Amina
As aminas são compostos orgânicos nitrogenados derivados do amoníaco (NH3). Elas se formam quando um, dois ou três átomos de hidrogênio do amoníaco são substituídos por grupos hidrocarbônicos (radicais alquila ou arila, representados por R). Dependendo do número de substituições, temos aminas primárias (R-NH2), secundárias (R1R2NH) ou terciárias (R1R2R3N).
Pontos-chave
- Aminas são derivados do amoníaco com substituições de hidrogênio por grupos R.
- Existem aminas primárias, secundárias e terciárias, classificadas pelo número de substituições.
- A estrutura do nitrogênio nas aminas é piramidal, com um par de elétrons não ligantes.
- Aminas participam de reações ácido-base, alquilação, acilação e formação de sulfonamidas.
- Aminas são importantes em aminoácidos, proteínas e em processos biológicos e industriais.
As aminas possuem uma estrutura piramidal, semelhante à amônia. O átomo de nitrogênio, com três ligações sp3 e um par de elétrons desemparelhados, fica no centro de uma geometria que se aproxima de um tetraedro.
A nomenclatura IUPAC utiliza o nome da cadeia principal seguido do sufixo 'amina'. Para aminas secundárias e terciárias, os radicais ligados ao nitrogênio são indicados com o prefixo 'N'. Nomes usuais combinam os radicais com 'amina'. Aminas cíclicas podem ser nomeadas como cicloalcanos com o prefixo '-aza', como a piperidina (azaciclohexano).
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As propriedades físicas das aminas, como ponto de fusão e ebulição, e solubilidade, são influenciadas pela presença de ligações de hidrogênio e pelo tamanho da cadeia carbônica.
Ponto de Fusão e Ebulição
Aminas têm pontos de fusão e ebulição mais baixos que álcoois, mas mais altos que hidrocarbonetos de massa similar. Isso ocorre porque as ligações de hidrogênio em aminas (N-H) são mais fracas que em álcoois (O-H) devido à menor eletronegatividade do nitrogênio. Aminas terciárias, sem ligações N-H, possuem pontos de ebulição inferiores às primárias e secundárias de massas moleculares equivalentes.
Solubilidade em Água
A solubilidade das aminas em água diminui com o aumento da cadeia carbônica e com a substituição no nitrogênio. Em meio ácido (pH < 5), as aminas formam íons amônio, que são completamente solúveis em água.
As aminas participam de diversas reações importantes, incluindo reações ácido-base, alquilação, acilação e formação de sulfonamidas.
Reação Ácido-Base
Semelhantes à amônia, as aminas são bases fracas devido ao par de elétrons livres no nitrogênio, que pode aceitar um próton (H+). Elas reagem com ácidos fortes e carboxílicos para formar sais de amônio. A basicidade é avaliada pelo pKa do ácido conjugado e pelo Kb (constante de basicidade).
Alquilação de Aminas
O nitrogênio da amina atua como nucleófilo, reagindo com haletos para formar aminas alquil-substituídas e liberando ácido halogenídrico. Aminas terciárias reagem para formar cátions de amônio quaternário e ânions haleto, resultando em sais quaternários de amônio.
Acilação de Aminas
Aminas primárias e secundárias reagem com cloretos de ácido e anidridos carboxílicos para formar amidas, liberando ácido clorídrico ou um ácido carboxílico. Uma base é adicionada para neutralizar o ácido formado e evitar a inativação da amina.
Formação de Sulfonamida
Aminas primárias e secundárias reagem com cloretos de sulfonil para formar sulfonamidas. Essa reação, conhecida como teste de Hinsberg, é usada para identificar a presença de aminas e algumas sulfonamidas possuem atividade farmacológica.
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As aminas podem ser sintetizadas industrialmente pela alquilação da amônia com álcoois ou pela redução de nitrilos e compostos nitroaromáticos.
Alquilação
Industrialmente, aminas são produzidas pela alquilação da amônia com álcoois, necessitando de catalisadores e purificação. Em laboratório, haloalcanos podem reagir com amônia, mas o controle do grau de alquilação é difícil.
Redução
Nitrilos podem ser reduzidos a aminas por hidrogenação catalítica (níquel) ou com LiAlH4. Amidas também são reduzidas a aminas por LiAlH4. Aminas são formadas a partir de aldeídos e cetonas via aminação redutiva. Anilinas e derivados são obtidos pela redução de compostos nitroaromáticos, usando hidrogênio industrialmente ou estanho/ferro em laboratório.
Aminas são fundamentais em aminoácidos, proteínas e em diversos processos biológicos e químicos, apesar de algumas estarem associadas a odores desagradáveis.
