Αιθαναμίδιο

Το αιθαναμίδιο ή ακεταμίδιο με σύντομο συντακτικό τύπο CH₃COΝΗ₂, είναι ένα αμίδιο και, πιο συγκεκριμένα, ένα παράγωγο του αιθανικού οξέος, από το οποίο (τυπικά) προκύπτει με αντικατάσταση του υδροξυλίου του καρβοξυλίου από αμινομάδα. Βρήσκει κάποιες εφαρμογές ως πλαστικοποιητής και ως βιομηχανικός διαλύτης.

Με βάση τον χημικό τύπο, C₂H₅NO, έχει τα ακόλουθα 19 ισομερές θέσης (όχι όλα σταθερά):

1. 1-αμινοαιθενόλη με σύντομο συντακτικό τύπο CH₂=C(NH₂)OH.
2. 2-αμινοαιθενόλη με σύντομο συντακτικό τύπο Η₂NCH=CH(OH), σε δύο (2) γεωμετρικά ισομερή.
3. Αιθενυδροξυλαμίνη με σύντομο συντακτικό τύπο CH₂=CHNH₂OH.
4. 1-ιμινοαιθανόλη με σύντομο συντακτικό τύπο CH₃C(=NH)OH.
5. 2-ιμινοαιθανόλη με σύντομο συντακτικό τύπο HN=CHCH₂OH.
6. Αιθανυδροξυλιμίνη με σύντομο συντακτικό τύπο CH₃CH=NOH.
7. Μεθυλιμινομεθανόλη με σύντομο συντακτικό τύπο CH₃Ν=CHOH.
8. Μεθυλενιμινομεθανόλη με σύντομο συντακτικό τύπο CH₂=ΝCH₂OH.
9. 1-μεθοξυμεθανιμίνη με σύντομο συντακτικό τύπο CH₃OCH=NH.
10. N-μεθοξυμεθανιμίνη με σύντομο συντακτικό τύπο CH₂=NOCH₃.
11. Νιτρωδαιθάνιο με σύντομο συντακτικό τύπο CH₃CH₂NO.
12. Αμιναιθανάλη με σύντομο συντακτικό τύπο Η₂NCH₂CHO.
13. N-μεθυλομεθαναμίδιο με σύντομο συντακτικό τύπο HCONHCH₃.
14. 2,N-εποξυαιθαναμίνη ή 1,2-οξαζετιδίνη.
15. 1,1'-εποξυμεθανομεθυλαμίνη ή 1,3-οξαζετιδίνη.
16. 1,N-εποξυαιθαναμίνη ή 3-μεθυλο-1,2-οξαζιριδίνη.
17. 1,N-εποξυμεθανομεθυλαμίνη ή Ν-μεθυλο-1,2-οξαζιριδίνη.
18. 1,2-εποξυαιθαναμίνη ή αμινοξιράνιο.
19. 1,2-επαζαιθανόλη ή υδροξυαζιριδίνη.

Δομή

Δεσμοί
Δεσμός	τύπος δεσμού	ηλεκτρονική δομή	Μήκος δεσμού	Ιονισμός
Ν-H	σ	2sp3-1s	101,7 pm	17% N- H+
C#2-H	σ	2sp3-1s	109 pm	3% C- H+
C#1-H	σ	2sp2-1s	107 pm	3% C- H+
C=O	σ	2sp2-2sp2	134 pm	19% C+ O-
	π	2p-2p
C-N	σ	2sp2-2sp3	149 pm	6% C+ N-
C#1-C#2	σ	2sp2-2sp3	151 pm
Στατιστικό ηλεκτρικό φορτίο
N	-0,40
O	-0,38
C#2	-0,09
Η (H-C)	+0,03
Η (H-N)	+0,17
C#1	+0,44

Φυσική παρουσία

Αιθαναμίδιο έχει ανιχνευθεί κοντά στο κέντρο του Γαλαξία μας. Αυτή η εύρεση είναι δυνηυικά σημαντική γιατί το αιθαναμίδιο έχει έναν αμιδικό δεσμό, παρόμοιο με τον πεπτιδικό δεσμό μεταξύ των αμινοξέων που σχηματίζουν πρωτεΐνες. Αυτό οδηγεί στη θεωρία ότι οργανικά μόρια που μπορούν να οδηγήσουν στη ζωή (τουλάχιστον όπως τη γνωρίζουμε στη Γη) μπορούν να σχηματιστούν στο διάστημα. Επιπλέον το αιθαναμίδιο έχει ανιχνευθεί, αν και όχι συχνά, σε καιγόμενα ανθρακωρυχεία, ως ένα ομώνυμο ορυκτό.

Παραγωγή

Με ακευλίωση αμμωνίας

Με επίδραση αιθανοϋλοαλογονίδιου (CH₃COX) σε αμμωνία παράγεται αιθαναμίδιο:

$\mathrm{C}{\mathrm{H}}_{\mathrm{3}}\mathrm{C}\mathrm{O}\mathrm{X}\mathrm{+}\mathrm{2}\mathrm{N}{\mathrm{H}}_{\mathrm{3}}\stackrel{}{\to }\mathrm{C}{\mathrm{H}}_{\mathrm{3}}\mathrm{C}\mathrm{O}\mathrm{N}{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}\mathrm{+}\mathrm{N}{\mathrm{H}}_{\mathrm{4}}\mathrm{X}$

Με θέρμανση αιθανικού αμμωνίου

Με θέρμανση αιθανικού αμμωνίου παράγεται αιθαναμίδιο:

$\mathrm{C}{\mathrm{H}}_{\mathrm{3}}\mathrm{C}\mathrm{O}\mathrm{O}\mathrm{H}\mathrm{+}\mathrm{N}{\mathrm{H}}_{\mathrm{3}}\stackrel{}{\to }\mathrm{C}{\mathrm{H}}_{\mathrm{3}}\mathrm{C}\mathrm{O}\mathrm{O}\mathrm{N}{\mathrm{H}}_{\mathrm{4}}\stackrel{\mathrm{△}}{\to }\mathrm{C}{\mathrm{H}}_{\mathrm{3}}\mathrm{C}\mathrm{O}\mathrm{N}{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}\mathrm{+}{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}\mathrm{O}$

Με μερική υδρόλυση αιθανονιτριλίου

Με μερική υδρόλυση αιθανονιτρίλιου παράγεται αιθαναμίδιο:

$\mathrm{C}{\mathrm{H}}_{\mathrm{3}}\mathrm{C}\mathrm{N}\mathrm{+}{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}\mathrm{O}\stackrel{H^{+}}{\to }\mathrm{C}{\mathrm{H}}_{\mathrm{3}}\mathrm{C}\mathrm{O}\mathrm{N}{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}$

Με αμμωνιόλυση αιθανικού αλκυλεστέρα

Με επίδραση αμμωνίας σε κάποιο αιθανικό αλκυλεστέρα (HCOOR) παράγεται αιθαναμίδιο

$\mathrm{C}{\mathrm{H}}_{\mathrm{3}}\mathrm{C}\mathrm{O}\mathrm{O}\mathrm{R}\mathrm{+}\mathrm{N}{\mathrm{H}}_{\mathrm{3}}\stackrel{}{\to }\mathrm{C}{\mathrm{H}}_{\mathrm{3}}\mathrm{C}\mathrm{O}\mathrm{N}{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}\mathrm{+}\mathrm{R}\mathrm{O}\mathrm{H}$

Χημικές ιδιότητες και παράγωγα

Υδρόλυση

Το αιθαναμίδιο υδρολύεται σχηματίζοντας αιθανικό οξύ:

$\mathrm{C}{\mathrm{H}}_{\mathrm{3}}\mathrm{C}\mathrm{O}\mathrm{N}{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}\mathrm{+}{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}\mathrm{O}\stackrel{}{\to }\mathrm{C}{\mathrm{H}}_{\mathrm{3}}\mathrm{C}\mathrm{O}\mathrm{O}\mathrm{H}\mathrm{+}\mathrm{N}{\mathrm{H}}_{\mathrm{3}}$

• Η αντίδραση καταλύεται από την ύπαρξη οξέων ή βάσεων. Ο ιονισμός των προϊόντων εξαρτάται από το pH. Σε όξινο pH παράγεται CH₃COOH και NH₄⁺. Σε αλκαλικό παράγεται CH₃COO^- και NH₃. Σε κάποια ενδιάμεση περιοχή παράγεται CH₃COONH₄ (δηλαδή έχουμε ιονισμό και των δύο).

Αφυδάτωση

Με επίδραση αφυδατικών μέσων, όπως πεντοξείδιο του φωσφόρου (P₂O₅) ή πενταχλωριούχο φωσφόρο (PCl₅) ή θειονυλοχλωρίδιο (SOCl₂), παράγεται αιθανονιτρίλιο (CH₃CN):

$\mathrm{C}{\mathrm{H}}_{\mathrm{3}}\mathrm{C}\mathrm{O}\mathrm{N}{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}\stackrel{P_2{O}_5\acute{\eta }PC{l}_5\acute{\eta }SOC{l}_2}{\to }\mathrm{C}{\mathrm{H}}_{\mathrm{3}}\mathrm{C}\mathrm{N}\mathrm{+}{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}\mathrm{O}$

Αμφολυτική συμπεριφορά

Με επίδραση ισχυρών οξέων ή ισχυρών βάσεων σχηματίζει αντίστοιχα άλατα. Π.χ.:

$\mathrm{C}{\mathrm{H}}_{\mathrm{3}}\mathrm{C}\mathrm{O}\mathrm{N}{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}\mathrm{+}\mathrm{H}\mathrm{C}\mathrm{l}\stackrel{}{\to }\mathrm{C}{\mathrm{H}}_{\mathrm{3}}\mathrm{C}\mathrm{O}\mathrm{N}{\mathrm{H}}_{\mathrm{3}}\mathrm{C}\mathrm{l}$
$\mathrm{C}{\mathrm{H}}_{\mathrm{3}}\mathrm{C}\mathrm{O}\mathrm{N}{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}\mathrm{+}\mathrm{N}\mathrm{a}\mathrm{N}{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}\stackrel{}{\to }\mathrm{C}{\mathrm{H}}_{\mathrm{3}}\mathrm{C}\mathrm{O}\mathrm{N}\mathrm{H}\mathrm{N}\mathrm{a}\mathrm{+}\mathrm{N}{\mathrm{H}}_{\mathrm{3}}$

Απαζώτωση

Με επίδραση νιτρώδους οξέος (HNO₂) παράγεται αιθανικό οξύ και άζωτο:

$\mathrm{C}{\mathrm{H}}_{\mathrm{3}}\mathrm{C}\mathrm{O}\mathrm{N}{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}\mathrm{+}\mathrm{H}\mathrm{N}{\mathrm{O}}_{\mathrm{2}}\stackrel{}{\to }\mathrm{C}{\mathrm{H}}_{\mathrm{3}}\mathrm{C}\mathrm{O}\mathrm{O}\mathrm{H}\mathrm{+}{\mathrm{N}}_{\mathrm{2}}\mathrm{\uparrow }$

Αναγωγή

Με επίδραση υδρογόνου ή λιθιοαργιλλιοϋδρίδιου σε αιθαναμίδιο παράγεται αιθαναμίνη:

$\mathrm{C}{\mathrm{H}}_{\mathrm{3}}\mathrm{C}\mathrm{O}\mathrm{N}{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}\mathrm{+}{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}\stackrel{Ni}{\to }\mathrm{C}{\mathrm{H}}_{\mathrm{3}}\mathrm{C}{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}\mathrm{N}{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}\mathrm{+}{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}\mathrm{O}$
$\mathrm{2}\mathrm{C}{\mathrm{H}}_{\mathrm{3}}\mathrm{C}\mathrm{O}\mathrm{N}{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}\mathrm{+}\mathrm{L}\mathrm{i}\mathrm{A}\mathrm{l}{\mathrm{H}}_{\mathrm{4}}\stackrel{}{\to }\mathrm{2}\mathrm{C}{\mathrm{H}}_{\mathrm{3}}\mathrm{C}{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}\mathrm{N}{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}\mathrm{+}\mathrm{L}\mathrm{i}\mathrm{A}\mathrm{l}{\mathrm{O}}_{\mathrm{2}}$

Αποικοδόμηση Hofmann

Με επίδραση υποβρωμιούχου καλίου (BrOK) το αιθαναμίδιο αποικοδομείται σε μεθαναμίνη και ανθρακικό κάλιο:

$\mathrm{C}{\mathrm{H}}_{\mathrm{3}}\mathrm{C}\mathrm{O}\mathrm{N}{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}\mathrm{+}\mathrm{B}\mathrm{r}\mathrm{O}\mathrm{K}\stackrel{}{\to }\mathrm{C}{\mathrm{H}}_{\mathrm{3}}\mathrm{N}{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}\mathrm{+}{\mathrm{K}}_{\mathrm{2}}\mathrm{C}{\mathrm{O}}_{\mathrm{3}}$

• Το υποβρωμιούχο κάλιο παράγεται συνήθως επιτόπου («in situ»), με την επίδραση υδροξειδίου του καλίου (KOH) σε στοιχειακό βρώμιο:

$\mathrm{B}{\mathrm{r}}_{\mathrm{2}}\mathrm{+}\mathrm{2}\mathrm{K}\mathrm{O}\mathrm{H}\stackrel{}{\to }\mathrm{2}\mathrm{B}\mathrm{r}\mathrm{O}\mathrm{K}$

Ασφάλεια

Στις ΗΠΑ το California Environmental Protection Agency πρόσθεσε το αιθαναμίδιο στη λίστα των ενώσεων που είναι γνωστό ότι είναι καρκινογόννες ή που αναπαράγουν τοξικότητα, για τους σκοπούς του Proposition 65.

Πηγές

• Γ. Βάρβογλη, Ν. Αλεξάνδρου: Οργανική Χημεία, Αθήνα 1972
• Α. Βάρβογλη, Χημεία Οργανικών Ενώσεων, παρατηρητής, Θεσσαλονίκη 1991
• SCHAUM'S OUTLINE SERIES, ΟΡΓΑΝΙΚΗ ΧΗΜΕΙΑ, Μτφ. Α. Βάρβογλη, 1999
• Ν.Α. Πετάση: Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας, 1982
• Δημήτριου Ν. Νικολαΐδη: Ειδικά μαθήματα Οργανικής Χημείας, Θεσσαλονίκη 1983.