Cap 25-Aminas

Capítulo 25: Aminas

  • Secciones: 25.1 - 25.12

  • Instructora: Laura I. Santiago Pérez, Ph.D.

  • Institución: Universidad de Puerto Rico en Bayamón, Departamento de Química

Aminas

  • Compuestos orgánicos formados al reemplazar uno o más átomos de hidrógeno del amoniaco (NH3) con grupos alquilos (R) o arilos.

  • Clasificación:

    • 1° aminas: Un grupo alquilo enlazado al nitrógeno.

    • 2° aminas: Dos grupos alquilos.

    • 3° aminas: Tres grupos alquilos.

  • Mayor basicidad y mejor nucleofilicidad comparadas con compuestos orgánicos neutrales.

Reacciones Generales de Aminas

  • Los pares de electrones no enlazantes en el átomo de nitrógeno permiten que actué como:

    • Base

    • Nucleófilo

  • Reacción con electrófilos para formar sales de amoniaco cuaternario (compuestos de nitrógeno con 4 enlaces).

Mapa Electropotencial de Aminas

  • Enlaces C-N y N-H son polares (N es más electronegativo que C y H).

  • Metilamina y trimetilamina muestran una región rica en electrones en el nitrógeno.

Estructura 3D de las Aminas

  • Nitrógeno en aminas está hibridizado sp3, con geometría trigonal piramidal y ángulos de enlace de ~109.5°.

  • El nitrógeno actúa como centro estereogénico.

Quiralidad de las Aminas

  • La quiralidad del nitrógeno en aminas puede ignorarse, ya que los enantiómeros interaccionan a través de un estado de transición trigonal planar (aquiral).

Quiralidad de las Sales de Amoniaco

  • La quiralidad en sales de amoniaco cuaternario con grupos diferentes es relevante.

  • No hay pares de electrones no enlazantes; no se produce interconversión.

Nomenclatura de Aminas

  • Sistema común: nombrar grupos alquilos en orden alfabético seguido de la palabra 'amina'.

  • Nomenclatura IUPAC:

    • Usar el sufijo 'amina' para denotar el grupo funcional.

    • Eliminar el sufijo '-o' en la cadena parental y sustituirlo por 'amina'.

  • Encontrar la cadena más larga unida al nitrógeno.

  • Los grupos alquilo insertados en el nitrógeno se preceden con 'N' en cursivas.

Ejemplos de Nomenclatura de Aminas

  • Ejemplo a (1° amina):

    1. Encontrar la cadena más larga que contiene nitrógeno:

      • CH3CHCH2CH2CH2NH₂

      • Pentano: 5 Carbonos.

    2. Respuesta: 4-methyl-1-pentanamine.

  • Ejemplo b (3° amina):

    • Respuesta: N-ethyl-N-methylcyclopentanamine.

Ejercicio de Nomenclatura

  • Liste varios ejemplos y su respectiva nomenclatura.

Fuerzas Intermoleculares de Aminas

  • Exhiben interacciones dipolo-dipolo (enlaces C–N y N–H).

  • Aminas 1° y 2° pueden formar puentes de hidrógeno; son menos fuertes que los de O y H.

Propiedades Físicas de Aminas

  • Punto de ebullición:

    • Aminas 1° y 2° tienen mayores puntos de ebullición que éteres, menor que alcoholes.

  • Solubilidad:

    • Aminas con ≤5C son solubles en agua; >5C tienden a ser insolubles.

Espectroscopía de Aminas

  • Espectro de Masa: Aminas con número impar de N dan ion molecular impar.

  • IR: Aminas 1° muestran 2 absorciones N–H; 2° muestran una.

  • 1H-NMR: N-H a 0.5-5.0 ppm; C-N a 2.3-3.0 ppm.

  • 13C-NMR: Carbono unido a N a 30-50 ppm.

Historia de Aminas

  • Aminas de bajo peso molecular tienen olores fuertes, como la trimetilamina.

  • Aminas notables:

    • Putrescina: NH2CH2CH2CH2CH2NH2

    • Cadaverina: NH2(CH2)5NH2

Histamina y Antihistaminas

  • Histamina: triamina responsable de efectos fisiológicos, vasodilatador.

  • Antihistaminas: bloquean la acción de la histamina.

Métodos de Preparación de Aminas

    1. Sustitución nucleofílica utilizando nitrógeno.

    1. Reducción de grupos funcionales que contengan nitrógeno.

    1. Aminación reductiva de aldehídos y cetonas.

Sintesis Gabriel

  • Método para sintetizar aminas 1° evitando polialquilaciones.

  • Hidrólisis de una imida.

Reducción de Nitro y Nitrilos

  • Reducción a aminas 1° con LiAlH4.

  • Aminas son generadas a partir de amidas.

Eliminación Hofmann

  • Convierte aminas a alquenos en 3 pasos.

  • Diferente a eliminación E2 por el tipo de producto formado.

Comparación de Reactividad de Aminas

  • Aminas reaccionan como nucleófilos y bases con diferentes compuestos.

  • La reactividad es dominada por pares de electrones en N.