Εφαρμογή και Εμφάνιση Αμιδίων

Η οργανική χημεία είναι ένα από τα τεράστια πεδία μελέτης, λόγω της παρουσίας διαφορετικών ενώσεων, κυκλικών και άκυκλων ομάδων κ.λπ. Δεδομένου ότι ο άνθρακας είναι γνωστό ότι παρουσιάζει εξαιρετικές ιδιότητες κατένωσης, μπορεί να σχηματίσει διαφορετικούς τύπους δεσμών τόσο με μέταλλα όσο και με αμέταλλα, με αποτέλεσμα τον σχηματισμό οργανικών αλδεΰδων, αλκοολών, καρβοξυλικών οξέων και άλλων. Από όλες αυτές τις ομάδες ενώσεων, τα αμίδια είναι αρκετά σημαντικά.

Αυτό το συγκεκριμένο σύνολο ενώσεων δεν απαιτείται μόνο για την απόκτηση άλλων τύπων οργανικών χημικών ουσιών αλλά παίζει επίσης κρίσιμο ρόλο στη βιομοριακή χημεία. Ως εκ τούτου, η κατανόηση των εφαρμογών του αμιδίου είναι σημαντική, ειδικά για να κατανοήσουμε από πού προέρχεται, τις ιδιότητες και τη χρησιμότητά του όσον αφορά τη χημεία και όλους τους άλλους υποκλάδους.

Τι είναι το αμίδιο και πώς προέρχεται από το εργαστήριο;

Για να κατανοήσετε τη σημασία της εφαρμογής αμιδίου και πολλά άλλα γεγονότα, θα ήταν χρήσιμο εάν είχατε μια γρήγορη ανακεφαλαίωση σχετικά με τη συγκεκριμένη ομάδα οργανικών ενώσεων. Τα αμίδια σχηματίζονται από μια χημική αντίδραση μεταξύ ενός καρβοξυλικού οξέος και μιας ένωσης αμίνης. Τα καρβοξυλικά οξέα είναι οργανικά οξέα που έχουν μια καρβονυλομάδα και μια αλκυλομάδα όπως το HCOOH και το CH3COOH. Οι αμίνες, από την άλλη πλευρά, είναι ενώσεις που έχουν δεσμό άνθρακα-αζώτου όπως C2H5NH2 ή CH3NH2.

Όταν και οι δύο αυτές ενώσεις αντιδρούν, η ομάδα αζώτου από την οργανική αμίνη αντικαθιστά το ιόν ΟΗ- από το καρβοξυλικό οξύ, σχηματίζοντας έτσι το σχετικό αμίδιο. Για παράδειγμα: 

CH3CO-OH + CH3NH2  → CH3-CO-NH-CH3 + H2O

Εδώ, το οξικό ή αιθανοϊκό οξύ συνδυάζεται με μεθυλαμίνη για να σχηματίσει νερό και αιθαναμίδιο.

Εκτός από τη χρήση των καρβοξυλικών οξέων και αμινών, υπάρχουν αρκετοί άλλοι τρόποι που εφαρμόζονται για την παρασκευή αμιδίων. Παρακάτω είναι μερικές από τις κύριες τεχνικές προετοιμασίας των οποίων η γνώση θα αποδειχθεί χρήσιμη για τη σημασία των εφαρμογών αμιδίου.

1. Μέσω της αντίδρασης ritter, τα νιτρίλια μπορούν να μετατραπούν σε αμίδια όπου ένα ανόργανο οξύ προστίθεται στην αλκοόλη που σχηματίζει το μόριο καρβοκατιόν. Μετά από αυτό, το καρβοκατιόν συνδυάζεται με την ένωση νιτριλίου (RCN) για να σχηματίσει το ιόν νιτριλίου. Κατά την υδρόλυση αυτής της ένωσης, θα σχηματιστεί το αμίδιο.
2. Στη διαδικασία αναδιάταξης των οξιμών Beckmann, η ένωση κετοξίμης αναμιγνύεται με ένα ισχυρό ανόργανο οξύ που μειώνει τη χημική ουσία και δημιουργεί αμίδια.

Τύποι αμιδίων και οι διαφορές τους

Υπάρχουν τρεις τύποι αμιδίων που εξετάζονται για εφαρμογές αμιδίου και διαφοροποιούνται με βάση τον αριθμό των αλκυλομάδων που συνδέονται με το άτομο αζώτου της ένωσης.

1. Στα πρωτοταγή αμίδια, το άτομο αζώτου της ομάδας αμίνης συνδέεται μόνο με τον άνθρακα της ομάδας καρβοξυλίου. Τα άλλα δύο ηλεκτρόνια του αζώτου συνδέονται με το υδρογόνο.
2. Τα δευτερογενή αμίδια αποτελούνται από μία καρβοξυλομάδα και μία αλκυλομάδα όπου και τα δύο μητρικά άτομα άνθρακα συνδέονται με το άτομο αζώτου.
3. Στα τριτοταγή αμίδια, τα τρία ηλεκτρόνια του αζώτου μοιράζονται έναν δεσμό με δύο αλκυλομάδες και μία καρβοξυλική ομάδα.

Φυσικές πηγές αμιδίων

Για να απαντηθούν οι ερωτήσεις των εφαρμογών αμιδίου, χρειάζεται να κατανοήσουμε την εμφάνιση της ένωσης στη φύση. Τα αμίδια περιέχουν οξυγόνο, άνθρακα, άζωτο και υδρογόνο ως κύρια άτομα. Μερικές φορές, φώσφορος και θείο μπορούν επίσης να προστεθούν για να σχηματίσουν αμίδιο φωσφόρου ή σουλφοναμίδιο. Για αυτόν τον λόγο, μπορείτε να βρείτε αυτό το συστατικό σε βιολογικές μορφές, φυσικά χημικά κέντρα και πολλά άλλα.

1. Μερικά φρούτα και λαχανικά έχουν διαφορετικές μορφές αμιδίων, όπως η καψαϊκίνη υπάρχει στις κόκκινες και πράσινες πιπεριές, ενώ η πιπερίνη υπάρχει στο μαύρο και το άσπρο πιπέρι.
2. Το τζίντζερ είναι μια άλλη εξαιρετική πηγή αμιδίου καθώς περιέχει ζινγκερόνη.
3. Πολλά ένζυμα που υπάρχουν τόσο στα ζώα όσο και στα φυτά παράγονται από αμίδια.
4. Βιομόρια όπως τα μιτοχόνδρια, οι ορμόνες και άλλα τέτοια συστατικά παράγονται επίσης με αμίδια.
5. Ο μύκητας, το πενικίλιο, είναι γεμάτος με διαφορετικές μορφές αμιδίων.
6. Τα γενετικά συστατικά όπως το DNA και το RNA αποτελούνται από διαφορετικούς τύπους αμιδίων σύμφωνα με τις αζωτούχες αλληλουχίες.
7. Οι πρωτεΐνες είναι βιομόρια που σχηματίζονται από μακρές αλλαγές επαναλαμβανόμενων μονάδων αμιδίου.

Πώς μπορούν να χρησιμοποιηθούν τα αμίδια με διαφορετικούς τρόπους;

Στην παρακάτω ενότητα, έχουμε περιγράψει μερικές από τις κύριες εφαρμογές αμιδίου σε διαφορετικούς τύπους βιομηχανιών, ώστε να μπορείτε να έχετε μια σαφή ιδέα.

• Φαρμακευτική βιομηχανία

Ένας από τους κύριους τομείς εφαρμογών αμιδίου είναι στη φαρμακευτική βιομηχανία όπου οι ενώσεις χρησιμοποιούνται για την παρασκευή διαζεπάμης (μια μορφή βενζοδιαζεπίνης) και θαλιδομίδης. Επίσης, οι αμιδικές μορφές των σουλφονικών οξέων χρησιμοποιούνται για την παρασκευή αρκετών φαρμάκων και φαρμάκων με βάση το θείο. Το Thiopental είναι ένα από τα κύρια ενδοφλέβια αναισθητικά που παρασκευάζεται από ένα αμίδιο.

• Προετοιμασία βαφών

Εκτός από τα φάρμακα και τα φάρμακα, τα αμίδια χρησιμοποιούνται για την παρασκευή διαφορετικών τύπων βαφών, ξεκινώντας από τις κανονικές βαφές χρώματος μαλλιών μέχρι το μελάνι. Για παράδειγμα, το χρώμα indigo κατασκευάζεται συνθετικά από αμίδια μαζί με μοβ, γρήγορο πράσινο, κόκκινο allura και πολλά άλλα.

Συμπέρασμα 

Από όλη αυτή τη συζήτηση, μπορείτε να καταλάβετε ότι τα αμίδια θεωρούνται ως συνδετικές χημικές ουσίες μέσω των οποίων μπορούν να παραχθούν αρκετές ανώτερες ενώσεις. Καθώς ο άνθρακας, το άζωτο και το οξυγόνο έχουν πολλά ζεύγη μη ζευγαρωμένων ηλεκτρονίων, τα αμίδια είναι εξαιρετικά αντιδραστικά και μπορούν να χρησιμοποιηθούν για να σχηματίσουν πολυμερή όπως το νάιλον, η πολυουρεθάνη και άλλα. Εκτός από αυτό, η εμφάνιση αυτής της ένωσης σε φυσικές πηγές έχει αυξήσει τη σημασία να μάθουμε περισσότερα για τις εφαρμογές αμιδίου στην πραγματική ζωή. Με κατάλληλα υλικά μελέτης και έρευνας, μπορεί να γίνει γνωστό εάν αυτά τα αμίδια μπορούν να κατασκευαστούν συνθετικά σε μεγάλη κλίμακα. Για παράδειγμα, το συνθετικό indigo, αποτελείται