Klasifikácia amínov je rôznorodá a je určená tým, aká vlastnosť štruktúry je braná ako základ.
V závislosti od počtu organických skupín spojených s atómom dusíka existujú:
primárne amíny - jedna organická skupina na dusíku RNH 2
sekundárne amíny - dve organické skupiny na dusíku R 2 NH, organické skupiny môžu byť rôzne R "R" NH
terciárne amíny - tri organické skupiny na dusíku R3N alebo R"R"R""N
Podľa typu organickej skupiny spojenej s dusíkom sa rozlišujú alifatické CH 3 - N6H 5 - N
Podľa počtu aminoskupín v molekule sa amíny delia na monoamíny CH 3 - NH 2, diamíny H 2 N (CH 2) 2 NH 2, triamíny atď.
Amínová nomenklatúra.
k názvu organických skupín spojených s dusíkom sa pridáva slovo „amín“, pričom skupiny sú uvedené v abecednom poradí, napríklad CH 3 NHC 3 H 7 - metylpropylamín, CH 3 N (C 6 H 5) 2 - metyldifenylamín. Pravidlá tiež umožňujú, aby bol názov zložený na základe uhľovodíka, v ktorom sa aminoskupina považuje za substituent. V tomto prípade je jeho poloha označená pomocou číselného indexu: C 5 H 3 C 4 H 2 C 3 H (NH 2) C 2 H 2 C 1 H 3 - 3-aminopentán (modré horné číselné indexy označujú poradie číslovania atómov C). Pre niektoré amíny sa zachovali triviálne (zjednodušené) názvy: C 6 H 5 NH 2 - anilín (názov podľa pravidiel názvoslovia je fenylamín).
V niektorých prípadoch sa používajú ustálené názvy, ktoré sú skomolenými správnymi názvami: H 2 NCH 2 CH 2 OH - monoetanolamín (správne - 2-aminoetanol); (OHCH 2 CH 2) 2 NH - dietanolamín, správny názov je bis (2-hydroxyetyl) amín. V chémii pomerne často koexistujú triviálne, skomolené a systematické (zložené podľa pravidiel názvoslovia) názvy.
Fyzikálne vlastnosti amínov.
Prví zástupcovia amínového radu - metylamín CH 3 NH 2, dimetylamín (CH 3) 2 NH, trimetylamín (CH 3) 3 N a etylamín C 2 H 5 NH 2 - sú pri izbovej teplote plynné, potom s nárastom počet atómov v R amínoch sa stáva kvapalinou a so zvýšením dĺžky reťazca R na 10 atómov C - kryštalické látky. Rozpustnosť amínov vo vode klesá so zvyšujúcou sa dĺžkou reťazca R a so zvyšujúcim sa počtom organických skupín spojených s dusíkom (prechod na sekundárne a terciárne amíny). Vôňa amínov pripomína vôňu čpavku, vyššie (s veľkým R) amíny sú prakticky bez zápachu.
Chemické vlastnosti amínov.
Výraznou schopnosťou amínov je pridávať neutrálne molekuly (napríklad halogenovodíky HHal, pričom vznikajú organoamónne soli, podobne ako amónne soli v anorganická chémia. Na vytvorenie novej väzby poskytuje dusík nezdieľaný elektrónový pár, ktorý pôsobí ako donor. Protón H + podieľajúci sa na tvorbe väzby (z halogenovodíka) zohráva úlohu akceptora (prijímača), takáto väzba sa nazýva väzba donor-akceptor (obr. 1). Vznikajúci kovalentná väzba N–H je úplne ekvivalentný väzbám N–H prítomným v amíne.
Terciárne amíny tiež pridávajú HCl, ale keď sa výsledná soľ zahrieva v kyslom roztoku, rozkladá sa, zatiaľ čo R sa oddeľuje od atómu N:
(C2H5) 3 N+ HCl® [(C2H5) 3 N H]Cl
[(C2H5) 3 N H]CI® (C2H5) 2 N H + C2H5Cl
Pri porovnaní týchto dvoch reakcií je možné vidieť, že skupina C2H5 a H, takpovediac, menia miesta, v dôsledku čoho sa z terciárneho amínu vytvorí sekundárny.
Amíny, ktoré sa rozpúšťajú vo vode, zachytávajú protón rovnakým spôsobom, v dôsledku čoho sa v roztoku objavujú OH ióny, čo zodpovedá vytvoreniu alkalického prostredia, ktoré je možné zistiť pomocou bežných indikátorov.
C2H5 N H2 + H20 ® + + OH -
Pri tvorbe donorovo-akceptorovej väzby môžu amíny pridávať nielen HCl, ale aj halogénalkyly RCl a vzniká nová väzba N–R, ktorá je tiež ekvivalentná existujúcim. Ak vezmeme terciárny amín ako počiatočný, potom dostaneme tetraalkylamóniovú soľ (štyri skupiny R na jednom atóme dusíka):
(C2H5) 3 N+ C2H5I® [(C2H5) 4 N]Ja
Tieto soli, ktoré sa rozpúšťajú vo vode a niektorých organických rozpúšťadlách, disociujú (rozkladajú sa) a vytvárajú ióny:
[(C2H5) 4 N]I® [(C2H5)4 N] + + ja –
Takéto roztoky, ako všetky roztoky obsahujúce ióny, vedú elektriny. V tetraalkylamóniových soliach môže byť halogén nahradený skupinou HO:
[(CH3)4 N]Cl + AgOH® [(CH3) 4 N]OH + AgCl
Výsledný tetrametylamóniumhydroxid je silná zásada, ktorá má podobné vlastnosti ako alkálie.
Primárne a sekundárne amíny interagujú s kyselinou dusitou HON=O, ale reagujú rôznymi spôsobmi. Primárne alkoholy vznikajú z primárnych amínov:
C2H5 N H2 + H N O2® C2H5OH+ N 2+H20
Na rozdiel od primárnych amínov tvoria sekundárne amíny s kyselinou dusitou žlté, ťažko rozpustné nitrozamíny, zlúčeniny obsahujúce >N–N = O skupinu:
(C2H5) 2 N H+H N 02® (C2H5) 2 N N\u003d O + H20
Terciárne amíny za bežných teplôt nereagujú s kyselinou dusitou, preto je kyselina dusitá činidlom, ktoré umožňuje rozlíšiť medzi primárnymi, sekundárnymi a terciárnymi amínmi.
Pri kondenzácii amínov s karboxylovými kyselinami vznikajú amidy kyselín - zlúčeniny s fragmentom -C (O)N
Kondenzácia amínov s aldehydmi a ketónmi vedie k tvorbe takzvaných Schiffových báz, zlúčenín obsahujúcich -N=C2 časť.
Interakciou primárnych amínov s fosgénom Cl 2 C=O vznikajú zlúčeniny so skupinou –N=C=O, nazývané izokyanáty (obr. 2D, príprava zlúčeniny s dvoma izokyanátovými skupinami).
Z aromatických amínov je najznámejší anilín (fenylamín) C 6 H 5 NH 2. Vlastnosti sa približuje k alifatickým amínom, ale jeho zásaditosť je menej výrazná – in vodné roztoky nevytvára zásadité prostredie. Podobne ako alifatické amíny môže vytvárať amónne soli so silnými minerálnymi kyselinami [C 6 H 5 NH 3 ] + Cl -. Keď anilín reaguje s kyselinou dusitou (v prítomnosti HCl), vzniká diazozlúčenina obsahujúca skupinu R–N=N, ktorá sa získava vo forme iónovej soli nazývanej diazóniová soľ (obr. 3A). Interakcia s kyselinou dusitou teda nie je rovnaká ako v prípade alifatických amínov. Benzénové jadro v anilíne má reaktivita, charakteristické pre aromatické zlúčeniny ( cm. AROMATICITY), pri halogenácii, atómy vodíka v orto- a pár-pozície aminoskupiny sú substituované, čo vedie k chlóranilínom s rôznym stupňom substitúcie (obr. 3B). Pôsobením kyseliny sírovej dochádza k sulfonácii v pár-polohe k aminoskupine, vzniká tzv. sulfanilová kyselina (obr. 3B).
Získavanie amínov.
Keď amoniak reaguje s halogénalkylmi, ako je RCI, vzniká zmes primárnych, sekundárnych a terciárnych amínov. Výsledný vedľajší produkt HCl sa pridáva k amínom za vzniku amóniovej soli, ale s nadbytkom amoniaku sa soľ rozkladá, čo umožňuje proces uskutočniť až do vzniku kvartérnych amóniových solí (obr. 4A). Na rozdiel od alifatických halogénalkylov reagujú arylhalogenidy, napríklad C6H5Cl, s amoniakom veľmi ťažko, syntéza je možná len s katalyzátormi obsahujúcimi meď. V priemysle sa alifatické amíny získavajú katalytickou interakciou alkoholov s NH3 pri 300–500 °C a tlaku 1–20 MPa, výsledkom čoho je zmes primárnych, sekundárnych a terciárnych amínov (obr. 4B).
Reakciou aldehydov a ketónov s amónnou soľou kyseliny mravčej HCOONH4 vznikajú primárne amíny (obr. 4C), zatiaľ čo reakciou aldehydov a ketónov s primárnymi amínmi (v prítomnosti kyseliny mravčej HCOOH) vznikajú sekundárne amíny (obr. 4D).
Nitrozlúčeniny (obsahujúce skupinu -N02) tvoria pri redukcii primárne amíny. Táto metóda, ktorú navrhol N.N. Zinin, sa málo používa pre alifatické zlúčeniny, ale je dôležitá na získanie aromatických amínov a tvorí základ priemyselná produkcia anilín (obr. 4e).
Ako samostatné zlúčeniny sa amíny používajú málo, napríklad polyetylénpolyamín [-C2H4NH-] sa používa v každodennom živote n(obchodný názov PEPA) ako tvrdidlo do epoxidových živíc. Hlavné použitie amínov je ako medziprodukty pri príprave rôznych organickej hmoty. Vedúca úloha patrí anilínu, na základe ktorého sa vyrába široká škála anilínových farbív a farebná "špecializácia" sa kladie už vo fáze získavania samotného anilínu. Ultračistý anilín bez homológov sa v priemysle nazýva „anilín pre modrú“ (čo znamená farba budúceho farbiva). „Anilín na červenú“ musí obsahovať okrem anilínu aj zmes orto- a pár-toluidín (CH3C6H4NH2).
Alifatické diamíny sú východiskovými zlúčeninami na výrobu polyamidov, napríklad nylonu (obr. 2), ktorý sa široko používa na výrobu vlákien, polymérnych filmov, ako aj komponentov a dielov v strojárstve (polyamidové prevody).
Polyuretány sa získavajú z alifatických diizokyanátov (obr. 2), ktoré majú komplex technicky dôležitých vlastností: vysokú pevnosť spojenú s elasticitou a veľmi vysokou odolnosťou proti oderu (polyuretánové podrážky topánok), ako aj dobrú priľnavosť k širokému spektru materiálov (polyuretán lepidlá). Široko sa používajú v penovej forme (polyuretánové peny).
Na báze kyseliny sulfanilovej (obr. 3) sa syntetizujú protizápalové liečivá sulfónamidy.
Diazóniové soli (obr. 2) sa používajú vo fotosenzitívnych materiáloch na modrotlač, čo umožňuje získať obraz obchádzajúci bežnú fotografiu halogenidu striebra ( cm. SVETELNÉ KOPÍROVANIE).
Michail Levický
Amíny sú organické deriváty amoniaku obsahujúce aminoskupinu NH 2 a organický radikál. Vo všeobecnosti je vzorec amínu vzorcom amoniaku, v ktorom sú atómy vodíka nahradené uhľovodíkovým radikálom.
Klasifikácia
- Podľa toho, koľko atómov vodíka v amoniaku je nahradených radikálom, sa rozlišujú primárne amíny (jeden atóm), sekundárne, terciárne. Radikály môžu byť rovnakého alebo rôzneho typu.
- Amín môže obsahovať viac ako jednu aminoskupinu, ale niekoľko. Podľa tejto charakteristiky sa delia na mono, di-, tri-, ... polyamíny.
- Podľa typu radikálov spojených s atómom dusíka sa rozlišujú alifatické (neobsahujúce cyklické reťazce), aromatické (obsahujúce cyklus, najznámejší je anilín s benzénovým kruhom), zmiešané (tuk-aromatické, obsahujúce cyklické a ne cyklické radikály).
Vlastnosti
V závislosti od dĺžky reťazca atómov v organickom zvyšku môžu byť amíny plynné (tri-, di-, metylamín, etylamín), kvapalné alebo pevné látky. Čím dlhší reťazec, tým tvrdšia látka. Najjednoduchšie amíny sú rozpustné vo vode, ale keď sa prejde k zložitejším zlúčeninám, rozpustnosť vo vode klesá.
Plynné a kvapalné amíny sú látky s výrazným zápachom po amoniaku. Pevné látky sú prakticky bez zápachu.
Amíny sa objavia v chemické reakcie silné základné vlastnosti, ako výsledok interakcie s anorganické kyseliny sa získajú alkylamóniové soli. Reakcia s kyselinou dusitou je pre túto triedu zlúčenín kvalitatívna. V prípade primárneho amínu sa získa alkohol a plynný dusík so sekundárnym nerozpustným žltým precipitátom s výrazným zápachom nitrózodimetylamínu; s terciárnou reakciou nejde.
Reagujú s kyslíkom (horí na vzduchu), halogénmi, karboxylovými kyselinami a ich derivátmi, aldehydmi, ketónmi.
Takmer všetky amíny, až na zriedkavé výnimky, sú toxické. Takže najznámejší predstaviteľ triedy, anilín, ľahko preniká do pokožky, oxiduje hemoglobín, tlmí centrálny nervový systém, narúša metabolizmus, čo môže dokonca viesť k smrti. Toxický pre ľudí a páry.
Príznaky otravy:
- dýchavičnosť
- cyanóza nosa, pier, končekov prstov,
- zrýchlené dýchanie a zrýchlený tep, strata vedomia.
Prvá pomoc:
- umyte chemické činidlo vatou a alkoholom,
- poskytnúť prístup k čistému vzduchu,
- zavolať sanitku.
Aplikácia
— Ako tvrdidlo pre epoxidové živice.
— Ako katalyzátor v chemickom priemysle a metalurgii.
- Suroviny na výrobu polyamidových umelých vlákien, ako je nylon.
— Na výrobu polyuretánov, polyuretánových pien, polyuretánových lepidiel.
- Východiskový produkt na výrobu anilínu - základ pre anilínové farbivá.
- Na výrobu liekov.
— Na výrobu fenolformaldehydových živíc.
- Na syntézu repelentov, fungicídov, insekticídov, pesticídov, minerálnych hnojív, urýchľovačov vulkanizácie gumy, antikoróznych činidiel, tlmivých roztokov.
— Ako prísada do motorových olejov a palív, suché palivo.
— Získať materiály citlivé na svetlo.
- Urotropín sa používa ako potravinárska prídavná látka, ako aj prísada do kozmetiky.
V našom internetovom obchode si môžete kúpiť činidlá patriace do triedy amínov.
metylamín
Primárny alifatický amín. Je žiadaná ako surovina na výrobu liekov, farbív, pesticídov.
dietylamín
sekundárny amín. Používa sa ako východiskový produkt pri výrobe pesticídov, liečiv (napríklad novokaín), farbív, repelentov, prísad do palív a motorových olejov. Vyrábajú sa z neho činidlá na ochranu proti korózii, na zušľachťovanie rúd, vytvrdzovanie epoxidových živíc a na urýchlenie vulkanizačných procesov.
trietylamín
Terciárny amín. Používa sa v chemickom priemysle ako katalyzátor pri výrobe gumy, 
epoxidové živice, polyuretánové peny. V metalurgii je to katalyzátor vytvrdzovania v procesoch bez výpalu. Surovina v organickej syntéze liečiv, minerálne hnojivá, prostriedky na ničenie buriny, farby.
1-butylamín
terc-butylamín, zlúčenina, v ktorej je terc-butylová organická skupina naviazaná na dusík. Látka sa používa pri syntéze zosilňovačov vulkanizácie kaučuku, liečiv, farbív, tanínov, prípravkov na ničenie buriny a hmyzu.
Urotropín (hexamín)
polycyklický amín. Látka žiadaná v ekonomike. Používa sa ako prísada do potravín, liečivá a liečivá zložka, prísada do kozmetiky, tlmivé roztoky pre analytickú chémiu; ako suché palivo, tvrdidlo polymérnej živice, pri syntéze fenolformaldehydových živíc, fungicídov, výbušnín, prostriedkov na ochranu proti korózii.
Amíny vstúpili do nášho života celkom nečakane. Donedávna išlo o jedovaté látky, ktorých zrážka môže viesť k smrti. A teraz, po storočí a pol, aktívne používame syntetické vlákna, tkaniny, stavebné materiály, farbivá na báze amínov. Nie, nestali sa bezpečnejšími, ľudia ich jednoducho dokázali „skrotiť“ a podmaniť si ich, pričom pre seba získali určité výhody. O ktorom a budeme hovoriť ďalej.
Definícia
Na kvalitatívne a kvantitatívne stanovenie anilínu v roztokoch alebo zlúčeninách sa používa reakcia s, na konci ktorej na dno skúmavky padá biela zrazenina vo forme 2,4,6-tribromanilínu.
Amíny v prírode
Amíny sa v prírode nachádzajú všade vo forme vitamínov, hormónov, medziproduktov látkovej premeny, nachádzajú sa aj u zvierat a rastlín. Okrem toho sa pri hnilobe živých organizmov získavajú aj stredné amíny, ktoré v tekutom stave šíria nepríjemný zápach sleďovej soľanky. V literatúre široko popisovaný "kadaverický jed" sa objavil práve vďaka špecifickej ambre amínov.
Látky, o ktorých uvažujeme, boli dlho zamieňané s amoniakom kvôli podobnému zápachu. Ale v polovici devätnásteho storočia francúzsky chemik Wurtz dokázal syntetizovať metylamín a etylamín a dokázal, že pri spaľovaní uvoľňujú uhľovodíky. To bol zásadný rozdiel medzi spomínanými zlúčeninami a amoniakom.
Získavanie amínov v priemyselných podmienkach
Keďže atóm dusíka v amínoch je v najnižší stupeň oxidáciou, potom je redukcia zlúčenín obsahujúcich dusík najjednoduchším a cenovo dostupným spôsobom ich získania. Je to ten, kto je široko používaný v priemyselnej praxi kvôli svojej lacnosti.
Prvým spôsobom je redukcia nitrozlúčenín. Reakciu, pri ktorej vzniká anilín, pomenoval vedec Zinin a prvýkrát sa uskutočnila v polovici devätnásteho storočia. Druhým spôsobom je redukcia amidov lítiumalumíniumhydridom. Primárne amíny možno redukovať aj z nitrilov. Treťou možnosťou sú alkylačné reakcie, to znamená zavedenie alkylových skupín do molekúl amoniaku.
Aplikácia amínov
Samotné amíny sa vo forme čistých látok používajú málo. Jedným vzácnym príkladom je polyetylénpolyamín (PEPA), ktorý uľahčuje vytvrdzovanie epoxidovej živice v domácnosti. Primárny, terciárny alebo sekundárny amín je v podstate medziproduktom pri výrobe rôznych organických látok. Najpopulárnejší je anilín. Je základom veľkej palety anilínových farbív. Farba, ktorá sa nakoniec ukáže, závisí priamo od vybranej suroviny. Čistý anilín dáva Modrá farba a zmes anilínu, orto- a para-toluidínu bude červená.
Alifatické amíny sú potrebné na získanie polyamidov ako nylon a iné Používajú sa v strojárstve, ale aj pri výrobe lán, tkanín a fólií. Okrem toho sa pri výrobe polyuretánov používajú alifatické diizokyanáty. Pre svoje výnimočné vlastnosti (ľahkosť, pevnosť, pružnosť a schopnosť priľnúť na akýkoľvek povrch) sú žiadané v stavebníctve (montážna pena, lepidlo) a v obuvníckom priemysle (protišmykové podrážky).
Medicína je ďalšou oblasťou, kde sa používajú amíny. Chémia z nich pomáha syntetizovať antibiotiká sulfónamidovej skupiny, ktoré sa úspešne používajú ako lieky druhej línie, to znamená rezervné. V prípade, že si baktérie vyvinú rezistenciu na základné lieky.
Škodlivé účinky na ľudský organizmus
Je známe, že amíny sú veľmi toxické látky. Akákoľvek interakcia s nimi môže spôsobiť poškodenie zdravia: vdýchnutie výparov, kontakt s otvorenou pokožkou alebo požitie zlúčenín do tela. Smrť nastáva v dôsledku nedostatku kyslíka, pretože amíny (najmä anilín) sa viažu na krvný hemoglobín a bránia mu zachytávať molekuly kyslíka. Alarmujúce príznaky sú dýchavičnosť, modrý nasolabiálny trojuholník a končeky prstov, tachypnoe (zrýchlené dýchanie), tachykardia, strata vedomia.
V prípade kontaktu s týmito látkami na holých miestach tela je potrebné ich rýchlo odstrániť vatou predtým navlhčenou alkoholom. Toto sa musí vykonať čo najopatrnejšie, aby sa nezväčšila oblasť kontaminácie. Ak sa objavia príznaky otravy, určite by ste sa mali poradiť s lekárom.
Alifatické amíny sú jedom pre nervový a kardiovaskulárny systém. Môžu spôsobiť útlm funkcie pečene, jej degeneráciu a dokonca aj onkologické ochorenia močového mechúra.
Chemické vlastnosti amínov.
Keďže amíny, ktoré sú derivátmi amoniaku, majú podobnú štruktúru (t. j. majú v atóme dusíka nezdieľaný elektrónový pár), vykazujú podobné vlastnosti. Tie. amíny, podobne ako amoniak, sú bázy, pretože atóm dusíka môže poskytnúť elektrónový pár na vytvorenie väzby s časticami s deficitom elektrónov podľa mechanizmu donor-akceptor (zodpovedá definícii Lewisovej zásaditosti).
I. Vlastnosti amínov ako báz (akceptory protónov)
1. Vodné roztoky alifatických amínov vykazujú alkalickú reakciu, pretože pri interakcii s vodou vznikajú alkylamóniové hydroxidy podobné hydroxidu amónnemu:
CH3NH2 + H2O CH3NH3+ + OH -
Anilín prakticky nereaguje s vodou.
Vodné roztoky majú zásaditý charakter:
Väzba protónu s amínom, podobne ako u amoniaku, vzniká podľa mechanizmu donor-akceptor v dôsledku osamelého elektrónového páru atómu dusíka.
Alifatické amíny sú silnejšie zásady ako amoniak, pretože alkylové radikály zvyšujú hustotu elektrónov na atóme dusíka v dôsledku + ja-účinok. Z tohto dôvodu je elektrónový pár atómu dusíka držaný menej pevne a ľahšie interaguje s protónom.
2. Pri interakcii s kyselinami tvoria amíny soli:
C6H5NH2 + HCl → (C6H5NH3)Cl
fenylamóniumchlorid
2CH 3 NH 2 + H 2 SO 4 → (CH 3 NH 3) 2 SO 4
metylamóniumsulfát
Aminové soli - pevné látky, vysoko rozpustný vo vode a slabo rozpustný v nepolárnych kvapalinách. Pri reakcii s alkáliami sa uvoľňujú voľné amíny:
Aromatické amíny sú slabšie bázy ako amoniak, pretože osamotený elektrónový pár atómu dusíka sa posúva smerom k benzénovému kruhu, konjuguje sa s π-elektrónmi aromatického jadra, čo znižuje hustotu elektrónov na atóme dusíka (-M efekt). Naopak, alkylová skupina je dobrým donorom elektrónovej hustoty (+I-efekt).
alebo 
Zníženie hustoty elektrónov na atóme dusíka vedie k zníženiu schopnosti oddeľovať protóny od slabých kyselín. Preto anilín interaguje iba s silné kyseliny(HCl, H 2 SO 4) a jeho vodný roztok sa nesfarbí na lakmusovo modrý.
Atóm dusíka v molekulách amínu má nezdieľaný elektrónový pár, ktorý sa môže podieľať na tvorbe väzby mechanizmom donor-akceptor.
anilín amoniak primárny amín sekundárny amín terciárny amín
hustota elektrónov na atóme dusíka sa zvyšuje.
V dôsledku prítomnosti osamelého páru elektrónov v molekulách vykazujú amíny, podobne ako amoniak, základné vlastnosti.
anilín amoniak primárny amín sekundárny amín
základné vlastnosti sa zlepšujú vplyvom typu a počtu radikálov.
C6H5NH2< NH 3 < RNH 2 < R 2 NH < R 3 N (в газовой фазе)
II. Oxidácia amínov
Amíny, najmä aromatické, ľahko oxidujú na vzduchu. Na rozdiel od amoniaku sa môžu vznietiť otvoreným plameňom. Aromatické amíny spontánne oxidujú na vzduchu. Anilín teda na vzduchu rýchlo hnedne v dôsledku oxidácie.
4CH3NH2 + 902 → 4CO2 + 10H20 + 2N2
4C6H5NH2 + 3102 → 24CO2 + 14H20 + 2N2
III. Interakcia s kyselinou dusitou
Kyselina dusitá HNO 2 je nestabilná zlúčenina. Preto sa používa iba v momente výberu. HNO 2 vzniká, ako všetky slabé kyseliny, pôsobením silnej kyseliny na jej soľ (dusitan):
KNO 2 + HCl → HNO 2 + KCl
alebo N02- + H + → HNO2
Štruktúra reakčných produktov s kyselinou dusitou závisí od povahy amínu. Preto sa táto reakcia používa na rozlíšenie medzi primárnymi, sekundárnymi a terciárnymi amínmi.
Primárne alifatické amíny s HNO 2 tvoria alkoholy:
R-NH2 + HN02 -> R-OH + N2 + H20
- Veľký význam má diazotačná reakcia primárnych aromatických amínov pôsobením kyseliny dusitej, získaná reakciou dusitanu sodného s kyselina chlorovodíková. Potom sa vytvorí fenol:
Sekundárne amíny (alifatické a aromatické) sa pôsobením HNO 2 premieňajú na N-nitrózoderiváty (látky s charakteristickým zápachom):
R2NH + H-O-N=O -> R2N-N=0 + H20
alkylnitrózamín
· Reakcia s terciárnymi amínmi vedie k tvorbe nestabilných solí a nemá praktický význam.
IV. Špeciálne vlastnosti:
1. Tvorba komplexných zlúčenín s prechodnými kovmi:
2. Pridanie alkylhalogenidov Amíny pridávajú halogénalkány za vzniku soli:
Ošetrením výslednej soli alkáliou môžete získať voľný amín:
V. Aromatická elektrofilná substitúcia v aromatických amínoch (reakcia anilínu s brómová voda alebo s kyselina dusičná):
V aromatických amínoch aminoskupina uľahčuje substitúciu v orto a para polohách benzénového kruhu. Preto k halogenácii anilínu dochádza rýchlo aj v neprítomnosti katalyzátorov a naraz sa nahradia tri atómy vodíka benzénového kruhu a vyzráža sa biela zrazenina 2,4,6-tribromanilínu:
Táto reakcia s brómovou vodou sa používa ako kvalitatívna reakcia pre anilín.
V týchto reakciách (bromácia a nitrácia) sa tvoria prevažne orto- a pár-deriváty.
4. Spôsoby získavania amínov.
1. Hoffmannova reakcia. Jednou z prvých metód na získanie primárnych amínov je alkylácia amoniaku alkylhalogenidmi:
Toto nie je najlepšia metóda, pretože výsledkom je zmes amínov všetkých stupňov substitúcie:
atď. Ako alkylačné činidlá môžu pôsobiť nielen alkylhalogenidy, ale aj alkoholy. Na tento účel sa zmes amoniaku a alkoholu vedie cez oxid hlinitý pri vysokej teplote.
2. Zinina reakcia- pohodlný spôsob získavania aromatických amínov pri redukcii aromatických nitrozlúčenín. Ako redukčné činidlá sa používajú: H 2 (na katalyzátore). Niekedy vzniká vodík priamo v momente reakcie, na čo sa kovy (zinok, železo) upravujú zriedenou kyselinou.
2HCl + Fe (hobliny) → FeCl2 + 2H
C6H5N02 + 6 [H] C6H5NH2 + 2H20.
V priemysle táto reakcia prebieha zahrievaním nitrobenzénu s vodnou parou v prítomnosti železa. V laboratóriu vzniká vodík „v momente izolácie“ reakciou zinku s alkáliou alebo železa s kyselinou chlorovodíkovou. V druhom prípade sa tvorí anilíniumchlorid.
3. Regenerácia nitrilov. Použite LiAlH 4:
4. Enzymatická dekarboxylácia aminokyselín:
5. Použitie amínov.
Amíny sa používajú vo farmaceutickom priemysle a organickej syntéze (CH 3 NH 2, (CH 3) 2 NH, (C 2 H 5) 2 NH atď.); pri výrobe nylonu (NH2-(CH2)6-NH2-hexametyléndiamín); ako surovina na výrobu farbív a plastov (anilín), ako aj pesticídov.
Zoznam použitých zdrojov:
- O.S. Gabrielyan a ďalší.Chémia. 10. ročník Úroveň profilu: učebnica pre vzdelávacie inštitúcie; Drop, Moskva, 2005;
- "Tutor in Chemistry" editoval A. S. Egorov; "Fénix", Rostov na Done, 2006;
- G. E. Rudzitis, F. G. Feldman. Chémia 10 buniek. M., Vzdelávanie, 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
Podľa povahy uhľovodíkových substituentov sa amíny delia na
Všeobecné štruktúrne vlastnosti amínov
Rovnako ako v molekule amoniaku, v molekule akéhokoľvek amínu má atóm dusíka nezdieľaný elektrónový pár nasmerovaný na jeden z vrcholov skresleného štvorstenu:
Z tohto dôvodu majú amíny, podobne ako amoniak, výrazne výrazné zásadité vlastnosti.
Takže amíny, podobne ako amoniak, reverzibilne reagujú s vodou a vytvárajú slabé zásady:
Väzba katiónu vodíka s atómom dusíka v molekule amínu sa realizuje pomocou mechanizmu donor-akceptor v dôsledku osamelého elektrónového páru atómu dusíka. Limitné amíny sú silnejšie zásady v porovnaní s amoniakom, pretože. v takýchto amínoch majú uhľovodíkové substituenty pozitívny indukčný (+I) účinok. V tomto ohľade sa zvyšuje hustota elektrónov na atóme dusíka, čo uľahčuje jeho interakciu s katiónom H +.
Aromatické amíny, ak je aminoskupina priamo spojená s aromatickým jadrom, vykazujú slabšie zásadité vlastnosti v porovnaní s amoniakom. Je to spôsobené tým, že osamelý elektrónový pár atómu dusíka je posunutý smerom k aromatickému π-systému benzénového kruhu, v dôsledku čoho klesá hustota elektrónov na atóme dusíka. To zase vedie k zníženiu základných vlastností, najmä schopnosti interakcie s vodou. Napríklad anilín reaguje iba so silnými kyselinami a prakticky nereaguje s vodou.
Chemické vlastnosti nasýtených amínov
Ako už bolo uvedené, amíny reagujú s vodou reverzibilne:
Vodné roztoky amínov majú alkalickú reakciu prostredia v dôsledku disociácie výsledných zásad:
Nasýtené amíny reagujú s vodou lepšie ako amoniak vďaka svojim silnejším zásaditým vlastnostiam.
Hlavné vlastnosti nasýtených amínov sa v sérii zvyšujú.
Sekundárne obmedzujúce amíny sú silnejšie zásady ako primárne obmedzujúce amíny, ktoré sú zase silnejšie zásady ako amoniak. Pokiaľ ide o základné vlastnosti terciárnych amínov, pokiaľ ide o reakcie vo vodných roztokoch, základné vlastnosti terciárnych amínov sú oveľa horšie ako vlastnosti sekundárnych amínov a dokonca o niečo horšie ako vlastnosti primárnych amínov. Je to spôsobené stérickými zábranami, ktoré významne ovplyvňujú rýchlosť protonácie amínu. Inými slovami, tri substituenty "blokujú" atóm dusíka a zabraňujú jeho interakcii s H+ katiónmi.
Interakcia s kyselinami
Voľné nasýtené amíny a ich vodné roztoky interagujú s kyselinami. V tomto prípade sa tvoria soli:
Keďže základné vlastnosti nasýtených amínov sú výraznejšie ako vlastnosti amoniaku, takéto amíny reagujú aj s slabé kyseliny napríklad uhlie:
Amínové soli sú pevné látky, ktoré sú vysoko rozpustné vo vode a slabo rozpustné v nepolárnych organických rozpúšťadlách. Interakcia amínových solí s alkáliami vedie k uvoľňovaniu voľných amínov, podobne ako je amoniak vytláčaný pôsobením alkálií na amónne soli:
2. Primárne limitujúce amíny reagujú s kyselinou dusitou za vzniku zodpovedajúcich alkoholov, dusíka N 2 a vody. Napríklad:
Charakteristickým znakom tejto reakcie je tvorba plynného dusíka, v súvislosti s ktorým je kvalitatívny pre primárne amíny a používa sa na ich odlíšenie od sekundárnych a terciárnych. Je potrebné poznamenať, že táto reakcia sa najčastejšie uskutočňuje zmiešaním amínu nie s roztokom samotnej kyseliny dusitej, ale s roztokom soli kyseliny dusitej (dusitanu) a potom pridaním silnej minerálnej kyseliny do tejto zmesi. Keď dusitany interagujú so silnými minerálnymi kyselinami, vzniká kyselina dusitá, ktorá potom reaguje s amínom:
Sekundárne amíny poskytujú za podobných podmienok olejovité kvapaliny, takzvané N-nitrozamíny, ale táto reakcia v skutočnosti USE priradenia sa v chémii nevyskytuje. Terciárne amíny nereagujú s kyselinou dusitou.
Úplné spálenie akéhokoľvek amínu vedie k tvorbe oxid uhličitý voda a dusík:
Interakcia s halogénalkánmi
Je pozoruhodné, že presne rovnaká soľ sa získa pôsobením chlorovodíka na viac substituovaný amín. V našom prípade počas interakcie chlorovodíka s dimetylamínom:
Získanie amínov:
1) Alkylácia amoniaku halogénalkánmi:
V prípade nedostatku amoniaku sa namiesto amínu získa jeho soľ:
2) Redukcia kovmi (na vodík v sérii aktivít) v kyslom prostredí:
s následným spracovaním roztoku s alkáliou, aby sa uvoľnil voľný amín:
3) Reakcia amoniaku s alkoholmi prechodom ich zmesi cez zahriaty oxid hlinitý. V závislosti od pomeru alkoholu / amínu sa tvoria primárne, sekundárne alebo terciárne amíny:
Chemické vlastnosti anilínu
anilín - triviálny názov aminobenzénu, ktorý má vzorec:
Ako je možné vidieť z ilustrácie, v anilínovej molekule je aminoskupina priamo spojená s aromatickým kruhom. V takýchto amínoch, ako už bolo uvedené, sú základné vlastnosti oveľa menej výrazné ako v amoniaku. Takže najmä anilín prakticky nereaguje s vodou a slabými kyselinami, ako je napríklad uhličitá.
Interakcia anilínu s kyselinami
Anilín reaguje so silnými a stredne silnými anorganickými kyselinami. V tomto prípade sa tvoria fenylamóniové soli:
Interakcia anilínu s halogénmi
Ako už bolo spomenuté na samom začiatku tejto kapitoly, aminoskupina v aromatických amínoch je vtiahnutá do aromatického kruhu, čo následne znižuje hustotu elektrónov na atóme dusíka a v dôsledku toho ju zvyšuje v aromatickom jadre. Zvýšenie hustoty elektrónov v aromatickom jadre vedie k tomu, že elektrofilné substitučné reakcie, najmä reakcie s halogénmi, prebiehajú oveľa ľahšie, najmä v orto a para polohe vzhľadom na aminoskupinu. Anilín teda ľahko interaguje s brómovou vodou a vytvára bielu zrazeninu 2,4,6-tribromanilínu:
Táto reakcia je pre anilín kvalitatívna a často vám umožňuje určiť ju medzi inými organickými zlúčeninami.
Interakcia anilínu s kyselinou dusitou
Anilín reaguje s kyselinou dusitou, ale kvôli špecifickosti a zložitosti tejto reakcie sa nevyskytuje pri skutočnej skúške z chémie.
Alkylačné reakcie anilínu
Pomocou sekvenčnej alkylácie anilínu na atóme dusíka halogénovými derivátmi uhľovodíkov možno získať sekundárne a terciárne amíny:
Chemické vlastnosti aminokyselín
Aminokyseliny pomenovať zlúčeniny, v ktorých molekulách sú dva typy funkčné skupiny- amino (-NH 2) a karboxy- (-COOH) skupiny.
Inými slovami, aminokyseliny možno považovať za deriváty karboxylové kyseliny, v molekulách ktorých je jeden alebo viac atómov vodíka nahradených aminoskupinami.
Všeobecný vzorec aminokyselín teda možno zapísať ako (NH2) x R(COOH) y, kde x a y sa najčastejšie rovnajú jednej alebo dvom.
Pretože aminokyseliny majú aminoskupinu aj karboxylovú skupinu, prejavujú sa Chemické vlastnosti podobné ako amíny, tak karboxylové kyseliny.
Kyslé vlastnosti aminokyselín
Tvorba solí s alkáliami a uhličitanmi alkalických kovov
Esterifikácia aminokyselín
Aminokyseliny môžu vstúpiť do esterifikačnej reakcie s alkoholmi:
NH 2 CH 2 COOH + CH 3 OH → NH 2 CH 2 COOCH 3 + H 2 O
Základné vlastnosti aminokyselín
1. Tvorba solí pri interakcii s kyselinami
NH 2 CH 2 COOH + HCl → + Cl -
2. Interakcia s kyselinou dusitou
NH2-CH2-COOH + HNO2 → HO-CH2-COOH + N2 + H20
Poznámka: interakcia s kyselinou dusitou prebieha rovnakým spôsobom ako s primárnymi amínmi
3. Alkylácia
NH 2 CH 2 COOH + CH 3 I → + I -
4. Vzájomná interakcia aminokyselín
Aminokyseliny môžu navzájom reagovať za vzniku peptidov - zlúčenín obsahujúcich vo svojich molekulách peptidovú väzbu -C (O) -NH-
Zároveň je potrebné poznamenať, že v prípade reakcie medzi dvoma rôznymi aminokyselinami, bez dodržania niektorých špecifických podmienok syntézy, dochádza súčasne k tvorbe rôznych dipeptidov. Napríklad namiesto vyššie uvedenej reakcie glycínu s alanínom, ktorá vedie ku glycylanínu, môže dôjsť k reakcii vedúcej k alanylglycínu:
Okrem toho molekula glycínu nemusí nutne reagovať s molekulou alanínu. Peptizačné reakcie prebiehajú aj medzi molekulami glycínu:
A alanín:
Navyše, keďže molekuly výsledných peptidov, podobne ako pôvodné molekuly aminokyselín, obsahujú aminoskupiny a karboxylové skupiny, môžu samotné peptidy reagovať s aminokyselinami a inými peptidmi v dôsledku tvorby nových peptidových väzieb.
Jednotlivé aminokyseliny sa používajú na výrobu syntetických polypeptidov alebo takzvaných polyamidových vlákien. Takže najmä pomocou polykondenzácie kyseliny 6-aminohexánovej (ε-aminokaprónovej) sa nylon syntetizuje v priemysle:
Nylonová živica získaná v dôsledku tejto reakcie sa používa na výrobu textilných vlákien a plastov.
Tvorba vnútorných solí aminokyselín vo vodnom roztoku
Vo vodných roztokoch sa aminokyseliny vyskytujú najmä vo forme vnútorných solí – bipolárnych iónov (zwitterióny).
