Funciones Nitrogenadas

CAPÍTULO

*

Profesor:

2

Julio Oria

FUNCIONES NITROGENADAS

Tema

AMINAS : Son compuestos ternarios (C, H, N), que presentan una apreciable basicidad, y se obtienen a partir de la sustitución de uno, dos o tres átomos de hidrógeno del amoníaco (NH3) por radicales alquilo o arilo. Esta sustitución de uno, dos o tres átomos de hidrógeno da lugar a 3 tipos de aminas que son: primarias, secundarias y terciarias respectivamente. * Aminas primarias: CH 3

CH3-NH2 metilamina

CH3CH2-NH2 CH3CH2CH2NH2 etilamina 1-propanamina

fenilamina CH3

* Aminas secundarias:

CH3 trimetilamina

*

CH2CH3 N,N-dietilanilina

C

NH2

CH3 tercbutilamina

N-H

N-metilanilina piperidina CH3

N

N

CH3

ciclohexilamina

-NH

-NH-C2H5 CH3-NH-C2H5 etilmetilamina etilciclopentilamina * Aminas terciarias: CH2CH3 CH3 CH3

-NH2

-NH2

N CH3 ciclohexildimetilamina

NOMENCLATURA : * Común: radicalesamina * IUPAC: - A los sustituyentes a lo largo de la cadena de carbonos se le asignan números para especificar sus ubicaciones. - En otros casos se escoge el radical de mayor número de carbonos en forma continua. Entonces los demás son considerados como sustituyentes pero se usa el prefijo N para indicar que dicho sustituyente esta unido al átomo de nitrógeno. - Si hay 2 o más radicales en la posición N y otros unidos a un C, primeros nombrar la posición N. - En algunos casos se colocan nombres derivados de una amina importante. Se usa generalmente para aminas aromáticas como la anilina. NH2 CH3CH2CHCH3 2-butanamina

NHCH3

CH3 CH3CHCH2CH2NH2

CH3CH2CHCH3

3-metil-1-butanamina

N-metil-2-butanamina

CH3 CH3 CH3CH2CHCHCHCH3 N(CH3)2

2,4.N,N-tetrametil-3-hexanamina * Debido a su alto grado de actividad biológica, muchas aminas se usan como fármacos y medicinas.

Química - 2013

1 Chemistry-2.0

Química

Julio Oria

* Los alcaloides son aminas biológicamente activas, la mayoría sintetizadas por plantas para protegerlas de que sean devoradas por insectos y otros animales. Algunos alcaloides se usan para fines medicinales (principalmente como analgésicos), todos son tóxicos y causan la muerte si se consumen en grandes cantidades. Los griegos eligieron el alcaloide coniína (o cicutina) para matar a Sócrates (390 a.c.), aunque la morfina, la nicotina o la cocaína pudieron haber servido de igual manera.

*

PROPIEDADES FÍSICAS : - Son polares y pueden formar EPH las aminas primarias y secundarias. - Entre las aminas isoméricas, las primarias tienen los mayores puntos de ebullición, y las terciarias los menores. Ej: CH3CH2CH2NH2 CH3CH2NHCH3 (CH3)3N Propilamina (amina primaria) Teb: 50°C

N-metiletilamina (amina secundaria) 34°C

Trimetilamina (amina terciaria) 3°C

- Para compuestos de masa molar semejante, tienen mayor temperatura de ebullición que los alcanos, pero menos que los alcoholes. CH3CH2CH3 CH3CH2NH2 CH3CH2OH propano etilamina etanol Teb: -42°C 17°C 78°C - Son solubles en agua, pero a medida que aumenta su masa molar, dicha solubilidad disminuye - A 20°C, las aminas ligeras (metilamina, dimetilamina, etc) son gases, a partir de la propilamina hasta la nonilamina son líquidos incoloros y las superiores son sólidas. - Algunas aminas tienen olores desagradables.

Química - 2013

2 Chemistry-2.0

Química

Julio Oria

Ejemplo: NH2CH2CH2CH2CH2CH2NH2 NH2CH2CH2CH2CH2CH2NH2 1,4 butanodiamina (putrescina) 1,5-pentnodiamina (cadaverina) - Son bases orgánicas débiles debido al par de e- libres que tiene el nitrógeno.

*

PROPIEDADES QUÍMICAS :

Química - 2013

3 Chemistry-2.0

Química

*

*

Julio Oria

AMIDAS : Una amida es un compuesto de un ácido carboxílico y amoniaco o una amina.

Un ácido reacciona con una amina para formar una sal, el carboxilato de amonio. Cuando esta sal se calienta arriba de 100 ºC, el agua se libera y resulta una amida

TIPOS :

R

O

H

C

N

H

amida primaria

CH3CH2

R

O

H

C

N

R

R´

amida secundaria O

CH3

C

NH

O

R´´

C

N

amida terciaria

CH3CH2CH2

N-metilpropanamida

R´

CH3CH2CO-NH2 propanamida

CH3CH2CH2CO-NH2 butanamida

O

C2H 5

CH3

O

CH3

C

NH

CH3CHCH2

C

NH

N-etilbutanamida

CH2CH3 I CH3-CH2-CH-CH-CO-N-CH3 I I CH3 CH3 3-etil-N,N,2-trimetilpentanamida

CH3CO-NH2 etanamida

HCO-NH2 metanamida

N,3-dimetilbutanamida

CH3 I CH3-CH-CH2-CH-CO-NH-CH3 I CH3 N,2,3-trimetilpentanamida

O NH2 C

NH2

carbodiamida (úrea)

CH3 NH-CO-CH2-N-(C2H5) lidocaína CH3 Muchos anestésicos locales son amidas. La lidocaína, el prototipo para este grupo de fármacos, es el de mayor uso.

*

Es un sólido cristalino molecular (Tfusión= 132°C), su principal uso es como fertilizante, aunque también sirve de materia prima para producir bakelita (un tipo de plástico) usado en parabrisas, computadoras, utensilios, etc.

NITRILOS : Contienen el grupo ciano, (CN). Aunque carecen del grupo carbonilo de los ácidos carboxílicos, se clasifican como derivados de los ácidos debido a que se hidrolizan para formar ácidos carboxílicos y pueden sintetizarse por la deshidratación de amidas.

Los nombres comunes de los nitrilos son derivados de los ácidos carboxílicos correspondientes. A partir del nombre común del ácido, se quita la palabra ácido y se reemplaza el sufijo -ico con el sufijo -onitrilo. El nombre IUPAC se forma a partir del nombre del alcano, adicionando el sufijo -nitrilo.

Química - 2013

4 Chemistry-2.0

Química

Julio Oria

Para los ácidos que se nombran como los ácidos alcanocarboxílicos, los nitrilos correspondientes se nombran usando el sufijo -carbonitrilo. El grupo CN también puede nombrarse como un sustituyente, el grupo ciano.

En la industria alimentaria se utiliza nitrito de sodio (NaNO2) como conservante de carnes. Este compuesto se transforma en el organismo dando nitrosoaminas que inducen cáncer al estómago.

Química - 2013

5 Chemistry-2.0