24.Амины и аминоспирты. Общая характеристика: номенклатура и изомерия. Физические и химические свойства. Методы получения и идентификации.

Аминами называются производные аммиака, молекуле которого атомы водорода замещены на углеводородные радикалы.

Классификация

1– В зависимости от числа замещенных атомов водорода аммиака различают амины:

– первичные содержат аминогруппу аминогруппу (–NH₂), общая формула: R–NH₂,

– вторичные содержат иминогруппу (–NH),

общая формула: R₁–NH–R₂

– третичные содержат атом азота, общая формула: R₃–N

2– В зависимости от строения радикала амины различают:

– алифатические (предельные и непредельные)

– алициклические

– ароматические (содержащие в ядре аминогруппу или боковой цепи)

– гетероциклические.

Номенклатура, изомерия аминов

1. Названия аминов по рациональной номенклатуре обычно производят от названий вхо­дящих в них углеводородных радикалов с присоединением окончания –амин: метиламин СН₃–NН₂, диметиламин СН₃–NН–СН₃, триметиламин (СН₃)₃N, пропиламин СН₃СН₂СН₂–NН₂, фениламин С₆Н₅– NН₂ и т. д.

2. По номенклатуре ИЮПАК аминогруппу рассматривают как функциональную группу и ее название амино- ставят перед на­званием основной цепи:

Изомерия аминов зависит от изомерии радикалов.

Способы получения аминов

А) Действием на аммиак галогеналкилами

2NH₃ + CH₃I –– CH₃– NH₂ + NH₄I

Б) Каталитическое гидрирование нитробензола молекулярным водородом: С₆Н₅NО₂ –– С₆Н₅NН₂ + Н₂О

нитробензол кат анилин

В) Получение низших аминов (С₁–С₄) путем алкилирования спиртами:

350⁰C, Al₂O₃

R–OH + NH₃ ––––––––––– R–NH₂ +H₂O

–N + 3H₂O

Физические свойства аминов

Метиламин, диметиламин и триметиламин — газы, сред­ние члены ряда аминов — жидкости, высшие — твердые тела. С увеличением молекулярной массы аминов увеличивается их плотность, повышается температура кипения и уменьшается растворимость в воде. Высшие амины в воде нерастворимы. Низшие амины имеют неприятный запах, несколько напоми­нающий запах испорченной рыбы. Высшие амины или не имеют запаха, или обладают очень слабым запахом. Ароматические амины представляют собой бесцветные жидкости или твердые вещества, обладающие неприятным запахом и ядовиты.

Химические свойства аминов

Химическое поведение аминов определяется наличием в молекуле аминогруппы. На внешней электронной оболочке атома азота имеется 5 электронов. В молекуле амина также, как и в молекуле аммиака, атом азота затрачивает на образование трех ковалентных связей три электрона, а два остаются свободными.

Наличие свободной электронной пары у атома азота дает ему возможность присоединять протон, поэтому амины подобны аммиаку, проявляют основные свойства, образуют гидроксиды, соли.

Солеобразование.

А цилирование аминов. При действии на первичные и вторичные амины некоторых производных органических кис­лот (галогенангидридов, ангидридов и др.) образуются амиды:

Третичные амины в эту реакцию не вступают.

Диамины

Диамины играют важную роль в биологических процес­сах. Как правило, они легко растворимы в воде, обладают ха­рактерным запахом, имеют сильно щелочную реакцию, взаи­модействуют с С0₂ воздуха. Диамины образуют устойчивые со­ли с двумя эквивалентами кислоты.

Этилендиамин (1,2-этандиамин) H₂NCH₂СН₂NН₂. Он является простейшим диамином; может быть получен дейст­вием аммиака на этиленбромид:

Аминоспирты

Аминоспирты — соединения со смешанными функциями, в молекуле которых содержатся амино- и оксигруппы.

Этаноламин — густая маслянистая жидкость, смешивает­ся с водой во всех отношениях, обладает сильными щелочны­ми свойствами. Hаряду с моноэтаноламином получаются также диэтаноламин и триэтаноламин:

Этаноламины широко применяются в технике в качестве эмульгаторов и других поверхностно-активных веществ, а так­же в различных процессах газоочистки, в том числе для извле­чения оксида углерода (IV) из топочных газов при производст­ве сухого льда (твердой двуокиси углерода).

Холин. Он представляет собой четырехзамещенное аммониевое основа­ние. В нем с атомом азота связаны три метильные и одна окси-этильная группа:

Холин входит в состав лецитинов — жироподобных ве­ществ, весьма распространенных в животных и растительных организмах, и может быть выделен из них. Холин представляет собой кристаллическую, весьма гиг­роскопичную, легко расплывающуюся на воздухе массу. Он обладает сильными щелочными свойствами и с кислотами лег­ко образует соли.