Амины. Документ (1). 40 отметим три
 Скачать 83.86 Kb.
|
|
АМИНЫ Аминами называются органические соединения, содержащие в молекуле группу —NH2, называемую аминогруппой. Амины можно рассматривать и как производные аммиака, в молекуле которого атомы водорода замещены на углеводородные радикалы. Однозамещенные производные аммиака называются первичными, двухзамещенные — вторичными, трехзамещенные — третичными аминами: Зависимости от строения радикала различают алифатические насыщенные и ненасыщенные), алициклические, ароматические содержащие аминогруппу в ядре или в боковой цепи) и гетеро¬циклические амины. Номенклатура. Изомерия. По рациональной номенклатуре ами¬ны рассматривают как алкилзамещениие аммиака; название их составляют из двух частей: названия радикала и суффикса – амин (I, И). По ИЮПАК, к названию углеводорода прибавляют окон¬чание -амин с указанием номера углеродного атома, связанного с аминогруппой (III): Изомерия аминов определяется количеством и строением ра¬дикалов, а также положением аминогруппы. Способы получения. Среди многочисленных и разнообразных способов получения аминов (табл. 40) отметим три. Восстановление нитросоединений (реакция Зинина). В 1842 г. Н. Н. Зинин восстановлением нитробензола сернистым аммонием впервые синтетическим путем получил анилин. Реакция сыграла выдающуюся роль в создании анилинокрасочной промышленности и получении разнообразных органических красителей синтетическим путем. В настоящее время восстановление нитробензола в технике осуществляется двумя путями: А) восстановлением нитробензола железными стружками в присутствии раствора хлорида железа (II) FеС12: Б) каталитическим гидрированием нитробензола молекулярным водородом: Реакция протекает при температуре 270—300 СС, давлении до 0,15 Мпа в присутствии металлов или их оксидов (например, меди, нанесенной на диоксид кремния). Алкилирование аммиака (реакция Гофмана). При действии аммиака на галогеналкилы атомы водорода в аммиаке постепенно замещаются на углеводородные радикалы. В результате реакции образуется смесь солей первичных, вторичных и третичных ами¬нов, а также четвертичного аммониевого основания: Алкилирование аммиака является примером реакций нуклеофильного замещения; атом углерода в йодистом метиле вследствие поляризации связи Сδ+→Iδ- имеет частичный положительный заряд и нуклеофильно атакуется аммиаком, азот которого отдает на образование связи донорную электронную пару. Недостаток этой реакции — образование трудноразделимой смеси аминов. Для выделения индивидуальных соединений реакционную массу обрабатывают щелочью и перегоняют с водяным паром, остаток после отгонки — гидроксид тетраметиламмония [(СН3)4N]+ОН-. Отогнанную смесь аминов разделяют специальными химическими методами. Взаимодействие спирта с аммиаком. Этим способом полу¬чаются главным образом низшие алкиламины (С1—С4): Физические свойства. Простейшие амины алифатического ряда — газы с запахом аммиака, более сложные — жидкости. Растворы их имеют не¬приятный запах испорченной рыбы. Высшие амины — твердые вещества. Растворимость алифатических аминов в воде уменьшается с увеличением молекулярной массы. Ароматические амины — жидкости или твердые ве¬щества, без цвета, нерастворимые или плохо растворимые в воде (табл. 41). Химические свойства. Химическое поведение аминов опреде¬ляется наличием в их молекуле аминогруппы. На внешней элект¬ронной оболочке атома азота пять электронов (они условно обо¬значены звездочками), в молекуле амина, как и в молекуле ам¬миака, азот затрачивает на образование трех ковалентных связей три электрона, а два электрона остаются свободными: Наличие свободной электронной пары у атома азота дает ему воз¬можность присоединять протон, поэтому амины, подобно аммиаку, проявляют основные свойства: образуют гидроксиды, соли. В этих реакциях амины, отдавая электронную пару на образование новой связи, ведут себя как нуклеофильные реагенты (табл. 42). 1. Образование гидроксидов. Водные растворы аминов имеют щелочную реакцию, окрашивают красный лакмус в синий цвет вследствие образования алкилзамещенных гидроксида аммония: На основные свойства аминов влияет строение радикала, с которым связана аминогруппа. Алифатические амины обладают большей основностью, чем ароматические. Это объясняется сопря¬жением свободной электронной пары атома азота с π-электронами бензольного ядра, снижающим ее подвижность. 2. Образование солей 3. Реакции алкилирования и ацилирования. Амины легко всту¬пают в реакции алкилирования (см. реакцию Гофмана) и ацилирования: 4. Действие азотистой кислоты на алифатические амины. При взаимодействии первичных аминов с азотистой кислотой образуется спирт и выделяется азот, вторичные амины превращаются в нит¬розоамины (соединения, содержащие группу —N=О), с третич¬ными аминами азотистая кислота не реагирует: Реакция позволяет различать первичные, вторичные и третичные амины. Реакция ароматических аминов с азотистой кислотой про¬текает иначе (табл. 42). 5. Реакции бензольного ядра в ароматических аминах. Амино¬группа является заместителем первого рода, она повышает элект¬ронную плотность в ядре бензола, особенно в о- и n- положениях, и облегчает реакцию электрофильного замещения. Применение. Амины применяются в качестве селективных раст¬ворителей, в производстве красителей, поверхностно-активных веществ, фармацевтических препаратов. Алкиламины использу¬ются в производстве ускорителей вулканизации каучука, инсек¬тицидов. В промышленности полимерных материалов большую роль играют диаминопроизводные углеводородов. Отдельные представители. Моноамины алифатического ряда. Moнo-, ди-, триметиламины используются в производстве кра¬сителей, фармацевтических препаратов. Этиламин применяют при крашении тканей, в медицине, как компонент ракетного топлива. 1,6-Гексаметилендиамин NН2—(СН2)—NН2. Твердое веще¬ство, получается из адипиновой кислоты: Гексаметилендиамин применяется в производстве полимерных материалов, в молекуле которых мономеры соединены амидными группами —NH—СО—, называемых полиамидами. Примером полиамидов является продукт поликонденсации диамина и двух¬основной карбоновой кислоты — найлон: И продукт поликонденсации капролактама — капрон: Полиамиды, выпускаемые во многих странах под различными названиями, благодаря высокой прочности, упругости и химиче¬ской устойчивости широко применяются для изготовления техни¬ческих и бытовых тканей, лент, сетей и т. Д. Аминобензол, анилин С6Н5NО2. Бесцветная жидкость с характерным запахом. Получают восстановлением нитробензола. Легко бромируется, сульфируется, окисляется. При взаимодей¬ствии анилина с кислотами образуются соли: Сульфопроизводное анилина – n – сульфоанилин (сульфаниловая кислота) NН2 С6Н4 SO4Н применяется для производства сульфамидных лекарственных препаратов. Анилин — одни из важнейших продуктов современной органи¬ческой химии. Применяется в производстве красителей, фармацев¬тических препаратов, вспомогательных веществ для резиновой промышленности, получения полимерных материалов. |