Unhaamida é uncomposto orgánico que contén ogrupo funcional amida, o cal está formado por un grupocarbonilo (R-C=O) unido a un átomo de nitróxeno. O termo pode facer referencia tanto a un tipo de composto coma aogrupo funcional presente en ditos compostos.
O termoamida tamén se utiliza para referirse á forma desprotonada doamoníaco (NH3) ou dunhaamina, con frecuencia representados como anións R2N–. Neste artigo non se tratará destasamidas aniónicas, senón que se centrará nas amidas normais formadas porcarbonilo-nitróxeno.
As amidas máis simples son derivados do amoníaco nas que un átomo de hidróxeno foi substituído por ungrupo acilo. O conxunto represéntase xeralmente como RC(O)NH2. Moi relacionadas coas anteriores e moito máis numerosas son as amidas derivadas deaminas primarias (R'NH2) cuxa fórmula xeral é RC(O)NHR'. As amidas poden orixinarse tamén a partir de aminas secundarias (R'RNH) cuxa fórmula é RC(O)NR'R. As amidas son xeralmente consideradas derivados deácidos carboxílicos nos que o grupohidroxilo do COOH foi cambiado por unha amina ou amoníaco.
O par de electróns solitarios que ten onitróxeno está deslocalizado nos carbonilos, formando undobre enlace parcial entre o nitróxeno e o carbono do carbonilo. Como consecuencia o nitróxeno das amidas non ten unha estrutura de enlaces piramidal. Estímase que a estrutura resoante da acetamida está na forma A nun 62% e na B nun 28% (porque o O é máiselectronegativo có N).[1]
A nomenclatura usual é engadir o termo amida á raíz do nome do ácido orixinal. Por exemplo, a amida derivada doácido acético denomínaseacetamida (CH3CONH2). A IUPAC recomenda o nomeetanamida para este composto, pero este e outros nomes formais relacionados atópanse pouco nas publicacións. Cando a amida deriva dunha amina primaria ou secundaria, ossubstituíntes no nitróxeno indícanse primeiro no nome. Así, a amida formada a partir dadimetilamina e o ácido acético é aN,N-dimetilacetamida (CH3CONMe2, onde Me = CH3 ou metilo). Xeralmente tamén este nome é simplificado adimetilacetamida.
As amidas cíclicas denmomínanselactamas; e son necesariamente amidas secundarias ou terciarias.
Os grupos funcionais formados por -P(O)NR2 e -SO2NR2 denomínansefosfonamidas esulfonamidas, respectivamente.[2]
Se as comparamos coasaminas, as amidas teñen unha basicidade moi feble. Oácido conxugado dunhaamina ten unpKa de arredor de 9,5, o ácido conxugado dunha amida ten un pKa de arredor de -0,5. Por tanto, as amidas non teñen unhas propiedadesácido-base moi significativas en medio acuoso. Esta falta de basicidade explícase pola natureza captadora de electróns do grupo carbonilo, que fai que o par de electróns solitarios do nitróxeno estea deslocalizado porresonancia. Por outra parte, as amidas son bases moito máis fortes cós ácidos carboxílicos,ésteres,aldehidos, ecetonas (con ácidos conxugados con pKa entre -6 e -10).[1] A resonancia está impedida en gran medida naquinuclidona, unha molécula moi tensionada.
A causa da granelectronegatividade do osíxeno, o carbonilo (C=O) é un dipolo máis forte có dipolo N-C. A presenza dun dipolo C=O e, en menor media un dipolo N-C, permite ás amidas actuar como aceptores noenlace de hidróxeno. Nas amidas primarias e secundarias, a presenza de dipolos N-H permite que as amidas funcionen tamén como doantes no enlace de H. Deste xeito, as amidas poden participar na formación de enlaces de hidróxeno coaauga e outros solventes próticos; o átomo de osíxeno pode aceptar enlaces de hidróxeno da auga e os hidróxenos do N-H poden doar enlaces de H. Como resultado de interaccións coma estas, a solubilidade en auga das amidas é meirande cá dos hidrocarbonos equivalentes.
O protón dunha amida primaria ou secundaria non se disocia facilmente en condicións normais; o seu pKa está normalmente bastante por riba de 15. Inversamente, en condicións extremadamente ácidas, o osíxeno do carbonilo pode protonarse cun pKa de aproximadamente –1.
A solubilidade das amidas e ésteres é comparable. Tipicamente as amidas son menos solubles cás aminas e ácidos carboxílicos similares, xa que estes compostos poden tanto doar coma aceptar enlaces de hidróxeno. As amidas terciarias, coa importante excepción da N,N-dimetilformamida, son pouco soluble en auga.
A presenza do grupo funcional amida é xeralmente fácil de establecer, polo menos en moléculas pequenas. Son os grupos funcionais non básicos máis comúns. Poden distinguirse dos grupos nitro e ciano polo seuespectro infravermello. As amidas mostran unha banda νCO moderadamente intensa preto dos 1650 cm−1. Conespectroscopía de resonancia magnética nuclear1H, aparecen sinais de CONHR a campos baixos. Na cristalografía de raios X, o centro C(O)N xunto cos tres átomos inmediatamente adxacentes definen un plano característico.
As amidas son moi comúns na natureza e en tecnoloxía como materiais estruturais. O enlace amida fórmase doadamente, confire rixidez estrutural, e resiste ben ahidrólise. Osnailons son poliamidas como tamén o son materiais tan resistentes como aAramid,Twaron, eKevlar. Os enlaces amida en contextos bioquímicos denomínanseenlaces peptídicos. Os enlaces amida constitúen unha característica molecular definitoria dasproteínas, cuxa estrutura secundaria está estabilizada en grande medida pola capacidade das amidas de formarenenlaces de hidróxeno. As amidas de baixo peso molecular, como a dimetilformamida (HC(O)N(CH3)2), son disolventes comúns. Moitos fármacos son amidas, como apenicilina e oLSD.
As amidas fórmanse xeralmente por medio de reaccións entreácidos carboxílicos eaminas. Coñécense moitos métodos para desprazar o equilibrio desfavorable da reacción cara á dereita:
RCO2H + R'R"NH RC(O)NR'R" + H2O
A maior parte destas reaccións implican "activar" o ácido carboxílico e o mellor método coñecido, areacción de Schotten-Baumann, que implica a conversión do ácido a cloruro de ácido:
A reacción aparentemente simple directa entre unalcohol e unhaamina para dar unha amida non se intentou ata 2007, utilizando uncatalizador especial conrutenio efectivo na chamada acilación deshidroxenativa:[9]
A xeración de gas hidróxeno compensa a termodinámica desfavorable da reacción. Pénsase que a reacción procede por medio dunha deshidroxenación do alcohol aaldehido seguida da formación dunhemiaminal e despois hai unha segunda deshidroxenación para dar a amida. A eliminación de auga no hemiaminal para formar unha imina non se observou.
As amidas poden sufrir moitas reaccións químicas, xeralmente ao ser atacado o carbonilo e romper o dobre enlace do carbonilo e formar un intermediato tetraédrico. Poden servir denucleófilos ostioles,hidroxilos eaminas. Debido á súa estabilización por resonancia, as amidas son menos reactivas en condicións fisiolóxicas cósésteres. Os encimas, como por exemplo aspeptidases ou catalizadores artificiais, aceleran as reaccións de hidrólise. Poden hidrolizarse enálcali quente, e tamén en condicións ácidas fortes. En condicións ácidas renden o ácido carboxílico e o iónamonio, e en condicións de hidrólise básica renden o ióncarboxilato eamoníaco. As amidas son tamén precursores versátiles de moitos outros grupos funcionais.
↑1,01,1"Amide Resonance" Correlates with a Breadth of C-N Rotation Barriers Carl R. Kemnitz and Mark J. LoewenJ. Am. Chem. Soc.;2007; 129(9) pp 2521 - 2528; (Article)doi10.1021/ja0663024
↑Bodroux F., Bull. Soc. Chim. France, 1905, 33, 831;
↑Bodroux reaction at the Institute of Chemistry, Skopje, MacedoniaLinkArquivado 24 de setembro de 2015 enWayback Machine.
↑Schulenberg, J. W.; Archer, S.Org. React.1965,14.
↑A. W. Chapman, "CCLXIX. - Imino-aryl ethers. Part III. The molecular rearrangement of N-phenylbenziminophenyl ether",Journal of the Chemical Society, Transactions,127:1992-1998, 1925.doi10.1039/CT9252701992
↑Advanced organic Chemistry, Reactions, mechanisms and structure 3ed. Jerry MarchISBN 0-471-85472-7
↑Direct Synthesis of Amides from Alcohols and Amines with Liberation of H2 Chidambaram Gunanathan, Yehoshoa Ben-David,David Milstein Science 10 August 2007: Vol. 317. no. 5839, pp. 790 - 792doi10.1126/science.1145295
