Реферат: 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 – C₂ H₅

^{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 + CH₃ I --- CH₃ NH₂ + HI

CH₃ NH₂ + CH₃ I --- (CH₃ )₂ NH + HI

(CH₃ )₂ NH + CH₃ I --- (CH₃ )₂ N + 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 )₂ NH + C₂ H₅ Br --- (CH₃ )₂ NC₂ H₅ + HBr

Амины можно получить восстановлением нитросоединений. Обычно нитросоединения подвергают каталитическому гидрированию водородом:

C₂ H₅ NO₂ + 3H₂ --- C₂ H₅ NH₂ + 2H₂ O

Этот метод используется в промышленности для получения ароматических аминов .

Предельные амины. При обычных условиях метил амин CH₃ NH₂ , диметиламин (CH₃ )₂ NH, триметиламин (CH₃ )₃ N и этиламин C₂ H₅ NH₂ – 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 )₂ NH₂ +HCl --- [(CH₃ )₂ NH₃ ]Cl

^{хлорид этиламмония}

(CH₃ )₂ NH + HBr --- [(CH₃ )₂ NH₂ ]Br

^{бромид диметиламмония}

(CH₃ )₃ N + HI --- [(CH₃ )₃ NH]I

^{иодид триметиламмония}

Тритичные амины присоединяют галогенопроизводные углеводорода с образованием тетраалкиламмониевых солей, например:

(C₂ H₅ )₃ N + C₂ H₅ I --- [(C₂ H₅ )₄ N]I

Алкиламониевые соли растворимы в воде и в некоторых органических растворителях. При этом они диссоциируют на ионы:

[(C₂ H₅ )₄ N]I === [(C₂ H₅ )₄ N]⁺ + 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:

C₂ H₅ NH₂ + H₂ O === [C₂ H₅ NH₃ ]⁺ + OH^-

Щелочную реакцию растворов аминов можно обнаружить при помощи индикаторов.

Амины горят на воздухе с выделением CO₂ , азота и воды, например:

4(C₂ H₅ )₂ NH + 27O₂ --- 16CO₂ + 2N₂ + 22H₂ O

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 +H₂ O

Вторичные амины дают азотистой кислотой нитрозосоединения, которые имеют характерный запах:

CH₃ – NH₂ – CH3 + HNO₂ --- (CH₃ )₂ – N==NO+H₂ O

Третичные амины не реагируют азотистой кислотой.

Анилин C₆ H₅ NH₂ 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 (NH₄ )₂ S. В промышленности анилин получают каталитическим гидрированием нитробензола с использованием медного катализатора:

C₆ H₅ – NO₂ + 3H₂ -^cu -- C₆ H₅ – NH₂ + 2H₂ O

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:

C₆ H₅ NH₂ + HCl --- [C₆ H₅ NH₃ ]Cl

Азотная кислота образует с анилином диазосоединения:

C₆ H₅ – NH₂ + NaNO₂ +2HCl --- [C₆ H₅ – N⁺ ==N]Cl^- + NaCl + 2H₂ O

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:

C₆ H₅ – NH₂ + 3H₂ --- C₆ H₁₁ – NH₂

Анилин используется в химической промышленности для синтеза многих органических соединений, в том числе красителей и лекарств.