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.

• 2. Reducción de grupos funcionales que contengan nitrógeno.

• 3. 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.