AMINAS Dra. Ana M. Bruno 2015

AMINAS Algunas aminas biológicamente activas

Muchas drogas de adicción son alcaloides AMINAS Muchas drogas de adicción son alcaloides

Estructura de las aminas El amoniaco tiene una estructura tetraédrica algo distorsionada, con una de las posiciones del tetraedro ocupada por un par de electrones no enlazantes. Esta geometría es debida a la hibridación sp3 del nitrógeno, de forma que el par de electrones solitario hace que el ángulo H-N-H se comprima desde 109,5º (ángulo de la estructura tetraédrica perfecta) hasta 107º.

Interconversión de aminas Los dos enantioméros de una amina son fácilmente interconvertibles a través de un procedimiento conocido como la INVERSIÓN DEL NITRÓGENO (Inversión de Walden). ca. 6 Kcal/mol N sp2 La resolución de las aminas es complicada porque la inversión del nitrógeno interconvierte los enantiómeros.

AMINAS Aminas quirales Aminas cuya quiralidad se debe a la presencia de átomos de carbono asimétricos

Sales de amonio cuaternario con átomos de nitrógeno asimétrico. AMINAS Aminas quirales Sales de amonio cuaternario con átomos de nitrógeno asimétrico. La inversión de la configuración no es posible, ya que no hay par de electrones sin compartir. El nitrógeno debe tener 4 grupos diferentes alrededor de él para que sea quiral

AMINAS Clasificación a) Según el número de hidrógenos sustituidos: Sales de amonio cuaternarias

AMINAS Clasificación b) Según la naturaleza del resto orgánico: Alifáticas: R es un resto alquílico. Aromáticas: R es un resto arilo (Ar) Mixtas: Ar-NH-R

AMINAS AMINAS HETEROCICLICAS Saturadas pirrolidina piperidina Aromáticas piridina pirrol

AMINAS Nomenclatura: etilmetilamina dimetilamina trietilamina

AMINAS N-metilanilina N,N-dimetilanilina

-COOH > -SO3H > -CN > -CO > -OH > -NH2 > -X > -R AMINAS Los órdenes prioritarios al nombrarlas: -COOH > -SO3H > -CN > -CO > -OH > -NH2 > -X > -R 3-aminopropanol ácido 2-amino-butanoico

Propiedades físicas de las aminas Las aminas son fuertemente polares debido a que el gran momento dipolar del par de electrones sin compartir se suma a los momentos dipolares de los enlaces C-N y H-N. El enlace de hidrógeno N-H es más débil que el enlace de hidrógeno O-H, por tanto las aminas tienen puntos de ebullición más bajos que los alcoholes con masas moleculares similares.

AMINAS Propiedades espectroscópicas: Espectros en el infrarrojo: Las absorciones de mayor utilidad son las correspondientes a las bandas de estiramiento N-H, en tanto que las absorciones C-N no son de mucha utilidad ya que ocurren en una región espectral que contiene muchas bandas pertenecientes a otros compuestos. AMINAS Nº de Onda (cm-1) Intensidad Asignación Compuesto 3500 y 3400* media estiramiento N-H Aminas 1rias libres 3500-3310 Amina 2rias libres *Los alcoholes también absorben en este intervalo pero en el caso de las aminas las bandas suelen ser mas agudas y menos intensas que las del hidroxilo

AMINAS BUTILAMINA

AMINAS Propiedades Químicas Basicidad: La constante de basicidad Kb se acostumbra expresarla como pKb donde:

AMINAS Bases Alifáticas: La introducción de grupos alquilo incrementa la basicidad por efecto inductivo dador de electrones, teniendo mayor disponibilidad de los mismos para captar un protón. El catión formado por ganancia de un protón puede estabilizarse por solvatación, mediante enlaces de hidrógeno, con las moléculas de agua. Cuantos más átomos de hidrógeno estén unidos al nitrógeno en el catión, mayor es la posibilidad de solvatación a través de puentes de hidrógeno entre éste y el agua 3 puentes de H con el agua 2 puentes de H con el agua 1 puentes de H con el agua

Dimetilamina (CH3)2NH2 pKb= 3,23 Trimetilamina (CH3)2NH2 pKb= 4,20 AMINAS Las aminas secundarias resultan ser más básicas por presentar efecto inductivo dador de electrones de los restos alquilos unidos al nitrógeno y además por formar más de un puente de hidrógeno Metilamina CH3NH2 pKb= 3,36 Dimetilamina (CH3)2NH2 pKb= 3,23 Trimetilamina (CH3)2NH2 pKb= 4,20 Las alquilaminas secundarias cíclicas son las más básicas por tener el par electrónico totalmente disponible y un nulo impedimento estérico. pirrolidina pKb= 2,73

AMINAS Bases Aromáticas: Las bases aromáticas pueden ser más o menos básicas según el sustituyente que posea el anillo. Los sustituyentes dadores de electrones (-CH3, -NH2, -OCH3) aumentan la basicidad de la amina. Los sustituyentes atractores de electrones (-Cl, -NO2, -CN) disminuyen la basicidad de la amina.

AMINAS Bases Heterocíclicas: A mayor carácter s menor basicidad Al pasar de: sp3 sp2 sp A mayor carácter s menor basicidad

AMINAS NOMBRE ESTRUCTURA pKb Amoníaco NH3 4,74 Alquilamina primaria Etilamina CH3CH2NH2 3,19 Metilamina CH3NH2 3,34 Alquilamina secundaria Pirrolidina 2,73 Dimetilamina (CH3)2NH2 3,27 Dietilamina (CH3CH2)2NH 3,51

AMINAS NOMBRE ESTRUCTURA pKb Alquilamina terciaria Trimetilamina (CH3)3N 4,19 Arilamina Anilina 9,37 Amina Heterocíclica Piridina 8,75 Pirrol 13,6 Nitrilos Etanonitrilo CH3CN 11

AMINAS AMINAS ALIFÁTICAS > AMONÍACO > AMINAS AROMÁTICAS Aminas secundarias cíclicas Aminas secundarias alifáticas Aminas primarias y terciarias Con grupo dador de e- Anilina Con grupo atractor de e-

Reacción de alquilación para obtener aminas primarias alifáticas Preparación de Aminas Síntesis de Gabriel: Reacción de alquilación para obtener aminas primarias alifáticas SN2

AMINAS VENTAJAS: Un método indirecto para llevar a cabo la transformación de un RX en RNH2, con buen rendimiento sin que se formen aminas secundarias y/o terciarias como subproductos.

AMINAS Aminas Primarias: 2) Reacciones de reducción para obtener aminas primarias, secundarias y terciarias: Aminas Primarias:

AMINAS Aminas Secundarias Aminas Terciarias

La reducción puede ser: * Hidrogenación catalítica usando hidrógeno AMINAS 2.a- Reducción de nitrocompuestos: La reducción puede ser: * Hidrogenación catalítica usando hidrógeno * Reducción Metal / H+

AMINAS 2.b- Reducción de nitrilos: (Difícil y poco usada) Es una secuencia en dos etapas: desplazamiento SN2 con CN- seguida por la reducción del ciano compuesto obtenido. Aumenta la longitud de la cadena carbonada, generando una amina primaria que posee un átomo de carbono más que el halogenuro de alquilo del cual deriva. Desventaja de la hidrogenación catalítica es la obtención de aminas secundarias como subproductos.

AMINAS 2.c- Reducción de amidas

AMINAS 2d- Reducción de azidas: Nucleófilo fuerte Esta reacción ofrece un método muy útil para obtener aminas primarias como único producto.

AMINAS 2e- Reducción de oximas: oxima Se preparan rápidamente por reacción directa de la hidroxilamina con los aldehídos o cetonas correspondientes. La reducción de una oxima a una amina primaria suele ser satisfactoria tanto por reducción con H2/Ni como con Zn/AcH ó H4AlLi/éter.

AMINAS 3) Aminación reductiva : Aminas primarias Aminas secundarias “Adición nucleofílica donde el amoníaco ataca al carbonilo formando como intermediario una carbinolamina no aislable, la cual pierde agua dando una imina. Luego por medio de una reducción da como producto final la amina.” 3) Aminación reductiva : Aminas primarias Aminas secundarias

AMINAS 3) Aminación reductiva : La aminación reductiva de cetonas forma aminas unidas a un carbono secundario los que son difíciles de preparar por amonólisis debido a la tendencia de los RX secundarios a dar eliminación. Ej: La ciclohexanona se convierte en ciclohexilamina con buen rendimiento, ya que no se puede obtener a partir del derivado halogenado correspondiente por amonólisis (da el producto de eliminación).

AMINAS 4) Transposición de Hofmann: Partiendo de una amida se obtiene una amina primaria con un carbono menos

AMINAS 5) Alquilación: Reacción de halogenuros con NH3 o Aminas Este método no es muy útil en la práctica debido a la polialquilación generando una mezcla de diferentes tipos de aminas.

Los derivados halogenados terciarios dan reacciones de eliminación, AMINAS 5) Alquilación: Reacción de halogenuros con NH3 o Aminas Este método no es muy útil en la práctica debido a la polialquilación generando una mezcla de diferentes tipos de aminas. Los derivados halogenados terciarios dan reacciones de eliminación, y en el caso de los halogenuros de arilo por ser muy poco reactivos sólo se podrían convertir en aminas si están adecuadamente sustituidos en posición orto-para. No se puede utilizar como reactivo el ioduro de metilo por tener gran capacidad de cuaternizar a las aminas