Amine

Allgemeine Charakteristik der Amine

Amine gehören zu den organischen chemischen Verbindungen, die von Ammoniak abstammen, also einem Molekül, das aus einem Stickstoffatom und drei daran gebundenen Wasserstoffatomen besteht. Diese Atome sind durch organische Radikale ersetzt. Je nachdem, ob ein, zwei oder alle Wasserstoffatome des Ammoniakmoleküls substituiert wurden, unterscheidet man zwischen primären, sekundären und tertiären Aminen. Jeder der gebundenen Radikale kann aliphatisch (in Form einer geraden oder verzweigten Kohlenstoffkette) oder aromatisch (in Form eines Rings) sein. Die Amine werden also weiter unterteilt in aliphatische, aromatische und aliphatisch-aromatische, d.h. gemischte.

Bei der Bildung von Bezeichnungen für Amine werden immer die Art und Anzahl der Alkylsubstituenten angegeben und das Wort Amin am Ende angefügt, z. B. Ethylamin, Methyldiethylamin. Ein anderes Bezeichnungssystem besteht darin, den Namen von einer Verbindung abzuleiten, in der ein oder mehrere Wasserstoffatome durch eine Aminogruppe substituiert sind (unter Berücksichtigung der Stelle der Substitution und der Anzahl der Aminogruppen). Außerdem werden allgemeine gebräuchliche Namen verwendet, z.B. Anilin (Phenylamin).

Amine – Methoden der Gewinnung

Amine können mit Hilfe der folgenden Methoden gewonnen werden:

• Wirkung von Ammoniak auf Chloralkyle. Bei der Reaktion zwischen Alkylchlorid, -bromid oder -jodid und Ammoniak entsteht ein Hydrochlorid (entsprechend -bromid und -jodid) des Amins. Dieses reagiert dann mit einem weiteren Molekül vom Ammoniak. Das Ergebnis ist ein Amin und eine Ammoniumverbindung.
• Reduktion der entsprechenden Nitroverbindungen. Hierfür werden Metalle wie z.B. Zinn, Zink oder Eisen verwendet. Durch die Reaktion werden sie in saurem oder basischem Milieu oxidiert. Die Reduktion von aliphatischen Aminen erfolgt in einem Schritt, während die von aromatischen Aminen je nach Reaktionsbedingungen unterschiedlich ablaufen kann. Dieses Verfahren wird für die industrielle Herstellung von Aminen verwendet.
• Reduktion von Nitrobenzol. Es entsteht Anilinhydrochlorid, das im nächsten Schritt mit Natriumhydroxid reagiert. Auf diese Weise wird Anilin im Labormaßstab gewonnen.
• Reaktion einer Carbonylverbindung (mit einer Carbonylgruppe =C=O im Molekül) mit Ammoniummethanoat.

Eigenschaften von aliphatischen Aminen

Die niederen aliphatischen Amine sind bei Raumtemperatur gasförmig, die höheren sind flüssig oder fest. Sie lösen sich gut in Wasser. Diese Eigenschaft schwächt sich mit zunehmendem Substitutionsgrad der Amine ab.  Dies ist darauf zurückzuführen, dass sich zwischen den Molekülen der primären aliphatischen Amine wesentlich mehr Wasserstoffbrückenbindungen bilden als bei den sekundären und tertiären Aminen. Die Wasserstoffbrückenbindungen führen auch dazu, dass primäre und sekundäre Amine eine hohe Neigung zur Assoziation haben. Infolgedessen sind ihre Siedepunkte höher als die von gesättigten Kohlenwasserstoffen mit der gleichen Anzahl von Kohlenstoffatomen im Molekül. Einige der aliphatischen Amine haben ähnliche physikalisch-chemische Eigenschaften wie Ammoniak. Wie dieses zeigen sie eine alkalische Reaktion. Sie reagieren auch mit Säuren, wodurch Salze entstehen (Bindung eines Säuremoleküls an ein Aminmolekül). Die große Variationsbreite ihrer Eigenschaften, die von dem Substitutionsgrad der aliphatischen Amine abhängt, erlaubt es, sie durch spezifische Reaktionen zu identifizieren und auch voneinander zu trennen.

Das bekannteste der aliphatischen Amine ist Methylamin mit der Formel CH₃NH₂. Es ist ein brennbares, giftiges Gas mit fischigem Geruch. Aufgrund seiner Eigenschaften muss es in verflüssigter Form oder als Salz, wie Methylaminhydrochlorid, gelagert werden. Es löst sich sehr gut in Wasser oder Benzol. In Ethanol ist es etwas weniger gut löslich. Trotz seiner Giftigkeit ist Methylamin ein wichtiger Bestandteil bei der Herstellung von Medikamenten, Pestiziden und Farbstoffen.

Eigenschaften von aromatischen Aminen

Amine, die einen oder mehrere aromatische Ringe in ihrer Struktur enthalten, sind im Allgemeinen flüssig oder fest.  Sie sind hochgiftig.  Sie zeichnen sich durch einen unangenehmen Geruch aus. Sie sind in Wasser schwer löslich.  Im Vergleich zu aliphatischen Aminen weisen sie keine guten alkalischen Eigenschaften auf. Das Vorhandensein einer Aminogruppe (ein Substituent der ersten Art) macht sie anfällig für Reaktionen mit anderen chemischen Verbindungen, da sie die Substitution von Wasserstoffatomen in ortho- und para-Stellung erleichtert. Außerdem ist die Aminogruppe anfällig für Wirkung von Oxidationsmittel. Sie wird bereits unter dem Einfluss von schwachen Oxidationsmitteln oxidiert. Aromatische Amine bilden mit starken Säuren Salze, die jedoch im Vergleich zu den Salzen der aliphatischen Amine wesentlich weniger beständig sind.

Das bekannteste aromatische Amin ist das Phenylamin, allgemein als Anilin bekannt. Es ist eine hochgiftige Verbindung. Sein Molekül besteht aus einem Benzolring, bei dem eines der Wasserstoffatome durch eine Aminogruppe ersetzt ist. Anilin tritt als ölige, farblose Flüssigkeit mit einem charakteristischen Geruch nach verdorbenem Fisch auf. An der Luft verfärbt sich Anilin braun. Dies ist eine Folge des Oxidationsprozesses mit Luftsauerstoff. Die Wasserlöslichkeit von Anilin ist gering, es löst sich jedoch gut in Ethern, Alkoholen und Benzol.

Verwendungsbereiche von aliphatischen und aromatischen Aminen

• Amine sind ein Zusatz für Lösungsmittel und Entferner.
• Methylamin ist ein wichtiger Bestandteil bei der Herstellung von Arzneimitteln.
• Tertiäre Amine dienen als Härter für Kunstharze, die dann als Klebstoffe, Lacke oder Dämmstoffe verwendet werden.
• Anilin ist einer der Bestandteile bei der Herstellung von Sprengstoffen.
• Ethylamin wird zur Synthese von Verbindungen mit herbizider Wirkung verwendet, die auch als Unkrautbekämpfungsmittel bezeichnet werden.
• Einer der wichtigsten Prozesse in der Reifenherstellung ist die Vulkanisation von Reifen, bei der unter anderem Diethylamin verwendet wird.