4. Важнейшие представители
Формамид HCONH2 — бесцветная гигроскопическая жидкость; кипит при 210,5 °С, смешивается с водой и спиртами. '
Получают его из метилформиата и аммиака. Применяют в качестве растворителя и исходного в органическом синтезе.
N ,N-Диметилформамид (ДМФА) — бесцветная жидкость со слабым запахом; кипит при 153°С, смешивается с водой и органическими растворителями.
В промышленности его получают в больших количествах из ди-метиламина и оксида углерода под давлением.
ДМФА применяют в качестве растворителя для растворения ацетилена, полимеров, для проведения синтезов. ДМФА хорошо сольватирует катионы за счет взаимодействия е кислородным атомом, но не сольватирует анионы, нет подвижного водородного атома. Такие растворители называются биполярными апротонными. ДМФА применяется также для реакций формилирования
ния
Сукцинимид (имид янтарной кислоты) — бесцветное кристаллическое вещество с т. пл. 126 °С, растворимое в воде.
Получают его нагреванием аммониевой соли янтарной кислоты.
Сукцинимид используют в органическом синтезе. Важным его производным является N-бромсукцинимид, который применяют для бромирования и окисления органических соединений.
Фталимид — бесцветное кристаллическое вещество; т. пл. 238 °С, легко возгоняется.
Получают его из фталевого ангидрида и аммиака при 170—240 °С.
Фталимид является слабой NH-кислотой (рКа=8,3). Он растворяется в водных щелочах, но постепенно происходит гидролиз с раскрытием цикла и образованием соли фталаминовой кислоты. Соли фталимида получают в безводных средах. Их используют в органическом синтезе, например для получения первичных аминов алкилированием и расщеплением полученного N-алкилфталимида.
Для гидролиза N-замещенных фталимидов используют щелочь, кислоту. Лучше всего использовать реакцию с гидразином, в результате чего образуется гидразид фталевой кислоты и первичный амин.
Фталимид используется для получения антраниловой кислоты и других аминокислот.
-Пирролидон (-бутиролактам) представляет собой бесцветное низкоплавкое (т. пл. 25,6°С) вещество ст. кип. 245°С, растворяется в воде. Получают его из бутиролактона и аммиака.
-Пирролидон используют в качестве растворителя и для получения N-винилпирролидона, который является важным мономером для получения различных полимеров. Большое значение имеет чистый поливинилпирролидон с молекулярной массой около 20 000, который растворяется в воде. Его водный раствор используют в медицине как заменитель кровяной плазмы и для дезинтоксикации организма.
Производное пирролидона—N-метилпирролидон является хорошим биполярным апротонным растворителем. Он отлично растворяет также различные полимеры.
ε-Капролактам—бесцветное кристаллическое вещество с т. пл. 68°С, растворяется в воде.
Производится в значительных количествах. Одним из основных методов является перегруппировка Бекмана оксима циклогексанона в присутствии 20—25%-ного олеума:
При 250—260 °С капролактам в присутствии слабокислых или основных катализаторов полимеризуется с образованием полиамида — поли-ε-капроамид.
Полиамиды являются высокомолекулярными соединениями (М=10 000...30 000), макромолекулы которых содержат амидные группировки CONH.
Полиамиды получают двумя способами: из диаминов и дикарбоновых кислот или их производных и из ω-аминокарбоновых кислот или их лактамов.
В табл. 46 перечислены важнейшие полиамиды, которые используются в промышленности синтетических волокон и других изделий.
Таблица 46. Важнейшие полиамиды
Структурой полиамидов формально обладают также полипептиды и белки.
Полиимиды являются высокомолекулярными соединениями, макромолекулы которых содержат имидные группировки. Получают их из диангидридов тетракарбоновых кислот и диаминов.
Полиимидные пленки нерастворимы и имеют большую термическую стабильность (300—350°С):
Обычно для получения полиимидных пленок применяют пиромеллитовый диангидрид
Используют полиимиды главным образом в качестве электроизоляционных материалов.