Амини- това са органични съединения, в които водороден атом (може и повече от един) е заменен с въглеводороден радикал. Всички амини се разделят на:

• първични амини;
• вторични амини;
• третични амини.

Съществуват и аналози на амониеви соли - кватернерни соли като [ Р 4 н] + кл - .

В зависимост от вида на радикала аминиможе да бъде:

• алифатни амини;
• ароматни (смесени) амини.

Алифатни наситени амини.

Обща формула CnH 2 н +3 н.

Структура на амините.

Азотният атом е в sp 3 хибридизация. Четвъртата нехибридна орбитала съдържа несподелена електронна двойка, която определя основните свойства на амините:

Електронодонорните заместители увеличават електронната плътност на азотния атом и подобряват основните свойства на амините, поради тази причина вторичните амини са по-силни основи от първичните, т.к. 2 радикала върху азотен атом създават по-голяма електронна плътност от 1.

При третичните атоми важна роля играе пространственият фактор: тъй като 3 радикала закриват несподелената двойка азот, която е трудна за „достъп“ за други реагенти; основността на такива амини е по-малка от първичната или вторичната.

Изомерия на амини.

Амините се характеризират с изомеризъм на въглеродния скелет и изомеризъм на позицията на аминогрупата:

Как се наричат ​​амините?

Името обикновено изброява въглеводородните радикали (по азбучен ред) и добавя края -амин:

Физични свойства на амините.

Първите 3 амина са газове, средните членове на алифатния ред са течности, а висшите са твърди вещества. Точката на кипене на амините е по-висока от тази на съответните въглеводороди, т.к в течната фаза се образуват водородни връзки в молекулата.

Амините са силно разтворими във вода; с нарастването на въглеводородния радикал разтворимостта намалява.

Получаване на амини.

1. Алкилиране на амоняк (основен метод), което се случва, когато алкил халид се нагрява с амоняк:

Ако алкил халидът е в излишък, първичният амин може да претърпи реакция на алкилиране, превръщайки се във вторичен или третичен амин:

2. Редукция на нитро съединения:

Използва се амониев сулфид ( Реакцията на Зинин), цинк или желязо в кисела среда, алуминий в алкална среда или водород в газова фаза.

3. Редукция на нитрили. Използвайте LiAlH4:

4. Ензимно декарбоксилиране на аминокиселини:

Химични свойства на амините.

всичко амини- силни основи, а алифатните са по-силни от амоняка.

Водните разтвори са алкални по природа.

Амонолиза на халоалкани

2. Амонолиза на алкохоли

Синтезът на Габриел

Редуктивно аминиране на карбонилни съединения

Много карбонилни съединения се превръщат в амини чрез редукция в присъствието на амоняк. Редукцията се извършва или чрез каталитично хидрогениране, или като се използва натриев цианоборохидрид NaBH3CN. Механизмът на тази реакция включва два важни етапа: образуване на имин и редукция на имина до амин:

Ако се използва първичен амин вместо амоняк, реакционният продукт ще бъде вторичен амин.

Химични свойства на амините

Химичните свойства на амините се определят от наличието и природата (първична, вторична, третична) на аминогрупата.

Реакции на амини с киселини

Амините, като амоняка, са основи. Те реагират с разредени киселини, за да образуват соли:

R-NH 2 + HCl → R-NH 3 + Cl -

Тези соли, когато реагират с водни разтвори на основи, отделят амини.

Във водни разтвори амините, подобно на амоняка, съществуват под формата на хидрати:

CH 3 NH 3 + OH - (CH 3) 2 NH 2 + OH - (CH 3) 3 NH + OH -

Основността на амините се определя от лекотата, с която аминът извлича протон от водата. Равновесната константа за тази реакция се нарича константа на основност K bАмина:

Нараства К бозначава повишаване на основността (виж таблица 26.1).

Таблица 26.1

Базични константи на амоняк и някои амини

Както може да се види от този пример, заместването на водородни атоми с алкилови групи повишава основността на азота. Това е в съответствие с електронодонорната природа на алкиловите групи, които стабилизират спрегнатата киселина на амина R 3 NH + и по този начин повишават неговата основност. Благодарение на ефекта се получава допълнително стабилизиране на конюгираната киселина на амина хидратациямолекули на разтворителя. Триетиламинът е малко по-малко основен от диетиламин. Смята се, че това се дължи на намаляване на ефекта на солватация . Тъй като пространството около азотния атом е заето от алкилови групи, стабилизирането на положителен заряд върху него от молекулите на разтворителя е трудно. В газовата фаза, където няма влияние на молекулите на разтворителя, триетиламинът е по-основен от диетиламин.

Образуване на изонитрили

Първичните алифатни амини образуват изонитрили при леко нагряване с хлороформ в присъствието на концентриран алкален разтвор:

Индивидуални представители

Всички амини са отровни и са кръвни отрови. Техните N-нитрозо производни са особено опасни.

Метиламинизползвани в производството на инсектициди, фунгициди, ускорители на вулканизация, повърхностно активни вещества, багрила, ракетни горива, разтворители.

Някои амини се използват като селективни разтворители за извличане на уран от разтвори на сярна киселина. За примамка в борбата с полските гризачи се използват амини, които имат миризма на риба.

През последните години третичните амини и солите на кватернерните амониеви бази са широко разпространени като катализатори за фазов трансфер в органичния синтез.

Лекция No27.АРОМАТНИ АМИНИ

Ароматни амини. Класификация, изомерия. Номенклатура, методи за получаване: от нитросъединения (реакция на Зинин) и арилхалиди . Получаване на вторични и третични амини.

Химични свойства. Влиянието на бензеновия пръстен и неговите заместители върху основността. Реакции на алкилиране и ацилиране. Базите на Шиф. Реакции на първични, вторични и третични амини с азотиста киселина. Реакции на електрофилно заместване в ароматни амини. Характеристики на тази реакция. Анилин, р-толуидин, N,N-диметиламин. Методи на производство, приложение.

Ароматните амини могат да бъдат първичен ArNNH 2 (анилин, толуидини), втори Ar2NH (дифениламин), и третичен Ar 3 N (трифениламин), както и мастен ароматен ArN(CH 3) 2 (N,N-диметиланилин).

Третични амини

Третичните ароматни амини се получават чрез алкилиране или арилиране на първични или вторични амини:

C 6 H 5 -NH 2 + 2 CH 3 OH → C 6 H 5 -N(CH 3) 2 + 2 H 2 O

По-малко достъпните третични ароматни амини се получават чрез нагряване на вторични амини с арилиодиди в присъствието на меден прах:

(C 6 H 5) 2 NH + C 6 H 5 I → (C 6 H 5) 3 N + HI

Химични свойства на ароматните амини

Ароматните амини са по-малко основни от алифатните амини. Така, К бметиламин е 4,5·10 -4, докато за анилин е 3,8·10 -10. Намаляването на основността на анилина в сравнение с алифатните амини се обяснява с взаимодействието на несподелената двойка азотни електрони с електроните на ароматното ядро ​​- тяхното конюгиране. Конюгацията намалява способността на несподелена електронна двойка да приеме протон.

Наличието на електрон-оттеглящи групи в ядрото намалява основността. Например константата на основност за о-, м-И П-нитроанилините са съответно 1∙10 -14, 4∙10 -12 и 1∙10 -12. Въвеждането на втори ароматен пръстен също значително намалява основността (за дифениламин ~7,6∙10 -14). Дифениламинът образува силно хидролизирани соли в разтвори само със силни киселини. Трифениламинът практически няма основни свойства.

От друга страна, въвеждането на алкилови групи (електронодаряващи групи) повишава основността ( К б N-метиланилинът и N,N-диметиланилинът са съответно 7,1∙10 -10 и 1,1∙10 -9)

Методи за получаване на алифатни амини

Амонолиза на халоалкани

Когато халоалканите се нагряват с алкохолен разтвор на амоняк в запечатани епруветки, се образува смес от продукти. Когато амонякът реагира с халоалкани, се образуват първични алкиламини. Моноалкиламините са по-силни нуклеофили от амоняка; те ще реагират лесно с халоалкан, давайки значителни количества вторични и третични амини и дори кватернерни амониеви соли:

Амонолизата на халогенни производни е реакция на нуклеофилно заместване. По-специално, реакцията на CH 3 CH 2 Cl с NH 3 протича съгласно S N 2 механизма:

Както е отбелязано по-горе, реакцията произвежда смес от първични, вторични и третични амини, както и кватернерни амониеви соли, така че първичните амини обикновено се получават по други методи.

2. Амонолиза на алкохоли

Реакцията включва заместване на водородни атоми в амоняк или амин с алкилови групи. Това е най-важният метод за синтез на първични амини:

Амонолизата на алкохоли е приложена в значителен мащаб за синтеза на нисши алифатни амини (метил и етиламини). Използват се като гориво за течни ракетни двигатели и като междинни продукти на органичния синтез (получаване на други амини, диметилхидразин, анионобменни смоли и анионни вещества, пестициди, карбамати и дитиокарбамати).

Синтезът на Габриел

Синтезът на Габриел произвежда първични амини без по-силно алкилирани продукти. Алкилирането на фталимидакалий по механизма S N 2 дава N-алкил фталимид, който може лесно да се хидролизира до съответния амин:

Фталимидът се получава чрез нагряване на фталов анхидрид с амоняк:

Фталимидът има киселинни свойства, дължащи се на делокализацията на отрицателния заряд на имидния анион върху два ацилни кислородни атома.Той губи протон, свързан с азота, когато реагира с основа като калиев хидроксид. В резултат на тази реакция се образува фталимиден йон, анион, който се стабилизира:

Някои първични алифатни амини се получават чрез редукция на нитроалкани.

Метиламините и етиламините се получават чрез преминаване на смес от алкохол и амоняк под налягане върху повърхността на катализатор, като алуминиев оксид:

Алифатните амини също се получават чрез реакции между халоалкани и амоняк.

Фениламинът се получава чрез редукция на нитробензен.

Приложения

Оцветители и пигменти. Използването на естествени багрила, като индиго, е известно още през 3000 г. пр.н.е. В Европа бояджийската индустрия на текстилната промишленост започва да се развива през 16 век. с помощта на индиго. През 1856 г. английският химик Уилям Хенри Пъркин открива анилиновата лилава боя.

По това време Пъркин изследва фениламина (анилин). Това съединение е производно на каменовъглен катран. Впоследствие Пъркин създава предприятие за получаване на това вещество. Първото естествено багрило, произведено синтетично, е ализаринът. Това багрило се намира в естественото вещество кошенил и е получено за първи път през 1868 г. Индигото е синтезирано през 1880 г.

Боите са вещества, които се свързват химически с материала, който оцветяват. Обратно, пигментите не се свързват химически с материала, който оцветяват. Много органични багрила и пигменти съдържат аминогрупи или са производни на азобензен:

Боите понякога се класифицират според химичната им структура. Например багрилата директно зелено B и метилоранж (Таблица 19.20) са примери за азобагрила. Ализаринът е антрахиноново багрило. Багрилата с индигова структура се наричат ​​индигоидни багрила. Анилин виолетовото е оксазиново багрило, а кристалното виолетово е ароматното съединение триарилметан. Има и други видове багрила. Но по-често багрилата се разделят според метода на боядисване на тъкани.

ДДС бои. Тези бои се характеризират с много бързо действие. Багрилото се счита за бързо, ако не се влияе от условия на нанасяне като температура, влажност и светлина. Багрилата за вана са неразтворими във вода. Преди боядисване на тъканите те се редуцират в неподвижен разтвор, за да се превърнат във водоразтворима форма. След това тъканта се боядисва, след което се излага на въздух или някакъв окислител. В резултат на окисляването багрилото се превръща обратно в неразтворима форма. Пример за багрилни багрила е индигото. Използва се за боядисване на памучни тъкани. IN

Таблица 19.20. Примери за органични багрила

(виж сканиране)

Напоследък производството на индиго рязко се увеличи поради факта, че се използва за боядисване на тъкани, от които се шият сини дънки.

Морилни багрила. Използването на тези багрила изисква предварителна обработка на тъканите с някакъв вид стъргалка, например стипца, без която такива багрила не се адсорбират от влакното. Пример за стъргащо багрило е ализаринът.

Директни багрила. Тези багрила не изискват предварителна обработка на влакното с оцветители. Пример за такива багрила е директно зелено B.

Дисперсни багрила. Тези бои са неразтворими във вода. Използват се под формата на тънки (почти колоидни) водни дисперсии. Пример за такива багрила е диспергирано червено-9. Дисперсните багрила се използват за боядисване на полиестерни влакна.

Киселинни (анионни) багрила. Тези багрила обикновено са натриеви соли на сулфонови киселини. Използват се за боядисване на найлон, вълна и коприна. Нека използваме метилоранж като пример.

Основни (катионни) багрила. Тези багрила обикновено съдържат кватернерна амониева група. Използват се за боядисване на памучни, копринени и полиакрилонитрилни влакна. Пример за такива багрила е кристално виолетово.

Стабилизатори. Амините се използват и като стабилизатори. Стабилизаторите са съединения, които предотвратяват или забавят влошаването на различни вещества. Стабилизаторите се използват широко в нефтохимическата, хранително-вкусовата, козметичната и полимерната промишленост. Тъй като влошаването на практически полезните вещества обикновено се свързва с тяхното окисление, стабилизаторите обикновено се наричат ​​антиоксиданти (антиоксиданти).

Ароматните амини, като N-фенил-нафтил-1-амин, имат антиоксидантни свойства. Използва се за стабилизиране на синтетични каучуци, използвани например при производството на автомобилни гуми; концентрацията на този антиоксидант в стабилизираните каучуци варира от 0,5 до 2%. Цената на N-фенилнафтил-1-амина е ниска поради лекотата на получаването му:

Продукти на финия и основен органичен синтез. Багрилата и антиоксидантите са продукти на финия органичен синтез. Такива продукти се произвеждат в относително малки количества, обикновено не надвишаващи десетки или стотици хиляди тона годишно. Продуктите от финия органичен синтез включват също пестициди, фармацевтични продукти и фотореагенти. Продуктите на основния органичен синтез се произвеждат в много големи количества, измервани в милиони тонове годишно. Примери за продукти на основния органичен синтез са оцетна киселина и етилен.

лекарства. Амините се използват широко във фармацевтичната индустрия. Пример са антихистамините. Хистаминът е естествено съединение, което се намира в почти всички тъкани на човешкото тяло:

Таблица 19.21. Антихистамини

Хистаминът се отделя интензивно в тялото по време на алергични състояния като сенна хрема. Антихистамините се използват за облекчаване на такива алергични реакции. Някои от тях са изброени в табл. 19.21.

Таблица 19.22. Примери за амини, използвани като лекарства

Амините и техните производни се използват и като транквиланти, аналгетици и бактерициди. Те се използват и за лечение на някои тропически болести, като трипанозомиаза (сънна болест) и малария. В табл 19.22 дава три примера за такива лекарства.

Други приложения. Пестициди. Амините се използват като суровини за някои пестициди. Например, токсичното съединение метил изоцианат, което се използва за производството на пестициди (вижте въведението към тази глава), се получава от метиламин и друго много токсично съединение, фосген:

Пластмаси. Амините се използват в производството на пластмаси като найлон и полиуретан (вижте глава 20).

Така че нека го кажем отново!

1. Типични реакции на амини и диазониеви соли:

Реакции с азотиста киселина HONO:

Диазониеви соли

Амини.

Амини- амонячни производни, в които един, два или трите водородни атома са заместени с радикали.

Класификация на амините: Амините се класифицират по два критерия:

1) според броя на радикалите, заместващи водородния атом в амоняка, амините се разделят на:

-първичен :

-втори :

-третичен:

2) според естеството на радикалите, свързани с азотния атом, амините се разделят на:

- алифатни . Алифатни амини са тези амини, в които радикалите са остатъци от алкани, алкени, алкадиени, но не и арени:

пропиламин 2-пропениламин 2-пропиниламин

Алифатните също включват амини, които имат ароматни фрагменти в структурата си, ако са разделени от азотния атом с поне една група - СН2 -, например бензиламин:

- ароматен . Само онези амини, в които азотният атом е директно свързан с ароматния пръстен, се считат за ароматни, например:

- мастно-ароматни : в тези амини, ако са третични, азотният атом е свързан с един алифатен и два ароматни радикала или, обратно, с един ароматен и два алифатни радикала, например:

Ако мастно-ароматни Ако аминът е вторичен, тогава той има един алифатен радикал и другият ароматен, например:

Изомерия и номенклатура на алифатните амини

За да назовете алифатен амин с помощта на номенклатурата на IUPAC, трябва да изберете най-дългата верига от въглеродни атоми в контакт с аминогрупата. Номерирайте веригата от страната, която е най-близо до аминогрупата. След това посочете номера на атома, свързан с азотния атом, и напишете „амино“, разделени с тире. След това посочете номерата на атомите на основната верига и имената на свързаните с тях въглеводородни радикали. В края, комбинирано с името на последния радикал, дайте името на алкана, съответстващ на главната верига.

Според рационалната номенклатура радикалите, свързани с азота, първо се наименуват, когато станат по-сложни, а след това думата „амин“ се добавя заедно. Таблицата по-долу показва примери за имена на амини с формула C 5 H 13 N

	IUPAC	Рационално
	1-аминопентан	амиламин
	2-аминопентан	1-метилбутиламин
	3-аминопентан	1-етилпропиламин
	1-амино-2-метилбутан	2-метилбутиламин
	2-амино-2-метилбутан	Трет-амиламин
	2-амино-3-метилбутан	1,2-диметилпропиламин
	1-амино-3-метилбутан	Изоамиламин
	1-амино-2,2-диметилпропан	Неопентиламин
	1-(N-метил)аминобутан	Метилбутиламин
	2-(N-метил)аминобутан	метил- вт-бутиламин
	1-(N-метил)амино-2-метилпропан	Метилизобутиламин
	2-(N-метил)амино-2-метилпропан	Метил трет.-бутиламин
	1-(N-метил-N-етил)аминоетан	Метилдиетиламин
	1-(N,N-диметил)аминопропан	Диметилпропиламин
	2-(N,N-диметил)аминопропан	Диметилизопропиламин

Методи за получаване на амини.

Получаване на амини от други азотсъдържащи съединения.

От нитро съединенияамините могат да се получат чрез хидрогениране с водород над катализатор - Реней никел. Този катализатор се получава чрез излугване на алуминий от неговата сплав с никел съгласно реакцията:

1-нитропропан 1-аминопропан

Първичните амини могат да бъдат получени по подобен начин от нитрозо съединения:

2-нитрозобутан 2-аминобутан

Могат да се приготвят и амини от оксими. Самите оксими се получават лесно от алдехиди или кетони чрез взаимодействието им с хидроксиламин:

пропанал хидроксиламин пропанал оксим

Когато оксимите се хидрогенират, N–O връзката се прекъсва и се получават амин (винаги първичен) и вода:

пропанал оксим пропиламин

Първични амини също могат да бъдат получени от хидразони, които от своя страна се получават при действието на хидразин върху алдехиди или кетони

бутанон хидразин хидразон бутанон

По време на хидрогениране хидразонивръзката N–N се прекъсва и се получават амин (винаги първичен) и амоняк:

2-аминобутан

От амиди на карбоксилни киселиниможете също да получите амини,и не само първични, но от алкиламиди - вторични и от диалкиламиди - третични амини.

Първо, те се получават от карбоксилни киселини чрез действието на амоняк амониеви соли,Например:

пропионова киселина амониев пропионат

Когато амониевата сол се нагрее над 100 o C, водата се отделя под формата на пара и се образува амид:

амониев пропионат амид на пропионова киселина

Хидрогениране на амидина катализатори от платиновата група води до производството първични аминии вода:

пропиоамид пропиламин

Ако вместо амоняк в първата от горните реакции вземем първичен амин, след това хидрогениране на амидще се получи вторичен амин:

оцетна киселина 1-аминопропан пропиламониев ацетат

пропиламид на оцетна киселина

Етилпропиламин – вторичен амин

Ако вместо амоняк в първата от тези три реакции вземем вторичен амин, след това хидрогениране на амидще се получи третичен амин:

3-метилбутанова киселина метилизобутиламин

Амини

Амините са органични производни на амоняка, в които един, два или трите водородни атома са заменени с въглеводородни радикали (наситени, ненаситени, ароматни).

Името на амините произлиза от името на въглеводородния радикал с добавяне на окончанието -амин или от името на съответния въглеводород с префикса амино-.

CH 3 - NH 2 CH 3 - NH - C 2 H 5

метиламин метилетиламинтилдифениламин

фениламин (анилин)

В зависимост от броя на водородните атоми, заменени в амоняка с въглеводородни радикали, се разграничават първични, вторични и третични амини:

R- NH 2 R - NH - R"R - N - R"

първичен амин вторичен амин третичен амин

Където R, R", R"" са въглеводородни радикали.

Първични, вторични и третични амини могат да бъдат получени чрез алкилиране (въвеждане на алкилов радикал) на амоняк. В този случай водородните атоми на амоняка постепенно се заместват с радикали и се образува смес от амини:

NH3 + CH3I - CH3NH2 + HI

CH 3 NH 2 + CH 3 I - (CH 3) 2 NH + HI

(CH 3) 2 NH + CH 3 I - (CH 3) 2 N + HI

Обикновено в смес от амини един от тях преобладава в зависимост от съотношението на изходните вещества.

За да получите вторични и третични амини, можете да използвате реакцията на амини с халоалкил:

(CH 3) 2 NH + C 2 H 5 Br - (CH 3) 2 NC 2 H 5 + HBr

Амините могат да бъдат получени чрез редукция на нитро съединения. Обикновено нитро съединенията се подлагат на каталитично хидрогениране с водород:

C 2 H 5 NO 2 + 3H 2 - C 2 H 5 NH 2 + 2H 2 O

Този метод се използва промишлено за производство на ароматни амини.

Ограничете амините. При нормални условия метиламин CH 3 NH 2, диметиламин (CH 3) 2 NH, триметиламин (CH 3) 3 N и етиламин C 2 H 5 NH 2 са газове с миризма, напомняща на амоняк. Тези амини са силно разтворими във вода. По-сложните амини са течности, по-високите амини са твърди вещества.

Амините се характеризират с реакции на присъединяване, които водят до образуването на алкиламинови соли. Например амините добавят водородни халиди:

(CH 3) 2 NH 2 +HCl - [(CH 3) 2 NH 3 ]Cl

Етиламониев хлорид

(CH 3) 2 NH + HBr - [(CH 3) 2 NH 2 ]Br

диметиламониев бромид

(CH3)3N + HI - [(CH3)3NH]I

Триметиламониев йодид

Третичните амини добавят халогенни производни на въглеводороди, за да образуват тетраалкиламониеви соли, например:

(C 2 H 5) 3 N + C 2 H 5 I - [(C 2 H 5) 4 N] I

Алкиламониевите соли са разтворими във вода и някои органични разтворители. В същото време те се дисоциират на йони:

[(C 2 H 5) 4 N] I = [(C 2 H 5) 4 N] + + I -

В резултат на това водните и неводните разтвори на тези соли провеждат електрически ток. Химическата връзка в алкиламониевите съединения е ковалентна, образувана по донорно-акцепторния механизъм:

Метилов амониев йон

Подобно на амоняка, амините проявяват свойствата на основи във водни разтвори. Хидроксидните йони се появяват в техните разтвори поради образуването на алкиламониеви основи:

C 2 H 5 NH 2 + H 2 O = + + OH -

Алкалната реакция на аминовите разтвори може да се открие с помощта на индикатори.

Амините изгарят във въздуха, освобождавайки CO 2 , азот и вода, например:

4(C 2 H 5) 2 NH + 27O 2 - 16CO 2 + 2N 2 + 22H 2 O

Първичните, вторичните и третичните амини могат да бъдат разграничени с помощта на азотна киселина HNO 2 . когато тази киселина реагира с първични амини, се образува алкохол и се освобождава азот:

CH 3 - NH 2 + HNO 2 - CH 3 - OH + N 2 + H 2 O

Вторичните амини дават нитрозо съединения на азотна киселина, които имат характерна миризма:

CH 3 - NH 2 - CH3 + HNO 2 - (CH 3) 2 - N=NO+H 2 O

Третичните амини не реагират с азотиста киселина.

Анилинът C 6 H 5 NH 2 е най-важният ароматен амин. Представлява безцветна маслена течност, която кипи при температура 184,4 0 С.

Анилинът е получен за първи път през 19 век. Руският органичен химик Н. Н. Зинин, който използва реакцията на редукция на нитробензен с амониев сулфид (NH 4) 2 S. В промишлеността анилинът се получава чрез каталитично хидрогениране на нитробензен с помощта на меден катализатор:

C 6 H 5 - NO 2 + 3H 2 - cu -- C 6 H 5 - NH 2 + 2H 2 O

Стар метод за редуциране на нитробензен, който е загубил индустриално значение, е използването на желязо като редуциращ агент в присъствието на киселина.

По отношение на химичните свойства анилинът в много отношения е подобен на наситените амини, но в сравнение с тях е по-слаба основа, което се дължи на влиянието на бензеновия пръстен. Свободната електронна пора на азотния атом, чието присъствие е свързано с основните свойства, е частично изтеглена в Р - електронната система на бензеновия пръстен:

Намаляването на електронната плътност на азотния атом намалява основните свойства на анилина. Анилинът образува соли само със силни киселини. Например със солна киселина образува фениламониев хлорид:

C6H5NH2 + HCl - Cl

Азотната киселина образува диазо съединения с анилин:

C 6 H 5 - NH 2 + NaNO 2 + 2HCl - Cl - + NaCl + 2H 2 O

Диазо съединенията, особено ароматните, са от голямо значение при синтеза на органични багрила.

Някои специални свойства на анилина се дължат на наличието на ароматен пръстен в неговата молекула. По този начин анилинът лесно взаимодейства в разтвори с хлор и бром и се извършва заместването на водородните атоми в бензеновия пръстен, разположен в орто и пара позиции към аминогрупата:

Анилинът се сулфонира при нагряване със сярна киселина, което води до образуването на сулфанилова киселина:

Сулфаниловата киселина е най-важният междинен продукт при синтеза на багрила и лекарства.

Чрез хидрогениране на анилин в присъствието на катализатори може да се получи циклохексиламин:

C 6 H 5 - NH 2 + 3H 2 -C 6 H 11 - NH 2

Анилинът се използва в химическата промишленост за синтеза на много органични съединения, включително багрила и лекарства.

Метиламин

Обичайни традиционни имена

Монометиламин аминометан MMA

Химична формула CH 5 N

Моларна маса 31,1 g/mol

Физични свойства

Състояние (стандартно състояние) безцветен газ

0,23 Pa s (при 20°C)

Топлинни свойства

Точка на топене - 94°C

Точка на кипене - 6°C

Точка на запалване 8°C

Химични свойства

Разтворимост във вода 108 g/100 ml

Някои от най-известните амини

Метиламин

Метиламинът (CH 3 --NH 2) е безцветен газ с мирис на амоняк, точка на кипене? 6,32°C. Използва се за синтез на пестициди, лекарства, багрила. Най-важните от продуктите са N-Methyl-2-pyrrolidone (NMP), methylformamide, кофеин, ефедрин и N,N"-dimethylurea. Това също е малка азотна екскреция в костните риби.

Метиламинът е типичен първичен амин. Метиламинът образува соли с киселини. Реакциите с алдехиди и ацетали водят до бази на Шиф. При взаимодействие с естери или ацилхлориди дава амиди.

Обикновено се използва под формата на разтвори: 40% тегловни във вода, метанол, етанол или THF.

Касова бележка

Промишленото производство на метиламин се основава на реакцията на метанол с амоняк при високи температури (370 до 430 °C) и налягане от 20 до 30 бара. Реакцията протича в газова фаза върху хетерогенен катализатор на зеолитна основа. Вода, диметиламин (CH 3) 2 NH и триметиламин (CH 3) 3 N също се образуват като странични продукти от реакцията:

CH 3 OH + NH 3 > CH 3 NH 2 + H 2 O

CH 3 NH 2 + CH 3 OH > (CH 3) 2 NH + H 2 O

(CH 3) 2 NH + CH 3 OH > (CH 3) 3 N + H 2 O

Чистият метиламин се получава чрез многократна дестилация.

Алтернативно получаване на метиламин се основава на взаимодействието на формалдехид с амониев хлорид при нагряване.

Изгарянето на метиламин протича съгласно уравнението:

4 CH 3 NH 2 + 9 O 2 = 4 CO 2 + 10 H 2 O + 2 N 2

Диметиламин

Диметиламин е вторичен амин, производно на амоняка, в чиято молекула два водородни атома са заменени с метилови радикали. Безцветен газ с остър, неприятен мирис, който лесно се втечнява при охлаждане в безцветна течност. Запалим

CH3-NH-CH3

Приложение

Използва се за получаване на вещества, използвани в производството на каучук. Служи като суровина за производството на хептил - ракетно гориво. Използва се в производството на химически оръжия (табун).

Триетиламин
Систематично наименование	триетиламин
Химична формула
Емпирична формула
Моларна маса	101,19 g/mol
Физични свойства
Състояние (стандартно състояние)	течност
Плътност
Топлинни свойства
Температура на топене
Температура на кипене
Пламна точка
Енталпия на образуване (st. conv.)	99,58 kJ/mol
Специфична топлина на изпарение
Налягане на парата	70 hPa (20 °C)
Химични свойства
Разтворимост във вода	13,3 g/100 ml
Оптични свойства
Индекс на пречупване
Структура
Диполен момент	0,66 (20 °C) D
Токсикология
Токсичност

Триетиламин

Триетиламинът е третичен амин. Химическа формула (C 2 H 5) 3 N, често се използва обозначението Et 3 N. Той се използва широко като най-простият симетричен третичен амин в течно състояние.

Касова бележка

В промишлеността се произвежда заедно с етиламин, диетиламин по време на аминирането на етанол в парна фаза с амоняк върху Al 2 O 3 или SiO 2 или тяхната смес при 350-450 ° C и налягане от 20-200 atm или над Ni, Co, Cu, Re и H 2 при 150 -230°C и налягане 17-35 atm. Съставът на получената смес зависи от първоначалните съотношения.

CH 3 CH 2 OH + NH 3 = CH 3 CH 2 NH 2 + H 2 O

CH 3 CH 2 OH + CH 3 CH 2 NH 2 = (CH 3 CH 2) 2 NH + H 2 O

CH 3 CH 2 OH + (CH 3 CH 2) 2 NH = (CH 3 CH 2) 3 N + H 2 O

Получената смес се разделя чрез ректификация

Физични свойства

При стайна температура е подвижна, безцветна течност със силна рибена миризма, напомняща на амоняк. Точка на топене 114,8°C, точка на кипене 89,5°C. Ограничено разтворим във вода (долна критична точка при T=19,1°C и 31,6% тегл. триетиламин), силно разтворим в ацетон, бензен, хлороформ, смесим с етанол, диетилов етер. С вода образува азеотроп с т.к. 75°С и съдържащ 90% тегловни триетиламин.

Химични свойства

Като силна органична основа (pKa=10,87) образува кристални триетиламониеви соли с органични и минерални киселини.

HCl + Et3N > Et3NH + Cl?

Като основа триетиламинът се използва широко в органичния синтез, по-специално в синтеза на естери и амиди от ацилхлориди за свързване на получения хлороводород.

R2NH + R"C(O)Cl + Et3N > R"C(O)NR2 + Et3NH + Cl?

Също така се използва в реакция на дехидрохалогениране

Триетиламинът лесно се алкилира, за да образува кватернерни амониеви соли

RI + Et 3 N > Et 3 NR + I?

Следователно диизопропилетиламинът се използва за създаване на основна среда в присъствието на алкилатори.

Приложение

Катализира образуването на полиуретанови пени и епоксидни смоли. Намира известна употреба като ракетно гориво. Използва се в производството на хербициди, лекарства, бои.

За отстраняване на първични и вторични амини се дестилира върху оцетен анхидрид. Изсушава се над КОН и се дестилира.

Безопасност

Граница на възпламеняване = 1,2-8% обемни.

Дразни дихателните пътища, очите и кожата, може да причини тежки изгаряния при директен контакт. MPC=10 mg/m3

амино производно амонячен въглеводород

Етилендиамин

Имоти

Безцветна течност с мирис на амоняк. t кипи 116,5°C, топи се 8,5°C, плътност 0,899 g/cm (20°C); Етилендиаминът е разтворим във вода, алкохол или по-лошо в етер и неразтворим в бензен. Е силна основа.

Приложение

Етилендиаминът се използва за получаване на етилендиаминтетраоцетна киселина чрез взаимодействие с хлороцетна киселина. Неговите соли с мастни киселини се използват като омекотители в текстилното производство. Етилендиаминът се използва и в производството на багрила, емулгатори, стабилизатори на латекс, пластификатори и фунгициди.

Касова бележка

Токсичност

Традиционни имена	ФениламинАминобензен
Химична формула
Емпирична формула
Моларна маса	93,13 g/mol
Физични свойства
Плътност	1,0217 g/cm
Динамичен вискозитет (st. conv.)	3,71 Pa s (при 20 °C)
Топлинни свойства
Температура на топене
Температура на кипене
Химични свойства
Разтворимост във вода

Анилимн (фениламин) е органично съединение с формула C 6 H 5 NH 2, най-простият ароматен амин. Представлява безцветна маслена течност с характерна миризма, малко по-тежка от водата и слабо разтворима в нея, разтворима в органични разтворители. Във въздуха бързо се окислява и придобива червено-кафяв цвят. Отровно! Името "анилин" идва от името на едно от растенията, съдържащи индиго - Indigofera anil (съвременното международно наименование на растението е Indigofera suffruticosa).

Анилинът е получен за първи път през 1826 г. чрез дестилация на индиго с вар от немския химик Ото Унвердорбен, който му дава името „кристален“.

През 1834 г. Ф. Рунге открива анилин в каменовъглен катран и го нарича "кианол".

През 1841 г. Ю.Ф. Frischze получава анилин чрез нагряване на индиго с разтвор на КОН и го нарича "анилин".

През 1842 г. анилинът е получен от N.N. Зининът редуцира нитробензена чрез действието на (NH 4) 2 S 3 и се нарича "бензидам".

През 1843 г. A.V. Хофман установява идентичността на всички изброени съединения.

Индустриалното производство на анилиновата лилава боя mauvais започва през 1856 г.

Химични свойства

Анилинът се характеризира с реакции както в аминогрупата, така и в ароматния пръстен. Характеристиките на тези реакции се дължат на взаимното влияние на атомите. От една страна, бензеновият пръстен отслабва основните свойства на аминогрупата в сравнение с алифатните амини и дори амоняка. От друга страна, под влияние на аминогрупата бензеновият пръстен става по-активен в реакциите на заместване от бензена. Например, анилинът реагира енергично с бромна вода, за да образува 2,4,6-трибромоанилин (бяла утайка).

Касова бележка

Възстановяване на желязо:

4C 6 H 5 NO 2 + 9Fe + 4H 2 O > 4C 6 H 5 NH 2 + 3Fe 3 O 4

Редукция с водород в присъствието на катализатор и при висока температура:

C 6 H 5 NO 2 + 3H 2 > C 6 H 5 NH 2 + 2H 2 O

Редукция на нитро съединения -- Реакция на Зинин:

C 6 H 5 NO 2 + 3(NH 4) 2 S > C 6 H 5 NH 2 + 6NH 3 + 3S + 2H 2 O

производствои приложение

Първоначално анилинът се получава чрез редукция на нитробензен с молекулярен водород; практическият добив на анилин не надвишава 15%. Когато концентрираната солна киселина взаимодейства с желязото, се освобождава атомен водород, който е по-химически активен в сравнение с молекулярния водород. Реакцията на Зинин е по-ефективен метод за получаване на анилин. В реакционната маса се излива нитробензен, който се редуцира до анилин.

Към 2002 г. по-голямата част от производството на анилин в световен мащаб се използва за производството на метил диизоцианати, които след това се използват за производството на полиуретани. Анилинът се използва и при производството на изкуствени каучуци, хербициди и багрила (пурпурно багрило mauvais).

В Русия се използва главно като междинен продукт в производството на багрила, експлозиви и лекарства (сулфонамидни лекарства), но поради очаквания ръст в производството на полиуретан е възможна значителна промяна в картината в средносрочен план.

Токсични свойства

Анилинът има отрицателен ефект върху централната нервна система. Причинява кислороден глад на тялото поради образуването на метхемоглобин в кръвта, хемолиза и дегенеративни промени в червените кръвни клетки.

Анилинът прониква в тялото чрез дишане, под формата на пари, а също и през кожата и лигавиците. Абсорбцията през кожата се засилва чрез нагряване на въздуха или пиене на алкохол.

При леко отравяне с анилин се наблюдават слабост, замаяност, главоболие, цианоза на устните, ушите и ноктите. При средно тежко отравяне се наблюдават и гадене, повръщане, а понякога и залитаща походка и учестен пулс. Тежките случаи на отравяне са изключително редки. Хроничното отравяне с анилин (анилизъм) води до токсичен хепатит, както и нервно-психични разстройства, нарушения на съня, загуба на паметта и др.

В случай на отравяне с анилин е необходимо първо да се отстрани жертвата от източника на отравяне и да се измие с топла (но не гореща!) Вода. Също така вдишване на кислород с карбоген. Използват се също кръвопускане, прилагане на антидоти (метиленово синьо) и сърдечно-съдови лекарства. На жертвата трябва да се осигури спокойствие.

Максимално допустимата концентрация на анилин във въздуха на работната зона е 3 mg/m3. Във водни тела (ако са промишлено замърсени) 0,1 mg/l (100 mg/m3).

Етилендиамин

Етилендиамин (1,2-диаминоетан) H 2 NCH 2 CH 2 NH 2 е органично съединение от класа на амините.

Имоти

Безцветна течност с мирис на амоняк. t кипи 116,5°C, топи се 8,5°C, плътност 0,899 g/cm (20°C); Етилендиаминът е разтворим във вода, алкохол или по-лошо в етер и неразтворим в бензен. Е силна основа.

Приложение: Етилендиаминът се използва за получаване на етилендиаминтетраоцетна киселина чрез взаимодействие с хлороцетна киселина. Неговите соли с мастни киселини се използват като омекотители в текстилното производство. Етилендиаминът се използва и в производството на багрила, емулгатори, стабилизатори на латекс, пластификатори и фунгициди.

Касова бележка

Основният метод за синтез на етилендиамин в промишлеността е взаимодействието на амоняк с дихлороетан.

Токсичност

Етилендиаминът е токсичен; ПДК на неговите пари във въздуха е 0,001 mg/l.

Пиридинът е шестчленен ароматен хетероцикъл с един азотен атом, безцветна течност със силна неприятна миризма; смесва се с вода и органични разтворители. Пиридинът е слаба основа, дава соли със силни минерални киселини, лесно образува двойни соли и сложни съединения.

История на откритието

Пиридинът е открит през 1846 г. от Андерсън, докато изучава костно масло, получено чрез суха дестилация на постни кости. През 1869 г. Kerner в частно писмо до Canizzaro изрази идеята, че P. може да се разглежда като бензен, в който една CH група е заменена с азот. Според Кернер такава формула не само обяснява синтезите на пиридин, но главно показва защо най-простият член на серията пиридинови бази има пет въглеродни атома. Година по-късно Дюар, независимо от Кернер, стигна до същата формула, която след това намери потвърждение в по-късните работи на други химици. По-късно Thomsen, Bamberger и Pechmann, Chamichan и Dennstedt изследват структурата на пиридина. През 1879 г. А. Вишнеградски изрази мнение, че може би всички растителни основи са производни на пиридин или хинолин, а през 1880 г. Кьонигс дори предложи само тези растителни основи, които могат да се считат за пиридинови производни, да се наричат ​​с името алкалоиди. Но днес границите на понятието "алкалоиди" са се разширили значително.

Касова бележка

Основният източник на пиридин е въглищният катран.

Химични свойства

Пиридинът проявява свойства, характерни за третичните амини: образува N-оксиди, N-алкилпиридиниеви соли и може да действа като сигма-донорен лиганд.

В същото време пиридинът има очевидни ароматни свойства. Въпреки това, присъствието на азотен атом в конюгационния пръстен води до сериозно преразпределение на електронната плътност, което води до силно намаляване на активността на пиридина в реакциите на електрофилно ароматно заместване. При такива реакции метапозициите на пръстена реагират предимно.

Пиридинът се характеризира с реакции на ароматно нуклеофилно заместване, които се появяват предимно в орто-пара позициите на пръстена. Тази реактивност показва естеството на пиридиновия пръстен с дефицит на електрони, което може да се обобщи в следното основно правило: реактивността на пиридина като ароматно съединение приблизително съответства на реактивността на нитробензена.

Приложение

Използва се при синтеза на багрила, медицински вещества, инсектициди, в аналитичната химия, като разтворител на много органични и някои неорганични вещества и за денатуриране на алкохол.

Безопасност

Пиридинът е токсичен и засяга нервната система и кожата.

Пиперидин

Пиперидин
Традиционни имена	пентаметиленимин
Химична формула
Моларна маса	85,15 g/mol
Физични свойства
Състояние (стандартно състояние)	течност
Плътност
Динамичен вискозитет (st. conv.)	1,573 Pa s (при 20 °C)
Топлинни свойства
Температура на топене
Температура на кипене
Химични свойства
Разтворимост във вода	смеси гр./100 мл
Оптични свойства
Индекс на пречупване

Пиперидин (пентаметиленимин) е хексахидропиридин, шестчленен наситен пръстен с един азотен атом. Безцветна течност с мирис на амоняк, смесима с вода, както и с повечето органични разтворители, образувайки азеотропна смес с вода (35% вода от теглото, точка на кипене 92,8°C).Включва се като структурен фрагмент във фармацевтичните продукти и алкалоиди. Името си получава от латинското наименование на черния пипер Piper nigrum, от което е изолиран за първи път.

Пиперидин е изолиран за първи път от черен пипер от Oersted през 1819 г. През 1894 г. неговият пълен синтез е извършен от Алберт Ладенбург и Шолц.

Методи за получаване

В промишлеността, главно чрез хидрогениране на пиридин върху молибденов дисулфид или никел при 200 °C като катализатор

Електрохимична редукция

От пиридин чрез редукция с натрий в абсолютен етанол.

Чрез нагряване на пентаметилендиамин дихидрохлорид.

NH 2 CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 NH 2 *2HCl > C 5 H 10 NH*HCl

Реакционенспособност

По отношение на своите химични свойства пиперидинът е типичен вторичен алифатен амин. Образува соли с минерални киселини, лесно се алкилира и ацилира при азотния атом и образува комплексни съединения с преходни метали (Cu, Ni и др.). Той се нитрозира с азотиста киселина, за да образува N-нитрозопиперидин; когато е изложен на хипохлорити в алкална среда, той образува съответния N-хлорамин C 5 H 10 NCl,

Когато пиперидинът се вари с концентрирана йодоводородна киселина, се получава редуктивно отваряне на пръстена, за да се образува пентан:

(CH 2) 5 NH + HJ > CH 3 CH 2 CH 2 CH 2 CH 3

При разцепване, изчерпателното метилиране и разцепването на Хофман произвежда пента-1,3-диен.

При нагряване в сярна киселина в присъствието на медни или сребърни соли пиперидинът се дехидрогенира до пиридин.

Срещане в природата и биологична роля

Самият пиперидин е изолиран от пипер. Пиперидиновият пръстен е структурен фрагмент на редица алкалоиди. Така пиперидиновият пръстен е част от алкалоида кониин, съдържащ се в бучиниш, и в състава на пиперина, който придава лютия вкус на черния пипер. Също така в токсина на огнената мравка, соленопсин.

Приложение

Пиперидинът се използва широко в органичния синтез, използва се като основен катализатор в алдолната кондензация, реакцията на Knoevenagel, като аминов компонент в реакцията на Mannich и реакцията на Michael.

Пиперидинът, като висококипящ вторичен амин, се използва за превръщане на кетоните в енамини, които могат да бъдат алкилирани или ацилирани в b-позиция (реакция на Stork).

Безопасност

Токсичен както при контакт с кожата, така и при вдишване на изпарения. Лесно запалим, температура на запалване 16 °C. Работата с него се извършва в абсорбатор.

Хинолинът е органично съединение от хетероцикличния ред. Използва се като разтворител на сяра, фосфор и др., за синтез на органични багрила. Хинолиновите производни се използват в медицината (плазмоцид, хинин).

Промишлено производство

Хинолинът се съдържа във въглищния катран, от който се извлича.

Методи за синтез

Хинолиновите производни със заместители в позиции 2 и 4 могат да бъдат получени чрез кондензация на анилин (1) и β-дикетони (2) в кисела среда. Този метод се нарича Боен синтез на хинолини.

От анилин и b,c-ненаситени алдехиди (метод на Дьобнер-Милър). Механизмът на тази реакция е много близък до механизма на реакцията на Скруп

От 2-аминобензалдехид и карбонилни съединения, съдържащи b-метиленова група (синтез на Friedlander). Методът практически не се използва поради ниската наличност на о-карбонилни производни на анилина

Кондензация на анилин и глицерол в присъствието на сярна киселина (метод на Скрауп)

Механизмът на тази реакция не е точно установен, но се предполага, че процесът протича като 1,4-присъединяване на анилин към акролеин. Акролеинът се образува в резултат на дехидратацията на глицерол в присъствието на сярна киселина (потвърдено е образуването на акролен: хинолинът също се образува от готовия акролеин и анилин).

Реакцията е силно екзотермична, така че процесът обикновено се провежда в присъствието на железен (II) сулфат. Арсеновият (V) оксид също се използва като окислител; в този случай процесът не протича толкова бързо, колкото при нитробензен, и добивът на хинолин е по-висок.

Според реакцията на Поваров от бензалдехид, анилин и алкен.

От орто-ацилацетофенон и хидроксид (en:Camps quinoline synthesis).

От β-кетоанилид (en: Knorr quinoline synthesis).

От анилин и β-кето естери (en: Conrad-Limpach synthesis).

en: Реакция на Гулд-Джейкъбс

Токсикология и безопасност

LD50 за бозайници е няколкостотин mg/kg.

Морфолин

Морфолин
Систематично наименование	тетрахидроксазин-1,4
Традиционни имена	морфолин
Химична формула
Моларна маса	87,1 g/mol
Физични свойства
Състояние (стандартно състояние)	течност
Плътност
Топлинни свойства
Температура на топене
Температура на кипене
Химични свойства
Разтворимост във вода	смеси гр./100 мл
Токсикология

Морфолинът е хетероциклично съединение (тетрахидроксазин-1,4). Химична формула HN(CH 2 CH 2) 2 O. Използва се в органичния синтез като катализатор като основа (протонен акцептор), по-специално за получаването на геминални дитиоли. Молекулата има конформация "стол".

Касова бележка

Морфолинът се получава чрез дехидратиране на диетаноламин или бис(2-хлороетил)етер.

За да се пречисти, се изсушава над дриерит, след което внимателно се дестилира фракционно. Препоръчва се също дестилация или сушене над натрий.

Приложение

Индустрия

Морфолинът е инхибитор на корозията. Морфолинът е обичайна добавка, ppm, за контрол на рН както в изкопаеми горива, така и в системи с ядрени реактори. Използва се морфолин, защото неговата летливост е близка до тази на водата, тоест, когато се добави към вода, концентрацията му във вода и пара е еднаква. Неговите свойства за регулиране на рН след това се разпределят през парогенератора, осигурявайки защита срещу корозия. Морфолинът се разлага бавно в отсъствието на кислород при високи температури и налягания в системи, образуващи пара.

Органичен синтез

Морфолинът претърпява повечето от реакциите, характерни за химията на вторичния амин, поради наличието на кислороден атом, който извлича електронна плътност от азотния атом, той е по-малко нуклеофилен и по-малко основен от структурно подобен вторичен амин като пиперидин. Поради тази причина той образува устойчив хлорамин. Също така се използва широко за получаване на енамини. Морфолинът се използва широко в органичния синтез. Например, той изгражда блок в получаването на антибиотика линезолид и противораковото средство гефитиниб.

В научните изследвания и индустрията ниската цена и полярността на морфолина са довели до широкото му използване като разтворител за химични реакции.

Безопасност

Морфолинът е силно запалима течност. т. vsp. 35°C, температура на самозапалване 230°C. Изпаренията дразнят лигавиците на дихателните пътища и предизвикват усещане за парене при контакт с кожата. LD50 1,65 g/kg (мишки и морски свинчета, орално); ПДК 0,5 mg/m3.