09.11.2000 16:14:07

Aminy, jejich efekty a vliv na pH

Lze odhadnout pH aminosloučenin v porovnání navzájem a s vodou???Odpověď zní - ano zásluhou působících efektů. Pamatuj tuto zásadu: sloučenina se "snaží" mít co nejmenší náboj. Pokud má vzniknout ion (ať už kation nebo anion) "ochotněji" vznikne tam, kde je náboj kompenzován částěčným nábojem opačného znaménka, neboli tam, kde je náboj v absolutní hodnotě menší než jedna. Nejhůře pak tam, kde naopak je náboj větší v absolutní hodnotě než jedna.
Je známo, že kyselina odštěpuje vodíkové kationty a důsledku toho má pH menší než 7. Zásada naopak vodíkové kationty přijímá a v důsledku toho má pH větší než 7.
 
aromatický amin (př.:anilin)
anilinium
U aromatického aminu (např.: anilinu) působí +M efekt, který způsobuje volný elektronový pár na dusíku. Ten se snaží zapojit do konjugace na jádru a snižuje tak elektronovou hustotu na dusíku (vzniká částečně kladný náboj).Při přijetí vodíkového kationtu a vzniku anilinia (tzn. projevu zásady) tento částečně kladný náboj oddaluje celkový náboj na dusíku od nuly /1+d/ > /1/. Z toho plyne, že částečně kladný náboj zhoršuje podmínky pro přijímání vodíkového kationtu, takže anilin je méně zásaditý než amoniak i když je (vzhledem k dále uvedené rovnici) zásaditější než voda a pH má větší než 7).
zásada <-- ----------- ------------> konjugovaná
kyselina
   
C6H5NH2 + H2O C6H5NH3+ + OH-
anilin   kyselina <------------ ----------------- --> konjugovaná
zásada
amoniak
amoniak
amonium
U amoniaku nepůsobí žádný efekt.Při přijetí vodíkového kationtu a vzniku amonného kationtu neboli amonia (tzn. projevu zásady) vzniká náboj +1.Z toho plyne, že amoniak je zásaditější než anilin a pH má větší.
primární amin (př.:methylamin)
methylamonium
U primárního aminu (př.:methylamin) působí alkylová skupina +I efektem, který způsobuje zvýšení elektronové hustoty na dusíku, na kterém tak vzniká částečně záporný náboj. Při přijetí vodíkového kationtu a vzniku methylamonia (tzn. projevu zásady) tento částečně záporný náboj přibližuje celkový náboj na dusíku k nule /1-d/ </1/. Z toho plyne, že částečně záporný náboj podporuje přijímání vodíkového kationtu, takže primární amin je zásaditější než amoniak a pH má větší.
sekundární amin (př.:dimethylamin)
dimethylamonium
U sekundárního aminu (př.:dimethylamin) působí 2 alkylové skupiny 2x +I efektem, ty způsobují zvýšení elektronové hustoty na dusíku, na kterém tak vzniká částečně záporný náboj.. Při přijetí vodíkového kationtu a vzniku dimethylamonia (tzn. projevu zásady) tento částečně záporný náboj přibližuje celkový náboj na dusíku více k nule /1-2xd/ </1-d/ než primární amin. Z toho plyne, že sekundárního amin je zásaditější než primární amin a pH má větší.
U terciárního aminu (př.:trimethylamin) působí 3 alkylové skupiny 3x +I efektem, ty způsobují zvýšení elektronové hustotyna dusík, na kterém tak vzniká částečně záporný náboj.. Při přijetí vodíkového kationtu a vzniku trimethylamonia (tzn. projevu zásady) tento částečně záporný náboj přibližuje celkový náboj na dusíku více k nule /1-3xd/ </1-2xd/ než sekundárního amin. Z toho by mělo plynout, že terciární amin je zásaditější než sekundárního amin a pH má větší, ale není tomu tak(!!), 3 alkylové skupiny natolik stíní dusíku (sférický moment), že snižují jeho schopnost přijímat vodíkový kation(tzn. projev zásady) , že je terciární amin méně zásaditý i než primární amin!
Pořadí aminů dle vzrůstající zásaditosti je:
voda(pH=7) < aromatický < amoniak< terciární < primární< sekundární
Pokračuj dále v podrobnějším členění: deriváty anilinu a vliv různých alkylů
Pozn.: pH bylo seřazeno za předpokladu stejné koncentrace. Závislost pH u aminosloučenin jako slabých bází na koncentraci (v případě silného aniontu) se rovná: pH = 7 - 1/2(pKB + log cBH+). Bližší zde
Porovnej s vlivem efektů na pH u hydroxiderivátů

nahoru , reakční mechanismy , dusíkaté sloučeniny , organická chemie ,go home