UNIVERSIDAD
TECNICA DE BABAHOYO
FACULTAD DE CIENCIAS
AGROPECUARIAS
TEMA: AMIDAS
ING. JHON IZQUIERDO
ALUMNO: GERMAN ESPINOZA
AÑO LECTIVO
ABRIL -
SEPTIEMBRE
AMIDAS
Una amida es un compuesto orgánico cuyo grupo
funcional es de tipo RCONRlRll, siendo CO el grupo funcional carbonilo, N un átomo de nitrógeno,
y R, Rl, Rll radicales orgánicos o átomos de hidrógeno.
Se puede considerar como un derivado de un ácido carboxílico por
sustitución de grupo oxidrilo (-OH) del ácido por un grupo –NH2, -NHR ó –NRRl
llamado grupo amino.
En síntesis, se
caracterizan por tener un átomo de nitrógeno con tres enlaces unido al grupo
carbonilo.
Las amidas más sencillas son derivados del amoníaco.
Existen tres tipos de amidas conocidas como primarias, secundarias y
terciarias, dependiendo del grado de sustitución del átomo de nitrógeno;
también se les llama amidas sencillas, sustituidas o disustituidas respectivamente.
Las amidas son comunes en la naturaleza y se
encuentran en sustancias como los aminoácidos, las proteínas, el ADN y el
ARN, hormonas y vitaminas.
Uno de los principales métodos de
obtención de estos compuestos consiste en hacer reaccionar el amoniaco (o
aminas primarias o secundarias) con ésteres.
- Las amidas se pueden convertir directamente en ésteres por reacción de los alcoholes en medio ácido
- Las amidas primarias poseen reacciones especiales:
- Se pueden deshidratar por calefacción con pentóxido de fósforo (P2O2) formando nitrilos
- Reaccionan con el ácido nitroso, formando el ácido carboxílico y nitrógeno
En conclusión, las amidas por hidrólisis ácida dan ácidos; por
hidrólisis básica dan sales; con alcoholes producen ésteres; y por
deshidratación producen nitrilos.
- A excepción de la amida más sencillas (la formamida), las amidas sencillas son todas sólidas y solubles en agua, sus puntos de ebullición son bastante más altos que los de los ácidos correspondientes
- Casi todas las amidas son incoloras e inodoras
- Son neutras frente a los indicadores
- Los puntos de fusión y ebullición de las amidas secundarias son bastante menores
- Por su parte, las amidas terciarias no pueden asociarse, por lo que son líquidos normales, con puntos de fusión y ebullición de acuerdo con su peso molecular
- La Urea es uno de los compuestos más importantes relacionados con las amidas:
La urea es un polvo blanco cristalino utilizado en plásticos y
fertilizantes. Es un producto del metabolismo de las
proteínas; se encuentra en altas concentraciones en la orina de los animales.
La síntesis de urea en un laboratorio fue el
hecho que rompió con la idea de que solo se podía sintetizar compuestos
orgánicos de forma natural. La producción de la
urea ocurre en el organismo, mientras que a nivel industrial se obtiene por
reacción de amoniaco y fosfeno.
- Por otra parte, el Nylon también pertenece a la familia de las amidas y es considerada como una poliamida
AMINAS
Las aminas pueden considerarse como compuestos derivados del amoníaco
(NH3) al sustituir uno, dos o tres de sus hidrógenos por radicales alquílicos o
aromáticos. Según el número de hidrógenos que se substituyan se denominan
aminas primarias, secundarias o terciarias.
Dicho de otra manera, el número de grupos
orgánicos unidos al átomo de
nitrógeno determina que la molécula sea clasificada como amina primaria (un grupo
orgánico), secundaria (dos grupos) o terciaria (tres grupos).
Si al menos uno de los grupos sustituyentes es un grupo arilo, entonces
la amina independientemente de ser primaria, secundaria o terciaria, será
aromática.
Ejemplos:
Las aminas comprenden algunos de los compuestos biológicos más
importantes que se conocen. Ellas funcionan en los organismos vivos como
biorreguladores, neurotransmisores, en mecanismos de defensa y en muchas otras funciones más.
Debido a su alto grado de actividad biológica muchas aminas se emplean como
medicamentos. A continuación, se muestran las estructuras y los
usos de algunas aminas biológicamente activas.
La adrenalina y la noradrenalina son dos hormonas
secretadas en la médula de la glándula adrenal y liberadas en el torrente
sanguíneo cuando un animal se siente en peligro. La adrenalina causa un aumento
de la presión arterial
y de las palpitaciones, lo que prepara al animal para la lucha. La
noradrenalina también causa un incremento de la presión arterial y está
implicada en la transmisión de los impulsos nerviosos.
La dopamina y la serotonina son neurotransmisores que se encuentran en
el cerebro. Los
niveles anormales de dopamina se asocian con muchos desórdenes pisquiátricos,
incluyendo la enfermedad de Parkinson. La esquizofrenia se debe
a la presencia de niveles anormales de serotonina en el cerebro.
La acetilcolina es una molécula pequeña e iónica y por tanto altamente
soluble en agua. Las moléculas de acetilcolina son liberadas por la membrana
presináptica en grupos de 104 moléculas, difundiéndose en la región de contacto
entre las prolongaciones nerviosas de dos neuronas adyacentes y dando lugar a
la transmisión del impulso nervioso de una célula nerviosa
a otra.
Los alcaloides son un grupo importante de aminas biológicamente activas,
que son biosintetizadas por algunas plantas para
protegerse de insectos y otros animales
depredadores. A continuación, se indican las estructuras de algunos alcaloides
representativos.
Aunque en medicina se
utilizan algunos alcaloides, principalmente como analgésicos, todos son tóxicos
y causan la muerte si se
ingieren en grandes cantidades. El filósofo griego Sócrates fue
envenenado con coniina (cicuta). Los casos benignos de intoxicación por
alcaloides pueden producir alucinaciones o efectos psicológicos que se asemejan
a la tranquilidad o a la euforia.
El alcaloide histrionicotoxina se encuentra en la piel de unas
ranas que habitan en la selva amazónica colombiana. La histrionicotoxina
provoca la muerte por
parálisis de los músculos respiratorios.
Estructura y propiedades físicas de las
aminas:
El átomo de
nitrógeno de la molécula de amoniaco contiene un par de electrones libres, de
manera que la forma de esta molécula, considerando en ella al par de electrones
no enlazantes, es tetraédrica ligeramente distorsionada (piramidal). El par
aislado de electrones no enlazantes ocupa una de los vértices del tetraedro. El
ángulo del enlace H-N-H del amoniaco es de 107(, y tanto la forma de la
molécula como el valor anterior
se pueden explicar admitiendo una hibridación sp3 en el átomo de nitrógeno. El
par electrónico libre provoca una compresión del ángulo que forman entre sí los
orbitales híbridos sp3, reduciéndolo de 109( a 107( grados.
En las aminas, como la trimetilamina
((CH3)3N:), el ángulo del enlace C-N-C no está tan comprimido como en el
amoniaco porque los grupos alquilo,
más voluminosos que los átomos de hidrógeno, abren
ligeramente el ángulo (efecto estérico), como se muestra a
continuación.
Las aminas alifáticas al presentar una estructura piramidal
con una hibridación sp3 en el átomo de nitrógeno y ángulos de enlace de 108º,
ocupando el par de electrones sin compartir uno de los orbitales sp3 y pudiendo
tener los tres grupos alquílicos diferentes daría lugar a una configuración
donde el átomo de nitrógeno se convierte en centro de asimetría (quiral).
Esta configuración está en equilibrio con la
invertida a temperatura ambiente con una
pequeña barrera energética (6Kcal/mol o 25,14kJ/mol) por lo que su
interconversión es muy rápida y no permite el aislamiento de los enantiómeros.
Sin embargo, las sales de amonio cuaternarias
con un 4to sustituyente ayudan a mantener la configuración y con cuatro
sustituyentes diferentes se pueden aislar los estereoisómeros.
Las sales de amonio cuaternarias pueden ser
resueltas
Las aminas, al igual que el
amoníaco, son polares porque el momento dipolar del par aislado de
electrones se suma a los momentos dipolares de los enlaces C-N y H-N. Además, las
aminas primarias y secundarias tienen enlaces N-H que les permiten formar
puentes de hidrógeno entre sus moléculas. Las aminas terciarias, como no
tienen enlace N-H, no pueden formar este tipo de enlaces intermoleculares.
Como el nitrógeno es menos electronegativo
que el oxígeno, el enlace N-H está menos polarizado que el enlace O-H. Por
lo tanto, las aminas forman puentes de hidrógeno más débiles que los alcoholes de masas
molares semejantes y por tanto tienen puntos de ebullición menores que los de
los alcoholes análogos. Las aminas terciarias, que no pueden formar
puentes de hidrógeno, tienen temperaturas de ebullición más bajos que los de
las aminas primarias o secundarias de masas molares semejantes. No obstante las
aminas poseen temperaturas de ebullición mayores que las de los hidrocarburos de masa
molar semejante ya que estos últimos son apolares y las fuerzas de interacción
intermoleculares son muy débiles.
En la siguiente tabla se comparan los puntos
de ebullición de aminas, alcoholes y éteres de masas molares semejantes.
Compuesto
|
Tipo
|
Masa molar g/mol
|
Temp. eb. ((C)
|
(CH3)3N:
|
amina terciaria
|
59
|
3
|
CH3-O-CH2CH3
|
éter
|
60
|
8
|
CH3-NH-CH2CH3
|
amina secundaria
|
59
|
37
|
CH3CH2CH2-NH2
|
amina primaria
|
59
|
48
|
CH3CH2CH2-OH
|
alcohol
|
60
|
97
|
Todas las aminas, incluso las
terciarias, forman puentes de hidrógeno con el agua y los alcoholes. Por
esta razón, las aminas de baja masa molar (hasta 6 átomos de carbono) son
relativamente solubles en agua y en
alcoholes.
La propiedad más
característica de las aminas es su olor a pescado descompuesto. Algunas
diaminas son especialmente pestilentes y sus nombres comunes describen
correctamente sus olores.
¿Cómo se nombran?
Se nombran añadiendo al nombre del radical
hidrocarbonado el sufijo "-amina".
En las aminas secundarias y terciarias, si un
radical se repite se utilizan los prefijos "di-" o "tri-",
si los radicales son diferentes se nombran en orden alfabético.
Ejemplos:
Cuando en las aminas primarias el grupo amino no
forma parte de la cadena principal se nombra como substituyente de la cadena
carbonada con su correspondiente número localizador y el prefijo "amino"
Ejemplo:
Propiedades químicas:
Al igual que el amoníaco, las aminas actúan
como bases débiles (pKb 3-4) y los pKb de las aminas alifáticas indican que son
bases más fuertes que el amoníaco.
Un menor valor de pKb indica una mayor
basicidad
Esto ocurre debido al par de electrones
libres que presenta el átomo de nitrógeno en su estructura por lo que
reaccionan frente a los ácidos
produciendo sales.
La basicidad relativa de las aminas en
solución acuosa está relacionada con factores estructurales, electrónicos y de
solvatación. Si la amina libre está estabilizada con respecto al catión (ácido
conjugado), la amina será menos básica y viceversa.
La estabilidad de dicho catión depende de los
efectos inductivos +I que se ponen de manifiesto del grupo radical el cual
induce electrones hacia el nitrógeno, dispersando la deficiencia electrónica y
haciendo a éste más estable.
Según este razonamiento, al pasar a la
dimetilamina y a la trimetilamina la basicidad debería aumentar progresiva y
regularmente:
Amina
|
NH3
|
CH3NH2
|
(CH3)2NH
|
(CH3)3N
|
pKb
|
4,8
|
3,4
|
3,3
|
4,2
|
Sin embargo, esto no es cierto. La
dimetilamina es sólo muy ligeramente más básica que la metilamina. El
incremento de basicidad de la metil a la dimetilamina es muy inferior al
observado entre el amoníaco y la metilamina, a pesar de que en ambos casos se
añade un grupo metilo. Lo que es más, al llegar a la trimetilamina desde la
dimetil se observa una disminución de la basicidad. ¿Es que falla la teoría de que
los grupos alquilo estabilizan las cargas positivas adyacentes? La respuesta es
no, porque hay un factor que no se ha considerado sobre la estabilidad del
catión amonio: la solvatación. La medida de los valores de pK se
hace en agua. El desplazamiento de los equilibrios depende de la estabilidad
relativa de los componentes de ese equilibrio y en esto, el agua juega un
importante papel. A medida que el número de metilos se incrementa, la
hidrofobicidad del catión amonio también aumenta. Así que tenemos dos fenómenos
en contraposición. El aumento de la estabilidad del catión y la dificultad de
ser solvatado por el agua al aumentar el número de restos alquilo alrededor del
catión. El balance de estos dos factores marca la
basicidad de la serie estudiada.
(CH3)2NH > CH3NH2
> (CH3)3N > NH3
En las aminas aromáticas, el átomo de nitrógeno
posee hibridación sp2 (geometría plana en
la cual el par de electrones está más cercano al núcleo, mayor carácter s).
Las estructuras 1 y 5 son
contribuyentes en cualquier derivado del benceno. Las estructuras 2, 3, y 4,
sin embargo, deslocalizan el par de electrones sin compartir del nitrógeno en
las posiciones orto y para del anillo. Esta deslocalización del par de
electrones (efecto +M) lo hace menos asequible al protón, y lo que es más
importante, dicha deslocalización de electrones estabiliza a la amina
aromática.
Las aminas aromáticas son apreciablemente
menos básicas que las alifáticas (pKb 9-10) debido al efecto explicado
anteriormente y por consiguiente las sales de anilinio son más ácidas que las
de amonio. El equilibrio de la amina aromática está poco favorecido debido a
que el ion arilamonio está menos estabilizado por resonancia que la amina
aromática y por tanto en comparación con el equilibrio del amoníaco, este se
favorece. Además se conoce que en la amina aromática el átomo de nitrógeno
posee hibridación sp2 (33% de carácter s) y en las alifáticas hay una
hibridación sp3 (25% de carácter s) por lo que los electrones están mas
retenidos en las primeras, no dándole la posibilidad de ceder con más facilidad
sus pares de electrones libres haciéndolo menos básico.
Veamos las constantes de disociación de la
anilina en las siguientes reacciones.
La carga positiva del amonio no puede
deslocalizarse por resonancia por el anillo bencénico. La reacción está
desplazada hacia la izquierda y la anilina no es tan básica como las aminas
alifáticas.
El par de electrones no compartido del
nitrógeno sí puede deslocalizarse por el anillo bencénico.
Los efectos de hibridación también juegan un
papel en la basicidad de las aminas. Por ejemplo, la piridina es una base más
débil que las aminas alifáticas, como la piperidina. En la piridina, el par de
electrones no enlazantes ocupan un orbital con hibridación sp2 y en la
piperidina ocupan un orbital con hibridación sp3. Cuanto mayor es el carácter s de un orbital mayor es
la atracción que ejerce el núcleo sobre los electrones. En la piridina, el par
electrónico solitario está en un orbital con más carácter s que el orbital que ocupa
el par de electrones solitarios de la piperidina y por tanto los electrones
están menos disponibles para unirse al protón.
Las aminas, por su conjunto de propiedades,
físicas y químicas, así como por su interacción con el organismo humano, ocupan
un lugar importante en las ciencias básicas
de las carreras de ciencias médicas, su conocimiento permite
una mejor comprensión de las transformaciones químicas que a nivel celular
tienen lugar y por otra parte su conocimiento es básico para el estudio de los
aminoácidos y proteínas en
particular y de la bioquímica en
general.
NITRILOS
LOS HALOGENUROS: son líquidos incoloros
generalmente, tienen punto de ebullición que aumenta con el peso atómico del
halógeno y con el número de átomos de carbono del compuesto. Son insolubles en
agua, solubles en los disolventes
normales y se alteran por la acción de la luz.
Dan fácilmente alcoholes por hidrólisis:
R-I+NaOH à R-OH+Ina
Por hidrogenación producen hidrocarburos saturados:
R-I+H2 à IH+RH
Con los cianuros alcalinos dan nitrilos:
RI+Na-Cº N à R-Cº N+Ina
Nitrilo
ALCOHOLES: son los derivados hidrolizados
de los hidrocarburos, al sustituirse en éstos los átomos de hidrógeno por grupos OH.
Propiedades físicas.- Los alcoholes son compuestos
incoloros, cuyos primeros términos son líquidos solubles en agua; del C5 al C11
son aceitosos e insolubles en agua y los superiores son sólidos e insolubles en
agua. El punto de ebullición aumenta con el número de carbonos, dentro de un grupo de isómeros, el alcohol primario tiene el punto de
ebullición más alto, disminuyendo hasta el terciario.
Propiedades químicas.- Los alcoholes se conducen, desde el punto de vista químico, de la siguiente manera: Reaccionan con los ácidos orgánicos e inorgánicos para formar esteres:
CH3-Cl2OH à CCl3-COH
Cl2
2C2H5OH + 2Na à 2C2H5ONa +H2
Etóxido sódico
ESTERES: son compuestos orgánicos que
tienen como fórmula general CnH2n+2O y su estructura se expresa por R-O-R´. Pueden
clasificarse como derivados de los alcoholes, al sustituir el hidrógeno del
grupo hidroxilo por otro radical alquilo, y son análogos a los óxidos de los
metales monovalentes, por lo que se consideran también como óxidos orgánicos
(óxidos de alquilo o anhídridos de alcoholes).
Propiedades físicas.- Los términos inferiores son
gaseosos o líquidos volátiles de olor agradable. Tienen puntos de ebullición
más bajos que los de los alcoholes del mismo número de átomos de carbono y son
menos densos que el agua y poco solubles en ella.
Propiedades químicas: Si se calientan los éteres a presión con ácido sulfúrico diluido se transforman en alcoholes:
R-O-R+H2O à 2ROH
SO4H2
Dan reacciones de sustitución con los halógenos:
CH3-CH2-O-CH2-CH3 à CH3-CHCl-O-CH2-CH3 à CH3-CHCl-O-CHCl-CH3
Cl2 Cl2
CH3-CCl2-O-CCL2-CCl3
El éter etílico también denominado éter sulfúrico, éter di etílico o simplemente éter, tiene como fórmula CH3-CH2-O-CH2-CH3. Es un líquido incoloro, ligeramente soluble en agua, miscible con etanol en todas las proporciones y es inflamable. Forma mezclas explosivas con el aire, lo cual constituye un gran inconveniente para sus aplicaciones. El punto de ebullición es 34.5°C.
Se utiliza en la industria como disolvente de grasas, aceites, resinas, etc. También se emplea como refrigerante y anestésico.
ALDEHIDOS Y CETONAS: Si los alcoholes constituyen el
primer grado de oxidación de los hidrocarburos, los aldehídos y las cetonas
representan el segundo. Se ha visto anteriormente que los alcoholes primarios se
oxidan en aldehídos y los secundarios en cetonas; continuando la oxidación se
producirán ácidos orgánicos que corresponden al
tercer grado de oxidación.
La formula general de un aldehído es 
Y la de una cetona 
.
Y la de una cetona .
Propiedades físicas.- Con la excepción del metanal,
que es un gas, los aldehídos y las cetonas que
tienen hasta diez átomos de carbono son líquidos de olor agradable,
sobre todos las últimas. Son muy solubles en disolventes orgánicos, pero sólo
son solubles en agua los primeros términos de cada clase. Esta solubilidad en agua es
mucho mayor en disoluciones de ácidos fuertes, puesto que aceptan protones y
forman sales de oxonio.
Propiedades químicas.- La reactividad de aldehídos y cetonas de debe al carácter no saturado del grupo carbonilo. Por reducción se obtienen los alcoholes correspondientes:
CRH=O+[H] à R-CH2OH
RRC=O+[H] à R-CHOH-R
AC. CARBOXILICOS: Los ácidos orgánicos contienen
carbono, oxígeno e hidrógeno y se encuentra en su
molécula el radical monovalente carboxilo –COOH. Se denominan monoácidos cuando
sólo hay un grupo carboxilo, diácios y triácidos, si tienen respectivamente dos
o tres, etc.
Poseen las mismas propiedades que los ácidos en
general, es decir, enrojecen el papel tornasol, dan reacciones de
neutralización con las bases, atacan a los metales desprendiendo hidróheno, tec., y
se hallan disociados, aunque débilmente, en iones H+ de la forma siguiente:
Propiedades físicas.- Los ácidos
carboxílicos hierven a temperaturas muy superiores que los alcoholes, cetonas o
aldehídos, por lo general son sólidos, a menos que contengan dobles enlaces. La
presencia de dobles enlaces (especialmente dobles enlaces cis) en una cadena
larga impide la formación de una red cristalina estable, Los puntos de fusión de los ácidos dicarboxílicos son
muy altos. Los ácidos carboxílicos forman puentes de hidrógeno con el agua, y los de peso molecular más
pequeño (de hasta cuatro átomos de carbono) son miscibles en agua. Son muy
solubles en los alcoholes, porque forman enlaces de hidrógeno con ellos.
http://www.monografias.com/trabajos76/amidas-compuesto-organico/amidas-compuesto-organico.shtml
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