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Amidas Quimika
 

Amidas Quimika

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    Amidas Quimika Amidas Quimika Presentation Transcript

    •  
      • Una  amida  es un compuesto orgánico cuyo  grupo funcional  es del tipo RCONR'R'', siendo CO un  carbonilo , N un átomo de nitrógeno, y R, R' y R'' radicales orgánicos o átomos de hidrógeno:
      • Se puede considerar como un derivado de un  ácido carboxílico  por sustitución del grupo —OH del ácido por un grupo —NH 2 , —NHR o —NRR' (llamado grupo amino).
      • Grupo funcional amida.
      • Formalmente también se pueden considerar derivados del  amoníaco , de una  amina  primaria o de una amina secundaria por sustitución de un hidrógeno por un radical ácido, dando lugar a una amida primaria, secundaria o terciaria, respectivamente. Concretamente se pueden sintetizar a partir de un ácido carboxílico y una amina:
      • Las amidas pueden considerarse como derivados acilados del amoníaco y de las aminas. La
      • sustitución del grupo hidroxilo del carboxilo por el grupo amino, - NH2, el grupo – NHR o
      • el grupo – NR2 da lugar a una amina primaria, secundaria o terciaria, respectivamente, y
      • cuyas fórmulas estructuras son las siguientes
      • Obtención de las Amidas
      • 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 esteres.
      • El grupo funcional  amida  es bastante polar, lo que  explica que las amidas primarias, excepto la forma mida (p.f.=2,5 ºC), sean todas sólidas y solubles en agua. Sus puntos de ebullición son bastante más altos que los de los ácidos correspondientes, debido a una gran asociación intermolecular a través de enlaces de hidrógeno, entre el oxígeno negativo y los enlaces  N—H , mucho más polarizados que en las aminas. Los puntos de fusión y de ebullición de las amidas secundarias son bastante menores, debido principalmente al  impedimento estérico  del radical unido al nitrógeno para la asociación. Como es natural, las amidas terciarias (sin enlaces  N—H ) no pueden asociarse, por lo que son líquidos normales, con puntos de fusión y de ebullición de acuerdo con su peso molecular.
      • Obtención
      • Las amidas pueden obtenerse a partir de halogenuros de alquilo por reacción con amoniaco, aminas primarias o secundarias, con lo que resultan amidas primarias, secundarias o terciarias, respectivamente. Por ejemplo:
      • CH3—CO—Cl   + 2 CH3—NH2 CH3—CO—NH—CH3   + CH3—NH3 + Cl
      • - cloruro de acetilo metilamina N-metilacetamida cloruro de metilamonio
      • Las reacciones químicas de las amidas son las generales de los derivados funcionales de ácidos carboxílicos, si bien son entre éstos, de los compuestos menos reactivos. Así, por ejemplo, la reacción de hidrólisis suele ser muy lenta, por lo que hay que llevarla a cabo calentando y en medios ácidos o básicos; su mecanismo es análogo al de la hidrólisis de los ésteres.
      • Por otra parte, las amidas tienen también algunas reacciones químicas parecidas a las de las aminas, siendo la más análoga la reacción con ácido nitroso, con el que los tres tipos de amidas se comportan igual que las aminas.
      • Entre las amidas merece citarse la carbodiamida o  urea , que puede considerarse como la diamida del ácido carbónico:
      • H2N—O—NH2
      • urea
      • Es el producto de excreción nitrogenado más importante, tanto en el hombre como en los animales. Por otra parte, tiene también un gran interés técnico, por su utilización como abono, así como en la industria farmacéutica, y sobre todo para la fabricación de resinas y materiales plásticos.
      • Las amidas primarias se nombran sustituyendo la terminación oico o ico del nombre sistemático o vulgar, del ácido del que derivan, por el sufijo amida. En las amidas sustituidas se antepone al nombre anterior el de los radicales sobre el nitrógeno, precedidos de la letra N. Ejemplos:
      • metanamida N-metiletanamina (formamida) (N-metilacetamida) N,N-dietilbenzamida
      • Para escribir el nombre, según la IUPAC, de una amida, se remplaza la terminación  -oico  del nombre IUPAC del ácido precursor por la palabra  amida .
      • Puesto que el nombre IUPAC del ácido carboxílico más simple es el ácido metanoico, el nombre de su amida cambia a metanamida. La acetamida cambia a etanamida, la propionamida cambia a propanamida, butiramida a butanamida y por último, isobutiramida cambia a 2-metilpropanamida.
      • En las amidas sustituidas el nombre del grupo o grupos R se adicionan al nombre. Luego se coloca el prefijo N antes del nombre para identificar los grupos que están unidos al átomo de nitrógeno. Considere la nomenclatura común y IUPAC para las siguientes amidas sustituidas:
      • Las amidas se nombran como derivados de ácidos carboxílicos sustituyendo la terminación -oico del ácido por -amida.
      • Las amidas son grupos prioritarios frente a aminas, alcoholes, cetonas, aldehídos y nitrilos.
      • Las amidas actúan como sustituyentes cuando en la molécula hay grupos prioritarios, en este caso, preceden el nombre de la cadena principal y se nombran como carbamoíl-.......
      • Cuando el grupo amida va unido a un ciclo, se nombra el ciclo como cadena principal y se emplea la terminación -carboxamida para nombrar la amida
      • a) Las amidas se pueden obtener por reacción de aminas con haluros de alcanoílo y anhídridos .
      • El cloruro de etanoílo reacciona con dos equivalentes de metilamina para formar etanamida.
      • El segundo equivalente de amina se emplea para recoger el ácido clorhídrido y favorecer los equilibrios.
      • El anhídrido etanoico reacciona con amoniaco formando etanamina y ácido etanoico
      • b) Los ácidos carboxílicos reaccionan con amoniaco y aminas formando amidas.
      • c) La reacción de amoniaco y aminas con ésteres forma amidas .
      • d) Preparación de urea.
      • La reacción de amoniaco con dióxido de carbono, seguido de calentamiento bajo presión genera urea.  La reacción transcurre en las siguientes etapas.
      • En el mundo se producen por este método grandes cantidades de urea, para usarla como fertilizante.
      • Las lactamas son amidas cíclicas obtenidas por condensación, con pérdida de agua, de una molécula que contiene grupo ácido y amino.
      • El ácido 4-(aminometil)butanoico [1] condensa bajo calefacción para formar N-metilpirrolidin-2-ona [2],  un disolvente aprótico polar.  El anillo lactama aparece en numerosos compuestos con actividad biológica, como las penicilinas y cefalosporinas.  A continuación, se dibuja la molécula de peniciclina G.
      • Las imidas son compuestos que contienen dos grupos acilo unidos a un nitrógeno mediante enlaces simples. Son muy conocidas la Succinimida y la Ftalimida
      • Las imidas cíclicas se pueden preparar por calentamiento de diácidos con amoniaco.
      • Las amidas se hidrolizan en medios ácidos, bajo calefacción, formando aminas y ácidos carboxílicos.
      • La etanamida [1] se hidroliza en medio sulfúrico para formar el ácido etanoico [2].  El mecanismo de la reacción transcurre en los siguientes pasos:
      • Etapa 1.   Protonación del oxígeno carbonílico.
      • Etapa 2.  Ataque nucleófilo del agua al carbono carbonilo
      • Etapa 3.   Desprotonación del agua y protonación del grupo amino.
      • Etapa 4.  Eliminación de amoniaco
      • Etapa 5.  Desprotonación del oxígeno carbonílico
      • Las amidas se transforman en aminas y ácidos carboxílicos por tratamiento con sosa acuosa bajo calefacción.
      • La etanamida [1] se hidroliza en presencia de sosa acuosa, para formar etanoato de sodio  [2].
      • El mecanismo de la reacción transcurre en los siguientes pasos:
      • Etapa 1 . Ataque nucleófilo
      • Etapa 2.   Eliminación
      • Etapa 3.  Equlibrio ácido base desplazado.
      • Las amidas presentan hidrógenos ácidos de Pka = 15 sobre el átomo de nitrógeno.  La desprotonación del amino genera una base estabilizada por resonancia, denominada amidato.
      • Los amidatos son especies nucleófilas que suelen actuar a través del nitrógeno, atacando a diferentes electrófilos.  Veamos la reacción entre el amidato obtenido y el yoduro de metilo.
      • Las amidas presentan hidrógenos ácidos de Pka = 30 sobre el carbono a.  La desprotonación de la posición a genera una base estabilizada por resonancia, denominada enolato de amida.
      • Los enolatos de amida son buenos nucleófilos y atacan a haloalcanos, aldehídos y cetonas, ésteres, abren epóxidos....
      • Obsérvese, que sólo amidas alquiladas completamente en el átomo de nitrógeno, pueden formar enolatos.  En caso de existir hidrógenos ácidos en el nitrógeno, se formarán amidatos
      • El hidruro de litio y aluminio reduce las amidas a aminas.
      • Las lactamas (amidas cíclicas) también se reducen a aminas sin producirse la apertura del anillo.
      • El hidruro de diisobutil aluminio (DIBAL) reduce amidas a aldehídos
      • El DIBAL aporta el hidrógeno rojo al carbonilo de la amida, formándose el aldehído por eliminación del grupo amino.
      • Las amidas se transforman en aminas con un carbono menos, al ser tratadas con bromo en disolución básica.
      • La acetamida [1] reacciona con bromo en medio básico transformándose en metilamina [2] con pérdida de dióxido de carbono [3].
      • La transposición de Hofmann sólo tiene lugar con amidas que tengan dos hidrógenos en el grupo amino (aminas no sustituidas sobre el nitrógeno).
      • La amida, N-sustituida [4], forma una N-bromo amida [5] por reacción con bromo en medio básico, pero no da la transposición de Hofmann.
      • El mecanismo de la transposición de Hofmann transcurre en las siguientes etapas:
      • Etapa 1 . Formación del amidato
      • Etapa 2.   Reacción del amidato con bromo para formar la N-bromo amida.
      • Etapa 3.  Formación de un nuevo amidato, por desprotonación del nitrógeno.
      • Etapa 4.  Eliminación de bromo
      • Etapa 5.  Transposición
      • Etapa 6.   Ataque del agua al N-metilisocianato para formar el ácido carbámico
      • Etapa 7 . Descomposición del ácido carbámico (inestable) para formar la amina final y dióxido de carbono.
      • La  Urea  es uno de los compuestos más importantes relacionados con las amidas:
      • Su  estructura  es:
      • 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.
      • Este compuesto ha remplazado en gran medida a la seda, ya que la  producción  natural de la misma resulta muy difícil, pues se realiza por medio del gusano de seda.
      • Otra amida es la  Nicotinamida , uno de los compuestos que conforma el complejo B de las vitaminas
      • Entre los usos mas conocidos de las amidas se encuentran:
      • Las llamadas poliamidas, las cuales son  materia prima  de muchas fibras sintéticas: como los diferentes tipos de nylon
      • Además, también algunos tipos de poliamidas son utilizados en pinturas especiales de tipo industrial y en la  industria  del plástico
      • En la  medicina , se utiliza como analgésico y antipirético (reduce la  fiebre ), como en el caso del acetaminofen; así como también es usado en la síntesis  de fármacos hipnóticos y anticonvulsionantes
      • También se utilizan como abono en el caso de la urea