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用語解説

• アミン ローンペアを持つ塩基性窒素原子を含む有機化合物またはその官能基
• キラル 文字通り「手のひら」の意味で、中心原子が複数の異なる置換基と結合し、鏡像が元の化合物と同一ではないような化合物のこと。
• 脂肪族

炭素原子が開鎖している有機化合物の一種である。

• 反転3つの異なる置換基に結合した第2級または第3級アミンの場合、中心のN原子について3つの結合が反転し、反対の立体異性体になる。

アミン官能基は、孤立した電子対を持つ塩基性窒素原子を含んでいる。 そのため、1つ以上の水素原子が炭素を含む置換基で置き換えられたアンモニアの誘導体である。 構造中のカルボニルに窒素基が結合した化合物はアミドと呼ばれ、R-CO-NR’R “という構造を持つ。 芳香族（共役環状）構造に結合したアミン基は、芳香族アミンと呼ばれる。 芳香族構造はアミンのアルカリ性を効果的に低下させ、アミン基の存在は電子供与効果により環の反応性を著しく低下させる。 アミン化合物の命名には、「アミノ」という接頭辞や「-アミン」という接尾辞が用いられる。 複数のアミノ基を持つ有機化合物は、ジアミン、トリアミン、テトラミンなどと呼ばれます。

アミンの構造

アミンは一般的にその結合環境によって分類されます。 3つの水素原子のうち1つがアルキル基や芳香族基で置換されているものを第一級アミンと呼びます。 2つの置換基と1つの水素が窒素に結合しているものを2級アミンと呼ぶ。 第三級アミンは、水素が完全に有機置換基で置換されたアミンである。 最後に、環状アミンとは、窒素が環構造に組み込まれたもので、効果的に第2級アミンまたは第3級アミンとなる。 アミンの一般的な構造は、窒素原子、孤立電子のペア、3つの置換基を含んでいる。 しかし、窒素上に4つの有機置換基を持つことも可能であり、その場合は窒素中心が帯電したアンモニウムカチオンとなります。

アミンの物理的性質

アミンは水素結合をすることができます。 その結果、これらの化合物の沸点は、対応するホスフィンの沸点よりも高く、水素結合が強いアルコールの沸点よりも低くなります。 また、アミン類は水にある程度溶解する。 しかし、鎖長が長くなると疎水性が増すため、炭素数の増加とともに溶解度は低下する。 アルキル鎖に結合したアミンである脂肪族アミンは、有機極性溶媒に溶解性を示す。 共役環を構成するアミンである芳香族アミンは、孤立電子がベンゼン環に供与されるため、水素結合能力が低下する。

アミン類の酸性度とアルカリ性

NHRR’やNR’R “R”‘といったタイプのアミンはキラル分子であり、反転することができます。 反転の障壁は非常に低いため（～7kcal/mol）、これらの化合物は光学的に分解できません。 アミンは塩基であり、その塩基性は、置換基の電子的性質（アルキル基は塩基性を高め、アリール基は塩基性を低める）、立体障害、プロトン化したアミンの溶媒和の程度に依存する。 一般的に、アルキル基の影響でローンペア電子のエネルギーが高くなり、塩基性が高くなります。 そのため、アミンの塩基性度は、アルキル基の数が多いほど高くなると考えられます。 また，芳香環の効果により，窒素のローンペア電子が環内に非局在化するため，塩基性度が低下する。 プロトン化されたアミンは、アンモニウム化合物に変化すると、その溶解性が変化する。 一般に、アンモニウム化合物の塩は、水への溶解性が以下の順序で示されます。第1級アンモニウム（RNH3+）>第2級アンモニウム（R2NH2+）>第3級アンモニウム（R3NH+）。

アミンの調製と反応性

工業的には、アミンはアルコールを用いたアルキル化によってアンモニアから調製されます。 また、ニッケル触媒の存在下、水素を用いてニトリルをアミンに還元することによっても調製されます。 アミンは、その塩基性と求核性により、非常に反応性が高い。 ほとんどの第一級アミンは優れた配位子であり、金属イオンと反応して配位錯体を生成する。 アミンの最も重要な反応の一つは、ケトンやアルデヒドと反応してイミン（窒素が二重結合に関与する有機化合物）を生成することです。

アミンの応用

アミンは生物学上いたるところに存在しています。 神経伝達物質やアミノ酸など、多くの重要な分子がアミン系です。 アミンは、神経伝達物質やアミノ酸など、多くの重要な分子がアミン系であり、染料の出発原料やドラッグデザインのモデルとして、また、ガス処理などにも使われています。