FUNCIONES OXIGENADAS Y NITROGENADAS
Las funciones oxigenadas son aquellas que aparte de tener átomos de carbono y de hidrógeno tienen átomos de oxigeno. Las principales familias son: Funciones oxigenadas simples : Alcoholes, Ácidos, Aldehídos, etonas.
!unciones oxigenadas compuestas: "ter, #ster, Anhídrido. $rupo !uncional: $rupo funcional es un grupo de átomos que definen e identifican a un compuesto para asociarlo con una determinada familia. %or e&emplo, todos los alcoholes poseen en su estructura el radical oxhidrilo unido a un átomo de . !unciones 'itrogenadas: Las funciones nitrogenadas son las que estan presentes en compuestos que contienen aparte de átomos de carbono e hidrógeno, átomos de nitrógeno.
Aminas
Amidas ALDEHÍDOS
Los aldehídos son compuestos orgánicos caracteri(ados orgánicos caracteri(ados por poseer el grupo funcional ) *+. e denominan como los alcoholes correspondientes, cambiando la terminación ) ol por )al:
#s decir, el grupo carbonilo -+ carbonilo -+ está unido a un solo radical radical orgánico. orgánico. %ropiedades.
Propiedades físicas
La doble unión del grupo carbonilo son en parte coalentes coalentes y y en parte iónicas iónicas dado dado que el grupo carbonilo está polari(ado debido al fenómeno. Los aldehídos con hidrógeno sobre un carbono sp/ en posición alfa al grupo carbonilo presentan isomería tautomería tautomería.Los .Los aldehídos se obtienen de la deshidratación de un alcohol primario, se deshidratan con permanganato de potasio, la reacción tiene que ser d0bil , las cetonas tambi0n se obtienen de la deshidratación de un alcohol , pero estas se obtienen de un alcohol secundario e igualmente son deshidratados como permanganato de potasio y se obtienen con una reacción d0bil , si la reacción del alcohol es fuerte el resultado será un ácido carboxílico.
Propiedades químicas e comportan como reductor , por oxidación oxidación el el aldehído de ácidos ácidos con con igual n1mero de átomos átomos de de carbono carbono.. La reacción típica de los aldehídos y las cetonas es la adición nucleofílica. nucleofílica .
Nomec!a"ura e nombran sustituyendo la terminación )ol del nombre del hidrocarburo hidrocarburo por por )al. Los aldehídos más simples 2metanal 2 metanal y y etanal etanal33 tienen otros nombres que no siguen el estándar de la 4nión 5nternacional de 6uímica %ura y Aplicada 254%A3 pero son más utili(ados 2formaldehído y acetaldehído, respectiamente3 estos 1ltimos dos son nombrados en nomenclatura triial. !órmula general: n*7n89*+ 2n - , 9, 7, ;, <,...3
Reaccioes Los aldehídos aromáticos aromáticos como como el ben(aldehído ben(aldehído se se desmotan en presencia de una base dando el alcohol alcohol y y el ácido carboxílico correspondiente: carboxílico correspondiente: 7 =*> 2-+3 * ? =*> 2-+3+* 8 =*>*7+* on aminas aminas prima primarias rias dan las iminas iminas correspondiente correspondiente en una reacción exot0rmica que a menudo es espontánea: @)*-+ 8 *7')@ ? @)*-')@
#n presencia de sustancias reductoras como algunos hidruros hidruros o o incluso otros aldehídos pueden pueden ser reduci reducidos dos al alcoho alcoholl corres correspon pondie diente nte mientr mientras as que oxida oxidante ntess fuerte fuertess los transforman en el correspondiente ácido carboxílico
Usos Los usos principales de los aldehídos son:
La fabricación de resinas
%lásticos
olentes
%inturas
%erfumes
#sencias
Los aldehídos están presentes en numerosos productos naturales y grandes ariedades de ellos son de la propia ida cotidiana. La glucosa glucosa por por e&emplo existe en una forma abierta que presenta un grupo aldehído. #l acetaldehído acetaldehído formado formado como intermedio en la metaboli(ación se cree responsable en gran medida de los síntomas de la resaca tras la ingesta de bebidas alcohólicas. #l formaldehído es un conse consera rante nte que se encuen encuentra tra en alguna algunass compo composic sicion iones es de productos cosm0ticos. in embargo esta aplicación debe ser ista con cautela ya que en experimentos con animales el compuesto ha demostrado un poder cancerígeno cancerígeno.. Bambi0n se util utili( i(a a en la fabr fabric icac ació ión n de nume numero roso soss comp compue uest stos os quím químic icos os como como la baquelita baquelita,, la melamina melamina etc. etc. ALC#*5C+. e encuentran en la 'aturale(aD producen los olores y sabores de muchas frutas.
CETONA
R#$CO%R&' f(rmu!a )eera! de !as ce"oas*
4na 4na ceto etona es
un co comp mpue uest sto o
orgá or gáni nico co caracteri(ado
por
poseer
un grupo
funcional carbonilo funcional carbonilo unido a dos átomos de carbono, a diferencia de un aldehído aldehído,, en donde el grupo carbonilo se encuentra unido al menos a un átomo de hidrógeno. 9 uando el grupo funcional carbonilo es el de mayor releancia en dicho compuesto orgánico, las cetonas se nombran agregando el sufi&o )ona al hidrocarburo del cual proienen 2 hexano hexano,, hexanonaD heptano heptano,, heptanonaD etc.3. Bambi0n se puede nombrar posponiendo cetona a los radicales a los cuales está unido 2por e&emplo: metilfenil cetona3. uando el grupo carbonilo no es el grupo prioritario, se utili(a el prefi&o oxo) 2e&emplo: 7)oxopropanal3.
C!asificaci(
Ce"oas a!if+"icas @esultan de la oxidación moderada de los alcoholes alcoholes secundarios. secundarios. i los radicales alquilo @ son iguales la cetona se denomina sim0trica, de lo contrario será asim0trica.
Isomería
Las cetonas son isómeros de los aldehídos aldehídos de de igual n1mero de carbono carbono..
Las cetonas de más de cuatro carbonos carbonos presentan presentan isomería isomería de de posición. 2#n casos específicos3
Las cetonas presentan tautomería tautomería ceto)enólica. ceto)enólica.
etonas aromáticas
e destacan las quinonas quinonas,, deriadas del benceno benceno..
etonas mixtas
uando el grupo carbonilo se acopla a un radical arilico y un alquílico, como
el fenilmetilbuta nona.
%ara nombrar las cetonas tenemos dos alternatias:
#l nombr nombre e del del hidrocarburo del del que que proc proced ede e term termin inad ado o en )ona )ona.. omo omo sustituyente debe emplearse el prefi&o oxo). itar los dos radicales que están unidos al grupo arbonilo por orden
alfab0tico y a continuación la palabra cetona
Propiedades Propiedades físicas Los compuestos carboxílicos presentan puntos de ebullición más ebullición más ba&os que los alcoholes de su mismo peso molecular. 'o hay grandes diferencias entre los puntos de ebullición de aldehídos y cetonas de igual peso molecular. Los compuestos carboxílicos de cadena corta son solubles en agua y a medida que aumenta la longitud de la cadena disminuye la solubilidad.
Propiedades químicas Al hallarse el grupo carbonilo en un carbono secundario son menos reactias que los aldehídos. olo pueden ser oxidadas por oxidantes fuertes como el permanganato de potasio dando como productos dos ácidos con menor n1mero de átomos de carbono. %or reducción dan alcoholes secundarios. 'o reaccionan con el reactio de Bollens Bollens para dar el espe&o espe&o de plata plata como como los aldehí aldehídos dos,, lo que se utili( utili(a a para para difere diferenci nciarl arlos. os. Bampoco mpoco reaccionan con los reactios de !ehling y chiff.
Reaccioes Las reacciones de los aldehídos y cetonas son esencialmente de tres tiposD Adición nucleofílica +xidación @educción.
Adici( Adici ( uc! uc!eofí!ic eofí!icaa, Cebi Cebido do a la reso resona nanc ncia ia del del grup grupo o carb carbon onilo ilo la reac reacci ción ón más más importante de aldehídos y cetonas es la reacción de adición nucleofílica cuyo mecanismo es el siguiente:
iguen este esquema la reacción con hidruros 2'aE*<, LiAl*<3 donde 'u) - *) y la reacción con organometálicos 2@FgLi, @Li3 donde 'u) - @) +xidación: pasa obligatoriamente por la ruptura de un enlace ). i es en0rgica se producen dos ácidos carboxílicos. @eactios en0rgicos: GFn+ <, G7r 7+H @educción: de cetonas a alcoholes empleando Cecaborano E 9*9<, pirrolidina, cloruro de cesio 25553 en metanol.
Nomec!a"ura de Ce"oas
Nomec!a"ura sus"i"u"i-a #n la nomenclatura nomenclatura de de cetonas para nombrarlas se toma en cuenta el n1mero de átomos de carbono y se cambia la terminación por +'A, indicando el carbono que llea el grupo carbonilo 2+3. carbonilo 2+3. Además se debe tomar como cadena principal la de mayor longitud que contenga el grupo carbonilo y luego se enumera de tal manera que 0ste tome el locali(ador más ba&o.
Nomec!a"ura radico fucioa! +tro tipo de nomenclatura para las cetonas, consiste en nombrar las cadenas como sustituyentes, ordenándolas alfab0ticamente, se nombran los radicales radicales y y se aumenta la palabra #B+'A. i los dos radicales son iguales es una cetona sim0trica, y si los radicales son diferentes es una cetona asim0trica. #n los casos en los que existen dos o más grupos carbonilos en una misma cadena, se puede usar la nomenclaruta sustitutia. #n esta nomenclatura si existen dos o más grupos+ aumentamos los prefi&os 2di, tri, tetra, etc.3, antes de la terminación )ona. Así como en la nomenclatura sustitutia, tambi0n en la nomenclatura radicofuncional, si exís exíste ten n dos dos o más más grup grupos os + en una una mism misma a cade cadena na se nombr nombra a norm normal alme ment nte e los los radicales y se antepone el prefi&o 2di, tri, tetra, etc3 a la palabra cetona. %ara algunos compuestos en los que el grupo carbonilo + se encuentra directamente unido a un anillo benc0nico o naftal0nico naftal0nico se se puede utili(ar las nomenclaturas #n que elementos se encuentra cetona Los sabori(antes de origen natural pertenecen a diersas familias químicas: alcoholes, cetona cetonas, s, aminas aminas,, ácido ácidos, s, estere esteres, s, aldehí aldehídos dos,, lactin lactinas, as, hidroc hidrocarb arburo uross sulfur sulfuroso osos, s, etc. etc.
orprenderá saber que se emplean en porcenta&es muy ba&os, menos de un .9I, al preparar los alimentos. *ay ciertas sustancias que me&oran considerablemente el sabor de los los alim alimen ento tos, s, son son los los llam llamad ados os pote potenc ncia iado dore ress por por tecn tecnól ólog ogos os de alim alimen ento toss y sa(onadores por los diletantes culinarios. #ntre ellos están la sal y el glutamato, presente en
muchos
sa(onadores
comerciales.
#l
glutamato
mono
sódico
2F$3
#B+'A. e encuentran en la 'aturale(aD producen los olores y sabores de muchas frutas. ÁCIDO CARBOXÍLICO
#structura de un ácido carboxílico, donde @ es un hidrógeno hidrógeno o o un grupo orgánico. Los ácidos carboxílicos constituyen un grupo de compuestos que se caracteri(an porque poseen poseen un grupo grupo funcio funciona nall llamad llamado o grupo grupo carbo carboxil xilo o o grupo grupo carbo carboxil xilo o 2J++* 2J++*3D 3D se produce cuando coinciden sobre el mismo carbono carbono un un grupo hidroxilo hidroxilo 2)+*3 2)+*3 y carbonilo 2-+3. e puede representar como ++* ó + 7*. aracterísticas K %ropiedades
%ropiedades !ísicas Los ácidos carboxílicos hieren a temperaturas muy superiores que l os alcoholes alcoholes,, cetonas o aldehídos de pesos moleculares seme&antes. Los puntos de ebullición de los ácidos carboxílicos son el resultado de la formación de un dímero estable con puentes de hidrógeno.. hidrógeno
%ropiedades 6uímicas Aunque los ácidos carboxílicos contienen tambi0n al grupo carbonilo, sus reacciones son muy diferentes de las de las cetonas y los aldehídos. Las cetonas y los aldehídos reaccionan normalmente por adición nucleofílica del grupo carbonilo, pero los ácidos carboxílicos y sus deriados reaccionan principalmente por sustitución nucleofílica de acilo, donde un nucleófilo sustituye a otro en el átomo de carbono del acilo 2-+3. @eacciones +btención de sales de ácidos carboxílicos y amidas a partir del ácido: Los ácidos ácidos carbox carboxílic ílicos os reacci reacciona onan n con con bases para para form formar ar sales sales.. #n estas sales el hidrógeno del grupo +* se reempla(a con el ion de un metal, por e&emplo 'a 8. Ce esta forma, el ácido ac0tico reacciona con bicarbonato de sodio para dar acetato de sodio, dióxido de carbono y agua.
#ntonces, luego de haber obtenido la sal, podemos calentar la misma para que mediante la deshidratación lleguemos a la amida. 7M La reacción general y su mecanismo son los siguientes:
Nomec!a"ura Los ácidos carboxílicos se nombran con la ayuda de la terminación Joico o Jico que se une al nombre del hidrocarburo de referencia y anteponiendo la palabra ácido: Los nombres triiales de triiales de los ácidos carboxílicos se designan seg1n la fuente natural de la que inicialmente se aislaron. e clasificaron así: #n el sistema 54%A 54%A los los nombres de los ácidos carboxílicos se forman reempla(ando la terminación NoO de los alcanos por NoicoO, y anteponiendo la palabra ácido.
#n que elementos se encuentra acido carboxílico uno de los más familiares es el ácido etanoico 2ácido ac0tico3, que en estado diluido e impuro forma parte del inagre. usos en Alimentos #l
Ácido
acetilsalicílico
o
A%5@5'A
en
medicina
Ácido ben(oico, sólido de fórmula =*>P++*, e usa como conserador de alimen alimentos tos.e .e combin combina a con con el ácido ácido salicí salicílic lico o en forma forma de pomad pomada a con propie propiedad dades es antimicóticos. %uede aplicarse sin peligro a la piel. Éter
#n química orgánica y orgánica y bioquímica bioquímica,, un 0ter es un grupo funcional del tipo @)+)@, en donde @ y @ son gru grupos alquilo alquilo,, esta estand ndo o el átom átomo o de oxígeno oxígeno unido y se emplean pasos intermedios: @+* 8 *+@ ? @+@ 8 *7+ 'ormalmente se emplea el alcóxido alcóxido,, @+), del alcohol @+*, obtenido al hacer reaccionar al alcohol con una base fuerte. #l alcóxido puede reaccionar con alg1n compuesto @Q, en donde Q es un buen grupo saliente, como por e&emplo yoduro o bromuro. @Q tambi0n se puede obtener a partir de un alcohol @+*. @+) 8 @Q ? @+@ 8 Q) Al igual que los 0steres 0steres,, no no forman pue puente ntess de hid hidróg rógeno eno.. %res %resen enta tan n una una alta alta hidrofobicidad,, y no tien hidrofobicidad tiende den n a ser ser hidroli(ados hidroli(ados.. Los 0teres suelen ser utili(ados como disolentes orgánicos. disolentes orgánicos. uelen uelen ser bastan bastante te establ estables, es, no reaccionan fácilmente, fácilmente , y es difícil que se rompa el enlace carbono)oxígeno. carbono)oxígeno . 'ormalmente se emplea, para romperlo, un ácido fuerte como el ácid ácido o yodh yodhíd ídri rico co,, cale calent ntan ando do,, obte obteni ni0n 0ndo dose se dos dos halo haloge genu nuro ros, s, o un alco alcoho holl y un halogenuro. 4na excepción son los oxiranos oxiranos 2o 2o epóxidos3, en donde el 0ter forma parte de un ciclo de tres átomos, muy tensionado, por lo que reacciona fácilmente de distintas formas. #l enlace entre el átomo de oxígeno y los dos carbonos se forma a partir de los correspon correspondient dientes es orbitales orbitales híbridos híbridos sp/. #n el átomo de oxígeno quedan dos pares de electrones no electrones no enla(antes.
Los dos pares de electrones no enla(antes del oxígeno pueden interaccionar con otros átom átomos os,, actu actuan ando do de esta esta form forma a los los 0ter 0teres es como como ligandos ligandos,, form forman ando do comple&os comple&os.. 4n e&emplo importante es el de los 0teres corona, corona, que pueden interaccionar selectiamente con cationes de elementos alcalinos alcalinos o, o, en menor medida, alcalinot0rreos alcalinot0rreos..
Die"i! ."er #l t0rmino R0terR se utili(a tambi0n para referirse solamente al 0ter llamado R dietil0ter R de fórm fórmul ula a quím químic ica a *; *;*7 *7+ +*7 *7* *;. ;. #l alqu alquim imis ista ta @ay @aymun mundus dus Lul Lullís lís lo aisló y subsec subsecuen uentem tement ente e descub descubrió rió en 97H> 97H>.. !ue !ue sint sintet eti( i(ad ado o por por prim primer era a e( e( por por Salerius ordus en ordus en 9>< 9><.. !ue utili(ado por primera e( como anest0sico anest0sico por por raTford Uilliam son Long el Long el ; de mar(o de mar(o de 9V<7 9V<7..
/"eres coroa
9V)corona)= comple&ando el catión potasio. Aquellas mol0culas que tienen arios 0teres en su estructura y que además formen un ciclo se denominan 0teres corona. #n el nombre del 0ter corona, el primer n1mero hace referencia al n1mero de átomos que conforman el ciclo, y el segundo n1mero, al n1mero de oxígenos en el ciclo. +tros compuestos relacionados son los criptatos criptatos,, que contienen además de átomos de oxígeno, átomos de nitrógeno. A los criptatos y a los 0teres corona se les suele denominar RionóforosR. #stos compuestos tienen orientados los átomos de oxígeno hacia el interior del ciclo, y l as cadenas alquílicas hacia el exterior del ciclo, pudiendo comple&ar cationes en su interior.
La importancia de este hecho es que estos compuestos son capaces de solubili(ar sales insolubles en disolentes apolares. Cependiendo del tamaWo y denticidad denticidad de de la corona, 0sta puede puede tener mayor o menor afinidad afinidad por un determinad determinado o catión catión.. %or e&emplo, 97) corona)< tiene una gran afinidad por el catión litio, 9>)corona)> por el catión sodio y el 9V) corona)= por el catión potasio.
#structuras de los 0teres corona más importantes: 97)corona)<, 9>)corona)>, 9V)corona) =, difenil)9V)corona)=, y dia(a)9V)corona)=.
#n organismos biológicos, suelen serir como transporte de cationes alcalinos para que puedan atraesar las membranas celulares y de esta forma mantener las concentraciones óptimas a ambos lados. %or esta ra(ón se pueden emplear como antibióticos antibióticos,, como la alinomicina, aunque ciertos 0teres corona, como el 9V)corona)=, son considerados como tóxicos, precisamente por su excesia afinidad por cationes potasio y por desequilibrar su concentración en las membranas celulares.
Nomec!a"ura •
La nomenclatura de los 0teres seg1n las recomendaciones de 9XX; de 9XX; de la 54%A 2actualmente en igencia3 especifican que estos compuestos pertenecientes al grupo funcional oxigenado deben nombrarse como a!co0ia!caos, es decir, como si fueran sustituyentes. e debe especificar al grupo funcional 0ter como de menor prio priorid ridad ad fren frente te a la mayo mayorí ría a de cade cadena nass orgá orgáni nica cas. s. ada ada radi radica call 0ter 0ter será será acompaWado por el sufi&o o0i.
•
4n compue compuesto sto senci sencillo, llo, como por e&emplo e&emplo C123O3C415 seg1n las normas de la 54%A se llamaría: me"o0i6eceo
Los 0teres sencillos de cadena alifática o lineal pueden nombrarse al final de la pala palabr bra a 0ter 0ter el sufi sufi&o &o 3í!ico luego de los prefi&os met, et, but, seg1n lo indique el n1mero de carbonos. 4n e&emplo ilustratio sería el siguiente:
Sí"esis de ."eres •
La sí"esis de ."eres de 7i!!iamso es la síntesis de 0teres más fiable y ersátil. #ste m0todo implica un ataque '7 de un ion alcóxido a un haluro de alquilo primario no impedido o tosialato. Los haluros de alquilo secundarios y los tosialatos se utili(an ocasionalmente en la síntesis de Uilliamson, pero hay competencia en las reacciones de eliminación, por lo que los rendimientos con frecuencia son ba&os.
•
Sí"esis de ."eres media"e a!o0imercuriaci(3desmercuriaci(* a!o0imercuriaci(3desmercuriaci(* #n el proceso de aloximercuriación)desmercuriación se aWade una mol0cula de un alcohol a un dobl doble e enla enlace ce de unos unos alqu alquen enos os.. e obtie obtiene ne un 0ter 0ter tal tal como como se mues muestr tra a a continuación:
•
• •
Sí"esis idus"ria!: deshidratación bimolecular de alcoholes. 5mportante: #l 0ter metil tert)butílico 2FBE#3 es un líquido inflamable usado como aditio en gasolina sin plomo. Eeber o respirar FBE# puede causar náusea, irritación a la nari( y garganta y efectos sobre el sistema nerioso. e ha encontrado FBE# en por lo menos 99 de los 9,<; sitios de la Lista de %rioridades 'acionales. Ester
Los es"eres so son compuestos orgánicos deri deria ado doss de ácidos orgánicos o inorgánicos oxigenados en los cuales uno o más protones protones son son sustituidos por grupos orgánicos alquilo 2simboli(ados por @3. #timológic #timológicament amente, e, la palabra palabra R#sterR proiene proiene del griego Essig)Y"8er 20ter 20ter de inagre3, como se llamaba antiguamente al acetato de etilo
F(rmu!a )eera! de )eera! de u Es"er*
#n los esteres más comunes el ácido en cuestión es un ácido carboxílico. carboxílico. %or e&emplo, si el ácido es el ácido ac0tico, ac0tico , el 0ster es denominado como acetato acetato.. Los 0steres tambi0n se pued pueden en forma formarr con con ácid ácidos os inor inorgá gánic nicos os,, como como el ácid ácido o carb carbón ónic ico o 2ori 2origi gina na 0ste 0stere ress carbónicos carbónicos3, 3, el ácido ácido fosfórico fosfórico 20steres 20steres fosfóricos fosfóricos33 o el ácido sulf1rico. sulf1rico. %or e&emplo, el sulfato de dimetilo es dimetilo es un 0ster, a eces llamado R0ster dimetílico del ácido sulf1ricoR. sulf1ricoR. 4n ensayo recomendable para detectar 0steres es la formación de hidroxamatos f0rricos, f0rricos , fáciles de reconocer ya que son muy coloreados: #nsayo del ácido hidroxámico: la primera etapa de la reacción es la conersión del 0ster en un ácido hidroxámico 2catali(ado por base3. #n el siguiente paso 0ste reacciona con cloruro f0rrico produciendo un hidroxamato de intenso color ro&o)ioleta. #n bioquímica bioquímica son son el producto de la reacción entre los ácidos grasos y grasos y los alcoholes alcoholes.. #n la formación de 0steres, cada radical +* 2 grupo hidroxilo3 hidroxilo3 del radical del alcohol se sustit sustituy uye e por la cadena cadena )++ del ácido graso. graso. #l * sobran sobrante te del del grupo carboxilo, carboxilo , se combina con el +* sustituido, formando agua agua..
Nomec!a"ura
#tano ato de metilo.
Propiedades químicas #n las reacciones de los .s"eres, la cadena se rompe siempre en un enlace sencillo, ya sea entre el oxígeno y el alcohol o @, ya sea entre el oxígeno y el grupo @)+), elimi elimina nand ndo o así así el alco alcoho holl o uno uno de sus sus deri deria ado dos. s. La saponificación saponificación de los 0steres,
llamada así por su analogía con la formación de &abones, es la reacción inersa a la esterificación. Los 0steres se hidrogenan más fácilmente que los ácidos, empleándose generalmente el 0ster etílico tratado con una me(cla de sodio y alcohol. #l hidruro de litio y aluminio reduce 0steres de ácidos carboxílicos para dar 7 equialentes de alcohol. La reacción es de amplio espectro y se ha utili(ado para reducir diersos 0steres. AMIDA
Las amidas son deriados de los ácidos carboxílicos. Bodas las amidas contienen un átomo de nitrógeno unido a un grupo carbonilo. La fórmula general de una amida es:
4na amida es un compuesto orgánico cuyo grupo grupo funcional funcional es de tipo @+'@l@ll, siendo + el grupo funcional carbonilo, ' un átomo átomo de de nitrógeno, y @, @l, @ll radicales orgánicos o átomos de hidrógeno hidrógeno.. e puede considerar como un deriado de un ácido carboxílico por sustitución de grupo oxidrilo 2)+*3 del ácido por un grupo J'*7, )'*@ ó J'@@l llamado grupo amino. #n síntesis síntesis,, se caracteri(an por tener un átomo de nitrógeno con tres enlaces unido al grupo carbonilo. Las amidas más sencillas son deriados del amoníaco.
Tipos de Amidas #xis #xiste ten n tres tres tipo tiposs de amid amidas as cono conoci cida dass como como prim primar aria ias, s, secu secund ndar aria iass y terc tercia iari rias as,, dependiendo del grado de sustitución del átomo de nitrógenoD tambi0n se les llama amidas sencillas, sustituidas o disustituidas respectiamente.
O6"eci( de !as Amidas Las Las amid amidas as son comu comune ness en la naturale(a naturale(a y se encuentran en sustancias como los aminoácidos, las proteínas proteínas,, el AC' el AC' y el A@', hormonas hormonas y y itaminas itaminas.. 4no de los princip principale aless m0todos m0todos de de obtención de estos compuestos consiste en hacer reaccionar el amoniaco 2o aminas primarias o secundarias3 con 0steres.
Reaccioes •
Las amidas se pueden conertir directamente en 0steres por reacción de los alcoholes en alcoholes en medio ácido
•
Las amidas primarias poseen reacciones especiales:
•
e pueden deshidratar por calefacción con pentóxido de fósforo 2%7+73 formando nitrilos
•
@eaccionan con el ácido nitroso, formando el ácido carboxílico y ni trógeno
•
Las amidas se pueden hidroli(ar 2romper por acción acción del del agua agua33
#n conclusión, las amidas por hidrólisis ácida dan ácidos ácidosDD por hidrólisis básica dan salesD con alcoholes producen 0steresD y por deshidratación producen nitrilos.
Propiedades Físicas •
A excepción de la amida más sencillas 2la formamida3, las amidas sencillas son todas sólidas y solubles en agua, sus puntos de ebullición son bastante más altos que los de los ácidos correspondientes
•
asi todas las amidas son incoloras e inodoras
•
on neutras frente a los indicadores
•
Los puntos de fusión fusión y y ebullición de las amidas secundarias son bastante menores
•
%or su parte, las amidas terciarias no pueden asociarse, por lo que son líquidos normales, con puntos de fusión y ebullición de acuerdo con su peso molecular
E9emp!os : Usos de !as Amidas •
La 4rea es uno de los compuestos más importantes relacionados con las amidas
Su es"ruc"ura es"ruc"ura es, es,
La urea es un polo blanco cristalino utili(ado en plásticos plásticos y y fertili(antes. #s un producto del metabolismo metabolismo de de las proteínasD se encuentra en altas concentraciones en la orina de los animales animales.. La síntesis de urea en un laboratorio laboratorio fue fue el hecho que rompió con la idea de que solo se podía sinteti(ar compuestos orgánicos de forma natural. La producción producción de de la urea ocurre en el organismo, mientras que a niel industrial se obtiene por reacción de amoniaco y fosfeno. #ste compuesto ha rempla(ado en gran medida a la seda, ya que la producción producción natural natural de la misma resulta muy difícil, pues se reali(a por medio del gusano de seda. •
+tra amida es la 'icotinamida, uno de los compuestos que conforma el comple&o E de las itaminas
#ntre los usos mas conocidos de las amidas se encuentran: •
Las llamadas poliamidas, las cuales son materia prima de prima de muchas fibras sint0ticas: como los diferentes tipos de nylon
•
Además, tambi0n algunos tipos de poliamidas son utili(ados en pinturas especiales de tipo industrial y en la industria industria del del plástico
•
#n la medicina medicina,, se utili(a como analg0sico y antipir0tico 2reduce la fiebre fiebre3, 3, como en el caso del acetaminofenD así como tambi0n es usado en la síntesis síntesis de de fármacos hipnóticos y anticonulsionantes anticonulsionantes
•
Bambi0n se utili(an como abono en el caso de la urea
LAS AMINAS
Las aminas son compuestos orgánicos deriados del amoniaco 2'* ;3, y son producto de la sustitución de los hidrógenos que componen al amoniaco por grupos alquilo o arilo. Las aminas se clasifican de acuerdo al n1mero de sustituyentes unidos al nitrógeno en aminas primarias, aminas secundarias y terciarias.
Propiedades Físicas,
Las aminas son compuestos incoloros que se oxidan con facilidad lo que permite que se encuentren como compuestos coloreados. Los primeros miembros de esta serie son gases con olor similar al amoníaco. A medida que aumenta el n1mero de átomos de carbono en la mol0cula, el olor se hace similar al del pescado. Las aminas aromáticas son muy tóxicas se absorben a tra0s de la piel.
So!u6i!idad, Las aminas primarias y secundarias son compuestos polares, capaces de formar puentes de hidrógeno entre sí y con el agua, esto las hace solubles en ella. La solubilidad disminuye en las mol0culas con más de = átomos de carbono y en las que poseen el anillo aromático.
Pu"o de E6u!!ici(, #l punto de ebullición de las aminas es más alto que el de los compuestos apolares que presentan el mismo peso molecular de las aminas. #l nitrógeno es menos electronegatio que el oxígeno, esto hace que los puentes de hidrógeno entre las aminas se den en menor grado que en los alcoholes. #sto hace que el punto de ebullición de las aminas sea más ba&o que el de los alcoholes del mismo peso molecular.
Amias* ;D(de se ecue"ra<
Las aminas se encuentran formando parte de la naturale(a, en los aminoácidos que
conforman las proteínas que son un componente esencial del organismo de los seres ios. Al degradarse las proteínas se descomponen en distintas aminas, como cadaerina y putrescina entre otras. Las cuales emiten olor desagradable. #s por ello que cuando la carn carne e de aes aes,, pesc escado y res res no es prese reser ra ada med median iante refr refrig ige erac ración, ión, los los microorganismos que se encuentran en ella degradan las proteínas en aminas y se produce un olor desagradable. Las aminas son parte de los alcaloides que son compuestos comple&os que se encuentran en las plantas. Algunos de ellos son la morfina y la nicotina. Algunas aminas son biológicamente
importantes
como
la
adrenalina
y
la
no
adrenalina.
Las aminas secundarias que se encuentran en las carnes y los pescados o en el humo del tabaco. #stas aminas pueden reaccionar con los nitritos presentes en conserantes empleados en la alim alimen enta taci ción ón y en plan planta tas, s, proc proced eden ente tess del del uso uso de fert fertili ili(a (ant ntes es,, orig origin inan ando do ') nitrosoaminas secundarias, que son carcinógenas. NITRILO
Los nitrilos son compuestos orgánicos que poseen un grupo ciano 2)Z'3 como grupo funcional principal. on deriados orgánicos del cianuro de los que el hidrógeno ha sido sustituido por un radical alquilo.
Propiedades químicas Nomec!a"ura Los nitrilos, generalmente, son nombrados utili(ando el sufi&o Jnitrilo
Propiedades físicas #l grupo ciano está polari(ado de tal forma que el átomo de carbono es el extremo positio del dipolo y el nitrógeno el negatio. #sta polaridad hace que los nitrilos est0n muy asociados en estado líquido. Así, sus puntos de ebullición son algo superiores a los de los alcoholes de masa molecular comparable. Los nitrilos de más de 9> carbonos son sólidos.99 #xceptuando 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.
O6"eci( Los nitrilos se obtienen por acción del cianuro de sodio o de potasio sobre los haluros de alquilo, y tambi0n calentando las amidas en presencia de un deshidratante.
Reaccioes 4na de las reacciones más utili(adas de los nitrilos es su hidrólisis a ácidos carboxílicos. #sta reacción tiene lugar en presencia de un ácido o de una base fuertes, y en ambos casos el primer producto es una amida, que no puede ser aislada a menos que su elocidad de hidrólisis sea inferior a la del nitrilo inicial.
Ni"ra"os e a)ua : pro"ecci( de !a sa!ud #l ob&etio de la nuea norma sobre nitratos es reducir la contaminación debida a un exceso de abonos nitrogenados
Curante la 1ltima d0cada los poderes p1blicos han tenido una preocupación muy especial con respecto a la presencia de nitratos en el agua de consumo humano. Además de cuestiones medio)ambientales, la problemática que ha suscitado ha tenido su origen en los efectos nocios que un niel eleado de estas sustancias tiene para la salud de las personas, especialmente para la población más ulnerable. Además de las medidas sanitarias y de control de las aguas de consumo aprobadas el primer trimestre de este aWo, uno de los esfuer(os legislatios más importantes que se han reali(ado sobre la materia en la 1ltima d0cada se han centrado en la reducción y preención de la contaminación de las aguas por nitratos proinentes de la actiidad agraria 2producción agrícola y ganadería intensia3 por su consideración de principal fuente de los nitratos que contaminan las aguas. in embargo, las medidas para eitar y reducir la presencia de nitratos en agua potable deriadas de la actiidad agraria no son
todo lo eficaces que debieran. 4no de los puntos más conflictios es la no obligatoriedad, como criterio general, para los agricultores que no est0n en (onas ulnerables, de los principios establecidos en los ódigos de Euenas %rácticas Agrarias aprobados por todas las comunidades autónomas.
=edidas !e)is!a"i-as #l ódigo de Euenas %rácticas Agrarias persigue reducir y preenir la contaminación de aguas por nitratos on el fin de reducir y preenir la contaminación de las aguas por nitratos originarios de fuentes agrarias para proteger la salud humana y los ecosistemas acuáticos se publicó la Cirectia del onse&o de 97 de diciembre de 9.XX9 2X9[=H=[##3 relatia a la \protección de las aguas contra la contaminación producida por nitratos utili(ados en la agricultura], que luego l uego se ha incorporado a la normatia espaWola a tra0s del @C 7=9[X= de 9= de febrero, \sobre protección de las aguas contra la contaminación producida por los nitratos procedentes de fuentes agrarias]. #l mecanismo que se introduce para reducir la contaminación producida por nitratos de origen agrario consiste en la adopción por parte de todas las omunidades Autónomas de un ódigo de Euenas %rácticas Agrarias 2E%A3 que los agricultores podrán poner en práctica de forma oluntaria, siempre y cuando no est0n en (onas ulnerables. Ce la misma forma, han debido declararse las (onas ulnerables a la contaminación por aguas por nitratos de origen agrarioD y la elaboración de estudios sobre los temas relatios a la contaminación por nitratos en determinados empla(amientos desde los puntos de ista hidrogeológico, edafológico, hidrogeoquímico y agronómico, como soporte para el aance en la aplicación de la Cirectia de referencia. #ste proceso de adaptación de las omunidades Autónomas a la normatia comunitaria ha durado más de una d0cada. K todo ello, entre otros ob&etios, para eitar la presencia de nitratos en las aguas de suministro p1blico debida a la contaminación de aguas naturales por compuestos nitrogenados, una de cuyas causas principales es la actiidad agraria. La implantación del sistema requiere el cumplimiento de ciertos principios, en algunos casos con carácter obligatorio para las (onas declaradas como ulnerables. Afectan a diferentes aspectos aspectos de la actiidad o gestión gestión agraria como: ^ ^ ^ ^ ^
Límit ímite es a la la apo aport rta ación ión de de fer ferti tilli(an i(ante tess nit nitro rog genad nados. ant antid idad ad máx máxim ima a de est esti0 i0rc rcol ol u otr otros os fer fertitilili(a (ant ntes es apl aplic icab able less al sue suelo lo.. "poc "pocas as de rest restri ricc cció ión n en la apli aplica caci ción ón de fert fertilili( i(an ante tes. s. Almacenamiento de esti0rcoles y purine ines. %roh %rohib ibic icio ione ness en la la apli aplica caci ción ón de de esti esti0r 0rco cole les, s, pur purin ines es,, lodo lodoss y simi simila lare ress en caso de suelos inundados o neados.
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Fedida idas de gestión de residuos de cosecha. ondiciones de de la las in instalac lacion iones ga ganaderas. Aplicación de purines. Acti Actiida idades des de di diulg ulgació ación n 2for 2forma macción, ión, info inform rma ació ción y diu iulga lgació ción de los los contenidos del ódigo de Euenas %rácticas Agrarias y de las medidas del
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programa de actuación3. Acci Accion ones es en rega regadí díos os,, com como o apo apoyyo a sist sistem emas as de rieg riego o a pres presió ión. n.
Algunas normatias disponen incluso que en las (onas ulnerables se fomentará especialmente la puesta en marcha y el desarrollo de sistemas de producción más respetuosos con el medio ambiente, concretamente producción ecológica y producción integrada. Al mismo tiempo, que se fomentará la participación de los agricultores en dichos sistemas mediante los correspondientes programas agroambientales.
>a e-idecia cie"ífica La problemática planteada ha sido ob&eto de estudio por parte de la comunidad científica y distin distintas tas instit instituci ucion ones es autonó autonómic micas. as. #ntre #ntre estas estas 1ltima 1ltimass desta destaca ca la efectu efectuada ada por la Cire Cirecc cció ión n $ene $enera rall de @0gi @0gime men n *idr *idráu áulilico co de la ons onse& e&er ería ía de Fedi Fedio o Ambie mbient nte, e, +rdenación del Berritorio y Litoral del $obierno Ealear. La contaminación por nitratos de origen agrícola se consideró como uno de los problemas más graes, especialmente en algunas (onas de Fallorca, en la que se alcan(aban alores por encima de los = mg[litro, siendo la media de 7 mg[litro.#l citado estudio se hacía eco de un aspecto especialmente conflictio que afectaba a las medidas a tomar para dar cumplimiento a la Cirectia de 'itratos. K es que, seg1n manifestaban, conencer a los agricultores de que, para para obte obtene nerr la mism misma a prod produc ucci ción ón,, debe deben n util utili( i(ar ar meno menoss abon abonad ado o \es \es real realme ment nte e comp complilica cado do y cont contro rola larr el que que util utili( i(an an lo es toda todaí ía a más] más].. 6ue 6ue la Admin dminis istr trac ació ión n esta establ ble( e(ca ca norm normas as de obli obliga gado do cump cumplilimi mien ento to y las las haga haga cump cumplilirr, aWad aWadía ían, n, \es \es materialmente imposible].La 1nica posibilidad de que la situación me&orase, seg1n ponían de manifiesto, tendría que pasar por la sustitución de la agricultura intensia de regadío por cultios con menos necesidades de riego y subencionados, con la consiguiente desaparición de la 1nica agricultura productia de las 5slas. #ntre los problemas más graes que plantea el control de la contaminación difusa por nitr nitrat atos os dest destac aca a el que que tien tiene e que que er er con con las las medi medida dass lega legale less a toma tomarr para para el cumplimiento de la normatia sobre nitratos, dado que se trata, como ocurre en otras partes de #spaWa, de una agricultura poco tecnificada con propiedades pequeWas y que
en muchas ocasiones representa una segunda ocupación, imposibilitando el cambio de unas unas prác práctitica cass de abon abonad ado o de las las tier tierra rass muy arra arraig igad ado o por por unas unas nue nueas as paut pautas as establecidas en el ódigo de Euenas %rácticas aprobado por la omunidad Autónoma, que además no tiene el carácter de obligatorio.
