Καρβαμικό οξύ

Το καρβαμικό οξύ, με σύντομο συντακτικό τύπο H2NCOOH, είναι μια οργανική χημική ένωση που είναι ασταθής υπό κανονικές συνθήκες. Δεν είναι το απλούστερο αμινοξύ, όπως τυπικά φαίνεται, αλλά το μονοαμίδιο του ανθρακικού οξέος, του οποίου διαμίδιο αποτελεί η ουρία, γιατί η αμινομάδα (NH2) του είναι άμεσα συνδεμένη με καρβονύλιο (C=O), γεγονός που ορίζει το καρβαμικό οξύ ως αμίδιο. Η σημασία του βρίσκεται περισσότερο στο ότι αποτελεί την τυπική μητρική ένωση που ορίζει τα μονοαλκυλοΜε την «πλατιά» έννοια «αλκυλο», δηλαδή οποιαδήποτε οργανική ρίζα. και διαλκυλο παράγωγά του, που περιγράφονται με τη γενική ονομαασία «καρβαμικά οξέα», καθώς και τους αντίστοιχους εστέρες τους:
200 px|Γενικός τύπος καρβαμικών οξέων
200 px|Γενικός τύπος καρβαμικών εστέρων

Η μονοσθενής ρίζα H2NCO ονομάζεται «καρβαμύλιο». Οι καρβαμούλοτρανσφεράσες είναι ειδικά ένζυμα με γενικό κωδικό 2.1.3.x και έχουν την ειδική λειτουργία να μεταφέρουν καρβαμύλομάδες και παράγωγά τους από μια ένωση σε μια άλλη.
Τα καρβαμικά οξέα είναι ενδιάμεσα στην αποικοδόμηση των «προστατευμένων»Η εστεροποίηση οξέων είναι μια μέθοδος «προστασίας» τους από ανεπιθύμητες αντιδράσεις. εστέρων τους. Η υδρόλυση ενός τέτοιου εστέρα συνεπάγεται την παραγωγή απροστάτευτων καρβαμικών οξέων, που με τη σειρά του αυτοδιασπούνται σύντομα σε διοξείδιο του άνθρακα και αμμωνία ή την αντίστοιχη αμίνη.

Το καρβαμικό οξύ είναι ένα σημαντικό μόριο στους ζωντανών οργανισμών που το παράγουν ενζυμικά από την ουρία.

 Ισομέρεια 

Με βάση το χημικό τύπο της, CH3NO2, έχει τα ακόλουθα 11 ισομερή θέσης:
 Νιτρομεθάνιο με σύντομο συντακτικό τύπο: CH3NO2
 Νιτρώδης μεθυλεστέρας με σύντομο συντακτικό τύπο: CH3ONO (ο μεθυλεστέρας του νιτρώδους οξέος).
 Υδροξιμινομεθανόλη με σύντομο συντακτικό τύπο: HON=CHOH.
 Νιτρωδομεθανόλη με σύντομο συντακτικό τύπο: ONCH2OH.
 Μεθανοϋδροξαμίδιο με σύντομο συντακτικό τύπο: HCONHOH
 1,2,3-διοξαζετιδίνη με σύντομο συντακτικό τύπο: 50 px.
 1,3,2-διοξαζετιδίνη με σύντομο συντακτικό τύπο: 50 px.
 3-υδροξυ-1,2-οξαζιριδίνη με σύντομο συντακτικό τύπο: 50 px.
 Ν-υδροξυ-1,2-οξαζιριδίνη με σύντομο συντακτικό τύπο: 70 px.
 Αμινοδιοξιράνιο με σύντομο συντακτικό τύπο: 50 px.
 N-μεθυλοδιοξαζιριδίνη με σύντομο συντακτικό τύπο: 80 px.

 Δομή 

ΔεσμοίΤα δεδομένα προέρχονται εν μέρει από το «Table of periodic properties of thw Ellements», Sagrent-Welch Scientidic Company και Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, Σελ. 34. Οι ηλεκτραρνητικότητες κατά Pauling, από τις οποίες υπολογίστηκε ο ιονισμός, προέρχονται από τους πίνακες δεδομένων των χημικών στοιχείων άνθρακας, υδρογόνο, οξυγόνο και άζωτο.Δεσμόςτύπος δεσμούηλεκτρονική δομήΜήκος δεσμούΙονισμόςC-Hσ2sp3-1s109 pm3% C- H+C-Nσ2sp2-2sp3149 pm6% C+ Ν-Ν-Hσ2sp3-1s101,7 pm17% N- H+C=Oσ2sp2-2sp2132 pm19% C+ O-π2p-2pC-Oσ2sp2-2sp3147 pm19% C+ O-O-Hσ2sp3-1s96 pm32% O- H+Κατανομή φορτίωνσε ουδέτερο μόριο -O-0,51 =O-0,38 -N-0,28 H(NH2)+0,17 H(OH)+0,32 C+0,63

 Παραγωγή 

 Απαιτείται ρύθμιση του pH στο pI για να επιτευχθεί η κρυστάλλωσή του σε καθαρή μορφή.
1. Από αλομεθανικό οξύ:
α. Με επίδραση αμμωνίας:

β. Μέσω οργανομαγνησιακών ενώσεων και αλαμίνης με εστεροποίηση για προστασία της καρβοξυλομάδας:

 Το XCOOH είναι μονοαλογονίδιο του ανθρακικού οξέος. Μπορεί λοιπόν να παραχθεί με επίδραση αλογογονωτικών μέσων σε αυτό. Π.χ.:

2. Από νιτρομεθανικό οξύ με αναγωγή:

 Το O2NCOOH μπορεί να παραχθεί με επίδραση AgNO2 σε XCOOH:

3. Από οξαλικό οξύ με μετροπή σε μονοαμίδιο και αποικοδόμηση - μετάθεση Hofmann:


4. Από κυαναμίδιο με υδρόλυση:

 Το NH2CN μπορεί να παραχθεί με επίδραση NaCN σε αλαμίνη:

 Η NH2X μπορεί να παραχθεί από την αμμωνία ως εξής:

 Χημικές ιδιότητες και παράγωγα 

1. Ιονισμός:

 Σε υδατικά διαλύματα:
 Για pH<pK1 ιονίζεται η αμινομάδα (αριστερά).
 Για pH=pI ιονίζονται και η αμινομάδα και η καρβοξυλομάδα (κέντρο).
 Για pH>pK2 ιονίζεται μόνο η καρβοξυλομάδα (δεξιά).

2. Παραγωγή αλάτων με οξέα και βάσεις. Π.χ.:
και 

3. Εστεροποίηση:

4. Επίδραση αλκυλοαλογονιδίων:

5. Επίδραση ακυλοαλογονιδίων:

6. Επίδραση καρβενίων. Π.χ. μεθυλενίου:
 2-αμινο-2-υδροξυοξιράνιο

7. Αυτοδιάσπαση:

 Αναφορές και σημειώσεις 

 Πηγές 

 SCHAUM'S OUTLINE SERIES, «ΟΡΓΑΝΙΚΗ ΧΗΜΕΙΑ», Μτφ. Α. Βάρβογλη, 1999
 «Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας» Ν. Α. Πετάση 1982
 Αναστάσιου Βάρβογλη, «Χημεία Οργανικών Ενώσεων», Παρατηρητής, Θεσσαλονίκη 1991
 Καραγκιοζίδη Σ. Πολυχρόνη, «Ονοματολογία Οργανικών Ενώσεων στα Ελληνικά & Αγγλικά» Β΄ ΈκδοσηΘεσσαλονίκη 1991
 Νικολάου Ε. Αλεξάνδρου, «Γενική Οργανική Χημεία», Εκδόσεις Ζήτη, Θεσσαλονίκη 1985
 Δημητρίου Ν. Νικολαΐδη, «Ειδικά Μαθήματα Οργανικής Χημείας», ΑΠΘ, θεσσαλονίκη 1983
 Νικολάου Ε. Αλεξάνδρου, Αναστάσιου Βάρβογλη, Φαίδωνα Χατζημηχαλάκη, «Εργαστηριακός Οδηγός», Εκδόσεις Ζήτη, Θεσσαλονίκη 1986
 Διαδικτυακοί τόποι που αναφέρονται στις «Αναφορές και παρατηρήσεις».

Κατηγορία:Καρβονικά οξέα
Κατηγορία:C1