Amiinit tulivat elämäämme yllättäen. Viime aikoihin asti nämä olivat myrkyllisiä aineita, joiden törmäys saattoi johtaa kuolemaan. Ja nyt, puolentoista vuosisadan jälkeen, käytämme aktiivisesti synteettisiä kuituja, kankaita, rakennusmateriaalit, väriaineet, jotka perustuvat amiineihin. Ei, niistä ei tullut turvallisempia, ihmiset yksinkertaisesti pystyivät "kesyttämään" heidät ja alistamaan heidät, saaden tiettyjä etuja itselleen. Kummasta, ja puhumme lisää.
Määritelmä
Aniliinin kvalitatiiviseen ja kvantitatiiviseen määritykseen liuoksissa tai yhdisteissä käytetään reaktiota, jonka lopussa koeputken pohjalle putoaa valkoinen sakka 2,4,6-tribromaniliinin muodossa.
Amiineja luonnossa
Amiineja löytyy luonnosta kaikkialla vitamiinien, hormonien, aineenvaihdunnan välituotteiden muodossa, niitä löytyy myös eläimistä ja kasveista. Lisäksi elävien organismien mädäntyessä saadaan myös keskikokoisia amiineja, jotka nestemäisessä tilassa levittävät epämiellyttävää silakan suolaveden hajua. Kirjallisuudessa laajalti kuvattu "kadaverinen myrkky" ilmestyi nimenomaan amiinien erityisestä ambrasta johtuen.
Pitkän aikaa harkitsemamme aineet sekoitettiin ammoniakkiin samanlaisen hajun vuoksi. Mutta 1800-luvun puolivälissä ranskalainen kemisti Wurtz pystyi syntetisoimaan metyyliamiinia ja etyyliamiinia ja todistamaan, että ne vapauttavat hiilivetyjä poltettaessa. Se oli perustavanlaatuinen ero mainitut yhdisteet ammoniakista.
Amiinien saaminen teollisissa olosuhteissa
Koska amiinien typpiatomi on alimmassa hapetustilassa, typpeä sisältävien yhdisteiden pelkistys on yksinkertaisinta ja saavutettavalla tavalla vastaanottaa niitä. Juuri häntä käytetään laajalti teollisessa käytännössä halvuutensa vuoksi.
Ensimmäinen menetelmä on nitroyhdisteiden pelkistys. Reaktion, jonka aikana aniliini muodostuu, nimesi tiedemies Zinin, ja se suoritettiin ensimmäisen kerran 1800-luvun puolivälissä. Toinen menetelmä on pelkistää amideja litiumalumiinihydridillä. Nitriilejä voidaan myös palauttaa primaariset amiinit. Kolmas vaihtoehto on alkylointireaktiot, toisin sanoen alkyyliryhmien lisääminen ammoniakkimolekyyleihin.
Amiinien käyttö
Itse, kuten puhtaat aineet, amiineja käytetään vähän. Yksi harvinaisia esimerkkejä- polyeteenipolyamiini (PEPA), joka helpottaa epoksihartsin kovettumista kotioloissa. Pohjimmiltaan primaarinen, tertiäärinen tai sekundaarinen amiini on välituote erilaisten orgaanisten aineiden tuotannossa. Suosituin on aniliini. Se on suuren aniliiniväripaletin perusta. Lopussa näkyvä väri riippuu suoraan valitusta raaka-aineesta. Puhdas aniliini antaa Sininen väri, ja aniliinin, orto- ja para-toluidiinin seos on punainen.
Alifaattisia amiineja tarvitaan polyamidien, kuten nailonin ym., valmistamiseksi, joita käytetään koneenrakennuksessa sekä köysien, kankaiden ja kalvojen valmistuksessa. Lisäksi polyuretaanien valmistuksessa käytetään alifaattisia di-isosyanaatteja. Poikkeuksellisten ominaisuuksiensa (keveys, lujuus, elastisuus ja kyky kiinnittää mihin tahansa pintaan) ansiosta niillä on kysyntää rakentamisessa (asennusvaahto, liima) ja kenkäteollisuudessa (liukumista estävät pohjat).
Lääketiede on toinen ala, jolla amiineja käytetään. Kemia auttaa syntetisoimaan niistä sulfonamidiryhmän antibiootteja, joita käytetään menestyksekkäästi toisen linjan lääkkeinä eli varalääkkeinä. Jos bakteerit kehittävät vastustuskykyä välttämättömille lääkkeille.
Haitalliset vaikutukset ihmiskehoon
Tiedetään, että amiinit ovat erittäin myrkyllisiä aineita. Kaikki vuorovaikutus niiden kanssa voi aiheuttaa terveyshaittoja: höyryjen hengittäminen, kosketus avoimen ihon kanssa tai yhdisteiden nieleminen kehoon. Kuolema johtuu hapen puutteesta, koska amiinit (erityisesti aniliini) sitoutuvat veren hemoglobiiniin ja estävät sitä sieppaamasta happimolekyylejä. Hälyttäviä oireita ovat hengenahdistus, sininen nasolaabiaalinen kolmio ja sormenpäät, takypnea (nopea hengitys), takykardia, tajunnan menetys.
Jos nämä aineet joutuvat kosketuksiin paljailla kehon alueilla, ne on poistettava nopeasti alkoholilla kostutetulla vanulla. Tämä on tehtävä mahdollisimman huolellisesti, jotta saastumisalue ei kasva. Jos myrkytysoireita ilmenee, on ehdottomasti otettava yhteys lääkäriin.
Alifaattiset amiinit ovat myrkkyä hermo- ja sydän- ja verisuonijärjestelmälle. Ne voivat aiheuttaa maksan toiminnan heikkenemistä, sen rappeutumista ja jopa virtsarakon onkologisia sairauksia.
Amiinit- ammoniakin orgaaniset johdannaiset, joiden molekyylissä yksi, kaksi tai kaikki kolme vetyatomia on korvattu hiilitähteellä.
Yleensä on olemassa kolmenlaisia amiineja:
Amiineja, joissa aminoryhmä on sitoutunut suoraan aromaattiseen renkaaseen, kutsutaan aromaattisiksi amiineiksi.
Näiden yhdisteiden yksinkertaisin edustaja on aminobentseeni tai aniliini:
Perus tunnusmerkki Amiinien elektronirakenne on yksinäisen elektroniparin läsnäolo typpiatomissa, joka on osa funktionaalista ryhmää. Tämä johtaa siihen tosiasiaan, että amiineilla on emästen ominaisuuksia.
On ioneja, jotka ovat kaikkien ammoniumionissa olevien vetyatomien hiilivetyradikaalin muodollisen substituution tuote:
Nämä ionit ovat osa ammoniumsuolojen kaltaisia suoloja. Niitä kutsutaan kvaternaarisiksi ammoniumsuoloiksi.
Isomerismi ja amiininimikkeistö
1. Amiineille on ominaista rakenteellinen isomeria:
a) hiilirungon isomeria:
b) funktionaalisen ryhmän asema-isomeria:
2. Primääriset, sekundaariset ja tertiaariset amiinit ovat isomeerisiä toisilleen (luokkien välinen isomerismi):
Kuten yllä olevista esimerkeistä voidaan nähdä, amiinin nimeämiseksi typpiatomiin liittyvät substituentit luetellaan (tärkeysjärjestyksessä) ja jälkiliite on lisätty - amiini.
Amiinien fysikaaliset ominaisuudet
Yksinkertaisimmat amiinit (metyyliamiini, dimetyyliamiini, trimetyyliamiini) ovat kaasumaisia aineita. Loput alemmat amiinit ovat nesteitä, jotka liukenevat hyvin veteen. Niillä on tyypillinen haju, joka muistuttaa ammoniakin hajua.
Primääriset ja sekundääriset amiinit pystyvät muodostamaan vetysidoksia. Tämä johtaa niiden kiehumispisteiden huomattavaan nousuun verrattuna yhdisteisiin, joilla on sama molekyylipaino, mutta jotka eivät pysty muodostamaan vetysidoksia.
Aniliini on öljyinen neste, niukkaliukoinen veteen ja kiehuu 184 °C:ssa.
Amiinien kemialliset ominaisuudet
Amiinien kemialliset ominaisuudet määräytyvät pääasiassa jakamattoman elektroniparin läsnäolosta typpiatomissa.
Amiinit emäksinä. Aminoryhmän typpiatomi, kuten typpiatomi ammoniakkimolekyylissä, voi yksinäisen elektroniparin vuoksi muodostaa kovalenttisen sidoksen luovuttaja-akseptorimekanismin mukaisesti toimien luovuttajana. Tässä suhteessa amiinit, kuten ammoniakki, pystyvät kiinnittämään vetykationin, eli toimimaan emäksenä:
1. Amionien reaktio veden kanssa johtaa hydroksidi-ionien muodostumiseen:
2. Reaktio happojen kanssa. Ammoniakki reagoi happojen kanssa muodostaen ammoniumsuoloja. Amiinit pystyvät reagoimaan myös happojen kanssa:
Alifaattisten amiinien pääominaisuudet ovat selvempiä kuin ammoniakin. Tämä johtuu yhden tai useamman luovuttajaalkyylisubstituentin läsnäolosta, joiden positiivinen induktiivinen vaikutus lisää elektronitiheyttä typpiatomissa. Elektronitiheyden lisääminen muuttaa typen vahvemmaksi elektroniparin luovuttajaksi, mikä lisää sen perusominaisuuksia:
Amion palaa. Amiinit palavat ilmassa muodostuen hiilidioksidi, vesi ja typpi:
Amiinien käyttö
Amiineja käytetään laajalti lääkkeiden ja polymeerimateriaalien valmistukseen. Aniliini on tämän luokan tärkein yhdiste, jota käytetään aniliinivärien, lääkkeiden (sulfanilamidivalmisteet), polymeerimateriaalien (aniliini-formaldehydihartsit) valmistukseen.
Amiinit
Luokittelu ja nimikkeistö
Amiinit ovat ammoniakin orgaanisia johdannaisia, joiden molekyylissä yksi, kaksi tai kolme vetyatomia on korvattu radikaaleilla. Tältä pohjalta erotetaan ensisijainen (RNH 2) toissijainen (R2NH) ja tertiäärinen (R 3 N) amiinit.
Riippuen radikaalin luonteesta, amiinit voivat olla rajoittavia tai aromaattisia, samoin kuin rajoittavia aromaattisia (metyyliamiini, aniliini ja metyylianiliini, vastaavasti). Typpiatomiin voi myös liittyä haarautunut radikaali (esim. tert butyyliamiini) ja polykondensoitu, mikä on osoitettu esimerkillä adamantyyliamiinista (aminoadamantaanista), jolla on biologinen vaikutus ja jota käytetään lääketieteessä
Rationaalisen nimikkeistön periaatteiden mukaan tämän aineluokan nimi koostuu typpiatomin radikaalien nimestä, ns. amiini. Kansainvälisen nimikkeistön mukaisten primääristen amiinien nimessä amiinin typpiatomille annetaan nimi olenko minä-mutta, käytetään sen sijainnin kanssa ennen hiilivetyketjun nimeä. Monet amiinit säilyttivät kuitenkin triviaaleja nimensä, esim. aniliini".
Orgaanisten aineiden molekyyleissä voi aminoryhmän lisäksi olla myös muita substituentteja, kuten esimerkiksi sulfaniilihapon tapauksessa. Amiinityppiatomi voidaan myös sisällyttää tyydyttyneeseen kiertoon. Tyydyttyneet heterosykliset amiinit sisältävät kolmijäsenisen kannan, joka on rakennettu etyleeni-imiini, joilla on voimakas mutageeninen aktiivisuus. Etyleeni-imiinisykli on osa joidenkin lääkkeiden molekyylejä. Useiden alkaloidien (mukaan lukien nikotiini ja anabasiini, katso kohta 20.4) molekyyleissä olevat tetrahydropyrroli- ja piperidiinirenkaat rakentuvat ilman rasitusta. Heidän osallistumisensa sekä morfoliinirenkaan avulla rakennetaan monien lääkkeiden molekyylejä.
Heterosyklisiä aromaattisia amiineja ovat esimerkiksi pyrroli ja pyridiini. Lopuksi aminoryhmä voidaan myös liittää heterosykliin, mitä havainnollistaa esimerkki adeniinista (6-aminopuriini), joka on nukleiinihappojen välttämätön fragmentti.
Ammoniakkijohdannaisia ovat mm eloperäinen aine, joka voidaan rakentaa ammoniumsuoloista tai sen hydroksidista korvaamalla kaikki neljä vetyatomia erilaisilla hiilivetyradikaaleilla, kuten voidaan nähdä tetrametyyliammoniumhydroksidin esimerkistä:
Toinen esimerkki tetrasubstituoiduista ammoniumjohdannaisista - kvaternaarisista ammoniumemäksistä tai niiden suoloista - on neuroni, myrkyllinen aine, joka muodostuu eläinkudosten hajoamisen aikana.
Kvaternäärinen typpiatomi voi olla osa heterosyklejä, esimerkiksi vastaava suola pyridiinisarjasta - N-alkyylipyridiniumsuola. Nämä kvaternaariset suolat sisältävät joitain alkaloideja. Lisäksi kvaternäärinen typpiatomi on osa monia lääkeaineita ja joitain biomolekyylejä.
Yllä olevat esimerkit osoittavat aminoyhdisteiden monimuotoisuuden ja niiden suuren biolääketieteellisen merkityksen. Tähän on lisättävä, että aminoryhmä kuuluu sellaisiin biomolekyyliluokkiin, kuten aminohapot ja proteiinit, nukleiinihapot, ja sitä esiintyy useissa hiilihydraattien luonnollisissa johdannaisissa, joita kutsutaan aminosokereiksi. Aminoryhmä on tärkein alkaloidien toiminnallinen ryhmä ja lukuisia lääkkeitä eri tarkoituksiin. Joitakin esimerkkejä tällaisista aineista annetaan alla.
24.3.2. Amiinit orgaanisina emäksinä
Vapaan typen elektroniparin läsnäolo antaa amiineille emästen ominaisuudet. Siksi ominaispiirre amiinit on reaktio happojen kanssa vastaavien ammoniumsuolojen muodostamiseksi, kuten voidaan nähdä ensisijaisen rajoittavan amiinin reaktiosta:
Vastaavasti aniliinisuola muodostuu aniliinista, pyridiniumsuolaa pyridiinistä jne. Kuten ammoniakki, amiinit vesiliuoksissa luovat alkalisen ympäristön yhtälön mukaisesti:
Kvantitatiivisesti typpeä sisältävien emästen emäksisyys vesiympäristö heijastuu tasapainovakion arvosta (TO b ) (käytä useammin arvoa RK b ) ilip / Ca (BH +), joka kuvaa tietyn emäksen konjugaattihapon happamuutta.
Vahvimpia emäksiä ovat typpiatomin sisältävät yhdisteet, joissa yksinäinen typen pari on yksinäisessä 5p 3 -hybridiradassa (alifaattiset amiinit, ammoniakki, aminohapot), ja heikoimpia ne, joissa tämä pari osallistuu p p-konjugaatio (amidit, pyrroli, pyridiini).
Elektronin luovuttajasubstituenttien, joihin kuuluu alkyyliryhmiä, pitäisi lisätä amiinien emäksisyyttä, koska ne lisäävät elektronitiheyttä typpiatomissa. Kyllä, metyyliamiini (pK b = 3.27) on vahvempi emäs kuin ammoniakki (pK b = 4,75) ja dimetyyliamiini (pK b = 3.02) on vahvempi emäs kuin metyyliamiini. Trimetyyliamiiniin siirtyessä emäksisyys kuitenkin laskee jonkin verran, toisin kuin odotettiin. (pK b = 4,10). Syynä tähän on, että kun typpiatomin substituenttien lukumäärä kasvaa, protonin lähestyminen vaikeutuu. Tässä ei siis puhuta substituenttien elektronisesta, vaan spatiaalisesta vaikutuksesta. Tätä substituenttien vaikutusta kutsutaan steerinen tekijä.
Aromaattiset amiinit ovat heikompia emäksiä kuin tyydyttyneet aromaattisen renkaan elektroneja vetävästä vaikutuksesta johtuen. Siksi pyridiinin emäksisyys on myös alhainen. Fenyylisubstituenttien kerääntyminen vähentää huomattavasti typpiatomin elektroniparin aktiivisuutta. Niin, pK, difenyyliamiini on 13,12, ja trifenyyliamiini ei osoita emäksen ominaisuuksia ollenkaan.
Pyrrolin äärimmäisen alhainen emäksisyys johtuu siitä, että sen molekyylissä typpiatomin elektronipari osallistuu bl-elektronin aromaattisen sidoksen muodostumiseen. Sen sitoutuminen protoniin vaatii merkittävän lisäenergian kulutuksen. Pyrrolisuolojen muodostumisen seurauksena aromaattinen sidos ja sitä kautta molekyylin stabiilisuus katoavat. Tämä selittää sen tosiasian, että pyrroli happamassa ympäristössä hartsin muodostuu nopeasti.
On mielenkiintoista huomata, että pyrrolirenkaan voimakas elektroneja vetävä vaikutus typpiatomiin johtaa heikkenemiseen. N-H-sidokset, jonka ansiosta pyrroli pystyy osoittamaan heikon hapon ominaisuuksia (pK a = 17,5).
Sellaisen aktiivisen metallin, kuten kaliumin, vaikutuksesta voidaan valmistaa sen kaliumsuolaa, pyrroli-kaliumia.
Pyrrolirenkaan N–H-sidoksen happamat ominaisuudet selittävät erityisesti porfiinin ja sen luonnollisten johdannaisten kyvyn muodostaa suoloja metallikationien kanssa. Porfyriinimolekyylin kaksi pyrrolirengasta koordinoituvat kationin kanssa niiden typpiatomien elektroniparien vuoksi, ja kaksi muuta - korvaavat vetyatomeja, kuten itse pyrrolimolekyyli pyrroli-kaliumin muodostumisen aikana. Nämä suolat ovat klorofylli ja hemoglobiini.
Amiinien kemialliset ominaisuudet.
Koska amiinit, jotka ovat ammoniakin johdannaisia, ovat rakenteeltaan samanlaisia (eli niillä on jakamaton elektronipari typpiatomissa), niillä on samanlaisia ominaisuuksia kuin se. Nuo. amiinit, kuten ammoniakki, ovat emäksiä, koska typpiatomi voi tarjota elektroniparin muodostamaan sidoksen elektronivajaisten hiukkasten kanssa luovuttaja-akseptorimekanismin mukaisesti (vastaa Lewisin emäksisyyden määritelmää).
I. Amiinien ominaisuudet emäksinä (protonin vastaanottajat)
1. Alifaattisten amiinien vesiliuokset osoittavat alkalista reaktiota, koska kun ne ovat vuorovaikutuksessa veden kanssa, muodostuu ammoniumhydroksidin kaltaisia alkyyliammoniumhydroksideja:
CH 3 NH 2 + H 2 O CH 3 NH 3 + + OH -
Aniliini ei käytännössä reagoi veden kanssa.
Vesiliuokset ovat luonteeltaan emäksisiä:
Protonin sidos amiinin kanssa, kuten ammoniakin kanssa, muodostuu luovuttaja-akseptorimekanismin mukaisesti typpiatomin yksinäisen elektroniparin ansiosta.
Alifaattiset amiinit ovat vahvempia emäksiä kuin ammoniakki, koska alkyyliradikaalit lisäävät elektronitiheyttä typpiatomissa johtuen +:sta minä-vaikutus. Tästä syystä typpiatomin elektroniparia pidetään vähemmän lujasti ja se on helpommin vuorovaikutuksessa protonin kanssa.
2. Vuorovaikutuksessa happojen kanssa amiinit muodostavat suoloja:
C 6 H 5 NH 2 + HCl → (C 6 H 5 NH 3) Cl
fenyyliammoniumkloridi
2CH 3 NH 2 + H 2 SO 4 → (CH 3 NH 3) 2 SO 4
metyyliammoniumsulfaatti
Amiinisuolat ovat kiinteitä aineita, jotka liukenevat hyvin veteen ja huonosti ei-polaarisiin nesteisiin. Reagoiessaan alkalien kanssa vapautuu vapaita amiineja:
Aromaattiset amiinit ovat heikompia emäksiä kuin ammoniakki, koska typpiatomin yksinäinen elektronipari siirtyy kohti bentseenirengasta konjugoituen aromaattisen ytimen π-elektronien kanssa, mikä vähentää typpiatomin elektronitiheyttä (-M-ilmiö). Päinvastoin, alkyyliryhmä on hyvä elektronitiheyden luovuttaja (+I-vaikutus).
tai 
Typpiatomin elektronitiheyden väheneminen johtaa heikkenemiseen kyvyssä erottaa protoneja heikoista hapoista. Siksi aniliini on vuorovaikutuksessa vain vahvojen happojen (HCl, H 2 SO 4) kanssa, eikä sen vesiliuos värjää lakmussinistä.
Amiinimolekyylien typpiatomilla on jakamaton elektronipari, joka voi osallistua sidoksen muodostumiseen luovuttaja-akseptorimekanismin avulla.
aniliiniammoniakki primaarinen amiini sekundaarinen amiini tertiäärinen amiini
typpiatomin elektronitiheys kasvaa.
Koska molekyyleissä on yksittäinen elektronipari, amiinit, kuten ammoniakki, osoittavat perusominaisuuksia.
aniliini ammoniakki primaarinen amiini sekundaarinen amiini
perusominaisuudet paranevat radikaalien tyypin ja lukumäärän vaikutuksesta.
C6H5NH2< NH 3 < RNH 2 < R 2 NH < R 3 N (в газовой фазе)
II. Amiinin hapetus
Amiinit, erityisesti aromaattiset, hapettuvat helposti ilmassa. Toisin kuin ammoniakki, ne voivat syttyä avotulesta. Aromaattiset amiinit hapettavat spontaanisti ilmassa. Siten aniliini muuttuu nopeasti ruskeaksi ilmassa hapettumisen vuoksi.
4CH 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. Vuorovaikutus typpihapon kanssa
Typpihappo HNO 2 on epästabiili yhdiste. Siksi sitä käytetään vain valintahetkellä. HNO 2 muodostuu, kuten kaikki heikot hapot, vaikuttamalla sen suolaan (nitriittiin) vahva happo:
KNO 2 + HCl → HNO 2 + KCl
tai NO2- + H+ → HNO2
Reaktiotuotteiden rakenne typpihapon kanssa riippuu amiinin luonteesta. Siksi tätä reaktiota käytetään erottamaan primaariset, sekundaariset ja tertiaariset amiinit.
Primääriset alifaattiset amiinit HNO 2:n kanssa muodostavat alkoholeja:
R-NH2 + HNO2 → R-OH + N2 + H2O
- Erittäin tärkeä on primaaristen aromaattisten amiinien diatsotointireaktio typpihapon vaikutuksesta, joka saadaan natriumnitriitin reaktiolla suolahappo. Ja sitten muodostuu fenolia:
Sekundaariset amiinit (alifaattiset ja aromaattiset) HNO 2:n vaikutuksesta muuttuvat N-nitrosojohdannaisiksi (aineiksi, joilla on ominainen haju):
R2NH + H-O-N=O → R2N-N=O + H20
alkyylinitrosamiini
· Reaktio tertiääristen amiinien kanssa johtaa epästabiilien suolojen muodostumiseen, eikä sillä ole käytännön merkitystä.
IV. Erikoisominaisuudet:
1. Monimutkaisten yhdisteiden muodostuminen siirtymämetallien kanssa:
2. Alkyylihalogenidien lisääminen Amiinit lisäävät halogeenialkaaneja suolan muodostamiseksi:
Käsittelemällä saatua suolaa alkalilla saat vapaan amiinin:
V. Aromaattinen elektrofiilinen substituutio aromaattisissa amiineissa (aniliinin reaktio bromivesi tai typpihapolla):
Aromaattisissa amiineissa aminoryhmä helpottaa substituutiota bentseenirenkaan orto- ja para-asemissa. Siksi aniliinihalogenoituminen tapahtuu nopeasti myös ilman katalyyttejä, ja kolme bentseenirenkaan vetyatomia vaihtuu kerralla, ja valkoinen 2,4,6-tribromaniliinin sakka saostuu:
Tätä reaktiota bromiveden kanssa käytetään aniliinin kvalitatiivisena reaktiona.
Näissä reaktioissa (bromaus ja nitraus) muodostuu pääasiassa orto- ja pari-johdannaiset.
4. Menetelmät amiinien saamiseksi.
1. Hoffmannin reaktio. Yksi ensimmäisistä menetelmistä primääristen amiinien saamiseksi on ammoniakin alkylointi alkyylihalogenideilla:
Se ei ole paras paras tapa, koska tuloksena on kaiken substituutioasteen amiinien seos:
jne. Alkylointiaineina voivat toimia paitsi alkyylihalogenidit, myös alkoholit. Tätä varten ammoniakin ja alkoholin seos johdetaan alumiinioksidin yli korkeassa lämpötilassa.
2. Zininin reaktio- kätevä tapa saada aromaattisia amiineja aromaattisten nitroyhdisteiden pelkistämisessä. Pelkistysaineina käytetään seuraavia: H2 (katalyytillä). Joskus vetyä syntyy suoraan reaktion hetkellä, jolloin metalleja (sinkki, rauta) käsitellään laimealla hapolla.
2HCl + Fe (lastuja) → FeCl2 + 2H
C6H5NO2 + 6 [H]C6H5NH2 + 2H20.
Teollisuudessa tämä reaktio etenee kuumentamalla nitrobentseeniä vesihöyryn kanssa raudan läsnä ollessa. Laboratoriossa vety "eristyshetkellä" muodostuu sinkin ja alkalin tai raudan reaktiossa suolahapon kanssa. Jälkimmäisessä tapauksessa muodostuu aniliniumkloridia.
3. Nitriilien talteenotto. Käytä LiAlH 4:ää:
4. Aminohappojen entsymaattinen dekarboksylaatio:
5. Amiinien käyttö.
Amiineja käytetään lääketeollisuudessa ja orgaanisessa synteesissä (CH3NH2, (CH3)2NH, (C2H5)2NH jne.); nailonin valmistuksessa (NH2-(CH2)6-NH2-heksametyleenidiamiini); raaka-aineena väriaineiden ja muovien (aniliini) sekä torjunta-aineiden valmistukseen.
Luettelo käytetyistä lähteistä:
- O.S. Gabrielyan ym. Kemia. Luokka 10. Profiilitaso: oppikirja oppilaitoksille; Bustard, Moskova, 2005;
- "Tutor in Chemistry", toimittanut A. S. Egorov; "Phoenix", Rostov-on-Don, 2006;
- G. E. Rudzitis, F. G. Feldman. Kemia 10 solua. M., Education, 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
Orgaaniset emäkset - tätä nimeä käytetään usein kemiassa yhdisteille, jotka ovat ammoniakin johdannaisia. Sen molekyylissä olevat vetyatomit korvataan hiilivetyradikaaleilla. Puhumme amiineista - yhdisteistä, jotka toistuvat Kemiallisia ominaisuuksia ammoniakkia. Artikkelissamme tutustumme amiinien yleiseen kaavaan ja niiden ominaisuuksiin.
Molekyylin rakenne
Sen mukaan, kuinka monta vetyatomia on korvattu hiilivetyradikaaleilla, erotetaan primaariset, sekundaariset ja tertiaariset amiinit. Esimerkiksi metyyliamiini on primaarinen amiini, jossa vetyosa on korvattu -CH3-ryhmällä. Rakennekaava amiinit - R-NH 2 , sitä voidaan käyttää orgaanisen aineen koostumuksen määrittämiseen. Esimerkki sekundaarisesta amiinista voi olla dimetyyliamiini, jolla on seuraava muoto: NH2-NH-NH2. Tertiääristen yhdisteiden molekyyleissä kaikki kolme ammoniakin vetyatomia on korvattu hiilivetyradikaaleilla, esimerkiksi trimetyyliamiinilla on kaava (NH 2) 3 N. Amiinien rakenne vaikuttaa niiden fysikaalisiin ja kemiallisiin ominaisuuksiin.
Fyysinen ominaisuus
Amiinien aggregaattitila riippuu radikaalien moolimassasta. Mitä pienempi se on, sitä pienempi aineen ominaispaino. Amiiniluokan alempia aineita edustavat kaasut (esimerkiksi metyyliamiini). Niissä on voimakas ammoniakin haju. Keskipitkät amiinit ovat heikosti tuoksuvia nesteitä ja yhdisteitä suuri massa hiilivetyradikaali - hajuttomat kiinteät aineet. Amiinien liukoisuus riippuu myös radikaalin massasta: mitä suurempi se on, sitä huonommin aine liukenee veteen. Siten amiinien rakenne määrää niiden fysikaalisen tilan ja ominaisuudet.
Kemiallisia ominaisuuksia
Aineiden ominaisuudet riippuvat pääasiassa aminoryhmän transformaatioista, joissa johtava rooli on annettu sen jakamattomalle elektroniparille. Koska amiiniluokan orgaaniset aineet ovat ammoniakin johdannaisia, ne kykenevät NH3:lle tyypillisiin reaktioihin. Esimerkiksi yhdisteet liukenevat veteen. Tällaisen reaktion tuotteet ovat aineita, joilla on hydroksidien ominaisuuksia. Esimerkiksi metyyliamiini atomikoostumus joka noudattaa tyydyttyneiden amiinien yleistä kaavaa R-NH2, muodostaa yhdisteen veden kanssa - metyyliammoniumhydroksidi:
CH3 - NH2 + H20 \u003d OH
Orgaaniset emäkset ovat vuorovaikutuksessa epäorgaanisten happojen kanssa, kun taas tuotteissa on suolaa. Joten metyyliamiini suolahapon kanssa antaa metyyliammoniumkloridia:
CH3-NH2 + HCl -> Cl
Amiinien, joiden yleinen kaava on R-NH2, reaktiot orgaanisten happojen kanssa etenevät siten, että aminoryhmän vetyatomi korvataan happotähteen kompleksisella anionilla. Niitä kutsutaan alkylointireaktioksi. Kuten reaktiossa nitriittihapon kanssa, asyylijohdannaiset voivat muodostaa vain primäärisiä ja sekundaarisia amiineja. Trimetyyliamiini ja muut tertiääriset amiinit eivät kykene tällaisiin vuorovaikutuksiin. Lisäämme myös, että analyyttisessä kemiassa alkylointia käytetään amiiniseosten erottamiseen; se toimii myös kvalitatiivisena reaktiona primaarisille ja sekundaarisille amiineille. Syklisten amiinien joukossa aniliinilla on tärkeä paikka. Se uutetaan nitrobentseenistä pelkistämällä viimeksi mainittu vedyllä katalyytin läsnä ollessa. Aniliini on raaka-aine muovien, väriaineiden, räjähteiden ja lääkkeiden valmistukseen.
Tertiääristen amiinien ominaisuudet
Tertiääriset ammoniakkijohdannaiset eroavat kemiallisilta ominaisuuksiltaan yksi- tai kaksisubstituoiduista yhdisteistä. Ne voivat esimerkiksi olla vuorovaikutuksessa tyydyttyneiden hiilivetyjen halogeenijohdannaisten kanssa. Tämän seurauksena muodostuu tetraalkyyliammoniumsuoloja. Hopeaoksidi reagoi tertiääristen amiinien kanssa, kun taas amiinit muuttuvat tetra-alkyyliammoniumhydroksideiksi, jotka ovat vahvoja emäksiä. Aproottiset hapot, kuten booritrifluoridi, pystyvät muodostamaan kompleksisia yhdisteitä trimetyyliamiinin kanssa.
Primaaristen amiinien kvalitatiivinen testi
Typpihappo voi toimia reagenssina, jolla voidaan havaita yksi tai disubstituoitu amiineja. Koska se ei ole vapaassa tilassa, sen saamiseksi liuoksessa suoritetaan ensin reaktio laimean kloorivetyhapon ja natriumnitriitin välillä. Sitten lisätään liuennut primaarinen amiini. Sen molekyylin koostumus voidaan ilmaista käyttämällä yleistä amiinien kaavaa: R-NH 2. Tähän prosessiin liittyy tyydyttymättömien hiilivetyjen molekyylien ilmaantumista, mikä voidaan määrittää reaktiolla bromiveden tai kaliumpermanganaattiliuoksen kanssa. Isonitriilireaktiota voidaan pitää myös kvalitatiivisena. Siinä primaariset amiinit ovat vuorovaikutuksessa kloroformin kanssa väliaineessa, jossa on ylimäärä hydroksoryhmän anioneja. Tämän seurauksena muodostuu isonitriilejä, joilla on epämiellyttävä spesifinen haju.
Sekundaaristen amiinien reaktion ominaisuudet nitriittihapon kanssa
Teknologia HNO 2 -reagenssin saamiseksi on kuvattu edellä. Sitten reagenssin sisältävään liuokseen lisätään orgaaninen ammoniakkijohdannainen, joka sisältää kaksi hiilivetyradikaalia, esimerkiksi dietyyliamiinia, jonka molekyyli vastaa sekundääristen amiinien yleiskaavaa NH2-R-NH2. Reaktiotuotteista löytyy nitroyhdiste: N-nitrosodietyyliamiini. Jos siihen vaikutetaan suolahapolla, yhdiste hajoaa lähtöamiinin kloridisuolaksi ja nitrosyylikloridiksi. Lisäämme myös, että tertiaariset amiinit eivät pysty reagoimaan typpihapon kanssa. Tämä selittyy seuraavalla tosiasialla: nitriittihappo on heikko happo, ja sen suolat hydrolysoituvat täysin vesiliuoksissa vuorovaikutuksessa amiinien kanssa, jotka sisältävät kolme hiilivetyradikaalia.
Miten saada
Amiineja, joiden yleinen kaava on R-NH2, voidaan saada pelkistämällä typpeä sisältäviä yhdisteitä. Tämä voi olla esimerkiksi nitroalkaanien pelkistys katalyytin - metallisen nikkelin - läsnä ollessa, kun se kuumennetaan +50 ⁰C:een ja paineessa jopa 100 atm. Nitroetaani, nitropropaani tai nitrometaani muunnetaan amiineiksi tällä menetelmällä. Tämän luokan aineita voidaan saada myös vetypelkistämällä nitriiliryhmän yhdisteitä. Tämä reaktio tapahtuu orgaanisissa liuottimissa ja vaatii nikkelikatalyytin läsnäolon. Jos pelkistimenä käytetään metallista natriumia, tässä tapauksessa prosessi suoritetaan alkoholiliuoksessa. Otetaan kaksi muuta menetelmää esimerkkinä: halogeenialkaanien ja alkoholien aminointi.
Ensimmäisessä tapauksessa muodostuu amiinien seos. Alkoholien aminointi suoritetaan seuraavasti: metanolin tai etanolihöyryjen seos ammoniakin kanssa johdetaan kalsiumoksidin yli, joka toimii katalyyttinä. Tuloksena saadut primaariset, sekundaariset ja tertiaariset amiinit voidaan tavallisesti erottaa tislaamalla.
Artikkelissamme tutkimme typpeä sisältävien orgaanisten yhdisteiden - amiinien - rakennetta ja ominaisuuksia.
