Амины: общее описание

Скачать

Амины как производные аммиака, в молекуле которого один, два или три атома водорода замещены органическими радикалами, их классификация и типы. Принципы и методы получения данных соединений, направления практического применения. Строение аминов.

Размер: 416,9 K
Тип: контрольная работа
Категория: Химия
Скачать

Другие файлы:

Биогенные амины
Биогенные амины – это амины, образующиеся в организме в результате метаболизма. Распространение в природе. Синтез биогенных аминов. Физические и химич...

Амины
Аминами называются органические производные аммиака, в котором один, два или все три атома водорода замещены на углеводородные радикалы ( предельные,...

Письма Амины
Описание:Двадцатичетырехлетний Янус вот уже четыре года как содержится в психиатрической лечебнице с диагнозом "параноидальная шизофрения". Единственн...

Синтез бензальанилина
Первичные и вторичные амины способны образовывать межмолекулярные водородные связи. Поэтому амины имеют более высокие температуры кипения, чем неполяр...

Общее описание самолета Ме-109 Е3. Часть 2
Краткое общее техническое описание самолета Ме-09-ЕЗ предназначено, главным образом, для работников групп общих видов. Описание содержит в сжатом виде...


Краткое сожержание материала:

Размещено на

Размещено на

Контрольная работа

Амины: общее описание

1. Номенклатура, изомерия, классификация

Аминами называются производные аммиака, в молекуле которого один, два или три атома водорода замещены органическими радикалами. Радикалы могут быть алифатическими (насыщенными или ненасыщенными), карбоциклическими, ароматическими или гетероциклическими. В зависимости от числа органических радикалов у атома азота амины делятся на первичные - RNH2, вторичные - R2NH и третичные - R3N. При этом не имеет значения, какие органические радикалы (первичные, вторичные или третичные) выступают в роли заместителя - в первичных, вторичных и третичных аминах могут присутствовать как первичные, так и вторичные и третичные алкильные радикалы. Существуют также четвертичные соли аммония R4N+X- - производные иона аммония, у которого все валентности атома азота заняты органическими заместителями.

Для обозначения аминов используют три вида номенклатуры - тривиальную (например, анилин, толуидин и др.), заместительную (метиламин, триметиламин и т.д.) и номенклатуру ИЮПАК (1-аминогексан). Для обозначения простейших аминов наиболее часто применяют заместительную номенклатуру, согласно которой названия аминов строятся путем перечисления углеводородных радикалов в алфавитном порядке с добавлением окончания амин. В более сложных случаях используют номенклатуру ИЮПАК, в которой амины рассматривают как производные углеводородов с префиксом амино -.

В классе аминов существуют следующие виды изомерии: изомерия углеводородного скелета (например, 1-аминобутан и 1-амино-2-метилпропан), положения аминогруппы (например, 1- и 2-аминобутаны), для полизамещенных ароматических аминов - изомерия взаимного расположения заместителей (например, орто-, мета- и пара-толуидины) и изомерия первичных, вторичных и третичных аминов (например, н-пропиламин, метилэтиламин и триметиламин).

2. Получение

Восстановление нитросоединений

Метод применим для синтеза первичных аминов как алифатических, так и ароматических. Однако наиболее важное значение он имеет для получения ароматических аминов, поскольку исходные нитроарены - легкодоступные вещества, которые синтезируют прямым нитрованием аренов. В качестве восстановителей нитросоединений используют различные реагенты: H2/Pt, Pd, Ni; Sn/HCl; SnCl2/HCl; Fe/HCl; Fe/H2O и др. Применение в качестве восстановителя полисульфида натрия Na2Sx позволяет селективно восстановить одну нитрогруппу в полинитроаренах.

Восстановление нитрилов, амидов, азидов, оксимов, иминов. Все вышеназванные азотистые функции достаточно легко восстанавливаются до первичных аминов. Чаше всего восстановление проводят каталитическим гидрированием или с помощью комплексных гидридов металлов (борогидрид натрия или алюмогидрид лития).

Многие альдегиды и кетоны превращаются в амины при обработке аммиаком и водородом в присутствии никеля Ренея. Образующийся на первом этапе реакции имин далее превращается в амин. Весь процесс проводят в одну стадию и называют «восстановительным аминированием».

Превращения производных кислот

Первичные амиды кислот при обработке бромом или хлором в присутствии щелочи превращаются в первичные амины, содержащие на один углеродный атом меньше, чем в исходной кислоте. Это превращение носит название расщепление амидов кислот по Гофману.

Гипогалогениты натрия, образующиеся из галогена и щелочи галогенируют амиды по NH2 группе. Получающийся N-галогенамид при действии избытка щелочи дает ацилнитрен, который перегруппировывается в изоцианат. Из него после присоединения воды образуется карбаминовая кислота, декарбоксилирование которой приводит к первичному амину.

Ацилазиды при нагревании отщепляют азот и углекислый газ и дают первичные амины (Курциус). Хотя исходные вещества для перегруппировок Гофмана и Курциуса различны, механизмы этих превращений весьма похожи. Образующийся в обоих случаях неустойчивый ацилнитрен перегруппировывается в изоцианат, который далее гидролизуется и декарбоксилируется, давая амин.

Нуклеофильное замещение

Реакция нуклеофильного замещения под действием аммиака или первичных и вторичных аминов на алифатические субстраты протекает неоднозначно - образуется смесь первичных, вторичных и третичных аминов и солей тетраалкиламмония. Остановить процесс на стадии образования одного продукта невозможно. Несмотря на это реакция имеет промышленное применение.

RBr + NH3 ® RNH3+Br<SUP<-< sup>

RNH3+Br- + NH3 ® RNH2 + NH4+Br-

RBr + RNH2 ® R2NH2+Br-

R2NH2+Br+ NH3 ® R2NH + NH4+Br-

RBr + R2NH ® R3NH+Br-

R3NH+Br- + NH3 ® R3N + NH4+Br-

RBr + R3N ® R4N+Br-

Известны способы получения ароматических аминов из арилгалогенидов и аммиака или аминов.

В последние десятилетия все более широкое применение для синтеза труднодоступных ароматических аминов находит нуклеофильное замещение в арилгалогенидах, катализируемое солями переходных металлов. Например,

Синтез Габриэля

Синтез Габриэля - способ получения первичных алифатических аминов исходя из фталимида калия, который алкилируется алкилгалогенидом, а образующийся N-алкилфталимид расщепляется гидразингидратом.

амин радикал органический аммиак

3. Строение аминов

Дипольные моменты, основность, потенциалы ионизации, длины связей и углы некоторых аминов

Соединение

Дипольный момент,
µ, [D]

pKBH+
25oC

ЕИ
[еВ]
Me=Et

Длина связи
[пм]

Угол
[град]

N-H

N-C

CNH

HNH

CNC

NH3

9.245

101

107

NH2CH3

1,23 <+

10.627

8,9

101

147

112

106

HOCH3

1,69 <+

10,8

NH(CH3)2

10.730

8,0

100

146

112

111,8

N(CH3)3

9.81

7,5

145

110,6

PhNH2

1,53 <+

4.63

7,7

100

140

113

PhOH

1,60 <+

8,6

PhH

9.24

В аминах, как и в молекуле аммиака, атом азота находится в sp3-гибридном состоянии. Аминогруппа в алифатических аминах имеет пирамидальное строение. В ароматических аминах аминогруппа почти плоская вследствие сопряжения несвязывающей электронной пары и p-электронной системы бензольного кольца. Так, в анилине связь C-N короче (140 пм), чем в м...