Aminat- derivatet organike të amoniakut, në molekulën e të cilave një, dy ose të tre atomet e hidrogjenit zëvendësohen nga një mbetje karboni.
Zakonisht ekzistojnë tre lloje të aminave:
Aminet në të cilat grupi amino është i lidhur drejtpërdrejt me një unazë aromatike quhen amina aromatike.
Përfaqësuesi më i thjeshtë i këtyre komponimeve është aminobenzeni, ose anilina:
Tipari kryesor dallues i strukturës elektronike të amineve është prania e një çifti elektronik të vetëm në atomin e azotit të përfshirë në grupin funksional. Kjo bën që aminet të shfaqin vetitë e bazave.
Ka jone që janë produkt i zëvendësimit zyrtar të të gjithë atomeve të hidrogjenit në jonin e amonit nga një radikal hidrokarbure:
Këto jone gjenden në kripëra të ngjashme me kripërat e amoniumit. Ato quhen kripëra kuaternare të amonit.
Izomerizmi dhe nomenklatura e amineve
1. Aminet karakterizohen nga izomeria strukturore:
A) Izomerizmi i skeletit të karbonit:
b) izomeria e pozicionit të grupit funksional:
2. Aminet primare, sekondare dhe terciare janë izomere me njëra-tjetrën (izomeria ndërklasore):
Siç shihet nga shembujt e dhënë, për të emërtuar një aminë, renditen zëvendësuesit e lidhur me atomin e azotit (sipas renditjes së përparësisë) dhe shtohet prapashtesa - amine.
Vetitë fizike të amineve
Aminat më të thjeshta (metilamina, dimetilamina, trimetilamina) janë substanca të gazta. Aminet më të ulëta të mbetura janë lëngje që treten mirë në ujë. Ata kanë një erë karakteristike që të kujton amoniakun.
Aminat primare dhe sekondare janë të afta të formojnë lidhje hidrogjeni. Kjo çon në një rritje të dukshme të pikave të tyre të vlimit në krahasim me përbërjet që kanë të njëjtën peshë molekulare, por që nuk janë në gjendje të formojnë lidhje hidrogjeni.
Anilina është një lëng vajor, pak i tretshëm në ujë, që zien në një temperaturë prej 184 °C.
Vetitë kimike të amineve
Vetitë kimike të amineve përcaktohen kryesisht nga prania e një çifti elektronik të vetëm në atomin e azotit.
Aminet si baza. Atomi i azotit i grupit amino, si atomi i azotit në molekulën e amoniakut, për shkak të një çifti të vetëm elektronesh, mund të formojë një lidhje kovalente sipas mekanizmit dhurues-pranues, duke vepruar si dhurues. Në këtë drejtim, aminet, si amoniaku, janë të afta të bashkojnë një kation hidrogjeni, d.m.th., të veprojnë si bazë:
1. Reagimi i amioneve me ujinçon në formimin e joneve hidroksid:
2. Reagimi me acide. Amoniaku reagon me acidet për të formuar kripëra amoniumi. Aminat janë gjithashtu të afta të reagojnë me acide:
Vetitë themelore të amineve alifatike janë më të theksuara se ato të amoniakut. Kjo është për shkak të pranisë së një ose më shumë zëvendësuesve alkil dhurues, efekti induktiv pozitiv i të cilëve rrit densitetin e elektronit në atomin e azotit. Një rritje në densitetin e elektroneve e kthen azotin në një dhurues më të fortë të çiftit elektronik, i cili përmirëson vetitë e tij themelore:
Djegia e amionit. Aminet digjen në ajër për të formuar dioksid karboni, ujë dhe azot:
Aplikimi i amineve
Aminat përdoren gjerësisht për të prodhuar ilaçe dhe materiale polimer. Anilina është përbërja më e rëndësishme e kësaj klase, e cila përdoret për prodhimin e ngjyrave të anilinës, barnave (ilaçet sulfonamide) dhe materialeve polimerike (rrëshirat formaldehide të anilinës).
Klasifikimi i amineve është i larmishëm dhe përcaktohet nga cili tipar strukturor merret si bazë.
Në varësi të numrit të grupeve organike të lidhura me atomin e azotit, ekzistojnë:
aminet primare një grup organik në azot RNH 2
aminet sekondare dy grupe organike në azot R 2 NH, grupet organike mund të jenë të ndryshme R "R" NH
aminat terciare tre grupe organike në azot R3N ose R"R"R""N
Në bazë të llojit të grupit organik të lidhur me azotin, dallohen CH 3 N6H 5 N alifatike
Në bazë të numrit të amino grupeve në molekulë, aminet ndahen në monoaminat CH 3 NH 2, diaminat H 2 N(CH 2) 2 NH 2, triaminat etj.
Nomenklatura e amineve.
fjala "aminë" i shtohet emrit të grupeve organike të lidhura me azotin, dhe grupet përmenden sipas rendit alfabetik, për shembull, CH 3 NHC 3 H 7 metilpropilaminë, CH 3 N (C 6 H 5) 2 metildifenilaminë. Rregullat gjithashtu lejojnë që emri të përbëhet bazuar në një hidrokarbur në të cilin grupi amino konsiderohet si një zëvendësues. Në këtë rast, pozicioni i tij tregohet duke përdorur një indeks numerik: C 5 H 3 C 4 H 2 C 3 H(NH 2) C 2 H 2 C 1 H 3 3-aminopentane (indekset numerike blu të sipërme tregojnë rendin e numërimit të atomet C). Për disa amina janë ruajtur emra të parëndësishëm (të thjeshtuar): C 6 H 5 NH 2 aniline (emri sipas rregullave të nomenklaturës është fenilaminë).
Në disa raste përdoren emra të vendosur, të cilët janë emra të saktë të shtrembëruar: H 2 NCH 2 CH 2 OH monoetanolamine (saktësisht 2-aminoetanol); (OHCH 2 CH 2) 2 NH dietanolaminë, emri i saktë është bis(2-hidroksietil)aminë. Emrat e parëndësishëm, të shtrembëruar dhe sistematikë (të përpiluar sipas rregullave të nomenklaturës) shpesh bashkëjetojnë në kimi.
Vetitë fizike të amineve.
Përfaqësuesit e parë të një serie aminash metilaminë CH 3 NH 2, dimetilaminë (CH 3) 2 NH, trimetilaminë (CH 3) 3 N dhe etilaminë C 2 H 5 NH 2 janë të gazta në temperaturën e dhomës, pastaj me një rritje të numrit të atomeve në R, aminet bëhen të lëngshme, dhe me një rritje të gjatësisë së zinxhirit R deri në 10 atome C, substanca kristalore. Tretshmëria e amineve në ujë zvogëlohet me rritjen e gjatësisë së zinxhirit R dhe me rritjen e numrit të grupeve organike të lidhura me azotin (kalimi në aminat sekondare dhe terciare). Era e aminave i ngjan aromës së amoniakut, aminat më të larta (me R) janë praktikisht pa erë.
Vetitë kimike të amineve.
Aftësia dalluese e amineve për të bashkuar molekulat neutrale (për shembull, halidet e hidrogjenit HHal, me formimin e kripërave organoamoniumi, të ngjashme me kripërat e amonit në kiminë inorganike. Për të formuar një lidhje të re, azoti siguron një çift elektronik të vetëm, duke vepruar si dhurues. Protoni H + i përfshirë në formimin e lidhjes (nga halogjeni i hidrogjenit) luan rolin e një pranuesi (marrësi), një lidhje e tillë quhet dhurues-pranues (Fig. 1 Lidhja kovalente NH që rezulton është plotësisht ekuivalente). lidhjet NH të pranishme në aminë.
Aminat terciare shtojnë gjithashtu HCl, por kur kripa që rezulton nxehet në një tretësirë acidi, ajo dekompozohet dhe R shkëputet nga atomi N:
(C 2 H 5) 3 N+ HCl ® [(C 2 H 5) 3 N H]Cl
[(C 2 H 5) 3 N H]Cl® (C2H5) 2 N H + C 2 H 5 Cl
Kur krahasojmë këto dy reaksione, është e qartë se grupi C 2 H 5 dhe H duket se ndryshojnë vendet, si rezultat, një aminë sekondare formohet nga një aminë terciare.
Duke u tretur në ujë, aminet kapin një proton në të njëjtën mënyrë, si rezultat jonet OH shfaqen në tretësirë, gjë që korrespondon me formimin e një mjedisi alkalik, i cili mund të zbulohet duke përdorur tregues konvencional.
C2H5 N H 2 + H 2 O ® + + OH
Me formimin e një lidhje dhurues-pranues, aminet mund të shtojnë jo vetëm HCl, por edhe haloalkil RCl, duke formuar kështu një lidhje të re NR, e cila është gjithashtu ekuivalente me ato ekzistuese. Nëse marrim një aminë terciare si material fillestar, marrim një kripë tetraalkilamoniumi (katër grupe R në një atom N):
(C 2 H 5) 3 N+ C 2 H 5 I ® [(C 2 H 5) 4 N]I
Këto kripëra, duke u tretur në ujë dhe në disa tretës organikë, shpërbëhen (shpërbëhen), duke formuar jone:
[(C 2 H 5) 4 N]I ® [(C 2 H 5) 4 N] + + I
Tretësira të tilla, si të gjitha tretësirat që përmbajnë jone, përcjellin rrymë elektrike. Në kripërat e tetraalkilamoniumit, halogjeni mund të zëvendësohet me një grup HO:
[(CH 3) 4 N]Cl + AgOH ® [(CH 3) 4 N]OH + AgCl
Hidroksidi i tetrametilamoniumit që rezulton është një bazë e fortë me veti të ngjashme me alkalet.
Aminat primare dhe sekondare reagojnë me acidin azotik HON=O, por ato reagojnë në mënyra të ndryshme. Alkoolet primare formohen nga aminet primare:
C2H5 N H2+H N O 2 ® C 2 H 5 OH + N 2 + H 2 O
Ndryshe nga aminet primare, aminet sekondare formojnë nitrozamina të verdha, të dobëta të tretshme me acid nitrik - komponime që përmbajnë fragmentin >NN = O:
(C 2 H 5) 2 N H+H N O 2 ® (C 2 H 5) 2 N N=O + H2O
Aminat terciare nuk reagojnë me acidin azotik në temperatura të zakonshme, kështu që acidi azotik është një reagent që lejon dikë të bëjë dallimin midis amineve primare, sekondare dhe terciare.
Kur aminet kondensohen me acidet karboksilike, formohen amide acide - komponime me fragmentin C(O)N
Kondensimi i amineve me aldehide dhe ketone çon në formimin e të ashtuquajturave baza Schiff - komponime që përmbajnë fragmentin N=C2.
Kur aminet primare reagojnë me fosgjenin Cl 2 C=O, formohen komponime me grupin N=C=O, të quajtura izocianate (Fig. 2D, përgatitja e një përbërjeje me dy grupe izocianate).
Ndër aminat aromatike, më e famshmja është anilina (fenilamina) C 6 H 5 NH 2. Vetitë e tij janë të ngjashme me aminat alifatike, por bazueshmëria e tij është më pak e theksuar në tretësirat ujore, ajo nuk formon një mjedis alkalik. Ashtu si aminat alifatike, ajo mund të formojë kripëra amoniumi [C 6 H 5 NH 3 ] + Cl me acide minerale të forta. Kur anilina reagon me acidin azotik (në prani të HCl), formohet një përbërje diazo që përmban fragmentin RN=N, ajo përftohet në formën e një kripe jonike të quajtur kripa e diazoniumit (Fig. 3A). Kështu, ndërveprimi me acidin azotik nuk vazhdon në të njëjtën mënyrë si në rastin e amineve alifatike. Unaza e benzenit në anilinë ka një karakteristikë reaktiviteti të përbërjeve aromatike ( cm. AROMATICITETI), gjatë halogjenimit, atomet e hidrogjenit në orto- Dhe çift- pozicionet ndaj grupit amino zëvendësohen, duke rezultuar në kloroanilina me shkallë të ndryshme zëvendësimi (Fig. 3B). Veprimi i acidit sulfurik çon në sulfonim në çift-pozicion ndaj grupit amino, formohet i ashtuquajturi acid sulfanilik (Fig. 3B).
Përgatitja e amineve.
Kur amoniaku reagon me haloalkilet, si RCl, formohet një përzierje e aminave primare, sekondare dhe terciare. Nënprodukti i HCl që rezulton kombinohet me aminat për të formuar një kripë amoniaku, por nëse ka një tepricë të amoniakut, kripa dekompozohet, duke lejuar që procesi të vazhdojë në formimin e kripërave kuaternare të amonit (Fig. 4A). Ndryshe nga halogjenët e alkileve alifatike, halogjenët aril, për shembull, C 6 H 5 Cl, reagojnë me amoniak me vështirësi të mëdha vetëm me katalizatorë që përmbajnë bakër. Në industri, aminat alifatike përftohen nga reaksioni katalitik i alkooleve me NH 3 në 300-500 ° C dhe presion 1-20 MPa, duke rezultuar në një përzierje të amineve primare, sekondare dhe terciare (Fig. 4B).
Kur aldehidet dhe ketonet ndërveprojnë me kripën e amoniumit të acidit formik HCOONH 4, formohen aminat parësore (Fig. 4C), dhe reaksioni i aldehideve dhe ketoneve me aminat primare (në prani të acidit formik HCOOH) çon në aminat sekondare (Fig. 4D).
Komponimet nitro (që përmbajnë grupin NO 2) pas reduktimit formojnë aminat primare. Kjo metodë, e propozuar nga N.N Zinin, përdoret pak për komponimet alifatike, por është e rëndësishme për prodhimin e amineve aromatike dhe ka formuar bazën për prodhimin industrial të anilinës (Fig. 4D).
Aminat përdoren rrallë si komponime individuale, për shembull, polietilenpoliamina [-C 2 H 4 NH-] përdoret në jetën e përditshme. n(emri tregtar PEPA) si ngurtësues për rrëshirat epokside. Përdorimi kryesor i amineve është si produkte të ndërmjetme në përgatitjen e substancave të ndryshme organike. Roli kryesor i përket anilinës, mbi bazën e së cilës prodhohet një gamë e gjerë e ngjyrave të anilinës, dhe "specializimi" i ngjyrave është vendosur tashmë në fazën e marrjes së vetë anilinës. Anilina ultra e pastër pa homologë quhet në industri "aniline për blu" (që do të thotë ngjyra e bojës së ardhshme). "Aniline për të kuqe" duhet të përmbajë, përveç anilinës, një përzierje orto- Dhe çift-toluidinë (CH 3 C 6 H 4 NH 2).
Diaminat alifatike janë përbërësit fillestarë për prodhimin e poliamideve, për shembull, najloni (Fig. 2), i cili përdoret gjerësisht për prodhimin e fibrave, filmave polimer, si dhe komponentëve dhe pjesëve në inxhinierinë mekanike (ingranazhet poliamide).
Nga diizocianatet alifatike (Fig. 2) fitohen poliuretane, të cilat kanë një kompleks vetish teknikisht të rëndësishme: qëndrueshmëri të lartë të kombinuar me elasticitet dhe rezistencë shumë të lartë ndaj gërryerjes (shollët e këpucëve poliuretani), si dhe ngjitje të mirë me një gamë të gjerë materialesh (poliuretani. ngjitëse). Ato përdoren gjerësisht edhe në formë të shkumëzuar (shkuma poliuretani).
Barnat anti-inflamatore sulfonamidet sintetizohen në bazë të acidit sulfanilik (Fig. 3).
Kripërat e diazoniumit (Fig. 2) përdoren në materialet fotosensitive për fotokopje, gjë që bën të mundur marrjen e një imazhi duke anashkaluar fotografinë konvencionale të halogjenit të argjendit ( cm. KOPJIMI I ZI).
Mikhail Levitsky
Amins erdhën në jetën tonë krejtësisht të papritur. Deri vonë, këto ishin substanca toksike, një përplasje me të cilat mund të çonte në vdekje. Dhe tani, një shekull e gjysmë më vonë, ne përdorim aktivisht fibra sintetike, pëlhura, materiale ndërtimi dhe ngjyra të bazuara në amine. Jo, ata nuk u bënë më të sigurt, njerëzit thjesht mundën t'i "zbutën" dhe t'i nënshtrojnë, duke nxjerrë përfitime të caktuara për veten e tyre. Për cilin do të flasim më tej.
Përkufizimi
Për përcaktimin cilësor dhe sasior të anilinës në tretësirat ose përbërjet përdoret një reaksion, në fund të të cilit në fund të epruvetës bie një precipitat i bardhë në formën e 2,4,6-tribromoanilines.
Aminet në natyrë
Aminat gjenden kudo në natyrë në formën e vitaminave, hormoneve dhe produkteve të ndërmjetme metabolike, ato gjenden si në trupin e kafshëve ashtu edhe në bimë; Përveç kësaj, kalbja e organizmave të gjallë prodhon gjithashtu amina të mesme, të cilat në gjendje të lëngshme lëshojnë një erë të pakëndshme të shëllirës së harengës. "Helmi kadaverik" i përshkruar gjerësisht në literaturë u shfaq pikërisht falë qelibarit specifik të amineve.
Për një kohë të gjatë, substancat që po shqyrtonim ishin ngatërruar me amoniak për shkak të erës së tyre të ngjashme. Por në mesin e shekullit të nëntëmbëdhjetë, kimisti francez Wurtz ishte në gjendje të sintetizonte metilaminë dhe etilaminë dhe të provonte se kur digjen ato lëshojnë hidrokarbure. Ky ishte ndryshimi themelor midis përbërjeve të përmendura dhe amoniakut.
Prodhimi i amineve në kushte industriale
Meqenëse atomi i azotit në amina është në gjendjen më të ulët të oksidimit, reduktimi i përbërjeve që përmbajnë azot është mënyra më e thjeshtë dhe më e arritshme për t'i marrë ato. Është ky lloj që përdoret gjerësisht në praktikën industriale për shkak të kostos së tij të ulët.
Metoda e parë është reduktimi i komponimeve nitro. Reaksioni gjatë të cilit formohet anilina është emëruar nga shkencëtari Zinin dhe është kryer për herë të parë në mesin e shekullit të nëntëmbëdhjetë. Metoda e dytë është zvogëlimi i amideve duke përdorur hidridin e aluminit të litiumit. Aminat primare gjithashtu mund të rikuperohen nga nitrilet. Opsioni i tretë është reaksionet e alkilimit, domethënë futja e grupeve alkile në molekulat e amoniakut.
Aplikimi i amineve
Në vetvete, në formën e substancave të pastra, aminat përdoren rrallë. Një nga shembujt e rrallë është poliamina polietileni (PEPA), e cila në kushte shtëpiake lehtëson forcimin e rrëshirës epoksi. Në thelb një aminë parësore, terciare ose sekondare është një produkt i ndërmjetëm në prodhimin e substancave të ndryshme organike. Më e njohura është anilina. Është baza e një palete të madhe ngjyrash aniline. Ngjyra që merrni në fund varet drejtpërdrejt nga lënda e parë e zgjedhur. Anilina e pastër prodhon një ngjyrë blu, por një përzierje e anilinës, orto- dhe para-toluidinës do të jetë e kuqe.
Aminat alifatike janë të nevojshme për të prodhuar poliamide, të tilla si najloni dhe të tjera. Ato përdoren në inxhinierinë mekanike, si dhe në prodhimin e litarëve, pëlhurave dhe filmave. Përveç kësaj, diizocianatet alifatike përdoren në prodhimin e poliuretaneve. Për shkak të vetive të tyre të jashtëzakonshme (lehtësia, forca, elasticiteti dhe aftësia për t'u ngjitur në çdo sipërfaqe), ato janë të kërkuara në ndërtim (shkumë, ngjitës) dhe në industrinë e këpucëve (sholla kundër rrëshqitjes).
Mjekësia është një tjetër fushë ku përdoren aminat. Kimia ndihmon në sintetizimin e antibiotikëve nga grupi sulfonamid prej tyre, të cilët përdoren me sukses si ilaçe të linjës së dytë, domethënë rezervë. Në rast se bakteret zhvillojnë rezistencë ndaj barnave esenciale.
Efekte të dëmshme në trupin e njeriut
Dihet se aminet janë substanca shumë toksike. Çdo ndërveprim me to mund të shkaktojë dëm për shëndetin: thithja e avujve, kontakti me lëkurën e hapur ose gëlltitja e komponimeve në trup. Vdekja ndodh nga mungesa e oksigjenit, pasi aminet (në veçanti, anilina) lidhen me hemoglobinën në gjak dhe e pengojnë atë të kapë molekulat e oksigjenit. Simptomat alarmante janë gulçim, njollë blu e trekëndëshit nasolabial dhe majave të gishtave, takipnea (frymëmarrje e shpejtë), takikardi, humbje e vetëdijes.
Nëse këto substanca hyjnë në zona të zhveshura të trupit, duhet t'i hiqni shpejt me leshi pambuku të lagur më parë në alkool. Kjo duhet bërë me sa më shumë kujdes që të mos rritet zona e ndotjes. Nëse shfaqen simptoma të helmimit, duhet patjetër të konsultoheni me një mjek.
Aminat alifatike janë helm për sistemin nervor dhe kardiovaskular. Ato mund të shkaktojnë depresion të funksionit të mëlçisë, distrofi të mëlçisë dhe madje edhe kancer të fshikëzës.
TEMA E LEKSIONIT: AMINET DHE AMINO ALKOOLET
Pyetje:
Karakteristikat e përgjithshme: struktura, klasifikimi, nomenklatura.
Metodat e marrjes
Vetitë fizike
Vetitë kimike
Përfaqësues individualë. Metodat e identifikimit.
Karakteristikat e përgjithshme: struktura, klasifikimi, nomenklatura
Aminet janë derivate të amoniakut, molekula e të cilit ka atome hidrogjeni të zëvendësuara nga radikalet hidrokarbure.
Klasifikimi
1– Aminet dallohen në varësi të numrit të atomeve të hidrogjenit të zëvendësuar të amoniakut:
– fillore përmbajnë një amino grup amino (–NH 2), formula e përgjithshme: R–NH 2,
– dytësore përmbajnë një grup imino (–NH),
formula e përgjithshme: R1-NH-R2
– terciare përmbajnë një atom azoti, formula e përgjithshme: R3 –N
Njihen edhe komponime me atom kuaternar të azotit: hidroksidi i amonit kuaternar dhe kripërat e tij.
2– Në varësi të strukturës së radikalit, dallohen aminet:
- alifatik (i ngopur dhe i pangopur)
– aliciklik
– aromatike (që përmban një grup amino ose zinxhir anësor në bërthamë)
– heterociklike.
Nomenklatura, izomeria e amineve
1. Sipas nomenklaturës racionale, emrat e amineve zakonisht rrjedhin nga emrat e radikaleve hidrokarbure përbërëse të tyre me shtimin e mbaresës. -aminë : metilaminë CH 3 –NH 2, dimetilaminë CH 3 –NH–CH 3, trimetilaminë (CH 3) 3 N, propilaminë CH 3 CH 2 CH 2 – NH 2, fenilaminë C 6 H 5 – NH 2, etj.
2. Sipas nomenklaturës IUPAC, amino grupi konsiderohet si grup funksional dhe emri i tij amino vendosur para emrit të zinxhirit kryesor:
Izomerizmi i amineve varet nga izomerizmi i radikaleve.
Metodat për prodhimin e amineve
Aminat mund të përgatiten në mënyra të ndryshme.
A) Veprimi ndaj amoniakut nga haloalkilet
2NH 3 + CH 3 I ––® CH 3 – NH 2 + NH 4 I
B) Hidrogjenizimi katalitik i nitrobenzenit me hidrogjen molekular:
C 6 H 5 NO 2 ––® C 6 H 5 NH 2 + H 2 O
aniline mace nitrobenzen
B) Përgatitja e amineve të ulëta (C 1 – C 4) me alkilim me alkoole:
350 0 C, Al 2 O 3
R–OH + NH 3 –––––––––––® R–NH 2 +H 2 O
350 0 C, Al 2 O 3
2R–OH + NH 3 –––––––––––® R 2 –NH +2H 2 O
350 0 C, Al 2 O 3
3R–OH + NH 3 –––––––––––® R 3 –N + 3H 2 O
Vetitë fizike të amineve
Metilamina, dimetilamina dhe trimetilamina janë gazra, anëtarët e mesëm të serisë së amineve janë të lëngshme, dhe anëtarët më të lartë janë të ngurtë. Ndërsa pesha molekulare e amineve rritet, densiteti i tyre rritet, pika e tyre e vlimit rritet dhe tretshmëria e tyre në ujë zvogëlohet. Aminat e larta janë të patretshme në ujë. Aminat e ulëta kanë një erë të pakëndshme, disi të kujton erën e peshkut të prishur. Aminet më të larta janë ose pa erë ose kanë një erë shumë të lehtë. Aminat aromatike janë lëngje pa ngjyrë ose lëndë të ngurta që kanë një erë të pakëndshme dhe janë helmuese.
Vetitë kimike të amineve
Sjellja kimike e amineve përcaktohet nga prania e një grupi amino në molekulë. Ka 5 elektrone në shtresën e jashtme elektronike të atomit të azotit. Në një molekulë amine, ashtu si në një molekulë amoniaku, atomi i azotit shpenzon tre elektrone në formimin e tre lidhjeve kovalente, ndërsa dy mbeten të lira.
Prania e një çifti elektronik të lirë në atomin e azotit i jep atij mundësinë për të lidhur një proton, prandaj aminet janë të ngjashme me amoniakun, shfaqin veti themelore, formojnë hidrokside dhe kripëra.
Formimi i kripës. Aminet me acide japin kripëra, të cilat, nën ndikimin e një baze të fortë, përsëri japin amina të lira:
Aminet japin kripëra edhe me acid karbonik të dobët:
Ashtu si amoniaku, aminet kanë veti themelore për shkak të lidhjes së protoneve në një kation amoniumi të zëvendësuar dobët:
 |
Kur një aminë tretet në ujë, një pjesë e protoneve të ujit konsumohet për të formuar një kation; Kështu, një tepricë e joneve hidroksid shfaqet në tretësirë dhe ka veti alkaline të mjaftueshme për të ngjyrosur solucionet e lakmusit blu dhe fenolftalein purpur. Baziteti i amineve të serisë kufizuese ndryshon brenda kufijve shumë të vegjël dhe është afër bazës së amoniakut.
Efekti i grupeve metil rrit pak bazën e metilit dhe dimetilaminës. Në rastin e trimetilaminës, grupet metil tashmë pengojnë tretjen e kationit që rezulton dhe zvogëlojnë stabilizimin e tij, dhe rrjedhimisht bazën e tij.
Kripërat aminike duhet të konsiderohen si komponime komplekse. Atomi qendror në to është një atom azoti, numri i koordinimit të të cilit është katër. Atomet e hidrogjenit ose alkilit janë të lidhur me atomin e azotit dhe ndodhen në sferën e brendshme; mbetja e acidit ndodhet në sferën e jashtme.
Acilimi i amineve. Kur disa derivate të acideve organike (halidet e acidit, anhidridet, etj.) veprojnë në aminat primare dhe sekondare, formohen amide:
Aminet dytësore me acid azoti japin nitrozaminat- Lëngje të verdhë, pak të tretshme në ujë:
Aminat terciare janë rezistente ndaj veprimit të acidit azotik të holluar në të ftohtë (ato formojnë kripëra të acidit azotik në kushte më të rënda, një nga radikalët ndahet dhe krijohet nitrozoamina);
Diaminat
Diaminat luajnë një rol të rëndësishëm në proceset biologjike. Si rregull, ato janë lehtësisht të tretshme në ujë, kanë një erë karakteristike, kanë një reagim shumë alkalik dhe ndërveprojnë me CO 2 në ajër. Diaminat formojnë kripëra të qëndrueshme me dy ekuivalente të acidit.
Etilenediamina (1,2-etanediamine) H2NCH2CH2NH2. Është diamina më e thjeshtë; mund të merret nga veprimi i amoniakut mbi etilen bromin:
Tetrametilendiamina (1,4-butanediamine), ose putrescine, NH 2 CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 NH 2 dhe pentametilendiamine (1,5-pentanediamine) NH 2 CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 NH 2, ose kadaverinë. Ato u zbuluan në produktet e dekompozimit të substancave proteinike; formohen nga dekarboksilimi i diaminoacideve dhe quhen ptomaines(nga greqishtja - kufoma), ato më parë konsideroheshin "helme kufoma". Tani është zbuluar se toksiciteti i proteinave të kalbur nuk shkaktohet nga ptomaina, por nga prania e substancave të tjera.
Putrescina dhe cadaverina formohen si rezultat i aktivitetit jetësor të shumë mikroorganizmave (për shembull, agjentët shkaktarë të tetanozit dhe kolerës) dhe kërpudhave; ato gjenden në djathë, ergot, agaric mizë dhe maja birre.
Disa diamina përdoren si lëndë të para për prodhimin e fibrave poliamide dhe plastikës. Kështu, nga heksa-metilendiamina NH 2 CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 NH 2 u përftua një fibër sintetike shumë e vlefshme - najloni(SHBA) ose anid(Rusi).
Aminoalkoolet
Aminoalkoolet- komponime me funksione të përziera, molekula e të cilave përmban grupe amino dhe hidroksi.
Aminoetanol(etanolaminë) HO-CH 2 CH 2 -NH 2, ose kolaminë.
Etanolamina është një lëng i trashë vajor, i përzier me ujë në të gjitha aspektet dhe ka veti të forta alkaline. Së bashku me monoetanolaminë, fitohen edhe dietanolamina dhe trietanolamina:
Kolina është e përfshirë në lecitina- substanca të ngjashme me yndyrat, shumë të zakonshme në organizmat shtazorë dhe bimorë dhe mund të izolohen prej tyre. Kolina është një masë kristalore, shumë higroskopike që tretet lehtësisht në ajër. Ka veti të forta alkaline dhe formon lehtësisht kripëra me acide.
Kur kolina acilohet me anhidrid acetik, ajo formohet acetat kolinë, quajtur edhe acetilkolina:
 |
Acetilkolina luan një rol jashtëzakonisht të rëndësishëm biokimik, pasi është një ndërmjetës (ndërmjetës) që transmeton ngacmimin nga receptorët nervorë tek muskujt.
Vetitë kimike të amineve.
Meqenëse aminet, duke qenë derivate të amoniakut, kanë një strukturë të ngjashme me të (d.m.th. kanë një palë të vetme elektronesh në atomin e azotit), ato shfaqin veti të ngjashme me të. ato. aminet, si amoniaku, janë baza, sepse atomi i azotit mund të sigurojë një çift elektronik për të formuar lidhje me speciet me mungesë elektroni përmes një mekanizmi dhurues-pranues (duke përmbushur përkufizimin Lewis të bazueshmërisë).
I. Vetitë e amineve si baza (pranuesit e protoneve)
1. Tretësirat ujore të amineve alifatike shfaqin reaksion alkalik, sepse kur ato ndërveprojnë me ujin, formohen hidroksidet e amonit alkil, të ngjashme me hidroksidin e amonit:
CH 3 NH 2 + H 2 O CH 3 NH 3 + + OH -
Anilina praktikisht nuk reagon me ujin.
Tretësirat ujore janë alkaline:
Lidhja protonike me një aminë, si me amoniakun, formohet nga një mekanizëm dhurues-pranues për shkak të çiftit të vetëm elektronik të atomit të azotit.
Aminat alifatike janë baza më të forta se amoniaku sepse radikalët alkil rrisin densitetin e elektronit në atomin e azotit për shkak të + I-efekt. Për këtë arsye, çifti elektronik i atomit të azotit mbahet më pak fort dhe ndërvepron më lehtë me protonin.
2. Duke ndërvepruar me acidet, aminet formojnë kripëra:
C 6 H 5 NH 2 + HCl → (C 6 H 5 NH 3) Cl
klorur fenilamoni
2CH 3 NH 2 + H 2 SO 4 → (CH 3 NH 3) 2 SO 4
sulfat metil amonit
Kripërat aminike janë lëndë të ngurta që janë shumë të tretshme në ujë dhe pak të tretshme në lëngje jo polare. Kur reagon me alkalet, lirohen aminat e lira:
Aminat aromatike janë baza më të dobëta se amoniaku sepse çifti i vetëm elektronik i atomit të azotit zhvendoset drejt unazës së benzenit, duke u bashkuar me elektronet π të unazës aromatike, gjë që redukton densitetin e elektronit në atomin e azotit (efekti -M). Përkundrazi, grupi alkil është një dhurues i mirë i densitetit të elektroneve (+I-efekt).
ose 
Një rënie në densitetin e elektroneve në atomin e azotit çon në një ulje të aftësisë për të abstraktuar protonet nga acidet e dobëta. Prandaj, anilina ndërvepron vetëm me acide të forta (HCl, H 2 SO 4), dhe tretësira e saj ujore nuk kthehet në lakmus blu.
Atomi i azotit në molekulat e aminës ka një palë të vetme elektronesh, të cilat mund të marrin pjesë në formimin e lidhjeve sipas mekanizmit dhurues-pranues.
aniline amoniak amine primare amine sekondare amine terciare
rritet dendësia e elektroneve në atomin e azotit.
Për shkak të pranisë së një çifti të vetëm elektronesh në molekula, aminet, si amoniaku, shfaqin veti themelore.
aniline amoniak amine primare amine sekondare
vetitë themelore rriten për shkak të ndikimit të llojit dhe numrit të radikalëve.
C6H5NH2< NH 3 < RNH 2 < R 2 NH < R 3 N (в газовой фазе)
II. Oksidimi i amineve
Aminet, veçanërisht ato aromatike, oksidohen lehtësisht në ajër. Ndryshe nga amoniaku, ato mund të ndizen nga një flakë e hapur. Aminet aromatike oksidohen spontanisht në ajër. Kështu, anilina shpejt kthehet në kafe në ajër për shkak të oksidimit.
4СH 3 NH 2 + 9O 2 → 4CO 2 + 10H 2 O + 2N 2
4C 6 H 5 NH 2 + 31O 2 → 24CO 2 + 14H 2 O + 2N 2
III. Ndërveprimi me acidin azotik
Acidi azoti HNO 2 është një përbërje e paqëndrueshme. Prandaj, përdoret vetëm në kohën e përzgjedhjes. HNO 2 formohet, si të gjitha acidet e dobëta, nga veprimi i kripës së tij (nitritit) me një acid të fortë:
KNO 2 + HCl → HNO 2 + KCl
ose NO 2 − + H + → HNO 2
Struktura e produkteve të reaksionit me acidin azotik varet nga natyra e aminës. Prandaj, ky reagim përdoret për të dalluar aminat primare, sekondare dhe terciare.
· Aminat alifatike primare formojnë alkoole me HNO 2:
R-NH 2 + HNO 2 → R-OH + N 2 + H 2 O
- Me rëndësi të madhe është reaksioni i diazotizimit të amineve aromatike parësore nën veprimin e acidit azotik, i marrë nga reaksioni i nitritit të natriumit me acidin klorhidrik. Dhe më pas formohet fenoli:
· Aminat sekondare (alifatike dhe aromatike) nën ndikimin e HNO 2 shndërrohen në derivate N-nitrozo (substanca me erë karakteristike):
R 2 NH + H-O-N=O → R 2 N-N=O + H 2 O
alkilnitrozamine
· Reaksioni me aminat terciare çon në formimin e kripërave të paqëndrueshme dhe nuk ka rëndësi praktike.
IV. Karakteristikat e veçanta:
1. Formimi i komponimeve komplekse me metale kalimtare:
2. Shtimi i halogjeneve alkil Aminet shtojnë haloalkane për të formuar një kripë:
Duke trajtuar kripën që rezulton me alkali, mund të merrni një aminë falas:
V. Zëvendësimi elektrofilik aromatik në aminat aromatike (reaksioni i anilinës me ujë bromin ose acid nitrik):
Në aminat aromatike, grupi amino lehtëson zëvendësimin në pozicionet orto dhe para të unazës së benzenit. Prandaj, halogjenimi i anilinës ndodh shpejt dhe në mungesë të katalizatorëve, dhe tre atome hidrogjeni të unazës së benzenit zëvendësohen menjëherë, dhe një precipitat i bardhë prej 2,4,6-tribromoaniline precipiton:
Ky reaksion me ujin me brom përdoret si reaksion cilësor për anilinën.
Këto reaksione (brominimi dhe nitrimi) prodhojnë kryesisht orto- Dhe çift- derivatet.
4. Metodat për prodhimin e amineve.
1. Reagimi i Hoffmann. Një nga metodat e para për prodhimin e amineve primare ishte alkilimi i amoniakut me halogjene alkil:
Kjo nuk është metoda më e mirë, pasi rezultati është një përzierje e amineve të të gjitha shkallëve të zëvendësimit:
etj. Jo vetëm halogjenët alkil, por edhe alkoolet mund të veprojnë si agjentë alkilues. Për ta bërë këtë, një përzierje e amoniakut dhe alkoolit kalohet mbi oksid alumini në temperaturë të lartë.
2. Reagimi i Zininës- një mënyrë e përshtatshme për të marrë aminat aromatike duke reduktuar përbërjet aromatike nitro. Si agjentë reduktues përdoren: H 2 (në një katalizator). Ndonjëherë hidrogjeni gjenerohet drejtpërdrejt në kohën e reaksionit, për të cilin metalet (zinku, hekuri) trajtohen me acid të holluar.
2HCl + Fe (patate të skuqura) → FeCl 2 + 2H
C 6 H 5 NO 2 + 6 [H] C 6 H 5 NH 2 + 2H 2 O.
Në industri, ky reagim ndodh kur nitrobenzeni nxehet me avull në prani të hekurit. Në laborator, hidrogjeni "në momentin e lëshimit" formohet nga reaksioni i zinkut me alkalin ose hekuri me acid klorhidrik. Në rastin e fundit, formohet klorur anilinium.
3. Reduktimi i nitrileve. Përdorni LiAlH 4:
4. Dekarboksilimi enzimatik i aminoacideve:
5. Përdorimi i amineve.
Aminat përdoren në industrinë farmaceutike dhe sintezën organike (CH 3 NH 2, (CH 3) 2 NH, (C 2 H 5) 2 NH, etj.); në prodhimin e najlonit (NH2-(CH2)6-NH2-heksametilendiamine); si lëndë e parë për prodhimin e ngjyrave dhe plastikës (aniline), si dhe pesticideve.
Lista e burimeve të përdorura:
- O.S. Gabrielyan et al. klasa e 10-të. Niveli i profilit: tekst shkollor për institucionet e arsimit të përgjithshëm; Bustard, Moskë, 2005;
- "Tutori i kimisë" redaktuar nga A. S. Egorov; "Phoenix", Rostov-on-Don, 2006;
- G. E. Rudzitis, F. G. Feldman. Kimia klasa e 10-të. M., Edukimi, 2001;
- https://www.calc.ru/Aminy-Svoystva-Aminov.html
- http://www.yaklass.ru/materiali?mode=lsntheme&themeid=144
- http://www.chemel.ru/2008-05-24-19-21-00/2008-06-01-16-50-05/193-2008-06-30-20-47-29.html
- http://cnit.ssau.ru/organics/chem5/n232.htm
