Структурная изомерия

• изомерия положения аминогруппы, начиная с С₃H₇NH₂:

• изомерия углеродного скелета, начиная с С₄H₉NH₂:

        
        

• изомерия аминогруппы, связанная с изменением степени замещенности атомов водорода при азоте, то есть между различными типами аминов (первичными, вторичными, третичными):

Амины, молекулы которых содержат асимметрический атом,Асимметрический атом — тетраэдрический sp³-атом, связанный с четырьмя различными заместителями. проявляют оптическую изомерию и существуют в виде пар зеркальных изомеров (оптических антиподов).

• Для вторичных и третичных аминов с асимметрическим атомом углерода (С*) этот вид стереоизомерии возможен, начиная с С₄H₉NH₂ (втор-бутиламина СH₃CH₂CH(CH₃)NH₂):
  

  
АнимацияНесовместимость молекул в пространстве

• Оптическая изомерия характерна для аммониевых соединений с асимметрическим атомом азота (N*):

Пример: оптические изомеры хлорида метилфенилэтиламмония

• Амины с различными заместителями при атоме азота (RR'NH, RR'R"N) оптическую активность НЕ проявляют, хотя пирамидальная форма молекул допускает существование зеркальных изомеров.   Комментарий
  Пространственное строение аминов
  Атом азота в молекулах аммиака и аминов находится в sp³-гибридизованном состоянии с тетраэдрической геометрией расположения четырёх sp³-гибридных атомных орбиталей (АО). Три sp³-АО образуют ковалентные связи с атомами водорода или с углеводородными радикалами. Четвертую АО занимает неподелённая пара электронов, определяющая пирамидальную форму
  Пространственнон строение NH₃ молекул.
  Можно допустить, что вторичные и третичные амины с разными углеводородными радикалами (RR'NH, RR'R''N) существуют в виде оптических изомеров:
      или   
  Однако до сих пор такие изомеры не выделены в индивидуальном виде. Это объясняется тем, что молекулы аммиака и аминов постоянно претерпевают пирамидальную инверсию, которую можно рассматривать как быстрое превращение одной формы в другую через тригональное переходное состояние (с sp²-атомом азота):

  
  Инверсия осуществляется с частотой примерно 10¹¹ раз в секунду.
  Таким образом, подобные соединения, несмотря на отсутствие симметрии, оптически не активны.

При наличии в молекулах аминов двойных связей C=C и C=N возможна цис-транс-изомерия.
Для аминов свойственна также поворотная (конформационная) изомерия за счет вращения по одинарным связям C–C и C–N.