АминыАмины — это азотсодержащие органические соединения, производные аммиака NH3, в молекуле которого один или несколько атомов водорода замещены на углеводородные радикалы. Одновалентный остаток аммиака —NH2 называется аминогруппой.

В зависимости от того, сколько атомов водорода в молекуле аммиака замещено на углеводородные радикалы, амины делят на первичные, вторичные и третичные.

В зависимости от строения углеводородного радикала различают предельные, непредельные и ароматические амины. Общая формула предельных алифатических аминов CnH2n+3N.

Строение и физические свойства аминов.

Связи N—Н и С—N достаточно прочные, поэтому амины не проявляют заметных кислотных свойств, и для них не характерны реакции замещения аминогруппы. Неподеленная пара валентных электронов, которая имеется на атоме азота, может использоваться им для образования новой связи. Поэтому амины, как и аммиак, обладают свойствами оснований и нуклеофилов.

Метиламин, диметиламин и триметиламин — газы, средние члены гомологического ряда аминов — жидкости, высшие — твердые вещества. Низшие амины хорошо растворимы в воде, с ростом длины углеводородного радикала растворимость аминов падает. Низшие амины имеют резкий неприятный запах, напоминающий запах селедочного рассола. Высшие амины либо не имеют запаха, либо пахнут очень cлабо.

Первичные и вторичные амины, подобно спиртам, склонны к образованию водородных связей. Поскольку электроотрицательность атома азота меньше, чем атома кислорода, амины образуют менее прочные ассоциаты и имеют более низкие температуры кипения, чем соответствующие спирты. Например, температура кипения этанола 78 °С, а этиламина — 17 °С. Третичные амины не способны к ассоциации, и их температуры кипения существенно ниже, чем первичных и вторичных аминов с тем же числом атомов углерода.

Ароматические амины — высококипящие жидкости или твердые вещества, обладают запахом, отличающимся от запаха алифатических аминов, плохо растворимы в воде. Простейший ароматический амин — анилин (фениламин, аминобензол) C6H5NH2 — бесцветная маслянистая жидкость со своеобразным запахом, немного тяжелее воды, плохо растворяется в ней.

Химические свойства аминов.

1. Основные свойства алифатических аминов выражены ярче, чем у аммиака и ароматических аминов. Это объясняется влиянием углеводородных радикалов на атом азота. В аминах под влиянием алкильного радикала электронное облако связи С—N смещается несколько к азоту, вследствие этого электронная плотность на азоте возрастает, и он сильнее притягивает к себе катион водорода.

Основные свойства ароматических аминов, в том числе и первого представителя гомологического ряда — анилина, выражены слабее, чем у алифатических аминов и аммиака. В этом случае сказывается влияние ароматического радикала фенила —С6Н5: бензольное ядрo притягивает к себе неподеленную электронную пару азота аминогруппы (аналогия со смещением электронной плотности от атома кислорода в молекуле фенола). Вследствие этого электронная плотность на азоте уменьшается, и он cлабее связывает ион водорода, а это значит, что основные свойства вещества проявляются в меньшей степени.

В водных растворах низших алифатических аминов щелочная среда, индикаторы изменяют окраску, обнаруживая избыток гидроксид-ионов OH–.

Амины, как алифатические, так и ароматические, реагируют с кислотами с образованием солей.

Соли, образованные аминами и кислотами, представляют собой твердые вещества, хорошо растворимые в воде. При действии на эти соли щелочами получают амины.

2. Амины в отличие от аммиака горят на воздухе. При полном сгорании образуется углекислый газ, пары воды и азот:

4CH3NH2 + 9O2 ® 4CO2 + 10H2O + 2N2

3. Реакции с участием углеводородного радикала.

В ароматических аминах аминогруппа повышает электронную плотность в бензольном кольце, поэтому ароматические амины, как и фенолы, легче вступают в реакции электрофильного замещения атомов водорода, чем бензол. Аминогруппа является ориентантом I рода и направляет атаку электрофильного реагента в орто- и пара-положения бензольного кольца.

При действии на анилин бромной воды образуется 2,4,6-триброманилин, эту реакцию используют для обнаружения анилина.

Получение аминов.

1. При нагревании галогеналканов с аммиаком происходит замещение галогена с образованием амина. Первоначально образуется аммониевая соль, из которой можно выделить синтезируемый амин действием избытка аммиака или более сильного основания, например, щелочи.

При взаимодействии полученного метиламина с новой порцией хлорметана можно получить вторичный амин — диметиламин, затем третичный амин — триметиламин.

2. Восстановлением нитросоединений (реакция Зинина) получают первичные амины.

Реакция открыта в 1842 г. профессором Казанского университета Николаем Николаевичем 3ининым. В промышленности в качестве восстановителя нитробензола используют железо (чугунные стружки) в кислой среде.

Применение аминов.

Ароматические амины широко применяют в химической промышленности. Так, анилин является исходным веществом в производстве многочисленных анилиновых красителей, используется при получении важных лекарственных веществ, например, сульфаниламидных препаратов, взрывчатых веществ, высокомолекулярных соединений и т.д.

Соли алифатических аминов, например, триоктиламина (C8H17)3N используют в гидрометаллургии для обогащения руд цветных металлов.


Загрузка...
Яндекс.Метрика Google+