La cianamida es un compuesto orgánico con la fórmula C N 2 H 2 . Este sólido blanco se utiliza ampliamente en la agricultura y en la producción de productos farmacéuticos y otros compuestos orgánicos. También se utiliza como fármaco disuasorio del alcohol . La molécula presenta un grupo nitrilo unido a un grupo amino . Los derivados de este compuesto también se denominan cianamidas, siendo la más común la cianamida de calcio (CaCN 2 ). [3]
La cianamida, que contiene un sitio nucleofílico y otro electrófilo dentro de la misma molécula, experimenta varias reacciones consigo misma. La cianamida existe como dos tautómeros , uno con la conectividad N≡C–NH 2 y el otro con la fórmula HN=C=NH (tautómero " carbodiimida "). La forma N≡C–NH 2 predomina, pero en unas pocas reacciones (por ejemplo, la sililación ) la forma diimida parece ser importante. [3]
La cianamida se dimeriza para dar 2-cianoguanidina (diciandiamida). Esta dimerización se ve obstaculizada o revertida por los ácidos y se inhibe por las bajas temperaturas. El trímero cíclico se llama melamina . [3]
La cianamida se produce por hidrólisis de cianamida de calcio , que a su vez se prepara a partir de carburo de calcio mediante el proceso Frank-Caro . [4]
La conversión se realiza sobre lodos.
La cianamida puede considerarse un fragmento funcional de un solo carbono que puede reaccionar como electrófilo o nucleófilo . La principal reacción que exhibe la cianamida implica la adición de compuestos que contienen un protón ácido. El agua, el sulfuro de hidrógeno y el seleniuro de hidrógeno reaccionan con la cianamida para dar urea , tiourea y selenourea , respectivamente:
De esta manera, la cianamida se comporta como un agente deshidratante y por lo tanto puede inducir reacciones de condensación. Los alcoholes, tioles y aminas reaccionan de manera análoga para dar alquilisoureas, isotioureas y guanidinas . El fármaco antiulceroso cimetidina se genera utilizando dicha reactividad. Las reacciones relacionadas explotan la bifuncionalidad de la cianamida para dar heterociclos , y esta última reactividad es la base de varias síntesis farmacéuticas como la aminopirimidina imatinib y los agroquímicos Amitrol y hexazinona . El tratamiento para la caída del cabello minoxidil y los antihelmínticos albendazol , flubendazol y mebendazol presentan subestructuras de 2-aminoimidazol derivadas de la cianamida. [3] La cianamida también se utiliza en la síntesis de otros fármacos, entre ellos tirapazamina , etravirina , revaprazan y dasantafil.
El anión cianamida tiene el carácter de un pseudocalcógeno , por lo que la cianamida puede considerarse análoga al agua o al sulfuro de hidrógeno .
Un método conveniente para la preparación de aminas secundarias que no están contaminadas con aminas primarias o terciarias es la reacción de cianamida con haluros de alquilo para formar N,N -dialquilcianamidas que pueden hidrolizarse fácilmente para formar dialquilaminas y luego descarboxilarse. [5] La cianamida se agrega en presencia de N-bromosuccinimida a los dobles enlaces olefínicos. El producto de adición es convertido por bases en N-cianaziridina, [6] ciclizada en presencia de ácidos para formar imidazolinas, que pueden reaccionar posteriormente para formar diaminas vecinales mediante escisión alcalina. [7]
La cianamida también es un componente sintético versátil para heterociclos : forma 2-aminobencimidazol con 1,2-diaminobenceno [8] y forma con la enamina cíclica fácilmente disponible 4-(1-ciclohexenil)morfolina [9] y con azufre elemental un 2-aminotiazol con buenos rendimientos. [10]
La dicianamida de sodio está disponible con buen rendimiento y alta pureza a partir de cianamida y cloruro de cianógeno , [11] [12] que es adecuado como intermedio para la síntesis de ingredientes farmacéuticos activos. [13] Un grupo guanidino se introduce por reacción de cianamida con sarcosina en la síntesis industrial de creatina :. [14]
Esta vía de síntesis evita en gran medida impurezas problemáticas como el ácido cloroacético , el ácido iminodiacético o la dihidrotriazina que se producen en otras vías. El precursor fisiológico guanidinoacético se obtiene de forma análoga haciendo reaccionar la cianamida con la glicina .
Los métodos para estabilizar la cianamida la hacen disponible a escala industrial. Debido a la fuerte afinidad hacia la autocondensación en medios alcalinos (ver arriba), las soluciones de cianamida se estabilizan mediante la adición de 0,5 % en peso de fosfato monosódico como tampón. La cianamida sólida se produce mediante la evaporación cuidadosa del disolvente y la posterior adición de un éster lábil a la hidrólisis de ácido fórmico . El éster absorbe trazas de humedad (supresión de la formación de urea), neutraliza la alcalinidad (amoníaco) y libera continuamente pequeñas cantidades de ácido fórmico. [15]
La cianamida, con el nombre comercial Dormex, es un agente común para romper el reposo agrícola que se aplica en primavera para estimular la apertura uniforme de los brotes , la foliación temprana y la floración. La cianamida puede compensar eficazmente la falta moderada de unidades de frío acumuladas en el otoño anterior y salvar la cosecha que de otro modo se perdería. Es particularmente eficaz para plantas leñosas como arándanos, uvas, manzanas, duraznos y kiwis. Más recientemente, el producto fue aprobado para su uso en almendras y pistachos en los EE. UU. La sobredosis, la alta concentración y el error en el momento de la aplicación pueden dañar los brotes (especialmente de los árboles de durazno ). [16] Los productores pueden evitar daños aplicándolo 30 días antes de la brotación de acuerdo con la etiqueta.
Una solución acuosa al 50% de cianamida también se utiliza como biocida (desinfectante), particularmente en la cría de cerdos , porque mata eficazmente la salmonela y la shigella y combate las moscas en todas las etapas de desarrollo. [17]
La cianamida se degrada por hidrólisis y se transforma en urea, un excelente fertilizante. Los hongos , como Myrothecium verrucaria , aceleran este proceso utilizando la enzima cianamida hidratasa . [18]
Cianamida es el nombre de un grupo funcional con la fórmula R 1 R 2 N−C≡N donde R 1 y R 2 pueden ser una variedad de grupos. Estos compuestos se denominan cianamidas . Un ejemplo es la naftilcianamida, C 10 H 7 N(CH 3 )CN, que se ha producido mediante la reacción de von Braun , [19] un método general para la conversión de aminas terciarias en cianamidas utilizando bromuro de cianógeno como reactivo. [20] Alternativamente, las aminas secundarias pueden atacar un cianato de arilo para dar un carbamimidato; el calentamiento luego elimina el arenol para dar una cianamida. Una reacción similar ocurre con los cianuros de sulfonilo, pero los tiocianatos requieren un metal tiófilo para inducir la eliminación. [21] : 1389
Algunas cianamidas donde R 1 y R 2 son grupos alquilo idénticos se preparan directamente por alquilación de una sal de la cianamida original. [11] Asimismo, las cianamidas de acilo se pueden formar a partir de un cloruro de acilo y cianamida, a menudo con una base. [21] : 1388
Alternativamente, la deshidratación de ureas o la deshidrosulfuración de tioureas pueden producir cianamidas, a veces con reordenamiento. [21] : 1390–1392 Los dicloruros de isonitrilo reaccionan con amoníaco para dar cianamidas. [21] : 1392 Como isómero de valencia más estable de las carbodiimidas , las cianamidas se forman cuando las carbodiimidas se calientan o sufren sustitución electrofílica. [21] : 1393
Las cianamidas secundarias son estables, pero las cianamidas primarias se trimerizan a la triazina correspondiente . [21] : 1398
Las cianamidas son más ácidas y menos básicas que las alquilaminas y se protonan en el nitrógeno terminal. Sin embargo, se conocen complejos de níquel(0) en los que el níquel se coordina con ambos átomos de nitrógeno. Cuando se protona, el carbono central es muy electrofílico y agregará una variedad de nucleófilos. [21] : 1393–1395, 1399
Debido a su alto momento dipolar permanente (es decir, 4,32 ± 0,08 D), [22] se detectó cianamida en emisiones espectrales provenientes de la nube molecular Sgr B2 (T < 100 K) a través de sus transiciones de microondas como la primera molécula interestelar conocida que contiene el marco NCN. [23]
Se utiliza como fármaco disuasorio del consumo de alcohol en Canadá, Europa y Japón. [3]
La cianamida tiene una toxicidad modesta en los seres humanos. [24] Se ha informado que la exposición en el lugar de trabajo a aerosoles de cianamida de hidrógeno o la exposición en personas que viven en las proximidades de los aerosoles causa irritación respiratoria , dermatitis de contacto , dolor de cabeza y síntomas gastrointestinales de náuseas, vómitos o diarrea . [24]
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