contoh bibliografi

AMINA

Pendahuluan

Amina tersebar luas dalam tumbuhan dan hewan, dan banyak amina mempunyai keaktivan faali. Misalnya, dua dari stimulan alamiah tubuh dari sitem syaraf simpatetik (melawan atau melarikan diri) adalah norepinafrina dan epinafrina.                  

                Norepinafrina                                 

            Baik norepinafrina maupun epinafrina adalah β-feniletilamina (2-feniletilamina). Sejumlah β-feniletilamina lain bertindak terhadap reseptor-reseptor  simpatetik. Senyawa-senyawa ini dirujuk sebagai amina simpatomimetik karena senyawa-senyawa ini, sampai batas tertentu, meniru (mimik) kerja faali noreprinafrina dan epinafrina ini.

            Sebelum tahun masehi, senyawa efedrina diekstrak dari tanaman ma-huang di Tiongkok dan digunakan sebagai obat. Sekarang, senyawa ini merupakn obat peluruh dahak (decongestant) yang aktif dalam obat tetes hidung dan obat flu. Efedrina menyebabkan menyusutnya membran hidung, yang membengkak dan menghambat keluarnya lendir hidung (dosis berlebih akan mengakibatkan kegugupan dan tak dapat tidur). Meskalina, suatu halusinogen yang diisolasi dari kaktus peyote, telah berabad-abad digunakan oleh orang Indian di Meksiko dan Amerika Serikat Barat-daya dalam upacara keagamaan. Amfetamina adalah stimulan sintetik yang menyebabkan tak dapat tidur dan kegugupan. Kadang-kadang amfetamina digunakan untuk mengurangi kegemukan, karena senyawa ini mengurangi nafsu makan. Seperti banyak amina simpatomimetik lain, amfetamina mengandung suatu karbon kiral dan mempunyai sepasang enantiomer. Enantiomer amfitamina yang lebih aktif (yang memutar ke kanan) disebut deksedrina. Beberapa amina lain yang aktif faali, sperti nikotina dan morfina.

            Amina boleh dikatakn sebagai turunan dari amonia (NH₃), karena senyawa amina mempunyai struktur seperti amonia dimana salah satu atau lebih atom hidrogen pada amonia diganti gugus alkil atau aril. Senyawa amina dapat berupa alifatik, siklik, heterosiklik, dan aromatik.

            Penggolongan amina didasarkan pada berapa atom H pada amonia diganti dengan gugus alkil atau aril. Apabila satu H pada amonia diganti gugus alkil disebut amina primer. Apabila dua atom H pada amonia diganti gugus alkil disebut amina sekunder dan apabila ketiga atom H pada amonia diganti gugus alkil disebut amina tersier. Gugus alkil yang terikat pada amina sekunder atau tersier dapat semua sama dan dapat pula berbeda-beda.

STRUKTUR

H - N – H        R – R – H                    R – N – H                   R – N – R^”

      H                      H                                 R                                 R’

 Amonia           amina primer              amina sekunder           amina tersier

Senyawa amina banyak terdapat di alam, baik yang terkandung dalam tumbuhan maupun binatang. Sebagian alkaloid adalah salah satu golongan senyawa hasil Lm yang mengandung gugus amina. Banyak diantara senyawa yang mengandung gugus amina mempunyai keaktifan biologik. Beberapa contoh di bawah ini adalah senyawa yang mengandung gugus amina yang terdapat secara alamiah.

            Serotonin (5-hidroksitriptamina) banyak ditemukan di dalam tumbuhan dan binatang. Senyawa ini di dalam otak sangat berguna untuk menstabilkan aktifitas mental. Senyawa ini merupakan turunan dari triptamina yang dapat ditemui pada pohon akasia.

                            

Serotonin                                                                     triptamina

Nikotina, kafeina dan teobromina merupakan contoh senyawa-senyawa alam yang mengandung amina tersier. Nikotina adalah senyawa yang terdapat pada tembakau, sedangkan kafein adalah senyawa yang terdapat pada teh dan kopi dan teobromina terdapat pada biji coklat.

                  

Nikotina                                               kafeina                                     teobromina

            Vitamin adalah senyawa hasil alam yang lain yang banyak di antaranya mengandung gugus amino. Vitamin merupakan senyawa sangat vital, yang harus dicukupi oleh makhluk hidup, karena memegang peranan sangat penting dalam metabolisme sel. Masalah ini banyak dibicarakan dalam biokimia. Kebanyakan vitamin yang larutdalam air mengandung gugus amino pada struktur senyawanya. Vitamin B2 (riboflavin) dan vitamin B1 (tiamin) adalah salah satu contoh dan vitamin yang mengandung gugus amino. (Matsjeh,1993)

Tatanama Amina

            Amina sederhana yaitu amina yang mengandung gugus alkil yang sama, secara trivial namanya diawali oleh nama alkilnya kemudian diakhiri dengan kata amina.

CH₃NH₂                                     (CH₃)₂NH                                (CH₃)₃N

Metil amina                             dimetil amina                          trimetil amina

            Tetapi apabila atom N amina mengikat gugus alkil yang tidak sama, biasanya sukar bila penamaannya mengikuti cara di atas. Penamaan amina tipe ini diawali oleh huruf N (N besar) diikuti oleh nama alkil sebagai subtituen yang terikat pada N dan kemudian nama rantai induknya dan diakhiri dengan kata amina. Sebagai rantai induk dipilih gugus alkil yang mempunyai rantai terpanjang.

   (CH₃)₂NHCH₂CH₂CH₃                                                                                                       N-etil-N-metil-sikloheksilamina

            Apabila rantai alkil yang terikat pada amina mempunyai subtituen, maka penomoran dimulai dari atom karbon yang terikat langsung pada atom N sebagai nomor satu.

            Secara IUPAC, gugus amino dianggap sebagai subtituen. Penomoran bisa digunakan aturan umum yaitu dimulai dari salah satu ujung rantai karbon terpanjang yang apling dekat dengan gugus subtituen, dalam hal ini gugus amino. Penamaan secara IUPAC dimulai dari nomor dimana gugus amino terikat, diikuti kata amino dan diakhiri nama alkana sebagai rantai induk.

            Untuk amina aromatik, dimana gugus aril langsung terikat pada gugus amino, maka penamaannya diturunkan dari anilina. Apabila gugus amino terikat pada sistem aromatik atau turunan aromatik, maka namanya diturunkan dari nama sistem cincin aromatiknya.        senyawa heterosiklik amina adalah senyawa yang mempunyai struktur siklik dimana atom N termasuk dalam anggota sikliknya. Senyawa ini dikenal juga sebagai senyawa non-aromatik heterosiklik amina.

            Apabila heterosiklik amina mengikat gugus subtituen, maka penomoran harus dimulai dari atom N dan diikuti searah dengan gugus subtituen yang terdekat dengan N.

Konfigurasi Amina

            Atom N pada amina mempunyai orbital hibrid sp3 dan bentuk molekulnya adalah tetrahedral dengan sudut 108⁰. Untuk amina tersier dimana ketiga gugus alkilnya berbeda seharusnya bersifat aktif optik karena mempunyai pusat khiral yaitu atom N. Tetapi kenyataanya amina tersier tersebut tidak aktif optik. Hal ini disebabkan karena pada amina tersier seperti itu terjadi perubahan yang membentuk kesetimbangan yang sangat cepat. (Matsjeh, 1993)

Ikatan dalam Amina

            Ikatan dalam suatu amina beranalogi langsung dengan ikatan dalam amonia: suatu atom nitrogen sp³ yang terikat pada tiga atom atau gugus lain (H atau R) dan dengan sepasang elektron menyendiri dalam orbital sp³ yang tersisa.

                        H – N – H                   CH₃ – N – CH₃

                                H                                     CH₃

                                    Amonia                         trimetilamina

            Dalam garam amina atau garam amonium kuaterner, pasangan elektron menyendiri membentuk ikatan sigma keempat. Kation beranalogi dengan ion amonium.

                               H                                                             CH₃

                        H – N⁺ – H  Cl^-                                               CH₃ – N⁺ – CH₃ Cl^-

                               H                                                              CH₃

                    Amonium klorida                                                tetrametilamonium klorida

            Suatu molekul amina dengan tiga gugus berlainan yang terikat pada nitrogen akan bersifat kiral; namun, enantiomer dari sebagian besar amina tidak dapat diisolasi karena terjadinya inversi yang cepat antara bayangan-bayangan cermin pada temperatur kamar. Inversi itu berlangsung lewat keadaan transisi datar (nitrogen sp²). Akibatnya ialah piramida nitrogen itu menjentik sehingga dinding dalam menjadi dinding luar, mirip payung yang terhembus angin kencang. Energi yang diperlukan untuk inversi ini sekitar 6 kkal/mol, kira-kira dua kali energi untuk rotasi mengelilingi ikatan sigma karbon-karbon.

            Jika suatu nitrogen amina mempunyai tiga subtituen yang berlainan dan pengubahan timbal balik antara kedua struktur bayangan cermin itu terhalang, maka dapatlah diisolasi sepasang enantiomer. Basa Troger adalah suatu contoh molekul semacam itu. Titian metilena anatara kedua nitrogen mencegah pengubahan timbal balik (interkonversi) antara bayangan cermin, sehingga basa Troger dapat dipisahkan menjadi sepasang enantiomer.

            Kasus lain dalam mana dimungkinkan adanya enantiomer yang dapat diisolasi ialah pada garam amonium kuaterner. Senyawa ini secara struktur mirip senyawa yang mengandung atom karbon sp³. Jika empat gugus yang berlainan terikat pada nitrogen, ion itu akan bersifat kiral dan garam itu dapat dipisah sebagai enantiomer- enantiomer.

Sifat Fisis Amina

            Amina membentuk ikatan hidrogen. Ikatan hidrogen N---HN lebih lemah daripada ikatan hidrogen O---HO karena N kurang elektronegatif dibandingkan dengan O dan karena itu ikatan NH kurang polar. Pengikatan hidrogen yang lemah antara molekul amina menyebabkan titik didihnya berada antara titik didih senyawa tanpa ikatan hidrogen (seperti alkana atau eter) dan senyawa berikatan hidrogen  kuat (seperti alkohol) dengan bobot molekul yang bersamaan.

            CH₃CH₂OCH₂CH₃                 (CH₃CH₂)₂NH                        CH₃CH₂CH₂CH₂OH

                   t.d. 34,5⁰C                              t.d. 56⁰C                        t.d. 117⁰C

            karena tidak mempunyai ikatan NH, amina tersier dalam bentuk cairan murni tidak dapat membentuk ikatan hidrogen. Titik didih amina tersier lebih rendah daripada amina primer atau sekunder yang bobot molekulnya sepadan, dan titik didihnya lebih dekat ke titik didih alkana yang bobot molekulnya bersamaan.

                        Tidak ada ikatan hidrogen                              ada ikatan hidrogen

                        (CH₃)₃N          (CH₃)₃CH                                CH₃CH₂CH₂NH₂

                        t.d. 3⁰C            t.d. -10⁰C                                            t.d. 48⁰C

            amina berbobot molekul rendah larut dalam air karena membentuk ikatan hidrogen dengan air. Amina tersier maupun amina sekunder dan primer dapat membentuk ikatan hidrogen karena memiliki pasangan elektron menyendiri yang dapat digunakan untuk membentuk ikatan hidrogen dengan air.

                                                            (CH₃)₃N: - - - H – O – H

            Amina atsiri mempunyai bau yang sangat khas dan biasanya merangsang. Bau metilamina mirip dengan bau amonia; trimetilamina berbau seperti ikan salem-laut yang sudah mati, dan piperidina berbau seperti ikan tawar mati. Arilamina tidak sebau busuk alkilamina; tetapi arilamina seperti anilina bersifat racun dan terutama berbahaya karena dapat terserap menembus kulit. Beberapa, seperti β-naftilamina bersifat karsinogen. Garam amina dan garam amonium kuaterner bersifat seperti garam anorganik – titik lebih tinggi, larut dalam air dan tidak berbau.

Pembuatan Amina

            Teknik pembuatan amina dapat dibagi ke dalam tiga kategori umum. Tiap kategori akan dibahas bergiliran.

            Subtitusi nukleofilik:

                        RX + NH₃       ^SN2        RNH₃⁺X^{-        OH-}        RNH₂

                        Suatu alkil halida

           

Reduksi:

                          O      

                        RCNH₂ atau RCN      ^[H]       RCH₂NH₂

                        Suatu amida atau nitril

            Penataan ulang amida:

                           O

                        RCNH₂      ^{Br2, OH-}    RNH₂

a.    Sintesis dengan reaksi subtitusi

Reaksi amina dan alkil halida. Amina atau amonia mengembang pasangan elektron menyendiri dan dapat  bertindak sebagai suatu nukleofil dalam suatu reaksi subtitusi dengan suatu alkil halida. Reaksi suatu nukleofil nitrogen serupa dengan  reaksi setiap nukleofil lainnya dengan RX. Produk reaksi  dengan amonia atau suatu amina adalah suatu garam amina. Amina bebas dapat diperoleh dengan mengolah garam amina ini dengan suatu basa seperti NaOH.

Urutan kereaktivan alkil halida adalah khas reaksi S_N2: CH₃X > primer > sekunder. Alkil halida tersier tidak bereaksi subtitusi dengan amonia atau amina; diperoleh produk eliminasi.

Kekurangan utama jalur ke amina ini ialah bahwa garam amina produk dapat  mempertukarkan proton dengan amonia atau amina awal.

            CH₃CH₂NH₃⁺ Br^- + NH₃                     CH₃CH₂NH₂ + NH₄⁺ Br^-

                                                                        Juga suatu nukleofil

Pertukaran proton ini menghasilkan dua nukleofil atau lebih, yang bersaing dalam reaksi dengan alkil halida. Inilah sebabnya mengapa seringkali diperoleh campuran mono-, di- dan trialkil-amina serta garam amonium kuaterner dari suatu reaksi antara amonia dan suatu alkil halida.

NH₃     ^RX           RNH₂     ^RX          R₂NH   ^RX         R₃N    ^RX          R₄N⁺ X^-

            Jika amina itu sangat murah atau jika digunakan amonia, dapatlah digunakan dengan sangat berlebihan agar diperoleh monoalkilasi. Dalam hal ini RX lebih diinginkan untuk bertubrukan dengan molekul pereaksi dan bukannya dengan molekul produk alkilasi. Dalam contoh berikut amonia berlebihan  menyebabkan produk utama ialah amina primer.

CH₃CH₂CH₂CH₂Br +  NH₃ berlebih                ^OH-             CH₃CH₂CH₂CH₂NH₂+ Br^- 

                        1-bromobutana                                                            n-butilamina (45%)

Jika diinginkan garam amonium kuaterner, hendaknya digunakan alkil halida berlebih.

(CH₃CH₂)₂NH + CH₃CH₂I berlebih                          (CH₃CH₂)₄N⁺ I^-

            Sintesis ftalimida Gabriel. Suatu sintesis yang menghasilkan amina primer tanpa amina sekunder dan tersier ialah sintesis ftalimida Gabriel. Tahap pertama dalam rentetan reaksi ini ialah suatu reaksi S_N2 dengan anion ftalimida sebagai nukleofil. Amina itu kemudian diperoleh dengan menghidrolisis ftalimida tersubtitusi.

            Ftalimida dibuat dengan memanaskan anhidrida asam ftalat dengan amonia. Garam kalium dibuat dengan mengolah ftalimida dengan KOH. Baisanya proton tidak dapat begitu saja direbut dari nitrogen amida. Namun seperti dengan senyawa dikarbonil-β lain, imida bersifat asam karena anionnya terstabilkan oleh resonansi.

1.      Sintesis dengan reduksi

Reaksi reduksi sering memberikan jalur ke amina tanpa merepotkan. Reduksi senyawa nitro aromatik menjadi arilamina telah dibahas dalam Sub-Bab 10.14, Jilid 1. Beberapa arilamina dapat disintesis oleh reaksi amonia atau amina dengan aril halida yang teraktifan (lihat Sub-Bab 10.15 Jilid 1).

Nitril  menjalani hidrogenasi katalitik atau reduksi dengan LiAlH₄ untuk menghasilkan amina primer dengan tipe RCH₂NH₂ dengan rendemen sekitar 70%. Nitril diperoleh dari alkil halida; oleh karena itu suatu sintesis nitril adalah suatu teknik memperpanjang suatu rantai karbon maupun pembuatan suatu amina.

            (CH₃)₂CHCH₂Br    ^CN-      (CH₃)₂CHCH₂CN     ^LiAlH4      (CH₃)₂CHCH₂CH₂NH₂

          1-bromo-2-metilpropana                3-metilbutananitril              (3-metil-1-butil)amina

            Suatu alkil halida primer

Amida juga menghasilkan amina bila diolah dengan zat pereduksi:

                                O

            CH₃(CH₂)₁₀CNHCH₃     ^LiAlH4       CH₃(CH₂)₁₀CH₂NHCH₃

            N-metildodekanamida                                    N-metildodesilamina

                                                                                    (95%)

Amina reduktif, suatu reaksi yang mengubah keton atau aldehida menjadi amina primer, telah dibahas dalam Sub-Bab 11.7D. Reaksi ini jauh lebih baik daripada reaksi antara R₂CHBr dan NH₃ dalam mensintesis amina dengan tipe R₂CHNH₂, karena reaksi kedua ini dapat menghasilkan produk eliminasi. Amina sekunder dan tersier dapat juga disintesis dengan aminasi reduktif, jika digunakan amina primer atau sekunder, sebagai ganti amonia.

2.      Penataan-ulang amida

Bila suatu amida tak tersubtitusi (RCONH₂) diolah dengan suatu larutan brom dalam air dan bersifat basa, amida ini akan mengalami penataan-ulang dan menghasilkan suatu amina. Reaksi ini disebut penataan-ulang Hofmann. Perhatikan bahwa gugus karbonil terlepas  sebagai CO₃^2- ; oleh karena itu amina tersebut mengandung satu karbon berkurang dibandingkan dengan karbon amida awalnya.

                   O

CH₃(CH₂)₄CNH₂ + 4OH^- + Br₂      ^H2O        CH₃(CH₂)₄NH₂ + CO₃^2- + 2H₂O + 2Br^-

  Heksanamida                                                      n-pentilamina

                                                                                    (85%)

                              Karena gugus karbonil tampaknya direbut dari bagian-dalam molekul, menarik untuk memperhatikan mekanisme penataan-ulang Hofmann. Reaksi berlangsung dengan sederetan tahap yang berlainan. Tahap 1 adalah brominasi pada nitrogen. Tahap 2 lepasnya proton dari nitrogen dan menghasilkan suatu anion yang tak stabil. Tahap penataan-ulang adalah tahap 3. Hasil penataan-ulang itu adalah suatu isosianat yang stabil pada beberapa kondisi,  tetapi tidak stabil dalam basa berair. Dalam basa berair, isosianat mengalami hidrolisis (tahap 4) menjadi suatu amina dan ion karbonat.

Dijumpai bahwa penataan-ulang Hofmann berlangsung dengan konfigurasi dipertahankan pada karbon α dari amida. Bukti ini mendorong dugaan bahwa tahap penataan-ulang (Tahap 3) mempunyai keadaan-transisi bertitian (bridged). Keuntungan penataan-ulang Hofmann ialah bahwa rendemen amina primer murni adalah baik. Reaksi ini merupakan jalur terbaik ke suatu amina primer yang mengandung suatu gugus alkil tersier, seperti (CH₃)₃CNH₂.

Kebasaan Amina

            Pasangan elektron dalam orbital dari amonia atau suatu amina yang tak terikat tetapi terisi dapat disumbangkan pada atom, ion atau molekul yang kekurangan elektron (elektron-deficient). Dalam larutan air, suatu amina bersifat basa lemah  dan menerima sebuah proton dari air dalam suatu reaksi asam-basa yang reversibel. Perhitungan tetapan kebasaan dan nilai pKb untuk basa lemah dibahas dalam Sub-Bab 1.10 Jilid 1. Suatu amina yang merupakan basa yang lebih kuat akan mempunyai asam konjugat yang jauh lebih lemah dan karenanya pKa yang lebih rendah.

            Sifat-sifat struktural yang sama yang mempengaruhi kuat asam relatif dari asam karboksilat dan fenol juga mempengaruhi kuat basa relatif dari amina.

1.      Jika amina bebas terstabilkan relatif terhadap kationnya, maka amina ittu adalah basa yang lebih lemah.

2.      Jika kation itu terstabilkan relatif terhadap amina bebasnya, maka amina itu adalah basa yang lebih kuat.

Suatu gugus pelepas-elektron, seperti gugus alkil pada nitrogen akan menaikkan kebasaan dengan cara menyebarkan muatan positif dalam kation (penyebaran muatan positif ini analog dengan penyebaran dalam karbokation). Dengan penyebaran muatan positif, kation itu terstabilkan relatif terhadap amina bebas. Oleh karena itu, kuat basa bertambah dalam deret NH3, CH3NH2 dan (CH3)2NH.

Indeks

Amfetamina 1

Amina reduktif  9

Basa Troger 5

Ikatan dalam amina 5

Kabasaan amina 10

Konfigurasi amina 4

Meskalina 1

Pembuatan amina 7

Penataan-ulang Hofmann 9-10

Serotonin 2

Sifat fisis amina 6

Sintesis ftalamida Gabriel 8

Tatanama amina 3-4

Vitamin 3

Daftar Pustaka

Fessenden, Ralp J dan Joan S. Fessenden. (1986). Kimia Organik. Jakarta: Erlangga

Matsjeh, Sabirin. (1993). Kimia Dasar 1. Yogyakarta: Erlangga