Amine

De la Wikipedia, enciclopedia liberă.
Salt la navigare Salt la căutare

Aminele sunt compuși organici care conțin azot ; compușii derivați din amoniac pot fi considerați prin substituirea formală a unuia, doi sau trei atomi de hidrogen cu tot atâtea grupări alchil sau arii . [1]

Clasificarea aminelor

Amoniac Amină primară Amină secundară Amină terțiară
amoniac
amină primară
amină secundară
amină secundară

Pe baza numărului de grupări alchil sau arii legate de atomul de azot, aminele sunt clasificate în primar , secundar sau terțiar : [1]

  • amina este definită primar dacă este prezentă doar o grupare alchil sau arii;
  • amina este definită secundar dacă sunt prezente două grupări alchil sau arii;
  • amina este definită ca terțiară dacă sunt prezente trei grupări alchil sau arii.

Există, de asemenea, săruri cuaternare de amoniu , conținând un atom de azot, având o sarcină pozitivă, legate de patru grupări alchil și / sau arii: sunt definite și ca amine cuaternare.

Caracteristici

Ca și în cazul amoniacului, aminele au o geometrie piramidală și, la fel ca amoniacul, și aminele sunt de bază . Aminele cu trei substituenți diferiți ai azotului sunt chirale , dar, cu excepția cazurilor speciale (aminele cu un obstacol steric mare), aminele se racemizează rapid prin inversarea configurației moleculelor lor (inversiune piramidală sau flipping ). Prin urmare, enantiomerii aminelor terțiare NR 1 R 2 R 3 , în cazul general, trebuie să fie considerați conformeri (și tocmai inversori ) și amestecul de echilibru optic inactiv. Cazul sărurilor cuaternare de amoniu este diferit, unde prezența unui al patrulea substituent împiedică inversiunea și blochează configurația. De fapt, sărurile (NR 1 R 2 R 3 R 4 ) + X - sunt optic active.

Dubletul de electroni nepartajat al atomului de azot poate fi transferat unei specii acide și, datorită efectului mai mare de respingere a electronilor ( inductiv și hiperconjugativ ) la care este supus azotul, ordinea de creștere a bazicității rezultă din aminele primare alifatice , la cele secundare până la nivelurile superioare de basicitate ale celor terțiare. Aminele aromatice au mai puțină basicitate datorită efectului de rezonanță care acționează prin delocalizarea dubletului de electroni asupra inelului aromatic făcând ionul de amoniu mai acid și inelul mai bazic. Aminele formează cu ușurință săruri solubile cu acizi minerali ( acid clorhidric sau acid sulfuric ) și sunt adesea comercializate sub această formă. De exemplu, o amină primară reacționează cu acidul clorhidric conform reacției:

NRH 2 + HCl → NRH 3 + + Cl -

Aminele au în general puncte de fierbere mai ridicate decât alcanii cu greutate moleculară similară, datorită legăturilor de hidrogen intermoleculare. Cu toate acestea, intensitatea legăturii este mai puțin puternică decât cea observată la compușii oxigenați analogi ( alcooli , acizi carboxilici ). Mai mult, capacitatea de a forma legături de hidrogen face aminele solubile în solvenți polari, cum ar fi apa, atunci când lanțul alifatic sau aromatic este suficient de scurt pentru a nu-l preveni.

Moleculele care conțin diferite grupări amino se numesc poliamine , printre care cele mai importante sunt spermina și spermidina . Aminele sunt în general toxice, iar aminele aromatice sunt compuși cancerigeni cunoscuți sau suspectați. Unele dintre aminele care se formează din putrefacția materialelor biologice animale sunt putrescina , cadaverina , metilamina . Multe amine folosite de oameni sunt sintetizate de organisme vegetale care formează molecule complexe numite alcaloizi precum morfina , chinina (utilizată împotriva malariei), nicotina (alcaloid principal din tutun). Alți compuși precum acidul p- aminobenzoic inhibă creșterea bacteriană fără a afecta celulele umane. [2]

În ceea ce privește toxicitatea și carcinogenitatea așa-numitelor amine aromatice, există un studiu de caz împărțit pe grupe-grup 1-2-3 cu referințe de toxicitate care nu sunt încă definite pentru grupul 3 care este încă în curs de testare / cartografiere. [ neclar ] Această fază a fost în vigoare încă din anii 1980 . [ fără sursă ]

Nomenclatură

Nomenclatura IUPAC consideră grupa amino fie ca substituent - și în acest caz este identificată prin prefixul amino- - fie ca grupul principal al moleculei - al cărui nume are în acest caz sufixul -amină . De fapt, aminele alifatice sunt numite alcanamine (de exemplu CH 3 CH (CH 3 ) CH 2 NH 2 se numește 2-metilpropanamină) și aminele aromatice care provin din benzenamină, mai general aminele aromatice sunt considerate a fi derivate din anilină . Aminele secundare și terțiare sunt denumite amine primare mono- ( N -) și disubstituite ( N , N -) pe atomul de azot.

O nomenclatură alternativă încă utilizată pe scară largă, dar care nu mai este aprobată de IUPAC [3] , consideră aminele drept alchilamine (de exemplu CH 3 CH (CH 3 ) CH 2 NH 2 în această nomenclatură se numește izobutilamină).

Aminele ciclice sunt denumite asemenea cicloalcanilor, adăugând prefixul "aza-" pentru a indica prezența atomului de azot. Cu toate acestea, există și alte nume acceptate de IUPAC.

Sinteză

Există o serie de strategii sintetice pentru producerea aminelor.

Aminele pot fi sintetizate prin tratarea amoniacului cu o halogenură de alchil (care poartă numele de amonoliză a halogenurilor ) și ulterior cu o bază puternică, cum ar fi hidroxidul de sodiu, în funcție de reacții:

Prepararea alchilării amoniacului.png

Din această reacție deducem tendința naturală a aminelor de a interacționa cu halogenurile de alchil (asemănătoare tendinței amoniacului), ceea ce duce la formarea de amine secundare și terțiare cu etapele ulterioare, în care acestea din urmă pot, la rândul lor, ataca formarea de halogenuri de alchil o sare de amoniu cuaternară . Această reactivitate ușoară duce adesea la amestecuri de compuși. Datorită acestei dificultăți în oprirea reacției atunci când numărul dorit de substituenți alchil a fost plasat pe azot, această metodă este una dintre cele mai puțin utilizate pentru producerea de amine. Se folosește în mod normal pentru a produce amine primare prin reacția unei halogenuri de alchil cu un exces puternic de amoniac pentru a evita polialchilarea azotului cât mai mult posibil, dar randamentul nu este oricum satisfăcător.

Pregătirea altor reacții.png

O metodă specifică de preparare pentru aminele primare este sinteza lui Gabriel . Această metodă elimină dezavantajul formării claselor de amine nedorite. Această sinteză pornește de la o imidă , de obicei ftalimidă , care se transformă în sarea sa printr-o reacție cu hidroxid de potasiu (KOH) și poate reacționa astfel cu o halogenură de alchil pentru a da o imidă N- substituită , care prin hidroliză eliberează acid ftalic și un primar amină. O alternativă la hidroliza catalizată de acid este hidrazinoliza: hidrazina înlocuiește amina primară printr-o reacție de substituție nucleofilă a acilului . Se formează numai amine primare deoarece doar o singură grupă alchil se poate lega de atomul de azot al sării ftalimidice și acest lucru permite obținerea numai a aminei primare. Acidul ftalic poate fi reutilizat, prin încălzire și deshidratare consecventă, pentru a regenera anhidrida ftalică și a continua sinteza.

O altă modalitate de obținere a aminelor constă în substituția nucleofilă a unei halogenuri de alchil cu azidă ion (N 3 -), ionul de cianură și alte nucleofile care conțin azot și reducerea ulterioară prin hidrogenare catalitică sau cu agenți de reducere cum ar fi hidrura de litiu și aluminiu (LiAlH 4 ).

O alternativă este reducerea amidelor cu LiAlH 4 duce la sinteza aminelor primare, secundare sau terțiare. Clasa aminelor obținute depinde de numărul de substituenți pe azot.

O metodă excelentă pentru sinteza aminelor este aminarea reductivă . Pentru aminele primare, o aldehidă sau cetonă reacționează cu un exces de amoniac pentru a forma o imină care poate fi redus, de exemplu, de la H2 la nichel Raney : iminei este redusă la amină. De asemenea, aminele secundare și terțiare pot fi obținute prin această procedură, prin reacția respectivă a unei amine primare și a unei amine secundare (în acest caz se formează o enamină ) cu aldehida sau cetona și folosind triacetoxiborohidrura de sodiu ca agent reducător.

Notă

  1. ^ A b(RO) IUPAC Gold Book, "amine"
  2. ^ Seyhan Ege "Chimie organică": Structură și reactivitate ediția a II-a italiană - Idelson-Gnocchi
  3. ^ Henri A Favre și Warren H Powell, Nomenclatura chimiei organice (Editura RSC) Henri A Favre, Warren H Powell , DOI : 10.1039 / 9781849733069 . Adus la 12 decembrie 2015 .

Bibliografie

  • TW Graham Solomons, Organic Chemistry , ediția a II-a, Bologna, Zanichelli, 2001, pp. 55-56, 779-820, ISBN 88-08-09414-6 .
  • Paula Bruice, Chimie organică , ediția a IV-a, Napoli, Edises, 2005, pp. 895-896, ISBN 88-7959-301-3 .

Elemente conexe

Alte proiecte

linkuri externe

Controlul autorității Tesauro BNCF 1384 · LCCN (EN) sh85004479 · GND (DE) 4175693-9 · BNF (FR) cb12247479p (dată) · BNE (ES) XX532256 (dată) · NDL (EN, JA) 00.560.233
Chimie Portalul chimiei : portalul științei compoziției, proprietăților și transformărilor materiei