กลับไปหน้าบทความ

อ่าน 13 นาที

อะมีน

ในวิชาเคมีเอมีน ( / ə ˈ m iː n , ˈ æ m iː n / , UK ยังเขียนว่า/ ˈ eɪ m iː n / ) เป็นสารประกอบอินทรีย์ที่มีพันธะคาร์บอน-ไนโตรเจนเอมีนเกิดขึ้นเมื่ออะตอมไฮโดรเจนหนึ่งอะตอมหรือมากกว่าใ...

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
การลดสเตาดิงเกอร์ออร์แกนิคอะไซด์ปฏิกิริยานี้ยังสามารถเกิดขึ้นได้กับสารลดแรงตึงผิว 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 ]

Gas treatment

Aqueous monoethanolamine (MEA), diglycolamine (DGA), diethanolamine (DEA), diisopropanolamine (DIPA) and methyldiethanolamine (MDEA) are widely used industrially for removing carbon dioxide (CO) and hydrogen sulfide (HS) from natural gas and refinery process streams. They may also be used to remove CO from combustion gases and flue gases and may have potential for abatement of greenhouse gases. Related processes are known as sweetening.[33]

Epoxy resin curing agents

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 อะมีน

ในวิชาเคมีเอมีน ( / ə ˈ m iː n , ˈ æ m iː n / , UK ยังเขียนว่า/ ˈ eɪ m iː n / ) เป็นสารประกอบอินทรีย์ที่มีพันธะคาร์บอน-ไนโตรเจนเอมีนเกิดขึ้นเมื่ออะตอมไฮโดรเจนหนึ่งอะตอมหรือมากกว่าใ...

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