m-Toluidina (108-44-1) Propriedades Físicas e Químicas
m-Toluidina
Uma amina aromática primária utilizada como intermediário sintético na fabricação de corantes, pigmentos e produtos químicos especiais, geralmente especificada e adquirida pela sua pureza e perfil de impurezas em ambientes industriais e de P&D.
| Número CAS | 108-44-1 |
| Família | Aminas aromáticas (anilinas) |
| Forma Típica | Líquido incolor a amarelo claro |
| Grau Comercial Comum | BP, EP, JP, USP |
A m-toluidina é uma amina aromática primária monocíclica da família das toluidinas: o isômero meta do anilina metil-substituída. Sua fórmula molecular é \(\ce{C7H9N}\) e a estrutura consiste em um anel benzênico contendo um grupo amino na posição C‑1 e um substituinte metil na posição C‑3 (orientação meta). O padrão de substituição confere a reatividade típica do tipo anilina, modificada pelos fracos efeitos indutivos doadores de elétrons e por hiperconjugação do grupo metil; o nitrogênio amino mantém nucleofilicidade e basicidade características das aminas aromáticas primárias, porém com ressonância de delocalização reduzida em relação à anilina não substituída devido à substituição meta.
Fisicoquimicamente, a m-toluidina é um líquido de polaridade baixa a moderada com coeficiente de partição octanol-água modesto (log Kow/XLogP reportado ≈ 1,4), pequena área de superfície polar topológica (TPSA = 26 Ų) e um único sítio doador e aceitador de ligações de hidrogênio (o anel -NH2). O ácido conjugado apresenta \(\mathrm{p}K_a\) reportado de 4,69 a 25 °C, de modo que em meios neutros a ligeiramente básicos predomina a base livre; em meios ácidos está protonado formando o cátion anilínio correspondente. A funcionalidade amina aromática é susceptível à oxidação pelo ar e nitrosação sob condições apropriadas, podendo formar produtos de oxidação coloridos sob exposição à luz e oxigênio; hidrólise não constitui rota relevante de degradação em condições normais.
A relevância industrial deriva de seu papel como intermediário na fabricação de corantes, pigmentos, produtos químicos fotográficos e intermediários orgânicos relacionados. É produzida industrialmente por redução de m-nitrotolueno seguindo sequências sintéticas clássicas e é manuseada em escala em processos fechados e como reagente para funcionalização adicional.
Graus comerciais comuns reportados para essa substância incluem: BP, EP, JP, USP.
Propriedades Físicas Básicas
Densidade
Valores experimentais múltiplos reportados: - 0,989 a 68 °F (USCG, 1999) — indicado como "Menos denso que a água; flutua". - 0,9889 g/cm³ a 20 °C. - Densidade relativa (água = 1): 0,99. - Relatos adicionais: 0,989 e 0,999.
Esses valores indicam densidade ligeiramente menor que a da água em temperaturas ambientes.
Ponto de Fusão
Valores experimentais reportados: - −22,7 °F (USCG, 1999). - −31,3 °C. - −30 °C. - −23 °F (dois relatos).
Se for necessário um único ponto de fusão padrão, a maioria dos valores indica ponto próximo de −30 °C (líquido em temperaturas ambientes típicas).
Ponto de Ebulição
Pontos de ebulição reportados (à pressão padrão): - 398,1 °F a 760 mmHg (USCG, 1999). - 203,3 °C. - 203 °C. - Relatos adicionais: 398,1 °F e 397 °F.
O composto entra em ebulição aproximadamente a 203 °C à pressão atmosférica.
Pressão de Vapor
Dados reportados de pressão de vapor: - 1 mmHg a 106 °F (NIOSH, 2024). - 0,3 [mmHg]. - 0,303 mmHg a 25 °C. - Pressão de vapor em Pa a 25 °C: 17 Pa. - Relato repetido: 1 mmHg a 106 °F.
A pressão de vapor é baixa, porém mensurável em temperaturas ambientes; volatilidade aumenta com a temperatura.
Ponto de Inflamação
Valores reportados de ponto de inflamação: - 186 °F (USCG, 1999). - 187 °F (múltiplos relatos). - 187 °F (86 °C) (copo fechado). - 85 °C c.c.
Classificada como líquido combustível/inflamável com ponto de inflamação na faixa de aproximadamente 85–87 °C (copo fechado).
Propriedades Químicas
Solubilidade e Comportamento de Fase
Dados reportados de solubilidade: - "2 % (NIOSH, 2024)"; também reportado como "2%". - Em água: 1,50×10⁴ mg/L a 20 °C (equivalente a ≈15 g/L). - Solubilidade em água, g/100 mL a 25 °C: 0,1 (baixa). - Muito solúvel em acetona, benzeno, éter dietílico, etanol. - Solúvel em álcool, éter, ácidos diluídos.
Interpretação: a substância apresenta solubilidade aquosa limitada em condições ambientes (variações de método e unidade entre relatos), solubilidade superior em solventes orgânicos comuns e aumento da solubilidade em meios aquosos ácidos devido à protonação do grupo amino. O conjunto de dados inclui relatos heterogêneos (percentual, mg/L, g/100 mL); utilize o valor específico da unidade apropriada para o método analítico empregado.
Reatividade e Estabilidade
- A amina aromática primária é quimicamente nucleofílica e básica; neutraliza ácidos formando sais (reação exotérmica).
- Incompatível com oxidantes fortes, ácidos fortes, isocianatos, compostos halogenados, peróxidos, epóxidos, anidridos e haletos ácidos; contato com oxidantes pode ser vigoroso e potencialmente violento.
- Pode gerar hidrogênio inflamável ao contato com agentes redutores fortes (hidretos) ou metais em certas condições.
- Sensível ao ar e à luz: escurece com exposição por degradação oxidativa; nitrosação e formação de derivados nitroso podem ocorrer em condições nitrosantes.
- Na decomposição ou combustão, emite óxidos de nitrogênio tóxicos e outros gases corrosivos ou irritantes.
As recomendações para armazenamento e estabilidade em processos industriais enfatizam a exclusão de oxidantes fortes, armazenamento protegido da luz e controle de temperaturas para evitar formação de vapores.
Dados Termodinâmicos
Entalpias Padrão e Capacidade Calorífica
Dados termoquímicos disponíveis: - Calor de formação: −8,1 kJ/mol (reportado). - Calor de vaporização: 44,9 kJ/mol a 203,3 °C.
Não há tabulação abrangente da capacidade calorífica molar padrão (\(C_p\)) em função da temperatura disponível no contexto atual. Também não há valores experimentais estabelecidos de outras funções termodinâmicas padrão (ex.: \(S^\circ_{298}\), \(G^\circ_{298}\)) no contexto atual.
Parâmetros Moleculares
Massa Molecular e Fórmula
- Fórmula molecular: \(\ce{C7H9N}\).
- Massa molecular (reportada): 107,15.
- Massa exata / Massa monoisotópica: 107,073499291.
- Contagem de átomos pesados: 8.
- Complexidade: 70,8.
- Carga formal: 0.
LogP e Polaridade
- XLogP / log Kow reportado: 1,4 (também fornecido como 1,40).
- Área de superfície polar topológica (TPSA): 26.
- Número de doadores de ligação de hidrogênio: 1.
- Número de aceitadores de ligação de hidrogênio: 1.
- Número de ligações rotativas: 0.
Esses valores indicam lipofilicidade moderada com baixa área de superfície polar e um único sítio protico; o composto se distribui preferencialmente em fases orgânicas em relação à água, porém não é altamente bioacumulativo.
Características Estruturais
m‑Toluidina é uma amina aromática primária benzenoide com um substituinte metil na posição meta em relação ao grupo amino. O grupo metil meta exerce um efeito indutivo doador de elétrons modesto e hiperconjugativo que aumenta ligeiramente a densidade eletrônica no anel, mas não estabiliza fortemente as formas de ressonância anilínio como faria um grupo doador orto/para. O NH2 aromático é o principal sítio reativo: sofre química típica de anilinas (acilação, diazotação sob condições nitrosantes, substituição aromática eletrofílica dirigida principalmente às posições orto/para em relação ao grupo amino). A protonação do nitrogênio amino ocorre com ácido conjugado reportado \(\mathrm{p}K_a = 4,69\) a 25 °C; portanto, a base neutra predomina em condições neutras e básicas. Transformações oxidativas e nitrosativas (oxidação ao ar, oxidação fotocatalítica, nitrosação) são relevantes para estabilidade e segurança.
Identificadores e Sinônimos
Números de Registro e Códigos
- Número CAS: 108-44-1
- Número CE / EINECS: 203-583-1
- Número ONU (lista de transporte presente nos dados-fonte): 1708
- Identificadores UN/NA/DOT aparecem em referências de transporte (ver Ficha de Dados de Segurança do produto e regulamentações para atribuições oficiais)
- UNII: 006FKQ96T3
- Número RTECS: XU2800000
- Outros identificadores de registro/banco relatados na fonte incluem: CHEMBL3182179, DTXSID1026792
Sinônimos e Nomes Estruturais
Sinônimos sistemáticos e comuns representativos reportados: - 3‑metilanilina - 3‑aminotolueno - m‑toluidina - meta‑toluidina - 3‑metilbenzenamina - 1‑amino‑3‑metilbenzeno - m‑aminotolueno - m‑tolilamina
Identificadores estruturais (cadeias para análise computacional):
- 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 acordo com convenções, SMILES, InChI e InChIKey são fornecidos acima como cadeias de código inline para uso analítico.)
Aplicações Industriais e Comerciais
Usos Representativos e Setores Industriais
A m‑toluidina é usada principalmente como intermediário na síntese de corantes, pigmentos, substâncias químicas fotográficas e outros intermediários orgânicos. É produzida e manuseada em instalações químicas industriais, onde serve como bloco construtor para funcionalização ulterior do anel aromático ou conversão em aminas derivadas, compostos azo e precursores relacionados de corantes.
Função em Síntese ou Formulações
- Industrialmente fabricada por nitração do tolueno seguida da separação de m‑nitrotolueno e hidrogenação catalítica (processos de hidrogenação em fase vapor utilizando catalisadores metálicos suportados, como Raney Ni, Cu, Mo, W, V ou metais nobres).
- Empregada como amina nucleofílica em sequências de acilação, diazotação e acoplamento para produção de corantes e pigmentos.
- Compatibilidade com solventes e solubilidade limitada em água tornam-na adequada como reagente em meio de solventes orgânicos; sais formados sob condições ácidas aumentam a solubilidade aquosa para processos específicos.
Não há resumo conciso de aplicações além destes papéis a nível de classe disponíveis no contexto de dados atual; na prática, esta substância é selecionada com base em sua reatividade amínica, padrão de substituição (meta) e compatibilidade de solvente descritos acima.
Visão Geral sobre Segurança e Manuseio
Toxicidade Aguda e Ocupacional
- Toxicidade: múltiplas classificações de perigo e dados experimentais indicam toxicidade aguda significativa por inalação, contato dérmico e ingestão em altas doses. Valores de DL50 oral em ratos reportados variam de ≈450 a 1.430 mg/kg entre estudos.
- Efeitos hematológicos: o composto pode induzir meta-hemoglobinemia e anemia hemolítica; formação de adutos com hemoglobina foi observada em animais experimentais e meta-hemoglobinemia foi relatada após exposições.
- Observações de toxicidade humana: exposições por inalação em dezenas de ppm podem produzir sintomas severos; limiares de odor reportados entre 0,46 e 5,9 ppm (AIHA).
- Orientações regulatórias/ocupacionais de exposição: Valor Limite de Trabalho (TLV‑TWA) reportado = 2,0 ppm (designação de risco cutâneo) com Índice Biológico de Exposição para meta-hemoglobina no sangue = 1,5% da hemoglobina (amostragem durante ou ao final do turno).
- Frases de perigo GHS representativas reportadas nas fontes incluem: H301 (tóxico se ingerido), H311 (tóxico em contato com a pele), H331 (tóxico por inalação), H373 (pode causar danos a órgãos por exposição prolongada ou repetida — sistema sanguíneo/hematológico), H400 (muito tóxico para organismos aquáticos) e recomendações preventivas relacionadas.
Medidas de primeiros socorros e atendimento médico em caso de exposição significativa: remover da exposição, fornecer ar fresco e suporte respiratório conforme necessário, descontaminar pele e olhos com água e obter atendimento médico imediato. Para meta-hemoglobinemia sintomática, a administração de azul de metileno (solução a 1%) é tratamento médico antídoto estabelecido sob supervisão clínica.
Considerações para Armazenamento e Manuseio
- Armazenar em local fresco, seco, bem ventilado, protegido da luz e separado de agentes oxidantes fortes e ácidos fortes; manter recipientes bem fechados.
- Evitar fontes de ignição e controlar descarga eletrostática durante a transferência; utilizar aterramento e equipotencialidade conforme apropriado.
- Usar sistemas fechados e ventilação local exaustora para operações que possam gerar vapores ou aerossóis; vapores são mais pesados que o ar e podem acumular-se em áreas baixas.
- Equipamento de proteção individual: luvas impermeáveis, proteção ocular/ facial e vestimentas resistentes a produtos químicos; quando houver possibilidade de exposição por inalação, usar proteção respiratória adequada, selecionada conforme avaliação de exposição e orientações para respiradores certificados.
- Derramamento e liberação: isolar área, manter distância de fontes de ignição, recolher líquido em recipientes vedados, absorver resíduos com absorvente inerte e descartar conforme regulamentos locais. Evitar liberação a corpos d’água; composto é perigoso para organismos aquáticos.
- Combate a incêndio: líquido combustível — apagar com espuma, pó químico seco ou dióxido de carbono; spray de água pode ser usado para resfriar recipientes expostos, mas evitar direção de água para o interior dos recipientes. O fogo pode produzir fumos tóxicos de óxidos de nitrogênio; usar aparelho de respiração autônomo e vestuário de proteção completo.
Para informações detalhadas sobre perigos, transporte e regulamentação, os usuários devem consultar a Ficha de Dados de Segurança (SDS) específica do produto e a legislação local.
