Amidas

A estrutura e classificação das amidas

Amidas são derivados de ácidos carboxílicos . Na molécula de ácido original, o grupo hidroxila é substituído por um grupo amina. Dependendo do grau de substituição de uma amida específica, átomos de hidrogênio, um radical ácido ou qualquer grupo orgânico se ligam ao átomo de nitrogênio. Portanto, as amidas são caracterizadas pela presença de até dois grupos funcionais em suas moléculas: um grupo carbonila e um grupo amino. A estrutura química das amidas é a mais diversa entre todos os derivados do ácido carboxílico, pois as amidas incluem compostos tão simples como a ureia e tão complexos como as proteínas . A ligação amida é, portanto, uma das ligações mais cruciais para todos os organismos vivos, visto que é encontrada nas cadeias polipeptídicas. Com base na estrutura de suas moléculas, as amidas são divididas em:

• Amidas primárias – são caracterizadas por um átomo de hidrogênio da molécula NH ₃ substituído por um grupo acil. Um exemplo de tal amida é a acetamida (etanamida).
• Amidas secundárias – com dois grupos acil em suas moléculas. Amidas secundárias são comumente chamadas de imidas. Um exemplo de amida secundária é a N-metilacetamida.
• Amidas terciárias – possuem três grupos acil ligados a um átomo de nitrogênio. Eles são chamados de triaciliminas. Um exemplo deste grupo de amidas é a N,N-dimetilacetamida.

As imidas são um grupo de amidas que merecem atenção especial. São derivados de anidridos de ácidos dicarboxílicos, nos quais o átomo de oxigênio foi substituído por um grupo imida divalente =NH. Exemplos de tais compostos são imida de ácido succínico e imida de ácido ftálico. As imidas de ácidos dicarboxílicos são geralmente obtidas pela reação de anidridos de ácidos dicarboxílicos com amônia . Um exemplo interessante de imida é a diimida do ácido carbônico , comumente referida como uréia. Hoje em dia, é uma importante matéria-prima no processamento químico. Sua produção em larga escala se deve principalmente ao uso na indústria de fertilizantes. Além disso, a uréia é o primeiro composto orgânico obtido por síntese química (fora do corpo humano). Isso foi feito por Friedrich Wohler em 1828.

Preparação

Existem vários métodos básicos para obter amidas de ácidos carboxílicos. Uma das reações básicas para a obtenção de amidas é o aquecimento de certos ácidos carboxílicos com uma solução aquosa de amônia . Isto leva à obtenção de amidas primárias. Um produto intermediário de tal reação é o sal de amônio de um ácido carboxílico que produz uma amida e uma molécula de água como resultado da pirólise. Você também pode usar a reação que ocorre entre anidridos ácidos e amônia. Também podem ser utilizados uma amida primária e um sal de amónio do ácido correspondente. Amidas primárias também podem ser obtidas usando ésteres e nitrilas. As amidas secundárias são obtidas pela reação de certos ácidos carboxílicos com as amidas primárias correspondentes. Tal reação resulta em uma amida secundária e uma molécula de água. Além disso, amidas secundárias podem ser obtidas utilizando ésteres particulares. As amidas terciárias são obtidas da mesma maneira que as amidas secundárias. Neste caso, contudo, o ácido carboxílico reage com uma amida secundária. Da mesma forma que nos casos descritos acima, os produtos da transformação são uma amida terciária e uma molécula de água. Mas isso não é tudo: as amidas terciárias podem ser obtidas pela reação de um éster com uma solução aquosa de amônia. Dentre as amidas de ácido carboxílico, a amida de ácido acético merece atenção especial. É comumente conhecido como acetamida. É obtido, entre outros, pela desidratação do acetato de amônio quando este é aquecido à temperatura de decomposição. Ao mesmo tempo, a estrutura mais simples de uma amida pode ser encontrada na amida do ácido benzóico (benzamida). Esta substância é obtida pela reação da amônia com cloreto de benzoíla (cloreto de ácido benzóico). A reação envolve a substituição por um grupo funcional do íon cloreto.

Propriedades

A estrutura das moléculas de amida determina diretamente suas propriedades. A ligação amida encontrada na molécula é plana (plana). As amidas são geralmente de natureza neutra (mas podem ser ligeiramente ácidas em alguns casos). Amidas simples são bem solúveis em água . Isto está relacionado com a estrutura das moléculas de amida e, em particular, com a ausência de uma longa cadeia de hidrocarbonetos e a presença de um átomo de nitrogênio altamente eletronegativo, bem como de átomos de carbono que podem formar ligações de hidrogênio. Quando uma solução aquosa de amidas simples é aquecida por um período prolongado, elas se convertem em sais de amônio. A amida mais simples, nomeadamente a metanoamida (formamida), apresenta uma forma líquida à temperatura ambiente. Os outros compostos deste grupo são sólidos. Eles também são caracterizados por pontos de fusão e ebulição relativamente altos . Os seus valores excedem em muito os específicos dos seus ácidos carboxílicos correspondentes. Além disso, graças à sua estrutura molecular, as amidas demonstram polaridade significativa e tendência à associação, ou seja, à formação de aglomerados maiores a partir de moléculas individuais (formação de ligações de hidrogénio). Considerando a baixa reatividade das amidas, as condições para suas reações químicas devem ser muito mais extremas. As amidas sofrem principalmente reações de hidrólise. Isso ocorre em condições ácidas ou alcalinas. Dependendo da reação, as amidas individuais são reduzidas a aminas primárias, secundárias ou terciárias. Nas reações com cloreto de tionila, as amidas primárias são convertidas em nitrilas. O que é ainda mais importante é que as amidas podem formar polímeros, chamados poliamidas. De todas as poliamidas conhecidas, o náilon é a mais importante. As amidas também reagem com ácidos fortes para produzir os sais correspondentes. As amidas também são conhecidas por reagirem com o hidrogênio. Como resultado, eles formam aminas.

Nylon

Uma amida que se revelou mais importante para o desenvolvimento industrial, incluindo o processamento químico, é o náilon, obtido pela primeira vez em 1935. É um exemplo de poliamida, um polímero sintético de moléculas grandes cuja estrutura inclui um grupo amida. Para obter o náilon, é necessário começar pelo chamado rearranjo de Beckmann. A primeira etapa desta reação é uma síntese de amida envolvendo o rearranjo de oximas. Uma maneira de efetuar esse processo é aquecer a oxima com um ácido que possua fortes propriedades protonantes. O ácido sulfúrico (VI) é um exemplo desse ácido protonante. O rearranjo de Beckmann é utilizado em escala industrial para produzir caprolactama, matéria-prima básica na produção do náilon (processo de polimerização da lactama). O náilon obtido caracteriza-se por uma série de propriedades que o diferenciam dos demais materiais. É conhecido principalmente por sua alta resistência e, ao mesmo tempo, é fácil de trabalhar. Também é resistente a produtos químicos. Suas vantagens incluem baixo peso, propriedades isolantes e dielétricas, baixa abrasão e características de atenuação. O nylon é atualmente um dos plásticos mais populares. É considerado um dos plásticos mais versáteis do mundo. É utilizado em praticamente todos os ramos da indústria, desde têxteis até aviação. É produzido principalmente na forma de fibras muito resistentes, em comparação com outros materiais. Nesta forma, destina-se à produção de fios, tecidos e malhas. As fibras de náilon também podem ser encontradas em tapetes, calçados, roupas de proteção, bolas de basquete, pára-quedas, cordas de guitarra, fios cirúrgicos, roupas de banho, caixas de tomadas elétricas ou componentes de carrocerias de automóveis.