UNIDAD 14
COMPUESTOS NITROGENADOS .
OBJETIVOS :
1. Escribir e identificar correctamente las representaciones de las aminas , amidas, nitrilos y sales de amonio .
2. Encontrar la estructura de una amina a partir de datos físicos y sus propiedades químicas .
3. Aplicar el método de metilación de Hoffmann para encontrar la estructura de una amina.
4. Reconocer , describir y expresar con formulas el comportamiento químico para las aminas , amidas y sales de amonio .
Aminas :
Son compuestos que se han considerado derivados del amoniaco por la sustitución de uno o más átomos de hidrógeno por radicales alquílicos , cicloalquílicos o arílicos las aminas tienen las aminas tienen fórmula general : R-NH2 , R-NH-R , R - N - R´ , donde R es una radical alquilo . |
R´´
Nombre común : Las aminas sencillas se nombran añadiendo el sufijo amina , a los nombre de los grupos alquilo o arilo unidos al hidrógeno . Si un mismo grupo aparece más de una vez se emplea el prefijo di , tri . Los nombres de los distintos grupos se colocan en orden alfabético o de complejidad creciente .
Nomenclatura IUPAC :
Los nombres comunes de algunas aminas sencillas como la metil amina y los nombres vulgares como la anilina en las aminas aromáticas , se conservan en este sistema .
Cuando el radical alquílico o arílico es más complicado a menudo se usa el prefijo amino - seguido del nombre y del hidrocarburo principal . Ejemplo :
Propiedades físicas :
Las aminas alinfáticas inferiores son gaseosas o líquidas tienen un bajo punto de ebullición, solubles en agua , pero disminuye esta solubilidad al aumentar el número de carbonos y se encuentran sus puntos de ebullición .
Las aminas son solubles en disolventes menos polares como el eter , benceno , alcohol , y su solubilidad en agua se debe a la formación de enlaces de hidrógeno con el agua. Las aminas son compuestos polares a excepción de las aminas terciarias que pueden formar enlaces de hidrógeno intermolecular .
Caracter básico de las aminas :
El par de electrones sin compartir en el átomo de nitrógeno de las aminas es responsable de sus propiedades básicas , una molécula neutra de amoniaco o de una amina puede compartir estos electrones para formar un ion positivo o un ion sustituido .
Las propiedades básicas de las aminas, lo mismo que en el amoniaco son el resultado de que este par de electrones puedan aceptar un protón .
Cuanto más grande sea el valor de Kb más fuerte será la base , las aminas aromáticas son bases generalmente más débiles que las alifaticas , esto se debe a su deslocalización del par de electrones no enlace de nitrógeno . La energía de resonancia debido a esta conjugación , se pierde al unirse un protón [H+] al nitrógeno .
Los sustituyentes que atraen electrones del amino aromático disminuye la basicidad de las aminas aromáticas . Los grupos que atraen electrones tienden a intensificar la carga positiva del ion aminilo y por consiguiente tienden a estabilizar el ion con relación a la amina ; también el efecto inductivo , debido a la electronegatividad del grupo nitro , favorece el debilitamiento del carácter básico del grupo amina .
Propiedades químicas :
La amilina reacciona con el bromo en agua formando la 2,4,6 tribromo anilina .
Sulfuración :
Las sustituciones electrofílicas sobre las amilinas se complican algunas veces por el hecho de que los reactivos son ácidos fuertes y forman sales como el grupo amino , en la sulfuración de la anilina . Da primero la sal , la cual por calentamiento a 200º C produce el ácido sulfanírico .
Preparación de aminas :
Los nitrocompuestos alifáticos y aromáticos se pueden reducir para dar las aminas primarias .
Reducción de nitrilos :
Las aminas y sus derivados están ampliamente distribuidos en la naturaleza , las proteínas , prutescina , caraverina se forman por la descomposición de las proteínas de la carne y del pescado .
La epinefrina o adrenalina y la norearetrina son hormonas secretadas por la glandula suprarrenal , son transmisores del sistema nervioso simpático y actúa como una alacina química , cuando el organismo está en situaciones de miedo , ira , alerta , los órganos para que actúen a la defensiva .
Las amidas se clasifican en primarias , secundarias y terciarias según tengan 1, 2 o tres grupos acíclicos . Ejemplo :
Nomenclatura :
Las amidas se nombran según el sistema internacional , sustituyendo el sufijo oíco del ácido de que provenga por amida :
Propiedades físicas :
La formanda es líquido y las demás amidas su estado es sólido , cristalinos , incoloros , solubles en eter , alcohol . Sus puntos de fusión , ebullición son bastante elevados .
Propiedades químicas :
A. Hidrólisis : El agua hidroliza lentamente las amidas con la obtención de ácidos orgánicos .
B. Utilizando ácidos inorgánicos o bases fuertes : La reacción se verifica a velocidades mayores , formando ácidos orgánicos . Ejemplo :
C. Deshidratación : Se utilizan agentes deshidratantes como el P2O3 , causando la perdida de agua en las amidas , obteniéndose los nítricos :
D. Degradación de Hoffmann : Consiste en la reacción que a partir de una amida tratada con una halógeno y un alcali fuerte se puede obtener una amida con un átomo de carbono menos.
E. Por calentamiento de sales de amonio : El calentamiento moderado de sales de amonio produce una deshidratación de una amida .
F. Con una cloruro de acilo :
Nitrilos :
Los nitrilos o cianuros orgánicos , R - C = N , Ar- C = N . Se consideran derivados de los ácidos orgánicos , ya que hidrólisis de los nítricos se efectúa a través de una carboxiamida intermedia .
Nomenclatura :
Los nitrilos se pueden nombrar como cianuros del alquilo o de arilo , como cicloalcano o cicloacenos sustituyendo la terminación oico O ico del ácido del que deriva por el sufijo o nitrilo . Ejemplo :
Propiedades físicas :
De bajos pesos moleculares , son líquidos y los superiores sólidos , insolubles en agua . Puntos de ebullición muy altos y ello se atribuye la gran polaridad del enlace .
Propiedades químicas :
A. Hidrólisis : Los nitrilos se pueden hidrolizar en medio ácido o básico para ácidos orgánicos .
B. Reducción : Los nitrilos se pueden reducir por hidrogenación catálica o con LiAlH4 formando aminas primarias .
C. Reacciones con la urea :
- Hidrólisis : La urea se hidroliza en soluciones ácidas y básicas .
- Liberación del nitrógeno : La urea reacciona con HNO2 y con NaClO .
- Formación de Biurt : Los oxidantes como el cloro, bromo hipocloritos e hipobromitos , alcalinos , descomponen la urea , la cual demuestra la acción de cloro como desinfectante ; pues al descomponer la urea , impide la fermentación amonical .
La misma reacción la producen los vapores rutilantes , utilizando ácido nitroso y el ácido nítrico amarillo .
UREA .
Fija fácilmente dos moléculas de agua para producir carbonato de amonio .
Ureínas :
Son compuestos resultantes de desustituir alguno o algunos de los hidrógenos de la urea por radicales alcóholicos ( alquilos ) como los es la etilurea .
La difeminurea y sus derivados tiene un sabor azucarados . La dimetil , la difenilurea , tiene un sabor tan dulce como la sacarosa ; p- etoxicfenilurea llamada industrialmente dulcina tiene un sabor dulce 200 veces superior al de la sacarosa , sus formulas estructurales son :
Ureidos :
Son compuestos que resultan de sustituir uno o dos de los hidrógenos de la urea por radicales ácidos o acilos , vienen a ser amidas de la urea ; cuando tal sustitución se efectúa simultáneamente sobre ambos amidos de la urea , se forman los diureidos :
CUESTIONARIO .
1. Escriba 5 diferencias y 5 semejanzas entre aminas , primitivas , secundarias y terciarias
2. Ordene según su basicidad creciente a los compuestos siguientes :
- Metil amina
- Amoniaco
- Dimetil amina
- Fenilamina
- p- nitroanilina .
3. Escriba las ecuaciones de las reacción de la n-propil amina con los siguientes reactivos :
- Acido yohídrico
- Cloruro de etanoito
- Oxido de etileno
- CH3 I en exceso , seguido de Ag2O .
- Acido clorhídrico
- Acido sulfúrico .
- NaNO2 / HCl
- NaNO2 / HCl seguido de dimetil amina
- Anhídrido acético .
