Amin (hemija)

Amini obuhvataju grupu organskih spojeva koji u molekulama sadrže najmanje jednu ili više baznih dušikovih atoma. Amini se smatraju izvedenicama amonijaka, a i strukturno su mu sliči. Jedan ili više vodikovih atoma u njima je zamijenjen jednom ili više alkilnih ili arilnih organskih grupa. Najznačajniji amini su: aminokiseline, trimetilamini, i anilini. Neorganski derivati amonijaka se također označavaju kao amini (hloramin (NClH₂ i dr.).

Aminima su slični amidi, ali oni su izvedenice karboksilnih kiselina i imaju karbonilnu grupu koja je vezana na amino grupu, kao naprimjer: RC(O)NR₂. Amidi i amini imaju različitu strukturu i svojstva, zbog čega je razlikovanje pojmova u nazivima veoma važno.^[1]^[2]^[3]^[4]^[5]

Alifatski amini

Prema broju ugljikovodikovih veza koje su vezane za dušikov atom, umjesto vodika, razlikuju se tri vrste amina: primarni, sekundarni i tercijarni. Slovom R se označava organska (ugljikovodikova) grupa.

Primarni amin	Sekundarni amin	Tercijarni amin

Aromatski amini

Aromatski amini na dušičnom atomu imaju vezan aromatski prsten, a obično se zovu anilini, čiji je primjer fenilamin.

U industrijskoj sintezi boja, anilin i njegovi derivati su polazni hemijski spojevi.

Aromatski prsten snižava bazna svojstva amina, ovisno o zamjeni, a prisustvo amino grupe povećava reaktivnost aromatskog prstena, zbog donor elektrona.

Jedna od reakcija aromatskog prstena je Goldbergova reakcija.

Nomenklatura amina

prefiks N označava supstituciju na atomu dušika (npr.: N,N-dimetiletilamin)
kao prefiks: "amino-"
kao sufiks: "-amin"

Kod nižih amina koristi se sufiks –amin, a kod viših: prefiks amino–.

Primarni amini:
- Metilamin
- Etanolamin ili 2-aminoetanol
Sekundarni amini:
- Dimetilamin
- Metiletanolamin ili 2-(metilamino)etanol
Tercijarni amini:
- Trimetilamin
- Dimetiletanolamin ili 2-(dimetilamin)etanol

Fizička svojstva

Na svojstva amina, značajno utječe njihova vodikova veza, zbog toga im je tačka ključanja viša nego u sličnih alkana, a niža od sličnih alkohola. Zbog veće elektronegativnosti kisika od dušika, amini su više bazni od alkohola i alkala koji su time kiseliji.
Amini manjih relativnih molekulskih masa (metil–, dimetil–, trimetil– i etilamin), na sobnoj temperaturi su u gasovitom stanju. Amini veće molekulske mase su tečnosti ili čvrste materije (dietilamin ili trietilamin).
Gasoviti amini imaju neugodan miris, sličan amonijaku, dok tečni imaju miris pokvarene ribe.
Amini s manjim brojem ugljikovih atoma su dobro rastvorljivi u vodi, stvarajući vodikove veze, a rastvorljivost se smanjuje s povećanjem njihove molekulske mase, odnosno hidrofobnog dijela molekula.
Alifatski amini dobro su topivi u organskim rastvaračima, posebno s polarnim. Primarni amini reagiraju sa ketonima kao što je aceton.

Neki od amina

Alkaloidi

Alkaloidi su prirodni amini, osobito u biljnom svijetu. Pretežno nastaju od aminokiselina. Znatan broj alkaloida je otrovan i gorak, s vrlo jakim farmakološkim djelovanjem.

Primjeri alkaloida:

Kofein – nalazi se u kahvi, čaju, bezalkoholnim pićima; smrtonosna doza kofeina je 10 grama;
Nikotina ima u lišću duhana, a smrtna doza u krvotoku mu je 500 miligrama;
Morfin se nalazi u opijumu, osušenom soku iz maka.

Triptamini

Triptamini su alkaloidni monoamini. Stvaraju se oko indolnog prstena, a odgovaraju aminokiselini triptofan.

Neki su aktivni kao neurotransmiteri, a neki kao halucinogeni (psihoaktivne droge, psihodelične droge)

Primjeri triptamina:

Ostale vrste triptamina su u porodici (TiHKAL).

Feniletilamini

Feniletilamini su alkaloidni monoamini. Odgovaraju aminokiselini fenilalaninu. Supstituirani feniletilamini su spojevi sa mnoštvom funkcija: neurotransmiteri, hormoni, stimulansi, halucinogeni, antidepresivi. Primjeri feniletilamina su:

Ostali feniletilamini su klasificirani u familiju (PiHKAL).

Sinteza

Alkilacija

Većina industrijski značajnih amina se pripremaju iz amonijaka, putem alkilacije sa alkoholima:

ROH + NH₃ → RNH₂ + H₂O

Te reakcije zahtijevaju katalizatore, specijalizirane aparate i dodatne mjere za pročišćavanje, pa selektivnost može biti problematična. I amini se isto može pripremiti tretmanom haloalkana sa amonijakom i aminima:

RX + 2 R′NH₂ → RR′NH + [RR′NH₂]X

Takve reakcije, koje su najprikladnije za alkil iodide i bromide, rijetko se primjenjuju, zbog toga što je teško kontrolisati stepen alkilacije.^[6] Selektivnost može biti dokazana preko delepinske reakcije, iako se to rijetko primjenjuje na industrijskom nivou.

Redukcijski putevi

Preko procesa hidrogenacije, nitrili se svode na amine, pomoću vodika u prisustvu niklalskog katalizatora. Reakcije su osjetljive na kisele ili alkalne uslove, što može dovesti do hidrolize -CN grupe. LiAlH₄ se češće koriste za redukciju nitrila u laboratorijskoj primjeni. Slično tome, LiAlH₄ reducira amide u amine. Mnogi amini se proizvode od aldehida i ketona redukcijskom aminacijom, sa nastavkom koji može biti katalitski ili stoihiometrijski. LiAlH4₄ reducira amide do amina.

Anilin (C₆H₅NH₂) i njegovi derivativi se dobijaju redukcijom nitroaromatičnih spojeva. U industriji, kao reducent više se koristi vodik, dok se u laboratorijama češće koriste kalaj i željezo.

Specijalizirani postupci

Danas postoje mnoge laboratorijske metode za dobijanje amina, od kojih su mnogi dosta specijalizirani.

Reakcija	Supstrat	Komentar
Gabrijelova sinteza	Organohalid	Reagens: Kalij ftalimid
Staudingerova redukcija	Azid	Za ovbu reakciju je potreban reducirajući agens, kao što je litij aluminij hidrid.
Schmidtova reakcija	Karboksilna kiselina
Aza-Baylis–Hillmanova reakcija	Imin	Sinteza aliličnih amina
Birchova redukcija	Imin	Upotrebljiva je za reakcije koje iskontroliraju nestabilni iminski repromaterijal, kao što je Grignardova reakcija sa nitrilima.^[7]
Hofmannova degradacija	Amid	Validna samo za dobijanje primarnih amina. Ima dobar prinos primarnih amina koji nisu kontaminirani ostalim klasama aminina.
Hofmannova eliminacija	Kvartarna amonijeva so	Nakon tretmana jakom bazom
Amidna redukcija	Amid
Nitrilna redukcija	Nitrili	Svaka ostvarena reducirajućim agensima ili elektrosintezom
Redukcija nitro spojeva	Nitro spojevi	Ostvarkjiva sa elementarnim zinkom, kalajem ili željezom sa kiselinom.
Aminska alkilacija	Haloalkan
Delepinska reakcija	Organohalid	reagent Heksamin
Buchwald–Hartwigova reakcija	Aril halid	Specifična za arilne amine
Menshutkinova reakcija	Tercijarni amin	Produkt reakcije kvartarnog amonijevog kationa
Hidroaminacija	Alkeni i alkini
Oksimska redukcija	Oksimi
Leuckartova reakcija	Ketoni i aldehidi	Redukcijska aminacija mravljom kiselinom i amonijakom preko iminskog međuproizvoda
Hofmann–Löfflerova reakcija	Haloamini
Eschweiler–Clarkeova reakcija	amine	Redukcijska aminacija mravljom kiselinom i amonijakom preko iminskog međuproizvoda

Također pogledajte

Reference

^ Harrison L. G. (2011): The shaping of life: The generation of biological pattern. Cambridge University Press, ISBN 978-0-521-55350-6; http://books.google.com/books?id=-IPG-vg7Pr8C.
^ Hadžiselimović R., Pojskić N. (2005): Uvod u humanu imunogenetiku. Institut za genetičko inženjerstvo i biotehnologiju (INGEB), Sarajevo, ISBN 9958-9344-3-4.
^ Alberts B. (2002)ː Molecular biology of the cell. Garland Science, New York, ISBN 0-8153-3218-1.
^ Bajrović K, Jevrić-Čaušević A., Hadžiselimović R., Ed. (2005): Uvod u genetičko inženjerstvo i biotehnologiju. Institut za genetičko inženjerstvo i biotehnologiju (INGEB), Sarajevo, ISBN 9958-9344-1-8.
^ Kapur Pojskić L., Ed. (2014): Uvod u genetičko inženjerstvo i biotehnologiju, 2. izdanje. Institut za genetičko inženjerstvo i biotehnologiju (INGEB), Sarajevo, ISBN 978-9958-9344-8-3.
^ Eller, Karsten; Henkes, Erhard; Rossbacher, Roland; Höke, Hartmut (2000). "Amines, Aliphatic". Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry. doi:10.1002/14356007.a02_001. ISBN 3527306730.
^ Weiberth, Franz J.; Hall, Stan S. (1986). "Tandem alkylation-reduction of nitriles. Synthesis of branched primary amines". Journal of Organic Chemistry. 51 (26): 5338–5341. doi:10.1021/jo00376a053.

Vanjski linkovi

[1] Arhivirano 29. 3. 2016. na Wayback Machine

Logo Commonsa

Amine na Wikimedia Commonsu.

[1] Harrison L. G. (2011): The shaping of life: The generation of biological pattern. Cambridge University Press, ISBN 978-0-521-55350-6; http://books.google.com/books?id=-IPG-vg7Pr8C.

[2] Hadžiselimović R., Pojskić N. (2005): Uvod u humanu imunogenetiku. Institut za genetičko inženjerstvo i biotehnologiju (INGEB), Sarajevo, ISBN 9958-9344-3-4.

[3] Alberts B. (2002)ː Molecular biology of the cell. Garland Science, New York, ISBN 0-8153-3218-1.

[4] Bajrović K, Jevrić-Čaušević A., Hadžiselimović R., Ed. (2005): Uvod u genetičko inženjerstvo i biotehnologiju. Institut za genetičko inženjerstvo i biotehnologiju (INGEB), Sarajevo, ISBN 9958-9344-1-8.

[5] Kapur Pojskić L., Ed. (2014): Uvod u genetičko inženjerstvo i biotehnologiju, 2. izdanje. Institut za genetičko inženjerstvo i biotehnologiju (INGEB), Sarajevo, ISBN 978-9958-9344-8-3.

[Ullmann-6] Eller, Karsten; Henkes, Erhard; Rossbacher, Roland; Höke, Hartmut (2000). "Amines, Aliphatic". Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry. doi:10.1002/14356007.a02_001. ISBN 3527306730.

[7] Weiberth, Franz J.; Hall, Stan S. (1986). "Tandem alkylation-reduction of nitriles. Synthesis of branched primary amines". Journal of Organic Chemistry. 51 (26): 5338–5341. doi:10.1021/jo00376a053.

[1]