¿Qué es una amida?
Amida
1. Estructura y denominación de la amida
La amida es un derivado del ácido carboxílico. Estructuralmente, la amida puede considerarse como un compuesto en el que el grupo hidroxilo del grupo carboxilo de la molécula de ácido carboxílico se reemplaza por un grupo amino o amino hidrocarbonado (-NHR o -NR2; también puede considerarse como un átomo de hidrógeno); el átomo de nitrógeno en una molécula de amoníaco o amina. Compuestos sustituidos por grupos acilo ().
Las amidas se nombran según el nombre del grupo acilo correspondiente, seguido de “amina” o “determinada amina”, y se denominan “determinada amida” o “determinada acilamina”. Por ejemplo:
Cuando hay un grupo hidrocarburo conectado al nitrógeno en la amida, el nombre del grupo hidrocarburo se puede escribir delante del nombre del grupo acilo, y "N-" y " N, N-" se añaden delante del nombre del grupo hidrocarburo para indicar que el grupo hidrocarbilo está unido al átomo de nitrógeno.
2. Propiedades de las amidas
(1) Propiedades físicas
A temperatura ambiente, excepto la formamida que es líquida, otras amidas son en su mayoría cristales incoloros. Las moléculas de amida contienen grupos carbonilo y amino, que pueden formar enlaces de hidrógeno entre sus moléculas. Debido a la fuerte capacidad de formación de enlaces de hidrógeno entre las moléculas de amida, su punto de fusión y punto de ebullición son incluso más altos que los de los ácidos carboxílicos con masas moleculares relativas similares.
Cuando el hidrógeno del átomo de nitrógeno de la amida se sustituye por un grupo alquilo, el grado de asociación disminuye, y el punto de fusión y el punto de ebullición disminuyen. Las amidas alifáticas N-alquilsustituidas son generalmente líquidas.
Las amidas de baja donación son fácilmente solubles en agua y, a medida que aumenta el peso molecular relativo, la solubilidad disminuye gradualmente. La amida líquida no solo puede disolver materia orgánica, sino también muchas materias inorgánicas y es un buen disolvente. Por ejemplo HCON(CH3)2.
(2) Propiedades químicas
1. Acidez y alcalinidad
Las amidas son generalmente compuestos casi neutros, pero bajo ciertas condiciones pueden parecer débilmente ácidas o débilmente alcalinas. La amida es un derivado acilo del amoníaco o la amina. Tiene un grupo amino o un grupo amino hidrocarbonado en la molécula, pero su basicidad es mucho más débil que la del amoníaco o la amina. La amida es muy débilmente básica porque los pares de electrones no utilizados en el nitrógeno amínico de la molécula forman un sistema de yugo positivo con los electrones π del grupo carbonilo, lo que reduce la densidad de la nube de electrones en el nitrógeno y, por tanto, debilita la capacidad de aceptar protones. En este momento, el enlace C-N parece tener un doble enlace hasta cierto punto.
Sin embargo, la disminución de la densidad de la nube de electrones en el nitrógeno aumenta la polaridad del enlace N-H, mostrando así una acidez débil. Si dos átomos de hidrógeno en la molécula de amoníaco se reemplazan por el grupo acilo de un ácido dibásico, se produce un compuesto imino cíclico (imida). Debido al efecto de extracción de electrones de los dos grupos carbonilo, la polaridad del enlace N-H del grupo imino aumenta significativamente y es más fácil que el átomo de hidrógeno del nitrógeno se convierta en un protón, lo que lo hace débilmente ácido. Por ejemplo:
2. Hidrólisis
Las amidas generalmente son difíciles de hidrolizar. Cuando se calienta en presencia de un ácido o una base, la reacción puede acelerarse, pero es mucho más lenta que la hidrólisis de los ésteres de ácidos carboxílicos.
Las amidas N-sustituidas también pueden sufrir hidrólisis para producir ácidos carboxílicos y aminas.
3. Reacciona con ácido nitroso
La amida reacciona con ácido nitroso para generar el ácido carboxílico correspondiente y libera nitrógeno.
3. Amidas importantes y sus derivados
(1) Urea
La urea, también conocida como urea, es una diamida del ácido carbónico.
La urea es el producto final del metabolismo proteico en los mamíferos y se encuentra en la orina de los animales. El amoníaco liberado durante el metabolismo de muchos compuestos que contienen nitrógeno es tóxico y su concentración se reduce al convertirse en urea y excretarse en la orina. La orina excretada por adultos normales contiene alrededor de 30 g de urea al día.
La urea es un cristal incoloro con un punto de fusión de 133°C. Es fácilmente soluble en agua y etanol, pero insoluble en éter.
La urea es una sustancia muy importante con una amplia gama de usos. Se utiliza como fertilizante nitrogenado sólido altamente eficiente en la agricultura y también es una materia prima importante para la síntesis orgánica. Se utiliza para sintetizar fármacos, plásticos, etc. La urea en sí también es un fármaco y tiene efectos significativos en la reducción de la presión intracraneal y la presión intraocular.
La urea tiene la estructura de la amida y las propiedades químicas generales de la amida. Pero debido a que dos grupos amino están conectados a un grupo carbonilo, este exhibe algunas propiedades especiales.
1. Débilmente alcalina
Hay dos grupos amino en la molécula de urea, uno de los cuales puede formar una sal con un ácido fuerte, por lo que es débilmente alcalina.
El nitrato y oxalato de la urea son insolubles en agua y fáciles de cristalizar.
Utilizando esta propiedad, la urea se puede extraer de la orina.
2． Reacción de hidrólisis
La urea es un compuesto de amida que se hidroliza fácilmente por la acción de un ácido, álcali o ureasa.
3. Generación de biuret y reacción de biuret
La urea es una amida especial. Sus dos grupos amino están conectados al mismo grupo carbonilo, por lo que tiene propiedades diferentes a las de las amidas comunes. Si la urea se calienta a una temperatura ligeramente superior a su punto de fusión, se produce una condensación bimolecular y dos moléculas de urea eliminan una molécula de amoníaco para formar biuret.
El biuret es un cristal incoloro en forma de aguja con un punto de fusión de 190°C. Es insoluble en agua y soluble en solución alcalina. Cuando reacciona con una pequeña cantidad de solución de sulfato de cobre (CuSO4) en una solución alcalina, aparecerá de color rojo púrpura. Esta reacción de color se llama reacción de biuret. Esta reacción de color puede ocurrir en cualquier compuesto que contenga dos o más enlaces amida (enlaces peptídicos), como polipéptidos y proteínas.
(2) Malonilurea
La urea reacciona con cloruro de ácido, anhídrido de ácido o éster para generar la urea correspondiente. Por ejemplo, la urea reacciona con el cloruro de malonilo para formar malonilurea.
La malonilurea es un cristal incoloro con un punto de fusión de 245°C y ligeramente soluble en agua. Su molécula contiene una estructura de y, que puede producir tautomerismo ceto-enol:
Debido a que la malonilurea cambia de forma ceto a enol y se vuelve ácida, el propilenglicol urea también se llama ácido barbitúrico.
El ácido barbitúrico en sí no tiene efectos farmacológicos, pero los dos átomos de hidrógeno de su grupo metileno C-5 son reemplazados por grupos hidrocarbonados (5,5-disustituidos) y se obtienen muchos productos sustituidos. clase de sedantes-hipnóticos, conocidos colectivamente como barbitúricos. Su fórmula general es:
Existen muchos barbitúricos, los principales son barbital, fenobarbital (luminal), pentobarbital, amobarbital, etc. Son cristales o polvos cristalinos, difíciles de disolver en agua, y solubles en disolventes orgánicos generales.
La sal sódica de los hipnóticos barbitúricos se puede utilizar para inyección.
(3) Sulfonamidas y cloraminas
El compuesto en el que los átomos de hidrógeno de las moléculas de hidrocarburos se sustituyen por grupos sulfo (-SO3H) se llama ácido sulfónico. Los ácidos sulfónicos aromáticos son los más importantes, como el ácido bencenosulfónico.
El ácido sulfónico tiene propiedades químicas similares al ácido carboxílico, pero es mucho más ácido que el ácido carboxílico.
El cloruro de bencenosulfonilo reacciona con amoniaco o amina para generar sulfonamida.
En medicina, los compuestos de sulfonamida importantes incluyen las sulfonamidas y las cloraminas.
1. Sulfonamidas
Las sulfonamidas son excelentes agentes quimioterapéuticos que comenzaron a utilizarse en la década de 1930. Pueden inhibir el crecimiento y la reproducción de una variedad de bacterias, como Streptococcus, Staphylococcus, Pneumococcus, Meningococcus, Shigella Dysenteriae, etc. y, por lo tanto, se usan comúnmente para tratar enfermedades causadas por las bacterias anteriores.
El fármaco de sulfonamida más simple es la p-aminobencenosulfonamida, denominada sulfonamida (SN).
La sulfonamida es un cristal incoloro con un punto de fusión de 163°C, sabor ligeramente amargo y ligeramente soluble en agua. La sulfonamida se puede disolver en un ácido fuerte o en una solución alcalina fuerte. Esto se debe a que tiene un grupo amino unido al anillo de benceno, por lo que puede reaccionar con el ácido para formar una sal al mismo tiempo. El átomo de hidrógeno del grupo amino combinado con el grupo sulfonamida es ácido debido a la influencia del grupo sulfonilo, por lo que puede interactuar con el álcali.
Las sulfonamidas tienen efectos secundarios graves cuando se toman por vía oral y sólo se utilizan de forma externa para tratar heridas supurativas. Para reducir los efectos secundarios de las sulfonamidas, generalmente se utilizan otros grupos atómicos para reemplazar los átomos de hidrógeno en el grupo sulfonilamino.
Los efectos secundarios son menores y se denominan fármacos sulfonamidas.
Las sulfonamidas tienen un amplio espectro antibacteriano, propiedades estables, buena absorción oral y son fáciles de usar. La tabla 18-2 muestra algunas sulfamidas comunes.
La trimetoprima (TMP) no pertenece a las sulfonamidas en términos de estructura química, pero puede mejorar el efecto de las sulfonamidas y la eficacia de muchos antibióticos. A menudo se usa en conjunto. con sulfas o antibióticos.
Trimetoprim (TMP)
Tabla 18-2 Sulfas comunes
2. Fármacos de cloramina
En la molécula de bencenosulfonamida, los compuestos en los que los átomos de hidrógeno de los grupos amino son reemplazados por átomos de cloro se denominan fármacos de cloramina.
Por ejemplo:
Las cloraminas son polvos cristalinos de color blanco o amarillo con un ligero olor a cloro. Es soluble en agua y etanol, pero insoluble en disolventes orgánicos como el éter.
Las cloraminas son todos oxidantes que reaccionan con el agua para generar ácido hipocloroso o hipoclorito de sodio, que tienen efectos bactericidas y desinfectantes sobre los venenos químicos, por lo que son de gran importancia en la medicina militar.