Τι είναι μια τριτοταγής αμίνη. Βασικότητα αμινών (Zagorsky V.V.)

Η πιο κοινή ιδιότητα όλων των οργανικών ενώσεων είναι η ικανότητά τους να καίγονται. Η ίδια η αμμωνία καίγεται και, γενικά, εύκολα, αλλά το να της βάλεις φωτιά δεν είναι πάντα εύκολο. Αντίθετα, οι αμίνες αναφλέγονται εύκολα και καίγονται πιο συχνά με άχρωμη ή ελαφρώς χρωματιστή φλόγα. Στην περίπτωση αυτή, το άζωτο των αμινών παραδοσιακά οξειδώνεται σε μοριακό άζωτο, αφού τα οξείδια του αζώτου είναι ασταθή.

Οι αμίνες αναφλέγονται πιο εύκολα στον αέρα από την αμμωνία.

4NH3 + 3O2 = 2N2 + 6H2O;

4C 2 H 5 NH 2 + 15O 2 \u003d 8CO 2 + 14H 2 O + 2N 2.

Βασικές ιδιότητες

Πρωτοταγείς, δευτεροταγείς και τριτοταγείς αμίνες περιέχουν αναγκαστικά ένα μη κοινό ζεύγος ηλεκτρονίων, όπως αρμόζει στο τρισθενές άζωτο. Δηλαδή, οι αμίνες στο διάλυμα εμφανίζουν βασικές ιδιότητες ή τα διαλύματά τους είναι βάσεις. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο οι αμίνες σε ένα υδατικό διάλυμα γίνονται μπλε της λακκούβας και η φαινολοφθαλεΐνη γίνεται κόκκινη. Ρύζι. 12.

Ρύζι. ένας .

Ρύζι. 2 .

Χάρη σε αυτό το ζεύγος ηλεκτρονίων, μπορεί να σχηματιστεί ένας δεσμός δότη-δέκτη με ένα ιόν υδρογόνου:

C 2 H 5 NH 2 + H + \u003d C 2 H 5 NH 3 +.

Έτσι, όπως και η αμμωνία, οι αμίνες παρουσιάζουν τις ιδιότητες των βάσεων:

NH 3 + H 2 O NH 4 OH;

C 2 H 5 NH 2 + H 2 O C 2 H 5 NH 3 OH.

Η αμμωνία σχηματίζει άλατα με οξέα αμμώνιο, και αμίνες - αλκυλαμμώνιο :

NH 3 + HBr = NH 4 Br ( βρωμιούχο αμμώνιο)

C 2 H 5 NH 2 + HBr \u003d C 2 H 5 NH 3 Br ( βρωμιούχο αιθυλαμμώνιο)

Όπως η αμμωνία σχηματίζει άλατα αμμωνίου με οξέα, οι αμίνες σχηματίζουν τα αντίστοιχα άλατα. Αυτά τα άλατα μπορούν να σχηματιστούν, όπως στην περίπτωση της αμμωνίας, όχι μόνο στην αντίδραση υδατικών διαλυμάτων, αλλά και στην αέρια φάση, εάν οι αμίνες είναι επαρκώς πτητικές.

Δηλαδή, εάν βάλετε κοντά δοχεία με πυκνό υδροχλωρικό οξύ ή ακόμα και οργανικά πτητικά, όπως οξικό, και ένα δοχείο με πτητική αμίνη, τότε σύντομα θα εμφανιστεί κάτι που μοιάζει με καπνό χωρίς φωτιά μεταξύ τους στο διάστημα, δηλαδή θα σχηματιστούν κρύσταλλοι που αντιστοιχούν σε το άλας της αλκυλαμίνης. Ρύζι. 3.

Ρύζι. 3 .

Τα αλκάλια εκτοπίζουν τις αμίνες , που, όπως η αμμωνία, αδύναμοςβάσεις, από άλατα αλκυλαμμωνίου:

NH 4 Cl + KOH \u003d NH 3 - + KCl + H 2 O;

CH 3 NH 3 Cl + KOH \u003d CH 3 NH 2 - + KCl + H 2 O.

Οι βασικές ιδιότητες των αμινών είναι υψηλότερες από αυτές της αμμωνίας. Γιατί; Ο σχηματισμός ενός δεσμού δότη-δέκτη με ένα ιόν υδρογόνου είναι όσο ευκολότερος, τόσο μεγαλύτερη είναι η πυκνότητα ηλεκτρονίων στο άτομο αζώτου. Οι ρίζες υδρογονάνθρακα περιέχουν πολλά ηλεκτρόνια και πρόθυμα τα «μοιράζονται» με το άτομο αζώτου (Εικ. 4).

Ρύζι. 4. Δεσμός δότη-δέκτη με ιόν υδρογόνου

Ωστόσο, οι βασικές ιδιότητες των τριτοταγών αμινών είναι μικρότερες από αυτές των δευτεροταγών (συγκρίνετε σταθερές βασικότητας). Γιατί; Σε μια τριτοταγή αμίνη, το άτομο αζώτου περιβάλλεται από όλες τις πλευρές από ρίζες υδρογονάνθρακα και η ικανότητά του να εισέρχεται σε αντιδράσεις παρεμποδίζεται.

Οι αμίνες, όπως η αμμωνία, είναι σε θέση να αντιδράσουν με αλογονοαλκάνια, αντικαθιστώντας το άτομο αλογόνου:

CH 3 Br + NH 3 = CH 3 NH 2 + HBr;

CH 3 NH 2 + CH 3 Br \u003d (CH 3) 2 NH + HBr;

(CH 3) 2 NH + CH 3 Br \u003d (CH 3) 3 N + HBr.

Οι τριτοταγείς αμίνες μπορούν επίσης να αντικαταστήσουν το αλογόνο, οπότε η αντίδραση μπορεί να προχωρήσει περαιτέρω. Σχηματίζεται ένα άλας τεταρτοταγούς αμμωνίου - βρωμιούχο τετραμεθυλαμμώνιο (CH 3) 4 NBr:

(CH 3) 3 N + CH 3 Br = (CH 3) 4 N+ + Br-.

Συνοψίζοντας το μάθημα

Σε αυτό το μάθημα, το θέμα «Αμινοενώσεις. Ταξινόμηση, ισομέρεια, ονόματα και φυσικές ιδιότητες. Επαναλάβατε τη γένεση των οργανικών ενώσεων που περιέχουν οξυγόνο και θυμηθήκατε μερικές κοινές ιδιότητες της αμμωνίας και του νερού. Στη συνέχεια, εξετάσαμε πώς να λάβουμε αμινο ενώσεις. Μελέτησε την ταξινόμηση, την ισομέρεια, τα ονόματα και τις εγγενείς φυσικές τους ιδιότητες .

Βιβλιογραφία

Rudzitis G.E., Feldman F.G. Χημεία: Οργανική Χημεία. 10η τάξη: εγχειρίδιο για εκπαιδευτικά ιδρύματα: βασικό επίπεδο / Γ. Ε. Ρουτζίτης, Φ.Γ. Φέλντμαν. - 14η έκδοση. - Μ.: Εκπαίδευση, 2012.
Χημεία. Βαθμός 10. Επίπεδο προφίλ: σχολικό βιβλίο. για γενική εκπαίδευση ιδρύματα / V.V. Eremin, Ν.Ε. Kuzmenko, V.V. Lunin, Α.Α. Drozdov, V.I. Τερενίν. - M.: Bustard, 2008. - 463 σελ.
Χημεία. Βαθμός 11. Επίπεδο προφίλ: σχολικό βιβλίο. για γενική εκπαίδευση ιδρύματα / V.V. Eremin, Ν.Ε. Kuzmenko, V.V. Lunin, Α.Α. Drozdov, V.I. Τερενίν. - M.: Bustard, 2010. - 462 σελ.
Khomchenko G.P., Khomchenko I.G. Συλλογή προβλημάτων στη χημεία για όσους εισέρχονται στα πανεπιστήμια. - 4η έκδ. - M.: RIA "New Wave": Εκδότης Umerenkov, 2012. - 278 σελ.

ιστοσελίδα ().
Chemistry.ssu.samara.ru ().
Himik.ru ().
Promobud.ua ().

Εργασία για το σπίτι

Nos. 3, 4 (σελ. 14) Rudzitis G.E., Feldman F.G. Χημεία: Οργανική Χημεία. 10η τάξη: εγχειρίδιο για εκπαιδευτικά ιδρύματα: βασικό επίπεδο / Γ. Ε. Ρουτζίτης, Φ.Γ. Φέλντμαν. - 14η έκδοση. - Μ.: Εκπαίδευση, 2012.
Συγκρίνετε τις ιδιότητες των περιοριστικών αμινών και αλκοολών.
Γράψτε τις εξισώσεις αντίδρασης που επιβεβαιώνουν τη βασικότητα των αμινών.

Αμίνες- οργανικά παράγωγα αμμωνίας, στο μόριο των οποίων ένα, δύο ή και τα τρία άτομα υδρογόνου αντικαθίστανται από ένα υπόλειμμα άνθρακα.

Γενικά, υπάρχουν τρεις τύποι αμινών:

Οι αμίνες στις οποίες η αμινομάδα συνδέεται απευθείας με τον αρωματικό δακτύλιο ονομάζονται αρωματικές αμίνες.

Ο απλούστερος εκπρόσωπος αυτών των ενώσεων είναι το αμινοβενζόλιο ή η ανιλίνη:

Το κύριο χαρακτηριστικό γνώρισμα της ηλεκτρονικής δομής των αμινών είναι η παρουσία ενός μοναχικού ζεύγους ηλεκτρονίων στο άτομο αζώτου, το οποίο αποτελεί μέρος της λειτουργικής ομάδας. Αυτό οδηγεί στο γεγονός ότι οι αμίνες εμφανίζουν τις ιδιότητες των βάσεων.

Υπάρχουν ιόντα που είναι το προϊόν τυπικής υποκατάστασης μιας ρίζας υδρογονάνθρακα όλων των ατόμων υδρογόνου στο ιόν αμμωνίου:

Αυτά τα ιόντα είναι μέρος αλάτων παρόμοια με τα άλατα αμμωνίου. Ονομάζονται άλατα τεταρτοταγούς αμμωνίου.

Ισομερισμός και ονοματολογία αμινών

1. Οι αμίνες χαρακτηρίζονται από δομική ισομέρεια:

ένα) ισομέρεια του ανθρακικού σκελετού:

σι) ισομέρεια θέσης λειτουργικής ομάδας:

2. Οι πρωτοταγείς, οι δευτεροταγείς και οι τριτοταγείς αμίνες είναι ισομερείς μεταξύ τους (interclass isomerism):

Όπως φαίνεται από τα παραπάνω παραδείγματα, για να ονομαστεί μια αμίνη, παρατίθενται οι υποκαταστάτες που σχετίζονται με το άτομο αζώτου (με σειρά προτεραιότητας) και το επίθημα προστίθεται - αμίνη.

Φυσικές ιδιότητες των αμινών

Οι απλούστερες αμίνες (μεθυλαμίνη, διμεθυλαμίνη, τριμεθυλαμίνη) είναι αέριες ουσίες. Οι υπόλοιπες κατώτερες αμίνες είναι υγρά που διαλύονται καλά στο νερό. Έχουν μια χαρακτηριστική μυρωδιά που θυμίζει μυρωδιά αμμωνίας.

Οι πρωτοταγείς και δευτεροταγείς αμίνες είναι ικανές να σχηματίσουν δεσμούς υδρογόνου. Αυτό οδηγεί σε αξιοσημείωτη αύξηση των σημείων βρασμού τους σε σύγκριση με ενώσεις που έχουν το ίδιο μοριακό βάρος αλλά δεν είναι ικανές να σχηματίσουν δεσμούς υδρογόνου.

Η ανιλίνη είναι ένα ελαιώδες υγρό, ελάχιστα διαλυτό στο νερό, που βράζει στους 184°C.

Χημικές ιδιότητες των αμινών

Οι χημικές ιδιότητες των αμινών καθορίζονται κυρίως από την παρουσία ενός μη κοινόχρηστου ζεύγους ηλεκτρονίων στο άτομο αζώτου.

Οι αμίνες ως βάσεις.Το άτομο αζώτου της αμινομάδας, όπως και το άτομο αζώτου στο μόριο της αμμωνίας, λόγω του μοναχικού ζεύγους ηλεκτρονίων μπορεί να σχηματίσει έναν ομοιοπολικό δεσμό σύμφωνα με τον μηχανισμό δότη-δέκτη, ενεργώντας ως δότης. Από αυτή την άποψη, οι αμίνες, όπως η αμμωνία, είναι σε θέση να προσκολλήσουν ένα κατιόν υδρογόνου, δηλαδή να δρουν ως βάση:

1. Αντίδραση αμιόντων με νερόοδηγεί στο σχηματισμό ιόντων υδροξειδίου:

2. Αντίδραση με οξέα. Η αμμωνία αντιδρά με οξέα για να σχηματίσει άλατα αμμωνίου. Οι αμίνες είναι επίσης ικανές να αντιδράσουν με οξέα:

Οι κύριες ιδιότητες των αλειφατικών αμινών είναι πιο έντονες από αυτές της αμμωνίας. Αυτό οφείλεται στην παρουσία ενός ή περισσότερων αλκυλικών υποκαταστατών-δότη, η θετική επαγωγική επίδραση των οποίων αυξάνει την πυκνότητα ηλεκτρονίων στο άτομο αζώτου. Η αύξηση της πυκνότητας ηλεκτρονίων μετατρέπει το άζωτο σε ισχυρότερο δότη ζεύγους ηλεκτρονίων, γεγονός που αυξάνει τις βασικές του ιδιότητες:

Καύση αμίων. Οι αμίνες καίγονται στον αέρα για να σχηματίσουν διοξείδιο του άνθρακα, νερό και άζωτο:

Εφαρμογή αμινών

Οι αμίνες χρησιμοποιούνται ευρέως για την παραγωγή φαρμάκων και πολυμερών υλικών. Η ανιλίνη είναι η σημαντικότερη ένωση αυτής της κατηγορίας, η οποία χρησιμοποιείται για την παραγωγή βαφών ανιλίνης, φαρμάκων (παρασκευάσματα σουλφανιλαμιδίου), πολυμερών υλικών (ρητίνες ανιλίνης-φορμαλδεΰδης).

Ν, π.χ. CH3NH2-μεθυλαμίνη, CH3NHC3H7-μεθυλπροπυλαμίνη, (C2H5)3N-. Χρησιμοποιούνται επίσης ονόματα που σχηματίζονται με την προσθήκη του προθέματος "", "", κ.λπ. στη γενική ονομασία, για παράδειγμα, μια ένωση του τύπου C2H5CH (NH2) CH2CH3-3-αμινοπεντάνιο. Πολλά αρωματικά έχουν ασήμαντα ονόματα, π.χ. C 6 H 5 NH 2 -, CH 3 C 6 H 4 NH 2 - και CH 3 OS 6 H 4 NH 2 - (αντίστοιχα από "" και από ""). Ανώτερη αλειφατική κανονική δομή που μερικές φορές ονομάζεται. σύμφωνα με τα ονόματα των λιπαρών ριζών to-t, από τις οποίες συντέθηκαν, για παράδειγμα. , τριλαυρυλαμίνη.

Στα φάσματα IR, οι χαρακτηριστικές δονήσεις τάνυσης των δεσμών NH στο p-re παρατηρούνται για πρωτοταγείς αλκυλαμίνες στις περιοχές 3380-3400 cm-1 και 3320-3340 cm-1. για πρωτογενή αρωματικά. - δύο ζώνες απορρόφησης στην περιοχή των 3500-3300 cm -1 (λόγω συμμετρικών και ασύμμετρων τεντωτικών δονήσεων των δεσμών Ν-Η). για αλειφατικό και αρωματικό. δευτερογενής amiov-one band αντιστ. στην περιοχή των 3360-3310 cm -1 και στην περιοχή των 3500-3300 cm -1 ; τριτογενείς δεν απορροφούν σε αυτήν την περιοχή. Στα φάσματα της χημ. η μετατόπιση είναι 1-5 ppm. Αλιφατικός στις περιοχές UV και ορατές δεν απορροφούν, αρωματικό. στα φάσματα UV έχουν δύο ζώνες απορρόφησης λόγω -μεταπτώσεων.

Κατά τη φόρτωση με καρβοξυλικά οξέα, τα δικά τους, χλωρίδια ανυδρίτη ή πρωτογενή και δευτερογενή ακυλιώνονται για να σχηματίσουν Ν-υποκατεστημένα αμίδια, για παράδειγμα: RNH 2 + CH 3 COOH -> RNHCOCH 3 + H 2 O. αντιδρούν κάτω από ήπιες συνθήκες, ακόμα πιο εύκολα -, σε- ρύμη περνούν παρουσία. , δεσμευτικό που σχηματίζεται στην περιοχή του HC1. Όταν με δικαρβοξυλικά οξέα, σχηματίζονται οι εστέρες τους ή. Τα ακυλιωμένα έχουν αδύναμο βασικό sv-you.

Κάτω από τη δράση του HNO 2 αλειφατικό. τα πρωτογενή μετατρέπονται σε με την απελευθέρωση Ν 2 και Η 2 Ο, τα δευτερεύοντα μετατρέπονται σε Ν-νιτροζαμίνες R 2 NNO. Τριτογενής σε κανονική t-re με HNO 2 δεν αντιδρούν. Το R-tion με HNO 2 χρησιμοποιείται για αλειφατικό. . Κατά την αλληλεπίδραση πρωτογενή αρωματικά. με ΗΝΟ 2 σε όξινο περιβάλλον σχηματίζονται: ArNH 2 + HNO 2 + HC1 -> ArCl - + 2H 2 O. Υπό τις ίδιες συνθήκες δευτερογενής αρωματική. μετατρέπονται σε Ν-νιτροζαμίνες, τριτοταγείς - σε παρά-νιτροζο παράγωγα. Πρωτογενές αλεικυκλικό. με ΗΝΟ 2 σχηματίζουν, που συχνά συνοδεύεται από στένωση ή διεύρυνση του κύκλου (βλ.).

Αλιφατικός πρωτογενείς και δευτερεύουσες αλληλεπιδράσεις. με C12 ή Br2, σχηματίζοντας Ν-αλογονωμένο. Πρωτογενές με COC1 2 σχηματίζει RNCO ή διυποκατεστημένο (RNH) 2CO, δευτερογενές - τετραυποκατεστημένο R2 NCONR2. Πρωταρχική εύκολη αλληλεπίδραση. με , δίνοντας αζωμεθίνες (), π.χ.

Όταν αλληλεπιδρούν με πρωτογενή και δευτερογενή, σχηματίζονται παράγωγα υδροξυαιθυλίου, για παράδειγμα: C 6 H 5 NH 2 + C1CH 2 CH 2 OH -> C 6 H 5 NHCH 2 CH 2 OH + HCl. Συχνότερα για τη σύνθεση της ίδιας Κοιν. ισχύουν, lesko αντιδρώντας με παρουσία. μικρές ποσότητες H 2 O:

Όταν χρησιμοποιείται αντί για NH 3 πρωτεύον ή δευτερογενές, λαμβάνεται δευτερογενές και (ή) τριτοταγές. Αυτή η μέθοδος () είναι κοινή για την παραγωγή Ν-αλκυλ- και Ν, Ν-διαλκυλανιλινών. Μια παρόμοια μέθοδος για την απόκτηση αλληλεπίδρασης έχει αναπτυχθεί. με NH3. Αντιδρούν πολύ εύκολα με NH 3, σχηματίζοντας (βλ.).

5. Ρ-ιόν αμιδίων αλειφατικό. και αρωματικό. καρβοξυλικό to-t με αλκαλικά διαλύματα C1 2, Br 2 ή I 2 με σχηματισμό πρωτογενούς. Σε αυτή την περίπτωση, η αλυσίδα άνθρακα συντομεύεται κατά ένα ().

6. R-ιόν με τη συμμετοχή αλκυλο- και αρυλο αλογονιδίων. Κ με αλκυλαλογονίδια με τελευταία. (βλ.) λάβετε καθαρή πρωτογενή αλειφατική:

Τα αρυλαλογονίδια αντιδρούν με το NH 3 και με δυσκολία, έτσι στη βιομηχανία χρησιμοποιούν Comm., στην οποία ενεργοποιείται από ισχυρούς υποκαταστάτες που αποσπούν ηλεκτρόνια, πιο συχνά νιτροομάδες ή σουλφο ομάδες. Με αυτόν τον τρόπο, ο Δεκ.

Οργανικές βάσεις - αυτό το όνομα χρησιμοποιείται συχνά στη χημεία για ενώσεις που είναι παράγωγα αμμωνίας. Τα άτομα υδρογόνου στο μόριό του αντικαθίστανται από ρίζες υδρογονάνθρακα. Μιλάμε για αμίνες – ενώσεις που επαναλαμβάνουν τις χημικές ιδιότητες της αμμωνίας. Στο άρθρο μας, θα εξοικειωθούμε με τη γενική φόρμουλα των αμινών και τις ιδιότητές τους.

Η δομή του μορίου

Ανάλογα με το πόσα άτομα υδρογόνου αντικαθίστανται από ρίζες υδρογονάνθρακα, διακρίνονται οι πρωτοταγείς, οι δευτεροταγείς και οι τριτοταγείς αμίνες. Για παράδειγμα, η μεθυλαμίνη είναι μια πρωτοταγής αμίνη στην οποία το τμήμα υδρογόνου έχει αντικατασταθεί με μια ομάδα -CH3. Ο δομικός τύπος των αμινών είναι R-NH 2 και μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τον προσδιορισμό της σύνθεσης της οργανικής ύλης. Ένα παράδειγμα δευτεροταγούς αμίνης μπορεί να είναι η διμεθυλαμίνη, που έχει την ακόλουθη μορφή: NH2-NH-NH2. Στα μόρια των τριτογενών ενώσεων, και τα τρία άτομα υδρογόνου της αμμωνίας αντικαθίστανται από ρίζες υδρογονάνθρακα, για παράδειγμα, η τριμεθυλαμίνη έχει τον τύπο (NH 2) 3 N. Η δομή των αμινών επηρεάζει τις φυσικές και χημικές τους ιδιότητες.

Φυσικό χαρακτηριστικό

Η αθροιστική κατάσταση των αμινών εξαρτάται από τη μοριακή μάζα των ριζών. Όσο μικρότερο είναι, τόσο χαμηλότερο είναι το ειδικό βάρος της ουσίας. Οι κατώτερες ουσίες της κατηγορίας αμινών αντιπροσωπεύονται από αέρια (για παράδειγμα, μεθυλαμίνη). Έχουν έντονη μυρωδιά αμμωνίας. Οι μέσες αμίνες είναι υγρά με χαμηλή οσμή και οι ενώσεις με μεγάλη μάζα ρίζας υδρογονάνθρακα είναι άοσμα στερεά. Η διαλυτότητα των αμινών εξαρτάται επίσης από τη μάζα της ρίζας: όσο μεγαλύτερη είναι, τόσο χειρότερα διαλύεται η ουσία στο νερό. Έτσι, η δομή των αμινών καθορίζει τη φυσική κατάσταση και τα χαρακτηριστικά τους.

Χημικές ιδιότητες

Τα χαρακτηριστικά των ουσιών εξαρτώνται κυρίως από τους μετασχηματισμούς της αμινομάδας, στην οποία ο πρωταγωνιστικός ρόλος αποδίδεται στο μη κοινό ζεύγος ηλεκτρονίων της. Δεδομένου ότι οι οργανικές ουσίες της κατηγορίας αμινών είναι παράγωγα αμμωνίας, είναι ικανές για αντιδράσεις χαρακτηριστικές της NH 3. Για παράδειγμα, οι ενώσεις είναι διαλυτές στο νερό. Τα προϊόντα μιας τέτοιας αντίδρασης θα είναι ουσίες που παρουσιάζουν τις ιδιότητες των υδροξειδίων. Για παράδειγμα, η μεθυλαμίνη, της οποίας η ατομική σύνθεση υπακούει στον γενικό τύπο των κορεσμένων αμινών R-NH 2, σχηματίζει μια ένωση με νερό - υδροξείδιο του μεθυλαμμωνίου:

CH 3 - NH 2 + H 2 O \u003d OH

Οι οργανικές βάσεις αλληλεπιδρούν με τα ανόργανα οξέα, ενώ το αλάτι βρίσκεται στα προϊόντα. Έτσι, η μεθυλαμίνη με υδροχλωρικό οξύ δίνει χλωριούχο μεθυλαμμώνιο:

CH 3 -NH 2 + HCl -> Cl

Οι αντιδράσεις των αμινών, ο γενικός τύπος των οποίων είναι R-NH 2, με οργανικά οξέα προχωρούν με την αντικατάσταση του ατόμου υδρογόνου της αμινομάδας από ένα σύμπλοκο ανιόν του υπολείμματος οξέος. Ονομάζονται αντιδράσεις αλκυλίωσης. Όπως και στην αντίδραση με το νιτρώδες οξύ, τα ακυλικά παράγωγα μπορούν να σχηματίσουν μόνο πρωτοταγείς και δευτεροταγείς αμίνες. Η τριμεθυλαμίνη και άλλες τριτοταγείς αμίνες δεν είναι ικανές για τέτοιες αλληλεπιδράσεις. Προσθέτουμε επίσης ότι η αλκυλίωση στην αναλυτική χημεία χρησιμοποιείται για τον διαχωρισμό μιγμάτων αμινών· χρησιμεύει επίσης ως ποιοτική αντίδραση για πρωτοταγείς και δευτεροταγείς αμίνες. Μεταξύ των κυκλικών αμινών, σημαντική θέση κατέχει η ανιλίνη. Εξάγεται από το νιτροβενζόλιο με αναγωγή του τελευταίου με υδρογόνο παρουσία καταλύτη. Η ανιλίνη είναι μια πρώτη ύλη για την παραγωγή πλαστικών, βαφών, εκρηκτικών και φαρμάκων.

Χαρακτηριστικά τριτοταγών αμινών

Τα παράγωγα τριτοταγούς αμμωνίας διαφέρουν ως προς τις χημικές τους ιδιότητες από μία ή δύο υποκατεστημένες ενώσεις. Για παράδειγμα, μπορούν να αλληλεπιδράσουν με παράγωγα αλογόνου κορεσμένων υδρογονανθράκων. Ως αποτέλεσμα, σχηματίζονται άλατα τετρααλκυλαμμωνίου. Το οξείδιο του αργύρου αντιδρά με τριτοταγείς αμίνες, ενώ οι αμίνες μετατρέπονται σε υδροξείδια τετρααλκυλαμμωνίου, που είναι ισχυρές βάσεις. Τα απρωτικά οξέα, όπως το τριφθοριούχο βόριο, είναι ικανά να σχηματίζουν σύνθετες ενώσεις με την τριμεθυλαμίνη.

Ποιοτική δοκιμή για πρωτοταγείς αμίνες

Το νιτρώδες οξύ μπορεί να χρησιμεύσει ως αντιδραστήριο με το οποίο μπορεί να ανιχνευθεί μία ή διυποκατεστημένες αμίνες. Δεδομένου ότι δεν υπάρχει σε ελεύθερη κατάσταση, για να ληφθεί σε διάλυμα, πραγματοποιείται πρώτα μια αντίδραση μεταξύ αραιού υδροχλωρικού οξέος και νιτρώδους νατρίου. Στη συνέχεια προστίθεται η διαλυμένη πρωτοταγής αμίνη. Η σύνθεση του μορίου του μπορεί να εκφραστεί χρησιμοποιώντας τον γενικό τύπο των αμινών: R-NH 2. Αυτή η διαδικασία συνοδεύεται από την εμφάνιση μορίων ακόρεστων υδρογονανθράκων, τα οποία μπορούν να προσδιοριστούν με αντίδραση με βρωμιούχο νερό ή διάλυμα υπερμαγγανικού καλίου. Η αντίδραση ισονιτριλίου μπορεί επίσης να θεωρηθεί ποιοτική. Σε αυτό, οι πρωτοταγείς αμίνες αλληλεπιδρούν με το χλωροφόρμιο σε ένα μέσο με περίσσεια συγκέντρωσης ανιόντων υδροξοομάδας. Ως αποτέλεσμα, σχηματίζονται ισονιτρίλια, τα οποία έχουν μια δυσάρεστη ειδική οσμή.

Χαρακτηριστικά της αντίδρασης δευτεροταγών αμινών με νιτρώδες οξύ

Η τεχνολογία για τη λήψη του αντιδραστηρίου HNO 2 περιγράφεται από εμάς παραπάνω. Στη συνέχεια, ένα οργανικό παράγωγο αμμωνίας που περιέχει δύο ρίζες υδρογονάνθρακα προστίθεται στο διάλυμα που περιέχει το αντιδραστήριο, για παράδειγμα, διαιθυλαμίνη, το μόριο της οποίας αντιστοιχεί στον γενικό τύπο των δευτεροταγών αμινών NH2-R-NH2. Στα προϊόντα της αντίδρασης βρίσκουμε μια νίτρο ένωση: Ν-νιτροζοδιαιθυλαμίνη. Εάν δράσει με υδροχλωρικό οξύ, τότε η ένωση αποσυντίθεται στο χλωριούχο άλας της αρχικής αμίνης και το νιτροζυλοχλωρίδιο. Προσθέτουμε επίσης ότι οι τριτοταγείς αμίνες δεν είναι ικανές να αντιδράσουν με το νιτρώδες οξύ. Αυτό εξηγείται από το εξής γεγονός: το νιτρώδες οξύ είναι ένα ασθενές οξύ και τα άλατά του, όταν αλληλεπιδρούν με αμίνες που περιέχουν τρεις ρίζες υδρογονάνθρακα, υδρολύονται πλήρως σε υδατικά διαλύματα.

Πώς να πάρει

Οι αμίνες, των οποίων ο γενικός τύπος είναι R-NH2, μπορούν να ληφθούν με αναγωγή ενώσεων που περιέχουν άζωτο. Για παράδειγμα, αυτή μπορεί να είναι η αναγωγή των νιτροαλκανίων παρουσία ενός καταλύτη - μεταλλικού νικελίου - όταν θερμαίνεται στους +50 ⁰C και σε πίεση έως και 100 atm. Το νιτροαιθάνιο, το νιτροπροπάνιο ή το νιτρομεθάνιο μετατρέπεται σε αμίνες με αυτή τη διαδικασία. Ουσίες αυτής της κατηγορίας μπορούν επίσης να ληφθούν με αναγωγή υδρογόνου ενώσεων της ομάδας νιτριλίου. Αυτή η αντίδραση λαμβάνει χώρα σε οργανικούς διαλύτες και απαιτεί την παρουσία ενός καταλύτη νικελίου. Εάν χρησιμοποιείται μεταλλικό νάτριο ως αναγωγικός παράγοντας, στην περίπτωση αυτή η διαδικασία πραγματοποιείται σε αλκοολούχο διάλυμα. Ας δώσουμε δύο ακόμη μεθόδους ως παραδείγματα: αμίνωση αλογονοαλκανίων και αλκοολών.

Στην πρώτη περίπτωση, σχηματίζεται ένα μείγμα αμινών. Η αμίνωση των αλκοολών πραγματοποιείται με τον ακόλουθο τρόπο: ένα μείγμα μεθανόλης ή ατμών αιθανόλης με αμμωνία περνάει πάνω από οξείδιο του ασβεστίου, το οποίο δρα ως καταλύτης. Οι προκύπτουσες πρωτοταγείς, δευτεροταγείς και τριτοταγείς αμίνες μπορούν συνήθως να διαχωριστούν με απόσταξη.

Στο άρθρο μας, μελετήσαμε τη δομή και τις ιδιότητες των οργανικών ενώσεων που περιέχουν άζωτο - αμίνες.

Η ταξινόμηση των αμινών είναι ποικίλη και καθορίζεται από το χαρακτηριστικό της δομής που λαμβάνεται ως βάση.

Ανάλογα με τον αριθμό των οργανικών ομάδων που σχετίζονται με το άτομο αζώτου, υπάρχουν:

Το άζωτο πρωτοταγών αμινών έχει μία οργανική ομάδα RNH 2

δευτεροταγείς αμίνες δύο οργανικές ομάδες στο άζωτο R 2 NH, οι οργανικές ομάδες μπορεί να είναι διαφορετικές R "R" NH

τριτοταγείς αμίνες τρεις οργανικές ομάδες σε άζωτο R 3 N ή R "R" R "" N

Ανάλογα με τον τύπο της οργανικής ομάδας που σχετίζεται με το άζωτο, τα αλειφατικά CH 3 N6H 5 N διακρίνονται

Σύμφωνα με τον αριθμό των αμινομάδων στο μόριο, οι αμίνες χωρίζονται σε μονοαμίνες CH 3 NH 2, διαμίνες H 2 N (CH 2) 2 NH 2, τριαμίνες κ.λπ.

Ονοματολογία αμινών.

Η λέξη «αμίνη» προστίθεται στο όνομα των οργανικών ομάδων που σχετίζονται με το άζωτο, ενώ οι ομάδες αναφέρονται με αλφαβητική σειρά, για παράδειγμα, CH 3 NHC 3 H 7 μεθυλπροπυλαμίνη, CH 3 N (C 6 H 5) 2 μεθυλδιφαινυλαμίνη. Οι κανόνες επιτρέπουν επίσης τη σύνθεση του ονόματος με βάση έναν υδρογονάνθρακα στον οποίο η αμινομάδα θεωρείται ως υποκαταστάτης. Σε αυτήν την περίπτωση, η θέση του υποδεικνύεται χρησιμοποιώντας έναν αριθμητικό δείκτη: C 5 H 3 C 4 H 2 C 3 H (NH 2) C 2 H 2 C 1 H 3 3-αμινοπεντάνιο (οι μπλε επάνω αριθμητικοί δείκτες δείχνουν τη σειρά αρίθμησης του άτομα C). Για ορισμένες αμίνες, έχουν διατηρηθεί ασήμαντα (απλοποιημένα) ονόματα: C 6 H 5 NH 2 ανιλίνη (ονομασία σύμφωνα με τους κανόνες ονοματολογίας φαινυλαμίνη).

Σε ορισμένες περιπτώσεις, χρησιμοποιούνται καθιερωμένα ονόματα, τα οποία είναι παραμορφωμένα σωστά ονόματα: H 2 NCH 2 CH 2 OH μονοαιθανολαμίνη (σωστή 2-αμινοαιθανόλη). (OHCH 2 CH 2) 2 NH διαιθανολαμίνη, το σωστό όνομα είναι δις (2-υδροξυαιθυλο) αμίνη. Ασήμαντα, παραμορφωμένα και συστηματικά (αποτελούμενα σύμφωνα με τους κανόνες της ονοματολογίας) ονόματα συνυπάρχουν αρκετά συχνά στη χημεία.

Φυσικές ιδιότητες των αμινών.

Οι πρώτοι εκπρόσωποι της σειράς αμινών μεθυλαμίνη CH 3 NH 2, διμεθυλαμίνη (CH 3) 2 NH, τριμεθυλαμίνη (CH 3) 3 N και αιθυλαμίνη C 2 H 5 NH 2 είναι αέρια σε θερμοκρασία δωματίου, στη συνέχεια με αύξηση του αριθμού των ατόμων σε R αμίνες γίνονται υγρά, και με αύξηση του μήκους της αλυσίδας R έως 10 άτομα C κρυσταλλικές ουσίες. Η διαλυτότητα των αμινών στο νερό μειώνεται όσο αυξάνεται το μήκος της αλυσίδας R και καθώς αυξάνεται ο αριθμός των οργανικών ομάδων που σχετίζονται με το άζωτο (μετάβαση σε δευτεροταγείς και τριτοταγείς αμίνες). Η μυρωδιά των αμινών μοιάζει με τη μυρωδιά της αμμωνίας, οι υψηλότερες (με μεγάλο R) αμίνες είναι πρακτικά άοσμες.

Χημικές ιδιότητες των αμινών.

Η χαρακτηριστική ικανότητα των αμινών να συνδέουν ουδέτερα μόρια (για παράδειγμα, υδραλογονίδια HHal, με το σχηματισμό αλάτων οργανοαμμωνίου, παρόμοια με τα άλατα αμμωνίου στην ανόργανη χημεία. Για να σχηματιστεί ένας νέος δεσμός, το άζωτο παρέχει ένα μη κοινό ζεύγος ηλεκτρονίων, ενεργώντας ως δότης. Το πρωτόνιο H + που εμπλέκεται στο σχηματισμό του δεσμού (από υδραλογόνο) παίζει το ρόλο ενός δέκτη (δέκτη), ένας τέτοιος δεσμός ονομάζεται δεσμός δότη-δέκτη (Εικ. 1). Ο ομοιοπολικός δεσμός NH που προκύπτει είναι εντελώς ισοδύναμος στους δεσμούς NH που υπάρχουν στην αμίνη.

Οι τριτοταγείς αμίνες προσθέτουν επίσης HCl, αλλά όταν το προκύπτον άλας θερμαίνεται σε διάλυμα οξέος, αποσυντίθεται, ενώ το R διαχωρίζεται από το άτομο Ν:

(C 2 H 5) 3 Ν+ HCl ® [(C 2 H 5) 3 Ν H]Cl

[(C 2 H 5) 3 Ν H]Cl® (C2H5) 2 Ν H + C 2 H 5 Cl

Κατά τη σύγκριση αυτών των δύο αντιδράσεων, μπορεί να φανεί ότι η ομάδα C 2 H 5 και το Η, όπως ήταν, αλλάζουν θέσεις, ως αποτέλεσμα, σχηματίζεται δευτεροταγής από την τριτοταγή αμίνη.

Διαλύοντας στο νερό, οι αμίνες συλλαμβάνουν ένα πρωτόνιο με τον ίδιο τρόπο, ως αποτέλεσμα, ιόντα ΟΗ εμφανίζονται στο διάλυμα, το οποίο αντιστοιχεί στον σχηματισμό ενός αλκαλικού περιβάλλοντος, το οποίο μπορεί να ανιχνευθεί χρησιμοποιώντας συμβατικούς δείκτες.

C 2 H 5 ΝΗ 2 + Η 2 Ο ® + + ΟΗ

Με το σχηματισμό ενός δεσμού δότη-δέκτη, οι αμίνες μπορούν να προσθέσουν όχι μόνο HCl, αλλά και αλογονοαλκύλια RCl, και σχηματίζεται ένας νέος δεσμός NR, ο οποίος είναι επίσης ισοδύναμος με τους υπάρχοντες. Αν πάρουμε μια τριτοταγή αμίνη ως αρχική, τότε παίρνουμε ένα άλας τετρααλκυλαμμωνίου (τέσσερις ομάδες R σε ένα άτομο Ν):

(C 2 H 5) 3 Ν+ C 2 H 5 I ® [(C 2 H 5) 4 Ν]ΕΓΩ

Αυτά τα άλατα, διαλύονται στο νερό και σε ορισμένους οργανικούς διαλύτες, διασπώνται (αποσυντίθενται), σχηματίζοντας ιόντα:

[(C 2 H 5) 4 Ν]I® [(C2H5) 4 Ν] + + Ι

Τέτοια διαλύματα, όπως όλα τα διαλύματα που περιέχουν ιόντα, αγώγουν ηλεκτρισμό. Στα άλατα τετρααλκυλαμμωνίου, το αλογόνο μπορεί να αντικατασταθεί από μια ομάδα ΗΟ:

[(CH 3) 4 Ν]Cl + AgOH ® [(CH 3) 4 Ν]ΟΗ + AgCl

Το υδροξείδιο του τετραμεθυλαμμωνίου που προκύπτει είναι μια ισχυρή βάση, παρόμοια σε ιδιότητες με τα αλκάλια.

Οι πρωτοταγείς και δευτεροταγείς αμίνες αλληλεπιδρούν με το νιτρώδες οξύ HON=O, αλλά αντιδρούν διαφορετικά. Οι πρωτοταγείς αλκοόλες σχηματίζονται από πρωτοταγείς αμίνες:

C 2 H 5 Ν H 2 + H Ν O 2 ® C 2 H 5 OH + Ν 2+Η2Ο

Σε αντίθεση με τις πρωτοταγείς αμίνες, οι δευτεροταγείς αμίνες σχηματίζουν κίτρινες, ελάχιστα διαλυτές νιτροζαμίνες με νιτρώδες οξύ, ενώσεις που περιέχουν το θραύσμα >NN = O:

(C 2 H 5) 2 Ν H+H Ν O 2 ® (C 2 H 5) 2 Ν Ν\u003d O + H 2 O

Οι τριτοταγείς αμίνες δεν αντιδρούν με το νιτρώδες οξύ σε συνηθισμένη θερμοκρασία, επομένως, το νιτρώδες οξύ είναι ένα αντιδραστήριο που καθιστά δυνατή τη διάκριση μεταξύ πρωτοταγών, δευτεροταγών και τριτοταγών αμινών.

Όταν οι αμίνες συμπυκνώνονται με καρβοξυλικά οξέα, σχηματίζονται αμίδια οξέος - ενώσεις με θραύσμα C (O) N

Η συμπύκνωση αμινών με αλδεΰδες και κετόνες οδηγεί στο σχηματισμό των λεγόμενων ενώσεων βάσεων Schiff που περιέχουν το θραύσμα N=C2.

Όταν οι πρωτοταγείς αμίνες αντιδρούν με το φωσγένιο Cl 2 C=O, σχηματίζονται ενώσεις με την ομάδα N=C=O, οι οποίες ονομάζονται ισοκυανικές ενώσεις (Εικ. 2δ, λαμβάνοντας μια ένωση με δύο ισοκυανικές ομάδες).

Μεταξύ των αρωματικών αμινών, η ανιλίνη (φαινυλαμίνη) C 6 H 5 NH 2 είναι η πιο γνωστή. Οι ιδιότητές του είναι παρόμοιες με εκείνες των αλειφατικών αμινών, αλλά η βασικότητά του είναι λιγότερο έντονη· σε υδατικά διαλύματα, δεν σχηματίζει αλκαλικό μέσο. Όπως οι αλειφατικές αμίνες, μπορεί να σχηματίσει άλατα αμμωνίου με ισχυρά μεταλλικά οξέα [C 6 H 5 NH 3] + Cl . Όταν η ανιλίνη αντιδρά με το νιτρώδες οξύ (παρουσία HCl), σχηματίζεται μια διαζω ένωση που περιέχει το θραύσμα RN=N· λαμβάνεται με τη μορφή ενός ιοντικού άλατος που ονομάζεται άλας διαζωνίου (Εικ. 3Α). Έτσι, η αλληλεπίδραση με το νιτρώδες οξύ δεν είναι η ίδια όπως στην περίπτωση των αλειφατικών αμινών. Ο δακτύλιος βενζολίου στην ανιλίνη έχει ένα χαρακτηριστικό αντιδραστικότητας των αρωματικών ενώσεων ( εκ. ΑΡΩΜΑΤΙΚΟΤΗΤΑ), κατά την αλογόνωση, άτομα υδρογόνου σε ορθο- και ζεύγος- οι θέσεις στην αμινομάδα αντικαθίστανται, με αποτέλεσμα χλωρανιλίνες με διάφορους βαθμούς υποκατάστασης (Εικ. 3Β). Η δράση του θειικού οξέος οδηγεί σε σουλφονίωση ζεύγος-θέση στην αμινομάδα, σχηματίζεται το λεγόμενο σουλφανιλικό οξύ (Εικ. 3Β).

Λήψη αμινών.

Όταν η αμμωνία αντιδρά με αλογονοαλκύλια, όπως το RCl, σχηματίζεται ένα μείγμα πρωτοταγών, δευτεροταγών και τριτοταγών αμινών. Το προκύπτον παραπροϊόν HCl προστίθεται στις αμίνες για να σχηματίσει ένα άλας αμμωνίου, αλλά με περίσσεια αμμωνίας, το άλας αποσυντίθεται, γεγονός που επιτρέπει τη διεξαγωγή της διαδικασίας μέχρι το σχηματισμό αλάτων τεταρτοταγούς αμμωνίου (Εικ. 4Α). Σε αντίθεση με τα αλειφατικά αλογονοαλκύλια, τα αρυλαλογονίδια, για παράδειγμα, το C 6 H 5 Cl, αντιδρούν με την αμμωνία με μεγάλη δυσκολία· η σύνθεση είναι δυνατή μόνο με καταλύτες που περιέχουν χαλκό. Στη βιομηχανία, οι αλειφατικές αμίνες λαμβάνονται με καταλυτική αλληλεπίδραση αλκοολών με NH 3 στους 300500 ° C και πίεση 120 MPa, με αποτέλεσμα ένα μείγμα πρωτοταγών, δευτεροταγών και τριτοταγών αμινών (Εικ. 4Β).

Η αλληλεπίδραση αλδεΰδων και κετονών με το άλας αμμωνίου του μυρμηκικού οξέος HCOONH4 δίνει πρωτοταγείς αμίνες (Εικ. 4C), ενώ η αντίδραση αλδεΰδων και κετονών με πρωτοταγείς αμίνες (παρουσία μυρμηκικού οξέος HCOOH) οδηγεί σε δευτεροταγείς αμίνες (Εικ. 4D ).

Οι νιτροενώσεις (που περιέχουν την ομάδα ΝΟ 2) σχηματίζουν πρωτοταγείς αμίνες κατά την αναγωγή. Αυτή η μέθοδος, που προτείνεται από τον N.N. Zinin, χρησιμοποιείται ελάχιστα για αλειφατικές ενώσεις, αλλά είναι σημαντική για τη λήψη αρωματικών αμινών και αποτέλεσε τη βάση για τη βιομηχανική παραγωγή ανιλίνης (Εικ. 4Ε).

Ως ξεχωριστές ενώσεις, οι αμίνες χρησιμοποιούνται ελάχιστα, για παράδειγμα, η πολυαιθυλενοπολυαμίνη [-C 2 H 4 NH-] χρησιμοποιείται στην καθημερινή ζωή n(εμπορική ονομασία ΠΕΠΑ) ως σκληρυντικό για εποξειδικές ρητίνες. Η κύρια χρήση των αμινών ως ενδιάμεσων προϊόντων στην παραγωγή διαφόρων οργανικών ουσιών. Ο πρωταγωνιστικός ρόλος ανήκει στην ανιλίνη, βάσει της οποίας παράγεται ένα ευρύ φάσμα βαφών ανιλίνης και η χρωματική "εξειδίκευση" τοποθετείται ήδη στο στάδιο της λήψης της ίδιας της ανιλίνης. Η υπερκαθαρή ανιλίνη χωρίς ομόλογα ονομάζεται στη βιομηχανία «ανιλίνη για μπλε» (που σημαίνει το χρώμα της μελλοντικής βαφής). Το «ανιλίνη για κόκκινο» πρέπει να περιέχει, εκτός από ανιλίνη, ένα μείγμα ορθο- και ζεύγος-τολουιδίνη (CH3C6H4NH2).

Οι αλειφατικές διαμίνες είναι οι αρχικές ενώσεις για την παραγωγή πολυαμιδίων, για παράδειγμα, το νάιλον (Εικ. 2), το οποίο χρησιμοποιείται ευρέως για την κατασκευή ινών, πολυμερών μεμβρανών, καθώς και εξαρτημάτων και εξαρτημάτων στη μηχανολογία (εργαλεία πολυαμιδίου).

Οι πολυουρεθάνες λαμβάνονται από αλειφατικά διισοκυανικά (Εικ. 2), τα οποία έχουν ένα σύμπλεγμα τεχνικά σημαντικών ιδιοτήτων: υψηλή αντοχή σε συνδυασμό με ελαστικότητα και πολύ υψηλή αντοχή στην τριβή (σόλες παπουτσιών από πολυουρεθάνη), καθώς και καλή πρόσφυση σε ένα ευρύ φάσμα υλικών (πολυουρεθάνη κόλλες). Χρησιμοποιούνται ευρέως σε αφρώδη μορφή (αφροί πολυουρεθάνης).

Με βάση το σουλφανιλικό οξύ (Εικ. 3), συντίθενται αντιφλεγμονώδη φάρμακα σουλφοναμίδες.

Τα άλατα διαζωνίου (Εικ. 2) χρησιμοποιούνται σε φωτοευαίσθητα υλικά για σχεδίαση, γεγονός που καθιστά δυνατή τη λήψη μιας εικόνας παρακάμπτοντας τη συνηθισμένη φωτογραφία αλογονιδίου αργύρου ( εκ. LIGHT ΑΝΤΙΓΡΑΦΗ).

Μιχαήλ Λεβίτσκι