un fuerte agente oxidante y puede causar irritación de la piel y daño ocular grave. [24] También se descubrió que el peróxido de urea e hidrógeno era un explosivo alto e insensible , capaz de detonar por un fuerte impulso bajo un fuerte confinamiento. [25] [26]

Véase también

Referencias

  1. ^ SGA: Sigma-Aldrich 289132
  2. ^ ab C.-S. Lu; EW Hughes; PA Giguère (1941), "La estructura cristalina del compuesto de adición de peróxido de hidrógeno y urea CO(NH 2 ) 2 H 2 O 2 ", J. Am. Chem. Soc. , vol. 63, núm. 6, págs. 1507–1513, doi :10.1021/ja01851a007
  3. ^ abc Harald Jakob; Stefan Leininger; Thomas Lehmann; Sylvia Jacobi; Sven Gutewort. "Compuestos peroxo, inorgánicos". Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry . Weinheim: Wiley-VCH. doi :10.1002/14356007.a19_177.pub2. ISBN 978-3527306732.
  4. ^ ab Yu, Lei; Meng, Bo; Huang, Xian (2008). "Complejo de peróxido de hidrógeno y urea: un oxidante selectivo en la síntesis de 2-fenilselenil-1,3-butadienos". Synthetic Communications . 38 (18): 3142. doi :10.1080/00397910802109224. S2CID  98323467.
  5. ^ Fritchie, CJ Jr.; McMullan, RK (1981). "Estudio de difracción de neutrones del complejo urea:peróxido de hidrógeno 1:1 a 81 K". Acta Crystallographica Sección B. 37 ( 5): 1086. doi :10.1107/S0567740881005116.
  6. ^ H. Heaney; F. Cardona; A. Goti; AL Frederick (2013). "Peróxido de hidrógeno-urea". Enciclopedia de reactivos para síntesis orgánica . doi :10.1002/047084289X.rh047.pub3. ISBN 978-0471936237. {{cite book}}: |periodical=ignorado ( ayuda )
  7. ^ Hoja de especificaciones de Sigma-Aldrich
  8. ^ Ficha técnica de Chemicalland
  9. ^ Mokhlis, GR; Matis, BA; Cochran, MA; Eckert, GJ (2000). "Una evaluación clínica de los agentes blanqueadores de peróxido de carbamida y peróxido de hidrógeno durante el uso diurno". Revista de la Asociación Dental Americana . 131 (9): 1269–77. doi :10.14219/jada.archive.2000.0380. PMID  10986827. Archivado desde el original el 23 de febrero de 2013.
  10. ^ Blanqueamiento dental Archivado el 17 de marzo de 2008 en Wayback Machine desde el sitio web de la UMD de Nueva Jersey
  11. ^ Centro de Medicina Integral: Peróxido de carbamida del sitio web del Centro Médico de la Universidad de Maryland Archivado el 18 de octubre de 2007 en Wayback Machine.
  12. ^ "Gotas para los oídos NOMBRE(S) GENÉRICO(S): PERÓXIDO DE CARBAMIDA". WebMD . Consultado el 3 de julio de 2021 .
  13. ^ Varma, Rajender S.; Naicker, Kannan P. (1999). "El complejo urea-peróxido de hidrógeno: protocolos oxidativos en estado sólido para aldehídos y cetonas hidroxilados (reacción de Dakin), nitrilos, sulfuros y heterociclos de nitrógeno". Organic Letters . 1 (2): 189. doi :10.1021/ol990522n.
  14. ^ Harry Heaney, Francesca Cardona, Andrea Goti, "Peróxido de hidrógeno-urea" Enciclopedia de reactivos para síntesis orgánica 2008. doi :10.1002/047084289X.rh047.pub2
  15. ^ ab B. Karami; M. Montazerozohori; MH Habibi (2005), "Oxidación de tioles con peróxido de hidrógeno y urea (UHP) a los disulfuros correspondientes promovida por anhídrido maleico como mediador" (PDF) , Molecules (en alemán), vol. 10, n.º 10, págs. 1358–1363, doi : 10.3390/10101385 , PMC 6147623 , PMID  18007530 
  16. ^ ab M. Lukasiewicz; D. Bogdal; J. Pielichowski. "Oxidación de alcoholes asistida por microondas utilizando peróxido de hidrógeno de urea". 8.ª Conferencia Electrónica Internacional sobre Química Orgánica Sintética. ECSOC-8 . Consultado el 10 de mayo de 2016 .
  17. ^ abcd RS Varma, KP Naicker, "El complejo urea-peróxido de hidrógeno: protocolos oxidativos en estado sólido para aldehídos y cetonas hidroxilados (reacción de Dakin), nitrilos, sulfuros y heterociclos de nitrógeno", Org. Lett. (en alemán), vol. 1, n.º 2, págs. 189-191, doi :10.1021/ol990522n
  18. ^ Patente WO 2012069948, V. Mascitti, KF McClure, MJ Munchhof, RP Robinson, Jr., "Derivados de 4-(5-ciano-pirazol-1-il)-piperidina como moduladores de GPR 119", expedida el 31-5-2012, asignada a Pfizer Inc. 
  19. ^ D. Rong; VA Phillips; RS Rubio; MA Castro; RT Wheelhouse, "Un método seguro, conveniente y eficiente para la preparación de N-óxidos heterocíclicos utilizando peróxido de hidrógeno y urea", Tetrahedron Lett. (en alemán), vol. 49, núm. 48, págs. 6933–6935, doi :10.1016/j.tetlet.2008.09.124
  20. ^ ab H. Heaney; AJ Newbold (2001), "La oxidación de aldehídos aromáticos por monoperoxiftalato de magnesio y peróxido de urea e hidrógeno", Tetrahedron Lett. (en alemán), vol. 42, núm. 37, págs. 6607–6609, doi :10.1016/S0040-4039(01)01332-6
  21. ^ MY Rios; E. Salazar; HF Olivo (2007), "Oxidación de Baeyer-Villiger de ciclohexanonas sustituidas mediante perhidrólisis mediada por lipasa utilizando urea-peróxido de hidrógeno en acetato de etilo", Green Chem. (en alemán), vol. 9, núm. 5, pp. 459–462, doi :10.1039/B618175A
  22. ^ A. Watanabe; T. Uchida; K. Ito; T. Katsuki (2002), "Oxidación de Baeyer-Villiger altamente enantioselectiva utilizando el complejo Zr(salen) como catalizador", Tetrahedron Lett. (en alemán), vol. 43, núm. 25, págs. 4481–4485, doi :10.1016/S0040-4039(02)00831-6
  23. ^ L. Ji; Y.-N. Wang; C. Qian; X.-Z. Chen (2013), "Epoxidación de alquenos promovida por nitrilo con peróxido de hidrógeno y urea (UHP)", Synth. Commun. (en alemán), vol. 43, n.º 16, págs. 2256-2264, doi :10.1080/00397911.2012.699578, S2CID  93770740
  24. ^ "Ficha de datos de seguridad de urea y peróxido de hidrógeno". merckmillipore.com . 16 de mayo de 2023.
  25. ^ Halleux, Francis; Pons, Jean-François; Wilson, Ian; Van Riet, Romuald; Lefebvre, Michel (2022). "Detonación a pequeña escala de peróxido de urea e hidrógeno industrial (UHP)". Propulsores, explosivos, pirotecnia . 47 (2). doi :10.1002/prep.202100250. hdl :1826/17469. S2CID  244899815.
  26. ^ Halleux, Francis; Pons, Jean-François; Wilson, Ian; Simoens, Bart; Van Riet, Romuald; Lefebvre, Michel (2023). "Rendimiento de detonación de peróxido de urea e hidrógeno (UHP)". Propulsores, explosivos, pirotecnia . 48 (6). doi :10.1002/prep.202300011. S2CID  257196173.

Enlaces externos