El ácido carbámico , que también podría denominarse ácido aminofórmico o ácido aminocarboxílico , [2] es el compuesto químico de fórmula H 2 NCOOH . Se puede obtener mediante la reacción de amoniaco NH 3 y dióxido de carbono CO 2 a temperaturas muy bajas, lo que también produce carbamato de amonio [NH 4 ] + [NH 2 CO 2 ] − . El compuesto es estable sólo hasta aproximadamente 250 K (-23 °C); a temperaturas más altas se descompone en esos dos gases. [3] El sólido aparentemente está formado por dímeros , con las dos moléculas conectadas por enlaces de hidrógeno entre los dos grupos carboxilo –COOH. [4]
El ácido carbámico podría considerarse tanto una amina como un ácido carboxílico y, por tanto, un aminoácido ; [3] sin embargo, la unión del grupo carboxilo –COOH directamente al átomo de nitrógeno (sin ninguna cadena de carbono intermedia) hace que se comporte de manera muy diferente a los aminoácidos con cadena de carbono intermedia. ( La glicina NH 2 CH 2 COOH generalmente se considera el aminoácido más simple). El grupo hidroxilo –OH unido al carbono también lo excluye de la clase de amida .
El término "ácido carbámico" también se usa genéricamente para cualquier compuesto de la forma RR′NCOOH, donde R y R′ son grupos orgánicos o hidrógeno. [5]
La desprotonación de un ácido carbámico produce un anión carbamato RR′NCOO − , cuyas sales pueden ser relativamente estables. Carbamato también es un término utilizado para los ésteres de ácidos carbámicos, como el carbamato de metilo H2N -C(=O) -OCH3 . El grupo funcional carbamoílo RR′N–C(=O)– (a menudo indicado por Cbm ) es la molécula de ácido carbámico menos la parte OH del carboxilo.
El ácido carbámico es una molécula plana. [3]
El grupo H 2 N− del ácido carbámico, a diferencia del de la mayoría de las aminas, no puede protonarse a un grupo amonio H 3 N + − . La forma zwitteriónica H 3 N + −COO − es muy inestable y se descompone rápidamente en amoníaco y dióxido de carbono, [6] sin embargo, hay informes de su detección en hielos irradiados con protones de alta energía . [3]
El ácido carbámico es formalmente el compuesto original de varias familias importantes de compuestos orgánicos:
Muchos ácidos carbámicos sustituidos (RHNCOOH o RR′NCOOH) se pueden sintetizar fácilmente haciendo burbujear dióxido de carbono a través de soluciones de la amina correspondiente ( RNH 2 o RR′NH, respectivamente) en un disolvente apropiado, como DMSO o dióxido de carbono supercrítico . [5] Estos ácidos carbámicos son generalmente inestables a temperatura ambiente y vuelven a la amina original y al dióxido de carbono. [7]
A diferencia de los ácidos carbámicos, los ésteres de carbamato son generalmente estables a temperatura ambiente como estado superior. Se preparan mediante la reacción de cloruros de carbamoilo con alcoholes, la adición de alcoholes a isocianatos y la reacción de ésteres de carbonato con amoníaco. [8] El carbamato de metilo y el carbamato de etilo se encuentran entre los ejemplos más simples y se han utilizado históricamente en la industria textil; ahora se sospecha que ambos son cancerígenos. También se conoce el carbamato de bencilo .
La clase de enzima carbamato quinasa , involucrada en varias vías metabólicas de los organismos vivos, cataliza la formación de carbamoil fosfato H 2 N − C (= O) − O − PO.2-3:
Un ejemplo importante de una enzima con esta actividad es la carbamoil fosfato sintetasa , por ejemplo, la carbamoil fosfato sintetasa I que lleva a cabo el primer paso del ciclo de la urea para eliminar el amoníaco residual.
Una molécula de hemoglobina puede transportar cuatro moléculas de dióxido de carbono a los pulmones como grupos carbamato formados por la reacción del CO 2 con cuatro grupos amino terminales de la forma desoxi . El compuesto resultante se llama carbaminohemoglobina .
El ácido carbámico es un intermediario en la producción industrial de urea , que implica la reacción del dióxido de carbono y el amoníaco. [9]
Algunos ésteres de carbamato se utilizan como relajantes musculares , incluidos el emilcamato , el fenprobamato , el estiramato y otros miembros del código ATC M03BA . Estos se unen al sitio de barbitúricos del receptor GABA A. [10]
Se han desarrollado varios insecticidas a base de ácido carbámico; por ejemplo aldicarb , carbarilo , carbofurano . [11]
Un grupo funcional amina −NH 2 puede protegerse de reacciones no deseadas formándose como residuo de éster carbamato –NHC(=O)–OR. La hidrólisis del enlace éster produce entonces un ácido carbámico –NHC(=O)OH, que luego pierde dióxido de carbono produciendo la amina deseada.