propiedades de Las Aminas

Propiedades de las aminasPROPIEDADES DE LAS AMINAS I. INTRODUCCIÓN Los compuestos que contienen nitrógeno son esenciales para la vida y su origen lo tienen en el nitrógeno atmosférico. Por un proceso conocido como fijación del nitrógeno, el nitrógeno no atmosférico se reduce a amoniaco y después se convierte en compuestos orgánicos del nitrógeno. Esta parte describe la química de las aminas, que son derivados orgánicos del amoniaco. II. OBJETIVOS ➢ Verificar mediante la coloración de las reacciones la oxidación de las aminas (anilina), la formación de las quinonas. ➢ Verificar la formación de sales, y todas las propiedades de las aminas. I. FUNDAMENTO TEORICO Las aminas son compuestos químicos orgánicos que se consideran como derivados del amoniaco y resultan de la sustitución de los hidrógenos de la molécula por los radicales alquilo. Según se sustituyan uno, dos o tres hidrógenos, las aminas serán primarios, secundarios o terciarios, respectivamente. Amoniaco Amina primaria Amina secundaria Amina terciaria Las aminas son simples cuando los grupos alquilo son iguales y mixtas si estos son diferentes. Las aminas son compuestos muy polares. Las aminas primarias y secundarias pueden formar puentes de hidrógeno. Las aminas terciarias puras no pueden formar puentes de hidrógeno, sin embargo pueden aceptar enlaces de hidrógeno con moléculas que tengan enlaces O-H o N-H. Como el nitrógeno es menos electronegativo que el oxígeno, el enlace N-H es menos polar que el enlace O-H. Por lo tanto, las aminas forman puentes de hidrógeno más débiles que los alcoholes de pesos moleculares semejantes. Las aminas primarias y secundarias tienen puntos de ebullición menores que los de los alcoholes, pero mayores que los de los éteres de peso molecular semejante. Las aminas terciarias, sin puentes de hidrógeno, tienen puntos de Laboratorio De Química Orgánica II/UNAC Página 1 Propiedades de las aminas ebullición más bajos que las aminas primarias y secundarias de pesos moleculares semejantes. Ejemplos de aminas Los aminoácidos contienen un grupo amino y un grupo carboxilo enlazados al mismo átomo de carbono. Los aminoácidos se enlazan entre sí a través de estos dos grupos dando un enlace amida formando las proteínas. En un extremo queda un grupo amino terminal. Como consecuencia de los procesos de degradación, las proteínas se descomponen dando distintas aminas. Por ejemplo, la 1,5-pentanodiamina (cadaverina), el escatol (un compuesto heterocíclico), la 1,4-butanodiamina (putrescina), etcétera. Estructura de la morfina Los alcaloides son compuestos complejos que se encuentran en las plantas y contienen grupos amina. Algunos ejemplos son la morfina, la nicotina, etc. Algunas aminas son biológicamente importantes. La adrenalina, la no adrenalina, la mezcalina, etc., son compuestos similares llamados βfeniletilaminas. Las sulfamidas contienen un grupo amino y son compuestos que afectan a las bacterias, pero no al ser humano, debido a que inhiben al enzima responsable de la síntesis de ácido fólico, necesario para las bacterias. El neurotransmisor GABA (ácido 4-aminobutanoico) también contiene un grupo amino. Por otra parte, algunos derivados del ácido p-amino benzoico se emplean como anestésicos. También están las aminas heterocíclicas, compuestos con elevada actividad muta génica generados durante el procesado térmico de alimentos proteicos. Nomenclatura Las aminas se clasifican de acuerdo con el número de átomos de hidrógeno del amoniaco que se sustituyen por grupos orgánicos, los que tienen un solo grupo Laboratorio De Química Orgánica II/UNAC Página 2 Propiedades de las aminas se llaman aminas primarias, los que tienen dos se llaman aminas secundarias y terciarias. Cuando se usan los prefijos di, tri, se indica si es una amina secundaria y terciaria, respectivamente, con grupos o radicales iguales. Cuando se trata de grupos diferentes a estos se nombran empezando por los más pequeños y terminando con el mayor al que se le agrega la terminación amina. Algunas veces se indica el prefijo amino indicando la posición, más el nombre del hidrocarburo. Ejemplos: COMPUESTO CH3-NH2 CH3-NH-CH3 CH3-CH2-NH-CH2-CH2-CH3 CH3 | N-CH3 | CH3 NOMBRE Metilamina o aminometano Dimetilamina ó metilaminometano Etil-propil-amina ó útil-amino-propano Trimetilamina ó dimetilaminometano CH3 | N-CH2-CH2-CH3 | CH2-CH3 Etilmetilpropilamina ó metil-etil-aminopropano Fenilamina o Anilina, líquido incoloro, soluble en disolventes orgánicos y ligeramente en agua, de fórmula C6H5NH2. Fue preparado por primera vez en 1826 como uno de los productos obtenidos al calentar añil a alta temperatura. El término anilina proviene del nombre específico añil, el cual se deriva de la palabra sánscrita nila (índigo). En 1856, el químico británico William Henry Perkin, al intentar sintetizar quinina, trató anilina impura, como entonces se la denominaba, con dicromato de potasio y obtuvo una sustancia violeta que servía como tinte. Perkin llamó “malva” a este material y puso en marcha una fábrica para su producción. La empresa fue un gran éxito. En poco tiempo, otros tintes sintéticos elaborados a partir de la fenilamina y de derivados del alquitrán de hulla, estaban ya compitiendo con los tintes naturales. Laboratorio De Química Orgánica II/UNAC Página 3 Propiedades de las aminas La fenilamina tiene un punto de fusión de -6,2 °C y un punto de ebullición de 184,3 °C. En esta experiencia se estudiarán algunas de las propiedades características de la familia. Debido al solapamiento de los electrones p del átomo de nitrógeno de la anilina con los electrones del núcleo bencénico, la anilina posee una energía de deslocalización (energía de resonancia) apreciablemente mayor que el benceno mismo. Sin embargo, cuando un protón se une al grupo amino, e paraelectrónico, originalmente no compartido, del átomo de nitrógeno ya no quede libre para solaparse con la nube de electrones del anillo. En este caso, la energía de deslocalización del ión anilinio es aproximadamente igual a la del benceno y apreciablemente menor que la de la anilina. Consecuentemente, la anilina posee una tendencia menor a aceptar un protón para formar su ácido conjugado que una mina primaria alifática. En otras palabras. La anilina es una base más débil que una amina alifática típica. A pesar de esto, la anilina conserva el carácter básico necesario para experimentar varias de las reacciones típicas de las aminas primarias en general, tales como la acilación con cloruro de acetilo, anhídrido acético y cloruro de bencenosulfonilo. La anilina también reacciona fácilmente con reactivo tales como el isocianato de fenilo y el isotionato del fenilo. Estas reacciones encuentran aplicación por cuanto que permiten la preparación de derivados sólidos de la anilina y otras aminas primarias (o secundaria) líquida tanto de la serie alifática como aromática. Derivados sólidos de la anilina La anilina y otras aminas líquidas que pueden transformar rápidamente en alguno de sus derivados sólidos, los cuales se pueden identificar por sus puntos de fusión y sus puntos de fusión mixtos con muestras conocidas. Acefanilida: El derivado acetilado de la anilina, la acetamilida, se puede preparar fácilmente por acetilación de la anilina con cloruro de acetilo o con anhídrido acético Benzanilida El derivado benzoilado de la anilina, la benzanilida se puede preparar fácilmente por la reacción de Schollen – Baumann, que consiste en una benzoilación en medio alcalino. Carbanilida (difenilurea) Diocarbonilida (difeniltiourea) II. PARTE EXPERIMENTAL Laboratorio De Química Orgánica II/UNAC Página 4 Propiedades de las aminas Laboratorio De Química Orgánica II/UNAC Página 5 Propiedades de las aminas Materiales: ➢ ➢ ➢ ➢ 5 tubos de ensayo. Una bageta. Una gradilla de tubos. Una luna reloj. Reactivos: ➢ ➢ ➢ ➢ ➢ ➢ Acido clorhídrico. Acido sulfúrico. Bromato de potasio Anilina Dicromato de potasio Hipoclorito de sodio Proceso experimental: A. Propiedad de oxidación i. Colocar en un tubo de ensayo un ml de anilina, luego agregar dicromato de potasio en medio acido. Observar que la coloración que toma la anilina es oscura, esto es debido el cromo se reduce de +6 a +3. El reactivo de Beckman oxida las aminas para formar quinonas, que son de una coloración verde azulino. Laboratorio De Química Orgánica II/UNAC Página 6 Propiedades de las aminas ii. Colocar en un tubo análogo al anterior, un ml de anilina y luego agregar hipoclorito de sodio en medio acido. Como en el caso anterior se forma un precipitado oscuro, es por la formación de la quinona, es una reacción análoga como en el caso anterior. iii. Colocar en un tubo análogo al anterior, un ml de anilina y luego agregar hipoclorito de sodio en medio básico. De la misma manera la coloración que toma esta reacción es oscura debido a la formación de la quinona. A. Propiedad de formación de sales. Colocar gotas de amina en una luna de reloj y mezclarlo con igual cantidad de HCl concentrado. Repetir la prueba utilizando ácido sulfúrico concentrado. Las aminas son bases por lo que reaccionan con los ácidos minerales, a estas sales se les llama sales de amoniaco cuaternario. Observamos en el caso (a), que se forma sólidos blancos de manera rápida con unos pocos sólidos marrones, es una reacción exotérmica que ocurre muy rápida. En el caso (b), se observa la formación de un precipitado blanco amarillento, pero de una manera mas lenta que la anterior. Laboratorio De Química Orgánica II/UNAC Página 7 Propiedades de las aminas B. Propiedad de Halogenacion Sabemos que el bromo puro es toxico y causa esterilidad en los hombres, por eso en esta experiencia trabajaremos con el bromato de potasio, ya que el tetra cloruro de bromo también es peligroso. En un tubo de ensayo colocar bromato de potasio y HCl, luego le agregamos agua y la anilina, observaremos la halogenacion de la anilina, con la formación de un precipitado blanquecino. Entonces tenemos la reacción: Laboratorio De Química Orgánica II/UNAC Página 8 Propiedades de las aminas I. CONCLUSIONES Las reacciones que realizan las aminas son muy semejantes a las que realiza el amoniaco, esto se debe a que el nitrógeno también posee un par de electrones no compartidos. Las aminas aromáticas se oxidan fácilmente con el aire por eso se les encuentra generalmente coloreadas por productos de oxidación, son incoloros en estado puro. La anilina se emplea en la industria de las materias colorantes. I. RECOMENDACIONES Tener precauciones en el uso de la anilina. Ya anilina puede ser tóxica si se ingiere, inhala o por contacto con la piel Manipular cuidadosamente los reactantes. La anilina es usada para fabricar una amplia variedad de productos como por ejemplo la espuma de poliuretano, productos químicos agrícolas. Se ha probado que tiene repercusiones cancerígenas I. BIBLIOGRAFIA Laboratorio De Química Orgánica II/UNAC Página 9 Propiedades de las aminas QUÍMICA Salcedo L. Alfredo QUÍMICA EXPERIMENTAL Carrasco Venegas Luís Enciclopedia Microsoft® Encarta® Microsoft Corporation. Reservados todos los derechos. I. ANEXO. 2002. © 1993-2001 1. Usos de la anilina El modo más asequible de preparar la fenilamina para su uso comercial consiste en reducir el nitrobenceno mediante hierro y ácido clorhídrico. También se puede preparar comercialmente a través de la acción del amoníaco a alta presión sobre el clorobenceno en presencia de un catalizador. En ambos casos la materia prima se obtiene a partir de benceno. Actualmente, el principal uso de la fenilamina es la producción de una clase importante de plásticos llamados poliuretanos. También tiene otras importantes aplicaciones como la elaboración de tintes, medicinas (la sulfanilamida, por ejemplo), explosivos y otros muchos productos sintéticos. La anilina es el punto de partida de una multitud de colorantes. A partir de la anilina hemos obtenido quinonas, que se las ha reconocido por una coloración oscura y por un aspecto brumoso o espeso 2. Diferencia entre aminas alifáticas y aminas aromáticas Las aminas alifáticas menores tienen olores desagradables característicos, que recuerdan al amoniaco y al pescado poco fresco. Por ejemplo: En la descomposición del pescado se libera trimetilamina; en la descomposición de la carne se produce 1,4-diaminobutano (Putresina), y 1,5-diaminopentano (Cadaverina), lo que no acurre con las aminas aromáticas. Las aminas aromáticas (anilinas) son menos básicas que las aminas y, por consiguiente, las sales de anilinio son más ácidas que las de amonio. Laboratorio De Química Orgánica II/UNAC Página 10