МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГООБРАЗОВАНИЯ

«ТЮМЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НЕФТЕГАЗОВЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

ИНСТИТУТ ПРОМЫШЛЕННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ И ИНЖИРИНГА

КАФЕДРА ПЕРЕРАБОТКИ НЕФТИ И ГАЗА

КУРСОВАЯ РАБОТА

по дисциплине: «Дополнительные главы органической химии»

на тему: «Ацилирование и алкилирование аминов»

Выполнил:

ст. гр. ХТМбзс 13-1

Кудренко В.С

Руководитель:

к.х.н. доцент кафедры ОФХ:

Котлова Л.И

Тюмень 2014 г.

Содержание

1. Введение ………………………………………………………………… 3

2. Ацилирование и алкилирование аминов ………………………………. 5

2.1. Амины: номенклатура, классификация, применение …………… 5

2.2. Химические свойства аминов ……………………………………... 9

2.2.1. Основные и кислотные свойства ……………………………. 9

2.2.2. Реакции ацилирования ……………………………………… 12

2.2.3. Реакции алкилирования …………………………………….. 17

2.2.4. Ацилирование и алкилирование по Фриделю-Крафтсу ….. 21

2.2.5. Взаимодействие аминов с азотистой кислотой …………… 25

2.3. Методы получения аминов ………………………………………. 28

2.3.1. Алкилирование аммиака и аминов ………………………… 28

2.3.2. Восстановление азотсодержащих органических соединений …………………………………………………... 29

2.3.3. Перегруппировка Гофмана …………………………………. 30

2.4. Биологически активные амины и их производные …………….. 30

2.5. Акридон: получение, свойства и применение ………………….. 36

2.6. 9-аминоакридин: получение, свойства и применение …………. 38

3. Заключение …………………………………………………………….. 39

4. Список литературы …………………………………………………….. 40

1. Введение

Амины — производные аммиака, в молекуле которого один, два или три атома водорода заметены углеводородными радикалами. По числу замешенных атомов водорода они делятся на первичные, вторичные и третичные амины.

Существуют и четвертичные аммониевые соли, например хлорид тетраметиламония, соответствующее ему основание — гидроксид тетраметиламмония, который представляет собой сильное основание, аналогичное щелочных металлов, так как связь с гидроксильной группой здесь ионная [10].

В зависимости от природы углеводородных радикалов амины подразделяются на алифатические, алициклические, ароматические и смешанные (имеющие алифатический и ароматический радикалы). Эти соединения отличаются друг от друга строением углеводородных радикалов.

Названия простых по строению аминов образуют от названий соответствующих углеводородных радикалов, связанных с атомом азота, добавляя в конце корень-амин. Кроме того, ароматические амины имеют тривиальные названия.

Химические свойства аминов определяются в основном присутствием атома азота с неподеленной парой электронов, наличие которой обуславливает их основные и нуклеофильные свойства.

Нуклеофильность и основность аминов изменяются, как правило, симбатно: они уменьшаются с уменьшением электроннной плотности на атоме азота или при его пространственном экранировании и увеличиваются с увеличением электронной плотности на атоме азота или с увеличением его доступности.

Амины, чаще в виде полифункциональных производных, находят применение, являясь обычно полупродуктами в органических синтезах. Получаются с применением аминов такие лекарственные препараты, как новокаин, спазмолитин, парацетамол, сульфаниламидные препараты [1].

Широко амины и их производные применяется в производстве инсектицидов, фунгицидов, ускорителей вулканизации, поверхностно-активных веществ, красителей, ракетных топлив, растворителей и т.д.

Все выше сказанное подтверждает актуальность темы представленной работы.

Цель работы: изучить реакции ацилирования и алкилирования аминов.

Для достижения поставленной цели были определены следующие задачи:

1. Рассмотреть общую характеристику аминов.

2. Рассмотреть химические свойства аминов.

3. Проанализировать методы получения аминов.

4. Дать характеристику биогенным аминам.

5. Представить получение, свойства и применение 9-аминоакридина.

2. Ацилирование и алкилирование аминов

2.1. Амины: номенклатура, классификация, применение

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

Название аминов производят от названия углеводородного радикала с добавлением окончания -амин или от названия соответствующего углеводорода с приставкой амино-.

П римеры приведена на Рис. 1:

CH₃ – NH₂ CH₃ – NH – C₂H₅

метиламин метилэтиламин метилдифениламин

фениламин (анилин)

Рис. 1. Примеры полуструктурных формул аминов и их названия

В зависимости от числа атомов водорода, замещенных в аммиаке на углеводородные радикалы, различают первичные, вторичные и третичные амины (Рис. 2):

R

R- NH₂ R – NH – R’ R – N – R”

первичный амин вторичный амин третичный амин

Рис. 2. Классификация аминов. R, R’, R’’ – углеводородные радикалы

Алкиламины содержат только алифатические углеводородные радикалы, например (Рис. 3):

Рис. 3. Примеры алкиламинов

Ариламины содержат ароматические радикалы с атомом азота в ароматическом кольце, например (ри№с. 4):

Рис. 4. Примеры ариламинов

Алкилариламины содержат алифатические и ароматические радикалы, например (Рис. 5):

Рис. 5. Примеры алкилариламинов

Гетероциклические амины содержат азот в цикле, например (Рис. 6):

Рис. 6. Примеры гетероциклических аминов

Амины, чаще в виде полифункциональных производных, находят применение, являясь обычно полупродуктами в органических синтезах. Получаются с применением аминов такие лекарственные препараты, как новокаин, спазмолитин, парацетамол, сульфаниламидные препараты [5].

Широкое применение нашли соединения с упрощенной адреналиновой структурой, такие, как эфедрин, амфетамин, первитин и т.д. (Рис. 7)

Рис. 7. Формулы эфедрина (а), амфетамина (b), первитина (с)

Эти соединения, обладая структурой близкой к структуре адреналина, оказывают стимулирующее, возбуждающее действие, но более сильное и продолжительное.

Амины широко используются в качестве термо- и светостабилизаторов (Рис. 8):

Рис. 8. Формулы представителей аминов термо- и светостабилизаторов

Амины могут выступать в роли модификаторов резин и как вулканизирующие агенты (Рис. 9):

Рис. 9. Формулы представителей аминов модификаторов резин и вулканизирующие агенты

Мономеры для синтеза полиамидов (Рис. 10):

Рис. 10. Формулы представителей аминов

мономеров для синтеза полиамидов

Амины могут быть использованы и как красители (Рис. 11):

Рис. 11. Формулы представителей аминов красителей

Фотореактивы (Рис. 12):

Рис. 12. Формулы представителей аминов фотореактивов

Метиламин применяется в производстве инсектицидов, фунгицидов, ускорителей вулканизации, поверхностно-активных веществ, красителей, ракетных топлив, растворителей.

Триэтиламин применяется в производстве ускорителей вулканизации, ингибиторов коррозии, растворитель.

Анилин: производство N,N-диметиланилина, дифениламина, лекарственных средств, антиоксидантов, ускорителей вулканизации и фотоматериалов.

Некоторые амины применяются как селективные растворители для извлечения урана из сернокислых растворов. Амины, обладающие запахом рыбы, используются как приманка в борьбе с полевыми грызунами.

Третичные амины и соли четвертичных аммониевых оснований получили широкое распространение в качестве катализаторов межфазного переноса в органическом синтезе [2,3].