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