Amin (kimya)

Vikipedi, özgür ansiklopedi
Atla: kullan, ara
Aminin kimyasal yapısı

Aminler, amonyaktaki bir veya daha fazla hidrojen atomunun organik radikaller ile değiştirilmesi yöntemiyle türetilmiş[1] organik bileşikler ve fonksiyonel gruplardır. Yapısal olarak aminler amonyağa benzerler, ama bir veya daha fazla hidrojen atomu, alkil veya aril gibi organik ornatıklarla yer değiştirmiştir. Bu kuralın önemli bir istisnası RC(O)NR2 tipi bileşiklerdir ( C(O) karbonil grubuna karşılık gelir), bunlara amin yerine amid denir. Amidler ve aminlerin yapıları ve özellikleri farklı olduğu için bu ayırım kimyasal olarak önemlidir. Adlandırma açısında biraz akıl karıştırıcı olan bir nokta, bir aminin N-H grubunun N-M (M=metal) ile değişmesi halinde buna da amid denmesidir. Örneğin (CH3)2NLi, lityum dimetilamid'dir.

Alifatik aminler[değiştir | kaynağı değiştir]

Aşağıdaki şekillerde gösterildiği üzere, amonyaktaki üç hidrojen atomundan biri organik bir ornatık ile yer değişirse bir birincil amin ortaya çıkar. İkincil aminlerde N'ye iki organik ornatık ve bir H bağlıdır. Üçüncül aminlerde üç hidrojenin de yerinde organik gruplar vardır. Bu terimler yerine sırasıyla primer amin, sekonder amin ve tersiyer amin de kullanılır. R gruplarının alttakıları organik ornatıkları birbirinden ayırdetmek için kullanılır (bu amaçla üsttakı kullanımı tercih edilir). Ancak, H atomlarındaki alttakılar o grupta kaç tane H atomu olduğunu belirtir. Bu bileşiklerdeki azot atomu yüklüdür, bunu dengeleyen tersyükünlerin (counterion) varlığı nedeniyle bunlara dördüncül (kuaterner) amonyum tuzları da denir.

Birincil amin İkincil amin Üçüncül amin
birincil amin
ikincil amin
üçüncül amin

Benzer şekilde, birden fazla amino grubuna sahip olan organik bileşiklere diamin, triamin, tetramin, v.b. adlandırılırlar.

Aromatik aminler[değiştir | kaynağı değiştir]

Ana madde: Aromatik aminler

Aromatik aminlerde azot atomu bir aromatik halkaya bağlıdır, anilin örneğinde olduğu gibi. Aromatik halka, üzerindeki diğer ornatıklara bağlı olarak, aminin bazlığını büyük oranda azaltır. İlginç bir şekilde, bir amin grubu, elektron verici özelliğinden dolayı, takılı olduğu aromatik halkanın reaktivitesini kuvvetle arttırır. Aromatik aminlerin rol oynadığı bir organik tepkime Goldberg tepkimesidir.

Adlandırma konvansiyonları[değiştir | kaynağı değiştir]

  • "N-" öneki azot atomunun ornatığını belirtir
  • "amino-" öneki
  • "-amin" soneki
  • Kimyasal bileşiklerin ismi özel isim değildir, dolayısıyla isimde büyük harf kullanılmaz.

Bazı yaygın aminlerin sistematik adları:

Küçük aminler-amin soneki ile adlandırılırlar.

Methylamin.PNG
methylamine

Büyük aminlerde fonksiyonel grup olarak amino öneki olur.

2-amino-pentane.png
2-aminopentane
(veya bazen: pent-2-yl-amine veya pentane-2-amine)

Fiziksel özellikler[değiştir | kaynağı değiştir]

Genel özellikler[değiştir | kaynağı değiştir]

  1. Hidrojen bağlanması birincil ve ikincil aminlerin, ayrıca protonlanmış tüm aminlerin özelliklerine önemli ölçüde etki eder. Böylece aminlerin kaynama noktası benzer fosfinlerinkinden daha yüksek ama genelde benzer alkollerinkinden daha düşüktür. Alkoller, veya alkanoller, aminlere benzerler ama NR2 yerine bir -OH grubuna sahiptirler. Oksijen azottan daha elektronegatif olduğundan RO-H kendisine benzeyen R2N-H bileşiğine kıyasla daha asidiktir.
  2. Metilamin, dimetilamin, trimetilamin ve etilamin standart şartlarda gaz halindedir, oysa dietilamin ve trietilamin sıvıdırlar. Çoğu diğer alkil aminler sıvıdırlar; yüksek molekül ağırlıklı aminler tabiî katıdırlar.
  3. Gaz aminlerin karakteristik bir amonyak kokusu vardır. Sıvı aminlerin kendilerine has "balığımsı" bir kokuları vardır.
  4. Çoğu alifatik amin hidrojen bağı kurma yeteneğnden dolayı suda çözünebilir. Karbon atomu sayısı arttıkça çözünrlük azalır, özellikle 6'dan sonra.
  5. Alifatik aminler organik çözücülerde önemli derecede çözünürlüğe sahiptirler. Birincil aminler ketonlarla (aseton gibi) tepkirler ve çoğu amin kloroform ve karbon tetraklorür ile uyumsuzdur.
  6. Anilin gibi aromatik aminlerdeki elektron çiftleri benzen halkası ile eşleniklenir, bu yüzden hidrojen bağı kurma yetenekleri azalmıştır.

Kirallik[değiştir | kaynağı değiştir]

amin evirtimi

NHR'R ve NRR'R" tipinde aminler kiraldirler: azot grubunun dört ornatığı vardır, tek elektron çifti de sayılırsa. Stereo merkezin evirtiminin enerji engeli nispeten düşüktür, örneğin trialkilamin için ~7 kcal/mol'dür. Stereoizomerlerlerin evirtimi açık bir şemsiyenin rüzgarda tersyüz olmasına benzetilebilir. Bu düşük engel yüzünden NHRR' gibi aminlerin optik izomerleri optik olarak birbirlerinden ayırdedilemezler, NRR'R" tipi moleküller ise ancak R, R', and R" grupları halkalı yapılar içinde sabitlendiklerinde ayırdedilebilirler.

Baz özellikleri[değiştir | kaynağı değiştir]

Amonyak gibi aminler de nispeten kuvvetli bazdırlar. Eşlenik (konjuge) asit Ka değerleri için tabloya bakınız). Aminlerin bazlıkları belirleyen faktörler şunlardır:

  1. Azot üzerindeki yalın elektron çiftinin serbestlik derecesi
  2. Ornatıkların elektronik özellikleri (alkil gruplar balığı pekiştirir, ariller onu azaltır).
  3. Protonlaşmış aminin su moleküllerine bağlanma (solvation) derecesi.

Azot atomunda bir yalın elektron çifti bulunur, buna H+ bağlanarak R3NH+ şeklinde bir amonyum iyonu oluşur. Bu metinde yalın elektron çifti N'nin yanında iki nokta olarak gösterilmektedir. Aminlerin suda çözünürlüğü büyük ölçüde su moleküllerindeki protonlar ile bu elektron çiftleri arasında hidrojen bağı oluşmasına bağlıdır.

Bileşiğin iyonu Kb
Amonyak NH3 1.8·10-5 M
Metilamin CH3NH2 4.4·10-4 M
propilamin CH3CH2CH2NH2 4.7·10-4 M
2-propilamin (CH3)2CHNH2 5.3·10-4 M
dietilamin (CH3)2NH 9.6·10-4 M
Alkil grupların endüktif etkisi yalın elektron çiftinin enerjisini yükselterek bazlığını yükselmesine neden olur.
Bileşiğin iyonu Kb
Amonyak NH3 1.8·10-5 M
Aniline C6H5NH2 3.8·10-10 M
4-metilfenylamin 4-CH3C6H4NH2 1.2·10-9 M
Aromatik halkanın mezomerik etkisi yalın elektron çiftini halkaya doğru yersizleştirerek (delokalize ederek) bazlığını azalmasına neden olur.
  • Protonlaşmış aminlerin protonlaşma derecesi:
bileşiğin iyonu En çok H-bağı
NH4+ 4 H2O'da çözünürlüğü çok
RNH3+ 3
R2NH2+ 2
R3NH+ 1 H2O en az çözünür

Sentez[değiştir | kaynağı değiştir]

Laboratuvarda aminlerin hazırlanması için aşağıdaki yöntemler vardır.

The Gabriel synthesis
The Hofmann rearrangment
Nitrile reduction

Nitriller nikel katalizör kullanarak aminlere indirgenirler, ama -CN grubunun kaybetmemek için asit veya alkali şartlar kullanılmamalıdır. LiAlH4 laboratuvar ölçeğinde nitrillerin indirgenmesinde daha sık kullanılır. LiAlH4, amidleri aminlere indirger:

Reduction of amides to amines

Nitro bileşiklerinin aminlere indirgenmesi için asitle çinko, kalay veya demir kullanılır. Şablon:Ayrıntı

  • Haloalkanların nükleofilik ornatımı. Birincil aminler ayrıca amopnyağın alkillenmesi ile sentezlenirler. Haloalkanlar aminlerle tepkiyip alkil-ornatık aminler oluştururlar, bir halojen asit salarak. Bu tepkimeler özellikle alkil iodür ve bromürler için faydalıdır, ama alkillenme derecesini kontrol etmek zor olduğu için ender olarak kullanılırlar. Eğer tepkimeye giren amin üçüncül ise, bir dördüncül amonyum katyonu meydana gelir. Bu yolla pek çok dördüncül amonyum tuzu hazırlanabilir, bunların çeşitli R grupları ve pek çok halojenür ve psödohalojenür anyonu olabilir.
Amine alkylation
Amine alkylation

Tepkimeler[değiştir | kaynağı değiştir]

Aminler çeşitli yollarla tepkirler:

Amide formation
  • Aminler bazik oldukları için karboksilik asitleri nötürleştirip amonyum karboksilat tuzları oluştururlar. 200 °C'de ısıtılınca birincil ve ikincil tuzlar su kaybedip amidlere dönüşürler.
Amine reaction with carboxylic acids
  • Amonyum tuzu oluşmasıyla. Üçüncül aminler (R3N) hidroiyodik asit, hidroklorik asit veya hidrobromik asit gibi kuvvetli asitlerle nötürleşme tepkimelerine girip R3NH+ amonyum tuzları oluşturular.
  • Diazonyum tuzu oluşumu ile. Nitröz asit (HNO2) çok kararsız olduğu için onu dolaylı olarak üretmek için NaNO2 ve deriçik hidroklorik asit veya sülfürik asit kullanılır. Nitröz asit ile birincil alifatik aminler tepkiyince çok kararsız olan diazonium tuzları oluştururlar bunlar da N2 kaybederek kendiliklerinden yılıma uğrayarak karbonyum iyonuna dönüşürler. Karbonyum iyonu başlıca alkanollar olmak üzere alken, alkanol ve alkil halojenürlerden oluşan bir karışım oluşturur. Bu tepkime sentez için önemli değildir çünkü oluşan diazonyum tuzu soğuk çözeltilerde dahi çok kararsızdır.
NaNO2 + HCl → HNO2 + NaCl
Nitrous acid reaction
Birincil aromatik aminler, örneğin anilin (fenilamin), 0–5 °C'de daha kararlı diazonyum iyonları oluştururlar. 5 °C üstünde yıkıma uğrayıp fenol ve N22ye dönüşürler. Arendiazonyum tuzları kristal halde izole edileiblirler ama genelde hazırlandıktan sonra hemen çüzeltide kullanılırlar, hızla yıkıma uğradıkları için. Katı arendiazonyum tuzları sadmeyle veya ısınmayla patlayabilirler. Arendiazonyum tuzları alifatik benzerlerine kıyasla daha kararlı oldukları için sentez tepkimelerinde daha faydalıdırlar. Diazonyum tuzunun saflaştırılması gerekli olmadığından oluştuktan sonra başka bir tepkin, örneğin bakır siyanür, karışıma eklenebilir ve çözeltinin hafif ısıtılmasıyla azot gazının salındığı bir değişim tepkimesi gerçekleşir. Ayrıca, arendiazonyum iyonları, fenol gibi etkinleştirilmiş bir aromatik bileşik ile birleşerek azo bileşikleri olulşturabilir.
Aromatic diazonium salts
RNH2 + R'2C=O → R'2C=NR + H2O
  • ikincil aminler keton ve aldehitlerlertepkiyip enaminler oluşturur.
R2NH + R'(R"CH2)C=O → R"CH=C(NR2)R' + H2O

Biyolojik etkileri[değiştir | kaynağı değiştir]

Amınlerin kendilerine has, kuvvetli, kötü kokuları vardır ve toksiktirler. Amonyak, balık, idrar , çürüyen et ve sperm kokuları aminlerden oluşur. Pek çok biyolojik etkinlik amino asitlerin parçalanması sonucu aminler oluşturur.

Aminlerin kullanımı[değiştir | kaynağı değiştir]

Boyalar[değiştir | kaynağı değiştir]

Birincil aromatik aminler azo boyalarının yapımı için başlangıç malzemesi olarak kullanılır. Nitrik (III) asit ile tepkiyip diazonyum tuzları oluşturur, bu da birleşme tepkimesi sonucunda azo bileşiği oluşturur. Azo bileşikleri renkli olduklarından boya endüstrisinde yaygın olarak kullanılırlar. Bu maddelere bazı örnekler:

İlaçlar[değiştir | kaynağı değiştir]

Gaz arıtımı[değiştir | kaynağı değiştir]

  • Suda çözünmüş monoetanolamin, diglikolamin, dietanolamin, diisopropanolamin ve metildietamolamin endüstride yaygın olarak kullanılırlar, doğal gaz hatlarından ve rafineri artıklarından karbon dioksit ve hidrojen sülfür gazlarını arıtmak için. Ayrıca bacalardan CO2'nin arıtılması için de kullanılabilirler ve sera etkisinin önüne geçme potansiyelleri vardır.

Ayrıca bakınız[değiştir | kaynağı değiştir]

Kaynakça[değiştir | kaynağı değiştir]

İngilizce Vikipedi'deki 14.03.2007 tarihli Amine maddesi

  1. ^ "amine." Oxford Dictionary of English 2e, Oxford University Press, 2003.