Formamida

composto químico

A formamida é unha amida derivada do ácido fórmico. É un líquido incoloro inmiscible en auga e cun cheiro parecido ao amoníaco. É a materia prima para a fabricación química de sulfamidas e outros fármacos, herbicidas e pesticidas, e na fabricación de ácido cianhídrico. Foi utilizado como suavizante para o papel e fibras. É un solvente para moitos compostos iónicos. Tamén foi utilizado como solvente para resinas e plastificantes.[4] Algúns astrobiólogos suxiren que pode ser unha alternativa á auga como solvente principal noutras posibles formas de vida no Universo.[5]

Formamida
Fórmula estrutural da molécula de formamida
Identificadores
Número CAS 75-12-7
PubChem 713
ChemSpider 693
UNII 4781T907ZS
KEGG C00488
ChEBI CHEBI:48431
ChEMBL CHEMBL266160
Ligando IUPHAR 4739
Imaxes 3D Jmol Image 1
Propiedades
Fórmula molecular CH3NO
Masa molecular 45,04 g/mol
Aspecto Incoloro, líquido oleoso[2]
Densidade 1,133 g/cm3
Punto de fusión 2–3 °C; 36–37 °F; 275–276 K
Punto de ebulición 210 °C; 410 °F; 483 K
Solubilidade en auga Miscible
Presión de vapor 0,08 mmHg a 20 °C
Acidez (pKa) 23,5 (en DMSO)[3]
Perigosidade
NFPA 704
1
2
0
Punto de inflamabilidade 154 °C; 309 °F; 427 K
Compostos relacionados
Compostos relacionados Ácido carbámico
Dimetilformamida

Se non se indica outra cousa, os datos están tomados en condicións estándar de 25 °C e 100 kPa.

As formamidas son compostos do tipo RR′NCHO. Unha formamida importante é a dimetilformamida, (CH3)2NCHO.

Produción

editar

Produción histórica

editar

No pasado a formamida produciase tratando o ácido fórmico con amoníaco, o que produce formato de amonio, que á súa vez rende formamida ao quentalo:[6]

HCOOH + NH3HCOO
NH+
4
HCOO
NH+
4
→ HCONH2 + H2O

A formamida tamén se xerou por aminólise de etil formato:[7]

HCOOCH2CH3 + NH3 → HCONH2 + CH3CH2OH

Produción moderna

editar

O proceso industrial actual para a fabricación de formamida consiste na carbonilación de amoníaco:[4]

CO + NH3 → HCONH2

Un proceso alternativo en dúas etapas é a amoniólise de metil formato, o cal se forma a partir de monóxido de carbono e metanol:

CO + CH3OH → HCOOCH3
HCO2CH3 + NH3 → HCONH2 + CH3OH

Aplicacións

editar

A formamida úsase na produción industrial de cianuro de hidróxeno. Tamén se usa como solvente para procesar varios polímeros como o poliacrilonitrilo.[8]

Reaccións

editar

A formamida descomponse en monóxido de carbono e amoníaco cando se quenta por riba dos 100 °C.

HCONH2 → CO + NH3

A reacción é lenta por debaixo dos 160 °C, pero acelera de aí en adiante. A temperaturas moi altas, os produtos de reacción cambian a cianuro de hidróxeno (HCN) e auga:

HC(O)NH2 → HCN + H2O

O mesmo efecto ocorre en presenza de catalizadores de ácido sólido.[8]

Nicho ou aplicacións de laboratorio

editar

A formamida é un constituínte de mesturas crioprotectoras de vitrificación usadas para a crioconservación de tecidos e órganos.

A formamida tamén se usa como estabilizador do ARN en electroforese en xel para desionizar o ARN. Na electroforese de capilaridade, utilízase para estabilizar febras monocatenarias de ADN desnaturalizado.

Outro uso é engadila en solución sol-xel para evitar o craqueo durante a sinterización.

A fomamida no seu estado puro foi utilizada como un solvente alternativo para a autoensamblaxe electrostática de nanopelículas de polímeros.[9]

A formamida úsase para preparar aminas primarias directamente e cetonas por medio de derivados N-formil, usando a reacción de Leuckart.

Bioquímica

editar
 
Ciclo da metanoxénese, mostrando os intermediarios que conteñen formamida.[10]

As formamidas son intermediarios no ciclo da metanoxénese.

Química prebiótica

editar

A formamida propúxose como solvente alternativo á auga, quizais pola súa capacidade de soportar a vida noutras partes do Universo con bioquímicas alternativas ás que se encontran actualmente na Terra. Fórma pola hidrólise do cianuro de hidróxeno. Ten un gran momento dipolar, e as súas propiedades de solvatación son similares ás da auga.[11]

A formamida pode converterse en trazas de guanina ao quentala en presenza de luz ultravioleta.[12]

Demostrouse que varias reaccións químicas prebióticas que producen derivados de aminoácidos poden ter lugar en formamida.[13]

Seguridade

editar

Non se recomenda o contacto coa pel e os ollos. Cunha LD50 de gramos por kg, a formamida ten unha toxicidade aguda baixa. Tamén ten unha baixa mutaxenicidade.[8]

A formamida clasifícase como tóxica para a saúde reprodutora.[14]

  1. Nomenclature of Organic Chemistry : IUPAC Recommendations and Preferred Names 2013 (Blue Book). Cambridge: The Royal Society of Chemistry. 2014. p. 841. ISBN 978-0-85404-182-4. doi:10.1039/9781849733069-FP001. O nome tradicional ‘formamida’ mantense para a HCO-NH2 e é o nome preferido da IUPAC. 
  2. "NIOSH Pocket Guide to Chemical Hazards #0295". National Institute for Occupational Safety and Health (NIOSH). 
  3. F. G. Bordwell; J. E. Bartmess; J. A. Hautala (1978). "Alkyl effects on equilibrium acidities of carbon acids in protic and dipolar aprotic media and the gas phase". J. Org. Chem. 43 (16): 3095–3101. doi:10.1021/jo00410a001. 
  4. 4,0 4,1 Hohn, A. (1999). "Formamide". En Kroschwitz, Jacqueline I. Kirk-Othmer Concise Encyclopedia of Chemical Technology (4ª ed.). Nova York: John Wiley & Sons, Inc. pp. 943–944. ISBN 978-0471419617. 
  5. "How to improve the search for aliens". The Economist. 
  6. Lorin, M. (1864). "Preparation of Formamide by means of Formiates and Oxalates". The Chemical News and Journal of Physical Science IX: 291. Consultado o 14 de xuño de 2014. 
  7. Phelps, I. K.; Deming, C. D. (1908). "The Preparation of Formamide from Ethyl Formate and Ammonium Hydroxide". The Chemical News and Journal of Physical Science 97: 86–87. Consultado o 14 de xuño de 2014. 
  8. 8,0 8,1 8,2 Bipp, H.; Kieczka, H. (2012). "Formamides". Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry. Weinheim: Wiley-VCH. doi:10.1002/14356007.a12_001.pub2. 
  9. Vimal K. Kamineni; Yuri M. Lvov; Tabbetha A. Dobbins (2007). "Layer-by-Layer Nanoassembly of Polyelectrolytes Using Formamide as the Working Medium". Langmuir 23 (14): 7423–7427. PMID 17536845. doi:10.1021/la700465n. 
  10. Thauer, R. K. (1998). "Biochemistry of Methanogenesis: a Tribute to Marjory Stephenson". Microbiology 144: 2377–2406. PMID 9782487. doi:10.1099/00221287-144-9-2377. 
  11. Committee On The Limits Of Organic Life In Planetary Systems (2007). The Limits of Organic Life in Planetary Systems. Washington, DC: The National Academies Press. p. 74. ISBN 978-0-309-66906-1. Consultado o 2012-08-29. 
  12. "Origin of Life: Adding UV Light Helps Form 'Missing G' of RNA Building Blocks". Science Daily. 14 de xuño de 2010. 
  13. Green, N. J.; Russell, D. A.; Tanner, S. H.; Sutherland, J. D. (2023). "Prebiotic Synthesis of N-Formylaminonitriles and Derivatives in Formamide". Journal of the American Chemical Society 145 (19): 10533–10541. PMC 10197134. PMID 37146260. doi:10.1021/jacs.2c13306. 
  14. "Support document for identification of formamide as a substance of very high concern because of its cmr1 properties". European Chemicals Agency.