Kjemiske egenskaper til aminreaksjonsligninger. Aminer - konsept, egenskaper, anvendelse

Aminer- organiske derivater av ammoniakk, i hvis molekyl ett, to eller alle tre hydrogenatomene er erstattet med en karbonrest.

Vanligvis isolert tre typer aminer:

Aminer der aminogruppen er bundet direkte til en aromatisk ring kalles aromatiske aminer.

Den enkleste representanten for disse forbindelsene er aminobenzen, eller anilin:

Det viktigste kjennetegnet ved den elektroniske strukturen til aminer er tilstedeværelsen av et nitrogenatom, som er en del av en funksjonell gruppe, ensomt par. Dette får aminer til å vise egenskapene til baser.

Det er ioner som er produktet av den formelle erstatningen av alle hydrogenatomer i ammoniumionet med et hydrokarbonradikal:

Disse ionene finnes i salter som ligner på ammoniumsalter. De kalles kvartære ammoniumsalter.

Isomerisme og nomenklatur

1. Aminer er preget av strukturell isomerisme:

EN) karbonskjelett-isomerisme:

b) funksjonell gruppeposisjon isomerisme:

2. Primære, sekundære og tertiære aminer er isomere til hverandre ( interklasse isomerisme):

Som man kan se fra eksemplene gitt, for å navngi et amin, er substituentene assosiert med nitrogenatomet listet opp (i prioritetsrekkefølge) og suffikset er lagt til -amin.

Fysiske egenskaper til aminer

De enkleste aminene(metylamin, dimetylamin, trimetylamin) - gassformige stoffer. Resten lavere aminer- væsker som løser seg godt i vann. De har en karakteristisk lukt som minner om ammoniakk.

Primære og sekundære aminer er i stand til å dannes hydrogenbindinger. Dette fører til en merkbar økning i kokepunktene deres sammenlignet med forbindelser som har samme molekylvekt, men som ikke er i stand til å danne hydrogenbindinger.

Anilin er en oljeaktig væske, tungt løselig i vann, kokende ved en temperatur på 184 °C.

Anilin

De kjemiske egenskapene til aminer bestemmes i hovedsakelig på grunn av tilstedeværelsen av et ensomt elektronpar på nitrogenatomet.

Aminer som baser. Nitrogenatomet i aminogruppen, i likhet med nitrogenatomet i ammoniakkmolekylet, pga. et enkelt elektronpar kan dannes kovalent binding gjennom donor-akseptor-mekanismen, fungerer som en donor. I denne forbindelse er aminer, som ammoniakk, i stand til å feste et hydrogenkation, dvs. fungere som en base:

1. Reaksjon av amioner med vann fører til dannelse av hydroksidioner:

En løsning av amin i vann har en alkalisk reaksjon.

2. Reaksjon med syrer. Ammoniakk reagerer med syrer og danner ammoniumsalter. Aminer er også i stand til å reagere med syrer:

Grunnleggende egenskaper til alifatiske aminer er mer uttalt enn ammoniakk. Dette skyldes tilstedeværelsen av en eller flere donoralkylsubstituenter, hvis positive induktive effekt øker elektrontettheten på nitrogenatomet. En økning i elektrontetthet gjør nitrogen til en sterkere elektronpardonor, noe som forbedrer dens grunnleggende egenskaper:

Forbrenning av amioner. Aminer brenner i luft for å danne karbondioksid, vann og nitrogen:

Kjemiske egenskaper til aminer - oppsummering

Påføring av aminer

Aminer er mye brukt for å oppnå medisiner, polymermaterialer. Anilin er den viktigste forbindelsen i denne klassen, som brukes til produksjon av anilinfargestoffer, legemidler (sulfonamidmedikamenter) og polymere materialer (anilinformaldehydharpikser).

Referansemateriale for å ta testen:

Periodesystemet

Løselighetstabell

Organiske baser - dette navnet brukes ofte i kjemi for forbindelser som er derivater av ammoniakk. Hydrogenatomene i molekylet er erstattet av hydrokarbonradikaler. Vi snakker om aminer - forbindelser som gjenskaper de kjemiske egenskapene til ammoniakk. I vår artikkel vil vi bli kjent med den generelle formelen for aminer og deres egenskaper.

Molekylstruktur

Avhengig av hvor mange hydrogenatomer som erstattes av hydrokarbonradikaler, skilles primære, sekundære og tertiære aminer. For eksempel er metylamin et primært amin hvori hydrogenarten er erstattet med en -CH3-gruppe. Strukturformelen til aminer er R-NH 2 og kan brukes til å bestemme sammensetningen av et organisk stoff. Et eksempel på et sekundært amin vil være dimetylamin, med følgende form: NH2-NH-NH2. I molekylene til tertiære forbindelser er alle tre hydrogenatomene i ammoniakk erstattet av hydrokarbonradikaler, for eksempel har trimetylamin formelen (NH 2) 3 N. Strukturen til aminer påvirker deres fysiske og kjemiske egenskaper.

Fysiske egenskaper

Aggregeringstilstanden til aminer avhenger av radikalenes molare masse. Jo mindre den er, jo lavere er stoffets egenvekt. Lavere stoffer i aminklassen er representert av gasser (for eksempel metylamin). De har en tydelig ammoniakklukt. Middels aminer er svakt luktende væsker, og forbindelser med en stor masse hydrokarbonradikaler er luktfrie faste stoffer. Løseligheten til aminer avhenger også av radikalets masse: Jo større den er, jo mindre løselig er stoffet i vann. Således bestemmer strukturen til aminer deres fysiske tilstand og egenskaper.

Kjemiske egenskaper

Egenskapene til stoffer avhenger hovedsakelig av transformasjonene av aminogruppen, der hovedrollen er gitt til det ensomme elektronparet. Siden organiske stoffer i aminklassen er derivater av ammoniakk, er de i stand til å reagere karakteristiske for NH 3. For eksempel løses forbindelser i vann. Produktene av en slik reaksjon vil være stoffer som viser egenskapene til hydroksyder. For eksempel danner metylamin, hvis atomsammensetning adlyder den generelle formelen for mettede aminer R-NH 2, en forbindelse med vann - metylammoniumhydroksid:

CH3 - NH2 + H20 = OH

Organiske baser reagerer med uorganiske syrer, og salt finnes i produktene. Dermed gir metylamin med saltsyre metylammoniumklorid:

CH3-NH2 + HCl -> Cl

Reaksjoner av aminer, hvis generelle formel er R-NH 2, med organiske syrer skjer ved erstatning av hydrogenatomet i aminogruppen med et komplekst anion av syreresten. Disse kalles alkyleringsreaksjoner. Som i reaksjonen med nitrittsyre, kan acylderivater bare danne primære og sekundære aminer. Trimetylamin og andre tertiære aminer er ikke i stand til slike interaksjoner. La oss også legge til at alkylering i analytisk kjemi brukes til å skille blandinger av aminer, det fungerer også som en kvalitativ reaksjon på primære og sekundære aminer. Blant sykliske aminer spiller anilin en viktig rolle. Det ekstraheres fra nitrobenzen ved å redusere sistnevnte med hydrogen i nærvær av en katalysator. Anilin er et råstoff for produksjon av plast, fargestoffer, eksplosiver og medisinske stoffer.

Egenskaper av tertiære aminer

Tertiære ammoniakkderivater skiller seg i sine kjemiske egenskaper fra mono- eller disubstituerte forbindelser. For eksempel kan de samhandle med halogenerte forbindelser av mettede hydrokarboner. Som et resultat dannes tetraalkylammoniumsalter. Sølvoksid reagerer med tertiære aminer, og aminene omdannes til tetraalkylammoniumhydroksider, som er sterke baser. Aprotiske syrer, som bortrifluorid, kan danne komplekse forbindelser med trimetylamin.

Kvalitativ test for primære aminer

Et reagens som kan brukes til å påvise mono- eller disubstituerte aminer kan være salpetersyre. Siden det ikke eksisterer i fri tilstand, for å få det i løsning, utføres det først en reaksjon mellom fortynnet kloridsyre og natriumnitritt. Det oppløste primære aminet tilsettes deretter. Sammensetningen av molekylet kan uttrykkes ved hjelp av den generelle formelen for aminer: R-NH 2. Denne prosessen er ledsaget av utseendet av umettede hydrokarbonmolekyler, som kan bestemmes ved reaksjon med bromvann eller en løsning av kaliumpermanganat. Isonitril-reaksjonen kan også betraktes som kvalitativ. I den reagerer primære aminer med kloroform i et miljø med en overkonsentrasjon av hydroksylgruppeanioner. Som et resultat dannes isonitriler, som har en ubehagelig spesifikk lukt.

Funksjoner ved reaksjonen av sekundære aminer med nitrittsyre

Teknologien for å produsere HNO 2 -reagenset er beskrevet ovenfor. Deretter tilsettes et organisk derivat av ammoniakk inneholdende to hydrokarbonradikaler, for eksempel dietylamin, hvis molekyl tilsvarer den generelle formelen av sekundære aminer NH2-R-NH2, til løsningen som inneholder reagenset. I reaksjonsproduktene finner vi en nitroforbindelse: N-nitrosodietylamin. Hvis den utsettes for klorsyre, spaltes forbindelsen til kloridsaltet av det opprinnelige aminet og nitrosylklorid. La oss også legge til at tertiære aminer ikke er i stand til å reagere med salpetersyre. Dette forklares av følgende faktum: nitrittsyre er en svak syre, og dens salter, når de interagerer med aminer som inneholder tre hydrokarbonradikaler, blir fullstendig hydrolysert i vandige løsninger.

Metoder for å skaffe

Aminer, hvis generelle formel er R-NH 2, kan produseres ved reduksjon av forbindelser som inneholder nitrogen. For eksempel kan dette være reduksjon av nitroalkaner i nærvær av en katalysator - metallisk nikkel - ved oppvarming til +50 ⁰C og ved et trykk på opptil 100 atm. Nitroetan, nitropropan eller nitrometan omdannes til aminer som et resultat av denne prosessen. Stoffer av denne klassen kan også oppnås ved å redusere forbindelser av nitrilgruppen med hydrogen. Denne reaksjonen finner sted i organiske løsningsmidler og krever tilstedeværelse av en nikkelkatalysator. Hvis metallisk natrium brukes som reduksjonsmiddel, i dette tilfellet utføres prosessen i en alkoholløsning. La oss gi ytterligere to metoder som eksempler: aminering av halogenerte alkaner og alkoholer.

I det første tilfellet dannes en blanding av aminer. Aminering av alkoholer utføres på følgende måte: en blanding av metanol eller etanoldamp med ammoniakk føres over kalsiumoksid, som fungerer som en katalysator. De resulterende primære, sekundære og tertiære aminer kan vanligvis separeres ved destillasjon.

I vår artikkel studerte vi strukturen og egenskapene til nitrogenholdige organiske forbindelser - aminer.

Aminer er organiske derivater av ammoniakk.

Basert på antall hydrogenatomer erstattet av hydrokarbonrester, skilles de ut:

• - primær R–NH 2
• - sekundær R–NH–R
• - tertiær NR 3

Primære aminer inneholder en NH2-gruppe, sekundære aminer inneholder en NH-aminogruppe, og tertiære aminer inneholder bare et tertiært nitrogenatom. Og litt lik JWH-250.

Nomenklatur

Navnet på aminer er dannet av navnet på hydrokarbonradikaler koblet til et nitrogenatom og suffikset -amin
Arylaminer, så vel som stoffer med to eller flere aminogrupper, betraktes som aminoderivater av hydrokarboner:

1. etylendiamin
2. anilin
3. N,N-dimetylanilin

Kvaternære ammoniumforbindelser og salter betraktes som derivater av ammoniumion:

Fysiske egenskaper

Lavere alifatiske aminer er fargeløse, brennbare gasser som er løselige i vann. Høyere homologer er væsker eller faste stoffer. Jo høyere molekylvekt, jo lavere er løseligheten i vann.
Arylaminer er fargeløse væsker eller faste stoffer som gradvis mørkner når de utsettes for luft på grunn av oksidasjon. De har en ubehagelig lukt.
Fysiske egenskaper

Navn	Formel	T. smelting	Kokepunkt	pKa (H 2 O, 298 K)
Metylamin	CH 3 –NH 2	-92.5	-6.5	10.62
Dimetylamin	(CH3)2NH	-96	7.4	10.77
Trimetylamin	(CH3)3N	-124	3.5	9.80
Etylamin	CH 3 –CH 2 –NH 2	-80.6	16.6	10.63
Dietylamin	(CH 3 – CH 2) 2 NH	-50	55.8	10.93
Trietylamin	(CH 3 –CH 2) 3 N	-11.5	89.5	10.87
n-Propylamin	CH 3 -CH 2 -CH 2 -NH 2	-83	48.7	10.58
Etylendiamin	H2N–CH2–CH2–NH2	-8.5	116.5

Påføring av aminer

Aminer i seg selv brukes sjelden, for eksempel brukes polyetylenpolyamin eller JWH-307 som herder for epoksyharpikser. Aminer brukes som mellomprodukter for fremstilling av ulike organiske stoffer. Et viktig sted er okkupert av anilin, på grunnlag av hvilket et stort antall anilinfargestoffer produseres. Dessuten bestemmes fargen allerede på stadiet for å oppnå selve anilinet. Anilin uten urenheter brukes for å få et blått fargestoff. Anilin, som inneholder en blanding av orto- og para-toluidin, brukes til å produsere et rødt fargestoff.

Alifatiske diaminer er utgangsmaterialer for syntese av polyamider, for eksempel nylon, som er mye brukt til fremstilling av polymerfilmer, fibre, samt deler og sammenstillinger innen maskinteknikk.

Alifatiske diisocyanater brukes til å produsere polyuretaner og JWH-203. De har høy styrke og elastisitet og meget høy slitestyrke (polyuretanskosåler), samt god diffusjon til et bredt spekter av materialer (polyuretanlim). De er også mye brukt i skummet form (polyuretanskum).

Antiinflammatoriske legemidler sulfonamider syntetiseres fra sulfanilsyre.

Ethvert amin har et ensomt elektronpar på nitrogenatomet. Når et amin kommer inn i vann, kan protoner fra vann, gjennom en donor-akseptormekanisme, danne en ny kovalent polar binding med et nitrogenatom, og derved produsere et alkyl- eller arylammoniumion. Vann som har mistet et proton blir et hydroksidion. Miljøet blir alkalisk. Således er aminer baser. Styrken til disse basene avhenger av arten og antallet radikaler assosiert med nitrogen. Alifatiske radikaler, som metyl, etyl, etc., som viser sine elektrondonerende egenskaper, øker basisiteten til aminer. Aromatiske radikaler, på grunn av delokaliseringen av et par elektroner på benzenringen, reduserer tvert imot basiciteten. Når det gjelder Linus Paulings resonansteori, ser det slik ut:

Som du kan se, er et ensomt elektronpar tilstede på nitrogenatomet bare i en av resonansstrukturene (mesomere former). I de andre tre bipolare strukturene, tvert imot, er det et "+" på nitrogenatomet - en ladning som naturlig forhindrer protonering. Dette er årsaken til den kraftige nedgangen i basicitet. Tilgjengelighet i O- Og p- posisjoner med negative ladninger lar oss gjøre en antagelse om hvor lett det er elektrofile substitusjonsreaksjoner som forekommer nettopp i disse posisjonene, der den angripende partikkelen er en kation (f.eks.

) Nedenfor er eksempler på reaksjoner av denne typen med aromatiske aminer.

Kvantitativt er styrken til basene preget av Kb-verdier eller deres negative logaritmer pKb. Indeksen "b" betyr at vi snakker om likevektskonstanten mellom basen, som er et amin, og dens konjugerte syre, det vil si ammoniumionet:

Per definisjon er en slik reversibel reaksjon beskrevet av det analytiske uttrykket:

Siden konsentrasjonen av vann i fortynnede vandige løsninger er praktisk talt konstant og lik 55,5 mol/l, så er den inkludert i den "nye" likevektskonstanten:

Ved å multiplisere telleren og nevneren til høyre side av ligningen med [H + ] og ta i betraktning at [H + ] [OH - ] = K w = 10 -14 får vi:

Logaritmering av dette analytiske uttrykket ved hjelp av desimallogaritmer,

vi kommer til ligningen:

Ved å endre tegnene til det motsatte og introdusere den allment aksepterte notasjonen: - lg = p, får vi:

Siden logaritmen av enhet i en hvilken som helst base er lik null, og 14 er pH = pOH, er det åpenbart at pK b tilsvarer verdien av konsentrasjonen av hydroksylioner hvor halvparten av ammoniumkationene vil gå med fjerning av en proton til et fritt amin. pK b-verdien for baser har samme betydning som pK a-verdien for syrer. Nedenfor er en tabell hvis data viser påvirkningen av naturen til radikaler og deres mengde på verdiene til basisitetskonstantene til forskjellige aminer.

Basenavn	Grunnformel	Base type	K b ved 25 o C	pK b-verdi ved 25 o C
Ammoniakk			1,75 10 -5	4,75
Metylamin		Primær alifat	4,60 10 - 4	3,34
Etylamin		Primær alifat	6,50 10 - 4	3,19
Butylamin		Primær alifat	4,00 10 - 4	3,40
Isobutiamin		Primær alifat	2,70 10 - 4	3,57
Deut.-butylamin		Primær alifat	3,60 10 - 4	3,44
Tret-butylamin		Primær alifat	2,80 10 - 4	3,55
Benzylamin		Primær alifat	2,10 10 -5	4,67
Dimetylamin		Sekundær alifat	5,40 10 -4	3,27
Dietylamin		Sekundær alifat	1,20 10 - 3	2,91
Trimetylamin		Tertiær alifat	6,50 10 -5	4,19
Trietylamin		Tertiær alifat	1,00 10 - 3	3,00
Anilin		Primær aroma.	4,30 10 - 10	9,37
n-toluidin		Primær aroma.	1,32 10 -9	8,88
n-nitroanilin		Primær aroma.	1,00 10 - 13	13,0
N,N-dimetylanilin		Tertiær fet aromatisk	1,40 10 -9	8,85
Difenylamin		Sekundær aroma.	6,20 10 -14	13,21
Pyridin		Heteroaromatisk	1,50 10 - 9	8,82
Kinolin		Heteroaromatisk	8,70 10 -10	9,06
Piperidin		Sekundær alifat og heterosyklisk	1,33 10 -3	3,88
Hydrazin			9,30 10 -7	6,03
Hydroxylamin			8,90 10 - 9	8,05
Etanolamin		Prod. først alif.	1,80 10 - 5	4,75

Disse tabellene lar oss trekke følgende konklusjoner:

1) Alifatiske aminer er mye sterkere baser enn aromatiske aminer (omtrent 100 000 - 1 000 000 ganger)

2) Heteroaromatiske aminer er nær aromatiske i basicitet.

3) Basiciteten til aromatiske aminer er sterkt påvirket av substituenter lokalisert i par- posisjon til aminogruppen. Elektrondonerende substituenter øker basisiteten til aminet, mens elektrontiltrekkende substituenter reduserer det kraftig. Basicitetsforholdet til aromatiske aminer som inneholder metyl- og nitrogrupper i den angitte posisjonen er omtrent 10 000: 1.

4) Sekundære alifatiske aminer er litt mer basiske enn primære aminer, mens tertiære alifatiske aminer har en basicitet på samme nivå.

5) Naturen til radikalet i primære aminer påvirker ikke aminets basicitet signifikant.

6) Mettede heterocykliske aminer har basicitet på nivå med sekundære alifatiske aminer.

7) Fete aromatiske aminer har basicitet på nivå med aromatiske aminer.

8) Sekundære aromatiske aminer har en basicitet omtrent 10 000 ganger mindre enn primære.

9) Elektronegative atomer bundet i et molekyl til nitrogenatomet i aminogruppen reduserer dens basicitet med 10 (nitrogen) og 1000 ganger (oksygen).

10) Et oksygenatom separert fra aminogruppen med to metylengrupper reduserer dets basicitet med bare 67 ganger.

Det skal også bemerkes at basiciteten til syreamider på grunn av den elektrontiltrekkende effekten av karbonylgruppen er svært lav - til og med lavere enn for sekundære aromatiske aminer: for acetamid pK b = 13,52; for acetanilid pK b = 13,60 og for urea pK b = 13,82

acetamid acetanilid urea

Som begrunnelse primære, sekundære og tertiære aminer reagere med syrer:

propylamin propylammoniumbromid

dimetylamin dimetylammoniumsulfat

trimetylamin trimetylammoniumperklorat

Med flerbasiske syrer ikke bare gjennomsnitt kan dannes, men og sure salter:

dimetylamin dimetylammoniumhydrogensulfat

metylisobutylaminrtofosfat

Primære aromater, samt sekundære og tertiære fettaromatiske aminer med fortynnede vandige løsninger av sterke syrer gir også salt:

De er også i stand til å dannes salt under påvirkning konsentrerte sterke syrer, men kl fortynning med vann disse saltene hydrolysere, som gir et svakt grunnlag, altså foreldreamin:

Som veldig svake fundamenter, ikke gi salter verken med konsentrert saltsyre eller svovelsyre. Riktignok produserer trifenylamin fortsatt perklorat med perklorsyre:

.

Primære alifatiske aminer reagere i to stadier: i det første ekstremt ustabil i vann selv når den er avkjølt diazoniumsalt, som i det andre trinnet reagerer med vann for å dannes alkohol:

propylamin propyldiazoniumklorid

propanol-1

I reaksjonen av et primært amin med natriumnitritt og saltsyre, gassutvikling(bobler er godt synlige) og fiskeaktig lukt aminforandringer til alkohol er en kvalitativ reaksjon på et primært alifatisk amin.

Hvis vi oppsummerer de to reaksjonene ovenfor, får vi:

Sekundære aminer reagerer helt annerledes: under påvirkning av natriumnitritt og saltsyre, N-nitrosamin- veldig stabil tilkobling selv ved oppvarming:

metyletylamin N-nitrosometyletiamin

I reaksjonen av et sekundært alifatisk amin med natriumnitritt og saltsyre, dannelse av en gul olje, lite løselig i vann og med en ekstremt ubehagelig lukt er en kvalitativ reaksjon på et sekundært alifatisk amin.

Nitrosaminer - kreftfremkallende stoffer: uavhengig av sted og metode for å komme inn i kroppen til et forsøksdyr, forårsaker de leverkreft. Mye brukt i eksperimentell onkologi. De virker resorptivt, det vil si gjennom huden.

Tertiære alifatiske aminer reagere fra en blanding av natriumnitritt og saltsyre bare med syre:

Det er ingen synlige effekter i denne reaksjonen. Lukten svekkes.

Primære aromatiske aminer reagerer for å danne relativt stabile ved temperaturer fra 0 til 5 o C diazoniumsalter. Denne reaksjonen ble først publisert i 1858 i et tysk kjemisk tidsskrift av Peter Griess og bærer navnet hans:

Griess-reaksjonen involverer mange homologer av anilin som inneholder alkylsubstituenter i o-,m- Og n-posisjon til aminogruppen:

Det inkluderer også anilinderivater som inneholder elektrontiltrekkende, elektrondonerende substituenter og substituenter av en spesiell gruppe, for eksempel:

Med hydrobromsyre er reaksjonen raskere, men den brukes sjelden og kun i laboratoriet på grunn av den høye kostnaden og mangelen på denne syren.

Ved produksjon av diazoniumsalter brukes de umiddelbart til følgende stadier av syntese, men i laboratoriet isoleres de ofte ved en utvekslingsreaksjon med en mettet løsning av natriumtetrafluorborat:

Diazoniumsalter brukes oftest for å oppnå en rekke azofargestoffer ved azokobling med fenoler (naftoler) og aromatiske tertiære aminer, for eksempel:

Det resulterende azofargestoffet er en pH-indikator: i et surt miljø, på grunn av dannelsen av en hydrogenbinding, har det en flat struktur der den elektrondonerende effekten av hydroksylgruppen er svekket - denne formen er gulfarget. I den alkaliske gruppen fjernes et proton fra hydroksylgruppen, et "fenolat-ion" vises, som er den sterkeste ED-substituenten, og fargen endres til rød-oransje:

Rollen til brus i azokoblingsreaksjonen er bindingen av den resulterende saltsyren (eller annen sterk) syre til et surt salt - natriumbikarbonat:

En blanding av natriumkarbonat og natriumbikarbonat er en bufferløsning som skaper et lett alkalisk miljø.

Med tertiære aromatiske aminer må azokobling skje i et lett surt miljø, noe som sikres ved tilsetning av salter som hydrolyserer ved anionet, for eksempel natriumacetat. I et sterkt surt miljø produserer aminet et ammoniumsalt, hvis kation ikke reagerer naturlig med diazoniumkationet.

Natriumacetat reagerer øyeblikkelig med den resulterende saltsyren. Resultatet er en bufferløsning bestående av svak eddiksyre og overskudd av natriumacetat. Det gir et litt surt miljø:

Sekundære aromatiske aminer reagere med natriumnitritt og saltsyre med utdanning N-nitrosaminer. For eksempel gir N-metylanilin N-nitroso-N-metylanilin, en gul olje med en ekstremt ubehagelig lukt, som stivner ved 13 °C:

Aromatiske N-nitrosoaminer, som alifatiske, er kreftfremkallende. De forårsaker også leverkreft og brukes også i eksperimentell onkologi.

Aromatiske N-nitrosoaminer, under påvirkning av tørt hydrogenklorid eller bromid eller under påvirkning av konsentrert svovelsyre, gjennomgår omorganisering, først publisert i 1886 i et tysk kjemisk tidsskrift av O. Fischer og E. Hepp. Under disse forholdene blir nitrosogruppen selektivt overført til n-posisjon:

4-nitroso-N-metylanilin oppnådd som et resultat av omorganisering har helt andre fysiske egenskaper og biologisk aktivitet. Det er et grønt fast stoff med et smeltepunkt på 113 °C. Det fluorescerer i løsninger i organiske løsemidler. Det er ikke kreftfremkallende, selv om det forårsaker dermatitt.

Tertiære aromatiske aminer reagere med natriumnitritt og saltsyre, gi C-nitroso forbindelser. Nitroso-gruppen er selektivt rettet mot n-posisjon:

C-nitroso-forbindelser reduseres lett med hydrogen på Raney-nikkel. Dette produserer usymmetriske dialkyldiaminer, for eksempel:

Salter av alifatiske og aromatiske aminer kan enkelt omdannes tilbake til aminer ved påvirkning av alkalier, for eksempel:

propylammoniumperklorat-propylamin

mmetylpropylamin

kvartære ammoniumbaser, tvert imot kan oversettes til kvartære ammoniumsalter handling syrer:

Dimetdimetyletylisopropylammoniumklorid

Som du kan se, er dette en vanlig reaksjon for å nøytralisere en alkali med en syre - salt og vann oppnås.

På side 19 i denne håndboken ble det foreslått at elektrofile substitusjonsreaksjoner i aromatiske aminer lett oppstår i orto- Og par-posisjon av benzenringen. Faktisk bromeres anilin lett i alle disse stillingene samtidig:

N,N-dialkylaniliner sulfoneres, nitreres og diazotiseres til orto- Og par-posisjoner:

Natriumacetat omdanner en sterk kompleks syre til en svak syre: eddiksyre:

Påføring av aminer

Det enkleste primære aminet er metylamin brukes i syntese av insektmidler, soppdrepende midler, vulkaniseringsakseleratorer, overflateaktive stoffer, medisiner, fargestoffer, rakettdrivstoff og løsemidler. For eksempel oppnås N-metyl-2-pyrrolidon, et populært løsningsmiddel for lakk og noen fargestoffer, ved å reagere metylamin med y-butyrolakton (syklisk ester av 4-hydroksysmørsyre):

y-butyrolat N-metyl-2-pyrrolidon

Det enkleste sekundære aminet er dimetylamin brukes i syntesen av insektmidler, herbicider, vulkaniseringsakseleratorer, overflateaktive stoffer, mange medikamenter, fargestoffer og slike viktige løsningsmidler som dimetylforiamid (DMF), dimetylacetamid (DMAA) og heksametylfosfortriamid (HMPTA) eller heksametapol. DMF produseres industrielt, for eksempel ved å reagere dimetylamin med maursyremetylester:

metylformiat dimetylamin DMF metanol

DMAA produseres industrielt ved å reagere dimetylamin med eddiksyreanhydrid:

eddiksyreanhydrid DMAA

Den industrielle syntesen av heksametapol involverer interaksjonen av dimetylamin med fosforoksyklorid:

Fosfortrikloridoksid HMPTA

Det enkleste tertiære aminet er trimetylamin brukes i syntesen av kvaternære ammoniumbaser, flotasjonsmidler, retardanter, fôrtilsetningsstoffer. For eksempel involverer det siste stadiet av syntesen av karbakolin, et medikament som brukes i behandlingen av glaukom og postoperativ atoni i tarmen eller blæren, interaksjonen av trimetylamin med karbamoylderivatet av etylenklorhydrin:

karbakolin

Kationiske overflateaktive midler oppnås på samme måte:

trimetylalkylammoniumklorid

Etylamin brukes i produksjon av fargestoffer, overflateaktive stoffer, ugressmidler. For eksempel oppnås simazin, et ugressmiddel for å beskytte mais og grønnsaker mot ugress, ved å reagere etylamin med den beregnede mengden cyanurklorid i et alkalisk miljø:

klorcyanur simazin

Dietylamin brukes i produksjon av fargestoffer, plantevernmidler,, korrosjonshemmere, medisiner og avstøtende midler. For eksempel oppnås det velkjente myggmiddelet DEET ved reaksjonen:

syreklorid m-toluinsyre N,N-dietyl- m-toluamid

Isopropylamin, butylamin, isobutylamin, tirs-butiamin og tert- butylaminer brukes i lignende bransjer.

1,6-heksandiamin mye brukt for syntese av nylon ved polykondensasjonsreaksjon med 1,4-butandikarboksylsyre (adipin):

Blant medisiner inneholder mange aminogrupper av ulike typer. Så, for eksempel, av 1308 legemidler oppført i M.D.-referanseboken. Mashkovsky, minst 70 er primære aminer, minst 52 er sekundære og minst 108 er tertiære. I tillegg er det blant legemidlene 41 kvaternære ammoniumsalter og mer enn 70 amider av karboksylsyrer, 26 amider av arylsulfonsyrer og 12 amider av ortofosforsyrederivater. Det er også sykliske amider - laktamer. Det er 5 navn. Derivater av naturlige aminosyrer – 14 navn. Nedenfor er eksempler på legemidler som inneholder de listede funksjonelle gruppene:

Anestezin– etyleter n-aminobenzosyre. Det er et primært aromatisk amin og en ester på samme tid.

Har en lokalbedøvende effekt. Det brukes til å lindre smerter på sår og sår, ved oppkast under graviditet og mot sjø- og luftbårne sykdommer.

Baklofen– 4-amino-3-( n-klor)fenylbutansyre. Det er et primært alifatisk amin, en ester og et halogenderivat av benzenserien på samme tid.

Reduserer muskelspenninger og virker smertestillende. Brukes ved multippel sklerose.

Salbutamol – 2-gnir-butylamino-1-(4"-hydroksy-3"-hydroksymetyl)fenyletanol. Det er et sekundært alifatisk amin, sekundære og primære alkoholer og fenol på samme tid.

Den har en bronkodilaterende effekt og forhindrer for tidlige sammentrekninger hos gravide. Det brukes til bronkial astma og i obstetrisk praksis.

Ortofen– natriumsalt av 2-(2",6"-diklor)fenylaminofenyleddiksyre. Det er et sekundært aromatisk amin, et salt av en karboksylsyre og et halogenderivat av benzenserien på samme tid.

Det har antiinflammatoriske, smertestillende og febernedsettende effekter. Det brukes til akutt revmatisme, revmatoid artritt, ankyloserende spondylitt, artrose, spondyloartrose.

Isoverine– N-isoamyl-1,5-pentandiamin-dihydroklorid. Det er et diammoniumsalt av primære og sekundære aminer på samme tid.

Senker blodtrykket, øker tonus og forsterker sammentrekninger av livmormusklene. Den brukes som en arbeidsakselerator og for å stimulere livmorsammentrekninger i postpartum perioden.

Metylen blå– N,N,N’,N’-tetrametyltioninklorid. Det er både et tertiært fettaromatisk amin og et ammoniumsalt av samme amin. I tillegg inneholder den en heteroaromatisk ring med et "pyridin" nitrogenatom.

Brukes eksternt som et antiseptisk middel mot brannskader, pyodermi og follikulitt. Ved blærebetennelse og uretritt vaskes hulrommene med en 0,02 % blå løsning.

Pentamin– 3-metyl-1,5-bis-(N,N-dimetyl-N-etyl)ammonium-3-azapentandibromid. Det er både et tertiært alifatisk amin og et dobbelt kvaternært ammoniumsalt av de samme aminene.

Har ganglion-blokkerende aktivitet. Brukes ved hypertensive kriser, spasmer i perifere kar, spasmer i tarm og galleveier, nyrekolikk, for å lindre akutte angrep av bronkial astma, og for lunge- og cerebralt ødem.

Nikotinamid– 3-pyridinkarboksylsyreamid. Det er et karboksylsyreamid og et derivat av den nitrogenholdige heteroaromatiske ringen - pyridin.

Det har anti-pellagriske egenskaper, forbedrer karbohydratmetabolismen, og har en positiv effekt på milde former for diabetes, lever- og hjertesykdommer, og magesår og duodenalsår. Brukes ved gastritt med lav surhet, akutt og kronisk hepatitt, skrumplever, for spasmer i blodkar i lemmer, nyrer og hjerne.

Sulfadimezin – 2-(p- aminobenzensulfamido)-4,6-dimetylpyrimidin. Representant for en stor gruppe sulfonamidmedisiner. Det er både et sulfanilamid, et primært aromatisk amin og et derivat av den nitrogenholdige heteroaromatiske ringen - pyrimidin.

Som alle legemidler i denne gruppen er sulfadimezin et aktivt antimikrobielt middel. Det brukes ved pneumokokk-, streptokokk-, meningokokkinfeksjoner, sepsis, gonoré, samt mot infeksjoner forårsaket av E. coli og andre mikrober.

fopurin - 6-dietylenamidofosfamido-2-dimetylamino-7-metylpurin. Det er samtidig et trippelfosfamid, et tertiært aromatisk amin og et derivat av den nitrogenholdige heteroaromatiske sykkelen - purin

Hemodez– 6 % vann-saltløsning av lavmolekylær polyvinylpyrrolidon. Den elementære enheten til polymeren inneholder en laktamring.

Binder giftstoffer som sirkulerer i blodet og fjerner dem raskt gjennom nyrebarrieren. Brukes ved dysenteri, dyspepsi, salmonellose og brannskade i rusfasen.

Histidin– L-β-imidazolylalanin eller L-α-amino-β-(4-imidazolyl)propionsyre. Det er en α-aminosyre og et derivat av den nitrogenholdige heteroaromatiske ringen - imidazol

Histidin er en essensiell aminosyre; Finnes i ulike organer, og er en del av karnosin, et nitrogenholdig ekstraksjonsstoff i muskler. I kroppen gjennomgår den dekarboksylering med dannelse av histamin, en av de kjemiske faktorene (mediatorer) som er involvert i reguleringen av vitale funksjoner.

Angiotensinamid– L-asparaginyl-L-arginyl-L-valyl-L-tyrosinyl-L-valyl-L-histidinylacetat – L-prolyl-L-fenylalanin. Det er et eddiksyresalt av et oktapeptid som består av naturlige α-aminosyrer.

Under sjokkforhold brukes den til rask og sterk sammentrekning av blodkar i indre organer, hud og nyrer. Angiotensinamid har også evnen til å trekke sammen de glatte musklene i livmoren, tarmene, blæren og galleblæren. Det stimulerer frigjøringen av adrenalin fra binyrene og produksjonen av aldosteron.

Aminer. Definisjon
Klassifisering av aminer etter antall hydrogenatomer i ammoniakk erstattet av radikaler
Klassifisering av aminer i henhold til arten av radikalene knyttet til nitrogenatomet
Isomerisme og nomenklatur av alifatiske aminer
Metoder for fremstilling av aminer
Fremstilling av aminer fra andre nitrogenholdige forbindelser
Fra nitroforbindelser
Fra nitrosoforbindelser
Fra okser
Fra hydrazoner
Fra amider av karboksylsyrer
Fra karboksylsyrenitriler: 7
Fremstilling av aminer fra forbindelser av andre klasser
Fra aldehyder og ketoner ved Leuckart-Wallach-reaksjonen
Fremstilling av primære alifatiske aminer ved ammoniakkalkylering
Fremstilling av sekundære alifatiske aminer ved alkylering av primære
Fremstilling av tertiære alifatiske aminer ved alkylering av sekundære
Fremstilling av kvaternære ammoniumsalter fra tertiære aminer
Fremstilling av kvaternære ammoniumbaser fra kvartære ammoniumsalter
Termolyse av kvartære ammoniumbaser
Alkylering av primære aromatiske aminer til symmetriske
tertiære aminer
Fire-trinns syntese av sekundære aromatiske fettaminer
Fremstilling av rene primære aminer ifølge Gabriel
Fremstilling av aminer fra alkoholer
Fremstilling av aromatiske aminer
Reduksjon av aromatiske nitroforbindelser i henhold til N.N. Zinina
Reduksjon av aromatiske nitroforbindelser ifølge Bechamp
Katalytisk reduksjon av aromatiske nitroforbindelser med hydrogen
Fysiske egenskaper til alifatiske aminer
Fysisk tilstand av alifatiske aminer
Avhengighet av kokepunktene til alifatiske aminer på strukturen
Løselighet av alifatiske aminer i vann og organiske løsemidler
Fysiske egenskaper til aromatiske aminer
Fysisk tilstand og løselighet av aromatiske aminer
Kjemiske egenskaper til aminer
Forholdet mellom den elektroniske strukturen til aminer og basicitet
Basicitetskonstanter og pKb-verdier for alifatiske, aromatiske og heterosykliske aminer og noen relaterte forbindelser
Reaksjoner av aminer med syrer
Interaksjon av aminer med natriumnitritt og saltsyre
Omdannelse av primære alifatiske aminer til alkoholer via diazoforbindelser
Omdannelse av sekundære alifatiske aminer til N-nitrosoforbindelser
Kreftfremkallende egenskaper av alifatiske N-nitrosaminer
Interaksjon av tertiære alifatiske aminer med natriumnitritt
og saltsyre
Omdannelse av primære aromatiske aminer til diazoniumsalter
Isolering av diazoniumsalter fra løsninger i form av tetrafluorborater
Azosekoblingsreaksjon med fenoler (naftoler)
Azofargestoffer som pH-indikatorer
Azokoblingsreaksjon med tertiære aromatiske aminer
Omdannelse av sekundære aromatiske fettaminer til N-nitrosaminer
Kreftfremkallende egenskaper av fett-aromatiske N-nitrosaminer
Fischer-Hepp omorganisering
Omdannelse av tertiære aromatiske aminer til C-nitrosoforbindelser
Katalytisk reduksjon av aromatiske C-nitrosoforbindelser med hydrogen
Interaksjon av salter av alifatiske og aromatiske aminer med alkalier
Interaksjon av kvartære ammoniumbaser med syrer
Elektrofile substitusjonsreaksjoner i aromatiske aminer
Påføring av aminer
Påføring av metyl og dimetylaminer
Fremstilling av populære organiske løsemidler: DMF, DMAA og HMPTA
Påføring av trimetyl og etylaminer
Påføring av dietylamin
Anvendelse av diaminer for fremstilling av polyamidpolymerer
Medisiner – aminer og aminderivater
Anestezin
Baklofen
Salbutamol
Ortofen
Isoverine
Metylen blå
Pentamin
Nikotinamid
Sulfadimezin
Fopurin
Hemodez
Histidin
Angiotensinamid
Innhold

Basert på arten av hydrokarbonsubstituenter er aminer delt inn i

Generelle strukturelle trekk ved aminer

Akkurat som i ammoniakkmolekylet, i molekylet til et hvilket som helst amin, har nitrogenatomet et ensomt elektronpar rettet mot en av toppunktene til det forvrengte tetraederet:

Av denne grunn har aminer, som ammoniakk, betydelig uttrykt grunnleggende egenskaper.

Således reagerer aminer, som ligner på ammoniakk, reversibelt med vann og danner svake baser:

Bindingen mellom hydrogenkationet og nitrogenatomet i aminmolekylet realiseres ved hjelp av en donor-akseptormekanisme på grunn av det ensomme elektronparet til nitrogenatomet. Mettede aminer er sterkere baser sammenlignet med ammoniakk, pga i slike aminer har hydrokarbonsubstituenter en positiv induktiv (+I) effekt. I denne forbindelse øker elektrontettheten på nitrogenatomet, noe som letter interaksjonen med H + kation.

Aromatiske aminer, hvis aminogruppen er direkte koblet til den aromatiske ringen, viser svakere grunnleggende egenskaper sammenlignet med ammoniakk. Dette skyldes det faktum at det ensomme elektronparet til nitrogenatomet forskyves mot det aromatiske π-systemet til benzenringen, som et resultat av at elektrontettheten på nitrogenatomet avtar. I sin tur fører dette til en reduksjon i grunnleggende egenskaper, spesielt evnen til å samhandle med vann. For eksempel reagerer anilin bare med sterke syrer, men reagerer praktisk talt ikke med vann.

Kjemiske egenskaper til mettede aminer

Som allerede nevnt, reagerer aminer reversibelt med vann:

Vandige løsninger av aminer har en alkalisk reaksjon på grunn av dissosiasjonen av de resulterende basene:

Mettede aminer reagerer bedre med vann enn ammoniakk på grunn av deres sterkere basisegenskaper.

De grunnleggende egenskapene til mettede aminer øker i serien.

Sekundære mettede aminer er sterkere baser enn primære mettede aminer, som igjen er sterkere baser enn ammoniakk. Når det gjelder de grunnleggende egenskapene til tertiære aminer, hvis vi snakker om reaksjoner i vandige løsninger, uttrykkes de grunnleggende egenskapene til tertiære aminer mye dårligere enn de til sekundære aminer, og til og med litt dårligere enn de til primære. Dette skyldes sterisk hindring, som i betydelig grad påvirker aminprotoneringshastigheten. Med andre ord, tre substituenter "blokkerer" nitrogenatomet og forstyrrer dets interaksjon med H + kationer.

Interaksjon med syrer

Både frie mettede aminer og deres vandige løsninger reagerer med syrer. I dette tilfellet dannes salter:

Siden de grunnleggende egenskapene til mettede aminer er mer uttalt enn de til ammoniakk, reagerer slike aminer selv med svake syrer, som karbonsyre:

Aminsalter er faste stoffer som er svært løselige i vann og dårlig løselige i ikke-polare organiske løsningsmidler. Samspillet mellom aminsalter og alkalier fører til frigjøring av frie aminer, som ligner på fortrengning av ammoniakk når alkalier virker på ammoniumsalter:

2. Primære mettede aminer reagerer med salpetersyre og danner tilsvarende alkoholer, nitrogen N2 og vann. For eksempel:

Et karakteristisk trekk ved denne reaksjonen er dannelsen av nitrogengass, og derfor er den kvalitativ for primære aminer og brukes til å skille dem fra sekundære og tertiære. Det skal bemerkes at oftest utføres denne reaksjonen ved å blande aminet ikke med en løsning av salpetersyre selv, men med en løsning av et salt av salpetersyre (nitritt) og deretter tilsette en sterk mineralsyre til denne blandingen. Når nitritter interagerer med sterke mineralsyrer, dannes salpetersyre, som deretter reagerer med aminet:

Sekundære aminer under lignende forhold gir oljeholdige væsker, såkalte N-nitrosaminer, men denne reaksjonen forekommer ikke i reelle BRUK-tester i kjemi. Tertiære aminer reagerer ikke med salpetersyre.

Fullstendig forbrenning av eventuelle aminer fører til dannelse av karbondioksid, vann og nitrogen:

Interaksjon med haloalkaner

Det er bemerkelsesverdig at nøyaktig det samme saltet oppnås ved virkningen av hydrogenklorid på et mer substituert amin. I vårt tilfelle, når hydrogenklorid reagerer med dimetylamin:

Fremstilling av aminer:

1) Alkylering av ammoniakk med haloalkaner:

Ved ammoniakkmangel oppnås saltet i stedet for amin:

2) Reduksjon med metaller (til hydrogen i aktivitetsserien) i et surt miljø:

etterfulgt av behandling av løsningen med alkali for å frigjøre det frie aminet:

3) Reaksjonen av ammoniakk med alkoholer når blandingen deres føres gjennom oppvarmet aluminiumoksid. Avhengig av alkohol/amin-forhold, dannes primære, sekundære eller tertiære aminer:

Kjemiske egenskaper til anilin

Anilin - trivialnavnet for aminobenzen, med formelen:

Som det fremgår av illustrasjonen, er aminogruppen i anilinmolekylet direkte forbundet med den aromatiske ringen. Slike aminer, som allerede nevnt, har mye mindre uttalte basisegenskaper enn ammoniakk. Spesielt anilin reagerer derfor praktisk talt ikke med vann og svake syrer som karbonsyre.

Reaksjon av anilin med syrer

Anilin reagerer med sterke og middels sterke uorganiske syrer. I dette tilfellet dannes fenylammoniumsalter:

Interaksjon av anilin med halogener

Som det allerede ble sagt helt i begynnelsen av dette kapittelet, trekkes aminogruppen i aromatiske aminer inn i den aromatiske ringen, som igjen reduserer elektrontettheten på nitrogenatomet, og som et resultat øker den i den aromatiske ringen. En økning i elektrontettheten i den aromatiske ringen fører til at elektrofile substitusjonsreaksjoner, spesielt reaksjoner med halogener, foregår mye lettere, spesielt i orto- og paraposisjonene i forhold til aminogruppen. Dermed reagerer anilin lett med bromvann, og danner et hvitt bunnfall av 2,4,6-tribromoanilin:

Denne reaksjonen er kvalitativ for anilin og gjør det ofte mulig å identifisere den blant andre organiske forbindelser.

Reaksjon av anilin med salpetersyre

Anilin reagerer med salpetersyre, men på grunn av spesifisiteten og kompleksiteten til denne reaksjonen, vises den ikke i den virkelige Unified State-eksamen i kjemi.

Anilinalkyleringsreaksjoner

Ved å bruke sekvensiell alkylering av anilin ved nitrogenatomet med halogenerte hydrokarboner, kan sekundære og tertiære aminer oppnås:

Kjemiske egenskaper til aminosyrer

Aminosyrer er forbindelser hvis molekyler inneholder to typer funksjonelle grupper - amino (-NH 2) og karboksy- (-COOH) grupper.

Med andre ord kan aminosyrer betraktes som derivater av karboksylsyrer, i molekylene hvor ett eller flere hydrogenatomer er erstattet med aminogrupper.

Dermed kan den generelle formelen for aminosyrer skrives som (NH 2) x R(COOH) y, hvor x og y oftest er lik en eller to.

Siden aminosyremolekyler inneholder både en aminogruppe og en karboksylgruppe, viser de kjemiske egenskaper som ligner både aminer og karboksylsyrer.

Sure egenskaper til aminosyrer

Dannelse av salter med alkalier og alkalimetallkarbonater

Forestring av aminosyrer

Aminosyrer kan reagere med forestring med alkoholer:

NH 2 CH 2 COOH + CH 3 OH → NH 2 CH 2 COOCH 3 + H 2 O

Grunnleggende egenskaper til aminosyrer

1. Dannelse av salter ved interaksjon med syrer

NH 2 CH 2 COOH + HCl → + Cl —

2. Interaksjon med salpetersyre

NH 2 -CH 2 -COOH + HNO 2 → HO-CH 2 -COOH + N 2 + H 2 O

Merk: interaksjon med salpetersyre foregår på samme måte som med primære aminer

3. Alkylering

NH 2 CH 2 COOH + CH 3 I → + I —

4. Interaksjon av aminosyrer med hverandre

Aminosyrer kan reagere med hverandre for å danne peptider - forbindelser som inneholder peptidbindingen -C(O)-NH- i molekylene deres.

Samtidig bør det bemerkes at i tilfelle av en reaksjon mellom to forskjellige aminosyrer, uten å observere noen spesifikke syntesebetingelser, skjer dannelsen av forskjellige dipeptider samtidig. Så, for eksempel, i stedet for reaksjonen av glycin med alanin ovenfor, som fører til glycylananin, kan det oppstå en reaksjon som fører til alanylglycin:

I tillegg reagerer ikke glysinmolekylet nødvendigvis med alaninmolekylet. Peptiseringsreaksjoner forekommer også mellom glycinmolekyler:

Og alanin:

I tillegg, siden molekylene til de resulterende peptidene, som de originale aminosyremolekylene, inneholder aminogrupper og karboksylgrupper, kan peptidene selv reagere med aminosyrer og andre peptider på grunn av dannelsen av nye peptidbindinger.

Individuelle aminosyrer brukes til å produsere syntetiske polypeptider eller såkalte polyamidfibre. Spesielt ved bruk av polykondensasjon av 6-aminoheksan (ε-aminokapron) syre, syntetiseres nylon i industrien:

Den resulterende nylonharpiksen brukes til å produsere tekstilfibre og plast.

Dannelse av indre salter av aminosyrer i vandig løsning

I vandige løsninger eksisterer aminosyrer hovedsakelig i form av indre salter - bipolare ioner (zwitterioner).