Compusi organici cu azot

Compusi organici cu azot

Definitie. Aminele sunt derivati ai amoniacului in care unul sau mai multi atomi de hidrogen sunt inlocuiti cu radicali organici.

A) Clasificare. Aminele se clasifica, tinand cont de numarul atomilor de carbon de care se leaga gruparea aminica, in amine primare, secundare si tertiare si in functie de natura radicalilor care se leaga de atomul de azot, in amine alifatice, aromatice si mixte.

B) Nomenclatura Numele aminelor se formeaza adaugand prefixul amino-, alchilamino- sau dialchilamino- la numele hidrocarburii. La numele radicalului organic se adauga sufixul amina.

CH₃ - CH₂ - NH₂ (CH₃)₂CH - N(CH₃)₂

Aminoetan 2-Dimetilamino-propan

Etilamina Izopropil-dimetil-amina

O serie de amine, in special cele aromatice, au denumiri comune :

C) Structura. In amine, ca si in amoniac, atomul de azot este hibridizat sp³ . Trei dintre orbitalii hibrizi ai atomului de azot sunt folositi la realizarea legaturilor sigma, iar cel de-al patrulea orbital hibrid contine perechea de electroni neparticipanti.

D) Metode de obtinere

1) Alchilarea directa a amoniacului sau a aminelor primare cu compusi halogenati :

Reactia are loc pentru radicali alchil primari sau secundari; radicalii tertiari, datorita volumului considerabil, impedimenteaza steric desfasurarea reactiei. Datorita electronilor sai neparticipanti, amoniacul este un reactant nucleofil, substituind halogenul din derivatii halogenati. Reactia continua pana la obtinerea aminei tertiare si a sarii cuaternare de amoniu, astfel incat de produsul de reactie contine un amestec de amine primare, secundare, tertiare si sare cuaternara de amoniu.

3) Reducerea nitroderivatilor alifatici si aromatici .Ca agenti reducatori se utilizeaza metale (Fe, Zn, Sn) si acizi (HCl, H₂SO₄, HOAc), hidrazina/cat.Ni:

R - NO₂ R - NH₂

Nitroderivatii aromatici sunt mai usor accesibili. Din nitrobenzen se obtine anilina :

4) Reducerea nitrililor cu Na/alcool; LiAlH₄; H₂/Ni,Pd.

E) Proprietati fizice

Aminele au punctele de fierbere mai mici decat alcoolii, datorita legaturilor de hidrogen mai slabe. Sunt substante gazoase, lichide sau solide. Aminele inferioare au miros de amoniac si sunt solubile in apa. Solubilitatea in apa scade pe masura maririi ponderii radicalului hidrocarbonat. Termenii mijlocii au miros neplacut de peste.

F) Proprietati chimice

a) Aminele au caracter bazic datorat perechii de electroni neparticipanti ai azotului. Caracterul bazic creste de la amoniac la aminele secundare datorita

efectului respingator de electroni al radicalilor alchil. Aminele tertiare au bazicitatea mai scazuta datorita respingerilor sterice care apar intre cei trei radicali alchil, respingeri care scurteaza orbitalul cu electronii neparticipanti ai azotului. In reactie cu apa formeaza hidroxizi de alchil (aril) amoniu. Acizii minerali reactioneaza cu aminele formand saruri , reactie folosita la 'solubilizarea' in apa a aminelor.

R - NH₂ + HCl R - NH₃]⁺Cl^-

Clorhidratul aminei

b) Acilarea aminelor se realizeaza cu acizi organici si derivatii lor functionali, obtinandu-se amide :

R - NH₂ + HOOC - R' R - NH - CO - R' + H₂O

R - NH₂ + ClOC - R' R - NH - CO - R' + HCl

R - NH₂ + O(OC-CH₃)₂ R - NH - CO - R' + CH₃COOH

Acetilarea si acilarea, in general, servesc la protejarea grupei amino in reactii in care aceasta ar putea fi afectata, de exemplu oxidare, nitrare, halogenare, efectuate asupra restului moleculei.

c) Reactia aminelor cu acidul azotos (nitros). Prin tratarea aminelor primare cu acidul azotos se ob­tin alcooli:

R - NH₂ + HONO R - OH + N₂ + H₂O

Aminele primare aromatice formeaza cu acidul azotos saruri de diazoniu (stabile in solutie apoasa, la 0^oC).

d) Aminele condenseaza cu compusii carbonilici condu cand  la baze Schiff.

R - NH₂ + OHC - R' R - N = CH - R'

Baza Schiff