Les amines

Chimie - 7 ème année - Ecole Européenne
Chapitre n° 13 : LES AMINES ET LES AMIDES
I) Présentation des amines :
1) Définition :
L'azote a pour numéro atomique Z = 7
Avec 5 électrons de valence l'azote est trivalent.
L'atome d'azote peut réaliser trois liaisons avec trois atomes d'hydrogène
pour former l'ammoniac NH3 :
représentation
de Lewis
représentation
de Cram
modèle
éclaté
Les amines sont des corps dérivés de l'ammoniac NH3. Il existe 3 sortes d'amines :
Amine primaire
amine secondaire
amine tertiaire
2) Nomenclature :
* Pour nommer les amines primaires, on nomme l'alcane dont elles dérivent et on remplace
le suffixe ane par ylamine.
ex. : CH3 – CH2 – CH2 – CH2 – NH2
butylamine
* Pour les amines secondaires et tertiaires on cherche la chaîne carbonée la plus longue
parmi R, R' et R"; cette chaîne détermine le nom de l'amine primaire sur l'azote de laquelle
on a substitué 1 ou 2 atomes d'hydrogène par un groupe carboné. On fait précéder le nom
de la partie amine primaire des noms des parties substituées précédées encore de N-.
ex. : CH3 – CH2 – CH2 – NH – CH3
N-méthylpropylamine
ex. :
N-éthyl-N-méthylpropylamine
3) Exemples d'amines :
a) Amines primaires :
- L'éthylamine (CH3 – CH2 – NH2) : Intermédiaire en synthèse organique pour la fabrication
d'agents tensio-actifs, de produits phytosanitaires ou pharmaceutiques, de colorants, de
plastifiants ... solvant extractif, notamment pour le raffinage d'huiles minérales ou
végétales.
- La phénylamine ou aniline :
ou
L'aniline est utilisée dans l'industrie chimique
comme base de la préparation de nombreux
produits.
La substance brute est incolore, odoriférante et d'aspect huileux,
C'est un produit cancérigène et mutagène.
Ecole Européenne de Francfort
Page 177
Les amines
b) Amines secondaires :
- La diéthylamine ((CH3 – CH2 – NH – CH2 – CH3) : Intermédiaire en synthèse organique
pour la fabrication de produits phytosanitaires, pharmaceutiques ou photographiques, de
produits ignifugeants, inhibiteurs de corrosion, émulsifiants ... agent dispersif ou
solubilisant pour peintures et vernis.
- La diphénylamine (C6H5 – NH – C6H5) : la diphénylamine est utilisée
comme stabilisant dans les propergols.
La diphénylamine peut être utilisé comme indicateur acido-basique.
c) Amines tertiaires :
- La triméthylamine ((CH3)3N) : substance mise en évidence dans l'haleine, l'urine, la
sueur et la salive. La triméthylamine est produite par certaines bactéries.
- N,N-diméthyl-2-méthylpropylamine :
La molécule contient deux groupes méthyle
fixés sur l'atome d'azote (N,N) et un groupe
méthyle fixé sur le deuxième atome de
carbone (-2-) de la chaîne la plus longue
(propyle).
II) Propriétés physiques des amines :
Les propriétés physiques sont influencées par l'existence de liaisons hydrogène qui possèdent
toutefois une intensité moindre que chez les alcools de masse molaire comparable, car l'atome
d'azote est moins électronégatif que l'atome d'oxygène.
1) Température d'ébullition :
Les températures d’ébullition des amines sont plus élevées que celles des hydrocarbures de
structure comparable, mais moins élevés que celles des alcools correspondants.
alcane
méthane
éthane
θéb
− 162 °C
− 88,6 °C
propane
− 42,2 °C
butane
− 0,5 °C
amine
ammoniac
méthylamine
éthylamine
diéthylamine
propylamine
triméthylamine
θéb
− 33,4 °C
− 6,3 °C
+ 16,6 °C
+ 7,7 °C
+ 48,6 °C
+ 3,5 °C
alcool
eau
méthanol
θéb
+ 100 °C
+ 64,5 °C
éthanol
+ 79,5 °C
propanol
+ 97,2 °C
Les amines secondaires et surtout tertiaires ont des températures d'ébullition plus basses
que les isomères primaires. Les amines les plus légères, CH3NH2, (CH3)2NH, (CH3)3N,
CH3CH2NH2, sont gazeuses à 20°C. Les autres sont des liquides ou des solides.
2) Solubilité :
Les amines de faible masse molaire sont miscibles à l'eau.
Les premiers termes conservent certaines des propriétés physiques analogues à celles de
l’ammoniac, notamment leur grande solubilité dans l’eau et leur "odeur ammoniacale"
caractéristique.
De fait, les amines de poids moléculaire un peu plus élevées ont une forte odeur de poisson.
Les amines benzéniques Φ – NH2 sont des liquides visqueux, ou des solides, insolubles
dans l’eau et à l’odeur désagréable.
Page 178
Christian BOUVIER
Chimie - 7 ème année - Ecole Européenne
III) Propriétés chimiques des amines :
1) Généralités :
Les liaisons C – N et N – H sont polarisées à cause de l’électronégativité de l’azote.
D’autre part, l’azote possède un doublet libre. La situation est donc comparable à celle des
alcools, mais étant donné que l’azote est moins électronégatif que l’oxygène, la réactivité
des amines sera donc différente de celle des alcools.
La disponibilité du doublet libre étant plus grande, les amines sont plus basiques que les
alcools.
La réactivité des amines se "concentre" sur l’azote et son doublet libre.
2) Propriétés basiques :
Comme l'ammoniac, les amines sont des bases de Bronsted. Elles réagissent avec l'eau en
se comportant comme des bases faibles :
+
−
B + H2O ←


→ BH + OH
Couple
valeur du pKA du couple
ion ammonium/ammoniac
9,25
ion méthylammonium/méthylamine
10,64
ion diméthylammonium/diméthylamine
10,72
ion éthylammonium/éthylamine
10,73
ion triméthylammonium/triméthylamine
9,80
ion propylammonium/propylamine
10,84
ion phénylammonium/phénylamine
4,62
Mis à part la phénylamine, les amines sont donc des bases faibles plus fortes que
l'ammoniac.
La basicité des amines est due à des effets inductifs donneurs des groupes résiduels R, qui
stabilisent l’acide conjugué plus que la base en "comblant" partiellement le déficit
électronique sur l’azote. Cet effet inductif donneur favorise le caractère basique des amines.
Mais pour les amines tertiaires, les facteurs d’encombrement stériques expliquent la difficulté
+
pour l’azote de capter un ion H diminuant ainsi son caractère basique.
3) Réaction avec les halogénures (réaction d'Hoffmann) :
- Les halogénures, iodures par exemple, réagissent à chaud en solution alcoolique avec
l'ammoniac, puis avec les amines qui se forment :
CH3 – I + NH3 → CH3 – NH2 + HI
puis
CH3 – I + CH3 – NH2 → CH3 – NH – CH3 + HI
et enfin
CH3 – I + CH3 – NH – CH3 →
+ HI
On obtient un mélange des trois amines.
- Les amines tertiaires réagissent avec un halogénure pour donner le sel d'ammonium
quaternaire correspondant : (CH3)3N + CH3 – Cl → [(CH3)4N]+ + Cl−
- Les amines réagissent à chaud en présence d'un catalyseur (ZnCl2) avec les alcools de la
même manière :
On a
R – OH + R' – NH2 → R – NH – R' + H2O
puis
R – OH + R – NH – R' →
+ H2O
4) Réaction de l'hydrogène :
Les amines primaires ou secondaires présentent une polarisation de la liaison N – H
comparable à la polarisation de la liaison R – OH des alcools.
Ecole Européenne de Francfort
Page 179
Les amines
Comme les alcools, ces amines réagissent avec les métaux alcalins pour donner des corps
décomposés par l'eau, des amidures, (comme les alcoolates) :
CH3 – NH2 + Na → CH3 – NH− + Na+ + 21 H2
Puis en présence d'eau : CH3 – NH− + Na+ + H2O → CH3 – NH2 + Na+ + OH−
5) Diazotation des amines :
a) Introduction :
Les colorants azoïques constituent une famille importante de colorants dont la synthèse a
commencé vers 1860 en Allemagne et en Angleterre.
Le composé de base est une amine aromatique primaire (par exemple l’aniline ou l’un de
ses dérivés).
La préparation du colorant azoïque implique deux étapes successives :
- la diazotation d'une amine;
- le couplage du diazonium obtenu avec un naphtol : la copulation diazoïque
b) Exemple de diazotation :
Le rouge de paranitroaniline est préparé à partir d'une réaction de diazotation.
L'énorme inconvénient de ces réactions réside dans les conditions opératoires. En effet, il
ne faut pas dépasser les 5°C. Au dessus de 5°C le produit peut se dégrader de façon
explosive et libérer de l'azote.
Remarque : En fonction du traitement de ce sel de diazonium on peut obtenir un composé
qui va réagir dans une réaction de diazotation comme précédemment pour
former un composé tel qu’un phénol :
c) Mécanismes réactionnels :
On considère la réaction de l'aniline avec l'acide nitreux HNO2.
Le composé obtenu est un sel de diazonium.
Remarque : L'acide nitreux est instable à température ordinaire, il se décompose par une
+
réaction de dismutation : 3 HNO2 → 2 NO + NO3− + H3O
0
0
(HNO2/NO E = 1,00 V) et (NO3/HNO2 E = 0,94 V)
Il faut donc le préparer au moment de son utilisation (in situ) par action de
l'acide chlorhydrique sur le nitrite de sodium :
H3O+ + Na+ + NO2− → HNO2 + Na+ + H2O
Page 180
Christian BOUVIER
Chimie - 7 ème année - Ecole Européenne
Il faut le conserver à 0°C pendant le temps de la réaction (cela diminue la
vitesse de décomposition par dismutation).
Le mécanisme est le suivant :
Ecole Européenne de Francfort
Page 181
Les amines
Remarque : Le sel de diazonium doit aussi être utilisé rapidement après son obtention et
conservé à 0°C. Sa décomposition conduit au phénol :
IV) Les amides à partir des amines et des acides carboxyliques ou leurs dérivés :
groupe
Formellement, les amides sont des dérivées d'acides carboxyliques fonctionnel
amide
obtenues en remplaçant le groupe hydroxyle ( – OH) par l'un des
groupes azotés ( – NH2 ou – NHR’ ou – NR’R").
1) Présentation des amides :
Amides non
substituées :
ou amides N- ou
N-N substituées :
groupe
carbonyle
groupe
amino
Si R’ = R" = H l'amide est non N-substituée.
- On part du nom de l'acide carboxylique dont elles dérivent, on supprime le mot acide et on
remplace le suffixe oïque par amide.
ex. :
CH3 – CONH2
: éthanamide
ex. :
CH3 – CH2 – CONH2
: propanamide
ex. :
C6H5 – CONH2
: benzamide
- Dans le cas d'amides N ou N-N substituées, on fait précéder le nom de la partie amide non
N substituée, des noms des parties substituées, précédées encore de N-.
ou C2H5 – CONH – CH3
ex. :
N-méthylpropanamide
ex. :
N-éthyl-N-méthylpropanamide
ex. :
N-N-diméthyl-2-méthylpropanamide
2) Préparation des amides non N-substituées :
a) A partir d’un carboxylate d’ammonium :
On chauffe fortement de l'éthanoate d'ammonium (CH3CO2NH4).
Lentement l'éthanoate se déshydrate, on obtient de la vapeur d'eau et de l'éthanamide
que l'on peut recueillir dans un récipient froid (réaction lente) :
CH3 – COO−, NH4+ → CH3 – CO – NH2 + H2O
b) A partir d’un chlorure d’acyle :
En faisant agir un chlorure d'acyle sur l'ammoniac on obtient une réaction rapide :
R – CO – Cl + 2 NH3 → R – CO – NH2 + NH4Cl
Avec du chlorure de benzoyle (C6H6 – CO – Cl) on obtient la benzamide :
(C6H6 – CO – NH2).
Page 182
Christian BOUVIER
Chimie - 7 ème année - Ecole Européenne
3) Préparation des amides N- ou N-N-substituées :
Le chlorure d'acyle très réactif attaque les amines primaires et secondaires, mais pas les
tertiaires.
Avec une amine primaire on obtient :
R – CO – Cl + H2N – R’ → R – CO – NH – R’ + HCl
Les amines sont des bases et l'acide chlorhydrique qui se forme risque de réagir avec
l'amine primaire. Pour éviter la consommation de cette amine primaire, on ajoute au milieu
réactionnel une amine tertiaire.
4) Les polyamides (les nylons et les polyaramides) :
Dans l'industrie, on prépare les nylons par réaction de polycondensation.
Le Nylon 6-6 est un polyamide artificiel. Sa synthèse a été réalisée par le chimiste américain
W. H. Carothers (du Pont de Nemours).
Dans l'industrie, on le prépare par réaction de polycondensation à 280 °C entre :
- l'acide hexanedioïque (acide adipique) HOOC – (CH2)4 – COOH (6 atomes de carbone) :
- le 1,6-diaminohexane (hexaméthylènediamine) NH2 – (CH2)6 – NH2 (6 atomes de carbone)
On peut écrire l'équation bilan de la réaction sous la forme :
n HOOC – (CH2)4 – COOH + n H2N – (CH2)6 – NH2
→ n –
 OC – (CH2)4 – COHN – (CH2)6 – NH –
 + (2.n -- 1) H2O
Ou encore :
n fois
n fois
→
+ (2.n − 1) H2O
n chaînons élémentaires
Le nylon 6-10 est obtenu par polycondensation de :
- l’hexane-1,6- diamine (hexaméthylènediamine) H2N – (CH2)6 – NH2 (6 atomes de carbone)
- l’acide décanedioïque HOOC – (CH2)8 – COOH (10 atomes de carbone) ou bien le chlorure
de décanedioyle (chlorure de sébacyle) ClOC – (CH2)8 – COCl.
–OC – (CH2)8 – COHN – (CH2)6 – NH–
Motif élémentaire :


Le nylon est utilisé comme fibre textile ainsi que dans la fabrication de pièces mécaniques.
D'autres polyamides ont acquis une grande importance ces dernières années : les
polyaramides dont le représentant le plus connu est le kevlar. Ce dernier allie une grande
résistance mécanique et une masse volumique faible.
On l'utilise dans la fabrication des gilets pare-balles.
Ecole Européenne de Francfort
Page 183
Les amines
A RETENIR
I) Présentation des amines :
1) Définition :
Les amines sont des corps dérivés de l'ammoniac NH3. Il existe 3 sortes d'amines :
Amine primaire
amine secondaire
amine tertiaire
2) Nomenclature :
* Pour nommer les amines primaires, on nomme l'alcane dont elles dérivent et on remplace
le suffixe ane par ylamine.
3) Exemples d'amines :
- Amines primaires : L'éthylamine (CH3 – CH2 – NH2)
- Amines secondaires : La diéthylamine ((CH3 – CH2 – NH – CH2 – CH3)
- Amines tertiaires : La triméthylamine ((CH3)3N)
II) Propriétés physiques des amines :
Les propriétés physiques sont influencées par l'existence de liaisons hydrogène qui possèdent
toutefois une intensité moindre que chez les alcools de masse molaire comparable.
1) Température d'ébullition :
Les températures d’ébullition des amines sont plus élevées que celles des hydrocarbures de
structure comparable, mais moins élevés que celles des alcools correspondants.
2) Solubilité :
Les amines de faible masse molaire sont miscibles à l'eau.
III) Propriétés chimiques des amines :
1) Généralités :
La disponibilité du doublet libre étant plus grande, les amines sont plus basiques que les
alcools. La réactivité des amines se "concentre" sur l’azote et son doublet libre.
2) Propriétés basiques :
+
−
Les amines sont des bases faibles : B + H2O ←


→ BH + OH
La basicité des amines est due à des effets inductifs donneurs des groupes résiduels R, qui
3) Réaction avec les halogénures (réaction d'Hoffmann) :
- Les halogénures, réagissent à chaud en solution alcoolique avec l'ammoniac :
On obtient un mélange d'amines.
- Les amines tertiaires réagissent avec un halogénure pour donner le sel d'ammonium
quaternaire correspondant : (CH3)3N + CH3 – Cl → [(CH3)4N]+ + Cl−
Page 184
Christian BOUVIER
Chimie - 7 ème année - Ecole Européenne
- Les amines réagissent à chaud en présence d'un catalyseur (ZnCl2) avec les alcools :
On a
R – OH + R' – NH2 → R – NH – R' + H2O
puis
R – OH + R – NH – R' → R – NR – R + H2O
4) Réaction de l'hydrogène :
Comme les alcools, ces amines réagissent avec les métaux alcalins décomposés par l'eau,
+
des amidures :
CH3 – NH2 + Na → CH3 – NH− + Na + 21 H2
Puis en présence d'eau : CH3 – NH− + H2O → CH3 – NH2 + Na+ + OH−
IV) Les amides à partir des amines et des acides carboxyliques ou leurs dérivés :
groupe
Formellement, les amides sont des dérivées d'acides carboxyliques fonctionnel
amide
obtenues en remplaçant le groupe hydroxyle ( – OH) par l'un des
groupes azotés ( – NH2 ou – NHR’ ou – NR’R").
1) Présentation des amides :
Amides non
substituées :
ou amides N- ou
N-N substituées :
groupe
carbonyle
Si R’ = R" = H l'amide est non N-substituée.
- On part du nom de l'acide carboxylique dont elles dérivent, on supprime le mot acide et on
remplace le suffixe oïque par amide.
2) Préparation des amides non N-substituées :
a) A partir d’un carboxylate d’ammonium :
Réaction lente
CH3 – COO−, NH4+ → CH3 – CO – NH2 + H2O
b) A partir d’un chlorure d’acyle :
Réaction rapide
R – CO – Cl + 2 NH3 → R – CO – NH2 + NH4Cl
3) Préparation des amides N- ou N-N-substituées :
Le chlorure d'acyle attaque les amines primaires et secondaires, mais pas les tertiaires.
R – CO – Cl + H2N – R’ → CH3 – CO – NH2 + HCl
4) Les polyamides (les nylons et les polyaramides) :
Dans l'industrie, on prépare les nylons par réaction de polycondensation.
Le Nylon 6-6 est un polyamide artificiel
- l'acide hexanedioïque (acide adipique) HOOC – (CH2)4 – COOH (6 atomes de carbone) :
- le 1,6-diaminohexane (hexaméthylènediamine) NH2 – (CH2)6 – NH2 (6 atomes de carbone)
Motif élémentaire
Le nylon 6-10 est obtenu par polycondensation de :
- l’hexane-1,6- diamine (hexaméthylènediamine) H2N – (CH2)6 – NH2 (6 atomes de carbone)
- l’acide décanedioïque HOOC – (CH2)8 – COOH (10 atomes de carbone) ou bien le chlorure
de décanedioyle (chlorure de sébacyle) ClOC – (CH2)8 – COCl.
–OC – (CH2)8 – COHN – (CH2)6 – NH–
Motif élémentaire :

Ecole Européenne de Francfort
Page 185
Les amines
POUR S'ENTRAÎNER
I) Identification d'un composé organique.
a) Quel est le nom du composé organique solide A de formule CH3CO2NH4 ?
b) On prend 154 g de ce composé A que l'on chauffe fortement. Il se déshydrate et l'on obtient,
au bout d'une demi-heure, 29 g d'eau et un produit B.
i. Ecrire l'équation-bilan de cette réaction. Donner le nom du produit B obtenu. A quelle
famille chimique appartient-il ?
ii. Quelle masse d'eau maximale pouvait-on récupérer théoriquement ? On donne :
MC = 12 g.mol−1; MH = 1 g.mol−1; MN = 14 g.mol−1; MO = 16 g.mol−1.
Quel est le rendement de cette réaction au bout d'une demi-heure ?
c) Connaissez-vous une autre méthode de préparation du produit B ? Ecrire l'équation-bilan qui
lui correspond.
d) Il existe des polymères appartenant à la même famille que le produit B.
i. Citer le nom commercial de l'un de ces polymères.
ii. A partir de quel(s) produit(s) est-il préparé ? On donnera le nom et la formule de ce(s)
produit(s).
Page 186
Christian BOUVIER