Aminele

Clasa de compuși organic despre care vom vorbi lecția aceasta conține niște molecule imposibile de ignorat atunci când ne aflăm în preajma lor.

Mirosul specific de cadavru este datorat unor amine care se formează în procesul de putrezire al organismelor.

Aceste amine sunt cunoscute sub denumirea de putresceină și cadaverină.

Și mirosul neplăcut al peștelului învechit este dat tot de o amină și anume de metilamină.

Dar aceștia sunt doar câțiva reprezentanți.

Clasa aminelor este extrem de complexă, conținând compuși cu o varietate mare de structuri și utilizări.

Aminele sunt compușii organici care au în molecula lor una sau mai multe grupe amino sau grupe amino substituite.

Teoretic, aminele provin din amoniac, prin substituirea atomilor de hidrogen cu radicali hidrocarbonari.

După cum am mai zis, aminele au o varietate mare de structuri care difer între ele prin numărul și natura radicalelor de hidrocarbură sau prin numărul grupelor amino.

Astfel, aminele se pot clasifica după mai multe criterii.

După numărul radicalelor organici legați de atomul de azot, avem amine primare, secundare și terțiare.

În cazul aminelor primare de atomul de azot se leagă un singur radical organic,

iar în cazul aminelor secundare de atomul de azot se leagă doi radicali organici,

respectiv trei în ceea ce privește aminele terțiare.

După natura radicalului organic, aminele se clasifică în amine alifatice,

când atomul de azot din grup amino se leagă numai de atom de carbon hibridizate spre trei,

și în amine aromatice, când atomul de azot se leagă de cel puțin un atom de carbon hibridizate spre doi dintr-un nucleu aromatic.

Și într-un final, aminele se mai clasifică și după numărul grupelor amino din moleculă.

Avem astfel monoamine, când în moleculă este o singură grupă amino,

și poliamine, când în moleculă se află două sau mai multe grupe amino.

Având structurile atât de diferite, aminele au mai multe variante de denumire.

Monoaminele primare se pot denumi după următoarele reguli,

numele radicalului alchil sau aril plus amino.

Pe exemplu, aceasta este butilamina, iar aceasta este fenilamina.

O altă metodă de denumire a aminelor primare este următoare.

Precizăm indicele de poziție pentru grupa amino plus nuele hidrocarburii de bază și plus cuvântul amino.

Astfel, acești compuși se mai numesc butilamină, respectiv benzenamină.

Pentru diaminele sau poliaminele primare de acest tip,

se forma denumirile tot după aceste două reguli.

Precizăm indicii de poziție pentru grupele amino, numele hidrocarburii de bază,

plus prefixul pentru numărul grupelor amino și plus cuvântul amino.

Așadar, avem aici 1,2-etendiamina și 1,2-benzendiamina.

Sau mai putem utiliza și numele radicalului divalent sau trivalent,

plus prefixul pentru numărul grupelor amino și cuvântul amino.

Astfel, avem etilendiamina,

respectiv 1,2-fenilendiamina.

Aminele secundare și terțiare, care conțin radicalii identici,

pot fi denumite în felul următor.

Ținem cont de prefixul pentru numărul radicalilor,

plus numele radicalului alchil sau aril și plus cuvântul amino.

Astfel, avem aici difenilamina și trimetilamina.

În cazul aminelor secundare și terțiare, care conțin radicalii diferiți,

denumirea lor se formează ca derivat în substituiție a unei amine primare,

conform regulii N plus numele radicalului legat de azot plus numele aminei primare.

Astfel, acești trei compuși au următoarele denumiri

N-metilbutilamina,

N-etil-N-metilfenilamina,

respectiv N-N-dimetilpropilamina.

Unele amine mai păstrează și denumirele mai vechi.

Spre exemplu, benzenamina se numește uzuala anilină.

Atomul de azot din amine este hibridizat sp3, la fel ca în molecula de amoniac.

Are trei orbitali sp3 monoelectronici,

pe care îi folosește la formare a trei legături sigma azot hidrogen sau azot carbon.

Al patrulea orbital sp3 al azotului este ocupat cu doi electroni.

Astfel, aminele au o structură piramidală asemănătoare amoniacului.

Legătura azot hidrogen din amine este slab-polară,

motiv pentru care formează legături de hidrogen mai slabe decât cele generate de grupa hidroxil din alcool.

Aminele inferioare sunt substanțe gazoase cu miros asemănător amoniacului.

Aminele superioare sunt solide și nu au miros.

În schimb, aminele intermediare sunt lichide și au miros specific neplăcut,

cum este cazul aminelor despre care i-am pomenit la început.

Deoarece aminele pot forma legături de hidrogen, ele sunt solubile în apă.

Aminele inferioare, în special, sunt solubile în apă,

însă aminele aromatice sunt doar parțial solubile.

Și aminele superioare formează legături de hidrogen cu apa,

doar că mărimea radicalelui hidrocarbonat nu permite solubilizarea totală.

După cum am văzut mai devreme, atomul de azot,

hibridizat spre trei de îngrupare amino, are un orbital în care se găsește o pereche de electrone participanți la legătură.

De aceea, aminele ionizează ca și amoniacul, acceptând protoni care se fixează de perechea de electrone participantă,

formând astfel o legătură covalent-coordinativă.

În consecință, aminele au caracter bazic și pot reacționa cu substanțe donoare de protoni,

așa cum sunt apa și acizii.

Așadar, la dizolvarea în apă, aminele solubile ionizează și formează hidroxizi complet ionizați.

Prex. o metilamina, în prezența apei,

formează într-o reacție de echilibru ionul metilamoniu.

În ceea ce privește aminele aromatice,

scade tendința de fixarea protonului datorită unui efect electronic la atomul de azot,

similar cu efectul electronic de la atomul de oxigen al fenorilor.

Consecințele sunt bazicitatea scăzută a aminelor aromatice

și mărirea reactivității nucleului aromatic în reacțiile de substituție.

De aceea, anilina nu se dizolvă complet în apă,

însă se dizolvă complet într-o soluție de acericlor hidric când se formează un compus ionic care e solubil în apă.

Aminele primare, secundare și terțiare se alchilează cu derivați halogenați.

Atunci când am vorbit despre proprietățile chimice ale arenelor,

am definit reacția de alchilare ca fiind reacția de înlocuire a unui atom de hidrogen dintr-un nucleu aromatic cu un radical alchil.

Ei bine, tot reacția de alchilare este și înlocuirea atomilor de hidrogen din grupa amino cu radicali alchil.

Acești atomi de hidrogen pot fi substituiți prin reacții cu derivați halogenați de acest tip,

că intermediarii în reacție se obțin halogenuri de alchilamoniu,

care în prezența bazei în exces cedează protoni, generând astfel amina alchilată.

În acest exemplu am obținut dimetilamina, dimetilamină și iodometan,

intermediarul fiind iodura de dimetilamoniu.

Adăugând o nouă moleculă de iodometan la dimetilamină, putem obține trimetilamina.

Putem obține și amine secundare și terțiare, care se conțină în molecule radicali diferite.

Spre exemplu, pornind de la anilină, putem obține n-metilanilină,

la care să adăugăm un derivat halogenat cu un radical diferit, precum cloroetalul.

Într-un final vom obține n-etil-n-metilanilina.

Aminele aromatice primare formează sărul de arendiazoniu.

În prezență a acidului azotos și a unui acid mineral tare, precum acidul clorohidrit.

Spre exemplu, o anilina formează clorura de benzen-diazoniu.

Sărurile de arendiazoniu sunt intermediare în multe sintezie organice cu importanță practică.

Spre exemplu, prin reacția decuplarea sărurilor de arendiazoniu cu fenoli sau cu aminele aromatice,

se formează coloranți azoici, coloranți utilizați la vopsirea fibrelor naturale.

Coloranți azoici au structură grupa diazo.

Prin tratarea clorurii de benzen-diazoniu cu betanaftolul, care știm că este un fenol,

vom obține un colorant roșu.

Aminele sunt în general toxice, însă anumite amine alifatice sunt utilizate pentru obținerea unor medicamente.

Aminele aromatice se utilizează în special la obținerea coloranților.

Anilina este cea mai utilizată amină, având multiple aplicații practice.

Se utilizează în industria medicamentelor, a acceleratorilor pentru vulcanizare, pentru obținerea coloranților și nu numai.