Mengapa amina dipanggil organik? Amin

Bes organik - nama ini sering digunakan dalam kimia untuk sebatian yang merupakan terbitan ammonia. Atom hidrogen dalam molekulnya digantikan oleh radikal hidrokarbon. Kita bercakap tentang amina - sebatian yang berulang sifat kimia ammonia. Dalam artikel kami, kami akan berkenalan dengan formula am amina dan sifatnya.

Struktur molekul

Bergantung kepada bilangan atom hidrogen yang digantikan oleh radikal hidrokarbon, amina primer, sekunder dan tertier dibezakan. Sebagai contoh, metilamin ialah amina primer di mana spesies hidrogen telah digantikan oleh kumpulan -CH 3. Formula struktur amina ialah R-NH 2 dan boleh digunakan untuk menentukan komposisi bahan organik. Contoh amina sekunder ialah dimethylamine, mempunyai bentuk berikut: NH 2 -NH-NH 2 . Dalam molekul sebatian tertier, ketiga-tiga atom hidrogen ammonia digantikan oleh radikal hidrokarbon, contohnya, trimetilamina mempunyai formula (NH 2) 3 N. Struktur amina mempengaruhi sifat fizikal dan kimianya.

Ciri-ciri fizikal

Keadaan pengagregatan amina bergantung pada jisim molar radikal. Semakin kecil ia, semakin rendah graviti tentu bahan tersebut. Bahan yang lebih rendah daripada kelas amina diwakili oleh gas (contohnya, metilamin). Mereka mempunyai bau ammonia yang berbeza. Amina sederhana ialah cecair berbau lemah, dan sebatian dengan jisim radikal hidrokarbon yang besar adalah pepejal tidak berbau. Keterlarutan amina juga bergantung pada jisim radikal: semakin besar ia, semakin kurang larut bahan dalam air. Oleh itu, struktur amina menentukan mereka keadaan fizikal dan ciri-ciri.

Sifat kimia

Ciri-ciri bahan bergantung terutamanya pada transformasi kumpulan amino, di mana peranan utama diberikan kepada pasangan elektron tunggalnya. Oleh kerana bahan organik kelas amina adalah terbitan ammonia, ia berkeupayaan untuk bertindak balas dengan ciri NH 3. Sebagai contoh, sebatian larut dalam air. Hasil tindak balas sedemikian akan menjadi bahan yang mempamerkan sifat hidroksida. Sebagai contoh, metilamin, komposisi atom yang mematuhi formula am amina tepu R-NH 2, membentuk sebatian dengan air - metil ammonium hidroksida:

CH 3 - NH 2 + H 2 O = OH

Bes organik bertindak balas dengan asid tak organik, dan garam ditemui dalam produk. Oleh itu, metilamin dengan asid hidroklorik memberikan metilammonium klorida:

CH 3 -NH 2 + HCl -> Cl

Reaksi amina formula am daripadanya - R-NH 2, dengan asid organik lulus dengan penggantian atom hidrogen kumpulan amino dengan anion kompleks sisa asid. Ini dipanggil tindak balas alkilasi. Seperti dalam tindak balas dengan asid nitrit, derivatif asil hanya boleh membentuk amina primer dan sekunder. Trimethylamine dan amina tertier lain tidak mampu melakukan interaksi sedemikian. Marilah kita juga menambah bahawa alkilasi dalam kimia analitik digunakan untuk memisahkan campuran amina; ia juga berfungsi sebagai tindak balas kualitatif kepada amina primer dan sekunder. Antara amina kitaran, anilin memainkan peranan penting. Ia diekstrak daripada nitrobenzena dengan mengurangkan yang terakhir dengan hidrogen dengan kehadiran mangkin. Aniline adalah bahan mentah untuk pengeluaran plastik, pewarna, bahan letupan dan bahan perubatan.

Ciri amina tertier

Derivatif ammonia tertier berbeza dalam sifat kimianya daripada sebatian mono atau tersubstitusi. Sebagai contoh, mereka boleh berinteraksi dengan sebatian halogen hidrokarbon tepu. Akibatnya, garam tetraalkylammonium terbentuk. Perak oksida bertindak balas dengan amina tertier, dan amina berubah menjadi tetraalkylammonium hidroksida, yang merupakan bes kuat. Asid aprotik, seperti boron trifluorida, boleh membentuk sebatian kompleks dengan trimethylamine.

Ujian kualitatif untuk amina primer

Reagen yang boleh digunakan untuk mengesan amina mono-atau di-substitusi boleh menjadi asid nitrus. Oleh kerana ia tidak wujud dalam keadaan bebas, untuk mendapatkannya dalam larutan, tindak balas pertama dilakukan antara asid klorida cair dan natrium nitrit. Amina primer terlarut kemudiannya ditambah. Komposisi molekulnya boleh dinyatakan menggunakan formula am amina: R-NH 2. Proses ini disertai dengan penampilan molekul hidrokarbon tak tepu, yang boleh ditentukan menggunakan tindak balas dengan air bromin atau larutan kalium permanganat. Tindak balas isonitrile juga boleh dianggap kualitatif. Di dalamnya, amina primer bertindak balas dengan kloroform dalam persekitaran dengan kepekatan berlebihan anion kumpulan hidroksil. Akibatnya, isonitriles terbentuk, yang mempunyai bau khusus yang tidak menyenangkan.

Ciri-ciri tindak balas amina sekunder dengan asid nitrit

Teknologi untuk mendapatkan reagen HNO 2 diterangkan di atas. Kemudian terbitan organik ammonia yang mengandungi dua radikal hidrokarbon, sebagai contoh, dietilamina, molekul yang sepadan dengan formula am amina sekunder NH 2 -R-NH 2, ditambah kepada larutan yang mengandungi reagen. Dalam produk tindak balas kita dapati sebatian nitro: N-nitrosodiethylamine. Jika ia terdedah kepada asid klorik, sebatian terurai menjadi garam klorida amina asal dan nitrosil klorida. Marilah kita juga menambah bahawa amina tertier tidak mampu bertindak balas dengan asid nitrus. Ini dijelaskan oleh fakta berikut: asid nitrit adalah asid lemah, dan garamnya, apabila berinteraksi dengan amina yang mengandungi tiga radikal hidrokarbon, larutan akueus terhidrolisis sepenuhnya.

Kaedah mendapatkan

Amina, formula amnya ialah R-NH 2, boleh dihasilkan dengan pengurangan sebatian yang mengandungi nitrogen. Sebagai contoh, ini boleh menjadi pengurangan nitroalkana dengan kehadiran pemangkin - nikel logam - apabila dipanaskan hingga +50 ⁰C dan pada tekanan sehingga 100 atm. Nitroethane, nitropropane atau nitromethane ditukar kepada amina hasil daripada proses ini. Bahan kelas ini juga boleh didapati dengan mengurangkan sebatian kumpulan nitril dengan hidrogen. Tindak balas ini berlaku dalam pelarut organik dan memerlukan kehadiran mangkin nikel. Jika logam natrium digunakan sebagai agen penurunan, dalam kes ini proses dijalankan dalam larutan alkohol. Mari kita berikan dua kaedah lagi sebagai contoh: aminasi alkana dan alkohol terhalogen.

Dalam kes pertama, campuran amina terbentuk. Aminasi alkohol dilakukan dengan cara berikut: campuran metanol atau wap etanol dengan ammonia disalurkan ke atas kalsium oksida, yang bertindak sebagai pemangkin. Amina primer, sekunder dan tertier yang terhasil biasanya boleh dipisahkan dengan penyulingan.

Dalam artikel kami, kami mengkaji struktur dan sifat yang mengandungi nitrogen sebatian organik- amina.

Amin

Klasifikasi dan tatanama

Amina adalah derivatif organik ammonia, dalam molekul yang mana satu, dua atau tiga atom hidrogen digantikan oleh radikal. Atas dasar ini mereka membezakan utama (RNH 2), menengah (R 2 NH) dan tertiari (R 3 N) amina

Bergantung pada sifat radikal, amina boleh menjadi tepu atau aromatik, serta aromatik tepu (masing-masing metilamin, anilin dan metilanilin). Radikal bercabang juga boleh dikaitkan dengan atom nitrogen (contohnya, menggosok butylamine), dan polikondensasi, seperti yang ditunjukkan oleh contoh adamantylamine (aminoadamantane), yang mempunyai kesan biologi dan digunakan dalam perubatan

Menurut prinsip tatanama rasional, nama kelas bahan ini terdiri daripada nama radikal pada atom nitrogen, yang dipanggil amina. Dalam nama amina primer mengikut tatanama antarabangsa, atom nitrogen amina diberi nama ami-Tetapi, digunakan dengan menunjukkan lokasinya sebelum nama rantai hidrokarbon. Walau bagaimanapun, banyak amina mengekalkan nama remeh mereka, contohnya, anilin".

Sebagai tambahan kepada kumpulan amino, molekul bahan organik mungkin mengandungi substituen lain, seperti, sebagai contoh, kes dengan asid sulfanilik. Atom nitrogen amina juga boleh dimasukkan ke dalam cincin tepu. Antara amina heterosiklik tepu ialah struktur tiga anggota yang dibina dengan ketegangan

etilenamin,

mempunyai kesan mutagenik yang kuat. Cincin ethyleneimine adalah sebahagian daripada molekul beberapa ubat. Gelang tetrahydropyrrole dan piperidine yang terdapat dalam molekul sebilangan alkaloid (termasuk nikotin dan anabasine, lihat Bahagian 20.4) dibina tanpa ketegangan.

Dengan penyertaan mereka, serta dengan bantuan cincin morfolin, molekul banyak ubat dibina. Amina aromatik heterosiklik adalah, sebagai contoh, pirol dan piridin. Akhir sekali, kumpulan amino juga boleh dikaitkan dengan heterocycle, seperti yang digambarkan oleh contoh adenine (6-aminopurine), serpihan penting asid nukleik. Derivatif ammonia juga termasuk bahan organik yang boleh dibina daripada garam ammonium atau hidroksidanya dengan menggantikan keempat-empat atom hidrogen dengan pelbagai radikal hidrokarbon, seperti yang boleh dilihat dalam contoh tetramethylammonium hydroxide:

Satu lagi contoh terbitan ammonium digantikan tetra - bes ammonium kuaterner atau garamnya - ialah

Contoh di atas menunjukkan kepelbagaian sebatian amino dan kepentingan perubatan dan biologinya yang hebat. Adalah perlu untuk menambah ini bahawa kumpulan amino adalah sebahagian daripada kelas biomolekul seperti asid amino dan protein, asid nukleik, dan terdapat dalam beberapa derivatif karbohidrat semula jadi yang dipanggil gula amino. Kumpulan amino adalah kumpulan alkaloid berfungsi yang paling penting dan banyak ubat untuk pelbagai tujuan.

Beberapa contoh bahan tersebut akan diberikan di bawah.

24.3.2. Amina sebagai bes organik Kehadiran pasangan elektron bebas nitrogen memberikan amina sifat-sifat bes. Oleh itu

ciri ciri amina ialah tindak balas dengan asid untuk membentuk garam ammonium yang sepadan, seperti yang boleh dilihat daripada tindak balas untuk amina tepu primer: Begitu juga, anilin terbentuk daripada anilin, garam piridinium terbentuk daripada piridin, dsb. Seperti ammonia, amina dalam larutan akueus terhasil

persekitaran alkali , mengikut persamaan: Secara kuantitatif keasasan bes yang mengandungi nitrogen dalam persekitaran akuatik dicerminkan oleh nilai pemalar keseimbangan ) (KEPADA b dicerminkan oleh nilai pemalar keseimbangan ) (lebih kerap mereka menggunakan nilai

rK

yl/С а (ВН +), mencirikan keasidan asid konjugat bagi bes tertentu. Bes terkuat ialah sebatian yang mengandungi atom nitrogen di mana pasangan bebas nitrogen terletak dalam orbital hibrid tunggal 5p 3 (amin alifatik, ammonia, asid amino), dan yang paling lemah ialah yang pasangan ini terlibat dalam p ,n konjugasi ( amida, pirol, piridin). dicerminkan oleh nilai pemalar keseimbangan = Substituen yang menderma elektron, yang termasuk kumpulan alkil, harus meningkatkan keasaman amina kerana ia meningkatkan ketumpatan elektron pada atom nitrogen. Bes terkuat ialah sebatian yang mengandungi atom nitrogen di mana pasangan bebas nitrogen terletak dalam orbital hibrid tunggal 5p 3 (amin alifatik, ammonia, asid amino), dan yang paling lemah ialah yang pasangan ini terlibat dalam p ,n konjugasi ( amida, pirol, piridin). dicerminkan oleh nilai pemalar keseimbangan Ya, metilamin Bes terkuat ialah sebatian yang mengandungi atom nitrogen di mana pasangan bebas nitrogen terletak dalam orbital hibrid tunggal 5p 3 (amin alifatik, ammonia, asid amino), dan yang paling lemah ialah yang pasangan ini terlibat dalam p ,n konjugasi ( amida, pirol, piridin). dicerminkan oleh nilai pemalar keseimbangan = (pK 3.27) ialah bes yang lebih kuat daripada ammonia= 4.75), dan dimetilamin Bes terkuat ialah sebatian yang mengandungi atom nitrogen di mana pasangan bebas nitrogen terletak dalam orbital hibrid tunggal 5p 3 (amin alifatik, ammonia, asid amino), dan yang paling lemah ialah yang pasangan ini terlibat dalam p ,n konjugasi ( amida, pirol, piridin). dicerminkan oleh nilai pemalar keseimbangan 3.02) - lagi asas yang kukuh daripada metilamin.

Amina aromatik adalah bes yang lebih lemah daripada bes tepu disebabkan oleh kesan penarikan elektron daripada cincin aromatik. Oleh itu, asas piridin juga rendah. Pengumpulan substituen fenil dengan ketara menyekat aktiviti pasangan elektron atom nitrogen. Jadi, rK,

diphenylamine ialah 13.12, dan triphenylamine tidak menunjukkan sifat asas sama sekali.

Keasasan pirol yang sangat rendah disebabkan oleh fakta bahawa dalam molekulnya pasangan elektron atom nitrogen terlibat dalam pembentukan ikatan aromatik b-elektron. Pengikatannya dengan proton memerlukan perbelanjaan tenaga tambahan yang ketara. Hasil daripada pembentukan garam pyrrolium, ikatan aromatik, dan, akibatnya, kestabilan molekul hilang. Ini menjelaskan fakta bahawa pirol cepat menjadi resin dalam persekitaran berasid. Adalah menarik untuk diperhatikan bahawa kesan penarikan elektron yang kuat yang dikenakan oleh cincin pirol pada atom nitrogen membawa kepada kelemahan. Bes terkuat ialah sebatian yang mengandungi atom nitrogen di mana pasangan bebas nitrogen terletak dalam orbital hibrid tunggal 5p 3 (amin alifatik, ammonia, asid amino), dan yang paling lemah ialah yang pasangan ini terlibat dalam p ,n konjugasi ( amida, pirol, piridin). Sambungan N-H = 17,5).

, disebabkan oleh pirol yang mampu mempamerkan sifat asid lemah

A

Di bawah pengaruh logam aktif seperti kalium, garam kaliumnya, pyrrole-potassium, boleh disediakan. Sifat berasid ikatan N-H cincin pirol menerangkan, khususnya, keupayaan porfin dan terbitan semula jadinya untuk membentuk garam dengan kation logam. Dua cincin pirol molekul porfirin diselaraskan dengan kation disebabkan oleh pasangan elektron atom nitrogennya, dan dua yang lain diselaraskan dengan menggantikan atom hidrogen, seperti molekul pirol itu sendiri semasa pembentukan pirol-kalium. Garam ini adalah klorofil dan hemoglobin.

Amina

- derivatif organik ammonia, dalam molekul yang mana satu, dua atau ketiga-tiga atom hidrogen digantikan oleh sisa karbon.

Biasanya terdapat tiga jenis amina:

Amina di mana kumpulan amino terikat terus kepada cincin aromatik dipanggil amina aromatik. Wakil paling mudah bagi sebatian ini ialah aminobenzena, atau anilin: asas

ciri tersendiri

Struktur elektronik amina ialah kehadiran pasangan elektron tunggal pada atom nitrogen yang termasuk dalam kumpulan berfungsi. Ini menyebabkan amina mempamerkan sifat bes.

Terdapat ion yang merupakan hasil penggantian formal semua atom hidrogen dalam ion ammonium oleh radikal hidrokarbon:

Ion ini terdapat dalam garam yang serupa dengan garam ammonium. Mereka dipanggil garam ammonium kuaterner.

Isomerisme dan tatanama amina 1. Amina dicirikan oleh isomerisme struktur:

A) isomerisme kedudukan kumpulan berfungsi:

2. Amina primer, sekunder dan tertier adalah isomer antara satu sama lain (isomerisme antara kelas):

Seperti yang dapat dilihat daripada contoh yang diberikan, untuk menamakan amina, substituen yang berkaitan dengan atom nitrogen disenaraikan (mengikut urutan keutamaan) dan akhiran ditambah - amina.

Sifat fizikal amina

Amina paling ringkas (methylamine, dimethylamine, trimethylamine) adalah bahan gas. Baki amina yang lebih rendah adalah cecair yang larut dengan baik di dalam air. Mereka mempunyai bau ciri yang mengingatkan ammonia.

Amina primer dan sekunder mampu membentuk ikatan hidrogen. Ini membawa kepada peningkatan ketara dalam takat didih mereka berbanding dengan sebatian yang mempunyai sama berat molekul, tetapi tidak mampu membentuk ikatan hidrogen.

Aniline ialah cecair berminyak, mudah larut dalam air, mendidih pada suhu 184 °C.

Sifat kimia amina

Sifat kimia amina ditentukan terutamanya oleh kehadiran pasangan elektron tunggal pada atom nitrogen.

Amin sebagai asas. Atom nitrogen kumpulan amino, seperti atom nitrogen dalam molekul ammonia, disebabkan oleh pasangan elektron tunggal, boleh membentuk ikatan kovalen mengikut mekanisme penderma-penerima, bertindak sebagai penderma. Dalam hal ini, amina, seperti ammonia, mampu melekatkan kation hidrogen, iaitu, bertindak sebagai bes:

1. Tindak balas amion dengan air membawa kepada pembentukan ion hidroksida:

2. Tindak balas dengan asid. Ammonia bertindak balas dengan asid untuk membentuk garam ammonium. Amina juga mampu bertindak balas dengan asid:

Sifat asas amina alifatik lebih ketara daripada ammonia. Ini disebabkan oleh kehadiran satu atau lebih substituen alkil penderma, kesan induktif positif yang meningkatkan ketumpatan elektron pada atom nitrogen. Peningkatan ketumpatan elektron mengubah nitrogen menjadi penderma pasangan elektron yang lebih kuat, yang meningkatkan sifat asasnya:

Pembakaran amion. Amina terbakar di udara untuk membentuk karbon dioksida, air dan nitrogen:

Penggunaan amina

Amina digunakan secara meluas untuk menghasilkan ubat dan bahan polimer. Aniline ialah sebatian terpenting dalam kelas ini, yang digunakan untuk penghasilan pewarna anilin, ubat-ubatan (ubat sulfonamida), dan bahan polimer (resin formaldehid anilin).

Amina adalah satu-satunya kelas sebatian organik yang ketara asas. Walau bagaimanapun, amina adalah asas lemah. Kini ia berguna untuk kembali ke meja. 12-1 untuk mengingati tiga definisi asid dan bes. Mengikut tiga takrifan keasaman, tiga aspek tingkah laku kimia amina boleh dibezakan.

1. Amina bertindak balas dengan asid, bertindak sebagai penerima proton:

Oleh itu, amina ialah bes Bronsted. 2. Amina ialah penderma pasangan elektron (basa Lewis):

3. Oleh itu, larutan akueus amina, amina, apabila berinteraksi dengan air, mampu menghasilkan anion hidroksida

Oleh itu, amina ialah basa Arrhenius. Walaupun semua amina adalah bes lemah, keasasannya bergantung pada sifat dan bilangan radikal hidrokarbon yang melekat pada atom nitrogen. Alkilamin jauh lebih asas daripada amina aromatik. Di antara alkilamin, yang paling asas adalah yang sekunder, yang primer agak kurang asas, diikuti oleh amina tertier dan ammonia. Secara umum, keasaman berkurangan dalam susunan:

Ukuran keasaman bahan ialah pemalar keasaman, iaitu pemalar keseimbangan interaksi amina dengan air (lihat takrifan keasaman Arrhenius di atas). Oleh kerana air terdapat dalam lebihan besar, kepekatannya tidak muncul dalam ungkapan pemalar keasaman:

Semakin kuat asasnya, semakin kuat bilangan yang lebih besar proton akan tercabut daripada molekul air dan semakin tinggi kepekatan ion hidroksida dalam larutan. Oleh itu, asas yang lebih kuat dicirikan

nilai K yang besar Nilai untuk beberapa amina diberikan di bawah:

Nilai-nilai ini menggambarkan hubungan antara asas amina dan strukturnya, yang telah dibincangkan di atas. Bes terkuat ialah dimetilamin sekunder, dan yang paling lemah ialah anilin amina aromatik.

Amina aromatik adalah bes yang sangat lemah kerana pasangan elektron tunggal atom nitrogen (yang menentukan sifat asas amina) berinteraksi dengan awan -elektron nukleus aromatik dan oleh itu kurang boleh diakses oleh proton (atau asid lain). Keasasan amina sekunder yang lebih tinggi berbanding dengan yang primer dijelaskan oleh fakta bahawa kumpulan alkil, disebabkan oleh kesan induktif positifnya, membekalkan elektron melalui ikatan -kepada atom nitrogen, yang memudahkan perkongsian pasangan elektron tunggal. Dua kumpulan alkil menyumbangkan elektron kepada atom nitrogen lebih daripada satu, jadi amina sekunder adalah bes yang lebih kuat. Berdasarkan ini, seseorang akan menjangkakan bahawa amina tertier adalah bes yang lebih kuat daripada yang sekunder. Walau bagaimanapun, andaian ini hanya dibenarkan untuk fasa gas, dan dalam larutan akueus keasaman amina tertier tidak begitu tinggi. Ini mungkin disebabkan oleh kesan penyelesaian.

Amina ialah bes organik yang lemah. Keasasnya ditentukan oleh bilangan dan sifat substituen organik yang disambungkan kepada atom nitrogen. Kehadiran cincin aromatik secara mendadak mengurangkan keasaman (nilai amina. Amina sekunder adalah bes yang lebih kuat daripada asas primer dan tertier.

Klasifikasi amina adalah berbeza-beza dan ditentukan oleh ciri struktur mana yang diambil sebagai asas.

Bergantung kepada bilangan kumpulan organik yang terikat pada atom nitrogen, terdapat:

amina primer satu kumpulan organik pada nitrogen RNH 2

amina sekunder dua kumpulan organik pada nitrogen R 2 NH, kumpulan organik boleh berbeza R "R" NH

amina tertier tiga kumpulan organik pada nitrogen R 3 N atau R"R"R""N

Berdasarkan jenis kumpulan organik yang dikaitkan dengan nitrogen, alifatik CH 3 N6H 5 N dibezakan

Berdasarkan bilangan kumpulan amino dalam molekul, amina dibahagikan kepada monoamina CH 3 NH 2, diamina H 2 N(CH 2) 2 NH 2, triamin, dll.

Nomenklatur amina.

perkataan "amina" ditambah kepada nama kumpulan organik yang dikaitkan dengan nitrogen, dan kumpulan tersebut disebut dalam susunan abjad, contohnya, CH 3 NHC 3 H 7 metilpropilamin, CH 3 N (C 6 H 5) 2 metildifenilamina. Peraturan juga membenarkan nama itu digubah berdasarkan hidrokarbon di mana kumpulan amino dianggap sebagai substituen. Dalam kes ini, kedudukannya ditunjukkan menggunakan indeks berangka: C 5 H 3 C 4 H 2 C 3 H (NH 2) C 2 H 2 C 1 H 3 3-aminopentane (indeks berangka atas biru menunjukkan susunan penomboran atom C). Bagi sesetengah amina, nama remeh (dipermudahkan) telah dikekalkan: C 6 H 5 NH 2 anilin (nama mengikut peraturan tatanama ialah fenilamin).

Dalam sesetengah kes, nama yang telah ditetapkan digunakan, yang merupakan nama betul yang diherotkan: H 2 NCH 2 CH 2 OH monoethanolamine (2-aminoethanol dengan betul); (OHCH 2 CH 2) 2 NH dietanolamin, nama yang betul ialah bis(2-hydroxyethyl)amine. Nama yang remeh, diputarbelitkan dan sistematik (disusun mengikut peraturan tatanama) selalunya wujud bersama dalam kimia.

Sifat fizikal amina.

Wakil pertama siri amina ialah metilamina CH 3 NH 2, dimetilamina (CH 3) 2 NH, trimetilamina (CH 3) 3 N dan etilamina C 2 H 5 NH 2 pada suhu bilik gas, kemudian dengan pertambahan bilangan atom dalam R, amina menjadi cecair, dan dengan pertambahan panjang rantai R hingga 10 atom C, mereka menjadi bahan kristal. Keterlarutan amina dalam air berkurangan apabila panjang rantai R bertambah dan bilangan kumpulan organik yang dikaitkan dengan nitrogen bertambah (peralihan kepada amina sekunder dan tertier). Bau amina menyerupai bau ammonia yang lebih tinggi (dengan R besar) boleh dikatakan tidak berbau.

Sifat kimia amina.

Keupayaan tersendiri amina untuk menambah molekul neutral (contohnya, hidrogen halida HHal, dengan pembentukan garam organoammonium, serupa dengan garam ammonium dalam kimia tak organik. Untuk membentuk ikatan baru, nitrogen menyediakan pasangan elektron tunggal, bertindak sebagai penderma. Proton H+ yang terlibat dalam pembentukan ikatan (daripada hidrogen halida) memainkan peranan sebagai penerima (penerima) dipanggil penderma-penerima (Rajah 1). Ikatan NH kovalen yang terhasil adalah setara sepenuhnya dengan ikatan NH yang terdapat dalam amina.

Amina tertier juga menambah HCl, tetapi apabila garam yang terhasil dipanaskan dalam larutan asid, ia terurai, dan R terbelah daripada atom N:

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

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

Apabila membandingkan kedua-dua tindak balas ini, jelas bahawa kumpulan C 2 H 5 dan H kelihatan berubah tempat, akibatnya, amina sekunder terbentuk daripada amina tertier.

Melarutkan dalam air, amina menangkap proton dengan cara yang sama, akibatnya ion OH muncul dalam larutan, yang sepadan dengan pembentukan persekitaran alkali, yang boleh dikesan menggunakan penunjuk konvensional.

C2H5 N H 2 + H 2 O ® + + OH

Dengan pembentukan ikatan penderma-penerima, amina boleh menambah bukan sahaja HCl, tetapi juga haloalkil RCl, dengan itu membentuk sambungan baru NR, yang juga setara dengan yang sedia ada. Jika kita mengambil amina tertier sebagai bahan permulaan, kita memperoleh garam tetraalkylammonium (empat kumpulan R pada satu atom N):

(C 2 H 5) 3 N+ C 2 H 5 I ® [(C 2 H 5) 4 N]Saya

Garam-garam ini, larut dalam air dan beberapa pelarut organik, terurai (terpecah), membentuk ion:

[(C 2 H 5) 4 N]I ® [(C 2 H 5) 4 N] + + Saya

Penyelesaian sedemikian, seperti semua larutan yang mengandungi ion, mengalirkan arus elektrik. Dalam garam tetraalkylammonium, halogen boleh digantikan dengan kumpulan H O:

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

Tetrametilamonium hidroksida yang terhasil ialah bes yang kuat dengan sifat yang serupa dengan alkali.

Amina primer dan sekunder bertindak balas dengan asid nitrus HON=O, tetapi mereka bertindak balas dengan cara yang berbeza. Alkohol primer terbentuk daripada amina primer:

C2H5 N H2+H N O 2 ® C 2 H 5 OH + N 2 +H 2 O

Tidak seperti amina primer, amina sekunder membentuk kuning, nitrosamin yang tidak larut dengan asid nitrus - sebatian yang mengandungi serpihan >NN = O:

(C 2 H 5) 2 N H+H N O 2 ® (C 2 H 5) 2 N– N=O + H2O

Amina tertier tidak bertindak balas dengan asid nitrus pada suhu biasa, jadi asid nitrus ialah reagen yang membolehkan seseorang membezakan antara amina primer, sekunder dan tertier.

Apabila amina terkondensasi dengan asid karboksilik, amida asid terbentuk - sebatian dengan serpihan C(O)N

Pemeluwapan amina dengan aldehid dan keton membawa kepada pembentukan yang dipanggil bes Schiff - sebatian yang mengandungi serpihan N=C2.

Apabila amina primer berinteraksi dengan fosgen Cl 2 C=O, sebatian dengan kumpulan N=C=O terbentuk, dipanggil isosianat (Rajah 2D, penyediaan sebatian dengan dua kumpulan isosianat).

Antara amina aromatik, yang paling terkenal ialah anilin (fenilamin) C 6 H 5 NH 2. Sifatnya adalah serupa dengan amina alifatik, tetapi keasasannya kurang jelas dalam larutan akueus ia tidak membentuk persekitaran beralkali. Seperti amina alifatik, ia boleh membentuk garam ammonium [C 6 H 5 NH 3 ] + Cl dengan asid mineral kuat. Apabila anilin bertindak balas dengan asid nitrus (dengan kehadiran HCl), sebatian diazo yang mengandungi serpihan RN=N terbentuk dalam bentuk garam ionik yang dipanggil garam diazonium (Rajah 3A). Oleh itu, interaksi dengan asid nitrus tidak berjalan dengan cara yang sama seperti dalam kes amina alifatik. Cincin benzena dalam anilin mempunyai ciri kereaktifan sebatian aromatik ( cm. AROMATICITY), semasa halogenasi, atom hidrogen masuk ortho- Dan sepasang-kedudukan kepada kumpulan amino diganti, menghasilkan kloroanilin dengan tahap penggantian yang berbeza-beza (Rajah 3B). Tindakan asid sulfurik membawa kepada sulfonasi dalam sepasang-kedudukan kepada kumpulan amino, asid sulfanilik yang dipanggil terbentuk (Rajah 3B).

Penyediaan amina.

Apabila ammonia bertindak balas dengan haloalkil, seperti RCl, campuran amina primer, sekunder dan tertier terbentuk. Hasil sampingan HCl yang terhasil bergabung dengan amina untuk membentuk garam ammonium, tetapi jika terdapat lebihan ammonia, garam akan terurai, membolehkan proses itu diteruskan kepada pembentukan garam ammonium kuaternari (Rajah 4A). Tidak seperti alkil halida alifatik, aril halida, contohnya, C 6 H 5 Cl, bertindak balas dengan ammonia dengan kesukaran yang besar hanya boleh dilakukan dengan pemangkin yang mengandungi kuprum. Dalam industri, amina alifatik diperoleh melalui interaksi pemangkin alkohol dengan NH 3 pada 300-500 ° C dan tekanan 1-20 MPa, menghasilkan campuran amina primer, sekunder dan tertier (Rajah 4B).

Apabila aldehid dan keton berinteraksi dengan garam ammonium asid formik HCOONH 4, amina primer terbentuk (Rajah 4C), dan tindak balas aldehid dan keton dengan amina primer (dengan kehadiran asid formik HCOOH) membawa kepada amina sekunder (Rajah 1). .4D).

Sebatian nitro (mengandungi kumpulan NO 2) apabila reduksi membentuk amina primer. Kaedah ini, yang dicadangkan oleh N.N. Zinin, sedikit digunakan untuk sebatian alifatik, tetapi penting untuk penyediaan amina aromatik dan membentuk asas pengeluaran perindustrian aniline (Rajah 4D).

Amina jarang digunakan sebagai sebatian individu sebagai contoh, polietilenapoliamin [-C 2 H 4 NH-] digunakan dalam kehidupan seharian. n(nama dagangan PEPA) sebagai pengeras untuk resin epoksi. Kegunaan utama amina adalah sebagai produk perantaraan dalam penyediaan pelbagai bahan organik. Peranan utama adalah aniline, berdasarkan mana pelbagai pewarna aniline dihasilkan, dan "pengkhususan" warna telah ditubuhkan pada peringkat mendapatkan aniline itu sendiri. Aniline ultra-tulen tanpa homolog dipanggil dalam industri "aniline untuk biru" (bermaksud warna pewarna masa depan). "Aniline untuk merah" mesti mengandungi, sebagai tambahan kepada aniline, campuran ortho- Dan sepasang-toluidine (CH 3 C 6 H 4 NH 2).

Diamine alifatik ialah sebatian permulaan untuk penghasilan poliamida, contohnya, nilon (Rajah 2), yang digunakan secara meluas untuk pembuatan gentian, filem polimer, serta komponen dan bahagian dalam kejuruteraan mekanikal (gear poliamida).

Daripada diisosianat alifatik (Rajah 2) poliuretana diperolehi, yang mempunyai kompleks teknikal sifat penting: kekuatan tinggi digabungkan dengan keanjalan dan rintangan lelasan yang sangat tinggi (tapak kasut poliuretana), serta lekatan yang baik pada pelbagai bahan (pelekat poliuretana). Ia juga digunakan secara meluas dalam bentuk berbuih (buih poliuretana).

Ubat anti-radang sulfonamides disintesis berdasarkan asid sulfanilik (Rajah 3).

Garam diazonium (Rajah 2) digunakan dalam bahan fotosensitif untuk fotokopi, yang memungkinkan untuk mendapatkan imej yang memintas fotografi halida perak konvensional ( cm. MENYALIH HITAM).

Mikhail Levitsky