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Química Orgânica II/UFOP Aminas Nomenclatura, OcorrênciaNomenclatura, Ocorrência Natural, Reatividade, Sínteses e Reações Setor de Química Orgânica 1- Conceito e Importância As aminas existem em abundância nas plantas e nos animais. �H2 H2� Putrescina H2� �H2 Cadaverina As aminas voláteis tem odor bastante desagradável Cadaverina � H I�DOL � H CH3 ESCATOL 2- Nomenclatura Amina 1ª Amina 2ª Amina 3ª Amina 1ª Amina 2ª Amina 3ª Etilamina Etanamina Cicloexilamina Cicloexanamina 1-Metilbutilamina 2-pentanamina N-Metiletilamina N,N- Dimetilcicloeptilamina 2-Aminoetanol p- Aminobenzaldeído 1,2-Propanodiamina p- Benzenodiamina 3- Estrutura Uma consequência da geometria tetraédrica é a quiralidade nas aminas em que o nitrogênio está ligado a três substituintes diferentes •O nitrogênio das aminas está hibridizado sp3 • As aminas apresentam geometria piramidal e os sais geometria tetraédrica. N (W) C W Z Y X Um alcano quiralUma amina quiral Z Y X Inversão de amina 4- Basicidade das Aminas As aminas comportam-se como bases de Lewis devido os pares de elétrons não ligantes no átomo de nitrogênio. As aminas têm maior tendência a reagir com prótons que os álcoois e éteres, pelo fato do nitrogênio ser menos eletronegativo. - Aminas Alifáticas: Kb= 1,8 x 10 - 5 Kb=4,4 X 10 - 4 - A basicidade pode ser prevista através do ácido conjugado: As aminas são bases mais fortes do que amônia devido ao efeito indutivo doador do grupo R, que estabiliza o íon alquilamônio. Basicidade das aminas em meio aquosoBasicidade das aminas em meio aquoso A força da base depende: �Efeito indutivo doador de elétrons � Extensão da solvatação do cátion formado �Disponibilidade dos elétrons sobre nitrogênio Em clorobenzeno e em meio gasoso: as aminas não fazem ligação de hidrogênio - Aminas Aromáticas: Arilaminas São bases muito mais fracas do que as aminas não aromáticas O par de elétrons está deslocalizado ficando menos disponível para o ataque. - Aminas X Amidas- Aminas X Amidas Amidas são menos básicas que as aminas acíclicas e arilaminas. 5- Propriedades físicas das aminas As aminas são compostos mais polares que os alcanos, porém menos polares que os álcoois. - Ponto de ebulição de aminas isoméricas: Solubilidade em água 6- Síntese de Aminas 1- ALQUILAÇÃO DE AMÔNIA E AMINAS Como a amônia e amina são bonsComo a amônia e amina são bons nucleófilos, elas sofrem reações SN2 com haletos de alquilas A alquilação direta não é um bom método sintético: os rendimentos químicos são ruins, porque é difícil de interromper a reação quando aumenta o número de substituintes alquílicos no nitrogênio. CH3[CH2]4CH2Br + NH3 CH3[CH2]4CH2NH2 ( 1 mol) ( 100 mols) (80-85%) Contornar o problema: usar amina em excesso: 6.1- Síntese de Gabriel: síntese de aminas primárias seguida de hidrólise de imida Mecanismo 6.3- Substituição de íons cianetos seguida de redução catalítica de nitrila 6.4- Redução de amidas com LiAlH4 6.5- Preparação de aminas através de redução de nitrocomposto 7- REAÇÕES DE AMINAS 7.1- Reação de aminas primárias com aldeídos e cetonas Amina atuando como base Amina atuando como nucleófilo 7.2- Reação de aminas secundárias com aldeídos e cetonas 7.3- Adição de aminas em cloreto de acila, anidridos e haletos de alquila 7.4- Substituição eletrofílica aromática em arilaminas - Dificuldades no uso de derivados aminados de benzeno em substituições eletrofílicas em aromáticos: •Os grupamentos amino são ativantes muito fortes e orientadores orto e para; •É difiícil de impedir a polissubstituição; • Reações de Friedel-Crafts não ocorrem. COMO CONTORNAR ESTAS DIFICULDADES? Fazer reações de substituição na amida correspondente Desproteção 7.5- Nitrosação de arilaminas- reações com ácido nitroso e substituição nucleofílica Aminas Primárias Mecanismo para reação de aminas com ácido nitroso Formação do eletrófilo: Propriedades dos sais de diazônio: � A maior parte dos sais de arenodiazônio são instáveis à temperatura acima de 5º - 10º C e muitos deles são explosivos quando secos. Devido a instabilidade que os caracteriza, sóquando secos. Devido a instabilidade que os caracteriza, só raramente são separados e purificados. Normalmente são utilizados em solução, logo após a sua obtenção. Quando anidros são sólidos cristalinos. � Sais de diazônio são intermediários úteis na síntese de compostos aromáticos. As reações podem ser divididas em : de substituição (quando o grupo diazônio é eliminado); de acoplamento. - Reação de substituição nucleofílica em aromáticos através de sais de diazônio - A reação de Sandmeyer: Substituição do grupo diazônio por –Cl, -Br ou -CN Equação geral: - Vantagens na obtenção dos haletos de arila através dos sais de diazônio em comparação com a halogenação direta: •Geralmente, não se obtém iodetos e fluoretos por halogenação direta, mas todos os derivados halogenados podem ser obtidos através dos sais de diazônio; •No caso da halogenação direta (bromação e cloração) pode-se obter mistura de isômeros orto e para, difíceis de separar, devido à semelhança dos pontos de ebulição Substituição do grupo diazônio por –I, -F ou - OH Reação de acoplamento de sais de arenodiazônio Reação de acoplamento de sais de arenodiazônio Fenóis e aminas reagem com arenodiazônio - Proposta mecanística para o acoplamento Alquilaminas e arilaminas secundárias reagem com um íon nitrosônio para formar nitrosaminas em vez de íons diazônio Alquilaminas terciárias reagem com ácido nitroso para formar nitrosoamônio em vez de íons diazônio 8- Reações de hidróxidos de amônio quaternário- Eliminação de Hofmann Haleto de amônio quarternário pode ser convertido em um hidróxido de amônio quartenário através de um tratamento com oxido de prata e água
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