12.1. Амины: Строение, номенклатура, изомерия

Амины

Строение аминов

Амины — органические производные аммиака, в молекуле которого один, два или все три атома водорода замещены углеродным остатком.

Обычно выделяют три типа аминов:

Можно также считать, что первичные амины являются производными углеводородов, в молекулах которых атом водорода замещен на функцио­нальную аминогруппу (NH2—).

Амины, в которых аминогруппа связана непо­средственно с ароматическим кольцом, называют­ся ароматическими аминами.

Простейшим представителем этих соединений является аминобензол, или анилин:

Основной отличительной чертой электронного строения аминов является наличие у атома азота, входящего в функциональную группу, неподеленной электронной пары. Это приводит к тому, что амины проявляют свойства оснований.

Существуют ионы, которые являются продук­том формального замещения на углеводородный радикал всех атомов водорода в ионе аммония:

Эти ионы входят в состав солей, похожих на соли аммония. Они называются четвертичными аммонийными солями.

Изомерия и номенклатура аминов

1. Для аминов характерна структурная изомерия:

а) изомерия углеродного скелета:

б) изомерия положения функциональной группы:

2. Первичные, вторичные и третичные амины изомерны друг другу (межклассовая изомерия):

Как видно из приведенных примеров, для то­го чтобы назвать амин, перечисляют заместители, связанные с атомом азота (по порядку старшин­ства), и добавляют суффикс —амин.

Физические свойства аминов

Простейшие амины (метиламин, диметиламин, триметиламин) — газообразные вещества. Остальные низшие амины — жидкости, которые хорошо рас­творяются в воде. Имеют характерный запах, напоми­нающий запах аммиака.

Первичные и вторичные амины способны образовывать водородные связи. Это приводит к заметному повышению их температур кипения по сравнению с соединениями, имеющими ту же молекулярную массу, но не способными образовывать водородные связи.

Анилин — маслянистая жидкость, ограниченно растворимая в воде, кипящая при температуре 184 °С.

Химические свойства аминов

Химические свойства аминов определяются в основном наличием у атома азота неподеленной электронной пары.

Амины как основания. Атом азота аминогруппы, подобно атому азота в молекуле аммиака, за счет не­поделенной пары электронов может образовывать ковалентную связь по донорно-акцепторному меха­низму, выступая в роли донора. В связи с этим ами­ны, как и аммиак, способны присоединять катион водорода, т. е. выступать в роли основания:

1. Реакция амионов с водой приводит к образо­ванию гидроксид-ионов:

2. Реакция с кислотами. Аммиак, реагируя с кислотами, образует соли аммония. Амины так­же способны вступать в реакцию с кислотами:

Основные свойства алифатических аминов вы­ражены сильнее, чем у аммиака. Это связано с на­личием одного и более донорных алкильных за­местителей, положительный индуктивный эффект которых повышает электронную плотность на атоме азота. Повышение электронной плотности превра­щает азот в более сильного донора пары электронов, что повышает его основные свойства:

Читайте также:
12.3. Амины: Химические свойства

Горение амионов. Амины горят на воздухе с об­разованием углекислого газа, воды и азота:

Амины широко применяются для получения лекарств, полимерных материалов. Анилин — важнейшее соединение данного класса, которое используют для производства анилиновых краси­телей, лекарств (сульфаниламидных препаратов), полимерных материалов (анилинформальдегидных смол).

Амины

Амины – органические соединения, продукты замещения атомов водорода в аммиаке NH3 различными углеводородными радикалами. Функциональная группой аминов является аминогруппа – NH2.

Классификация аминов

По числу углеводородных радикалов амины подразделяются на первичные, вторичные и третичные.

Запомните, что основные свойства аминов выражены тем сильнее, чем больше электронной плотности присутствует на атоме азота. Однако, у третичных аминов три углеводородных радикала создают значительные затруднения для химических реакций.

Таким образом, у третичных аминов основные свойства выражены слабее, чем у вторичных аминов. Основные свойства возрастают в ряду: третичные амины (слабые основные свойства) → первичные амины → вторичные амины (основные свойства хорошо выражены).

Номенклатура и изомерия аминов

Названия аминов формируются путем добавления суффикса “амин” к названию соответствующего углеводородного радикала: метиламин, этиламин, пропиламин, изопропиламин, бутиламин и т.д. В случае если радикалов несколько, их перечисляют в алфавитном порядке.

Общая формула предельных аминов CnH2n+3N. Атомы углерода находятся в sp3 гибридизации.

Для аминов характерна структурная изомерия: углеродного скелета, положения функциональной группы и изомерия аминогруппы.

Получение
  • Нагревание галогеналканов с аммиаком

В основе этой реакции лежит замещение атома галогена в галогеналканах на аминогруппу, при этом образуются амин и соль аммония.

При такой реакции нитрогруппа превращается в аминогруппу, образуется вода.

Знаменитой является предложенная в 1842 году Н.Н. Зининым реакция получения аминов восстановления ароматических нитросоединений (анилина и других). Она возможна в нескольких вариантах, главное, чтобы в начале реакции выделился водород.

Реакция сопровождается разрушением карбонильной группы и отщеплении ее от молекулы амида в виде воды.

Этим способом в промышленности получают гексаметилендиамин, используемый в изготовлении волокна – нейлон.

В промышленности амины получают реакцией аммиака со спиртами, в ходе которой происходит замещение гидроксогруппы на аминогруппу.

В ходе реакции галогеналканов с аммиаком, аминами, становится возможным получение первичных, вторичных и третичных аминов.

Читайте также:
8.1. Многоатомные спирты (этиленгликоль, глицерин): Номенклатура, физические свойства

Химические свойства аминов
  • Основные свойства

Как и аммиак, амины обладают основными свойствами, их растворы окрашивают лакмусовую бумажку в синий цвет.

В реакции с водой амины образуют гидроксиды алкиламмония, которые аналогичны гидроксиду аммония. Анилин с водой не реагирует, так как является слабым основанием.

Как основания, амины вступают в реакции с различными кислотами и образуют соли алкиламмония.

Данная реакция помогает различить первичные, вторичные и третичные амины, которые по-разному с ней взаимодействуют.

При конденсации первичных аминов с альдегидами и кетонами получают основания Шиффа, соединения, которые содержат фрагмент “N=C”.

Соли аминов легко разлагаются щелочами (растворимыми основаниями). В результате образуется исходный амин, соль кислоты и вода.

При горении аминов азот чаще всего выделяется в молекулярном виде, так как для реакции азота с кислородом необходима очень высокая температура. Выделение углекислого газа и воды обыкновенно при горении органических веществ.

© Беллевич Юрий Сергеевич 2018-2021

Данная статья написана Беллевичем Юрием Сергеевичем и является его интеллектуальной собственностью. Копирование, распространение (в том числе путем копирования на другие сайты и ресурсы в Интернете) или любое иное использование информации и объектов без предварительного согласия правообладателя преследуется по закону. Для получения материалов статьи и разрешения их использования, обратитесь, пожалуйста, к Беллевичу Юрию.

Химия

Лучшие условия по продуктам Тинькофф по этой ссылке

Дарим 500 ₽ на баланс сим-карты и 1000 ₽ при сохранении номера

. 500 руб. на счет при заказе сим-карты по этой ссылке

Лучшие условия по продуктам
ТИНЬКОФФ по данной ссылке

План урока:

Серотонин улучшает аппетит, повышает настроение и контролирует эмоции человека. Адреналин стимулирует центральную нервную систему. Все эти соединения – амины. Без них невозможно представить жизнь человека.

Амины – углеводородные производные аммиака, в которых вместо водородных атомов располагаются радикалы. Функциональная группа аминов: аминогруппа (-NH2).

Строение аминов

Аммиак и амины схожи по многим параметрам. Для азота в этих соединениях свойственна sp 3 -гибридизация.

Строение аминов определяет свойства. Для представителей этого класса соединений свойственна основность. Это связано с расположением неподеленной электронной пары на азоте.

Классификация аминов

Группировка по количеству радикалов

Основные свойства соотносятся с количеством электронной плотности на азоте. Чем плотность выше, тем основность выше. Но у третичных аминов обилие радикалов создает пространственные затруднения, поэтому их основные свойства ослаблены.

Читайте также:
12.2. Амины: Способы получения

Группировка по строению органического радикала

Номенклатура аминов

Согласно международной номенклатуре название представителей этого класса соединений формируется из радикала и суффикса«-амин». Если в соединении несколько радикалов, то они располагаются в названии согласно алфавиту.

Амины также можно назвать как производные аммиака. Для этого к радикалу прибавляется приставка «амино-».

Изомерия аминов

Для аминов свойственно несколько видов изомерии.

Способы получения аминов

Существует несколько методов получения аминов.

Реакции нитросоединений

С помощью восстановления нитросоединений синтезируются амины.

  • Гидрирование (взаимодействие с молекулами водорода) при нагревании
  • Реакция с сульфидом аммония
  • Взаимодействие с алюминием в щелочи
  • Реакции с металлами (железом, оловом, цинком) и кислотой

В результате образуется соль. При ее взаимодействии с щелочью образуется амин.

Алкилирование (взаимодействие с галогеналканами) аммиака

При недостатке аммиака образуется соль. При ее взаимодействии с щелочью получается амин.

При избытке аммиака амин образуется сразу.

Гидрирование нитрилов

Данная реакция протекает при наличии никеля.

Физические свойства аминов

Первые представители всех типов аминов существуют в виде газов с аммиачным ароматом, средние представители гомологического ряда– жидкостей с запахом рыбы, а высшие существуют в твердом агрегатном состоянии. Ароматические амины – это прозрачные жидкости с большими температурами кипения или твердые соединения.

Первичным и вторичным аминам свойственны высокие температуры плавления и кипения. Это связано с тем, что амины формируют свободные связи между молекулами.

Растворимость аминов обусловлена тем, что они создают связи с молекулами воды. Чем выше молекулярная масса соединения, тем ниже растворимость. Молекулы ароматических аминов не растворяются в воде.

Химические свойства аминов

Основные свойства

Из-за неподеленной электронной пары на азоте амины выражают основные свойства. Основность возрастает в следующем ряду:

Ароматические амины>аммиак>алифатические амины

По мере увеличения электронной плотности на азоте основность увеличивается.

  • Гидратация (взаимодействие с водой)
  • Взаимодействие с кислотами

Амины взаимодействуют с органическими, минеральными кислотами, аминокислотами. В результате образуются соли.

  • Взаимодействие с солями

Окисление

Амины при взаимодействии с кислородом (горении) образуют свободный азот.

Реакция с азотистой кислотой

Из первичных спиртов синтезируются спирты.

Из вторичных спиртов синтезируются нитрозосоединения (вещества желтого цвета).

Алкилирование аминов

В результате реакции первичных аминов и галогеналканов синтезируются соли вторичных аминов, а из вторичных – соли третичных аминов.

Читайте также:
9.1. Фенол: Строение, номенклатура

Анилин

Анилин – прозрачная жидкость с особенным запахом. При взаимодействии с кислородом (окислении) анилин становится красно-бурым. Анилин токсичен и не растворим в воде.

Реакции могут идти как по боковой цепи, так и по ароматическому кольцу.

Основные свойства анилина

У ароматических аминов самые низкие основные свойства. Они также не реагируют с водой, но взаимодействуют с кислотами.

Для анилина характерны реакции замещения. В эти реакции он вступает легче, чем бензол. Реакция идет без катализаторов. Бром замещается в орто- и параположениях. В результате образуется белый осадок.

Аминокислоты

Аминокислоты – элементарная структура белков, из которых состоят все тела животных. Аминокислоты включают две функциональные группы – аминогруппу (-NH2) и карбоксильную группу (-СООН). Эти две группы не соединены между собой непосредственно.

Общая формула аминокислот

Для аминокислот характерна оптическая изомерия. Белки включают только α-аминокислоты. На нашей планете существует только 20 аминокислот, из которых строится все живое.

Аминокислоты – амфотерные соединения, которые могут реагировать как по карбоксильной группе, так и по аминогруппе.

Применение аминов

Амины в свободном виде в природе встречаются редко. Они образуются при гниении органических остатков. В этом процессе синтезируются такие соединения как путресцин и кадаверин.

Путресцин и кадаверин

Для средних представителей гомологического ряда аминов характерен рыбный запах. Запах селедочного рассола определяется триметиламином.

Амины используются также в промышленности. Например, как:

  • отвердитель эпоксидной смолы,
  • ускоритель реакции в металлургической промышленности,
  • исходное вещество для производства полиамидных волокон,
  • вещество для синтеза анилина,
  • сырье для получения фенолформальдегидных смол,
  • вещество для получения пестицидов, инсекцидов, фунгицидов,
  • добавка к машинным топливам и маслам и др.

Метиламин – первичный амин. Он применяется в производстве лекарственных препаратов, красителей, пестицидов.

Диэтиламин – вторичный амин. С его помощью получают пестициды, красители, лекарственные препараты, добавки к машинным маслам и т.д. Также он служит сырьем для изготовления веществ от коррозии металлов. Он может отвердевать эпоксидные смолы и играть роль катализатора при вулканизации.

Триэтиламин – третичный алифатический амин. Он применяется при получении резин, эпоксидных смол и пенополиуретанов. Из него также производят лекарственные препараты, минеральные удобрения, краски и т.д.

Анилин – ароматический амин. Он широко применяется в качестве сырья для получения красителей, лекарственных препаратов, взрывчаток и т.д.

Читайте также:
7.4. Спирты: Химические свойства

Амины образуются в растениях и животных в результате биохимического распада аминокислот под действием ферментов. Они обладают высокой биологической активности.

Амины животного происхождения – серотонин, адреналин, мелатонин, тирамин и др. Амины растительного происхождения – кофеин, кокаин, никотин, хинин и др.

Вредное воздействие аминов

Практически все амины ядовиты. Ароматический амин анилин проникает через кожу, окисляет гемоглобин, угнетает работу центральной нервной системы. Его действие может привести к гибели.

Отравление можно выявить по следующим признакам:

  • трудности при дыхании,
  • посинение носа, губ, кончиков пальцев,
  • сильное сердцебиение,
  • обмороки.
  • смыть анилин спиртом,
  • дать возможность дышать чистым воздухом,
  • вызвать медицинских специалистов.

Алифатические амины оказывают негативное влияние на нервную систему, нарушают работу печени, развивают дистрофию. Некоторые ароматические амины – канцерогены, способные вызвать рак мочевого пузыря. Опасны даже пары аминов.

12.1. Амины: Строение, номенклатура, изомерия

Амины имеют сходное с аммиаком строение и проявляют подобные ему свойства.

Атом азота в NH3 и молекулах аминов находится в состоянии sp 3 -гибридизации (имеет тетраэдрическую ориентацию орбиталей в пространстве). Три из четырех гибридных орбиталей участвуют в образовании σ-связей N-C и N-H.

На четвертой орбитали находится неподеленная электронная пара, которая обусловливает основные свойства аминов:

Два неспаренных электрона в молекулах аминов могут участвовать в образовании химической связи по донорно-акцепторному механизму.

У первичных аминов метильная группа при связи углерода с более электроотрицательным атомом проявляет положительный индуктивный эффект (+I) и, следовательно, смещает от себя электронную плотность в сторону атома азота, повышая тем самым электронную плотность неподеленной электронной пары.

По этой причине электронная пара атома азота удерживается менее прочно и легче взаимодействует с протоном. Она становится доступной для атаки реагентов, имеющих вакантную орбиталь и облегчает образование донорно-акцепторной связи с неподеленной электронной парой азота.

Следовательно, первичные амины более сильные основания, чем аммиак.

Их основные свойства усиливаются при удлинении углеводородного радикала.

У вторичных аминов две алкильные группы будут давать двойной положительный индуктивный эффект, еще больше концентрируя электронную плотность на неподеленной электронной паре азота.

Основные свойства у вторичных аминов будут выражены сильнее, чем у первичных аминов.

В третичных аминах важную роль играет стерический (пространственный) фактор. Хотя электронная плотность на азоте по-прежнему высока, но три объемных заместителя загораживают электронную пару атома азота и затрудняют ее взаимодействие с другими молекулами. Присоединение протона происходит не так эффективно.

Читайте также:
6.1. Ароматические углеводороды (бензол и его гомологи): Строение, номенклатура, изомерия

По этой же причине основность первичных и вторичных аминов снижается с увеличением размеров и разветвленности радикалов.

Третичные амины являются более слабыми основаниями, чем первичные и вторичные амины. Но более сильными, чем аммиак.

Ароматические амины более слабые основания, чем аммиак, так как электронная пара азота втягивается в бензольное кольцо, вследствие чего снижается способность неподеленной пары электронов азота присоединять протон. Поэтому анилин как основание слабее, чем аммиак, а дифениламин слабее, чем анилин.

Ряд увеличения основных свойств аминов:

Электронодонорные заместители (алкил, -ОСН3, -N (СН3)2 и др.) увеличивают основность аминов, а электроноакцепторные заместители (-F, -Cl, -NO2 и т.п.) – уменьшают.

Амины – химические и физические свойства, особенности строения органических соединений

У производных аммиака с замещенными атомами водорода или аминов химические свойства зависят от замещающих групп. Эти соединения в зависимости от состава могут быть газообразными, жидкими или твердыми. Низшие амины имеют характерный запах протухшей рыбы, высшие не пахнут.

Номенклатура и общая формула

Номенклатурное наименование азотсодержащего органического соединения может образовываться двумя способами:

путем добавления к названиям связанных с азотом органических остатков окончания «амин»;

добавляя приставку «амин» к наименованию высшего углевода.

Правильно применить правила к наименованию соединения можно, исходя из общей формулы и применимой классификации.

В зависимости от количества замещенных в аммиаке NH₃ углеводородными радикалами атомов водорода, можно выделить следующие типы соединений:

R-NH₂, первичные амины.

R₃-N, третичные соединения с замещением всех атомов водорода углеводородными радикалами.

Также возможно замещение четвертого атома водорода в катионе аммония, благодаря чему амины способны формировать аналоги солей аммония RH₄⁺.

Примеры номенклатурных наименований:

CH3NH₂ — метиламин, первичный тип соединения;

(C₂H5)₂NH – диэтиламин, вторичный амин с одинаковыми углеводородными радикалами.

Если углеводородные заместители не совпадают, их перечисляют в алфавитном порядке. Некоторые соединения этого типа больше известны под своими тривиальными названиями, например, фениламин также называют анилином.

Изомерия и структурные формулы аминов

Для производных аммиака с замещенными атомами водорода характерны два основных типа изомерии:

Каждый тип структурных изомеров характеризуется низшим амином, начиная с которого он доступен.

Можно выделить три основных признака структурных изомеров:

изомерия углеродного скелета, при которой количество замещенных атомов водорода остается неизменным, но меняется структура углеводородного радикала;

Читайте также:
3.3. Алкины: Химические свойства

положение аминогруппы в углеводной цепочке наблюдаемое, начиная с пропанамина и изопропанамина;

изомерия аминогруппы, при которой отличается количество атомов водорода, замещенных углеводородными цепочками.

Строение углеродного скелета изомеров на примере бутанамина:

Изменение положения аминогруппы в углеводородной цепочке также приводит к появлению изомеров.

Физические свойства

Благодаря полярной связи H-N амины обладают способностью формировать водородные связи, благодаря чему их температура кипения заметно выше, чем у углеводородов с той же длиной цепочки.

По мере увеличения молекулярной массы агрегатное состояние веществ в нормальных условиях меняется от газообразного к твердому. Газообразные метиламин, диметиламин и триметиламин имеют аммиачный запах. Жидкие вещества пахнут протухшей рыбой, твердые амины не пахнут.

Некоторые физические свойства приведены в таблице:

Химические свойства

Способность аминов вступать в химические реакции можно разделить на их поведение в водном растворе, взаимодействие с кислотами и окисление. Аналогичным образом ведут себя другие вещества, содержащие амидную группу, например, аминокислоты (аминоуксусная или глицин, аланин и др.).

Основные свойства эти вещества проявляют благодаря наличию на атоме азота электронной пары. Сила аминов как оснований относительно аммиака определяется типом углеводородных радикалов в их структуре: алифатические амины сильнее аммиака, а ароматические – слабее. Благодаря донорно-акцепторному взаимодействию с молекулами воды, их растворы имеют щелочную реакцию.

При взаимодействии с кислотами амины образуют нестабильные соли, разлагаемые при добавлении щелочи с выделением чистых аминов.

Реакции взаимодействия диметиламина с серной кислотой и получившегося сульфата метиламмония с выделением газообразного диметиламина:

2CH₃-NH₂ + H₂SO₄ → [CH₃-NH₃]₂SO₄

По взаимодействию с азотистой кислотой можно определить, к какому типу – первичному, вторичному или третичному относится реагирующее вещество.

Качественная реакция с НNO2 приводит к образованию:

спирта – при реакции с первичным алифатическим амином с выделением азота;

ароматического спирта – при соединении с первичным ароматическим амином при комнатной температуре;

при реакции со вторичным амином любого типа образуется нитрозоамин – маслянистое желтоватое вещество, содержащее нитрозо-группу -N=O;

при соединении с третичными ароматическими аминами образуются кристаллы зеленого цвета пара-нитропроизводных, являющихся результатом реакции замещения по бензольному кольцу.

Единственный тип веществ, не вступающий в реакцию с разбавленной азотистой кислотой при комнатной температуре – третичные алифатические амины. При горении этих соединений образуются вода, азот и углекислый газ.

Читайте также:
7.3. Спирты: Способы получения

Ароматические амины взаимодействуют с кислородом воздуха и окисляются, в результате чего темнеют.

Получение аминов

Промышленное получение этих азотсодержащих соединений началось с получения анилина русским химиком-органиком Н. Н. Зининым в 1842 году. Реакция, названная именем известного химика, предусматривает восстановление нитробензола сульфидом аммония по следующему химическому уравнению:

Промышленная схема производства анилина выглядит следующим образом:

Другие способы получения, используемые на производстве и в лабораторных условия, включают в себя:

восстановление амидов алюмогидридом лития;

восстановительную реакцию для получения первичных аминов, где в качестве исходного вещества предусматривается нитрил;

различные виды реакции алкилирования, при которой в молекулы аммиака или низшего амина вводится алкильная группа.

Применение

Амины широко применяются в промышленности, в основном в качестве сырья.

Известны следующие сферы их использования:

в качестве сырья для производства синтетических волокон, таких как нейлон;

как исходный компонент при производстве полиуретановых волокон и других видов этого полимера;

как основа для изготовления анилиновых красителей;

для синтеза средств борьбы с вредителями (фунгицидов, репеллентов, инсектицидов и др.);

в качестве катализатора в химической промышленности и металлургии;

в фармацевтическом и косметическом производстве.

Веществом, имеющим широкое применение, является анилин, активно использующийся для производства красителей, лекарственных средств различных типов, формальдегидных смол и взрывчатых веществ.

Вредное воздействие аминов

Почти все представители этого класса химических веществ представляют опасность для здоровья. Самый распространенный из них – анилин – обладает ядовитыми парами и легко проникает в организм через кожу. При отравлении этим веществом появляется одышка, посинение губ, учащенное сердцебиение.

Первая помощь предусматривает смыв вредного вещества с кожи, чистый воздух и незамедлительный вызов медпомощи.

Заключение

Подведём итог вышесказанному:

химия азотсодержащих органических соединений имеет широкое практическое применение в различных отраслях промышленности;

производятся они путем восстановления азотсодержащих соединений;

могут быть жидкими, твердыми или газообразным;

в растворе имеют щелочную реакцию и вступают в реакцию с кислотами;

в большинстве своем ядовиты.

АМИНЫ

Возможны два варианта определения аминов:

амины — это производные углеводородов, у которых один или несколько атомов водорода замещены на аминогруппы;

амины — это производные аммиака, у которого один или несколько атомов водорода замещены на алкильные, арильные или другие углеводородные группы.

Классификация, номенклатура и изомерия

В зависимости от числа атомов водорода в молекуле аммиака, замещенных на углеводородные остатки, различают первичные, вторичные и третичные амины:

Читайте также:
7.2. Спирты: Строение, физические свойства

По характеру углеводородного заместителя различают амины алифатические (предельные и непредельные), алициклические, ароматические, ал- килароматические и гетероциклические:

Изомерия аминов определяется положением аминогруппы в молекуле, а также строением и количеством углеводородных заместителей, связанных с атомом азота. Существование аминов различной степени замещенности создает дополнительные условия для образования большего числа изомеров. Вспомним, что алкан С4Н10 имеет два изомера, ал кил галогенид, содержащий четыре атома углерода, — четыре изомера, а число аминов, имеющих формулу C4HnN, равно восьми.

При составлении названий аминов довольно часто используют принципы радикально-функциональной номенклатуры, прибавляя к названиям углеводородных заместителей название класса соединений — «амин», например:

Принципы радикально-функциональной номенклатуры аминов допускаются и в рамках номенклатуры ИЮПАК как один из вариантов заместительной номенклатуры. Для несложных по строению аминов в качестве родоначального соединения выбирается аммиак. В таких случаях названия по обеим номенклатурам совпадают. Несимметричные вторичные и третичные амины рассматривают как А-замещенные первичные амины, например:

Для более сложно построенных аминов в соответствии с правилами номенклатуры ИЮПАК в качестве родоначальной структуры выбираются углеводороды. Поэтому названия аминов образуют, добавляя суффикс «амин» к названию углеводорода:

Если аминогруппа не является старшей функциональной группой, ее обозначают префиксами: амино- (-NH2), алкиламино- (-NH-R), диалкил- амино- (-NR2):

Для многих ароматических аминов сохранены тривиальные названия:

Ароматические амины, у которых атом азота непосредственно связан с кольцом, обычно называют как производные анилина:

При наличии двух или трех аминогрупп в молекуле добавляют префиксы ди-, три- и т.д.:

При взаимодействии аминов с кислотами образуются соли. Последние обычно называют, перечисляя названия углеводородных заместителей, заменяя окончание амин (анилин) на аммоний (анилиний) и указывая название аниона кислоты (хлорид, гидросульфат и т.д.):

При наличии различных заместителей их перечисляют в порядке возрастания сложности:

Соли, у которых атом азота связан с четырьмя углеводородными заместителями, относят к четвертичным аммониевым соединениям.

Амины. Свойства аминов.

Амины – это органические соединения, в которых атом водорода (может и не один) замещен на углеводородный радикал. Все амины делят на:

  • первичные амины;
  • вторичные амины;
  • третичные амины.

Есть еще аналоги солей аммония – четвертичные соли типа [R4N] + Cl – .

В зависимости от типа радикала амины могут быть:

  • алифатические амины;
  • ароматические (смешанные) амины.
Читайте также:
10.2. Альдегиды и кетоны: Способы получения

Алифатические предельные амины.

Строение аминов.

Атом азота находится в sp 3 -гибридизации. На 4-ой негибридной орбитали находится неподеленная пара электронов, которая обуславливает основные свойства аминов:

Элекронодонорные заместители повышают электронную плотность на атоме азота и усиливают основные свойства аминов, по этой причин вторичные амины являются более сильными основаниями, чем первичные, т.к. 2 радикала у атома азота создают большую электронную плотность, чем 1.

В третичных атомах играет важную роль пространственный фактор: т.к. 3 радикала заслоняют неподеленную пару азота, к которой сложно «подступиться» другим реагентам, основность таких аминов меньше, чем первичных или вторичных.

Изомерия аминов.

Для аминов свойственна изомерия углеродного скелета, изомерия положения аминогруппы:

Как называть амины?

В названии обычно перечисляют углеводородные радикалы (в алфавитном порядке) и добавляют окончание –амин:

Физические свойства аминов.

Первые 3 амина – газы, средние члены алифатического ряда – жидкости, а высшие – твердые вещества. Температура кипения у аминов выше, чем у соответствующих углеводородов, т.к. в жидкой фазе в молекуле образуются водородные связи.

Амины хорошо растворимы в воде, по мере роста углеводородного радикала растворимость падает.

Получение аминов.

1. Алкилирование аммиака (основной способ), который происходит при нагревании алкилгалогенида с аммиаком:

Если алкилгалогенид в избытке, то первичный амин может вступать в реакцию алкилирования, превращаясь во вторичный или третичный амин:

2. Восстановление нитросоединений:

Используют сульфид аммония (реакция Зинина), цинк или железо в кислой среде, алюминий в щелочной среде или водород в газовой фазе.

3. Восстановление нитрилов. Используют LiAlH4:

4. Ферментатичное декарбоксилирование аминокислот:

Химические свойства аминов.

Все амины – сильные основания, причем алифатические более сильные, чем аммиак.

Водные растворы имеют щелочной характер:

Амины реагируют с кислотами, образуя соли:

Соли – твердые вещества, хорошо растворимы в воде и плохо растворимы в неполярных жидкостях. При реакции с щелочами выделяются свободные амины:

2. Образование комплексных соединений с переходными металлами:

3. Реакция с азотистой кислотой, которая образуется по следующей схеме:

4. Сгорание аминов. В результате образуется углекислый газ, азот и вода:

Применение аминов.

Низшие алифатические амины используют для синтеза лекарственных средств, пластмасс и пестицидов.

Рейтинг
( Пока оценок нет )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: