Compuestos nitrogenados
El olor del pescado que lleva horas al sol en el mercado de Granada, el paracetamol de tu botiquín y las fibras de una cuerda de escalada tienen algo en común: todos contienen nitrógeno formando parte de un grupo funcional orgánico. Aminas, amidas y nitrilos son las tres familias nitrogenadas que vas a nombrar en este apartado.
Aminas: el grupo amino
Cuando el pescado se descompone se desprenden sustancias volátiles de olor penetrante que contienen nitrógeno. ¿Cómo se nombran y se representan estas moléculas, derivadas del amoniaco?
Las aminas pequeñas se usan como materia prima de medicamentos y colorantes, y las del pescado en descomposición avisan que el alimento ya no es seguro. Son irritantes: muchas se absorben por la piel y sus vapores dañan los ojos y las vías respiratorias, así que se manejan con ventilación y guantes. Un limón sobre el pescado reduce su olor porque neutraliza las aminas, pero no vuelve seguro un alimento descompuesto.
Isomería en las aminas
Dos compuestos son isómeros si tienen la misma fórmula molecular pero distinta fórmula estructural. Con aminas aparecen dos casos frecuentes:
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Isomería de posición: la cadena es la misma, pero el grupo amino está en otro carbono. Ejemplo, $\text{C}_4\text{H}_{11}\text{N}$: la butan-1-amina, $\text{CH}_3\text{-CH}_2\text{-CH}_2\text{-CH}_2\text{-NH}_2$, y la butan-2-amina, $\text{CH}_3\text{-CH}_2\text{-CH(NH}_2\text{)-CH}_3$.
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Isomería de cadena: cambia la forma de la cadena carbonada. Ejemplo, $\text{C}_4\text{H}_{11}\text{N}$: la butan-1-amina (cadena lineal) y la 2-metilpropan-2-amina o la 2-metilpropan-1-amina (cadena ramificada).
Con $\text{C}_3\text{H}_9\text{N}$ las dos aminas primarias, propan-1-amina y propan-2-amina, son isómeras de posición. La etilmetilamina, $\text{CH}_3\text{-CH}_2\text{-NH-CH}_3$, tiene también $\text{C}_3\text{H}_9\text{N}$ pero es secundaria: cambia el tipo de grupo, así que es isomería de función.
El olor característico del pescado se debe a aminas, compuestos que se pueden imaginar como amoniaco, $\text{NH}3$, en el que un hidrógeno se ha cambiado por una cadena…
El olor característico del pescado se debe a aminas, compuestos que se pueden imaginar como amoniaco, $\text{NH}_3$, en el que un hidrógeno se ha cambiado por una cadena carbonada. La figura muestra esa sustitución.
- a) Explica con tus palabras qué es una amina primaria.
- b) Escribe la fórmula semidesarrollada de la metilamina.
- c) Señala en tu fórmula el grupo funcional $-\text{NH}_2$, llamado grupo amino.
Las aminas primarias se nombran añadiendo el sufijo «-amina» al nombre del grupo alquilo (o como alcanaminas). a) Nombra $\text{CH}3\text{-CH}2\text{-NH}2$. b) Escribe…
Las aminas primarias se nombran añadiendo el sufijo «-amina» al nombre del grupo alquilo (o como alcanaminas).
- a) Nombra $\text{CH}_3\text{-CH}_2\text{-NH}_2$.
- b) Escribe la fórmula semidesarrollada de la propilamina (propan-1-amina).
- c) ¿Cuántas cadenas carbonadas tiene unidas el nitrógeno en ambas? ¿Es esa la razón de que se llamen primarias?
La posición del grupo amino también se indica con un localizador. a) Nombra $\text{CH}3\text{-CH(NH}2\text{)-CH}3$. b) Escribe la fórmula semidesarrollada de la…
La posición del grupo amino también se indica con un localizador.
- a) Nombra $\text{CH}_3\text{-CH(NH}_2\text{)-CH}_3$.
- b) Escribe la fórmula semidesarrollada de la butan-1-amina.
- c) Explica qué indica el número en el nombre de una amina y por qué la etilamina no necesita ninguno.
La butan-1-amina y la butan-2-amina tienen la misma fórmula molecular, $\text{C}4\text{H}{11}\text{N}$. a) Escribe las fórmulas semidesarrolladas de ambas. b) ¿Qué tipo…
La butan-1-amina y la butan-2-amina tienen la misma fórmula molecular, $\text{C}_4\text{H}_{11}\text{N}$.
- a) Escribe las fórmulas semidesarrolladas de ambas.
- b) ¿Qué tipo de isómeros son? Justifícalo.
- c) Dibuja en tu cuaderno sus estructuras desarrolladas.
Puedes hacerlo en papel y enviar una foto con tu respuesta.
Con fórmula molecular $\text{C}3\text{H}9\text{N}$ existen varias aminas. a) Escribe y nombra las dos aminas primarias posibles. b) ¿Qué tipo de isomería presentan entre…
Con fórmula molecular $\text{C}_3\text{H}_9\text{N}$ existen varias aminas.
- a) Escribe y nombra las dos aminas primarias posibles.
- b) ¿Qué tipo de isomería presentan entre sí?
- c) Una tercera amina con esa fórmula es la etilmetilamina, $\text{CH}_3\text{-CH}_2\text{-NH-CH}_3$: razona por qué no es primaria y di qué tipo de amina es.
Amidas: el grupo −CONH₂
¿Qué pasa si, en un ácido carboxílico, cambias el $-\text{OH}$ por un grupo con nitrógeno? Obtienes una amida.
Cómo se obtiene una amida
Una amida se obtiene al hacer reaccionar un ácido carboxílico con amoniaco o con una amina: el $-\text{OH}$ del ácido se pierde y el grupo $-\text{NH}_2$ ocupa su lugar. En la reacción también se forma agua.
Las amidas están en medicamentos como el paracetamol y en las proteínas, y la urea, una amida, se usa como fertilizante en los cultivos. Como riesgo, muchos fertilizantes y plaguicidas nitrogenados contaminan el agua de pozos y lagos si se aplican de más, y deben guardarse lejos de los alimentos y de los niños.
La etanamida (acetamida) es la amida más sencilla con dos carbonos, $\text{CH}3\text{-CONH}2$. a) Señala su grupo funcional, el grupo amida $-\text{CONH}2$. b) Explica…
La etanamida (acetamida) es la amida más sencilla con dos carbonos, $\text{CH}_3\text{-CONH}_2$.
- a) Señala su grupo funcional, el grupo amida $-\text{CONH}_2$.
- b) Explica qué dos grupos «fusiona» el grupo amida.
- c) Escribe la fórmula semidesarrollada de la metanamida, la amida de un solo carbono.
Las amidas se nombran cambiando la terminación «-oico» del ácido del que proceden por «-amida». a) Escribe las fórmulas semidesarrolladas de la metanamida y de la…
Las amidas se nombran cambiando la terminación «-oico» del ácido del que proceden por «-amida».
- a) Escribe las fórmulas semidesarrolladas de la metanamida y de la propanamida.
- b) Nombra $\text{CH}_3\text{-CH}_2\text{-CH}_2\text{-CONH}_2$.
- c) ¿De qué ácido procede el nombre del compuesto del apartado b)? Escríbelo.
En el laboratorio hay dos frascos: uno contiene propanamida y otro propilamina. a) Escribe las fórmulas semidesarrolladas de ambos. b) Escribe sus fórmulas moleculares y…
En el laboratorio hay dos frascos: uno contiene propanamida y otro propilamina.
- a) Escribe las fórmulas semidesarrolladas de ambos.
- b) Escribe sus fórmulas moleculares y comprueba que no son iguales.
- c) Explica por qué no son isómeros aunque los dos tienen tres carbonos y un nitrógeno.
Las amidas se pueden entender como ácidos carboxílicos en los que el grupo $-\text{OH}$ se ha sustituido por un grupo $-\text{NH}2$. a) Escribe las fórmulas…
Las amidas se pueden entender como ácidos carboxílicos en los que el grupo $-\text{OH}$ se ha sustituido por un grupo $-\text{NH}_2$.
- a) Escribe las fórmulas semidesarrolladas del ácido etanoico y de la etanamida y señala el cambio.
- b) Predice el nombre y la fórmula semidesarrollada de la amida que se obtiene a partir del ácido propanoico.
- c) Razona, comparando sus fórmulas moleculares, por qué un ácido y su amida no pueden ser isómeros.
Nitrilos: el grupo −C≡N
Las semillas de manzana y las almendras amargas contienen trazas de sustancias con un enlace triple entre carbono y nitrógeno. ¿Cómo se nombran estas cadenas?
Relaciona cada nombre con su fórmula, escribiendo las tres parejas correctas: a) Etilamina, propanonitrilo, metanamida. b) $\text{CH}3\text{-CH}2\text{-CN}$,…
Relaciona cada nombre con su fórmula, escribiendo las tres parejas correctas:
- a) Etilamina, propanonitrilo, metanamida.
- b) $\text{CH}_3\text{-CH}_2\text{-CN}$, $\text{H-CONH}_2$, $\text{CH}_3\text{-CH}_2\text{-NH}_2$.
Moléculas polifuncionales: aminoácidos y poliamidas
Las proteínas de tus músculos están formadas por piezas con dos grupos funcionales distintos a la vez. ¿Qué criterio se sigue para nombrar una molécula así?
Otro grupo frecuente en las moléculas polifuncionales es el hidroxilo, $-\text{OH}$. Unido a una cadena carbonada forma un alcohol, y unido a un anillo de benceno, un fenol.
Cuando muchas unidades se enlazan mediante el grupo $-\text{CO-NH}-$ se forma una poliamida: el nylon de las cuerdas de escalada o las proteínas de tus músculos. «Poli-» significa «muchos»: el grupo amida se repite miles de veces. En las proteínas, ese enlace entre aminoácidos se llama enlace peptídico.
La cafeína del café, del té y de muchos refrescos tiene fórmula molecular $\text{C}8\text{H}{10}\text{N}4\text{O}2$, con cuatro nitrógenos formando parte de sus anillos.…
La cafeína del café, del té y de muchos refrescos tiene fórmula molecular $\text{C}_8\text{H}_{10}\text{N}_4\text{O}_2$, con cuatro nitrógenos formando parte de sus anillos.
- a) ¿Cuántos átomos tiene en total su molécula?
- b) ¿Qué cuatro elementos la forman?
- c) Los compuestos vegetales con nitrógeno y acción fisiológica se llaman alcaloides: explica por qué la cafeína encaja en esa descripción.
El paracetamol es un analgésico cuya molécula tiene un anillo de benceno con dos sustituyentes: un grupo $-\text{OH}$ y un grupo $-\text{NH-CO-CH}3$. a) Identifica a qué…
El paracetamol es un analgésico cuya molécula tiene un anillo de benceno con dos sustituyentes: un grupo $-\text{OH}$ y un grupo $-\text{NH-CO-CH}_3$.
- a) Identifica a qué dos familias de compuestos pertenecen esos grupos funcionales.
- b) Explica qué significa que el paracetamol sea una molécula polifuncional.
- c) Dibuja en tu cuaderno un esquema del anillo con los dos grupos y rodea el grupo amida.
Puedes hacerlo en papel y enviar una foto con tu respuesta.
Las proteínas de tus músculos son largas cadenas de aminoácidos. El más sencillo es la glicina, ácido 2-aminoetanoico: $\text{NH}2\text{-CH}2\text{-COOH}$. La figura…
Las proteínas de tus músculos son largas cadenas de aminoácidos. El más sencillo es la glicina, ácido 2-aminoetanoico: $\text{NH}_2\text{-CH}_2\text{-COOH}$. La figura muestra su fórmula desarrollada.
- a) Señala sus dos grupos funcionales y nómbralos.
- b) Justifica el nombre «aminoácido».
- c) Deduce su fórmula molecular.
El paracetamol, $\text{C}8\text{H}9\text{NO}2$, lleva en su estructura un fragmento amida, $-\text{NH-CO-CH}3$, que procede del ácido etanoico. a) Escribe la fórmula…
El paracetamol, $\text{C}_8\text{H}_9\text{NO}_2$, lleva en su estructura un fragmento amida, $-\text{NH-CO-CH}_3$, que procede del ácido etanoico.
- a) Escribe la fórmula semidesarrollada de la etanamida y rodea en tu cuaderno el fragmento que comparte con el paracetamol.
- b) ¿Cuántos átomos de nitrógeno y de oxígeno tiene una molécula de paracetamol?
- c) Explica por qué se dice que el paracetamol es un derivado amidado del ácido etanoico.
La alanina es un aminoácido que interviene en el metabolismo durante el ejercicio físico; su nombre IUPAC es ácido 2-aminopropanoico. a) Escribe su fórmula…
La alanina es un aminoácido que interviene en el metabolismo durante el ejercicio físico; su nombre IUPAC es ácido 2-aminopropanoico.
- a) Escribe su fórmula semidesarrollada.
- b) Deduce su fórmula molecular.
- c) Señala sus dos grupos funcionales, explica qué indica el localizador «2» y justifica por qué el grupo carboxilo es el que manda al numerar la cadena.
El nailon de las cuerdas de escalada y de la ropa técnica es una poliamida: una cadena larguísima con muchos grupos $-\text{CO-NH}-$ repetidos. a) Dibuja en tu cuaderno…
El nailon de las cuerdas de escalada y de la ropa técnica es una poliamida: una cadena larguísima con muchos grupos $-\text{CO-NH}-$ repetidos.
- a) Dibuja en tu cuaderno un fragmento de cadena con dos grupos amida seguidos y rodéalos.
- b) Explica qué significa el prefijo «poli-» en poliamida.
- c) Las proteínas son poliamidas naturales, formadas por la unión de aminoácidos (por ejemplo, la glicina, $\text{H}_2\text{N-CH}_2\text{-COOH}$). Relaciona el grupo $-\text{CO-NH}-$ del nailon con la unión entre dos aminoácidos y explica cómo se llaman los enlaces que unen unos aminoácidos con otros.
Puedes hacerlo en papel y enviar una foto con tu respuesta.
Vuelve al principio: el olor a pescado del mercado viene de aminas volátiles sencillas, muchos analgésicos como el paracetamol llevan un grupo amida, y las cuerdas de escalada se fabrican con nylon, una poliamida sintética.