Отдельные представители

Нитробензол (т. кип 210°С) получают нитрованием бензола. В чистом состоянии – бесцветная жидкость с запахом горького миндаля. Не растворим в воде. Тяжелее воды, ядовит. Является растворителем для некоторых веществ. Применяется почти исключительно в производстве анилина.

Тринитробензол получают с низким выходом при нитровании бензола. Обычный путь получения – окисление и декарбоксилирование тринитротолуола. Т пл. 172°С. Сильное, но малодоступное взрывчатое вещество.

Нитротолуолы получают нитрованием толуола. Нитротолуолы – кристаллические вещества. Нитротолуолы применяются для получения толуидинов – важных полупродуктов в производстве красителей.

Тринитротолуол (тротил, тол) получают нитрованием толуола. Желтые кристаллы. Т. пл. 80,6°С. Важнейшее взрывчатое вещество.

Лекция 26. Алифатические амины

Классификация: первичные, вторичные, третичные амины. Изомерия. Номенклатура. Способы получения: алкилирование аммиака галогеналканами и спиртами (аммонолиз галогеналканов и спиртов), метод Габриэля, восстановление амидов, нитрилов, нитросоединений, оксимов; восстановительное аминирование карбонильных соединений. Перегруппировки Гофмана и Курциуса, механизмы реакций. Строение аминов. Sр³ – гибридное состояние атома азота. Водородные связи.

Химические свойства алифатических аминов. Основность. Константа основности. Строение амина и основность. Реакции аминов с кислотами. Строение солей. Алкилирование аминов галогеналканами. Ацилирование галогенангидридами и ангидридами кислот. Механизм реакций. Реакции с азотистой кислотой. Четвертичные аммониевые соли и основания. Получение, свойства.

Амины – производные аммиака, в которых атомы водорода замещены на углеводородные радикалы. Амины классифицируют по числу атомов водорода, замещенных на углеводородные радикалы. Различают первичные R-NH₂, вторичные R₂NH и третичные R₃N амины.

Известны и соединения с четвертичным атомом азота – соли аммония R₄N⁺X^-. В этом случае азот несет положительный заряд.

В зависимости от типа радикала различают алифатические и ароматические амины:

CH₃NH₂ CH₃CH₂NH₂ CH₂=CH-CH₂-NH₂ C₆H₅-NH₂

Изомерия в ряду алифатических аминов связана с изомерией углеводородного радикала и количеством заместителей у атома азота (метамерия).

Многие амины имеют тривиальные названия. По рациональной номенклатуре названия аминов образуются из названий углеводородных остатков, связанных с атомом азота, и окончания -амин:

(CH₃)₂CH-NH₂ – изопропиламин

(CH₃)₂CHСН₂-NH₂ – изобутиламин

CH₃-NH-СН₂CH₃ – метилэтиламин

По номенклатуре IUРАС для простых аминов используют рациональные названия. Для аминов более сложного строения к названию углеводорода добавляют окончание -амин. Углеводородная цепь начинается с атома углерода, соединенного с аминогруппой: СН₃СН₂СН₂СН₂-NH-СН₃ N-метил-1-бутанамин. При наличии других функциональных групп аминогруппа обозначается приставкой: NH₂-CH₂CH₂-OH – 2-аминоэтанол.

Способы получения алифатических аминов

1. Аммонолиз галогеналканов

При нагревании галогеналканов со спиртовым раствором аммиака в запаянных трубках образуется смесь продуктов. При взаимодействии аммиака с галогеналканами образуются первичные алкиламины. Моноалкиламины являются более сильными нуклеофилами, чем аммиак; они будут легко реагировать с галогеналканом, давая значительные количества вторичных и третичных аминов и даже четвертичные соли аммония:

Аммонолиз галогенпроизводных относится к реакциям нуклеофильного замещения. В частности, реакция СН₃СН₂Сl с NН₃ протекает по механизму S_N2:

Как было отмечено выше, в результате реакции образуется смесь первичных, вторичных и третичных аминов, а также четвертичные аммонийные соли, поэтому первичные амины обычно получают другими способами.