Formacion de amidas a partir de acidos carboxilicos
De ácido carboxílico a amida
Las importantes clases de compuestos orgánicos conocidos como alcoholes, fenoles, éteres, aminas y haluros están formados por grupos alquilo y/o arilo unidos a sustituyentes hidroxilo, alcoxilo, amino y halo, respectivamente. Si estos mismos grupos funcionales se unen a un grupo acilo (RCO-), sus propiedades cambian sustancialmente y se designan como derivados del ácido carboxílico. Los ácidos carboxílicos tienen un grupo hidroxilo unido a un grupo acilo, y sus derivados funcionales se preparan mediante la sustitución del grupo hidroxilo por sustituyentes, como halo, alcoxilo, amino y aciloxi. Algunos ejemplos de estos derivados funcionales se mostraron anteriormente.
La siguiente tabla enumera algunos derivados representativos y sus puntos de ebullición. También se enumeran un aldehído y una cetona de peso molecular equivalente para comparar. Los puntos de ebullición se indican para 760 torr (presión atmosférica), y los que figuran como rango se estiman a partir de valores obtenidos a presiones inferiores. Como se ha señalado anteriormente, el punto de ebullición relativamente alto de los ácidos carboxílicos se debe a la extensa dimerización por enlace de hidrógeno. Se producen enlaces de hidrógeno similares entre las moléculas de 1º y 2º amidas (amidas que tienen al menos un enlace N-H), y los tres primeros compuestos de la tabla sirven como ejemplos de enlaces de hidrógeno.
Derivados del ácido carboxílico
Obsérvese que estos compuestos contienen un átomo de carbono quiral (a menos que R = H, que es glicina). Se puede considerar que las proteínas están formadas por residuos de aminoácidos unidos por enlaces amídicos (o peptídicos). Estos enlaces peptídicos están formados exactamente por las mismas unidades estructurales que encontramos en las amidas primarias N-sustituidas.
El grupo funcional amida es extremadamente importante para las moléculas biológicas porque las amidas constituyen la columna vertebral de las proteínas. Las proteínas son en realidad polímeros de aminoácidos, unidos por grupos amida conocidos como enlaces peptídicos. Las proteínas (polímeros de ~40 aminoácidos o más) y los péptidos (polímeros más cortos) se forman cuando el grupo amino de un monómero de aminoácidos reacciona con el carbono carboxilato de otro aminoácido para formar un enlace amídico, que en la terminología de las proteínas es un enlace peptídico. Los aminoácidos individuales dentro de un péptido o proteína se denominan residuos de aminoácidos.
Los compuestos que contienen amidas tienen una amplia actividad biológica y entre ellos se encuentran la penicilina G, un antibiótico, la piperina, responsable del sabor picante de la pimienta negra, y la anandamida, que proporciona algunas de las sensaciones placenteras que se obtienen al comer chocolate.
Sal de amina de ácido carboxílico
ResumenSe describe un procedimiento general para la síntesis de amidas mediante la condensación directa de ácidos carboxílicos y aminas en presencia de TiCl4. La reacción de amidación se llevó a cabo en piridina a 85 °C con una amplia gama de sustratos, proporcionando los correspondientes productos amídicos en rendimientos de moderados a excelentes y con alta pureza. La reacción procede con bajos rendimientos cuando tanto el ácido carboxílico como la amina están estéricamente obstaculizados. El proceso tiene lugar con una preservación casi completa de la integridad estereoquímica de los sustratos quirales.
La estructura molecular de las amidas obtenidas se asignó mediante análisis de RMN de 1H, RMN de 13C y GC/MS.Se llevaron a cabo experimentos adicionales, que emplearon 2-fluoroanilina y 4-metilanilina como componentes de la amina, para investigar el efecto electrónico del sustituyente sobre la nucleofilia de la anilina y, en consecuencia, sobre el curso de la reacción. Las reacciones se completaron en poco tiempo (2 h) y proporcionaron las correspondientes amidas 8-9 en altos rendimientos (Esquema 1; Tabla 2).Tabla 2 Síntesis de las anilidas sustituidas 8-9
Amina de ácido carboxílico
La adición de amoníaco (NH3) a un ácido carboxílico forma una amida, pero la reacción es muy lenta en el laboratorio a temperatura ambiente. Las moléculas de agua se separan y se forma un enlace entre el átomo de nitrógeno y el átomo de carbono del carbonilo.
En las células vivas, la formación de amidas está catalizada por enzimas. Las proteínas son poliamidas; se forman uniendo aminoácidos en largas cadenas. En las proteínas, el grupo funcional amida se denomina enlace peptídico.
Al igual que la reacción de un diol y un diácido forma un poliéster, la reacción de un diácido y una diamina produce una poliamida. Los dos monómeros difuncionales que se suelen emplear son el ácido adípico y la 1,6-hexanodiamina. Los monómeros se condensan separando el agua para formar un nuevo producto, que sigue siendo difuncional y, por lo tanto, puede reaccionar más para dar lugar a un polímero de poliamida.
Algunas poliamidas se conocen como nilones. Los nylons se encuentran entre las fibras sintéticas más utilizadas; por ejemplo, se usan en cuerdas, velas, alfombras, ropa, neumáticos, cepillos y paracaídas. También pueden moldearse en bloques para su uso en equipos eléctricos, engranajes, cojinetes y válvulas.
