Amina_2

KIMIA ORGANIK AMINA

OLEH : Renty E.S.Lumbantobing 1810511029 PROGRAM STUDI ILMU DAN TEKNOLOGI PANGAN FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN UNIVERSITAS UDAYANA BUKIT JIMBARAN 2018

AMINA DAN HETEROSIKLIK Amina adalah turunan organik amonia dengan cara yang sama seperti turunan alkohol dan eter dari air. seperti amonia, amina mengandung atom nitrogen dengan satu pasang elektron, membuat amina keduanya dasar dan nukleofilik. kita akan segera melihat, sebenarnya, sebagian besar kimia amina bergantung pada kehadiran elektron-elektron tunggal ini. Amina terjadi secara luas di semua organisme hidup. trimetilamin, misalnya, terjadi pada jaringan hewan dan sebagian bertanggung jawab atas bau khas ikan, nikotin ditemukan pada tembakau, dan kokain adalah stimulan yang ditemukan di semak coca amerika selatan. Selain itu, asam amino adalah kunci bangunan dari mana semua protein dibuat, dan basis amina siklik adalah unsur penyusun asam nukleat.

WHY THIS CHAPTER? Pada akhir bab ini, kita akan melihat semua kelompok fungsional umum. dari kelompok tersebut, senyawa amina dan karbonil adalah yang paling melimpah dan memiliki kimia terkaya. Selain protein dan asam nukleat yang telah disebutkan, sebagian besar zat farmasi mengandung kelompok fungsional amina, dan banyak koenzim umum yang diperlukan untuk katalisis biologis adalah amina. 24.1 PENAMAAN AMINA Amina dapat berupa alkil-tersubstitusi (alkilamin) atau aril-tersubstitusi (arilamin). Meskipun banyak kimia dari kedua kelas itu serupa, ada juga perbedaan substansial. amina diklasifikasikan sebagai primer (RNH2) sekunder (R2NH), atau tersier (R3N), tergantung pada jumlah substituen organik yang terikat pada nitrogen. Dengan demikian, metilamin (CH3NH2) adalah amina primer, dimetilamina [(CH3) 2NH] adalah amina sekunder, dan trimetilamina [(CH3) 3N] adalah amina tersier. perhatikan bahwa penggunaan istilah primer,

sekunder, dan tersier berbeda dengan pemakaian sebelumnya. Ketika kita berbicara tentang alkohol tersier atau alkil halida, kita mengacu pada tingkat substitusi pada atom karbon alkil, namun bila kita berbicara tentang amina tersier, kita mengacu pada tingkat substitusi pada atom nitrogen.

Senyawa yang mengandung atom nitrogen dengan empat kelompok terikat juga ada, namun atom nitrogen harus membawa muatan positif formal. Senyawa tersebut disebut garam amonium kuartener.

Amina primer dinamai dalam sistem IUPAC dengan beberapa cara. untuk amina sederhana, akhiran -amin ditambahkan ke nama alkil substituen. Anda mungkin juga ingat dari bab 15 bahwa fenilamin, C6H5NH12, memiliki nama umum anilin.

Sebagai alternatif, akhiran -amine dapat digunakan sebagai pengganti akhir -e atas nama senyawa induknya.

Amina dengan lebih dari satu gugus fungsional diberi nama dengan mempertimbangkan -NH2 sebagai substituen amino pada molekul induknya.

Amina sekunder dan tersier diberi nama dengan menambahkan awalan di atau tri ke kelompok alkil.

Amina sekunder dan tersier tersubstitusi ansimetrik diganti sebagai amina primer tersubstitusi-n. Kelompok alkil terbesar dipilih sebagai nama induk, dan gugus alkil lainnya adalah N-substituen pada induknya (N karena mereka terikat pada nitrogen).

Senyawa amina heterosiklik di mana atom nitrogen terjadi sebagai bagian dari cincin - juga umum terjadi, dan masing-masing sistem cincin heterosiklik berbeda memiliki nama induknya sendiri. Atom nitrogen heterosiklik selalu diberi nomor sebagai posisi 1.

24.2 SIFAT AMINA Ikatan dalam alkilamida mirip dengan ikatan amonia. Atom nitrogen disintesis sp3, dengan tiga substituen yang menempati tiga sudut tetrahedron dan satu elektron elektron yang menempati sudut keempat. Seperti yang Anda duga, sudut ikatan C-N-C mendekati nilai tetrahedral. Untuk trimethylamine, sudut ikatan C-N-C adalah 108o, dan panjang ikatan C-N adalah 147 pm.

Salah satu konsekuensi geometri tetrahedral adalah bahwa amina dengan tiga substituen berbeda pada nitrogen adalah kiral. Seperti yang kita lihat di Bagian 9.12. Tidak seperti senyawa karbon kiral, bagaimanapun, amina kiral biasanya tidak dapat diatasi karena kedua bentuk enantiomerik cepat saling dipertukarkan dengan inversi piramidal, sama seperti reaksi alkil halide dalam reaksi SN2. Pembalikan piramida terjadi dengan reakulasi masif sesaat dari planar atom nitrogen, geometri sp2, diikuti oleh rehybridisasi dari planar intermediate menjadi tetrahedral, sp3 geometri (gambar 24.1). Penghalang untuk inversi sekitar 25 kj / mol (6 kcal / mol), jumlah hanya dua kali sebesar penghalang untuk rotasi tentang ikatan tunggal C — C.

Gambar 24.1 Pembalikan piramidal dengan cepat mengubah bentuk cermin dua amin (enantiomerik) Alkil amina memiliki beragam kegunaan dalam dunia industry kimia sebagai bahan awal untuk pembuatan insektisida dan obat-obatan. Labelatol, misalnya, yang disebut β-blocker yang digunakan untuk pengobatan tekanan darah tinggi, yang dibuat dengan reaksi SN2 dari epoksida dengan amina primer. Zat yang dipasarkan untuk penggunaan obat adalah campuran dari keempat stereoisomer yang mungkin, namun aktivitas biologis terutama berasal dari isomer (R,R).

Seperti alkohol, amina yang memiliki kurang dari lima atom karbon umumnya larut dalam air. Dan juga seperti alkohol, bentuk primer dan sekunder ikatan hydrogen dan sangat terkait. Akibatnya, amina memiliki titik didih yang lebih tinggi daripada alkana yang memiliki berat serupa. Dietil amina (Mr : 73) mendidih pada 56,3℃, misalnya, pentana (Mr : 72) mendidih pada 36,1℃.

Satu karakteristik lain dari amina adalah baunya, amina dengna berat molekul rendah seperti trimetil amina memeliki aroma khas seperti bau ikan, sementara diamina seperti 1,5-diamina pentana, biasa disebut kadaverin, yang memiliki bau yang sangat mengerikan yang mungkin anda harapkan dari nama umum mereka. 24.3 DASAR DARI AMINA Kimia amina didominasi oleh pasangan elektron pada nitrogen, yang membuat amina baik dasar dan nukleofilik. Mereka bereaksi dengan asam membentuk garam asam-basa, dan mereka bereaksi dengan elektrofil dalam banyak reaksi polar terlihat dalam bab-bab sebelumnya. Perhatikan di peta potensial elektrostatik berikut trimetilamina bagaimana daerah negatif (merah) sesuai dengan pasangan elektron pada nitrogen.

Amina adalah basis yang jauh lebih kuat daripada alkohol dan eter, analog yang mengandung oksigennya ketika amina dilarutkan dalam air, suatu kesetimbangan terbentuk di mana air berperan sebagai asam dan mentransfer proton ke amina. sama seperti kekuatan asam asam karboksilat dapat diukur dengan menentukan konstanta keasaman Ka, kekuatan dasar amina dapat diukur dengan menentukan konstanta kinetika Kb. semakin besar nilai Kb dan nilai pKb yang lebih kecil, semakin baik kesetimbangan transfer proton dan semakin kuat basisnya. Reaksinya adalah :

Dalam prakteknya, nilai kb tidak sering digunakan. Sebagai gantinya, cara yang paling convinient untuk mengukur keaslian amina (RNH 2) adalah dengan melihat keasaman ion ammonium (RNH3+) yang sesuai. sesuai. Reaksinya adalah :

Jadi

Ka . K b =

[RNH2 ] [H3O+ ]

Ka=¿ Kw Kb ¿

[RNH3+] [OH-]

+ [ RNH [RNH2] dan3 ] Kb=¿ Kw Ka ¿

= [H3O+ ] [OH-] = Kw = 1.00 X 10-14 Sehingga Dan

pKa

+

pKb = 14

Persamaan ini mengatakan bahwa Kb amina dikalikan dengan Ka dari ion ammonium yang sesuai sama dengan Kw, produk ion konstan untuk air (1.00 x 10-14). Dengan demikian, jika kita tahu Ka untuk ion amonium, kita juga tahu Kb untuk basis amina yang sesuai karena Kb = Kw / Ka. Semakin asam ion amonium, semakin sedikit proton yang dipegang dan pelemahan basis yang sesuai. Artinya, basis yang lebih lemah memiliki ion amonium dengan pK a lebih kecil, dan basa kuat memiliki ion amonium dengan pKa besar. Basa lemah pKa lebih kecil untuk ion amonium Basa kuat pKa lebih besar untuk ion amonium Tabel 24.1 mencantumkan nilai pKa dari beberapa ion ammonium dan menunjukkan bahwa ada sejumlah besar dasar amina. Alkil amina paling sederhana serupa pada kekuatan dasarnya, dengan pKa untuk ion ammonium mereka dalam kisaran sempit 10 sampai 11. Arylamines, bagaimanapun, jauh lebih ringan daripada alkilamin, seperti juga piridin amine heterosiklik dan pirol. Berbeda dengan amina, amida (RCONH2) bersifat nonbasic. Amina tidak mengalami protonasi substansial oleh asam berair, dan keduanya merupakan nukleofil yang buruk. Alasan utama perbedaan antara amina dan amida ini adalah bahwa amida distabilkan oleh delokalisasi elektron pasangan elektron bebas melalui orbital yang tumpang tindih dengan gugus karbonil. Dalam istilah resonansi, amida lebih stabil dan kurang reaktif daripada amina karena hibrida dari dua bentuk resonansi. Stabilisasi resonansi amida ini hilang bila atom

nitrogen diprotonasi, sehingga protonasi tidak disengaja. Peta potensial elektrostatik menunjukkan dengan jelas kepadatan elektron yang menurun pada nitrogen amida.

Seringkali mungkin memanfaatkan keutamaan mereka untuk memurnikan amina. misalnya, jika campuran amina dasar dan senyawa netral seperti keton atau alkohol dilarutkan dalam pelarut organik dan asam berair ditambahkan, amina dasar larut dalam lapisan air seperti garam terprotonasi, sedangkan senyawa netral tetap di lapisan pelarut organik. Pemisahan lapisan air dan netralisasi ion amonium dengan penambahan NaOH kemudian memberikan amina murni (Gambar 24.2)

Selain itu, untuk perilaku mereka sebagai basis, amina primer dan sekunder juga dapat bertindak sebagai asam yang sangat lemah karena proton N-H dapat dilepas dengan dasar yang cukup kuat. Kami telah melihat, misalnya, bagaimana diisoprpylamine (pKa = 40) bereaksi dengan butyllithium untuk menghasilkan lithium diisopropylamide (LDA; Bagian 22,5). Anion Dialkylamine seperti LDA adalah basis yang sangat kuat yang sering digunakan.

Gambar 24.2 Pemisahan dan pemurnian komponen tambang dari campuran Dalam laboratorium kimia organi untuk menghasilkan ion enolat dari senyawa karbonil.

24.4 DASAR DARI SUBSTITUSI ARYLAMINES Seperti yang di sebutkan sebelumnya . Arylamines umumnya lebih sederhana dari alkylamines. Ion anilinium mempunyai pK a = 4,63 ,contohnya meski methalammionium mempunyai pKa = 10,6. Arylamines lebih sederhana dari alkylamines karena nitrogen pasangan elektron bebas terdelokasisasi oleh interaksi dengan cincin aromatik elektron sistem dan kurang tersedia untuk ikatan dengan H+. Dalam istilah resonasi , arylamines relative distabilkan ke alkylamines karena mereka memiliki 5 bentuk resonansi.

Kebanyakan dari stabilitas resonansi ilang di dalam protonasi , namun , perbedaan energi antara bentuk antara bentukpronasi dan non pronasi lebih tinggi untuk arylamines dibandingkan untuk alkylamines . Sebagai hasil , arylamines lebih sederhana.

Gambar 24.3 Arylamines memiliki Δ G° positif yang lebih besar untuk protonasi dan oleh karena itu kurang mendasar daripada alkilamin, terutama karena stabilisasi resonansi keadaan dasar. Potensi elektrostatik, aps menunjukkan bahwa kerapatan elektron tunggal dilipat dalam amina namun muatannya dilokalisasi dalam ion ammonium yang sesuai. Substitusi arylamines dapat lebih mendasar atau lebih sederhana dibandingkan aniline , tergantung pada substituen . Donasi electron substituen , seperti-CH3, -NH2 dan –OCH3, yang mana menambah reaksi dari cincin aromatik terhadap elektrofilik substitusi , dan juga menambah dari dasar kesesuaian arylamine dasar . Tabel 24.2 hanya mempertimbangkan p-substitusi anilines . Tetapi tren serupa telah di observasi untuk ortho dan meta derivatives. 24.5 AMINA BIOLOGIS DAN PERSAMAAN HENDERSONHASSELBALCH Kami melihat pada bagian 20.3 bahwa perpanjangan disosiasi dari asam karboksilat HA dalam larutan berair yang disangga dengan pH yang diberikan

dapat dihitung dengan persamaan Henderson-Hasselbalch . Selanjutnya, kami menyimpulkan bahwa pada fisiologis

Tabel 24.2 Kekuatan Basa Beberapa Anilina Bersubstitusi –p

pH 7,3 di dalam sel hidup, asam karboksilat hampir seluruhnya terdisosiasi menjadi karboksilatnya, RCO2-. Persamaan Henderson-Hasselbach : pH = p K a +log ¿ ¿ ¿ log ¿ ¿ ¿ = pH - p K a Bagaimana dengan basa amina? Dalam bentuk apa basa amina ada pada pH fisiologis di dalam sel—seperti amina A - = RNH2, atau sebagai ion amonium (HA = RNH3 +)? Mari kita gunakan larutan metilamin 0,0010 M pada pH = 7,3,

misalnya. Berdasarkan tabel 24.1, pKa ion metilamonium adalah 10.64, jadi dari persamaan Henderson-Hasselbach yang didapat log

[ RNH2 ] [RNH+3 ]

[ RNH2 ] + 3

[RNH ]

[ RNH2 ]

= pH - p K a = 7.3 - 10.64 = -3.34

= antilog ( -3.34 ) = 4.6 × 10-4 = (4.6 × 10-4 ) [RNH+3 ]

Sebagai tambahan, didapat

[ RNH2 ] + [RNH +3 ] = 0.0010 M Dengan penyelesaian kedua persamaan didapat [RNH+3 ] = 0.0010 M dan

[ RNH2 ]=5× 10−7

M. Dengan kata lain, pada pH fisiologis 7.3, pada dasarnya

100% metilamin dalam larutan 0,0010 M ada dalam bentuk protonasinya sebagai ion metilamonium. Hal yang sama berlaku untuk dasar amina lainnya, jadi kita menulis amina selular dalam bentuk terproton dan asam amino mereka dalam bentuk amonium karboksilat untuk merefleksikan strukturnya pada pH fisiologis. Gugus amino terprotonasi pada pH = 7.3

Gugus asam karboksilat terdisosiasi pada pH = 7,3.

24.6 SINTESIS AMINA REDUKSI NITRIL, AMIDA, DAN SENYAWA NITRO Kita telah melihat pada bagian 20.7 dan 21.7 bagaimana amina dapat dibuat melalui reduksi nitril dan amida dengan LiAlH4. Urutan dua langkah perpindahan SN2 dengan CN- diikuti oleh reduksi sehingga mengubah alkil halida menjadi alkilamina primer yang memiliki satu atom karbon lagi. Reduksi amida mengubah asam karboksilat dan turunannya menjadi amina dengan jumlah atom karbon yang sama.

Arilamina biasanya dibuat dengan nitrasi dari bahan awal aromatik, diikuti dengan reduksi gugus nitro (Bagian 16.2). Langkah reduksi bisa dilakukan dengan berbagai cara, tergantung situasinya. Hidrogenasi katalisis di atas platina bekerja dengan baik namun seringkali tidak sesuai dengan Kehadiran molekul di tempat lain dari kelompok yang dapat direduksi lainnya, seperti rantai karbon ganda atau kelompok karbonil. Besi, seng, timah, dan timah(II) klorida (SnCl 2) juga efektif saat digunakan dalam air asam. Timah(II) klorida umumnya ringan dan sering digunakan saat terdapat kelompok fungsional yang dapat direduksi lain.

REAKSI SN2 DENGAN ALKIL HALIDA

Amonia dan amina lain adalah nukleofil yang baik dalam reaksi S N2. Hasil dari metode paling sederhana sintesis alkilamina adalah dengan alkilasi SN2 dari amonia atau alkilamina dengan alkil halida. Jika amonia digunakan, menghasilkan sebuah amina primer; jika amina primer digunakan, menghasilkan amina sekunder; dan seterusnya. Bahkan amina tersier bereaksi cepat dengan alkil halida untuk menghasilkan garam amonium kuartener, R4N+X-.

Sayangnya, reaksi ini tidak berhenti dengan rapi setelah alkilasi tunggal terjadi. Karena, amonia dan amina primer memiliki reaksi yang mirip, mulanya terbentuk zat monoalkilasi sering mengalami reaksi lebih lanjut untuk membentuk campuran dari produk. Bahkan, amina sekunder dan amina tersier membentuk alkilasi lebih lanjut, meskipun untuk tingkatan lebih rendah. Contohnya, perlakuan 1- Bromo oktana dengan dua kali lipat amonia membawa pada campuran yang mengandung 45% oktilamina. Jumlah yang hampir sama dari dioktilamina dibentuk dari dua kali alkilasi, bersama dengan jumlah yang sedikit dari trioktilamina dan tetraoktilamonium bromida.

Metode yang lebih baik untuk mempersiapkan amina primer adalah untuk menggunakan sintesis azida di mana ion azida, N 3-, digunakan untuk reaksi SN2 dengan alkil halida primer atau sekunder untuk memberikan alkil azida, RN 3. Karena alkil azida bukan nukleofilik, overalkilasi tidak dapat terjadi. Pengurangan selanjutnya dari alkil azida, antara dengan katalis hidrogenasi di atas katalis pelindung atau reaksi dengan LiAlH4, lalu menuju ke amina primer yang diinginkan. Meskipun metodenya bekerja dengan baik, molekul ringan alkil azida mudah meledak dan harus disimpan baik-baik.

Alternatif lain untuk menyiapkan amina primer dari alkil halide adalah sintesis Gabriel, yang menggunakan phthalimide alkilasi. Sebuah imida (CONHCO-) mirip dengan β-keto ester dalam asam N-H hidrogen diapit dengan 2 kelompok karbonil. Jadi, imida deprotonasi oleh dasar seperti KOH, dan resultan anion segera dialkilasi dalam reaksi yang mirip dengan sintesis acetoacetic ester. Hidrolisis dasar dari N-alkilasi imida lalu membentuk amina primer. Langkah hidrolisis amida sama dengan hidrolisis sebuah amida.

AMINASI REDUKTIF KETON DAN ALDEHID Amina dapat disintesis dalam satu langkah dengan perlakuan aldehid atau keton dengan amonia atau amina dengan adanya zat pereduksi, sebuah proses yang disebut aminasi reduktif. Sebagai contoh, amfetamin, stimulan sistem saraf pusat, disiapkan secara komersial dengan aminasi reduktif fenilpropan-2-satu dengan amonia, menggunakan gas hidrogen di atas katalis nikel sebagai zat pereduksi.

Aminasi reduktif terjadi pada jalur yang ditunjukkan pada gambar 24.4. dan zat antara imina pertama kali dibentuk oleh reaksi penambahan nukleofilik (bagian 19,8) dan ikatan C = N dari imina berkurang. Amonia, amina primer dan amina sekunder semuanya dapat digunakan dalam reaksi aminasi reduktif, menghasilkan masing- masing amina primer, sekunder, dan tersier.

1.

2. 3.

Amonia menambah gugus karbonat keton dalam reaksi penambahan nukleofilik terhadap hasil dan karbinolamin perantara. Karbinolamin kehilangan air untuk memberi imina. Imina dikurangi oleh NaBH4 atau H2 / Ni untuk menghasilkan produk amina.

Tokoh aktif 24.4 MEKANISME : Mekanisme amintion reducitve keton untuk menghasilkan amina. Rincian langkah pembentukan imina ditunjukkan pada Gambar 19.8 di halaman 711. Masuklah ke www.thomsonedu.com untuk melihat simulasi berdasarkan gambar ini dan kuis singkat. Banyak agen pereduksi yang berbeda efektif, namun pilihan yang paling umum di laboratorium adalah sodium cyanoborohydride, NaBH3CN. Natrium sianoborohidrida serupa dalam reaktivitas terhadap natrium borohidrida (NaBH4) namun lebih stabil dalam larutan asam lemah.

Aminasi reduktif juga terjadi pada berbagai jalur biologis. Dalam biosintesis prolin asam amino, misalnya, glutamat 5-semialdehida mengalami pembentukan imina internal untuk menghasilkan 1-pyrrolinium 5-karboksilat, yang kemudian dikurangi dengan penambahan nukleofilik ion hidrida ke ikatan C = N. Mengurangi nikotinamida adenina dinukleotida, NADH, yang bertindak sebagai agen pereduksi biologis.

PENATAAN ULANG HOFMAN DAN CURTIUS Turunan asam karboksilat dapat diubah menjadi amina primer dengan hilangnya satu atom karbon dengan penataan ulang Hofmann dan pengaturan ulang Curtius. Meskipun penataan ulang Hofmann melibatkan amida primer dan pengaturan ulang Curtius melibatkan asil azida, keduanya berlanjut melalui mekanisme yang serupa. Penataan ulang Hofmann

Amida Penataan ulang Curtius

Asil asida

August Wilhelm von Hofmann August Wilhelm von Hofmann (1818-1892) lahir di Giessen, Jerman, putra arsitek yang merancang gedung kimia di universitas yang terdapat disana. Setelah menerima gelar doktor, ia bekerja dengan Justus von Liebig di Universitas Giessen, ia menjabat sebagai direktur pertama Royal College of Chemistry yang baru di London dari tahun 1845 sampai 1864 dan kemudian pindah ke Universitas Berlin sebagai profesor (1865-1892). Di antara banyak kontribusinya terhadap kimia, beliau merupakan salah satu pendiri industri pewarna Jerman, penemu formaldehida, dan merupakan salah satu pendiri German Chemical Theodor Curtius Theodor Curtius (18571928) lahir di Duisberg, Jerman, Society. dan menerima gelar doktor di Universitas Leipzig bekerja dengan Herman Kolbe. Beliau adalah profesor di universitas-universitas di Kiel, Bonn, dan Heidelberg (1898-1926).

Penataan ulang Hofmann terjadi ketika amida primer, RCONH2, diberikan perlakuan dengan Br2 dan

alas

(Gambar

24.5).

Secara

keseluruhan,

mekanismenya berlangsung panjang, tapi sebagian besar langkah-langkah individu telah ditemukan sebelumnya. Dengan demikian, brominasi amida pada tahap 1 dan 2 analog dengan brominasi ion enonat keton yang dipantulkan (Bagian 22.6), dan penataan ulang anion bromoamida pada langkah 4 analog dengan penataan ulang karbokation (Bagian 6.11). Penambahan nukleofilik air ke gugus karbonil isosianat pada langkah 5 adalah proses gugus karbonil yang khas (Bagian 19.4), seperti juga tahap dekarboksilasi akhir (Bagian 22.7). Meskipun memiliki kerumitan mekanistik, penataan ulang Hofmann sering memberikan hasil tinggi dari aril amina dan alkil amina. Misalnya, Phentermine obat penenang nafsu makan yang disiapkan secara komersial dengan penataan ulang Hofmann dari amida primer. Umumnya dikenal dengan nama Fen-Phen, kombinasi phentermine dengan penekan nafsu makan lainnya, fenfluramine, diduga menyebabkan kerusakan jantung.

1. Dasar abstrak sebuah asam N−H proton,

menghasilkan

anion

amida. 2. Anion bereaksi dengan bromin dalam reaksi α-substitusi untuk memberi N-bromoamida. 3. Abstraksi tersisa

proton

N−H

berdasarkan

yang basa

memberikan anion bromoamida yang distabilkan... 4. ... yang menata kembali ketika kelompok R terikat pada atom karbon karbonil berpindah ke nitrogen pada saat yang sama meninggalkan ion bromida. 5. Isosianat yang terbentuk pada penataan kembali menambahkan air ke dalam tahap penambahan nukleofilik untuk menghasilkan asam karbamat. 6. Asam karbamat secara spontan kehilangan

CO2

untuk

menghasilkan amina. Gambar 24.5 Mekanisme: Mekanisme penataan ulang te hofmann amida ke amina. setiap langkah analog dengan reaksi yang dipelajari sebelumnya. Penataan ulang Curtius, seperti penataan ulang Hofmann, melibatkan migrasi kelompok −R dari atom karbon C = O ke nitrogen tetangga dengan hilangnya sekelompok meninggalkan secara simultan. Reaksi terjadi pada

pemanasan asil azida yang dibuat sendiri oleh substitusi asil nukleofilik dari asam klorida.

Seperti penataan ulang Hofmann, penataan ulang Curtius sering digunakan secara komersial. Misalnya, tranylcypromine obat antidepresan dibuat oleh penataan ulang Curtius dari 2-fenilsiklopropanakarbonil klorida.

24.7 REAKSI AMINA ALKILASI DAN ASILASI Kita sudah mempelajari dua reaksi amina yang paling umum yaitu alkilasi dan asilasi. Seperti yang sudah kita lihat di awal bab ini, primer, sekunder, dan tersier amina dapat diaksilasi oleh reaksi dengan alkil halida utama. Alkilasi dari amina primer dan sekunder sulit diawasi dan kerap memberikan hasil produk, tetapi alkilasi amina tersier adalah alkilasi terbaik untuk memberikan garam amonium ke empat. Amina primer dan sekunder ( tidak tersier ) juga dapat terasilasi oleh reaksi substitusi asil nukleopilik dengan asam klorida atau asam anidrida untuk menghasilkan amida ( bagian 21.4 dan 21.5 ). Mengingat bahwa over-asilasi dari nitrogen tidak terjadi karena amida menghasilkan sedikit nukleopilik dan tidak sereaktif amina pada mulanya.

ELIMINASI HOFFMAN Seperti alkohol, amina dapat berubah menjadi alkana dengan reaksi elimimasi. Karena sebuah ion amida, NH2-, adalah golongan yang tersisa, bagaimanapun, itu harus diubah menjadi golongan sisa yang lebih baik. Pada reaksi eliminasi Hoffmann, satu amina yang mengandung metil direaksikan dengan iodometana yang berlebih untuk menghasilkan garam amonia, dimana eliminasi sebelumnya dihasilkan alkena dengan bahan dasar yang dipanaskan, lebih tepatnya perak oksida, Ag2O. sebagai contoh, 1- metilpentilamina diubah menjadi 1- heksena dari 60% hasil yang ada.

Perak oksida bertindak menukar ion hidroksida untuk ion iodide di garam keempat, jadi memberikan dasar yang diperlukan untuk membuat eliminasi. Tahapan eliminasi yang sebenarnya adalah sebuah reaksi E 2 ( bagian 11.8) dimana ion hidroksida melepas satu proton di waktu yang sama ketika ion positif mengisi atom nitrogen yang tersisa.

Sisi menarik dari eliminasi Hoffmann adalah ia memberikan hasil berbeda dari kebanyakan reaksi E2 lainnya. Padahal semakin tinggi hasil substitusi alkana biasanya mendominasi reaksi E2 dari alkil halide ( aturan Zaitzev : bagian 11.7 ), semakin sedikit substitusi alkana mendominasi pada eliminasi Hoffmann dari ke empat garam amonia. Alasan dari seleksi ini sepertinya sterelitas. Karena ukuran yang besar dari tri-alkilamina lepas dari golongan, bahan dasar harus berbentuk sebuah hidrogen dari sterik yang mudah di dapat, yang akhirnya perbaikan posisi.

Reaksi eliminasi Hoffmann saat ini sudah jarang digunakan di laboratorium, tetapi eliminasi analogis biologi lebih sering, meskipun biasanya menggunakan ion amonium positif dari pada garam amonia keempat. Pada biosintesis dari asam nukleus seperti contoh, sebuah substansi dinamai adenylosuksinat menghapus nitrogen yang diterima positif untuk memberikan fenomena adenosine monofosfat.

24.8 REAKSI ARILAMINA

SUBSTITUSI AROMATIK LISTRIK Gugus amino sangat mengaktifkan dan orto- dan para-mengarahkan reaksi substitusi aromatik elektrofilik (bagian 16.4). Reaktivitas tinggi ini bisa menjadi kelemahan pada waktu karena seringkali sulit untuk mencegah polisubstitusi. Misalnya, reaksi anilin dengan Br2 berlangsung cepat dan menghasilkan produk 2,4,6-tri-brominasi. Kelompok amino sangat kuat sehingga tidak memungkinkan untuk berhenti pada tahap monobromo.

Kelemahan lain dari penggunaan benzenes tersubstitusi amino dalam reaksi substitusi aromatik elektrofilik adalah bahwa reaksi Friedel-Crafts tidak berhasil (Bagian 16.3). Kelompok amino kompleks membentuk asam-basa dengan katalis AlCl3, yang mencegah reaksi lebih lanjut terjadi. Kedua kelemahan tersebut dapat diatasi, bagaimanapun, dengan melakukan reaksi substitusi aromatik elektrik pada amida yang sesuai dan bukan pada amina bebas. Seperti yang kita lihat pada bagian 21.5, perlakuan amina dengan anhidrida asetat menghasilkan asetil amida yang sesuai, atau asetamida. Meskipun masih mengaktifkan dan orto-, para-directing, amido substituens (-NHCOR) kurang aktif dan kurang mendasar daripada gugus amino karena elektron pasangan elektron bebas mereka terdelokalisasi oleh karbonat tetangga untuk memberikan produk monobromo, dan hidrolisis dengan air Basa kemudian beri amina bebas. Sebagai contoh, p-toluidin (4-metilililin) dapat diasetilasi, brominasi, dan dihidrolisis untuk menghasilkan 2-bromo-4-metilidilin. Tidak satupun dari 2,6 produk dibrominasi diperoleh.

Alkena alkilasi dan asilasi N-arilamida juga terjadi secara normal. Sebagai contoh, benzoylations acetanilide (N-asetil anilin) dalam kondisi Friedel-Crafts memberi 4-aminobenzophenone dalam hasil 80% setelah hidrolisis.

Modulasi reaktifitas benzena tersubstitusi amino dengan membentuk amida adalah trik yang berguna yang memungkinkan banyak jenis substitusi aromatik elektrikik yang harus dilakukan yang mungkin tidak mungkin dilakukan. Contoh yang bagus adalah pembuatan obat sulfa. Obat-obatan Sulfa, seperti sulfanilamide, termasuk di antara agen farmasi pertama yang digunakan secara klinis terhadap infeksi bakteri. Meskipun sebagian besar telah digantikan oleh antibiotik yang lebih aman dan lebih kuat, obat-obatan sulfa dikreditkan untuk menyelamatkan nyawa ribuan orang yang terluka selama perang dunia II, dan mereka masih diresepkan untuk infeksi saluran kemih. Mereka disiapkan oleh klorulfonasi acetanilide, diikuti oleh reaksi p- (N-asetil amino) benzene sulfonil klorida dengan amonia atau amina lainnya untuk memberi sulfoamin. Hidrolisis amina kemudian menghasilkan sulfa. Perhatikan bahwa hidrolisis amida ini dapat dilakukan dengan adanya gugus sulfonamida karena sulfonamida menghidrolisis.

SALURAN DIAZONIUM : REAKSI SANDMEYER Aramorfin primer bereaksi dengan asam nitrat, HNO2, untuk menghasilkan garam arenediazonium yang stabil, Ar-N+ =N X⁻, sebuah proses disebut reaksi diazotisasi. Alkil amina juga bereaksi dengan asam nitrat, namun produk alkanediazonium dari reaksi ini sangat reaktif sehingga tidak dapat diisolasi. Sebagai gantinya, mereka langsung kehilangan nitrogen untuk menghasilkan karbokation. Hilangnya analog N₂ dari ion arenediazonium untuk menghasilkan aril dikondisikan oleh ketidakstabilan kation.

Garam arenediazonium sangat berguna karena gugus diazonio (N₂) dapat digantikan oleh nukleofil dalam reaksi substitusi.

Banyak nukleofil-halida, hidrida, sianida, dan hidroksida yang berbeda antara lain-bereaksi dengan garam arenediazonium, menghasilkan berbagai jenis benzenes tersubstitusi. Urutan secara keselurahannya adalah 1) nitrasi, 2) reduksi, 3) Diazotisasi, dan 4) substitusi nukleofilik mungkin merupakan metode pengganti aromatik yang paling serbaguna. Aril klorida dan brom dibuat dengan mereaksikan garam arenediazonium dengan tembaga(I) halida yang sesuai, CuX, sebuah proses yang disebut reaksi

sandmeyer. Iodida Aryl dapat dibuat dengan reaksi langsung dengan NaI tanpa menggunakan garam tembaga (I). Hasil panen umumnya turun antara 60 & 80%.

Perlakuan serupa terhadap garam arenediazonium dengan CuCN menghasilkan ArCN nitril, yang selanjutnya dapat dikonversikan ke dalam kelompok fungsional lainnya seperti karboksil. Sebagai contoh, reaksi sandmeyer o-methylbenzenediazonium bisulfate dengan CuCN menghasilkan 0methylbenzonitrile, yang dapat dihidrolisis untuk menghasilkan asam ometyhlbenzoat. Produk ini tidak dapat dipersiapkan dari o-xilena dengan rute oksidasi rantai samping yang biasa karena kedua gugus metil akan teroksidasi.

Kelompok diazonio juga dapat diganti dengan -OH untuk menghasilkan fenol dan oleh -H untuk menghasilkan aren. Fenol dibuat dengan mereaksikan garam arenediazonium dengan tembaga (I) oksida dalam larutan tembaga (II) nitrat berair, suatu reaksi yang sangat berguna karena beberapa metode umum lainnya yang digunakan untuk mengenalkan gugus -OH ke cincin aromatik.

Pengurangan garam diazonium untuk memberi aren terjadi pada pengobatan dengan asam hypophosphorus, H₃PO₂. Reaksi ini digunakan terutama bila ada kebutuhan untuk sementara memperkenalkan substituen amino ke cincin untuk memanfaatkan efek pengarahannya. Misalkan, Anda perlu membuat 3,5-dibromo toluen. Produk tidak dapat dibuat dengan brominasi langsung toluena karena reaksi akan terjadi pada posisi 2 dan 4. Dimulai dengan p-metil anilin (ptoluidine), bagaimanapun, pembelahan terjadi orto terhadap substituen amino yang sangat mengarahkan, dan diazotisasi diikuti dengan pengobatan. dengan H₃PO₂ menghasilkan produk yang diinginkan.

Secara mekanis, reaksi penggantian diazonio ini terjadi melalui jalur radikal dan bukan kutub. Dengan adanya senyawa tembaga(I), misalnya, diperkirakan bahwa ion arenediazonium pertama kali diubah menjadi radikal aril plus tembaga(II), dilanjutkan dengan reaksi selanjutnya untuk menghasilkan katalis plus katalis tembaga(I).

REAKSI KUPLING DIAZONIUM Garam arenediazonium mengalami reaksi kopling dengan cincin aromatik aktif seperti fenol dan arilamin untuk senyawa azo berwarna cerah, Ar-N=N-Ar’.

Dimana Y = -OH or -NR2

Senyawa azo

Reaksi kupling diazonium adalah substrat aromatik elektrofilik yang khas dimana ion diazonium bermuatan positif adalah elektrofil yang bereaksi dengan cincin kaya elektron dari fenol atau arilamina. Reaksi biasanya terjadi pada posisi para, meskipun reaksi orto dapat terjadi jika posisi para diblokir.

Benzenadiazoniu m bisulfat

Fenol

p-Hidroksiazobenzena (kristal oranye, mp 152OC) Produk azo digabungkan secara luas digunakan sebagai pewarna untuk tekstil karena sistem elektron π terkonjugasi yang terkepung menyebabkan mereka menyerap di wilayah spektrum elektromagnetik yang terlihat (bagian 14.9). p-(dimethylamino)azobenzene, misalnya, adalah senyawa kuning cerah yang sekaligus digunakan sebagai pewarna margarin.

Benzenadiazonium bisulfat 24.9 HETEROSIKLIK

N,N-Dimetilanilin

p-(Dimetilamino)azobenzena (kristal kuning, mp 127oC)

Heterosiklik adalah senyawa siklik yang mengandung atom dari dua atau lebih unsur dalam cincinnya, biasanya karbon bersama dengan nitrogen, oksigen, atau belerang. Amina heterosiklik sangat umum terjadi, dan banyak memiliki sifat biologis yang penting. fosfat piridoksal, koenzim; sildenafil (Viagra), sebuah farmasi terkenal; dan heme, pembawa oksigen dalam darah, adalah contohnya.

Lebih heterosiklik memiliki kimia yang sama dengan bagian rantai terbuka mereka. Lactones dan ester asiklik berperilaku sama, laktam dan asiklik amida berperilaku sama, dan siklik dan asiklik estetika berperilaku sama. Pada keadaan tertentu, bagaimanapun, khususnya ketika cincin tidak berdasar, heterocycle memiliki sifat yang unik dan menarik. PIROL DAN IMIDAZOL Piramida, amina heterosiklik tak jenuh sederhana beranggota lima, diperoleh secara komersial dengan perlakuan furan dengan amonia di atas katalis alumina pada suhu 400o C. Furan, analog yang mengandung oksigen pirol, diperoleh dengan dehidrasi asam, dikatalisis lima gula karbon yang ditemukan pada oat hull dan tongkol jagung.

Meskipun pirol tampaknya merupakan amina dan diena terkonjugasi, sifat kimianya tidak sesuai dengan salah satu dari ciri struktural ini. Tidak seperti kebanyakan amina lainnya, pirol tidak mendasar, pKa ion pyrrolinium adalah 0,4 tidak seperti kebanyakan diena terkonjugasi lainnya, pirol mengalami reaksi substitusi elektrofilik daripada penambahan. Alasan untuk kedua sifat ini, seperti yang disebutkan sebelumnya adalah bagian 15.5, adalah bahwa pirol memiliki enam elektron dan aromatik. Masing-masing dari empat karbon tersebut menyumbang satu nitrogen hibridisasi elektron dan sp2 yang menyumbang dua lagi dari pasangan tunggal.

Karena pasangan lone nitrogen adalah bagian dari seks aromatik, protonasi pada nitrogen akan menghancurkan aromatikitas cincin tersebut. Atom nitrogen dalam pirol id oleh karena itu kurang kaya elektron, kurang dasar, dan kurang nukleofilik maka nitrogen dalam amina alifatik. Dengan cara yang sama, atom karbon atom karbon pirol lebih kaya elektron dan lebih nukleofilik daripada karbon ikatan rangkap biasa. Cincin pirol karena itu reaktif terhadap elektrofilik dengan cara yang sama seperti enamin (bagian 23.11). Peta potensial elektrostatik menunjukkan bagaimana nitrogen pirol adalah elektron yang buruk (kurang red) dibandingkan dengan nitrogen dalam pyrrolidine jenuh jenuh, sedangkan atom karbon pirol adalah elektron yang kaya (lebih merah) dibandingkan dengan karbon di 1,3-diena cyclipenta.

Kimia pirol mirip dengan cincin benzen yang diaktifkan. Namun secara umum, heterosiklik lebih reaktif terhadap elektrofil daripada cincin benzena, dan suhu rendah sering diperlukan untuk mengendalikan reaksi. Penghalusan halogenasi, nitranasi, sulfonasi, dan digoreng dapat dilakukan seluruhnya. Contohnya:

Substitusi elektrofilik biasanya terjadi pada C2, posisi di sebelah nitrogen, karena reaksi pada posisi ini menyebabkan kation intermediate yang lebih stabil memiliki tiga bentuk resonansi, sedangkan reaksi pada C3 memberikan kation yang kurang stabil dengan hanya dua bentuk resonansi (Gambar 24.6)

Gambar 24.6 Nitrasi elektrofilik dari pirol. Zat antara yang dihasilkan oleh reaksi pada C2 lebih stabil daripada yang dihasilkan oleh reaksi pada C3.

Amina heterosiklik beranggota lima lainnya termasuk imidazol dan tiazol. imidazol, penyusun asam amino histidin, memiliki dua nitrogens, hanya satu yang bersifat dasar. thiazole, sistem cincin beranggota lima di mana struktur thiamin (vitamin B1) berbasis, juga mengandung nitrogen dasar yang dialkilasi dalam thiamin untuk membentuk ion amonium kuartener.

PIRIDIN DAN PIRIMIDIN Piridin adalah analog heterosiklik yang mengandung nitrogen dari benzena seperti, benzena, piridin datar, molekul aromatik, dengan sudut ikatan 120o dan panjang ikatan C-C 139 pm, antara ikatan tunggal dan rangkap yang khas. Lima atom karbon dan atom nitrogen hibridisasi sp2 masing-masing menyumbangkan satu elektron (π) ke seks aromatik, dan elektron pasangan tunggal menempati orbital sp2 di bidang cincin (bagian 15) Seperti yang ditunjukkan pada tabel 24.1, piridin adalah basa kuat daripada pirol tetapi lebih lemah dari alkilamina. Kelarutan piridin yang berkurang dibandingkan dengan alkilamina adalah karena fakta bahwa ia memasangkan elektron pada nitrogen piridin berada dalam orbital sp2, sedangkan pada nitrogen alkilamina berada dalam orbital sp3. Karena Karena orbital s memiliki kerapatan elektron maksimum di nukleus tetapi orbital p memiliki simpul di nukleus, elektron dalam orbital dengan karakter lebih banyak dipegang lebih dekat ke inti bermuatan positif dan kurang tersedia untuk ikatan. Akibatnya,

atom nitrogen sp2-hibridisasi (karakter 33% s) dalam piridin kurang dasar daripada nitrogen hibridisasi sp3 dalam alkilamin (karakter 25% s).

Tidak seperti benzena, piridin mengalami reaksi substitusi aromatik elektrofilik dengan susah payah. Halogenasi dapat dilakukan dalam kondisi drastis, namun nitrasi terjadi pada hasil yang sangat rendah, dan reaksi FriedelCrafts tidak berhasil. Reaksi biasanya memberikan produk tersubstitusi 3.

Reaktivitas rendah piridin terhadap substitusi aromatik elektrofilik disebabkan oleh kombinasi faktor. Salah satunya adalah kompleksasi asam basa antara atom nitrogen cincin dasar dan elektrofil yang masuk menempatkan muatan positif pada cincin, sehingga menonaktifkannya. Yang sama pentingnya adalah bahwa kerapatan elektron cincin berkurang oleh efek induktif elektron yang menarik dari atom nitrogen elektronegatif. Dengan demikian, piridin memiliki momen dipol substansial (µ = 2,26 D), dengan cincin karbon berperan sebagai akhir positif dari dipol. Reaksi elektrofil dengan atom karbon terpolarisasi positif oleh karena itu sulit dilakukan.

Selain piridin, pirimidin di amina enam anggota juga ditemukan pada molekul biologis, khususnya sebagai penyusun asam nukleat. Dengan pKa 1,3, pirimidin secara substansial kurang mendasar daripada piridin karena efek induktif dari nitrogen kedua.

HETEROSIKLIK POLISIKLIK Seperti yang kita lihat pada Bagian 15.7, quinoline, isoquinoline, indol, dan purin merupakan heteroselit polisiklik yang umum. Tiga yang pertama mengandung cincin benzena dan cincin aromatik heterosiklik, sedangkan purin berisi dua cincin heterosiklik yang digabungkan. Keempat sistem cincin biasanya terjadi di alam, dan banyak senyawa dengan cincin ini telah menunjukkan aktivitas fisiologis. Quinoline alkaloid quinine, misalnya, banyak digunakan sebagai obat antimalaria, triptofan adalah asam amino yang umum, dan adenin purin adalah penyusun asam nukleat.

Kimia heterosiklik polisillik ini adalah apa yang Anda harapkan dari pengetahuan tentang piridin heteroselit dan pirolina heterokelit yang lebih sederhana.Quinoline dan isoquinoline keduanya memiliki atom nitrogen dasar seperti piridina, dan keduanya mengalami substitusi elektrofilik, walaupun kurang mudah daripada benzena. Reaksi terjadi pada cincin benzena dan bukan pada cincin piridin, dan produk substitusi terjadi.

Indole memiliki nitrogen mirip pyrol non-dasar dan mengalami substitusi elektrofilik lebih mudah daripada benzena. Pergantian terjadi pada C3 cincin pirol kaya elektron, bukan pada cincin benzena.

Purin memiliki tiga dasar, seperti nitrogen piridin dengan elektron lintasan tunggal pada orbital sp2 di bidang cincin. Sisa nitrogen purin bersifat non-dasar dan pirol, Dengan elektron pasangannya sendiri sebagai bagian dari sistem π elektron aromatik.

24.10 SPEKTROSKOPI AMINA SPEKTROSKOPI INFRAMERAH Amina primer dan sekunder dapat diidentifikasi dengan penyerapan peregangan N-H yang khas pada rentang spektrum IR 3300 sampai 3500 cm -1. Alkohol juga menyerap dalam kisaran ini (Bagian 17.11), namun pita penyerapan amina umumnya lebih tajam dan kurang kuat daripada pita hidroksil. Amina primer menunjukkan sepasang pita pada sekitar 3350 dan 3450 cm -1, dan amina sekunder menunjukkan pita tunggal pada 3350 cm-1. Amina tersier tidak memiliki penyerapan di wilayah ini karena mereka tidak memiliki ikatan N-H. Spektrum IR sikloheksilamina ditunjukkan pada Gambar 24.7.

Gambar 24.7 IR Spektrum Sikloheksilamina Selain mencari penyerapan N-H yang khas, ada juga trik sederhana untuk mengetahui apakah senyawa itu amina. Penambahan sejumlah kecil HCl menghasilkan pita ammonium yang luas dan kuat pada kisaran 2200 sampai 3000 cm-1 jika sampel tersebut mengandung gugus amino. Gambar 24.8 memberi contoh.

Gambar 24.8 IR Spektrum trimetilamonium klorida SPEKTROSKOPI RESONANSI MAGNETIK NUKLIR Amina sulit untuk diidentifikasi hanya dengan spektroskopi NMR 1H karena hidrogen N−H cenderung tampak sebagai sinyal luas tanpa kopling yang jelas ke hidrogen C−H tetangga. Seperti penyerapan O−H, penyerapan N−H amina dapat muncul dalam rentang yang luas dan paling baik diidentifikasi dengan menambahkan sejumlah kecil D2O ke tabung sampel. Pertukaran N−D untuk N−H terjadi, dan sinyal N−H hilang dari spektrum NMR.

Hidrogen pada karbon di samping nitrogen di deshielded karena efek penarikan elektron dari nitrogen, dan karenanya menyerap di medan yang lebih rendah daripada hidrogen alkana. Kelompok N-Metil sangat berbeda karena mereka menyerapnya sebagai singlet tiga-proton yang tajam pada 2,2 sampai 2,8 ᵟ. Resonansi N-metil ini pada 2,42 ᵟ mudah terlihat pada spektrum NMH 1H dari N-metilsikloheksilamina (Gambar 24.9).

Gambar 24.9 Proton NMR spektrum N-metilsikloheksilamina.

Karbon di samping amina nitroges sedikit deshielded di spektrum 13C NMR dan menyerap sekitar 20 ppm medan dari mana mereka akan menyerap alkana dengan struktur serupa. Dalam N-metilsikloheksilamina, misalnya, karbon cincin yang nitrogennya terpasang mengadsorpsi pada posisi 24 ppm lebih rendah dari pada karbon cincin lainnya.

SPEKTROMETRI MASSA Aturan nitrogen spektrometri massa mengatakan bahwa senyawa dengan jumlah ganjil atom nitrogen memiliki berat molekul dengan jumlah ganjil. Dengan demikian, keberadaan nitrogen dalam molekul terdeteksi hanya dengan mengamati spektrum massanya. Ion molekular yang aneh biasanya berarti bahwa senyawa yang tidak diketahui memiliki satu atau tiga atom nitrogen, dan ion molekular yang genap biasanya berarti bahwa suatu senyawa memiliki nol atau dua atom nitrogen. logika di balik peraturan tersebut berasal dari fakta bahwa nitrogen bersifat trivalen, sehingga membutuhkan sejumlah atom hidrogen yang ganjil. Misalnya morfin memiliki rumus C17H19NO3 dan berat molekul 285 amu.

Alkil amina mengalami pembelahan α karakteristik dalam spektrometer massa, mirip dengan pembelahan yang diamati untuk alkohol (Bagian 17.11). Ikatan C-C yang terdekat dengan atom nitrogen rusak, menghasilkan radikal alkil dan kation yang mengandung resonansi dan nitrogen.

Sebagai contoh, spektrum massa N-etilpropilamina ditunjukkan pada Gambar 24.10 memiliki puncak pada m / z = 58 dan m / z = 72, sesuai dengan dua kemungkinan mode pembelahan α.

Gambar 24.10 Spektrum massa N-etilpropilamina. Dua kemungkinan cara pembelahan z menyebabkan ion fragmen yang diamati pada m / z = 58 dan m / z = 72. PENAMBAHAN NUKLEOFILIK AMINA: FORMASI IMINA DAN ENAMIN Amina primer RNH2 menambah aldehid dan keton untuk menghasilkan imina, R2C = NR. Amina sekunder R2NH menambahkan simultan untuk menghasilkan enamin R2N-CR = CR2 (ene + amina = amina tak jenuh)

Imina sangat umum terjadi sebagai zat antara dalam banyak cara jalur biologis, di mana mereka sering disebut basis Schiff. Asam amino alanin, misalnya, dimetabolisme di dalam tubuh melalui reaksi dengan aldehida piridoksan fosfat (PLP), turunan dari vitamin B 6, untuk menghasilkan basis Schiff yang terdegradasi lebih lanjut.

Formasi imina dan pembentukan enamin tampak berbeda karena satu mengarah ke produk dengan ikatan C = N dan yang lainnya mengarah pada produk dengan ikatan C = C. Sebenarnya, reaksi itu sangat mirip. keduanya adalah contoh tipikal reaksi aditif nukleofilik dimana air dieliminasi dari bentuk awal tetrahedral intermediate dan ikatan C = Nu yang baru terbentuk. Imina terbentuk dalam proses katalisator reversibel, asam yang dimulai dengan penambahan nukleofilik amina primer ke gugus karbonil, diikuti dengan transfer proton dari nitrogen ke oksigen untuk menghasilkan amino atau carbinolamine netral. Protonasi oksigen carbinolamine oleh katalis asam kemudian mengubah -OH menjadi kelompok yang meninggalkan yang lebih baik

(-OH2+) dan hilangnya produk air seperti ion E1. Kehilangan proton dari nitrogen memberikan produk akhir dan meregenerasi katalis asam (gambar 19.8)

1. Atase nukleofilik pada keton atau aldehida oleh elektron pasangan garis amina menyebabkan turunan tetrahedral dipolar 2. Sebuah proton kemudian ditransfer dari nitrogen ke oksigen, menghasilkan caebinolamina netral 3. Katalis asam memprotonasi oksigen hidroksil 4. Elektron lone-pair nitrogen mengeluarkan air, memberikan ion iminium 5. Hilangnya H+ dari nitrogen kemudian memberikan produk imina netral

Susunan imina dan inamina sangat lambat diantara pH tinggi dan pH rendah tetapi mencapai maksimum pada seminggu keasaman antara pH 4-5. Contohnya, riwayat pH melawan rata rata yang terlihat di 19.9 untuk reaksi antara aseton dan hidroksi amina, NH2OH diindikasikan bahwa reaksi maksimum diperoleh pada pH 4,5. Dapat kita jelaskan pengamatan pH tergantung dari susunan imina yang terlihat dari masing-masing tahapan pada mekanismenya, seperti yang terindikasi pada gambar 19.8, katalis asam diperlukan pada tahap 3 untuk mempositifkan karbonilamin lanjutan, dengan cara mengubah –OH menjadi golongan sisa. Jadi, reaksi akan lambat bila asam yang tersedia tidak mencukupi (yaitu , pH tertinggi). Di sisi lain, jika terlalu banyak asam yang tersedia (pH rendah), nukleopilamina dasar akan menjadi positif secara keseluruhan, jadi adisi awal nukleopilik tidak dapat terjadi. Terbukti, pH 4,5 menghasilkan persepakatan antara kebutuhan beberapa asam untuk mengkatalis hasil-hasil tahapan dehidrasi tetapi tidak terlalu banyak asam jadi untuk menghindari protorasi dari amina yang lengkap. Setiap bagianadisi nukleopilik

memiliki persyaratan masing-masing dan kondisi reaksi harus optimum untuk mencapai hasil yang masksimum. Susunan imina dari reagen seperti hidrosi amina dan 2,4-dinitrofeniladrazin terkadang berguna karena hasil dari reaksi ini-oxim dan 2,4-dinitrofeniladrazin (2,4DNPs), masing masing terkadang terkristalisasi dan mudah ditangani. Seperti derivate yang mengandung Kristal sesekali bersedia sebagai pembersih dan penggolongan larutan keton atau aldehid Reaksi dari aldehid atau keton dengan amina sekunder, R2NH, lebih baik dari amina primer menghasilkan enamin. Prosesnya identic dengan susunan imina menjadi tingkat ion minimum, tetapi pada hal ini tidak ada ion positif pada nitrogen yang dapat hilang menjadi rumus netral imina. Sebaliknya, ion positif hilang dari karbon yang disebelahnya (karbon α), menghasilkan satu enamine (gambar 19.10)), menghasilkan satu enamine (gambar 19.10) 1. Adisi nukleofilik dari amina sekunder kepada keton atau aldehid, berdasarkan proton kriman dan nitrogen ke oksigen, menghasilkan karbonilamina yang sedang di proses normal. 2. Protonasi dari hidroksi oleh katalis asam mengubahnya menjadi sisa golongan yang lebih baik. 3. Eliminasi dari air oleh pasangan-ion electron pada nitrogen yang lalu menghasilkan ion iminium yang sederhana. 4. Kehilangan proton dari atom karbon alfa menghasilkan produk enamine dan regenerasi katalis asam.