Aminy- są to związki organiczne, w których atom wodoru (może więcej niż jeden) zastąpiono rodnikiem węglowodorowym. Wszystkie aminy dzielą się na:

• aminy pierwszorzędowe;
• aminy drugorzędowe;
• aminy trzeciorzędowe.

Istnieją również analogi soli amonowych - sole czwartorzędowe, takie jak [ R 4 N] + kl - .

W zależności od rodzaju rodnika aminy może być:

• aminy alifatyczne;
• aminy aromatyczne (mieszane).

Alifatyczne aminy nasycone.

Ogólna formuła CnH 2 N +3 N.

Struktura amin.

Atom azotu znajduje się w hybrydyzacji sp 3. Czwarty orbital niehybrydowy zawiera samotną parę elektronów, która określa podstawowe właściwości amin:

Podstawniki będące donorami elektronów zwiększają gęstość elektronów na atomie azotu i poprawiają podstawowe właściwości amin, dlatego aminy drugorzędowe są silniejszymi zasadami niż pierwszorzędowe, ponieważ 2 rodniki na atomie azotu tworzą większą gęstość elektronową niż 1.

W atomach trzeciorzędowych ważną rolę odgrywa czynnik przestrzenny: ponieważ 3 rodniki zasłaniają samotną parę azotu, do której inne odczynniki trudno „zbliżyć się”; zasadowość takich amin jest mniejsza niż pierwszorzędowa lub drugorzędna.

Izomeria amin.

Aminy charakteryzują się izomerią szkieletu węglowego i izomerią pozycji grupy aminowej:

Jak nazywają się aminy?

Nazwa zwykle wymienia rodniki węglowodorowe (w kolejności alfabetycznej) i dodaje końcówkę -amine:

Właściwości fizyczne amin.

Pierwsze 3 aminy to gazy, środkowe człony szeregu alifatycznego to ciecze, a wyższe to ciała stałe. Temperatura wrzenia amin jest wyższa niż odpowiednich węglowodorów, ponieważ w fazie ciekłej w cząsteczce powstają wiązania wodorowe.

Aminy są dobrze rozpuszczalne w wodzie; wraz ze wzrostem rodnika węglowodorowego rozpuszczalność maleje.

Wytwarzanie amin.

1. Alkilowanie amoniaku (metoda główna), które zachodzi podczas ogrzewania halogenku alkilu amoniakiem:

Jeśli halogenek alkilu jest w nadmiarze, amina pierwszorzędowa może ulec reakcji alkilowania, stając się aminą drugorzędową lub trzeciorzędową:

2. Redukcja związków nitrowych:

Stosuje się siarczek amonu ( Reakcja Zinina), cynk lub żelazo w środowisku kwaśnym, aluminium w środowisku zasadowym lub wodór w fazie gazowej.

3. Redukcja nitryli. Używać LiAlH4:

4. Enzymatyczna dekarboksylacja aminokwasów:

Właściwości chemiczne amin.

Wszystko aminy- mocne zasady i alifatyczne są silniejsze niż amoniak.

Roztwory wodne mają charakter zasadowy.

Amonoliza haloalkanów

2. Amonoliza alkoholi

Synteza Gabriela

Redukcyjne aminowanie związków karbonylowych

Wiele związków karbonylowych przekształca się w aminy w wyniku redukcji w obecności amoniaku. Redukcję prowadzi się albo przez uwodornienie katalityczne, albo przy użyciu cyjanoborowodorku sodu NaBH3CN. Mechanizm tej reakcji obejmuje dwa ważne etapy: utworzenie iminy i redukcję iminy do aminy:

Jeśli zamiast amoniaku zastosuje się aminę pierwszorzędową, produktem reakcji będzie amina drugorzędowa.

Właściwości chemiczne amin

Właściwości chemiczne amin zależą od obecności i charakteru (pierwotnej, drugorzędowej, trzeciorzędowej) grupy aminowej.

Reakcje amin z kwasami

Aminy, podobnie jak amoniak, są zasadami. Reagują z rozcieńczonymi kwasami tworząc sole:

R-NH2 + HCl → R-NH3 + Cl -

Sole te, reagując z wodnymi roztworami zasad, uwalniają aminy.

W roztworach wodnych aminy, takie jak amoniak, występują w postaci hydratów:

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

Zasadowość amin zależy od łatwości, z jaką amina odrywa proton z wody. Stała równowagi tej reakcji nazywa się stała zasadowości K b Amina:

Zwiększyć K. b oznacza wzrost zasadowości (patrz tabela 26.1).

Tabela 26.1

Stałe zasadowości amoniaku i niektórych amin

Jak widać z tego przykładu, zastąpienie atomów wodoru grupami alkilowymi zwiększa zasadowość azotu. Jest to zgodne z elektronodonorowym charakterem grup alkilowych, które stabilizują sprzężony kwas aminy R3NH+ i w ten sposób zwiększają jego zasadowość. W wyniku tego efektu następuje dodatkowa stabilizacja sprzężonego kwasu z aminą solwatacja cząsteczki rozpuszczalnika. Trietyloamina jest nieco mniej zasadowa niż dietyloamina. Uważa się, że jest to spowodowane zmniejszeniem efektu solwatacji . Ponieważ przestrzeń wokół atomu azotu zajmują grupy alkilowe, stabilizacja na nim ładunku dodatniego przez cząsteczki rozpuszczalnika jest trudna. W fazie gazowej, gdzie nie ma wpływu cząsteczek rozpuszczalnika, trietyloamina jest bardziej zasadowa niż dietyloamina.

Tworzenie izonitryli

Pierwszorzędowe aminy alifatyczne tworzą izonitryle po lekkim ogrzaniu z chloroformem w obecności stężonego roztworu alkalicznego:

Indywidualni przedstawiciele

Wszystkie aminy są trujące i powodują truciznę krwi. Szczególnie niebezpieczne są ich pochodne N-nitrozowe.

Metyloamina stosowany do produkcji środków owadobójczych, grzybobójczych, przyspieszaczy wulkanizacji, środków powierzchniowo czynnych, barwników, paliw rakietowych, rozpuszczalników.

Niektóre aminy stosuje się jako selektywne rozpuszczalniki do ekstrakcji uranu z roztworów kwasu siarkowego. Aminy o rybim zapachu służą jako przynęta w walce z gryzoniami polnymi.

W ostatnich latach aminy trzeciorzędowe i sole czwartorzędowych zasad amoniowych stały się powszechne jako katalizatory przeniesienia fazowego w syntezie organicznej.

Wykład nr 27.AMINY AROMATYCZNE

Aminy aromatyczne. Klasyfikacja, izomeria. Nazewnictwo. Metody otrzymywania: ze związków nitrowych (reakcja Zinina) i halogenków arylu . Otrzymywanie amin drugo- i trzeciorzędowych.

Właściwości chemiczne. Wpływ pierścienia benzenowego i jego podstawników na zasadowość. Reakcje alkilowania i acylowania. Zasady Schiffa. Reakcje amin pierwszorzędowych, drugorzędowych i trzeciorzędowych z kwasem azotawym. Reakcje podstawienia elektrofilowego w aminach aromatycznych. Cechy tej reakcji. Anilina, p-toluidyna, N,N-dimetyloamina. Metody wytwarzania, zastosowanie.

Mogą to być aminy aromatyczne podstawowy ArNNH 2 (anilina, toluidyna), wtórny Ar2NH (difenyloamina) i trzeciorzędowy Ar3N (trifenyloamina), a także aromatyczny tłuszczowy ArN(CH3)2(N,N-dimetyloanilina).

Aminy trzeciorzędowe

Trzeciorzędowe aminy aromatyczne wytwarza się przez alkilowanie lub arylowanie amin pierwszorzędowych lub drugorzędowych:

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

Mniej dostępne trzeciorzędowe aminy aromatyczne wytwarza się przez ogrzewanie amin drugorzędowych z jodkami arylu w obecności proszku miedzi:

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

Właściwości chemiczne amin aromatycznych

Aminy aromatyczne są mniej zasadowe niż aminy alifatyczne. Więc, K. b metyloamina wynosi 4,5·10 -4, natomiast dla aniliny 3,8·10 -10. Spadek zasadowości aniliny w porównaniu z aminami alifatycznymi tłumaczy się oddziaływaniem wolnej pary elektronów azotu z elektronami jądra aromatycznego - ich sprzężeniem. Koniugacja zmniejsza zdolność pojedynczej pary elektronów do przyjęcia protonu.

Obecność grup odciągających elektrony w jądrze zmniejsza zasadowość. Na przykład stała zasadowości dla o-, m- I P-nitroaniliny to odpowiednio 1∙10 -14, 4∙10 -12 i 1∙10 -12. Wprowadzenie drugiego pierścienia aromatycznego również zauważalnie zmniejsza zasadowość (dla difenyloaminy ~7,6∙10 -14). Difenyloamina tworzy silnie zhydrolizowane sole tylko w roztworach z mocnymi kwasami. Trifenyloamina nie ma praktycznie żadnych podstawowych właściwości.

Z drugiej strony wprowadzenie grup alkilowych (grup donorów elektronów) zwiększa zasadowość ( K. b N-metyloanilina i N,N-dimetyloanilina wynoszą odpowiednio 7,1∙10 -10 i 1,1∙10 -9)

Metody wytwarzania amin alifatycznych

Amonoliza haloalkanów

Gdy haloalkany ogrzewa się z alkoholowym roztworem amoniaku w szczelnie zamkniętych rurkach, powstaje mieszanina produktów. Kiedy amoniak reaguje z haloalkanami, powstają pierwszorzędowe alkiloaminy. Monoalkiloaminy są silniejszymi nukleofilami niż amoniak; będą łatwo reagować z haloalkanem, dając znaczne ilości amin drugorzędowych i trzeciorzędowych, a nawet czwartorzędowych soli amoniowych:

Amonoliza pochodnych halogenowych jest reakcją podstawienia nukleofilowego. W szczególności reakcja CH 3 CH 2 Cl z NH 3 przebiega zgodnie z mechanizmem S N 2:

Jak zauważono powyżej, w wyniku reakcji powstaje mieszanina amin pierwszorzędowych, drugorzędowych i trzeciorzędowych, a także czwartorzędowych soli amoniowych, dlatego aminy pierwszorzędowe zwykle wytwarza się innymi metodami.

2. Amonoliza alkoholi

Reakcja polega na zastąpieniu atomów wodoru w amoniaku lub aminie grupami alkilowymi. Jest to najważniejsza metoda syntezy amin pierwszorzędowych:

Amonolizę alkoholi wdrożono na znaczną skalę do syntezy niższych amin alifatycznych (metylu i etyloamin). Stosowane są jako paliwo do silników rakietowych na paliwo ciekłe oraz jako produkty pośrednie syntezy organicznej (przygotowanie innych amin, dimetylohydrazyny, żywic anionowymiennych i substancji anionowych, pestycydów, karbaminianów i ditiokarbaminianów).

Synteza Gabriela

Synteza Gabriela wytwarza aminy pierwszorzędowe wolne od produktów silniej alkilowanych. Alkilowanie ftalimidapotasu mechanizmem SN 2 daje N-alkiloftalimid, który można łatwo hydrolizować do odpowiedniej aminy:

Ftalimid wytwarza się przez ogrzewanie bezwodnika ftalowego z amoniakiem:

Ftalimid ma właściwości kwasowe ze względu na delokalizację ładunku ujemnego anionu imidowego na dwóch atomach acylowego tlenu.W reakcji z zasadą, taką jak wodorotlenek potasu, traci proton związany z azotem. W wyniku tej reakcji powstaje jon ftalimidowy, czyli anion, który jest stabilizowany:

Niektóre pierwszorzędowe aminy alifatyczne wytwarza się przez redukcję nitroalkanów.

Metyloaminy i etyloaminy wytwarza się przepuszczając mieszaninę alkoholu i amoniaku pod ciśnieniem nad powierzchnią katalizatora, takiego jak tlenek glinu:

Aminy alifatyczne powstają także w wyniku reakcji haloalkanów z amoniakiem.

Fenyloaminę otrzymuje się przez redukcję nitrobenzenu.

Aplikacje

Barwniki i pigmenty. Stosowanie naturalnych barwników, takich jak indygo, było znane już 3000 lat p.n.e. W Europie przemysł farbiarski przemysłu tekstylnego zaczął się rozwijać w XVI wieku. z użyciem indygo. W 1856 roku angielski chemik William Henry Perkin odkrył purpurowy barwnik anilinowy.

W tym czasie Perkin badał fenyloaminę (anilinę). Związek ten jest pochodną smoły węglowej. Następnie Perkin stworzył przedsiębiorstwo w celu uzyskania tej substancji. Pierwszym naturalnym barwnikiem wyprodukowanym syntetycznie była alizaryna. Barwnik ten występuje w naturalnej substancji koszenili i został uzyskany po raz pierwszy w 1868 r. Indygo zostało zsyntetyzowane w 1880 r.

Barwniki to substancje, które chemicznie wiążą się z materiałem, który barwią. Natomiast pigmenty nie wiążą się chemicznie z materiałem, który barwią. Wiele organicznych barwników i pigmentów zawiera grupy aminowe lub jest pochodnymi azobenzenu:

Barwniki są czasami klasyfikowane według ich struktury chemicznej. Na przykład barwniki zieleń bezpośrednia B i oranż metylowy (tabela 19.20) są przykładami barwników azowych. Alizaryna jest barwnikiem antrachinonowym. Barwniki o strukturze indygo nazywane są barwnikami indygoidowymi. Fiolet anilinowy to barwnik oksazynowy, a fiolet krystaliczny to związek aromatyczny, triarylometan. Istnieją inne rodzaje barwników. Częściej jednak barwniki dzieli się według metody barwienia tkanin.

Barwniki VAT. Barwniki te charakteryzują się bardzo szybkim działaniem. Barwnik uważa się za szybki, jeśli nie mają na niego wpływu warunki aplikacji, takie jak temperatura, wilgotność i światło. Barwniki kadziowe są nierozpuszczalne w wodzie. Przed barwieniem tkanin poddaje się je redukcji w roztworze niegazowanym w celu przekształcenia ich w postać rozpuszczalną w wodzie. Następnie tkaninę farbuje się, po czym wystawia na działanie powietrza lub środka utleniającego. W wyniku utleniania barwnik powraca do postaci nierozpuszczalnej. Przykładem barwników kadziowych jest indygo. Służy do barwienia tkanin bawełnianych. W

Tabela 19.20. Przykłady barwników organicznych

(patrz skan)

Ostatnio produkcja indygo gwałtownie wzrosła, ponieważ służy do barwienia tkanin, z których szyte są niebieskie dżinsy.

Barwniki zaprawowe. Stosowanie tych barwników wymaga wstępnej obróbki tkanin jakąś zaprawą, na przykład ałunem, bez której barwniki te nie są adsorbowane przez włókno. Przykładem zadziornego barwnika jest alizaryna.

Barwniki bezpośrednie. Barwniki te nie wymagają wstępnej obróbki włókna zaprawami. Przykładem takich barwników jest zieleń bezpośrednia B.

Rozproszyć barwniki. Barwniki te są nierozpuszczalne w wodzie. Stosowane są w postaci rzadkich (prawie koloidalnych) wodnych dyspersji. Przykładem takich barwników jest dyspersyjna czerwień-9. Do barwienia włókien poliestrowych stosuje się barwniki dyspersyjne.

Barwniki kwasowe (anionowe). Barwnikami tymi są zazwyczaj sole sodowe kwasów sulfonowych. Służą do barwienia nylonu, wełny i jedwabiu. Weźmy na przykład oranż metylowy.

Barwniki zasadowe (kationowe). Barwniki te zwykle zawierają czwartorzędową grupę amoniową. Stosowane są do barwienia włókien bawełnianych, jedwabnych i poliakrylonitrylowych. Przykładem takich barwników jest fiolet krystaliczny.

Stabilizatory. Aminy stosuje się także jako stabilizatory. Stabilizatory to związki, które zapobiegają lub spowalniają rozkład różnych substancji. Stabilizatory znajdują szerokie zastosowanie w przemyśle petrochemicznym, spożywczym, kosmetycznym i polimerowym. Ponieważ rozkład praktycznie użytecznych substancji jest zwykle związany z ich utlenianiem, stabilizatory są zwykle nazywane przeciwutleniaczami (przeciwutleniaczami).

Aminy aromatyczne, takie jak N-fenylo-naftylo-1-amina, mają właściwości przeciwutleniające. Służy do stabilizacji kauczuków syntetycznych stosowanych np. przy produkcji opon samochodowych; stężenie tego przeciwutleniacza w stabilizowanych kauczukach waha się od 0,5 do 2%. Koszt N-fenylonaftylo-1-aminy jest niski ze względu na łatwość jej przygotowania:

Produkty drobnej i zasadowej syntezy organicznej. Barwniki i przeciwutleniacze są produktami drobnej syntezy organicznej. Wyroby tego typu produkowane są w stosunkowo małych ilościach, zwykle nieprzekraczających kilkudziesięciu lub setek tysięcy ton rocznie. Do produktów drobnej syntezy organicznej zaliczają się także pestycydy, farmaceutyki i fotoodczynniki. Produkty podstawowej syntezy organicznej powstają w bardzo dużych ilościach, mierzonych w milionach ton rocznie. Przykładami produktów podstawowej syntezy organicznej są kwas octowy i etylen.

Leki. Aminy są szeroko stosowane w przemyśle farmaceutycznym. Przykładem są leki przeciwhistaminowe. Histamina jest naturalnym związkiem występującym niemal we wszystkich tkankach ludzkiego organizmu:

Tabela 19.21. Leki przeciwhistaminowe

Histamina jest intensywnie uwalniana w organizmie podczas stanów alergicznych, takich jak katar sienny. Aby złagodzić takie reakcje alergiczne, stosuje się leki przeciwhistaminowe. Niektóre z nich są wymienione w tabeli. 19.21.

Tabela 19.22. Przykłady amin stosowanych jako leki

Aminy i ich pochodne stosowane są także jako środki uspokajające, przeciwbólowe i bakteriobójcze. Są również stosowane w leczeniu niektórych chorób tropikalnych, takich jak trypanosomatoza (śpiączka) i malaria. W tabeli 19.22 podaje trzy przykłady takich leków.

Inne aplikacje. Pestycydy. Aminy są wykorzystywane jako surowce do produkcji niektórych pestycydów. Na przykład toksyczny izocyjanian metylu, który jest używany do produkcji pestycydów (patrz wprowadzenie do tego rozdziału), otrzymuje się z metyloaminy i innego bardzo toksycznego związku, fosgenu:

Tworzywa sztuczne. Aminy wykorzystuje się do produkcji tworzyw sztucznych, takich jak nylon i poliuretan (patrz rozdział 20).

Więc powiedzmy to jeszcze raz!

1. Typowe reakcje amin i soli diazoniowych:

Reakcje z kwasem azotawym HONO:

Sole diazoniowe

Aminy.

Aminy- pochodne amoniaku, w których jeden, dwa lub wszystkie trzy atomy wodoru zastąpiono rodnikami.

Klasyfikacja amin: aminy klasyfikuje się według dwóch kryteriów:

1) według liczby rodników zastępujących atom wodoru w amoniaku aminy dzielą się na:

-podstawowy :

-wtórny :

-trzeciorzędowy:

2) zgodnie z naturą rodników związanych z atomem azotu, aminy dzielą się na:

- alifatyczny . Aminy alifatyczne to te aminy, w których rodnikami są reszty alkanów, alkenów, alkadienów, ale nie arenów:

propyloamina 2-propenyloamina 2-propynyloamina

Alifatyczny obejmuje również aminy, które mają w swojej strukturze fragmenty aromatyczne, jeśli są oddzielone od atomu azotu co najmniej jedną grupą - CH2 - na przykład benzyloaminą:

- aromatyczny . Za aromatyczne uważa się tylko te aminy, w których atom azotu jest bezpośrednio związany z pierścieniem aromatycznym, na przykład:

- tłuszczowo-aromatyczny : w tych aminach, jeśli są trzeciorzędowe, atom azotu jest połączony z jednym rodnikiem alifatycznym i dwoma rodnikami aromatycznymi lub odwrotnie, z jednym rodnikiem aromatycznym i dwoma rodnikami alifatycznymi, na przykład:

Jeśli tłuszczowo-aromatyczny Jeśli amina jest drugorzędowa, to ma jeden rodnik alifatyczny, a drugi aromatyczny, na przykład:

Izomeria i nazewnictwo amin alifatycznych

Aby nazwać aminę alifatyczną zgodnie z nomenklaturą IUPAC, należy wybrać najdłuższy łańcuch atomów węgla stykający się z grupą aminową. Ponumeruj łańcuch po stronie znajdującej się najbliżej grupy aminowej. Następnie wskaż numer atomu związanego z atomem azotu i napisz „amino” oddzielone łącznikiem. Następnie wskaż liczbę atomów łańcucha głównego i nazwy związanych z nimi rodników węglowodorowych. Na koniec w połączeniu z nazwą ostatniego rodnika podaj nazwę alkanu odpowiadającego głównemu łańcuchowi.

Zgodnie z racjonalną nomenklaturą, rodniki związane z azotem są najpierw nazywane, gdy stają się bardziej złożone, a następnie dodaje się słowo „amina”. Poniższa tabela przedstawia przykłady nazw amin o wzorze C 5 H 13 N

	IUPAC	Racjonalny
	1-aminopentan	amyloamina
	2-aminopentan	1-metylobutyloamina
	3-aminopentan	1-etylopropyloamina
	1-amino-2-metylobutan	2-metylobutyloamina
	2-amino-2metylobutan	Tret-amylamina
	2-amino-3-metylobutan	1,2-dimetylopropyloamina
	1-amino-3-metylobutan	Izoamylamina
	1-amino-2,2-dimetylopropan	Neopentylamina
	1-(N-metylo)aminobutan	Metylobutyloamina
	2-(N-metylo)aminobutan	Metyl- wtorek-butyloamina
	1-(N-metylo)amino-2-metylopropan	Metyloizobutyloamina
	2-(N-metylo)amino-2-metylopropan	Metylo-tert-butyloamina
	1-(N-metylo-N-etylo)aminoetan	Metylodietyloamina
	1-(N,N-dimetylo)aminopropan	Dimetylopropyloamina
	2-(N,N-dimetylo)aminopropan	Dimetyloizopropyloamina

Metody wytwarzania amin.

Wytwarzanie amin z innych związków zawierających azot.

Ze związków nitrowych aminy można otrzymać przez uwodornienie wodorem nad katalizatorem - niklem Raneya. Katalizator ten otrzymuje się poprzez ługowanie aluminium ze stopu niklem zgodnie z reakcją:

1-nitropropan 1-aminopropan

Aminy pierwszorzędowe można otrzymać w podobny sposób ze związków nitrozowych:

2-nitrozobutan 2-aminobutan

Można także wytwarzać aminy z oksymów. Same oksymy można łatwo przygotować z aldehydów lub ketonów w reakcji z hydroksyloaminą:

oksym propanalu, hydroksyloamina propanalu

Podczas uwodornienia oksymów wiązanie N – O zostaje zerwane i otrzymuje się aminę (zawsze pierwszorzędową) i wodę:

oksym propanalu, propyloamina

Można również wytwarzać aminy pierwszorzędowe z hydrazonów, które z kolei otrzymuje się przez działanie hydrazyny na aldehydy lub ketony

butanon hydrazyna hydrazon butanon

Podczas uwodornienia hydrazony wiązanie N – N zostaje zerwane i otrzymuje się aminę (zawsze pierwszorzędową) i amoniak:

2-aminobutan

Z amidów kwasów karboksylowych możesz też dostać aminy, i nie tylko podstawowe, ale z alkiloamidów - drugorzędowe i z dialkiloamidów - trzeciorzędowe aminy.

Najpierw otrzymuje się je z kwasów karboksylowych pod wpływem amoniaku sole amonowe,Na przykład:

propionian amonu kwasu propionowego

Gdy sól amonowa zostanie ogrzana powyżej 100 o C, wydziela się woda w postaci pary i tworzy się amid:

amid kwasu propionowego propionianu amonu

Uwodornienie amidów na katalizatorach z grupy platynowców prowadzi do produkcji aminy pierwszorzędowe i woda:

propioamid propyloamina

Jeśli zamiast amoniaku w pierwszej z powyższych reakcji weźmiemy amina pierwszorzędowa, następnie po uwodornienie amidu ułóży się amina drugorzędowa:

octan 1-aminopropanopropyloamoniowy kwasu octowego

propyloamid kwasu octowego

Etylopropyloamina – amina drugorzędowa

Jeśli zamiast amoniaku w pierwszej z tych trzech reakcji weźmiemy amina drugorzędowa, następnie po uwodornienie amidu ułóży się trzeciorzędowa amina:

metyloizobutyloamina kwasu 3-metylobutanowego

Aminy

Aminy to organiczne pochodne amoniaku, w których jeden, dwa lub wszystkie trzy atomy wodoru zastąpiono rodnikami węglowodorowymi (nasyconymi, nienasyconymi, aromatycznymi).

Nazwę amin wywodzi się od nazwy rodnika węglowodorowego z dodatkiem końcówki -amina lub od nazwy odpowiedniego węglowodoru z przedrostkiem amino-.

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

metyloaminaina

fenyloamina (anilina)

W zależności od liczby atomów wodoru zastąpionych w amoniaku rodnikami węglowodorowymi wyróżnia się aminy pierwszorzędowe, drugorzędowe i trzeciorzędowe:

R- NH 2 R - NH - R"R - N - R”

amina pierwszorzędowa amina drugorzędowa amina trzeciorzędowa

Gdzie R, R", R"" oznaczają rodniki węglowodorowe.

Aminy pierwszorzędowe, drugorzędowe i trzeciorzędowe można otrzymać poprzez alkilowanie (wprowadzenie rodnika alkilowego) amoniaku. W tym przypadku atomy wodoru amoniaku są stopniowo zastępowane rodnikami i powstaje mieszanina amin:

NH3 + CH3I - CH3NH2 + HI

CH3NH2 + CH3I - (CH3)2NH + HI

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

Zwykle w mieszaninie amin dominuje jedna z nich, w zależności od proporcji substancji wyjściowych.

Aby otrzymać aminy drugorzędowe i trzeciorzędowe, można zastosować reakcję amin z haloalkilem:

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

Aminy można otrzymać przez redukcję związków nitrowych. Zazwyczaj związki nitrowe poddaje się katalitycznemu uwodornieniu wodorem:

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

Metodę tę wykorzystuje się na skalę przemysłową do produkcji amin aromatycznych.

Ogranicz aminy. W normalnych warunkach metyloamina CH 3 NH 2, dimetyloamina (CH 3) 2 NH, trimetyloamina (CH 3) 3 N i etyloamina C 2 H 5 NH 2 to gazy o zapachu przypominającym amoniak. Aminy te są dobrze rozpuszczalne w wodzie. Bardziej złożone aminy to ciecze, wyższe aminy to ciała stałe.

Aminy charakteryzują się reakcjami addycji, w wyniku których powstają sole alkiloamin. Na przykład aminy dodają halogenowodory:

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

Chlorek etyloamonu

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

bromek dimetyloamoniowy

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

Jodek trimetyloamoniowy

Aminy trzeciorzędowe dodają halogenowe pochodne węglowodorów, tworząc sole tetraalkiloamoniowe, na przykład:

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

Sole alkiloamoniowe są rozpuszczalne w wodzie i niektórych rozpuszczalnikach organicznych. Jednocześnie dysocjują na jony:

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

W rezultacie wodne i niewodne roztwory tych soli przewodzą prąd elektryczny. Wiązanie chemiczne w związkach alkiloamoniowych jest kowalencyjne, utworzone zgodnie z mechanizmem donor-akceptor:

Jon metyloamoniowy

Podobnie jak amoniak, aminy wykazują właściwości zasad w roztworach wodnych. Jony wodorotlenkowe pojawiają się w ich roztworach w wyniku tworzenia się zasad alkiloamonowych:

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

Zasadową reakcję roztworów amin można wykryć za pomocą wskaźników.

Aminy spalają się w powietrzu, uwalniając CO 2 , azot i wodę, na przykład:

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

Aminy pierwszorzędowe, drugorzędowe i trzeciorzędowe można rozróżnić za pomocą kwasu azotowego HNO2. gdy kwas ten reaguje z aminami pierwszorzędowymi, powstaje alkohol i uwalnia się azot:

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

Aminy drugorzędowe dają związki nitrozowe kwasu azotawego, które mają charakterystyczny zapach:

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

Aminy trzeciorzędowe nie reagują z kwasem azotawym.

Anilina C 6 H 5 NH 2 jest najważniejszą aminą aromatyczną. Jest to bezbarwna oleista ciecz wrząca w temperaturze 184,4 0 C.

Anilinę po raz pierwszy uzyskano w XIX wieku. Rosyjski chemik organiczny N.N. Zinin, który zastosował reakcję redukcji nitrobenzenu za pomocą siarczku amonu (NH 4) 2 S. W przemyśle anilinę otrzymuje się przez katalityczne uwodornienie nitrobenzenu przy użyciu katalizatora miedziowego:

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

Stara metoda redukcji nitrobenzenu, która straciła znaczenie przemysłowe, polega na zastosowaniu żelaza jako środka redukującego w obecności kwasu.

Anilina pod wieloma względami przypomina aminy nasycone, jednak w porównaniu z nimi jest słabszą zasadą, co wynika z działania pierścienia benzenowego. Por wolnego elektronu atomu azotu, którego obecność jest związana z głównymi właściwościami, jest częściowo wciągany do układu P - elektronicznego pierścienia benzenowego:

Spadek gęstości elektronowej na atomie azotu pogarsza podstawowe właściwości aniliny. Anilina tworzy sole tylko z mocnymi kwasami. Na przykład z kwasem solnym tworzy chlorek fenyloamonu:

C 6H 5NH2 + HCl - Cl

Kwas azotowy tworzy związki diazowe z aniliną:

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

Związki diazowe, zwłaszcza aromatyczne, mają ogromne znaczenie w syntezie barwników organicznych.

Niektóre szczególne właściwości aniliny wynikają z obecności w jej cząsteczce pierścienia aromatycznego. Zatem anilina łatwo oddziałuje w roztworach z chlorem i bromem i następuje wymiana atomów wodoru w pierścieniu benzenowym, znajdującym się w pozycjach orto i para do grupy aminowej:

Anilina jest sulfonowana po podgrzaniu kwasem siarkowym, w wyniku czego powstaje kwas sulfanilowy:

Kwas sulfanilowy jest najważniejszym produktem pośrednim w syntezie barwników i leków.

W wyniku uwodornienia aniliny w obecności katalizatorów cykloheksyloaminę można otrzymać:

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

Anilina wykorzystywana jest w przemyśle chemicznym do syntezy wielu związków organicznych, w tym barwników i leków.

Metyloamina

Popularne tradycyjne nazwy

Monometyloaminoaminometan MMA

Wzór chemiczny CH 5 N

Masa cząsteczkowa 31,1 g/mol

Właściwości fizyczne

Stan (warunki standardowe): gaz bezbarwny

0,23 Pa·s (przy 20°C)

Właściwości termiczne

Temperatura topnienia - 94°C

Temperatura wrzenia - 6°C

Temperatura zapłonu 8°C

Właściwości chemiczne

Rozpuszczalność w wodzie 108 g/100 ml

Niektóre z najbardziej znanych amin

Metyloamina

Metyloamina (CH3-NH2) to bezbarwny gaz o zapachu amoniaku, temperatura wrzenia? 6,32°C. Stosowany do syntezy pestycydów, leków, barwników. Najważniejszymi produktami są N-metylo-2-pirolidon (NMP), metyloformamid, kofeina, efedryna i N,N”-dimetylomocznik. Jest to również niewielkie wydalanie azotu w rybach kostnych.

Metyloamina jest typową aminą pierwszorzędową. Metyloamina tworzy sole z kwasami. Reakcje z aldehydami i acetalami prowadzą do zasad Schiffa. W reakcji z estrami lub chlorkami acylu daje amidy.

Zwykle stosowany w postaci roztworów: 40% wagowych w wodzie, metanolu, etanolu lub THF.

Paragon

Przemysłowa produkcja metyloaminy opiera się na reakcji metanolu z amoniakiem w wysokich temperaturach (370 do 430°C) i ciśnieniu od 20 do 30 barów. Reakcja zachodzi w fazie gazowej na heterogenicznym katalizatorze na bazie zeolitu. Jako produkty uboczne reakcji powstają również woda, dimetyloamina (CH 3) 2 NH i trimetyloamina (CH 3) 3 N:

CH3OH + NH3 > CH3NH2 + H2O

CH3NH2 + CH3OH > (CH3)2NH + H2O

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

Czystą metyloaminę otrzymuje się przez wielokrotną destylację.

Alternatywne wytwarzanie metyloaminy opiera się na oddziaływaniu formaldehydu z chlorkiem amonu po podgrzaniu.

Spalanie metyloaminy przebiega według równania:

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

Dimetyloamina

Dimetyloamina to amina drugorzędowa, pochodna amoniaku, w cząsteczce której dwa atomy wodoru zastąpiono rodnikami metylowymi. Bezbarwny gaz o ostrym, nieprzyjemnym zapachu, który po ochłodzeniu łatwo ulega skropleniu do bezbarwnej cieczy. Zapalny

CH3-NH-CH3

Aplikacja

Służy do otrzymywania substancji stosowanych przy produkcji gumy. Służy jako surowiec do produkcji heptylu – paliwa rakietowego. Stosowany do produkcji broni chemicznej (tabun).

Trietyloamina
Nazwa systematyczna	trietyloamina
Wzór chemiczny
Wzór empiryczny
Masa cząsteczkowa	101,19 g/mol
Właściwości fizyczne
Stan (stan standardowy)	płyn
Gęstość
Właściwości termiczne
Temperatura topnienia
Temperatura wrzenia
Temperatura zapłonu
Entalpia formowania (konw. st.)	99,58 kJ/mol
Ciepło właściwe parowania
Ciśnienie pary	70 hPa (20°C)
Właściwości chemiczne
Rozpuszczalność w wodzie	13,3 g/100 ml
Właściwości optyczne
Współczynnik załamania światła
Struktura
Moment dipolowy	0,66 (20°C) D
Toksykologia
Toksyczność

Trietyloamina

Trietyloamina jest aminą trzeciorzędową. Wzór chemiczny (C 2 H 5) 3 N, często stosuje się oznaczenie Et 3 N. Jest szeroko stosowany jako najprostsza symetryczna amina trzeciorzędowa w stanie ciekłym.

Paragon

W przemyśle wytwarza się go razem z etyloaminą, dietyloaminą podczas aminowania w fazie gazowej etanolu amoniakiem nad Al 2 O 3 lub SiO 2 lub ich mieszaniną w temperaturze 350-450°C i pod ciśnieniem 20-200 atm lub nad Ni, Co, Cu, Re i H2 w temperaturze 150 -230°C i ciśnieniu 17-35 atm. Skład powstałej mieszaniny zależy od proporcji początkowych.

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

Powstałą mieszaninę rozdziela się przez rektyfikację

Właściwości fizyczne

W temperaturze pokojowej jest ruchliwą, bezbarwną cieczą o silnym rybim zapachu przypominającym amoniak. Temperatura topnienia 114,8°C, temperatura wrzenia 89,5°C. Ograniczona rozpuszczalność w wodzie (dolny punkt krytyczny przy T=19,1°C i 31,6% wag. trietyloaminy), dobrze rozpuszczalny w acetonie, benzenie, chloroformie, mieszalny z etanolem, eterem dietylowym. Z wodą tworzy azeotrop o wz. 75°C i zawiera 90% wagowych trietyloaminy.

Właściwości chemiczne

Jako silna zasada organiczna (pKa=10,87) tworzy krystaliczne sole trietyloamoniowe z kwasami organicznymi i mineralnymi.

HCl + Et3N > Et3NH + Cl?

Jako zasada trietyloamina jest szeroko stosowana w syntezie organicznej, w szczególności w syntezie estrów i amidów z chlorków acylu w celu związania powstałego chlorowodoru.

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

Stosowany również w reakcji dehydrohalogenacji

Trietyloamina łatwo alkiluje, tworząc czwartorzędowe sole amoniowe

RI + Et3N > Et3NR + I?

Dlatego diizopropyloetyloaminę stosuje się do stworzenia zasadowego środowiska w obecności alkilatorów.

Aplikacja

Katalizuje powstawanie pianek poliuretanowych i żywic epoksydowych. Znajduje zastosowanie jako paliwo rakietowe. Stosowany do produkcji herbicydów, leków, farb.

Aby usunąć aminy pierwszorzędowe i drugorzędowe, destyluje się go nad bezwodnikiem octowym. Wysuszyć nad KOH i destylować.

Bezpieczeństwo

Stężenie graniczne zapłonu = 1,2-8% obj.

Działa drażniąco na drogi oddechowe, oczy i skórę, w bezpośrednim kontakcie może powodować poważne oparzenia. MPC=10 mg/m3

pochodna aminowa, węglowodór amoniakalny

Etylenodiamina

Nieruchomości

Bezbarwna ciecz o zapachu amoniaku. t wrzenia 116,5°C, topnienia 8,5°C, gęstość 0,899 g/cm (20°C); Etylenodiamina jest rozpuszczalna w wodzie, alkoholu lub, co gorsza, w eterze i nierozpuszczalna w benzenie. Stanowi mocną bazę.

Aplikacja

Etylenodiaminę stosuje się do produkcji kwasu etylenodiaminotetraoctowego w reakcji z kwasem chlorooctowym. Jego sole z kwasami tłuszczowymi stosowane są jako środki zmiękczające w produkcji tekstyliów. Etylenodiaminę wykorzystuje się także do produkcji barwników, emulgatorów, stabilizatorów lateksowych, plastyfikatorów i środków grzybobójczych.

Paragon

Toksyczność

Tradycyjne nazwy	FenyloaminaAminobenzen
Wzór chemiczny
Wzór empiryczny
Masa cząsteczkowa	93,13 g/mol
Właściwości fizyczne
Gęstość	1,0217 g/cm2
Lepkość dynamiczna (st. konw.)	3,71 Pa·s (przy 20°C)
Właściwości termiczne
Temperatura topnienia
Temperatura wrzenia
Właściwości chemiczne
Rozpuszczalność w wodzie

Anilimn (fenyloamina) to związek organiczny o wzorze C 6 H 5 NH 2, najprostsza amina aromatyczna. Jest to bezbarwna oleista ciecz o charakterystycznym zapachu, nieco cięższa od wody i słabo w niej rozpuszczalna, rozpuszczalna w rozpuszczalnikach organicznych. Na powietrzu szybko się utlenia i przybiera czerwonobrązową barwę. Trujący! Nazwa „anilina” pochodzi od nazwy jednej z roślin zawierających indygo – Indigofera anil (współczesna międzynarodowa nazwa rośliny to Indigofera suffruticosa).

Anilinę po raz pierwszy otrzymano w 1826 roku w wyniku destylacji indygo z wapnem przez niemieckiego chemika Otto Unverdorbena, który nadał jej nazwę „krystaliczna”.

W 1834 r. F. Runge odkrył anilinę w smole węglowej i nazwał ją „kyanol”.

W 1841 r. Yu.F. Frischze uzyskał anilinę poprzez ogrzewanie indygo roztworem KOH i nazwał ją „aniliną”.

W 1842 r. anilinę uzyskał N.N. Zinina redukuje nitrobenzen poprzez działanie (NH 4) 2 S 3 i nazywa się ją „benzidamem”.

W 1843 r. A.V. Hoffmann ustalił tożsamość wszystkich wymienionych związków.

Produkcja przemysłowa fioletowego barwnika mauvais na bazie aniliny rozpoczęła się w 1856 roku.

Właściwości chemiczne

Anilina charakteryzuje się reakcjami zarówno w grupie aminowej, jak i w pierścieniu aromatycznym. Cechy tych reakcji wynikają z wzajemnego oddziaływania atomów. Z jednej strony pierścień benzenowy osłabia podstawowe właściwości grupy aminowej w porównaniu z aminami alifatycznymi, a nawet amoniakiem. Natomiast pod wpływem grupy aminowej pierścień benzenowy staje się bardziej aktywny w reakcjach podstawienia niż benzen. Na przykład anilina reaguje energicznie z wodą bromową, tworząc 2,4,6-tribromoanilinę (biały osad).

Paragon

Regeneracja żelaza:

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

Redukcja wodorem w obecności katalizatora i w wysokiej temperaturze:

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

Redukcja związków nitrowych – reakcja Zinina:

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

Produkcja i zastosowanie

Początkowo anilinę otrzymywano przez redukcję nitrobenzenu wodorem cząsteczkowym; praktyczna wydajność aniliny nie przekraczała 15%. Kiedy stężony kwas solny wchodzi w interakcję z żelazem, uwalnia się wodór atomowy, który jest bardziej aktywny chemicznie w porównaniu z wodorem cząsteczkowym. Reakcja Zinina jest bardziej wydajną metodą wytwarzania aniliny. Do masy reakcyjnej wlano nitrobenzen, który zredukowano do aniliny.

Od 2002 r. większość światowej produkcji aniliny wykorzystywana jest do produkcji diizocyjanianów metylu, które są następnie wykorzystywane do produkcji poliuretanów. Anilinę wykorzystuje się także do produkcji sztucznych kauczuków, herbicydów i barwników (purpurowy barwnik mauvais).

W Rosji wykorzystuje się go głównie jako półprodukt do produkcji barwników, materiałów wybuchowych i leków (leków sulfonamidowych), jednak ze względu na oczekiwany wzrost produkcji poliuretanów, w średnim okresie możliwa jest istotna zmiana obrazu.

Właściwości toksyczne

Anilina ma negatywny wpływ na centralny układ nerwowy. Powoduje głód tlenu w organizmie na skutek tworzenia się methemoglobiny we krwi, hemolizy i zmian zwyrodnieniowych w czerwonych krwinkach.

Anilina przenika do organizmu poprzez drogi oddechowe, w postaci pary, a także przez skórę i błony śluzowe. Wchłanianie przez skórę zwiększa się poprzez podgrzanie powietrza lub wypicie alkoholu.

Przy łagodnym zatruciu aniliną obserwuje się osłabienie, zawroty głowy, ból głowy, sinicę warg, uszu i paznokci. W przypadku umiarkowanego zatrucia obserwuje się także nudności, wymioty, a czasami zawrotny chód i przyspieszenie akcji serca. Ciężkie przypadki zatrucia są niezwykle rzadkie. Przewlekłe zatrucie aniliną (anilizm) powoduje toksyczne zapalenie wątroby, a także zaburzenia neuropsychiczne, zaburzenia snu, utratę pamięci itp.

W przypadku zatrucia aniliną należy przede wszystkim odsunąć ofiarę od źródła zatrucia i umyć ciepłą (ale nie gorącą!) wodą. Również wdychanie tlenu z karbogenem. Stosuje się również upuszczanie krwi, podawanie odtrutek (błękit metylenowy) i leki na układ sercowo-naczyniowy. Ofierze należy zapewnić spokój.

Maksymalne dopuszczalne stężenie aniliny w powietrzu obszaru pracy wynosi 3 mg/m3. W zbiornikach wodnych (jeśli są zanieczyszczone przemysłowo) 0,1 mg/l (100 mg/m3).

Etylenodiamina

Etylenodiamina (1,2-diaminoetan) H 2 NCH 2 CH 2 NH 2 to związek organiczny z grupy amin.

Nieruchomości

Bezbarwna ciecz o zapachu amoniaku. t wrzenia 116,5°C, topnienia 8,5°C, gęstość 0,899 g/cm (20°C); Etylenodiamina jest rozpuszczalna w wodzie, alkoholu lub, co gorsza, w eterze i nierozpuszczalna w benzenie. Stanowi mocną bazę.

Zastosowanie: Etylenodiaminę stosuje się do produkcji kwasu etylenodiaminotetraoctowego w reakcji z kwasem chlorooctowym. Jego sole z kwasami tłuszczowymi stosowane są jako środki zmiękczające w produkcji tekstyliów. Etylenodiaminę wykorzystuje się także do produkcji barwników, emulgatorów, stabilizatorów lateksowych, plastyfikatorów i środków grzybobójczych.

Paragon

Główną metodą syntezy etylenodiaminy w przemyśle jest oddziaływanie amoniaku z dichloroetanem.

Toksyczność

Etylenodiamina jest toksyczna; maksymalne dopuszczalne stężenie jego par w powietrzu wynosi 0,001 mg/l.

Pirydyna to sześcioczłonowy aromatyczny heterocykl z jednym atomem azotu, bezbarwna ciecz o silnym nieprzyjemnym zapachu; mieszalny z wodą i rozpuszczalnikami organicznymi. Pirydyna jest słabą zasadą, daje sole z mocnymi kwasami mineralnymi, łatwo tworzy sole podwójne i związki złożone.

Historia odkryć

Pirydynę odkrył w 1846 roku Anderson podczas badań oleju kostnego otrzymywanego w drodze suchej destylacji chudych kości. W 1869 roku Kerner w prywatnym liście do Canizzaro wyraził pogląd, że P. można uznać za benzen, w którym jedną grupę CH zastąpiono azotem. Według Kernera taki wzór nie tylko wyjaśnia syntezę pirydyny, ale przede wszystkim wskazuje, dlaczego najprostszy element szeregu zasad pirydynowych ma pięć atomów węgla. Rok później Dewar niezależnie od Kernera doszedł do tego samego wzoru, który następnie znalazł potwierdzenie w późniejszych pracach innych chemików. Później Thomsen, Bamberger i Pechmann, Chamichan i Dennstedt badali strukturę pirydyny. W 1879 r. A. Wysznegradski wyraził opinię, że być może wszystkie zasady roślinne są pochodnymi pirydyny lub chinoliny, a w 1880 r. Koenigs zasugerował nawet, aby nazwą alkaloidów nazywać tylko te zasady roślinne, które można uznać za pochodne pirydyny. Jednak obecnie granice pojęcia „alkaloidy” znacznie się poszerzyły.

Paragon

Głównym źródłem pirydyny jest smoła węglowa.

Właściwości chemiczne

Pirydyna wykazuje właściwości charakterystyczne dla amin trzeciorzędowych: tworzy N-tlenki, sole N-alkilopirydyniowe i może działać jako ligand będący donorem sigma.

Jednocześnie pirydyna ma oczywiste właściwości aromatyczne. Jednakże obecność atomu azotu w pierścieniu koniugacyjnym prowadzi do poważnej redystrybucji gęstości elektronowej, co prowadzi do silnego spadku aktywności pirydyny w reakcjach elektrofilowego podstawienia aromatycznego. W takich reakcjach reagują głównie pozycje meta pierścienia.

Pirydyna charakteryzuje się reakcjami aromatycznego podstawienia nukleofilowego, które zachodzą głównie w pozycjach orto-para pierścienia. Ta reaktywność wskazuje na brak elektronów w pierścieniu pirydynowym, co można podsumować następującą praktyczną zasadą: reaktywność pirydyny jako związku aromatycznego z grubsza odpowiada reaktywności nitrobenzenu.

Aplikacja

Znajduje zastosowanie w syntezie barwników, substancji leczniczych, środków owadobójczych, w chemii analitycznej, jako rozpuszczalnik wielu substancji organicznych i niektórych nieorganicznych oraz do denaturacji alkoholu.

Bezpieczeństwo

Pirydyna jest toksyczna i wpływa na układ nerwowy i skórę.

Piperydyna

Piperydyna
Tradycyjne nazwy	pentametylenoimina
Wzór chemiczny
Masa cząsteczkowa	85,15 g/mol
Właściwości fizyczne
Stan (stan standardowy)	płyn
Gęstość
Lepkość dynamiczna (st. konw.)	1,573 Pa·s (przy 20°C)
Właściwości termiczne
Temperatura topnienia
Temperatura wrzenia
Właściwości chemiczne
Rozpuszczalność w wodzie	miesza g/100 ml
Właściwości optyczne
Współczynnik załamania światła

Piperydyna (pentametylenoimina) jest heksahydropirydyną, sześcioczłonowym nasyconym pierścieniem z jednym atomem azotu. Bezbarwna ciecz o zapachu amoniaku, mieszalna z wodą i większością rozpuszczalników organicznych, tworząca z wodą mieszaninę azeotropową (35% wagowo wody, temperatura wrzenia 92,8°C).Wchodzi jako fragment strukturalny do środków farmaceutycznych i farmaceutycznych. alkaloidy. Swoją nazwę wzięła od łacińskiej nazwy czarnego pieprzu Piper nigrum, z którego została po raz pierwszy wyizolowana.

Piperydyna została po raz pierwszy wyizolowana z pieprzu czarnego przez Oersteda w 1819 roku. W 1894 roku jego pełnej syntezy dokonali Albert Ladenburg i Scholz.

Metody odbioru

W przemyśle, głównie przez uwodornienie pirydyny nad dwusiarczkiem molibdenu lub niklem w temperaturze 200 ° C jako katalizator

Redukcja elektrochemiczna

Z pirydyny przez redukcję sodem w absolutnym etanolu.

Przez ogrzewanie dichlorowodorku pentametylenodiaminy.

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

Reakcyjny umiejętność

Pod względem właściwości chemicznych piperydyna jest typową drugorzędową aminą alifatyczną. Tworzy sole z kwasami mineralnymi, łatwo ulega alkilowaniu i acylowaniu przy atomie azotu oraz tworzy złożone związki z metalami przejściowymi (Cu, Ni itp.). Jest nitrozowany kwasem azotawym z wytworzeniem N-nitrozopiperydyny; pod wpływem podchlorynów w środowisku zasadowym tworzy odpowiednią N-chloraminę C 5 H 10 NCl,

Gdy piperydynę gotuje się ze stężonym kwasem jodowodorowym, następuje redukcyjne otwarcie pierścienia, tworząc pentan:

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

Po rozszczepieniu, wyczerpującej metylacji i rozszczepieniu Hoffmanna powstaje penta-1,3-dien.

Po ogrzaniu w kwasie siarkowym w obecności soli miedzi lub srebra, piperydyna odwodornia się do pirydyny.

Występowanie w przyrodzie i rola biologiczna

Z pieprzu wyizolowano samą piperydynę. Pierścień piperydynowy jest strukturalnym fragmentem wielu alkaloidów. Zatem pierścień piperydynowy jest częścią alkaloidu koniiny zawartej w cykucie oraz w składzie piperyny, która nadaje ostry smak czarnemu pieprzowi. Również w toksynie mrówek ognistych, Solenopsinie.

Aplikacja

Piperydyna jest szeroko stosowana w syntezie organicznej, stosowana jako główny katalizator w kondensacji aldolowej, reakcji Knoevenagela, jako składnik aminowy w reakcji Mannicha i reakcji Michaela.

Piperydyna, jako wysokowrząca amina drugorzędowa, służy do konwersji ketonów do enamin, które mogą być alkilowane lub acylowane w pozycji b (reakcja Bociana).

Bezpieczeństwo

Działa toksycznie zarówno w kontakcie ze skórą, jak i wdychaniu par. Produkt wysoce łatwopalny, temperatura zapłonu 16°C. Praca z nim odbywa się pod wyciągiem.

Chinolina jest związkiem organicznym z grupy heterocyklicznej. Stosowany jako rozpuszczalnik siarki, fosforu itp. do syntezy barwników organicznych. W medycynie stosowane są pochodne chinoliny (plazmocyd, chinina).

Produkcja przemysłowa

Chinolina występuje w smole węglowej, z której jest ekstrahowana.

Metody syntezy

Pochodne chinoliny z podstawnikami w pozycjach 2 i 4 można otrzymać poprzez kondensację aniliny (1) i β-diketonów (2) w środowisku kwaśnym. Metoda ta nazywana jest syntezą bojową chinolin.

Z aniliny i b,c-nienasyconych aldehydów (metoda Döbnera-Millera). Mechanizm tej reakcji jest bardzo zbliżony do mechanizmu reakcji Scroupa

Ze związków 2-aminobenzaldehydowych i karbonylowych zawierających grupę b-metylenową (synteza Friedlandera). Metoda praktycznie nie jest stosowana ze względu na małą dostępność o-karbonylowych pochodnych aniliny

Kondensacja aniliny i gliceryny w obecności kwasu siarkowego (metoda Skraupa)

Mechanizm tej reakcji nie został dokładnie poznany, przyjmuje się jednak, że proces ten zachodzi w wyniku 1,4-addycji aniliny do akroleiny. Akroleina powstaje w wyniku odwodnienia gliceryny w obecności kwasu siarkowego (potwierdzono powstawanie akrolenu: z gotowej akroleiny i aniliny powstaje także chinolina).

Reakcja jest silnie egzotermiczna, dlatego proces zwykle prowadzi się w obecności siarczanu żelaza (II). Tlenek arsenu(V) stosuje się także jako utleniacz, w tym przypadku proces nie przebiega tak szybko, jak w przypadku nitrobenzenu, a wydajność chinoliny jest większa.

Według reakcji Povarowa z benzaldehydu, aniliny i alkenu.

Z orto-acyloacetofenonu i wodorotlenku (en: Synteza chinoliny w Camps).

Z β-ketoanilidu (en: synteza chinoliny Knorra).

Z estrów aniliny i β-keto (en: synteza Conrada-Limpacha).

pl:Reakcja Goulda-Jacobsa

Toksykologia i bezpieczeństwo

LD 50 dla ssaków wynosi kilkaset mg/kg.

Morfolina

Morfolina
Nazwa systematyczna	tetrahydroksazyna-1,4
Tradycyjne nazwy	morfolina
Wzór chemiczny
Masa cząsteczkowa	87,1 g/mol
Właściwości fizyczne
Stan (stan standardowy)	płyn
Gęstość
Właściwości termiczne
Temperatura topnienia
Temperatura wrzenia
Właściwości chemiczne
Rozpuszczalność w wodzie	miesza g/100 ml
Toksykologia

Morfolina jest związkiem heterocyklicznym (tetrahydroksazyna-1,4). Wzór chemiczny HN(CH 2 CH 2) 2 O. Stosowany w syntezie organicznej jako katalizator jako zasada (akceptor protonów), zwłaszcza do wytwarzania geminalnych ditioli. Cząsteczka ma konformację „krzesła”.

Paragon

Morfolinę otrzymuje się przez odwodnienie dietanoloaminy lub eteru bis(2-chloroetylowego).

W celu oczyszczenia suszy się go nad dryrytem, ​​po czym dokładnie destyluje frakcyjnie. Zalecana jest również destylacja lub suszenie nad sodem.

Aplikacja

Przemysł

Morfolina jest inhibitorem korozji. Morfolina jest powszechnym dodatkiem (w ppm) służącym do kontroli pH zarówno w systemach wykorzystujących paliwa kopalne, jak i reaktorach jądrowych. Morfolinę stosuje się ze względu na jej lotność zbliżoną do wody, to znaczy po dodaniu do wody jej stężenie w wodzie i parze jest takie samo. Jego właściwości regulujące pH są następnie rozprowadzane przez generator pary, zapewniając ochronę przed korozją. Morfolina rozkłada się powoli pod nieobecność tlenu w wysokich temperaturach i ciśnieniach w układach tworzących parę.

Synteza organiczna

Morfolina ulega większości reakcji charakterystycznych dla chemii amin drugorzędowych, ze względu na obecność atomu tlenu, który pobiera gęstość elektronową z atomu azotu, jest mniej nukleofilowa i mniej zasadowa niż strukturalnie podobna amina drugorzędowa, taka jak piperydyna. Z tego powodu tworzy trwałą chloraminę. Jest również szeroko stosowany do wytwarzania enamin Morfolina jest szeroko stosowana w syntezie organicznej. Na przykład buduje blok w otrzymywaniu antybiotyku linezolidu i środka przeciwnowotworowego Gefitinib.

W badaniach i przemyśle niski koszt i polarność morfoliny doprowadziły do ​​jej szerokiego zastosowania jako rozpuszczalnika w reakcjach chemicznych.

Bezpieczeństwo

Morfolina jest wysoce łatwopalną cieczą. t. vs. 35°C, temperatura samozapłonu 230°C. Opary podrażniają błony śluzowe dróg oddechowych, a w przypadku kontaktu ze skórą powodują uczucie pieczenia. LD50 1,65 g/kg (myszy i świnki morskie, doustnie); MPC 0,5 mg/m3.