Métodos de obtenção das amidas

Geralmente as amidas não ocorrem na natureza, mas são importantes na síntese de outros compostos orgânicos e como compostos intermediários na preparação de medicamentos. A ureia é a amida mais utilizada pela indústria na produção de chuva artificial, como umectante e hidratante em cremes e pomadas cosméticas e na produção de remédios e fertilizantes. 

Outro exemplo de aplicações das amidas é o DEET (N,N-dietil-m-toluamida), que é muito utilizado em repelentes de mosquitos, como os que transmitem dengue e malária.

Assim, visto que as amidas não ocorrem na natureza e são essenciais para a fabricação de produtos que usamos no dia a dia, métodos para sua obtenção em laboratório são muito importantes.  

As três principais sínteses de amidas se dão por reações de ácidos carboxílicos com a amônia (amida não substituída), reações de amônia, aminas primárias e secundárias (amidas substituídas) com haletos de ácidos carboxílicos e reação de ácido carboxílico com aminas primárias ou secundárias. Veja cada caso:

1.       Reações de ácidos carboxílicos com a amônia:

Esse tipo de reação se dá em duas etapas, sendo que na primeira forma-se um sal orgânico de amônio, que é então aquecido e os produtos serão a amida e a água. Genericamente, temos:

Obtenção de amida por reação entre ácido carboxílico e amônia

2.       Reações de amônia, aminas primárias e secundárias (amidas substituídas) com haletos de ácidos carboxílicos:

Se o haleto de ácido carboxílico reagir com a amônia, produzirá uma amida; se reagir com uma amina primária, o produto será uma amida monossubstituída; já se reagir com uma amina secundária, resultará em uma amida dissubstituída. Veja os casos genéricos abaixo:

                      O                     O                                

                 ║                      ║                       

NH3 + R ─ C ─ X + → R ─ C ─ NH2 + HX

amônia    haleto de ácido              amida    haleto de hidrogênio 

                                            O                        O     H                         

                                  ║                        ║      |                  

R ─ NH2        +      R ─ C ─ X  →     R ─ C ─ N ─ R   +   HX

amina primária       haleto de ácido       amida monossubstituída      haleto de hidrogênio 

        H                              O                       O     R                         

        |                              ║                       ║      |                  

R ─ N ─ R       +      R ─ C ─ X  →     R ─ C ─ N ─ R   +   HX

amina secundária               haleto de ácido               amida dissubstituída      haleto de hidrogênio 

3.       Reação de ácidos carboxílicos com aminas primárias ou secundárias:

Veja um exemplo desse tipo de reação abaixo:

               O                   H                            O

           ║                    │                            ║

H3C ─ C ─OH + H ─ N ─ CH3  → H3C ─ C ─ N ─ CH3 + H2O

                                                                       │

                                                                       H

ácido etanoico +        metanamida →        N-metil-etanamida +                 água

Métodos de obtenção das aminas

As aminas (compostos orgânicos derivados da amônia, pela troca de um, dois ou três hidrogênios por substituintes orgânicos) são largamente utilizadas na síntese de diversos compostos e também entram como ingredientes na fabricação de certos tipos de sabões, de inseticidas, corantes, agentes farmacêuticos, explosivos e produtos têxteis.

Portanto, a obtenção das aminas é muito importante. Na natureza elas podem ser obtidas em alguns compostos extraídos de vegetais, como os alcaloides. Também são produzidas na decomposição de peixes e de cadáveres.

As aminas podem ser produzidas em laboratório por três métodos principais:

1.       Reações de haletos orgânicos (RX) com amônia (NH3):

Esse tipo de reação produz aminas primárias, ou seja, que possuem apenas um hidrogênio substituído. De forma genérica, temos:

NH3 + RX → R — NH2 + HX
amônia   haleto                amina      haleto de
             orgânico            primária     hidrogênio

Exemplo:

NH3 + CH3Br→ H3C — NH2 + HBr
amônia     bromometano          metilamina         brometo de hidrogênio

No entanto, se a amina continuar reagindo com o haleto orgânico, é possível obter aminas secundárias e terciárias, como mostrado a seguir:



Um método similar, que ficou conhecido como Síntese de Gabriel, pois foi descoberto em 1887 pelo químico alemão Siegmund Gabriel, constitui o melhor método de obtenção de aminas primárias. Nesse método, há a reação da ftalimida potássica e de um haleto de alquila, seguida de hidrólise do composto obtido. Observe:


2.       Redução de nitrocompostos:

Nesse caso, os nitrocompostos, sob ação de zinco na presença de um ácido diluído, sofrem redução produzindo aminas primárias. Exemplo:

 CH3 — CH2 — NO2 + 6 [H]  → CH3 — CH2 — NH2 + 2 H2O

Essa é uma das principais formas de se obter aminas aromáticas, conforme o caso a seguir:


3.       Redução de nitrilas:

Nessa reação, o gás hidrogênio reage com as nitrilas, na presença de um catalisador, quebrando a tripla ligação do carbono com o nitrogênio e produzindo uma amina primária.

Exemplo:   

CH3 — C ≡ N + 2 H2 → H3C — CH2 — NH2                      

Se utilizarmos uma isonitrila, a redução conduz à formação de uma amina secundária:

CH3 — CH2 — N ≡ C+ 2 H2 → H3C — CH2 — NH — CH3

Halogênios

A família dos halogênios compõe-se dos elementos químicos do grupo 17 ou 7 A da Tabela Periódica (figura acima), que são: Flúor (F), Cloro (Cl), Bromo (Br), Iodo (I) e Astato (At). Geralmente, eles são representados de forma genérica pela letra X.

Todos esses elementos possuem sete elétrons em sua camada de valência, o que significa que eles têm a tendência de receber um elétron, formando ânions de carga -1, podendo reagir com os metais, que têm a tendência de doar elétrons. Eles reagem principalmente com os metais alcalinos (elementos da família 1), pois eles têm a tendência de doar exatamente um elétron e, dessa forma, originam compostos com fórmula genérica MX. Inclusive a palavra “halogênio” significa “formadores de sais”.

Em relação à aplicação desses elementos na sociedade, o que mais se destaca é o cloro e o que é menos usado é o astato.

Flúor: A principal aplicação do flúor é em produtos de limpeza e higiene bucal. Na realidade, não é o elemento flúor isolado que vem nos cremes dentais, mas sim fluoretos, ou seja, compostos de flúor combinado com algum metal. O mais usado é o fluoreto de sódio (NaF), que é capaz de inibir a desmineralização dos dentes e dificultar, assim, a formação de cáries.



Os fluoretos também são adicionados aos sistemas de abastecimento de água.

Cloro: O cloro é muito utilizado na produção de compostos orgânicos e inorgânicos e no branqueamento de papel. Mas a sua principal aplicação é em águas das piscinas e em estações de tratamento de água e esgoto.
O “cloro” adicionado nas águas que serão consumidas é na verdade uma solução de hipoclorito de sódio, conhecida como “cloro líquido” ou “cloro ativo”. Essa solução está presente na água sanitária, podendo ser utilizada para limpeza de vegetais e hortaliças e como produto de limpeza doméstica.

Já nas piscinas, usa-se o hipoclorito de cálcio (Ca (ClO)2). Há o “cloro granulado”, que são grânulos de hipoclorito de cálcio, Ca(ClO)­2(s) a 65%, e o “cloro em pastilhas”, que são pastilhas de tricloro-S-triazina-triona (CNOCl3), um composto organoclorado.

Esses produtos promovem a desinfecção porque destroem micro-organismos patogênicos (de algas e de bactérias) ou anulam suas atividades. Além disso, podem agir também como oxidante de compostos orgânicos e inorgânicos presentes na água.

O cloro forma o sal de cozinha juntamente ao sódio (NaCl), que é o composto mais importante formado pelo cloro.

Bromo: O bromo é usado como catalisador em reações orgânicas, em combustíveis para evitar que o chumbo se acumule nos motores, em tranquilizantes, na exterminação de insetos e roedores e em extintores.

É importante lembrar que em todas essas aplicações não se usa o bromo isolado, mas sim seus sais.

Iodo: O iodo está presente no sal de cozinha na forma de iodetos ou iodatos de sódio (NaI, NaIO3) e potássio (KI, KIO3). Sua adição ao sal é obrigatória, pois a falta de iodo no organismo leva ao desenvolvimento de uma doença chamada bócio. Além disso, o iodo também é usado em medicamentos.

Astato: É um elemento radioativo que é capaz de formar compostos inter-halogênicos, como AtI e AtCl.