3.3 Азотсодержащие производные ув

3.3.1 Амины. Анилин

Амины – органические соединения, которые можно рассматривать как производные аммиака (NH₃), в молекуле которого один или несколько атомов водорода замещены углеводородными радикалами.

Гомологический ряд предельных аминов: СН₃NH₂ – метиламин (первичный амин), (СН₃)₂NH – диметиламин (вторичный амин), (СН₃)₃N – триметиламин (третичный амин) и т.д.

Изомерия: 1) углеродного скелета; 2) положения аминогруппы (NH₂); 3) оптическая.

Физические свойства. Простейшие алифатические амины при нормальных условиях представляют собой газы или жидкости с низкой температурой кипения, обладающие резким запахом, характерным для аммиака. Они хорошо растворяются в воде. Амины являются полярными соединениями, для них характерно образование водородных связей, поэтому амины кипят при более высоких температурах чем соотвествующие алканы.

Химические свойства.

Будучи производными аммиака для аминов характерны химические свойства аммиака.

1. Взаимодействие с водой – образование гидроксидов замещенного аммония:

метиламин гидроксид метиламмония ион метиламмония

Растворимые амины – более сильные основания, чем аммиак. Основные свойства у третичных аминов проявляются сильнее, чем у вторичных и первичных аминов.

2. Взаимодействие с кислотами – образование солей

CH₃NH₂ + НС1 = [CH₃NH₃]C1 [CH₃NH₃]⁺ + Сl^-

хлорид метиламмония

Щелочи, как более сильные основания, вытесняют амины из их солей:

[CH₃NH₃]C1 + NaOH = CH₃NH₂↑ + NaCl + H₂O

3. Горение аминов.

4. Первичные и вторичные амины реагируют с азотистой кислотой (первичные амины превращаются в спирты, вторичные – в N-нитрозамины):

RNH₂ + HNO₂ → ROH + N₂↑ + H₂O,

R₂NH + HNO₂ → R₂N–NO + H₂O.

Получение аминов.

1. Взаимодействие спиртов с аммиаком при нагревании в присутствии А1₂O₃ в качестве катализатора:

R–OH + NH₃ → R – NH₂ + H₂O.

2. Взаимодействие алкилгалогенидов (галогеналканов) с аммиаком, например:

CH₃Br + 2NH₃ → CH₃NH₂ + NH₄Br

При избытке алкилгалогенида и аммиака:

CH₃NH₂ + СН₃Вr + NH₃ → (CH₃)₂NH + NH₄Br

диметиламин

Анилин – важнейший представитель ароматических аминов:

С₆Н₅NH₂

Аминобензол (как производное бензола), фениламин (как производное аммиака)

Физические свойства. Анилин – бесцветная маслянистая жидкость с характерным запахом, малорастворим в воде, ядовит.

Химические свойства. Основные свойства у анилина выражены очень слабо, так как сказывается влияние бензольного ядра на аминогруппу.

Неподеленная электронная пара атома азота притягивается π-электронной системой ядра (эффект сопряжения), поэтому электронная плотность на атоме азота уменьшается.

Основные свойства у анилина выражены слабее, чем у алифатических аминов.

I. Реакции с участием аминогруппы:

гидроксид фениламмония

хлорид фениламмония

II. Реакции с участием бензольного кольца. Аминогруппа как заместитель I рода облегчает реакции замещения (о-, п- ориентат):

2,4,6-триброманилин

Получение анилина. Анилин и другие первичные ароматические амины получают с помощью реакции Зинина восстановлением нитросоединений:

нитробензол