Top Banner
Eνώσεις που περιέχουν αμινο‐ομάδα (‐ΝΗ 2 ) ενωμένη σε άτομο άνθρακα sp 3 υβριδισμού. Θεωρούνται ως οργανικά παράγωγα της αμμωνίας. ΑΛΕΙΦΑΤΙΚΕΣ ΑΜΙΝΕΣ Δευτεροταγής αμίνη Τριτοταγής αμίνη Δύο ανθρακούχες ομάδες ενωμένες στο άτομο του αζώτου Τρεις ανθρακούχες ομάδες ενωμένες στο άτομο του αζώτου Μια ανθρακούχος ομάδα ενωμένη στο άτομο του αζώτου Πρωτοταγής αμίνη Αμμωνία Πρωτοταγής αλκοόλη Δευτεροταγής αλκοόλη Τριτοταγής αλκοόλη
63

Aliphatic amines

Apr 28, 2015

Download

Documents

chemistry
Welcome message from author
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
Page 1: Aliphatic amines

Eνώσεις που περιέχουν αμινο‐ομάδα (‐ΝΗ2)ενωμένη σε άτομο άνθρακα sp3 υβριδισμού. Θεωρούνται ως οργανικά παράγωγα της αμμωνίας.

ΑΛΕΙΦΑΤΙΚΕΣ ΑΜΙΝΕΣ 

Δευτεροταγήςαμίνη

Τριτοταγήςαμίνη

Δύο ανθρακούχες ομάδες ενωμένες στο άτομο του αζώτου

Τρεις ανθρακούχες ομάδες ενωμένες στο άτομο του αζώτου

Μια ανθρακούχος ομάδα ενωμένη στο άτομο του αζώτου

Πρωτοταγήςαμίνη

Αμμωνία

Πρωτοταγής αλκοόλη

Δευτεροταγής αλκοόλη

Τριτοταγής αλκοόλη

Page 2: Aliphatic amines

Αμίνες στη φύση

Page 3: Aliphatic amines

Αμίνες: Ονοματολογία

• Οι πρωτοταγείς αμίνες ονομάζονται αλκαναμίνες (Chemical Abstracts). Στην ονομασία του μητρικού αλκανίου, η κατάληξη –ιο αντικαθίσταται από   την κατάληξη ‐αμίνη. 

• Οι ουσίες με δύο αμινο‐ομάδες ονομάζονται διαμίνες.

Page 4: Aliphatic amines

• Στις δευτεροταγείς και τριτοταγείς αμίνες, ο μεγαλύτερος αλκυλο‐υποκαταστάτης στο άζωτο επιλέγεται ως η κύρια αλυσίδα. Οι άλλες ομάδεςονομάζονται με τη χρησιμοποίηση του γράμματος Ν‐, που ακολουθείται από τοόνομα του επιπλέον υποκαταστάτη (ή των υποκαταστατών). 

• Οι αρωματικές αμίνες  ( εμπειρική ονομασία ανιλίνες) ονομάζονται βενζολαμίνες.

Αμίνες: Ονοματολογία

Page 5: Aliphatic amines

Αμίνες: Ονοματολογία

• Eναλλακτικά, η λειτουργική ομάδα, που καλείται αμινο‐, θεωρείται ωςυποκαταστάτης της ανθρακικής αλυσίδας. Ο τρόπος αυτός χρησιμοποιείταισυνήθως όταν υπάρχουν στο μόριο και άλλες λειτουργικές ομάδες, επειδήη ομάδα της αμίνης έχει τη μικρότερη προτεραιότητα. 

• Πολλές κοινές ονομασίες βασίζονται στον όρο αλκυλαμίνη. 

Page 6: Aliphatic amines

Ετεροκυκλικές αμίνες

Πυριδίνη Πυρρόλιο

Ινδόλιο

Ιμιδαζόλιο

ΠιπεριδίνηΠυριμιδίνη Πυρρολιδίνη

Κινολίνη

Page 7: Aliphatic amines

sp3‐υβριδισμένο

Τριμεθυλαμίνη

Δομή και δεσμοί των αμινών

Page 8: Aliphatic amines

Χειρομορφία των αμινών

Χειρόμορφη αμίνη Χειρόμορφο αλκάνιο

Page 9: Aliphatic amines

Χειρομορφία των αμινών

Η πυραμιδική αναστροφή των αμινών αλληλομετατρέπει τις δύο κατοπτρικές (εναντιομερείς) δομές τους

Ενεργειακό φράγμα αναστροφής ~6 Kcal/mol.Αναστροφή ταχύτατη σε θερμοκρασία περιβάλλοντος.

Page 10: Aliphatic amines

Φυσικές ιδιότητες των αμινών

• Σύζευξη λόγω ανάπτυξης ισχυρών δεσμών υδρογόνου.

• Σημεία ζέσεως: Υψηλότερα από αυτά των αλκανίων παρόμοιου μοριακούβάρους αλλά μικρότερα από αυτά των αντίστοιχων αλκοολών(οι δεσμοί υδρογόνου των αμινών είναι λιγότερο ισχυροί απόαυτούς των αλκοολών).

• Διαλυτότητα:  Οι αμίνες με λιγότερα από πέντε άτομα άνθρακα είναιυδατοδιαλυτές.

Page 11: Aliphatic amines

Φυσικές ιδιότητες των αμινών

Page 12: Aliphatic amines

Βασικότητα των αμινών

Αμίνη(βάση κατά Lewis)

Οξύ Συζυγές οξύ

• Ισχυρότερες βάσεις από τις αλκoόλες και το νερό.• Κατά τη διάλυση στο νερό αποκαθίσταται ισορροπία και το νερό δρά ως πρωτικό οξύ.

Ισχύει η αντίδραση ισορροπίας:

Μεγαλύτερη Kb ( μικρότερη pKb), ισχυρότερη βάση. Η ισορροπία της αντίδρασης ευνοείται προς τα δεξιά.

Page 13: Aliphatic amines

Βασικότητα των αμινώνΑντί της βασικότητας μιας αμίνης (RNH2), συνήθως εξετάζεται η οξύτητα του συζυγούς της οξέος (αμμωνιακού ιόντος της αμίνης) RNH3

+.

Αντίδραση ισορροπίας:

Ισχύει:

Αμίνη:Ασθενέστερη βάση:Μικρότερη pKa αμμωνιακού ιόντοςΙσχυρότερη βάση:Μεγαλύτερη pKa αμμωνιακού ιόντος 

Αμμωνιακό ιόν:Ισχυρότερο οξύ, μεγαλύτερη Ka, μικρότερη pKaΣυζυγής βάση (αμίνη) ασθενέστερη βάση

Page 14: Aliphatic amines

Βασικότητα των αμινών

• Η βασικότερη αμίνη συγκρατεί ισχυρότερα το πρωτόνιο και το αμμωνιακόάλας είναι λιγότερο όξινο. 

• Τα αμμωνιακά ιόντα είναι ισχυρότερα οξέα (pKa ≈ 10) από το νερό (pKa = 15,7)και τις αλκοόλες αλλά πολύ ασθενέστερα από τα καρβοξυλικά οξέα (pKa = 4−5). 

Page 15: Aliphatic amines

Βασικότητα των αμινών

Στο διάλυμα η βασικότητα των αμινών επηρεάζεται από: • Τα ηλεκτρονικά φαινόμενα των υποκαταστατών• Την επιδιαλύτωση (σχετίζεται με τη στερεοχημική παρεμπόδιση) 

Στην αέριο φάση η σειρά βασικότητας είναι:

pKa :  NH4+    <    CH3NH3

+ <    (CH3)2NH2+  <<    (CH3)3NH+ 

Page 16: Aliphatic amines

Βασικότητα των αμινών

Page 17: Aliphatic amines

Βασικότητα των αμιδίων

H

NC H

O

H

NC H

O

H

NC

H

OH

• Τα αμίδια δεν εμφανίζουν βασικές ιδιότητες και είναι ασθενή πυρηνόφιλα. 

• Στη βασική του κατάσταση το αμίδιο σταθεροποιείται λόγω συντονισμού. 

• Το πρωτονιωμένο αμίδιο αποσταθεροποιείται επαγωγικά λόγω του θετικού φορτίου

Page 18: Aliphatic amines

Βασικότητα αμινών και αμιδίων

Ενεργειακό διάγραμμα της πρωτονίωσης αμινών και αμιδίων

Η ΔGο για την πρωτονίωση του αμιδίου είναι μεγαλύτερη, λόγω της αυξημένης σταθερότητας του αντιδρώντος και της μειωμένης σταθερότητας του προϊόντος. 

Page 19: Aliphatic amines

Διαχωρισμός των αμινών από άλλες οργανικές ενώσεις με τεχνικές εκχύλισης υδατικών διαλυμάτων

Διαχωρισμός αμίνης από ουδέτερη ένωση

Page 20: Aliphatic amines

Διαχωρισμός μίγματος όξινης (καρβοξυλικό οξύ), βασικής (αμίνη) και ουδέτερης ένωσης (αλογονοαλκάνιο) 

Διαχωρισμός των αμινών από άλλες οργανικές ενώσεις

Page 21: Aliphatic amines

Όξινος χαρακτήρας των αμινών

_

• Οι αμίνες είναι ασθενή οξέα (ασθενέστερα από τις αλκοόλες). • Το αμινικό υδρογόνο αποσπάται κατά την επίδραση πολύ ισχυρής βάσης.

Αντίδραση διισοπροπυλαμίνης (pKa ≈ 40) με βουτυλολίθιο προς σχηματισμό διισοπροπυλαμιδικού λιθίου (LDA)

Bουτυλολίθιο Διισοπροπυλαμίνη LDA

Page 22: Aliphatic amines

Αμίνες: Βιομηχανικές πηγές

Προπρανολόλη(καρδιοτονωτικό)

Βιομηχανική παρασκευή μίγματος μονο‐, δι‐ και τριμεθυλιωμένης αμμωνίας

Page 23: Aliphatic amines

Σύνθεση αμινών

Αλκυλίωση αμμωνίας ή αλκυλαμίνης

Λαμβάνονται μίγματα πρωτοταγών δευτεροταγών, τριτοταγών αμινών και αλάτων του τεταρτοταγούς αμμωνίου επειδή η αμίνη που προκύπτει αρχικά ως προϊόν υφίσταται συνήθως περαιτέρω αλκυλίωση. 

Page 24: Aliphatic amines

Μεθυλίωση της αμμωνίας

Πρώτη αλκυλίωση. Δύο στάδια δίνουν πρωτοταγή αμίνη

Στάδιο 1. Πυρηνόφιλη υποκατάσταση: 

Στάδιο 2. Αποπρωτονίωση: 

Διαδοχική αλκυλίωση. Δίνει δευτεροταγείς, τριτοταγείς και τεταρτοταγείς αμίνες ή αμμωνιακά άλατα, αντίστοιχα 

Page 25: Aliphatic amines

Αλκυλίωση της αμμωνίας

Αντίδραση αμμωνίας και 1‐βρωμοοκτανίου

Page 26: Aliphatic amines

Αζιδινική σύνθεση

Πυρηνόφιλη προσβολή αζιδίου ιόντος Ν3⁻ σε πρωτοταγή ή δευτεροταγή αλογονοαλκάνια

Τα μικρού μοριακού βάρους αζίδια είναι εκρηκτικά.

Page 27: Aliphatic amines

Αζιδινική σύνθεση

Μηχανισμός

Page 28: Aliphatic amines

Σύνθεση πρωτοταγών αμινών κατά Gabriel

Αλκυλίωση ανιόντος φθαλιμιδίου από αλκυλαλογονίδιο και υδρόλυση 

του Ν‐αλκυλιωμένου ιμιδίου

Εφαρμογή στη σύνθεση της βενζυλαμίνης 

pKa ≈ 8,3

Page 29: Aliphatic amines

Σύνθεση αμινών με αναγωγή νιτριλίων και αμιδίων

Νιτρίλιο

Αμίδιο

• Αναγωγή αμιδίου

• Αναγωγή νιτριλίου: Ανοικοδόμηση της ανθρακικής αλυσίδας

Page 30: Aliphatic amines

Μηχανισμός αναγωγής νιτριλίων ‐ αμιδίων.

R NH2

O

H

LiAlH4

Et2O RH2N

OAlH3

HR

NH

H

H NH2

HRH

H

Page 31: Aliphatic amines

Σύνθεση αμινών με αναγωγική αμίνωση

Γενική μέθοδος:

Αντίδραση ενός σταδίου μιας αλδεϋδης ή κετόνης με αμμωνία ή μια αμίνη, παρουσία ενός αναγωγικού.

Εφαρμογή στη σύνθεση πρωτοταγούς, δευτεροταγούς και τριτοταγούς αμίνης από αμμωνία, πρωτοταγείς και δευτεροταγείς αμίνες, αντίστοιχα

Πρωτοταγής αμίνη

Δευτεροταγής αμίνη

Τριτοταγής αμίνη

Page 32: Aliphatic amines

Μηχανισμός αναγωγικής αμίνωσης μιας κετόνης προς αμίνη 

Page 33: Aliphatic amines

Σύνθεση αμινών με αναγωγική αμίνωση

Αμφεταμίνη

• Βιομηχανική παρασκευή αμφεταμίνης. Αναγωγικό υδρογόνο σε καταλύτη νικέλιο. 

Φαινυλο‐2‐προπανόνη

Κυκλοεξανόνη Ν,Ν‐Διμεθυλοκυκλοεξυλαμίνη85%

• Εργαστηριακή παρασκευή. Σύνηθες αναγωγικό κυανοβοροϋδρίδιο NaBH3CN. 

Page 34: Aliphatic amines

Σύνθεση αμινών με αναγωγική αμίνωση

Στις συνθήκες που εφαρμόζονται, η αναγωγή, τόσο με Η2/Ni όσο και με NaBH3CN, γίνεται ταχύτερα στην ενδιάμεσα σχηματιζόμενη ιμίνη παρά στην καρβονυλική ένωση.  

• Παρασκευή βενζυλαμίνης από βενζαλδεΰδη. 

• Παρασκευή Ν‐μεθυλοκυκλοεξυλαμίνης από κυκλοεξανόνη. 

Page 35: Aliphatic amines

Σύνθεση αμινών από αμίδια ‐ Μετάθεση Hofmann

• Επίδραση βρωμίου και βάσης σε αμίδια. • Αποικοδόμηση της ανθρακικής αλυσίδας 

Εφαρμογή στη βιομηχανική σύνθεση της φαιντερμίνης(φάρμακο κατά της ανορεξίας) 

Φαιντεραμίνη

Page 36: Aliphatic amines

Μηχανισμός της μετάθεσης Hofmann

Page 37: Aliphatic amines

Μηχανισμός της μετάθεσης Hofmann

1.

Page 38: Aliphatic amines

Μηχανισμός της μετάθεσης Hofmann

2.

Page 39: Aliphatic amines

Σύνθεση αμινών από αμίδια ‐ Μετάθεση Curtius

• Θερμική διάσπαση ακυλοαζιδίων• Αποικοδόμηση της ανθρακικής αλυσίδας

Εφαρμογή στη βιομηχανική σύνθεση της τρανυλοκυπρομίνης (αντικαταθλιπτικό φάρμακο) 

Μηχανισμός

Τρανυλοκυπρομίνη

Page 40: Aliphatic amines

Ακυλίωση αμινών: Σχηματισμός αμιδίων 

Page 41: Aliphatic amines

Αντιδράσεις τεταρτοταγών αμμωνιακών αλάτωνΑπόσπαση Hofmann

Μετατροπή αμινών σε αλκένια: • Η αμινο‐ομάδα (όχι καλή αποχωρούσα ομάδα)μετατρέπεται με περίσσεια CH3I στην τριαλκυλαμινο‐ομάδα (καλή αποχωρούσα ομάδα).

• To τεταρτοταγές αμμωνιακό άλας, με Ag2O και θέρμανση, μετατρέπεται σε αλκένιο.

Δεν ισχύει ο κανόνας του Saytzef.

Page 42: Aliphatic amines

Εφαρμογή της απόσπασης Hofmann σε κυκλικές αμίνες

Η πρώτη σχάση δεσμού άνθρακα−αζώτου διανοίγει το δακτύλιο. 

Page 43: Aliphatic amines

Τετραλκυλοαμμωνιακά άλατα: Καταλύτες μεταφοράς φάσης

Σε δύο μη αναμιγνυόμενες φάσεις, μεταφέρουν ένα ανόργανο ιόν, π.χ. ΗΟ−, στην οργανική φάση, στην οποία είναι κανονικά αδιάλυτο.

Τετραλκυλοαμμωνιακά άλατα: Καταλύτες μεταφοράς φάσης

Εφαρμογή σε αντιδράσεις SN2

Page 44: Aliphatic amines

Μηχανισμός: Το θετικά φορτισμένο κατιόν του αμμωνιακού άλατος είναι διαλυτό στον οργανικό διαλύτη. Για λόγους ηλεκτρικής ουδετερότητας μεταφέρει και το ανιόν που το συνοδεύει στην οργανική στοιβάδα. Το ανιόν  αυτό επιτελεί την αντίδραση, η οποία δεν θα μπορούσε να γίνει, με άλλο τρόπο. 

Τετραλκυλοαμμωνιακά άλατα: Καταλύτες μεταφοράς φάσης

Page 45: Aliphatic amines

Φασματομετρία μαζών των αμινών

•Κανόνας του αζώτου: Ένωση   με περιττό  αριθμό ατόμων αζώτου έχει μοριακό ιόν (κατιονική ρίζα) περιττού αριθμού.

•Το άζωτο ως τρισθενές απαιτεί την ύπαρξη περιττού αριθμού ατόμων υδρογόνου στο μόριο.

•Διαγνωστικό στοιχείο για την ύπαρξη αζώτου στο μόριο.

Χαρακτηριστική α‐σχάση των αλειφατικών αμινών

Page 46: Aliphatic amines

Φάσμα μαζών της Ν‐αιθυλοπροπυλαμίνης

Page 47: Aliphatic amines

Φασματοσκοπία υπερύθρου των αμινών

Διάκριση πρωτοταγών, δευτεροταγών και τριτοταγών αμινών

Ομάδα R4Ν+: Ευρεία απορρόφηση  στην περιοχή 2200‐3000 cm‐1

Πρωτοταγής αμινοομάδα –ΝΗ2: 

Δύο απορροφήσεις στα ~3300 και 3400 cm‐1

Δευτεροταγής αμινοομάδα –ΝΗ: Μία απορρόφηση στα ~3350 cm‐1

Τριτοταγής αμινοομάδα –ΝR2: Καμία απορρόφηση στην περιοχή 3300 ‐ 3500 cm‐1

Page 48: Aliphatic amines
Page 49: Aliphatic amines
Page 50: Aliphatic amines

Φασματοσκοπία 1H ΝΜR

• Οι απορροφήσεις των αμινικών πρωτονίων είναι ευρείες και χωρίς συζεύξεις με γειτονικά πρωτόνια. 

• Το σήμα εξαφανίζεται με προσθήκη D2O (αντίδραση ανταλλαγής υδρογόνου με δευτέριο).

Page 51: Aliphatic amines

Φασματοσκοπία 13C ΝΜR

Οι άνθρακες που συνδέονται με το άζωτο των αμινών είναι ελαφρώς αποπροστατευμένοι. Απορροφούν σε χαμηλότερες τιμές πεδίου σε 

σχέση με τα αλκάνια παρόμοιας δομής κατά περίπου 20 ppm.

Φάσμα 13C NMR της Ν‐μεθυλο‐κυκλοεξυλαμίνης

Page 52: Aliphatic amines

Papaver Somniferum :  Η πηγή του οπίου

Page 53: Aliphatic amines

Αλκαλοειδή του οπίου

Page 54: Aliphatic amines

CN

C C

N

Ο κανόνας  της μορφίνης:

Μεθαδόνη Μεπεριδίνη

N

Ένας αρωματικός δακτύλιος,συνδεδεμένος με έναν τεταρτοταγή άνθρακα, ο οποίος μέσω δύο ακόμη ανθράκων, ενώνεται με μία τριτοταγή αμίνη

Page 55: Aliphatic amines

Ασκήσεις1.   Αν και οι ταχείες πυραμιδικές αναστροφές έχουν ως αποτέλεσμα τον μη διαχωρισμό των 

χειρόμορφων τριαλκυλαμινών, τα χειρόμορφα τετρααλκυλαμμωνιακά άλατα, όπως το χλωριούχο Ν‐αιθυλο‐Ν‐μεθυλο‐Ν‐προπυλοβενζυλαμμώνιο, δεν υφίστανται ταχεία αναστροφή. Σχεδιάστε τα R και S εναντιομερή αυτού του αμμωνιακού άλατος και εξηγήστε γιατί δεν αλληλομετατρέπονται με αναστροφή.

2.  Η πρωτονίωση ενός αμιδίου πραγματοποιείται στο οξυγόνο και όχι στο άζωτο. Αιτιολογήστε αυτή τη συμπεριφορά.

3.   Προτείνετε δομές είτε για ένα νιτρίλιο είτε για ένα αμίδιο, που θα μπορούσε να αποτελεί πρόδρομη ένωση για τη σύνθεση καθεμιάς από τις παρακάτω αμίνες.α) Προπυλαμίνη    β) Διπροπυλαμίνη    γ) Βενζυλαμίνη    δ) Ν‐Αιθυλανιλίνη

4.   Πώς θα μπορούσαν να παρασκευασθούν οι παρακάτω αμίνες με αναγωγική αμίνωση μιας κετόνης ή αλδεΰδης; Υποδείξτε όλες τις πιθανές πρόδρομες ενώσεις.α) CH3CH2NHCH(CH3)2   β) N‐Αιθυλοανιλίνη    γ) Ν‐Μεθυλοκυκλοπεντυλαμίνη

5. Ποιες αρχικές ενώσεις θα χρησιμοποιούσατε για να παρασκευάσετε τις παρακάτω αμίνες με μεταθέσεις Hofmann και Curtius;

CO

R NH2 CO

R NH2H

+ HSO4_

+

H2SO4

Page 56: Aliphatic amines

6.    Ποια προϊόντα θα αναμένατε να σχηματισθούν κατά την απόσπαση Hofmann των παρακάτω αμινών; Αν σχηματίζονται περισσότερα από ένα προϊόντα, υποδείξτε ποιο είναι το κύριο. α) CH3CH2CH2CH(NH2)CH2CH2CH2CH3 β) Κυκλοεξυλαμίνη   γ) CH3CH2CH2CH(NH2)CH2CH2CH3 δ) Ν‐Αιθυλοκυκλοεξυλαμίνη

7. Ποιο προϊόν θα αναμένατε από την απόσπαση Hofmann μιας κυκλικής αμίνης, όπως η πιπεριδίνη; Γράψτε αναλυτικά όλα τα στάδια.  

8. Πώς εξηγείτε το γεγονός ότι η τριμεθυλαμίνη (σ. ζ. 3οC) ζέει χαμηλότερα από τη διμεθυλαμίνη (σ. ζ. 7οC), αν και έχει μεγαλύτερο μοριακό βάρος; 

9. Πώς θα παρασκευάζατε τις παρακάτω ενώσεις από 1‐βουτανόλη; α) Βουτυλαμίνη β) Διβουτυλαμίνη   γ) Προπυλαμίνη   δ) Πεντυλαμίνη ε) Ν,Ν‐Διμεθυλοβουτυλαμίνη   στ) Προπένιο  

10. Πώς θα παρασκευάζατε τις παρακάτω ενώσεις από πεντανοϊκό οξύ; α) Πενταναμίδιο  β) Βουτυλαμίνη  γ) Πεντυλαμίνη  δ) Εξανονιτρίλιο ε) Εξυλαμίνη 

11. Πώς θα παρασκευάζατε πεντυλαμίνη από τις παρακάτω αρχικές ουσίες;α) Πενταναμίδιο   β) Πεντανονιτρίλιο   γ) 1‐Βουτένιο   δ) Εξαναμίδιο   ε) 1‐Βουτανόλη    στ) 5‐Δεκένιο   ζ) Πεντανοϊκό οξύ

12.  Η κωνειίνη, C8H17N, είναι το κύριο τοξικό συστατικό του φυτού κώνειο. Όταν η κωνειίνη υποστεί απόσπαση Hofmann, σχηματίζεται 5‐(Ν,Ν‐διμεθυλαμινο)‐1‐οκτένιο. Εάν η κωνειίνη είναι μια δευτεροταγής αμίνη, ποια είναι η δομή της;

NH1. CH3I, (περίσσεια)

2. Ag2O, H2O3. ∆

Page 57: Aliphatic amines

13. Προσδιορίστε το/τα προϊόν/τα των παρακάτω αντιδράσεων. Εάν σχηματίζονται περισσότερα από ένα προϊόντα, υποδείξτε ποιο είναι το κύριο.

14. Οι περισσότερες χειρόμορφες τριυποκατεστημένες αμίνες δεν μπορούν να διαχωριστούν στα εναντιομερή τους, διότι η πυραμιδική αναστροφή του αζώτου γίνεται πάρα πολύ γρήγορα. Ωστόσο, η παρακάτω ένωση που είναι γνωστή ως βάση του Tröger αποτελεί μια εξαίρεση. Εξηγήστε γιατί.

15. Συμπληρώστε τα αντιδραστήρια στην παρακάτω αλληλουχία αντιδράσεων:

16. Το τροπιδένιο μπορεί να μετατραπεί, με μια αλληλουχία σταδίων, σε τροπυλιδένιο (1,3,5‐κυκλοεπτατριένιο). Πώς θα πραγματοποιούσατε αυτή τη μετατροπή; 

NCH3

Τροπιδένιο

Page 58: Aliphatic amines

17. Ένα πρόβλημα της αναγωγικής αμίνωσης είναι ότι συχνά σχηματίζονται παραπροϊόντα. Για παράδειγμα, η αναγωγική αμίνωση της βενζαλδεΰδης με μεθυλαμίνη δίνει ένα μίγμα μεθυλοβενζυλαμίνης και μεθυλοδιβενζυλαμίνης. Πώς πιστεύετε ότι σχηματίζεται το παραπροϊόν της τριτοταγούς αμίνης; Προτείνετε κάποιο μηχανισμό. 

18. Η κυκλοπενταναμίνη είναι ένα διεγερτικό του κεντρικού νευρικού συστήματος. Προτείνετε κάποια διαδικασία σύνθεσης της κυκλοπενταναμίνης από ενώσεις με πέντε ή λιγότερα άτομα άνθρακα.

19. Πώς θα συνθέτατε το καρδιοτονωτικό προπρανολόλη, ξεκινώντας από 1‐υδροξυ‐ναφθαλίνιο και όποια άλλα αντιδραστήρια απαιτούνται;

20. Πώς θα χρησιμοποιούσατε την απόσπαση Hofmann για να πραγματοποιήσετε την παρακάτω αντίδραση; Πώς θα τερματίζατε τη σύνθεση, μετατρέποντας το κυκλοοκτατριένιο σε κυκλοοκτατετραένιο;

CH2CHNHCH3CH3

Page 59: Aliphatic amines

21. Δείξτε πώς μπορείτε να εφαρμόσετε τη μέθοδο Gabriel στη σύνθεση καθεμιάς από τιςακόλουθες αμίνες: α) 1‐Εξαναμίνη β) 3‐Μεθυλοπενταναμίνη   γ) Κυκλοεξαναμίνη   δ) H2NCH2CO2H (γλυκίνη)(Προσοχή: Στη σύνθεση της γλυκίνης χρειάζεται να προφυλάξετε την καρβοξυλικήομάδα. Γιατί;) Για καθεμιά από αυτές τις τέσσερεις συνθέσεις, η μέθοδος της υποκατάστασης με αζίδιο και αναγωγής θα ήταν εξίσου καλή, καλύτερη ή χειρότερη;

22. Εξηγήστε τον ακόλουθο μετασχηματισμό με έναν μηχανισμό.

23. Προτείνετε συνθετικές μεθόδους για την παρασκευή της Ν‐μεθυλοεξαναμίνης από εξαναμίνη (δύο συνθέσεις) και από Ν‐εξυλομεθαναμίδιο (Ν‐εξυλοφορμαμίδιο).

24. Μια άγνωστη αμίνη με μοριακό τύπο C7H13N δίνει φάσμα 13C NMR που περιέχει μόνοτρεις κορυφές σε δ = 21,0, 26,8 και 47,8 ppm. Για να σχηματίσει τριβινυλομεθάνιο, CH(CH=CH2)3, απαιτούνται τρεις κύκλοι απόσπασης Hofmann. Προτείνετε μια δομή γιατην άγνωστη ένωση.

25. Το Απετινίλ, μια δευτεροταγής αμίνη, είναι κατασταλτικό της όρεξης. Προτείνετε μια αποτελεσματική σύνθεση του Απετινίλ από καθεμιά από τις ακόλουθες πρώτες ύλες. Προσπαθήστε να δοκιμάσετε μια ποικιλία μεθόδων. 

Page 60: Aliphatic amines

26. Δώστε τις δομές των πιθανών αλκενίων, προϊόντων απόσπασης Hofmann, για καθεμιάαπό τις ακόλουθες αμίνες. Αν μία ένωση μπορεί να ξαναμπεί στον κύκλο μέσωπολλαπλών αποσπάσεων δώστε τα προϊόντα κάθε κύκλου. 

27. Ποια πρωτοταγής αμίνη (ή αμίνες) θα έδιναν καθένα από τα ακόλουθα αλκένια ήμίγματα αλκενίων κατά την απόσπαση Hofmann;α) 3‐Επτένιο β)Μίγμα 2‐ και 3‐επτενίου   γ) 1‐Επτένιο δ) Μίγμα 1‐ και 2‐επτενίου 

28. Η απόσπαση Hofmann σε μια αμίνη, που στον β‐άνθρακα έχει μια υδροξυ‐ομάδα, δίνει ως προϊόν οξακυκλοπροπάνιο αντί για αλκένιο. Προτείνετε έναν λογικό μηχανισμό γι’ αυτό το μετασχηματισμό.

29. Η αναγωγική αμίνωση της φορμαλδεΰης, ευρισκόμενης σε περίσσεια, με μια πρωτοταγή αμίνη οδηγεί στον σχηματισμό μιας διμεθυλιωμένης τριτοταγούς αμίνης, όπως φαίνεται και στο ακόλουθο παράδειγμα. Προτείνετε μια εξήγηση.

Page 61: Aliphatic amines

30. Από τις ακόλουθες πληροφορίες να συμπεράνετε τη δομή της κωνειίνης, μιας τοξικής αμίνης που βρέθηκε στο δηλητήριο κώνειο.  IR: 3330 cm‐1.   1Η ΝΜR: δ = 0,91 (t, J = 7Hz, 3H), 1,33 (s, 1H), 1,52 (m, 10H), 2,70 (t, J = 6Hz, 2H) και 3,0 (m, 1H) ppm. MS: m/z (σχετική ένταση) = 127 (Μ+, 43), 84 (100) και 56 (20).

Page 62: Aliphatic amines

31. Η ένωση Α έχει απορρόφηση στο IR στα 1715 cm‐1 και όταν υποστεί κατεργασία με αμμωνία και NaBH3CN, σχηματίζεται η ένωση Β, C6H15N. Τα φάσματα IR και 1H NMRτης Β είναι τα ακόλουθα. Ποια είναι η δομή των Α και Β;

(q, 1H)

(d, 3H)

(s, 9H)

Page 63: Aliphatic amines

Ασκήσεις από McMurry:

Άσκηση 1      24.5Άσκηση 2      24.9Άσκηση 3      24.12Άσκηση 4      24.13Άσκηση 5      24.16Άσκηση 6      24.17Άσκηση 7      24.18Άσκηση 8      24.23Άσκηση 9      24.24Άσκηση 10    24.25

Άσκηση 11    24.28Άσκηση 12    24.35Άσκηση 13    24.31Άσκηση 14    24.30Άσκηση 15    24.32Άσκηση 16    24.37Άσκηση 17    24.38Άσκηση 18   24.40Άσκηση 19    24.45Άσκηση 20    24.48Άσκηση 31 24.19