Amine din seria limită. Amine - concept, proprietăți, aplicare. Interacțiunea cu haloalcanii

TEMA PRELEȚII: AMINE ȘI AMINOALCOOLI

Întrebări:

Caracteristici generale: structura, clasificarea, nomenclatura.

Metode de primire

Proprietăți fizice

Proprietăți chimice

Reprezentanți individuali. Metode de identificare.

Caracteristici generale: structura, clasificarea, nomenclatura

Aminele sunt derivați ai amoniacului în molecula cărora atomii de hidrogen sunt înlocuiți cu radicali de hidrocarburi.

Clasificare

1– Aminele se disting în funcție de numărul de atomi de hidrogen substituiți ai amoniacului:

– primar conțin o grupare amino grupare amino (–NH 2), formula generală: R–NH 2,

– secundar conțin o grupare imino (–NH),

formula generala: R 1 –NH–R 2

– terţiar conţin un atom de azot, formula generală: R 3 –N

Sunt cunoscuți și compuși cu un atom de azot cuaternar: hidroxid de amoniu cuaternar și sărurile sale.

2– În funcție de structura radicalului, se disting aminele:

- alifatice (saturate și nesaturate)

– aliciclic

– aromatice (care conțin o grupare amino sau o catenă laterală în miez)

– heterociclic.

Nomenclatura, izomeria aminelor

1. Conform nomenclaturii raționale, denumirile aminelor sunt de obicei derivate din denumirile radicalilor lor de hidrocarburi constituenți cu adăugarea terminației -amina : metilamină CH 3 –NH 2, dimetilamină CH 3 –NH–CH 3, trimetilamină (CH 3) 3 N, propilamină CH 3 CH 2 CH 2 –NH 2, fenilamină C 6 H 5 – NH 2 etc.

2. Conform nomenclaturii IUPAC, gruparea amino este considerată ca o grupare funcțională și denumirea acesteia amino plasat înaintea numelui lanțului principal:

Izomeria aminelor depinde de izomeria radicalilor.

Metode de producere a aminelor

Aminele pot fi preparate într-o varietate de moduri.

A) Acțiunea asupra amoniacului de către haloalchili

2NH 3 + CH 3 I ––® CH 3 – NH 2 + NH 4 I

B) Hidrogenarea catalitică a nitrobenzenului cu hidrogen molecular:

C 6 H 5 NO 2 ––® C 6 H 5 NH 2 + H 2 O

nitrobenzen pisica anilina

B) Prepararea aminelor inferioare (C 1 – C 4) prin alchilare cu alcooli:

350°C, Al203

R–OH + NH 3 –––––––––––® R–NH 2 +H 2 O

350°C, Al203

2R–OH + NH 3 –––––––––––® R 2 –NH +2H 2 O

350°C, Al203

3R–OH + NH 3 –––––––––––® R 3 –N + 3H 2 O

Proprietățile fizice ale aminelor

Metilamina, dimetilamina și trimetilamina sunt gaze, membrii medii ai seriei de amine sunt lichide, iar membrii superiori sunt solide. Pe măsură ce greutatea moleculară a aminelor crește, densitatea lor crește, punctul de fierbere crește și solubilitatea lor în apă scade. Aminele superioare sunt insolubile în apă. Aminele inferioare au un miros neplăcut, care amintește oarecum de mirosul de pește stricat. Aminele mai mari sunt fie inodore, fie au un miros foarte ușor. Aminele aromatice sunt lichide sau solide incolore care au un miros neplăcut și sunt otrăvitoare.

Proprietățile chimice ale aminelor

Comportamentul chimic al aminelor este determinat de prezența unei grupări amino în moleculă. Există 5 electroni în învelișul exterior al atomului de azot. Într-o moleculă de amină, la fel ca într-o moleculă de amoniac, atomul de azot cheltuiește trei electroni pentru formarea a trei legături covalente, în timp ce două rămân libere.

Prezența unei perechi de electroni liberi pe atomul de azot îi oferă acestuia posibilitatea de a atașa un proton, prin urmare aminele sunt similare cu amoniacul, prezintă proprietăți de bază, formează hidroxizi și săruri.

Formarea sării. Aminele cu acizi dau săruri care, sub influența unei baze puternice, dau din nou amine libere:

Aminele dau săruri chiar și cu acid carbonic slab:

La fel ca amoniacul, aminele au proprietăți de bază datorită legării protonilor într-un cation de amoniu substituit slab disociat:

Când o amină este dizolvată în apă, o parte din protonii apei este consumată pentru a forma un cation; Astfel, în soluție apare un exces de ioni de hidroxid și are proprietăți alcaline suficiente pentru a colora soluțiile de albastru turnesol și purpuriu de fenolftaleină. Bazicitatea aminelor din seria limitativă variază în limite foarte mici și este apropiată de bazicitatea amoniacului.

Efectul grupărilor metil crește ușor bazicitatea metil și dimetilaminei. În cazul trimetilaminei, grupările metil împiedică deja solvatarea cationului rezultat și reduc stabilizarea acestuia și, prin urmare, bazicitatea acestuia.

Sărurile aminelor trebuie considerate compuși complecși. Atomul central din ele este un atom de azot, al cărui număr de coordonare este patru. Atomii de hidrogen sau alchil sunt legați de atomul de azot și sunt localizați în sfera interioară; reziduul acid este situat în sfera exterioară.

Acilarea aminelor. Când unii derivați ai acizilor organici (halogenuri acide, anhidride etc.) acționează asupra aminelor primare și secundare, se formează amide:

Aminele secundare cu acid azot dau nitrozaminele- lichide gălbui, ușor solubile în apă:

Aminele terțiare sunt rezistente la acțiunea acidului azot diluat la rece (formă săruri ale acidului azot în condiții mai severe, unul dintre radicali este desprins și se formează nitrozamină);

Diamine

Diaminele joacă un rol important în procesele biologice. De regulă, ele sunt ușor solubile în apă, au un miros caracteristic, au o reacție foarte alcalină și interacționează cu CO 2 din aer. Diaminele formează săruri stabile cu doi echivalenți de acid.

Etilendiamină (1,2-etandiamină) H2NCH2CH2NH2. Este cea mai simplă diamină; poate fi obtinut prin actiunea amoniacului asupra bromura de etilena:

tetrametilendiamină (1,4-butandiamină) sau putrescină, NH2CH2CH2CH2CH2NH2 și pentametilendiamină (1,5-pentandiamină) NH2CH2CH2CH2CH2CH2NH2 sau cadaverină. Au fost descoperite în produșii de descompunere ai substanțelor proteice; se formează prin decarboxilarea diaminoacizilor și se numesc ptomaine(din greacă - cadavru), anterior erau considerate „otrăvuri cadaverice”. S-a constatat acum că toxicitatea proteinelor putrezite nu este cauzată de ptomaine, ci de prezența altor substanțe.

Putrescina și cadaverina se formează ca urmare a activității vitale a multor microorganisme (de exemplu, agenții cauzatori ai tetanosului și holerei) și a ciupercilor; se găsesc în brânză, ergot, agaric muscă și drojdia de bere.

Unele diamine sunt folosite ca materii prime pentru producerea fibrelor poliamidice și a materialelor plastice. Astfel, din hexa-metilendiamină NH 2 CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 NH 2 s-a obţinut o fibră sintetică foarte valoroasă - nailon(SUA) sau anid(Rusia).

Aminoalcooli

Aminoalcooli- compuși cu funcții mixte, a căror moleculă conține grupe amino și hidroxi.

Aminoetanol(etanolamină) HO-CH2CH2-NH2 sau colamină.

Etanolamina este un lichid gras gras, miscibil cu apa din toate punctele de vedere si are proprietati alcaline puternice. Alături de monoetanolamina, se mai obțin dietanolamina și trietanolamina:

Colina este inclusă în lecitine- substanțe asemănătoare grăsimilor, foarte frecvente în organismele animale și vegetale, și pot fi izolate din acestea. Colina este o masă cristalină, foarte higroscopică, care se dizolvă ușor în aer. Are proprietăți alcaline puternice și formează ușor săruri cu acizi.

Când colina este acilată cu anhidridă acetică, se formează acetat de colină, numit si acetilcolina:

Acetilcolina joacă un rol biochimic extrem de important, deoarece este un mediator (mediator) care transmite excitația de la receptorii nervoși către mușchi.

Clasificarea aminelor este variată și este determinată de ce caracteristică structurală este luată ca bază.

În funcție de numărul de grupe organice asociate atomului de azot, există:

amine primare o grupare organică pe azot RNH 2

amine secundare două grupe organice pe azot R 2 NH, grupări organice pot fi diferite R "R" NH

amine terţiare trei grupări organice pe azot R3N sau R"R"R""N

Pe baza tipului de grupare organică asociată cu azotul, se disting CH3N6H5N alifatici

Pe baza numărului de grupări amino din moleculă, aminele sunt împărțite în monoamine CH 3 NH 2, diamine H 2 N(CH 2) 2 NH 2, triamine etc.

Nomenclatura aminelor.

cuvântul „amină” se adaugă la denumirea grupelor organice asociate cu azotul, iar grupele sunt menționate în ordine alfabetică, de exemplu, CH 3 NHC 3 H 7 metilpropilamină, CH 3 N (C 6 H 5) 2 metildifenilamină. Regulile permit, de asemenea, alcătuirea numelui pe baza unei hidrocarburi în care gruparea amino este considerată ca substituent. În acest caz, poziția sa este indicată cu ajutorul unui index numeric: C 5 H 3 C 4 H 2 C 3 H(NH 2) C 2 H 2 C 1 H 3 3-aminopentan (indicii numerici albaștri superiori indică ordinea de numerotare a atomii de C). Pentru unele amine s-au păstrat denumiri banale (simplificate): C 6 H 5 NH 2 anilină (denumirea conform regulilor de nomenclatură este fenilamină).

În unele cazuri, se folosesc denumiri consacrate, care sunt denumiri corecte distorsionate: H 2 NCH 2 CH 2 OH monoetanolamină (corect 2-aminoetanol); (OHCH 2 CH 2) 2 NH dietanolamină, numele corect este bis(2-hidroxietil)amină. Nume banale, distorsionate și sistematice (compilate după regulile nomenclaturii) coexistă destul de des în chimie.

Proprietățile fizice ale aminelor.

Primii reprezentanți ai unei serii de amine metilamina CH 3 NH 2, dimetilamina (CH 3) 2 NH, trimetilamina (CH 3) 3 N și etilamina C 2 H 5 NH 2 sunt gazoase la temperatura camerei, apoi cu creșterea numărului. a atomilor din R, aminele devin lichide, iar cu o creștere a lungimii lanțului R până la 10 atomi de C substanțe cristaline. Solubilitatea aminelor în apă scade pe măsură ce lungimea lanțului R crește și numărul de grupe organice asociate cu azotul crește (tranziție la amine secundare și terțiare). Mirosul de amine seamănă cu mirosul de amoniac (cu R mare) aminele sunt practic inodore.

Proprietățile chimice ale aminelor.

Capacitatea distinctivă a aminelor de a atașa molecule neutre (de exemplu, halogenuri de hidrogen HHal, cu formarea de săruri de organoamoniu, similare sărurilor de amoniu din chimia anorganică. Pentru a forma o nouă legătură, azotul oferă o pereche de electroni singuratic, acționând ca un donor. Protonul H + implicat în formarea legăturii (din halogenura de hidrogen) joacă rolul unui acceptor (receptor), o astfel de legătură se numește donor-acceptor (Fig. 1 Legătura covalentă NH rezultată este complet echivalentă). legăturile NH prezente în amină.

Aminele terțiare adaugă, de asemenea, HCI, dar când sarea rezultată este încălzită într-o soluție acidă, se descompune și R este scindat din atomul de N:

(C2H5) 3 N+ HCI® [(C2H5)3 N H]CI

[(C2H5)3 N H]CI® (C2H5) 2 N H + C2H5CI

Când comparăm aceste două reacții, este clar că gruparea C2H5 și H par să se schimbe, ca urmare, dintr-o amină terțiară se formează o amină secundară.

Dizolvându-se în apă, aminele captează un proton în același mod, ca rezultat apar ionii OH în soluție, ceea ce corespunde formării unui mediu alcalin, care poate fi detectat cu ajutorul indicatorilor convenționali.

C2H5 N H2 + H2O® + + OH

Odată cu formarea unei legături donor-acceptor, aminele pot adăuga nu numai HCl, ci și haloalchil RCl, formând astfel o nouă legătură NR, care este, de asemenea, echivalentă cu cele existente. Dacă luăm ca materie primă o amină terțiară, obținem o sare de tetraalchilamoniu (patru grupări R pe un atom de azot):

(C2H5) 3 N+ C2H5I® [(C2H5)4 N]Eu

Aceste săruri, dizolvându-se în apă și în unii solvenți organici, se disociază (se dezintegrează), formând ioni:

[(C2H5)4 N]I® [(C2H5)4 N] + + I

Astfel de soluții, ca toate soluțiile care conțin ioni, conduc curentul electric. În sărurile de tetraalchilamoniu, halogenul poate fi înlocuit cu o grupare HO:

[(CH3)4 N]CI + AgOH® [(CH3)4 N]OH + AgCI

Hidroxidul de tetrametilamoniu rezultat este o bază puternică cu proprietăți similare cu alcalii.

Aminele primare și secundare reacţionează cu acidul azot HON=O, dar reacţionează în moduri diferite. Alcoolii primari sunt formați din amine primare:

C2H5 N H2+H N O2® C2H5OH+ N 2 +H20

Spre deosebire de aminele primare, aminele secundare formează nitrozamine galbene, slab solubile cu acid azotic - compuși care conțin fragmentul >NN = O:

(C2H5) 2 N H+H N O2® (C2H5)2 N N=O + H2O

Aminele terțiare nu reacționează cu acidul azot la temperaturi obișnuite, astfel încât acidul azotat este un reactiv care permite să se facă distincția între aminele primare, secundare și terțiare.

Când aminele se condensează cu acizii carboxilici, se formează amide acide - compuși cu fragmentul C(O)N

Condensarea aminelor cu aldehide și cetone duce la formarea așa-numitelor baze Schiff - compuși care conțin fragmentul N=C2.

Când aminele primare reacţionează cu fosgenul Cl 2 C=O, se formează compuşi cu gruparea N=C=O, numiţi izocianaţi (Fig. 2D, prepararea unui compus cu două grupări izocianat).

Dintre aminele aromatice, cea mai cunoscută este anilina (fenilamină) C 6 H 5 NH 2. Proprietățile sale sunt similare cu aminele alifatice, dar bazicitatea sa este mai puțin pronunțată în soluții apoase nu formează un mediu alcalin. Ca și aminele alifatice, poate forma săruri de amoniu [C 6 H 5 NH 3 ] + Cl cu acizi minerali puternici. Când anilina reacționează cu acidul azot (în prezența HCl), se formează un compus diazo care conține fragmentul RN=N se obține sub formă de sare ionică numită sare de diazoniu (Fig. 3A). Astfel, interacțiunea cu acidul azot nu se desfășoară în același mod ca și în cazul aminelor alifatice. Inelul benzenic din anilină are o reactivitate caracteristică compuşilor aromatici ( cm. AROMATICITATE), în timpul halogenării, atomi de hidrogen în orto- Și pereche-poziţiile la grupa amino sunt înlocuite, rezultând cloroaniline cu diferite grade de substituţie (Fig. 3B). Acțiunea acidului sulfuric duce la sulfonare în pereche-pozitia fata de grupa amino se formeaza asa numitul acid sulfanilic (Fig. 3B).

Prepararea aminelor.

Când amoniacul reacţionează cu haloalchilii, cum ar fi RCl, se formează un amestec de amine primare, secundare şi terţiare. Produsul secundar de HCI rezultat se combină cu aminele pentru a forma o sare de amoniu, dar dacă există un exces de amoniac, sarea se descompune, permițând procesului să treacă la formarea sărurilor de amoniu cuaternar (Fig. 4A). Spre deosebire de halogenurile de alchil alifatice, halogenurile de arii, de exemplu, C6H5CI, reacţionează cu amoniacul cu mare dificultate, sinteza este posibilă numai cu catalizatori care conţin cupru. În industrie, aminele alifatice se obțin prin interacțiunea catalitică a alcoolilor cu NH 3 la 300-500 ° C și o presiune de 1-20 MPa, rezultând un amestec de amine primare, secundare și terțiare (Fig. 4B).

Când aldehidele și cetonele interacționează cu sarea de amoniu a acidului formic HCOOH 4, se formează amine primare (Fig. 4C), iar reacția aldehidelor și cetonelor cu aminele primare (în prezența acidului formic HCOOH) conduce la amine secundare (Fig. 4D).

Compușii nitro (conținând gruparea NO2) la reducere formează amine primare. Această metodă, propusă de N.N Zinin, este puțin utilizată pentru compușii alifatici, dar este importantă pentru producerea de amine aromatice și a stat la baza producției industriale de aniline (Fig. 4D).

Aminele sunt rareori utilizate ca compuși individuali, de exemplu, polietilenpoliamina [-C2H4NH-] este utilizată în viața de zi cu zi. n(denumire comercială PEPA) ca întăritor pentru rășini epoxidice. Utilizarea principală a aminelor este ca produse intermediare în prepararea diferitelor substanțe organice. Rolul principal îi revine anilinei, pe baza căreia se produce o gamă largă de coloranți de anilină, iar „specializarea” culorii este stabilită deja în etapa de obținere a anilinei în sine. Anilina ultrapură fără omologi este numită în industrie „anilină pentru albastru” (adică culoarea viitorului colorant). „Anilină pentru roșu” trebuie să conțină, pe lângă anilină, un amestec orto- Și pereche-toluidină (CH3C6H4NH2).

Diaminele alifatice sunt compușii de pornire pentru producerea poliamidelor, de exemplu, nailonul (Fig. 2), care este utilizat pe scară largă pentru fabricarea fibrelor, filmelor polimerice, precum și a componentelor și pieselor în inginerie mecanică (angrenaje din poliamidă).

Din diizocianații alifatici (Fig. 2) se obțin poliuretani, care au un complex de proprietăți importante din punct de vedere tehnic: rezistență ridicată combinată cu elasticitate și rezistență foarte mare la abraziune (tălpi din poliuretan), precum și o bună aderență la o gamă largă de materiale (poliuretan). adezivi). De asemenea, sunt utilizate pe scară largă sub formă de spumă (spume poliuretanice).

Antiinflamatorii sulfonamidele sunt sintetizate pe baza de acid sulfanilic (Fig. 3).

Sărurile de diazoniu (Fig. 2) sunt utilizate în materialele fotosensibile pentru fotocopiere, ceea ce face posibilă obținerea unei imagini ocolind fotografia convențională cu halogenură de argint ( cm. COPIERE ÎN NEGRU).

Mihail Levitsky

Amine- derivați organici ai amoniacului, în molecula cărora unul, doi sau toți cei trei atomi de hidrogen sunt înlocuiți cu un reziduu de carbon.

Există de obicei trei tipuri de amine:

Aminele în care gruparea amino este legată direct de un inel aromatic se numesc amine aromatice.

Cel mai simplu reprezentant al acestor compuși este aminobenzenul sau anilina:

Principala trăsătură distinctivă a structurii electronice a aminelor este prezența unei perechi de electroni singuri la atomul de azot inclus în grupul funcțional. Acest lucru face ca aminele să prezinte proprietățile bazelor.

Există ioni care sunt produsul înlocuirii formale a tuturor atomilor de hidrogen din ionul de amoniu cu un radical de hidrocarbură:

Acești ioni se găsesc în săruri similare sărurilor de amoniu. Se numesc săruri de amoniu cuaternar.

Izomeria și nomenclatura aminelor

1. Aminele se caracterizează prin izomerie structurală:

O) izomeria scheletului de carbon:

b) izomeria poziției grupei funcționale:

2. Aminele primare, secundare și terțiare sunt izomeri între ele (izomerie interclasă):

După cum se poate vedea din exemplele date, pentru a denumi o amină, sunt enumerați substituenții asociați cu atomul de azot (în ordinea de prioritate) și se adaugă sufixul - amină.

Proprietățile fizice ale aminelor

Cele mai simple amine (metilamina, dimetilamina, trimetilamina) sunt substante gazoase. Aminele inferioare rămase sunt lichide care se dizolvă bine în apă. Au un miros caracteristic care amintește de amoniac.

Aminele primare și secundare sunt capabile să formeze legături de hidrogen. Acest lucru duce la o creștere vizibilă a punctelor lor de fierbere în comparație cu compușii care au aceeași greutate moleculară, dar nu sunt capabili să formeze legături de hidrogen.

Anilina este un lichid uleios, puțin solubil în apă, care fierbe la o temperatură de 184 °C.

Proprietățile chimice ale aminelor

Proprietățile chimice ale aminelor sunt determinate în principal de prezența unei perechi de electroni singuri pe atomul de azot.

Aminele ca baze. Atomul de azot al grupării amino, ca și atomul de azot din molecula de amoniac, datorită unei perechi de electroni singure, poate forma o legătură covalentă conform mecanismului donor-acceptor, acționând ca un donor. În acest sens, aminele, precum amoniacul, sunt capabile să atașeze un cation de hidrogen, adică să acționeze ca bază:

1. Reacția amionilor cu apa duce la formarea de ioni de hidroxid:

2. Reacția cu acizii. Amoniacul reacţionează cu acizii formând săruri de amoniu. Aminele sunt, de asemenea, capabile să reacționeze cu acizii:

Proprietățile de bază ale aminelor alifatice sunt mai pronunțate decât cele ale amoniacului. Acest lucru se datorează prezenței unuia sau mai multor substituenți alchil donor, al căror efect inductiv pozitiv crește densitatea electronilor asupra atomului de azot. O creștere a densității de electroni transformă azotul într-un donator de perechi de electroni mai puternic, ceea ce îi îmbunătățește proprietățile de bază:

Arderea amioanelor. Aminele ard în aer pentru a forma dioxid de carbon, apă și azot:

Aplicarea aminelor

Aminele sunt utilizate pe scară largă pentru a produce medicamente și materiale polimerice. Anilina este cel mai important compus din această clasă, care este utilizat pentru producerea de coloranți anilină, medicamente (medicamente sulfonamidice) și materiale polimerice (rășini anilină formaldehidă).

AMINE- o clasă de compuși care sunt derivați organici ai amoniacului în care unul, doi sau trei atomi de hidrogen sunt înlocuiți cu grupări organice. O caracteristică distinctivă este prezența fragmentului R–N<, где R – органическая группа.

Clasificarea aminelor este variată și este determinată de ce caracteristică structurală este luată ca bază.

În funcție de numărul de grupe organice asociate atomului de azot, există:

amine primare - o grupare organică la azot RNH2

amine secundare - două grupe organice pe azot R2NH, grupările organice pot fi diferite R"R"NH

amine terțiare - trei grupe organice pe azot R3N sau R"R"R""N

Pe baza tipului de grup organic asociat cu azotul, se disting СH3 – N alifatici< и ароматические С 6 H5 – N< амины, возможны и смешанные варианты.

Pe baza numărului de grupări amino din moleculă, aminele sunt împărțite în monoamine CH3 - NH2, diamine H2N(CH2) 2 NH2, triamine etc.

Proprietățile chimice ale aminelor. Capacitatea distinctivă a aminelor este de a atașa molecule neutre (de exemplu, halogenuri de hidrogen HHal, cu formarea de săruri de organoamoniu, similare sărurilor de amoniu din chimia anorganică. Pentru a forma o nouă legătură, azotul oferă o pereche de electroni singuratic, acționând ca un donor. . Protonul H + implicat în formarea legăturii (din halogenura de hidrogen) joacă rolul unui acceptor (receptor), o astfel de legătură se numește donor-acceptor (Fig. 1. Legătura covalentă N–H). complet echivalent cu legăturile prezente în amină.

Aminele terțiare adaugă, de asemenea, HCI, dar când sarea rezultată este încălzită într-o soluție acidă, se descompune și R este scindat din atomul de N:

(C2H5) 3 N+ HCI  [(C2H5)3 N H]CI

[(C2H5)3 N H]Cl  (C2H5) 2 N H + C2H5CI

Când se compară aceste două reacții, este clar că gruparea C2H5 și H par să se schimbe, ca urmare, dintr-o amină terțiară se formează o amină secundară.

Dizolvându-se în apă, aminele captează un proton în același mod, drept urmare în soluție apar ioni OH – ceea ce corespunde formării unui mediu alcalin, care poate fi detectat cu ajutorul indicatorilor convenționali.

C2H5 N H2 + H2O  + + OH–

Odată cu formarea unei legături donor-acceptor, aminele pot adăuga nu numai HCl, ci și haloalchil RCl, formând astfel o nouă legătură N-R, care este, de asemenea, echivalentă cu cele existente. Dacă luăm ca materie primă o amină terțiară, obținem o sare de tetraalchilamoniu (patru grupări R pe un atom de azot):

(C2H5) 3 N+ C 2 H 5 I  [(C 2 H 5) 4 N]Eu

Aceste săruri, dizolvându-se în apă și în unii solvenți organici, se disociază (se dezintegrează), formând ioni:

[(C2H5) 4 N]I  [(C2H5) 4 N] + + I–

Astfel de soluții, ca toate soluțiile care conțin ioni, conduc curentul electric. În sărurile de tetraalchilamoniu, halogenul poate fi înlocuit cu o grupare HO:

[(CH3)4 N]Cl + AgOH  [(CH 3) 4 N]OH + AgCI

Hidroxidul de tetrametilamoniu rezultat este o bază puternică cu proprietăți similare cu alcalii.

Aminele primare și secundare reacţionează cu acidul azot HON=O, dar reacţionează în moduri diferite. Alcoolii primari sunt formați din amine primare:

C2H5 N H2+H N O2  C2H5OH + N 2 +H20

Spre deosebire de aminele primare, aminele secundare formează nitrozamine galbene, slab solubile cu acid azotic - compuși care conțin fragmentul >N–N = O:

(C2H5) 2 N H+H N O 2  (C 2 H 5) 2 N–N=O + H2O

Când aminele se condensează cu acizii carboxilici, se formează amide acide - compuși cu fragmentul –C(O)N< (рис. 2А). Если в качестве исходных соединений взять диамин и дикарбоновую кислоту (соединения, содержащие соответственно две амино- и две карбоксильные группы, соответственно), то они взаимодействуют по такой же схеме, но поскольку каждое соединение содержит две реагирующие группы, то образуется полимерная цепь, содержащая амидные группы (рис. 2Б). Такие полимеры называют полиамидами.

Condensarea aminelor cu aldehide și cetone duce la formarea așa-numitelor baze Schiff - compuși care conțin fragmentul –N=C< (рис. 2В). На схеме В видно, что для образования двойной связи между N и С азот должен предоставить два атома Н (для образования конденсационной воды), следовательно, в такой реакции могут участвовать только первичные амины RNH2.

Când aminele primare interacționează cu fosgenul Cl2C=O, se formează compuși cu grupa –N=C=O, numiți izocianați (Fig. 2D, prepararea unui compus cu două grupări izocianat).

Dintre aminele aromatice, cea mai cunoscută este anilina (fenilamină) C 6 H 5 NH 2. Proprietățile sale sunt similare cu aminele alifatice, dar bazicitatea sa este mai puțin pronunțată - nu formează un mediu alcalin în soluții apoase. Ca și aminele alifatice, cu acizi minerali puternici poate forma săruri de amoniu [C 6 H 5 NH 3 ] + Cl–. Când anilina reacționează cu acidul azot (în prezența HCl), se formează un compus diazo care conține fragmentul R–N=N se obține sub formă de sare ionică numită sare de diazoniu (Fig. 3A). Astfel, interacțiunea cu acidul azot nu se desfășoară în același mod ca și în cazul aminelor alifatice. Inelul benzenic din anilină are o reactivitate caracteristică compușilor aromatici (vezi AROMATICITATE în timpul halogenării, atomii de hidrogen din pozițiile orto și para la gruparea amino sunt înlocuiți, rezultând cloroaniline cu grade diferite de substituție (Fig. 3B); Acțiunea acidului sulfuric duce la sulfonare în poziția para la grupa amino, se formează așa-numitul acid sulfanilic (Fig. 3B).

Deoarece aminele, fiind derivați ai amoniacului, au o structură similară cu aceasta (adică au o pereche de electroni singură în atomul de azot), ele prezintă proprietăți similare cu aceasta. Aceste. aminele, ca și amoniacul, sunt baze, deoarece atomul de azot poate furniza o pereche de electroni pentru a forma legături cu speciile deficitare de electroni printr-un mecanism donor-acceptor (întâlnind definiția lui Lewis a bazicității).

I. Proprietățile aminelor ca baze (acceptori de protoni)

1. Soluțiile apoase de amine alifatice prezintă o reacție alcalină, deoarece atunci când interacționează cu apa, se formează hidroxizi de alchilamoniu, similar cu hidroxidul de amoniu:

CH3NH2 + H2O CH3NH3 + + OH-

Anilina practic nu reacționează cu apa.

Soluțiile apoase sunt alcaline:

Legătura de protoni cu o amină, ca și în cazul amoniacului, este formată printr-un mecanism donor-acceptor datorită perechii de electroni singuri a atomului de azot.

Aminele alifatice sunt baze mai puternice decât amoniacul deoarece radicalii alchil cresc densitatea electronilor pe atomul de azot din cauza + eu-efect. Din acest motiv, perechea de electroni a atomului de azot este ținută mai puțin strâns și interacționează mai ușor cu protonul.

2. Interacționând cu acizii, aminele formează săruri:

C 6 H 5 NH 2 + HCI → (C 6 H 5 NH 3) CI

clorură de fenilamoniu

2CH 3 NH 2 + H 2 SO 4 → (CH 3 NH 3) 2 SO 4

sulfat de metil amoniu

Sărurile de amine sunt solide care sunt foarte solubile în apă și slab solubile în lichide nepolare. Când reacționează cu alcalii, se eliberează amine libere:

Aminele aromatice sunt baze mai slabe decât amoniacul deoarece perechea de electroni singuratică a atomului de azot este deplasată către inelul benzenic, conjugându-se cu electronii π ai inelului aromatic, ceea ce reduce densitatea electronilor asupra atomului de azot (efect -M). Dimpotrivă, gruparea alchil este un bun donator de densitate electronică (efect +I).

O scădere a densității electronilor pe atomul de azot duce la o scădere a capacității de a extrage protonii de la acizii slabi. Prin urmare, anilina interacționează numai cu acizi puternici (HCl, H 2 SO 4), iar soluția sa apoasă nu devine albastră de turnesol.

Atomul de azot din moleculele de amină are o pereche de electroni singuratică, care poate participa la formarea legăturilor conform mecanismului donor-acceptor.

anilina amoniac amina primara amina secundara amina tertiara

densitatea electronilor pe atomul de azot crește.

Datorită prezenței unei perechi singure de electroni în molecule, aminele, precum amoniacul, prezintă proprietăți de bază.

anilină amoniac amină primară amină secundară

proprietățile de bază sunt sporite datorită influenței tipului și numărului de radicali.

C6H5NH2< NH 3 < RNH 2 < R 2 NH < R 3 N (в газовой фазе)

II. Oxidarea aminelor

Aminele, în special cele aromatice, se oxidează ușor în aer. Spre deosebire de amoniac, ele se pot aprinde de la o flacără deschisă. Aminele aromatice se oxidează spontan în aer. Astfel, anilina devine rapid maro în aer din cauza oxidării.

4СH 3 NH 2 + 9O 2 → 4CO 2 + 10H 2 O + 2N 2

4C 6 H 5 NH 2 + 31O 2 → 24CO 2 + 14H 2 O + 2N 2

III. Interacțiunea cu acidul azot

Acidul azot HNO2 este un compus instabil. Prin urmare, este utilizat numai în momentul selecției. HNO 2 se formează, ca toți acizii slabi, prin acțiunea sării sale (nitritul) cu un acid tare:

KNO 2 + HCl → HNO 2 + KCl

sau NO 2 − + H + → HNO 2

Structura produșilor de reacție cu acid azotat depinde de natura aminei. Prin urmare, această reacție este utilizată pentru a distinge între aminele primare, secundare și terțiare.

· Aminele alifatice primare formează alcooli cu HNO2:

R-NH2 + HNO2 → R-OH + N2 + H2O

De mare importanță este reacția de diazotizare a aminelor aromatice primare sub acțiunea acidului azotic, obținută prin reacția nitritului de sodiu cu acidul clorhidric. Și ulterior se formează fenol:

· Aminele secundare (alifatice și aromatice) sub influența HNO 2 sunt transformate în derivați N-nitrozo (substanțe cu miros caracteristic):

R2NH + H-O-N=O → R2N-N=O + H2O

alchilnitrozamină

· Reacția cu aminele terțiare duce la formarea de săruri instabile și nu are importanță practică.

IV. Proprietăți speciale:

1. Formarea compușilor complecși cu metale de tranziție:

2. Adăugarea de halogenuri de alchil Aminele adaugă haloalcani pentru a forma o sare:

Prin tratarea sării rezultate cu alcalii, puteți obține o amină liberă:

V. Substituție electrofilă aromatică în amine aromatice (reacția anilinei cu apa cu brom sau acid azotic):

În aminele aromatice, gruparea amino facilitează substituția la pozițiile orto și para ale inelului benzenic. Prin urmare, halogenarea anilinei are loc rapid și în absența catalizatorilor și trei atomi de hidrogen ai inelului benzenic sunt înlocuiți simultan și un precipitat alb de 2,4,6-tribromoanilină precipită:

Această reacție cu apa de brom este utilizată ca reacție calitativă pentru anilină.

Aceste reacții (bromurare și nitrare) produc predominant orto- Și pereche- derivate.

4. Metode de producere a aminelor.

1. Reacția lui Hoffmann. Una dintre primele metode de producere a aminelor primare a fost alchilarea amoniacului cu halogenuri de alchil:

Aceasta nu este cea mai bună metodă, deoarece rezultatul este un amestec de amine de toate gradele de substituție:

etc. Nu numai halogenurile de alchil, ci și alcoolii pot acționa ca agenți de alchilare. Pentru a face acest lucru, un amestec de amoniac și alcool este trecut peste oxid de aluminiu la temperatură ridicată.

2. Reacția lui Zinin- o modalitate convenabilă de a obține amine aromatice prin reducerea compușilor nitro aromatici. Ca agenţi reducători sunt utilizaţi: H2 (pe catalizator). Uneori, hidrogenul este generat direct în momentul reacției, pentru care metalele (zinc, fier) sunt tratate cu acid diluat.

2HCl + Fe (chips) → FeCl2 + 2H

C6H5NO2 + 6[H]C6H5NH2 + 2H2O.

În industrie, această reacție are loc atunci când nitrobenzenul este încălzit cu abur în prezența fierului. În laborator, hidrogenul „în momentul eliberării” se formează prin reacția zincului cu alcalii sau a fierului cu acidul clorhidric. În acest din urmă caz, se formează clorură de aniliniu.

3. Reducerea nitrililor. Utilizați LiAlH 4:

4. Decarboxilarea enzimatică a aminoacizilor:

5. Utilizarea aminelor.

Aminele sunt utilizate în industria farmaceutică și sinteza organică (CH3NH2, (CH3)2NH, (C2H5)2NH etc.); în producerea nailonului (NH2-(CH2)6-NH2-hexametilendiamină); ca materie primă pentru producerea coloranților și a materialelor plastice (anilină), precum și a pesticidelor.

Lista surselor folosite:

O.S. Gabrielyan și colab. clasa a X-a. Nivel de profil: manual pentru instituțiile de învățământ general; Buttard, Moscova, 2005;
„Tutor de chimie” editat de A. S. Egorov; „Phoenix”, Rostov-pe-Don, 2006;
G. E. Rudzitis, F. G. Feldman. Chimie clasa a X-a. M., Educaţie, 2001;
https://www.calc.ru/Aminy-Svoystva-Aminov.html
http://www.yaklass.ru/materiali?mode=lsntheme&themeid=144
http://www.chemel.ru/2008-05-24-19-21-00/2008-06-01-16-50-05/193-2008-06-30-20-47-29.html
http://cnit.ssau.ru/organics/chem5/n232.htm