Aminas

Aminas 1. INTRODUCCION Las aminas aminas son compuest compuestos os orgáni orgánicos cos deriva derivados dos del amonia amoniaco co con uno o mas grupos alquilo o arilo enlazados al átomo de nitrógeno. Estructura de las aminas. Se pueden pueden consid considerar erar a las aminas aminas como como compue compuesto stoss nitrog nitrogena enados dos deriva derivados dos del amoniaco (:NH3) en el que uno o más grupos alquilo o arilo están unidos al nitrógeno. El átomo de nitrógeno de la molcula de amoniaco contiene un par electrónico li!re" de manera que la #orma de esta molcula" considerando en ella al par de electrones no enlazantes" es tetradrica ligeramente distorsionada. El par aislado de electrones no enlazantes ocupa una de las posiciones tetradricas. El ángulo del enlace H$N$H del amoniaco amoniaco es de %&'"  tanto la #orma #orma de la molcula como el valor anterior se pueden pueden e*plicar admitiendo una +i!ridación sp3 en el átomo de nitrógeno. ,entro ,entro de las aminas aminas esta inclui incluidas das alguno algunoss de los compue compuesto stoss !iológ !iológico icoss mas importantes. Las aminas realizan muc+as #unciones en los seres vivos" tales como la  !iorregulacion" neurotrasmision  de#ensa contra los depredadores. ,e!ido a su alto grado de actividad !iológica" muc+as aminas se utilizan como drogas  medicamentos. - cont contin inua uació ción n se repr represe esent ntan an las las esctu esctutu tura rass  apli aplicac cacio ione ness de algu alguna nass amin aminas as  !iológicamente activas. OH NH HO

HO

HO

NH2

HO

CH3

4-(2-aminoethyl)benzene-1,2-diol

4-[1-hydroxy-2-(methylamino)ethyl]benzene-1,2-diol

,opamina

Epine#rina H2N

O OH

N H

HN

NH

2-amino-3-(2,3-dihydro-1H -indol-3-yl)propanoic -indol-3-yl)propanoic acid

piperazine

L$ripto#ano aminoacido

/iperazina

O OH OH

NH2 HO

piperazine benzoate

H3C

OH HN

N

N

-c. Nicot0nico /iridosina

Histamina

%

Los alcaloides son un grupo importante de aminas !iológicamente activas" sintetizados en su maor0a por las plantas para protegerse de los insectos  otros animales. - pesar de que algunos alcaloides se utilizan en medicina (sedantes)" la maor parte de los alcaloides son tó*icos  producen la muerte si se ingieren en grandes dosis. La mor#ina" la nicotina o la coca0na tienen tam!in e#ectos tales a determinadas dosis. Los alcaloides consumidos en peque1as dosis pueden producir e#ectos so!re el SN2 que  producen sedación" eu#oria o alucinaciones. Las personas que !uscan estos e#ectos se suelen convertir en adictas a los alcaloides" a que con el consumo de estos se adquiere una dependencia #0sica de lo mismo que es di#0cil de superar. La adición a los alcaloides con #recuencia produce la muerte a corto" medio o largo plazo" dependiendo del grado de into*icación. NH2 N H3C N

CH3

O

OH O

 Nicotina

CH3

ezcalin

a

or#ina

2. NOMENCLATURA 4rupo 5uncional Su#i6o: amina 4rupo 5uncional /re#i6o : amino -l igual que e*isten alco+oles primarios" secundarios  terciarios" tam!in e*isten aminas primarias" secundarias" terciarias  7cuaternarias7. Se clasi#ican seg8n que nitrógeno vaa enlazado a uno" dos o tres grupos alquilo o arilo. l$"ilamina! primaria! carbono 1rio CH3N H2

%n !olo hidr&'eno !"!tit"ido N H3

carbono CH3 2rio CH3CHN H2

carbono CH3 3rio CH3CN H2 CH3

metilamina

i!ob"tilamina

 #l$"ilmina! !ec"ndaria! do! hidr&'eno! !"!tit"ido! NH 3 CH3CH2NH CH3

CH3NHCH3

-metil-etanoamina dimetilamina

terb"tilamina

 #l "ilmina! terciariaria tre! hidr&'eno! !"!tit"ido! NH3 CH3 (CH3)3 CH3CHNH(CH3) N,N-dimetil-2-propilamina trimetilamina

9

Las sales de amonio cuaternarias tienen grupos alquilo o arilo enlazados al átomo de nitrógeno. Ela tomo de nitrógeno soporta una carga positiva" igual que las sales de amonio sencillas" como el cloruro de amonio. H3C

$ CH3

(

;r 

N

H3C

CH3

OH

$



H3C

N CH3



N CH3 O

CH3

-cetilcolina


;romuro de N$ !utilpiridinio Las aminas con estructura más complicada se pueden nom!rar llamando al grupo $NH9 como amino. El grupo amino se nom!ra como cualquier otro sustit8ete" con un localizador que indique su posición en la cadena o anillo de átomos. H O

H2N

NH2

OH

NH2

OH H

3$aminociclopenteno

-c. -mino!utirico

rans$ 3 aminociclo+e*anol

- continuación se representan las estructuras  los nom!res de alguno de +eterociclos nitrogenados - este se le asigna la posición numero %.

H N

CH3

H N

H N

H N

N

N

-ziridina

/irrol

N H

N

%$metilpirrolidina

N

N

ndol N

/irrolidina

/iridina

CH3

9$ metilpiridina

midasol

N H

/iperidina

N

N N

N H

/irimidina /urina

3

Se pueden nom!rar a las aminas de manera seme6ante a la de los alco+oles. /ara ello" se elige como cadena principal la que contenga un maor n8mero de átomos de car!ono  el compuesto se nom!ra sustituendo la terminación $o de alcano por la terminación $amina. La posición del grupo amino  de los sustituentes o cadenas laterales se indica mediante los correspondientes localizadores. Se emplea el pre#i6o N$ para cada cadena ali#ática que se encuentre so!re el átomo de nitrógeno. H3C H3C

NH2

CH3 H3C

NH2

H3C

NH2 CH3

%=/ropilamina

9$propilamina

CH3 HN

9=metil$%$prpilamina

CH3

N$metil$%$ /ropilamina

Si +a presente otro grupo #uncional de más prioridad el grupo amino se nom!ra como un sustituente de la cadena principal. El orden de prioridad de los grupos es:  N(CH3)3 ione! onio ("n e.emplo) + CO2H /cido carboxilico O3H /cido !"l0&nico CO2* CO

NR2

O

amina

O

'

+

per&xido or'anomet/lico ("n e.emplo)

!ter C+C

hal"ro de acilo

CON*2

amida

CN

nitrilo

CHO

aldehido

CO

cetona

*OH

alcohol

 #r OH

0enol

H

tiol

NR2

amina

C * 

al$"eno C

al$"ino al$"ilo otro! !"!tit"yente!

-

-

3. ESTRUCTURA El enlace de +idrógeno en las aminas que al menos poseen un enlace N$H es importante  para mantener la co+esión intermolecular  los puntos de e!ullición  #usión son maores que en los alcanos. Sin em!argo" para pesos moleculares  tama1os seme6antes" los alco+oles tienen constantes #0sicas más altas" por lo que los enlaces N$ H...N son más d!iles que los >$H...>. Las aminas secundarias o" incluso las terciarias en las que el enlace de +idrógeno no es  posi!le" tienen puntos de e!ullición más altos de!ido a su maor tama1o  al correspondiente aumento de las #uerzas de ?an ,er @aals. La estructura de las alquilaminas es análoga a la del amon0aco" es decir los sustituentes tienen un ordenamiento piramidal en torno al N. El ángulo HANAH

B

(%&C) es ligeramente menor que el del amon0aco (%&')  los ángulos 2ANAH  2A   NA2 ligeramente superiores (var0an de %&D a %%9) -12 o 1425 o

H

metilamina

N

H

N

C

H

H

H

16 o H H

C O

H anilina

1 o

112 o

 

N

H H

0ormamida

2uando el nitrógeno se encuentra sustituido por tres grupos di#erentes es un centro quiral" sin em!argo" los enantiómeros no se pueden aislar por la rápida inversin de! ni"r#eno (la !arrera de interconversión es de C calFmol" apro*imadamente la mitad de la que requiere el ciclo+e*ano para invertir la silla). La inversión transcurre a travs de un estado de transición plano (con#órmero de má*ima energ0a en la curva de Ep vs rotación)  es más rápida que la de una som!rilla que se a!re en un viento #uerte" por lo que a este #enómeno se le conoce como $e%e&"o som'ri!!a( 9a! im/'ene! e!pec"lare! !on intercon:ertible! a temperat"ra ambiente sp2 sp3

N *1 *1 N

*3 *1

* *2 3

*1

N

N

*2

*2 *3

e!pe.o

*2 *3

sp3

78 plano con do! electrone! en "n orbital !p2

)i la coloco 0rente a la amina inicial !e :e $"e e! la ima'en

- pesar de que la maor0a de las aminas quirales no se pueden resolver en enantiómeros" +a varios tipos de aminas que si pueden resolverse:  Aminas cuya quiralidad se debe a la presencia de átomos de carbono asimétricos: H2N CH3

H3C

H3C

C

3

H

(S)$9$ !utamina

(G)$9$!utamina

Sales de amonio cuaternario con átomos de nitrógeno asimétricos:  No es posi!le la inversión por lo que pueden e*istir como un par de enantiómeros aisla!les cuando el nitrógeno está sustituido por cuatro grupos di#erentes:



(

N

H3C

N CH3

C

H3C

3C

C

)R*

)S*

+. ,RO,IEDADES -ISICAS Las aminas son más polares que los alcanos pero menos que los alco+oles  como resultado de la menor po!aria&in del enlace N/0 en re!a&in con el O/0 #orman  puentes de +idrógeno más d!iles. ,e esta #orma" para molculas de peso molecular  compara!le" el punto de e!ullición de las aminas es menor que el de los alco+oles (#uerzas intermoleculares más d!iles) pero maor que el de los alcanos o que el de los teres (no #orman puentes de +idrógeno) CH3CH2CH2CH3

CH3CH2OCH2CH3

  b"tano pe -54oC

  ter  pe 345oC

3

22

CH3CH2CH2CH2O

dietilamina pe oC

n-b"tanol pe 11;oC

Las aminas terciarias" que no poseen enlaces NAH" tienen puntos de e!ullición compara!les a los de los alcanos: 0orman p"ente! de hidr&'eno CH3CH2CH2NH2

CH3CH2NHCH3

no 0orman p"ente! de hidr&'eno (CH3)3N

(CH3)3CH

propilamina

N-metiletilamina

trimetilamina

i!ob"tano

pe  oC

pe 34 oC

pe 3 oC

pe -1 oC

/unto de 5usión" /untos de e!ullición  Solu!ilidad en agua de algunas aminas Nom're Es"r&"ra Masa ,%  ,e So!'i!idad Mo!e&!ar )C* )C* )#144 # 02O*  Aminas Primarias etilamina 2H3 NH9 3% $I3 $' u solu!le Etilamina 2H32H9 NH9 B $D% %' n$ propilamina 2H32H92H9 NH9 I $D3 BD sopropilamina (2H3)92HNH9 I $%&% 33 n$!utilamina 2H32H92H92H9 NH9 '3 $& '' so!utilamina (2H3)92H2H9 NH9 '3 $DC CD Sec$!utilamina 2H32H92H(NH9)2H3 '3 $%&B C3 erc$!utilamina (2H3)32NH9 '3 $CD B 2iclo+e*ilamina 2iclo$2CH%% NH9 II $%'.' %3B Ligeramente solu!le

C

;encilamina -lilamina anilina ,imetilamina Etilenamina ,ietilamina di$n$propilamina

2CH2H9 NH9 %&' 2H9J2H$2H9 NH9 ' 2CH NH9 I3  Aminas Secundarias (2H3)9 NH9 B 2H32H9 NH2H3 I (2H32H9)9 NH '3 (2H32H92H9)9 NH %&%

$C $IC

%D 3 %DB

$B9 $B&

' 3' C %%%

,iisopropilamina

K(2H3)92H9 NH

%&%

$C%

DB

,i$n$!utilamina

(2H32H92H92H9)9 NH

%9I

$I

%I

 N$metilamina

2CH NH2H3

%&'

$'

%IC

(2CH)9 NH %CI  Aminas Terciarias (2H3)3 N I (2H32H9)3 N %&% (2H32H92H9)3 N %B3

B

3&9

$%%' $%% $IB

3. I& %C

9 %9C

%IB 3C

di#enilamina trimetilamina trietilamina tri$n$propilamina  N"N$dimetianilina tri#enilamina

2CH N(2H3)9 (2CH)3 N

%9% 9%

u solu!le 3.' u solu!le u solu!le u solu!le Ligeramente solu!le Ligeramente solu!le Ligeramente solu!le Ligeramente solu!le insolu!le I% %B Ligeramente solu!le %.B insolu!le

'