Aminele au intrat în viața noastră destul de neașteptat. Până de curând, acestea erau substanțe otrăvitoare, o coliziune cu care putea duce la moarte. Și acum, după un secol și jumătate, folosim în mod activ fibre sintetice, țesături, materiale de construcții, coloranți, care au la bază amine. Nu, nu au devenit mai siguri, oamenii au putut pur și simplu să-i „îmblânzească” și să-i supună, obținând anumite beneficii pentru ei înșiși. Despre care și vom vorbi în continuare.
Definiție
Pentru determinarea calitativă și cantitativă a anilinei în soluții sau compuși, se folosește o reacție cu la capătul căreia un precipitat alb sub formă de 2,4,6-tribromanilină cade pe fundul eprubetei.
Amine în natură
Aminele se gasesc in natura peste tot sub forma de vitamine, hormoni, intermediari metabolici, se gasesc si la animale si plante. În plus, atunci când organismele vii putrezesc, se obțin și amine medii care, în stare lichidă, răspândesc un miros neplăcut de saramură de hering. „Otrava cadaverică” descrisă pe larg în literatură a apărut tocmai datorită chihlimbarului specific aminelor.
Multă vreme, substanțele pe care le luăm în considerare au fost confundate cu amoniacul din cauza unui miros similar. Dar la mijlocul secolului al XIX-lea, chimistul francez Wurtz a fost capabil să sintetizeze metilamina și etilamina și să demonstreze că eliberează hidrocarburi atunci când sunt arse. A fost diferenta fundamentala compușii menționați din amoniac.
Obținerea aminelor în condiții industriale
Deoarece atomul de azot din amine se află în cea mai scăzută stare de oxidare, reducerea compușilor care conțin azot este cea mai simplă și mod accesibil primindu-le. El este cel care este utilizat pe scară largă în practica industrială din cauza ieftinității sale.
Prima metodă este reducerea compușilor nitro. Reacția în care se formează anilina este numită de omul de știință Zinin și a fost efectuată pentru prima dată la mijlocul secolului al XIX-lea. A doua metodă este reducerea amidelor cu hidrură de litiu aluminiu. Nitrilii pot fi, de asemenea, restaurați amine primare. A treia opțiune este reacțiile de alchilare, adică introducerea grupărilor alchil în moleculele de amoniac.
Aplicarea aminelor
De la sine, ca substante pure, aminele sunt folosite puțin. Unul dintre exemple rare- polietilenpoliamina (PEPA), care faciliteaza intarirea rasinii epoxidice in conditii casnice. Practic, o amină primară, terțiară sau secundară este un intermediar în producerea diferitelor substanțe organice. Cea mai populară este anilina. Este baza unei palete mari de coloranți anilină. Culoarea care se va dovedi la sfârșit depinde direct de materia primă selectată. Anilina pură dă Culoarea albastră, iar amestecul de anilină, orto- și para-toluidină va fi roșu.
Aminele alifatice sunt necesare pentru a obține poliamide precum nailonul și altele.Sunt utilizate în inginerie mecanică, precum și în producția de frânghii, țesături și filme. În plus, diizocianații alifatici sunt utilizați la fabricarea poliuretanilor. Datorită proprietăților lor excepționale (luminozitate, rezistență, elasticitate și capacitatea de a se atașa pe orice suprafață), sunt solicitate în construcții (spumă de montaj, lipici) și în industria încălțămintei (tălpi anti-alunecare).
Medicina este un alt domeniu în care se folosesc aminele. Chimia ajută la sintetizarea antibioticelor din grupul sulfonamidelor din acestea, care sunt utilizate cu succes ca medicamente de linia a doua, adică cele de rezervă. În cazul în care bacteriile dezvoltă rezistență la medicamentele esențiale.
Efecte nocive asupra corpului uman
Se știe că aminele sunt substanțe foarte toxice. Orice interacțiune cu acestea poate dăuna sănătății: inhalarea vaporilor, contactul cu pielea deschisă sau ingestia de compuși în organism. Moartea apare din lipsa de oxigen, deoarece aminele (în special anilina) se leagă de hemoglobina din sânge și o împiedică să capteze moleculele de oxigen. Simptomele alarmante sunt dificultăți de respirație, triunghiul nazolabial albastru și vârful degetelor, tahipnee (respirație rapidă), tahicardie, pierderea conștienței.
În cazul contactului cu aceste substanțe pe zonele goale ale corpului, este necesar să le îndepărtați rapid cu vată umezită în prealabil cu alcool. Acest lucru trebuie făcut cât mai atent posibil pentru a nu crește zona de contaminare. Dacă apar simptome de otrăvire, ar trebui să consultați cu siguranță un medic.
Aminele alifatice sunt o otravă pentru sistemul nervos și cardiovascular. Ele pot provoca deprimarea funcției hepatice, degenerarea acesteia și chiar boli oncologice ale vezicii urinare.
Amine- derivați organici ai amoniacului, în molecula cărora unul, doi sau toți cei trei atomi de hidrogen sunt înlocuiți cu un reziduu de carbon.
În general, există trei tipuri de amine:
Aminele în care gruparea amino este legată direct de inelul aromatic se numesc amine aromatice.
Cel mai simplu reprezentant al acestor compuși este aminobenzenul sau anilina:
De bază semn distinctiv Structura electronică a aminelor este prezența unei perechi de electroni singure la atomul de azot, care face parte din grupul funcțional. Acest lucru duce la faptul că aminele prezintă proprietățile bazelor.
Există ioni care sunt produsul substituției formale pentru un radical de hidrocarbură a tuturor atomilor de hidrogen din ionul de amoniu:
Acești ioni fac parte din sărurile similare sărurilor de amoniu. Se numesc săruri de amoniu cuaternar.
Izomeria și nomenclatura aminelor
1. Aminele se caracterizează prin izomerie structurală:
A) izomeria scheletului de carbon:
b) izomeria poziției grupului funcțional:
2. Aminele primare, secundare și terțiare sunt izomeri între ele (izomerie interclasă):
După cum se poate vedea din exemplele de mai sus, pentru a denumi o amină, sunt listați substituenții asociați cu atomul de azot (în ordinea de prioritate), iar sufixul este adăugat - 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 mirosul de amoniac.
Aminele primare și secundare sunt capabile să formeze legături de hidrogen. Acest lucru duce la o creștere semnificativă a punctelor lor de fierbere în comparație cu compușii cu aceeași greutate moleculară, dar care nu sunt capabili să formeze legături de hidrogen.
Anilina este un lichid uleios, puțin solubil în apă, care fierbe la 184°C.
Proprietățile chimice ale aminelor
Proprietățile chimice ale aminelor sunt determinate în principal de prezența unei perechi de electroni neîmpărțiți la atomul de azot.
Aminele ca baze. Atomul de azot al grupului amino, ca și atomul de azot din molecula de amoniac, datorită perechii 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 reacționează cu acizii formând săruri de amoniu. Aminele sunt, de asemenea, capabile să reacționeze cu acizii:
Principalele proprietăți 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. Creșterea densității de electroni transformă azotul într-un donor de pereche de electroni mai puternic, ceea ce îi crește proprietățile de bază:
Arderea amionului. Aminele ard în aer pentru a se forma dioxid de carbon, apa si azot:
Aplicarea aminelor
Aminele sunt utilizate pe scară largă pentru producerea de medicamente și materiale polimerice. Anilina este cel mai important compus din această clasă, care este utilizat pentru producerea de coloranți anilină, medicamente (preparate sulfanilamide), materiale polimerice (rășini anilină-formaldehidă).
Amine
Clasificare și nomenclatură
Aminele sunt derivați organici ai amoniacului, în molecula cărora unul, doi sau trei atomi de hidrogen sunt înlocuiți cu radicali. Pe această bază, se distinge primar (RNH 2) secundar (R2NH) şi terţiar (R 3 N) amine.
În funcție de natura radicalului, aminele pot fi limitative sau aromatice, precum și aromatice limitative (metilamină, anilină și respectiv metianilină). Un radical ramificat poate fi, de asemenea, atașat la atomul de azot (de exemplu, tert butilamină) și policondensat, ceea ce este demonstrat de exemplul de adamantilamină (aminoadamantan), care are un efect biologic și este utilizat în medicină
Conform principiilor nomenclaturii raționale, denumirea acestei clase de substanțe constă din denumirea radicalilor de la atomul de azot, numite amină.În denumirea aminelor primare conform nomenclaturii internaționale, atomului de azot al aminei i se dă denumirea ami-dar, folosit cu locația sa înainte de numele lanțului de hidrocarburi. Cu toate acestea, multe amine și-au păstrat numele triviale, de exemplu, anilină".
Pe lângă gruparea amino, în moleculele substanțelor organice pot fi prezenți și alți substituenți, așa cum este cazul, de exemplu, în cazul acidului sulfanilic. Atomul de azot al aminei poate fi de asemenea inclus în ciclul saturat. Aminele heterociclice saturate includ o tulpină construită cu trei membri etilenimină, cu activitate mutagenă puternică. Ciclul etileniminei face parte din moleculele unor medicamente. Inelele de tetrahidropirol și piperidină prezente în moleculele unui număr de alcaloizi (inclusiv nicotină și anabazină, vezi Secțiunea 20.4) sunt construite fără tulpini. Cu participarea lor, precum și cu ajutorul inelului morfolin, sunt construite moleculele multor medicamente.
Aminele aromatice heterociclice sunt, de exemplu, pirolul și piridina. În cele din urmă, gruparea amino poate fi, de asemenea, legată de un heterociclu, ceea ce este ilustrat de exemplul adeninei (6-aminopurină), un fragment indispensabil de acizi nucleici.
Derivații de amoniac includ materie organică, care poate fi construit din săruri de amoniu sau hidroxidul acestuia prin înlocuirea tuturor celor patru atomi de hidrogen cu diverși radicali de hidrocarburi, așa cum se poate observa în exemplul hidroxidului de tetrametilamoniu:
Un alt exemplu de derivați de amoniu tetrasubstituit - baze de amoniu cuaternar sau sărurile acestora - este neuron, o substanță toxică formată în timpul degradarii țesuturilor animale.
Atomul de azot cuaternar poate face parte din heterocicluri, de exemplu, sarea corespunzătoare din seria piridinei - sare de N-alchilpiridiniu. Aceste săruri cuaternare includ unii alcaloizi. În plus, atomul de azot cuaternar face parte din multe substanțe medicinale și din unele biomolecule.
Exemplele de mai sus demonstrează diversitatea compușilor amino și marea lor semnificație biomedicală. La aceasta trebuie adăugat că gruparea amino face parte din clase de biomolecule precum aminoacizi și proteine, acizi nucleici și este prezentă într-o serie de derivați naturali ai carbohidraților numiți aminozaharuri. Grupa amino este cea mai importantă grupă funcțională de alcaloizi și numeroase medicamente pentru diverse scopuri. Câteva exemple de astfel de substanțe vor fi date mai jos.
24.3.2. Aminele ca baze organice
Prezența unei perechi de electroni liberi de azot conferă aminelor proprietățile bazelor. Prin urmare trăsătură caracteristică aminele este reacția cu acizii pentru a forma sărurile de amoniu corespunzătoare, așa cum se poate vedea din reacția pentru amina limitatoare primară:
În mod similar, sarea de anilină se formează din anilină, sarea de piridiniu din piridină etc. Ca și amoniacul, aminele din soluții apoase creează un mediu alcalin, conform ecuației:
Cantitativ, bazicitatea bazelor care conțin azot în mediu acvatic reflectată de valoarea constantei de echilibru (LA b ) (utilizați mai des valoarea RK b ) ilip / C a (BH +), care caracterizează aciditatea acidului conjugat al unei baze date.
Cele mai puternice baze vor fi compușii care conțin un atom de azot, în care perechea singură de azot se află în singurul orbital hibrid 5p 3 (amine alifatice, amoniac, aminoacizi), iar cei mai slabi vor fi cei la care această pereche participă la p. , p-conjugare (amide, pirol, piridină).
Substituenții donatori de electroni, care includ grupări alchil, ar trebui să crească bazicitatea aminelor, deoarece cresc densitatea electronilor la atomul de azot. Da, metilamină (pK b = 3.27) este o bază mai puternică decât amoniacul (pK b = 4,75) și dimetilamină (pK b = 3.02) este o bază mai puternică decât metilamina. Cu toate acestea, mergând la trimetilamină, contrar așteptărilor, bazicitatea scade oarecum. (pK b = 4,10). Motivul pentru aceasta este că, pe măsură ce numărul de substituenți de pe atomul de azot crește, apropierea protonului devine din ce în ce mai dificilă. Astfel, aici nu vorbim de efectul electronic, ci de efectul spațial al substituenților. Acest efect al substituenților se numește steric factor.
Aminele aromatice sunt baze mai slabe decât cele saturate datorită efectului de atragere de electroni al inelului aromatic. Prin urmare, bazicitatea piridinei este, de asemenea, scăzută. Acumularea de substituenți fenil suprimă vizibil activitatea perechii de electroni a atomului de azot. Asa de, pK, difenilamina este 13,12, iar trifenilamina nu prezintă deloc proprietățile bazei.
Bazicitatea extrem de scăzută a pirolului se datorează faptului că în molecula sa perechea de electroni a atomului de azot este implicată în formarea unei legături aromatice bl-electron. Legarea lui cu un proton necesită o cheltuială suplimentară semnificativă de energie. Ca urmare a formării sărurilor de pirol, legătura aromatică și, în consecință, stabilitatea moleculei dispar. Acest lucru explică faptul că pirolul într-un mediu acid este rapid rășinificat.
Este interesant de observat că efectul puternic de atragere de electroni exercitat de inelul pirol asupra atomului de azot duce la o slăbire. Legături N-H, datorită căruia pirolul este capabil să prezinte proprietățile unui acid slab (pK A = 17,5).
Sub acțiunea unui metal activ precum potasiul, poate fi preparată sarea sa de potasiu, pirol-potasiu.
Proprietățile acide ale legăturii N-H a inelului pirol explică, în special, capacitatea porfinei și a derivaților săi naturali de a forma săruri cu cationi metalici. Două inele de pirol ale moleculei porfirinei sunt coordonate cu cationul datorită perechilor de electroni ale atomilor lor de azot, iar celelalte două - înlocuind atomii de hidrogen, ca și molecula de pirol în sine în timpul formării pirol-potasiului. Aceste săruri sunt clorofila și hemoglobina.
Proprietățile chimice ale aminelor.
Deoarece aminele, fiind derivați ai amoniacului, au o structură similară cu aceasta (adică au o pereche de electroni neîmpărțită în atomul de azot), ele prezintă proprietăți similare cu aceasta. Acestea. aminele, ca și amoniacul, sunt baze, deoarece atomul de azot poate furniza o pereche de electroni pentru a forma o legătură cu particulele deficitare de electroni în conformitate cu mecanismul donor-acceptor (corespunzător definiției bazicității Lewis).
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:
CH 3 NH 2 + H 2 O CH 3 NH 3 + + OH -
Anilina practic nu reacționează cu apa.
Soluțiile apoase sunt de natură alcalină:
Legătura unui proton cu o amină, ca și în cazul amoniacului, se formează conform mecanismului 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 ferm 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 se deplasează către inelul benzenic, conjugându-se cu electronii π ai nucleului aromatic, ceea ce reduce densitatea electronilor asupra atomului de azot (efectul -M). Dimpotrivă, gruparea alchil este un bun donor de densitate de electroni (efect +I).
sau 
O scădere a densității electronilor pe atomul de azot duce la o scădere a capacității de a separa protonii de acizii slabi. Prin urmare, anilina interacționează numai cu acizi tari (HCl, H 2 SO 4), iar soluția sa apoasă nu colorează albastru turnesol.
Atomul de azot din moleculele de amină are o pereche de electroni neîmpărtășită, care poate participa la formarea unei legături prin mecanismul 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 aminei
Aminele, în special cele aromatice, se oxidează ușor în aer. Spre deosebire de amoniac, ele sunt capabile să fie aprinse de o flacără deschisă. Aminele aromatice se oxidează spontan în aer. Astfel, anilina devine rapid maro în aer din cauza oxidării.
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. 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, acționând asupra sării sale (nitritul) acid puternic:
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 cu HNO2 formează alcooli:
R-NH2 + HNO2 → R-OH + N2 + H2O
- De mare importanță este reacția de diazotare a aminelor aromatice primare sub acțiunea acidului azotic, obținută prin reacția nitritului de sodiu cu acid clorhidric. Și apoi se formează fenol:
Aminele secundare (alifatice și aromatice) sub acțiunea HNO2 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. Substituția electrofilă aromatică în amine aromatice (reacția anilinei cu apa cu brom sau cu acid azotic):
În aminele aromatice, gruparea amino facilitează substituția în pozițiile orto și para ale inelului benzenic. Prin urmare, halogenarea anilinei are loc rapid chiar și în absența catalizatorilor și trei atomi de hidrogen ai inelului benzenic sunt înlocuiți simultan și un precipitat alb de 2,4,6-tribromanilină precipită:
Această reacție cu apa de brom este utilizată ca reacție calitativă pentru anilină.
În aceste reacții (bromurare și nitrare) s-au format predominant orto- și pereche-derivate.
4. Metode de obţinere a aminelor.
1. Reacția lui Hoffmann. Una dintre primele metode de obținere a aminelor primare este alchilarea amoniacului cu halogenuri de alchil:
Nu este cel mai bun cea mai buna metoda, 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 în 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 (ras) → FeCl 2 + 2H
C6H5NO2 + 6 [H] C6H5NH2 + 2H2O.
În industrie, această reacție are loc prin încălzirea nitrobenzenului cu vapori de apă în prezența fierului. În laborator, hidrogenul „în momentul izolării” se formează prin reacția zincului cu alcalii sau a fierului cu acidul clorhidric. În acest din urmă caz, se formează clorură de aniliniu.
3. Recuperarea 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 şi alţii.Chimie. Clasa 10. Nivel de profil: manual pentru instituții de învățământ; Buttard, Moscova, 2005;
- „Tutor în Chimie” editat de A. S. Egorov; „Phoenix”, Rostov-pe-Don, 2006;
- G. E. Rudzitis, F. G. Feldman. Chimie 10 celule. 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
Baze organice - acest nume este adesea folosit în chimie pentru compușii care sunt derivați ai amoniacului. Atomii de hidrogen din molecula sa sunt înlocuiți cu radicali de hidrocarburi. Vorbim despre amine - compuși care se repetă Proprietăți chimice amoniac. În articolul nostru, ne vom familiariza cu formula generală a aminelor și proprietățile acestora.
Structura moleculei
În funcție de câți atomi de hidrogen sunt înlocuiți cu radicali de hidrocarburi, se disting aminele primare, secundare și terțiare. De exemplu, metilamina este o amină primară în care fragmentul de hidrogen a fost înlocuit cu o grupare -CH3. Formula structurala amine - R-NH 2 , poate fi folosit pentru determinarea compoziției materiei organice. Un exemplu de amină secundară poate fi dimetilamina, având următoarea formă: NH2-NH-NH2. În moleculele compușilor terțiari, toți cei trei atomi de hidrogen ai amoniacului sunt înlocuiți cu radicali de hidrocarburi, de exemplu, trimetilamina are formula (NH 2) 3 N. Structura aminelor afectează proprietățile lor fizice și chimice.
Caracteristici fizice
Starea agregată a aminelor depinde de masa molară a radicalilor. Cu cât este mai mic, cu atât greutatea specifică a substanței este mai mică. Substanțele inferioare din clasa aminelor sunt reprezentate de gaze (de exemplu, metilamina). Au un miros pronunțat de amoniac. Aminele medii sunt lichide cu miros slab și compuși cu masa mare radical de hidrocarbură - solide inodore. Solubilitatea aminelor depinde și de masa radicalului: cu cât este mai mare, cu atât substanța se dizolvă mai rău în apă. Astfel, structura aminelor determină starea fizică și caracteristicile acestora.
Proprietăți chimice
Caracteristicile substanțelor depind în principal de transformările grupului amino, în care rolul principal este atribuit perechii sale de electroni neîmpărțite. Deoarece substanțele organice din clasa aminelor sunt derivați ai amoniacului, ele sunt capabile de reacții caracteristice NH3. De exemplu, compușii sunt solubili în apă. Produșii unei astfel de reacții vor fi substanțe care prezintă proprietățile hidroxizilor. De exemplu, metilamina compozitia atomica care se supune formulei generale a aminelor saturate R-NH 2, formează un compus cu apă - hidroxid de metilamoniu:
CH3 - NH2 + H2O \u003d OH
Bazele organice interacționează cu acizii anorganici, în timp ce sare se găsește în produse. Deci, metilamina cu acid clorhidric dă clorură de metilamoniu:
CH3-NH2 + HCI -> CI
Reacțiile aminelor, a căror formulă generală este R-NH2, cu acizi organici procedează cu înlocuirea atomului de hidrogen al grupării amino cu un anion complex al reziduului acid. Se numesc reacții de alchilare. Ca și în reacția cu acidul nitrit, derivații acil pot forma doar amine primare și secundare. Trimetilamina și alte amine terțiare nu sunt capabile de astfel de interacțiuni. De asemenea, adăugăm că alchilarea în chimia analitică este utilizată pentru a separa amestecurile de amine; servește și ca reacție calitativă pentru aminele primare și secundare. Printre aminele ciclice, anilina ocupă un loc important. Se extrage din nitrobenzen prin reducerea acestuia din urma cu hidrogen in prezenta unui catalizator. Anilina este o materie primă pentru producția de materiale plastice, coloranți, explozivi și medicamente.
Caracteristicile aminelor terțiare
Derivații terțiari de amoniac diferă în proprietățile lor chimice de compușii cu unul sau doi substituiți. De exemplu, pot interacționa cu derivații de halogen ai hidrocarburilor saturate. Ca rezultat, se formează săruri de tetraalchilamoniu. Oxidul de argint reacționează cu aminele terțiare, în timp ce aminele sunt transformate în hidroxizi de tetraalchilamoniu, care sunt baze puternice. Acizii aprotici, cum ar fi trifluorura de bor, sunt capabili să formeze compuși complecși cu trimetilamină.
Test calitativ pentru amine primare
Acidul azot poate servi ca reactiv cu care pot fi detectate aminele una sau disubstituite. Deoarece nu există în stare liberă, pentru a-l obține în soluție, se realizează mai întâi o reacție între acidul clorhidric diluat și nitritul de sodiu. Se adaugă apoi amina primară dizolvată. Compoziția moleculei sale poate fi exprimată folosind formula generală a aminelor: R-NH 2. Acest proces este însoțit de apariția moleculelor de hidrocarburi nesaturate, care pot fi determinate prin reacția cu apă de brom sau o soluție de permanganat de potasiu. Reacția cu izonitril poate fi considerată și calitativă. În el, aminele primare interacționează cu cloroformul într-un mediu cu o concentrație în exces de anioni grup hidroxo. Ca urmare, se formează izonitrili, care au un miros specific neplăcut.
Caracteristicile reacției aminelor secundare cu acidul nitrit
Tehnologia de obținere a reactivului HNO 2 este descrisă de noi mai sus. Apoi, la soluția care conține reactivul este adăugat un derivat organic de amoniac care conține doi radicali hidrocarburi, de exemplu, dietilamină, a cărei moleculă corespunde formulei generale a aminelor secundare NH2-R-NH2. În produsele de reacție găsim un compus nitro: N-nitrozodietilamină. Dacă se acționează asupra acestuia cu acid clorhidric, atunci compusul se descompune în sarea clorură a aminei inițiale și clorură de nitrozil. De asemenea, adăugăm că aminele terțiare nu sunt capabile să reacționeze cu acidul azot. Acest lucru se explică prin următorul fapt: acidul nitrit este un acid slab, iar sărurile sale, atunci când interacționează cu aminele care conțin trei radicali hidrocarburi, sunt complet hidrolizate în soluții apoase.
Cum să obțineți
Aminele, a căror formulă generală este R-NH2, pot fi obţinute prin reducerea compuşilor care conţin azot. De exemplu, aceasta poate fi reducerea nitroalcanilor în prezența unui catalizator - nichel metalic - atunci când este încălzit la +50 ⁰C și la o presiune de până la 100 atm. Nitroetanul, nitropropanul sau nitrometanul este transformat în amine prin acest proces. Substantele din aceasta clasa pot fi obtinute si prin reducerea cu hidrogen a compusilor din grupa nitril. Această reacție are loc în solvenți organici și necesită prezența unui catalizator de nichel. Dacă sodiul metalic este utilizat ca agent reducător, în acest caz procesul se realizează într-o soluție alcoolică. Să dăm încă două metode ca exemple: aminarea haloalcanilor și alcoolilor.
În primul caz, se formează un amestec de amine. Aminarea alcoolilor se realizează în felul următor: un amestec de metanol sau vapori de etanol cu amoniac este trecut peste oxid de calciu, care acționează ca un catalizator. Aminele primare, secundare și terțiare rezultate pot fi de obicei separate prin distilare.
În articolul nostru, am studiat structura și proprietățile compușilor organici care conțin azot - amine.
