Upload
rama-danu-saputra
View
755
Download
44
Embed Size (px)
DESCRIPTION
Aminaaaa
Citation preview
AMINA
Dirangkum oleh : Ami Soewandi J.S. Tutuk B. Soewandi
AMINA Pengertian Umum :
Senyawa organik turunan amonia (NH3) dimana atom H diganti oleh gugus alkil atau aril
Pada atom Nitrogen terdapat satu pasang elektron bebas; karena itu amina bersifat basa, selain itu juga bersifat nukleofilik
Senyawa golongan amina ditemui pada hewan maupun tumbuhan
NCH3H3C
H3C (R)HO
H
H3CO
NH
H
(S)
(R)
(R)
(S)
O
HO
H3CO
N CH3
(Z)
(Z)
Trimetilamina
Penyebab bau khas
pada ikan
Kuinin - antimalaria
(diisolasi dari kulit batang
pohon Cinchona)
Codein - analgesik
terdapat pada buah opium
Penggolongan Amina
Berdasarkan jumlah substituen yang terikat pada atom N, maka amina
dibedakan menjadi :
Amina primer (RNH2) : CH3NH2 (metilamina)
Amina sekunder (R2NH) : (CH3)2NH (dimetilamina)
Amina tersier (R3N) : (CH3)3N (trimetilamina)
Pemakaian istilah primer, sekunder, tersier pada golongan amina berbeda
dengan senyawa golongan alkohol dan alkil halida.
C
CH3
H3C
CH3
OH C
CH3
H3C
CH3
NH2 N :
CH3
H3C
CH3
tert-Butil alkohol
(alkohol tersier)
tert-Butilamina
(amina primer)
Trimetilamina
(amina tersier)
Senyawa yang mengandung atom N dengan empat
substituen disebut garam amonium kuarterner, dimana
atom N bermuatan positif (mengapa ?)
Tata nama amina
Amina primer
1. Nama substituen alkil + amina
2. Kata amina menggantikan akhiran a pada nama induk
3. Amina dengan lebih dari satu gugus fungsi, maka NH2 merupakan substituen amino dari nama induk (diletakkan sebagai awalan)
Amina sekunder dan amina tersier
1.Simetris : substituen pada atom N gugus yang sama
Ditambah awalan di- atau tri- pada substituen alkil
2. Asimetris : substituen pada atom N gugus yang berbeda
Dinamai sebagai amina primer tersubstitusi pada atom N
N
H
N
CH2CH3
CH2CH3H3CH2C
Difenilamina Trietilamina
N CH2CH2CH3
H3C
H3CN
CH2CH3H3C
N,N-dimetilpropilamina
nama induk : propilamina
substituen : dua gugus metil
N-etil-N-metilsikloheksilamina
nama induk : sikloheksilamina
substituen : etil & metil
Amina aromatis ( = arilamina )
Contoh arilamina sederhana adalah
anilin
toluidin (ada 3 isomer : o- ; m- ; p-)
aminonaftalena (ada 2 1somer : - dan - )
Gambarkan strukturnya :
N,N-dimetilanilin
2,4-dimetilanilin
1,2-diaminonaftalena
NH2 NH2
CH3anilin o-toluidin
NH2
1-aminonaftalenna
= -naftilamina
Amina heterosiklis
Atom N merupakan bagian dari cincin
Setiap sistem cincin heterosiklis mempunyai nama yang berbeda
Pada cincin N-heterosiklis, atom N selalu diberi nomor 1
N
N
N
NH
NH
N
NH
NH
N
NH
piridin pirol kuinolin imidazol
piperidin pirolidin indol pirimidin
1
2
3
1
2
34
5
6
7
1
2
3
45
6
7
8
1
2
3
1
2
34
5
1
2
3
4
5
6
1
2
3
4
1
2
3
4
Soal Latihan
Beri nama senyawa berikut (sistem IUPAC, kalau ada nama trivial)
Gambarkan struktur senyawa berikut :
a. Triisopropilamina e. 5-metoksiindol
b. N-metilanilin f. 4-(N,N-dimetilamino)piridin
c. N-isopropilsikloheksilamina g. N-etilpirol
d. N-etil-N-metilsiklopentilamina h. 1,3-dimetilpirol
NH2
BrBr
CH2CH2NH2
NHCH2CH3
N CH2CH2CH3
N
CH3
CH2CH3
H2NCH2CH2CH2CN
H2N
C
O
CH3CH3CH2CHCH2CO2H
N(CH3)2
NH(CH3)2Cl CH2CH2NHCH3
Sifat Fisis and Struktur Amina (1)
Amina tersier mempunyai titik didih lebih rendah daripada amina primer atau sekunder dengan berat molekul yang sebanding
Amina dengan berat molekul rendah dapat larut dalam air meskipun merupakan amina primer, sekunder, atau tersier
N
RR'
H
N
RR'
H
N
RR'
HN
RR'
H
N
RR'
H
Sifat Fisis and Struktur Amina (2)
Amina primer dan sekunder dapat membentuk ikatan hidrogen antar
molekulnya maupun dengan molekul air.
Amina tersier tidak dapat membentuk ikatan hidrogen antar molekul
tetapi dapat membentuk ikatan hidrogen dengan air (sebagai pendonor
ikatan-H)
Amina mempunyai titik didih lebih tinggi dibandingkan alkana dengan
MR yang mirip :
Dietilamina (MR 71,7) td = 56,30C
Pentana (MR 72,1) td = 36,10C
Amina dengan MR rendah mempunyai bau spesifik :
Trimetilamina : bau khas seperti ikan
Cadaverine (= 1,5-pentanadiamina) : bau seperti mayat
Struktur Amina Atom nitrogen pada amina mempunyai hibridisasi sp3
Ketiga gugus dan pasangan elektron
pada atom N membentuk tetrahidral
Sudut C-N-C besarnya 1080,
bentuknya piramidal
Muatan parsial negatif terlokalisasi
di daerah pasangan elektron bebas
Bila ke tiga substituen berbeda, amina bersifat kiral
Terdapat sepasang enantiomer, tetapi tidak dapat dipisahkan; sebab kedua enantiomer selalu berubah melalui proses interkonversi
piramidal pada suhu kamar
Kebasaan Amina
Adanya pasangan elektron bebas pada atom N menyebabkan :
a. Amina bersifat basa (bereaksi dengan asam membentuk garam)
Amina bersifat lebih basa dibandingkan alkohol, eter, atau air
(bandingkan keelektronegatifan atom N dan O)
b. Amina bersifat nukleofilik (bereaksi dengan elektrofil)
Larutan amina dalam air bersifat basa (air berfungsi sebagai
proton donor). Kebasaan amina (RNH2) dinyatakan dengan Kb
atau pKb.
Dalam praktek, untuk mengukur kebasaan amina dinyatakan
berdasarkan keasaman (Ka atau pKa dari ion amoniumnya (RNH3+)
RNH2 H2ORNH3 OH
- [RNH3]
[RNH2]
[OH-]
Kb =
pKb = - log Kb
RNH3 H2ORNH2 KH
[RNH2]
[RNH3]
[H3O+]
Ka =
pKa = - log Ka pKb = 14 - pKa
RNH3 H2ORNH2 KH
bila pKa garam amonium kecil
(asam kuat), maka amina adalah basa lemah
bila pKa garam amonium besar
(asam lemah), maka amina adalah basa kuat
Basa lemah :
pKa ion amonium kecil
Basa kuat :
pKa ion amonium besar
Kebasaan beberapa senyawa amina
Nama Struktur pKa ion amonium
Amoniak NH3 9,26
Alkilamina primer
Etilamina CH3CH2NH2 10,81
Metilamina CH3NH2 10,66
Alkilamina sekunder
Pirolidin 11,27
Dimetilamina (CH3)2NH 10,73
Dietilamina (CH3CH2)2NH 10,49
Alkilamina tersier
Trietilamina (CH3CH2)3N 11,01
Trimetilamina (CH3)3N 9,81
Arilamina
Anilin 4,63
Amina heterosiklis
Piridin 5,25
Pirol 0,4
N H
N H
NH2
N
Hal-hal yang mempengaruhi kebasaan
1. Efek induksi :
+I : pendorong elektron basa naik
-I : penarik elektron basa turun
NH3 pKa 9,26 CH3 :pendorong elektron
CH3NH2 pKa 10,66 makin banyak gugus CH3
(CH3)2NH pKa 10,73 basa meningkat
2. Efek halangan ruang; menurunkan kebasaan
N :
H3C
H3CH
N :
H3C
H3CH3C
Dimetilamina (pKa = 10,73) Trimetilamina (pKa = 9,81)
Halangan ruang oleh 3 gugus alkil
mempersulit pengikatan proton
3. Hambatan rotasi bebas; akan meningkatkan kebasaan
4. Kearomatikan
CH3
H2C
NH
CH2
H3C
Dietilamina (pKa = 10,49)
Rotasi bebas pada ikatan tunggal
mempersulit pengikatan proton
H2C
H2C
NH
CH2
CH2
Pirolidin (pKa = 11,27)Hambatan rotasi bebas oleh adanya cincin, mempermudah penerimaan proton
H2C
H2C
NH
CH2
CH2 HC
HC
NH
CH
CH
Pirolidin (pKa = 11,27)
Senyawa non-aromatis
Pirol (pKa = 0,4)
Pasangan elektron atom N merupakan
bagian sistem aromatik. Tidak bersifat basa
5. Hibridisasi atom N makin besar sifat orbital s, makin sulit melepaskan pasangan elektron.
Basa makin lemah
6. Resonansi Pasangan elektron makin sulit dilepaskan bila terlibat dalam sistem
resonansi. Basa makin lemah.
NH2
+ H2O
NH3
+ OH
NH2 NH2 NH3 NH3
NH2 NH2 NH2
resonance
stabilization of
the free base,
increases the H, shifts the
ionization to the
left, decreasing
base strength.
(CH3)3N :
trimetilamina (N-sp3)
pKa = 9,8
N
piridin (N-sp2)
pKa = 5,2
H3C C N :
asetonitril (N-sp)
pKa < 0
Pengaruh substituen terhadap kebasaan amina aromatis
Gugus pendonor elektron akan menstabilkan ion anilinium, berarti H makin kecil, sehingga menggeser kesetimbangan ionisasi ke kanan
yang menyebabkan kebasaan bertambah kuat
Gugus penarik elektron akan megurangi kestablan ion anilinium, meningkatkan H, sehingga kesetimbangan ionisasi bergeser ke kiri yang mengakibatkan kebasaan senyawa akan berkurang.
Soal :
Urutkan kebasaan senyawa berikut (mulai yang paling kuat sifat basanya)
Anilin; siklohexilamina; p.nitroanilin; p.metoksianilin; ammonia
NH2
+ H2O
NH3
+ OH
G G
NH2Y NH3YH2O-OH
Substituen Y pKa
-NH2 6,15
-OCH3 5,34 gugus
-CH3 5,08 aktivator
-H 4,63
-Cl 3,98
-Br 3,86 gugus
-CN 1,74 deaktivator
-NO2 1,00
Basa makin
kuat
Basa makin
lemah
Soal Latihan :
1. Manakah dari pasangan senyawa berikut yang lebih basa sifatnya, beri
penjelasan !
a. CH3CH2NH2 atau CH3CH2CONH2 c. NaOH atau CH3NH2
b. CH3NHCH3 atau piridin d. anilin atau sikloheksilamina
2. Harga pKa ion benzilaminium (C6H5CH2NH2+) = 9,33; sedangkan pKa
propilaminium = 10,71. Manakah yang lebih basa sifatnya, benzilamina atau
propilamina? Berapakah harga pKb dari benzilamina dan propilamina ?
3. Urutkan kebasaan senyawa berikut, mulai yang paling basa sifatnya !
a. p-nitroanilin, p-aminobenzaldehid, p-bromoanilin
b. p-kloroanilin, p-aminoasetofenon, p-metilanilin
c. p-(trifluorometil)anilin, p-metilanilin, p-(fluorometil)anilin
4. Pada struktur histamin berikut ini terdapat tiga buah atom N. Urutkan
peningkatan kebasannya, dan beri penjelasan !
NH2N
NH
Histamin
Sifat basa amina dapat dipakai untuk memurnikan amina dari
campurannya dengan senyawa netral (misalnya alkohol atau keton)
Amina + senyawa netral lain
Lapisan eter
(senyawa netral)
Lapisan air
(R-+NH3Cl-; grm amonium)
Lapisan eter
(amina)
Lapisan air
(NaCl)
Dilarutkan dalam eter
Ditambah HCl, H2O
Ditambah NaOH, eter
Bagaimana cara pemisahan
campuran benzilalkohol dan
benzilamina dalam larutan eter ?
Pembuatan Khusus Amina Primer
Jumlah atom C tetap
a. Substitusi nukleofilik
1. alkilasi RX dengan Na-azida, dilanjutkan hidrolisis
2. alkilasi RX dengan K-ftalimida, dilanjutkan hidrolisis basa
b. Reduksi senyawa nitro
Penambahan satu atom C
a. Reduksi senyawa nitril
b. Reduksi amida primer
Pengurangan satu atom C
a. Tata-ulang Hofmann
b. Tata-ulang Curtius
Pembuatan Amina
Melalui Reaksi Substitusi Nukleofilik
A. Alkilasi Ammonia
Reaksi ammonia dengan alkil halida membentuk garam aminium
Garam aminium ditambah basa menghasilkan amina primer
Metode ini terbatas karena terjadi alkilasi berulang
Dengan pemakaian ammonia berlebih akan meminimalkan terjadinya multi-alkilasi
B. Alkilasi Ion Azida diikuti oleh Reduksi Amina primer disintesis lebih efisien melalui reaksi antara ion azida
dengan alkil halida yang dilanjutkan reduksi alkilazida menjadi amina.
C. Sintesis ftalimid Gabriel Amina primer juga dapat dibuat melalui sintesis Gabriel Tahap awal sintesis Gabriel adalah alkilasi terhadap K-ftalimida
Reaksi N-alkilftalimida dengan hydrazine dalam etanol panas menghasilkan
amina primer (hidrolisis dapat juga dilakukan dengan NaOH)
Pembuatan Amina Aromatik primer melalui
Reduksi senyawa Nitro
Amina aromatik disintesis dengan mereduksi senyawa nitro aromatik yang sesuai
Satu molar ekuivalen dari hidrogen sulfida dalam larutan amonia/etanol dipakai mereduksi satu gugus nitro dengan adanya gugus nitro yang lain
Pembuatan Amina primer melalui reaksi tata-ulang
Hoffman dan tata-ulang Curtius
Amida tak-tersubstitusi dapat diubah menjadi amina primer dengan
pengurangan gugus karbonil-amida melalui tataulang Hofmann
Sebagai pereaksi dipakai Br2 dalam larutan NaOH
Tataulang Curtius berlangsung melalui intermediat suatu asil azida
Asil azida diperoleh dari klorida asam
Tataulang asil azida terjadi dengan lepasnya N2, suatu leaving group
yang sangat stabil
Pada tahapan terakhir, isosianat akan terhidrolisis oleh penambahan air
Contoh penggunaan reaksi Hofmann dan Curtius
Bagaimanakah cara pembuatan o-metilbenzilamina dari suatu asam karboksilat, baik dengan
melalui tataulang Hofmann maupun tataulang Curtius ?
Strategi :
Tataulang Hofmann dan tataulang Curtius mengubah asam karboksilat menjadi amina primer
dengan pengurangan satu atom C.
Tatulang Hofmann dari amida; tataulang Curtius dari halida asam
Kedua reaksi mulai dengan asam karboksilat yang sama, dimana gugus COOH diganti dengan gugus NH2
Pada reaksi ini sebagai bahan awal dipilih asam o-metilfenilasetat
Penyelesaian :
Soal :
Bagaimana pembuatan senyawa berikut melalui tataulang Hofmann dan Curtius?
a. 3,3-dimetilbutanamina b. p-toluidin
CH3
CC
O
OH
H H
CH3
CC
O
Cl
H H
CH3
CNH2
H H1. NH3
2. Br2, NaOH, H2O
1. NaN3
2. H2O, panas
SOCl2
asam o-metilfenilasetat o-metilbenzilamina
Pembuatan Amina Primer, Sekunder, dan Tersier
melalui Aminasi Reduksi Aldehid dan keton bereaksi dengan ammonia, amina primer atau amina
sekunder menghasilkan imina atau garam iminium
Imina dan ion iminium kemudian dapat direduksi menjadi amina primer, sekunder, atau tersier yang baru
Reaksi reduksi dilakukan menggunakan metode
hidrogenasi katalitik atau dengan pereaksi reduksi
NaBH3CN dan LiBH3CN merupakan pereduksi yang efektive untuk reaksi aminasi reduksi
O H N CH3
H3C
H3CN
CH3
HNaBH3CN
CH3OH
H2O
sikloheksanon N,N-dimetilsikloheksilamina(85%)
NHCH3 NH2CHO NaBH3CN NaBH3CN
CH2NH2CH2O
N-metil-2-feniletilamina
Contoh reaksi :
Contoh soal :
Bagaimana pembuatan N-metil-2-feniletilamina dengan metode aminasi reduktif ?
Pembuatan Amina primer, sekunder, atau tersier
melalui reduksi terhadap senyawa nitril, oksim,
atau amida Reduksi amida akan menghasilkan amina primer, sekunder
atau tertier
Reduksi nitril atau oksim hanya menghasilkan amina primer
NH2
CH2CH2NH2
CH2NH2
CHCH3
NH2
H3C
H3C
NH2
CH3 HNO3
H2SO4
H3C NO2
H2, Ni
Br2,hvCH2Br
NH3
(CH3CO)2O
AlCl3
H3C CCH3
O NH3
H2,Ni
CH2BrNaCN
CH2CN2 H2
Pt
COOHPCl3
COClNH3
CONH2
OBr-
KM
nO
4,h
eat
Br2,hv
Reaksi Amina Pasangan elektron bebas pada atom nitrogen dari
amina berperan pada sifat-sifat kimia dari amina
Pasangan elektron dapat berfungsi sebagai basa atau sebagai nukleofil
Reaksi Eliminasi Hofmann
Mirip reaksi 3o ROH dalam asam yang membentuk alkena
Amina dipanaskan dengan basa Ag2O akan menghasilkan alkena
Atom N diubah menjadi N-kuarterner melalui reaksi metilasi (pereaksi CH3I berlebih) supaya berfungsi sebagai gugus pergi yang baik
Mekanisme reaksi berlangsung melalui reaksi E-2:
penarikan proton oleh basa bersamaan dengan lepasnya N(CH3)3
CH3(CH2)3CH2CH2NH2
CH3(CH2)3CH=CH2
CH3(CH2)3CH2CH2N+(CH3)3 I
-
N(CH3)3
CH3I berlebih
Ag2O
H2O, panas
heksilamina
1-heksena (60%)
HO: -
C C
H
N(CH3)3
C C H2O N(CH3)3
grm amonium kuarterner
alkena
E-2
Bila produk eliminasi lebih dari satu macam alkena, hasil utama adalah alkena yang tersubstitusi paling sedikit (aturan Hofmann).
Penyebabnya N-kuarterner adalah gugus lepas yang meruah, maka atom H yang bereaksi dengan basa adalah H yang paling kecil halangan ruangnya
CH3CH2CH2CHCH3
N CH3H3C
CH3-OH
CH3CH2CH2CH=CH2 CH3CH2CH=CHCH3
lebih terlindungi
lebih sulit bereaksi
kurang terlindungi
lebih mudah bereaksi
Ag2O
H2O, panas
1-pentena (94%)
2-pentena (6%)
Contoh soal :
Produk apa yang diharapkan terjadi pada eliminasi Hofmann ?
Terdapat tiga jenis H, yang paling mudah lepas adalah H yang terikat
pada atom C-primer (halangan ruang paling kecil)
CHC
NH
CH3
H H
H CH2CH3
CHCH2
CH3
N(CH3)2
H2C CH21. CH3I berlebih
2. Ag2O, H2O, panas
Reaksi Aril Amina (amina aromatis)
Substitusi elektrofilik pada senyawa aromatis (SE-Ar)
Pada reaksi SE-Ar, gugus NH2 merupakan gugus aktivator kuat (langsung terjadi trisubstitusi); juga berfungsi sebagai gugus
pengarah orto-para NH2
Br2
H2O
NH2
BrBr
Branilin
2,4,6-tribromoanilin (100%)
Selain itu, pasangan elektron bebas pada atom N bersifat basa yang akan
bereaksi dengan katalis AlCl3 (suatu asam Lewis) sehingga tidak terjadi
reaksi Friedel-Crafts (alkilasi maupun asilasi)
NH2
AlCl3
NH2Cl3Al
anilin
Penambahan anhidrida asetat pada amina akan membentuk senyawa N-terasetilasi.
Gugus asetamido (-NHCOCH3) tetap berfungsi sebagai pengarah o-p, tetapi
efek aktivator lebih lemah dan kurang basa.
Pada bromasi, akan menghasilkan produk mono-bromo, dan hidrolisis dalam basa
akan menghasilkan amina
Bila posisi para dari gugus asetamido tidak tersubstitusi, maka elektrofil
akan menempati posisi para
NH
O
H3C NH
O
H3C
S
Cl
OO
N
H
O
H3C
SNH2
OO
H2N
SNH2
OO
NaOH,H2O
NH3HOSO2Cl
asetanilida
sulfanilamida
H2N
SNH
OO
sulfathiazol
N
S
Sebagai contoh adalah pembuatan obat golongan sulfa :
Soal :
Sarankan suatu cara sintesis sulfathiazol dari benzena dan amina yang sesuai
Bagaimanakah cara pembuatan senyawa berikut dari bahan awal benzena :
a. N,N-dimetilanilin c. p-kloroanilin
b. m-kloroanilin d. 2,4-dimetilanilin
Reaksi Amina dengan Asam Nitrit Asam nitrit (HONO) dibuat baru (in situ) dari reaksi antara
Natrium nitrit dengan larutan asam kuat
Reaksi Amina Alifatis Primer dengan Asam Nitrit
Amina primer mengalami diazotizasi dengan asam nitrit
Garam diazonium yang tak stabil terurai membentuk karbokation
Karbokation bereaksi lebih lanjut membentuk alkena, alkohol and alkil halida
Reaksi arilamina primer dengan asam nitrit menghasilkan
pembentukan garam arenadiazonium yang relatif stabil
Reaksi ini berlangsung melalui pembentukan intermediat N-nitrosoamina
N-nitrosoamina diubah menjadi ion diazonium dalam beberapa tahapan reaksi
Reaksi Substitusi garam Arenadiazonium Garam Arildiazonium segera bereaksi dengan berbagai pereaksi
nukleofilik menghasilkan senyawa aromatik yang sangat beragam
Garam arildiazonium dibuat dari arilamina yang sesuai
Arilamina dapat dibuat melalui reduksi senyawa nitroaromatik
Reaksi Sandmeyer: Penggantian Gugus Diazonium oleh -Cl, -Br or -CN Mekanisme reaksi Sandmeyer belum diketahui dengan pasti tetapi
diperkirakan melalui pembentukan radikal
Reaksi Coupling dari Garam Arenadiazonium Ion Arenadiazonium berperan sebagai elektrofil dengan senyawa amina
aromatis yang sangat reaktif misalnya fenol atau amina aromatik tersier
Reaksinya disebut reaksi coupling diazo
Coupling dengan golongan fenol paling baik berlangsung dalam larutan sedikit alkalis
Dalam larutan alkalis membentuk ion fenoksida yang lebih cepat mengadakan coupling
Bila larutan terlalu basa, akan terbentuk diazohidroksida yang non-reaktif
Fenol dan turunan anilin mengadakan coupling terutama pada posisi para; kecuali bila posisi para telah terisi maka substituen
akan terikat pada posisi orto
Senyawa Azo biasanya dipakai sebagai zat warna Senyawa azo hasil reaksi coupling membentuk sistem terkonyugasi yang
panjang dan umumnya merupakan senyawa yang berwarna (menyerap di
daerah sinar tampak).
Gugus -SO3-Na+ ditambahkan pada molekul untuk meningkatkan kelarutan
dalam air, dan untuk mengikatkan zat warna pada serat yang polar misalnya
wool, katun
Contoh : Orange II dibuat dari 2-naftol dan Na-sulfanilat