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.
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

Propiedades fisicoquímicas
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

Existen también sales de aminas terciarias e incluso las llamadas sales de amonio cuaternario, en las que los cuatro hidrógenos del ion  están sustituidos por radicales hidrocarbonados.
Métodos de obtención
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

Sin embargo, la reacción  no es tan sencilla, porque las aminas  pueden atacar, a su vez, al halogenuro de alquilo, formándose así, sucesivamente, sales de di-, tris y tetra-alquilamonio. Por ello en la práctica se obtiene una mezcla de aminas primarias, secundarias y terciarias, que pueden separarse por destilación fraccionada. Por otro lado, se puede favorecer el rendimiento en el tipo de amina deseado, modificando la relación de concentraciones de los reactivos iniciales: así, empleando un gran exceso de amoniaco predomina, como es lógico, la formación de amina primaria, mientras que un exceso de halogenuro de alquilo favorece la formación de amina terciaria.
Reacciones de las aminas
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

      

AMIDAS

Las amidas son derivados de los ácidos carboxílicos. Todas las amidas contienen un átomo de nitrógeno unido a un grupo carbonilo. La fórmula general de una amida es:

Si uno de los átomos de hidrógeno que está unido al átomo de nitrógeno se remplaza por un grupo R´ , se produce una amida monosustituida. Si ambos átomos de hidrógeno se remplazan por grupos R´ , se produce una amida disustituida.

Nomenclatura

Nomenclatura común

Para escribir el nombre común de una amida, se debe remplazar la terminación -ico del ácido carboxílico por la terminación amida. Ejemplo: formamida que proviene del ácido fórmico, acetamida del ácido acético, propionamica del ácido propiónico, butiramida del ácido butírico, isobutiramida del ácido isobutírico.

Amida	Fórmula Química
Formamida
Acetamida
Propionamida
Butiramida
Isobutiramida

Nomenclatura IUPAC

Para escribir el nombre, según la IUPAC, de una amida, se remplaza la terminación -oico del nombre IUPAC del ácido precursor por la palabra amida.

Puesto que el nombre IUPAC del ácido carboxílico más simple es el ácido metanoico, el nombre de su amida cambia a metanamida. La acetamida cambia a etanamida, la propionamida cambia a propanamida, butiramida a butanamida y por último, isobutiramida cambia a 2-metilpropanamida.

En las amidas sustituidas el nombre del grupo o grupos R se adicionan al nombre. Luego se coloca el prefijo N antes del nombre para identificar los grupos que están unidos al átomo de nitrógeno. Considere la nomenclatura común y IUPAC para las siguientes amidas sustituidas:

Propiedades físicas

Salvo la formamida, que es líquida, todas las amidas primarias son sólidas, de punto de fusión preciso. Casi todas las amidas son incoloras e inodoras. Los miembros inferiores de la serie son solubles en agua y en alcohol; la solubilidad en agua disminuye conforme aumenta la masa molar. El grupo amida es polar y, a diferencia de las aminas, las amidas son moléculas neutras. El par de electrones no compartido no se localiza sobre el átomo de nitrógeno, sino que se encuentra deslocalizado, porresonancia, en el átomo de oxígeno del grupo carbonilo. La estructura iónica dipolar restringe la libre rotación del enlace carbono-nitrógeno. Esta limitación geométrica tiene importantes consecuencias en la estructura de las proteínas.

Las amidas poseen puntos de fusión y ebullición anormalmente altos. Este fenómeno, al igual que la solubilidad en agua de las amidas, se debe a la naturaleza polar del grupo amida y a la formación de enlaces de hidrógeno. Por tanto, la combinación de fuerzas electrostáticas y enlaces de hidrógeno explican las atracciones intermoleculares tan fuertes que se observan en las amidas. Nótese que las amidas terciarias no poseen hidrógenos enlazados al nitrógeno y, por esta razón, no forman enlaces de hidrógeno. La N,N-dimetilacetamida tiene un punto de fusión de -20° C, el cual es aproximadamente 100° C más bajo que el de la acetamida.

  

NITRILOS

Los nitrilos, llamados también cianuros orgánicos, se caracterizan por poseer en su molécula el grupo funcional ciano:

—CN

NOMENCLATURA
A efectos de nomenclatura se pueden considerar como derivados de un hidrocarburo en que se han sustituido los tres átomos de hidrógeno de un grupo metilo por un átomo de nitrógeno. Según esto, el nombre sistemático de los nitrilos se forma añadiendo el sufijo nitrilo al del hidrocarburo que tienen la misma cadena carbonada. Es también muy corriente nombrarlos como derivados de ácidos carboxí1icos, sustituyendo en el nombre de éstos la terminación ico por onitrilo. Ejemplos:

etanonitrilo (acetonitrilo)	2-metilpropanonitrilo (isobutironitrilo)	benzonitrilo

PROPIEDADES FÍSICAS
El enlace triple CN difiere bastante del C—C, siendo algo más fuerte y mucho más polarizado, en el sentido ⁺CN^-, lo mismo que ocurría en el enlace C=O. La gran polaridad del enlace CN provoca que los nitrilos tengan puntos de ebullición bastante elevados (en relación con su peso molecular). Asimismo, son buenos disolventes de compuestos orgánicos polares, como ácidos carboxílicos, aldehídos y cetonas, etc., siendo a su vez relativamente solubles en agua.

    ❖ Los primeros términos de la serie son líquidos, los superiores (más de 14 carbonos) son sólidos.
    ❖ Los nitrilos de bajo peso molecular son solubles en el agua.
    ❖ Los nitrilos de bajo peso molecular son líquidos a temperatura ambiental (excepto el HCN).
    ❖ Son más densos que el agua.
    ❖ La temperatura de ebullición de los nitrilos es generalmente superior a los ácidos correspondientes.

PROPIEDADES QUÍMICAS
    ❖ Hidrólisis: Esta reacción ocurre en medio ácido o básico y generalmente se forma un ácido carboxílico.

  R – CN + 2H2   (   R – COOH + NH3

    ❖ Hidrogenación: Los nitrilos adicionan hidrógeno en presencia de un catalizador produciendo aminas.

CH3 – CN + 2H2   (   CH3 – CH2 – NH2

OBTENCIÓN
Los nitrilos alifáticos pueden obtenerse mediante la sustitución nucleófila del átomo de halógeno de un halogenuro de alquilo por ataque del agente nucleófilo CN^-, procedente de un cianuro alcalino, según la reacción esquemática:

R—X  +  CN-Na+

R—CN + X-Na+

Este método no puede utilizarse para la obtención de nitrilos aromáticos, puesto que los halogenuros de arilo son muy inertes a la sustitución nucleófila. Por ello, en lugar de éstos se utilizan las sales de diazonio, en las que puede sustituirse fácilmente el grupo diazo por un agente nucleófilo, según la reacción esquemática:

N+NX- + CN-Na+

CN + N2 + X-Na+

REACCIONES
Los nitrilos, aunque no contienen el enlace C=O, se consideran a veces como derivados funcionales de los ácidos carboxí1icos, porque su hidrólisis (en medios ácidos o básicos) regenera el ácido primitivo, lo mismo que ocurría en los halogenuros, anhídridos, ésteres y amidas. En el caso de los nitrilos, la hidrólisis transcurre a través de una amida. como producto intermedio, según la reacción esquemática:

R—CN

+H2O

R—CO—NH2

+H2O

R—COOH

También pueden adicionar hidrógeno al triple enlace, con lo que se reducen a aminas.
Entre los nitrilos más importantes merece citarse el acrilonitrilo:

CH2=CH—CN

que se prepara en gran cantidad por adición catalítica de cianuro de hidrógeno al acetileno, y tiene un gran interés  en la industria de plásticos, para la fabricación de polímeros vinílicos.
Existen otros compuestos íntimamente relacionados con los nitrilos; son los llamados isonitrilos o isocianuros, de fórmula general:

R—⁺NC^-

y que resultan como subproductos en la obtención de nitrilos. Debido a la separación de cargas eléctricas en la molécula, los isonitrilos son mucho más reactivos e inestables que los nitrilos y se convierten en éstos por simple calefacción.

USOS
Son usados como veneno para insectos, bacterias, hongos en la agricultura, conformando algunos insecticidas, bactericidas y fungicidas respectivamente.