Amine sind organische Zusammensetzungen und funktionelle Gruppen, die ein grundlegendes Stickstoff-Atom mit einem einsamen Paar enthalten. Amine sind Ableitungen von Ammoniak, worin ein oder mehr Wasserstoffatome durch einen substituent wie ein alkyl oder aryl Gruppe ersetzt worden sind. Wichtige Amine schließen Aminosäuren, biogenic Amine, trimethylamine, und Anilin ein; sieh für eine Liste von Aminen. Anorganische Ableitungen von Ammoniak werden auch Amine, wie chloramine (NClH) genannt.

Zusammensetzungen mit dem Stickstoff-Atom, das einem carbonyl der Struktur R-C (=O) beigefügt ist, werden NR'R' ' amides genannt und haben verschiedene chemische Eigenschaften von Aminen.

Klassen von Aminen

Amine von Aliphatic

Primäre Amine entstehen, wenn eines von drei Wasserstoffatomen in Ammoniak durch einen alkyl ersetzt wird. Wichtige primäre alkyl Amine schließen methylamine, ethanolamine (2-aminoethanol), und der Pufferungsagent tris ein. Sekundäre Amine haben zwei alkyl substituents gebunden zu N zusammen mit einem Wasserstoff. Wichtige Vertreter schließen dimethylamine und methylethanolamine ein.

In tertiären Aminen werden alle drei Wasserstoffatome durch organischen substituents ersetzt. Beispiele schließen trimethylamine, einen unverwechselbar fischartigen Geruch ein. Zyklische Amine sind entweder sekundäre oder tertiäre Amine. Beispiele von zyklischen Aminen schließen den 3-Mitglieder-Ring aziridine und den sechs-membered Ring piperidine ein. N-methylpiperidine ist ein zyklisches tertiäres Amin. Es ist auch möglich, vier alkyl substituents auf dem Stickstoff zu haben. Diese Zusammensetzungen sind nicht Amine, aber werden Vierergruppe-Ammonium cations genannt, haben ein beladenes Stickstoff-Zentrum, und kommen notwendigerweise mit einem Anion.

Aromatische Amine

Aromatische Amine ließen das Stickstoff-Atom mit einem aromatischen Ring als im Anilin verbinden. Der aromatische Ring vermindert die Alkalinität des Amins abhängig von seinem substituents. Die Anwesenheit einer Amin-Gruppe vergrößert stark die Reaktionsfähigkeit des aromatischen Rings wegen einer elektronschenkenden Wirkung.

Das Namengeben der Vereinbarung

Amine werden auf mehrere Weisen genannt. Gewöhnlich wird die Zusammensetzung das Präfix "amino-" oder die Nachsilbe gegeben: "-Amin". Das Präfix "N-" zeigt Ersatz auf dem Stickstoff-Atom. Eine organische Zusammensetzung mit vielfachen amino Gruppen wird einen diamine, triamine, tetraamine und so weiter genannt.

Systematische Namen für einige allgemeine Amine:

Physikalische Eigenschaften

Wasserstoff, der bedeutsam verpfändet, beeinflusst die Eigenschaften von primären und sekundären Aminen. So ist der Siedepunkt von Aminen höher als diejenigen des entsprechenden phosphines, aber sinken Sie allgemein als diejenigen des entsprechenden alcohols. Zum Beispiel sind methylamine und ethylamine Benzin unter Standardbedingungen, wohingegen der entsprechende Methanol und das Äthyl alcohols Flüssigkeiten sind. Gasartige Amine besitzen einen charakteristischen Ammoniak-Geruch, flüssige Amine haben einen kennzeichnenden "fischartigen" Geruch.

Auch ihre Fähigkeit widerspiegelnd, Wasserstoffobligationen zu bilden, zeigen die meisten aliphatic Amine eine Löslichkeit in Wasser. Löslichkeit nimmt mit der Zunahme in der Zahl von Kohlenstoff-Atomen ab. Amine von Aliphatic zeigen bedeutende Löslichkeit in organischen Lösungsmitteln, besonders polaren organischen Lösungsmitteln. Primäre Amine reagieren mit ketones wie Azeton.

Die aromatischen Amine, wie Anilin, haben ihre einsamen in den Benzol-Ring konjugierten Paar-Elektronen, so wird ihre Tendenz, sich mit dem Wasserstoffabbinden zu beschäftigen, verringert. Ihre Siedepunkte sind hoch und ihre Löslichkeit in niedrigem Wasser-

Chirality

Amine des Typs NHRR' und NRR'R" sind chiral: Das Stickstoff-Atom trägt vier substituents das Zählen des einsamen Paares. Die Energiebarriere für die Inversion des stereocenter, ist z.B, ~7 kcal/mol für einen trialkylamine relativ niedrig. Die Zwischenkonvertierung des stereoisomers ist im Vergleich zur Inversion eines offenen Regenschirms in zu einem starken Wind gewesen. Wegen dieser niedrigen Barriere können Amine wie NHRR' nicht optisch aufgelöst werden, und NRR'R" kann nur aufgelöst werden, wenn der R, R', und R" Gruppen in zyklischen Strukturen wie aziridines beschränkt werden. Vierergruppe-Ammonium-Salze mit vier verschiedenen Gruppen auf dem Stickstoff sind dazu fähig, optische Tätigkeit auszustellen.

Eigenschaften als Basen

Wie Ammoniak sind Amine Basen. Im Vergleich zu alkalischem Metallhydroxyd sind Amine schwächer (sieh Tisch für Beispiele von verbundener Säure K Werte). Die Basizität von Aminen hängt ab:

1. Die elektronischen Eigenschaften des substituents (alkyl Gruppen erhöhen die Basizität, aryl Gruppen, verringern sie).
2. Hindernis von Steric hat sich durch die Gruppen auf dem Stickstoff geboten.
3. Der Grad von solvation von protonated Amin.

Das Stickstoff-Atom zeigt ein einsames Elektronpaar, das H verpflichten kann, ein Ammonium-Ion RNH zu bilden. Das einsame Elektronpaar wird in diesem Artikel durch zwei Punkte oben oder neben dem N vertreten. Die Wasserlöslichkeit von einfachen Aminen ist größtenteils wegen des Wasserstoffabbindens zwischen Protonen in den Wassermolekülen und diesen einsamen Elektronpaaren.

• Induktive Wirkung von alkyl Gruppen

: die +I-Wirkung von alkyl Gruppen erhebt die Energie des einsamen Paares von Elektronen, so die Basizität erhebend. So, wie man erwarten kann, nimmt die Basizität eines Amins mit der Zahl von alkyl Gruppen auf dem Amin zu. Jedoch gibt es keine strenge Tendenz in dieser Beziehung, weil Basizität auch durch andere Faktoren geregelt wird, die oben erwähnt sind. Betrachten Sie die Kilobyte-Werte von den Methyl-Aminen als gegeben oben. Die Zunahme im Kilobyte von methylamine bis dimethylamine kann zur +I Wirkung zugeschrieben werden; jedoch gibt es eine Abnahme von dimethylamine bis trimethyl Amin wegen des Überwiegens der steric Hindernis, die von den drei Methyl-Gruppen der sich nähernden Säure von Brönsted angeboten ist.

• Wirkung von Mesomeric von aromatischen Systemen

:-M-Wirkung des aromatischen Rings delocalises das einsame Paar von Elektronen auf dem Stickstoff in den Ring, auf verminderte Basizität hinauslaufend. Substituents auf dem aromatischen Ring und ihre Positionen hinsichtlich der Amin-Gruppe können auch Basizität, wie gesehen, oben beträchtlich verändern.

Der solvation von protonated Aminen ändert sich auf ihre Konvertierung zu Ammonium-Zusammensetzungen. Normalerweise stellen Salze von Ammonium-Zusammensetzungen die folgende Ordnung der Löslichkeit in Wasser aus: primäres Ammonium (RNH)> sekundäres Ammonium (RNH)> tertiäres Ammonium (RNH). Vierergruppe-Ammonium-Salze stellen gewöhnlich die niedrigste Löslichkeit der Reihe aus.

In gehinderten Aminen von sterically, wie im Fall von trimethylamine die Protonated-Form nicht gut-solvated ist. Aus diesem Grund ist das Elternteilamin weniger grundlegend als erwartet. Im Fall von aprotic polaren Lösungsmitteln (wie DMSO und DMF), worin das Ausmaß von solvation nicht so hoch ist wie im Pro-Tick polare Lösungsmittel (wie Wasser und Methanol), wird die Basizität von Aminen fast allein durch die elektronischen Faktoren innerhalb des Moleküls geregelt.

Synthese

Alkylierung

Die am industriellsten bedeutenden Amine sind von Ammoniak durch die Alkylierung mit alcohols bereit:

:ROH + NH  RNH + HO

Diese Reaktionen verlangen Katalysatoren, spezialisierten Apparat und zusätzliche Reinigungsmaßnahmen, da die Selektivität problematisch sein kann. Dieselben Amine können durch die Behandlung von Haloalkanes mit Ammoniak und Aminen bereit sein:

:RX + 2 R'NH  RR'NH + [RR'NH] X

Solche Reaktionen, die für alkyl iodides und Bromide am nützlichsten sind, werden selten verwendet, weil der Grad der Alkylierung schwierig ist zu kontrollieren.

Reduktive Wege

Über den Prozess von hydrogenation werden nitriles auf Amine mit Wasserstoff in Gegenwart von einem Nickel-Katalysator reduziert. Reaktionen sind empfindlicher acidic oder alkalische Bedingungen, die Hydrolyse der-CN Gruppe verursachen können. LiAlH wird für die Verminderung von nitriles auf der Laborskala allgemeiner angestellt. Ähnlich reduziert LiAlH amides auf Amine. Viele Amine werden von Aldehyden und ketones über reduktiven amination erzeugt, der entweder katalytisch oder stochiometrisch weitergehen kann.

Anilin (CHNH) und seine Ableitungen sind durch die Verminderung des nitroaromatics bereit. In der Industrie ist Wasserstoff der bevorzugte reductant, wohingegen im Laboratorium Dose und Eisen häufig verwendet werden.

Spezialmethoden

Viele Labormethoden bestehen für die Vorbereitung von Aminen, viele dieser Methoden, die eher spezialisieren werden.

Reaktionen

Alkylierung, acylation, und sulfonation

Beiseite von ihrer Basizität ist die dominierende Reaktionsfähigkeit von Aminen ihr nucleophilicity. Die meisten primären Amine sind guter ligands für Metallionen, um Koordinationskomplexe zu geben. Amine sind alkylated durch alkyl Halogenide. Chloride von Acyl und saure Anhydride reagieren mit primären und sekundären Aminen, um amides (die "Reaktion von Schotten-Baumann") zu bilden.

Ähnlich mit sulfonyl Chloriden erhält man Sulfonamide. Diese Transformation, die als die Reaktion von Hinsberg bekannt ist, ist ein chemischer Test auf die Anwesenheit von Aminen.

Weil Amine grundlegend sind, erklären sie Säuren für neutral, um die entsprechenden Ammonium-Salze RNH zu bilden. Wenn gebildet, von carboxylic Säuren und primären und sekundären Aminen dehydrieren diese Salze thermisch, um den entsprechenden amides zu bilden.

Diazotierung

Amine reagieren mit salpetriger Säure, um diazonium Salze zu geben. Die alkyl diazonium Salze sind von wenig synthetischer Wichtigkeit, weil sie zu nicht stabil sind. Die wichtigsten Mitglieder sind Ableitungen von aromatischen Aminen wie Anilin ("phenylamine") (Ar = aryl oder naphthyl):

:ArNH + HNO + HX  ArNX + 2 HO

Anilin und naphthylamines bilden stabilere diazonium Salze, die in der kristallenen Form isoliert werden können. Salze von Diazonium erleben eine Vielfalt von nützlichen Transformationen, die mit Ersatz der N Gruppe mit Anionen verbunden sind. Zum Beispiel, cuprous Zyanid gibt den entsprechenden nitriles:

:ArN + Y  ArY + N

Aryldiazonium paaren sich mit elektronreichen aromatischen Zusammensetzungen wie ein Phenol, um Azo-Zusammensetzungen zu bilden. Solche Reaktionen werden auf die Produktion von Färbemitteln weit angewandt.

Konvertierung zu imines

Bildung von Imine ist eine wichtige Reaktion. Primäre Amine reagieren mit ketones und Aldehyden, um imines zu bilden. Im Fall von formaldehyde (R' = H) bestehen diese Produkte normalerweise als zyklischer trimers.

: RNH + R'C=O  R'C=NR + HO

Die Verminderung dieser imines gibt sekundäre Amine:

: R'C=NR + H  R'CH-NHR

Ähnlich reagieren sekundäre Amine mit ketones und Aldehyden, um enamines zu bilden:

: RNH + R' (R "CH) C=O  R" CH=C (NR) R' + HO

Übersicht

Eine Übersicht der Reaktionen von Amin wird unten gegeben:

Biologische Tätigkeit

Amine sind in der Biologie allgegenwärtig. Die Depression von Aminosäuren veröffentlicht Amine, berühmt im Fall vom verfallenden Fisch der Geruch nach trimethylamine. Viele neurotransmitters sind Amine, einschließlich epinephrine, norepinephrine, dopamine, serotonin, und Histamins. Gruppen von Protonated amino (-NH) sind die allgemeinsten positiv beladenen Hälften in Proteinen, spezifisch in der Aminosäure lysine. Die anionic Polymer-DNA wird normalerweise zu verschiedenen am Amin reichen Proteinen gebunden. Zusätzlich hat das Terminal primäres Ammonium auf Lysine-Form-Salz-Brücken mit carboxylate Gruppen anderer Aminosäuren in polypeptides beladen, der einer der primären Einflüsse auf die dreidimensionalen Strukturen von Proteinen ist.

Anwendung von Aminen

Färbemittel

Primäre aromatische Amine werden als ein Ausgangsmaterial für die Fertigung von Azo-Färbemitteln verwendet. Es reagiert mit dem Stickstoff-(III) Säure, um diazonium Salz zu bilden, das Kopplungsreaktion erleben kann, Azo-Zusammensetzung zu bilden. Da Azo-Zusammensetzungen hoch gefärbt werden, werden sie in sich färbenden Industrien weit verwendet wie:

• Methyl orange
• Direkte braune 138
• Sonnenuntergang gelber FCF
• Ponceau

Rauschgifte

Viele Rauschgifte werden entworfen, um nachzuahmen oder die Handlung von natürlichem Amin neurotransmitters zu stören, durch die Amin-Rauschgifte veranschaulicht:

• Chlorpheniramine ist ein Antihistaminikum, das hilft, allergische Unordnungen wegen Kälte, Heuschnupfens, juckender Haut, Kerbtier-Bissen und Stacheln zu erleichtern.
• Chlorpromazine ist ein Beruhigungsmittel, das beruhigt, ohne Schlaf zu veranlassen. Es wird verwendet, um Angst, Aufregung, Zappelei oder sogar Geistesstörung zu erleichtern.
• Ephedrine und phenylephrine, als Amin-Hydrochloride, werden als Nasensprays verwendet.
• Amphetamin, methamphetamine, und methcathinone sind psychostimulant Amine, die als kontrollierte Substanzen durch den amerikanischen DEA verzeichnet werden.
• Amitriptyline, imipramine, lofepramine und clomipramine sind tricyclic Antidepressiven und tertiäre Amine.
• Nortriptyline, desipramine, und amoxapine sind tricyclic Antidepressiven und sekundäre Amine. (Die tricyclics werden durch die Natur der Endamin-Gruppe auf der Seitenkette gruppiert.)

Gasbehandlung

Wässriger monoethanolamine (MEA), diglycolamine (DGA), diethanolamine (DEA), diisopropanolamine (DIPA) und methyldiethanolamine (MDEA) werden industriell weit verwendet, um Kohlendioxyd (CO) und Wasserstoffsulfid (HS) von Erdgas und Raffinerie-Prozess-Strömen zu entfernen. Sie können auch verwendet werden, um CO von Verbrennen-Benzin / Flusen-Benzin zu entfernen, und können Potenzial für die Abnahme von Treibhausgasen haben. Zusammenhängende Prozesse sind als das Versüßen bekannt.

Sicherheit

Niedrige Molekulargewicht-Amine sind toxisch, und einige werden durch die Haut leicht absorbiert. Viele höhere Molekulargewicht-Amine sind biologisch hoch aktiv.

Links

• Primäre Amin-Synthese - Synthetische Protokolle von organischem-reaction.com

Siehe auch

• Die IUPAC Nomenklatur für das offizielle Namengeben herrscht für Amine.
• Amin von Biogenic
• Imine
• Ligand isomerism
• Sauer-Grundförderung
• Amin-Benzin, das behandelt