lunes, 26 de julio de 2010

UNIDAD 2 QUIMICA ORGANICA


Estructura y nomenclatura de hidrocarburos











Alcanos y halogenuros de alquilo
En el sistema IUPAC, un nombre químico tiene al menos tres partes principales:
prefijo(s), padre y sufijo. El o los prefijos especifican el número, localización, naturaleza y
orientación espacial de los sustituyentes y otros grupos funcionales de la cadena.
Alcanos lineales. Alcanos ramificados no cíclicos.
El nombre del compuesto se formaba mediante una raíz que indicaba la longitud de la cadena carbonada, a la que se añadían diversos sufijos y prefijos que indicaban las "sustituciones" en la molécula considerada como inicial. "met", "et", "prop" y "but". Para señalar las insaturaciones en la cadena carbonada se aprobó el empleo de los sufijos "-an", "-en" e "-in". También acordaron indicar las ramificaciones y el empleo del prefijo "ciclo-" para designar las cadenas cíclicas.







•átomo de carbono primario: un átomo de carbono vecino
•átomo de carbono secundario: dos átomos de carbono vecinos
•átomo de carbono terciario: tres átomos de carbono vecinos
átomo de carbono cuaternario: cuatro átomos de carbono vecinos.






CLASIFICACIÓN DE LOS COMPUESTOS ORGÁNICOS



HIDROCARBUROS CÍCLICOS

Son hidrocarburos de cadena cerrada. Según tengan o no instauraciones, se clasifican en:
• Hidrocarburos monocíclicos saturados (cicloalcanos).
Hidrocarburos monocíclicos no saturados

Los compuestos aromáticos que tienen sustituyentes se nombran anteponiendo los nombres de los radicales a la palabra benceno.




Acíclicos: Son hidrocarburos de cadenas carbonadas abiertas.

Cadenas ramificadas:
están constituidas por dos o más cadenas lineales enlazadas;
Para nombrar un radical ramificado como éste, CH3—CH2—CH—CH2—, se considera que hay un grupo metilo unido a la cadena del radical, y para señalar el número que corresponde al átomo de carbono al que está unido, se numera la cadena más larga, asignando el número 1 al átomo de carbono que ha perdido el átomo de hidrógeno. Dicho número, llamado localizador, se escribe delante del nombre del radical, separado de él por un guión.


Cuando hay dos sustituyentes, su posición relativa se indica mediante los prefijos orto (o), meta (m) y para (p), respectivamente.

HIDROCARBUROS SATURADOS, PARAFINAS O ALCANOS
Se llaman hidrocarburos saturados o alcanos los compuestos constituidos por car­bono e hidrógeno, que son de cadena abierta y tienen enlaces simples.
Alcanos de cadena lineal
Su fórmula empírica es CnH2n+2, siendo n el número de átomos de carbono. Forman series homólogas, conjuntos de compuestos con propiedades químicas similares y que difieren en el número de átomos de carbono de la cadena.


DERIVADOS HALOGENADOS DE LOS HIDROCARBUROS

Son hidrocarburos que contienen en su molécula átomos de halógeno. Se nombran anteponiendo el nombre del halógeno (fluoro, cloro, bromo, yodo).

COMPUESTOS ORGANICOS CON OXIGENO


Son cadenas de carbonos con uno o varios átomos de oxígeno. Pueden ser:
Alcoholes
Aldehídos
Cetonas
Ácidos carboxílicos

Son compuestos constituidos por carbono, hidrógeno y oxígeno.
Estudiamos a continuación las funciones oxigenadas siguientes: alcoholes, fenoles, éteres, aldehídos, cetonas, ácidos y ésteres.

ALCOHOLES Y FENOLES

Los alcoholes pueden considerarse derivados de los hidrocarburos al sustituir un átomo de hidrógeno por el grupo -OH (hidroxilo).
• Si el hidrocarburo es alifático, da lugar a los alcoholes.

• Si el hidrocarburo es aromático, se obtienen los fenoles.

Alcoholes con un solo grupo funcional
Estos alcoholes pueden ser primarios, secundarios o terciarios, según esté unido el grupo funcional (-OH)a un carbono primario, secundario o terciario*.


Compuestos importantes de los esteres

Los Éteres son un grupo de compuestos orgánicos que responden a la fórmula general R—O—R¢, en donde O es un átomo de oxígeno, y R y R¢ representan los mismos o distintos radicales orgánicos.

COMPUESTOS IMPORTANTES DE LOS ETERES


LOS ALDEHÍDOS


Los aldehídos contienen el grupo carbonilo (CO) y que responden a la fórmula general
Nomenclatura de los aldehídos.
Para nombrar a los aldehídos se cambia la terminación o de los alcanos por al para denotar la presencia de un aldehído.
El grupo carbonilo de los alcanales o aldehídos siempre está al final de la cadena. Este hecho lo hace química y físicamente diferente a las cetonas, por eso se considera como un grupo funcional aparte El hidrógeno vecino al oxígeno es fácilmente oxidable y esta es una de las principales diferencias entre estas dos familias de compuestos
Como este grupo funcional siempre está al final de la cadena no se usan números localizadores.
Propiedades físicas.
No es de sorprender que los aldehídos y las cetonas se asemejen en la mayoría de sus propiedades como consecuencia de poseer el grupo carbonilo. Sin embargo, en los aldehídos el grupo carbonilo esta unido a un átomo de hidrógeno, mientras que en las cetonas se une a dos grupos orgánicos. Esta diferencia estructural afecta a sus propiedades de dos formas fundamentales:
Los aldehídos se oxidan con facilidad mientras que las cetonas lo hacen con dificultad Los aldehídos suelen ser más reactivos que las cetonas en adiciones nucleofílicas, que es la reacción más característica de este tipo de compuestos
Los aldehídos son compuestos de fórmula general R-CHO. Este compuesto tiene una amplia aplicación tanto como reactivos y disolventes así como su empleo en la fabricación de telas, perfumes, plásticos y medicinas. En la naturaleza se encuentran ampliamente distribuidos como proteínas, carbohidratos y ácidos nucleicos tanto en el reino animal como vegetal, controlando el proceso para evitar que el aldehído pase a ácido.


CETONAS

Son cada uno de los compuestos orgánicos que contienen el grupo carbonilo (CO) y que responden a la fórmula general R—CO—R¢, en la que R y R¢ representan radicales orgánicos y donde los grupos R y R´ pueden ser alifáticos o aromáticos.
Nomenclatura de las cetonas
Para nombrar los cetonas tenemos dos alternativas:
El nombre del hidrocarburo del que procede terminado en -ona .Como sustituyente debe emplearse el prefijo oxo-.
Citar los dos radicales que están unidos al grupo carbonilo por orden alfabético y a continuación la palabra cetona.
Propiedades físicas
Los compuestos carbonílicos presentan puntos de ebullición más bajos que los alcoholes de su mismo peso molecular .No hay grandes diferencias entre los puntos de ebullición de aldehídos y cetonas de igual peso molecular.
Los compuestos carbonílicos de cadena corta son solubles en agua y a medida que aumenta la longitud de la cadena disminuye la solubilidad.
El grupo funcional de las cetonas es:
R C=O 'R
Al grupo carbonilo se debe la disolución de las cetonas en agua. Son compuestos relativamente reactivos, y por eso resultan muy útiles para sintetizar otros compuestos; también son productos intermedios importantes en el metabolismo de las células. Se obtienen a partir de los alcoholes secundarios.La cetona más simple, la propanona o acetona, CH3COCH3, es un producto del metabolismo de las grasas, pero en condiciones normales se oxida rápidamente a agua y dióxido de carbono. Sin embargo, en la diabetes mellitus la propanona se acumula en el cuerpo y puede ser detectada en la orina. Otras cetonas son el alcanfor, muchos de los esteroides, y algunas fragancias y azúcares

ÁCIDOS ORGÁNICOS

El término ácidos orgánicos engloba aquellos ácidos cuya estructura química se basa en el carbono. Se añaden al pienso por su capacidad para reducir el pH de los alimentos, favoreciendo su conservación. Simultáneamente ejercen una influencia positiva a nivel digestivo y metabólico, mejorando los rendimientos productivos de los animales. Los de mayor interés en producción animal son el acético, butírico, cítrico, fórmico, láctico, málico, propiónico, y sórbico.
El modo de acción de los ácidos orgánicos no es totalmente conocido. Su acción beneficiosa parece estar relacionada con un incremento en la digestibilidad y retención de diversos nutrientes (minerales, proteína y energía), acompañado de una alteración de la población microbiana del tracto .
La efectividad de inhibición del crecimiento microbiano depende no sólo de su poder acidificante sino también de la capacidad del ácido para penetrar a través de la pared celular del microorganismo en forma no disociada. Una vez dentro, el ácido se disocia y presenta un doble mecanismo de acción:
El hidrogenión (H+) reduce el pH del citoplasma, lo que obliga a la célula a incrementar sus gastos energéticos a fin de mantener su equilibrio osmótico
El anión (A-) perjudica la síntesis de DNA, evitando la replicación de los microorganismos. En principio pues, serían más interesantes los ácidos orgánicos de cadena corta con un pKa superior al pH fisiológico ya que permitiría que una mayor cantidad de ácido en forma no disociada penetrara en el interior del microorganismo.


LOS ÉTERES

Los Éteres son un grupo de compuestos orgánicos que responden a la fórmula general R—O—R¢, en donde O es un átomo de oxígeno, y R y R¢ representan los mismos o distintos radicales orgánicos.
La mayoría de los éteres son líquidos volátiles, ligeros e inflamables, solubles en alcoholes y otros disolventes orgánicos. Desde el punto de vista químico, son compuestos inertes y estables; los álcalis o los ácidos no los atacan fácilmente. Están estrechamente relacionados con los alcoholes, y se obtienen directamente de ellos. El compuesto más típico y más utilizado de este grupo es el éter común o etílico, normalmente denominado éter.
Propiedades físicas de los éteres
Debido a que el ángulo del enlace C-o-C no es de 180º, los momentos dipolares de los dos enlaces C-O no se anulan; en consecuencia, los éteres presentan un pequeño momento dipolar neto (por ejemplo, 1.18 D para el dietil éter).



En la cadena principal sitúa los radicales y las insaturaciones junto con el grupo nitrilo. Completa por último los hidrógenos.

NITRODERIVADOS

Los nitroderivados (o nitrocompuestos o compuestos nitro) son compuestos orgánicos que contienen uno o más grupos funcionales nitro (-NO2). Son a menudo altamente explosivos; impurezas varias o una manipulación inapropiada pueden fácilmente desencadenar una descomposición exotérmica violenta.

Los compuestos nitro aromáticos son sintetizados por la acción de una mezcla de ácidos sulfúrico y nítrico sobre la molécula orgánica correspondiente. Algunos ejemplos de este tipo de compuestos son el 2,4,6-trinitrofenol (ácido pícrico), el 2,4,6-trinitrotolueno (TNT) y el 2,4,6-trinitroresorcinol (ácido estífnico).

En
síntesis orgánica existen varios métodos para preparar compuestos nitro.
Compuestos nitro alifáticos.


El nitrometano se adiciona a aldehídos en una adición 1,2 en la reacción nitroaldólica.
El nitrometano se adiciona a compuestos carbonílicos alfa-beta insaturados en la adición 1,4 de la reacción de Michael actuando como un "dador" de Michael.
El
nitroetileno es un "aceptor" de Michael en la reacción de Michael con compuestos enolato.
En reacciones de
sustitución nucleófila sobre haluro de alquilo mediante nitrito de sodio (NaNO2) se obtienen nitroalcanos.
Compuestos nitro aromáticos
· En una
sustitución electrófila aromática el ácido nítrico reacciona con compuestos aromáticos en lo que se conoce como nitración.
· Un método clásico partiendo de
fenoles halogenados es la nitración de Zincke.
Reacciones
Los compuestos nitro participan en varias
reacciones orgánicas. El grupo nitro posee un fuerte efecto atractor o aceptor de electrones y esta propiedad gobierna la química de las moléculas que lo contienen. De ahí que, por ejemplo, los nitroalquenos sean poderosos dienófilos o sufran con facilidad la adición de nucleófilos. Ambos tipos de reacciones, Diels-Alder y Michael, son de extraordinario interés en síntesis orgánica.

Compuestos nitro alifáticos
· Los compuestos nitro
alifáticos son reducidos a aminas con hierro y ácido clorhídrico.
· Conversión de los compuestos nitro a
aldehídos o cetonas mediante la reacción de Nef.

Compuestos nitro aromáticos
· La
reducción de compuestos nitro aromáticos con hidrógeno sobre un catalizador de paladio/carbono conduce a anilinas.
· La presencia de grupos nitro facilita las
sustituciones nucleófilas aromáticas.


AMINAS

De los compuestos nitrogenados con un enlace simple C-N, los más importantes son las aminas que son derivados del amoniaco en los que uno o más hidrógenos son sustituidos por un grupo alquilo.
Las aminas, como el NH3 tiene una estructura piramidal con tres enlaces (sp3 ) y un par de electrones no compartidos .


CLASIFICACIÒN DE AMINAS

Las aminas son derivados del amoniaco, uno, dos o los tres hidrógenos de la molécula del amoniaco pueden reemplazarse por estos grupos. El grupo funcional caracteristico de las aminas se denomina “Grupo amino” y se escribe como -NH2 , asì, las aminas se clasifican en primarias, secundarias y terciarias de acuerdo con el nùmero de grupos orgànicos enlazados al nitrógeno.

NOMENCLATURA AMINAS
En los nombres de las aminas, se mencionan primero los grupos alquilo unidos al nitrógeno, seguidos del sufijo -amina. Se pueden emplear los prefijos di, tri y tetra para describir a dos, tres o cuatro sustituyentes idénticos.
Al dar nombre a las aminas con estructura más complicadas, al grupo -NH2 se le llama grupo amino. El grupo amino se nombra como cualquier otro constituyente, con un número u otro símbolo que indique su posición en el anillo o cadena de carbonos.
Con este sistema, las aminas secundarias y terciarias se nombran clasificando al átomo de nitrógeno (junto con sus grupos alquilo) como grupo alquilamino. Se toma el grupo alquilo mayor o más complicado como la molécula matriz.
NOMBRES IUPAC
La nomenclatura IUPAC para las aminas es semejante a la correspondiente a los alcoholes. El nombre de la raíz lo determina la cadena continua más larga de átomos de carbono. La terminación -o del nombre del alcano se cambia a la terminación -amina y se emplea un número para indicar la posición del grupo amino en la cadena. A los sustituyentes a lo largo de la cadena de carbonos se les asignan números para especificar sus ubicaciones, y se usa el prefijo N- para cada sustituyente en el átomo de nitrógeno.
1- butamina 2- butamina 3-metil-1-butamina N-metil-2-butamina
2,4N,N-tetrametil-3-hexanamina N,N-dietiletanamina (trietilamina)
A las aminas aromáticas y heterociclicas se les conoce por lo general por sus nombres históricos. Por ejemplo, a la fenilamina se le llama anilina, y sus derivados se nombran como derivados de la anilina.
Anilina p-nitroanilian 3,5-dietilanilina N,N-dietilanilina
A continuación se muestran los nombres y estructuras de algunos heterociclos comunes con nitrógeno y sus derivados. Por lo general se asigna la posición 1 al heteroátomo.
Aziridina pirrol pirrolidina 1-metilpirrolidina imidazol indol
Piridina 2-metilpiridina piperidina pirimidina purina
MÉTODOS DE OBTENCIÓN O RUTAS DE SÍNTESIS
Se dispone de muchos métodos para su sinterización, algunos derivan de las reacciones de las amidas. Los métodos o síntesis se dividen en generales y específicos, que a continuación se describen.
 SÍNTESIS POR AMINACIÓN REDUCTIVA.-Este método es el mas general de síntesis de amidas , implica la reducción de la imina u oxima de una acetona o aldeido, esta se reduce con hidruro de litio y aluminio (LiAlH4 )o por hidrogenación catalítica. Este proceso agrega un grupo alquilo al átomo de nitrógeno el producto pude ser una amina primaria secundaria terciaria dependiendo si la amina que se utilizo como materia prima tenia cero, uno o dos grupos alquilos.
a) Aminas primarias, se forman por condensación de la hidroxilamina (cero grupo alquilo) con una cetona o un aldeido seguida de la reducción de la oxima. La mayor parte de las oximas son compuestos estables que se aíslan fácilmente se reduce mediante reducción catalitica con hidruro de litio y aluminio o con cianobrorhiduro de sodio (NaBH3CN )

 Aminas secundarias La condensación de una cetona o un aldehído con una amina primaria forma una imina N -sustituida (base de Schiff). La reducción de esta imina produce una amina secundaria.
 Aminas terciarias. La condensación de una cetona o un aldehído con una amina secundaria produce una sal de iminio. Estas sales son frecuencia inestable y por o mismo no se aíslan. Un agente reductor en la solución reduce la sal de iminio, pero no se reduce el grupo carbonilo de la cetona o aldehído. El cianoborohidrodruro de sodio (Na BH3CN) trabaja bien en esta reducción, por que es menos reactivo que el borohidroburo de sodio, y no reduce al grupo carbonilo.
2) SÍNTESIS POR ACILACIÓN--REDUCCIÓN.- Esta es la segunda síntesis general, y como la anterior agrega un grupo alquiloal átomo de nitrógeno de la amina inicial. La acilacion de la amina inicial por un cloruro de ácido produce una amida, sin tendencia a la sobreacilación . La reducción de una amida mediante el hidruro de litio y aluminio ( LiAlH4) produce la amina correspondiente.
Esta síntesis convierte el amoniaco en una amina primaria, las aminas primarias en secundarias y las secundarias en terciarias. Estas reacciones son generales aunque tienen una restricción: el grupo alquilo que se añade siempre es primario , porque el carbono unido al nitrógeno se deriva del grupo carbonilo de la amida , que se reduce al grupo metileno(-CH2-).
 Aminas primarias.
 Aminas secundarias.
 Aminas terciarias.
REDUCCIÓN DE NITRO COMPUESTOS; SÍNTESIS DE ARILAMINAS. Los grupos nitro tanto aromáticos como alifáticos se reducen con facilidad a grupos amino. Los métodos más comunes son la hidrogenación catalítica y la reducción en ácido mediante un metal activo.
La reducción de compuestos nitro se emplea principalmente para la síntesis de anilinas sustituidas.
ALQUILACIÓN DIRECTA DEL AMONIO Y LAS AMINAS. La redacción de la aminas con halógenos de aquilo se complica por la tendencia a la sobre alquilación para formar una mezcla de productos mono y polialquilados. Sin embargo las aminas simples se pueden sintetizar agregando exceso deaminiaco a un amoniaco a un halogenuro o tosilato que sea buen sustrato SN2. como esta presente gran exceso de amoniaco, la probabilidad de que una molécula del halogenuro alquile el amoniaco es mucho mayor que la probabilidad de sobrealquilar una amina.
Se puede emplear al sustitución nucleofilica aromática para sintetizar las arilaminas si hay un grupo que atrae electrones en posición orto o para, con respecto al lugar de la sustitución. Esta reacción se detiene por lo general en el producto deseado, por éste (una arilamina) es menos básico y menos nucleofilico que el reactivo (una aiquilamina)
REACCIONES DE AMINAS
Una amina puede funcionar como base de Bronsted-Lowry aceptando el protón de un ácido.
RNH2 -- H - X RNH3+ X-
Como las aminas son bases fuertes, sus soluciones acuosas son básicas. Una amina puede sustraer un protón del agua, produciendo un ión amonio y un ión hidroxilo. A la constante de equilibrio de esta reacción se le llama constante de basicidad para la amina y se representa por Kb.
RNH2 + H2O RNH3+ + OH -
Y Kb está dada por la expresión:
Kb =
Mientras mayor sea el valor de Kb, mayor será la tendencia de la amina a aceptar un protón del agua y, así pues, mayor será la concentración de RNH3+ Y OH - en la solución. Los valores altos de Kb están por lo tanto asociados con aquellas aminas que son bases más fuertes y los valores menores de Kb corresponden a las aminas que son bases débiles.
ALQUILACIÓN DE AMINAS POR HALOGENUROS DE ALQUILO
Las aminas reaccionan con los halogenuros de alquilo primarios formando halogenuros de amonio alquilados. La alquilación se lleva a cabo mediante el mecanismo SN2, de modo que no se lleva a cabo con los halogenuros terciarios, porque están demasiado impedidos. Los halogenuros secundarios con frecuencia dan bajos rendimientos y la eliminación predomina sobre la sustitución.
Desafortunadamente, la sal que se forma inicialmente puede desprotonarse. La amina secundaria resultante es nucleofílica, y puede reaccionar con otra molécula del halogenuro.
La dificultad al emplear esta alquilación directa estriba en detenerla en la etapa deseada. Aún si se agrega sólo un equivalente del halogenuro, algunas moléculas de amina reaccionan una, dos y hasta tres veces (produciendo la sal de tetraalquil amonio). Sin embargo, hay dos tipos de reacción donde la alquilación de las aminas da buenos rendimientos de los productos alquilados que se desean:
 La alquilación “exhaustiva” para obtener la sal de tetraalquil amonio. Se evitan las mezclas de diferentes productos alquilados si se agrega suficiente halogenuro de alquilo para alquilar la amina tantas veces como sea posible. Esta alquilación exhaustiva da la sal de tetraalquil amonio. Se agrega una base débil (con frecuencia NaHCO3 o NaOH diluido) para desprotonar las aminas alquiladas intermedias y para neutralizar las grandes cantidades de HX que se forman en lareacción.
 Reacción con un gran exceso de amoniaco. Como el amoniaco es barato y de bajo peso molecular, se puede emplear en exceso. Si se agrega lentamente un halogenuro de alquilo primario a un exceso de amoniaco, se forma la amina primaria y es reducida la probabilidad de dialquilación. El amoniaco restante se deja evaporar.


REACCIONES DE AMINAS CON ÁCIDO NITROSO

Las reacciones de las aminas con ácido nitroso (H - O - N = O) son especialmente útiles. Como el ácido nitroso es inestable, se genera in sitru (en el medio de reacción) mezclando nitrito de sodio (NaNO2) con ácido clorhídrico diluido y frío.
En una solución ácida, el ácido nitroso se puede protonar y perder agua para formar el ion nitrosonio, +N = O. Este ion nitrosonio parece ser el intermediario resctivo en la mayor parte de las reacciones entre aminas y ácido nitroso.
· Reacción con aminas primarias: formación de sales de diazonio. Las aminas primarias reaccionan con el ácido nitroso , a través del ion nitrosonio, para producir cationes de diazonio de la forma R - N = N. A este procedimiento se le llama diazoación de la amina. Las sales de diazonio son los productos más útiles que se obtienen con reacciones de aminas con ácido nitroso. El mecanismo de la formación de la sal de diazonio comienza con un ataque nucleofílico del ion nitrosonio para formar una N-nitrosoamina.
A continuación, la transferencia de un protón de un átomo de nitrógeno al oxígeno forma un grupo hidroxilo y un segundo enlace N - N.
La protonación del grupo hidroxilo, seguida de pérdida de agua, produce el catión diazonio.
La reacción total de diazoación es:
Las sales de alcanodiazonio son inestables. Se descomponen rápidamente en nitrógeno y carbocationes.
La fuerza impulsora para esta reacción es la formación de N2, una molécula excepcionalmente estable. Los carbocationes que se generan de este modo reaccionan como otros cationes que se han visto: por ataque nucleofílico para dar sustitución, por sustracción de protón para dar eliminación, y por rearreglo.
· Reacciones con aminas secundarias: formación de N-nitrosoaminas. Las aminas secundarias reaccionan con el ion nitrosonio para formar N-nitrosoaminas secundarias.
Las N-nitrosoaminas secundarias son estables bajo las condiciones de reacción, porque no tienen al protón N - H necesario para participar en la segunda etapa de la reacción de formación de cationes de diazonio.
· Reacción con aminas terciarias. Las aminas terciarias reaccionan con el ion nitrosonio formando sales de N-nitrosoamonio. Como no hay protón N - H ácido en la sal de N-nitrosoamonio terciario, es posible la pérdida de un protón para dar la N-nitrosoamina. Simplemente se presenta un equilibrio entre la amina y la sal de N-nitrosoamonio.


REACCIONES DE COPULACIÓN DE LAS SALES DE DIAZONIO

Las sales de diazonio son electrófilos débiles; reaccionan con compuestos aromáticos muy reactivos produciendo compuestos azo. Esta reacción de sustitución aromática electrofílica se conoce con frecuencia como reacción de copulación diazo.
Las reacciones de copulación entre las sales de diazonio y los fenoles se llevan a cabo con mucha rapidez en solución ligeramente alcalina. Bajo estas condiciones gran parte del fenol presente se encuentra como ion fenóxido, ArO - y los iones fenóxidos son todavía más reactivos en las sustituciones electrofílicas que los fenoles mismos. Sin embargo, si la solución es demasiado alcalina (pH mayor que 10) la sal de diazonio misma reacciona con el ion hidróxido formando un diazohidróxido o ion diazotato no reactivo:
La reacción de copulación de las aminas se llevan a cabo con mayor rapidez en soluciones ligeramente ácidas (pH 5-7). Bajo estas condiciones la concentración de la sal de diazonio es máxima; al mismo tiempo no es grande la cantidad de amina que se ha convertido en una sal de amina no reactiva
USOS E IMPORTANCIA DE LAS AMINAS A NIVEL INDUSTRIAL.
Las aminas como compuestos son muy importantes y reconocidas en industrias como las cosméticas y textiles por el uso o aplicación de la p-Fenilendiamina y algunos derivados se usan en composiciones para teñir el pelo y como antioxidantes para caucho.
La dimetilanilina se obtiene en la industria por reacciones de la anilina con metanol.
H N NH (p-Fenilendiamina)
CH
NH + 2H C-OH H N + 2H O
200 ºC CHEste producto se utiliza en cantidades importantes en la industria de colorantes (como copulante en colorantes azoicos y es la base de la fabricación de colorantes de trifenil metano.
AMIDAS
Las amidas son derivados del amoniaco o de las aminas, éstas son productos que se obtienen por acilación de aminas alifáticas o aromáticas, también son derivados de los ácidos carboxílicos. Las amidas secundarias se conocen con el nombre de imidas; las amidas derivadas de tres sustituciones de hidrógeno del amoniaco por grupos acilos son las amidas terciarias.
Las amidas son sólidos a temperatura ambiente y poseen un punto de ebullición muy alto. Fundamentalmente ello se debe a la posibilidad de asociación por puentes de hidrogeno entre el grupo carbonilo de la amida y los hidrógenos del grupo amino, que dan lugar a una estructura del siguiente tipo entre moléculas, lo que hace que presenten formas cristalinas estables: C=O….H-N
La polarización del grupo carbonilo hace que posean un momento bipolar elevado por tanto presentan simultáneamente una capacidad de asociación al margen de los puentes de hidrógeno, debida a los momentos bipolares permanentes, que producen atracciones electroestáticas adicionales. La sustitución de los hidrógenos por grupos alquílicos en el grupo amino hacen que disminuya su capacidad de formación de puentes de hidrogeno, por la que las amidas de estas características poseen puntos de fusión y ebullición mas bajos.

CLASIFICACION DE AMIDAS

Una amida se forma por la reacción de un àcido carboxilico con amoniaco o una amina, se considera que el grupo funcional de la amida es neutro. Las amidas se clasifican en primarias, secundarias y terciarias.
A una amida de la forma R----CO----NH2 se le llama amida primaria porque solo tiene un àtomo de carbono unido al àtomo de nitrógeno.
R----C----NH2
Amida primaria
A una amida que tenga un grupo alquilo en el nitrógeno R----CO----NHR' se le conoce como amida secundaria o bien amida N-sustituida.
R----C----N----R' amida secundaria
(amida N-sustituida)
A las amidas con dos grupos alquilo en el nitrógeno (R----CO----NR'2) se le llama amidas terciarias o amidas N,N-disustituidas.
R----C----N----R'
amida terciaria.
(amida N,N-disustituida)

NOMENCLATURA DE AMIDAS.

Para dar nombre a una amida primaria , se menciona primero el ácido correspondiente. Se eliminan la palabra ácido y el sufijo ico, o el sufijo oico del nombre del ácido carboxílico, y se le agrega el sufijo amida. Las amidas secundarias y terciarias se nombran tratando a los grupos alquilo en el nitrógeno como sustituyentes, especificando su posición mediante el prefijo N-.
Nombre IUPAC: N-etiletanamida N, N-dimetilmetamida N-etil-N,2-dimetilpropanamida.
Nombre común: N-etilacetamida N,N-dimetilformamida N-etil-N-metilisobutiramida.
Para los ácidos llamados alcanocarboxílicos, las amidas correspondientes se designan empleando el sufijo carboxamida. Algunas amidas, como la acetanilida, tienen nombres históricos que todavía se emplean.
Ciclopentanocarboxamida N,N-dimetilciclopropanocarboxamida Acetanilida.
Lactamas A las amidas cíclicas se les llama lactamas. Estás se forman a partir de los aminoácidos, donde el grupo amino y el grupo carboxilo se han unido para formar la amida. Las lactamas se nombran como a las lactonas, y se emplean con mayor frecuencia los nombres comunes que los nombres IUPAC.
Nombre IUPAC: ácido 4-aminobutanoico lactama del ácido 4-aminobutanoico
Nombre común: ácido y- aminobutíricol y- butirolactama.


REACCIONES DE LAS AMIDAS

Como las amidas son los derivados de ácido más estables, no se convierten fácilmente en otros derivados por sustitución nucleofílica de acilo. Desde el punto de vista de la síntesis, su reacción más importante es la reducción para formar una amina; este es uno de los mejores métodos para sintetizar este grupo funcional. El rearreglo de Hoffman convierte también las amidas en aminas, con pérdida de un átomo de carbono. Aunque se considera que una amida es un grupo funcional neutro, es débilmente básico y débilmente ácido, y se hidroliza mediante ácidos o bases fuertes.
Deshidratación de amidas a notrilos. Los agentes deshidratantes fuertes pueden eliminar una molécula de agua de una amida primaria para formar un nitrilo. La deshidratación de las amidas es uno de los métodos más comunes para síntesis de nitrilos. El pentóxido de fósforo (P2O5) es el reactivo tradicional para esta deshidratación, pero a veces el oxicloruro de fósforo (POCl3) da mejores rendimientos.



ACRILAMIDA

USOS INDUSTRIALES
La acrilamida es un compuesto orgánico de tipo amida. Es blanca, inodora y cristalina, soluble en agua, etanol y éter. Se emplea en la fabricación de papel, extracción de metales, industria textil y obtención de colorantes. También se emplea en la síntesis de poliacrilamidas.
La acrilamida se puede formar al calentar comida (especialmente compuestos que contienen almidón), friéndola o asándola a más de 120 ºC, se podría formar a través de diferentes mecanismos a partir de diferentes compuestos presentes en la comida, como aminoácidos, proteínas, carbohidratos, lípidos, etc. esto puede suponer un problema pues según estudios en animales la acrilamida es un probable carcinógeno en humanos.
El acido sulfanilico también se usa en la industria de colorantes azoicos y se obtiene calentando el sufato de anina. Las sulfanilamida y sus derivados tienen un alto poder bacteriostatico; constituyen el arma poderosa contra las enfermedades infecciosas antes del descubrimiento de la penicilina y todavía hoy se consumen extensamente.
La primera sulfamida utilizada fuel el prontosil , un colorante azoico de sulfanilamida, que es el agente activo. Sean sintetizados varios miles de derivados de los que unos 40 se han comercializado, por ejemplo:
Sulfapiridina, sulfapirimidina, sulfameacina, sulfatiazol, sulfametoxazol, acilsulfatiazoles, sulfaguanidina.
La actividad antibacteriana de las sulfamidas se debe a que son antagonistas (antimetabolitos) del acido p-aminobenzoico(pab), que es un metabolito esencial para el crecimiento de las bacterias. La semejanza entre el paba y las sulfas hace que estas ocupen el lugar de aquel en la síntesis de acido folico dando un compuesto análogo sin actividad vitaminica.
Algunos medicamentos antidiabéticos son sulfonamidas mas complejas como: carbutamida, tolbutamida y sulfonamidas
Las sulfonamidas fueron las primeras drogas eficaces empleadas para el tratamiento sistémico de infecciones bacterianas en el ser humano. Les caracteriza compartir una estructura química similar al ácido para-amino-benzoico (paba).
La evolución en la investigación, con la aparición de nuevos agentes, limitó su uso. Actualmente el cotrimoxazol aumenta su interés clínico. Esta es una combinación a dosis fijas de sulfametoxazol (smx) con trimetoprim (tmp). Inicialmente aprobado por la food and drug administration (fda) para su uso en: infección urinaria crónica, neumonía por pneumocystis carinii, shigelosis y otitis media, posteriormente se le asignó otros usos.
Estructura química. El compuesto base de las sulfonamidas es la sulfanilamida, cuya estructura es similar al paba, factor requerido por las bacterias para la síntesis del ácido fólico. Importa el grupo amino libre en posición 4 pues se relaciona con su actividad. Las sustituciones a nivel del radical sulfonilo modifican las características farmacocinéticas, pero no la actividad antibacteriana. Las sustituciones en el grupo amino en posición 4 dan compuestos de menor absorción intestinal.
Mecanismo de acción. Las sulfonamidas son análogos estructurales y antagonistas del paba (ácido para amino benzoico) e impiden la utilización de este compuesto para la síntesis de ácido fólico. Este a su vez actúa en la síntesis de timina y purina. Esta acción se ejerce compitiendo por la acción de una enzima bacteriana responsable de la incorporación de paba al ácido dihidropteroico, precursor del ácido fólico.

Derivados de Ácidos Carboxílicos

Los ácidos carboxílicos y los derivados de ácidos carboxílicos son una clase de compuestos que se denominan en general Derivados de Acilo, R-CO-Y, donde el grupo acilo está unido a un sustituyente electronegativo -Y, que puede actuar como grupo saliente en diversas reacciones de sustitución.
La reacciones químicas de los distintos derivados de ácidos carboxílicos están representadas por un tipo de reacción general: la reacción de sustitución nucleofílica en el acilo. Mecanísticamente, estas reacciones se realizan por medio de la adición de un nucleófilo al grupo carbonilo polar del derivado de ácido, seguida de la expulsión de un grupo saliente del intermediario tetraédrico:
La reactividad de un derivado de ácido hacia la sustitución nucleofílica depende tanto del entorno estérico alrededor del grupo carbonilo como de la naturaleza electrónica del sustituyente, Y. De este modo, se he encontrado el siguiente orden de reactividad:

Halogenuro de ácido > Anhídrido > Éster > Amida.

Todos ellos pueden ser obtenidos de los respectivos ácidos carboxílicos, los cloruros de ácidos a su vez se pueden transformar en cualquier otro derivado de ácido y así con cada uno de ellos tal como se muestra a continuación en forma de esquema incluidos los nitrilos. Sus respectivas reacciones se mostraran en forma de resumen con un ejemplo, siguiendo la metodología expuesta para los otros grupos funcionales ya estudiados.
Reacción de los ésteres con alcoholes: transesterificación

Esta reacción permite la conversión de un éster en otro sin necesidad de obtener el ácido libre. La transesterificación es una reacción de equilibrio. Para desplazar el equilibrio se utiliza normalmente un gran exceso de alcohol, muchas veces como disolvente. La reacción tiene utilidad dado que las lactonas (ésteres cíclicos) se abren mediante transesterificación a hidroxiésteres.
Los ésteres reaccionan con las aminas por un método típico de sustitución nucleofílica en el acilo para producir amidas. La reacción en si no necesita catalizador dado que las aminas, son buenos nucleófilos. Sin embargo, la reacción no tiene mucho uso debido a que se obtienen mayores rendimientos por la aminolisis de los cloruros de ácido
Reactivos de Grignard con ésteres producen alcoholes terciarios:

La reacción de los ésteres con dos equivalentes de un reactivo de Grignard, los transforma en alcoholes terciarios, mientras que los ésteres del ácido metanoico (fórmico) conducen a alcoholes secundarios. La reacción en si es una adición nucleofílica del organometálico a la función carbonílica para dar la sal de magnesio de un hemiacetal y formación de una cetona intermedia, a continuación tiene lugar otra adición de un segundo equivalente de reactivo de Grignard sobre el grupo carbonílico formado. Por ultimo, se obtiene el alcohol al añadir agua a la mezcla de reacción.
Reducción de ésteres a alcoholes:

Los ésteres se reducen fácilmente por tratamiento con hidruro de litio y aluminio (LiAlH4) para producir alcoholes primarios, el mecanismo consiste en la unión de un hidruro al grupo carbonilo, a lo cual sigue la eliminación del ion alcóxido para producir un aldehído como intermedio. La posterior adición de un hidruro al aldehído forma el alcohol primario.
Ácidos Carboxílicos.
R-COOH
Los ácidos carboxílicos constituyen un grupo de compuestos que se caracterizan porque poseen un grupo funcional COOH ó -COH
llamado carboxilo, se produce cuando se une un grupo hidroxilo (-OH) y carbonilo ( C=O). Se puede representar como COOH ó CO2H.
Nomenclatura
A) Los nombres de los ácidos carboxílicos se designan según la fuente natural de la que inicialmente se aislaron.
Nombres y fuentes naturales de ácidos
carboxílicos.
Estructura Nombre IUPAC Nombre común Fuente natural HCOOH Ácido metanoico Ácido fórmico Procede de la destilación destructiva de hormigas (fórmica es hormiga en latín) CH3COOH Ácido estanoico Ácido acético Vinagre (acetum es vinagre en latín)
CH 3 CH 2 COOH Ácido propanoico Ácido propiónico Producción de lácteos (pion es grasa en griego) CH 3 CH 2 CH 2 COOH Ácido butanoico Ácido butírico Mantequilla (butyrum, mantequilla en latín) CH3(CH2)3COOH Ácido pentanoico Ácido valérico Raíz de valeriana CH3(CH2)4COOH Ácido hexanoico Ácido caproico Olor de cabeza (caper, cabeza en latín)
B) En el sistema IUPAC los nombres de los ácidos carboxílicos se forman reemplazando la terminación “o” de los alcanos por “oico”, y anteponiendo la palabra ácido. El esqueleto de los ácidos alcanoicos se enumera asignando el N° 1 al carbono carboxílico y continuando por la cadena más larga que incluya el grupo COOH. Ejemplo:
Br
Ácido 2-bromopropanoico.
CH3CHCOOH
3 2 1


3 2 1
CH2=CHCOOH Ácido propenoico.
En los ácidos carboxílicos poli sustituidos, la cadena principal se escoge de forma que incluya tantos grupos funcionales como sea posible:
CH 3 CH 2 CH 2 CH 2?
Un enlace carbono-carbono es un enlace covalente entre dos átomos de carbono.[1] La forma más común es el enlace simple - un enlace compuesto por dos electrones, uno de cada uno de los dos átomos. El enlace simple carbono-carbono es un enlace sigma y se dice que se forma entre un orbital híbrido de cada uno de los átomos de carbono. En el etano, los orbitales son sp3, pero también pueden existir enlaces simples formados por átomos de carbono con otras hibridaciones (por ejemplo, sp2 a sp2). En efecto, los átomos de carbono en el enlace simple no necesitan ser de la misma hibridación. Los átomos de carbono también pueden formar enlace doble, constituyendo alquenos, o enlace triple, en alquinos. Un enlace doble está formado con un orbital híbrido sp2 y un orbital p que no está involucrado en la hibridación. Un enlace triple está formado con un orbital híbrido sp y dos orbitales p de cada átomo. El uso de los orbitales p forma un enlace pi.
El carbono tiene la característica única entre todos los elementos de formar cadenas largas y estables de sus propios átomos, una propiedad llamada
catenación. Esto, junto con la fuerza del enlace carbono-carbono da origen a un número enorme de formas moleculares, muchas de las cuales son importantes elementos estructurales de la vida, así los compuestos de carbono tienen su propio campo de estudio: la química orgánica.
COMPUESTOS NITROGENADOS

—De los compuestos nitrogenados con un enlace C-N, los importantes son las aminas, que son derivados del amoniaco en los que uno o mas hidrogenos son sustituidos por un alquilo.
—Las amidas como el NH3 tiene una estructura piramidal con tres enlaces y un par de electrones no compartidos.
BENCEDRINA
La anfetamina es un agente adrenérgico sintético, potente estimulante del sistema nervioso central. La dexanfetamina (dextro-anfetamina), surge de la separación del compuesto racémico (d, l-anfetamina) en sus dos configuraciones ópticas posibles, y la extracción de aquella que corresponda isómero óptico dextrógiro.
EFEDRINA

La molécula de la efedrina Se trata de un compuesto quiral, por lo que puede presentar configuración de isómero óptico levógiro (levo-efedrina) o dextrógiro (dextro-efedrina). La efedrina presente como alcaloide en las especies vegetales es normalmente una mezcla racémica equimolar de ambos estereoisómeros.



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