m-Toluidina (108-44-1) Propiedades físicas y químicas
m-Toluidina
Una amina aromática primaria utilizada como intermedio sintético en la fabricación de colorantes, pigmentos y productos químicos especializados, típicamente especificada y adquirida por su pureza y perfil de impurezas en entornos industriales y de I+D.
| Número CAS | 108-44-1 |
| Familia | Aminas aromáticas (anilinas) |
| Forma típica | Líquido incoloro a amarillo pálido |
| Grados comunes | BP, EP, JP, USP |
La m-toluidina es una amina primaria aromática monocíclica de la familia de las toluidinas: el isómero meta del anilina sustituida con metilo. Su fórmula molecular es \(\ce{C7H9N}\) y la estructura consiste en un anillo bencénico que porta un grupo amino en C‑1 y un sustituyente metilo en la posición C‑3 (orientación meta). El patrón de sustitución confiere una reactividad típica de anilina modificada por los débiles efectos inductivos y de hiperconjugación donadores de electrones del grupo metilo; el nitrógeno amino mantiene nucleofilicidad y basicidad características de las aminas aromáticas primarias pero con una deslocalización de resonancia reducida respecto a la anilina no sustituida debido a la sustitución meta.
Fisicoquímicamente, la m‑toluidina es un líquido de polaridad baja a moderada con un coeficiente de partición octanol-agua modesto (log Kow/XLogP reportado ≈ 1.4), una pequeña área polar superficial topológica (TPSA = 26 Ų), y un único sitio donador y aceptador de enlace de hidrógeno (el anillo‑NH2). El ácido conjugado tiene un \(\mathrm{p}K_a\) reportado de 4.69 a 25 °C, por lo que en medios neutros a ligeramente básicos predomina la base libre; en medios ácidos se protona al catión anilinio correspondiente. La funcionalidad amina aromática es susceptible a oxidación por aire y nitrosación bajo condiciones adecuadas, pudiendo formar productos de oxidación coloreados cuando se expone a luz y oxígeno; la hidrólisis no constituye una vía relevante de degradación en condiciones normales.
Su importancia industrial deriva de su papel como intermedio en la fabricación de colorantes, pigmentos, productos químicos fotográficos e intermedios orgánicos relacionados. Se produce industrialmente mediante reducción de m-nitrotolueno siguiendo secuencias sintéticas clásicas y se maneja a escala en procesos cerrados y como reactivo para funcionalización adicional.
Los grados comerciales comunes reportados para esta sustancia incluyen: BP, EP, JP, USP.
Propiedades físicas básicas
Densidad
Se reportan múltiples valores experimentales: - 0.989 a 68 °F (USCG, 1999) — registrado como "Menos denso que el agua; flota". - 0.9889 g/cm³ a 20 °C. - Densidad relativa (agua = 1): 0.99. - Otros reportes: 0.989 y 0.999.
Estos valores indican una densidad ligeramente inferior al agua a temperaturas ambientales.
Punto de fusión
Valores experimentales reportados de fusión/punto de fusión: - −22.7 °F (USCG, 1999). - −31.3 °C. - −30 °C. - −23 °F (dos reportes).
Si se requiere un único punto de fusión estándar, la mayoría de los valores reportados sitúan el punto de fusión cerca de −30 °C (líquido a temperaturas ambientales típicas).
Punto de ebullición
Puntos de ebullición reportados (a presión estándar): - 398.1 °F a 760 mmHg (USCG, 1999). - 203.3 °C. - 203 °C. - Reportes adicionales: 398.1 °F y 397 °F.
El compuesto hierve aproximadamente a 203 °C a presión atmosférica.
Presión de vapor
Mediciones reportadas de presión de vapor: - 1 mmHg a 106 °F (NIOSH, 2024). - 0.3 [mmHg]. - 0.303 mm Hg a 25 °C. - Presión de vapor expresada en Pa a 25 °C: 17 Pa. - Repetición del reporte: 1 mmHg a 106 °F.
La presión de vapor es baja pero medible a temperaturas ambientales; la volatilidad aumenta con la temperatura.
Punto de inflamación
Valores reportados de punto de inflamación: - 186 °F (USCG, 1999). - 187 °F (múltiples reportes). - 187 °F (86 °C) (vaso cerrado). - 85 °C vaso cerrado.
Clasificado como líquido combustible/inflamable con punto de inflamación en el rango ~85–87 °C (vaso cerrado).
Propiedades químicas
Solubilidad y comportamiento de fases
Los datos reportados de solubilidad son los siguientes: - "2 % (NIOSH, 2024)"; también reportado como "2%". - En agua: 1.50X10+4 mg/L a 20 °C (equivalente a ≈15 g/L). - Solubilidad en agua, g/100 mL a 25 °C: 0.1 (baja). - Muy soluble en acetona, benceno, éter dietílico, etanol. - Soluble en alcohol, éter, ácidos diluidos.
Interpretación: la sustancia presenta solubilidad acuosa limitada en condiciones ambientales (los reportes varían según método y unidades), mejor solubilidad en disolventes orgánicos comunes y solubilidad aumentada en medios acuosos ácidos debido a la protonación del grupo amino. El conjunto de datos incluye reportes heterogéneos (porcentaje, mg/L, g/100 mL); aplique el valor específico de unidad apropiado al método analítico en uso.
Reactividad y estabilidad
- La amina primaria aromática es químicamente nucleofílica y básica; neutraliza ácidos para formar sales (exotérmico).
- Incompatible con oxidantes fuertes, ácidos fuertes, isocianatos, orgánicos halogenados, peróxidos, epóxidos, anhídridos y haluros de ácido; el contacto con oxidantes puede ser vigoroso y potencialmente violento.
- Puede generar hidrógeno inflamable al contacto con agentes reductores fuertes (hidruros) o metales bajo ciertas condiciones.
- Sensible al aire y a la luz: se oscurece con la exposición debido a degradación oxidativa; puede ocurrir nitrosación y formación de derivados nitroso bajo condiciones nitrosantes.
- En descomposición o combustión emite óxidos de nitrógeno tóxicos y otros humos corrosivos o irritantes.
Por tanto, las recomendaciones de almacenamiento y estabilidad en procesos industriales enfatizan la exclusión de oxidantes fuertes, almacenamiento protegido de la luz y control de temperaturas para evitar la formación de vapores.
Datos termodinámicos
Entalpías estándar y capacidad calorífica
Datos termocinéticos disponibles: - Calor de formación: −8.1 kJ/mol (reportado). - Calor de vaporización: 44.9 kJ/mol a 203.3 °C.
No se dispone en el contexto actual de datos tabulados exhaustivos de capacidad calorífica molar estándar (\(C_p\)) en función de la temperatura. No hay valores experimentales establecidos para otras funciones termodinámicas estándar (por ejemplo, \(S^\circ_{298}\), \(G^\circ_{298}\)) en el contexto actual.
Parámetros moleculares
Peso molecular y fórmula
- Fórmula molecular: \(\ce{C7H9N}\).
- Peso molecular (reportado): 107.15.
- Masa exacta / Masa monoisotópica: 107.073499291.
- Recuento de átomos pesados: 8.
- Complejidad: 70.8.
- Carga formal: 0.
LogP y polaridad
- XLogP / log Kow reportado: 1.4 (también dado como 1.40).
- Área polar superficial topológica (TPSA): 26.
- Recuento de sitios donadores de enlace de hidrógeno: 1.
- Recuento de sitios aceptadores de enlace de hidrógeno: 1.
- Recuento de enlaces rotables: 0.
Estos valores indican una lipofilia moderada con baja área polar superficial y un único sitio protónico; el compuesto se distribuye preferentemente en fases orgánicas frente al agua pero no es altamente bioacumulativo.
Características Estructurales
La m‑toluidina es una amina aromática primaria benzenoide con un sustituyente metilo en la posición meta respecto al grupo amino. El metilo meta ejerce un efecto inductivo modestamente donador de electrones y un efecto hiperconjugativo que incrementa ligeramente la densidad electrónica en el anillo, pero no estabiliza fuertemente las formas resonantes anilinio como lo haría un donador en posiciones orto/para. El NH2 aromático es el sitio reactivo principal: experimenta la química típica de las anilinas (acilación, diazotización en condiciones nitrosantes, sustitución electrofílica aromática dirigida principalmente a las posiciones orto/para respecto al grupo amino). La protonación del nitrógeno amino ocurre con un \(\mathrm{p}K_a\) del ácido conjugado reportado de 4,69 a 25 °C; por lo tanto, la base neutra predomina bajo condiciones neutras y básicas. Las transformaciones oxidativas y nitrosativas (oxidación al aire, oxidación fotoquímica, nitrosación) son relevantes para la estabilidad y seguridad.
Identificadores y Sinónimos
Números y Códigos de Registro
- Número CAS: 108-44-1
- Número CE / EINECS: 203-583-1
- Número ONU (listados de transporte presentes en los datos fuente): 1708
- Los identificadores UN/NA/DOT aparecen en referencias de transporte (ver SDS del producto y regulaciones de transporte para asignaciones autorizadas)
- UNII: 006FKQ96T3
- Número RTECS: XU2800000
- Otros identificadores de registro / base de datos reportados en el material fuente incluyen: CHEMBL3182179, DTXSID1026792
Sinónimos y Nombres Estructurales
Sinónimos sistemáticos y comunes representativos reportados: - 3-metilanilina - 3-aminotolueno - m-toluidina - meta-toluidina - 3-metilbencenamina - 1-amino-3-metilbenceno - m-aminotolueno - m-tolilamina
Identificadores estructurales (cadenas para máquinas):
- SMILES: CC1=CC(=CC=C1)N
- InChI: InChI=1S/C7H9N/c1-6-3-2-4-7(8)5-6/h2-5H,8H2,1H3
- InChIKey: JJYPMNFTHPTTDI-UHFFFAOYSA-N
(De acuerdo con las convenciones, los SMILES, InChI e InChIKey se proporcionan arriba como cadenas de código en línea para uso analítico.)
Aplicaciones Industriales y Comerciales
Usos Representativos y Sectores Industriales
La m‑toluidina se utiliza principalmente como intermedio en la síntesis de colorantes, pigmentos, productos químicos fotográficos y otros intermediarios orgánicos. Se produce y maneja en instalaciones de fabricación química donde sirve como bloque de construcción para posterior funcionalización del anillo aromático o conversión a aminas derivadas, compuestos azo y precursores relacionados de colorantes.
Rol en Síntesis o Formulaciones
- Producida industrialmente mediante nitración de tolueno seguida por separación de m-nitrotolueno e hidrogenación catalítica (procesos de hidrogenación en fase vapor utilizando catalizadores metálicos soportados como Raney Ni, Cu, Mo, W, V o metales nobles).
- Empleada como amina nucleofílica en secuencias de acilación, diazotización y acoplamiento para la producción de colorantes y pigmentos.
- La compatibilidad con disolventes y su solubilidad acuosa limitada la hacen adecuada como reactivo en medios de disolventes orgánicos; las sales formadas en condiciones ácidas aumentan la solubilidad acuosa para procesos específicos.
No se dispone de un resumen conciso de aplicación más allá de estos roles a nivel de clase en el contexto de datos actual; en la práctica, esta sustancia se selecciona con base en su reactividad como amina, patrón de sustitución (meta) y compatibilidad con disolventes descrita arriba.
Resumen de Seguridad y Manipulación
Toxicidad Aguda y Ocupacional
- Toxicidad: múltiples clasificaciones de riesgo y datos experimentales indican toxicidad aguda significativa por inhalación, contacto dérmico e ingestión en dosis altas. Los valores reportados de DL50 oral en ratas varían desde ≈450 a 1,430 mg/kg según estudios.
- Efectos hematológicos: el compuesto puede inducir metahemoglobinemia y anemia hemolítica; se ha observado formación de aductos de hemoglobina en animales experimentales y metahemoglobinemia tras exposiciones.
- Observaciones de toxicidad en humanos: exposiciones por inhalación a decenas de ppm pueden producir síntomas severos; umbrales de olor reportados entre 0,46 y 5,9 ppm (AIHA).
- Guías de regulación/exposición ocupacional: Valor Límite Umbral (TLV‑TWA) reportado = 2,0 ppm (designación de piel) con Índice de Exposición Biológica para metahemoglobina en sangre = 1,5 % de la hemoglobina (muestreo durante o al final del turno).
- Frases de peligro representativas según GHS reportadas en materiales fuente incluyen: H301 (tóxico si se ingiere), H311 (tóxico en contacto con la piel), H331 (tóxico por inhalación), H373 (puede provocar daños en órganos por exposición prolongada o repetida — sangre/sistema hematológico), H400 (muy tóxico para organismos acuáticos) y recomendaciones precautorias relacionadas.
Medidas de primeros auxilios y médicas en caso de exposición significativa: retirar de la exposición, proporcionar aire fresco y soporte respiratorio si es necesario, descontaminar piel y ojos con agua, y obtener atención médica inmediata. Para metahemoglobinemia sintomática, la administración de azul de metileno (solución al 1 %) es un tratamiento médico antídoto establecido bajo supervisión clínica.
Consideraciones para Almacenamiento y Manipulación
- Almacenar en un lugar fresco, seco, bien ventilado, protegido de la luz y separado de agentes oxidantes fuertes y ácidos fuertes; mantener los recipientes bien cerrados.
- Prevenir fuentes de ignición y controlar la descarga electrostática durante la transferencia; usar conexión a tierra y equipotencialidad cuando sea apropiado.
- Usar sistemas cerrados y ventilación con extracción local para operaciones que puedan generar vapores o aerosoles; los vapores son más pesados que el aire y pueden acumularse en zonas bajas.
- Equipos de protección personal: guantes impermeables, protección ocular/facial y ropa resistente a productos químicos; cuando sea posible exposición por inhalación, usar protección respiratoria adecuada seleccionada según evaluación de exposición y directrices para respiradores certificados.
- Derrames y liberaciones: aislar el área, mantener alejado de fuentes de ignición, recoger el líquido en contenedores sellados, absorber residuos con absorbente inerte y disponer según regulaciones locales. Evitar la liberación a cursos de agua; el compuesto es peligroso para organismos acuáticos.
- Lucha contra incendios: líquido combustible — extinguir con espuma, polvo químico seco o dióxido de carbono; pulverización de agua puede usarse para enfriar recipientes expuestos, pero evitar dirigir agua al interior de los recipientes. El fuego puede producir humos tóxicos de óxidos de nitrógeno; usar aparato de respiración autónomo y ropa de protección completa.
Para información detallada sobre peligros, transporte y regulación, los usuarios deben consultar la Hoja de Seguridad (SDS) específica del producto y la legislación local.
