Выполнил: Николаев Кирилл, 10 А класс, 536 школа

Амины органические соединения, являющиеся производными аммиака, в молекуле которого один, два или три атома водорода замещены на углеводородные радикалы.

Метиламин CH 3 NH 2 Метиламин является типичным первичным амином.

Диметиламин (CH 3 ) 2 NH Диметилами́н (CH 3 ) 2 NH вторичный амин, производное аммиака, в молекуле которого два атома водорода замещены метильными радикалами.

Триметиламин (СН 3 ) 3 N. Триметиламин третичный амин.

Одновалентный остаток аммиака NH 2 называется аминогруппой. В зависимости от того, сколько атомов водорода в молекуле аммиака замещено на углеводородные радикалы, амины делят на первичные, вторичные и третичные. В зависимости от строения углеводородного радикала различают предельные, непредельные и ароматические амины. Общая формула предельных алифатических аминов C n H 2n+3 N.

Строение и физические свойства аминов. Связи NН и СN достаточно прочные, поэтому амины не проявляют заметных кислотных свойств, и для них не характерны реакции замещения аминогруппы. Неподеленная пара валентных электронов, которая имеется на атоме азота, может использоваться им для образования новой связи. Поэтому амины, как и аммиак, обладают свойствами оснований и нуклеофилов. Метиламин, диметиламин и триметиламин газы, средние члены гомологического ряда аминов жидкости, высшие твердые вещества. Низшие амины хорошо растворимы в воде, с ростом длины углеводородного радикала растворимость аминов падает. Низшие амины имеют резкий неприятный запах, напоминающий запах селедочного рассола. Высшие амины либо не имеют запаха, либо пахнут очень cлабо. Первичные и вторичные амины, подобно спиртам, склонны к образованию водородных связей. Поскольку электроотрицательность атома азота меньше, чем атома кислорода, амины образуют менее прочные ассоциаты и имеют более низкие температуры кипения, чем соответствующие спирты. Например, температура кипения этанола 78 °С, а этиламина 17 °С. Третичные амины не способны к ассоциации, и их температуры кипения существенно ниже, чем первичных и вторичных аминов с тем же числом атомов углерода. Ароматические амины высококипящие жидкости или твердые вещества, обладают запахом, отличающимся от запаха алифатических аминов, плохо растворимы в воде. Простейший ароматический амин анилин (фениламин, аминобензол) C 6 H 5 NH 2 бесцветная маслянистая жидкость со своеобразным запахом, немного тяжелее воды, плохо растворяется в ней.

Химические свойства аминов. 1. Основные свойства алифатических аминов выражены ярче, чем у аммиака и ароматических аминов. Это объясняется влиянием углеводородных радикалов на атом азота. В аминах под влиянием алкильного радикала электронное облако связи СN смещается несколько к азоту, вследствие этого электронная плотность на азоте возрастает, и он сильнее притягивает к себе катион водорода. Основные свойства ароматических аминов, в том числе и первого представителя гомологического ряда анилина, выражены слабее, чем у алифатических аминов и аммиака. В этом случае сказывается влияние ароматического радикала фенила С 6 Н 5 : бензольное ядрo притягивает к себе неподеленную электронную пару азота аминогруппы (аналогия со смещением электронной плотности от атома кислорода в молекуле фенола). Вследствие этого электронная плотность на азоте уменьшается, и он cлабее связывает ион водорода, а это значит, что основные свойства вещества проявляются в меньшей степени. В водных растворах низших алифатических аминов щелочная среда, индикаторы изменяют окраску, обнаруживая избыток гидроксид-ионов OH –. Амины, как алифатические, так и ароматические, реагируют с кислотами с образованием солей. Соли, образованные аминами и кислотами, представляют собой твердые вещества, хорошо растворимые в воде. При действии на эти соли щелочами получают амины.

2. Амины в отличие от аммиака горят на воздухе. При полном сгорании образуется углекислый газ, пары воды и азот: 4CH 3 NH 2 + 9O 2 ® 4CO H 2 O + 2N 2 3. Реакции с участием углеводородного радикала. В ароматических аминах аминогруппа повышает электронную плотность в бензольном кольце, поэтому ароматические амины, как и фенолы, легче вступают в реакции электрофильного замещения атомов водорода, чем бензол. Аминогруппа является ориентантом рода и направляет атаку электрофильного реагента в орто- и пара-положения бензольного кольца. При действии на анилин бромной воды образуется 2,4,6- триброманилин, эту реакцию используют для обнаружения анилина.

Получение аминов. 1. При нагревании галогеналканов с аммиаком происходит замещение галогена с образованием амина. Первоначально образуется аммониевая соль, из которой можно выделить синтезируемый амин действием избытка аммиака или более сильного основания, например, щелочи. При взаимодействии полученного метиламина с новой порцией хлорметана можно получить вторичный амин диметиламин, затем третичный амин триметиламин. 2. Восстановлением нитросоединений (реакция Зинина) получают первичные амины. Реакция открыта в 1842 г. профессором Казанского университета Николаем Николаевичем 3ининым. В промышленности в качестве восстановителя нитробензола используют железо (чугунные стружки) в кислой среде.

Применение аминов. Ароматические амины широко применяют в химической промышленности. Так, анилин является исходным веществом в производстве многочисленных анилиновых красителей, используется при получении важных лекарственных веществ, например, сульфаниламидных препаратов, взрывчатых веществ, высокомолекулярных соединений и т.д. Соли алифатических аминов, например, триоктиламина (C 8 H 17 ) 3 N используют в гидрометаллургии для обогащения руд цветных металлов.

Анили́н. Физические свойства. (фениламин) органическое соединение с формулой C 6 H 5 NH 2, простейший ароматический амин. Представляет собой бесцветную маслянистую жидкость с характерным запахом, немного тяжелее воды и плохо в ней растворим, хорошо растворяется в органических растворителях. На воздухе быстро окисляется и приобретает красно-бурую окраску. Ядовит. Название «анилин» происходит от названия одного из растений, содержащих индиго Indigofera anil (современное международное название растения Indigofera suffruticosa).Indigofera suffruticosa

Получение В промышленности анилин получают в две стадии. На первой стадии бензол нитруется смесью концентрированной азотной и серной кислот при температуре °C в результате образуется нитробензол. На втором этапе нитробензол гидрируют при температуре °C в присутствии катализаторовнитруется нитробензолгидрируюткатализаторов Впервые восстановление нитробензола было произведено с помощью железа: Другим способом получение анилина является восстановление нитросоединений Реакция Зинина:

Химические свойства анилина 1. Анилин - гораздо более слабое основание, чем алифатические амины (K b = 5, ). Это объяс­няется тем, что электронная пара атома азота, которая обусловли­вает основные свойства аминов, частично смещается в бензоль­ное кольцо. Анилин реагирует с сильными кислотами, образуя соли фениламмония C 6 H 5 NH 3 +, которые хорошо растворимы в воде, но не­растворимы в неполярных органических растворителях: С 6 Н 5 NН 2 + HCl С 6 Н 5 NН 3 Сl. 2. Анилин весьма активен в реакциях электрофильного заме­щения в бензольном кольце. Это объясняется электронными эф­фектами, которые приводят к увеличению электронной плотности в кольце. Анилин легко бромируется даже под действием бромной воды, давая белый осадок 2,4,6-триброманилина:

С концентрированной азотной кислотой анилин реагирует со взрывом, поэтому непосредственное нитрование осуществить не удается. Можно, однако, на время реакции защитить аминогруп­пу, если перед нитрованием превратить ее в амидную группу - NН-СО-СН 3 действием уксусного ангидрида, а после нитрова­ния гидролизовать амид с образованием исходной аминогруппы. Данная последовательность реакций описывается схемой: В этих реакциях образуется также небольшое количество орто- нитроанилина.

3. При реакции анилина с азотистой кислотой образуются диазосоединения соли диазония C 6 H 5 N 2 + : C 6 H 5 NH 2 + NaNO 2 + 2HCl [C 6 H 5 -NN] + Cl - + NaCl + 2H 2 O. Диазосоединения можно выделить в виде кристаллических, легко взрывающихся веществ. Благодаря способности диазониевой группы легко замещаться на другие функциональные группы, эти соединения широко используются в органических синтезах. Во многих случаях можно не выделять диазосоединения в кри­сталлическом виде, а использовать их свежеприготовленные рас­творы. 4. Анилин легко окисляется различными окислителями с обра­ зованием ряда соединений, поэтому он темнеет при хранении. При действии хлорной извести Са(Сl)ОСl на водный раствор анилина появляется интенсивное фиолетовое окрашивание. Это качественная реакция на анилин.

Применение. Основная область применения анилина синтез красителей и лекарственных средств. В качестве примера приве­дем схему синтеза красителя метилового оранжевого (кислотно-основного индикатора):

Аминокислотами называются азотсодержащие органические соединения, в молекулах которых содержатся аминогруппы NH2 и карбоксильные группы СООН. Простейшим представителем этого класса является ами- ноэтановая, или аминоуксусная, кислота. Значение аминокислот исключительно велико, так как из них построены молекулы белков, играющих важнейшую роль в жизненных процессах. Изомерия и номенклатура. Изомерия аминокислот в основном выражается различным строением углеродной цепи и положением аминогрупы.

Номенклатура и изомерия отдельных представителей класса аминов Структурная формулаНазвание по ИЮПАК Тривиальное название NH 2 CH 2 CH 2 CH 2 CH 3 1-аминобутан Первичный бутиламин CH 3 CH 2 CH 3 2-аминобутан Вторичный Бутиламин CH 3 2-метил, 2-амино-пропан Третичный бутиламин CH 2 1,4 – диаминобутан CH 3 2 – метил, 1,2 – диамино-пропан