AMINAS

Dra. Ana M. Bruno

2016

REACCIONES

AMINAS 1) Formación de sales:

Las aminas se convierten en sus sales con ácidos minerales

acuosos, y se regeneran por agregado de hidróxidos, siendo así

más básicas que el agua y menos que el ión hidróxido.

RNH2 + H3O+

+ H2ORNH3

+

RNH3

+

+ OH-

RNH2 + H2O

sal de amonio

ArNH2HCl / éter anh. ArNH3 Cl

-+

ArNH3 Cl-+ NaOH ArNH2 + NaCl + H2O

Cloruro de anilonio

“Clorhidratos” son sólidos blancos cristalinos muy solubles en agua.

AMINAS

2) Conversión en amidas:

Amina primaria

ArSO2Cl

RCOCl R CO

NHR'

ArSO2NHR'

R' NH2

amida N - sustituida

sulfonamida N- sustituida

Amina secundaria

ArSO2Cl

RCOCl R CO

NR2'

ArSO2NR2'

R2' NH

amida N,N- disustituida

sulfonamida N,N - disustituida

Amina terciaria

ArSO2Cl

RCOCl

R3' N

*

AMINAS

Amida N-sustituida

Acilación:

La reacción tiene lugar mediante la adición del nitrógeno nucleofílico

de la amina al carbono del carbonílico del haluro de ácido seguido

por la eliminación del halógeno como halogenuro .

Sustitución Nucleofílica en el acilo

AMINAS

Las amidas no experimentan acilaciones posteriores mediante

halogenuros de ácido

COCl

+ R' NH2

NHR'OHCl

Las aminas terciarias no son capaces de formar amidas probablemente

por no tener el protón para estabilizar al producto.

Esta reacción requiere que las aminas sean básicas y que posean un

átomo de hidrógeno unido al nitrógeno para poder reaccionar con los

derivados de ácido más reactivos con haluros y anhídridos de ácido.

AMINAS

*Método de Schotten-Bauman:

NHH2O , NaOH

(en frío)

CO

NCHCH3

CH3+CHCH3

CH3

CO

Cl

exceso

base: neutraliza al HCl que se produce

Gracias a la elevada nucleofilicidad de las aminas. Estas compiten

satisfactoriamente con el ión hidróxido y con el agua, por el ataque al

carbonilo del halogenuro de acilo.

O Cl

RNH2

O NH2

N

N

H

Cl

AMINAS

* Sulfonación: Reacción de Hinsberg

SO2NR

Na

Cloruro de sulfonilo

NaOH aq

Aminas primarias

AMINAS

R3N SO2ClPiridina

SO2NR3 Cl-

++

H2O

R3N + C6H5SO3H

Aminas terciarias

Aminas secundarias

R2NH SO2ClPiridina

SO2NR2+

Producto insoluble en base

(No tiene H acídico)

*

*no ocurre reacción evidente

AMINAS Aplicaciones de la Reacción de Hinsberg

Las sulfonamidas son derivados sólidos con punto de fusión definido

lo cual nos permite identificar a la amina original.

Caracterización de aminas

Síntesis específica de aminas secundarias

ICH3

SN2

SO2NRSO2NR

Na CH3

hidrólisis ácida o básica

amina secundaria

NaOH aq

AMINAS

Sirve para diferenciar (caracterizar) aminas alifáticas primarias y secundarias

de las terciarias pero no logra distinguir a las alifáticas de las aromáticas.

Se genera in situ añadiendo

una solución acuosa de NaNO2

a una solución fría de la amina

en un ácido mineral.

HNO2 + H+ H2NO2

+H2O + NO

+

3) Reacción con Ácido Nitroso:

NaNO2 + HCl0

º C

NaCl + HNO2

ácido nitrosoinestable

El ácido nitroso es inestable

Se forma por protonación del ácido nitroso seguido por la pérdida de agua.

agente

nitrosante:

Ion

nitrosonio

AMINAS

3) Reacción con Ácido Nitroso:

La transferencia de protones, seguida de protonación y

la pérdida de agua dan lugar al catión diazonio

AMINAS

Las aminas primarias alifáticas conducen a la formación de una

sal de diazonio inestable que se descompone liberando nitrógeno

y mezclas que pueden contener alcoholes, olefinas, ciclopropanos.

El valor sintético de esta reacción es prácticamente nulo,

sin embargo, dado que el N2 se desprende cuantitativamente,

resulta de cierta importancia analítica para aminoácidos y proteínas.

Las aminas primarias aromáticas forman sales de diazonio estables a 0°C

y son de gran utilidad en la síntesis orgánica

3) Reacción con Ácido Nitroso:

AMINAS

Las nitrosoaminas son neutras y de color amarillo

3) Reacción con Ácido Nitroso:

AMINAS

escasa importancia

SEA

3) Reacción con Ácido Nitroso:

AMINAS

SALES DE DIAZONIO

ArNH2 NaNO2 2 HXfrío

+ + ArN2 X-

+

+ NaX + 2 H2O

Se descomponen fácilmente

Se usan sin aislarlas

A) Reemplazo del nitrógeno: Se libera nitrógeno quedando en su lugar otro

átomo o grupo.

B) Copulación: El nitrógeno queda retenido generando azocompuestos

los cuales son muy importantes en la industria de colorantes.

AMINAS

A1) Reemplazo de N por Cl, Br, CN. Reacción de Sandmeyer:

Nitración -----> Reducción ------> Diazotación -----> Sustitución nucleofílica

H2SO4

ArNO2 ArNH2 Z

ArHHNO3

Fe / HCl 1-

NaOH2-

HNO2ArN2

+ArZ

N N+

Cl- Br

+ N2CuBr

N N+

Cl- Cl

+ N2CuCl

AMINAS

Un tratamiento similar con CuCN produce un nitrilo que por hidrólisis ácida se

convierte en un ácido carboxílico.

Este método es de mayor utilidad que la carbonatación del reactivo de Grignard

o la oxidación de cadenas laterales.

CuCN/KCN

N N+

Cl- CN

+ N2

Cl

1. CO2 (hielo seco)

2. H2O / H+

COOH CH3

1. KMnO4 / OH

2. HCl

/

COOH

AMINAS

A2) Reemplazo de N por I:

N N+

Cl- I

+ N2NaI

A3) Reemplazo de N por F:

NH2

NO2

NaNO2

HBF4 ac.

0 ºC

N2

NO2

+

BF4-

NaNO2 ac.

Cu en polvo

NO2

NO2

Fluorborato dep- nitrobencenodiazonio p-dinitrobenceno

NH2

CH3

NaNO2

HF, BF3

0 ºC

N2 BF4-

+

F

CH3CH3

ácido fluorbórico

AMINAS

A4) Reemplazo de N por OH ó alcoxilo:

ArN2 Cl-

+

+ H2OH

+

ArOH + N2

Para evitar el acoplamiento del fenol recién formado con el ión diazonio

que aún no ha reaccionado (copulación), se agrega lentamente la

solución de la sal de diazonio a un gran volumen de H2SO4 diluido e

hirviente

Fenol

N2 Cl-

+

+ CH3OH

OCH3

+ N2 + HCl

Anisol

AMINAS

A5) Reemplazo de N por H:

ArN2 X-

+

+ H3PO2

H2OArH + H3PO3 + N2 + HX

ácido hipofosforoso

o medio reductor

Un método importante para reemplazar un grupo NO2 ó NH2 de un anillo

aromático por un átomo de hidrógeno

AMINAS

B) Reacción de Copulación: Síntesis de Azocompuestos

Azocompuestos (Ar-N=N-Ar )

El anillo aromático que sufre el ataque del ion diazonio

debe contener un grupo con gran tendencia a liberar electrones como: -OH ,

-NH2 , -NHR , -NR2

ArN2

+

X-

+

Y

Ar N=N Y

Y : grupo dador de e- (-OH; -NH2; -NHR; -NR2)

SEA

E+ débil anillo rico en electrones

AMINAS

N N+HSO4-

+

..:

OH

NN

H

OH

..+

OH2

..:

NN

OH

p-hidroxiazobenceno

Mecanismo

AMINAS

poco reactivo ante la SEA,

como para ser atacado por el ión diazonio

débilmente electrófilo

el ion fenóxido es mucho

más reactivo que el fenol.

AMINAS

4) Sustitución Electrofílica Aromática:

+

-

NH2NH2

+

-

NH2

+

-

NH2

-

NH2

-NH2 , -NHR , -NR2 : Activantes poderosos, dirigen orto-para.

-NHCOR: Activador menos poderoso que -NH2 , dirige orto-para.

-+NR3: Desactivante poderoso, orientador meta.

AMINAS

Bromación de las aminas aromáticas: NH2

Br2 / H2O

NH2

BrBr

Br

se obtiene el derivado trisustituido

Reacción de nitración

Br2 / CH3COOH

HNO3 / H2SO4

15º

NH2

(CH3CO)2O

NHCOCH3

NHCOCH3

Br

NHCOCH3

NO2

NH2

Br

NH2

NO2

NaOH / H2O

NaOH / H2O

AMINAS 5) Oxidación de Aminas:

Las aminas primarias alifáticas suelen dar una mezcla de productos:

iminas, enaminas, nitrilos y similares,

siendo una reacción con poco valor preparativo.

NH2

CrO3 suave

CrO3 enérgica

Negro de anilina

O O

Las aminas aromáticas primarias también pueden dar productos complejos

Los perácidos oxidan al grupo amino de las aminas aromáticas primarias

a NO2 sin atacar al anillo.

NH2

CH3

RCOOOH

NO2

CH3

AMINAS

Las aminas secundarias se oxidan fácilmente con peróxido de hidrógeno, y los óxidos de aminas secundarias producidos inicialmente no pueden aislarse

porque se tautomerizan inmediatamente a N,N-dialquilhidroxilaminas (R2-NH-OH) También en este caso los rendimientos son pobres a causa de la oxidación excesiva

R2NH R2N OH + H2O+ H2O2

N H + H2O2

NO H

+

-N

OH

N-hidroxipiperidina

AMINAS

Las aminas terciarias así como las dialquilaminas se oxidan con

peróxido de hidrógeno o peroxiácidos orgánicos (RCO3H) en condiciones suaves,

formándose óxidos de aminas terciarias.

N(CH3)2

+ H2O2H2O+

N

O

(CH3)2

-

+

N-óxido de N,N-dimetilanilina

Cl3P ó

H2 Pd/C

AMINAS

6) Eliminación de Hoffman:

C

H

+

C

NR3

OH- , O

C C + R3N + H2O

I-

+ Ag2O + H2OH3C CH

CH2CH3

N(CH3)3+

H3C CH

CH2CH3

N(CH3)3+

OH-

+ AgI

CH2=CHCH2CH3 + N(CH3)3 + H2O

el alqueno menos sustituido

AMINAS

CH2 CH2 + N(CH3)3 + H2O

N(CH3)3

CH2CH3

H

H H

+

H

OH- OH-

H

CH2CH3

N(CH3)3

H H

H

O

CH2=CHCH2CH3 + N(CH3)3 + H2O

b

b

E2

AMINAS

CH3CH2CH2CH=CH2 + CH3CH2CH=CHCH3

1-penteno 2-penteno

Relación 94:6

CH3 CH

CH2CH2CH3

+N(CH3)3

OH-

Los hidrógenos unidos a los carbonos menos sustituidos son

eliminados preferentemente dando el alqueno menos sustituido.

Esto se conoce como “Regla de Hoffman”.

C CH CH3

N(CH3)3

H3C

H

CH3

+

H b más ácido

H b menos ácido

OH-

O

CHH3C

H3CCH CH2

producto principal