Aminy mają budowę zbliżoną do amoniaku i wykazują podobne właściwości. Zarówno w amoniaku, jak i w aminach atom azotu ma wolną parę elektronów. Aminy charakteryzują się wyraźnymi właściwościami podstawowymi. Wodne roztwory amin alifatycznych wykazują odczyn zasadowy. Aminy alifatyczne są silniejszymi zasadami niż amoniak. Aminy aromatyczne są słabszymi zasadami niż amoniak, ponieważ samotna para elektronów atomu azotu przemieszcza się w kierunku pierścienia benzenowego, tworząc pary z jego elektronami π.
Na zasadowość amin wpływają różne czynniki: działanie elektronowe rodników węglowodorowych, przestrzenne ekranowanie atomu azotu przez rodniki, a także zdolność powstałych jonów do stabilizacji w wyniku solwatacji w środowisku rozpuszczalnika. W wyniku efektu donorowego grup alkilowych zasadowość amin alifatycznych w fazie gazowej (bez rozpuszczalnika) wzrasta w szeregu: pierwszorzędowe< вторичные < третичные. Основность ароматических аминов зависит также от характера заместителей в бензольном кольце. Электроноакцепторные заместители (-F, -Cl, -NO2 и т. п.) уменьшают основные свойства ариламина по сравнению с анилином, а электронодонорные (алкил R-, -OCH3, -N(CH3)2 и др.), напротив, увеличивают.
1. CH3-NH 2 + H2O → OH (oddziaływanie z wodą)
2. (CH 3)2NH + HCl → [(CH3)2NH2]Cl chlorek dimetyloamonu (reakcja z kwasami)
[(CH 3)2NH 2]Cl + NaOH → (CH 3)2NH + NaCl + H2O (reakcja soli amin z zasadami)
(acytelacja, nie działa z aminami trzeciorzędowymi)
4. R-NH2 + CH3I → I¯ → NH3→ CH3NHR + NH4I (alkilowanie)
5. Oddziaływanie z kwasem azotawym: struktura produktów reakcji z kwasem azotawym zależy od charakteru aminy. Dlatego tę reakcję stosuje się do rozróżnienia amin pierwszorzędowych, drugorzędowych i trzeciorzędowych.
a) R-NH2 + HNO2 → R-OH + N2 + H2O (pierwotne aminy tłuszczowe)
b) С6Н5-NH2 + NaNO2 + HCl → [С6Н5-N≡N]+Cl¯ – sól diazoniowa (pierwotne aminy aromatyczne)
c) R2NH + Н-О-N=O → R2N-N=O (N-nitrozoamina) + Н2O (drugorzędowe aminy tłuszczowe i aromatyczne)
d) R3N + H-O-N=O → brak reakcji w niskiej temperaturze (trzeciorzędowe aminy tłuszczowe)
(trzeciorzędowe aminy aromatyczne)
Właściwości aniliny. Anilina charakteryzuje się reakcjami zarówno przy grupie aminowej, jak i przy pierścieniu benzenowym. Pierścień benzenowy osłabia podstawowe właściwości grupy aminowej w porównaniu z aminami alifatycznymi i amoniakiem, jednak pod wpływem grupy aminowej pierścień benzenowy staje się bardziej aktywny w reakcjach podstawienia w porównaniu z benzenem.
C6H5-NH2 + HCl → Cl = C6H5NH2 HCl
C6H5NH2 HCl + NaOH → C6H5NH2 + NaCl + H2O
C6H5NH2 + CH3I → T→ +Ja¯
Aminokwasy
Aminokwasy nazywane są związkami heterofunkcyjnymi, których cząsteczki zawierają zarówno grupę aminową, jak i grupę karboksylową. W zależności od względnego położenia grup aminowych i karboksylowych aminokwasy dzielą się na α-, β-, γ– itp. Według IUPAC przy nazewnictwie aminokwasów grupę NH2- nazywa się przedrostkiem amino-, wskazując cyfrą numer atomu węgla, z którym jest związany, a następnie nazwę odpowiedniego kwasu.
Kwas 2-aminopropanowy (α-aminopropanowy, α-alanina)
Aminy- organiczne pochodne amoniaku, w cząsteczce których jeden, dwa lub wszystkie trzy atomy wodoru zastąpiono resztą węgla.
Zwykle wyróżnia się trzy rodzaje amin:
Aminy, w których grupa aminowa jest związana bezpośrednio z pierścieniem aromatycznym, nazywane są aminami aromatycznymi.
Najprostszym przedstawicielem tych związków jest aminobenzen, czyli anilina:
Główną cechą wyróżniającą strukturę elektronową amin jest obecność wolnej pary elektronów przy atomie azotu wchodzącego w skład grupy funkcyjnej. Powoduje to, że aminy wykazują właściwości zasad.
Istnieją jony, które są produktem formalnego zastąpienia wszystkich atomów wodoru w jonie amonowym rodnikiem węglowodorowym:
Jony te występują w solach podobnych do soli amonowych. Nazywa się je czwartorzędowymi solami amoniowymi.
Izomeria i nazewnictwo amin
1. Aminy charakteryzują się izomerią strukturalną:
A) Izomeria szkieletu węglowego:
B) izomeria pozycji grupy funkcyjnej:
2. Aminy pierwszorzędowe, drugorzędowe i trzeciorzędowe są względem siebie izomeryczne (izomeria międzyklasowa):
Jak widać z podanych przykładów, aby nazwać aminę, wymienia się podstawniki związane z atomem azotu (w kolejności pierwszeństwa) i dodaje przyrostek - amina.
Właściwości fizyczne amin
Najprostsze aminy (metyloamina, dimetyloamina, trimetyloamina) to substancje gazowe. Pozostałe niższe aminy to ciecze, które dobrze rozpuszczają się w wodzie. Mają charakterystyczny zapach przypominający amoniak.
Aminy pierwszorzędowe i drugorzędowe są zdolne do tworzenia wiązań wodorowych. Prowadzi to do zauważalnego wzrostu ich temperatury wrzenia w porównaniu do związków, które mają tę samą masę cząsteczkową, ale nie są zdolne do tworzenia wiązań wodorowych.
Anilina jest oleistą cieczą, trudno rozpuszczalną w wodzie, wrzącą w temperaturze 184°C.
Właściwości chemiczne amin
O właściwościach chemicznych amin decyduje przede wszystkim obecność wolnej pary elektronów na atomie azotu.
Aminy jako zasady. Atom azotu grupy aminowej, podobnie jak atom azotu w cząsteczce amoniaku, dzięki wolnej parze elektronów może tworzyć wiązanie kowalencyjne zgodnie z mechanizmem donor-akceptor, pełniąc rolę donora. Pod tym względem aminy, podobnie jak amoniak, mogą przyłączać kation wodoru, tj. działać jako zasada:
1. Reakcja amiionów z wodą prowadzi do powstania jonów wodorotlenkowych:
2. Reakcja z kwasami. Amoniak reaguje z kwasami tworząc sole amonowe. Aminy mogą również reagować z kwasami:
Podstawowe właściwości amin alifatycznych są wyraźniejsze niż amoniaku. Wynika to z obecności jednego lub więcej donorowych podstawników alkilowych, których dodatni efekt indukcyjny zwiększa gęstość elektronową na atomie azotu. Wzrost gęstości elektronowej powoduje, że azot staje się silniejszym donorem par elektronów, co poprawia jego podstawowe właściwości:
Spalanie amionu. Aminy spalają się w powietrzu, tworząc dwutlenek węgla, wodę i azot:
Zastosowanie amin
Aminy są szeroko stosowane do produkcji leków i materiałów polimerowych. Anilina jest najważniejszym związkiem tej klasy, wykorzystywanym do produkcji barwników anilinowych, leków (leki sulfonamidowe) i materiałów polimerowych (żywice anilinowo-formaldehydowe).
Wykład nr 13
AMINY
Plan
- Klasyfikacja.
- Metody odbioru.
- Właściwości chemiczne.
pochodne.
Wykład nr 13
AMINY
Plan
- Klasyfikacja.
- Metody odbioru.
- Właściwości chemiczne.
- Biologicznie aktywne aminy i ich
pochodne.
Możliwe są aminy
uważane za pochodne amoniaku, w których atomy wodoru zastąpiono przez
rodniki węglowodorowe.
1. Klasyfikacja
W zależności od liczby rodników węglowodorowych związanych z atomem azotu,
rozróżnić aminy pierwszorzędowe, drugorzędowe i trzeciorzędowe, a także czwartorzędowe
sole amonowe.
Ze względu na charakter związanego rodnika węglowodorowego
z atomem azotu istnieją alkiloaminy, alkiloaryloaminy, aryloaminy,
aminy heterocykliczne.
Alkiloaminy zawierają wyłącznie alifatyczne
rodniki węglowodorowe, na przykład:
Aryloaminy zawierają aromaty
rodniki z atomem azotu w pierścieniu aromatycznym, na przykład:
Alkiloaryloaminy zawierać
rodniki alifatyczne i aromatyczne, na przykład:
Aminy heterocykliczne
zawierać
atom azotu w pierścieniu, na przykład:
2. Metody odbioru.
3. Chemiczny
właściwości.
O właściwościach chemicznych amin decyduje głównie obecność atomu azotu
samotna para elektronów, której obecność determinuje ich główną i
właściwości nukleofilowe.
Właściwości zasadowe i kwasowe
Aminy alifatyczne są
mocne zasady (=10-11) i mają wyższą zasadowość niż amoniak. Ich roztwory wodne mają
reakcja alkaliczna.
RNH2 + H2O = RNH3 + + OH -
Aminy aromatyczne są słabymi zasadami (=3-5), co wiąże się z ich zniszczeniem
po protonowaniu stabilnego układu sprzężonego, w którym uczestniczy
samotna para elektronów azotowych (patrz wykład nr 4).
W reakcji z kwasami tworzą się aminy
rozpuszczalne w wodzie sole amonowe.
RNH 2 + HX ® RNH 3 + X —
Aminy pierwszorzędowe i drugorzędowe to słabe N-H
kwasy (pK a = 33-35) i tworzą sole podczas interakcji z substancją czynną
metale.
RNH 2 + Na ® RNH - Na + + 1/2 H 2
Właściwości nukleofilowe
Alkilowanie amin
Aminy mają właściwości nukleofilowe i są alkilowane halogenkami alkilu
alkohole (patrz metody przygotowania).
Acylowanie amin
Aminy są acylowane przez kwasy karboksylowe i ich pochodne
amidy kwasów karboksylowych (patrz wył. nr 12).
2RNH 2 + R / COX ® R / CONHR + RNH 3 X
2R 2 NH + R / COX® R / CONR 2 + R 2 NH 2 X
Oddziaływanie amin z azotem
kwas
Aminy pierwszorzędowe, drugorzędowe i trzeciorzędowe reagują różnie z azotem
kwas, który służy do określenia rodzaju aminy. Niestabilny azot
Kwas powstaje w wyniku działania mocnego kwasu na azotyny.
Trzeciorzędowe aminy alifatyczne w normalnej temperaturze z azotem
nie wchodzą w interakcję z kwasem.
Aminy drugorzędowe tworzą trwałe związki z kwasem azotawym nitrozoaminy – produkty płynne lub stałe o żółtym kolorze.
R 2 NH + NaNO 2 + HCl® R 2 N-N=O + NaCl + H 2 O
nitrozoamina Nitrozoaminy
są silnymi substancjami rakotwórczymi. Możliwość syntezy nitrozoamin w
w żołądku człowieka z substancji wtórnych zawartych w żywności i preparatach leczniczych
aminy i azotyny Rakotwórcze działanie nitrozoamin wynika z ich właściwości
alkilować centra nukleofilowe DNA, co prowadzi do mutacji onkogennych.
Pierwszorzędowe aminy alifatyczne reagować z kwasem azotawym
uwolnienie gazowego azotu. Reakcja przebiega poprzez utworzenie substancji niestabilnej
pierwszorzędowa nitrozoamina, która izomeryzuje do diazowodorotlenku, obracając się
dalej w sól diazoniową.
nitrozoamina sól diazowodorotlenkowa
diazonia
Dalszy przebieg reakcji zależy
z natury rodnika węglowodorowego.
Jeśli R oznacza rodnik alifatyczny, wówczas sól diazoniowa jest bardzo niestabilna i
natychmiast rozkłada się, tworząc cząsteczkę azotu i karbokation, który
następnie oddziałuje z nukleofilami w środowisku reakcji (na przykład
rozpuszczalnikiem) lub abstrahuje proton i wytwarza produkt eliminacji. Na przykład,
przemiany kationu n-propylodiazoniowego można przedstawić za pomocą następującego schematu:
Reakcja nie ma wartości preparatywnej.
Proces ten jest wykorzystywany do celów analitycznych w celu określenia ilościowego
pierwszorzędowe aminy alifatyczne, w tym naturalne A -aminokwasy objętościowo
uwolniony azot.
Sole arylodiazonium bardziej stabilny i może
wyizolować z mieszaniny reakcyjnej. Są wysoce reaktywne
związki chemiczne, szeroko stosowane w syntezie organicznej.
Reakcje soli arylodiazoniowych
Proces otrzymywania aromatycznych związków diazowych
zwany diazowanie i wyraża się następującą sumą
równanie.
ArNH 2 + NaNO 2 + 2HCl ® ArN 2 + Cl - + NaCl + 2H 2 O
Reakcje soli arylodiazoniowych można podzielić na
dwa typy: reakcje z uwalnianiem azotu i reakcje bez uwalniania azotu.
Reakcje zachodzące wraz z uwolnieniem azotu. Ten typ reakcji polega na podstawieniu na opuszczającym pierścieniu aromatycznym
grupa, w której znajduje się cząsteczka azotu N 2 .
Reakcje służą do wprowadzenia różnych
podstawniki w pierścieniu aromatycznym.
Reakcje zachodzące bez wydzielania azotu. Najważniejszą reakcją tego typu jest kombinacja azowa. Kation
Diazonium ma słabe właściwości elektrofilowe i reaguje
podstawienie elektrofilowe arenami zawierającymi silne donory elektronów
posłowie. W tym przypadku związki azowe
.
Związki azowe zawierają długi system
wiązania sprzężone i dlatego są zabarwione. Używa się ich jako barwników.
Tworzenie kolorowych związków podczas interakcji soli arylodiazoniowych z
Do ich działania wykorzystywane są aminokwasy aromatyczne (tyrozyna, histydyna).
określenie jakościowe i ilościowe.
Aromatyczne reakcje pierścieniowe
aryloaminy
Grupa aminowa jest silnym aktywatorem
substytut i orientacja drugiego rodzaju (por. wyk. nr 8).
Anilinę można łatwo bromować wodą bromową
tworzenie tribromoaniliny.
W większości reakcji elektrofilowych
reaktywną grupę aminową zabezpiecza się najpierw przez acylowanie.
Po reakcji zabezpieczenie acylowe usuwa się kwasem lub zasadą
hydroliza.
4. Biologicznie aktywne aminy i ich
pochodne.
Związki heterofunkcyjne wykazują aktywność biologiczną,
zawierające grupę aminową – kwasy aminokarboksylowe, aminoalkohole, aminofenole,
kwasy aminosulfonowe.
Etanoloamina i jej pochodne .
Etanoloamina (kolamina)
HOCH 2CH2NH2 jest składnikiem strukturalnym złożonych lipidów (patrz wykład nr 18). W ciele
powstaje w wyniku dekarboksylacji aminokwasu seryny (patrz wykład nr 16).
Cholin HOCH 2 CH 2 N + (CH 3) 2 – składnik strukturalny fosfolipidów; witaminopodobny
substancja regulująca metabolizm tłuszczów; prekursor w biosyntezie
acetylocholina.
Acetylocholina CH 3 COOCH 2 CH 2 N + (CH 3) 2 - pośrednik w przekazywaniu impulsów nerwowych
(neuroprzekaźnik). Nagromadzenie acetylocholiny w organizmie prowadzi do ciągłego
przekazywanie impulsów nerwowych i skurcz tkanki mięśniowej. Na tej podstawie
działanie trucizn środków nerwowych (sarin, tabun), które hamują działanie
enzym acetylocholinoesteraza, który katalizuje rozkład acetylocholiny.
Katecholaminy –
dopamina,
norepinefryna, adrenalina – aminy biogenne, produkty metabolizmu aminokwasów
fenyloalanina.
Katecholaminy działają jak hormony i
neuroprzekaźniki. Adrenalina jest hormonem rdzenia nadnerczy,
jej poprzednikami są norepinefryna i dopamina. Adrenalina bierze udział w regulacji
czynność serca, metabolizm węglowodanów. Zwiększone stężenie katecholamin
- typowa reakcja na stres. Ich rolą jest mobilizacja organizmu do działania
wdrożenie aktywnej aktywności mózgu i mięśni.
Niektóre są strukturalnie zbliżone do katecholamin
naturalne i syntetyczne substancje biologicznie czynne, zawierające również
grupa aminowa w B - pozycja w pierścieniu aromatycznym.
Fenamina jest centralnym stymulantem
układ nerwowy, łagodzi zmęczenie. Efedryna jest alkaloidem, który ma
działanie rozszerzające naczynia krwionośne.
Pochodne p-aminofenolu –
paracetamol I fenacetyna
–
leki o działaniu przeciwbólowym i przeciwgorączkowym
działanie.
Obecnie za fenacetynę uważa się
substancja, która może być rakotwórcza dla ludzi.
Kwas p-aminobenzoesowy i jego
pochodne.
Kwas p-aminobenzoesowy –
substancja witaminopodobna, mikrobiologiczny czynnik wzrostu; uczestniczy w syntezie
kwas foliowy (witamina B C). estry p-aminobenzoesowe
kwasy powodują miejscowe znieczulenie.
Anestezynę i nowokainę stosuje się w postaci rozpuszczalnych w wodzie chlorowodorków.
Kwas sulfanilowy(kwas p-aminobenzenosulfonowy) I
sulfonamidy.
Amid kwasu sulfanilowego (streptocid) i jego N-podstawione pochodne –
skuteczne środki przeciwbakteryjne. Zsyntetyzowano ponad 5000 pochodnych
sulfanilamid. Najbardziej aktywne są zawierające sulfonamidy
zasady heterocykliczne.
Działanie antybakteryjne sulfamidu
leki na podstawie faktu, że są strukturalnie podobne
kwas p-aminobenzoesowy i są jego atymetabolitami. Obecny w
w środowisku bakteryjnym sulfonamidy biorą udział w procesie biosyntezy kwasu foliowego
kwas, konkurujący z kwasem p-aminobenzoesowym, i na pewnym etapie
zablokować, co prowadzi do śmierci bakterii. Sulfonamidy nie wpływają na organizm
osoba, u której kwas foliowy nie jest syntetyzowany.
Każda amina ma wolną parę elektronów na atomie azotu. Kiedy amina przedostaje się do wody, protony z wody mogą, poprzez mechanizm donor-akceptor, utworzyć nowe kowalencyjne wiązanie polarne z atomem azotu, tworząc w ten sposób jon alkilo lub aryloamoniowy. Woda, która straciła proton, staje się jonem wodorotlenkowym. Środowisko staje się zasadowe. Zatem aminy są zasadami. Siła tych zasad zależy od charakteru i liczby rodników związanych z azotem. Rodniki alifatyczne, takie jak metyl, etyl itp., wykazujące właściwości oddające elektrony, zwiększają zasadowość amin. Przeciwnie, rodniki aromatyczne, w wyniku delokalizacji pary elektronów w pierścieniu benzenowym, znacznie zmniejszają zasadowość. Jeśli chodzi o teorię rezonansu Linusa Paulinga, wygląda to następująco:
Jak widać, samotna para elektronów występuje na atomie azotu tylko w jednej ze struktur rezonansowych (formach mezomerycznych). Przeciwnie, w pozostałych trzech strukturach bipolarnych na atomie azotu znajduje się „+” - ładunek, który w naturalny sposób zapobiega protonowaniu. To jest powód gwałtownego spadku zasadowości. Dostępność w O- I P- pozycji ładunków ujemnych pozwala przyjąć założenie o łatwości reakcji podstawienia elektrofilowego zachodzących właśnie w tych pozycjach, gdzie cząstką atakującą jest kation (np.
) Poniżej przykłady reakcji tego typu z aminami aromatycznymi.
Ilościowo wytrzymałość zasad charakteryzuje się wartościami K b lub ich ujemnymi logarytmami pK b . Indeks „b” oznacza, że mówimy o stałej równowagi pomiędzy zasadą, którą jest aminą, a jej sprzężonym kwasem, czyli jonem amonowym:
Z definicji taką odwracalną reakcję opisuje wyrażenie analityczne:
Ponieważ stężenie wody w rozcieńczonych roztworach wodnych jest praktycznie stałe i wynosi 55,5 mol/l, wówczas uwzględnia się ją w „nowej” stałej równowagi:
Mnożąc licznik i mianownik prawej strony równania przez [H + ] i biorąc pod uwagę, że [H + ] [OH - ] = K w = 10 -14 otrzymujemy:
Logarytmizując to wyrażenie analityczne za pomocą logarytmów dziesiętnych,
dochodzimy do równania:
Zmieniając znaki na przeciwne i wprowadzając ogólnie przyjętą notację: - lg = p, otrzymujemy:
Ponieważ logarytm jedności w dowolnej zasadzie jest równy zeru, a 14 to pH = pOH, oczywiste jest, że pK b odpowiada wartości stężenia jonów hydroksylowych, przy którym połowa kationów amonowych odpadnie wraz z usunięciem a proton w wolną aminę. Wartość pKb dla zasad ma takie samo znaczenie jak wartość pKa dla kwasów. Poniżej znajduje się tabela, której dane pokazują wpływ charakteru rodników i ich ilości na wartości stałych zasadowości różnych amin.
| Nazwa podstawowa | Bazowa formuła | Typ podstawowy | Kb w 25 o C | Wartość pKb w temperaturze 25 o C |
| Amoniak | 1,75 10 -5 | 4,75 | ||
| Metyloamina | Podstawowy alifat | 4,60 10 - 4 | 3,34 | |
| Etyloamina |  | Podstawowy alifat | 6,50 10 - 4 | 3,19 |
| Butyloamina | Podstawowy alifat | 4,00 10 - 4 | 3,40 | |
| Izobutiamina |  | Podstawowy alifat | 2,70 10 - 4 | 3,57 |
| Powt.-butyloamina |  | Podstawowy alifat | 3,60 10 - 4 | 3,44 |
| Tret-butyloamina | Podstawowy alifat | 2,80 10 - 4 | 3,55 | |
| Benzyloamina |  | Podstawowy alifat | 2,10 10 -5 | 4,67 |
| Dimetyloamina | Wtórny alifat | 5,40 10 -4 | 3,27 | |
| Dietyloamina | Wtórny alifat | 1,20 10 - 3 | 2,91 | |
| Trimetyloamina | Trzeciorzędowy alifat | 6,50 10 -5 | 4,19 | |
| Trietyloamina |  | Trzeciorzędowy alifat | 1,00 10 - 3 | 3,00 |
| Anilina | Podstawowy aromat. | 4,30 10 - 10 | 9,37 | |
| N-toluidyna |  | Podstawowy aromat. | 1,32 10 -9 | 8,88 |
| N-nitroanilina |  | Podstawowy aromat. | 1,00 10 - 13 | 13,0 |
| N,N-dimetyloanilina | Trzeciorzędowy tłusty aromatyczny | 1,40 10 -9 | 8,85 | |
| Difenyloamina | Wtórny aromat. | 6,20 10 -14 | 13,21 | |
| Pirydyna | Heteroaromatyczny | 1,50 10 - 9 | 8,82 | |
| Chinolina | Heteroaromatyczny | 8,70 10 -10 | 9,06 | |
| Piperydyna | Wtórny alifat i heterocykliczny | 1,33 10 -3 | 3,88 | |
| Hydrazyna | 9,30 10 -7 | 6,03 | ||
| Hydroksyloamina | 8,90 10 - 9 | 8,05 | ||
| Etanoloamina | Szturchać. Pierwszy żywy. | 1,80 10 - 5 | 4,75 |
Tabele te pozwalają nam wyciągnąć następujące wnioski:
1) Aminy alifatyczne są znacznie silniejszymi zasadami niż aminy aromatyczne (około 100 000 - 1 000 000 razy)
2) Aminy heteroaromatyczne mają zasadowość zbliżoną do aromatycznych.
3) Na zasadowość amin aromatycznych duży wpływ mają znajdujące się w nich podstawniki para- pozycja w grupie aminowej. Podstawniki oddające elektrony zwiększają zasadowość aminy, podczas gdy podstawniki odciągające elektrony gwałtownie ją zmniejszają. Stosunek zasadowości amin aromatycznych zawierających grupy metylowe i nitrowe we wskazanej pozycji wynosi około 10 000: 1.
4) Drugorzędowe aminy alifatyczne są nieco bardziej zasadowe niż aminy pierwszorzędowe, podczas gdy trzeciorzędowe aminy alifatyczne mają zasadowość na tym samym poziomie.
5) Charakter rodnika w aminach pierwszorzędowych nie wpływa znacząco na zasadowość aminy.
6) Nasycone aminy heterocykliczne mają zasadowość na poziomie drugorzędowych amin alifatycznych.
7) Tłuszczowe aminy aromatyczne mają zasadowość na poziomie amin aromatycznych.
8) Drugorzędowe aminy aromatyczne mają zasadowość około 10 000 razy mniejszą niż aminy pierwszorzędowe.
9) Atomy elektroujemne związane w cząsteczce z atomem azotu grupy aminowej zmniejszają jej zasadowość 10 (azot) i 1000 razy (tlen).
10) Atom tlenu oddzielony od grupy aminowej dwiema grupami metylenowymi zmniejsza jego zasadowość tylko 67 razy.
Należy również zauważyć, że zasadowość amidów kwasowych ze względu na efekt odciągania elektronów przez grupę karbonylową jest bardzo niska - nawet niższa niż w przypadku drugorzędowych amin aromatycznych: dla acetamidu pK b = 13,52; dla acetanilidu pK b = 13,60 i dla mocznika pK b = 13,82
acetamid acetanilidomocznik
Podobnie jak tereny aminy pierwszorzędowe, drugorzędowe i trzeciorzędowe zareagować z kwasami:
bromek propyloaminopropyloamoniowy
siarczan dimetyloaminodimetyloamoniowy
nadchloran trimetyloamoniowy
Z kwasami wielozasadowymi można tworzyć nie tylko średnie, ale i sole kwasowe:
wodorosiarczan dimetyloaminodimetyloamoniowy
Diwodoroortofosforanyloamoniowy
Podstawowe aromaty, jak również drugorzędowe i trzeciorzędowe tłuszczowe aminy aromatyczne dają również rozcieńczone wodne roztwory mocnych kwasów sól:
Mają także zdolność formowania sól pod wpływem skoncentrowane mocne kwasy, ale o godz rozcieńczenie wodą te sole zmydlać się, dając słabą podstawę, tj amina macierzysta:
Jak bardzo słabe fundamenty, nie dawaj soli ani stężonym kwasem solnym ani siarkowym. To prawda, że trifenyloamina nadal wytwarza nadchloran z kwasem nadchlorowym:
.
Pierwszorzędowe aminy alifatyczne reagować dwuetapowo: w pierwszym wyjątkowo nietrwały w wodzie, nawet po ochłodzeniu sól diazoniowa, który w drugim etapie reaguje z wodą, tworząc alkohol:
chlorek propyloaminy propylodiazoniowy
propanol-1
W reakcji aminy pierwszorzędowej z azotynem sodu i kwasem solnym wydzielanie gazu(bąbelki są wyraźnie widoczne) i rybi zapach zmiany aminowe do alkoholu jest reakcją jakościową na pierwszorzędową aminę alifatyczną.
Jeśli podsumujemy obie powyższe reakcje, otrzymamy:
Aminy drugorzędowe reagują zupełnie inaczej: pod wpływem azotynu sodu i kwasu solnego, N-nitrozoamina- bardzo stabilne połączenie nawet po podgrzaniu:
metyloetyloamina N-nitrozometyloetiamina
W reakcji drugorzędowej aminy alifatycznej z azotynem sodu i kwasem solnym powstawanie żółtego oleju, słabo rozpuszczalnego w wodzie i o wyjątkowo nieprzyjemnym zapachu jest reakcją jakościową na drugorzędową aminę alifatyczną.
Nitrozoaminy - substancje rakotwórcze: niezależnie od miejsca i sposobu przedostania się do organizmu zwierzęcia doświadczalnego powodują raka wątroby. Szeroko stosowany w onkologii eksperymentalnej. Działają resorpcyjnie, czyli przez skórę.
Trzeciorzędowe aminy alifatyczne reagują z mieszaniną azotynu sodu i kwasu solnego tylko z kwasem:
W tej reakcji nie ma widocznych efektów. Zapach słabnie.
Pierwszorzędowe aminy aromatyczne reagują tworząc stosunkowo stabilną formę w temperaturach od 0 do 5 o C sole diazoniowe. Reakcja ta została po raz pierwszy opublikowana w 1858 roku w niemieckim czasopiśmie chemicznym przez Petera Griessa i nosi jego imię:
Reakcja Griessa obejmuje liczne homologi aniliny zawierające podstawniki alkilowe o-, m- I N- pozycja w grupie aminowej:
Obejmuje także pochodne aniliny zawierające podstawniki odciągające i oddające elektrony oraz podstawniki specjalnej grupy, na przykład:
Z kwasem bromowodorowym reakcja jest szybsza, ale jest on rzadko stosowany i tylko w laboratorium ze względu na wysoki koszt i niedobór tego kwasu.
Przy produkcji soli diazoniowych są one od razu wykorzystywane do kolejnych etapów syntezy, jednak w laboratorium często wyodrębnia się je w reakcji wymiany z nasyconym roztworem tetrafluoroboranu sodu:
Sole diazoniowe najczęściej wykorzystuje się do otrzymywania licznych barwników azowych poprzez sprzęganie azowe z fenolami (naftolami) i aromatycznymi aminami trzeciorzędowymi, np.:
Powstały barwnik azowy jest wskaźnikiem pH: w środowisku kwaśnym, w wyniku utworzenia wiązania wodorowego, ma płaską strukturę, w której osłabione jest działanie elektronodonorowe grupy hydroksylowej – ta forma zabarwia się na żółto. W grupie zasadowej następuje usunięcie protonu z grupy hydroksylowej, pojawia się „jon fenolanowy”, który jest najsilniejszym podstawnikiem ED, a kolor zmienia się na czerwono-pomarańczowy:
Rolą sody w reakcji sprzęgania azowego jest wiązanie powstałego kwasu solnego (lub innego mocnego) w sól kwasową – wodorowęglan sodu:
Mieszanina węglanu sodu i wodorowęglanu sodu jest roztworem buforowym, który tworzy lekko zasadowe środowisko.
W przypadku trzeciorzędowych amin aromatycznych sprzęganie azowe musi odbywać się w lekko kwaśnym środowisku, co zapewnia dodatek soli hydrolizujących na anionie, na przykład octanu sodu. W środowisku silnie kwaśnym amina tworzy sól amonową, której kation nie reaguje w sposób naturalny z kationem diazoniowym.
Octan sodu reaguje natychmiast z powstałym kwasem solnym. Rezultatem jest roztwór buforowy składający się ze słabego kwasu octowego i nadmiaru octanu sodu. Zapewnia lekko kwaśne środowisko:
Drugorzędowe aminy aromatyczne zareagować z azotynem sodu i kwasem solnym z edukacją N-nitrozoaminy. Na przykład N-metyloanilina daje N-nitrozo-N-metyloanilinę, żółty olej o wyjątkowo nieprzyjemnym zapachu, który twardnieje w temperaturze 13 ° C:
Aromatyczne N-nitrozoaminy, podobnie jak alifatyczne, są substancjami rakotwórczymi. Powodują również raka wątroby i są również stosowane w onkologii eksperymentalnej.
Aromatyczne N-nitrozoaminy pod działaniem suchego chloro- lub bromowodoru lub pod działaniem stężonego kwasu siarkowego ulegają przegrupowaniu, opublikowanemu po raz pierwszy w 1886 r. w niemieckim czasopiśmie chemicznym przez O. Fischera i E. Heppa. W tych warunkach grupa nitrozowa jest selektywnie przenoszona N-pozycja:
Otrzymana w wyniku przegrupowania 4-nitrozo-N-metyloanilina ma zupełnie inne właściwości fizyczne i aktywność biologiczną. Jest to zielone ciało stałe o temperaturze topnienia 113 °C. Fluorezuje w roztworach w rozpuszczalnikach organicznych. Nie jest substancją rakotwórczą, chociaż powoduje zapalenie skóry.
Trzeciorzędowe aminy aromatyczne zareagować z azotynem sodu i kwasem solnym, dający Związki C-nitrozowe. Grupa nitrozowa jest selektywnie skierowana N-pozycja:
Związki C-nitrozowe można łatwo zredukować wodorem na niklu Raneya. Daje to niesymetryczne dialkilodiaminy, na przykład:
Sole amin alifatycznych i aromatycznych można łatwo przekształcić z powrotem w aminy pod wpływem zasad, na przykład:
nadchloran propyloamonu, propyloamina
wodorosiarczan metylopropyloamoniowy, metylopropyloamina
Czwartorzędowe zasady amoniowe, wręcz przeciwnie, można przetłumaczyć na czwartorzędowe sole amoniowe działanie kwasy:
Wodorotlenek dimetyloetyloizopropyloamoniowy, chlorek dimetyloetyloizopropyloamoniowy
Jak widać jest to częsta reakcja zobojętniania zasady kwasem - otrzymuje się sól i wodę.
Na stronie 19 tego podręcznika zasugerowano, że reakcje podstawienia elektrofilowego w aminach aromatycznych łatwo zachodzą w orto- I para-położenie pierścienia benzenowego. Rzeczywiście, anilinę można łatwo bromować we wszystkich tych pozycjach jednocześnie:
N,N-dialkiloaniliny są sulfonowane, nitrowane i diazowane orto- I para-pozycje:
Octan sodu przekształca mocny złożony kwas w słaby kwas: kwas octowy:
Zastosowanie amin
Najprostszą aminą pierwszorzędową jest metyloamina stosowany w syntezie środków owadobójczych, grzybobójczych, przyspieszaczy wulkanizacji, środków powierzchniowo czynnych, leków, barwników, paliw rakietowych i rozpuszczalników. Przykładowo N-metylo-2-pirolidon, popularny rozpuszczalnik lakierów i niektórych barwników, otrzymuje się w reakcji metyloaminy z γ-butyrolaktonem (cyklicznym estrem kwasu 4-hydroksybutanowego):
γ-butyrolan N-metylo-2-pirolidon
Najprostszą aminą drugorzędową jest dimetyloamina stosowany w syntezie insektycydów, herbicydów, przyspieszaczy wulkanizacji, środków powierzchniowo czynnych, wielu leków, barwników i tak ważnych rozpuszczalników jak dimetyloforiamid (DMF), dimetyloacetamid (DMAA) i heksametylofosfortriamid (HMPTA) czy heksametapol. DMF wytwarza się na skalę przemysłową, na przykład w reakcji dimetyloaminy z estrem metylowym kwasu mrówkowego:
mrówczan metylu, dimetyloamina, DMF, metanol
DMAA jest wytwarzany na skalę przemysłową w reakcji dimetyloaminy z bezwodnikiem octowym:
bezwodnik octowy DMAA
Przemysłowa synteza heksametapolu polega na oddziaływaniu dimetyloaminy z tlenochlorkiem fosforu:
trichlorek fosforu HMPTA
Najprostszą aminą trzeciorzędową jest trimetyloamina stosowany w syntezie czwartorzędowych zasad amoniowych, środków flotacyjnych, opóźniaczy, dodatków paszowych. Przykładowo, ostatni etap syntezy karbacholiny, leku stosowanego w leczeniu jaskry i pooperacyjnej atonii jelit lub pęcherza moczowego, polega na oddziaływaniu trimetyloaminy z karbamoilową pochodną chlorohydryny etylenu:
karbacholina
W podobny sposób otrzymuje się kationowe środki powierzchniowo czynne:
chlorek trimetyloalkiloamoniowy
Etyloamina stosowany do produkcji barwników, środków powierzchniowo czynnych, herbicydów. Przykładowo symazynę, herbicyd chroniący kukurydzę i warzywa przed chwastami, otrzymuje się w reakcji etyloaminy z obliczoną ilością chlorku cyjanurowego w środowisku alkalicznym:
chlorocyjanur symazyna
Dietyloamina stosowany do produkcji barwników, pestycydów, przyspieszaczy wulkanizacji gumy, inhibitorów korozji, leków i repelentów. Na przykład dobrze znany środek odstraszający komary DEET otrzymuje się w reakcji:
chlorek kwasowy M-kwas toluilowy N,N-dietylo- M-toluamid
Izopropyloamina, butyloamina, izobutyloamina, wtorek-butiamina i tert- butyloaminy stosowane w podobnych gałęziach przemysłu.
1,6-heksanodiamina szeroko stosowany do syntezy nylonu w reakcji polikondensacji z kwasem 1,4-butanodikarboksylowym (adypinowym):
Wśród leków wiele z nich zawiera grupy aminowe różnego typu. I tak na przykład spośród 1308 leków wymienionych w podręczniku medycyny. Maszkowskiego, co najmniej 70 to aminy pierwszorzędowe, co najmniej 52 to aminy drugorzędowe i co najmniej 108 to aminy trzeciorzędowe. Ponadto wśród leków znajduje się 41 czwartorzędowych soli amoniowych i ponad 70 amidów kwasów karboksylowych, 26 amidów kwasów arylosulfonowych i 12 amidów pochodnych kwasu ortofosforowego. Istnieją również amidy cykliczne – laktamy. Jest 5 imion. Pochodne aminokwasów naturalnych – 14 nazw. Poniżej znajdują się przykłady leków zawierających wymienione grupy funkcyjne:
Anestezin– eter etylowy N-kwas aminobenzoesowy. Jest to pierwszorzędowa amina aromatyczna i jednocześnie ester.
Ma miejscowe działanie znieczulające. Stosuje się go w celu łagodzenia bólu ran i wrzodów, wymiotów w czasie ciąży oraz chorób przenoszonych przez morze i powietrze.
Baklofen– 4-amino-3-( N kwas -chloro)fenylobutanowy. Jest to pierwszorzędowa amina alifatyczna, jednocześnie ester i pochodna halogenowa szeregu benzenowego.
Zmniejsza napięcie mięśni i działa przeciwbólowo. Stosowany przy stwardnieniu rozsianym.
Salbutamol – 2-pociera-butyloamino-1-(4"-hydroksy-3"-hydroksymetylo)fenyloetanol. Jest to drugorzędowa amina alifatyczna, alkohole drugorzędowe i pierwszorzędowe oraz jednocześnie fenol.
Ma działanie rozszerzające oskrzela i zapobiega przedwczesnym skurczom u kobiet w ciąży. Stosowany jest przy astmie oskrzelowej oraz w praktyce położniczej.
Ortofen– sól sodowa kwasu 2-(2",6"-dichloro)fenyloaminofenylooctowego. Jest to drugorzędowa amina aromatyczna, sól kwasu karboksylowego i jednocześnie halogenowa pochodna szeregu benzenowego.
Ma działanie przeciwzapalne, przeciwbólowe i przeciwgorączkowe. Stosuje się go przy ostrym reumatyzmie, reumatoidalnym zapaleniu stawów, zesztywniającym zapaleniu stawów kręgosłupa, artrozie, spondyloartrozie.
Izoweryna– Dichlorowodorek N-izoamylo-1,5-pentanodiaminy. Jest to sól diamonowa jednocześnie amin pierwszorzędowych i drugorzędowych.
Obniża ciśnienie krwi, zwiększa napięcie i wzmaga skurcze mięśni macicy. Stosowany jest jako środek przyspieszający poród i stymulujący skurcze macicy w okresie poporodowym.
Błękit metylenowy– Chlorek N,N,N’,N’-tetrametylotioniny. Jest to zarówno trzeciorzędowa tłuszczowa amina aromatyczna, jak i sól amonowa tej samej aminy. Ponadto zawiera pierścień heteroaromatyczny z „pirydynowym” atomem azotu.
Stosowany zewnętrznie jako środek antyseptyczny na oparzenia, ropne zapalenie skóry i zapalenie mieszków włosowych. W przypadku zapalenia pęcherza moczowego i zapalenia cewki moczowej jamy przemywa się 0,02% niebieskim roztworem.
Pentamina– Dibromek 3-metylo-1,5-bis-(N,N-dimetylo-N-etylo)amonio-3-azapentanu. Jest to zarówno trzeciorzędowa amina alifatyczna, jak i podwójnie czwartorzędowa sól amoniowa tych samych amin.
Ma działanie blokujące zwoje. Stosowany przy przełomach nadciśnieniowych, skurczach naczyń obwodowych, skurczach jelit i dróg żółciowych, kolce nerkowej, w celu łagodzenia ostrych ataków astmy oskrzelowej oraz przy obrzękach płuc i mózgu.
Nikotynamid– amid kwasu 3-pirydynokarboksylowego. Jest to amid kwasu karboksylowego i pochodna pierścienia heteroaromatycznego zawierającego azot – pirydyny.
Ma działanie przeciwpelagriowe, poprawia metabolizm węglowodanów, korzystnie wpływa na łagodne formy cukrzycy, choroby wątroby i serca, wrzody żołądka i dwunastnicy. Stosowany przy zapaleniu żołądka o niskiej kwasowości, ostrym i przewlekłym zapaleniu wątroby, marskości wątroby, przy skurczach naczyń krwionośnych kończyn, nerek i mózgu.
Sulfadimezyna – 2-(P- aminobenzenosulfamido)-4,6-dimetylopirymidyna. Przedstawiciel dużej grupy leków sulfonamidowych. Jest to zarówno sulfanilamid, pierwszorzędowa amina aromatyczna, jak i pochodna pierścienia heteroaromatycznego zawierającego azot – pirymidyna.
Jak wszystkie leki z tej grupy, sulfadimezyna jest aktywnym środkiem przeciwbakteryjnym. Stosuje się go przy infekcjach pneumokokowych, paciorkowcowych, meningokokowych, posocznicy, rzeżączce, a także infekcjach wywołanych przez E. coli i inne drobnoustroje.
Fopuryna – 6-dietylenoamidofosfamido-2-dimetyloamino-7-metylopuryna. Jest to jednocześnie potrójny fosfamid, trzeciorzędowa amina aromatyczna i pochodna heteroaromatycznego roweru zawierającego azot – puryny
Hemodeza– 6% wodny roztwór soli poliwinylopirolidonu o niskiej masie cząsteczkowej. Elementarna jednostka polimeru zawiera pierścień laktamowy.
Wiąże toksyny krążące we krwi i szybko usuwa je przez barierę nerkową. Stosowany w leczeniu czerwonki, niestrawności, salmonellozy i chorób oparzeń w fazie zatrucia.
Histydyna– kwas L-β-imidazoliloalanina lub kwas L-α-amino-β-(4-imidazolilo)propionowy. Jest α-aminokwasem i pochodną heteroaromatycznego pierścienia zawierającego azot – imidazolu
Histydyna jest niezbędnym aminokwasem; Występuje w różnych narządach i jest częścią karnozyny, azotowej substancji ekstrakcyjnej występującej w mięśniach. W organizmie ulega dekarboksylacji z utworzeniem histaminy, jednego z czynników chemicznych (mediatorów) biorących udział w regulacji funkcji życiowych.
Angiotensynamid– Octan L-asparaginylo-L-argininylo-L-walilo-L-tyrozynylo-L-walilo-L-histydynylu – L-prolilo-L-fenyloalanina. Jest to sól kwasu octowego oktapeptydu składającego się z naturalnych α-aminokwasów.
W stanach szoku stosuje się go do szybkiego i silnego zwężenia naczyń krwionośnych narządów wewnętrznych, skóry i nerek. Angiotensynamid ma również zdolność kurczenia się mięśni gładkich macicy, jelit, pęcherza moczowego i pęcherzyka żółciowego. Stymuluje uwalnianie adrenaliny z nadnerczy i produkcję aldosteronu.
| Aminy. Definicja | |
| Klasyfikacja amin ze względu na liczbę atomów wodoru w amoniaku zastąpionych rodnikami | |
| Klasyfikacja amin ze względu na charakter rodników związanych z atomem azotu | |
| Izomeria i nazewnictwo amin alifatycznych | |
| Metody wytwarzania amin | |
| Wytwarzanie amin z innych związków zawierających azot | |
| Ze związków nitrowych | |
| Ze związków nitrozowych | |
| Z oksymów | |
| Z hydrazonów | |
| Z amidów kwasów karboksylowych | |
| Z nitryli kwasów karboksylowych: 7 | |
| Wytwarzanie amin ze związków innych klas | |
| Z aldehydów i ketonów w reakcji Leuckarta-Wallacha | |
| Wytwarzanie pierwszorzędowych amin alifatycznych metodą alkilowania amoniaku | |
| Wytwarzanie drugorzędowych amin alifatycznych poprzez alkilowanie pierwszorzędowych amin | |
| Otrzymywanie trzeciorzędowych amin alifatycznych poprzez alkilowanie amin drugorzędowych | |
| Otrzymywanie czwartorzędowych soli amoniowych z amin trzeciorzędowych | |
| Otrzymywanie czwartorzędowych zasad amoniowych z czwartorzędowych soli amoniowych | |
| Termoliza czwartorzędowych zasad amoniowych | |
| Alkilowanie pierwszorzędowych amin aromatycznych do symetrycznych | |
| aminy trzeciorzędowe | |
| Czteroetapowa synteza drugorzędowych tłuszczowych amin aromatycznych | |
| Wytwarzanie czystych amin pierwszorzędowych według Gabriela | |
| Otrzymywanie amin z alkoholi | |
| Wytwarzanie amin aromatycznych | |
| Redukcja aromatycznych nitrozwiązków według N.N. Zinina | |
| Redukcja aromatycznych nitrozwiązków według Bechampa | |
| Katalityczna redukcja aromatycznych nitrozwiązków wodorem | |
| Właściwości fizyczne amin alifatycznych | |
| Stan fizyczny amin alifatycznych | |
| Zależność temperatur wrzenia amin alifatycznych od struktury | |
| Rozpuszczalność amin alifatycznych w wodzie i rozpuszczalnikach organicznych | |
| Właściwości fizyczne amin aromatycznych | |
| Stan fizyczny i rozpuszczalność amin aromatycznych | |
| Właściwości chemiczne amin | |
| Związek pomiędzy strukturą elektronową amin a zasadowością | |
| Stałe zasadowości i wartości pKb dla amin alifatycznych, aromatycznych i heterocyklicznych oraz niektórych związków pokrewnych | |
| Reakcje amin z kwasami | |
| Oddziaływanie amin z azotynem sodu i kwasem solnym | |
| Konwersja pierwszorzędowych amin alifatycznych do alkoholi poprzez związki diazowe | |
| Konwersja drugorzędowych amin alifatycznych do związków N-nitrozowych | |
| Rakotwórczość alifatycznych N-nitrozoamin | |
| Oddziaływanie trzeciorzędowych amin alifatycznych z azotynem sodu | |
| i kwas solny | |
| Konwersja pierwszorzędowych amin aromatycznych do soli diazoniowych | |
| Izolacja soli diazoniowych z roztworów w postaci tetrafluoroboranów | |
| Reakcja sprzęgania azozy z fenolami (naftolami) | |
| Barwniki azowe jako wskaźniki pH | |
| Reakcja sprzęgania azowego z trzeciorzędowymi aminami aromatycznymi | |
| Konwersja drugorzędowych tłuszczowych amin aromatycznych do N-nitrozoamin | |
| Rakotwórczość tłuszczowo-aromatycznych N-nitrozoamin | |
| Przegrupowanie Fischera-Heppa | |
| Konwersja trzeciorzędowych amin aromatycznych do związków C-nitrozowych | |
| Katalityczna redukcja aromatycznych związków C-nitrozo wodorem | |
| Oddziaływanie soli amin alifatycznych i aromatycznych z zasadami | |
| Oddziaływanie czwartorzędowych zasad amoniowych z kwasami | |
| Reakcje podstawienia elektrofilowego w aminach aromatycznych | |
| Zastosowanie amin | |
| Zastosowanie metylu i dimetyloamin | |
| Przygotowanie popularnych rozpuszczalników organicznych: DMF, DMAA i HMPTA | |
| Zastosowanie trimetylu i etyloamin | |
| Zastosowanie dietyloaminy | |
| Zastosowanie diamin do produkcji polimerów poliamidowych | |
| Leki – aminy i pochodne amin | |
| Anestezin | |
| Baklofen | |
| Salbutamol | |
| Ortofen | |
| Izoweryna | |
| Błękit metylenowy | |
| Pentamina | |
| Nikotynamid | |
| Sulfadimezyna | |
| Fopuryna | |
| Hemodeza | |
| Histydyna | |
| Angiotensynamid | |
| Treść |
Najczęstszą właściwością wszystkich związków organicznych jest ich zdolność do spalania. Sam amoniak pali się i ogólnie łatwo, ale podpalenie nie zawsze jest łatwe. Natomiast aminy łatwo się zapalają i najczęściej palą się płomieniem bezbarwnym lub lekko zabarwionym. W tym przypadku azot amin jest tradycyjnie utleniany do azotu cząsteczkowego, ponieważ tlenki azotu są niestabilne.
Aminy zapalają się łatwiej w powietrzu niż amoniak.
4NH3 + 3O2 = 2N2 + 6H2O;
4C 2 H 5 NH 2 + 15O 2 = 8CO 2 + 14H 2 O + 2N 2.
Podstawowe właściwości
Aminy pierwszorzędowe, drugorzędowe i trzeciorzędowe koniecznie zawierają wolną parę elektronów, jak przystało na azot trójwartościowy. Oznacza to, że aminy w roztworze wykazują właściwości zasadowe lub ich roztwory są zasadami. Dlatego aminy w roztworze wodnym zmieniają kolor na błękit lakmusowy, a fenoloftaleinę na szkarłat. Ryż. 1, 2.
Ryż. 1 .
Ryż. 2 .
Dzięki tej parze elektronów może powstać wiązanie donor-akceptor z jonem wodorowym:
C 2 H 5 NH 2 + H + = C 2 H 5 NH 3 +.
Zatem, podobnie jak amoniak, aminy wykazują właściwości zasad:
NH3 + H2O NH4OH;
C 2 H 5 NH 2 + H 2 O C 2 H 5 NH 3 OH.
Amoniak tworzy sole z kwasami amon, a aminy to alkiloamon :
NH3 + HBr = NH4Br ( bromek amonu)
C 2 H 5 NH 2 + HBr = C 2 H 5 NH 3 Br ( bromek etyloamoniowy)
Tak jak amoniak tworzy sole amonowe z kwasami, tak aminy tworzą odpowiednie sole. Sole te mogą tworzyć się, podobnie jak w przypadku amoniaku, nie tylko podczas reakcji roztworów wodnych, ale także w fazie gazowej, jeśli aminy są wystarczająco lotne.
Oznacza to, że jeśli obok postawimy naczynia ze stężonym kwasem solnym lub nawet z lotną substancją organiczną, np. kwasem octowym, oraz naczynie z lotną aminą, to wkrótce w przestrzeni pomiędzy nimi pojawi się coś przypominającego dym bez ognia, tj. utworzą się kryształy odpowiadające soli alkiloaminowej. Ryż. 3.
Ryż. 3 .
Alkalia wypierają aminy , które podobnie jak amoniak słaby zasady z soli alkiloamoniowych:
NH4Cl + KOH = NH3 - + KCl + H2O;
CH3NH3Cl + KOH = CH3NH2 - + KCl + H2O.
Podstawowe właściwości amin są wyższe niż amoniaku. Dlaczego? Tworzenie wiązania donor-akceptor z jonem wodorowym zachodzi tym łatwiej, im większa jest gęstość elektronowa na atomie azotu. Rodniki węglowodorowe zawierają wiele elektronów i chętnie „dzielą się” nimi z atomem azotu (rys. 4).
Ryż. 4. Wiązanie donor-akceptor z jonem wodorowym
Jednak podstawowe właściwości amin trzeciorzędowych są mniejsze niż właściwości drugorzędowych (porównaj stałe zasadowości). Dlaczego? W aminie trzeciorzędowej atom azotu jest otoczony ze wszystkich stron rodnikami węglowodorowymi, co utrudnia jego zdolność do reagowania.
Aminy, podobnie jak amoniak, mogą reagować z haloalkanami, zastępując atom halogenu:
CH3Br + NH3 = CH3NH2 + HBr;
CH3NH2 + CH3Br = (CH3)2NH + HBr;
(CH 3) 2NH + CH 3Br = (CH 3) 3N + HBr.
Aminy trzeciorzędowe mogą również zastąpić halogen, dzięki czemu reakcja może przebiegać dalej. Tworzy się czwartorzędowa sól amoniowa - bromek tetrametyloamoniowy (CH 3) 4 NBr:
(CH 3) 3 N + CH 3 Br = (CH 3) 4 N+ + Br-.
Podsumowanie lekcji
Ta lekcja dotyczyła tematu „Związki aminowe. Klasyfikacja, izomeria, nazwy i właściwości fizyczne.” Dokonałeś przeglądu genezy związków organicznych zawierających tlen i przypomniałeś niektóre ogólne właściwości amoniaku i wody. Następnie przyjrzeliśmy się, jak otrzymać związki aminowe. Zbadaliśmy ich klasyfikację, izomerię, nazwy i nieodłączne właściwości fizyczne. .
Referencje
- Rudzitis G.E., Feldman F.G. Chemia: Chemia organiczna. klasa 10: podręcznik dla placówek kształcenia ogólnego: poziom podstawowy/G. E. Rudzitis, F.G. Feldmana. - edycja 14. - M.: Edukacja, 2012.
- Chemia. 10. klasa. Poziom profilu: akademicki. dla edukacji ogólnej instytucje/V.V. Eremin, N.E. Kuzmenko, V.V. Lunin, AA Drozdow, V.I. Terenina. - M.: Drop, 2008. - 463 s.
- Chemia. 11 klasa. Poziom profilu: akademicki. dla edukacji ogólnej instytucje/ V.V. Eremin, N.E. Kuzmenko, V.V. Lunin, AA Drozdow, V.I. Terenina. - M.: Drop, 2010. - 462 s.
- Chomczenko G.P., Chomczenko I.G. Zbiór problemów z chemii dla osób rozpoczynających naukę na uniwersytetach. - 4. wyd. - M .: RIA „Nowa fala”: Wydawca Umerenkov, 2012. - 278 s.
- strona internetowa ().
- Chemia.ssu.samara.ru ().
- Khimik.ru ().
- Promobud.ua ().
Praca domowa
- nr 3, 4 (s. 14) Rudzitis G.E., Feldman F.G. Chemia: Chemia organiczna. klasa 10: podręcznik dla placówek kształcenia ogólnego: poziom podstawowy/G. E. Rudzitis, F.G. Feldmana. - edycja 14. - M.: Edukacja, 2012.
- Porównaj właściwości amin ograniczających i alkoholi.
- Napisz równania reakcji potwierdzające zasadowość amin.