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AMINAS 1 Farmácia – QMC 1104 Características e Reatividade 2 • Podem ser consideradas derivados orgânicos da amônia (NH3), assim como álcoois e éteres seriam derivados orgânicos da H2O. • Maior parte de suas propriedades químicas depende do par de elétrons livres do nitrogênio. AMINAS • As aminas são abundantes na natureza, ocorrendo naturalmente. Qdo isoladas a partir de plantas algumas são chamadas alcaloides. •Muitas aminas também desempenham um papel vital na neuroquímica. 3 AMINAS CLASSIFICAÇÃO DAS AMINAS E NOMECLATURA • Aminas Alifáticas (Alquilaminas): Contém somente substituintes alquílicos. Exemplos: 4 AMINAS CLASSIFICAÇÃO DAS AMINAS E NOMECLATURA • Aminas Arílicas (Arilaminas): Contém somente substituintes arílicos Exemplos: • Aminas Aromáticas (Heterocíclicas): Representada pelos heterocíclos nitrogenados aromáticos. 5 AMINAS SAIS DE AMÔNIO • Os cátions quaternários de amônio são íons poliatômicos carregados positivamente e com a estrutura NR4 +. • A partir de alquilaminas acíclicas: • A partir de alquilaminas cíclicas, arilaminas: 6 AMINAS PROPRIEDADES FÍSICAS DAS AMINAS • São substâncias moderadamente polares com pontos de ebulição: Álcoois > Aminas > Alcanos (P.M. semelhantes) • Até “5C” são solúveis em H2O; • Aminas primárias e secundárias fazem ligações de hidrogênio; • Aminas terciárias não formam ligações de “H” entre si mas formam com H2O. • Por esse motivo as aminas terciárias geralmente entram em ebulição à temperaturas mais baixas que as aminas primárias e secundárias de massa molecular comparável, 7 AMINAS Solubilidade em H2O PROPRIEDADES FÍSICAS DAS AMINAS 8 AMINAS BASICIDADE DAS AMINAS • As aminas são bases relativamente fracas, e a maioria delas é mais forte do que a água, mas são bases bem mais fracas do que os íons hidróxido e íons alcóxido. Para essa reação: 9 AMINAS • Quanto maior o Kb, mais favorecida é a transferência de H+ e mais forte é a base. BASICIDADE DAS AMINAS Fatores: • Efeito eletrônico eletrodoador do grupo metila. • Grau de estabilização do cátion. • A estabilização do cátion por ligações de hidrogênio é tão pouco eficiente no cátion da trimetilamina, que, apesar do efeito eletrodoador de três grupos metila, essa amina tem basicidade inferior à da metilamina e da dimetilamina. 10 AMINAS BASICIDADE DAS AMINAS • As aminas arílicas são bases muito mais fracas do que as alquilaminas, devido a deslocalização do par de elétrons; 11 AMINAS Métodos de Obtenção 12 • Através de Reações de Substituição Nucleofílica • Aminas podem ser preparadas a partir da amônia e de haletos de alquila através de reações de substituição nucleofílica. O tratamento subsequente dos sais de amônio resultantes com uma base produz aminas; • Este método é de aplicação sintética muito limitada porque ocorrem alquilações múltiplas. Métodos de Obtenção 13 • Através de Reações de Substituição Nucleofílica EXEMPLO: • A amônia é um nucleófilo muito bom e prontamente sofrerá alquilação quando tratada com um haleto de alquila. Métodos de Obtenção 14 • Alquilação do Íon Azida e Redução • A síntese de azidas é um método melhor para a preparação de aminas primárias que a alquilação da amônia, porque evita a formação de aminas secundárias e terciárias. Esse método envolve o tratamento de um haleto de alquila com azida de sódio seguido de uma reação de redução. Métodos de Obtenção 15 • Síntese de Gabriel • A ftalimida de potássio também pode ser utilizada para preparar aminas primárias: Métodos de Obtenção 16 • Através da Redução de Nitrilas • Como as nitrilas podem ser preparadas a partir de haletos de alquila pela substituição nucleofílica com o íon cianeto, o processo global leva a formação de aminas primárias que têm um átomo de carbono a mais do que o haleto de alquila de partida. ou R-Ts Métodos de Obtenção 17 • Através da Redução de Amidas • Um método que dá acesso a aminas primárias, secundárias ou terciárias é a redução do grupo carbonila de uma amida pelo hidreto de lítio e alumínio (HAL). Métodos de Obtenção 18 • Redução de Nitrocompostos • Os grupos nitro são facilmente reduzidos a aminas primárias arílicas por uma variedade de métodos. Métodos de Obtenção 19 • Aminação Redutiva de Aldeídos e Cetonas • As iminas são formadas pela reação de aldeídos e cetonas com amônia ou aminas primárias. As enaminas são formadas com aminas secundárias; • As iminas podem ser reduzidas à aminas primárias, secundárias e terciárias pela hidrogenação catalítica. Métodos de Obtenção 20 • Exemplos de Aminação Redutiva de Aldeídos e Cetonas Exemplo: Métodos de Obtenção 21 • Aminação Redutiva de Aldeídos e Cetonas Exemplos: Métodos de Obtenção 22 • Aminas Primárias e Arílicas através do Rearranjo de Hofmann • As amidas (acilaminas) no nitrogênio reagem com solução de bromo ou de cloro em hidróxido de sódio para produzir aminas a partir de um rearranjo de uma N-bromoamida em meio básico e hidrólise seguida de descarboxilação de um isocianato. • Obs.: A amina primária resultante apresenta um carbono a menos em relação à amida precursora!!! Métodos de Obtenção 23 • Aminas Primárias e Arílicas através dos Rearranjos de Hofmann Métodos de Obtenção 24 Aminas Primárias e Arílicas através do Rearranjo de Curtius É um rearranjo que ocorre com acilazidas. Ele lembra o rearranjo de Hofmann no qual um grupo R migra do carbono acílico para o átomo de nitrogênio da azida à medida que o grupo de saída (N2) deixa a molécula. Obs.: A amina primária resultante apresenta um carbono a menos em relação à amida precursora!!! • O par de elétrons livres explica o comportamento químico das aminas. 1) 2) Reações de Aminas 25 3) Eliminação de Hofmann • Aminas, assim como os álcoois, podem servir como precursores na preparação de alquenos. • Os álcoois só podem ser submetidos a um processo E2 se o grupo OH for convertido primeiro em um grupo de saída melhor. Do mesmo modo, as aminas podem também sofrer uma reação E2 se o grupo amina é convertido primeiro em um grupo de saída melhor. Isso pode ser feito pelo tratamento da amina com iodeto de metila em excesso. Reações de Aminas 26 3) Eliminação de Hofmann • O tratamento do sal de amônio quaternário com uma base forte provoca uma reação E2 que produz um alqueno. O reagente mais comumente utilizado é o óxido de prata aquoso (Ag2O). Reações de Aminas 27 • O produto principal é o alqueno menos substituído!!! 4) Reações das Aminas com Ácido Nitroso • O ácido nitroso é instável e, por conseguinte, o tratamento de uma amina com ácido nitroso requer que ele seja preparado na presença da amina; esse processo é denominado preparação in situ. Isso é conseguido com o tratamento do nitrito de sódio (NaNO2) com um ácido forte, tal como HCl ou H2SO4. • O íon nitrosônio é um eletrófilo extremamente forte e está sujeito ao ataque por qualquer amina que esteja presente na solução.Reações de Aminas 28 29 4) Reações das Aminas com Ácido Nitroso • Reação com amina primária alifática • Quando uma amina primária é tratada com nitrito de sódio e HCl, a reação produz um sal de diazônio. • Quando o grupo R da amina primária é um grupo alquila o sal de diazônio resultante é altamente instável e libera nitrogênio gasoso para formar um carbocátion, que reage então de várias maneiras. Reações de Aminas 30 4) Reações das Aminas com Ácido Nitroso • Reação com amina primária alifática Mecanismo: Reações de Aminas 31 4) Reações das Aminas com Ácido Nitroso • Reação com amina primária alifática • As diazotações de aminas alifáticas primárias têm pequena importância em síntese porque elas produzem uma mistura muito complexa de produtos. Exemplo: Reações de Aminas 32 4) Reações das Aminas com Ácido Nitroso • Reação com amina primária arílica • As arilaminas primárias reagem com ácido nitroso produzindo sais de arenodiazônio. Apesar dos sais de arenodiazônio serem instáveis, eles ainda assim são bem mais estáveis do que os sais de diazônio alifáticos; eles não se decompõem a uma velocidade considerável em solução quando a temperatura da mistura reacional é mantida abaixo de 5°C: Reações de Aminas 33 4) Reações das Aminas com Ácido Nitroso • Reação com amina primária arílica • Essa reação é extremamente útil porque muitos reagentes diferentes vão substituir o grupo diazo, permitindo um procedimento simples para a inserção de uma grande variedade de grupos em um anel aromático: Reações de Aminas 34 4) Reações das Aminas com Ácido Nitroso • Reação com amina secundária alifática ou arílica • Quando uma amina secundária é tratada com nitrito de sódio e HCl, a reação produz uma N-nitrosamina, as quais são cancerígenas. Reações de Aminas 35 4) Reações das Aminas com Ácido Nitroso • Reação com amina terciária alifática • Quando uma amina alifática terciária é misturada com ácido nitroso, estabelece-se um equilíbrio entre a amina terciária, seu sal e um sal de N-nitrosoamônio, sem utilidade: Reações de Aminas 36 4) Reações das Aminas com Ácido Nitroso • Reação com amina terciária arílica • As arilaminas terciárias reagem com ácido nitroso formando compostos aromáticos nitrosos, que são cancerígenos. • A reação é um exemplo de substituição eletrofílica aromática. Reações de Aminas 37 4) Reações das Aminas com Ácido Nitroso • Reações com acoplamento de sais de diazônio • Os íons arenodiazônio são eletrófilos fracos; eles reagem com compostos aromáticos altamente reativos, como fenóis e arilaminas terciárias, produzindo compostos azo. Esta substituição eletrofílica aromática é frequentemente chamada de reação de acoplamento diazo. Reações de Aminas 38 4) Reações das Aminas com Ácido Nitroso • Reações com acoplamento de sais de diazônio Exemplos: Reações de Aminas 39 5) Reações Complementares Exemplo: Reações de Aminas 40
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