Colégio Dinâmico Professor: ARILSON SÉRIE: 3º ANO QUÍMICA Aminas NH2 As aminas são compostos orgânicos derivados teoricamente da amônia (NH3), onde os hidrogênios são substituídos por grupos orgânicos. Fenilamina(anilina) A anilina é utilizada como matéria prima na fabricação de corantes.O fato da fenilamina ter sido a matéria prima do primeiro corante sintético(1856), fez com que a palavra anilina passasse a ser utilizada como sinônimo para corante na linguagem popular. NH3 Elas são classificadas em primárias quando há apenas um grupo orgânico ligado ao nitrogênio; secundárias se forem dois grupos; e terciárias se forem três grupos.Se apenas grupos alquila estiverem ligados ao nitrogênio , as aminas serão denominadas alifáticas e quando pelo menos um grupo aril estiver ligado ao nitrogênio aromáticas. Também pode ser utilizado o nome do hidrocarboneto de origem, ao invés do radical: Amina primária: CH3-NH2 Amina secundária: CH3-NH-CH3 Amina terciária: H3C H3C CH3 Etano N CH3 Em aminas complexas o grupo NH2 pode ser citado como um substituinte da cadeia principal pelo prefixo amino junto com as ramificações ou no final como sufixo amina. CH3 As aminas possuem caráter básico, sendo então chamadas de bases orgânicas.Quando voláteis possuem normalmente um odor desagradável. Dois bons exemplos dessa característica são a putrescina e a cadaverina, essas aminas são produtos da decomposição de proteínas e são liberadas na putrefação da matéria orgânica.A função amina também é fundamental para a vida, por estar presente nos aminoácidos. H2N Cadaverina H2N NH2 1 H3C Metilamina CH2 Etilamina Isopropilamina 5 7 8 CH3 4-amino-2-feniloct-2-eno ou 2-feniloct-2-en-4-amina Putrescina H3C NH2 4 NH2 NH2 A nomenclatura das aminas primárias é feita utilizando o sufixo "amina" depois do nome do grupo substituinte ligado ao nitrogênio. NH2 3 2 6 Butilamina NH2 NH2 H2N Nomenclatura IUPAC H3C NH2 H3C CH2 NH2 Etanamina Butano-1,4 -diamina A IUPAC não recomenda o uso do prefixo amino como método alternativo quando o grupo NH2 for o grupo principal. Em aminas secundárias e terciárias o grupo maior ligado ao nitrogênio é citado como grupo principal junto com o sufixo amina. Os outros grupos são citados em ordem alfabética precedidos da letra “N”.Quando os grupos são iguais pode se usar os prefixos de quantidade :di e tri. H3C N CH2 NH2 H Terc-butilamina 1 CH3 N-Metiletilamina H3C N CH2 CH2 Lewis Ácido ⇒ substância que pode receber um par de elétrons. Base ⇒ substância que pode doar um par de elétrons. CH3 CH2 CH3 H3C N-Etil-N-metilpropilamina A ordem de basicidade das aminas é a seguinte: N CH3 CH3 Aminas secundárias >Aminas primárias >Aminas terciárias >NH3>Aminas aromáticas Trimetilamina Quanto maior o Kb mais forte é a base e menor é o pKb. A trimetilamina é o principal componente do forte cheiro dos peixes. Dimetilamina Kb = 5,2.10- 4(secundária) Metilamina Kb = 4,4.10- 4(primária) Trimetilamina Kb = 6,2.105(terciária) Amônia Kb = 1,8.10- 5 Fenilamina Kb = 3,8.10- 10(aromática) È comum nos livros e questões de vestibulares a omissão da letra “N” na nomenclatura de aminas secundárias e terciárias, mas isso não está de acordo com as recomendações atuais da IUPAC. Devido ao caráter básico as aminas podem ser neutralizadas por ácidos formando um sal. H3C-NH2 + HCl → [ H3C-NH3]+Cl[ H3C-NH3]+Cl- = Cloreto de metilamônio ou cloridrato de metilamina Alcalóides Alcalóides são compostos orgânicos, em geral heterocíclicos, nitrogenados, de caráter básico, de origem vegetal, que possuem acentuada ação fisiológica, atuando como tóxicos e alucinógenos. O filósofo grego Sócrates foi sentenciado à morte, sendo condenado a tomar um extrato vegetal , que continha um alcalóide extremamente tóxico com nome de coniina. Outros exemplos de alcalóides são: nicotina, cocaína, cafeína, morfina etc. O costume de se utilizar limão ou vinagre para diminuir o forte cheiro do peixe é baseado nessa reação. Amidas Fórmula Geral: O R C N Grupo funcional O grupo ligado ao nitrogênio pelo carbono da carbonila é denominado de acila. O R “Radical acila” Basicidade Nomenclatura IUPAC As aminas são consideradas as bases orgânicas.A origem da basicidade das aminas é o par de elétrons livre do nitrogênio que pode ser doado para o cátion H+, portanto as aminas podem atuar como bases de Bronstëd ou Lewis. A nomenclatura de monoacilados de amônia substitui a terminação óico do ácido de origem por amida. O H3C CH2 C NH2 R + NH2 + H R + NH3 Propanamida O 7 6 5 4 3 2 1 NH2 4-etil-3,5-dimetilept-3-enamida Brönsted Ácido ⇒ substância que pode doar um próton (H+). Base ⇒ substância que pode receber um próton (H+). O C NH2 Benzamida ou Benzenocarboxiamida 2 Na reação de ácidos carboxílicos com aminas primárias ou secundárias os produtos são amidas monossubstituídas e dissubstituídas respectivamente. O 3 5 principalmente por indivíduos com problemas psiquiátricos. Produzidos a partir do ácido malônico e da uréia, agem no sistema nervoso central, podendo causar sono ou relaxamento, dependendo da dosagem ministrada. A mistura de barbitúricos com bebidas alcoólicas é extremamente perigosa. Jimi Hendrix um dos mais carismáticos guitarristas da história do rock foi vítima dessa mistura e morreu com 27 anos sufocado no próprio vômito. 4 2 1 N CH3 H N-metilpentanamida (amida monossubstituída) O H3C N A base desses medicamentos é o ácido barbitúrico. CH3 N-fenil-N-metilpentanamida(amida dissubstituída) Algumas amidas recebem nomes usuais derivados dos ácidos de origem. O H NH2 Formamida(derivada do ácido fórmico) O Na indústria , a uréia é obtida submetendo o gás carbônico à ação do gás amoniaco(NH3) em autoclave (200oC e 100atm). O H3C H2N NH2 Acetamida(derivada do ácido acético) C NH2 Uréia ou carbodiamida A nomenclatura de derivados da amônia diacilados e triacilados normalmente não é abordada nos vestibulares. Caráter ácido-básico Devido ao compromentimento do par de elétrons do nitrogênio com a ressonância que ocorre com a carbonila , podemos considerar as amidas como substâncias neutras. Uma reação muito abordada nos vestibulares é a hidrólise da uréia. O H2N Amida importante Uma amida muito importante é a uréia. Sólido branco, cristalino, solúvel em água que constitui um dos produtos finais do metabolismo dos animais, sendo eliminada pela urina. A uréia é largamente usada como adubo, na alimentação do gado, produção de hidratantes, como estabilizador de explosivos e na produção de resinas. Vários derivados da uréia são importantes na medicina como a classe de compostos denominados de barbitúricos. Barbitúricos são substâncias utilizadas, desde o início do século XX, para o tratamento da ansiedade e agitação de pacientes, NH2 + H2O CO2 + 2NH3 Essa reação libera amônia um gás tóxico que possui cheiro forte. Essa é a reação que produz o forte odor da urina. Nitrilas Nitrilas são compostos orgânicos obtidos a partir do ácido cianídrico (HCN) pela substituição do hidrogênio por um radical derivado de um hidrocarboneto. Em sua nomenclatura substitutiva (IUPAC), usa-se o nome do hidrocarboneto correspondente seguido do sufixo nitrila. Na nomenclatura radicofuncional(usual) as nitrilas são nomeadas pela citação da palavra cianeto seguida da preposição de e do nome do grupo R com a terminação ila. 3 Fórmula Geral: R H3C C N Etanonitrila ou cianeto de metila H2C CH C N 6 4 C N Propenonitrila ou cianeto de vinila(usual) 2 1 CN 5 3 Hexanonitrila Quadro Clínico: libera ácido cianídrico causando anóxia celular. Distúrbios gastrointestinais: náuseas, vômitos, cólicas abdominais, diarréia, acidose metabólica, hálito de amêndoas amargas. Distúrbios neurológicos: sonolência, convulsões e coma. Distúrbios respiratórios: dispnéia, apnéia, secreções, cianose, distúrbios cárdiocirculatórios. As nitrilas cíclicas são nomeadas citando-se o nome do grupo R correspondente, seguido da palavra carbonitrila. Isonitrilas São compostos que apresentam o seguinte grupo funcional: CN R N C Ciclopentanocarbonitrila ou cianeto de ciclopentila CN Benzenocarbonitrila ou Benzonitrila Em sua nomenclatura substitutiva (IUPAC), usa-se o nome do grupo R substituinte com a terminação “il”. seguido do sufixo carbilamina. Na nomenclatura radicofuncional (usual) as isonitrilas são nomeadas pela citação da palavra isocianeto seguida da preposição de e do nome do grupo R com a terminação ila. H3C N C Metilcarbilamina ou isocianeto de metila As nitrilas são compostos muito tóxicos N C Fenilcarbilamina ou isocianeto de fenila As isonitrilas são menos estáveis que as nitrilas As sementes de alguns alimentos como cerejas ,uvas ,maçãs e pêssegos possuem uma pequena quantidade de uma nitrila a amigdalina. Devido a essa diferença de estabilidade, uma isonitrila pode ser convertida facilmente em uma nitrila por um simples aquecimento.As nitrilas são isômeras das isonitrilas. H3C NC 250 °C H3C CN Nitrocomposto São compostos orgânicos derivados do ácido nítrico pela substituição da hidroxila por um grupo alquila ou arila. Em sua nomenclatura, usa-se o prefixo nitro seguido do nome do hidrocarboneto correspondente. “Amigdalina” Essa nitrila pode sofrer hidrólise em nosso organismo liberando o HCN, uma substância extremamente tóxica. No entanto nessas sementes a quantidade de amigadalina não é suficiente para causar uma intoxicação ou a morte de uma pessoa.Já na mandioca brava , o nível de amigadalina presente é suficiente para matar uma pessoa.Ela pode ser utilizada na alimentação do gado ou no preparo de pratos típicos da região norte do país depois de receber tratamentos especiais. ou Fórmula geral 4 6 5 2-nitroexano 4 NO2 NO2 3 2 1 Nitrobenzeno CH3 O2N NO 2 NO2 2,4,6 trinitrotolueno (T.N.T) Explosivos A nitroglicerina(TNG) é uma substância líquida, incolor,oleosa altamente instável e explosiva que foi descoberta em 1847 pelo químico italiano Sobrero.A sua detonação espontânea pode ser causada facilmente por aquecimento ou por um simples choque mecânico. Os propósito da dinamite era, segundo Nobel, auxiliar na construção civil. Mas na primeira guerra mundial, foi logo adotada como uma arma extremamente mortal. Logo após o fim da guerra, um jornal publicou, erroneamente, o obituário de Alfred Nobel, sem este ter realmente morrido. Nobel percebeu que seria lembrado como o homem que criou o explosivo e causou tantas mortes. Para limpar sua consciência e seu nome, criou um instituto, que anualmente distribui prêmios para trabalhos relevantes em medicina, ciência e paz. NO 2 O O O 2N O NO 2 “Medalha do prêmio Nobel” Atualmente existem outros explosivos que também possuem o grupo nitro.Os principais são: O 2N CH3 NO2 O 2N N N N NO2 NO 2 2,4,6 - trinitrotolueno(TNT) RDX A nitroglicerina é um éster inorgânico A sua decomposição forma uma grande quantidade de produtos gasosos estáveis, gerando uma grande conversão de energia de ligação para energia cinética. A nitroglicerina também foi utilizada como vaso-dilatador no tratamento de doenças cardíacas. 4C3H5N3O9(l) → 6N2(g) + 12 CO2(g) +10H2O(v) + O2(g) Devido a sua gande instabilidade muitas pessoas perderam a vida tentando trabalhar com essa substância, até o problema ter sido resolvido pelo químico suéco Alfred Nobel. Nobel estivera trabalhando em Stockholm, por vários anos, com a nitroglicerina, que era preparada pela mistura de glicerol é os ácidos sulfúrico e nítrico. Foram vários os acidentes explosivos no laboratório, incluindo um em que seu irmão, Emil Nobel e outras pessoas morreram. As autoridades de Stockholm proibiram, então, experimentos com nitroglicerina nos limites da cidade. Nobel mudou o seu laboratório para Lake Malaren e, em 1864, encontrou a solução. Nobel experimentou misturar nitroglicerina com vários aditivos, numa tentativa de torná-la estável. Ele logo descobriu que a mistura da nitroglicerina com um certo tipo de argila, chamado kieselguhr, era muito eficaz: tornava o líquido instável em uma pasta sólida estável e maleável. No ano seguinte, em 1867, ele patenteou a mistura com o nome "Dynamite". Atualmente, a dinamite é feita com nitroglicerina, nitrato de amônio e nitrato de sódio (2 outros explosivos), polpa de madeira e um pouco de carbonato de cálcio para neutralisar os excessos de ácidos que podem estar presentes. 5 NO2