Доклад: Амины

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