Aminy

Z Wikipedii, wolnej encyklopedii
Skocz do: nawigacja, szukaj

Aminyorganiczne związki chemiczne zawierające w swojej budowie grupę aminową, będącą organiczną pochodną amoniaku.

Rzędowość amin[edytuj]

Rzędowość amin wyznacza się tak samo jak rzędowość atomów węgla. Jest więc równa liczbie atomów wodoru przy atomie azotu zastąpionych atomami węgla. Stąd aminy dzielą się na pierwszorzędowe (H
2
NR
), drugorzędowe (HNR
2
), trzeciorzędowe (NR
3
)[1]; ponadto znane są czwartorzędowe związki (sole, kationy) amoniowe (R
4
N+
), które charakteryzują się obecnością ładunku dodatniego i należą do grupy tzw. związków oniowych[2].

Osobną grupę tworzą heterocykliczne aminy aromatyczne, np. pirydyna[3]. Podobnie jak aminy trzeciorzędowe, tworzą one pochodne oniowe, np. sole N-alkilopirydyniowe lub N-arylopirydyniowe[4].

Porównanie struktur amin o różnej rzędowości
Amina
pierwszorzędowa
Amina
drugorzędowa
Amina
trzeciorzędowa
Czwartorzędowy
kation amoniowy
Prim. Amine Structural Formulae V.1.png Sec. Amine Structural Formulae V.1.png Tert. Amine Structural Formulae V.1.png Quart. Ammonium cation Structural Formulae V.1.png

Aminy w roztworach wodnych nie wykazują ścisłej zależności pomiędzy rzędowością i zasadowością. Przykładowo dla amin z podstawnikami metylowymi zasadowość rośnie w szeregu NH
3
< Me
3
N < MeNH
2
< Me
2
NH
. Związane jest to z większą stabilizacją jonów amoniowych 1° i 2° wskutek ich solwatacji względem 3° (trzeciorzędowy jon amoniowy, Me
3
NH+
, ma tylko jeden atom wodoru zdolny do utworzenia wiązania wodorowego z rozpuszczalnikiem). W fazie gazowej natomiast zasadowość zmienia się w szeregu NH
3
< MeNH
2
< Me
2
NH < Me
3
N
, a więc wraz ze wzrostem rzędowości aminy[5].

Do odróżnienia amin pierwszo-, drugo- i trzeciorzędowych może być stosowana próba Hinsberga.

Otrzymywanie amin[edytuj]

Przykładowe metody otrzymywania amin
  • Aminy alifatyczne można otrzymać poprzez reakcje chlorków alkilowych z amoniakiem, jednak synteza ta prowadzi do mieszaniny produktów (od aminy pierwszorzędowej aż do czwartorzędowej soli amoniowej), gdyż powstające aminy także reagują z halogenkami alkilowymi. Aby ograniczyć takie reakcje następcze, należy stosować nadmiar amoniaku:
Otrzymywanie 1-propyloaminy w reakcji 1-chloropropanu z nadmiarem amoniaku
Jeszcze jednym ograniczeniem tej syntezy jest konieczność używania pierwszorzędowych halogenków alkilowych, gdyż reakcja amoniaku z halogenkami wyższego rzędu prowadzi w znacznym stopniu do eliminacji halogenowodoru i powstawania wiązań C=C, a nie substytucji.
  • Aminy pierwszorzędowe można otrzymać z dobrą wydajnością z halogenków alkilowych pierwszo-, a nawet drugorzędowych poprzez działanie azydków, a następnie redukcję powstałego związku pośredniego:
Otrzymywanie izopropyloaminy z użyciem NaN3 i LiAlH4
  • Czyste pierwszorzędowe aminy można otrzymać w reakcji ketonów lub aldehydów z amoniakiem, a następnie redukcję powstałej iminy do aminy. Ograniczeniem tej metody jest dostępność odpowiednich ketonów i aldehydów:
Otrzymywanie izopropyloaminy z acetonu i amoniaku
  • Aminy drugorzędowe można otrzymać w reakcji amin pierwszorzędowych z halogenkami alkilów (pojawia się problem eliminacji i produktów ubocznych) lub w reakcji amin pierwszorzędowych z ketonami lub aldehydami:
Otrzymywanie metyloizopropyloaminy z acetonu i metyloaminy
Otrzymywanie o-toluidyny przez redukcję o-nitrotoluenu

Właściwości amin[edytuj]

Pierwszo- i drugorzędowe aminy z grupami alkilowymi mają charakterystyczny, rybi zapach. Wszystkie trzy aminy z grupami metylowymi są dobrze rozpuszczalnymi w wodzie gazami, podobnie jak amoniak. Aminy z wyższymi grupami alifatycznymi są ciekłe lub stałe; ze wzrostem długości łańcuchów węglowych coraz gorzej rozpuszczają się w wodzie.

Aminy aromatyczne są wysokowrzącymi cieczami lub ciałami stałymi o ostrym, charakterystycznym, ale nie rybim, zapachu.

Własności chemiczne amin są zbliżone do amoniaku. Są to związki o właściwościach zasadowych, z kwasami tworzą sole i mają odczyn zasadowy w roztworach wodnych:

RNH
2
+ H
2
O ⇄ RNH+
3
+ OH

Zasadowość amin zależy od podstawników przy atomie azotu. Aminy alifatyczne są z reguły bardziej zasadowe od amoniaku, a aminy aromatyczne mają mniej zasadowe własności od amoniaku.

Z punktu widzenia biochemii najważniejszą reakcją amin jest reakcja z kwasami karboksylowymi prowadząca do powstania wiązań peptydowych.

Aminy są wykorzystywane jako ligandy w kompleksach kationów różnych metali, a także do tworzenia adduktów z kwasami Lewisa.

Przypisy[edytuj]

  1. publikacja w otwartym dostępie – możesz ją przeczytać G.P. Moss, P.A.S. Smith, D. Tavernier. Glossary of class names of organic compounds and reactivity intermediates based on structure. IUPAC Recommendations 1995. „Pure and Applied Chemistry”. 67 (8–9), s. 1316, 1995. DOI: 10.1351/pac199567081307. 
  2. John McMurry: Chemia organiczna. T. 1–5. Warszawa: Wydawnictwo Naukowe PWN, 2012, s. 893. ISBN 9788301144067.
  3. A. Blackman, S. Bottle, S. Schmid, M. Mocerino, U. Wille: Chemistry. Wyd. 2. Wiley, 2011, s. 1438. ISBN 978-1-74246-707-8.
  4. Shinkichi Shimizu, Nanao Watanabe, Toshiaki Kataoka, Takayuki Shoji, Nobuyuki Abe, Sinji Morishita, Hisao Ichimura: Pyridine and Pyridine Derivatives. W: Ullmann's Encyclopedia of Chemical Industrial Chemistry. Weinheim: Wiley-VCH Verlag, 2005. DOI: 10.1002/14356007.a22_399. ISBN 9783527306732.
  5. T.W. Graham Solomons, Craig B. Fryhle: Organic Chemistry. Wyd. 10. Hoboken: John Wiley & Sons, 2011, s. 916. ISBN 9780470401415.