AMINA dan HETEROSIKLIK

AMINA dan HETEROSIKLIK

Slaid kuliah Kimia Organik II

Bagian Kimia Organik

Departemen Kimia FMIPA-IPB

Amina tersebar luas dalam organisme hidup protein dan asam nukleat.

trimetilamina nikotina

kokaina

AMINA

Klasifikasi amina: Σsubstituen pada atom N

Aturan ini berbeda dengan alkohol dan alkil halida:

Klasifikasi Amina

amonia amina 1O _{amina 2}O _{amina 3}O

garam amonium kuaterner

(atom N mengikat 4 gugus)

Klasifikasi Amina

setiltrimetilamonium bromida (CTAB) (garam amonium 4o₎

garam amonium dari amina 3o

(bukan garam amonium 4o₎

1. Nama umum:alkilamina

Tata Nama

3. Nama Chemical Abstracts (CA):alkanamina.

2. Nama IUPAC: aminoalkana

Contoh:

Klasifikasi: amina 1°, 2°, atau 3°?? 1. Nama umum: ...

2. Nama IUPAC: ... 3. Nama CA: ...

Struktur Nama Umum Nama IUPAC Nama CA CH₃CH₂NH₂ etilamina aminoetana etanamina (CH3CH2)2NH dietilamina etilaminoetana N-etiletanamina (CH₃CH₂)₃N trietilamina dietilaminoetana N,N-dietiletanamina Jika gugus –NH2dapat berada di >1 posisi, penomoran diperlukan:

CH3CH2CH2NH2 1-propilamina 1-aminopropana 1-propanamina (CH3)2CHNH2 2-propilamina 2-aminopropana 2-propanamina Jika atom N mengikat >1 jenis gugus R,

(1) Pengurutan R pada nama umum sesuai abjad dalam bahasa Inggris. (2) Rantai induk pada nama IUPAC/CA ialah yang gugus R-nya paling panjang. (3) Gugus R yang sama tidak dapat menjadi rantai induk pada nama umum.

CH3NHCH2CH3 etilmetilamina metilaminoetana N-metiletanamina dimetilsiklo-heksilamina dimetilamino-sikloheksana N,N -dimetilsiklo-heksanamina N(CH3)2

Klasifikasi & Tata Nama

Struktur Nama Umum Nama IUPAC Nama CA etilmetil-1-propilamina 1-(etilmetilamino) propana N-etil-N -metil-1-propanamina metil-2-pentilamina 2-(metilamino) pentana N -metil-2-pentanamina cis-1,3-siklobutil diamina cis-1,3-diamino siklobutana cis-1,3-siklobutana diamina Jika terdapat gugus fungsi lain, hanya terdapat nama IUPAC:

– asam 3-aminobutanoat – – 1-amino-3-pentanon – CH3N CH2CH2CH3 CH2CH3 CH3CHCH2CH2CH3 NHCH3 H2N NH2 H H CH₃CHCH₂CO₂H NH2 O

NH₂ Br

NHCH3

H3C

Struktur Nama Umum Nama IUPAC Nama CA Amina aromatikdinamai sebagai turunan anilina (IUPAC) atau benzenamina (CA):

– p-bromoanilina 4-bromo benzenamina – m-metil-N -metilanilina atau N-metil-m-toluidina N-metil-3-metil benzenamina

Klasifikasi & Tata Nama

(1) Klasifikasikan jenis amina dan berilah nama yang dapat diterima untuk (a)

(b) H2NCH2CH2CH2CH2NH2

(c) CH3CH2CH(NH2)CO2H Latihan:

(2) Tulislah struktur dan klasifikasikan jenis amina untuk (a) asam 2,4-diaminobenzoat

(b) 2,4,6-trimetilanilina

Karena berbentuk piramida segitiga, amina dengan 3 substituen-N berbeda akan kiral.

Kiralitas Amina

Inversi piramida membuat kedua bentuk enantiomer tidak dapat

dipisahkan.

Ikatan hidrogen antarmolekul amina titik didih

Ikatan hidrogen dengan air amina sederhana (sampai 5–6 C) larut sempurna atau cukup baik dalam air

Ikatan Hidrogen pada Amina

Mengapa titik didih:

CH₃CH₃(–88.6o_C)

<

_CH

3NH2(–6.3oC)

<

CH3OH (65oC)

Pas. e–_{bebas amina bersifat basa & nukleofilik}

amina (basa Lewis)

asam garam

Kebasaan Amina

K_aion amonium pKa pH? kebasaan amina? K_b? pK_b? NH₃< CH₃NH₂ ≈(CH₃)₂NH > (CH₃)₃N pK_a 9.30 10.64 10.71 9.77 CH₃CH₂NH₂≈(C₂H₅)₂NH > (C₂H₅)₃N 10.75 10.98 10.76 CH₃CH₂CH₂NH₂ 10.58 (1) Amina 1o_{vs 2}o_{vs 3}o

Kebasaan Amina

Manakah yang paling basa, amina 1°, 2°, atau 3°?

Atom N-karbonil tidakbersifat basa, protonasi akan terjadi pada atom O-karbonil. Mengapa?

(2) Amina vs amida metilamina (amina) pK_a10.64 asetamida (amida) pK_a–0.6

Kebasaan Amina

Kaya elektron Miskin elektron

(3) Amina aromatik

Manakah yang lebih basa? amina aromatik atau amina alifatik atau amonia?

pKa 4.62 9.8

NH₂ NH₂

Substituen, Y pK_a Basa kuat Basa lemah ─NH2 6.15 ─OCH3 5.34 ─CH3 5.08 ─H 4.63 ─Cl 3.98 ─Br 3.86 ─CN 1.74 ─NO2 1.00 Gugus pengaktif Gugus pendeaktif

Tren yang hampir sama teramati pada turunan orto dan meta.

Amina + senyawa netral

Lapisan eter (Senyawa netral)

Lapisan air

(R─NH+ ₃ Cl−; garam amina) Dilarutkan dengan eter Ditambahkan HCl, H₂O

Ditambahkan NaOH, eter

Lapisan eter (amina)

Lapisan air (NaCl)

Bagaimanakah persamaan reaksinya?

Latihan:

1. a. Gambarkan struktur siklopentilamina, anilina, p-toluidina,

p-nitroanilina, dan asetanilida.

b. Urutkan kenaikan pKa-nya.

c. Jelaskan urutan pK_a.

2. Diketahui nilai pKa:

ion benzilamonium (C₆H₅CH₂NH₃+_{) = 9.33}

ion propilamonium = 10.71

a. Manakah basa yang lebih kuat, benzilamina atau propilamina? b. Berapa nilai pK_buntuk benzilamina?

Amina 1

_°

dan 2

_°

:

Asam Sangat Lemah

Basa yang sangat kuat (Lebih kuat dari NaOH)

Sintesis Amina: Reduksi Nitril dan Amida

Reduksi Nitril:

Reduksi Amida:

Reduktor Fe, Zn, Sn, atau SnCl2dalam asam berair digunakan khususnya jika

terdapat gugus lain yang dapat direduksi, misalnya C=C.

Sintesis Amina: Reaksi S

_N

2 Alkil Halida

Contoh:

(tidak nukleofilik)

Sintesis Amina 1

_°

: Sintesis Azida

(Mekanisme S

_N

2)

(or H2, Pd)

Hidrolisis-basa ftalimida teralkilasi-N

Sintesis Amina 1

_°

: Sintesis Amina

Gabriel (Mekanisme S

_N

2)

(suatu imida)

(stimulan sistem saraf pusat)

Sintesis Amina 1

_°

: Aminasi Reduktif

Aldehida/Keton (Mekanisme S

_N

2)

Selain NH₃, amina 1°dan 2°juga dapat digunakan.

Bagaimanakah mekanismenya? (or NaBH(OAc)3)

Aminasi reduktif dalam jalur hayati:

Sintesis Amina 1

_°

: Aminasi Reduktif

Aldehida/Keton (Mekanisme S

_N

2)

N-metil-2-feniletilamina Contoh:

Bagaimana menyiapkan N-metil-2-feniletilamina menggunakan aminasi reduktif?

Latihan:

1. Sarankan beberapa jalur sintesis 2-metil-1-butanamina.

2. Tunjukkan bagaimana reaktan-reaktan berikut diubah menjadi produk yang diinginkan:

(a)

(b) CH₃CH₂Br CH₃CH₂NHCH₃ (c) CH₃Br CH₃CH₂NH₂

amida 1o

Sintesis Amina 1

_°

: Penataan ulang Hofmann

bromoamida

isosianat asam karbamat

Sintesis Amina 1

_°

: Penataan ulang Curtius

Contoh:

tranilsipromina (obat antidepresi)

Contoh:

Bagaimana menyiapkan o-metilbenzilamina dari asam karboksilat, dengan menggunakan penataan ulang Hofmann dan Curtius?

Latihan:

Bagaimana menyiapkan senyawa di bawah ini dari asam

karboksilat, dengan menggunakan penataan ulang Hofmann dan Curtius?

Tidak seperti alkilasi amina, asilasi berlebih tidak terjadi. Mengapa?

Reaksi Amina: Eliminasi Hofmann

Produk akhir:

Produk dominan alkena yang kurang tersubstitusi.

Mengapa demikian?

Reaksi Amina: Eliminasi Hofmann

Eliminasi Ion Amonium dalam

Sistem Hayati

Contoh:

Apakah produk yang diharapkan dari eliminasi Hofmann terhadap amina berikut:

Latihan:

Apakah produk yang diharapkan dari eliminasi Hofmann terhadap amina berikut:

(a)

(b)

Gugus amino: aktivator kuat dan pengarah

o-/p-polisubstitusi sulit dihindari

NaOH H2O

Strategi jika hanya ingin 1 gugus Br yang masuk: gugus amino diubah menjadi asetamido. Mengapa?

4-aminobenzofenon (80%)

NaOH H₂O

Gugus amino merupakan basa kuat yang dapat mengompleks AlCl₃ reaksi Friedel-Crafts sulit dilakukan

C6H5COCl

arilamina 1o

garam arenadiazonium (tidak stabil)

Reaksi Amina: Reaksi Diazotisasi

Prosedur sintesis yang lazim:

NITRASI REDUKSI DIAZOTISASI SUBSTITUSI NUKLEOFILIK

reaksi Sandmeyer

Reaksi Amina: Substitusi pada Garam

Diazonium

Contoh:

Reaksi Amina: Substitusi pada Garam

Diazonium

Reaksi Sandmeyer:

Reaksi Amina: Substitusi pada Garam

Diazonium

bandingkan dengan

Reaksi Amina: Substitusi pada Garam

Diazonium

Contoh:

Bagaimana cara menyiapkan

m-hidroksiasetofenon dari benzena, dengan menggunakan reaksi penggantian diazonium?

Reaksi kopling S_EAr kation diazonium pada cincin aromatik teraktifkan.

Kopling lazim terjadi di posisi para, atau di posisi orto jika posisi

para telah terisi. Mengapa?

Reaksi Amina: Reaksi Kopling Garam

Diazonium

(berwarna cerah)

Latihan:

Tunjukkan bagaimana menyintesis senyawa berikut dari benzena dengan memanfaatkan garam diazonium

(a) m-bromoklorobenzena (b) asam p-metilbenzoat

Sintesis pirola:

Heterosiklik: Pirola

Sifat kimia pirola lebih mirip benzena daripada amina.

miskin elektron kaya elektron

Dibandingkan dengan 1,3-siklopentadiena dan benzena, atom karbon pada pirola lebih reaktif terhadap elektrofili.

Heterosiklik: Reaksi S

_E

Ar pada Pirola

Reaksi S_EAr pada C-2 disukai. Mengapa?

Heterosiklik: Kebasaan Imidazola dan Tiazola

Hanya 1 heteroatom dalam cincin imidazola dan tiazola yang bersifat basa. Mengapa?

Heterosiklik: Piridina

Analog senyawa heterosiklik dari benzena dalam hal:

* geometri cincin * sudut ikatan

* aromatisitas * hibridisasi atom C dan N-nya

Urutan kebasaan: Alkil amina > piridina > pirimidina > pirola

Heterosiklik: Sifat Kimia Piridina

Dibandingkan benzena, kurang reaktif terhadap elektrofili.

Mengapa? Ada 2 alasan: (1)

Heterosiklik Polisiklik

Sifat kimia: kuinolina dan isokuinolina ~ piridina indola ~ pirola

Reaksi S

_E

Ar Kuinolina dan Isokuinolina

S_EAr kuinolina dan isokuinolina terjadi pada bagian cincin benzenanya. Mengapa?

Reaksi S

_E

Ar Indola

S_EAr pada bagian cincin pirola dari indola lebih disukai. Mengapa?

Kebasaan Purina

Latihan:

(a) Gambarkan struktur N,N-dimetiltriptamina dalam bentuk struktur 2 dimensi.

(b) Manakah atom N yang bersifat basa? Jelaskan.

eter

eter

atau atau

amonia 1o 2o 3o 1o 2o 3o amonium 4o etanol eter

pKa 4,62 4,85 5,04 3,98

NH₂

N