4.AMINA kimia organik

AMINA

AMINA

•• _{merupakan senyawa organik dengan gugusmerupakan senyawa organik dengan gugus}

amino terikat pada gugus alkil (R) atau aril amino terikat pada gugus alkil (R) atau aril (Ar)

(Ar)

 – 

 – _R R  N  _{N amina alifatisamina alifatis}  – 

AMINA

AMINA

•• _{merupakan senyawa organik dengan gugusmerupakan senyawa organik dengan gugus}

amino terikat pada gugus alkil (R) atau aril amino terikat pada gugus alkil (R) atau aril (Ar)

(Ar)

 – 

 – _R R  N  _{N amina alifatisamina alifatis}  – 

Penggolongan :

Penggolongan :

•• _{11 amina amina}

•• _{22 amina amina}

•• _{33 amina amina}

•• _{Penggolongan ini berbeda dengan alkohol &Penggolongan ini berbeda dengan alkohol &}

alkil halida, sebab senyawa amina dianggap alkil halida, sebab senyawa amina dianggap sebagai turunan amonia

sebagai turunan amonia R R     NH NH₂₂ R R     NH NH R R     N N

Struktur atom N

•_Csp 3  –   tetrahedron elektron tunggal •_Nsp 3  –   piramidal, krn 1 orb

terisi 1 pasangan elektron bebas C  N sp C = N sp₂ C  N sp₃ 108 N sp3 107,3

Pasangan elektron bebas (non nonding orbital)

Tata Nama

• _{IUPAC :}

nama pokok alkana + gugus  N , dinyatakan sbg awalan : amino

• _{Trivial :}

• _{Untuk amina aromatis  nama pokok tertentu}

• _{Bentuk garam :   N-kuarterner (N} ₎

amina   amonium

anilin   anilinium

+ anion (klorida, nitrat, hidrogen sulfat)

NH2 NH2

CH3

NH2

• _{amina heterosiklis} aromatis

non aromatis

 NH _NH

NH N

pirolidin piperidin pirol piridin

 N

 N NH

 NH  NH

O

• _Contoh CH₃ H₃OCCH₃  NH₂ amina primer 2 amino 2 = t-butilamina CH₃ N_HCH(CH₂)₄ CH₃ 2 heptana CH₃ amina sekunder H₂ NCH₂CH₂OH 2

gugus fungsi = etanolamina

metil propana

(N metil amino)

CH₃CH₂ N_HCH₃ metil  NH₂CH₂CH₂CH₂ NH 1,3 propan diamina = propilen diamina H₂ NCH₂CH₂ NH₂ etilen diamina CH₃ N (CH ₃)₂ N, N dimetil amina tersier

etil amina  gugus lebih kecil

diamino propana = 1,3



C₂H₅ (NH₃)₂ SO₄= etil amonium sulfat



(CH₃)₂ NH₂ NO₃ dimetil amonium nitrat



(C₂H₅)₂ (NH₂)₂ SO₄ dietil amonium sulfat

(NH₃)₂ SO₄=  anilium sulfat  N CH₃ CH₃ N-etil, N-metilanilin

Contoh lain

 _C H2CH  NH2 C_H3 Amfetamin =  _C HCH NHCH3 CH₃ OH Efedrin =

-amino propil benzena

HO C_H  C_H2  N_HCH₃ OH HO adrenalin = metil H2N C O OCH2 CH2 N C2H5 C2H5 procain =

-(3,4-dihidroksifenil) amino etanol

•_N •_trietilamina •_Difenilamina •_{4,4 dinitro difenilamina} •_{N bromida} • _{N,N dimetilanilin}

•_{Tetrametil amonium klorida} •_Xylocaine

metil anilina

metilpiperidinium nitroso

NH2

Amina yang bersifat karsinogenik

(senyawa nitrogen aromatis)

H2 N _NH2 CH=CH  _NH2 C CH3  NH C = CH3  NO2  NH

N = N N CH3 CH3  N = N CH 3 CH 3 NH2

Sifat

 – 

 _{sifat fisis amina}

• _{Bersifat polar}

• _{Mampu membentuk ikatan H}

N H _N lebih lemah rendah d p OH

(N kurang elektro neg dp O)

Akibat Mampu membentuk ikatan H :

1. CH₃-CH₂-O-CH₂-CH₃ (CH₃ CH₂)₂ NH t.d. 34,5 t.d. 56 C_H3 (CH₂)₃ OH t.d. 117 2. sifat basa nukleofilikamina amina primer amina sekunder

amina tersier  ik H antar mol  YANG AKAN MENGAKIBATKAN

Amina > gol alkohol

(CH₃)₃ N (CH₃)₃ CH CH₃ CH₂ CH₂ NH₂

t.d.3 t.d 10 t.d. 48

ik H

ik H ik H dengan mol air :

amina dengan BM rendah

efek solvasi kecuali amina aromatis sukar larut CH3 N : CH3 CH3 H _{O.. :} H  larut air  lebih

Kebasaan seny. Amina

• _{Pasangan elektron Bebas pada atom N}

• _{Amina basa amina : lebih basa dp alkohol}

Nukleofilik lebih lemah basanya dibandingkan OH

• _{R  1 pasangan elektron bebas}

Amina

• _R 

Alkohol

• _{Atom N kurang elektronegatif daripada atom O}

N lebih mudah melepas elektron (mampu diberikan kpd asam 2 pasang elektron bebas)

• _{O: elektronegatif lebih kuat ke pusat daripada N}

C_H2 NH₂

Reaksi

• _R  NH

2 + H2O R  NH3 +

OH

Garam ammonium

• _{Kebebasan amina dipengaruhi oleh :}

- efek induksi (gugus penarik & pendorong

elektron)

- efek sterik/efek solvasi

- efek resonansi (= mesomeri) - hibridisasi atom N

Pengaruh Induksi

1.  I   penarik elektron (meningkatkan keasaman)

2. + I  pendorong elektron (menurunkan keasaman)

data pKb

•  _NH 3 : 4,75 • _H 3CNH2 : 3,34 • _(H 3C)2 NH : 3,27 • _(H

3C)3 N : 4,19 faktor induksi tidak berperan

• _{Gugus pendonor elektron}   _kebasaan  • _{Gugus penarik elektron   kebasaan }

R - N - H H H R –  _{N :} H H + H+

R : pendonor el R : pendonor el (penyebaran muatan

• _{ps.el. lebih mudah menstabilkan ion} • _dilepaskan

)

Pengaruh Sterik

H C H C H H: + H 2O CH 3 CH H N-H + OH -3 3 3 PKb = 3,27 N: + H2O N - H + OH H C H C 3 3 H3C H C H C 3 3 H3C

C2H5 C2H5

C2H5

N: Tidakbersifat basa, Karen

C₂H₅ merupakan gugus yang cukup besar

CH₃ CH₂ N_H CH₂ CH₃ pKb = 3,01

NH

tidak ada hal ruang, sehingga kebasaan turun

Efek Solvasi

• _{Peristiwa dengan pengaruh solven yang}

Pengaruh Resonansi

• Tidak ada sistem delokalisasi

 pKb=9,37 (Kb=4,2.10-10)

NH2

-+ + + -H+ HNH H+ HNH H+ : NH₂ NH₂ NH₂ NH_{2 :} NH₂

1. hibrida resonansi banyak lebih stabil 2. pasangan elektron N ikut delokalisasi

Pengaruh substituen terhadap

kebasaan anilin

 NH2 + H +  NH3+ G G  NH2 G + H +  NH3+ G G : pendorong sel - NH₃ kation stabil- OCH₃ basa

G : penarik el - NO₂

kation krg stabil- OCH₃ basa - CH₃

Data Kb

Kb p m o  NH₂ 140 x 10-10 10 x 10-10 3 x 10-10 OCH₃ 20 2 3 CH₃ 12 5 2,6 Cl 1 0,5 0,05  NO₂ 0,001 0,029 0,00006

Hibridisasi atom N

N + H2O N H H sp3 piperdin pkb : 2,88 + OH - _{+ H2O} sp2 piridin pkb : 8,75 + OH-N NH a.

H H + OH + N + H2O .. N .. + H O2 N .. .. N + H O₃ piridin pKb~9 pirol pkb ~ 14

pasangan elektron piridin : tak terlihat resonansi pirol : terlihat resonansi

piridin tidak mengikutsertakan pasangan elektron bebas untuk beresonansi

Pembuatan Amina

• _{Berdasarkan jenis reaksi :}

a. Substitusi Nuleofilik :  b. Reduksi : RX + NH₃ SN-2 RN+H₃ X- OH - RNH₂ R - C O NH2 reduksi aminasi R - C N R - CH2 NH2 [H] [H]

c. Tata ulang amida : R - C O NH2 Br2, OH -R  (pengurangan 1 atom C) NH₂

Ad.a : Reaksi Substitusi

Nukleofilik

• _{antara RX dengan NH}

3/turunannya

• _{kelemahannya : reaksi rantai}

CH3-Br + :NH3 SN-2 CH3 NH3 Br-+ OH- CH3 - NH2 SN-2 CH3Br + CH3 - NH2 CH3 - NH2Br- OH- (CH3)2NH CH 3 SN-2 OH-CH3Br + HN (CH3)2 (CH3)2 - NHBr-+ CH3 (CH3)3N SN-2 C H3 Br + : N (CH3 ) 3 _{(CH3 ) 3}

NBr-Lanjutan Ad.a : Reaksi Substitusi Nukleofilik… • _{Cara mengatasi :  NH} 3 berlebih CH₃-CH₂-CH₂-CH₂-Br + NH_{3 berlebih} CH₃-CH₂-CH₂-CH₂ – _NH 2 (45 %) OH

Untuk pembentukan ammonium

kuarterner

Ad.b : Reduksi: • _{reduksi aminasi :} (C2H5)2 NH + C2H5 I lebih (C2H5)4 NI C O H + NH 3 H2, Ni p & t> CH2 NH2 benzilamina

• ₂

• _R 

2C = O + R  R2 CH2 NHR 

1

• _{Dari nitril/amida dengan redukstor LAH}

C O NHR C O NR ₂ LiAlH₄ H₂O R CH₂ NR ₂ R CH₂ NHR (CH₃)₂ CH₂CH₂Br _-Br - ( CH₃)₂CH₂CH₂CN (CH₃)₂(CH₂)₃ NH₂ -+ CN _LiAlH 4 H₂O

1-bromo-2 - 3-metil-butananitril (3-metil-1- butil)amina metil propan

 & 3  amina

 NH₂ H2, Ni

• _{Khusus senyawa amina aromatis : dari}

reduksi senyawa nitronya

Fe/HCl

NO 2 NH 2

NO 2 NH 2

Ad.c : Tata Ulang Amida

Ad.c : Tata Ulang Amida

•• _{(khusus utk pembentukan amina primer)(khusus utk pembentukan amina primer)} •• _{= tata ulang Hofmann= tata ulang Hofmann}

§

§ terjadi pada amida tidak tersubstitusiterjadi pada amida tidak tersubstitusi

§

§ menghasilkan senyawa dgn pengurangan 1 atom C menghasilkan senyawa dgn pengurangan 1 atom C

§

§ terjadi penataan terjadi penataan ulang ulang molekular molekular 

• • Reaksi:Reaksi: R - CR - C O O NH NH22 O Br  O Br  --R  R  + + COCO₃₃== 1 1 OBr

OBr-- _{harus r.p. dari NaOH + Br harus r.p. dari NaOH + Br}22

NH NH₂₂  amina  amina

Tahapan reaksi

Tahapan reaksi

1

1.. ssuubbssttiittuussi i PPaadda a NNHH₂₂ 2

2.. ppeemmbbeennttuukkaan an anniioonn 3

3.. ttaatta a uullaanngg 4

1. Substitusi Pada NH

1. Substitusi Pada NH

₂₂ + OH + OH --R - C R - C O O NH NH22 + OBr + OBr --R - C R - C O O N-Br N-Br H H

2. pembentukan anion

+ OH -R - C O N-Br H + H₂O R - C O N-Br

3. tata ulang

R - C O N - _.... + Br -N O C R R C O N RN = C = O pergeseran 1,2 isosoanat .. .. .. terjadi serentak

4. Hidrolisis isosianat

RN=C=O + 2 OH R  NH₂ + CO₃= 1 amina

Khusus pembentukan amina primer

•  _{sintesis ftalimid Gabriel}

N - C 2H 5 O O KOH N H O O C O O O O SN-2 + C2H5Br Nu N-K+ suatu imida Ftalimida) sebagai sumber N OH + H NC ion ftsalat NH t > O O O O

• _propilamina • _benzilamina

Cara sintesisi diatas dapat digunakan untuk

sintesis beberapa asam amino (ada gugus amina pada posisi )

Misal Fenil alamin

= as. 2 amino

C_H2 C_H CO₂H N_H2

dari alkil halida aril _{dari ftalimid & 2 bromo malonat}

Ftalimida  atom H pada N bersifat asam, sehingga mudah membentuk garam (dalam air terionisasi

sempurna)

Reaksi

 – 

 _{Reaksi Amina}

1. Reaksi Substitusi Amina :

• _{dengan RX} • _{dengan R C} RNH₂ + R  SN-2 _R  R  Cl NH

+

₂Cl RNHR 

+

₂ Cl RNR 

+

₃ Cl  1 2 3 am kuart X R-C O Cl+ R  NH2 R CCl  N_HR  H O R-C O  NHR’ + HCl amina amina O amina

• _{dengan aldehid/keton} O H₂ NR (1) H+ HNR ₂ (2) H+  NR + H₂O  NR ₂ + H₂O imina enamida

2. Reaksi amina dengan benzensulfonil klorida

a. amina primer

• _{dapat digunakan untuk}

membedakan 1 , 3

• _{dikenal dengan uji Hinsberg}

R  NH₂ OH- -Cl - SO 2 - C6H 5 R  NSO₂  OH --H 2O

..

R  NSO

_..

₂  H

..

_H+ R  NHSO₂  anion dari sulfonamida

(larut dlm basa)

Sulfonamida

(tak larut dlm asam)

 b. amina tersier

c. amina tersier

R ₂ NH Cl - SO 2 - C6H 5

OH- R 2 NSO2



(tak larut dlm asam)

tak ada H asam

R ₃ N Cl - SO 2 - C6H 5

OH- R 3 NSO2

 OH- _R 

3 N + OSO2 

tidak stabil dlm basa larut dalam asam

Tidak larut

3. Reaksi amina (alkanamina) dengan HNO₂

HNO tidak stabil  R.p. dari NaNO₂ + H+ (oC)

HONO + H+ _H

2O + : N = O

 Nitrosonium

 N : + : N = O N N O

1 amina nitrosoamina (nitrosamina)

R R

R N : + : N = O R N N O

H H

..

R 

R

2 amina pelepasan proton dari N

dialkil-N-  nitrosamina

R R 

R N : + HONO R N : HONO

-R R

3 tak ada pelepasan proton

garam amina nitrit atau garam ammonium nitrit

+

Reaksi alkanamina primer dengan HNO

₂ H R – _{N: + :NO} H H R – _N –  _N=O H

..

-H+ H R – 

..

_N –  _N=O

..

R  N = NOH

_{.. ..}

H+ R – _N –  _N=O H

..

..

R  N = NO

_..

H H -H₂O R  N  N R  + N₂  Ion diazonium cepat

CH₃ CH₂ CH₂ CH3 CH2 CH3 OH H2O - H+ + CH3 CH2 CH2X CH3 CH = CH2 CH3 CH CH3 + (X-, NO 2-) penataan ulang eliminasi (E1)

alkilasi dari anion yg ada alkilasi oleh pelarut

- H + + + CH₃ C_HCH₃ OH CH₃ C_HCH₃ X CH₃ C_H=CH₃ X- -H H₂O H+

Reaksi arenamina dengan HNO

₂ •_{Amina primer} NH2 _{Na NO 2 , HCl} O o _{- 5}o _C N--_- N + : N = ..  N + Cl-N2+ Cl- benzendiazonium klorida

amina aromatis primer dapat menghasilkan garam diazonium yang stabil pada suhu O C  pengaruh resonansi inti aromatis.

• _{Amina sekunder}

• _{Amina tertier : terjadi substitusi elektrofilik}  N : + N = O (HONO) H CH₃ + CH3  N  N O+ H  NO CH₃  N H+  N : + N = O (HONO) CH₃ CH₃ O=N H = N CH3 CH3 + ON N : CH3 CH3 H+

Garam Benzen diazonium

• _{sebagai senyawa antara}

•  _{berguna pd sintesis senyawa arom.}

tersubstitusi, karena gugus  N = N sangat

mudah berubah menjadi gas N₂ & disubstitusi oleh Nukleofilik lain.

• _{Sifat kimia}

1. Dengan garam Cu  –   _{halida }

membentuk ar X (disebut reaksi Sandmayer)

• _{Dengan garam CuCN  ArCN, yang}

mudah terhidrolisis menjadi asam

karboksilat aromatis. e.g. : pemb. As. p. foluat (as. p-metil benzoat)

HONO

HCl

+ _{Cu 2 X 2}

5O o-100o

benzendiazonium klorida halobenzena (X=Cl, Br,I)

 NH₂  N₂Cl- _{X + N}

3. Pemanasan  gol fenol (dalam pelarut air)

H3C CH3 oksidasi HOOC   COOH

p-xylena  H3C NH2 HONO HCl Oo H3C N2Cl + _{- CuCN} H3C CN H3C COOH H3O+ as. p-toluat  NH2 HONO HCl Oo N2Cl-+ H2O 100o OH -naftilamina -naftol

4. Reduksi dengan H₃ PO₂

5. Reaksi coupling

Prinsip reaksinya substitusi elektrofilik pada inti aromatis

E  garam diazonium

(elektrofil sangat lemah)

H3C CH3 NH2 HONO HCl Oo H3C CH3 H3PO2 C CH3 H3 +  N2Cl-m-xylena

Lanjutan Reaksi coupling ……

• _{Inti aromatis harus teraktivasi kuat (oleh :}_OH,  _N<)

•  _{jadi reaksi coupling hanya bisa terjadi, bila ada gugus,}

aktivasi inti.

• _{Reaksi Coupling tidak terjadi dalam asam kuat, karena}

akan membuat fenol menjadi lebih aktif.

.. ..

+

OH OH - OH basa  N(CH3)2 N= p-hidroksiazobenzena N CH3 CH3 N_N N N_{N +} N=_N + N, N-dimetilanilin

OH  basa  O- lebih aktif.

• _{Pembentukan ion diazonium dapat digunakan}

untuk membedakan amina pr. alifatis & amina pr. arom.

• _R  _NH

2 + NaNO2 + HX RN2+ X-  N2+

• _{Ar arN}

2+Cl-+ NaX + 2 H2O

Lanjutan Reaksi coupling ……

H2O   alkohol_alkena  alkilhalid (tdk stabil) benzendiazonium klorida (stabil pd O o) NH₂ + NaNO₂ + 2HX dingin

6. Reaksi substitusi pada cincin dari amida aromatis

a.  NH₂ - gugus aktivitor kuat  NHR - pengarah orto-para  NR ₂

 b.  NHCOCH₃ : - gug. Aktivator  - pengarah o-p c.  NH₃  NR ₃

..

- gug. deaktivator - pengaruh m  gugus. asetamida)

Reaksi substitusi pada cincin dari amida aromatis I. Halogenasi

• _{Bila menghendaki hanya monosubstitusi,}

maka kekuatan aktivitor kuat dapat dikurangi dengan mengganti ke gug asil

yang merupakan penarik elektron.

NH2 CH3 p-toluidina  _{3,5 -dibromo-4-aminotoluen}CH3 B Br  NH₂ (C O₎

Contoh Halogenasi NH2 CH3 (CH3CO)2O CH3 NHCOCH3 CH_3COOH Br 2 _B NH2 CH₃ H+ H2O CH₃ Br  NHCOCH₃

a. Ar-NH₂ + HNO₃  oksidasi pada inti yang reaktif  b. Dalam larutan asam

Ar-NH₂ + H+   Ar-NH₃+ ion anilinium

 _{pengarah m}

c. Cara mengatur supaya gugus NO₂ masuk pada posisi orto,para

~ melindungi gugus amino melalui Asetilasi ~ substitusi –  _NO

2

~ hidrolisa

 NH 2 (CH3CO)2O  NHCOCH3 HNO 3, H2SO4 15o  NHCOCH 3  NO2 H2O, H+  NH2  NO2

III. Sulfonasi

NH 2 H2SO4 NH 3 HSO4+ -180o _{lar HCl} OH - NH 2 SO3-larut air   bentuk tetap migrasi NH 3+ SO3-anilinium hidrogen sulfat (amm. kuarterner  As. sulfanilat

= as. p-aminobenzensulfonat (tak larut air)  inner salt (ion dwi kutub)

• _{merupakan asam kuat} H2 N S  NH2

O

7. Eliminasi Hofmann :

•  _{pada hidroksida amm. Kuarterner}  • _{untuk penentuan struktur}

Reaksi antara amina dengan alkil halida berlebih :

R  NH₂ R ₂ NH R ₃ N R ₄ N+_X -(1) (2) (3) (4) RX OH -RX OH -RX OH -H+ _H+ R ₂ N+_H 2 (4) R ₃ N+_H (4)

R N+_H 3 RNH2 + H2O R ₂ N+_H 2 R 2 NH + H2O R ₃ N+_{H R}  3 N + H2O R ₄ N+  —  _(NEGATIF) OH-R : N OH-R X_..R +.. -:  Ag2O + -R  .. .. R : N R : OH + Ag R  lar.basa t > alkena amina tertier air

yang dimaksud el. Hofmann :

R 3 N C C H + OH t > _{C C + R 3 N : + H2O}

Cara kerja :

metilasi sempurna  garam 4 amonium (metilasi exhaustif)

dengan CH₃I

Pembentukan garam amonium hidroksida dengan Ag₂O dan dipanaskan

Contoh

 N CH3 H 1) Me I 2) Ag2O _N H H H H H H _CH3 H CH3 H3C -OH + C C H2 H2 H2 C  N C_H3 C_H3 : C C= _H2 H el. Hofmann 5-(dimetilamino)-1-1pentena  N H CH3 1) Me I 2) Ag2O  N+ C_H3 H C H3 CH3 OH -H H C _CH CH3 C H2 CH2  N C H3 CH3 metilasi eschmestif  -metil pirolidin

Contoh

3C + N CH CH2 CH3 OH -CH 3 -CH3 CH3 (CH3)3 N : CH2=CH CH2 CH3 + H2O CH3-CH=CH2 CH3 + _utama samping H3C +N CH3 CH3 C H2 CH2 CH3 OH -(CH3)3 N : + C_H2=CH-CH3 + H2O