Аміни увійшли до нашого життя зовсім несподівано. Ще нещодавно це були отруйні речовини, зіткнення з якими могло призвести до смерті. І ось через півтора століття ми активно користуємося синтетичними волокнами, тканинами, будівельними матеріалами, барвниками, в основі яких лежать аміни. Ні, вони не стали безпечнішими, просто люди змогли їх "приручити" і підпорядкувати, отримуючи для себе певну користь. Про те, яку саме і поговоримо далі.
Визначення
Для якісного та кількісного визначення аніліну в розчинах або сполуках використовується реакція з наприкінці якої на дно пробірки випадає білий осад у вигляді 2,4,6-триброманіліну.
Аміни у природі
Аміни зустрічаються в природі повсюдно у вигляді вітамінів, гормонів, проміжних продуктів обміну, є вони і в організмі тварин і рослин. Крім того, при гниття живих організмів також виходять середні аміни, які в рідкому стані поширюють неприємний запах оселедцевого розсолу. Широко описана в літературі «трупна отрута» з'явилася саме завдяки специфічному амбре амінів.
Тривалий час речовини, що розглядаються нами, плутали з аміаком через схожий запах. Але в середині ХІХ століття французький хімік Вюрц зміг синтезувати метиламін і етиламін і довести, що при згорянні вони виділяють вуглеводень. Це було важливою відмінністю згаданих сполук від аміаку.
Отримання амінів у промислових умовах
Так як атом азоту в амінах знаходиться в нижчій мірі окислення, то відновлення азотовмісних сполук є найбільш простим і доступним способом їх одержання. Саме він широко поширений у промисловій практиці через свою дешевизну.
Перший метод є відновлення нітросполук. Реакція, під час якої утворюється анілін, зветься вченим Зініна і була проведена вперше в середині дев'ятнадцятого століття. Другий спосіб полягає у відновленні амідів за допомогою алюмогідриду літію. З нітрилів також можна відновити первинні аміни. Третій варіант - реакції алкілування, тобто введення алкільних груп у молекули аміаку.
Застосування амінів
Самі собою, як чистих речовин, аміни використовуються мало. Один із рідкісних прикладів - поліетиленполіамін (ПЕПА), який у побутових умовах полегшує затвердіння епоксидної смоли. В основному первинний, третинний або вторинний амін – це проміжний продукт у виробництві різних органічних речовин. Найбільш затребуваним є анілін. Він – основа великої палітри анілінових барвників. Колір, який вийде наприкінці, залежить безпосередньо від вибраної сировини. Чистий анілін дає синій колір, а суміш аніліну, орто-і пара-толуїдину буде червоною.
Аліфатичні аміни потрібні для отримання поліамідів, таких як нейлон та інші. Вони застосовуються в машинобудуванні, а також у виробництві канатів, тканин і плівок. Крім того, аліфатичні діізоцинати використовуються у виготовленні поліуретанів. Через свої виняткові властивості (легкість, міцність, еластичність і здатність прикріплюватися до будь-яких поверхонь) вони затребувані в будівництві (монтажна піна, клей) і в взуттєвій промисловості (підошва проти ковзання).
Медицина – ще одна сфера, де застосовуються аміни. Хімія допомагає синтезувати з них антибіотики групи сульфаніламідів, які успішно застосовують як препарати другої лінії, тобто резервної. На випадок, якщо у бактерій розвинеться стійкість до основних ліків.
Шкідливий вплив на організм людини
Відомо, що аміни – це дуже токсичні речовини. Шкідливість здоров'ю може завдати будь-яка взаємодія з ними: вдихання пари, контакт з відкритою шкірою або потрапляння з'єднань усередину організму. Смерть настає від нестачі кисню, оскільки аміни (зокрема, анілін) пов'язуються з гемоглобіном крові та дають йому захоплювати молекули кисню. Тривожними симптомами є задишка, посинення носогубного трикутника та кінчиків пальців, тахіпное (прискорене дихання), тахікардія, непритомність.
У разі попадання цих речовин на оголені ділянки тіла необхідно швидко прибрати їх ватою, попередньо змоченою у спирті. Робити це треба максимально акуратно, щоб не збільшити площу забруднення. Якщо з'являться симптоми отруєння – обов'язково слід звернутися до лікаря.
Аліфатичні аміни - це отрута для нервової та серцево-судинної систем. Вони можуть спричинити пригнічення функцій печінки, її дистрофію та навіть онкологічні захворювання сечового міхура.
I. За кількістю вуглеводневих радикалів у молекулі аміну:
Первинні аміни R-NH 2
(похідні вуглеводнів, у яких атом водню заміщений на аміногрупу -NH 2),
Вторинні аміни R-NH-R"
ІІ. За будовою вуглеводневого радикалу:
Аліфатичні, наприклад: C 2 H 5 -NH 2 етиламін
Граничні первинні аміни
Загальна формула C n H 2n+1 NH 2 (n ≥ 1); або C n H 2n+3 N (n ≥ 1)
Номенклатура
Назви амінів (особливо вторинних та третинних) зазвичай дають за радикально-функціональною номенклатурою, перераховуючи в алфавітному порядку радикали та додаючи назву класу – амін. Назви первинних амінів за замісною номенклатурою складають із назви родоначального вуглеводню та суфіксу - амін.
CH 3 -NH 2 метанамін (метиламін)
CH 3 -CH 2 -NH 2 етанамін (етиламін)
Первинні аміни часто називають похідними вуглеводнів, в молекулах яких один або кілька атомів водню заміщені на аміногрупи NH 2 . Аміногрупа у своїй розглядається як заступник, та її місце розташування вказується цифрою на початку назви. Наприклад:
H 2 N-CH 2 -CH 2 -CH 2 -CH 2 -NH 2 1,4-діамінобутан.
Анілін (феніламін) C 6 H 5 NH 2 відповідно до цього способу називається амінобензолом.
Гомологічний ряд граничних амінів
СН 3 NH 2 - метиламін (первинний амін), (СН 3) 2 NH - диметиламін (вторинний амін), (СН 3) 3 N - триметиламін (третинний амін) і т.д.
Ізомерія
Структурна ізомерія
Вуглецевого скелета, починаючи з 4 H 9 NH 2:
Положення аміногрупи, починаючи з 3 H 7 NH 2:
Ізомерія аміногрупи, пов'язана із зміною ступеня заміщеності атомів водню при азоті:
Просторова ізомерія
Можлива оптична ізомерія, починаючи з 4 H 9 NH 2:
Оптичні (дзеркальні) ізомери - просторові ізомери, молекули яких ставляться між собою як предмет і несумісне з ним дзеркальне зображення (як ліва та права руки).
Фізичні властивості
Нижчі граничні аміни – газоподібні речовини; середні члени гомологічного ряду – рідини; вищі аміни – тверді речовини. Метиламін має запах аміаку, інші нижчі аміни - різкий неприємний запах, що нагадує запах оселедцевого розсолу.
Нижчі аміни добре розчиняються у воді, зі зростанням вуглеводневого радикалу розчинність амінів падає. Аміни утворюються при гнитті органічних залишків, що містять білки. Ряд амінів утворюється в організмах людини та тварин з амінокислот (біогенні аміни).
Хімічні властивості
Аміни, як і аміак, виявляють яскраво виражені властивості основ, що з наявністю в молекулах амінів атома азоту, що має неподілену пару електронів.
1. Взаємодія із водою
Розчини амінів у воді мають лужну реакцію середовища.
2. Взаємодія з кислотами (утворення солей)
Аміни виділяються з їх солей при дії лугів:
Cl + NaOH → СН 3 CH 2 NH 2 + NaCl + Н 2 O
3. Горіння амінів
4CH 3 NH 2 + 9O 2 → 4СО 2 + 10Н 2 O + 2N 2
4. Реакція з азотистою кислотою (відмінність первинних амінів від вторинних та третинних)
Під дією HNO 2 первинні аміни перетворюються на спирти з виділенням азоту:
C 2 H 5 NH 2 + HNO 2 → С 2 Н 5 ОН + N 2 + Н 2 O
Способи отримання
1. Взаємодія галогеналканів із аміаком
СН 3 Вr + 2NH 3 → CH 3 NH 2 + NH 4 Br
2. Взаємодія спиртів із аміаком
(Практично у цих реакціях утворюється суміш первинних, вторинних, третинних амінів та солі четвертинної амонієвої основи.)
Аміни - органічні похідні аміаку, що містять аміногрупу NH 2 та органічний радикал. У загальному випадку формула аміну є формулою аміаку, в якій атоми водню замінені на вуглеводневий радикал.
Класифікація
- З того, що в аміаку атомів водню замінено радикалом, розрізняють первинні аміни (один атом), вторинні, третинні. Радикали можуть бути однаковими чи різнотипними.
- Амін може містити не одну аміногрупу, а кілька. За цією характеристикою їх ділять на моно, ді-, три-, поліаміни.
- За типом радикалів, пов'язаних з атомом азоту, розрізняють аліфатичні (що не містять циклічних ланцюгів), ароматичні (які містять цикл, найвідоміший - анілін з бензольним кільцем), змішані (жиро-ароматичні, що містять циклічний і нециклічний радикали).
Властивості
Залежно від довжини ланцюжка атомів в органічному радикалі, аміни можуть бути газоподібними (три-, ді-, метиламін, етиламін), рідкими або твердими речовинами. Чим довший ланцюг, тим твердіша речовина. Найпростіші аміни водорозчинні, але в міру переходу до складніших сполук водорозчинність зменшується.
Газоподібні та рідкі аміни - речовини з вираженим запахом аміаку. Тверді практично позбавлені запаху.
Аміни виявляють у хімічних реакціях сильні основні властивості, в результаті взаємодії з неорганічними кислотами виходять алкіламонієві солі. Реакція з азотистою кислотою є якісною цього класу сполук. У разі первинного аміну виходить спирт та газоподібний азот, з вторинним - нерозчинний жовтий осад із вираженим запахом нітрозодіметиламіну; з третинним реакція не йде.
Реагують з киснем (горять повітрям), галогенами, карбоновими кислотами та його похідними, альдегідами, кетонами.
Практично всі аміни, за рідкісними винятками, отруйні. Так, найзнаменитіший представник класу, анілін, що легко проникає через шкірний покрив, окислює гемоглобін, пригнічує ЦНС, порушує обмін речовин, що може призвести навіть до смерті. Токсичні для людини та пари.
Ознаки отруєння:
Задишка,
- синюшність носа, губ, кінчиків пальців,
- Часте дихання та посилене серцебиття, втрата свідомості.
Перша допомога:
Змити хімічний реактив ватою зі спиртом,
- забезпечити доступ до чистого повітря,
- викликати швидку допомогу".
Застосування
Як затверджувач епоксидних смол.
Як каталізатор у хімпромі та металургії.
Сировина для отримання штучних поліамідних волокон, наприклад, нейлону.
Для виготовлення поліуретанів, пінополіуретанів, поліуретанових клеїв.
Вихідний продукт для отримання аніліну – основи для анілінових барвників.
Для виробництва лікарських засобів.
Для виготовлення фенолформальдегідних смол.
Для синтезу репелентів, фунгіцидів, інсектицидів, пестицидів, мінеральних добрив, прискорювачів вулканізації гуми, антикорозійних реактивів, буферних розчинів.
Як добавка до моторних олій та палив, сухе пальне.
Для отримання світлочутливих матеріалів.
Уротропін використовується як харчова добавка, а також інгредієнт косметичних засобів.
У нашому інтернет-магазині можна купити реактиви, що належать до класу амінів.
Метиламін
Первинний аліфатичний амін. Затребуваний як сировина для ліків, барвників, пестицидів.
Діетиламін
Вторинний амін. Застосовується як вихідний продукт при отриманні пестицидів, ліків (наприклад, новокаїну), барвників, репелентів, добавок до палива та моторних олій. З нього виготовляють реактиви для захисту від корозії, для збагачення руд, затвердіння епоксидних смол, прискорення вулканізації.
Триетиламін
Третинний амін. Використовується в хімпромі як каталізатор при виробництві гум, 
епоксидних смол, пінополіуретанів. У металургії - каталізатор затвердіння у безвипалювальних процесах. Сировина в органічному синтезі ліків, мінеральних добрив, засобів боротьби з бур'янами, фарб.
1-бутиламін
Третбутиламін, з'єднання, в якому з азотом пов'язана трет-бутильна органічна група. Речовина застосовується при синтезі підсилювачів вулканізації гуми, ліків, барвників, дубильних речовин, препаратів проти бур'янів та комах.
Уротропін (гексамін)
Поліциклічний амін. Затребувана в економіці речовина. Використовується як харчова добавка, ліки та компоненти ліків, інгредієнт косметичних засобів, буферних розчинів для аналітичної хімії; як сухе пальне, отверджувач полімерних смол, у синтезі фенолформальдегідних смол, фунгіцидів, вибухових речовин, засобів захисту від корозії.
Аміни – це органічні похідні аміаку.
За кількістю атомів водню, заміщених на вуглеводневі залишки, розрізняють:
- - первинні R-NH 2
- - вторинні R–NH–R
- - третинні NR 3
Первинні аміни містять групу NH 2 вторинні містять аміногрупу NH і третинні у своєму складі мають лише третинний атом азоту. І чимось схожі на JWH-250.
Номенклатура
Назва амінів утворюється з назви вуглеводневих радикалів, з'єднаних з атомом азоту, та суфіксу -амін
Ариламіни, а також речовини, у яких число аміногруп від двох і вище, розглядаються як амінопохідні вуглеводнів:
- етилендіамін
- анілін
- N,N-диметиланілін
Четвертинні амонієві сполуки та солі розглядають як похідні іона амонію:
Фізичні властивості
Нижчі аліфатичні аміни - безбарвні, горючі гази, розчинні у воді. Вищі гомологи є рідини чи тверді речовини. Чим вища молекулярна маса, тим нижча розчинність у воді.
Ариламін – це безбарвні рідини або тверді речовини, які внаслідок окислення поступово темніють на повітрі. Вони мають неприємний запах.
Фізичні властивості
| Назва | Формула | Т. плавлення | Т. кипіння | рК а (Н 2 O, 298 К) |
| Метиламін | CH 3 -NH 2 | -92.5 | -6.5 | 10.62 |
| Диметиламін | (CH 3) 2 NH | -96 | 7.4 | 10.77 |
| Триметиламін | (CH 3) 3 N | -124 | 3.5 | 9.80 |
| Етиламін | CH 3 -CH 2 -NH 2 | -80.6 | 16.6 | 10.63 |
| Діетиламін | (CH 3 -CH 2) 2 NH | -50 | 55.8 | 10.93 |
| Триетиламін | (CH 3 -CH 2) 3 N | -11.5 | 89.5 | 10.87 |
| н-Пропіламін | CH 3 -CH 2 -CH 2 -NH 2 | -83 | 48.7 | 10.58 |
| Етилендіамін | H 2 N-CH 2 -CH 2 -NH 2 | -8.5 | 116.5 |
Застосування амінів
Самі по собі аміни застосовуються рідко, наприклад, використовується поліетиленполіамін або JWH-307 як затверджувач епоксидних смол. Аміни використовуються як проміжні речовини для одержання різних органічних речовин. Важливе місце займає анілін, на основі якого виготовляється велика кількість анілінових барвників. Причому колір визначається на етапі отримання самого аніліну. Анілін без домішки використовують для отримання синього барвника. Анілін, який містить суміш орто-і пара-толуїдину, використовується для отримання червоного барвника.
Аліфатичні діаміни – це вихідні речовини для синтезу поліамідів, наприклад, нейлону, який широко застосовується для виготовлення полімерних плівок, волокон, а також деталей та вузлів у машинобудуванні.
Аліфатичні діізоціанати використовують для отримання поліуретанів та JWH-203. Вони мають високу міцність і еластичність і дуже високу зносостійкість (взуттєві підошви з поліуретану), а також гарну дифузію до широкого кола матеріалів (поліуретанові клеї). Також їх широко застосовують і у спіненій формі (пінополіуретани).
З сульфанілової кислоти синтезують протизапальні лікарські препарати сульфаніламіди.
Аміни- органічні похідні аміаку, у молекулі якого один, два або всі три атоми водню заміщені вуглецевим залишком.
Зазвичай виділяють три типи амінів:
Аміни, в яких аміногрупа пов'язана безпосередньо з ароматичним кільцем, називаються ароматичними амінами.
Найпростішим представником цих сполук є амінобензол, або анілін:
Основною відмінністю електронної будови амінів є наявність у атома азоту, що входить у функціональну групу, неподіленої електронної пари. Це призводить до того, що аміни виявляють властивості основ.
Існують іони, які є продуктом формального заміщення на вуглеводневий радикал всіх атомів водню в іоні амонію:
Ці іони входять до складу солей, схожих на солі амонію. Вони називаються четвертинними амонійними солями.
Ізомерія та номенклатура
1. Для амінів характерна структурна ізомерія:
а) ізомерія вуглецевого скелета:
б) ізомерія положення функціональної групи:
2. Первинні, вторинні та третинні аміни ізомерні один одному ( міжкласова ізомерія):
Як видно з наведених прикладів, щоб назвати амін, перераховують заступники, пов'язані з атомом азоту (по порядку старшинства), і додають суфікс -амін.
Фізичні властивості амінів
Найпростіші аміни(метиламін, диметиламін, триметиламін) – газоподібні речовини. Інші нижчі аміни- рідини, що добре розчиняються у воді. Мають характерний запах, що нагадує запах аміаку.
Первинні та вторинні аміни здатні утворювати водневі зв'язки. Це призводить до помітного підвищення їх температур кипіння в порівнянні з сполуками, що мають ту ж молекулярну масу, але не здатні утворювати водневі зв'язки.
Анілін - масляниста рідина, що обмежено розчинна у воді, кипляча при температурі 184 °С.
Анілін
Хімічні властивості амінів визначаються основною наявністю в атома азоту неподіленої електронної пари.
Аміни як основи.Атом азоту аміногрупи, подібно до атома азоту в молекулі аміаку, за рахунок неподіленої пари електронівможе утворювати ковалентний зв'язок за донорно-акцепторним механізмом, виступаючи в ролі донора. У зв'язку з цим аміни, як і аміак, здатні приєднувати катіон водню, тобто виступати в ролі основи:
1. Реакція аміонів із водоюпризводить до утворення гідроксид-іонів:
Розчин аміну у воді має лужну реакцію.
2. Реакція із кислотами.Аміак, реагуючи із кислотами, утворює солі амонію. Аміни також здатні вступати в реакцію з кислотами:
Основні властивості аліфатичних амініввиражені сильніше, ніж у аміаку. Це з наявністю одного і більше донорних алкільних заступників, позитивний індуктивний ефект яких підвищує електронну щільність на атомі азоту. Підвищення електронної щільності перетворює азот на більш сильного донора пари електронів, що підвищує його основні властивості:
Горіння аміонів.Аміни горять на повітрі з утворенням вуглекислого газу, води та азоту:
Хімічні властивості амінів - конспект
Застосування амінів
Аміни широко застосовуються для отримання ліків, полімерних матеріалів. Анілін - найважливіша сполука даного класу, яку використовують для виробництва анілінових барвників, ліків (сульфаніламідних препаратів), полімерних матеріалів (анілінформальдегідних смол).
Довідковий матеріал для проходження тестування:
таблиця Менделєєва
Таблиця розчинності
