Perché le ammine sono chiamate organiche? Ammine

Basi organiche: questo nome è spesso usato in chimica per i composti derivati ​​​​dell'ammoniaca. Gli atomi di idrogeno nella sua molecola vengono sostituiti da radicali idrocarburici. Stiamo parlando di ammine, composti che si ripetono proprietà chimiche ammoniaca. Nel nostro articolo conosceremo la formula generale delle ammine e le loro proprietà.

Struttura della molecola

A seconda di quanti atomi di idrogeno vengono sostituiti dai radicali idrocarburici, si distinguono le ammine primarie, secondarie e terziarie. Ad esempio, la metilammina è un'ammina primaria in cui la specie idrogeno è stata sostituita da un gruppo -CH 3. La formula strutturale delle ammine è R-NH 2 e può essere utilizzata per determinare la composizione di una sostanza organica. Un esempio di ammina secondaria sarebbe la dimetilammina, avente la seguente forma: NH 2 -NH-NH 2 . Nelle molecole dei composti terziari, tutti e tre gli atomi di idrogeno dell'ammoniaca sono sostituiti da radicali idrocarburici, ad esempio la trimetilammina ha la formula (NH 2) 3 N. La struttura delle ammine influenza le loro proprietà fisiche e chimiche.

Caratteristiche fisiche

Lo stato di aggregazione delle ammine dipende dalla massa molare dei radicali. Più è piccolo, minore è il peso specifico della sostanza. Le sostanze inferiori della classe delle ammine sono rappresentate dai gas (ad esempio, la metilammina). Hanno un odore distinto di ammoniaca. Le ammine medie sono liquidi dall'odore debole e i composti con una grande massa di radicali idrocarburici sono solidi inodori. La solubilità delle ammine dipende anche dalla massa del radicale: più è grande, meno la sostanza è solubile in acqua. Pertanto, la struttura delle ammine ne determina condizione fisica e caratteristiche.

Proprietà chimiche

Le caratteristiche delle sostanze dipendono principalmente dalle trasformazioni del gruppo amminico, in cui il ruolo principale è dato alla sua coppia di elettroni solitari. Poiché le sostanze organiche della classe delle ammine sono derivati ​​dell'ammoniaca, sono capaci di reazioni caratteristiche di NH 3. Ad esempio, i composti si dissolvono in acqua. I prodotti di tale reazione saranno sostanze che presentano le proprietà degli idrossidi. Ad esempio, la metilammina, la cui composizione atomica obbedisce alla formula generale delle ammine sature R-NH 2, forma un composto con acqua - metil ammonio idrossido:

CH3 - NH2 + H2O = OH

Le basi organiche reagiscono con gli acidi inorganici e nei prodotti si trova sale. Pertanto, la metilammina con acido cloridrico dà cloruro di metilammonio:

CH3 -NH2 + HCl -> Cl

Reazioni amminiche formula generale di cui - R-NH 2, con acidi organici passa con la sostituzione dell'atomo di idrogeno del gruppo amminico con un anione complesso del residuo acido. Queste sono chiamate reazioni di alchilazione. Come nella reazione con l'acido nitrito, i derivati ​​acilici possono formare solo ammine primarie e secondarie. La trimetilammina e altre ammine terziarie non sono capaci di tali interazioni. Aggiungiamo anche che l'alchilazione in chimica analitica viene utilizzata per separare miscele di ammine e serve anche come reazione qualitativa alle ammine primarie e secondarie; Tra le ammine cicliche, l'anilina gioca un ruolo importante. Si estrae dal nitrobenzene riducendo quest'ultimo con idrogeno in presenza di un catalizzatore. L'anilina è una materia prima per la produzione di materie plastiche, coloranti, esplosivi e sostanze medicinali.

Caratteristiche delle ammine terziarie

I derivati ​​​​terziari dell'ammoniaca differiscono nelle loro proprietà chimiche dai composti mono- o disostituiti. Ad esempio, possono interagire con composti alogenati di idrocarburi saturi. Di conseguenza, si formano sali di tetraalchilammonio. L'ossido d'argento reagisce con le ammine terziarie e le ammine si trasformano in idrossidi di tetraalchilammonio, che sono basi forti. Gli acidi aprotici, come il trifluoruro di boro, possono formare composti complessi con la trimetilammina.

Test qualitativo per le ammine primarie

Un reagente che può essere utilizzato per rilevare ammine mono- o di-sostituite può essere l'acido nitroso. Poiché non esiste allo stato libero, per ottenerlo in soluzione si effettua prima una reazione tra acido cloruro diluito e nitrito di sodio. Viene quindi aggiunta l'ammina primaria disciolta. La composizione della sua molecola può essere espressa utilizzando la formula generale delle ammine: R-NH 2. Questo processo è accompagnato dalla comparsa di molecole idrocarburi insaturi, che può essere determinato utilizzando una reazione con acqua bromo o soluzione di permanganato di potassio. La reazione dell'isonitrile può anche essere considerata qualitativa. In esso, le ammine primarie reagiscono con il cloroformio in un ambiente con una concentrazione eccessiva di anioni del gruppo ossidrile. Di conseguenza, si formano isonitrili, che hanno un odore specifico sgradevole.

Caratteristiche della reazione delle ammine secondarie con l'acido nitrito

La tecnologia per produrre il reagente HNO 2 è descritta sopra. Quindi alla soluzione contenente il reagente viene aggiunto un derivato organico dell'ammoniaca contenente due radicali idrocarburici, ad esempio la dietilammina, la cui molecola corrisponde alla formula generale delle ammine secondarie NH 2 -R-NH 2. Nei prodotti della reazione troviamo un nitro composto: la N-nitrosodietilammina. Se viene esposto all'acido clorico, il composto si decompone nel sale cloruro dell'ammina originale e nel cloruro di nitrosile. Aggiungiamo anche che le ammine terziarie non sono capaci di reazioni con l'acido nitroso. Ciò è spiegato dal seguente fatto: l'acido nitrito è un acido debole e i suoi sali, quando interagiscono con ammine contenenti tre radicali idrocarburici, soluzioni acquose sono completamente idrolizzati.

Modalità di ottenimento

Le ammine, la cui formula generale è R-NH 2, possono essere prodotte mediante riduzione di composti contenenti azoto. Può trattarsi ad esempio della riduzione dei nitroalcani in presenza di un catalizzatore - nichel metallico - quando riscaldato a +50 ⁰C e ad una pressione fino a 100 atm. Come risultato di questo processo, il nitroetano, il nitropropano o il nitrometano vengono convertiti in ammine. Sostanze di questa classe possono essere ottenute anche riducendo composti del gruppo nitrilico con idrogeno. Questa reazione avviene in solventi organici e richiede la presenza di un catalizzatore di nichel. Se come agente riducente viene utilizzato il sodio metallico, in questo caso il processo viene effettuato in una soluzione alcolica. Diamo altri due metodi come esempi: l'amminazione di alcani e alcoli alogenati.

Nel primo caso si forma una miscela di ammine. L'amminazione degli alcoli viene effettuata nel modo seguente: una miscela di metanolo o vapore di etanolo con ammoniaca viene fatta passare sull'ossido di calcio, che funge da catalizzatore. Le ammine primarie, secondarie e terziarie risultanti possono solitamente essere separate mediante distillazione.

Nel nostro articolo abbiamo studiato la struttura e le proprietà dei composti contenenti azoto composti organici- ammine.

Ammine

Classificazione e nomenclatura

Le ammine sono derivati ​​organici dell'ammoniaca, nella cui molecola uno, due o tre atomi di idrogeno sono sostituiti da radicali. Su questa base si distinguono primario (RNH2), secondario (R2NH) e terziario (R3N) ammine

A seconda della natura del radicale, le ammine possono essere sature o aromatiche, nonché aromatiche sature (rispettivamente metilammina, anilina e metilanilina). Un radicale ramificato può anche essere associato ad un atomo di azoto (ad esempio, strofina butilammina) e policondensati, come dimostrato dall'esempio dell'adamantilammina (aminoadamantano), che ha un effetto biologico e viene utilizzato in medicina

Secondo i principi della nomenclatura razionale, il nome di questa classe di sostanze è costituito dal nome dei radicali dell'atomo di azoto, detti ammina. Nei nomi delle ammine primarie secondo la nomenclatura internazionale viene dato il nome all'atomo di azoto amminico ami-Ma, utilizzato indicando la sua posizione prima del nome della catena idrocarburica. Tuttavia, molte ammine hanno mantenuto i loro nomi banali, ad esempio anilina".

Le molecole delle sostanze organiche possono contenere, oltre al gruppo amminico, altri sostituenti, come ad esempio nel caso dell'acido sulfanilico. Nell'anello saturo può essere incluso anche l'atomo di azoto amminico. Tra le ammine eterocicliche sature c'è una struttura a tre membri costruita con tensione

etilenimina,

avere un forte effetto mutageno. L'anello etilenimina fa parte delle molecole di alcuni farmaci. Gli anelli di tetraidropirrolo e piperidina presenti nelle molecole di numerosi alcaloidi (tra cui nicotina e anabasina, vedere la Sezione 20.4) sono costruiti senza tensione.

Con la loro partecipazione, così come con l'aiuto dell'anello morfolinico, vengono costruite le molecole di molti farmaci. Ammine aromatiche eterocicliche sono, ad esempio, pirrolo e piridina. Infine, il gruppo amminico può anche essere associato ad un eterociclo, come illustra l'esempio dell'adenina (6-amminopurina), un frammento essenziale degli acidi nucleici. I derivati ​​​​dell'ammoniaca includono anche sostanze organiche che possono essere costruite da sali di ammonio o dal suo idrossido sostituendo tutti e quattro gli atomi di idrogeno con vari radicali idrocarburici, come si può vedere nell'esempio del tetrametilammonio idrossido:

Un altro esempio di derivati ​​dell'ammonio tetrasostituiti - basi di ammonio quaternario o loro sali - è

Gli esempi sopra riportati dimostrano la diversità dei composti amminici e il loro grande significato medico e biologico. A ciò va aggiunto che il gruppo amminico fa parte di classi di biomolecole come aminoacidi e proteine, acidi nucleici ed è presente in numerosi derivati ​​naturali dei carboidrati chiamati aminozuccheri. Il gruppo amminico è il gruppo funzionale più importante degli alcaloidi e di numerosi farmaci per vari scopi.

Di seguito verranno forniti alcuni esempi di tali sostanze.

24.3.2. Ammine come basi organiche La presenza di una coppia di elettroni liberi dell'azoto conferisce alle ammine le proprietà delle basi. Perciò

tratto caratteristico ammine è una reazione con acidi per formare i corrispondenti sali di ammonio, come si può vedere dalla reazione per l'ammina primaria satura: Allo stesso modo, l'anilina è formata dall'anilina, il sale di piridinio è formato dalla piridina, ecc. Come l'ammoniaca, le ammine nelle soluzioni acquose creano

ambiente alcalino , secondo l'equazione: Quantitativamente la basicità delle basi contenenti azoto in ambiente acquatico riflesso dal valore della costante di equilibrio ) (A B riflesso dal valore della costante di equilibrio ) (più spesso usano il valore

rk

yl/С а (ВН +), che caratterizza l'acidità dell'acido coniugato di una data base. Le basi più forti saranno composti contenenti un atomo di azoto in cui la coppia solitaria di azoto si trova nell'orbitale ibrido solitario 5p 3 (ammine alifatiche, ammoniaca, amminoacidi), e quelle più deboli saranno quelle in cui questa coppia è coinvolta in p ,n coniugazione (ammidi, pirrolo, piridina). riflesso dal valore della costante di equilibrio = I sostituenti donatori di elettroni, che includono gruppi alchilici, dovrebbero aumentare la basicità delle ammine perché aumentano la densità elettronica nell'atomo di azoto. Le basi più forti saranno composti contenenti un atomo di azoto in cui la coppia solitaria di azoto si trova nell'orbitale ibrido solitario 5p 3 (ammine alifatiche, ammoniaca, amminoacidi), e quelle più deboli saranno quelle in cui questa coppia è coinvolta in p ,n coniugazione (ammidi, pirrolo, piridina). riflesso dal valore della costante di equilibrio Sì, metilammina Le basi più forti saranno composti contenenti un atomo di azoto in cui la coppia solitaria di azoto si trova nell'orbitale ibrido solitario 5p 3 (ammine alifatiche, ammoniaca, amminoacidi), e quelle più deboli saranno quelle in cui questa coppia è coinvolta in p ,n coniugazione (ammidi, pirrolo, piridina). riflesso dal valore della costante di equilibrio = (pK 3.27) è una base più forte dell'ammoniaca= 4,75) e dimetilammina Le basi più forti saranno composti contenenti un atomo di azoto in cui la coppia solitaria di azoto si trova nell'orbitale ibrido solitario 5p 3 (ammine alifatiche, ammoniaca, amminoacidi), e quelle più deboli saranno quelle in cui questa coppia è coinvolta in p ,n coniugazione (ammidi, pirrolo, piridina). riflesso dal valore della costante di equilibrio 3.02) - altro fondamenta forti rispetto alla metilammina.

Le ammine aromatiche sono basi più deboli di quelle sature a causa dell'effetto di ritiro degli elettroni dell'anello aromatico. Pertanto, anche la basicità della piridina è bassa. L'accumulo di sostituenti fenilici sopprime notevolmente l'attività della coppia di elettroni dell'atomo di azoto. COSÌ, rk,

la difenilammina è 13,12 e la trifenilammina non presenta affatto le proprietà di una base.

La basicità estremamente bassa del pirrolo è causata dal fatto che nella sua molecola la coppia di elettroni dell'atomo di azoto è coinvolta nella formazione di un legame aromatico di elettroni b. Il suo legame con un protone richiede un significativo dispendio energetico aggiuntivo. Come risultato della formazione dei sali di pirrolio, il legame aromatico e, di conseguenza, la stabilità della molecola scompare. Ciò spiega il fatto che il pirrolo diventa rapidamente resinoso in un ambiente acido.È interessante notare che il forte effetto elettron-attrattore esercitato dall’anello pirrolico sull’atomo di azoto porta ad un indebolimento Le basi più forti saranno composti contenenti un atomo di azoto in cui la coppia solitaria di azoto si trova nell'orbitale ibrido solitario 5p 3 (ammine alifatiche, ammoniaca, amminoacidi), e quelle più deboli saranno quelle in cui questa coppia è coinvolta in p ,n coniugazione (ammidi, pirrolo, piridina). Collegamenti NH = 17,5).

, grazie al quale il pirrolo è in grado di mostrare le proprietà di un acido debole

UN

Sotto l'influenza di un metallo attivo come il potassio, è possibile preparare il suo sale di potassio, il pirrolo-potassio. Le proprietà acide del legame N-H dell'anello pirrolico spiegano, in particolare, la capacità della porfina e dei suoi derivati ​​naturali di formare sali con cationi metallici. Due anelli pirrolici della molecola di porfirina sono coordinati con il catione grazie alle coppie di elettroni dei loro atomi di azoto, e gli altri due sono coordinati sostituendo gli atomi di idrogeno, come la molecola pirrolica stessa durante la formazione del pirrolo-potassio. Questi sali sono la clorofilla e l'emoglobina.

Ammine

- derivati ​​organici dell'ammoniaca, nella cui molecola uno, due o tutti e tre gli atomi di idrogeno sono sostituiti da un residuo di carbonio.

Solitamente esistono tre tipi di ammine:

Le ammine in cui il gruppo amminico è legato direttamente ad un anello aromatico sono chiamate ammine aromatiche. Il rappresentante più semplice di questi composti è l'amminobenzene o l'anilina: Di base

caratteristica distintiva

La struttura elettronica delle ammine è la presenza di una coppia di elettroni solitari sull'atomo di azoto incluso nel gruppo funzionale. Ciò fa sì che le ammine mostrino le proprietà delle basi.

Esistono ioni che sono il prodotto della sostituzione formale di tutti gli atomi di idrogeno nello ione ammonio con un radicale idrocarburico:

Questi ioni si trovano in sali simili ai sali di ammonio. Si chiamano sali di ammonio quaternario.

Isomeria e nomenclatura delle ammine 1. Le ammine sono caratterizzate da isomeria strutturale:

UN) isomeria della posizione del gruppo funzionale:

2. Le ammine primarie, secondarie e terziarie sono isomeriche tra loro (isomerismo interclasse):

Come si vede dagli esempi riportati, per denominare un'ammina si elencano i sostituenti associati all'atomo di azoto (in ordine di precedenza) e si aggiunge il suffisso - ammina.

Proprietà fisiche delle ammine

Le ammine più semplici (metilammina, dimetilammina, trimetilammina) sono sostanze gassose. Le restanti ammine inferiori sono liquidi che si dissolvono bene in acqua. Hanno un odore caratteristico che ricorda l'ammoniaca.

Le ammine primarie e secondarie sono in grado di formare legami idrogeno. Ciò porta ad un notevole aumento dei loro punti di ebollizione rispetto ai composti aventi lo stesso peso molecolare, ma non in grado di formare legami idrogeno.

L'anilina è un liquido oleoso, scarsamente solubile in acqua, bollente a una temperatura di 184 °C.

Proprietà chimiche delle ammine

Le proprietà chimiche delle ammine sono determinate principalmente dalla presenza di una coppia di elettroni solitari sull'atomo di azoto.

Ammine come basi. L'atomo di azoto del gruppo amminico, come l'atomo di azoto nella molecola di ammoniaca, a causa di una coppia solitaria di elettroni, può formare un legame covalente secondo il meccanismo donatore-accettore, agendo come donatore. A questo proposito, le ammine, come l'ammoniaca, sono in grado di attaccare un catione idrogeno, cioè di agire come una base:

1. Reazione degli amioni con l'acqua porta alla formazione di ioni idrossido:

2. Reazione con acidi. L'ammoniaca reagisce con gli acidi per formare sali di ammonio. Le ammine sono anche in grado di reagire con gli acidi:

Le proprietà fondamentali delle ammine alifatiche sono più pronunciate di quelle dell'ammoniaca. Ciò è dovuto alla presenza di uno o più sostituenti alchilici donatori, il cui effetto induttivo positivo aumenta la densità elettronica sull'atomo di azoto. Un aumento della densità elettronica trasforma l’azoto in un donatore di coppie di elettroni più forte, migliorandone le proprietà di base:

Combustione dell'amione. Le ammine bruciano nell'aria per formare anidride carbonica, acqua e azoto:

Applicazione delle ammine

Le ammine sono ampiamente utilizzate per produrre farmaci e materiali polimerici. L'anilina è il composto più importante di questa classe, che viene utilizzato per la produzione di coloranti all'anilina, farmaci (farmaci sulfamidici) e materiali polimerici (resine di anilina formaldeide).

Le ammine sono l’unica classe di composti organici che sono notevolmente basici. Tuttavia, le ammine sono basi deboli. Adesso sarà utile tornare al tavolo. 12-1 per richiamare le tre definizioni di acidi e basi. Secondo le tre definizioni di basicità si possono distinguere tre aspetti del comportamento chimico delle ammine.

1. Le ammine reagiscono con gli acidi, agendo come accettori di protoni:

Pertanto, le ammine sono basi di Bronsted. 2. Le ammine sono donatori di coppie di elettroni (basi di Lewis):

3. Soluzioni acquose di ammine pertanto, le ammine, quando interagiscono con l'acqua, sono in grado di generare anioni idrossido

Pertanto, le ammine sono basi di Arrhenius. Sebbene tutte le ammine siano basi deboli, la loro basicità dipende dalla natura e dal numero di radicali idrocarburici attaccati all'atomo di azoto. Le alchilammine sono molto più basiche delle ammine aromatiche. Tra le alchilammine le più basiche sono quelle secondarie, un po' meno basiche le primarie, seguite dalle ammine terziarie e dall'ammoniaca. In generale, la basicità diminuisce nell'ordine:

Una misura della basicità di una sostanza è la costante di basicità, che è la costante di equilibrio dell'interazione di un'ammina con l'acqua (vedere la definizione di basicità di Arrhenius sopra). Poiché l’acqua è presente in grande eccesso, la sua concentrazione non appare nell’espressione della costante di basicità:

Più forte è la base, più numero maggiore i protoni verranno strappati via alle molecole d'acqua e maggiore sarà la concentrazione di ioni idrossido nella soluzione. Pertanto, sono caratterizzate basi più forti

valori K elevati I valori per alcune ammine sono riportati di seguito:

Questi valori illustrano la relazione tra la basicità delle ammine e la loro struttura, di cui si è parlato sopra. La base più forte è la dimetilammina secondaria, mentre la più debole è l'ammina aromatica anilina.

Le ammine aromatiche sono basi molto deboli perché la coppia elettronica solitaria dell'atomo di azoto (che determina le proprietà basiche delle ammine) interagisce con la nube elettronica del nucleo aromatico ed è quindi meno accessibile a un protone (o altro acido). La maggiore basicità delle ammine secondarie rispetto a quelle primarie è spiegata dal fatto che i gruppi alchilici, a causa del loro effetto induttivo positivo, forniscono elettroni attraverso legami -all'atomo di azoto, il che facilita la condivisione di una coppia di elettroni solitari. Due gruppi alchilici contribuiscono con più elettroni all'atomo di azoto di uno, quindi le ammine secondarie sono basi più forti. Sulla base di ciò, ci si aspetterebbe che le ammine terziarie siano basi ancora più forti di quelle secondarie. Tuttavia, questa ipotesi è giustificata solo per la fase gassosa e in una soluzione acquosa la basicità delle ammine terziarie non è così elevata. Ciò è probabilmente dovuto agli effetti di solvatazione.

Le ammine sono basi organiche deboli. La loro basicità è determinata dal numero e dalla natura dei sostituenti organici legati all'atomo di azoto. La presenza di un anello aromatico riduce drasticamente la basicità (il valore delle ammine. Le ammine secondarie sono basi più forti di quelle primarie e terziarie.

La classificazione delle ammine è varia ed è determinata da quale caratteristica strutturale viene presa come base.

A seconda del numero di gruppi organici legati all'atomo di azoto, si distinguono:

ammine primarie un gruppo organico sull'azoto RNH 2

ammine secondarie due gruppi organici sull'azoto R 2 NH, i gruppi organici possono essere diversi R "R" NH

ammine terziarie tre gruppi organici sull'azoto R 3 N o R"R"R""N

In base al tipo di gruppo organico associato all'azoto si distinguono gli alifatici CH 3 N6H 5 N

In base al numero di gruppi amminici presenti nella molecola, le ammine si dividono in monoammine CH 3 NH 2, diammine H 2 N(CH 2) 2 NH 2, triammine, ecc.

Nomenclatura delle ammine.

la parola “ammina” viene aggiunta al nome dei gruppi organici associati all'azoto, e i gruppi sono menzionati in ordine alfabetico, ad esempio CH 3 NHC 3 H 7 metilpropilammina, CH 3 N (C 6 H 5) 2 metildifenilammina. Le norme consentono anche di comporre il nome sulla base di un idrocarburo in cui il gruppo amminico è considerato come sostituente. In questo caso la sua posizione è indicata mediante un indice numerico: C 5 H 3 C 4 H 2 C 3 H (NH 2) C 2 H 2 C 1 H 3 3-amminopentano (indici numerici superiori blu indicare l'ordine di numerazione degli atomi C). Per alcune ammine sono stati conservati nomi banali (semplificati): C 6 H 5 NH 2 anilina (il nome secondo le regole della nomenclatura è fenilammina).

In alcuni casi vengono utilizzati nomi consolidati, che sono nomi corretti distorti: H 2 NCH 2 CH 2 OH monoetanolammina (correttamente 2-amminoetanolo); (OHCH 2 CH 2) 2 NH dietanolammina, il nome corretto è bis(2-idrossietil)ammina. Nomi banali, distorti e sistematici (compilati secondo le regole della nomenclatura) spesso coesistono in chimica.

Proprietà fisiche delle ammine.

I primi rappresentanti di una serie di ammine sono la metilammina CH 3 NH 2, la dimetilammina (CH 3) 2 NH, la trimetilammina (CH 3) 3 N e l'etilammina C 2 H 5 NH 2 a temperatura ambiente gassose, quindi con un aumento del numero di atomi in R, le ammine diventano liquide e con un aumento della lunghezza della catena R fino a 10 atomi di C, diventano sostanze cristalline. La solubilità delle ammine in acqua diminuisce all'aumentare della lunghezza della catena R e all'aumentare del numero di gruppi organici associati all'azoto (transizione alle ammine secondarie e terziarie). L'odore delle ammine ricorda l'odore dell'ammoniaca. Le ammine superiori (con R grande) sono praticamente inodore.

Proprietà chimiche delle ammine.

La capacità distintiva delle ammine di aggiungere molecole neutre (ad esempio, gli alogenuri di idrogeno HHal, con la formazione di sali organoammonio, simili ai sali di ammonio in chimica inorganica. Per formare un nuovo legame, l'azoto fornisce una coppia di elettroni solitari, agendo come donatore. Il protone H+ coinvolto nella formazione del legame (dall'alogenuro di idrogeno) svolge il ruolo di accettore (ricevitore), tale legame è chiamato donatore-accettore (Fig. 1); Il legame NH covalente risultante è completamente equivalente ai legami NH presenti nell'ammina.

Anche le ammine terziarie aggiungono HCl, ma quando il sale risultante viene riscaldato in una soluzione acida, si decompone e R viene separato dall'atomo di N:

(C2H5) 3 N+HCl® [(C2H5) 3 N H]Cl

[(C2H5) 3 N H]Cl® (C2H5) 2 N H+C2H5Cl

Confrontando queste due reazioni, è chiaro che il gruppo C 2 H 5 e H sembrano cambiare posto, di conseguenza, da un'ammina terziaria si forma un'ammina secondaria.

Dissolvendosi in acqua, le ammine catturano un protone allo stesso modo, di conseguenza nella soluzione compaiono ioni OH, il che corrisponde alla formazione di un ambiente alcalino, che può essere rilevato utilizzando indicatori convenzionali.

C2H5 N H2+H2O®++OH

Con la formazione di un legame donatore-accettore, le ammine possono aggiungere non solo HCl, ma anche aloalchile RCl, formando così nuova connessione NR, anch'esso equivalente a quelli già esistenti. Se prendiamo come materiale di partenza un'ammina terziaria, otteniamo un sale di tetraalchilammonio (quattro gruppi R su un atomo di N):

(C2H5) 3 N+ C2H5I® [(C2H5) 4 N]IO

Questi sali, sciogliendosi in acqua e in alcuni solventi organici, si dissociano (si disintegrano), formando ioni:

[(C2H5) 4 N]I® [(C2H5) 4 N] + + Io

Tali soluzioni, come tutte le soluzioni contenenti ioni, conducono corrente elettrica. Nei sali di tetraalchilammonio, l'alogeno può essere sostituito con un gruppo HO:

[(CA 3) 4 N]Cl + AgOH® [(CH 3) 4 N]OH + AgCl

L'idrossido di tetrametilammonio risultante è una base forte con proprietà simili agli alcali.

Le ammine primarie e secondarie reagiscono con l'acido nitroso HON=O, ma reagiscono in modi diversi. Gli alcoli primari sono formati da ammine primarie:

C2H5 N H2+H N O2®C2H5OH+ N 2+H2O

A differenza delle ammine primarie, le ammine secondarie formano nitrosammine gialle, scarsamente solubili con acido nitroso - composti contenenti il ​​frammento >NN = O:

(C2H5) 2 N H+H N O2® (C2H5) 2 N– N=O+H2O

Le ammine terziarie non reagiscono con l'acido nitroso a temperature ordinarie, quindi l'acido nitroso è un reagente che consente di distinguere tra ammine primarie, secondarie e terziarie.

Quando le ammine si condensano con gli acidi carbossilici, si formano ammidi acide, composti con il frammento C(O)N

La condensazione delle ammine con aldeidi e chetoni porta alla formazione delle cosiddette basi di Schiff - composti contenenti il ​​frammento N=C2.

Quando le ammine primarie interagiscono con il fosgene Cl 2 C=O, si formano composti con il gruppo N=C=O, chiamati isocianati (Fig. 2D, preparazione di un composto con due gruppi isocianato).

Tra le ammine aromatiche la più famosa è l'anilina (fenilammina) C 6 H 5 NH 2. Le sue proprietà sono simili alle ammine alifatiche, ma la sua basicità è meno pronunciata; nelle soluzioni acquose non forma un ambiente alcalino. Come le ammine alifatiche, può formare sali di ammonio [C 6 H 5 NH 3 ] + Cl con acidi minerali forti. Quando l'anilina reagisce con l'acido nitroso (in presenza di HCl), si forma un diazo composto contenente il frammento RN=N che si ottiene sotto forma di sale ionico chiamato sale di diazonio (Fig. 3A); Pertanto, l'interazione con l'acido nitroso non avviene come nel caso delle ammine alifatiche. L'anello benzenico nell'anilina ha una reattività caratteristica dei composti aromatici ( cm. AROMATICITÀ), durante l'alogenazione, gli atomi di idrogeno in orto- E paio-le posizioni del gruppo amminico vengono sostituite, risultando in cloroaniline con vari gradi di sostituzione (Fig. 3B). L'azione dell'acido solforico porta alla solfonazione paio-posizione al gruppo amminico, si forma il cosiddetto acido solfanilico (Fig. 3B).

Preparazione delle ammine.

Quando l'ammoniaca reagisce con gli aloalchili, come RCl, si forma una miscela di ammine primarie, secondarie e terziarie. Il sottoprodotto HCl risultante si combina con le ammine per formare un sale di ammonio, ma se c'è un eccesso di ammoniaca, il sale si decompone, consentendo al processo di procedere alla formazione di sali di ammonio quaternario (Fig. 4A). A differenza degli alogenuri alchilici alifatici, gli alogenuri arilici, ad esempio C 6 H 5 Cl, reagiscono con grande difficoltà con l'ammoniaca, la sintesi è possibile solo con catalizzatori contenenti rame; Nell'industria, le ammine alifatiche si ottengono dalla reazione catalitica degli alcoli con NH 3 a 300-500 ° C e una pressione di 1-20 MPa, risultando in una miscela di ammine primarie, secondarie e terziarie (Fig. 4B).

Quando aldeidi e chetoni interagiscono con il sale di ammonio dell'acido formico HCOONH 4, si formano ammine primarie (Fig. 4C) e la reazione di aldeidi e chetoni con ammine primarie (in presenza di acido formico HCOOH) porta ad ammine secondarie (Fig. 4D).

I composti nitro (contenenti il ​​gruppo NO 2) dopo riduzione formano ammine primarie. Questo metodo, proposto da N.N. Zinin, è poco utilizzato per i composti alifatici, ma è importante per la preparazione delle ammine aromatiche e ne costituisce la base produzione industriale anilina (Fig. 4D).

Le ammine sono usate raramente come composti singoli; ad esempio, la polietilenpoliammina [-C 2 H 4 NH-] è utilizzata nella vita di tutti i giorni. N(nome commerciale PEPA) come indurente per resine epossidiche. L'utilizzo principale delle ammine è come prodotti intermedi nella preparazione di varie sostanze organiche. Il ruolo principale spetta all'anilina, sulla base della quale viene prodotta una vasta gamma di coloranti all'anilina, e la “specializzazione” del colore viene stabilita già nella fase di ottenimento dell'anilina stessa. L'anilina ultrapura senza omologhi è chiamata nel settore "anilina per il blu" (che significa il colore della futura tintura). “Anilina per rosso” deve contenere, oltre all'anilina, una miscela orto- E paio-toluidina (CH3C6H4NH2).

Le diammine alifatiche sono i composti di partenza per la produzione di poliammidi, ad esempio il nylon (Fig. 2), che è ampiamente utilizzato per la produzione di fibre, pellicole polimeriche, nonché componenti e parti nell'ingegneria meccanica (ingranaggi in poliammide).

Dai diisocianati alifatici (Fig. 2) si ottengono poliuretani che hanno un complesso tecnico proprietà importanti: elevata tenacità abbinata ad elasticità e resistenza all'abrasione molto elevata (suole per scarpe in poliuretano), nonché buona adesione ad un'ampia gamma di materiali (adesivi poliuretanici). Sono ampiamente utilizzati anche in forma espansa (schiume poliuretaniche).

I farmaci antinfiammatori sulfamidici sono sintetizzati a base di acido sulfanilico (Fig. 3).

I sali di diazonio (Fig. 2) sono utilizzati nei materiali fotosensibili per la fotocopiatura, il che consente di ottenere un'immagine bypassando la fotografia convenzionale agli alogenuri d'argento ( cm. COPIA IN NERO).

Michail Levickij