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Aminas: estrutura, nomes, preparação, basicidade e reações

Uma amina é a amônia com um, dois ou três H trocados por grupos de carbono. O N continua com um par de elétrons livre, por isso as aminas são bases e nucleófilos. Conte quantos C estão ligados ao N para dizer se é 1ª, 2ª ou 3ª (1°, 2°, 3°). Elas se obtêm pela redução de compostos nitro, nitrilas ou amidas, a partir de haletos de alquila + NH₃, pela síntese de Gabriel (só 1ª) ou pela degradação de Hofmann (um C a menos). Grupos alquila empurram elétrons e aumentam a basicidade; o anel da anilina puxa o par para si e a diminui. Reações principais: formação de sais com ácidos, acilação, teste da carbilamina (1ª), teste de Hinsberg (1ª/2ª/3ª), ácido nitroso e substituição no anel da anilina.

🎬 História passo a passo

  1. Comece com a amônia, NH₃. Troque um H por um grupo CH₃ e você tem a metilamina, uma amina. A nuvem roxa é o par de elétrons livre do N.
  2. Conte os carbonos ligados ao N: um C é primária (1°), dois é secundária (2°), três é terciária (3°).
  3. Nomes: ache a cadeia mais longa que contém o N, numere a partir da ponta mais perto do NH₂, tire o 'o' final do alcano e acrescente 'amina': propan-1-amina.
  4. Fazendo uma amina: reduza um grupo nitro. Os dois O saem como água e entram átomos de H: R–NO₂ → R–NH₂.
  5. Por que as aminas são bases: o par livre captura um H⁺. Grupos alquila empurram elétrons para o N e capturam com mais força; o anel da anilina puxa esses elétrons para longe.
  6. Brincadeira livre: escolha uma amina e um reagente. Veja qual parte reage: os hidrogênios do N–H ou o par livre.

Dica: arraste a cena 3D para girar. Use dois dedos para dar zoom.

🤔 Dúvidas comuns, esclarecidas

Por que a forma é piramidal e não plana?

O N tem três ligações e um par livre. Os quatro grupos de elétrons se afastam como num tetraedro; você só 'vê' os três átomos, então parece uma pirâmide.

Por que (CH₃)₃CNH₂ é primária se o carbono dela é terciário?

Nas aminas só o N conta. Só um C toca o N, então é primária. No 3D, conte os átomos de C que tocam o N amarelo.

Quando uso o prefixo N- nos nomes?

Quando um grupo está no N e não na cadeia principal, por exemplo N-metiletanamina.

Por que usar Fe/HCl na indústria em vez de Sn/HCl?

O ferro é barato, e o FeCl₂ formado sofre hidrólise e devolve HCl, então só é preciso uma pequena quantidade de ácido.

Por que as aminas alquílicas são bases mais fortes que a amônia?

Grupos alquila empurram densidade de elétrons para o N, então o par livre captura o H⁺ com mais facilidade e o cátion formado é mais estável.

Por que a anilina é uma base mais fraca que a amônia?

O par livre dela é compartilhado com o anel de benzeno por ressonância, então menos dele fica livre para pegar H⁺.

Por que o produto de Hinsberg da amina 1ª dissolve no KOH, mas o da 2ª não?

O produto da 1ª ainda tem um H no N que é ácido (perto do grupo SO₂), então o KOH o retira e forma um sal solúvel. O produto da 2ª não tem H no N.

Estrutura das aminas

Uma amina é um derivado da amônia (NH₃). Troque um ou mais H por grupos alquila ou arila e você obtém uma amina, por exemplo CH₃NH₂.

O átomo de N faz três ligações e guarda um par de elétrons livre (dois elétrons que não estão numa ligação). Por isso a forma ao redor do N é piramidal, como na amônia. O ângulo C–N–C ou C–N–H é cerca de 108°, um pouco menor que o tetraedro perfeito (109,5°), porque o par livre empurra as ligações para perto umas das outras.

Na anilina (C₆H₅NH₂) o N está ligado a um anel de benzeno. O par livre dele se espalha em parte pelo anel. Guarde isso: explica por que a anilina é uma base mais fraca.

Classificação: primária, secundária, terciária

Conte os grupos de carbono ligados ao N:

Aminas simples têm todos os grupos iguais; aminas mistas têm grupos diferentes. Se o N está ligado direto a um anel de benzeno, é uma amina arílica (aromática) (anilina). A benzilamina C₆H₅CH₂NH₂ continua sendo uma amina alquílica, porque o N está num CH₂, e não no anel.

Cuidado: nos álcoois contamos os C do carbono que tem o OH. Nas aminas contamos os C ligados ao próprio N. Assim, (CH₃)₃C–NH₂ é uma amina primária.

Nomenclatura (como dar nome às aminas)

Nomes comuns: diga os grupos alquila em ordem alfabética e acrescente 'amina' numa palavra só: metilamina, etilmetilamina, trimetilamina.

Nomes IUPAC:

  1. Pegue a cadeia mais longa que contém o N. Tire o 'o' final do alcano e acrescente 'amina': etano → etanamina.
  2. Numere a partir da ponta mais perto do NH₂: CH₃CH₂CH₂NH₂ é propan-1-amina; CH₃CH(NH₂)CH₃ é propan-2-amina.
  3. Outros grupos no N recebem o prefixo N-: CH₃NHC₂H₅ é N-metiletanamina; (CH₃)₂NC₂H₅ é N,N-dimetiletanamina.
  4. Dois grupos NH₂: mantém-se o 'o': H₂N–CH₂CH₂–NH₂ é etano-1,2-diamina.
  5. Aromática: C₆H₅NH₂ é anilina, também chamada pelo nome IUPAC benzenamina. Com um metil no anel: 2-metilanilina (o-toluidina).

Preparação das aminas

  1. Redução de compostos nitro: R–NO₂ ou Ar–NO₂ com H₂/Pd, ou Sn + HCl, ou ferro velho + HCl (preferido na indústria, porque o FeCl₂ formado sofre hidrólise e libera HCl de novo, então só é preciso um pouco de ácido). Nitrobenzeno → anilina.
  2. Amonólise de haletos de alquila: R–X + NH₃ → R–NH₂ (como sal). A amina formada também é nucleófila, então reage de novo → uma mistura de aminas 1ª, 2ª, 3ª e do sal quaternário R₄N⁺X⁻. Um grande excesso de NH₃ favorece a amina 1ª.
  3. Redução de nitrilas: R–C≡N + 4[H] (LiAlH₄ ou H₂/Ni) → R–CH₂–NH₂. Um C é acrescentado à cadeia (subida).
  4. Redução de amidas: R–CONH₂ + LiAlH₄, depois água → R–CH₂–NH₂ (mesmo número de C).
  5. Síntese de Gabriel (ftalimida): ftalimida + KOH → ftalimida de potássio; + R–X → N-alquilftalimida; hidrólise alcalina → R–NH₂. Dá somente aminas 1ª puras. Não consegue fazer anilina, porque haletos de arila não fazem a etapa de substituição.
  6. Degradação de Hofmann (bromamida): R–CONH₂ + Br₂ + 4NaOH → R–NH₂ + Na₂CO₃ + 2NaBr + 2H₂O. A amina tem um C a menos que a amida (descida).

Propriedades físicas

Aminas alifáticas pequenas são gases ou líquidos com cheiro de peixe; a anilina é um líquido que escurece ao ar (ela se oxida).

Ligação de hidrogênio: aminas 1ª e 2ª têm N–H, então suas moléculas fazem ligações de hidrogênio entre si. Aminas 3ª não têm N–H e não conseguem. Por isso, para massas parecidas, o ponto de ebulição é: 1ª > 2ª > 3ª.

O N é menos eletronegativo que o O, então as ligações N–H···N são mais fracas que O–H···O. As aminas fervem mais baixo que álcoois de massa parecida, mas mais alto que alcanos.

Aminas pequenas se dissolvem em água (fazem ligação de hidrogênio com a água). A solubilidade diminui quando a parte de carbono cresce. Ordem dos pontos de ebulição para massa parecida: alcano < amina < álcool < ácido carboxílico.

Basicidade das aminas

Uma base aceita H⁺. O par livre do N faz isso: R–NH₂ + H₂O ⇌ R–NH₃⁺ + OH⁻. A força se mede por Kb ou pKb (pKb = −log Kb). Menor pKb = base mais forte.

Reações químicas das aminas

  1. Com ácidos (formação de sal): C₆H₅NH₂ + HCl → C₆H₅NH₃⁺Cl⁻. Os sais se dissolvem em água; NaOH devolve a amina. Serve para separar aminas de compostos neutros.
  2. Alquilação: com R–X, 1ª → 2ª → 3ª → sal de amônio quaternário.
  3. Acilação: aminas 1ª e 2ª (com N–H) reagem com cloretos de ácido/anidridos e dão amidas; a piridina retira o HCl. C₆H₅NH₂ + CH₃COCl → C₆H₅NHCOCH₃ (acetanilida). Com cloreto de benzoíla é a benzoilação. Aminas 3ª não reagem (sem N–H).
  4. Reação da carbilamina (teste para 1ª): R–NH₂ + CHCl₃ + 3KOH (calor) → R–NC (isocianeto, cheiro muito ruim) + 3KCl + 3H₂O. Aminas 2ª e 3ª não dão essa reação.
  5. Ácido nitroso (NaNO₂ + HCl): aminas alifáticas 1ª dão gás N₂ (quantitativamente) e álcoois; a anilina a 273–278 K dá o sal de benzenodiazônio (próxima aula).
  6. Teste de Hinsberg (cloreto de benzenossulfonila, C₆H₅SO₂Cl): a 1ª dá uma sulfonamida que ainda tem N–H ácido e dissolve em KOH; a 2ª dá uma sulfonamida sem N–H, insolúvel em base; a 3ª não reage.
  7. Substituição no anel da anilina: o –NH₂ ativa fortemente o anel nas posições orto e para. A água de bromo dá na hora um precipitado branco de 2,4,6-tribromoanilina. Para colocar só um Br, primeiro acetile (acetanilida), depois bromete, e depois hidrolise.
  8. Nitração: a nitração direta dá muito produto meta (cerca de 47%), porque em ácido forte a anilina vira anilínio (–NH₃⁺, orientador meta), além de produtos de oxidação escuros e alcatroados. Proteja como acetanilida para obter principalmente p-nitroanilina.
  9. Sulfonação: anilina + H₂SO₄ conc. → hidrogenossulfato de anilínio → aquecendo a 453–473 K → ácido sulfanílico (um zwitteríon).
  10. A anilina não faz reações de Friedel–Crafts: o AlCl₃ (ácido de Lewis) captura o par livre e o N fica positivo, o que desativa o anel.

Experimente: o teste do limão e do peixe

Em casa: sinta o cheiro de um pedaço de peixe cru (ou da peixaria). Depois espreme limão nele e cheire de novo. O cheiro diminui porque as aminas (bases) viram sais com o ácido cítrico, e sais não evaporam. Isso é 'amina + ácido → sal' na sua cozinha.

No 3D: na brincadeira livre, escolha cada amina com o reagente de Hinsberg. Preveja antes: ela vai dissolver no KOH? Depois aperte Mostrar e confira.

Foco na prova

A unidade vale cerca de 6 pontos. Perguntas comuns: ordenar aminas por basicidade ou ponto de ebulição; dar justificativas (anilina menos básica, Gabriel não faz anilina, produto meta na nitração, sem Friedel–Crafts); distinguir 1ª/2ª/3ª (Hinsberg, carbilamina); escrever reações com nome (Hofmann, Gabriel, carbilamina); e sequências de conversão (A → B → C).

Fórmulas e definições principais

Exemplos resolvidos

1. Classifique (CH₃)₃C–NH₂ e C₆H₅NHCH₃ como 1ª, 2ª ou 3ª.

Passo 1: Olhe para o N, não para o carbono. Passo 2: Em (CH₃)₃C–NH₂ o N tem um C ligado → amina primária (1°), mesmo que esse C seja um carbono terciário. Passo 3: Em C₆H₅NHCH₃ o N tem dois grupos de C (fenil e metil) e um H → amina aromática secundária (2°).

2. Dê o nome IUPAC de CH₃–CH(NH₂)–CH₂–CH₃ e de (C₂H₅)₂N–CH₃.

Primeiro: cadeia mais longa = 4 C (butano). Numere para que o NH₂ fique com o menor número: C2. Tire o 'o', acrescente 'amina' → butan-2-amina. Segundo: o maior grupo no N é o etil → base etanamina. O outro etil e o metil ficam no N → N-etil-N-metiletanamina.

3. Uma amida C₂H₅CONH₂ é tratada com Br₂ e NaOH. Dê o nome da amina e diga quantos átomos de C ela tem.

Passo 1: Esta é a degradação de Hofmann; o carbono do C=O sai como carbonato. Passo 2: A amida tem 3 C, então a amina tem 3 − 1 = 2 C. Passo 3: C₂H₅CONH₂ → C₂H₅NH₂ (etanamina).

4. Converta benzeno em anilina. Escreva as duas etapas.

Etapa 1 (nitração): C₆H₆ + HNO₃ conc. / H₂SO₄ conc. (≈ 330 K) → C₆H₅NO₂ (nitrobenzeno). Etapa 2 (redução): C₆H₅NO₂ + Fe/HCl (ou Sn/HCl) → C₆H₅NH₂ (anilina); acrescente NaOH para liberar a amina do seu sal.

5. Ordene em ordem crescente de basicidade em água: C₆H₅NH₂, NH₃, CH₃NH₂, (CH₃)₂NH.

Passo 1: A anilina é a mais fraca: o par livre se espalha pelo anel (pKb ≈ 9,4). Passo 2: O NH₃ (pKb ≈ 4,75) vem a seguir. Passo 3: Grupos metil empurram elétrons, então CH₃NH₂ (pKb ≈ 3,4) é mais forte. Passo 4: (CH₃)₂NH (pKb ≈ 3,3) é a mais forte em água (bom efeito +I e ainda boa hidratação). Ordem: C₆H₅NH₂ < NH₃ < CH₃NH₂ < (CH₃)₂NH.

6. O pKb de uma amina é 3,30. Calcule Kb e compare com o NH₃ (Kb = 1,8 × 10⁻⁵).

Passo 1: Kb = 10^(−pKb) = 10^(−3,30). Passo 2: 10^(−3,30) = 10^(0,70) × 10⁻⁴ ≈ 5,0 × 10⁻⁴. Passo 3: 5,0 × 10⁻⁴ ÷ 1,8 × 10⁻⁵ ≈ 28. A amina é uma base cerca de 28 vezes mais forte que a amônia.

7. Três frascos contêm etanamina, N-metiletanamina e N,N-dimetiletanamina. Como distingui-las com o reagente de Hinsberg?

Passo 1: Agite cada uma com C₆H₅SO₂Cl e KOH. Passo 2: A etanamina (1ª) forma C₆H₅SO₂NHC₂H₅; o N–H dela é ácido, então dissolve no KOH (solução limpa). Passo 3: A N-metiletanamina (2ª) forma uma sulfonamida sem N–H → um sólido que não dissolve no KOH. Passo 4: A amina 3ª não reage (ela só se dissolve quando se acrescenta ácido).

8. Por que a nitração direta da anilina dá muita m-nitroanilina, e como obter principalmente p-nitroanilina?

Passo 1: A mistura nitrante é fortemente ácida. Passo 2: A anilina toma H⁺ e vira anilínio, C₆H₅NH₃⁺. Passo 3: O –NH₃⁺ puxa elétrons e orienta para a posição meta → cerca de 47% de produto meta. Passo 4: Solução: acetile primeiro (acetanilida, o –NHCOCH₃ é um orientador o/p mais suave e não é protonado), nitre (principalmente para), depois hidrolise de volta → p-nitroanilina.

Erros comuns

Quiz de prática

1. Qual é uma amina secundária?
2. O teste da carbilamina é dado por:
3. Qual é a base mais fraca?
4. A degradação de Hofmann de CH₃CONH₂ dá:
5. Anilina + água de bromo dá:

Prática: responda você mesmo

Digite ou escolha sua resposta e aperte Conferir. Use a dica se travar; a solução completa aparece depois que você responder.

Perguntas frequentes

O que são aminas, em palavras simples?

Aminas são moléculas de amônia em que um ou mais H foram trocados por grupos de carbono. Elas mantêm um par livre no N, por isso se comportam como bases.

Por que a anilina é menos básica que a amônia?

Na anilina, o par livre do N se espalha pelo anel de benzeno por ressonância, então fica menos disponível para pegar um H⁺. A amônia não tem anel, e seu par fica totalmente livre.

Como distinguir aminas primárias, secundárias e terciárias?

Use o teste de Hinsberg: o produto da amina 1ª dissolve no KOH, o da 2ª não dissolve, e a 3ª não reage. O teste da carbilamina (cheiro ruim) também identifica as aminas 1ª.

Onde isso é ensinado

PolandLiceum ogólnokształcące, klasa IIINitrogen-containing organic compounds
PolandLiceum ogólnokształcące, klasa IVNitrogen-containing organic compounds
Ukraine10 класNitrogen-containing organic compounds
Ukraine10 класNitrogen-containing organic compounds
CBSE (India)Class 12Amines
England (GCSE, A level)Year 133.3 Organic chemistry
Russia10 классNitrogen-containing compounds

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