24: Compuestos Organonitrogen II - Amidas, Nitrilos y Nitro Compuestos
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Las propiedades de las amidas simples son relevantes para la química de péptidos y proteínas, sustancias que son fundamentales para toda la vida tal como la conocemos. De hecho, las características de los péptidos y proteínas se deben principalmente a sus estructuras de poliamida. Por ello, es importante conocer y comprender la química de las amidas simples.
- 24.1: Características estructurales, físicas y espectrales de las amidas
- Una característica importante del grupo amida es que es plano: el carbono, oxígeno, nitrógeno y el primer átomo de cada uno de los grupos R sobre carbono y nitrógeno se encuentran en el mismo plano. Esta coplanaridad induce a grandes dipolos con amidas simples que tienen momentos dipolares en el rango de 3.7-3.8 debye. Como consecuencia de la polaridad del grupo amida, las amidas de bajo peso molecular son relativamente de alto punto de fusión y solubles en agua, en comparación con ésteres, aminas, alcoholes y similares.
- 24.2: Amidas como ácidos y bases
- Las amidas con enlaces N-H son débilmente ácidas. Sin embargo, las amidas son claramente mucho más ácidas que el amoníaco, y esta diferencia refleja un grado sustancial de estabilización del anión amida. Sin embargo, las amidas siguen siendo ácidos muy débiles (aproximadamente tan débiles como el agua) y, para fines prácticos, se consideran compuestos neutros.
- 24.3: Síntesis de amidas
- Las amidas generalmente se forman a partir de cloruros de ácido, azidas ácidas, anhidridos de ácido y ésteres. No es práctico prepararlos directamente a partir de una amina y un ácido carboxílico sin un fuerte calentamiento o a menos que la reacción se acople a una segunda reacción que “active” el ácido. Observe que los ésteres de fenoles son más reactivos hacia las aminas que los ésteres de alcoholes porque los fenoles son ácidos más fuertes que los alcoholes.
- 24.4: Hidrólisis de Amidas
- Generalmente, las amidas pueden hidrolizarse en solución ácida o básica. Los mecanismos son muy parecidos a los de la hidrólisis de ésteres, pero las reacciones son mucho más lentas, una propiedad de gran importancia biológica. La hidrólisis de amida puede ser una ruta importante hacia las aminas. La hidrólisis biológica de amidas, como en la hidrólisis de péptidos y proteínas, es catalizada por las enzimas proteolíticas.
- 24.5: Nitrilos
- El triple enlace carbono-nitrógeno difiere considerablemente del triple enlace carbono-carbono por ser más fuerte y mucho más polar. El grado de polaridad del triple enlace carbono-nitrógeno se indica por el momento dipolar alto de los nitrilos simples, lo que corresponde a aproximadamente 70% del momento dipolar esperado si uno de los enlaces del triple enlace era completamente iónico. No es sorprendente que los nitrilos líquidos tengan altas constantes dieléctricas en comparación con la mayoría de los líquidos orgánicos y sean solubles en agua.
- 24.6: Nitro Compuestos
- Los compuestos nitro son una clase muy importante de derivados de nitrógeno. El grupo nitro, −NO2, al igual que el anión carboxilato, es un híbrido de dos estructuras de resonancia equivalentes con una estructura híbrida que tiene una carga positiva completa sobre nitrógeno y una carga semi-negativa en cada oxígeno. El carácter polar del grupo nitro da como resultado una menor volatilidad de los compuestos nitro que las cetonas de aproximadamente el mismo peso molecular.
- 24.7: Algunos compuestos con enlaces N-N
- Entre los compuestos orgánicos de nitrógeno que tienen nitrógeno por encima del nivel de oxidación del amoníaco se encuentran una amplia variedad de sustancias con enlaces N−N. Solo mencionaremos algunas de las más importantes de estas sustancias: hidrazinas, compuestos azo y diazo, y azidas.
- 24.E: Compuestos Organonitrógenos II- Amidas, Nitrilos y Nitro Compuestos (Ejercicios)
- Estos son los ejercicios de tarea para acompañar al Capítulo 24 del Textmap for Basic Principles of Organic Chemistry (Roberts y Caserio).
Colaboradores y Atribuciones
- John D. Robert and Marjorie C. Caserio (1977) Basic Principles of Organic Chemistry, second edition. W. A. Benjamin, Inc. , Menlo Park, CA. ISBN 0-8053-8329-8. This content is copyrighted under the following conditions, "You are granted permission for individual, educational, research and non-commercial reproduction, distribution, display and performance of this work in any format."