Classe :TD - Année 2014-2015 : - OG5 :

Classe :TD - Année 2014-2015 : - OG5 : - Chap.9
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Les amines
Observatio
n
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Durée :
1 heure
Chapitre 9
Les amines
I. L'ammoniac et les amines
1. Structure de l'azote (Rappel)
L'azote est l'élément chimique caractérisé par le coupe (Z=7, A=14). Sa formule
2 5
électronique s'écrit: K L
La représentation de Lewis de l'atome d'azote est :
L'atome d'azote est trivalent
N
2. L'ammoniac
Dans la molécule de l'ammoniac l'atome d'azote entretient trois liaisons
covalentes avec trois atomes d'hydrogène. Sa formule est N H 3 .
3. Les amines
La formule d'une amine aliphatique s'obtient à partir de la formule d'ammoniac
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en remplaçant un, deux ou trois atomes d'hydrogène par des groupements
alkyles ou aryles
H 3 C− N H 2 ; H 3 C− CH 2− NH − CH 3 ; H 3 C− N (CH 3 )− C 6 H 5
II. les trois classes d'amine
1. les classes
La classe d'une amine dépend du nombre d'atome(s) d'hydrogène remplacé(s) dans la
molécule d'ammoniac. L'amine est dite:
- primaire si un atome d'hydrogène est remplacé,
- secondaire si deux atomes d'hydrogène sont remplacés,
- tertiaire si trois atomes d'hydrogène sont remplacés.
2. Nomenclature radico-fonctionnelle
Le mot amine est précédé du nom des substituants alkyles ou aryles de l'atome
d'azote, énumérés dans l'ordre alphabétique.
Exemples
H 3 C− N H 2 ; H 3 C− CH 2− NH − CH 3 ; H 3 C− N (CH 3 )− CH 3 ; C6 H 5− NH 2
méthylamine
éthylméthylamine
triméthylamine
phénylamine
3.
4.
La phénylamine est aussi appelée l'aniline.
5. Nomenclature substitutive
a) amines primaires
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Le nom d'une amine primaire s'obtient à partir du nom de l'alcane correspondant, en
remplaçant le « e » final par la terminaison « amine », précédée, entre tirets, de
l'indice de position du groupe − N H 2
Exemples :
H 3 C− NH 2 H 3 C− CH ( NH 2 )− CH 2− CH 3
méthanamine
butan-2-amine
H 3 C− (CH 3 )C (CH 2)− CH 2− CH 2− NH 2
3,3-diméthylbutan-1-amine
b) amines secondaires et tertiaires
Pour nommer une amine secondaire ou tertiaire, on cherche celui des groupes R1, R2,
R3 qui possède la chaîne carbonée la plus longue et l'on forme, à partir de cette
chaîne, le nom de l'amine primaire correspondant. Les noms des autres groupes
carbonés liés à l'atome d'azote sont mentionnés devant celui de l'amine primaire,
précédés par la lettre N pour indiquer qu'ils sont directement liés à l'atome d'azote.
Exemples:
H 3 C− NH − CH 3
H 3 C− N (C2 H 5)− CH 2− CH 2− CH 3
N-méthylméthanamine
N-éthyl-N-méthylpropan-1_amine
III. Propriétés chimiques des amines
1. Définition des bases
▪ La théorie de Brönsted
La théorie de Brönsted-Lowry a défini :
- l'acide comme une substance capable de céder un proton dans le milieu, et
- la base comme une substance capable de capter un proton.
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▪ La théorie de Gilbert Lewis
La théorie de Gilbert Lewis définit :
- une base comme un donneur de doublets d'électrons et,
- l'acide (ou adduit de Lewis) comme accepteur de doublets d'électrons.
Les acides sont ainsi des substances qui, combinées avec des bases,
partagent des électrons afin de former des composés de coordination.
▪ Conclusion
La théorie de Brønsted-Lowry est en fait un cas particulier de la théorie de Lewis qui
a une valeur théorique beaucoup plus élevée.
Une base est un produit chimique qui, à l'inverse d'un acide, est capable:
- de capturer un ou plusieurs protons
- ou de fournir des électrons.
Un milieu riche en bases est dit basique
Base dans l'eau
En milieu aqueux, on utilise habituellement la définition de Brønsted-Lowry.
Lorsque la base B est mise en présence d'eau, la réaction suivante a lieu:
B + H2 O
→ BH + + OH -
La base B capte un proton pour devenir BH+
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L'ion ammonium
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N H +4
est obtenu par transfert d'un ion d'hydrogène
(protonation) à une molécule d'ammonium N H 3 :
N H 3 + H 2 O →N H +4 + OH 2. Action des indicateurs colorés
Couleurs des indicateurs colorés en fonction du pH
Bleu de bromothymol
(BBT)
Phénolphtaléine
Hélianthine
3. Caractère basique
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PH<6,2
jaune
6,2<pH<7,6
vert
pH>7,6
bleu
pH<8
incolore
8<pH<10
rose
pH>10
violet
PH<3,1
rouge
3,1<pH<4,4
orange
pH>4,4
jaune
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Si nous introduisons quelques gouttes de chaque indicateur dans un tube à
essais contenant une solution aqueuse d'amine, nous observons:
- la solution aqueuse contenant le BBT devient bleue
- la solution aqueuse contenant la phénolphtaléine devient violette
- la solution aqueuse contenant l’hélianthine devient jaune
conclusion
Les amines ont un caractère basique en solution aqueuse
4. Basicité comparée des amines
À concentration égale, une amine est d'autant plus basique que sa classe est
élevée.
5. Action sur les ions métalliques
Une solution aqueuse d'amine donne avec des ions métalliques une réaction de
précipitation d'hydroxyde métallique.
Fe2+ + 2(C 2 H 5 NH +3 + OH - ) → Fe (OH)2 + 2C 2 H 5 NH +3
IV. Propriétés nucléophiles et électrophile
1. réactif nucléophile
Un réactif qui, possède un centre riche en électrons, est attiré par un
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noyau (ami de noyau). On dit qu'il est réactif nucléophile
Exemples :
1. Les doublets non liants de l'atome d'oxygène des molécules d'eau et
des alcools leur confèrent un caractère
nucléophile. H – O – H ; R – O – H
2. Le doublet non liant de l'atome d'azote de l'ammoniac et des amines
leur confèrent un caractère
H–N–H; R–N–H
|
|
H
R'
nucléophile.
2. réactif électrophile
Un réactif, qui possède un centre pauvre en électrons, est attiré par un électron (ami
d'électron). On dit qu'il est électrophile.
Exemple
Dans la molécule d'iodure de méthyle CH3I, l'atome d'iode est plus électronégatif que
l'atome de carbone. L'atome de carbone présente un défaut d'électrons: il est donc
CH 3 –
électrsophile.
I
Notation
Dans une molécule, la charge du centre électrophile est notée +δ alors que celle du
centre nucléophile est notée − δ
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3. Réaction entre les amines et les dérivés halogénés
Le doublet libre de l'atome d'azote des amines intervient dans les
réactions acide/base et met en jeu le caractère nucléophile des
amines, une propriété très importante des amines
a) Réaction entre les amines tertiaires et les dérivés halogénés ( réaction
d'Hofmann)
 expérience
Dans un tube à essais contenant quelques millilitres de triéthylamine, versons
doucement de l'iodure d'éthyle en solution dans l'éthanol
 observation
Il se forme rapidement un précipité blanc d'iodure de triéthylammonium, composé
( (C 2 H 5)4 N + , I - )
ionique
 interprétation
L'équation-bilan :
̄
(C2 H 5 )3 N
+ C2 H 5− I → (C 2 H 5)4 N + + I Triéthylamine Iodure d'éthyle Iodure de tétraéthylammonium
Dans cette réaction, le doublet non liant (site nucléophile) de
triéthylamine attaque le site électrophile de l'iodure de
tiéthylammonium
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+δ − δ
̄ (C 2 H 5)− I + CH 3− CH 2− I →
C2 H 5− (C2 H 5) N
C 2 H 5− (C 2 H 5 )N (C2 H 5)− C2 H 5
L'atome d'azote utilise son doublet libre ou non liant pour former une
liaison covalente avec l'atome de carbone. L'atome d'iode emporte
le doublet d'électrons de la liaison C− I qui se rompt et devient un
ion iodure I-.
b) Réaction des amines primaires ou secondaires avec les dérivés halogénés
Prenons le cas de la réaction entre la méthanamine (une amine primaire)
et l'iodoéthane.
 La première étape est identique à celle des amines tertiaires avec
formation d'ion éthylméthylammonium :
̄ H 2 + CH 3− H 2 C− I → H 3 C− NH +2 − C 2 H 5 + I H 3 C− N
L'ion éthylméthylammonium formé est susceptible de libérer un
proton. Il réagit avec une molécule d'amine encore présente dans
le milieu réactionnel :
+
H 3 C− NH 2− C 2 H 5 + H 3 C− NH 2 ⇔H 3 C− NH − C 2 H 5+H 3 C− NH +3

Cette réaction, réversible, conduit à la formation d'une amine
secondaire : éthylméthylamine
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L'amine secondaire peut, à son tour, réagir avec une molécule de
dérivé halogéné selon un bilan analogue au premier :
H 3 C− NH − C 2 H 5 +H 5 C2− I →H 3 C− NH + (C2 H 5)− C2 H 5 +I 
 Une des molécules d'amine, encore présente dans le milieu, peut
réagir avec l'ion diéthylméthylammonium formé dans l'étape
précédente. La réaction aboutit à la formation de la
diéthylméthylamine, amine tertiaire :
+
H 3 C− NH (C 2 H 5 )− C2 H 5 +H 3 C− NH 2 ⇔H 3 C− N (C 2 H 5)− C 2 H 5 +H 3 C− NH +3
Enfin, l'amine tertiaire, peut à son tour, réagir avec l'iodoéthane
en donnant un ion ammonium quaternaire, particulièrement
stable :
H 3 C− N (C 2 H 5)− C 2 H 5+H 5 C 2− I H 3 C− (C2 H 5) N + (C2 H 5)− C2 H 5 +I 
Conclusion: La réaction d'une amine primaire ou secondaire sur un dérivé
halogéné conduit à un mélange d'amines de différentes classes (I, II, III) et
à l'ion quaternaire.
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