a m i n y - pg.gda.pl · 1. do słowa amina dodaje się w przedrostku nazwę reszty alkilowej lub...

66
A M I N Y

Upload: trinhkhanh

Post on 13-Oct-2018

213 views

Category:

Documents


1 download

TRANSCRIPT

Page 1: A M I N Y - pg.gda.pl · 1. do słowa amina dodaje się w przedrostku nazwę reszty alkilowej lub arylowej przyłączonej do atomu azotu, np. propyloamina, benzyloamina, metyloamina;

A M I N Y

Page 2: A M I N Y - pg.gda.pl · 1. do słowa amina dodaje się w przedrostku nazwę reszty alkilowej lub arylowej przyłączonej do atomu azotu, np. propyloamina, benzyloamina, metyloamina;

Aminy – pochodne amoniaku, w których jeden (aminy 1o), dwa (aminy 2o) lub trzy (aminy 3o) atomy wodoru zostały zastąpione resztami organicznymi (alifatycznymi bądź aromatycznymi).

Page 3: A M I N Y - pg.gda.pl · 1. do słowa amina dodaje się w przedrostku nazwę reszty alkilowej lub arylowej przyłączonej do atomu azotu, np. propyloamina, benzyloamina, metyloamina;

Przykłady aminAminy pierwszorzędowe (1o)

CH3CH2 NH2

etyloamina

(CH3)2CH NH2

izopropyloamina

(CH3)3C NH2

tert-butyloamina

NH2NH2 CH2NH2

cykloheksyloamina

NH2

anilina benzyloamina

-naftyloamina

H

Page 4: A M I N Y - pg.gda.pl · 1. do słowa amina dodaje się w przedrostku nazwę reszty alkilowej lub arylowej przyłączonej do atomu azotu, np. propyloamina, benzyloamina, metyloamina;

Aminy drugorzędowe (2o)

(CH3CH2)2 NH

dietyloamina

(CH3)2CH NH

N-fenylo-N-izopropyloamina

NH CH2NH

N-metyloanilina N-benzylo-N-metyloamina

CH3CH3

Page 5: A M I N Y - pg.gda.pl · 1. do słowa amina dodaje się w przedrostku nazwę reszty alkilowej lub arylowej przyłączonej do atomu azotu, np. propyloamina, benzyloamina, metyloamina;

Aminy trzeciorzędowe (3o)

(CH3CH2)3 N

trietyloamina

N

CH2NN

N,N-dimetyloanilina

N-benzylo-N-metylo-N-propyloamina N,N-dietylo-N--naftyloamina

CH3

(CH3)2

CH2CH2CH3

(CH2CH3)2

Page 6: A M I N Y - pg.gda.pl · 1. do słowa amina dodaje się w przedrostku nazwę reszty alkilowej lub arylowej przyłączonej do atomu azotu, np. propyloamina, benzyloamina, metyloamina;

Inne związki organiczne zawierające azot

☼ Iminy

☼ Nitryle

R CH NH R CH NAr

R C N C N

benzenokarbonitryl (benzonitryl, cyjanek fenylu)

Page 7: A M I N Y - pg.gda.pl · 1. do słowa amina dodaje się w przedrostku nazwę reszty alkilowej lub arylowej przyłączonej do atomu azotu, np. propyloamina, benzyloamina, metyloamina;

☼ Amidy i imidy

☼ Związki nitrowe

R CO

NH2

R CO

NHR'

R CO

NR'2

NH

O

Oftalimid

C

NH

O

butyrolaktamamid cykliczny

NO2R NO2

nitroalkannitrobenzen

Page 8: A M I N Y - pg.gda.pl · 1. do słowa amina dodaje się w przedrostku nazwę reszty alkilowej lub arylowej przyłączonej do atomu azotu, np. propyloamina, benzyloamina, metyloamina;

☼ Związki nitrozowe

☼ Pochodne hydroksyloaminy

☼ Pochodne hydrazyny

R CO

NH

NHOH

R CH OHNOH

fenylohydroksyloamina

NH(H3C)2 N NH2NH2

fenylohydrazyna1,1-dimetylohydrazyna

nitrozobenzen

N ON O

Hnitrozocykloheksan

Page 9: A M I N Y - pg.gda.pl · 1. do słowa amina dodaje się w przedrostku nazwę reszty alkilowej lub arylowej przyłączonej do atomu azotu, np. propyloamina, benzyloamina, metyloamina;

☼ Azozwiązki i sole diazoniowe

☼ Aromatyczne związki heterocykliczne

NH

N

NH

N N

N

N N

N NH

N

pirol imidazol pirydyna chinolina

pirymidyna puryna

N

akrydyna

azobenzen (difenylodiazen)

N N N N X

sól benzenodiazoniowa

Page 10: A M I N Y - pg.gda.pl · 1. do słowa amina dodaje się w przedrostku nazwę reszty alkilowej lub arylowej przyłączonej do atomu azotu, np. propyloamina, benzyloamina, metyloamina;

Nazewnictwo amin1. do słowa amina dodaje się w przedrostku nazwę reszty alkilowej

lub arylowej przyłączonej do atomu azotu, np. propyloamina, benzyloamina, metyloamina;

2. słowo amina poprzedza się nazwą macierzystego węglowodoru połączonego literką o, np. metanoamina, benzenoamina, etanoamina;

NH2

CH3 NH2

metanoaminabenzenoamina

CH3CH2 NH2

etanoamina

CH3CH2CH2 NH2

propyloamina

CH2NH2

benzyloamina

CH3 NH2

metyloamina

Page 11: A M I N Y - pg.gda.pl · 1. do słowa amina dodaje się w przedrostku nazwę reszty alkilowej lub arylowej przyłączonej do atomu azotu, np. propyloamina, benzyloamina, metyloamina;

3. przedrostek amina dodaje się do rdzenia nazwy

węglowodoru macierzystego, np. aminoetan,

aminobenzen, aminobutan;

4. nazwę reszty alkilowej lub arylowej połączonej z atomem azotu dodaje się do rdzenia azan, np. metyloazan, fenyloazan, etyloazan;

NH2

CH3 NH2

aminometan

CH3CH2CH2CH2 NH2

aminobenzen aminobutan

NH2

CH3 NH2

metyloazan

CH3CH2 NH2

fenyloazanetyloazan

Page 12: A M I N Y - pg.gda.pl · 1. do słowa amina dodaje się w przedrostku nazwę reszty alkilowej lub arylowej przyłączonej do atomu azotu, np. propyloamina, benzyloamina, metyloamina;

5. dla amin 2o i 3o podajemy alfabetycznie wszystkie łańcuchy węglowodorowe połączone z atomem azotu stawiając przed jej nazwą dużą literkę N- co oznacza, że reszta alkilowa lub arylowa związana jest bezpośrednio

z atomem azotu grupy aminowej, np. N,N-dietylobutylo-amina, N-metylo-N-(2-pentylo)amina.

CH3CH2CH2CH2 N CH3

CH3

N,N-dimetylobutyloamina

CH3CHCH2CH2CH3

N-metylo-N-(2-pentylo)amina

NH CH3

Page 13: A M I N Y - pg.gda.pl · 1. do słowa amina dodaje się w przedrostku nazwę reszty alkilowej lub arylowej przyłączonej do atomu azotu, np. propyloamina, benzyloamina, metyloamina;

Właściwości fizykochemiczne

■ Aminy są słabymi zasadami. W roztworach wodnych pozostają w równowadze z jonem amoniowym. Aminy są związkami polarnymi, w wodzie rozpuszczają się podobnie jak alkohole, co wynika, ze zdolności tworzenia wiązań wodorowych. Rozpuszczalność amin w wodzie maleje wraz ze wzrostem liczby atomów węgla w cząsteczce.

N H O

H

H

N H

O

H

H

Page 14: A M I N Y - pg.gda.pl · 1. do słowa amina dodaje się w przedrostku nazwę reszty alkilowej lub arylowej przyłączonej do atomu azotu, np. propyloamina, benzyloamina, metyloamina;

Niskocząsteczkowe aminy mieszają się z wodą w całym zakresie stężeń, charakteryzują się one nieprzyjemnym, rybim zapachem. Większość amin to ciecze, jedynie metyloamina, dimetyloamina, trimetyloamina i etyloamina są w temp. pokojowej gazami.

Metyloamina CH3NH2 – trujący, bezbarwny, łatwopalny

gaz o nieprzyjemnym zapachu. Przechowuje się ją skroploną w ampułkach, albo

w postaci chlorowodorku metyloaminy CH3NH3+Cl-. Handlowo dostępna jest jako

40% roztwór wodny. Znalazła ona zastosowanie przy produkcji barwników,

pestycydów, surfaktantów, w preparatyce farmaceutycznej, a skroplona jako

rozpuszczalnik.

Dimetyloamina (CH3)2NH – bezbarwny gaz o zapachu

gnijących ryb. Jest produktem rozkładu białek w wyniku gnicia. Stosowana jest

jako adsorbent gazów kwaśnych, czynnik flotacyjny, stabilizator benzyny i rozpuszczalnik, w przemyśle włókienniczym oraz do produkcji mydeł, środków depilacyjnych i czyszczących.

Etyloamina CH3CH2NH2 – bezbarwna, łatwopalna, lotna amina

o zapachu amoniaku. Wykorzystywana jest do produkcji leków, pestycydów, inhibitorów korozji, rafinacji ropy naftowej oraz w syntezie organicznej.

Page 15: A M I N Y - pg.gda.pl · 1. do słowa amina dodaje się w przedrostku nazwę reszty alkilowej lub arylowej przyłączonej do atomu azotu, np. propyloamina, benzyloamina, metyloamina;

■ Hybrydyzacja atomu azotu sp3 i geometria cząsteczki piramidalna o kątach między wiązaniami wynoszącymi w ~109o. Atom azotu związany jest z trzema podstawnikami za pośrednictwem wiązań s.

■ Cząsteczki amin zawierające trzy różne podstawniki związane z atomem azotu są chiralne. Nie można jednak ich rozdzielić na enancjomery, ponieważ w temperaturze pokojowej szybko zachodzi inwersja konfiguracji (przekształcenie jednego enancjomeru w drugi). W inwersji bierze udział płaski produkt przejściowy, powstający w wyniku zmiany hybrydyzacji atomu azotu z sp3 na sp2, wolna para elektronowa atomu azotu zajmuje orbital p.

Nsp3

Page 16: A M I N Y - pg.gda.pl · 1. do słowa amina dodaje się w przedrostku nazwę reszty alkilowej lub arylowej przyłączonej do atomu azotu, np. propyloamina, benzyloamina, metyloamina;

W przypadku 4o soli amoniowych nie dochodzi doinwersji konfiguracji więc ich formy enancjomeryczne

można wyodrębnić.

N

R

R'

"R

sp3

N

R

R'"R

sp2

N

R

R'

R"

sp3

Enancjomery

Stan przejściowy, płaski

Page 17: A M I N Y - pg.gda.pl · 1. do słowa amina dodaje się w przedrostku nazwę reszty alkilowej lub arylowej przyłączonej do atomu azotu, np. propyloamina, benzyloamina, metyloamina;

Zasadowość aminAminy wykazują właściwości zasadowe (mają zdolność do reakcji z kwasami) ze względu na obecność wolnej pary elektronowej na atomie azotu.

Page 18: A M I N Y - pg.gda.pl · 1. do słowa amina dodaje się w przedrostku nazwę reszty alkilowej lub arylowej przyłączonej do atomu azotu, np. propyloamina, benzyloamina, metyloamina;

1. Reakcje amin z kwasami mineralnymi i kwasami Lewisa

(CH3CH2)3 N

trietyloamina

NH2

anilina

+ H2SO4 (CH3CH2)3 NH HSO4

wodorosiarczan trietyloamoniowy

+ HCl

NH3 Cl

chlorek fenyloamoniowychlorowodorek aniliny(nierozpuszczalna w wodzie)

(rozpuszczalny w wodzie)

+ BF3 (CH3CH2)3 N

kompleks

BF3

kwas Lewisa

(CH3CH2)3 N

trietyloamina

Page 19: A M I N Y - pg.gda.pl · 1. do słowa amina dodaje się w przedrostku nazwę reszty alkilowej lub arylowej przyłączonej do atomu azotu, np. propyloamina, benzyloamina, metyloamina;

2. Stała równowagi reakcji amin z wodą (Kb) i pKb jako miara ich zasadowości

R N + H2OKb

amina

+ HOH

HR N

kation amoniowy

H

H

H

Kb =[R-NH3] [ OH]

[R-NH2]

pKb = - log Kb miara zasadowości amin

Page 20: A M I N Y - pg.gda.pl · 1. do słowa amina dodaje się w przedrostku nazwę reszty alkilowej lub arylowej przyłączonej do atomu azotu, np. propyloamina, benzyloamina, metyloamina;

3. Stała równowagi reakcji kationu amoniowego z wodą (Ka)

i pKa jako miara jego kwasowości

Im wyższa wartość pKa kationu amoniowego (im słabszy kwas), tym mocniejsza amina (zasada z nim sprzężona).

+ H2OKa

+R N

kation amoniowy

H

H

H

Ka =[R-NH2] [H3O ]

[R-NH3 ]

pKa = - log Ka miara kwasowości kationu

amoniowego

R N

amina

H

HH3O

pKa + pKb = 14 pKb = 14 - pKa

Page 21: A M I N Y - pg.gda.pl · 1. do słowa amina dodaje się w przedrostku nazwę reszty alkilowej lub arylowej przyłączonej do atomu azotu, np. propyloamina, benzyloamina, metyloamina;

4.Porównanie zasadowości amin w zależności od ich rzędowości, w roztworach wodnych

Page 22: A M I N Y - pg.gda.pl · 1. do słowa amina dodaje się w przedrostku nazwę reszty alkilowej lub arylowej przyłączonej do atomu azotu, np. propyloamina, benzyloamina, metyloamina;

5. Porównanie zasadowości amin alifatycznych i aromatycznych

pKb 13 9.4 8.7 3.4

H3C N

metyloamina

H

H

wzrost zasadowości

NH2

anilina

NH2

toluidyna

CH3

NH2

p-nitroanilina

NO2

Page 23: A M I N Y - pg.gda.pl · 1. do słowa amina dodaje się w przedrostku nazwę reszty alkilowej lub arylowej przyłączonej do atomu azotu, np. propyloamina, benzyloamina, metyloamina;

* Aminy alifatyczne są mocniejszymi zasadami od amin

aromatycznych tej samej rzędowości.Grupy alkilowe wywołujące +I stabilizują jon amoniowy i zwiększają zasadowość amin. Solwatacja jonu amoniowego przez cząsteczki wody, również działa na ten jon stabilizująco i wpływa na wzrost zasadowości amin. Zazwyczaj, aminy 1o i 2o są mocniejszymi zasadami niż aminy 3o. Aminy aromatyczne są słabszymi zasadami niż alifatyczne, ponieważ wolna para elektronowa atomu azotu oddziałuje z elektronami p pierścienia aromatycznego, co zmniejsza jej dostępność dla tworzenia wiązania z protonem.

Na zasadowość amin aromatycznych mają wpływ podstawniki znajdujące się w pierścieniu

aromatycznym.

Page 24: A M I N Y - pg.gda.pl · 1. do słowa amina dodaje się w przedrostku nazwę reszty alkilowej lub arylowej przyłączonej do atomu azotu, np. propyloamina, benzyloamina, metyloamina;

* Podstawniki elektronodonorowe (np. –NH2, -OR, -CH3 (alkil)) w pozycjach orto i para względem grupy aminowej zwiększają gęstość elektronową w pierścieniu, co sprzyja stabilizacji jonu amoniowego i zwiększa zasadowość amin aromatycznych.

Page 25: A M I N Y - pg.gda.pl · 1. do słowa amina dodaje się w przedrostku nazwę reszty alkilowej lub arylowej przyłączonej do atomu azotu, np. propyloamina, benzyloamina, metyloamina;

* Podstawniki elektronoakceptorowe (np. –CHO, -COR, -NO2, -SO3R, -CF3) w pozycjach orto i para względem grupy aminowej zmniejszają zasadowość amin aromatycznych.

Page 26: A M I N Y - pg.gda.pl · 1. do słowa amina dodaje się w przedrostku nazwę reszty alkilowej lub arylowej przyłączonej do atomu azotu, np. propyloamina, benzyloamina, metyloamina;

Nukleofilowość amin

Aminy wykazują właściwości nukleofilowe ze względu na obecność wolnej pary elektronowej na atomie azotu, tj. reagują z halogenkami alkilowymi oraz ulegają acylowaniu w reakcji substytucji nukleofilowej (SN).

Alkilowanie amin

X = Cl; Br; I

+NH R' X H N

R'

+ X

anilina

90 oC+

chlorek benzylu

NH2 CH2Cl NHCH2

NaHCO3

N-benzyloanilina

Page 27: A M I N Y - pg.gda.pl · 1. do słowa amina dodaje się w przedrostku nazwę reszty alkilowej lub arylowej przyłączonej do atomu azotu, np. propyloamina, benzyloamina, metyloamina;

R NH2R X

R NH

R

+ HB+X-

B

R XB

R N

R

+ HB+X-

R

R X

R N

R

R

R X

czwartorzędowa sól amoniowa

Page 28: A M I N Y - pg.gda.pl · 1. do słowa amina dodaje się w przedrostku nazwę reszty alkilowej lub arylowej przyłączonej do atomu azotu, np. propyloamina, benzyloamina, metyloamina;

Arylowanie amin

Acylowanie amin

F

NO2

O2N + NH N

NO2

O2NB

Y = Cl; Br; OCH3; OCOR'

+NHB

R CO

YR C

O

N

amid

CH3CH2CH2 NH2

propyloamina

+ CH3CH2 CO

Cl

chlorek propionylu

CH3CH2 CO

NHCH2CH2CH3

N-propylopropanoamid

- HCl

Page 29: A M I N Y - pg.gda.pl · 1. do słowa amina dodaje się w przedrostku nazwę reszty alkilowej lub arylowej przyłączonej do atomu azotu, np. propyloamina, benzyloamina, metyloamina;

Metody otrzymywania amin

1. Alkilowanie amoniaku i amin – nie można otrzymać czystej aminy bez zanieczyszczeń aminami o wyższej rzędowości.

2. Otrzymywanie amin 1o

Synteza Gabriela

CH3CH CHCH2Cl

1-chlorobut-2-en

1. N-ftalimidek potasu, DMF

2. NH2NH2, EtOHCH3CH CHCH2NH2

1-aminobut-2-en(- ftalazyna)

Page 30: A M I N Y - pg.gda.pl · 1. do słowa amina dodaje się w przedrostku nazwę reszty alkilowej lub arylowej przyłączonej do atomu azotu, np. propyloamina, benzyloamina, metyloamina;

N

O

O

HKOH

ftalimid

N

O

O

KR

N-ftalimidek potasu

X

-KXN

O

O

R

N-alkiloftalimid

NH2NH2EtOH

hydrazyna

NH

O

O

R

NHNH2

NH

O

O

NH

ftalazyna

+R NH2

amina 1o

hydroliza

OH

O

O

OH

kwas ftalowy

+R NH2

amina 1o

Page 31: A M I N Y - pg.gda.pl · 1. do słowa amina dodaje się w przedrostku nazwę reszty alkilowej lub arylowej przyłączonej do atomu azotu, np. propyloamina, benzyloamina, metyloamina;

Przegrupowanie Hofmanna i Curtiusa

CR Cl

O

chlorek kwasowy

NaN3

(-NaCl)CR N

O

N N(-N2)

R N C O

H2O

R NH2 + CO2

amina 1o

izocyjanian

azydek

CR NH2

O

amid

Br2

4NaOH, H2OR NH2 + 2NaBr + Na2CO3 + 2H2O

amina 1o

Page 32: A M I N Y - pg.gda.pl · 1. do słowa amina dodaje się w przedrostku nazwę reszty alkilowej lub arylowej przyłączonej do atomu azotu, np. propyloamina, benzyloamina, metyloamina;

Redukcyjne aminowanie aldehydów i ketonów (reakcja z amoniakiem) – otrzymuje się aminy o jeden rząd wyższe w porównaniu do aminy użytej w reakcji

CR R'

O

aldehyd lub keton

(-H2O)

CH

amina 1o

+ NH3 CR R'

OH

hemaminal

NH2

CR R'

NH

imina

[H]

R R'

NH2

[H] : H2 / Ni; LiAlH4;

NaBH3CN

(cyjanotrihydroboran

sodu)

O + NH3

H2 / NiNH

H

NH2

cykloheksanon imina cykloheksyloamina

Page 33: A M I N Y - pg.gda.pl · 1. do słowa amina dodaje się w przedrostku nazwę reszty alkilowej lub arylowej przyłączonej do atomu azotu, np. propyloamina, benzyloamina, metyloamina;

Redukcja nitrozwiązków

1. Fe, HCl

2. OH

NO2

nitrobenzen

NH2

anilina

NO2Ar[H]

NH2Ar

[H] - Sn/HCl, NaOH; H2/kat. wobec tlenków Cu2O, Cr2O3 lub BaO

Na2S

H2O

NO2

1,3-dinitrobenzen

NH2

NO2 NO2

3-nitroanilina

Page 34: A M I N Y - pg.gda.pl · 1. do słowa amina dodaje się w przedrostku nazwę reszty alkilowej lub arylowej przyłączonej do atomu azotu, np. propyloamina, benzyloamina, metyloamina;

Obecnie najlepsza przemysłowa metoda otrzymywania aniliny –

technologia bezodpadowa:

NH3 (amonoliza)OH

fenol

NH2

anilina

425 oC, 20 MPa, kat.+ H2O

Page 35: A M I N Y - pg.gda.pl · 1. do słowa amina dodaje się w przedrostku nazwę reszty alkilowej lub arylowej przyłączonej do atomu azotu, np. propyloamina, benzyloamina, metyloamina;

Redukcja nitryli

Redukcja azydków

R NH2

amina 1o

R C N1. LiAlH4

2. H2O

C N

cyklopropylometyloamina

1. LiAlH4

2. H2OCH2NH2

nitryl

cyjanek cyklopropylu

R N N N R NH2

amina 1oazydek alkilu

R BrNaN3 1. LiAlH4

2. H2O

Page 36: A M I N Y - pg.gda.pl · 1. do słowa amina dodaje się w przedrostku nazwę reszty alkilowej lub arylowej przyłączonej do atomu azotu, np. propyloamina, benzyloamina, metyloamina;

Redukcja amidów

CR NH2

O

amid

1. LiAlH4

2. H2OR CH2NH2

amina 1o

Page 37: A M I N Y - pg.gda.pl · 1. do słowa amina dodaje się w przedrostku nazwę reszty alkilowej lub arylowej przyłączonej do atomu azotu, np. propyloamina, benzyloamina, metyloamina;

Otrzymywanie amin 1o zawierających grupę -NH2

przy 3o atomie węgla, np. t-butyloaminy, którą trudno otrzymać na innej drodze (reakcja Rittera):

C CH3

CH3

H3C

OH

C

O

H3C CH3

H2SO4H2SO4

C CH3

CH3

H3C

O

HH

C

CH3

H3C CH3

- H2O

t-butanolizobuten

karbokationt-butylowy

Page 38: A M I N Y - pg.gda.pl · 1. do słowa amina dodaje się w przedrostku nazwę reszty alkilowej lub arylowej przyłączonej do atomu azotu, np. propyloamina, benzyloamina, metyloamina;

CH3CH2 C NC

CH3

H3C CH3

C N

CH3

H3C

CH3

C CH2CH3

C N

CH3

H3C

CH3

C CH2CH3H2O

C N

CH3

H3C

CH3

C CH2CH3

O

H H

- H

C N

CH3

H3C

CH3

C CH2CH3

O

H

C N

CH3

H3C

CH3

C CH2CH3

OH

1. H / H2O

C NH2

CH3

H3C

CH3

CH3CH2C

O

O+

karbokationt-butylowy

+

propionitryl

amid

t-butyloamina

2. OH

anion propionianowy

Page 39: A M I N Y - pg.gda.pl · 1. do słowa amina dodaje się w przedrostku nazwę reszty alkilowej lub arylowej przyłączonej do atomu azotu, np. propyloamina, benzyloamina, metyloamina;

3. Otrzymywanie amin 2o

Redukcja amidów monopodstawionych

1. LiAlH4

2. H2OCH3C NHC(CH3)3

O

N-tert-butyloacetamid

CH2H3C NHC(CH3)3

N-tert-butylo-N-etyloamina

Page 40: A M I N Y - pg.gda.pl · 1. do słowa amina dodaje się w przedrostku nazwę reszty alkilowej lub arylowej przyłączonej do atomu azotu, np. propyloamina, benzyloamina, metyloamina;

Redukcyjne aminowanie aldehydów i ketonów(reakcja z aminą 1o)

H2 / Ni

heptanal

+CH3(CH2)5 C

O

H H2N NCH3(CH2)5 CH

imina

NHCH3(CH2)5 CH2

N-heptyloanilina

anilina

Page 41: A M I N Y - pg.gda.pl · 1. do słowa amina dodaje się w przedrostku nazwę reszty alkilowej lub arylowej przyłączonej do atomu azotu, np. propyloamina, benzyloamina, metyloamina;

4. Otrzymywanie amin 3o

Redukcja amidów dipodstawionych

Redukcyjne aminowanie aldehydów i ketonów(reakcja z aminą 2o)

1. LiAlH4

2. H2O

N,N-dimetylocykloheksylo-karboksyamid

C N(CH3)2

O

N,N-dimetylo(cykloheksylometylo)-amina

CH2 N(CH3)2

H2 / Ni

pentanal

+CH3(CH2)3 C

O

H CH3(CH2)3

HC

N-pentylopiperydyna

NH

piperydyna

N

CH3(CH2)3 CH2 N

+ HO

jon iminowy

Page 42: A M I N Y - pg.gda.pl · 1. do słowa amina dodaje się w przedrostku nazwę reszty alkilowej lub arylowej przyłączonej do atomu azotu, np. propyloamina, benzyloamina, metyloamina;

PytanieWychodząc z propan-1-olu otrzymać propyloaminę wykorzystując cztery

różne metody syntezy.

Odpowiedź

CH3CH2CH2OHPBr3

lub HBrCH3CH2CH2Br

CH3CH2CH2Br + N K

O

O

N

O

O

CH2CH2CH3

CH3CH2CH2NH2+

NH2NH2

NH

NH

O

O

propan-1-ol bromek propylu

propyloamina

bromek propylu

SN2

Page 43: A M I N Y - pg.gda.pl · 1. do słowa amina dodaje się w przedrostku nazwę reszty alkilowej lub arylowej przyłączonej do atomu azotu, np. propyloamina, benzyloamina, metyloamina;

1. LiAlH4

2. H2OCH3CH2CH2Br

NaN3CH3CH2CH2N3 CH3CH2CH2NH2

CH3CH2CH2OHPCC

CH2Cl2CH3CH2C

O

H

NH3

H2 / NiCH3CH2CH2NH2

CH3CH2CH2OHKMnO4

CH3CH2C

O

OH

1. SOCl2

2. NH3

CH3CH2C

O

NH2

1. LiAlH4

2. H2O

CH3CH2CH2NH2

bromek propylu azydek propylu propyloamina

propan-1-olpropanal

propyloamina

propan-1-olkwas propanowy propanoamid

propyloamina

Page 44: A M I N Y - pg.gda.pl · 1. do słowa amina dodaje się w przedrostku nazwę reszty alkilowej lub arylowej przyłączonej do atomu azotu, np. propyloamina, benzyloamina, metyloamina;

Wpływ grupy aminowej na reaktywność pierścienia aromatycznego w reakcji substytucji elektrofilowej (SE)

Grupa aminowa –NH2 jest grupą elektronodonorową (+M), która silnie aktywuje pierścień aromatyczny na SE kierując

podstawniki w pozycje orto i para.

NH2 NH2 NH2 NH2

Page 45: A M I N Y - pg.gda.pl · 1. do słowa amina dodaje się w przedrostku nazwę reszty alkilowej lub arylowej przyłączonej do atomu azotu, np. propyloamina, benzyloamina, metyloamina;

Bromowanie aniliny

NH2

Br2

H2O

NH2

anilina

2,4,6-tribromoanilina

BrBr

Br

NH2

Br2

-HBr

NH2

4-etyloanilina 2-bromo-4-etylo-anilina

Br

CH2CH3CH2CH3

Ac2O

Py

NHAc

CH2CH3

N-acetylo-4-etyloanilina

NHAc

Br

CH2CH3

NaOH

H2O

N-acetylo-2-bromo-4-etyloanilina

Page 46: A M I N Y - pg.gda.pl · 1. do słowa amina dodaje się w przedrostku nazwę reszty alkilowej lub arylowej przyłączonej do atomu azotu, np. propyloamina, benzyloamina, metyloamina;

Nitrowanie aniliny – aniliny nie poddaje się bezpośredniemu nitrowaniu, ponieważ kwas azotowy ma właściwości utleniające, a pierścień aromatyczny wzbogacony w elektrony jest bardzo podatny na utlenianie.

NH2

HNO3

H2SO4

NHAc

anilina NO2

Ac2O

Py

NHAc

acetanilid

NHAc

NO2

o-nitroacetanilid

+

p-nitroacetanilid

H2O, OH-

NH2

NO2

NH2

NO2

o-nitroanilina

+

p-nitroanilina

Page 47: A M I N Y - pg.gda.pl · 1. do słowa amina dodaje się w przedrostku nazwę reszty alkilowej lub arylowej przyłączonej do atomu azotu, np. propyloamina, benzyloamina, metyloamina;

Sulfonowanie aniliny

NH2

H2SO4

NH3 O3SOH

anilina

- H2O

NHSO3H

180 oC

NH2

kwas sulfanilowykwas

4-aminobenzenosulfonowy

wodorosiarczananiliniowy

SO3H

NH3

jon obojnaczy

SO3H

NH3

SO3

NH2

SO3

H OH

Page 48: A M I N Y - pg.gda.pl · 1. do słowa amina dodaje się w przedrostku nazwę reszty alkilowej lub arylowej przyłączonej do atomu azotu, np. propyloamina, benzyloamina, metyloamina;

Alkilowanie i acylowanie Friedla-Craftsa – jest możliwe po uprzednim zacylowaniu grupy aminowej, ponieważ grupa aminowa tworzy kompleks z kwasem Lewisa biorącym udział w reakcji. Po przeprowadzeniu reakcji substytucji amid można zhydrolizować z powrotem do aminy. N-Acylowane aminy to słabe zasady oraz złe odczynniki nukleofilowe. Grupa acyloaminowa osłabia własności elektronodonorowe grupy aminowej, pierścień fenylowy w anilidach jest mniej podatny na SE niż w anilinie.

NH2COCl

AlCl3

anilina

Ac2O

Py

NHAc

N-acetyloanilina

NaOH

H2O

NHAc

C O

NH2

C O

4-aminobenzofenon

Page 49: A M I N Y - pg.gda.pl · 1. do słowa amina dodaje się w przedrostku nazwę reszty alkilowej lub arylowej przyłączonej do atomu azotu, np. propyloamina, benzyloamina, metyloamina;

Utlenianie amin – aminy są bardzo podatne na działanie utleniaczy. Przebieg reakcji zależy od budowy aminy, rodzaju utleniacza oraz od warunków reakcji.

R NH2 R NHOH R N O R NO2

amina hydroksyloamina związek nitrozo

związek nitrowy

[O] [O] [O]

NH2K2Cr2O7, H+

anilina p-chinon

OO

Page 50: A M I N Y - pg.gda.pl · 1. do słowa amina dodaje się w przedrostku nazwę reszty alkilowej lub arylowej przyłączonej do atomu azotu, np. propyloamina, benzyloamina, metyloamina;

Utlenianie 1o i 2o amin alifatycznych prowadzi z reguły do mieszaniny różnych produktów.

R CH2NH2

1o amina

KMnO4 R CH NH R CHOH2O

H2 O

2 , RCO3 H

R CH2NHOH + +R CH2N O R CH2NO2

Page 51: A M I N Y - pg.gda.pl · 1. do słowa amina dodaje się w przedrostku nazwę reszty alkilowej lub arylowej przyłączonej do atomu azotu, np. propyloamina, benzyloamina, metyloamina;

Eliminacja Hofmanna – otrzymywanie alkenów mniej rozgałęzionych w wyniku eliminacji 4o wodorotlenków amoniowych.

Reguła Hofmanna – czwartorzędowe kationy amoniowe ulegają eliminacji z utworzeniem mniej rozgałęzionego alkenu.

NH2

CH3I

nadmiar N(CH3)3 I

Ag2O

H2O

N(CH3)3 OHH

+N(CH3)3 - H2O

butyloaminajodek trimetylobutyloamoniowy

wodorotlenek trimetylobutyloamoniowy

but-1-entrimetyloamina

- AgI

Page 52: A M I N Y - pg.gda.pl · 1. do słowa amina dodaje się w przedrostku nazwę reszty alkilowej lub arylowej przyłączonej do atomu azotu, np. propyloamina, benzyloamina, metyloamina;

CH3I

nadmiar

Ag2O

H2O

+N(CH3)3

- H2O

sec-butyloamina

but-1-en (95%)

trimetyloamina

NH2 N(CH3)3 I

jodek sec-butylo-trimetyloamoniowy

N(CH3)3 OH

wodorotlenek sec-butylo-trimetyloamoniowy

HH

but-2-en (5%)

+

+ AgI

Page 53: A M I N Y - pg.gda.pl · 1. do słowa amina dodaje się w przedrostku nazwę reszty alkilowej lub arylowej przyłączonej do atomu azotu, np. propyloamina, benzyloamina, metyloamina;

Testy analityczne

1. test rozpuszczalności – aminy nierozpuszczalne w wodzie rozpuszczają się w rozcieńczonych roztworach mocnych kwasów tworząc sole rozpuszczalne w H2O;

2. test izonitrylowy – aminy 1o można wykryć na podstawie przykrego zapachu powstającego izonitrylu;

+ CHCl3 + 3KOHR NH2

amina 1o

+ 3KCl + 3H2O

izonitrylAr NH2

Ar N C

R N Club

Page 54: A M I N Y - pg.gda.pl · 1. do słowa amina dodaje się w przedrostku nazwę reszty alkilowej lub arylowej przyłączonej do atomu azotu, np. propyloamina, benzyloamina, metyloamina;

3. test Hinsberga – reakcja z benzenosulfochlorkiem wobec roztworu NaOH:

S Cl

O

O

+ R NH2

BS NH-R

O

Oamina 1o

sulfonamid

rozpuszczalny w alkaliach

S Cl

O

O

+R

NHB

S N

O

O

amina 2o sulfonamid

nierozpuszczalny w alkaliach

R

R

R

S Cl

O

O

+R

NB

amina 3o

R

R nie reaguje

Page 55: A M I N Y - pg.gda.pl · 1. do słowa amina dodaje się w przedrostku nazwę reszty alkilowej lub arylowej przyłączonej do atomu azotu, np. propyloamina, benzyloamina, metyloamina;

Reakcje amin z kwasem azotawym (azotowym(III), HNO2)

Kwas azotawy (HNO2) jest bardzo nietrwały, rozkłada się w temp. pokojowej, dlatego generuje się go in situ w środowisku reakcji

z azotanu(III) sodu (NaNO2) i odpowiedniego kwasu: HCl, H2SO4, HCOOH, AcOH.

Page 56: A M I N Y - pg.gda.pl · 1. do słowa amina dodaje się w przedrostku nazwę reszty alkilowej lub arylowej przyłączonej do atomu azotu, np. propyloamina, benzyloamina, metyloamina;

Aminy alifatyczne■ Aminy 1o alifatyczne z kwasem azotawym tworzą

nietrwałe sole diazoniowe, które szybko ulegają przemianie w alkeny, alkohole oraz inne produkty podstawienia:

t-butyloamina

+

C

NH2

NaNO2

HCl

CH3

CH3H3C

izobuten

C

CH3

CH2H3C +

t-butanol

C

OH

CH3

CH3H3C

chlorek t-butylu

C

Cl

CH3

CH3H3C

Page 57: A M I N Y - pg.gda.pl · 1. do słowa amina dodaje się w przedrostku nazwę reszty alkilowej lub arylowej przyłączonej do atomu azotu, np. propyloamina, benzyloamina, metyloamina;
Page 58: A M I N Y - pg.gda.pl · 1. do słowa amina dodaje się w przedrostku nazwę reszty alkilowej lub arylowej przyłączonej do atomu azotu, np. propyloamina, benzyloamina, metyloamina;

■ Aminy 2o alifatyczne z kwasem azotawym dają N-nitrozoaminy:

■ Aminy 3o alifatyczne nie reagują z kwasem azotawym.

NaNO2

dietyloamina

(CH3CH2)2 NHHCl

N-nitrozodietyloamina

(CH3CH2)2 N N O

Page 59: A M I N Y - pg.gda.pl · 1. do słowa amina dodaje się w przedrostku nazwę reszty alkilowej lub arylowej przyłączonej do atomu azotu, np. propyloamina, benzyloamina, metyloamina;

Aminy aromatyczne

■ Aminy 1o aromatyczne dają z kwasem azotawym sole diazoniowe:

NaNO2

anilina

HClNH2

chlorek benzenodiazoniowy

N N Cl

Page 60: A M I N Y - pg.gda.pl · 1. do słowa amina dodaje się w przedrostku nazwę reszty alkilowej lub arylowej przyłączonej do atomu azotu, np. propyloamina, benzyloamina, metyloamina;

■ Aminy 2o aromatyczne z kwasem azotawym dają N-nitrozoaminy:

NaNO2

N-etyloanilina

HClN

H

CH2CH3

N-nitrozo-N-etyloanilina

NN

CH2CH3

O

Page 61: A M I N Y - pg.gda.pl · 1. do słowa amina dodaje się w przedrostku nazwę reszty alkilowej lub arylowej przyłączonej do atomu azotu, np. propyloamina, benzyloamina, metyloamina;

■ Aminy 3o aromatyczne reagują z kwasem azotawym ulegając reakcji substytucji elektrofilowej (SE) w pierścieniu aromatycznym dając p-nitrozopochodne:

NaNO2

N,N-dietyloanilina

HClN

CH2CH3

CH2CH3

p-nitrozo-N,N-dietyloanilina

NCH2CH3

CH2CH3

NO

(NO )

SE

Page 62: A M I N Y - pg.gda.pl · 1. do słowa amina dodaje się w przedrostku nazwę reszty alkilowej lub arylowej przyłączonej do atomu azotu, np. propyloamina, benzyloamina, metyloamina;

Przykładowe pytania1. Następujące związki uszereguje według malejącej zasadowości:

a. anilina, benzyloamina, o-nitroanilina, benzamid

b. metyloamina, anilina, N-metyloanilina, amoniak

c. 2,4-dichloroanilina, 2,4-dinitroanilina, 2,4-dimetyloanilina,

4-chloro-2-nitroanilina

2. Podaj wzory i nazwy produktów następujących reakcji:

anilina + acetaldehydH2, Ni

a.

anilina + jodek metylu (nadmiar)

NaNO2, H2SO4

b.

anilina + bezwodnik octowyc.

N,N-dietyloanilinad.H2O

Page 63: A M I N Y - pg.gda.pl · 1. do słowa amina dodaje się w przedrostku nazwę reszty alkilowej lub arylowej przyłączonej do atomu azotu, np. propyloamina, benzyloamina, metyloamina;

3. Jak rozróżnić na drodze chemicznej:a. etyloaminę od trimetyloaminyb. cykloheksyloaminę od anilinyc. N-metyloanilinę od p-toluidyny

4. Wykorzystując reakcję aminolizy redukcyjnej otrzymać:a. dibenzyloaminęb. N-benzylopiperydynęc. N,N-dimetylobenzyloaminę

5. Mając do dyspozycji butyroamid podaj kolejne etapy otrzymywania propyloaminy.

6. Następujące związki lub/i aniony uszereguje według malejącej zasadowości:

a. H3C-, H2N

-, HO-, F-

b. H2O, NH3, H2N-, HO-

c. H2N-, HO-, CN-, NO3

-

Page 64: A M I N Y - pg.gda.pl · 1. do słowa amina dodaje się w przedrostku nazwę reszty alkilowej lub arylowej przyłączonej do atomu azotu, np. propyloamina, benzyloamina, metyloamina;

7. Podaj kolejne etapy następujących transformacji:

8. Podaj produkty (wzór + nazwa) reakcji acetanilidu z każdym z następujących reagentów: a. LiAlH4

b. HNO3 / H2SO4

c. Br2 / AcOHd. chlorek acetylu / AlCl3e. 6M HCl, Δf. NaOH aq., Δ

butan-1-ola.

cykloheksanolb.

alkohol izopropylowyc.

d.

pentyloamina

N-metylocykloheksyloamina

1-amino-2-metylopropan-2-ol

alkohol izopropylowy 1-aminopropan-2-ol

Page 65: A M I N Y - pg.gda.pl · 1. do słowa amina dodaje się w przedrostku nazwę reszty alkilowej lub arylowej przyłączonej do atomu azotu, np. propyloamina, benzyloamina, metyloamina;

9. Podaj struktury związków A-C w następującej transformacji:

10. Jakie produkty otrzymasz w następujących reakcjach:

(S)-oktan-2-ol + H3C SO2Clpirydyna

A

NaN3

MeOH / H2O

B1. LiAlH4

2. HOC

b.

a. +(CH3)2C CHCCH3

O

NH3

O + HN

Page 66: A M I N Y - pg.gda.pl · 1. do słowa amina dodaje się w przedrostku nazwę reszty alkilowej lub arylowej przyłączonej do atomu azotu, np. propyloamina, benzyloamina, metyloamina;

Dziękuję za uwagę