Carbamate

Définition

Un carbamate est un uréthane sous forme d'ester; les carbamates sont des composés organiques dérivés de l'acide carbamique (NH₂COOH). Un groupe carbamate, un ester de carbamate, et les acides carbamiques sont des groupes fonctionnels qui sont liés entre eux structurellement et chimiquement.

Les carbamates sont des sels et des esters d'acides carbamiques (R₂N-COOH). Les esters sont plus communément appelés uréthanes. Les polyuréthanes (unités polymères liées par des groupes carbamates bivalents (-NH-(C＝O)-O-) font également partie des carbamates. Le sel inorganique de carbamate d'ammonium est produit à grande échelle comme intermédiaire chimique dans la production de l'urée agrochimique à partir d'ammoniac et de dioxyde de carbone.

Structure d'un carbamate :

Les carbamates peuvent être préparés à partir d'isocyanates et d'alcools par une réaction d'addition, où les groupes organyle R¹ et R², tels que les groupes alkyle ou aryle. Alternativement, les carbamates peuvent être préparés en faisant réagir des chloroformiates ou des esters carboniques avec des amines.

Explications

Les uréthanes sont principalement des solides qui cristallisent bien et servent donc de préparations d'identification dans l'analyse chimique.

La toxicité de certains carbamates (par exemple le bendiocarbe) est équivalente à celle des dérivés d'acide phosphorique (esters d'acide phosphorique) utilisés comme pesticides et est basée sur leurs effets neurotoxiques. La persistance dans l'environnement est de 1 à 12 semaines. Les carbamates sont plus stables à l'hydrolyse que les esters d'acide orthophosphorique.

✅ Les carbamates sont principalement utilisés comme insecticides, fongicides et herbicides en agriculture depuis les années 1950. La consommation mondiale de carbamates était d'environ 30 000 tonnes en 1995. Le carbamate d'ammonium est important comme intermédiaire dans l'extraction technique de l'urée. Certains carbamates étaient auparavant utilisés comme somnifères. En synthèse organique, les carbamates sont utilisés comme groupes protecteurs pour les amines en raison de leur stabilité vis-à-vis de l'hydrolyse catalysée par une base.

Les groupes N–aminés terminaux des résidus valine dans les chaînes α-β de la désoxyhémoglobine existent sous forme de carbamates. Cela aide à stabiliser la protéine lorsqu'elle se transforme en désoxyhémoglobine et augmente sa tendance à libérer l'oxygène restant qui est toujours lié à la protéine. L'influence de ces carbamates sur l'affinité de l'hémoglobine pour l'O₂ est appelée effet Bohr.

Les groupes ε-amino des résidus lysine dans l'uréase et la phosphotriestérase interviennent également sous forme de carbamates. Le carbamate dérivé de l'aminoimidazole est un intermédiaire dans la biosynthèse des inosines. Le phosphate de carbamyle est généré avant le CO₂ à partir de la dégradation méthanogène du carboxyphosphate.

Mais le carbamate le plus important dans la nature est peut-être celui qui est impliqué dans la capture du CO₂ inorganique dans la photosynthèse des plantes, car ce processus est le début de presque toutes les chaînes trophiques de la nature et est, entre autres, pertinent pour le réchauffement global. L'enzyme Rubisco (ribulose 1,5-bisphosphate carboxylase / oxygénase) se lie à une molécule de dioxyde de carbone sous forme de carbamate au début du cycle de Calvin. Dans le site actif de l'enzyme, un ion Mg²⁺ est lié à des résidus d'acides aminés acide glutamique, l'acide aspartique et la lysine, ce dernier sous forme de carbamate. Le carbamate se forme lorsque la chaîne latérale de lysine non chargée proche de l'ion réagit avec une molécule de dioxyde de carbone de l'air, ce qui lui permet d'acquérir une charge et donc de se lier à l'ion Mg²⁺.

✅ L'uréthane ou le carbamate d'éthyle était utilisé depuis longtemps dans l'agent antinéoplasique américain et à d'autres fins médicinales. Finalement, il s'est avéré trop toxique et finalement inefficace. Il a également été occasionnellement utilisé en médecine vétérinaire.

Certains autres carbamates sont couramment utilisés en pharmacothérapie, par exemple les inhibiteurs de la cholinestérase, la néostigmine et la rivastigmine, dont les structures chimiques sont basées sur la physostigmine alcaloïde naturelle. D'autres exemples sont le méprobamate et ses dérivés tels que le carisoprodol, le felbamate et le tibamate. Tous sont un groupe d'anxiolytiques et de relaxants musculaires largement utilisés dans les années 1960, avant l'apparition des benzodiazépines.et qu'ils sont encore utilisés dans certains cas aujourd'hui. Ceci est important dans l'évaluation biochimique clinique, chez les patients atteints de maladie dégénérative chronique.

⭐ La principale source de carbamates est leur utilisation comme herbicides. La plupart des carbamates ont une toxicité faible à modérée, en raison de la réversibilité de leur réaction avec l'acétylcholinestérase et de sa dégradation rapide. Les abeilles font exception car elles sont très sensibles à la présence de carbamates. Il peut y avoir une bioaccumulation dans les poissons, si leur métabolisme est lent, malgré leur instabilité dans l'eau en raison de leur dégradation par hydrolyse. Sa toxicité est faible chez les mammifères. La plupart de ses métabolites sont moins toxiques et se dégradent rapidement.

Leur faible pression de vapeur signifie qu'ils sont principalement adsorbés au sol ou dans l'eau. Ils peuvent être métabolisés par les micro-organismes du sol par hydrolyse ou oxydation. L'adaptation rapide des micro-organismes à la dégradation des carbamates peut affecter leur persistance. Les carbamates absorbent la lumière ultraviolette et ceux présents dans les eaux de surface peuvent être dégradés par le rayonnement solaire. L'hydrolyse des carbamates produit la libération d'alcool et la formation d'acide carbamique, cet acide carbamique est ensuite décomposé en amine et dioxyde de carbone.

En rapport avec "carbamate"

• acide phosphorique

  

  L'acide phosphorique est le principal acide oxygène du phosphore et l'un des acides inorganiques les plus importants.

• ester

  

  Un ester est un composé organique dérivé du pétrole ou inorganique oxygéné dans lequel un ou plusieurs protons sont substitués par des groupes organiques.

• pesticide

  

  Un pesticide qualifie toute substance destinée à éloigner, détruire, attirer, repousser ou contrôler toutes espèces de déprédateurs, y compris les espèces...

• sel inorganique

  

  Un sel inorganique est un sel qui ne contient pas de liaisons CH contrairement à un sel organique qui contient des liaisons CH.