Existen numerosos compuestos naturales que contienen la función amina y que son muy importantes para la vida:
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Adrenalina
Hormona estimulante del sistema nervioso
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|  | Norepinefrina
Hormona estimulante del sistema nervioso
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Otros son perjudiciales:
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Nicotina
Constituyente del tabaco
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Los aminoácidos se unen entre sí para formar cadenas de longitud variable, algunas muy largas y complejas, resultando las proteínas, esenciales para todo ser vivo:
R
(nombre)
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Estructura
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R
(nombre)
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Estructura
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CH(CH3)2
(Valina)
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CHOHCH3
(Treonina)
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CH2CH(CH3)2
(Leucina)
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(CH2)4NH2
(Lisina)
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CHMeCH2CH3
(Isoleucina)
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(Tritófano)
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CH2Ph
(Fenilalanina)
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CH2CH2SMe
(Metionina)
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Algunos compuestos que contienen el grupo amina pueden obtenerse de extractos de plantas o sintetizarse. Unos son beneficiosos, otros conflictivos y adictivos...
Anfetamina
(estimulante)
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Mescalina
(Alucinógeno extraído del peyote)
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Benzedrex
(anticongestivo nasal)
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Urotropina
Hexametilen-
tetramina
(Agente antibacteriano)
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Las aminas se pueden considerar como si provinieran del amoníaco, como los alcoholes y éteres del agua.
Al igual que existen alcoholes primarios, secundarios y terciarios, también existen aminas primarias, secundarias, terciarias y "cuaternarias".En la denominación existen diferencias entre alcoholes y aminas:
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Origen
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Familia
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1º
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2º
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3º
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4º
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H2O
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Alcoholes
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CH3CH2OH
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(CH3)2CHOH
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(CH3)3COH
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No existe
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NH3
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Aminas
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CH3CH2NH2
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(CH3)2NH
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(CH3)3N
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Sal de amonio
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Algunos ejemplos:
Propilamina
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Ciclohexilamina
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Dietilamina
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1,3-propano
diamina
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N-metil-2-
propilamina
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N,N-dimetil-2-
propilamina
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2-aminoetanol
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Ácido 2-(N-metilamino)
propanoico
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Pirrolidina
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Piperidina
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Piperazina
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Morfolina
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2-Metil
pirrolidina
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 N-fenil-3,5-
dimetilmorfolina
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Anilina
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El enlace de hidrógeno en las aminas que al menos poseen un enlace N-H es importante para mantener la cohesión intermolecular y los puntos de ebullición y fusión son mayores que en los alcanos. Sin embargo, para pesos moleculares y tamaños semejantes, los alcoholes tienen constantes físicas más altas, por lo que los enalces N-H...N son más débiles que los O-H...O.
Las aminas secundarias o, incluso las terciarias en las que el enlace de hidrógeno no es posible, tienen puntos de ebullición más altos debido a su mayor tamaño y al correspondiente aumento de las fuerzas de van der Waals..
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Compuesto
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P.eb.
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P.f.
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Compuesto
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P.eb.
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P.f.
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CH3CH2CH3
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-42º
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-188º
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(CH3)3N
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3º
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-117º
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CH3CH2CH2NH2
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48º
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-83º
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(CH3CH2CH2)2NH
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110º
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-40º
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CH3CH2CH2OH
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97º
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-126º
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(CH3CH2CH2)3N
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155º
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-94º
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Las aminas son piramidales y el nitrógeno posee hibridaciónsp3
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Una propiedad importante del nitrógeno en las aminas es su capacidad para invertir su configuración de forma espontánea:
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El mecanismo de este proceso pasa por un ET en el que el nitrógeno es plano y con hibridación sp2. La barrera de energía es pequeña y este suceso ocurre en el amoníaco ¡2·1011 por segundo! a temperatura ambiente.
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Una consecuencia de este proceso es que la mayoría de las aminas no son estables configuracionalmente, es decir, que objeto e imagen especular están en equilibrio y se produce racemización.
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La estructura de algunas aminas impide la inversión:
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Por ello, algunos nitrógenos de aminas sí mantienen su integridad configuracional:
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El nitrógeno de una sal de amonio está tetrasustituído y, al igual que un carbono, mantiene su estabilidad configuracional y puede constituirse en un centro estereogénico.
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Propiedades ácido-base
Las aminas son moderadamente básicas:
Un menor valor de pKb indica una mayor basicidad.La estabilidad relativa de las sales de amonio resultantes permite explicar la diferente basicidad de una serie de aminas. Por ejemplo:
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Amina
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NH3
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CH3NH2
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(CH3)2NH
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(CH3)3N
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pKb
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4.8
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3.4
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3.3
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4.2
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(Haz click aquí para obtener una explicación)Las aminas son muy débilmente ácidas:
La hipotética acidez de una alcano es mínima (pKa > 50). La acidez de una amina (pKa=35) es 15 órdenes de magnitud mayor. Esto es consecuencia de la mayor electronegatividad del nitrógeno respecto del carbono, que hace que un ion amiduro sea más estable que un carbanión.
Pero el valor de pKa =35 nos indica que, a pesar de todo, el ion amiduro es una especie muy poco estable.Las sales de amonio son más ácidas que las aminas:
¿Podrías explicar la siguiente variación de valores de pKa?
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Amonio
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NH4+
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CH3NH3+
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(CH3)2NH2+
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(CH3)3NH+
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pKa
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9.2
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10.6
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10.7
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9.8
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(Haz click aquí para obtener una explicación)Las aminas aromáticas (anilinas) son menos básicas que las aminas y, por consiguiente, las sales de anilinio son más ácidas que las de amonio.
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La carga positiva del amonio no puede deslocalizarse por resonancia hacia el anillo de benceno.
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El par de electrones no compartido del nitrógeno sí puede deslocalizarse hacia el anillo de benceno.
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Los sustituyentes en el anillo aromático afectan a las propiedades ácido-base del grupo amina. La tabla siguiente recoge valores experimentales de pKb de diversas anilinas. Podemos deducir de ella cómo se comportan electrónicamente los diversos grupos.
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pKb
orto
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pKb
meta
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pKb
para
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H
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9.4
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9.4
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9.4
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PhCO
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11.8
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|
Br
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11.5
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10.4
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10.1
|
|
Cl
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11.4
|
10.5
|
10.0
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CN
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13.0
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11.2
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12.3
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|
F
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10.0
|
10.4
|
9.3
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I
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11.4
|
10.4
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10.2
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MeO
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9.5
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9.8
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8.7
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|
Me
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9.6
|
9.3
|
8.9
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NO2
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14.3
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11.5
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13.0
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CF3
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10.8
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11.2
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Un compuesto orgánico con un grupo buen saliente, tratado con amoníaco o aminas, permite obtener una nueva amina por sustitución nucleófila.
Esta reacción sólo da buen resultado en algunos casos:
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La reacción puede llevarse a cabo intramolecularmente:
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Pero esta reacción aparentemente tan sencilla tiene muy a menudo problemas:
¿Por qué no se obtiene la amina primaria con buen rendimiento, a pesar de que añadimos un exceso de amoníaco?:
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La amina primaria es mejor nucleófilo que el amoníaco y compite con éste produciendo la amina secundaria, que todavía es mejor nucleófilo. Y así sucesivamente...
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Para evitar este problema debemos recurrir a reactivos cuyo nitrógeno no pueda reaccionar dos veces y que lleven latente la función amina.
Síntesis de Gabriel
¿Cómo puede obtenerse la ftalimida?
Sustitución con azida y cianuro
Una vez producida la sustitución, la reducción de las funciones azida o nitrilo permiten obtener la amina, pero en el caso del cianuro con un átomo de carbono más.
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R
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Resultado
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Metil
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SN2
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1º
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SN2
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2º
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SN2
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3º
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SN1/E1
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alílico
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SN1/SN2
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bencílico
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SN1/SN2
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La ftalimida, la azida y el cianuro son nucleófilos fuertes y bases débiles que dan sustitución mayoritariamente con casi todos los derivados con un buen grupo saliente
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El nitrógeno de las aminas está en un estado de oxidación muy bajo. Por tanto, las aminas pueden obtenerse por reducción de otras funciones nitrogenadas más oxidadas.
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La reducción supone la adquisición de electrones desde otra especie que se oxide. Los metales pueden servir por tanto para este propósito.
La sustitución de un buen grupo saliente por cianuro da lugar a nitrilos que, por reducción, permiten obtener aminas.
Las amidas también dan aminas por reducción.
El amoníaco y las aminas son nucleófilos que pueden atacar a aldehídos y cetonas. Si en el medio de reacción se introduce un reductor, la imina intermedia puede reducirse, obteniéndose una nueva amina.
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La reacción con formaldehído significa lametilaciónformal del nitrógeno amínico. Esta reacción es muy selectiva
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Las amidas permiten obtener aminas mediante reacciones en las que el grupo alquilo se cambia de lugar por transposición:
Transposición de Hofmann
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El mecanismo de la reacción se verá más adelante.
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