Basicidad de las metilaminas
La metilamina es más básica que el amoníaco: su ácido conjugado, el catión metilamonio, es más estable que el amonio. Si siguiéramos añadiendo metilos, cabría esperar que la basicidad aumentara de forma regular. No es así: la dimetilamina es solo ligeramente más básica que la metilamina, y la trimetilamina es menos básica que ambas.
Primer efecto: los metilos estabilizan la carga positiva
Ya lo vimos en radicales y carbocationes: cuanto más sustituido está un centro deficiente en electrones, menos inestable es. Los enlaces σ C–H de los metilos ceden algo de densidad electrónica al nitrógeno, reparten la carga positiva y estabilizan el catión amonio. Este efecto aumenta con el número de metilos.
Segundo efecto: la solvatación por el agua
Los pK se miden en agua, y el agua estabiliza los cationes amonio formando enlaces de hidrógeno con sus N–H. Cada metilo que se añade quita un N–H y hace al catión más hidrófobo, así que cada vez se solvata peor.
| Ion | Metilos que estabilizan la carga | Enlaces N–H para enlazarse con el agua |
|---|---|---|
| NH4+ | 0 | 4 |
| CH3NH3+ | 1 | 3 |
| (CH3)2NH2+ | 2 | 2 |
| (CH3)3NH+ | 3 | 1 |
Los dos efectos van en sentidos opuestos, y la basicidad observada es el resultado de su balance.