>p>>br>>>/p>p>Essencialmente, as aminas são derivados alifáticos ou aromáticos do amoníaco onde um ou vários átomos de hidrogénio são substituídos por um grupo de carbono (grupo alquil/aril). Tal como o amoníaco, as aminas são bases fracas e portanto não se ionizam totalmente numa solução aquosa.
Na natureza, as aminas podem ser encontradas em proteínas, alcalóides, vitaminas, e hormonas onde ocorrem naturalmente. No entanto, também podem ser encontradas em vários compostos sintéticos, incluindo drogas e corantes, entre outros.
* Embora existam diferentes tipos de aminas, todas elas são caracterizadas pela presença de um átomo de azoto.
Identificação de aminas
Como mencionado, existem diferentes tipos de aminas que são classificadas em quatro grupos distintos. Antes de analisar os diferentes tipos de aminas e características/propriedades associadas, esta secção centrar-se-á em algumas das características partilhadas por todas ou pela maioria das aminas para fins de identificação.
Odor – Em geral, as aminas têm um odor pungente/anóico que permite a sua identificação. Tal como o amoníaco (que é frequentemente considerado como a amina mais simples), as aminas com baixo peso molecular têm um odor forte que tende a ser irritante.
Exemplos bons de aminas com odor a amoníaco incluem as metilaminas e as etilaminas que são algumas das aminas mais simples na natureza. As aminas superiores (aminas com um peso molecular mais elevado), por outro lado, são caracterizadas por um cheiro a peixe. Como tal, são responsáveis pelo cheiro a podridão, semelhante ao de peixe associado ao tecido em decomposição.
No peixe em decomposição, a trimetilamina é responsável pelo cheiro a peixe. A decomposição de determinados aminoácidos (por exemplo arginina e lisina ácida) na carne em putrefacção resulta na produção de tais aminas como a putrescina (1,4-diaminobutano) e a cadaverina (1,5-diaminopentano) que são responsáveis pelo mau cheiro a peixe.
Basicidade – Geralmente, as aminas são referidas como bases Lewis devido ao facto de poderem doar um par de electrões. Vale a pena notar que a basicidade varia entre diferentes tipos de aminas dependendo das propriedades dos substitutos da amina, nível de solvente (reorganização de moléculas de solvente e soluto) bem como obstáculos estéreis.
Independentemente, todas as aminas são básicas e, portanto, capazes de partilhar átomos. Como todas as aminas têm um par de electrões não partilhados (como o amoníaco), demonstrou-se que partilham o comportamento químico com o amoníaco.
Solubilidade – Geralmente, as aminas são mais solúveis em ácidos diluídos do que em água. A solubilidade das aminas na água varia entre os diferentes tipos de aminas. Nos ácidos, a maioria das aminas reage a formas de sais que podem depois dissolver-se em água.
Enquanto a octilamina é insolúvel em água, pode reagir com ácido nítrico para formar nitrato de octilamónio que é solúvel em água. Portanto, um dos métodos que pode ser usado para testar se um dado composto é uma amina pode envolver a sua reacção com um ácido (por exemplo, HCL) que o converte num sal que pode depois dissolver-se em água.
Ponto de ebulição – Geralmente, as aminas têm um ponto de ebulição superior quando comparadas com vários hidrocarbonetos, mas inferior quando comparadas com álcoois. Como tal, algumas delas tendem a ser gasosas à temperatura ambiente (por exemplo, metilamina e trimetilamina) enquanto que os líquidos são facilmente vaporizados.
Vale a pena notar que algumas das aminas, particularmente as de maior peso molecular, são sólidas à temperatura ambiente (por exemplo, tripropilamina).
Classificação
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Em geral, as aminas são divididas em 4 classes/tipos principais que incluem; aminas primárias, secundárias, e terciárias.
Aminas primárias
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Aminas primárias podem ser descritas como um derivado do amoníaco onde um átomo de hidrogénio é substituído por um grupo alquilo ou arilo. Neste caso, então, apenas um grupo, alquil ou arilo, que substituiu o átomo de hidrogénio, está ligado ao azoto.
Um bom exemplo de uma amina primária é a metilamina, que tem a seguinte fórmula química: CH3-NH2 – Geralmente, a fórmula química de primário é apresentada como RNH2, onde R representa o grupo alquil ou arilo e o N (azoto), tem um par de electrões livres.
Uma das principais características das aminas primárias é que tendem a ser menos voláteis em comparação com os hidrocarbonetos (aqueles com peso, tamanho e forma semelhantes). Esta característica é atribuída à fraca ligação de hidrogénio presente nas aminas primárias (N-H….:N). A ligação primária (entre carbono e azoto) é aminas primárias é também relativamente menor em comparação com alcanos como o etano.
Onde a ligação carbono-nitrogénio em metilamina demonstrou ser 1,47 angstrom, a ligação carbono-carbono em etano é 1,53 angstrom. Isto deve-se ao facto de, em comparação com a ligação carbono-carbono no etano (não polar), as aminas primárias serem ligeiramente polar covalentes onde o átomo de azoto puxa electrões mais fortes em comparação com o carbono no etano.
Como bem, os ângulos entre os grupos hidrogénio e R são também diferentes em comparação com os ângulos encontrados no amoníaco. Enquanto os ângulos entre os átomos de hidrogénio no amoníaco são 107,5 graus, o ângulo entre os átomos de hidrogénio num primário é de 106 graus enquanto o ângulo entre um átomo de hidrogénio e o grupo R é de 112 graus.
Isto deve-se ao facto de o grupo R ser um grupo maior que causa uma repulsão electrostática maior que empurra o átomo de hidrogénio ligeiramente mais do que no amoníaco.
Aminas secundárias
Numa amina secundária, dois átomos de hidrogénio são substituídos por grupos alquilo/arilo. Isto significa que o composto consiste em dois grupos alquilo/arilo e um único átomo de hidrogénio. Por conseguinte, a seguinte fórmula química é utilizada para representar aminas secundárias: R2NH.
Aqui, o grupo R pode ser o mesmo que o da dimetilamina, que consiste em 2 CH3, e da dietilamina (que consiste em 2 CH2CH3).
Como as aminas primárias, as aminas secundárias são também ácidos mais fracos e tendem a formar aniões fortemente básicos quando comparadas com os álcoois. Além disso, também demonstraram ser menos voláteis quando comparadas com os hidrocarbonetos correspondentes (aqueles com o mesmo peso, tamanho, e forma).
Comparadas com as aminas primárias correspondentes que têm o mesmo número de átomos de carbono, contudo, as aminas secundárias têm um ponto de ebulição relativamente mais baixo, que é uma das características utilizadas para diferenciar as duas. O ponto de ebulição mais baixo é o resultado das atracções dipolo/dipolo inferiores nos compostos.
Aminas terciárias
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Aminas primárias e secundárias não semelhantes, as aminas terciárias não têm átomos de hidrogénio. Isto porque todos os átomos de hidrogénio das moléculas de amoníaco são substituídos por grupos R.
A seguinte fórmula é utilizada para representar as aminas terciárias: R3N (onde o azoto contém um par livre de electrões). Um bom exemplo de amina terciária é a trimetilamina, que consiste em três grupos metilo.
Due à presença de átomos de hidrogénio em aminas primárias e secundárias, estas são caracterizadas por associações intermoleculares resultantes da ligação entre o azoto de uma molécula e o hidrogénio ou outra molécula. Dado que as aminas terciárias não têm qualquer átomo de hidrogénio, este tipo de associação não está presente nestas moléculas.
Desse modo como as outras duas aminas que têm átomos de hidrogénio, as aminas terciárias também demonstraram ter um ponto de ebulição inferior. Por outro lado, elas tendem a reagir mais lentamente quando comparadas com as aminas secundárias.
Por falta de átomos de hidrogénio, os ângulos entre os grupos são também muito menores quando comparados com os das aminas primárias e secundárias (o ângulo entre o hidrogénio e o grupo (s) R). Aqui, os ângulos entre os grupos têm demonstrado ser 108,4 graus.
Como mencionado, isto deve-se à repulsão electrostática relativamente mais forte entre os grupos R.
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* Existe um quarto grupo de aminas conhecido como Amina Quaternária. Como o nome sugere, estas aminas têm quatro grupos R ligados a um átomo de azoto. Não têm átomos de hidrogénio.
O azoto destas aminas tem uma carga positiva líquida. Também conhecidas como cátion de amónio quaternário, estas aminas são frequentemente produzidas através da alquilação de aminas terciárias
>br>>>>h2> Reacções químicas para distinguir entre aminas primárias, secundárias e terciárias
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Como mencionado, os três tipos de aminas partilham uma série de características que as qualificam como aminas. Têm também várias diferenças (por exemplo, ponto de ebulição e características estruturais, etc.) que tornam possível diferenciá-las entre elas. Para além destas características/propriedades, existem vários testes que podem ser utilizados para as identificar.
br>>>p>> Estes incluem:
Teste de Hinsberg
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O teste de Hinsberg é um dos testes mais utilizados para diferenciar os três tipos de aminas, primárias, secundárias, e terciárias. A amina de interesse é misturada com o reagente de Hinsberg e os resultados analisados. Para os diferentes tipos de aminas, os resultados serão diferentes, indicando a presença de determinadas aminas.
Procedimento:
Basicamente, o teste de Hinsberg segue os seguintes passos:
– 8 a 10 gotas da amina a ser testada são primeiro adicionadas num tubo de ensaio
– 10 gotas de cloreto de benzima sulfonil são então introduzidas no tubo seguido de 10ml de hidróxido de sódio a 10%
– O conteúdo é agitado para misturar
Resultados:
– Se for produzida uma única camada da mistura, isto indica que a amina é uma amina primária
– Se forem produzidas duas camadas na solução, isto indica que a amina era uma amina secundária
– Um produto sólido ou oleoso que se dissolve em cloreto de hidrogénio para formar uma solução clara indica que a amina é uma amina terciária
Teste Ramini
Não se parece com o teste de Hinsberg, um teste Ramini é normalmente utilizado para diferenciar entre aminas alifáticas primárias e secundárias (aminas em que os anéis aromáticos não estão directamente ligados ao átomo de azoto).
Aqui, o teste envolve reagir uma amina com acetona antes de introduzir o produto no nitroprussiato de sódio em solução metanólica aquosa a 50%. No caso do resultado ser uma coloração vermelha, isto é indicativo de aminas primárias.
Teste Simon
>br>>>>p>p> O teste Simon é normalmente utilizado para determinar se as aminas secundárias estão presentes e assim distingui-las das aminas primárias e terciárias. Este teste é semelhante ao teste Ramini excepto pelo facto de a acetona ser substituída por solução de acetaldeído. Se uma coloração azul-verde for produzida após dois (2) minutos, então as aminas são aminas secundárias.
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Teste do ácido nitroso
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Este teste é utilizado para distinguir entre os três tipos de aminas, bem como entre aminas alifáticas e aromáticas.
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Os resultados deste teste incluem:
– Formação de um sal de diazónio – Para a produção de um sal de diazónio intermédio é indicativo de aminas aromáticas e alifáticas primárias
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– Decomposição de sais de diazónio – indica a presença de aminas alifáticas. Também, os sais de diazónio de aminas aromáticas permanecem estáveis a 0 graus C
>br>>>>>p>- Óleos/sólidos amarelos – indica a presença de aminas secundárias
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– Sais solúveis – indica a presença de aminas alifáticas terciárias
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– Coloração alaranjada – indica a presença de aminas aromáticas terciárias
Nomenclatura
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Nomear as aminas é um processo importante que permite identificar diferentes compostos de aminas com base nos seus constituintes. A fim de nomear um dado composto de aminas, vários passos têm de ser tomados em consideração. Contudo, antes de dar qualquer passo, é importante determinar primeiro se o grupo funcional, NH, está presente.
É de notar que este grupo funcional pode estar presente na forma de NH, NH1, ou NH2 onde “N” representa um átomo de azoto e “H” representa o átomo de hidrogénio. A presença do grupo funcional significa que se trata de uma amina.
Passo 1: Identificar a cadeia mais longa com um carbono que está ligado ou que contém o grupo funcional (amina).
O seguinte é um bom exemplo do passo 1:
CH3CH2CH2-NH-CH3
div>Ver este composto, é evidente que a cadeia mais longa com um carbono que contém o grupo funcional é CH3CH2CH2 (propano). Sendo a cadeia mais longa, este grupo compõe a cadeia mãe do composto. Como esta cadeia contém o grupo funcional, torna-se propanamina.
Passo 2: Número de carbonos
O segundo passo envolve a contagem do número de carbonos na cadeia mais longa com o carbono que contém o grupo funcional.
A contagem do número de carbonos deve sempre começar com o carbono próximo do que contém o grupo amina/funcional. Isto é particularmente importante dado que permite a identificação de um carbono que pode conter um constituinte adicional. Se outro constituinte não estiver presente, então proceder à etapa 3.
Passo 3: Identificar qualquer outro substituto ligado ao grupo funcional
No nosso exemplo, o único outro constituinte ligado ao grupo funcional é um metilo (CH3). Uma vez confirmado que este é o único outro constituinte e que está ligado ao grupo funcional, então podemos prosseguir para o passo 4.
Passo 4: Nomear a amina
No momento em que chegamos ao passo 4, todos os constituintes do composto foram identificados. Por conseguinte, podemos agora nomear a amina. Como mencionado no passo 3, identificámos que a metilo é o único outro constituinte que está ligado ao grupo funcional.
Como tal, nomeamos N-metilo, dado que o carbono sobre a metilo está ligado ao azoto do grupo funcional. Agora que todos os componentes são nomeados, podemos combinar os nomes de modo a nomear completamente a amina. Aqui, começamos com o N-metilo, para que eventualmente o tenhamos: N-metil-1-propanamina.
* No passo 2, contamos o número de carbonos do carbono próximo do carbono ligado ao grupo funcional. Dado que o carbono 1, neste caso, está ligado ao grupo funcional, então adicionamos um “1” em frente da propanamina para indicar que o nosso grupo funcional está ligado ao primeiro carbono da cadeia mais longa.
No caso de o grupo funcional estar ligado a outro carbono, então o número apropriado (do carbono) teria de ser utilizado.
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>br>>>br>>>p>Kevin A. Boudreaux. Aminas e Amidas.