Aminorühm

Aminorühm (tähistatakse -NH₂) on orgaanilistes ühendites leiduv lämmastikku sisaldav funktsionaalrühm. Aminorühma saab vaadelda ammoniaagi (NH₃) derivaadina, milles ühe vesinikuaatomi asemel on alküül- või arüülrühm. Aminorühm on seega iseloomulik primaarsetele amiinidele (nii alifaatsetele kui aromaatsetele). Aminorühmaks ei tohi nimetada sekundaarsetele amiinidele omast funktsionaalrühma R-NH-R’.

Aminorühm primaarse amiini struktuuris.

Aminorühma koostises on lämmastikuaatomil vaba elektronpaar, mis tingib aminorühma nukleofiilseid omadusi. Tänu sellele, et lämmastik on vesinikust elektronegatiivsem, on aminorühm võimeline esinema nii vesiniksideme doonori kui aktseptorina. Seepärast lahustuvad väiksema alküülasendajaga primaarsed amiinid hästi vees.

Aminorühmi leidub nii looduslikes kui sünteetilistes ainetes. Näiteks sisaldavad aminorühma looduslikud aminohapped (välja arvatud proliin), nukleotiidid adeniin, guaniin ning tsütosiin (sellisel juhul kuulub aminorühm nn lämmastikaluse koostisse) ja mõned närviimpulsi ülekande eest vastutavad virgatsained (serotoniin, dopamiin).

Aminorühma sisaldavate lihtsamate ühendite nomenklatuur

Aminorühma sisaldavate ühendite nimetamisel võib kasutada nii eesliidet amino- kui amiinide aineklassi tähistavat liidet -amiin. Näiteks ühendi CH₃CH₂CH₂NH₂ saab nimetada nii 1-aminopropaaniks kui n-propüülamiiniks. Samuti võib aromaatset ühendit C₆H₅NH₂ (triviaalne nimetus: aniliin) nimetada nii aminobenseeniks kui fenüülamiiniks.

Nukleofiilsed omadused ja aluselisus

Aminorühma protoneerumine kulgeb sarnaselt ammoniaagi protoneerumisega (pildil), kuid ühe vesiniku asemel on primaarsetes amiinides alküül- või arüülasendaja. Vaba elektronpaar on skeemil näidatud kriipsuna.

Tänu nukleofiilsetele omadustele seob aminorühm kergesti prootonit, moodustades positiivselt laetud ammooniumrühma (-NH₃⁺). Vesilahuses käituvad primaarsed amiinid Brønstedi alustena. Kuna aminorühma protoneerumisel tekib keemiline side lämmastiku algselt vaba elektronpaari osavõtul, siis ei ole protoneeritud aminorühm e ammooniumrühm enam nukleofiilne.

Resonantspiirstruktuurid aniliini molekulis, mis illustreerivad elektrontiheduse "rändamist" konjugeeritud aromaatses süsteemis.

Aminorühma puhul, mis on aromaatse tuuma asendajaks, on lämmastiku elektronpaar delokaliseerunud (ühinenud aromaatsele tuumale omase π-elektronide pilvega), mistõttu aromaatsed primaarsed amiinid on nõrgemad nukleofiilid kui alifaatsed amiinid. Ka aluselised omadused on aromaatsetel primaarsetel amiinidel alifaatsetest primaarsetest amiinidest nõrgemad. Kuivõrd Brønstedi teooria järgi tekib aluse protoneerumisel selle konjugeeritud hape, siis saab aluse tugevust hinnata konjugeeritud happe tugevuse alusel: mida suurem on konjugeeritud happe dissotsiatsioonikonstant K_a, seda tugevam on konjugeeritud hape ning seda nõrgem on alus. Näiteks on vesilahuses 25 °C juures protoneeritud 1-aminoheksaani jaoks K_a väärtus väiksem kui 10^-10, samas protoneeritud aminobenseeni jaoks ligi 10^-5 (vastavad pK_a väärtused on 10,64 ja 4,6). Seega esineb pH 7 juures 1-aminoheksaan põhiliselt protoneeritud kujul (st ammooniumioonina), samas aniliin põhiliselt mitteprotoneeritud aminorühmaga.

Aminorühma võib käsitleda ka keerulisemate funktsionaalrühmade koostisosana. Näiteks aminorühmas, mis on ühendatud karbonüülrühma koostisse kuuluva süsiniku külge, moodustavad lämmastiku- ja hapnikuaatomi vabad elektronpaarid ühise π-elektronide süsteemi ning tekkinud amiid on primaarsest amiinist oluliselt teistsuguste keemiliste omadustega.