Amidler

Amitlerin yapısı ve sınıflandırılması

Amitler karboksilik asitlerin türevleridir. Orijinal asit molekülünde hidroksil grubunun yerini bir amin grubu alır. Belirli bir amidin ikame derecesine bağlı olarak, hidrojen atomları, bir asit radikali veya herhangi bir organik grup nitrojen atomuna bağlanır. Bu nedenle amitler, moleküllerinde iki kadar fonksiyonel grubun varlığıyla karakterize edilir: bir karbonil grubu ve bir amino grubu. Amitlerin kimyasal yapısı, tüm karboksilik asit türevleri arasında en çeşitli olanıdır; çünkü amidler, üre kadar basit ve proteinler kadar karmaşık bileşikler içerir. Bu nedenle amid bağı, polipeptit zincirlerinde bulunduğu için tüm canlı organizmalar için en önemli bağlardan biridir. Amitler moleküllerinin yapısına göre ikiye ayrılır:

• Birincil amidler – _NH3 molekülünün bir hidrojen atomunun bir asil grubu ile değiştirilmesiyle karakterize edilirler. Böyle bir amidin bir örneği asetamiddir (etanamid).
• İkincil amidler – moleküllerinde iki asil grubu bulunanlar. İkincil amidlere genellikle imidler denir. İkincil amidin bir örneği N-metilasetamiddir.
• Üçüncül amidler, bir nitrojen atomuna bağlı üç asil grubuna sahiptirler. Bunlara triasiliminler denir. Bu amid grubunun bir örneği N,N-dimetilasetamiddir.

İmidler, özellikle dikkat edilmesi gereken bir grup amiddir. Bunlar, oksijen atomunun iki değerlikli bir imid grubu =NH ile değiştirildiği dikarboksilik asitlerin anhidritlerinin türevleridir. Bu tür bileşiklerin örnekleri süksinik asit imid ve ftalik asit imiddir. Dikarboksilik asitlerin imidleri genellikle dikarboksilik asit anhidritlerinin amonyakla reaksiyona sokulmasıyla elde edilir. Bir imidin ilginç bir örneği, genellikle üre olarak adlandırılan karbonik asit diimiddir. Günümüzde kimyasal işlemlerde önemli bir hammaddedir. Büyük ölçekli üretimi esas olarak gübre endüstrisinde kullanılmasından kaynaklanmaktadır. Ayrıca üre, kimyasal sentezle (insan vücudu dışında) elde edilen ilk organik bileşiktir. Bu, 1828’de Friedrich Wohler tarafından yapıldı.

Hazırlık

Karboksilik asit amidlerini elde etmek için birkaç temel yöntem vardır. Amit elde etmek için yapılan temel reaksiyonlardan biri, bazı karboksilik asitlerin sulu bir amonyak çözeltisi ile ısıtılmasıdır. Bu, birincil amidlerin elde edilmesine yol açar. Böyle bir reaksiyonun ara ürünü, piroliz sonucunda bir amid ve bir su molekülü üreten bir karboksilik asidin amonyum tuzudur. Asit anhidritler ve amonyak arasında meydana gelen reaksiyonu da kullanabilirsiniz. İlgili asidin birincil amid ve amonyum tuzu da kullanılabilir. Birincil amidler ayrıca esterler ve nitriller kullanılarak da elde edilebilir. İkincil amidler, belirli karboksilik asitlerin karşılık gelen birincil amidlerle reaksiyona sokulmasıyla elde edilir. Böyle bir reaksiyon ikincil bir amid ve bir su molekülüyle sonuçlanır. Ayrıca belirli esterler kullanılarak ikincil amidler elde edilebilir. Üçüncül amidler, ikincil amidlerle aynı şekilde elde edilir. Ancak bu durumda karboksilik asit ikincil bir amid ile reaksiyona girer. Yukarıda açıklanan durumlara benzer şekilde, dönüşümün ürünleri bir üçüncül amid ve bir su molekülüdür. Ancak hepsi bu kadar değil: üçüncül amidler, bir esterin sulu bir amonyak çözeltisiyle reaksiyona sokulmasıyla elde edilebilir. Karboksilik asit amidleri arasında asetik asit amid özel ilgiyi hak etmektedir. Yaygın olarak asetamid olarak bilinir. Diğerlerinin yanı sıra, amonyum asetatın ayrışma sıcaklığına ısıtıldığında dehidrasyonuyla elde edilir. Aynı zamanda bir amid içindeki en basit yapı benzoik asit amidde (benzamid) bulunabilir. Bu madde amonyağın benzoil klorür (benzoik asit klorür) ile reaksiyona sokulmasıyla elde edilir. Reaksiyon, klorür iyonunun fonksiyonel bir grubuyla ikameyi içerir.

Özellikler

Amit moleküllerinin yapısı, özelliklerini doğrudan belirler. Molekülde bulunan amid bağı düzlemseldir (düz). Amidler genellikle doğada nötrdür (ancak bazı durumlarda hafif asidik olabilir). Basit amidler suda iyi çözünür . Bu, amid moleküllerinin yapısıyla ve özellikle uzun bir hidrokarbon zincirinin bulunmaması ve oldukça elektronegatif bir nitrojen atomunun yanı sıra hidrojen bağları oluşturabilen karbon atomlarının varlığıyla ilgilidir. Basit amidlerin sulu bir çözeltisi uzun süre ısıtıldığında amonyum tuzlarına dönüşürler. En basit amid, yani metanoamid (formamid), oda sıcaklığında sıvı bir forma sahiptir. Bu gruptaki diğer bileşikler katıdır. Ayrıca nispeten yüksek erime ve kaynama noktalarıyla da karakterize edilirler. Değerleri, karşılık gelen karboksilik asitlere özgü değerlerin çok üzerindedir. Dahası, moleküler yapıları sayesinde amitler önemli bir polarite ve birleşme eğilimi gösterirler, yani bireysel moleküllerden daha büyük kümeler oluştururlar (hidrojen bağlarının oluşumu). Amitlerin düşük reaktivitesi göz önüne alındığında, kimyasal reaksiyon koşullarının çok daha ekstrem olması gerekir. Amitler esas olarak hidroliz reaksiyonlarına girer. Bunlar asidik veya alkali koşullar altında gerçekleşir. Reaksiyona bağlı olarak bireysel amidler birincil, ikincil veya üçüncül aminlere indirgenir. Tiyonil klorür ile reaksiyonlarda birincil amidler nitrillere dönüşür. Daha da önemlisi amidler, poliamid adı verilen polimerleri oluşturabilir. Bilinen tüm poliamidler arasında naylon en önemlisidir. Amitler ayrıca karşılık gelen tuzları üretmek için güçlü asitlerle reaksiyona girer. Amitlerin ayrıca hidrojenle reaksiyona girdiği de bilinmektedir. Sonuç olarak aminler oluştururlar.

Naylon

Kimyasal işleme de dahil olmak üzere endüstriyel gelişim için en önemli olduğu kanıtlanan bir amid, ilk kez 1935’te elde edilen naylondur. Bu, yapısı bir amid grubu içeren sentetik büyük moleküllü bir polimer olan poliamidin bir örneğidir. Naylon elde etmek için Beckmann yeniden düzenlemesi olarak adlandırılan yöntemle başlamanız gerekir. Bu reaksiyonun ilk adımı, oksimlerin yeniden düzenlenmesini içeren bir amid sentezidir. Bu işlemi gerçekleştirmenin bir yolu, oksimi güçlü protonlayıcı özelliklere sahip bir asitle ısıtmaktır. Sülfürik (VI) asit böyle bir protonlayıcı asidin bir örneğidir. Beckmann yeniden düzenlemesi , naylon üretiminde (laktam polimerizasyon işlemi) temel hammadde olan kaprolaktam üretmek için endüstriyel ölçekte kullanılır. Elde edilen naylon, onu diğer malzemeler arasında öne çıkaran bir dizi özellik ile karakterize edilir. Öncelikle yüksek mukavemeti ile tanınır ve aynı zamanda işlenmesi de kolaydır. Ayrıca kimyasallara karşı da dayanıklıdır. Avantajları arasında düşük ağırlık, yalıtım ve dielektrik özellikler, düşük aşınma ve zayıflama özellikleri yer alır. Naylon şu anda en popüler plastiklerden biridir. Dünyanın en çok yönlü plastiklerinden biri olarak kabul edilir. Tekstilden havacılığa kadar sanayinin hemen her dalında kullanılmaktadır. Diğer malzemelerle karşılaştırıldığında öncelikle çok güçlü lifler halinde üretilir. Bu formda iplik, kumaş ve triko üretimine yöneliktir. Naylon elyaflar aynı zamanda halılarda, ayakkabılarda, koruyucu giysilerde, basketbol toplarında, paraşütlerde, gitar tellerinde, cerrahi ipliklerde, mayolarda, elektrik priz kutularında veya oto gövde bileşenlerinde de bulunabilir.