ترکیب‌های نیتروژن‌دار برای زندگی ضروری هستند و منبع اولیه برای تهیه آن‌ها، نیتروژن موجود در جو می‌باشد که توسط یک فرایند بنام تثبیت نیتروژن، مولکول نیتروژن (](N₂، به آمونیاک کاهیده می‌شود. آمونیاک حاصل سپس به ترکیب‌های نیتروژن‌دار آلی تبدیل می‌گردد. آمین‌ها، مشتق‌های آمونیاک هستند و دسته وسیعی از مواد آلی نیتروژندار را تشکیل می‌دهند که در آن‌ها، اتم نیتروژن به یک یا دو یا سه گروه آلکیل یا آریل متصل می‌باشد (هیدروژن بوسیله گروه‌های آلکیل یا آریل جانشین شده است) که به ترتیب آمین نوع اول، آمین نوع دوم یا آمین نوع سوم ایجاد می‌گردد. از اینرو به همان طریقی که اترها والکل‌ها با آب رابطه دارند، آمین‌ها به آمونیاک وابسته می‌باشند. درآلکیل آمین‌ها نیتروژن به اتم کربن با هیبریداسیون sp³ متصل است، آریل آرمین‌ها دارای نیتروژنی هستند که به یک کربن sp² بنزن یا حلقه شبیه بنزن متصل است. آمین‌ها معمولاً از آمونیاک استخراج می‌شوند که جای هیدروژن‌ها گروه آلکیلی قرار می‌گیرند. خاصیت بازی آمین نوع دوم از بقیه بیشتر بوده و این گروه با تأثیر روی سیستم عصبی انسان کاربردهای گسترده‌ای پیدا کرده‌اند. بعضی از پیک‌های عصبی انسان مانند آدرنالین آمین‌اند، بعضی از جلوگیری کننده‌ها مانند مرفین نیز در گروه آمین‌ها قرار می‌گیرند. از دیگر ترکیب‌های آمین می‌توان به کُدیین و آمینو اسیدها اشاره کرد. آمین‌ها به عنوان اجزاء آمینواسیدها، پپتیدها و آلکالوئیدها، در بیوشیمی حائز اهمیت هستند. بسیاری از ترکیب‌های فعال بیولوژیکی حاوی نیتروژن هستند. همچنین ترکیب‌های دیگری از آن‌ها به عنوان ضدتورم، بیهوش‌کننده، آرام‌بخش و محرک، کاربرد دارویی دارند. برای مثال آدرنالین (محرک)، پروپیل‌هگزدرین (ضدتورم بینی)، هگزامتیلن‌تترآمین (ماده ضدباکتری) اَمفتامین (ضد افسردگی) از جمله آن‌ها هستند. همه آمین‌ها خصلت بازی دارند (آمین‌های نوع اول و دوم می‌توانند به عنوان اسید هم عمل کنند)، پیوند هیدروژنی تشکیل می‌دهند، و در واکنش‌های جانشینی به عنوان هسته دوست عمل کنند. پس در بسیاری از جنبه‌ها شیمی آمین‌ها با شیمی الکل‌ها و اترها شباهت دارد؛ ولی تفاوت‌هایی هم در فعالیت دارند، زیرا الکترونگاتیوتیه نیتروژن کمتر از اکسیژن است. از این رو آمین‌های نوع اول ودوم کمتر اسیدی می‌باشند وپیوندهای هیدروژنی ضعیفتر از الکل‌ها و تشکیل می‌دهند اما بازی‌ترو نوکلئوفیل‌تر می‌باشند.

آمین‌ها(به انگلیسی: Amines) ترکیبات آلی هستند که جزو بازها به شمار رفته و یک اتم نیتروژن مرکزی و یک یا دو یا سه گروه آلکیل متصل به آن هستند که به ترتیب آمین نوع یک، آمین نوع دو و آمین نوع سه نامگذاری می‌شوند آمین‌ها معمولاً از آمونیاک استخراج می‌شوند که جای هیدروژن‌ها گروه آلکیلی قرار می‌گیرند. خاصیت بازی آمین نوع دوم از بقیه بیشتر بوده و این گروه با تأثیر روی سیستم عصبی انسان کاربردهای گسترده‌ای پیدا کرده‌اند و بعضی از پیک‌های عصبی انسان مانند آدرنالین آمین اند و بعضی از جلوگیری کننده‌ها مانند مرفین نیز در گروه آمین‌ها قرار می‌گیرند. از دیگر ترکیبات آمین می‌توان به کدیین، افندرین، اشاره کرد. از دیگر آمین‌های مهم آمینواسیدها نیز هستند.

تهیه آمین‌ها

دو خاصیت ویژه آمین‌ها، خاصیت بازی و خاصیت هسته‌دوستی آن‌هاست. خاصیت بازی و خاصیت هسته دوستی آمین‌ها هر دو از جفت الکترون غیرپیوندی ازت ناشی می‌شود. گاهی آمین به عنوان یک باز عمل کرده و این جفت الکترون یک پروتون از اسید برونستد جذب می‌کنند. گاهی نیز این جفت الکترون غیرپیوندی به کربن قطبی‌شده بر روی یک مولکول (مولکول الکترون‌دوست) حمله کرده و آمین به عنوان هسته‌دوست وارد واکنش می‌شود.

آلکیل‌دار کردن آمین‌ها

از واکنش آمونیاک و آلکیل هالیدها، طی یک واکنش S_N2، می‌توان آمین‌های مختلفی را تهیه نمود. در این واکنش ابتدا منوآلکیل‌آمین تولید می‌شود. برای جلوگیری از ادامه واکنش، لازم است که غلظت آلکیل هالید کم انتخاب شود. معمولاً نوع محصول واکنش به مدت زمان انجان واکنش، طبیعت، غلظت‌آلکیل هالید، نوع هالوژن و نوع کربنی که هالوژن روی آن قرار گرفته است، بستگی دارد. با کلریدها، واکنش قابل کنترل‌تر می‌باشد و در صورت استفاده از یدیدآلکیل، آمونیوم چهارتایی تشکیل می‌شود. اگر غلظت CH₃I کم باشد، می‌توان آمین‌های نوع دوم یا سوم را سنتز نمود. همان‌طور که اشاره شد، با توجه به خاصیت هسته‌دوستی آمین‌ها، واکنش 2 S_Nاین ترکیب‌ها با آلکید هالیدهای نوع اول منجر به تشکیل آمین‌های آلکیله شده می‌گردد که معمولاً در مرحله اول متوقف نمی‌شود و واکنش تا تشکیل نمک چهارتایی آمونیوم پیش می‌رود. ایم روش برای آمین‌های نوع اول، دوم و سوم عمومیت دارد اما آمین‌های نوع اول بهتر واکنش می‌دهند (به دلیل ممانعت فضایی کمتر و هسته‌دوستی بهتر). در مورد آمین‌های نوع سوم واکنش حذفی نسبت به واکنش هسته‌دوستی اولویت دارد. با استفاده از مقدار اضافی از آمونیاک با سایر آمین‌های اولیه، که توانایی محصول را در رقابت برای عامل آلکیل‌دار کننده محدود می‌سازد، حداقل رساندن آلکیلاسیون پیشرفته، امکانپذیر است. حتی با این اصلاح فرایند، در بسیاری از حالات، کم و بیش فقط بهره متوسطی رابدست می‌دهد.

کاهش نیتریل‌ها

برای آلکیلاسیون کنترل شده آمین‌ها به هسته دوست نیتروژن‌داری نیازی داریم که فقط یک بار واکنش دهد. یون سیانید CN^–، چنین واکنش‌دهنده‌ای است. نیتریل‌ها را تحت واکنش جانشینی هسته‌دوستی آلکیل‌هالیدها و یون سیانید می‌توان تهیه کرد، که باکاهش آن‌ها آمین‌های مربوطه تشکیل می‌شوند. فرایند کلی منجر به آمین نوع اول می‌شود که از آلکیل هالید اولیه یک کربن بیشتر دارد.

کاهش آزیدها

برای وارد کردن یک گروه آمین بدون کربن اضافی به یک نوکلئوفیل نیتروژنی اصلاح شده، که پس از اولین آلکیلاسیون غیرواکنش‌پذیر باشد، نیازمندیم. چنین نوکئوفیلی یون آزید ،N₃^– است. سنتز آزید یک روش عالی برای تهیه آمین‌های نوع اول از آلکیل هالیدها است. یون آزید باز نیست بلکه یک هسته‌دوست خوب است. آلکیل آزیدها، همان‌طور که در ادامه نیز به آن اشاره شده است، از واکنش جانشینی آلکیل هالیدها با سدیم آزید تهیه می‌شوند و می‌توانند توسط واکنشگرهای کاهنده متنوع از جمله لیتیم‌آلومینیم‌هیدرید ویا هیدروژناسیون کاتالیزوری(Pd-c) به آلکیل آمین کاهیده شوند.

کاهش ترکیب‌های نیترو

ترکیب‌های نیترودار را، نظیر بسیاری ترکیب‌ها آلی، به دو روش کلی می‌توان کاهش داد:

الف) با هیدروژن‌دار شدن کاتالیزوری در مجاورت هیدروژن مولکولی.

ب) با کاهش شیمیایی، اغلب به وسیله یک فلز و اسید

در مواردی که مولکول، علاوه بر گروه نیترو، دارای گروه‌های کاهش‌پذیری نظیر پیوند دوگانه کربن- کربن باشد از این روش نمی‌توان استفاده کرد. آمین ناخالص معمولاً حاوی مقداری ترکیب نیترو دست نخورده است که با بهره‌گیری از خواص بازی آمین می‌توان آن‌ها را جدا ساخت. آمین در محلول آبی اسید معدنی انحلال‌پذیر است، ولی ترکیب نیترو حل نمی‌شود.

کاهش آمیدها

آمیدها یکی از انواع مشتق‌های کربوکسیلیک‌اسیدها هستند که یک نیتروژن به گروه کربونیل متصل است. برای به دست آوردن محصول با راندمان بیشتر از واکنش آسیل‌هالیدها و آمونیاک یا آمین‌ها استفاده می‌شود. با استفاده از کاهنده‌های قوی مانند لیتیم‌آلومینیم‌هیدرید، می‌توان آمیدها را به آمین‌های نوع اول کاهش داد.

کاهش ایمین‌ها

مانند پیوند دوگانه کربن – اکسیژن در آلدئیدها وکتون‌ها، پیونددوگانه کربن-نیتروژن در ایمین‌ها را نیز می‌توان به وسیله هیدروژناسیون کاتالیزوری با واکنشگرهای هیدریدی، کاهش داد. از واکنش آمونیاک یا آمین‌ها با کتون‌ها ایمین تولید می‌شود که با کاهش آن می‌توان آمین تولید کرد. از آنجائیکه آمیدها به راحتی تهیه می‌شوند، این روش برای تهیه آمین‌ها فراگیر و عمومی می‌باشد. واکنش کاهش را می‌توان توسط کاهنده اختصاصی‌تری هیدروژن فعال شده کاتالیزوری یاسدیم سیانوبروهیدریدNa^{+ –}BH₃CN نیز با موفقیت انجام داد. سدیم سیانوبوروهیدرید از واکنش سدیم بوروهیدرید NaBH₄ با هیدروژن سیانید بدست می‌آید. گروه الکترون‌کشنده سیانید توانایی یون بوروهیدرید رابرای انتقالH^– به گروه عاملی کاهش داده شده، تقلیل می‌دهد. در نتیجه قدرت کاهش دهندگی سیانوبوروهیدرید متمایزتر است.

سنتز گابریل

روش گابریل یک روش مناسب و کارآمد برای سنتز آمین‌های نوع اول است. این روش نیاز به کاهش ندارد. در این روش از فتال‌ایمید استفاده می‌شود و به دلیل این که در این سیستم نیتروژن مجاور دو عامل کربونیل است قدرت اسیدی گروه NH بسیار بیشتراز آمیدهای معمولی است؛ بنابراین، حذف پروتون با باز ملایم مانند یون‌کربنات صورت می‌گیرد. از واکنش آنیون حاصل با آلکیل هالید نوع‌اول و سپس هیدرولیز اسیدی، آمین به صورت نمک‌آمین حاصل می‌شود. با استفاده از یک باز نمک‌آمین را می‌توان به آمین آزاد تبدیل کرد.

فهرست مطالب:

مقدمه

نامگذاری

سیستم IUPAC

بازیسیته آمین ها

اثرات رزونانسی

اثر ساختمان روی قدرت بازی

اثر استخلاف روی خصلت بازی آریل آمین ها

آلکیلاسیون آمین ها

سنتز آلکیل آمین های نوع اول به روش گابریل

N-پتاسیو فتالامید

مکانیزم

شکستن فتالمید آلکیله شده

آسیلاسیون آمین ها

مکانیزم

آمین ها به عنوان گروه خارج شونده

مثال ها

نوآرایی کوپ

مثال کوپ

واکنش آمین های نوع اول با HNO2

و…