Structura, nomenclatura, bazicitatea aminelor

Dacă molecula de amoniac înlocui secvențial atomii de hidrogen din radicalii hidrocarbonați, se obțin compuși care sunt o clasă de amine. Prin urmare, există amine primare (RNH2), secundare (R2NH), terțiar (R3N). grupare -NH2 numita grupare amino.
Distinge alifatice, aromatice, aliciclice și amine heterociclice, în funcție de ce radicalii legat de atomul de azot.
Construcția aminele produse prin adăugarea numelor la prefixele numelor amino- hidrocarbura (aminele primare) -amină sau închidere corespunzătoare radicalilor mai sus Hosting proiect niyamas atașat la un atom de azot (pentru amine).

Aminele sunt baze, deoarece atomul de azot poate furniza o pereche de electroni pentru formarea unei particule elektronnedoetatochnymi pe mecanismul donor-acceptor (așa cum este definit de către Lewis bazicitate). Prin urmare, amine precum amoniac, sunt capabili să reacționeze cu acizi și apă, prin atașarea unui proton pentru a forma sărurile de amoniu corespunzătoare.

Sărurile de amoniu sunt ușor solubile în apă, dar sunt slab solubili în solvenți organici. soluții apoase de amine au o reacție alcalină:

Aminele de bază proprietăți depind de natura substituenților. În particular, amine aromatice - bază mai slabă decât alifatică deoarece pereche de electroni fără azot intră în angrenare cu sistem inelar p aromatic care reduce densitatea de electroni pe atomul de azot (efect -M). In contrast, gruparea alchil este o bună densitate donor de electroni (+ I-efect).

Geometria moleculelor amine.

Metodele de preparare selectivă a aminelor.

1. Reacția Hoffmann. Una dintre cele mai vechi metode de preparare a aminelor primare - alchilarea amoniacului cu halogenuri de alchil:

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

Agenții de alchilare pot acționa nu numai halogenuri, ci și alcooli. La acest amestec de alcool și amoniac este trecut pe alumină, la temperatură ridicată.

Când reacția dintre amoniac cu halogenuri de alchil, de exemplu RCL, un amestec de amine primare, secundare și terțiare. Rezultat Produsul secundar HCI este atașat la amina pentru a forma o sare de amoniu, dar sarea se descompune excesul de amoniac, ceea ce permite procesul până la formarea de săruri cuaternare de amoniu (Fig. 4A). Spre deosebire de halogenuri de alchil alifatici, halogenuri de arii, de exemplu, C6 H5 CI, reacționează cu amoniac cu mare dificultate, sinteza este posibilă numai atunci când catalizatorii conținând cupru. In industrie, aminele alifatice preparate prin alcooli catalitici reacționând cu NH3 la 300-500 ° C și o presiune de 1-20 MPa, obținându-se astfel un amestec de amine primare, secundare și terțiare (Fig. 4B).

Când aminele primare (Fig. 4B), și reacția de aldehide și cetone cu amine primare (în prezența HCOOH acid formic) conduce la amine secundare (Fig. 4D) reacția dintre aldehide și cetone cu o sare de amoniu a HCOONH4 acid formic format.

Compușii nitro (conținând o grupă -NO2) în recuperarea formează amine primare. Această metodă, propusă NN Zinin puțin utilizată pentru compuși alifatici, dar importante pentru prepararea aminelor aromatice și au format baza pentru producția industrială de anilină sunt utilizați ca agenți de reducere: H2 (pe catalizator). Uneori, hidrogenul este generat în momentul reacției, care a fost tratat metale (zinc, fier) ​​cu acid diluat. (Fig. 4D).

Proprietățile chimice ale aminelor.

Capacitatea distinctivă a aminelor -. Atasati molecule neutre (de exemplu, halogenuri de hidrogen Hhal, pentru a forma organoammonievyh săruri cum ar fi săruri de amoniu în chimie anorganică pentru formarea unui nou azot comunicare oferă o pereche unshared de electroni care acționează ca donor participă la formarea de protoni din cauza H + (de halogenură). joacă rolul acceptor (receptor), o conexiune numita donor-acceptor (Fig. 1). rezultată legătura covalentă N-H este complet relații echivalente existente în amina N-H.

Aminele terțiare, de asemenea, sunt atașate HCl, dar prin încălzirea sarea obținută în soluție acidă se rupe, în care R este desprinsă de atomul de N:

Atunci când se compară aceste două reacții poate fi văzut că grupul C2 H5 și H, ca și invers, ca urmare a unei amine terțiare format secundară.

Dizolvat în apă, amine în același mod de captare de protoni, rezultând într-o soluție de ioni de par OH -. ceea ce corespunde la formarea mediului alcalin, este posibil să se detecteze cu indicatori convenționali.

Odată cu formarea unei amine de legătură donor-acceptor pot fi atașate nu numai HCl, dar haloalchili RCL, formând astfel o nouă legătură N-R, care este, de asemenea, echivalentă cu deja disponibile. Când începe să ia o amină terțiară, sarea de tetraalchil amoniu se obține (patru grupări R într-un singur atom de N):

Aceste săruri dizolvate în apă și unii solvenți organici disocia (se dizolvă) pentru a forma ioni:

Astfel de soluții, precum și toate soluțiile care conțin ioni conduc curentul electric. Sărurile tetraalchilamoniu pot fi înlocuite cu halogen HO-grup:

Rezultată hidroxid de tetrametilamoniu este o bază puternică în proprietăți apropiate de alcalii.

Aminele primare și secundare reacționează cu acidul azotos HON = O, dar ei reacționează în moduri diferite. Deoarece aminele primare sunt formate alcooli primari:

Spre deosebire de primar, amine secundare cu acid azotos pentru a forma nitrozamine galben, greu solubili - compuși care conțin un fragment> N-N = O:

Aminele terțiare la temperatura ambiantă cu acid azotos nu reacționează, prin urmare, acidul nitros este un reactiv care permite să se facă distincția între aminele primare, secundare și terțiare.

Prin condensarea aminelor cu acizi carboxilici, amide acide formate - cu un compus rest 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.

Prin condensarea aminelor cu aldehide și cetone conduce la formarea așa-numitelor baze Schiff - compuși care conțin un rest -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 .

În reacția aminelor primare cu fosgen Cl2 grupa C = O, pentru a forma un compus N = C = O, numita izocianați (Fig. 2G, obținându-se un compus cu două grupări izocianat).

Printre cele mai cunoscute anilina amine aromatice (fenilamina) C6 H5 NH2. Conform proprietăților este aproape de aminele alifatice, dar principalul său mai puțin pronunțat - în soluție apoasă nu formează un mediu alcalin. Deoarece aminele alifatice cu acizi minerali puternici, se poate forma o sare de amoniu a [C6 H5 NH3] + Cl -. În reacția anilinei cu acid azotos (în prezența HCl) generat compus diazo cuprinzând un rest de R-N = N, este obținut sub forma unei sări ionic, o sare de diazoniu numită (Fig. 3A). Astfel, reacția cu acidul azotos nu este, la fel ca în cazul aminelor alifatice. Nucleul benzen în anilină este caracteristic reactivă a compușilor aromatici. halogenarea atomilor de hidrogen din pozițiile orto - și poziția para la gruparea amino substituită, cloroaniline obținute cu diferite grade de substituție (Figura 3B.). Acțiunea acidului sulfuric în sulfonare conduce la vapori poziția la gruparea amino, așa-numita acid sulfanilic (Fig. 3B).

Combustia amină însoțită de formarea de dioxid de carbon, azot și apă:
4CH3NH2 + 9O2 = 4SO2 + 2N2 + 10H2O
Aminele aromatice sunt spontan oxidat în aer. Astfel, anilină se transformă rapid maroniu datorită oxidării în aer.
Aderarea halogenclorură alchil halogenuri Aminele atașați pentru a forma săruri:

Tratarea sării cu alcali, amina liberă pot fi obținute:

Reacția aminelor cu o mare importanță al acidului azotos este reacția diazotare amine primare aromatice prin acțiunea acidului azotos produs in situ prin reacția nitritului de sodiu și acid clorhidric:

Aminele alifatice primare prin reacția cu acid azotos pentru a forma alcooli alifatici secundare și amine aromatice da derivați N-nitrozo:
R-NH2 + NaNO2 + HCl = R-OH + N2 + NaCl + H2O
R2NH + NaNO2 + HCl = R2N-N = O + NaCl + H2O