Unidad 8

 AMINAS 

Se pueden considerar a las aminas como compuestos nitrogenados derivados del amoniaco (:NH3) en el que uno o más grupos alquilo o arilo están unidos al nitrógeno.Las aminas están clasificadas dependiendo el número de carbonos directamente unidos al nitrógeno, se dividen en primaria secundarias y terciarias.

  • Primarias R-NH2
  • Secundarias R-NH-R’
  • Terciarias R,R´,R” N




Estructuras y enlaces :Las aminas son compuestos nitrogenados con estructura piramidal, similar al amoniaco. El nitrógeno forma tres enlaces simples a través de los orbitales con hibridación sp3. El par solitario ocupa el cuarto orbital con hibridación sp3 y es el responsable del comportamiento básico y nucleófilo de las aminas.

Propiedades Fisicas:
  • Formación de enlaces de hidrógeno (aminas 1ª y 2ª): dadores; (aminas 3ª ): aceptores 
  • Muy polares
  • Hasta 6 átomos de C solubles en agua 
  • Olor a amoníaco y a pescado descompuesto 
Todas las aminas, incluso las terciarias, forman enlaces de hidrógeno con disolventes hidroxílicos como el agua y los alcoholes. Por esta razón, las aminas de bajo peso molecular (hasta 6 átomos de carbono) son relativamente solubles en agua y en alcoholes.



Nomenclatura 
  •  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-", aunque, frecuentemente, y para evitar confusiones, se escoge el radical mayor y los demás se nombran anteponiendo una N para indicar que están unidos al átomo de nitrógeno.   






  • Cuando las aminas primarias no forman parte de la cadena principal se nombran como sustituyentes de la cadena carbonada con su correspondiente número localizador y el prefijo "amino-".   
  • Cuando varios N formen parte de la cadena principal se nombran con el vocablo aza.
  • Los N que no formen parte de la cadena principal se nombran como amino-, aminometil-, metilamino-, etc.

A continuación se te presentan algunos ejercicios de los cuales te pueden apoyar a entender de mejor manera al momento de nombrar las estructuras:
Ademas te pueden apoyar estos videos explicando de mejor manera acerca de las aminas y su nomenclatura:Nomenclatura Orgánica: Aminas








AMIDAS
Las amidas son derivados funcionales de los ácidos carboxílicos, en los que se ha sustituido el grupo —OH por el grupo —NH2, —NHR o —NRR', con lo que resultan, respectivamente, las llamadas amidas primarias, secundarias o terciarias, que también se llaman amidas sencillas, N-sustituidas o N-disustituidas.




Propiedades físicas

El grupo funcional amida es bastante polar, lo que explica que las amidas primarias, excepto la formamida (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.

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.



Tipos de Amidas

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.

Tipos a de Amidas





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

Aplicaciones

  • Como emulsificantes, se usan especialmente para pH bajos, debido a su estabilidad en estas condiciones.
  • Además se usan como antitranspirantes y como neutralizantes.
  • Otra aplicación es como dispersantes de jabones cálcicos.
  • La Urea es uno de los compuestos más importantes relacionados con las amidas:NH2-O-NH2

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.


Nomenclatura 

Regla 1. Las amidas se nombran como derivados de ácidos carboxílicos sustituyendo la terminación -oico del ácido por -amida.


 

 

 

Regla 2. Las amidas son grupos prioritarios frente a aminas, alcoholes, cetonas, aldehídos y nitrilos.

 

 

 

Regla 3. 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.......

 


Regla 4. 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 continuación se te presentan algunos ejercicios de los cuales te pueden apoyar a entender de mejor manera al momento de nombrar las estructuras:
Ademas te pueden apoyar estos videos explicando de mejor manera acerca de las aminas y su nomenclatura:Nomenclatura Orgánica: Amidas


Nitrilos
¿QUE SON?
Los nitrilos son compuestos orgánicos que poseen un grupo ciano (-C≡N) como grupo funcional principal. Son derivados orgánicos del cianuro de los que el hidrógeno ha sido sustituido por un radical alquilo.alquilo. Moléculas reactivas de amplia aplicación en síntesis orgánica. Por ej, la hidrólisis de nitrilos en presencia de ácido fuerte o base fuerte da lugar a ácidos carboxílicos; la hidrogenación catalítica de nitrilos permite la preparación de aminas primarias.La cafeína, la nicotina, la morfina, forman una clase muy importante de aminas que se produce en algunos vegetales.


FORMULA GENERAL






ESTRUCTURA DE LOS NITRILOS


Forma tridimensional




NOMENCLATURA



Hay tres reglas para nombrarlos : 
    
Regla 1. El sistema IUPAC (Unión Internacional de Química Pura y Aplicada) nombra los nitrilos añadiendo el sufijo -nitrilo al nombre del alcano que después de aňadirlo tiene el mismo número de carbonos. 
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Regla 2.
Cuando se aňaden como sustituyentes, el compuesto se nombra poniendo "el prefijo" ciano - delante del nombre de la cadena principal. 
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Regla 3. 
Cuando los nitrilos se unen a los ciclos, los compuestos los nombramos poniendo detrás del nombre del anillo "el sufijo" -carbonitrilo 
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PROPIEDADES FÍSICAS
El grupo ciano está polarizado de tal forma que el átomo de carbono es el extremo positivo del dipolo y el nitrógeno el negativo. Esta polaridad hace que los nitrilos estén muy asociados en estado líquido. Así, sus puntos de ebullición son algo superiores a los de los alcoholes de masa molecular comparable. Los nitrilos de más de 15 carbonos son sólidos. Exceptuando los primeros de la serie, son sustancias insolubles en agua. La mayoría de los nitrilos tienen un olor que recuerda al del cianuro de hidrógeno y son moderadamente tóxicos
Los primeros términos de la serie son líquidos, los superiores ( mas de 14 carbonos) son sólidos.
Los nitrilos de bajo peso molecular son solubles en el agua.
Los nitrilos de bajo peso molecular son líquidos  a temperatura ambiental (excepto el HCN).
Son mas densos que el agua.
La temperatura de ebullición de los nitrilos es generalmente superior a los ácidos correspondientes.
Son usados como venenos para insectos, bacterias, hongos en la agricultura, conformando algunos insecticidas, bactericidas y fungicidas respectivamente.

PROPIEDADES QUÍMICAS


El olor de  recuerda al del cianuro de hidrógeno y son 
moderadamente tóxicos.

 Los nitrilos, aunque no contienen el enlace C=O, se consideran a veces como derivados funcionales de los ácidos carboxílicos porque en la reacción de hidrólisis (en medios ácidos o básicos) se transforman en ácidos carboxílicos y sales de amonio.



                                                   R - CN + 2H2 --> R - COOH + NH3
 Los nitrilos adicionan hidrógeno en presencia de un catalizador produciendo aminas = hidrogenación


                                                 CH3 - CN + 2H2 --> CH3 - CH2 - NH2
                                    

Sustitución electrofilica:
Permite aumentar en un átomo de carbono la cadena de un compuesto.



OBTENCIÓN

Los nitrilos alifáticos se obtienen por reacción de un halogenuro de alquilo con cianuro inorgánico (CN-)-

Los nitrilos aromáticos se obtienen a partir de una amina, transformándola primero  a una sal de diazonio y tratándola posteriormente con cianuro cuproso (CuCN).

Obtención 1: Sintesis nitrilica de Kolbe
Por acción de los halogenuros de alquilo sobre cianuro potásico  en una disolución acuosa-alcohólica resulta como producto principal el nitrilo, junto con pequeñas cantidades de isocianuro
ejemplo:


El isocianuro de alquilo se puede separar de la mezcla por agitación con ácido
 clorhídrico diluido en frió. La alquilacion del ion cianuro bidentado transcurre según el mecanismo Sn2 y se produce preferentemente sobre el átomo de C fuertemente nucleofilo y solo es muy pequeña medida en el átomo de N.
Los halogenuros de alquilo muestran en la serie ioduro, bromuro y cloruro una velocidad de reacción decreciente; sin embargo, la reacción se encuentra también influida por la estructura del grupo alquilo 
Por calentamiento de las amidas con agentes deshidratantes:

Por calentamiento de las aldoximas con anhidrido acético, con separación de agua:


¿DONDE SE ENCUENTRAN?
Dada la gran variedad de reacciones que sufren los nitrilos, son materia prima para un gran numero de compuestos de amplio uso en la industria y a nivel laboratorio.Excelente para elaborar todo tipo de empaques o bridas que contacten aceites, grasas o productos químicos diversos medianamente corrosivos.
Se utiliza en la producción de colorantes.Sirve para la producción de guantes de latex, para la industria química y farmacéutica.Se utiliza para la producción de esmaltes y pinturas.Productos de limpieza para uso industrial.


A continuación se te presentan algunos ejercicios de los cuales te pueden apoyar a entender de mejor manera al momento de nombrar las estructuras:
Ademas te pueden apoyar estos videos explicando de mejor manera acerca de los nitrilos  y su nomenclatura:Nomeclatura de Nitrilos








Nitrocompuestos
¿Qué son?

    Se pueden considerar derivados de los hidrocarburos en los que se substituyó uno o más hidrógenos por el grupo "nitro", -NO2. 


¿Cómo se nombran?

 

Regla 1. Se nombran como substituyentes del hidrocarburo del que proceden indicando con el prefijo "nitro-" y un número localizador su posición en la cadena carbonada.


 

 

4-metil-1-nitropentano 

 

 

Regla 2. Las insaturaciones tienen preferencia sobre el grupo nitro.



CH2=CH-CH2-NO2

 

3-nitro-1-propeno


A continuación se te presentan algunos ejercicios de los cuales te pueden apoyar a entender de mejor manera al momento de nombrar las estructuras:
Ademas te pueden apoyar estos videos explicando de mejor manera acerca de los nitrocompuestos   y su nomenclatura:Formulación Orgánica: NITRILOS y NITROCOMPUESTOS.








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