13. AMINY

Można je traktować jako pochodne amoniaku, w których jeden lub więcej atomów wodoru zostało
zastąpionych grupą lub grupami węglowodorowymi (alifatycznymi lub aromatycznymi):

N

H

R

H

N

R

1

R

H

N

R

1

R

R

2

amina I-rzędowa

amina II-rzędowa

amina III-rzędowa

N

H

C

2

H

5

H

N

CH

3

C

2

H

5

H

N

CH

3

C

2

H

5

etyloamina

etylometyloamina

N-etylo-N-metylofenyloamina

(N-metyloetyloamina)

Otrzymywanie:

1.

Alkilowanie amoniaku (metoda Hoffmana):

R-X + NH

3

→ R-NH

2

.

HX

R-NH

2

.

HX + R-X → R

2

NH + NH

4

X

R

2

NH + R-X → R

3

N

.

HX

T

R

3

N + NH

4

X

R

3

N + R-X → [R

4

N]

+

X

-

W metodzie tej powstaje zawsze mieszanina amin trzech rzędów oraz tzw. IV-rzędowa sól
amoniowa. Ich rozdział jest możliwy przez destylację frakcyjną.
2.

Redukcja nitrozwiązków

R-NO

2

+ 2H

2

→ R-NH

2

+ H

2

O

4R-NO

2

+ 9Fe + 4H

2

O → 4R-NH

2

+ 3Fe

3

O

4

3.

Redukcja nitryli

R-CN + 2H

2

→ R-CH

2

NH

2

4.

Redukcja amidów kwasowych:

R-CONH

2

+ 2H

2

→ R-CH

2

NH

2

+ H

2

O

13.1. WŁAŚCIWOŚCI FIZYCZNE
Niższe aminy alifatyczne są słabo lotnymi cieczami. W przypadku amin pierwszo- i drugorzędowych
istotnym czynnikiem determinującym ich właściwości fizyczne takie jak T

wrzenia

czy T

topnienia

jest

tworzenie przez nie wiązań wodorowych. W przypadku amin trzeciorzędowych, gdzie nie występują
wiązania wodorowe jedynymi siłami oddziaływań międzycząsteczkowych są słabe siły Van der
Waalsa, stąd ich stosunkowo niskie T

wrzenia

.

Podobnie jak amoniak aminy o krótkich łańcuchu węglowodorowym są dobrze rozpuszczalne w
wodzie (tworzenie wiązań wodorowych z cząsteczkami wody). Aminy aromatyczne są bardzo słabo
rozpuszczalne w wodzie a dobrze rozpuszczalne w rozpuszczalnikach organicznych).

110

Repetytorium z chemii

13.2. REAKCJE CHARAKTERYSTYCZNE

1.

właściwości zasadowe amin

Zasadowość amin wynika z obecności wolnej (donorowej) pary elektronowej przy

atomie azotu. Roztwory wodne amin mają charakter zasadowy:

N

H

R

H

NH

3

R

H

2

O

+

+

+OH

-

W reakcji amin z kwasami para elektronowa azotu tworzy wiązanie koordynacyjne z
protonem kwasu:

N

H

R

H

H-Cl

N

H

R

H

H

+

+

Cl

-

Aminy są słabymi zasadami. Aminy aromatyczne wykazują charakter słabiej zasadowy niż
alifatyczne, co jest wynikiem oddziaływania wolnej pary elektronowej azotu z sekstetem
elektronowym pierścienia. Charakter zasadowy amin (przy tej samej ilości atomów C w cząsteczce)
w przypadku amin:
alifatycznych II-rzędowych jest silniejszy niż I-rzędowych zaś aromatycznych I-rzędowych jest
silniejszy niż II-rzędowych.
Słabiej zasadowy charakter amin alifatycznych III-rzędowych w porównaniu z drugorzędowymi jest
wynikiem ich budowy przestrzennej (efektu sterycznego) utrudniającej hydratację kationu.

amina

stała dysocjacji zasadowej

metyloamina

4,4

.

10

-4

dimetyloamina

5,2

.

10

-4

trimetyloamina

5,5

.

10

-5

anilina

3,8

.

10

-10

amoniak

1,8

.

10

-5

2.

rzędowość amin (reakcja z HNO

2

) (ze względu na nietrwałość HNO

2

otrzymuje się go

bezpośrednio w środowisku reakcyjnym z NaNO

2

i rozcieńczonego HCl)



aminy I-rzędowe

R-NH

2

+ HONO → R-OH + N

2

↑

+ H

2

O



aminy II-rzędowe

R N N

R

O

R

2

NH

HONO

+ H

2

O

+

nitrozoaminy (żółte oleiste ciecze)



aminy III-rzędowe nie reagują z HNO

2

3.

tworzenie zasad Schiffa i enamin:

C O

R

1

H

N R

H

H

C N

R

1

H

R

+

+ H

2

O

iminy (zasady Schiffa)

C O

R

1

R

2

N R

H

H

C N

R

1

R

2

R

+

+ H

2

O

enamina

4.

tworzenie amidów (acylowanie amin)

C O

R

O

H

N R

H

H

C N

R

O

R

1

H

+

+ H

2

O

amid II-rzędowy

C O

R

O

H

N R

2

H

R

1

C N

R

O

R

1

R

2

+

+ H

2

O

amid III-rzędowy

Aminy

111

5.

tworzenie soli amoniowych (alkilowanie amin)

N

R

R

R

R

1

X

N R

1

R

R

R

X

+

+

Diaminy
Metody otrzymywania i właściwości chemiczne są analogiczne jak amin I-rzędowych. Wiele z nich
charakteryzuje się nieprzyjemnym zapachem np. 1,5-diaminopentan tzw. kadaweryna (cadaver - trup)
1,4-diaminabutan tzw. putrescyna (puter - zgniły)

Ciekawostki
Metyloamina jest gazem o nieprzyjemnym zapachu gnijących ryb, który pochodzi od zawartych w
nich metyloaminy i dimetyloaminy.
Anilina łątwo utlenia się nawet pod wpływem tlenu z powietrza. Zmienia barwę na brunatną a nawet
czarna. reakcja utleniania aniliny jest wykorzystywana do otrzymywania barwnika do tkanin, tzw.
czerni anilinowej.
Amfetamina

CH

2

CH

NH

2

CH

3

tzw. twardy narkotyk o krótkotrwałym działaniu łatwo powodujący uzależnienie. Działa pobudzająco
na korę mózgową, zmniejszając stężenie adrenaliny, dając złudne poczucie pewności siebie i
podnoszenia sprawności umysłowej. Jej dłuższe zażywanie prowadzi do upośledzenia procesów
myślowych. Wywołuje zmiany ciśnienia tętniczego krwi i czynności serca, zaburza funkcje jelitowo-
trawienne, powoduje pocenie się, bóle głowy, stany lękowe i depresyjne.
Meskalina

CH

2

O

O

O

C

H

3

C

H

3

C

H

3

CH

2

NH

2

Alkaloid wyodrębniony z wysuszonych kaktusów – pejotlu. Wywołuje euforię, której towarzyszy
zanik oceny czasu oraz barwne wizje i omamy. Narkotyk silnie uzależniający psychicznie.
Pochodne amin
TEAD – tetraacetyloetylenodiamina

C

O

C

H

3

N

C

O

C

H

3

CH

2

C

CH

3

N

C

O

O

CH

3

CH

2

Substancja stosowana jako dodatek do proszków do prania. Związek ten reaguje z obecnymi w
proszkach związkami nadtlenowymi dając kwas nadoctowy – doskonały wybielacz działający
skutecznie już w niskiej temperaturze 40-50

0

C i nie wykazujący szkodliwego działania na włókna

tkaniny.
EDTA (kwas etylenodiaminotetraoctowy) i jego sól dwusodowa NADNa

2

N CH

2

HOOCCH

2

HOOCCH

2

N

CH

2

COOH

CH

2

COOH

CH

2

N

COO

COOH

CH

2

N

COO

COOH

CH

2

-

Na

+

-

Na

+

EDTA (komplekson II)

EDTANa

2

(komplekson III)

Związki te tworzą z wieloma metalami bardzo trwałe połączenia kompleksowe. Wykorzystywane to
jest w analityce chemicznej: maskowanie, oznaczanie ilościowe substancji (kompleksometria)

112

Repetytorium z chemii

Aminy biogenne
Aminy biogenne – produkt dekarboksylacji aminokwasów. Z wyjątkiem histaminy zwężają naczynia
krwionośne i podwyższają ciśnienie krwi. Histamina (produkt dekarboksylacji histydyny – hormon
tkankowy rozszerza naczynia krwionośne, powodując spadek ciśnienia krwi).

H

2

N

C

CH

2

H

COOH

N

N

H

CO

2

H

2

N

C

CH

2

H

H

N

N

H

Dopamina – odpowiedni jej poziom w mózgu jest konieczny dla zapewnienia precyzji i koordynacji
ruchu.

CH

2

OH

O

H

CH

2

NH

2

Przykład 13.1.

2002/L

Liczba izomerycznych amin II-rzędowych o wzorze ogólnym C

4

H

11

N wynosi:

A. 2

B. 3

C. 4

D. 5

Rozwiązanie:
Aminy drugorzędowe mają dwie grupy węglowodorowe połączone z atomem azotu grupy aminowej:

N

H

R

2

R

1

N

C

2

H

5

C

2

H

5

H

N

C

H

3

CH

2

CH

2

CH

3

H

N

C

H

3

CH

H

CH

3

CH

3

wzór ogólny aminy II-
rzędowej

dietyloamina

N-metylo-N-

propyloamina

N-metylo-N-

izopropyloamina

Odpowiedź B

Przykład 13.2.

2001/L

W powyższym schemacie a, b, c, d, e oznaczają odpowiednio:

a

b

c

d

e

A.

Eten

cykloheksan

aminocykloheksan

nitrobenzen

meta-chloronitrobenzen.

B.

acetylen

benzen

fenyloamina

nitrobenzen

p-chloroaminobenzen.

C.

acetylen

benzen

nitrobenzen

anilina

chlorowodorek aniliny.

D.

Eten

cykloheksan

nitrocykloheksan

aminocykloheksan

chloroaminocykloheksan.

Rozwiązanie:
Na podstawie substratów i warunków przeprowadzania przemian zapisanych powyższym schemacie
ustalamy produkty reakcji:

CaC

2

+ 2H

2

O → C

2

H

2

+ Ca(OH)

2

węglik wapnia etyn (acetylen)(a)
3C

2

H

2

→ C

6

H

6

etyn

benzen (b)

C

6

H

6

+ HO-NO

2

→ C

6

H

5

NO

2

+ H

2

O

beznen

nitrobenzen (c)

C

6

H

5

NO

2

+ 6[H] → C

6

H

5

NH

2

+ 2H

2

O

nitrobenzen

anilina (d)

C

6

H

5

NH

2

+ HCl → C

6

H

5

NH

3

Cl

anilina

chlorowodorek aniliny (e)

Odpowiedź C

Aminy

113

Przykład 13.3.

1999/F

Które z podanych niżej określeń jest prawdziwe w odniesieniu do pirydyny, pirymidyny i puryny:

A. aromatyczne związki heterocykliczne

B. związki o właściwościach zasadowych

C. azotowe związki heterocykliczne

D. wszystkie powyższe odpowiedzi są prawdziwe

Rozwiązanie:
Wymienione w treści zadania aromatyczne związki heterocykliczne zawierają w pierścieniu oprócz
atomów węgla atomy azotu:

N

N

N

N

N

N

N

H

pirydyna

pirymidyna

puryna

Obecność wolnej pary elektronowej przy atomach azotu powoduje zasadowy charakter tych
związków w wyniku przyłączania kationu wodoru przez wolna parę elektronową:

-N: + H-OH → [-N→H

+

] + OH

-

Wszystkie odpowiedzi zawierają zatem prawidłowe stwierdzenia dotyczące pirydyny, pirymidyny i
puryny.
Odpowiedź D

Przykład 13.4.

2001/F

Wskaż, która para związków amina - alkohol są tego samego rzędu:
I. propano-2-amina i propan-2-ol;
II. etyloamina i cyklopentanol;
III. dimetyloamina i 2-metylopropan-2-ol;
IV. trimetyloamina i 3-etylopentan-3-ol;
V. dietyloamina i 2-metylocykloheksanol;

A. I, IV

B. IV, V

C. II, III, IV

D. I, III, V

Rozwiązanie:

CH

3

CHCH

3

NH

2

CH

3

CHCH

3

OH

C

2

H

5

NH

2

OH

propano-2-amina

(amina I-rzędowa)

propan-2-ol

(alkohol II-rzędowy)

etyloamina

(amina I-rzędowa)

cyklopentanol

(alkohol II-rzędowy)

(CH

3

)

2

NH

CH

3

CCH

3

OH

CH

3

(C

2

H

5

)

3

N

CH

3

CH

2

CCH

2

CH

3

OH

C

2

H

5

dimetyloamina

(amina II-rzędowa)

2-metylopropan-2-ol

(alkohol III-rzędowy)

trimetyloamina

(amina III-rzędowa)

3-etylopentan-3-ol

(alkohol III-rzędowy)

(C

2

H

5

)

2

NH

OH

CH

3

dietyloamina

(amina II-rzędowa)

2-metylocykloheksanol

(alkohol II-rzędowy)

Odpowiedź B

Przykład 13.5.

2000/F

Ogrzewanie kwasów karboksylowych z aminami I–rzędowymi prowadzi do otrzymania:

A. amin II–rzędowych

B. aminokwasów

C. amidów I–rzędowych

D. amidów II–rzędowych

Rozwiązanie:
Kwasy karboksylowe reagują z aminami I-rzędowymi tworząc amidy drugorzędowe:

114

Repetytorium z chemii

R-COOH

H

R-C

O

N

H

+ R

2

-

NH

R

1

+ H

2

O

Odpowiedź D