FUNCIONES ORGANICAS NITROGENADAS

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Estos grupos de sustancias contienen, además de carbono e hidrógeno, nitrógeno y, 
en algunos casos, oxígeno. 
 
 
Son derivados alquílicos o arílicos del amoníaco (NH
3
), es decir, sustancias 
originadas por la sustitución sucesiva de los hidrógenos del amoníaco por grupos 
alquilo o arilo. 
 
 
 
El grupo ―NH
2
 se llama grupo amino. 
 
Las aminas se clasifican en primarias, secundarias y terciarias, según tengan uno, 
dos, o tres radicales unidos al nitrógeno. 
 
 
 
El nombre de las aminas se obtiene anteponiendo a la terminación AMINA el nombre 
del o los radicales presentes, que pueden ser iguales o no. Ejemplo: 
 
 
 
Si el radical es aromático, tendremos las aminas aromáticas: 
 
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Las aminas se forman combinando amoníaco con un halogenuro de alquilo o arilo. 
Ejemplo: 
 
 
A su vez, la amina formada puede combinarse con otra molécula de CH
3
Cl y 
entonces resulta: 
 
 
 
Y puede además producirse una nueva sustitución: 
 
 
 
En el caso de las aminas alifáticas, los primeros términos son gaseosos. Las aminas 
de tres a once átomos de carbono son líquidas a temperatura ambiente, con 
excepción de la trimetilamina; las restantes son sólidas. Los primeros términos tienen 
olor desagradable (amoniacal) y son solubles en agua. La semejanza con el 
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amoníaco y la solubilidad en agua va decreciendo al aumentar la cadena 
hidrocarbonada. Los términos superiores no presentan olor desagradable. Las 
aminas aromáticas son líquidas o sólidas, menos solubles en agua que las alifáticas y 
de olor poco desagradable, pero no amoniacal. 
 
 
Carácter básico 
 
 Reacción con el agua 
Por su semejanza con el amoníaco, las aminas se comportan como bases en solución 
acuosa. El amoníaco disuelto en agua, por tener un par de electrones no 
compartidos, atrae al protón del agua, formando al catión amonio y al anión oxhidrilo: 
 
 
 
Con las aminas la reacción es semejante: 
 
 
 
La metil amina es una base más fuerte que el amoníaco, y este aumento de basicidad 
se explica por el efecto inductivo que ejerce el radical metilo unido al nitrógeno del a 
amina. Aumenta así la densidad electrónica del nitrógeno, facilitando la atracción de 
H
+
 y la formación del OH
−
 que le confiere la basicidad: 
 
A causa del mismo efecto producido por dos radicales alquílicos, la dimetilamina 
(secundaria), presenta carácter básico más acentuado: 
 
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Un tercer radical alquílico (amina terciaria), a pesar del efecto inductivo, disminuye la 
basicidad, dado que la disposición espacial de los tres radicales alquílicos que 
rodean al átomo de nitrógeno hace difícil al par electrónico no compartido atraer al 
protón. Esta distribución espacial de los radicales alquílicos, que modifica el efecto 
inductivo, se llama “efecto estérico”. 
 
 
En las aminas aromáticas, el carácter básico es menor que el que presentan las 
alifáticas y el amoníaco. La anilina resulta menos básica que el amoníaco, debido a 
que el núcleo bencénico no saturado atrae al par de electrones no compartido del 
nitrógeno, debilitando la atracción de un protón: 
 
 
 
a. Por reacción de haluros de alquilo con el amoníaco 
Calentando en un autoclave un halogenuro de alquilo con amoníaco se obtiene una 
mezcla de aminas y una sal de amonio cuaternaria: 
 
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El cloruro de metilamonio reacciona con más amoníaco, formando metilamina: 
 
 
La reacción no se detiene con la formación de la amina primaria, sino que continúa 
con el mismo mecanismo, dando lugar a la formación de aminas secundarias, 
terciarias y sales de amonio cuaternarias. 
 
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Para obtener un rendimiento satisfactorio de una amina primaria, es necesario 
emplear un gran exceso de amoníaco. 
 
Este mismo procedimiento se emplea para la obtención de aminas aromáticas, 
tratando el amoníaco con halogenuros de arilo. Así se obtiene industrialmente la 
anilina (fenilamina), calentando clorobenceno con amoníaco a temperaturas de 250 a 
300ºC. Este procedimiento se conoce en la industria como el método de Dow: 
 
 
b. Por reducción de nitrilos 
Las aminas primarias alifáticas también pueden ser obtenidas por hidrogenación 
catalítica de un nitrilo: 
 
 
 
 
La anilina es la más importante de las aminas aromáticas. Es un líquido incoloro, 
aceitoso, tóxico, poco soluble en agua; forma con ella una emulsión. Es soluble en 
alcohol, éter y benceno. En contacto con el aire y la luz se oxida, tomando un color 
pardo. 
 
Como el grupo amino (NH
2
) es un orientador orto-para, orienta a otros sustituyentes 
hacia las posiciones orto o para en todas las sustituciones que ocurran en el núcleo 
aromático. 
 
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Una reacción de sustitución muy importante es la sulfonación. Calentando la anilina 
con ácido sulfúrico concentrado a 180ºC durante varias horas se obtiene ácido 
sulfanílico: 
 
Este ácido es muy empleado en la preparación de colorantes y medicamentos. 
 
Uno de los métodos industriales de obtención de la anilina es la reducción catalítica 
del nitrobenceno: 
 
 
 
También se puede obtener por el método de Dow, es decir, haciendo reaccionar el 
amoníaco con un halogenuro de arilo. 
 
Usos de la anilina 
La anilina desempeña un papel importante en la industria de los colorantes. También 
se utiliza en la fabricación de resinas sintéticas y medicamentos. 
 
 
Como las aminas alifáticas, la anilina reacciona con el ácido nitroso, pero los 
productos obtenidos son diferentes. Haciendo actuar ácido nitroso sobre la anilina a 
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temperaturas entre 0 y 5ºC, no se desprende nitrógeno, sino que se forma una sal 
llamada de fenildiazonio. El nombre proviene de di=dos y azote=nitrógeno. 
 
 
 
En condiciones apropiadas, las sales de diazonio pueden reaccionar con ciertos 
compuestos aromáticos para dar productos cuya fórmula general es Ar―N=N―Ar’, 
llamados azocompuestos. Esta reacción recibe el nombre de copulación; se retiene 
el grupo diazonio en el producto. 
 
 
En estas reacciones, la sal de fenildiazonio se ubica en posición para con respecto al 
grupo amino o fenol. Si esa posición está ocupada, la reacción se realiza en la 
posición orto. Si ninguna de las posiciones estuviese libre, la reacción no se produce. 
La diazotación y la copulación son el punto de partida para la síntesis de colorantes. 
 
 
El color de las sustancias orgánicas está relacionado con su estructura molecular. En 
la estructura de las sustancias colorantes se hallan presentes ciertos grupos atómicos 
no saturados, llamados cromóforos. Son grupos que presentan enlaces múltiples. Las 
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moléculas que tienen grupos cromóforos se llaman cromógenos. Los más comunes 
son: 
 
 
En los compuestos saturados, los electrones están fuertemente unidos y se necesita 
gran energía para excitar a sus electrones. Sólo pueden hacerlo las radiaciones de 
pequeña longitud de onda, porque son las más energéticas. Pero esas radiaciones 
no son visibles por el ojo humano y el compuesto aparece incoloro. Por el contrario, 
en los grupos no saturados, los electrones pi están débilmente unidos y se necesita 
menos energía para excitarlos, por lo cual las sustancias que los poseen absorben 
radiaciones en la zona visible o en el ultravioleta muy próximo y manifiestan color. 
Éste se intensifica si la molécula presenta dobles enlaces conjugados, pues entonces 
disminuye la energía de excitación de sus electrones. 
 
Por ejemplo, el benceno es un compuesto incoloro porque absorbe radiaciones en lazona no visible. La introducción en la estructura del benceno de un grupo cromóforo 
como el azo, lo transforma en una sustancia coloreada o cromógeno: 
 
 
 
La introducción de ciertos grupos en la molécula de un cromógeno intensifica y fija el 
color, transformando la sustancia coloreada en un colorante. Estos grupos reciben el 
nombre de auxócromos y se caracterizar por ser grupos dadores de electrones. Los 
principales son: 
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Además de los grupos cromóforos y auxócromos, para que un compuesto pueda ser 
utilizado como colorante, debe tener un tercer grupo salificable, que transforma el 
colorante en soluble en agua. Los grupos salificables son: 
 
 
 
Entonces: 
 
 
La heliantina es un colorante soluble que tiñe las fibras de lana y seda de color 
anaranjado. Es usada también como indicador de ácidos y bases. 
 
Clasificación de colorantes desde el punto de vista químico 
 
a. Nitrocolorantes 
 
Son derivados nitrados o polinitrados de los fenoles. Presentan por lo menos un 
grupo nitro en posición orto o para con respecto al grupo fenólico. Ejemplo: 
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b. Colorantes azoicos 
 
Es el grupo que comprende el mayor número de colorantes. Se caracteriza por la 
presencia de un grupo cromóforo azo unido a dos o más anillos aromáticos. Ejemplo: 
 
 
 
c. Colorantes del trifenilmetano 
 
Son derivados del trifenilmetano y se caracterizan por presentar en su estructura un 
átomo de carbono unido a dos núcleos bencénicos y a una estructura paraquinoide: 
 
 
 
Un colorante de este tipo es el verde de malaquita: 
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d. Colorantes de la antraquinona 
 
Tiene su constitución en el núcleo del antraceno. El más importante es la alizarina: 
 
 
 
Clasificación de los colorantes según su aplicación 
a. Colorantes directos o sustantivos 
Son los que tiñen directamente las fibras textiles, especialmente de lana y de seda. 
Los colorantes ácidos son sales de los ácidos sulfónicos o carboxílicos y pueden 
unirse a los grupos aminos de las fibras. 
Los colorantes básicos son sales de amonio o complejos formados con aminas. El 
ácido pícrico por ejemplo, es un colorante directo y tiñe de amarillo la seda y la lana. 
Puede teñir también fibras sintéticas, como las poliamidas. 
 
b. Colorantes indirectos o al mordiente 
Un mordiente es una sustancia que se agrega a la fibra y es absorbido, pudiendo 
después unirse al colorante. Los mordientes más usados son los óxidos de aluminio y 
de cromo, que forman precipitados insolubles con los colorantes. 
 
 
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c. Colorantes a la tina 
Son insolubles en agua, pero se pueden transformar en solubles por reducción. La 
fibra absorbe la forma reducida (incolora) del colorante; después la tela se deja 
expuesta al aire o a oxidantes, que regeneran el colorante de las fibras. 
 
 
Las amidas se pueden considerar derivadas de los ácidos carboxílicos, en los cuales 
se ha reemplazado el oxhidrilo por un grupo amino (―NH
2
): 
 
 
 
También se las puede considerar formadas por la sustitución de hidrógenos del 
amoníaco por un resto acilo, esto es, el radical que quedaría en un ácido por 
supresión del oxhidrilo. 
 
 
Las amidas se nombran cambiando la terminación OICO del ácido por AMIDA. 
Ejemplo: 
 
 
 
Las amidas representadas anteriormente tienen un solo grupo acilo unido al 
nitrógeno. Se llaman amidas primarias. Si tienen dos radicales acilo son secundarias, 
llamadas también IMIDAS. Ejemplo: 
 
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En las amidas terciarias, hay tres grupos acilo en un mismo átomo de nitrógeno. 
Ejemplo: 
 
 
Las amidas se pueden derivar de la combinación de ácidos con amoníaco: 
 
 
 
 
Solamente la metanamida es líquida a temperatura ambiente; las restantes son 
sólidas, cristalizadas. Los primeros términos son solubles en agua, pero la solubilidad 
disminuye y llega a ser prácticamente nula para los términos superiores. Los puntos 
de fusión y ebullición son más elevados que los de los ácidos correspondientes, 
debido a las uniones por puentes de hidrógeno que se establecen entre sus 
moléculas. 
 
 
a. Hidrólisis de las amidas 
Se pueden hidrolizar en medio ácido o alcalino. Calentadas a ebullición con un 
exceso de un ácido inorgánico fuerte (sulfúrico por ejemplo), forman el ácido 
orgánico correspondiente y una sal de amonio: 
 
 
 
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En cambio, si la hidrólisis ocurre en medio básico (Na(OH)), se obtiene la sal de 
ácido y amoníaco: 
 
 
b. Deshidratación 
Por acción de agentes deshidratantes (P
2
O
5
), las amidas primarias se transforman en 
nitrilos (cianuros de alquilo): 
 
 
c. Acción del ácido nitroso 
Cuando una amida se trata con ácido nitroso, se obtiene el ácido correspondiente y 
se libera nitrógeno. Por el volumen del gas desprendido se puede conocer la 
cantidad de amina presente: 
 
d. Urea 
Es llamada también carbamida, O=C(NH
2
)
2
. Se la puede considerar derivada del 
ácido carbónico por sustitución de los dos oxhidrilos del ácido por grupos amino 
(―NH
2
) 
 
 
 
Es el producto nitrogenado final en la degradación de las proteínas en la mayoría de 
los animales. La orina humana contiene unos 20g por litro y un adulto elimina 25 a 
30g diariamente. Es un sólido blanco, que cristaliza en agujas prismáticas, soluble en 
agua y de sabor salino. Se utilizan grandes cantidades como fertilizantes para 
cultivos como materia prima para la fabricación de resinas de urea-formaldehído. 
 
 Método de síntesis de la urea: obtención sintética 
1. Reacción directa: