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domingo, 12 de agosto de 2012
REACCIONES
Una de las reacciones más utilizadas de los nitrilos es su hidrólisis a ácidos carboxílicos. Esta reacción tiene lugar en presencia de unácido o de una base fuertes, y en ambos casos el primer producto es una amida, que no puede ser aislada a menos que su velocidad de hidrólisis sea inferior a la del nitrilo inicial.
PROPIEDADES FISICAS
El grupo ciano está polarizado de tal forma que el átomo de carbono es el extremo positivo del dipolo y el nitrógeno el negativo. Esta polaridad hace que los nitrilos estén muy asociados en estado líquido. Así, sus puntos de ebullición son algo superiores a los de losalcoholes de masa molecular comparable. Los nitrilos de más de 15 carbonos son sólidos.11 Exceptuando los primeros de la serie, son sustancias insolubles en agua. La mayoría de los nitrilos tienen un olor que recuerda al del cianuro de hidrógeno y son moderadamente tóxicos.
NOMENCLATURA
Los nitrilos, generalmente, son nombrados utilizando el sufijo -nitrilo. En el caso que el grupo funcional ciano no sea el principal del compuesto, se utilizan los prefijos ciano- o cianuro de:
C | Nombre del compuesto | Estructura | PM (g/mol) | P.Fus. (ºC) | P.Eb. (ºC) |
---|---|---|---|---|---|
1 | cianuro de hidrógeno1 | 27,0 | -13,24 | 25,7 | |
2 | acetonitrilo oetanonitrilo2 | 41,0 | -45 | 81 | |
3 | propionitrilo opropanonitrilo3 | 55,1 | -92 | 97 | |
4 | butironitrilo obutanonitrilo4 | 69,1 | -112 | 116-118 | |
5 | pentanonitrilo5 | 83,1 | -96 | 139 | |
6 | hexanonitrilo6 | 97 | -80 | 161-164 | |
7 | heptanonitrilo o caprilonitrilo7 | 111,2 | -64 | 186-187 | |
8 | octanonitrilo8 | 125,2 | -45 | 198-200 | |
9 | nonanonitrilo opelargononitrilo9 | 139,2 | -35 | 224 | |
10 | decanonitrilo10 | 153,3 | N/D | 241-243 |
Algunos nitrilos reciben nombres especiales:
- Acrilonitrilo CH2=CH-CN
- Malononitrilo NC-CH2-CN
- Piruvonitrilo CH3-CO-CN
PROPIEDADES QUIMICAS
Combustión: Las aminas a diferencia del amoníaco arden en presencia de oxígeno por tener átomos de carbono.
Poseen un leve carácter ácido en solución acuosa.
Formación de sales:
Las aminas al ser de carácter básico, son consideradas bases orgánicas. Por lo tanto pueden reaccionar con ácidos para formar sales.
PROPIEDADES FISICAS
El grupo funcional amida es bastante polar, lo que explica que las amidas primarias, excepto la formamida
(p.f.=2.5 ºC), sean todas sólidas y solubles en agua. Sus puntos de ebullición son bastante más altos que los de los ácidos correspondientes, debido a una gran asociación intermolecular a través de enlaces de hidrógeno, entre el oxígeno negativo y los enlaces N—H, mucho más polarizados que en las aminas. Los puntos de fusión y de ebullición de las amidas secundarias son bastante menores, debido principalmente al impedimento estérico del radical unido al nitrógeno para la asociación. Como es natural, las amidas terciarias (sin enlaces
N—H) no pueden asociarse, por lo que son líquidos normales, con puntos de fusión y de ebullición de acuerdo con su peso molecular.
REACCIONES DE LAS MISMAS
a) Las aminas presentan un carácter marcadamente básico que se pone de manifiesto en la formación de sales. Estas sales son sólidos incoloros, no volátiles, solubles en agua e insolubles en disolventes orgánicos.
b) La reacción con el ácido nitroso permite diferenciar entre aminas primarias, secundarias y terciarias. Así:
- Las aminas primarias reaccionan con desprendimiento de nitrógeno:
R—CH2—NH2 + HONO | R—CH2OH + N2 + H2O | |
amina primaria | alcohol |
- Las aminas secundarias reaccionan lentamente en caliente con el ácido nitroso formando nitrosaminas con apariencia aceitosa:
R—NH—R' + HONO | R—NNO—R' + H2O | |
amina secundaria | nitrosamina |
- Las aminas terciarias tratadas con exceso de ácido nitroso conducen a la formación de nitritos:
R—NR'—R'' + HONO | R—N(R')HNO2—R | |
amina terciaria | nitrito de trialquilamonio |
MÉTODOS DE OBTENCION
a) Reducción de compuestos de nitrógeno insaturados
Los compuestos insaturados de nitrógeno, como son los nitrocompuestos, nitrilos y amidas, pueden reducirse hasta aminas primarias mediante hidrógeno en presencia de catalizadores o bien con reductores químicos (hidruro de litio y aluminio, estaño o hierro y ácido clorhídrico). La reducción de nitrocompuestos es de gran utilidad para la obtención de aminas aromáticas, dada la facilidad de nitración de los anillos aromáticos. Así se prepara por ejemplo, la anilina, por reducción del nitrobenceno:
En el laboratorio suele llevarse a cabo esta reducción mediante estaño y ácido clorhídrico, mientras que en la industria se emplean limaduras de hierro en presencia de agua y una pequeña cantidad de ácido clorhídrico.
b) Reacción de amoniaco con halogenuros de alquilo.
El amoniaco reacciona con los halogenuros de alquilo para formar, en primer lugar, una sal de alquilamonio, de la que puede liberarse la amina (base débil), por tratamiento con hidróxido sódico (base fuerte), según la reacción:
R—X + NH3 | R—NH3 | X | NaOH | R—NH2 + Na | X | + H2O | |||||
PROPIEDADES FISICOQUIMICAS
La existencia del enlace N—H en las aminas primarias y secundarias hace posible la asociación molecular a través de enlaces de hidrógeno del tipo N—H • • • N. Estos enlaces son más débiles que los del tipo O—H• • • O, que existen en los alcoholes (debido a que la electronegatividad del nitrógeno es menor que la del oxígeno). Por ello, los puntos de fusión y de ebullición de estas aminas son más bajos que los de los correspondientes alcoholes, pero bastante más altos que los de los hidrocarburos de análogo peso molecular.
Las aminas secundarias están algo menos asociadas que las primarias, debido principalmente al impedimento estérico que ejercen los dos radicales hidrocarbonados sobre el grupo N—H. Por último. las aminas terciarias, al no contener en su molécula enlaces N—H, no pueden asociarse mediante enlaces de hidrógeno, por lo que sus puntos de ebullición son parecidos a los de los hidrocarburos de análogo peso molecular.
Las consideraciones anteriores sirven también para discutir la solubilidad de las aminas en agua y otros disolventes fuertemente polares. Así, las aminas primarias y secundarias pueden formar con el agua enlaces de hidrógeno, por lo que los primeros términos de estas series son muy solubles en agua. En cambio, las aminas terciarias son muy poco solubles en agua, debido al impedimento estérico de los tres radicales alquilo para la formación de enlaces de hidrógeno.
Las aminas (lo mismo que el amoniaco) reaccionan con los ácidos tanto orgánicos como inorgánicos (reacción de neutralización), dando lugar a sales, muchas de ellas cristalinas y estables. Estas sales de aminas pueden considerarse formalmente como derivadas de las del ion amonio, , por sustitución de uno o varios hidrógenos por radicales hidrocarbonados, lo que sirve de base para su nomenclatura. Por ejemplo:
CH3—CH2—NH2 + | CH3—COOH | CH3—COO | - | CH3—CH2—NH | + 3 | ||
etilamina | ácido acético | acetato de etilamonio |
NOMENCLATURA
Las aminas sencillas se nombran añadiendo el sufijo amina a los nombres de los radicales alquilo o arilo unidos al nitrógeno. A veces, para mayor claridad, se toma el nombre de la amina correspondiente a la agrupación hidrocarbonada más larga o más importante, anteponiendo los otros sustituyentes precedidos de la letra N. Ejemplos:
metilamina | etilamina | isopropilamina |
dietilamina | metil-para-toluilamina |
En compuestos más complejos se nombra el grupo amino como sustituyente de la cadena o anillo en cuestión. Ejemplos:
2-amino-4-metilpentano | 1,3-diaminopropano |
QUE SON LAS AMINAS?
Las aminas son los compuestos nitrogenados equivalentes, en cierto modo, a los alcoholes, fenoles y éteres en los compuestos oxigenados. Lo mismo que éstos podían considerarse como derivados del agua, las aminas pueden suponerse formalmente como derivados del amoniaco, en el que se ha sustituido uno, dos o los tres átomos de hidrógeno por radicales hidrocarbonados. Resultan así tres clases diferentes de aminas, llamadas primarias, secundarias y terciarias, respectivamente, y cuyas fórmulas generales son:
amina primaria | amina secundaria | amina terciaria |
Cuando los radicales R, R' y R" son alifáticos las aminas se llaman alifáticas; mientras que si uno de ellos es aromático las aminas se consideran como aromáticas.
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