Тема 8. Нітрогеновмісні органічні сполуки

Лекція 1.

Аміни

Аміни – похідні аміаку, в молекулі якого, один або декілька атомів гідрогену заміщенні на вуглеводні радикали.

Класифікація:

1. За кількістю атомів Н заміщенних у молекули аміаку. Первинні – 1 атом, вторинні – 2 атоми, третинні – 3 атоми заміщенно.

2. За природою вуглеводневого залишку. Насичені, ненасичені, ароматичні, змішані.

3. За кількістю аміно групп.

Ізомерія

-будова вуглеводневого залишку

-положення аміногрупи

-кількість вуглеводних залишків.

Фізичні властивості

Метиламін, диметиламін, три метиламін – гази, до 15 атомів карбону – рідини, більше – тверді речовини.

Нишчі аміни добре розчиняються у воді, виші – нерозчинні. Анілін – C6H5NH2 найпростіший ароматичний амін – безбарвна рідина із характерним запахом, розчинна у спирті, бензині, малорозчинна у воді.

Аміак – безбарвний газ з різким запахом, удвічі легший за повітря, дуже добре розчиняється у воді.

Будова

Атом азоту у молекулах амінів має неподілену електронну пару, завдяки чому аміни здатні приєднувати катіони Н+ й виявляти основні властивості. Неподілена пара 2s – електронів атома нітрогена переходить у порожню 1s орбіталь іона гідрогена, зумовлює 4й зв'язок його атома за донорно-акцепторним механізмом. Аміни є органічними основами. Насичені аміни – основи, сильніші за аміак, що зумовлене тим, що насичений вуглеводний замісним зміщує електронну густину в бік атома азота, електронна густина на азоті збільшується, внаслідок чого зростає його здатність до сполучення з катіоном гідрогена

Хімічні властивості

1. Основні властивості амінів

СН₃NН₂ + H₂O = [СН₃NН₃]OH = [СН₃NН₃] ⁺ + OH^

СН₃NН₂ + HCl = [СН₃NН₃]Cl

Аміни є більш слабкими основами, ніж аміак. Зі збільшенням величини вуглеводневого радикалу основні властивості послаблюються. Ароматичні аміни є більш слабкими основами ніж аліфатичні аміни.

2. Горіння амінів

4CH₃NH₂ + 9O₂ → 4CO₂ + 10H₂O + 2N₂

Добування

1. отримання за реакцією Гофмана

2NН₃  + СН₃Br→ СН₃NН₂ + NН₄Br;

СН₃NН₂ + CН₃Br + NН₃ → (СН₃)₂NН + NН₄Br;

(СН₃)₂NН + CН₃Br + NН₃ → (СН₃)₃N + NН₄Br

2. отримання ароматичних амінів за реакцією Зініна

Застосування: Аміни широко використовуються в анілофарбувальній та хімічно-фармацевтичній промисловості, наприклад, як складники реагентів при флотації та масляній агломерації (грануляції, флокуляції) вугілля.

Лекція 2.

А нілін

Анілін – найпростіший ароматичний амін, що має формулу С₆H₅NH₂

Анілін є основою, слабкішою за аміак і інші аміни. У його молекулі неподілена ел. Пара азота зміщується в бік бензинового кільця й утворює з ним єдину пи – електронну систему.

Фізичні властивості

Анілін – безбарвна рідина із слабких характерним запахом. При окисненні повітрям набуває світло-коричневого забарвлення. Малорозчинна у воді. Дорбе розчиняється в орг. Розчинниках. Дуже отруйний.

Хімічні властивості

Зумовлені наявністю аміногрупи і ароматичного кільця.

• Реакціїції за участю бензольного кільця

Анілін легше вступає в реакції заміщення, ніж бензен, завдяки взаємодії аміногрупи внаслідок того, що ел. Густина бензинового ядра в молекулі аніліну стає більшою, ніж у бензолі

1)Реакція з бромом

• Реації за участю аміногрупи

Внаслідок того, що на атомі нітрогену густина зміщенна до бенз. Ядра, атом нітрогені повільніше притягує протон і сладкіше його утримує.

Тому основні властивості виявляються слабкіше, ніж у аміаку і інших амінів, так анілін, на відміну від атомів і аміаку не взаємодіє с водою і не змінює забарвлення індикаторів.

2)Анілін взаємодіє тільки з сильними мінеральними кислотами

C₆H₅NH₂ + HCl → [C₆H₅NH₃]⁺Cl^-

3)Реакції ацілювання і алкілування без каталізаторів йдуть до групи NH₂.

Якісна реакція

При додаванні хлорного вапна (Ca(ClO)Cl) ,NaClO до водного розчину аніліну утв. Фіалкове забарвлення, внаслідок окиснення

Добування

Основний спосіб добування аніліну – відновлення нітробензену воднем за температури 250—350^оС та наявності каталізатора:

Застосування:

Застосовується як напівпродукт у виробництві барвників, вибухових речовин і лікарських засобів (сульфаніламідні препарати).

Лекція 3.