Transcript LES AMINES
LES AMINES 1- Définition- Nomenclature 1-1 Définition: Caractérisées par la liaison C N , elles sont primaires, secondaires ou tertiaires suivant que N est relié à un, deux ou trois atomes de carbone. R-NH2 (A.I) R-NH-R’ (A.II) RR’R’’N (A.III) 1-2 Nomenclature Les amines primaires (R-NH2) sont nommées en ajoutant la terminaison AMINE au nom du groupe R- . L’atome de C directement lié à N porte le n°1. CH3 Ex: Nommez: (A): C H 3 C H 2 N H 2 (B):C H 3 C H 2 C H C H 2 C H 2 C H 3 ( C): C H 3 C H 2 C C H 2 C H C H 3 NH2 NH2 CH3 Rép: 1 (A ) = ) C H 3 C H 2 N H 2 E thy lam ine 2 3 4 (B ): C H 3 C H 2 C H C H 2 C H 2 C H 3 NH2 CH3 1 2 3 4 (C ): C H 3 C H 2 C C H 2 C H C H 3 NH2 CH3 1-Ethylbutylam ine 1-Ethyl-1,3-diméthylbutylamine Remarques a) Les amines primaires (R-NH2) peuvent également être nommées en ajoutant le suffixe AMINE au nom de la chaîne hydrocarbonée 4 (avec élision de la voyelle « e ») 1 3 6 C H 3C H 2C H C H 2C H 2C H 3 NH2 3 1 NH2 3 -m éth y lb u tan -1 -am in e Hexan-3-amine (ou 3-Méthylbutylamine) (ou 1-Ethylbutylamine) * La nomenclature utilisant l’alkyle R- est préférable. b) Si N est sur un cycle benzénique il s’agit de benzénamines (ou anilines ou amines aromatiques) c) Pour les amines II et III, on se refère au substituant le plus important de N et on nomme les autres comme substituant(s) à la suite de N (N- ou N, N-). On peut les considérer comme des alkylamines (substituants par ordre alphabétique) Remarques d); e) d) Quand les amines sec et ter sont symétriques on fait précéder le nom du groupe du préfixe multiplicatif di ou tri C6H5-NH-C6H5 Diphénylamine (CH3CH2)3N Triéthylamine e) Si les groupes sont substitués (symétriquement ou non) les indices des substituants sont indexés. 1 1' CH3 CH NH CH CH3 1,1'-Diphényldiéthylamine 2 1 CH3 CH 1' NH CH2 2' CH2 1,2'-Diphényldiéthylamine Exemples EX1: C H 3C H 2 CH3 Ex.2 HNCH3 1 3 N C H 2C H 2C H 3 N-éthyl-N-méthylpropan-1-amine ou N-éthyl-N-méthylaminopropane (…propylamine) N-méthylbenzénamine (N-méthylaniline) Ex.3 H 3C 1 2 3 5 H NH2 (R)-trans-pent-3-én-2-amine Ex.4 N 1 EX.5 Benzylcyclopropylméthylamine 2 NH 3 N-méthyl-2-méthylpropan-2-amine N,2-diméthylpropan-2-amine t-Butylméthylamine Remarques: f); g) f) Le préfixe amino est utilisé en présence d’une fonction prioritaire (alcool, cétone, aldéhyde, acide et dérivés).Il en découle les noms en aminoalcanes. g) Si deux ou trois groupes R- identiques comportant des fonctions prioritaires sur la fonction amine, sont liés à un atome d’azote les groupes –NH- et correspondants sont désignés N respectivement par les préfixes IMINO et NITRILO T.D. Nommez selon l’UICPA: 1) C H 3 C O C H 2 C H C O O H 2) C H 3 C O C H C H 2C H O H C H 3 C H 2C H 2N H 2 NH2 3) 4) H O O C CH 2 N H CH 2 CO O H 5) HOOC CH2 HOOC CH2 N CH2 CH2 N CH3 CO CH2 CH CH3 CH2 COOH CH2 COOH N 3 Réponses 5 4 1 2 3 1) C H 3 C O C H 2 C H C O O H A cide 2-A m ino-4-oxopentanoïque NH2 2) 1 2 3 5 4 6 C H 3 C O C H C H 2C H O H C H 3 C H 2C H 2N H 2 2' 1' 3-(2-Aminoéthyl)-5-hydroxyhexan-2-one 3) H O O C C H 2 N H C H 2 C O O H Acide iminodiacétique 4 4) CH3 1 CO CH2 CH 2 3 5 HOOC CH2 CH3 N 3 Nitrilo-4,4',4''-tripentan-2-one CH2 COOH 5) H O O C C H N C H 2 C H 2 N C H C O O H 2 2 A cide éthylènenitrilotétraa cétique le nom trivial de ce composé est: Acide EthylèneDiamineTétraAcétique (EDTA) Amines hétérocycliques Les amines hétérocycliques importantes ont toutes des noms courants (historiques). Dans la nomenclature systématique, les préfixes aza- , diaza- et triazasont utilisés pour indiquer que les atomes d’azote N ont remplacé des atomes de carbone dans l’hydrocarbure correspondant. 4 H P y rro lid in e (azacy clo p en tan e) 4 N1 N 2 H Pirrole ( 1-azacyclopenta-2;4-diène) Pyrazole (1,2-D iazacyclopenta-2,4-diène) N 3 5 2 1 H Im id azo le (1 ,3 -D ia za cy clo p en ta -2 ,4 -d ièn e) 1 H N3 N N2 5 5 N 3 N p y rid in e (azab en zèn e) 6 N 1 P y rim id in e (1 ,3 -d ia za b e n z èn e) 2- Accès Par de très nombreuses méthodes dont : 2-1 Méthode de Hoffmann H 3N + R X H 3N B ase R, X H 2N R - HX (ju sq u 'à l'h alo g én u re d 'am m o n iu m q u atern aire R 4 N , X ) 2-2 Méthode de Gabriel : O O NH + R X B N - HX O phtalim ide R 2 KOH R NH2 - phtalate de K O 2-3 Réduction de nitriles, oximes, imines, nitroalcanes, azotures N i, t° d’alkyle, amides, … C N + 2 H2 CH2 NH2 ou A lLiH 4 2-4 Autres méthodes * Na NH2 + R X H 2N R -N aX 300°C OH + NH3 * R * HO H 2O + R NH2 ZnC l 2 , N H 4 C l H H C NR3 O R B , t° C H Et * H N aN 3 C X - N aX R h alo g én u re d 'acy le E tC H CH2 + N R 3 (E 2, élim ination de H offm ann) alcène de H offm ann O t° C -N 2 N N N R N C O H -O H iso cy an ate R N H 2 + C O 2 (C u rtiu s) azo tu re d 'acy le *R C O NH2 + N aO B r (B r 2 /N aO H ) hypobrom ite de N a R - N aB r - C O 2 N H 2 (dégradation d'H offm ann) 3- Caractéristiques physiques De moins en moins solubles dans l’eau quand R de R-NH2 augmente. Elles ont des Téb inférieures à celles des alcools homologues (liaisons H moins fortes). ° 1,47 A ° 1,01 A N H H 3C 112,9° 105,9° H Réactivités Elles sont basiques et nucléophiles (doublet libre sur l’azote) d’une part et acides (NH des amines I et II moins acides que OH des alcools). Les alkylamines sont plus basiques (III > II > I) que les benzénamines dont le doublet participe à la résonnance d’autant plus que le noyau porte des substituants électrons-attracteurs (différents d’électronsdonneurs). Ka N R + CH pK a = 50 H Kb C ; H N R + H pK a = 30 OH pK a = 15,7 H N R + OH pK a = 10 (am inium ) La basicité des amines peut être évaluée par l’acidité de leurs acides conjugués (pKa 10) ; pKaH-OH = 15,7 et pKaRO-H = 16 -18. Plus l’amine est basique plus son acide conjugué est faible (plus son pKa est grand). Nucléophilie - Alkylation M e3N + Me X M e4N , X (H offm ann) halogénure de tétram éthy lam m onium - Acylation N C + O N Z C H O Z N C O - H 2O H Z = X, RO, RCOO C O C am ide O OH H H N + N N H C O N C OH N -H 2 O C im ine Nitrosation par le cation nitrosyle Action de HNO2 : H - Amines primaires R O H O N - H 2O N NH2 N O O R R N NH NH2 N O N N cation d iazon iu m R O -N2 R R NH R' N O -H N N O R' N -nitrosodialky lam ine (cancérigène) - Amines tertiaires am ine III R - H 2O R' am ine II R 3N sur les: O H am ine I - Amines secondaires N N O R 3N N O cation N -nitrosoam m onium tertiaire Remarques 1°) les amines I subissent une désamination nitreuse conduisant au carbocation R très réactif (SN , E, réarrangements) 2°) Si R = Ar, A r N 2 (arène diazonium plus stable, agent de synthèse) A rO H A rI H 2 O , t° acid e hy pop hospho reux ( H O A rH KI O PH 2 ) Ar Y N2 , X tétrafluo ro borate d'hy drogène H BF4 A rF C uC N co pulatio n diazoïque N =N Y Ar (colorants) A rC N 3°) Action sur les amines III aromatiques Les amines III aromatiques sont nitrosées en position para (SE) : N + + X N O O N N b) Acidité N H N C O - HX am ide C O c) Autres réactions Test de Hinsberg (Ph-SO2-Cl, chlorure de benzènesulfonyle) am ine I Ph SO 2 N H R sulfonam ide soluble en m ilieu basique Ph SO 2 Cl am ine II Ph S O 2 N R R ' sulfonam ide am ine III en basique rien Les sulfonamides en 4-amino sont des sulfamides, agents de chimiothérapie : N H 2N S O 2N H sulfadiazine (antipaludéen) N Autres réactions (suite) - Oxydation par H2O2 H R 3N + O O R 3N OH + OH H - H 2O O am inoxyde R 3N - Les aminoxydes par syn-élimination (élimination de Cope) donnent accès aux éthyléniques : O N H C C N OH + C C - N-halogénation R NH2 + HO Cl R N H Cl HO Cl R N Cl 2 APPLICATIONS - Les amines sont avec d’autres dérivés, des produits importants (biochimie, médecine, pharmacie et textile) : Aminoacides, peptides, protéines et alcaloïdes ; 2-phényléthanamine et dérivés (amphétamines, dopamine, morphine…) Sulfamides (chimiothérapie : antibiotiques, antimétabolites) - On les rencontre comme : neurotransmetteurs, décongestionnants, antidépresseurs, anesthésiques, sédatifs, analeptiques, antiobésité, vitamines (B1 et B6). - Dans l’industrie textile : nylon-6,6. H N N NH CH3 N icotin e A p étin il (p ilu le am aig rissan te) TD2 1) Nommez: CH3 (A): (B): NH CH2 CH3 N CH C H 2, B r CH3 (C): CH3 CH3 C (C H 3 ) 3 C CBr CHOH CHOH CH3 CH2 CH2 N Rép N (D ) C (C H 3 ) 3 NH (A): benzylphénylamine (ou N-benzylaniline) (B): bromure de triméthylvinylammonium. (C): 5-bromo- N,N-ditert-butyl-3,4-dihydroxy-6-méthylhept-5-èn-1-amine CH3 ( D) 4 3 N 5 4-Méthyl-1,3-diazapenta-2,4-diène NH 2 4-méthyl-1H-imidazole ou 1 4-Méthylimidazole (couramment appelé 4-MEI , présent dans certaines boissons comme colorant (coca-cola par ex.) ,il est soupsonné d’être cancérigéne à forte dose.) . TD3 NH2 NO2 Indiquer comment faire la transformation: NO2 Rép Le groupe amino sur le cycle (orienteur ortho- para) favorise non seulement la substitution mais aussi l’oxydation. La nitration directe de l’aniline provoque alors une destruction considérable du cycle et est donc une mauvaise méthode pour la préparation de l’o et du p-nitroaniline. On protège alors –NH2 avec le groupe –NHCOCH3 qui favorise la nitration directe en para et faiblement en ortho.-NHCOCH3 est orienteur ortho para. HN COCH3 NH2 C H 3C O C l HN COCH3 Pour avoir l’ortho, on bloque la position para par l’emploi d’un groupe bloquant comme le groupe acide sulfonique qui est en plus un groupe orienteur méta HN COCH3 NO2 1) S O 3 / H 2 S O 4 1) H , H 2 O , NH2 NO2 C F 3C O 3H 2) H N O 3 2) H O , H 2 O SO 3 H NO2 NO2 Exercice NH2 Faire la synthèse d’un sulfanilamide NH2 à partir de l’aniline S O 2N H R Rép NH2 Acétylation de l’aniline et protection du groupe amino O O N HC C H 3 (C H 3 C )2 O Par SE aromatique ( - C H 3C O 2H ) A n ilin e O A cétan ilid e O NHCCH3 NH2 NHCCH3 2 H O S O 2C l 80° H 2N R 1) C (- H 2O ) 2) H C O 3 ( - H C l) S O 2C l C h lo ru re d e p -acétam id o b en zèn e su lfo n iq u e H C l d ilu é S O 2N H R S O 2N H R U n su lfan ilam id e TD4 Donner les formules de A, B, et C dans la suite de réactions : aniline H2SO4 A NaNO2 + HCl 200°C B N,N-diméthylaniline C 0°C Rép Le groupe amino est ortho-para orienteur H O SO 3 H H O 3S NH2 favorisé par effet stérique NH2 L’action de l’acide nitreux donne le sel d’arène diazonium stable en dessous de 5°C qui, par couplage diazoïque avec la N,N-diméthylaniline donne l’hélianthine H O 3S NH2 N (C H 3 ) 2 N aN O 2 + H C l H O 3S N N, Cl H élian th in e 0 °C - HCl B A CH3 C =) HO3S N N Hélianthine N CH3 C