Capítulo 19 Aminas Organic Chemistry, 7th Edition L. G. Wade, Jr.

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1 Capítulo 19 Aminas Organic Chemistry, 7th Edition L. G. Wade, Jr.
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2 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

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

4 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

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

6 Nombres Comunes Chapter 19

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

8 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

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

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

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

12 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

13 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

14 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

15 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

16 Reactivdad de Aminas Chapter 19

17 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

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

19 Estabilización de Aminas por Grupos Alquílicos
Chapter 19

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

21 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

22 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

23 Cocaína Chapter 19

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

25 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

26 Espectro NMR Chapter 19

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

28 Fragmentación de Butilpropil Amina
Chapter 19

29 MS de Butilpropil Amina
Chapter 19

30 Reacción de Aminas con Compuestos Carbonílicos
Chapter 19

31 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

32 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

33 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

34 Substitución Electrofílica Aromática de Piridina
Chapter 19

35 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

36 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

37 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

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

39 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

40 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

41 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

42 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

43 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

44 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

45 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

46 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

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

48 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

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

50 Mecanismo del Rearreglo Hofmann: Pasos 1 y 2
Chapter 19

51 Mecanismo del Rearreglo Hofmann: Pasos 3 y 4
Chapter 19