Toluidine: caratteristiche e processo di sintesi
Le toluidine sono composti organici aromatici con formula C7H9N, costituiti da un anello benzenico, al quale sono legati il gruppo –NH2 e il gruppo –CH3. Esistono tre possibili isomeri, conosciuti come o-toluidina (2-ammino-1-metilbenzene), m-toluidina (3-ammino-1-metilbenzene) e p-toluidina (4-ammino-1-metilbenzene).
Proprietà
Le toluidine mostrano proprietà chimiche simili a quelle dell’anilina e, grazie alla presenza del gruppo amminico, manifestano una debole reattività basica. Sono poco solubili in acqua, ma la loro solubilità aumenta in soluzioni acide a causa della formazione di sali di ammonio. Gli isomeri orto e meta si presentano come liquidi viscosi, mentre l’isomero para si presenta allo stato solido, poiché le sue molecole sono più simmetriche e adatte ad adattarsi a una struttura cristallina. Le toluidine sono utilizzate nell’industria dei coloranti, in quella farmaceutica e come acceleranti nelle colle cianoacriliche.
Sintesi
La sintesi della m-toluidina avviene in modo diverso rispetto agli altri due isomeri, poiché sia il gruppo amminico –NH2 che il gruppo metilico –CH3 sono attivanti e direzionano l’orientamento delle ulteriori sostituzioni. Pertanto, è necessario introdurre un gruppo che funga da direttore meta e che possa essere successivamente trasformato. Il nitrogruppo –NO2 può costituire una buona soluzione, in quanto fa da direttore meta e può essere successivamente ridotto.
Per ottenere la m-toluidina, si procede con la nitrazione del benzene in presenza di HNO3 e H2SO4, per ottenere il nitrobenzene che viene poi sottoposto ad alchilazione di Friedel Crafts in presenza di AlCl3 e CH3Cl. La riduzione del 3-nitro-1-metilbenzene in presenza di Sn e HCl porta poi al prodotto desiderato.
Per quanto riguarda la sintesi dell’o-toluidina e della p-toluidina, si parte sempre dal benzene che, per nitrazione, dà il nitrobenzene. Quest’ultimo viene poi ridotto a ione fenilammonio in presenza di Sn e HCl, per poi reagire con idrossido di sodio e dar luogo alla formazione di anilina. Grazie al gruppo –NH2 attivante e direttore orto/para, l’anilina può subire un’alchilazione di Friedel-Craft per produrre i due isomeri o-toluidina e m-toluidina.