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, H2SO4), iar soluția sa apoasă nu pătează turnesolul Culoarea albastră.
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. Interacţiune acid azotat
Acidul azot HNO2 este un compus instabil. Prin urmare, este utilizat numai în momentul selecției. HNO 2 se formează, ca toți acizii slabi, prin acțiunea unui acid puternic asupra sării sale (nitritul):
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 HNO 2 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. Substituție electrofilă aromatică în amine aromatice (reacția anilinei cu apa cu brom sau 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
Clasificarea aminelor este diversă și este determinată de ce caracteristică a structurii este luată ca bază.
În funcție de numărul de grupe organice asociate atomului de azot, există:
aminele primare azotul are o grupare organică RNH 2
amine secundare două grupe organice la azot R 2 NH, grupări organice pot fi diferite R "R" NH
amine terțiare trei grupe organice la azot R3N sau R "R" R "" N
După tipul de grupare organică asociată cu azotul, se disting CH3N6H5N alifatici
După numărul de grupări amino din moleculă, aminele se împart în monoamine CH 3 NH 2, diamine H 2 N (CH 2) 2 NH 2, triamine etc.
Nomenclatura aminelor.
cuvântul „amină” este adăugat la denumirea grupelor organice asociate cu azotul, în timp ce grupele sunt menționate în ordine alfabetică, de exemplu, CH 3 NHC 3 H 7 metilpropilamină, CH 3 N (C 6 H 5) 2 metildifenilamină. Regulile permit, de asemenea, alcătuirea numelui pe baza unei hidrocarburi în care gruparea amino este considerată ca substituent. În acest caz, poziția sa este indicată cu ajutorul unui indice numeric: C 5 H 3 C 4 H 2 C 3 H (NH 2) C 2 H 2 C 1 H 3 3-aminopentan (indicii numerici superiori albaștri indică ordinea de numerotare a atomi de C). Pentru unele amine s-au păstrat denumiri banale (simplificate): C 6 H 5 NH 2 anilină (denumire conform regulilor de nomenclatură fenilamină).
În unele cazuri, se folosesc denumiri consacrate, care sunt denumiri corecte distorsionate: H 2 NCH 2 CH 2 OH monoetanolamină (2-aminoetanol corect); (OHCH 2 CH 2) 2 NH dietanolamină, numele corect este bis (2-hidroxietil) amină. Nume banale, distorsionate și sistematice (compuse după regulile nomenclaturii) coexistă destul de des în chimie.
Proprietățile fizice ale aminelor.
Primii reprezentanți ai seriei de amine metilamina CH 3 NH 2, dimetilamina (CH 3) 2 NH, trimetilamina (CH 3) 3 N și etilamina C 2 H 5 NH 2 sunt gazoase la temperatura camerei, apoi cu creșterea numărului. atomilor din R aminele devin lichide, iar cu o creștere a lungimii lanțului R până la 10 atomi C substanțe cristaline. Solubilitatea aminelor în apă scade pe măsură ce lungimea lanțului R crește și pe măsură ce crește numărul de grupări organice asociate cu azotul (tranziție la amine secundare și terțiare). Mirosul de amine seamănă cu mirosul de amoniac, aminele mai mari (cu R mare) sunt practic inodore.
Proprietățile chimice ale aminelor.
Capacitatea distinctivă a aminelor de a atașa molecule neutre (de exemplu, halogenuri de hidrogen HHal, cu formarea de săruri de organoamoniu, similare sărurilor de amoniu din Chimie anorganică. Pentru formarea unei noi legături, azotul oferă o pereche de electroni neîmpărtășită, acționând ca un donor. Protonul H + implicat în formarea legăturii (din halogenură de hidrogen) joacă rolul unui acceptor (receptor), o astfel de legătură poartă denumirea de legătură donor-acceptor (Fig. 1). Legătura covalentă NH rezultată este complet echivalentă cu legăturile NH existente în amină.
Aminele terțiare adaugă, de asemenea, HCI, dar când sarea rezultată este încălzită într-o soluție acidă, se descompune, în timp ce R este separat de atomul de N:
(C2H5) 3 N+ HCI® [(C2H5)3 N Acid clorhidric
[(C2H5)3 N H]CI® (C2H5) 2 N H + C2H5CI
Comparând aceste două reacții, se poate observa că gruparea C2H5 și H, așa cum ar fi, își schimbă locul, ca urmare, din amina terțiară se formează un secundar.
Dizolvându-se în apă, aminele captează un proton în același mod, ca urmare, în soluție apar ionii OH, ceea ce corespunde formării unui mediu alcalin, care poate fi detectat cu ajutorul indicatorilor convenționali.
C2H5 N H2 + H2O® + + OH
Odată cu formarea unei legături donor-acceptor, aminele pot adăuga nu numai HCl, ci și haloalchili RCl și se formează o nouă legătură NR, care este, de asemenea, echivalentă cu cele existente. Dacă luăm o amină terțiară ca inițială, atunci obținem o sare de tetraalchilamoniu (patru grupări R pe un atom de N):
(C2H5) 3 N+ C2H5I® [(C2H5)4 N]Eu
Aceste săruri, dizolvându-se în apă și în unii solvenți organici, se disociază (se descompun), formând ioni:
[(C2H5)4 N]I® [(C2H5)4 N] + + I
Astfel de soluții, ca toate soluțiile care conțin ioni, conduc electricitatea. În sărurile de tetraalchilamoniu, halogenul poate fi înlocuit cu o grupare HO:
[(CH3)4 N]CI + AgOH® [(CH3)4 N]OH + AgCI
Hidroxidul de tetrametilamoniu rezultat este o bază puternică, similară ca proprietăți cu alcaline.
Aminele primare și secundare interacționează cu acidul azot HON=O, dar reacţionează diferit. Alcoolii primari sunt formați din amine primare:
C2H5 N H2 + H N O2® C2H5OH+ N 2+H2O
Spre deosebire de aminele primare, aminele secundare formează nitrozamine galbene, puțin solubile cu acid azotic, compuși care conțin fragmentul >NN = O:
(C2H5) 2 N H+H N O2® (C2H5) 2 N N\u003d O + H2O
Aminele terțiare nu reacționează cu acidul azot la temperatura obișnuită, astfel, acidul azotat este un reactiv care face posibilă distingerea între aminele primare, secundare și terțiare.
Când aminele sunt condensate cu acizi carboxilici, se formează amide acide - compuși cu un fragment C (O) N
Condensarea aminelor cu aldehide și cetone duce la formarea așa-numitelor compuși baze Schiff care conțin fragmentul N=C2.
Când aminele primare reacţionează cu fosgenul Cl 2 C=O, se formează compuşi cu gruparea N=C=O, care se numesc izocianaţi (Fig. 2d, obţinându-se un compus cu două grupări izocianat).
Dintre aminele aromatice, anilina (fenilamina) C 6 H 5 NH 2 este cea mai cunoscută. Din punct de vedere al proprietăților, este aproape de aminele alifatice, dar bazicitatea sa este mai puțin pronunțată în solutii apoase el nu formează mediu alcalin. Ca și aminele alifatice, poate forma săruri de amoniu cu acizi minerali puternici [C 6 H 5 NH 3] + Cl . Când anilina reacţionează cu acidul azot (în prezenţa HCl), se formează un compus diazo care conţine fragmentul RN=N, acesta se obţine sub forma unei sări ionice numită sare de diazoniu (Fig. 3A). Astfel, interacțiunea cu acidul azot nu este aceeași ca și în cazul aminelor alifatice. Inelul benzenic din anilină are o reactivitate caracteristică compuşilor aromatici ( cm. AROMATICITATE), la halogenare, atomi de hidrogen în orto- și pereche-poziţiile la gruparea amino sunt substituite, rezultând cloraniline cu diferite grade de substituţie (Fig. 3B). Acțiunea acidului sulfuric duce la sulfonare în pereche-pozitia fata de grupa amino se formeaza asa numitul acid sulfanilic (Fig. 3B).
Obținerea de amine.
Când amoniacul reacţionează cu haloalchilii, cum ar fi RCl, se formează un amestec de amine primare, secundare şi terţiare. Produsul secundar rezultat HCl se adaugă la amine pentru a forma o sare de amoniu, dar cu un exces de amoniac, sarea se descompune, ceea ce permite desfășurarea procesului până la formarea sărurilor cuaternare de amoniu (Fig. 4A). Spre deosebire de haloalchilii alifatici, halogenurile de arii, de exemplu, C6H5Cl, reacţionează cu amoniacul cu mare dificultate; sinteza este posibilă numai cu catalizatori care conţin cupru. În industrie, aminele alifatice sunt obținute prin interacțiunea catalitică a alcoolilor cu NH 3 la 300500 ° C și o presiune de 120 MPa, rezultând un amestec de amine primare, secundare și terțiare (Fig. 4B).
Interacțiunea aldehidelor și cetonelor cu sarea de amoniu a acidului formic HCOOH4 dă amine primare (Fig. 4C), în timp ce reacția aldehidelor și cetonelor cu aminele primare (în prezența acidului formic HCOOH) conduce la amine secundare (Fig. 4D). ).
Compușii nitro (conținând gruparea NO2) formează amine primare la reducere. Această metodă, propusă de N.N.Zinin, este puțin utilizată pentru compușii alifatici, dar este importantă pentru obținerea aminelor aromatice și a stat la baza productie industriala anilină (Fig. 4e).
Ca compuși separați, aminele sunt utilizate puțin, de exemplu, polietilenpoliamina [-C 2 H 4 NH-] este utilizată în viața de zi cu zi n(denumire comercială PEPA) ca întăritor pentru rășini epoxidice. Utilizarea principală a aminelor ca produse intermediare în prepararea diverselor materie organică. Rolul principal îi revine anilinei, pe baza căreia se produce o gamă largă de coloranți de anilină, iar „specializarea” culorii este pusă deja în stadiul de obținere a anilinei în sine. Anilina ultrapură fără omologi este numită în industrie „anilină pentru albastru” (adică culoarea viitorului colorant). „Anilina pentru roșu” trebuie să conțină, pe lângă anilină, un amestec orto- și pereche-toluidină (CH3C6H4NH2).
Diaminele alifatice sunt compușii de pornire pentru producerea poliamidelor, de exemplu, nailonul (Fig. 2), care este utilizat pe scară largă pentru fabricarea fibrelor, filmelor polimerice, precum și a componentelor și pieselor în inginerie mecanică (angrenaje din poliamidă).
Poliuretanii se obțin din diizocianați alifatici (Fig. 2), care au un complex de proprietăți importante din punct de vedere tehnic: rezistență ridicată combinată cu elasticitate și rezistență foarte mare la abraziune (tălpi din poliuretan), precum și o bună aderență la o gamă largă de materiale (poliuretan). adezivi). Sunt utilizate pe scară largă sub formă de spumă (spume poliuretanice).
Pe baza acidului sulfanilic (Fig. 3), medicamentele antiinflamatoare sunt sintetizate sulfonamide.
Sărurile de diazoniu (Fig. 2) sunt utilizate în materialele fotosensibile pentru modelare, ceea ce face posibilă obținerea unei imagini ocolind fotografia obișnuită cu halogenură de argint ( cm. COPIERE uşoară).
Mihail Levitsky
În funcție de natura substituenților hidrocarburi, aminele sunt împărțite în
Caracteristicile structurale generale ale aminelor
Ca și în molecula de amoniac, în molecula oricărei amine, atomul de azot are o pereche de electroni neîmpărtășită direcționată către unul dintre vârfurile tetraedrului distorsionat:
Din acest motiv, aminele, precum amoniacul, au proprietăți de bază semnificativ pronunțate.
Deci, aminele, precum amoniacul, reacţionează reversibil cu apa, formând baze slabe:
Legătura cationului de hidrogen cu atomul de azot din molecula de amină se realizează folosind mecanismul donor-acceptor datorită perechii de electroni singure a atomului de azot. Aminele limită sunt baze mai puternice în comparație cu amoniacul, deoarece. în astfel de amine, substituenții hidrocarburi au un efect inductiv pozitiv (+I). În acest sens, densitatea electronilor pe atomul de azot crește, ceea ce facilitează interacțiunea acestuia cu cationul H +.
Aminele aromatice, dacă gruparea amino este direct legată de nucleul aromatic, prezintă proprietăți de bază mai slabe în comparație cu amoniacul. Acest lucru se datorează faptului că perechea de electroni singuratică a atomului de azot este deplasată către sistemul π aromatic al inelului benzenic, în urma căruia densitatea electronilor pe atomul de azot scade. La rândul său, acest lucru duce la o scădere a proprietăților de bază, în special a capacității de a interacționa cu apa. Deci, de exemplu, anilina reacționează numai cu acizi puternici și practic nu reacționează cu apa.
Proprietățile chimice ale aminelor saturate
După cum sa menționat deja, aminele reacționează reversibil cu apa:
Soluțiile apoase de amine au o reacție alcalină a mediului, datorită disocierii bazelor rezultate:
Aminele saturate reacţionează cu apa mai bine decât amoniacul datorită proprietăţilor lor de bază mai puternice.
Principalele proprietăți ale aminelor saturate cresc în serie.
Aminele limitatoare secundare sunt baze mai puternice decât aminele limitatoare primare, care la rândul lor sunt baze mai puternice decât amoniacul. În ceea ce privește proprietățile de bază ale aminelor terțiare, când vine vorba de reacții în soluții apoase, proprietățile de bază ale aminelor terțiare sunt mult mai proaste decât cele ale aminelor secundare, și chiar puțin mai slabe decât ale celor primare. Acest lucru se datorează obstacolelor sterice, care afectează semnificativ rata de protonare a aminei. Cu alte cuvinte, trei substituenți „blochează” atomul de azot și împiedică interacțiunea acestuia cu cationii H +.
Interacțiunea cu acizii
Atât aminele saturate libere, cât și soluțiile lor apoase interacționează cu acizii. În acest caz, se formează săruri:
Deoarece proprietățile de bază ale aminelor saturate sunt mai pronunțate decât cele ale amoniacului, astfel de amine reacționează chiar și cu acizi slabi, cum ar fi carbonic:
Sărurile de amine sunt solide care sunt foarte solubile în apă și slab solubile în solvenți organici nepolari. Interacțiunea sărurilor de amine cu alcalii duce la eliberarea de amine libere, similar modului în care amoniacul este înlocuit prin acțiunea alcalinelor asupra sărurilor de amoniu:
2. Aminele limitatoare primare reacţionează cu acidul azot pentru a forma alcoolii corespunzători, azot N2 şi apă. De exemplu:
O trăsătură caracteristică a acestei reacții este formarea azotului gazos, în legătură cu care este calitativ pentru aminele primare și este folosit pentru a le distinge de secundare și terțiare. Trebuie remarcat faptul că, cel mai adesea, această reacție este efectuată prin amestecarea aminei nu cu o soluție de acid azotic în sine, ci cu o soluție de sare de acid azot (nitrit) și apoi adăugarea unui acid mineral puternic la acest amestec. Când nitriții interacționează cu acizi minerali puternici, se formează acid azot, care reacţionează apoi cu o amină:
Aminele secundare dau lichide uleioase în condiții similare, așa-numitele N-nitrozamine, dar această reacție în realitate USE sarcini nu apare în chimie. Aminele terțiare nu reacţionează cu acidul azot.
Arderea completă a oricărei amine duce la formare dioxid de carbon, apa si azot:
Interacțiunea cu haloalcanii
Este de remarcat faptul că exact aceeași sare se obține prin acțiunea clorurii de hidrogen asupra unei amine mai substituite. În cazul nostru, în timpul interacțiunii clorurii de hidrogen cu dimetilamină:
Obținerea de amine:
1) Alchilarea amoniacului cu haloalcani:
În cazul lipsei de amoniac, în locul unei amine, se obține sarea acestuia:
2) Reducerea prin metale (la hidrogen din seria de activitate) într-un mediu acid:
urmat de tratarea soluției cu alcali pentru a elibera amina liberă:
3) Reacția amoniacului cu alcoolii prin trecerea amestecului lor prin oxid de aluminiu încălzit. În funcție de proporțiile de alcool/amină, se formează amine primare, secundare sau terțiare:
Proprietățile chimice ale anilinei
Anilină - denumirea banală de aminobenzen, care are formula:
După cum se poate vedea din ilustrație, în molecula de anilină gruparea amino este direct legată de inelul aromatic. În astfel de amine, așa cum sa menționat deja, proprietățile de bază sunt mult mai puțin pronunțate decât în amoniac. Deci, în special, anilina practic nu reacționează cu apa și acizii slabi, cum ar fi carbonicul.
Interacțiunea anilinei cu acizii
Anilina reacționează cu acizii anorganici puternici și moderat puternici. În acest caz, se formează săruri de fenilamoniu:
Reacția anilinei cu halogenii
După cum sa menționat deja la începutul acestui capitol, gruparea amino din aminele aromatice este atrasă în inelul aromatic, care, la rândul său, reduce densitatea electronilor pe atomul de azot și, ca urmare, o crește în nucleul aromatic. O creștere a densității electronilor în nucleul aromatic duce la faptul că reacțiile de substituție electrofilă, în special, reacțiile cu halogeni, au loc mult mai ușor, în special în pozițiile orto și para față de grupa amino. Deci, anilina interacționează ușor cu apa cu brom, formând un precipitat alb de 2,4,6-tribromanilină:
Această reacție este calitativă pentru anilină și adesea vă permite să o determinați printre alți compuși organici.
Interacțiunea anilinei cu acidul azotat
Anilina reacționează cu acidul azot, dar având în vedere specificitatea și complexitatea acestei reacții în UTILIZARE reală nu apare în chimie.
Reacții de alchilare a anilinei
Cu ajutorul alchilării secvenţiale a anilinei la atomul de azot cu derivaţi de halogen ai hidrocarburilor se pot obţine amine secundare şi terţiare:
Proprietățile chimice ale aminoacizilor
Aminoacizi numiți compuși în moleculele cărora există două tipuri de grupări funcționale - grupări amino (-NH 2) și carboxi- (-COOH).
Cu alte cuvinte, aminoacizii pot fi considerați derivați ai acizilor carboxilici, în moleculele cărora unul sau mai mulți atomi de hidrogen sunt înlocuiți cu grupări amino.
Astfel, formula generală a aminoacizilor poate fi scrisă ca (NH 2) x R(COOH) y, unde x și y sunt cel mai adesea egale cu unul sau doi.
Deoarece aminoacizii au atât o grupare amino, cât și o grupare carboxil, ei prezintă Proprietăți chimice asemănătoare atât cu aminele cât și cu acizii carboxilici.
Proprietățile acide ale aminoacizilor
Formarea sărurilor cu alcalii și carbonați de metale alcaline
Esterificarea aminoacizilor
Aminoacizii pot intra într-o reacție de esterificare cu alcooli:
NH 2 CH 2 COOH + CH 3 OH → NH 2 CH 2 COOCH 3 + H 2 O
Proprietățile de bază ale aminoacizilor
1. Formarea sărurilor la interacțiunea cu acizii
NH 2 CH 2 COOH + HCl → + Cl -
2. Interacțiunea cu acidul azotat
NH2-CH2-COOH + HNO2 → HO-CH2-COOH + N2 + H2O
Notă: interacțiunea cu acidul azot are loc în același mod ca și cu aminele primare
3. Alchilare
NH 2 CH 2 COOH + CH 3 I → + I -
4. Interacțiunea aminoacizilor între ei
Aminoacizii pot reacționa între ei pentru a forma peptide - compuși care conțin în moleculele lor o legătură peptidică -C (O) -NH-
Totodată, trebuie menționat că în cazul unei reacții între doi aminoacizi diferiți, fără respectarea unor condiții specifice de sinteză, se produce simultan formarea diferitelor dipeptide. Deci, de exemplu, în loc de reacția glicinei cu alanină de mai sus, care duce la glicilanină, poate apărea o reacție care duce la alanilglicină:
În plus, o moleculă de glicină nu reacționează neapărat cu o moleculă de alanină. Reacțiile de peptizare au loc și între moleculele de glicină:
Si alanina:
În plus, deoarece moleculele peptidelor rezultate, ca și moleculele originale de aminoacizi, conțin grupări amino și grupări carboxil, peptidele în sine pot reacționa cu aminoacizi și alte peptide datorită formării de noi legături peptidice.
Aminoacizii individuali sunt utilizați pentru a produce polipeptide sintetice sau așa-numitele fibre de poliamidă. Deci, în special, folosind policondensarea acidului 6-aminohexanoic (ε-aminocaproic), nailonul este sintetizat în industrie:
Rășina de nailon obținută în urma acestei reacții este utilizată pentru producția de fibre textile și materiale plastice.
Formarea sărurilor interne ale aminoacizilor în soluție apoasă
În soluțiile apoase, aminoacizii există în principal sub formă de săruri interne - ioni bipolari (zwitterionii).
I. După numărul de radicali de hidrocarburi din molecula de amină:
Amine primare R-NH2
(derivați ai hidrocarburilor în care atomul de hidrogen este înlocuit cu o grupare amino -NH2),
Amine secundare R-NH-R"
II. După structura radicalului de hidrocarbură:
Alifatic, de exemplu: C2H5-NH2etilamină
Limitați aminele primare
Formula generală Cn H2n+1 NH2 (n ≥ 1); sau C n H 2n+3 N (n ≥ 1)
Nomenclatură
Denumirile aminelor (în special secundare și terțiare) sunt de obicei date conform nomenclaturii radical-funcționale, enumerarea radicalilor în ordine alfabetică și adăugând numele clasei - amină. Denumirile aminelor primare conform nomenclaturii de substituție sunt formate din denumirea hidrocarburii părinte și sufixul - amină.
CH3-NH2 metanamină (metilamină)
CH3-CH2-NH2etanamină (etilamină)
Aminele primare sunt adesea denumite derivați ai hidrocarburilor, în moleculele cărora unul sau mai mulți atomi de hidrogen sunt înlocuiți cu grupări NH2 amino. Gruparea amino este considerată ca un substituent, iar locația sa este indicată printr-un număr la începutul numelui. De exemplu:
H2N-CH2-CH2-CH2-CH2-NH21,4-diaminobutan.
Anilina (fenilamină) C 6 H 5 NH 2 în conformitate cu această metodă se numește aminobenzen.
Serii omoloage de amine saturate
CH 3 NH 2 - metilamină (amină primară), (CH 3) 2 NH - dimetilamină (amină secundară), (CH 3) 3 N - trimetilamină (amină terțiară), etc.
izomerie
Izomerie structurală
Schelet de carbon, începând cu C 4 H 9 NH 2:
Pozițiile grupării amino, începând cu C3H7NH2:
Izomeria grupării amino asociată cu o modificare a gradului de substituție a atomilor de hidrogen la azot:
Izomerie spațială
Izomeria optică este posibilă, începând cu C 4 H 9 NH 2:
Izomeri optici (oglindă) - izomeri spațiali, ale căror molecule se raportează între ele ca obiect și o imagine în oglindă incompatibilă (cum ar fi mâinile stângi și drepte).
Proprietăți fizice
Aminele limită inferioară sunt substanțe gazoase; membrii mijlocii ai seriei omoloage sunt lichide; aminele superioare sunt solide. Metilamina are un miros de amoniac, alte amine inferioare au un miros neplăcut ascuțit, care amintește de mirosul de saramură de hering.
Aminele inferioare sunt foarte solubile în apă, cu o creștere a radicalului de hidrocarbură, solubilitatea aminelor scade. Aminele se formează în timpul descompunerii reziduurilor organice care conțin proteine. Un număr de amine se formează în organismele umane și animale din aminoacizi (amine biogene).
Proprietăți chimice
Aminele, ca și amoniacul, prezintă proprietăți pronunțate ale bazelor, care se datorează prezenței unui atom de azot în moleculele de amină, care are o pereche de electroni neîmpărțită.
1. Interacțiunea cu apa
Soluțiile de amine în apă sunt alcaline.
2. Interacțiunea cu acizii (formarea sărurilor)
Aminele sunt eliberate din sărurile lor sub acțiunea alcalinelor:
CI + NaOH → CH3CH2NH2 + NaCI + H2O
3. Arderea aminelor
4CH 3 NH 2 + 9O 2 → 4CO 2 + 10H 2 O + 2N 2
4. Reacția cu acidul azot (diferența dintre aminele primare și cele secundare și terțiare)
Sub acțiunea HNO2, aminele primare sunt transformate în alcooli cu eliberarea de azot:
C 2 H 5 NH 2 + HNO 2 → C 2 H 5 OH + N 2 + H 2 O
Cum să obțineți
1. Reacția haloalcanilor cu amoniacul
CH3Br + 2NH3 → CH3NH2 + NH4Br
2. Interacțiunea alcoolilor cu amoniacul
(În practică, aceste reacții produc un amestec de amine primare, secundare, terțiare și o sare de amoniu cuaternară.)
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. Aminele primare pot fi, de asemenea, reduse din nitrili. 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 o culoare albastră, în timp ce un amestec 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.
