Амините са имената на веществата. Химични свойства на амините. Базичност на амините (Загорски V.V.). Индивидуални представители. Методи за идентификация

Амините са органични производни на амоняка, съдържащи NH2 аминогрупа и органичен радикал. Най-общо формулата на амин е формула на амоняк, в която водородните атоми са заменени с въглеводороден радикал.

Класификация

• Въз основа на това колко водородни атоми са заменени с радикал в амоняка, се разграничават първични амини (един атом), вторични и третични. Радикалите могат да бъдат еднакви или различни видове.
• Един амин може да съдържа повече от една амино група. Според тази характеристика те се делят на моно, ди-, три-, ... полиамини.
• Въз основа на вида на радикалите, свързани с азотния атом, има алифатни (несъдържащи циклични вериги), ароматни (съдържащи цикъл, най-известният е анилин с бензенов пръстен), смесени (мастно-ароматни, съдържащи циклични и не- циклични радикали).

Имоти

В зависимост от дължината на веригата от атоми в органичния радикал, амините могат да бъдат газообразни (три-, ди-, метиламин, етиламин), течни или твърди. Колкото по-дълга е веригата, толкова по-твърдо е веществото. Най-простите амини са водоразтворими, но когато преминем към по-сложни съединения, разтворимостта във вода намалява.

Газообразните и течните амини са вещества с изразена миризма на амоняк. Твърдите са практически без мирис.

Амините проявяват силни основни свойства в химични реакции; в резултат на взаимодействие с неорганични киселини се получават алкиламониеви соли. Реакцията с азотиста киселина е качествена за този клас съединения. В случай на първичен амин се получава алкохол и азотен газ, с вторичен амин - неразтворима жълта утайка с изразена миризма на нитрозодиметиламин; с третична реакцията не настъпва.

Реагират с кислород (горят във въздуха), халогени, карбоксилни киселини и техните производни, алдехиди, кетони.

Почти всички амини, с редки изключения, са отровни. Така най-известният представител на класа, анилинът, лесно прониква през кожата, окислява хемоглобина, потиска централната нервна система, нарушава метаболизма, което може дори да доведе до смърт. Токсичен за хората и изпаренията.

Признаци на отравяне:

диспнея,
- посиняване на носа, устните, върховете на пръстите,
- учестено дишане и учестен пулс, загуба на съзнание.

Първа помощ:

Измийте химическия реагент с памучна вата и алкохол,
- осигуряват достъп до чист въздух,
- извикай линейка.

Приложение

Като втвърдител за епоксидни смоли.

Като катализатор в химическата промишленост и металургията.

Суровини за производство на полиамидни изкуствени влакна, например найлон.

За производство на полиуретани, пенополиуретан, полиуретанови лепила.

Изходният продукт за производството на анилин е основа за анилинови багрила.

За производство на лекарства.

За производство на фенолформалдехидни смоли.

За синтез на репеленти, фунгициди, инсектициди, пестициди, минерални торове, ускорители на вулканизация на каучук, антикорозионни реагенти, буферни разтвори.

Като добавка към моторни масла и горива, сухо гориво.

За производство на фоточувствителни материали.

Хексаминът се използва като хранителна добавка, а също и като съставка в козметиката.

В нашия онлайн магазин можете да закупите реактиви, принадлежащи към класа на амините.

Метиламин

Първичен алифатен амин. Търси се като суровина за производството на лекарства, бои и пестициди.

Диетиламин

Вторичен амин. Използва се като изходен продукт при производството на пестициди, лекарства (например новокаин), багрила, репеленти, добавки към горива и моторни масла. От него се произвеждат реагенти за защита от корозия, обогатяване на руда, втвърдяване на епоксидни смоли и ускоряване на процесите на вулканизация.

Триетиламин

Третичен амин. Използва се в химическата промишленост като катализатор при производството на каучук, епоксидни смоли, полиуретанови пени. В металургията е втвърдяващ катализатор при процеси без изпичане. Суровини в органичния синтез на лекарства, минерални торове, средства за борба с плевелите, бои.

1-бутиламин

Терт-бутиламин, съединение, в което трет-бутилова органична група е свързана с азот. Веществото се използва при синтеза на подобрители на вулканизацията на каучук, лекарства, багрила, танини, агенти за контрол на плевели и насекоми.

хексамин (хексамин)

Полицикличен амин. Търсено вещество в икономиката. Използва се като хранителна добавка, лекарствен и лекарствен компонент, съставка в козметиката, буферни разтвори за аналитична химия; като сухо гориво, втвърдител за полимерни смоли, при синтеза на фенолформалдехидни смоли, фунгициди, експлозиви и средства за защита от корозия.

Амин се появи в живота ни напълно неочаквано. Доскоро това бяха токсични вещества, сблъсък с които можеше да доведе до смърт. И сега, век и половина по-късно, ние активно използваме синтетични влакна, тъкани, строителни материали и багрила на базата на амини. Не, те не станаха по-безопасни, хората просто успяха да ги „опитомят“ и подчинят, извличайки определени ползи за себе си. Ще говорим за кое по-нататък.

Определение

За качествено и количествено определяне на анилин в разтвори или съединения се използва реакция, в края на която бяла утайка под формата на 2,4,6-трибромоанилин пада на дъното на епруветката.

Амини в природата

Амините се срещат навсякъде в природата под формата на витамини, хормони и междинни метаболитни продукти; те се намират както в тялото на животните, така и в растенията. Освен това при гниенето на живите организми се получават и средни амини, които в течно състояние излъчват неприятна миризма на саламура от херинга. Широко описаната в литературата „трупна отрова“ се появява именно благодарение на специфичния кехлибар на амините.

Дълго време веществата, които разглеждахме, бяха объркани с амоняк поради сходната им миризма. Но в средата на деветнадесети век френският химик Вурц успява да синтезира метиламин и етиламин и да докаже, че при изгаряне те отделят въглеводороди. Това беше основната разлика между споменатите съединения и амоняка.

Производство на амини в промишлени условия

Тъй като азотният атом в амините е в най-ниската степен на окисление, редукцията на азотсъдържащи съединения е най-простият и достъпен начин за тяхното получаване. Именно този тип е широко използван в промишлената практика поради ниската си цена.

Първият метод е редукция на нитро съединения. Реакцията, по време на която се образува анилин, е наречена от учения Зинин и е извършена за първи път в средата на деветнадесети век. Вторият метод е да се намалят амидите с помощта на литиево-алуминиев хидрид. Първичните амини също могат да бъдат възстановени от нитрили. Третият вариант е реакциите на алкилиране, тоест въвеждането на алкилови групи в молекулите на амоняк.

Приложение на амини

Сами по себе си, под формата на чисти вещества, амините рядко се използват. Един от редките примери е полиетилен полиамин (PEPA), който в домашни условия улеснява втвърдяването на епоксидната смола. Основно първичен, третичен или вторичен амин е междинен продукт при производството на различни органични вещества. Най-популярен е анилинът. Той е в основата на голяма палитра от анилинови бои. Цветът, който получавате в крайна сметка зависи пряко от избраната суровина. Чистият анилин произвежда син цвят, но сместа от анилин, орто- и пара-толуидин ще бъде червена.

Алифатните амини са необходими за производството на полиамиди, като найлон и др.. Те се използват в машиностроенето, както и в производството на въжета, тъкани и филми. В допълнение, алифатни диизоцианати се използват в производството на полиуретани. Благодарение на изключителните си свойства (лекота, здравина, еластичност и възможност за закрепване към всякакви повърхности), те са търсени в строителството (пяна, лепило) и в обувната индустрия (подметки против плъзгане).

Медицината е друга област, в която се използват амини. Химията помага да се синтезират от тях антибиотици от групата на сулфонамидите, които успешно се използват като лекарства от втора линия, тоест резервни. В случай, че бактериите развият резистентност към основни лекарства.

Вредни ефекти върху човешкото тяло

Известно е, че амините са много токсични вещества. Всяко взаимодействие с тях може да причини вреда на здравето: вдишване на пари, контакт с открита кожа или поглъщане на съединения в тялото. Смъртта настъпва от липса на кислород, тъй като амините (по-специално анилинът) се свързват с хемоглобина в кръвта и му пречат да улови кислородните молекули. Тревожни симптоми са задух, посиняване на назолабиалния триъгълник и върховете на пръстите, тахипнея (учестено дишане), тахикардия, загуба на съзнание.

Ако тези вещества попаднат върху оголени части на тялото, трябва бързо да ги отстраните с памучен тампон, предварително напоен с алкохол. Това трябва да се направи възможно най-внимателно, за да не се увеличи площта на замърсяване. Ако се появят симптоми на отравяне, определено трябва да се консултирате с лекар.

Алифатните амини са отрова за нервната и сърдечно-съдовата система. Те могат да причинят потискане на чернодробната функция, чернодробна дистрофия и дори рак на пикочния мехур.

ТЕМА НА ЛЕКЦИЯТА: АМИНИ И АМИНОАЛКОХОЛИ

Въпроси:

Обща характеристика: структура, класификация, номенклатура.

Методи за получаване

Физични свойства

Химични свойства

Индивидуални представители. Методи за идентификация.

Обща характеристика: структура, класификация, номенклатура

Амините са производни на амоняка, чиято молекула има водородни атоми, заместени с въглеводородни радикали.

Класификация

1– Амините се различават в зависимост от броя на заместените водородни атоми на амоняка:

– първиченсъдържат аминогрупа аминогрупа (–NH 2), обща формула: R–NH 2,

– вторисъдържат имино група (–NH),

обща формула: R 1 –NH–R 2

– третиченсъдържат азотен атом, обща формула: R 3 –N

Известни са и съединения с кватернерен азотен атом: кватернерен амониев хидроксид и неговите соли.

2– В зависимост от структурата на радикала се разграничават амини:

– алифатни (наситени и ненаситени)

– алициклични

– ароматни (съдържащи аминогрупа или странична верига в ядрото)

– хетероцикличен.

Номенклатура, изомерия на амините

1. Имената на амините според рационалната номенклатура обикновено се извличат от имената на съставните им въглеводородни радикали с добавяне на края -амин : метиламин CH 3 –NH 2, диметиламин CH 3 –NH–CH 3, триметиламин (CH 3) 3 N, пропиламин CH 3 CH 2 CH 2 –NH 2, фениламин C 6 H 5 – NH 2 и др.

2. Според номенклатурата на IUPAC аминогрупата се разглежда като функционална група и нейното име аминопоставено преди името на основната верига:

Изомерията на амините зависи от изомерията на радикалите.

Методи за получаване на амини

Амините могат да бъдат получени по различни начини.

А) Действие на амоняка от халоалкили

2NH 3 + CH 3 I ––® CH 3 – NH 2 + NH 4 I

B) Каталитично хидрогениране на нитробензен с молекулярен водород:

C 6 H 5 NO 2 ––® C 6 H 5 NH 2 + H 2 O

нитробензен котка анилин

B) Получаване на нисши амини (C 1 – C 4) чрез алкилиране с алкохоли:

350 0 С, Al 2 O 3

R–OH + NH 3 –––––––––––® R–NH 2 +H 2 O

350 0 С, Al 2 O 3

2R–OH + NH 3 –––––––––––® R 2 –NH +2H 2 O

350 0 С, Al 2 O 3

3R–OH + NH 3 –––––––––––® R 3 –N + 3H 2 O

Физични свойства на амините

Метиламинът, диметиламинът и триметиламинът са газове, средните членове на серията от амини са течности, а по-високите членове са твърди вещества. С увеличаването на молекулното тегло на амините, тяхната плътност се увеличава, температурата им на кипене се повишава и разтворимостта им във вода намалява. Висшите амини са неразтворими във вода. Нисшите амини имат неприятна миризма, донякъде напомняща миризмата на развалена риба. Висшите амини са или без мирис, или имат много лек мирис. Ароматните амини са безцветни течности или твърди вещества, които имат неприятна миризма и са отровни.

Химични свойства на амините

Химическото поведение на амините се определя от наличието на аминогрупа в молекулата. Във външната електронна обвивка на азотния атом има 5 електрона. В молекулата на амин, точно както в молекулата на амоняка, азотният атом изразходва три електрона за образуването на три ковалентни връзки, докато два остават свободни.

Наличието на свободна електронна двойка на азотния атом му дава способността да прикрепи протон, следователно амините са подобни на амоняка, проявяват основни свойства, образуват хидроксиди и соли.

Образуване на сол. Амините с киселини дават соли, които под въздействието на силна основа отново дават свободни амини:

Амините дават соли дори със слаба въглена киселина:

Подобно на амоняка, амините имат основни свойства, дължащи се на свързването на протони в слабо дисоцииращ заместен амониев катион:

Когато аминът се разтвори във вода, част от протоните на водата се изразходват за образуване на катион; По този начин в разтвора се появява излишък от хидроксидни йони и той има алкални свойства, достатъчни за оцветяване на разтвори на лакмусово синьо и фенолфталеин в червено. Основността на амините от лимитиращата серия варира в много малки граници и е близка до основността на амоняка.

Ефектът на метиловите групи леко повишава основността на метила и диметиламина. В случая на триметиламин, метиловите групи вече възпрепятстват солватацията на получения катион и намаляват неговата стабилизация и следователно неговата основност.

Солите на амините трябва да се разглеждат като комплексни съединения. Централният атом в тях е азотен атом, чието координационно число е четири. Водородните или алкиловите атоми са свързани с азотния атом и са разположени във вътрешната сфера; киселинният остатък се намира във външната сфера.

Ацилиране на амини. Когато някои производни на органични киселини (киселинни халиди, анхидриди и др.) действат върху първични и вторични амини, се образуват амиди:

Вторичните амини с азотиста киселина дават нитрозамини- жълтеникави течности, слабо разтворими във вода:

Третичните амини са устойчиви на студено действие на разредена азотиста киселина (те образуват соли на азотиста киселина); при по-тежки условия един от радикалите се отцепва и се образува нитрозоамин.

диамини

Диамините играят важна роля в биологичните процеси. По правило те са лесно разтворими във вода, имат характерна миризма, имат силно алкална реакция и взаимодействат с CO 2 във въздуха. Диамините образуват стабилни соли с два еквивалента киселина.

Етилендиамин (1,2-етандиамин) H2NCH2CH2NH2. Това е най-простият диамин; може да се получи чрез действието на амоняк върху етилен бромид:

Тетраметилендиамин (1,4-бутандиамин), или путресцин, NH 2 CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 NH 2 и пентаметилендиамин (1,5-пентандиамин) NH 2 CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 NH 2 или кадаверин. Те са открити в продуктите на разлагане на протеинови вещества; се образуват при декарбоксилиране на диаминокиселините и се наричат ptomaines(от гръцки - труп), те преди това са били считани за „трупни отрови“. Сега е установено, че токсичността на гниещите протеини не се причинява от птомаини, а от присъствието на други вещества.

Путресцин и кадаверин се образуват в резултат на жизнената активност на много микроорганизми (например причинители на тетанус и холера) и гъбички; те се намират в сирене, мораво рогче, мухоморка и бирена мая.

Някои диамини се използват като суровини за производството на полиамидни влакна и пластмаси. Така от хексаметилендиамин NH 2 CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 NH 2 се получава много ценно синтетично влакно - найлон(САЩ) или anid(Русия).

Амино алкохоли

Амино алкохоли- съединения със смесени функции, чиято молекула съдържа амино и хидрокси групи.

Аминоетанол(етаноламин) HO-CH2CH2-NH2, или коламин.

Етаноламинът е гъста мазна течност, смесима с вода във всички отношения и има силни алкални свойства. Наред с моноетаноламин се получават също диетаноламин и триетаноламин:

Холинът е включен в лецитини- мастноподобни вещества, много често срещани в животински и растителни организми и могат да бъдат изолирани от тях. Холинът е кристална, силно хигроскопична маса, която лесно се разтваря във въздуха. Има силни алкални свойства и лесно образува соли с киселини.

Когато холинът се ацилира с оцетен анхидрид, той се образува холин ацетат,също наричан ацетилхолин:

Ацетилхолинът играе изключително важна биохимична роля, тъй като е медиатор (посредник), който предава възбуждането от нервните рецептори към мускулите.

Класификацията на амините е разнообразна и се определя от това кой структурен признак се взема за основа.

В зависимост от броя на органичните групи, свързани с азотния атом, има:

първични амини една органична група при азот RNH 2

вторични амини две органични групи при азот R 2 NH, органичните групи могат да бъдат различни R "R" NH

третични амини три органични групи при азот R 3 N или R"R"R""N

Въз основа на вида на органичната група, свързана с азота, се разграничават алифатни CH 3 N6H 5 N

Въз основа на броя на аминогрупите в молекулата амините се разделят на моноамини CH3NH2, диамини H2N(CH2)2NH2, триамини и др.

Номенклатура на амините.

думата „амин“ се добавя към името на органични групи, свързани с азота, и групите се споменават по азбучен ред, например CH 3 NHC 3 H 7 метилпропиламин, CH 3 N (C 6 H 5) 2 метилдифениламин. Правилата също така позволяват името да бъде съставено въз основа на въглеводород, в който аминогрупата се счита за заместител. В този случай неговата позиция се обозначава с помощта на цифров индекс: C 5 H 3 C 4 H 2 C 3 H(NH 2) C 2 H 2 C 1 H 3 3-аминопентан (горните сини цифрови индекси показват реда на номериране на С атомите). За някои амини са запазени тривиални (опростени) имена: C 6 H 5 NH 2 анилин (името според правилата на номенклатурата е фениламин).

В някои случаи се използват установени имена, които са изкривени правилни имена: H 2 NCH 2 CH 2 OH моноетаноламин (правилно 2-аминоетанол); (OHCH 2 CH 2) 2 NH диетаноламин, правилното име е бис(2-хидроксиетил)амин. Тривиални, изкривени и систематични (съставени според правилата на номенклатурата) имена доста често съществуват съвместно в химията.

Физични свойства на амините.

Първите представители на серия от амини метиламин CH 3 NH 2, диметиламин (CH 3) 2 NH, триметиламин (CH 3) 3 N и етиламин C 2 H 5 NH 2 са газообразни при стайна температура, след това с увеличаване на броя от атоми в R, амините стават течности, а с увеличаване на дължината на веригата R до 10 С атоми стават кристални вещества. Разтворимостта на амините във вода намалява с увеличаване на дължината на веригата R и увеличаване на броя на органичните групи, свързани с азота (преход към вторични и третични амини). Миризмата на амините наподобява миризмата на амоняк; висшите (с голямо R) амини са практически без мирис.

Химични свойства на амините.

Отличителната способност на амините да свързват неутрални молекули (например водородни халиди HHal, с образуването на органоамониеви соли, подобни на амониеви соли в неорганичната химия. За да образува нова връзка, азотът осигурява несподелена електронна двойка, действаща като донор. Протонът H +, участващ в образуването на връзката (от халогеноводорода) играе ролята на акцептор (приемник), такава връзка се нарича донорно-акцепторна (фиг. 1). Получената ковалентна NH връзка е напълно еквивалентна на NH връзките, присъстващи в амина.

Третичните амини също добавят HCl, но когато получената сол се нагрява в киселинен разтвор, тя се разлага и R се отцепва от N атома:

(C 2 H 5) 3 н+ HCl ® [(C 2 H 5) 3 н H]Cl

[(C 2 H 5) 3 н H]Cl® (C2H5) 2 н H + C 2 H 5 Cl

Когато се сравняват тези две реакции, става ясно, че C 2 H 5 групата и H изглежда сменят местата си, в резултат на което се образува вторичен амин от третичен амин.

Разтваряйки се във вода, амините улавят протон по същия начин, в резултат на което в разтвора се появяват ОН йони, което съответства на образуването на алкална среда, която може да бъде открита с помощта на конвенционални индикатори.

C2H5 н H 2 + H 2 O ® + + OH

С образуването на донорно-акцепторна връзка амините могат да добавят не само HCl, но и халоалкил RCl, като по този начин образуват нова NR връзка, която също е еквивалентна на съществуващите. Ако вземем третичен амин като изходен материал, получаваме тетраалкиламониева сол (четири R групи на един N атом):

(C 2 H 5) 3 н+ C 2 H 5 I ® [(C 2 H 5) 4 н] аз

Тези соли, разтварящи се във вода и някои органични разтворители, се дисоциират (разпадат), образувайки йони:

[(C 2 H 5) 4 н]I® [(C 2 H 5) 4 н] + + аз

Такива разтвори, както всички разтвори, съдържащи йони, провеждат електрически ток. В тетраалкиламониевите соли халогенът може да бъде заменен с HO група:

[(СН 3) 4 н]Cl + AgOH® [(CH 3) 4 н]OH + AgCl

Полученият тетраметиламониев хидроксид е силна основа със свойства, подобни на алкалите.

Първичните и вторичните амини реагират с азотиста киселина HON=O, но те реагират по различни начини. Първичните алкохоли се образуват от първични амини:

C2H5 н H2+H н O 2 ® C 2 H 5 OH + н 2 +Н2О

За разлика от първичните амини, вторичните амини образуват жълти, слабо разтворими нитрозамини с азотиста киселина - съединения, съдържащи фрагмента >NN = O:

(C 2 H 5) 2 н H+H н O 2 ® (C 2 H 5) 2 н– н=О + Н2О

Третичните амини не реагират с азотиста киселина при обикновени температури, така че азотистата киселина е реагент, който позволява да се прави разлика между първични, вторични и третични амини.

При кондензация на амини с карбоксилни киселини се образуват киселинни амиди - съединения с C(O)N фрагмента

Кондензацията на амини с алдехиди и кетони води до образуването на така наречените Шифови бази - съединения, съдържащи N=C2 фрагмента.

Когато първичните амини взаимодействат с фосгена Cl 2 C=O, се образуват съединения с групата N=C=O, наречени изоцианати (фиг. 2D, получаване на съединение с две изоцианатни групи).

Сред ароматните амини най-известният е анилин (фениламин) C 6 H 5 NH 2. Свойствата му са подобни на алифатните амини, но неговата основност е по-слабо изразена, във водни разтвори не образува алкална среда. Подобно на алифатните амини, той може да образува амониеви соли [C 6 H 5 NH 3 ] + Cl със силни минерални киселини. Когато анилинът реагира с азотиста киселина (в присъствието на HCl), се образува диазосъединение, съдържащо RN=N фрагмента, което се получава под формата на йонна сол, наречена диазониева сол (фиг. 3А). По този начин взаимодействието с азотиста киселина не протича по същия начин, както при алифатните амини. Бензеновият пръстен в анилина има реактивоспособност, характерна за ароматните съединения ( см. АРОМАТНОСТ), по време на халогениране, водородните атоми в орто- И двойка-позициите към аминогрупата се заместват, което води до хлороанилини с различна степен на заместване (фиг. 3В). Действието на сярната киселина води до сулфониране в двойка-позиция към аминогрупата се образува така наречената сулфанилова киселина (фиг. 3В).

Получаване на амини.

Когато амонякът реагира с халоалкили, като RCl, се образува смес от първични, вторични и третични амини. Полученият страничен продукт HCl се комбинира с амини, за да образува амониева сол, но ако има излишък от амоняк, солта се разлага, позволявайки на процеса да премине към образуването на кватернерни амониеви соли (фиг. 4А). За разлика от алифатните алкилхалиди, арилхалидите, например C 6 H 5 Cl, реагират с амоняк с голяма трудност, синтезът е възможен само с катализатори, съдържащи мед. В промишлеността алифатните амини се получават чрез каталитично взаимодействие на алкохоли с NH3 при 300-500 ° C и налягане от 1-20 MPa, което води до смес от първични, вторични и третични амини (фиг. 4B).

Когато алдехиди и кетони взаимодействат с амониева сол на мравчена киселина HCOONH 4, се образуват първични амини (фиг. 4C), а реакцията на алдехиди и кетони с първични амини (в присъствието на мравчена киселина HCOOH) води до вторични амини (фиг. 4D).

Нитросъединенията (съдържащи групата NO 2) при редукция образуват първични амини. Този метод, предложен от Н. Н. Зинин, се използва малко за алифатни съединения, но е важен за производството на ароматни амини и формира основата за промишленото производство на анилин (фиг. 4D).

Амините рядко се използват като отделни съединения; например полиетиленполиамин [-C 2 H 4 NH-] се използва в ежедневието. н(търговско наименование PEPA) като втвърдител за епоксидни смоли. Основната употреба на амините е като междинни продукти при получаването на различни органични вещества. Водещата роля принадлежи на анилина, на базата на който се произвежда широка гама анилинови багрила, а цветовата „специализация“ се установява още на етапа на получаване на самия анилин. Изключително чистият анилин без хомолози се нарича в индустрията „анилин за синьо“ (което означава цвета на бъдещото багрило). „Анилин за червено“ трябва да съдържа освен анилин и смес орто- И двойка-толуидин (CH3C6H4NH2).

Алифатните диамини са изходните съединения за производството на полиамиди, например найлон (фиг. 2), който се използва широко за производството на влакна, полимерни филми, както и компоненти и части в машиностроенето (полиамидни зъбни колела).

От алифатни диизоцианати (фиг. 2) се получават полиуретани, които притежават комплекс от технически важни свойства: висока якост, съчетана с еластичност и много висока износоустойчивост (полиуретанови подметки за обувки), както и добра адхезия към широка гама материали (полиуретан лепила). Те също така се използват широко в разпенена форма (полиуретанови пени).

Противовъзпалителните лекарства сулфонамиди се синтезират на базата на сулфанилова киселина (фиг. 3).

Диазониеви соли (фиг. 2) се използват във фоточувствителни материали за фотокопиране, което прави възможно получаването на изображение, заобикаляйки конвенционалната фотография със сребърен халид ( см. ЧЕРНО КОПИРАНЕ).

Михаил Левицки

Амини

Класификация и номенклатура

Амините са органични производни на амоняка, в чиято молекула един, два или три водородни атома са заменени с радикали. На тази основа те разграничават първичен (RNH 2), втори (R2NH) и третичен (R 3 N) амини

В зависимост от природата на радикала амините могат да бъдат наситени или ароматни, както и наситени ароматни (съответно метиламин, анилин и метиланилин). Разклонен радикал може също да бъде свързан с азотен атом (например, триебутиламин) и поликондензиран, както се вижда от примера на адамантиламин (аминоадамантан), който има биологичен ефект и се използва в медицината

Хетероцикличните ароматни амини са, например, пирол и пиридин. И накрая, аминогрупата може също да бъде свързана с хетероцикъл, както е илюстрирано от примера на аденин (6-аминопурин), основен фрагмент от нуклеинови киселини.

Производните на амоняк също включват органични вещества, които могат да бъдат конструирани от амониеви соли или негов хидроксид чрез заместване на четирите водородни атома с различни въглеводородни радикали, както може да се види в примера на тетраметиламониев хидроксид:

Друг пример за тетра-заместени амониеви производни - кватернерни амониеви бази или техни соли - е неврин,токсично вещество, образувано при разпадането на животинска тъкан.

Кватернерният азотен атом може да бъде част от хетероцикли, например, съответната сол от пиридинова серия - N-алкилпиридиниева сол. Такива кватернерни соли включват някои алкалоиди. В допълнение, кватернерният азотен атом се намира в много медицински вещества и някои биомолекули.

Горните примери демонстрират разнообразието от амино съединения и тяхното голямо медицинско и биологично значение. Необходимо е да се добави към това, че аминогрупата е част от такива класове биомолекули като аминокиселини и протеини, нуклеинови киселини и присъства в редица естествени въглехидратни производни, наречени аминозахари. Аминогрупата е най-важната функционална група от алкалоиди и множество лекарства за различни цели. Някои примери за такива вещества ще бъдат дадени по-долу.

24.3.2. Амини като органични основи

Наличието на свободна електронна двойка азот придава на амините свойства на основи. Следователно, характерна особеност на амините е реакцията с киселини с образуването на съответните амониеви соли, както може да се види от реакцията за първичния наситен амин:

По същия начин анилинът се образува от анилин, пиридиниевата сол се образува от пиридин и т.н. Подобно на амоняка, амините във водни разтвори създават алкална среда, съгласно уравнението:

Количествено основността на азотсъдържащите основи във водната среда се отразява от стойността на равновесната константа (ДА СЕ b ) (по-често използват стойността rK b ) yl/С а (ВН +), характеризираща киселинността на спрегнатата киселина на дадена основа.

Най-силните основи ще бъдат съединения, съдържащи азотен атом, в които азотната несподелена двойка е разположена в несподелена 5p 3 хибридна орбитала (алифатни амини, амоняк, аминокиселини), а най-слабите ще бъдат тези, в които тази двойка участва в p ,n спрежение (амиди, пирол, пиридин).

Електронодонорните заместители, които включват алкилови групи, трябва да увеличат основността на амините, тъй като те увеличават електронната плътност при азотния атом. Да, метиламин (pK b = 3.27) е по-силна основа от амоняка (pK b = 4,75) и диметиламин (pK b = 3.02) е по-силна основа от метиламина. Въпреки това, когато се премине към триметиламин, противно на очакванията, основността леко намалява (pK b = 4,10). Причината за това е, че с увеличаване на броя на заместителите на азотния атом, приближаването на протона става все по-трудно. Така че тук говорим не за електронното, а за пространственото влияние на заместителите. Този ефект на заместителите се нарича стериченфактор.

Ароматните амини са по-слаби основи от наситените поради ефекта на изтегляне на електрони на ароматния пръстен. Следователно основността на пиридина също е ниска. Натрупването на фенилови заместители значително потиска активността на електронната двойка на азотния атом. Така, rK,дифениламинът е 13.12, а трифениламинът изобщо не проявява свойствата на основа.

Изключително ниската основност на пирола се дължи на факта, че в неговата молекула електронната двойка на азотния атом участва в образуването на b-електронна ароматна връзка. Свързването му с протон изисква значителен допълнителен разход на енергия. В резултат на образуването на пиролиеви соли, ароматната връзка и следователно стабилността на молекулата изчезва. Това обяснява факта, че пиролът бързо става смолист в кисела среда.

Интересно е да се отбележи, че силният ефект на изтегляне на електрони, упражняван от пироловия пръстен върху азотния атом, води до отслабване на N-H връзката, поради което пиролът може да проявява свойствата на слаба киселина (pK А = 17,5).

Под въздействието на такъв активен метал като калия може да се получи неговата калиева сол, пирол-калиев.

Киселинните свойства на N-H връзката на пироловия пръстен обясняват по-специално способността на порфина и неговите естествени производни да образуват соли с метални катиони. Два пиролови пръстена на порфириновата молекула са координирани с катиона поради електронните двойки на техните азотни атоми, а другите два са координирани чрез заместване на водородни атоми, като самата пиролна молекула по време на образуването на пирол-калий. Тези соли са хлорофил и хемоглобин.