Предельные алифатические амины

 

формула С_nН_2n+3N n ³ 1 (для первичных аминов С_nН_2n+1NН₂ n ³ 1)

       Атом азота в молекулах аминов находится в состоянии sp³–гибридизации. Три из четырех гибридных орбиталей участвуют в образовании s–связей C− N и N− H. Наличие свободной неподеленной пары электронов определяет основные свойства аминов.

       Амины являются органическими основаниями. Подобно аммиаку они проявляют основные свойства: образуют гидроксиды, соли; водные растворы аминов имеют щелочную реакцию, окрашивают лакмус в синий цвет.

                                                                  гидроксид метиламмония

                                                                    хлорид фениламмония

·· - координационная связь (ковалентная связь, образованная по донорно-акцепторному механизму).

Алифатические амины обладают более сильными основными свойствами, чем аммиак, т.к. радикалы СH₃−, С₂Н₅− и т.д. проявляют положительный индуктивный эффект и увеличивают электронную плотность на атоме азота, а в ароматических аминах фенильный радикал (С₆Н₅-), проявляя отрицательный мезомерный эффект, уменьшает электронную плотность на атоме азота, уменьшая его основные свойства.

 

основность аминов возрастает

Физические свойства. Простейшие алифатические амины (С₁ – С₃) – газы с неприятным запахом аммиака, С₄ - С₉ - жидкости с резким неприятным запахом испорченной рыбы. Высшие амины – твердые вещества. Простейшие амины хорошо растворимы в воде, с ростом углеводородного радикала растворимость аминов падает. Ароматические амины – жидкости или твердые вещества, без цвета, нерастворимые или плохо растворимые в воде.

Изомерия аминов связана с изомерией углеводородного радикала и положением аминогруппы. Первичные, вторичные и третичные амины, содержащие одинаковое число атомов углерода, изомерны между собой. Например, общей формуле С₃Н₉N соответствуют СН₃СН₂СН₂NН₂ – пропиламин, (СН₃)₂СНNН₂ – изопропиламин, СН₃NНС₂Н₅ – метилэтиламин, (СН₃)₃N – триметиламин.

 

Получение

1. Реакция Гофмана (алкилирование аммиака и аминов):

NН₃ +  CH₃I ® [CН₃NH₃]⁺  CН₃NH₂ +

                                                                                                            первичный амин

CН₃NH₂ (CН₃)₂NH (CН₃)₃N [(CН₃)₄N]⁺

                                  вторичный амин        третичный амин          четвертичная соль

 2. Восстановление нитропроизводных:

3. Разложение амидов карбоновых кислот гипохлоритом натрия (перегруппировка Гофмана). В результате реакции происходит укорачивание углеродной цепи на один атом углерода:

4. Восстановление нитрилов и амидов карбоновых кислот:

5. Взаимодействие спирта с аммиаком (получение низших алкиламинов С₁ – С₄):

Химические свойства

Амины являются сильными основаниями, то есть способны присоединять протон из воды и кислот.

1. Образование гидроксидов:

                                                               гидроксид диметиламмония

 

2. Образование солей:

                       хлорид этиламмония

Соли аминов – твердые вещества, хорошо растворимые в воде.

Качественная реакция - взаимодействие со щелочами (аналогично солям аммония):

3. Взаимодействие с азотистой кислотой:

 

а) первичные амины (качественная реакция – выделение газа)

 

б) вторичные амины (качественная реакция – выпадение осадка)

                                нитрозамин

в) третичные амины

4. Алкилирование (реакция Гофмана):

5. Ацилирование:

                                                                                            этиламид уксусной кислоты

6. Горение (амины, в отличие от аммиака, горят на воздухе):

 

Ароматические амины

Анилин (фениламин) С₆Н₅NН₂ – родоначальник класса ароматических аминов, в молекулах которых аминогруппа непосредственно связана с бензольным кольцом. Анилин – это бесцветная, темнеющая на свету и воздухе, малорастворимая в воде маслянистая жидкость.

       Аминогруппа (NH₂-) является электродонорным заместителем (ориентант I-го рода, имеет положительный мезомерный эффект), т.е. неподеленная пара электронов атома азота вступает в сопряжение с p-электронами бензольного кольца, вследствие этого основные свойства аминогруппы уменьшаются, а электронная плотность бензольного кольца увеличивается на атомах углерода в положениях 2, 4, 6, что отличает протекание реакции электрофильного замещения в ароматических углеводородах.

Химические свойства

I. Реакции по аминогруппе

1. Взаимодействие с сильными кислотами. Анилин – гораздо более слабое основание, чем алифатические амины. Он не взаимодействует с водой, т.е. не образует основание; образует соли только с сильными кислотами.  

                                       хлорид фениламмония

Соли фениламмония хорошо растворимы в воде, при действии на них растворов щелочей происходит выделение анилина.

2. Взаимодействие с азотистой кислотой:

                                                                                         фенилдиазонийхлорид

3. Алкилирование:

                                                                                             метилфениламин

4. Ацилирование:

                                                                                                      N-фенилацетамид

II. Реакции бензольного кольца

1. Взаимодействие с бромной водой. Реакция протекает без нагревания и катализаторов.  

                                                     2, 4, 6-триброманилин (белый осадок)

2. Нитрование:               

                                                                           2, 4, 6-тринитроанилин

3. Сульфирование:

 

                                                                                 сульфаниловые кислоты       

 

4. Образование анилинформальдегидных смол:

 

5. Окисление. Анилин легко окисляется различными окислителями с образованием ряда соединений, поэтому он темнеет при хранении на воздухе. При действии хлорной извести CaOCl₂ на водный раствор анилина появляется интенсивное фиолетовое окрашивание – качественная реакция на анилин.

 

Получение аминов

 

1. Реакция Зинина:

2. Восстановление монохлорбензола:

3. Аммонолиз фенола:

 

 

АМИНОКИСЛОТЫ

Аминокислотами называются соединения, в молекулах которых содержатся одновременно амино- и карбоксильная группы. В зависимости от положения аминогруппы по отношению к карбоксильной группе различают a-, b-, g- и т.д. аминокислоты.

        a-аминопропионовая     b-аминопропионовая    g-аминомасляная

              кислота                            кислота                        кислота

 

       В зависимости от числа функциональных групп различают: моноаминомонокарбоновые, диаминомонокарбоновые, моноаминодикарбоновые кислоты и т.д.

Номенклатура. Для аминокислот широко применяются тривиальные названия. По рациональной номенклатуре аминокислоты рассматривают как производные соответствующих органических кислот, положение аминогруппы указывают буквами: a, b, g и т.д. По международной номенклатуре к названию карбоновой кислоты добавляют приставку амино-, указывая цифрой номер атома углерода, с которым она связана. Например:

        2-амино-3-метилбутановая кислота                2-аминопентандиовая кислота

                 (валин)                                                  (глутаминовая кислота)

Изомерия. Для аминокислот характерны три типа изомерии: углеродного скелета, положения аминогруппы по отношению к карбоксильной группе, от наличия асимметрических атомов углерода, а также межклассовая изомерия - аминокислоты изомерны нитросоединениям. Все природные аминокислоты, кроме глицина, содержат один или несколько асимметрических атомов углерода и, следовательно, могут существовать в виде нескольких стереоизомеров

(оптическая изомерия). Природные аминокислоты относятся к a-аминокислотам L-стереоряда.

⇐ Предыдущая11121314151617181920Следующая ⇒

Поделиться: