Capítulo 19 Aminas Organic Chemistry, 7th Edition L. G. Wade, Jr. Copyright © 2010 Pearson Education, Inc.

Aminas Biológicamente Activas Los alcaloides es un grupo importante de aminas con actividad biológica. En general, los alcaloides son producidos por plantas como mecanismo de defensa contra insectos u otros animales. Muchas de las drogas adictivas son alcaloides. Chapter 19

Aminas Biológicamente Activas Amino acids Dopamine neurotransmisor. Epinefrina bioregulador. Niacina-Vit. B6 Chapter 19

Clases de Aminas Primarias (1ria): Un grupo alquílico enlazado al nitrógeno (RNH2). Secundarias (2ria): Dos grupos alquílicos enlazados al nitrógeno (R2NH). Terciarias (3ria): Tres grupos alquílicos enlazados al nitrógeno (R3N). Quaternarias (4ria): Cuatro grupos alquílicos enlazados al nitrógeno (R4N+). Chapter 19

Ejemplos de Aminas Primaria (1ria) Secundaria (2ria) Terciaria (3ria) Chapter 19

Nombres Comunes Chapter 19

Amina como Substituyente La amina es nombrada como un substituyente. Chapter 19

Nombres IUPAC C H N ( ) N H C B r 3-bromo-1-pentanamina El nombre viene dado por la cadena más larga que tenga el grupo amino. Terminación -o del alcano se reemplaza con la palabra -amina. Para substituyentes en el nitrógeno se usa el prefijo N-. N H 2 C 3 B r C H 3 2 N ( ) 3-bromo-1-pentanamina N,N-dimetil-3-hexanamine Chapter 19

Aminas Aromáticas El compuesto “padre” es anilina. Chapter 19

Aminas Heterocíclicas Cuando se nombran aminas cíclicas, al nitrógeno se le asigna la posición 1. Chapter 19

Estructura de Aminas El N es sp3. El ángulo es menor a 109.5º. Chapter 19

Interconversión de Aminas Quirales El N puede tener 3 grupos diferentes y el par de e- no compartidos, pero los enantiómeros no pueden separarse por la rápida inversion. Chapter 19

Puntos de Ebullición El N—H es menos polar que el O—H. Las aminas tendrán puntos de ebullición menores que los alcoholes análogos. Aminas 3rias. No tienen puentes de H, por lo tanto tienen puntos de ebullición menores que 1rias. y 2rias. Chapter 19

Solubilidad y Olor Aminas pequeñas (< 6 C) son solubles en agua. Todas las aminas aceptan puentes de H de agua y alcoholes. Ramificaciones aumentan la solubilidad. La mayoría de las aminas huelen a pescado descompuesto. N H 2 C 1,5-pentanodiamino or cadaverina Chapter 19

Basicidad de Aminas El par de e- del N puede aceptar un H+ de un ácido. Soluciones acuosas de aminas son básicas (?). Amoníaco (NH3) tiene un pKb = 4.74 Aminas alquílicas son generalmente, bases más fuertes que NH3. El aumento de grupos alquílicos disminuye la solvatación del ion, así es que aminas 2rias. y 3rias. son similares en basicidad a las 1rias. Chapter 19

Reactivdad de Aminas Chapter 19

Constante de Disociación Básica de Aminas Una amina puede abstraer un protón del agua produciendo ion amonio e hidróxido. La constante de equilibrio para esta reacción es la Constante de Disociación Básica de la amina y se simboliza por Kb. Chapter 19

Disociación Básica de una Amina Grupos alquílicos estabilizan el ion amonio, haciendo a la amina una base más fuerte. Chapter 19

Estabilización de Aminas por Grupos Alquílicos Chapter 19

Efectos de Resonancia La amina alifática es una base más fuerte que la amina aromática. Chapter 19

Protonación de Pirrol Cuando el pirrol es protonado pierde su aromaticidad. Por lo tanto la protonación no es favorable y el pirrol es una base débil. Chapter 19

Efecto de la Hibridación Piridina es una base más débil que aminas alifáticas, pero es base más fuerte que pirrol porque al protonarse no pierde la aromaticidad. Chapter 19

Cocaína Chapter 19

Espectroscopía IR N—H stretching 3200–3500 cm-1. Un pico para aminas 2rias y dos para aminas 1rias. Chapter 19

Espectroscopía NMR de Aminas Nitrógeno no es tan electronegativo como oxígeno, así que los H del C-a en las aminas no está tan fuertemente desprotegido. Chapter 19

Espectro NMR Chapter 19

Rompimiento Alpha de Aminas La fragmentación más común de aminas es el rompimiento a para producir un catión estabilizado por resonancia. Chapter 19

Fragmentación de Butilpropil Amina Chapter 19

MS de Butilpropil Amina Chapter 19

Reacción de Aminas con Compuestos Carbonílicos Chapter 19

Substitución Electrofílica de Anilina —NH2 es un fuerte activador y dirije, orto- y para. Puede ocurrir alquilación múltiple. Protonación de la amina (—NH3+) convierte al grupo en uno desactivador. Chapter 19

Protonación de Anilina en Reacciones de Substitución Acidos Fuertes protonan el grupo amino produciendo una sal de amonio. El grupo —NH3+ es un desactivante fuerte y orienta meta. Chapter 19

Substitución Electrofílica de Piridina El anillo está fuertemente desactivado por el N. La substitución se produce en la posición 3. Los electrones del N reaccionan con el electrófilo. Chapter 19

Substitución Electrofílica Aromática de Piridina Chapter 19

Substitución Electrofílica Aromática de Piridina Ataque en la posición 2 origina una estructura de resonancia desfavorable, en la cual la carga + está localizada en el N. No se observa substitución en la posición 2. Chapter 19

Eliminación Hofmann Una sal de amonio cuaternaria tiene un buen grupo saliente (una amina neutral). Calentando la sal en medio básico se produce el alqueno menos substituido. Chapter 19

Mecanismo de la Eliminación de Hofmann La eliminación Hofmann se produce en un sólo paso, concertado. Es una E2 y el grupo saliente es una amina. Chapter 19

Regioselectividad en la Eliminación Hofmann El alqueno menos substituído es el producto principal. Chapter 19

Solved Problem 2 Solution Predict the major product(s) formed when the following amine is treated with excess iodomethane, followed by heating with silver oxide. Solution Solving this type of problem requires finding every possible elimination of the methylated salt. In this case, the salt has the following structure: Copyright © 2006 Pearson Prentice Hall, Inc. Chapter 19

Solved Problem 2 (Continued) Solution (Continued) The green, blue, and red arrows show the three possible elimination routes. The corresponding products are Copyright © 2006 Pearson Prentice Hall, Inc. The first (green) alkene has a disubstituted double bond. The second (blue) alkene is monosubstituted, and the red alkene (ethylene) has an unsubstituted double bond. We predict that the red products will be favored. Chapter 19

Síntesis de Aminas 1rias por Acilación y reducción Acilación de una amina con un cloruro de ácido produce una amida. Reducción de la amida con LiAlH4 produce la amina correspondiente. Chapter 19

Síntesis de Aminas 2rias por Acilación y Reducción Acilación–reducción convierte una amina 1ria a una 2ria. La amida se reduce fácilmente con LiAlH4, seguido de una hidrólisis. Chapter 19

Síntesis de Aminas 3rias por Acilación y Reducción Acilación–reducción convierte una amina 2ria a una 3ria. La amida se reduce fácilmente con LiAlH4, seguido de una hidrólisis. Chapter 19

Solved Problem 4 Solution Show how to synthesize N-ethylpyrrolidine from pyrrolidine using acylation–reduction. Solution This synthesis requires adding an ethyl group to pyrrolidine to make a tertiary amine. The acid chloride needed will be acetyl chloride (ethanoyl chloride). Reduction of the amide gives N-ethylpyrrolidine. Copyright © 2006 Pearson Prentice Hall, Inc. Compare this synthesis with Solved Problem 19-5(b) to show how reductive amination and acylation–reduction can accomplish the same result. Chapter 19

Síntesis de Gabriel El ion phthalimida es un nucleófilo fuerte que puede desplazar un haluro o tosilato en una reacción SN2. Calentando la N-alkyl phthalimida con hidrazina se desplaza la amina 1ria. Chapter 19

Reducción de Azidas Azida, N3-, es un buen nucleófilo. La azida reacciona con haluros 1rios o 2rios no impedidos (SN2). Las Alquil azidas son explosivas. No se aislan. Chapter 19

Reducción de Nitrilos Nitrilo (CN) es un buen nucleófilo (SN2). Reducción del nitrilo con H2 o LiAlH4 produce una amina 1ria. Chapter 19

Reducción de Compuestos Nitro El grupo nitro puede ser reducido a una amina por hidrogenación catalítica o por un metal en medio ácido. Chapter 19

Rearreglo de Hofmann (Amidas) Esta reacción llamada Rearreglo Hofmann se usa para sintetizar aminas 1rias y aminas arílicas. Chapter 19

Mecanismo del Rearreglo Hofmann: Pasos 1 y 2 Chapter 19

Mecanismo del Rearreglo Hofmann: Pasos 3 y 4 Chapter 19