Hidroksilamina
Hidroksilamina adalah senyawa anorganik dengan rumus NHOH. Bahan murninya adalah kristal putih yang tidak stabil, higroskopis. Namun, hidroksilamina hampir selalu disediakan dan digunakan sebagai larutan berair. Senyawa ini digunakan untuk mempersiapkan oksima, sebuah gugus fungsional penting. Senyawa ini juga merupakan zat antara dalam nitrifikasi biologis. Dalam nitrifikasi biologis, oksidasi NH untuk hidroksilamina dimediasi oleh enzim amonia monooksigenase (AMO). Hidroksilamina oksidoreduktase (HAO) lebih lanjut mengoksidasi hidroksilamina menjadi nitrit.
Hidroksilamina pertama kali dibuat sebagai hidroksilamina hidroklorida pada tahun 1865 oleh kimiawan Jerman Wilhelm Clemens Lossen (1838-1906); ia mereaksikan timah dan asam klorida dengan adanya etil nitrat. Senyawa ini pertama kali disiapkan dalam bentuk murni pada tahun 1891 oleh ahli kimia Belanda Lobry de Bruyn dan oleh kimiawan Prancis Léon Maurice Crismer (1858-1944).
Turunan tersubstitusi dari hidroksilamina diketahui. Jika hidrogen hidroksil tersubstitusi, ini disebut "O"-hidroksilamina, jika salah satu dari amina hidrogen diganti, ini disebut suatu "N"-hydroxylamine. Sama halnya dengan amina biasa, seseorang dapat membedakan hidroksiamina primer, sekunder dan tersier, dua yang terakhir mengacu pada senyawa dimana dua atau tiga hidrogen diganti masing-masing. Contoh senyawa yang mengandung gugus fungsi hidroksilamina adalah "N"-"tert"-butil-hidroksilamina atau ikatan glikosida di kaliseamisin. "N","O"-Dimetilhidroksilamina adalah agen kopling, digunakan untuk mensintesis amida Weinreb.
NHOH dapat diproduksi melalui beberapa rute. Jalur utama adalah melalui proses Raschig: amonium nitrit berair direduksi dengan HSO and SO pada 0 °C untuk menghasilkan anion hidroksilamido-N,N-disulfonat:
Anion ini kemudian dihidrolisis untuk memberikan (NHOH)SO:
Padatan NHOH dapat dikumpulkan oleh perlakuan dengan amonia cair. Amonium sulfat, , produk sampingan yang tidak larut dalam amonia cair, dikeluarkan dengan penyaringan; Cairan amonia diuapkan untuk menghasilkan produk yang diinginkan.
Reaksi bersihnya adalah:
Garam hidroksilamonium kemudian dapat dikonversi menjadi hidroksilamina oleh netralisasi:
Julius Tafel menemukan bahwa garam hidroksilamina hidroklorida atau sulfat dapat diproduksi oleh reduksi elektrolit dari asam nitrat dengan HCl atau HSO berturut-turut:
Hidroksilamina juga dapat diproduksi dengan reduksi asam nitrat atau kalium nitrit dengan bisulfit:
Hidroksilamina bereaksi dengan elektrofil, seperti agen pengalkilasi, yang dapat menempel pada oksigen atau atom nitrogen.:
Reaksi NHOH dengan aldehida atau keton menghasilkan oksima.
Reaksi ini berguna dalam pemurnian keton dan aldehida: jika hidroksilamina ditambahkan ke aldehida atau keton dalam larutan, bentuk oksima, yang umumnya mengendap dari larutan; Pemanasan endapan dengan asam anorganik kemudian mengembalikan aldehida atau keton semula.
Oksima, misalnya, dimetilglioksima, juga digunakan sebagai ligan.
NHOH bereaksi dengan asam klorosulfonat untuk menghasilkan asam hidroksilamina-"O"-sulfonat, suatu pereaksi berguna untuk sintesis kaprolaktam.
Hidroksilamina (NHOH), atau hidroksilamina (R-NHOH) dapat direduksi menjadi amina.
Hidroksilamina meledak dengan panas:
Reaktivitas yang tinggi terjadi sebagai bagian dari isomerisasi struktur parsial NHOH menjadi amonium oksida (dikenal pula sebagai azana oksida), dengan struktur NHO.
Hidroksilamina dan garamnya biasa digunakan sebagai zat pereduksi dengan berbagai reaksi organik dan anorganik. Mereka juga bisa bertindak sebagai antioksidan untuk asam lemak
Dalam sintesis nilon 6, sikloheksanon (1) pertama-tama dikonversi menjadi oksimanya (2); perlakuan pada oksima ini dengan asam menginduksi penataan ulang Beckmann untuk menghasilkan kaprolaktam (3):
Garam nitratnya, hidroksilamonium nitrat, sedang diteliti sebagai propelan roket, keduanya dalam larutan air sebagai monopropelan dan dalam bentuk padatnya sebagai propelan padat.
Senyawa ini juga telah digunakan di masa lalu oleh para ahli biologi untuk mengenalkan mutasi acak dengan mengganti pasangan basa dari G ke A, atau dari C ke T. Senyawa ini digunakan untuk menyelidiki area fungsional gen untuk menjelaskan apa yang terjadi jika fungsinya rusak. Saat ini mutagen lainnya digunakan. Hidroksilamina juga dapat digunakan untuk mengikat secara selektif peptida asparaginil-glisin dalam peptida dan protein. Senyawa ini juga mengikat dan melumpuhkan secara permanen enzim yang mengandung heme (racun). Ini digunakan sebagai inhibitor ireversibel kompleks fotosintesis kompleks evolusi kompleks karena strukturnya yang mirip dengan air.
Sintesis industri alternatif parasetamol yang dikembangkan oleh Hoechst-Celanese melibatkan konversi keton menjadi ketoksima dengan hidroksilamina.
Beberapa penggunaan non kimia meliputi pemindahan rambut dari kulit binatang dan larutan pengembangan fotografi. Dalam industri semikonduktor, hidroksilamina sering menjadi komponen dalam ""resist stripper"", yang menghilangkan "photoresist" setelah litografi.
Hidroksilamina bisa meledak pada pemanasan. Sifat bahaya eksplosif tidak dipahami dengan baik. Setidaknya dua pabrik yang menangani hidroksilamina telah hancur sejak tahun 1999 dengan hilangnya nyawa. Namun, diketahui bahwa garam besi mempercepat dekomposisi larutan NHOH 50%. Hidroksilamina dan turunannya lebih aman ditangani dalam bentuk garam.
Senyawa ini adalah iritan pada saluran pernafasan, kulit, mata, dan selaput lendir lainnya. Senyawa ini dapat diserap melalui kulit, berbahaya jika tertelan, dan kemungkinan mutagen.
Sitokrom P460, suatu enzim yang ditemukan di bakteri pengoksid-amonia "Nitrosomonas europea", dapat mengkonversi hidroksilamina menjadi dinitrogen oksida, sebuah gas rumah kaca yang ampuh.