กลับไปหน้าบทความ

อ่าน 13 นาที

ไม่มีชื่อบทความ

ใน วิชาเคมี เอ มีน ( / ə ˈ m iː n , ˈ æ m iː n / , [ 1 ] [ 2 ] UK ยังเขียนว่า / ˈ eɪ m iː n / [ 3 ] ) เป็น สารประกอบอินทรีย์ ที่มีพันธะคาร์บอน-ไนโตรเจน [ 4 ]...

อะมีน

เอมีนปฐมภูมิ

ในวิชาเคมีเอมีน ( / ə ˈ m n , ˈ æ m n / , [ 1 ] [ 2 ] UK ยังเขียนว่า/ ˈ m n / [ 3 ] ) เป็นสารประกอบอินทรีย์ที่มีพันธะคาร์บอน-ไนโตรเจน[ 4 ]เอมีนเกิดขึ้นเมื่ออะตอมไฮโดรเจนหนึ่งอะตอมหรือมากกว่าในแอมโมเนียถูกแทนที่ด้วย หมู่ แอลคิลหรือหมู่แอริล[ 5 ]อะตอมไนโตรเจนในเอมีนมีอิเล็กตรอนคู่โดดเดี่ยว เอมีนยังสามารถมีอยู่เป็นสารประกอบเฮเทอโรไซคลิกได้อีกด้วย อะนิลีน(ซี6ชม7เอ็น{\displaystyle {\ce {C6H7N}}})เป็นอะโรมาติกเอมีนที่ง่ายที่สุด ประกอบด้วยวงแหวนเบนซีนที่เชื่อมต่อกับหมู่อะมิโน(เอ็นเอช2{\displaystyle {\ce {-NH2}}}กลุ่ม) [ 6 ] [ 7 ]

แผนภาพสามมิติของสารประกอบอะโรมาติกของอะนิลีน ลูกบอลสีดำอ่อนคืออะตอมคาร์บอน ลูกบอลสีขาวคืออะตอมไฮโดรเจน และลูกบอลสีน้ำเงินคืออะตอมไนโตรเจน จุดในพันธะคาร์บอนแสดงถึงตำแหน่งของอิเล็กตรอน

เอมีนแบ่งออกเป็นสามประเภท ได้แก่ เอมีนปฐมภูมิ (1°), เอมีนทุติยภูมิ (2°) และเอมีนตติยภูมิ (3°) เอมีนปฐมภูมิ (1°) ประกอบด้วยหมู่แทนที่อัลคิลหรืออะริลหนึ่งหมู่ และมีสูตรทั่วไปคืออาร์เอ็นเอช2{\displaystyle {\ce {RNH2}}}เอมีนทุติยภูมิ (2°) มีหมู่แอลคิลหรือหมู่แอริลสองหมู่ติดอยู่กับอะตอมไนโตรเจน โดยมีสูตรทั่วไปคืออาร์2เอ็นเอช{\displaystyle {\ce {R2NH}}}เอมีนตติยภูมิ ( 3 °) ประกอบด้วยหมู่แทนที่สามหมู่ที่เชื่อมต่อกับอะตอมไนโตรเจน และแสดงด้วยสูตรอาร์3เอ็น{\displaystyle {\ce {R3N}}}[ 8 ]

หมู่ฟังก์ชัน−NH ที่มีอยู่ในเอมีนปฐมภูมิเรียกว่าหมู่เอมีโน[ 9 ]

การจำแนกประเภทของเอมีน

เอมีนสามารถจำแนกได้ตามลักษณะและจำนวนของหมู่แทนที่บนอะตอม ไนโตรเจนเอมีนแบบอะลิฟาติกจะมีเฉพาะไฮโดรเจนและหมู่แอลคิลเป็น หมู่แทนที่ ในขณะที่เอมีนแบบอะโรมาติกจะมีอะตอม ไนโตรเจนเชื่อมต่อกับวงแหวนอะโรมาติก

เอมีนปฐมภูมิ (1°)เอมีนทุติยภูมิ (2°)เอมีนตติยภูมิ (3°)
เอมีนปฐมภูมิเอมีนทุติยภูมิเอมีนตติยภูมิ

เอมีน ทั้งอัลคิลและอะริล จะถูกจัดกลุ่มเป็น 3 หมวดหมู่ย่อย(ดูตาราง)โดยพิจารณาจากจำนวน อะตอม คาร์บอนที่อยู่ติดกับไนโตรเจน (จำนวนอะตอมไฮโดรเจนของโมเลกุลแอมโมเนียที่ถูกแทนที่ด้วย กลุ่ม ไฮโดรคาร์บอน ): [ 9 ] [ 10 ]

หมวดหมู่ย่อยที่สี่ถูกกำหนดโดยการเชื่อมต่อของหมู่แทนที่ที่ติดอยู่กับไนโตรเจน:

สารประกอบที่ อะตอม ไนโตรเจนเชื่อมต่อกับหมู่คาร์บอนิลจึงมีโครงสร้างR−C(=O)−NR′R″เรียกว่าเอไมด์ส่วนสารประกอบที่มีหมู่แทนที่อินทรีย์สี่หมู่บนอะตอมไนโตรเจน จึงมีโครงสร้างR N + X เรียกว่าเกลือแอมโมเนียมควอ เทอร์นารี และ พบแอนไอออนหลายชนิด ในสารประกอบเหล่านี้

หลักเกณฑ์การตั้งชื่อ

สารกลุ่มเอมีนสามารถตั้งชื่อได้หลายวิธี โดยทั่วไปจะใช้คำนำหน้า "อะมิโน-" หรือคำต่อท้าย "-เอมีน" คำนำหน้า " N- " แสดงถึงการแทนที่บนอะตอมไนโตรเจน สารประกอบอินทรีย์ที่มีหมู่เอมีโนหลายหมู่เรียกว่าไดเอมีนไตรเอมีน เตตระเอมีนและอื่นๆ

อะมีน ที่มีจำนวนคาร์บอนน้อยกว่าจะตั้งชื่อโดยใช้คำต่อท้ายว่า-amine

บิวทาน-1-อะมีน

เอมีนที่สูงกว่าจะมีคำนำหน้าอะมิโนเป็นหมู่ฟังก์ชัน อย่างไรก็ตาม IUPAC ไม่แนะนำธรรมเนียมนี้[ 12 ]แต่ชอบรูปแบบอัลคานามีนมากกว่า เช่น บิวทาน-2-เอมีน

2-อะมิโนบิวเทน (หรือ บิวทาน-2-เอมีน)

คุณสมบัติทางกายภาพ

พันธะไฮโดรเจนมีอิทธิพลอย่างมากต่อคุณสมบัติของเอมีนปฐมภูมิและทุติยภูมิ ตัวอย่างเช่นเมทิลเอมี น และเอทิลเอมีนเป็นก๊าซภายใต้สภาวะมาตรฐาน ในขณะที่เมทิลเอทิลแอลกอฮอล์และเอทิลแอลกอฮอล์ที่สอดคล้องกันเป็นของเหลว เอมีนมีกลิ่นแอมโมเนียที่เป็นลักษณะเฉพาะ เอมีนที่เป็นของเหลวมีกลิ่น "คาว" และเหม็นเป็นพิเศษ[ 13 ]

อะตอมไนโตรเจนมีอิเล็กตรอนคู่โดดเดี่ยวที่สามารถจับกับ H +เพื่อสร้างไอออนแอมโมเนียมR3NH +ในบทความนี้ อิเล็กตรอนคู่โดดเดี่ยวจะแสดงด้วยจุดสองจุดเหนือหรือข้างๆ N ความสามารถในการละลายในน้ำเอมีนอย่างง่ายจะเพิ่มขึ้นโดยพันธะไฮโดรเจนที่เกี่ยวข้องกับอิเล็กตรอนคู่โดดเดี่ยวเหล่านี้ โดยทั่วไปแล้ว เกลือของสารประกอบแอมโมเนียมจะแสดงลำดับความสามารถในการละลายในน้ำดังนี้: แอมโมเนียมปฐมภูมิ ( RNH + 3 ) > แอมโมเนียมทุติยภูมิ ( R2NH + 2 ) > แอมโมเนียมตติยภูมิ (R3NH ) เอมีนอะลิฟาติกขนาด เล็กแสดงความสามารถในการละลายในตัวทำละลาย หลายชนิดได้ดี ในขณะที่เอมีนที่มีหมู่แทนที่ขนาดใหญ่จะมี มาติก เช่นอะนิลีนมีอิเล็กตรอนคู่โดดเดี่ยวที่เชื่อมต่อกับวงแหวนเบนซีน ดังนั้นแนวโน้มที่จะเกิดพันธะไฮโดรเจนจึงลดลง จุดเดือดของเอมีนอะโรมาติกสูง และความสามารถในการละลายในน้ำต่ำ[ 14 ]

การระบุด้วยสเปกโทรสโกปี

โดยทั่วไป การมีอยู่ของหมู่ฟังก์ชันอะมีนจะถูกอนุมานโดยการผสมผสานเทคนิคต่างๆ รวมถึงแมสสเปกโทรเมตรี ตลอดจนสเปกโทรสโกปี NMR และ IR สัญญาณ 1H NMR สำหรับอะมีนจะหายไปเมื่อตัวอย่างได้รับการบำบัดด้วย D2O สเปกตรัมอินฟราเรดอะมีนปฐมภูมิแสดงแถบ N–H สองแถบ ในขณะที่อะมีนทุติยภูมิแสดงเพียงแถบเดียว[ 9 ] ในสเปกตรัม IR อะมีนปฐมภูมิและทุติยภูมิแสดงแถบการยืด N–H ที่โดดเด่นใกล้ 3300  cm −1  แถบที่ปรากฏต่ำกว่า 1600 cm −1 นั้น มีความโดดเด่นน้อยกว่าซึ่งอ่อนกว่าและทับซ้อนกับโหมด C–C และ C–H สำหรับกรณีของโพรพิลอะมีนโหมดกรรไกร H–N–H ปรากฏใกล้ 1600  cm −1การยืด C–N ใกล้ 1000  cm −1และการดัด R2 –H ใกล้ 810  cm 1 [ 15 ]

โครงสร้าง

อัลคิลเอมีน

การกลับด้านของโครงสร้างเชิงพื้นที่ของอะมีน: อะมีน "พลิกกลับ" เหมือนร่มที่ถูกลมพัดคว่ำ จุดสองจุดแสดงถึงอิเล็กตรอนคู่ โดดเดี่ยว บนอะตอมไนโตรเจน

อัลคิลเอมีนมีลักษณะเฉพาะคือมีศูนย์กลางไนโตรเจนแบบทรงสี่หน้า มุม CNC และ CNH อยู่ใกล้ 109° ระยะห่างระหว่าง CN สั้นกว่าระยะห่างระหว่าง CC เล็กน้อยอุปสรรคทางพลังงานสำหรับการผกผันของไนโตรเจนในสเตอริโอเซ็นเตอร์อยู่ที่ประมาณ 7 กิโลแคลอรีต่อโมลสำหรับไตรอัลคิลเอมีน การเปลี่ยนแปลงระหว่างกันนี้ถูกเปรียบเทียบกับการพลิกร่มที่กางออกเข้าหาลมแรง 

เอมีนชนิด NHRR' และ NRR′R″ เป็นสารไครัล : ศูนย์กลางไนโตรเจนมีหมู่แทนที่สี่หมู่ รวมทั้งอิเล็กตรอนคู่โดดเดี่ยว เนื่องจากมีอุปสรรคในการผกผันต่ำ เอมีนชนิด NHRR' จึงไม่สามารถผลิตได้ในความบริสุทธิ์ทางแสง สำหรับเอมีนตติยภูมิไครัล NRR′R″ จะสามารถแยกได้ก็ต่อเมื่อหมู่ R, R' และ R″ ถูกจำกัดอยู่ในโครงสร้างวงแหวน เช่นอะซิริดีนที่ถูกแทนที่ด้วยหมู่N ( เกลือแอมโมเนียมควอเทอร์นารีสามารถแยกได้)

เอมีนอะโรมาติก

ในอะโรมาติกเอมีน ("อะนิลีน") ไนโตรเจนมักจะเกือบเป็นระนาบเนื่องจากการคอนจูเกชันของคู่โดดเดี่ยวกับหมู่แทนที่อะริล ระยะ CN จึงสั้นลงตามไปด้วย ในอะนิลีน ระยะ C–N จะเท่ากับระยะ C–C [ 16 ]

ความเป็นพื้นฐาน

เช่นเดียวกับแอมโมเนีย เอมีนเป็นเบส[ 17 ] เมื่อเปรียบเทียบกับไฮดรอกไซด์ของโลหะอัลคาไล เอมีนจะอ่อนกว่า

อัลคิลอะมีน[ 18 ]หรืออะนิลีน[ 19 ]pK ของอะมีนที่ถูกโปรตอนเค
เมทิลอะมีน ( )10.624.17 × 10 −4
ไดเมทิลอะมีน (Me NH)10.644.37 × 10 −4
ไตรเมทิลอะมีน (Me N) 9.765.75 × 10 −5
เอทิลามีน ( )10.634.27 × 10 −4
อะนิลีน (PhNH ) 4.624.17 × 10 −10
4-เมทอกซีอะนิลีน (4-MeOC H NH ) 5.362.29 × 10 −9
N , N-ไดเมทิลอะนิลีน ( ) 5.071.17 × 10 −9
3-ไนโตรอะนิลีน (3-NO -C H NH ) 2.462.88 × 10 −12
4-ไนโตรอะนิลีน (4-NO -C H NH ) 1.001.00 × 10 −13
4-ไตรฟลูออโรเมทิลอะนิลีน (CF C H NH ) 2.755.62 × 10 −12

ความเป็นเบสของเอมีนขึ้นอยู่กับ:

  1. คุณสมบัติทางอิเล็กทรอนิกส์ของหมู่แทนที่ (หมู่แอลคิลช่วยเพิ่มความเป็นเบส ในขณะที่หมู่แอริลลดความเป็นเบส)
  2. ระดับการละลายของอะมีนที่ถูกโปรตอน ซึ่งรวมถึงการกีดขวางทางสเตอริกโดยหมู่ต่างๆ บนไนโตรเจน

เอฟเฟกต์อิเล็กทรอนิกส์

เนื่องจากผลเหนี่ยวนำ ความเป็นเบสของเอมีนอาจคาดว่าจะเพิ่มขึ้นตามจำนวนหมู่แอลคิลบนเอมีน ความสัมพันธ์มีความซับซ้อนเนื่องจากผลของตัวทำละลายซึ่งมีแนวโน้มตรงกันข้ามกับผลเหนี่ยวนำ ผลของตัวทำละลายยังมีอิทธิพลต่อความเป็นเบสของเอมีนอะโรมาติก (อะนิลีน) มาก สำหรับอะนิลีน อิเล็กตรอนคู่โดดเดี่ยวบนไนโตรเจนจะกระจายตัวเข้าไปในวงแหวน ส่งผลให้ความเป็นเบสลดลง หมู่แทนที่บนวงแหวนอะโรมาติกและตำแหน่งของหมู่แทนที่เหล่านั้นเมื่อเทียบกับหมู่เอมีนก็มีผลต่อความเป็นเบสเช่นกัน ดังที่แสดงในตาราง

ผลกระทบจากการละลาย

การละลายมีผลอย่างมากต่อความเป็นเบสของเอมีน หมู่ N−H ทำปฏิกิริยากับน้ำอย่างรุนแรง โดยเฉพาะอย่างยิ่งในไอออนแอมโมเนียม ดังนั้น ความเป็นเบสของแอมโมเนียจึงเพิ่มขึ้น 10 11 เท่าจากการละลาย ความเป็นเบสที่แท้จริงของเอมีน กล่าวคือ สถานการณ์ที่การละลายไม่สำคัญ ได้รับการประเมินในสถานะแก๊ส ในสถานะแก๊ส เอมีนแสดงความเป็นเบสตามที่คาดการณ์จากผลของการปล่อยอิเล็กตรอนของหมู่แทนที่อินทรีย์ ดังนั้น เอมีนตติยภูมิจึงมีความเป็นเบสมากกว่าเอมีนทุติยภูมิ ซึ่งมีความเป็นเบสมากกว่าเอมีนปฐมภูมิ และสุดท้ายแอมโมเนียมีความเป็นเบสน้อยที่สุด ลำดับของค่า pK (ความเป็นเบสในน้ำ) ไม่เป็นไปตามลำดับนี้ ในทำนองเดียวกัน อะนิลีนมีความเป็นเบสมากกว่าแอมโมเนียในสถานะแก๊ส แต่มีความเป็นเบสน้อยกว่าถึงหมื่นเท่าในสารละลายในน้ำ[ 20 ]

ในตัวทำละลายขั้วโลกที่ไม่มีโปรตอน เช่นDMSO , DMFและอะซีโตไนไตรล์พลังงานการละลายจะไม่สูงเท่ากับในตัวทำละลายขั้วโลกที่มีโปรตอน เช่น น้ำและเมทานอล ด้วยเหตุนี้ ความเป็นเบสของเอมีนในตัวทำละลายที่ไม่มีโปรตอนเหล่านี้จึงถูกควบคุมโดยผลทางอิเล็กตรอนเป็นส่วนใหญ่

สังเคราะห์

จากแอลกอฮอล์

อัลคิลเอมีนที่มีความสำคัญทางอุตสาหกรรมจะถูกเตรียมจากแอมโมเนียโดยการอัลคิเลชันด้วยแอลกอฮอล์: [ 7 ]

โรห์+เอ็นเอช3อาร์เอ็นเอช2+ชม2โอ{\displaystyle {\ce {ROH + NH3 -> RNH2 + H2O}}}

จากแอลคิลและอะริลเฮไลด์

ต่างจากปฏิกิริยาของเอมีนกับแอลกอฮอล์ ปฏิกิริยาของเอมีนและแอมโมเนียกับแอลคิลเฮไลด์นั้นถูกนำมาใช้ในการสังเคราะห์ในห้องปฏิบัติการ:

อาร์ซี+2อาร์เอ็นเอช2อาร์อาร์เอ็นเอช+[อาร์อาร์เอ็นเอช2]X{\displaystyle {\ce {RX + 2 R'NH2 -> RR'NH + [RR'NH2]X}}}

ในปฏิกิริยาดังกล่าว ซึ่งมีประโยชน์มากกว่าสำหรับอัลคิลไอโอไดด์และโบรไมด์ ระดับของการอัลคิเลชันนั้นควบคุมได้ยาก ทำให้ได้ส่วนผสมของเอมีนปฐมภูมิ ทุติยภูมิ และตติยภูมิ รวมถึงเกลือแอมโมเนียมควอเทอร์นารีด้วย[ 7 ]

สามารถปรับปรุงการเลือกสรรปฏิกิริยาได้โดยใช้ปฏิกิริยา Delépineแม้ว่าจะไม่ค่อยได้ใช้ในระดับอุตสาหกรรมก็ตาม นอกจากนี้ การเลือกสรรปฏิกิริยายังได้รับการรับประกันในสังเคราะห์ Gabrielซึ่งเกี่ยวข้องกับ การทำปฏิกิริยาระหว่าง สารประกอบออร์กาโนฮา ไลด์ กับโพแทสเซียมฟทาลิไมด์

เอริลเฮไลด์มีปฏิกิริยาต่อเอมีนน้อยกว่ามาก และด้วยเหตุนี้จึงควบคุมได้ง่ายกว่า วิธีการที่นิยมใช้ในการเตรียมเอริลเอมีนคือปฏิกิริยาบุชวาลด์-ฮาร์ทวิ

จากแอลคีน

อัลคีนที่มีหมู่แทนที่สองหมู่จะทำปฏิกิริยากับ HCN ในที่ที่มีกรดแก่เพื่อให้ได้ฟอร์มาไมด์ ซึ่งสามารถกำจัดคาร์บอนิลได้ วิธีนี้เรียกว่าปฏิกิริยา Ritterซึ่งใช้ในอุตสาหกรรมเพื่อผลิตเอมีนตติยภูมิ เช่นtert - octylamine [ 7 ]

การไฮโดรอะมิเนชันของแอลคีนก็มีการปฏิบัติกันอย่างแพร่หลายเช่นกัน[ 21 ] ปฏิกิริยานี้ถูกเร่งปฏิกิริยาโดย กรดแข็งที่ ใช้ซีโอไลต์เป็นฐาน[ 7 ]

เส้นทางการลด

ตัวเร่งปฏิกิริยานิกเกลสามารถเติมไฮโดรเจนให้กับหมู่ฟังก์ชันที่มีไนโตรเจนเป็นองค์ประกอบและไม่อิ่มตัว ให้กลายเป็นเอมีนได้ หมู่ฟังก์ชันที่เหมาะสม ได้แก่ไนไตรล์อิมิน (รวมถึงออกซิม ) อะไมด์ อะไซด์และ หมู่ ไนโตรเอมีนจำนวนมากผลิตได้จากอัลดีไฮด์และคีโตนผ่านกระบวนการรีดักทีฟอะมิเนชันการรีดักชันของอิมินที่เกิดขึ้นในแหล่งกำเนิดหรือกระบวนการสองขั้นตอน

LiAlH4มักถูกนำมาใช้เพื่อลดหมู่เหล่านี้ในระดับห้องปฏิบัติการ ในกรณีของไนไตรล์ ปฏิกิริยาจะไวต่อสภาวะที่เป็นกรดหรือด่าง ซึ่งอาจทำให้หมู่ −CN เกิดการไฮโดรไลซิส

อะนิลีน ( C6H5NH2 และอนุพันธ์ถูกเตรียมได้จากการรีดิวซ์ไนโตรอะโรมาติกที่เกี่ยวข้อง ในอุตสาหกรรม ไฮโดรเจนเป็นตัวรีดิวซ์ที่นิยมใช้ ในขณะที่และมักถูกใช้ในห้องปฏิบัติการ

วิธีการเฉพาะทาง

มีวิธีการเตรียมเอมีนอยู่หลายวิธี ซึ่งหลายวิธีนั้นค่อนข้างเฉพาะทาง

ชื่อปฏิกิริยาสารตั้งต้นความคิดเห็น
การลดสเตาดิงเกอร์อะไซด์อินทรีย์ปฏิกิริยานี้ยังสามารถเกิดขึ้นได้กับสารลดแรงตึงผิว เช่นลิเธียมอะลูมิเนียมไฮไดรด์
ปฏิกิริยาของชมิดท์กรดคาร์บอกซิลิก
ปฏิกิริยา Aza-Baylis–Hillmanอิมีนการสังเคราะห์อะลิลิกเอมีน
การลดต้นเบิร์ชอิมีนมีประโยชน์สำหรับปฏิกิริยาที่ดักจับตัวกลางอิมินที่ไม่เสถียร เช่นปฏิกิริยา Grignardกับไนไตรล์[ 22 ]
การเสื่อมสภาพของฮอฟมันน์อะไมด์ปฏิกิริยานี้ใช้ได้เฉพาะสำหรับการเตรียมเอมีนปฐมภูมิเท่านั้น ให้ผลผลิตเอมีนปฐมภูมิที่ดีและปราศจากการปนเปื้อนของเอมีนชนิดอื่น
การคัดออกของฮอฟมันน์เกลือแอมโมเนียมควอเทอร์นารีเมื่อทำการรักษาด้วยเบสเข้มข้น
ปฏิกิริยาของเลอคาร์ทคีโตนและอัลดีไฮด์ปฏิกิริยารีดักทีฟ อะมิเนชัน ด้วยกรดฟอร์มิกและแอมโมเนียผ่านตัวกลางอิมิ น
ปฏิกิริยา Hofmann–Löfflerฮาโลอะมีน
ปฏิกิริยา Eschweiler–Clarkeอะมีนปฏิกิริยารีดักทีฟอะมิเนชันด้วยกรดฟอร์มิกและฟอร์มาลดีไฮด์ผ่านตัวกลางอิมิ น

ปฏิกิริยา

การเติมหมู่แอลคิล การเติมหมู่แอซิลิล และการเติมหมู่ซัลโฟเนชัน เป็นต้น

นอกเหนือจากความเป็นเบสแล้ว ปฏิกิริยาหลักของเอมีนคือความเป็นนิวคลีโอฟิ ล [ 23 ]เอมีนปฐมภูมิส่วนใหญ่เป็นลิแกนด์ ที่ดี สำหรับไอออนโลหะเพื่อให้ เกิด สารเชิงซ้อน เอ มีนจะถูกอัลคิลเลตโดยอัลคิลเฮไลด์ อะซิลคลอไรด์และแอนไฮไดรด์กรดทำปฏิกิริยากับเอมีนปฐมภูมิและทุติยภูมิเพื่อสร้างเอไมด์ ( ปฏิกิริยา Schotten–Baumann )

การก่อตัวของอะไมด์
การก่อตัวของอะไมด์

ในทำนองเดียวกัน เมื่อทำปฏิกิริยากับซัลโฟนิลคลอไรด์ จะได้ซัลโฟนาไมด์การเปลี่ยนแปลงนี้เรียกว่าปฏิกิริยาฮินส์เบิร์กซึ่งเป็นการทดสอบทางเคมีเพื่อตรวจสอบการมีอยู่ของเอมีน

เนื่องจากเอมีนมีฤทธิ์เป็นเบส จึงสามารถทำให้กรด เป็นกลาง เพื่อสร้างเกลือแอมโมเนียมR NH + ที่สอดคล้องกัน เมื่อเกิดจากกรดคาร์บอกซิลิกและเอมีนปฐมภูมิและทุติยภูมิ เกลือเหล่านี้จะเกิดปฏิกิริยาคายน้ำด้วยความร้อน เพื่อสร้างเอไมด์ ที่สอดคล้องกัน

ชมเอ็น|อาร์2อาร์1|:เอมีน+อาร์3ซีโอโอ้กรดคาร์บอกซิลิก> ชมเอ็น+|อาร์2อาร์1|ชม+อาร์3ซีโอโอแอมโมเนียมที่ถูกแทนที่เกลือคาร์บอกซิเลตภาวะขาดน้ำความร้อนเอ็น|อาร์2อาร์1|ซีโออาร์3เอไมด์+ชม2โอน้ำ{\displaystyle {\underbrace {\ce {H-\!\!{\overset {\displaystyle R1 \atop |}{\underset {| \atop \displaystyle R2}{N}}}\!\!\!\!:}} _{\text{amine}}+\underbrace {\ce {R3-{\overset {\displaystyle O \atop \|}{C}}-OH}} _{\text{carboxylic acid}}->}\ \underbrace {\ce {{H-{\overset {\displaystyle R1 \atop |}{\underset {| \atop \displaystyle R2}{N+}}}-H}+R3-COO^{-}}} _{{\text{substituted-ammonium}} \atop {\text{carboxylate salt}}}{\ce {->[{\text{heat}}][{\text{dehydration}}]}}{\underbrace {\ce {{\overset {\displaystyle R1 \atop |}{\underset {| \atop \displaystyle R2}{N}}}\!\!-{\overset {\displaystyle O \atop \|}{C}}-R3}} _{\text{amide}}+\underbrace {\ce {H2O}} _{\text{water}}}}

เอมีนจะเกิดปฏิกิริยาซัลเฟเมชันเมื่อได้รับการบำบัดด้วย ซัลเฟอร์ไตรออกไซด์ หรือแหล่งกำเนิดของซัลเฟอร์ไตรออกไซด์ :

อาร์2เอ็นเอช+ดังนั้น3อาร์2เอ็นเอสโอ3ชม{\displaystyle {\ce {R2NH + SO3 -> R2NSO3H}}}

ไดอะโซไนเซชัน

เอมีนทำปฏิกิริยากับกรดไนตรัสเพื่อให้ได้เกลือไดอะโซเนียม เกลืออัลคิลไดอะโซเนียมมีความสำคัญน้อยเพราะมีความไม่เสถียรมากเกินไป สมาชิกที่สำคัญที่สุดคืออนุพันธ์ของเอมีนอะโรมาติก เช่นอะนิลีน ("ฟีนิลเอมีน") (A = อะริลหรือแนฟทิล):

ANH2+HNO2+HXหนึ่ง2++X+2ชม2โอ{\displaystyle {\ce {ANH2 + HNO2 + HX -> AN2+ + X- + 2 H2O}}}

อะนิลีนและแนฟทิลอะมีนก่อตัวเป็น เกลือ ไดอะโซเนียม ที่เสถียรมากขึ้น ซึ่งสามารถแยกได้ในรูปผลึก[ 24 ]เกลือไดอะโซเนียมมีการเปลี่ยนแปลงที่มีประโยชน์หลายอย่างที่เกี่ยวข้องกับการแทนที่ กลุ่ม N ด้วยแอนไอออน ตัวอย่างเช่นคิวปรัสไซยาไนด์ให้ไนไตรล์ที่สอดคล้องกัน:

หนึ่ง2++วายเอวาย+เอ็น2{\displaystyle {\ce {AN2+ + Y- -> AY + N2}}}

อาริลไดอะโซเนียมจับคู่กับสารประกอบอะโรมาติกที่มีอิเล็กตรอนมาก เช่นฟีนอลเพื่อสร้างสารประกอบเอโซปฏิกิริยาดังกล่าวถูกนำไปใช้อย่างกว้างขวางในการผลิตสีย้อม[ 25 ]

การแปลงเป็นอิมินส์

การเกิดอิมินเป็นปฏิกิริยาที่สำคัญ เอมีนปฐมภูมิทำปฏิกิริยากับคีโตนและอัลดีไฮด์เพื่อสร้างอิมินในกรณีของฟอร์มาลดีไฮด์ (R' = H) ผลิตภัณฑ์เหล่านี้มักอยู่ในรูปของ ไตรเมอร์แบบวงแหวน:  อาร์เอ็นเอช2+อาร์2ซี=โออาร์2ซี=NR+ชม2โอ{\displaystyle {\ce {RNH2 + R'_2C=O -> R'_2C=NR + H2O}}}การลดหมู่ไอมีนเหล่านี้จะให้ผลผลิตเป็นเอมีนทุติยภูมิ:อาร์2ซี=NR+ชม2อาร์2ซีเอชเอ็นเอชอาร์{\displaystyle {\ce {R'_2C=NR + H2 -> R'_2CH-NHR}}}

ในทำนองเดียวกัน เอมีนรองจะทำปฏิกิริยากับคีโตนและอัลดีไฮด์เพื่อสร้างเอนามีน :อาร์2เอ็นเอช+อาร์(อาร์"ซีเอช2)ซี=โออาร์"ซีเอช=ซี(NR2)อาร์+ชม2โอ{\displaystyle {\ce {R2NH + R'(R''CH2)C=O -> R''CH=C(NR2)R' + H2O}}}

ไอออนปรอท จะออก ซิไดซ์เอมีนตติยภูมิที่มี ไฮโดรเจน อั ลฟาแบบย้อนกลับได้ เป็น ไอออน อิมิเนียม : [ 26 ]ปรอท2++อาร์2เอ็นเอช2อาร์ปรอท+[อาร์2เอ็น=ซีเอชอาร์]++ชม+{\displaystyle {\ce {Hg^2+ + R2NCH2R' <=> Hg + [R2N=CHR']+ + H+}}}

ภาพรวม

ภาพรวมของปฏิกิริยาของเอมีนมีดังต่อไปนี้:

ชื่อปฏิกิริยาผลิตภัณฑ์จากปฏิกิริยาความคิดเห็น
การอัลคิเลชันของเอมีนเอมีนระดับการทดแทนเพิ่มขึ้น
ปฏิกิริยาชอตเทน-เบามานน์อะไมด์สารตั้งต้น: เอซิลคลอไรด์ , กรดแอนไฮไดรด์
ปฏิกิริยาของฮินส์เบิร์กซัลโฟนาไมด์สารทำปฏิกิริยา: ซัลโฟนิลคลอไรด์
การควบแน่นของอะมีน-คาร์บอนิลอิมีเนส
การออกซิเดชันอินทรีย์สารประกอบไนโตรโซสารทำปฏิกิริยา: กรดเปอร์ออกซีโมโนซัลฟิวริก
การออกซิเดชันอินทรีย์เกลือไดอะโซเนียมสารเคมีที่ใช้: กรดไนตรัส
ปฏิกิริยาซิงค์ซิงค์อัลดีไฮด์สารทำปฏิกิริยา: เกลือ ไพริดิเนียมร่วมกับเอมีนปฐมภูมิและทุติยภูมิ
การเสื่อมสภาพของ Emdeเอมีนตติยภูมิการลดไอออนควอเทอร์นารีแอมโมเนียม
การจัดเรียงใหม่ของฮอฟมันน์-มาร์ติอุสอะนิลีนที่ถูกแทนที่ด้วยหมู่แอริล
ปฏิกิริยาฟอน บราวน์ไซยานาไมด์อินทรีย์โดยการแตกตัว (เฉพาะเอมีนตติยภูมิ) ด้วยไซยาโนเจนโบรไมด์
การคัดออกของฮอฟมันน์อัลคีนดำเนินการโดยการกำจัดเบต้าของคาร์บอนที่มีการกีดขวางน้อยกว่า
ปฏิกิริยาการรับมืออัลคีนคล้ายกับการกำจัดแบบฮอฟมันน์
ปฏิกิริยาคาร์บิลามีนไอโซไนไตรล์เฉพาะเอมีนปฐมภูมิเท่านั้น
การทดสอบน้ำมันมัสตาร์ดของฮอฟมันน์ไอโซไทโอไซยาเนต ใช้คาร์บอนไดซัลไฟด์CS₂และปรอท(II) คลอไรด์ส่วน

กิจกรรมทางชีวภาพ

อะมีนพบได้ทั่วไปในทางชีววิทยา การสลายตัวของกรดอะมิโน จะปล่อยอะมีนออกมา ซึ่ง เป็น ที่รู้จักกันดีในกรณีของปลาเน่าที่ส่งกลิ่นของไตรเมทิล อะมีน สารสื่อประสาทหลายชนิดเป็นอะมีน ได้แก่เอพิเนริน นอร์ เอพิเน ฟรินโดปามีน เซโรโทนิน และฮิสตามีหมู่เอมีโนที่ถูกโปรตอน (– NH + 3 ) เป็นหมู่ที่มีประจุบวกที่พบได้บ่อยที่สุดในโปรตีนโดยเฉพาะในกรดอะมิโนไลซีน[ 27 ] ดีเอ็นเอ พอลิเมอร์ประจุ ลบ มักจะจับกับโปรตีนที่อุดมไปด้วยอะมีนหลายชนิด[ 28 ]นอกจากนี้ แอมโมเนียมปฐมภูมิที่มีประจุที่ปลายของไลซีนจะสร้างพันธะเกลือกับ หมู่คาร์ บอกซิเลตของกรดอะมิโนอื่นๆ ในพอลิเปปไทด์ซึ่งเป็นหนึ่งในปัจจัยหลักที่มีอิทธิพลต่อโครงสร้างสามมิติของโปรตีน[ 29 ]

ฮอร์โมนอะมีน

ฮอร์โมนที่ได้จากการดัดแปลงกรดอะมิโนเรียกว่าฮอร์โมนอะมีน โดยทั่วไป โครงสร้างดั้งเดิมของกรดอะมิโนจะถูกดัดแปลงโดยการกำจัดหมู่ –COOH หรือหมู่คาร์บอกซิลออกไป ในขณะที่หมู่ –NH + 3 หรือหมู่อะมีนยังคงอยู่ ฮอร์โมนอะมีนถูกสังเคราะห์จากกรดอะมิโนทริปโตเฟนหรือไทโรซีน[ 30 ]

การประยุกต์ใช้เอมีน

สีย้อม

เอมีนอะโรมาติกปฐมภูมิใช้เป็นวัตถุดิบตั้งต้นในการผลิตสีย้อมเอโซโดยจะทำปฏิกิริยากับกรดไนตรัสเพื่อสร้างเกลือไดอะโซเนียม ซึ่งสามารถเกิดปฏิกิริยาควบคู่กันเพื่อสร้างสารประกอบเอโซได้ เนื่องจากสารประกอบเอโซมีสีเข้ม จึงมีการใช้กันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมการย้อมสี เช่น:

ยาเสพติด

ยาและยาที่อยู่ในระหว่างการพัฒนาส่วนใหญ่มีหมู่ฟังก์ชันอะมีน: [ 31 ]

การบำบัดก๊าซ

โมโนเอทานอล อะมี น(MEA), ไดไกลโคลามีน( DGA ) , ไดเอทานอลอะมีน (DEA), ไดไอโซโพรพานอลามีน (DIPA) และเมทิลไดเอทานอลอะมีน (MDEA) ถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมเพื่อกำจัดคาร์บอนไดออกไซด์ ( CO2 และไฮโดรเจนซัลไฟด์ (H2S นี้ยังอาจใช้เพื่อกำจัดCO2จากก๊าซเผาไหม้และก๊าซไอเสียและอาจมีศักยภาพในการลดก๊าซเรือนกระจกกระบวนการที่เกี่ยวข้องเรียกว่าการทำให้หวาน[ 33 ]

สารเร่งปฏิกิริยาการแข็งตัวของเรซินอีพ็อกซี

อะมีนมักใช้เป็นสารเร่งการแข็งตัวของเรซินอีพ็อกซี[ 34 ] [ 35 ]ซึ่งรวมถึงไดเมทิลเอทิลอะมีน ไซโคเฮกซิลอะมีนและไดอะมีนหลายชนิด เช่น 4,4-ไดอะมิโนไดไซโคล เฮกซิลมีเทน [ 7 ]อะมีนอเนกประสงค์ เช่นเตตระเอทิลีนเพนตามีนและไตรเอทิลีนเตตระมี น ก็ถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในลักษณะนี้เช่นกัน[ 36 ]ปฏิกิริยาดำเนินไปโดยอิเล็กตรอนคู่โดดเดี่ยวบนไนโตรเจนของอะมีนเข้าโจมตีคาร์บอนนอกสุดบนวงแหวนออกซิเรนของเรซินอีพ็อกซี ซึ่งจะช่วยลดความเครียดของวงแหวนบนอีพอกไซด์และเป็นแรงขับเคลื่อนของปฏิกิริยา[ 37 ]โมเลกุลที่มีฟังก์ชันอะมีนตติยภูมิ มักใช้เพื่อเร่งปฏิกิริยาการแข็งตัวของอีพ็อกซี-อะมีน และรวมถึงสารต่างๆ เช่น2,4,6-ไตรส์(ไดเมทิลอะมิโนเมทิล)ฟีนอลมีการระบุว่านี่เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาที่อุณหภูมิห้องที่ใช้กันอย่างแพร่หลายที่สุดสำหรับระบบเรซินอีพ็อกซีสององค์ประกอบ[ 38 ] [ 39 ]

ความปลอดภัย

เอมีนโมเลกุลน้ำหนักต่ำอย่างง่าย เช่นเอทิลเอมีนเป็นพิษ โดยมีค่าอยู่ระหว่าง 100 ถึง 1000  มก./กก. พวกมันก่อให้เกิดการระคายเคืองต่อผิวหนัง โดยเฉพาะอย่างยิ่งเนื่องจากบางชนิดสามารถดูดซึมผ่านผิวหนังได้ง่าย[ 7 ]เอมีนเป็นสารประกอบประเภทกว้าง และสมาชิกที่ซับซ้อนกว่าในกลุ่มนี้สามารถมีฤทธิ์ทางชีวภาพสูงมาก เช่นสไตรคนี

ดูเพิ่มเติม

อ่านเพิ่มเติม

  • ฟลิค, เออร์เนสต์ ดับเบิลยู. (1993). เรซินอีพ็อกซี สารเร่งปฏิกิริยา สารประกอบ และสารปรับแต่ง: คู่มืออุตสาหกรรม . พาร์ค ริดจ์, นิวเจอร์ซีย์: สำนักพิมพ์นอยส์. ISBN 978-0-8155-1708-5. OCLC 915134542 . 

สรุปเนื้อหา

ข้อมูลสำคัญจากบทความ

ข้อมูลสำคัญเกี่ยวกับ ไม่มีชื่อบทความ

ใน วิชาเคมี เอ มีน ( / ə ˈ m iː n , ˈ æ m iː n / , [ 1 ] [ 2 ] UK ยังเขียนว่า / ˈ eɪ m iː n / [ 3 ] ) เป็น สารประกอบอินทรีย์ ที่มีพันธะคาร์บอน-ไนโตรเจน [ 4 ]...

การจำแนกประเภทของเอมีน

เอมีนสามารถจำแนกได้ตามลักษณะและจำนวนของหมู่แทนที่บนอะตอม ไนโตรเจน เอมีนแบบอะลิฟาติก จะมีเฉพาะไฮโดรเจนและหมู่แอลคิลเป็น หมู่แทนที่ ในขณะที่เอมีนแบบอะโรมาติกจะมีอะตอม ไนโตรเจน เชื่อมต่อกับวงแหวน อะโรมาติก

สารประกอบที่เกี่ยวข้อง

สารประกอบที่ อะตอม ไนโตรเจน เชื่อมต่อกับ หมู่คาร์บอนิล จึงมีโครงสร้าง R−C(=O)−NR′R″ เรียกว่า เอไมด์ ส่วนสารประกอบที่มีหมู่แทนที่อินทรีย์สี่หมู่บนอะตอมไนโตรเจน จึงมีโครงสร้าง R N + X − เรียกว่า เกลือแอมโมเนียมควอ เทอร์นารี และ พบ แอนไอออน หลายชนิด...

หลักเกณฑ์การตั้งชื่อ

สารกลุ่มเอมีนสามารถตั้งชื่อได้หลายวิธี โดยทั่วไปจะใช้คำนำหน้า "อะมิโน-" หรือคำต่อท้าย "-เอมีน" คำนำหน้า " N- " แสดงถึงการแทนที่บนอะตอมไนโตรเจน สารประกอบอินทรีย์ที่มีหมู่เอมีโนหลายหมู่เรียกว่า ไดเอมีน ไตร เอมีน เต ตระ เอมีน และอื่นๆ