bg‑cyan

Czym są aminy?

AminyaminaAminy są związkami organicznymi, pochodnymi amoniaku. Mają swoją charakterystyczną grupę aminową NH2 (w przypadku amin pierwszorzędowych).

Aminy można uważać za pochodne amoniaku, w którego cząsteczce jeden, dwa lub trzy atomy wodoru zostały zastąpione resztami węglowodorowymi R (alkilowymi lub/i arylowymi).

R1SnhWQIN3YLc
Wzór strukturalny amoniaku oraz wzory ogólne amin pierwszo-, drugo- i trzeciorzędowych.
Źródło: GroMar Sp. z o.o. na podstawie M. Krzeczkowska, J. Loch, A. Mizera, Repetytorium chemia. Liceum – poziom podstawowy i rozszerzony, Wydawnictwo Szkolne PWN, Warszawa – Bielsko-Biała 2010, licencja: CC BY-SA 3.0.

Rzędowość amin określona jest liczbą grup węglowodorowych, związanych z atomem azotu.

R1KfohSx8fxc81
Orbitale walencyjne atomu azotu w cząsteczkach amin znajdują się w stanie hybrydyzacji sp3.
Źródło: GroMar Sp. z o.o. na podstawie M. Krzeczkowska, J. Loch, A. Mizera, Repetytorium chemia. Liceum – poziom podstawowy i rozszerzony, Wydawnictwo Szkolne PWN, Warszawa – Bielsko-Biała 2010, licencja: CC BY-SA 3.0.
RTaiBYGVyftDF1
Schemat nakładania orbitali atomowych w cząsteczce amoniaku
Źródło: GroMar Sp. z o.o. na podstawie M. Krzeczkowska, J. Loch, A. Mizera, Repetytorium chemia. Liceum – poziom podstawowy i rozszerzony, Wydawnictwo Szkolne PWN, Warszawa – Bielsko-Biała 2010, licencja: CC BY-SA 3.0.
R1BczpNvHb8R21
Przykłady amin
Źródło: GroMar Sp. z o.o. na podstawie M. Krzeczkowska, J. Loch, A. Mizera, Repetytorium chemia. Liceum – poziom podstawowy i rozszerzony, Wydawnictwo Szkolne PWN, Warszawa – Bielsko-Biała 2010, licencja: CC BY-SA 3.0.
bg‑cyan

Właściwości fizyczne amin

Niższe alifatycznezwiązki alifatycznealifatyczne aminy w temperaturze pokojowej są gazami dobrze rozpuszczalnymi w wodzie.

RzrbNckcr1ble1
Wiązanie wodorowe pomiędzy aminami
Źródło: GroMar Sp. z o.o. na podstawie M. Krzeczkowska, J. Loch, A. Mizera, Repetytorium chemia. Liceum – poziom podstawowy i rozszerzony, Wydawnictwo Szkolne PWN, Warszawa – Bielsko-Biała 2010, licencja: CC BY-SA 3.0.

Wyższe aminy alifatyczne są cieczami lub ciałami stałymi. Cząsteczki amin pierwszo- i drugorzędowych ulegają asocjacji (pomiędzy cząsteczkami tworzą się wiązania wodorowe) i stąd aminy te mają wyższe temperatury wrzenia niż węglowodory nasycone o identycznej liczbie atomów węgla w cząsteczce.

Cząsteczki amin pierwszorzędowych mogą tworzyć więcej wiązań wodorowychwiązanie wodorowewiązań wodorowych z cząsteczkami wody niż cząsteczki amin drugo- i trzeciorzędowych, dlatego rozpuszczalność w wodzie amin pierwszorzędowych jest większa od rozpuszczalności amin drugo- i trzeciorzędowych.

RiYp04w4X3rcZ1
Aminy pierwszorzędowe tworzą więcej wiązań wodorowych niż aminy trzeciorzędowe.
Źródło: GroMar Sp. z o.o. na podstawie M. Krzeczkowska, J. Loch, A. Mizera, Repetytorium chemia. Liceum – poziom podstawowy i rozszerzony, Wydawnictwo Szkolne PWN, Warszawa – Bielsko-Biała 2010, licencja: CC BY-SA 3.0.
bg‑cyan

Właściwości chemiczne amin

R1RLfvkEVm9Vj1
Atom azotu i jego wolna para sprawiają, że aminy mają charakter zasadowy.
Źródło: GroMar Sp. z o.o. na podstawie M. Krzeczkowska, J. Loch, A. Mizera, Repetytorium chemia. Liceum – poziom podstawowy i rozszerzony, Wydawnictwo Szkolne PWN, Warszawa – Bielsko-Biała 2010, licencja: CC BY-SA 3.0.

zasadowymzasadazasadowym charakterze amin, podobnie jak w przypadku amoniaku, decyduje atom azotu, który, mając wolną parę elektronową, jest zdolny do przyłączenia jonów H+. Wniosek więc jest taki, że aminy mogą reagować z kwasami i wodą.

Aminy mają charakterystyczny rybi zapach, a niektóre, np. N‑metylometanoamina (dimetyloamina) i N,N‑dimetylometanoamina (trimetyloamina) można znaleźć w zalewie śledziowej. Wodne roztwory amin mają odczyn zasadowy.

1
Przykłady reakcji amin z wodą

Rzędowość amin

Przykład reakcji

aminy pierwszorzędowe

CH3NH2+H2OCH3NH3++OH-

aminy drugorzędowe

CH32NH+H2OCH32NH3++OH-

aminy trzeciorzędowe

CH33N+H2O CH33NH++OH-

Wniosek: w czasie rozpuszczania aminy w wodzie następuje wzrost stężenia jonów OH, powstaje zasada amoniowa.

Aminy mają charakter zasadowy, więc reagują z kwasami, np.:

1
Przykłady reakcji amin z kwasem solnym

Rzędowość amin

Przykład reakcji

aminy pierwszorzędowe

CH3NH2+HClCH3NH3Cl

aminy drugorzędowe

CH32NH2+ HClCH32NH2Cl

aminy trzeciorzędowe

CH33N+ HClCH33NHCl

Wniosek: w reakcji amin z HCl powstają odpowiednie chlorowodorki, np. chlorowodorek metyloaminy – CH3NH3Cl. Jest to związek o budowie jonowej (typu soli): CH3NH3+Cl.

Ważne!

Aminy alifatyczne są silniejszymi zasadami od amoniaku. Ich zasadowość rośnie wraz ze wzrostem rzędowości.

RzW8ZfssJCn2U
Efekt indukcyjny
Źródło: GroMar Sp. z o.o. na podstawie M. Krzeczkowska, J. Loch, A. Mizera, Repetytorium chemia. Liceum – poziom podstawowy i rozszerzony, Wydawnictwo Szkolne PWN, Warszawa – Bielsko-Biała 2010, licencja: CC BY-SA 3.0.

Zwiększona w porównaniu z amoniakiem zasadowość jest skutkiem efektu indukcyjnego grup alkilowych, które odpychają elektrony w kierunku atomu azotu. Należy pamiętać, że każdy czynnik (podstawniki, elektroujemne atomy itp.) „angażujący” wolną parę elektronową atomu azotu, osłabia zasadowość związku, a każdy czynnik „dopychający” elektrony w kierunku atomu azotu – zwiększa zasadowość.

Aminy, jako słabe zasady, mogą być wyparte ze swoich soli pod wpływem działania mocnych zasad, np.:

CH3NH3Cl+NaOHCH3NH2+NaCl+H2O

Trzeciorzędowe aminy mają zdolność reagowania z halogenkami alkilowymi i tworzenia czwartorzędowych soli amoniowych. Sole te można potraktować częściowo jako pochodne soli amonowych, w których każdy atom wodoru w jonie amonowym został zastąpiony grupą węglowodorową.

R1R2R3N+RXR1R2R3RN+X-

Czwartorzędowe sole amoniowe odgrywają ważną rolę biologiczną; w organizmach naturalnie występują np. cholina (kation 2-hydroksyetylo(trimetylo)amoniowy), acetylocholina (2-(acetyloksy)-N,N,N-trimetyloetanoamina).

Słownik

amina
amina

związek organiczny, pochodna amoniaku, w którego cząsteczce jeden, dwa lub trzy atomy wodoru są zastąpione grupami alifatycznymi — aminy alifatyczne, lub aromatycznymi — aminy aromatyczne

wiązanie wodorowe
wiązanie wodorowe

rodzaj oddziaływania międzycząsteczkowego lub wewnątrzcząsteczkowego za pośrednictwem atomu wodoru; w wiązaniu wodorowym atom wodoru tworzy mostek łączący dwa elektroujemne (elektroujemność) atomy X–H...Y; z jednym z nich (X) połączony jest wiązaniem kowalencyjnym (wiązanie chemiczne), a z drugim — siłami elektrostatycznymi

związki alifatyczne
związki alifatyczne

związki alifatyczne, organiczne związki acykliczne, związki łańcuchowe, węglowodory i ich pochodne o cząsteczkach, w których atomy węgla są połączone ze sobą w otwarte proste (liniowe) lub rozgałęzione łańcuchy

zasada
zasada

w teorii Brønsteda jest to związek, który jest akceptorem protonów (cząsteczka przyjmująca jon wodorowy)

Bibliografia

Encyklopedia PWN

M. Krzeczkowska, J. Loch, A. Mizera, Repetytorium chemia. Liceum – poziom podstawowy i rozszerzony, Wydawnictwo Szkolne PWN, Warszawa – Bielsko‑Biała 2010.