Амины
Амины.
Аминами называются органические производные аммиака, в котором один, два
или все три атома водорода замещены на углеводородные радикалы (
предельные, непредельные, ароматические).
Название аминов производят от названия углеводородного радикала с
добавлением окончания –амин или от названия соответствующего углеводорода с
приставкой амино-.
Примеры:
CH3 – NH2 CH3 – NH – C2H5
метиламин метилэтиламин мтилдифениламин
[pic]
фениламин
(анилин)
В зависимости от числа атомов водорода, замещенных в аммиаке на
углеводородные радикалы, различают первичные, вторичные и третичные амины:
R
R- NH2 R – NH – R’ R – N – R”
первичный амин вторичный амин третичный амин
Где R, R’, R’’ – углеводородные радикалы.
Первичные, вторичные и третичные амины можно получить, проводя
алкилирование (введение алкильного радикала) аммиака. При этом происходит
постепенное замещение атомов водорода аммиака на радикалы, и образуется
смесь аминов:
NH3 + CH3I --- CH3NH2 + HI
CH3NH2 + CH3I --- (CH3)2NH + HI
(CH3)2NH + CH3I --- (CH3)2N + HI
Обычно в смеси аминов преобладает один из них в зависимости от соотношения
исходных веществ.
Для получения вторичных и третичных аминов можно использовать реакцию
аминов с галогеналкилами:
(CH3)2NH + C2H5Br --- (CH3)2NC2H5 + HBr
Амины можно получить восстановлением нитросоединений. Обычно
нитросоединения подвергают каталитическому гидрированию водородом:
C2H5NO2 + 3H2 --- C2H5NH2 + 2H2O
Этот метод используется в промышленности для получения ароматических
аминов .
Предельные амины. При обычных условиях метил амин CH3NH2, диметиламин
(CH3)2NH, триметиламин (CH3)3N и этиламин C2H5NH2 – газы с запахом,
напоминающим запах аммиака. Эти амины хорошо растворимы в воде. Более
сложные амины – жидкости, высшие амины – твердые вещества.
Для аминов характерны реакции присоединения, в результате которых
образуются алкиламиновые соли. Например, амины присоединяют
галогеноводороды:
(CH3)2NH2 +HCl --- [(CH3)2NH3]Cl
хлорид этиламмония
(CH3)2NH + HBr --- [(CH3)2NH2]Br
бромид диметиламмония
(CH3)3N + HI --- [(CH3)3NH]I
иодид триметиламмония
Тритичные амины присоединяют галогенопроизводные углеводорода с
образованием тетраалкиламмониевых солей, например:
(C2H5)3N + C2H5I --- [(C2H5)4N]I
Алкиламониевые соли растворимы в воде и в некоторых органических
растворителях. При этом они диссоциируют на ионы:
[(C2H5)4N]I === [(C2H5)4N]+ + I-
В результате водные и неводные растворы этих солей проводят электрический
ток. Химическая связь в алкиламмониевых соединениях ковалентная,
образованная по донорно-акцепторному механизму:
Ион метиламмония
Как и аммиак, в водных растворах амины проявляют свойства оснований. В их
растворах появляются гидроксид-ионы за счет образования алкиламониевых
оснований:
C2H5NH2 + H2O === [C2H5NH3]+ + OH-
Щелочную реакцию растворов аминов можно обнаружить при помощи индикаторов.
Амины горят на воздухе с выделением CO2, азота и воды, например:
4(C2H5)2NH + 27O2 --- 16CO2 + 2N2 + 22H2O
Первичные, вторичные и третичные амины можно различить, используя азотную
кислоту HNO2. при взаимодействии этой кислоты с первичными аминами
образуется спирт и выделяется азот:
CH3 – NH2 + HNO2 --- CH3 – OH + N2 +H2O
Вторичные амины дают азотистой кислотой нитрозосоединения, которые имеют
характерный запах:
CH3 – NH2 – CH3 + HNO2 --- (CH3)2 – N==NO+H2O
Третичные амины не реагируют азотистой кислотой.
Анилин C6H5NH2 является важнейшим ароматическим амином. Он представляет
собой бесцветную маслянистую жидкость, которая кипит при температуре 184,4
0 С.
Анилин был впервые получен в XIX в. русским химиком-органиком Н. Н.
Зининым, который использовал реакцию восстановления нитробензола сульфидом
аммония (NH4)2S. В промышленности анилин получают каталитическим
гидрированием нитробензола с использованием медного катализатора:
C6H5 – NO2 + 3H2 -cu-- C6H5 – NH2 + 2H2O
Старый способ восстановления нитробензола, который потерял промышленное
значение, заключается в использовании в качестве восстановителя железа в
присутствии кислоты.
По химическим свойствам анилин во многом аналогичен предельным аминам,
однако по сравнению с ними является более слабым основанием, что
обусловлено влиянием бензольного кольца. Свободная электронная пора атома
азота, с наличием которой связаны основные свойства, частично втягивается в
П – электронную систему бензольного кольца:
Уменьшение электронной плотности на атоме азота снижает основные свойства
анилина. Анилин образует соли лишь с сильными кислотами. Например, с
хлороводородной кислотой он образует хлорид фениламмония:
C6H5NH2 + HCl --- [C6H5NH3]Cl
Азотная кислота образует с анилином диазосоединения:
C6H5 – NH2 + NaNO2 +2HCl --- [C6H5 – N+==N]Cl- + NaCl + 2H2O
Диазосоединения, особенно ароматические. Имеют большое значение в синтезе
органических красителей.
Некоторые особые свойства анилина обусловлены наличием в его молекуле
ароматического ядра. Так, анилин легко взаимодействует в растворах с хлором
и бромом, при этом происходит замещение атомов водорода в бензольном ядре,
находящихся в орто- и пара-положенияхк аминогруппе:
Анилин сульфируется при нагревании с серной кислотой, при этом образуется
сульфаниловая кислота:
Сульфаниловая кислота – важнейший промежуточный продукт при синтезе
красителей и лекарственных препаратов.
Гидрированием анилина в присутствии катализаторов можно получить
циклогексиламин:
C6H5 – NH2 + 3H2 --- C6H11 – NH2
Анилин используется в химической промышленности для синтеза многих
органических соединений, в том числе красителей и лекарств.
-----------------------
[pic]?–??/???†?????????????–??/???†??????????????
[pic]
[pic]
[pic]
[pic]