Organik bazlar - bu isim genellikle kimyada amonyak türevleri olan bileşikler için kullanılır. Molekülündeki hidrojen atomlarının yerini hidrokarbon radikalleri alır. Amonyağın kimyasal özelliklerini kopyalayan bileşikler olan aminlerden bahsediyoruz. Yazımızda aminlerin genel formülü ve özellikleri hakkında bilgi sahibi olacağız.

Molekül yapısı

Kaç hidrojen atomunun hidrokarbon radikalleri ile değiştirildiğine bağlı olarak birincil, ikincil ve üçüncül aminler ayırt edilir. Örneğin metilamin, hidrojen türlerinin bir -CH3 grubuyla değiştirildiği birincil bir amindir. Aminlerin yapısal formülü R-NH2'dir ve bir organik maddenin bileşimini belirlemek için kullanılabilir. İkincil aminin bir örneği, aşağıdaki forma sahip olan dimetilamin olabilir: NH2-NH-NH2. Üçüncül bileşiklerin moleküllerinde, amonyağın üç hidrojen atomunun tümü hidrokarbon radikalleri ile değiştirilir, örneğin trimetilamin (NH2)3N formülüne sahiptir. Aminlerin yapısı fiziksel ve kimyasal özelliklerini etkiler.

Fiziksel özellikler

Aminlerin toplanma durumu radikallerin molar kütlesine bağlıdır. Ne kadar küçükse, maddenin özgül ağırlığı o kadar düşük olur. Amin sınıfının daha düşük maddeleri gazlarla (örneğin metilamin) temsil edilir. Belirgin bir amonyak kokusuna sahiptirler. Orta aminler zayıf kokulu sıvılardır ve büyük miktarda hidrokarbon radikali içeren bileşikler kokusuz katılardır. Aminlerin çözünürlüğü aynı zamanda radikalin kütlesine de bağlıdır: ne kadar büyükse, madde suda o kadar az çözünür. Böylece aminlerin yapısı onların fiziksel durumunu ve özelliklerini belirler.

Kimyasal özellikler

Maddelerin özellikleri esas olarak, başrolün yalnız elektron çiftine verildiği amino grubunun dönüşümlerine bağlıdır. Amin sınıfının organik maddeleri amonyak türevleri olduğundan, NH3'ün karakteristik reaksiyonlarını gerçekleştirebilirler. Örneğin bileşikler suda çözünür. Böyle bir reaksiyonun ürünleri, hidroksitlerin özelliklerini sergileyen maddeler olacaktır. Örneğin, atomik bileşimi doymuş aminler R-NH2'nin genel formülüne uyan metilamin, su - metil amonyum hidroksit ile bir bileşik oluşturur:

CH3 - NH2 + H20 = OH

Organik bazlar inorganik asitlerle reaksiyona girer ve ürünlerde tuz bulunur. Böylece, hidroklorik asitli metilamin, metilamonyum klorürü verir:

CH3 -NH2 + HCl -> Cl

Genel formülü R-NH2 olan aminlerin organik asitlerle reaksiyonları, amino grubunun hidrojen atomunun asit kalıntısının kompleks bir anyonu ile değiştirilmesiyle meydana gelir. Bunlara alkilasyon reaksiyonları denir. Nitrit asitle reaksiyonda olduğu gibi asil türevleri yalnızca birincil ve ikincil aminler oluşturabilir. Trimetilamin ve diğer üçüncül aminler bu tür etkileşimlere sahip değildir. Analitik kimyada alkilasyonun, amin karışımlarını ayırmak için kullanıldığını; aynı zamanda birincil ve ikincil aminlere yönelik kalitatif bir reaksiyon görevi gördüğünü de ekleyelim. Siklik aminler arasında anilin önemli bir rol oynar. Nitrobenzenin bir katalizör varlığında hidrojen ile indirgenmesiyle ekstrakte edilir. Anilin, plastiklerin, boyaların, patlayıcıların ve tıbbi maddelerin üretimi için bir hammaddedir.

Üçüncül aminlerin özellikleri

Üçüncül amonyak türevleri kimyasal özellikleri bakımından mono veya disübstitüe edilmiş bileşiklerden farklılık gösterir. Örneğin doymuş hidrokarbonların halojenli bileşikleri ile etkileşime girebilirler. Sonuç olarak tetraalkilamonyum tuzları oluşur. Gümüş oksit tersiyer aminlerle reaksiyona girer ve aminler güçlü bazlar olan tetraalkilamonyum hidroksitlere dönüşür. Bor triflorür gibi aprotik asitler trimetilamin ile kompleks bileşikler oluşturabilir.

Birincil aminler için kalitatif test

Mono- veya di-sübstitüe edilmiş aminleri tespit etmek için kullanılabilecek bir reaktif nitröz asit olabilir. Serbest halde bulunmadığından çözelti halinde elde etmek için önce seyreltik klorür asit ile sodyum nitrit arasında bir reaksiyon gerçekleştirilir. Daha sonra çözünmüş birincil amin eklenir. Molekülünün bileşimi, aminlerin genel formülü kullanılarak ifade edilebilir: R-NH2. Bu işleme, bromlu su veya bir potasyum permanganat çözeltisi ile reaksiyonla belirlenebilen doymamış hidrokarbon moleküllerinin görünümü eşlik eder. İzonitril reaksiyonu aynı zamanda niteliksel olarak da değerlendirilebilir. İçinde birincil aminler, aşırı konsantrasyonda hidroksil grubu anyonlarının olduğu bir ortamda kloroform ile reaksiyona girer. Sonuç olarak, hoş olmayan bir kokuya sahip olan izonitriller oluşur.

İkincil aminlerin nitrit asitle reaksiyonunun özellikleri

HNO2 reaktifini üretme teknolojisi yukarıda açıklanmıştır. Daha sonra, molekülü ikincil aminler NH2-R-NH2'nin genel formülüne karşılık gelen iki hidrokarbon radikali, örneğin dietilamin içeren organik bir amonyak türevi, reaktifi içeren çözeltiye eklenir. Reaksiyon ürünlerinde bir nitro bileşiği buluyoruz: N-nitrosodietilamin. Klorik asite maruz bırakılırsa bileşik, orijinal amin ve nitrosil klorürün klorür tuzuna ayrışır. Üçüncül aminlerin nitröz asitle reaksiyona giremeyeceğini de ekleyelim. Bu, şu gerçekle açıklanmaktadır: nitrit asit zayıf bir asittir ve tuzları, üç hidrokarbon radikali içeren aminlerle etkileşime girdiğinde sulu çözeltilerde tamamen hidrolize edilir.

Elde etme yöntemleri

Genel formülü R-NH2 olan aminler, azot içeren bileşiklerin indirgenmesiyle üretilebilir. Örneğin bu, +50 ⁰C'ye ısıtıldığında ve 100 atm'ye kadar bir basınçta bir katalizör - metalik nikel - varlığında nitroalkanların indirgenmesi olabilir. Bu işlem sonucunda nitroetan, nitropropan veya nitrometan aminlere dönüştürülür. Bu sınıfın maddeleri nitril grubunun bileşiklerinin hidrojen ile indirgenmesiyle de elde edilebilir. Bu reaksiyon organik çözücülerde gerçekleşir ve bir nikel katalizörünün varlığını gerektirir. İndirgeyici madde olarak sodyum metali kullanılıyorsa bu durumda işlem bir alkol çözeltisi içerisinde gerçekleştirilir. Örnek olarak iki yöntem daha verelim: Halojenli alkanların ve alkollerin aminasyonu.

İlk durumda bir amin karışımı oluşur. Alkollerin aminasyonu şu şekilde gerçekleştirilir: Katalizör görevi gören kalsiyum oksit üzerinden metanol veya etanol buharının amonyakla karışımı geçirilir. Ortaya çıkan birincil, ikincil ve üçüncül aminler genellikle damıtma yoluyla ayrılabilir.

Makalemizde nitrojen içeren organik bileşiklerin - aminlerin yapısını ve özelliklerini inceledik.

Aminlerin kimyasal özellikleri.

Amonyak türevleri olan aminler de ona benzer bir yapıya sahip olduklarından (yani nitrojen atomunda yalnız bir çift elektrona sahip olduklarından) ona benzer özellikler gösterirler. Onlar. Amonyak gibi aminler de bazdır çünkü nitrojen atomu, bir donör-alıcı mekanizması yoluyla elektron eksikliği olan türlerle bağlar oluşturmak için bir elektron çifti sağlayabilir (Lewis'in baziklik tanımını karşılar).

I. Aminlerin baz olarak özellikleri (proton alıcıları)

1. Alifatik aminlerin sulu çözeltileri alkali reaksiyon gösterir, çünkü suyla etkileşime girdiklerinde amonyum hidroksite benzer şekilde alkil amonyum hidroksitler oluşur:

CH 3 NH 2 + H 2 O CH 3 NH 3 + + OH −

Anilin pratikte suyla reaksiyona girmez.

Sulu çözeltiler alkalidir:

Bir protonun bir amin ile bağı, amonyakta olduğu gibi, nitrojen atomunun yalnız elektron çiftinden dolayı bir verici-alıcı mekanizması tarafından oluşturulur.

Alifatik aminler amonyaktan daha güçlü bazlardır çünkü alkil radikalleri nitrojen atomundaki elektron yoğunluğunu + BEN-etki. Bu nedenle nitrojen atomunun elektron çifti daha az sıkı tutulur ve protonla daha kolay etkileşime girer.

2. Asitlerle etkileşime giren aminler tuzları oluşturur:

C 6 H 5 NH 2 + HC1 → (C 6 H 5 NH 3) Cl

fenilamonyum klorür

2CH 3 NH 2 + H 2 SO 4 → (CH 3 NH 3) 2 SO 4

metil amonyum sülfat

Amin tuzları suda yüksek oranda çözünürken, polar olmayan sıvılarda az çözünen katılardır. Alkalilerle reaksiyona girdiğinde serbest aminler açığa çıkar:

Aromatik aminler amonyaktan daha zayıf bazlardır çünkü nitrojen atomunun yalnız elektron çifti benzen halkasına doğru kayar ve aromatik halkanın π elektronları ile konjuge olur, bu da nitrojen atomu üzerindeki elektron yoğunluğunu azaltır (-M etkisi). Aksine, alkil grubu iyi bir elektron yoğunluğu donörüdür (+I-etkisi).

veya

Azot atomundaki elektron yoğunluğunun azalması, protonları zayıf asitlerden ayırma yeteneğinin azalmasına yol açar. Bu nedenle anilin yalnızca güçlü asitlerle (HCl, H2S04) reaksiyona girer ve sulu çözeltisi turnusol mavisine dönmez.

Amin moleküllerindeki nitrojen atomu, verici-alıcı mekanizmasına göre bağ oluşumuna katılabilen yalnız bir elektron çiftine sahiptir.

anilin amonyak birincil amin ikincil amin üçüncül amin

nitrojen atomundaki elektron yoğunluğu artar.

Moleküllerde yalnız bir elektron çiftinin varlığı nedeniyle amonyak gibi aminler temel özellikler sergiler.

anilin amonyak birincil amin ikincil amin

radikallerin türü ve sayısının etkisiyle temel özellikler artar.

C6H5NH2< NH 3 < RNH 2 < R 2 NH < R 3 N (в газовой фазе)

II. Aminlerin oksidasyonu

Aminler, özellikle aromatik olanlar havada kolayca oksitlenir. Amonyaktan farklı olarak açık alevle tutuşabilirler. Aromatik aminler havada kendiliğinden oksitlenir. Böylece anilin oksidasyon nedeniyle havada hızla kahverengiye döner.

4СH3 NH2 + 9O2 → 4CO2 + 10H2O + 2N2

4C 6 H 5 NH2 + 31O 2 → 24CO2 + 14H2 O + 2N2

III. Nitröz asit ile etkileşim

Nitröz asit HNO 2 kararsız bir bileşiktir. Bu nedenle yalnızca seçim anında kullanılır. HNO 2, tüm zayıf asitler gibi, tuzunun (nitrit) güçlü bir asitle etkimesiyle oluşur:

KNO2 + HCl → HNO2 + KCl

veya NO 2 - + H + → HNO 2

Azotlu asitle reaksiyon ürünlerinin yapısı aminin doğasına bağlıdır. Bu nedenle bu reaksiyon birincil, ikincil ve üçüncül aminleri ayırt etmek için kullanılır.

· Birincil alifatik aminler HNO 2 içeren alkolleri oluşturur:

R-NH2 + HNO2 → R-OH + N2 + H20

Sodyum nitritin hidroklorik asit ile reaksiyonuyla elde edilen nitröz asit etkisi altında birincil aromatik aminlerin diazotizasyonunun reaksiyonu büyük önem taşımaktadır. Ve daha sonra fenol oluşur:

· HNO 2'nin etkisi altındaki ikincil aminler (alifatik ve aromatik), N-nitrozo türevlerine (karakteristik bir kokuya sahip maddeler) dönüştürülür:

R 2 NH + H-O-N=O → R 2 N-N=O + H 2 O

alkilnitrozamin

· Üçüncül aminlerle reaksiyon kararsız tuzların oluşmasına neden olur ve pratik açıdan önemi yoktur.

IV. Özel özellikler:

1. Geçiş metalleriyle kompleks bileşiklerin oluşumu:

2. Alkil halojenürlerin eklenmesi Aminler, haloalkanları ekleyerek bir tuz oluşturur:

Elde edilen tuzu alkali ile işleyerek serbest bir amin elde edebilirsiniz:

V. Aromatik aminlerde aromatik elektrofilik ikame (anilinin brom suyu veya nitrik asit ile reaksiyonu):

Aromatik aminlerde amino grubu, benzen halkasının orto ve para pozisyonlarındaki ikameyi kolaylaştırır. Bu nedenle, anilin halojenasyonu hızlı bir şekilde ve katalizörlerin yokluğunda meydana gelir ve benzen halkasının üç hidrojen atomu aynı anda değiştirilir ve beyaz bir 2,4,6-tribromoanilin çökeltisi çöker:

Bromlu su ile yapılan bu reaksiyon, anilin için kalitatif bir reaksiyon olarak kullanılır.

Bu reaksiyonlar (brominasyon ve nitrasyon) ağırlıklı olarak orto- Ve çift- türevler.

4. Amin üretme yöntemleri.

1. Hoffmann reaksiyonu. Birincil amin üretmenin ilk yöntemlerinden biri, amonyağın alkil halojenürlerle alkilasyonuydu:

Sonuç, tüm ikame derecelerindeki aminlerin bir karışımı olduğundan, bu en iyi yöntem değildir:

vesaire. Sadece alkil halojenürler değil aynı zamanda alkoller de alkilleyici ajanlar olarak görev yapabilir. Bunu yapmak için, yüksek sıcaklıkta alüminyum oksit üzerinden amonyak ve alkol karışımı geçirilir.

2. Zinin'in tepkisi- Aromatik nitro bileşiklerini azaltarak aromatik aminler elde etmenin uygun bir yolu. İndirgeyici maddeler olarak aşağıdakiler kullanılır: H2 (bir katalizör üzerinde). Bazen metallerin (çinko, demir) seyreltik asitle muamele edildiği reaksiyon sırasında doğrudan hidrojen üretilir.

2HCl + Fe (cips) → FeCl 2 + 2H

C6H5NO2 + 6[H]C6H5NH2 + 2H20.

Endüstride bu reaksiyon, nitrobenzenin demir varlığında buharla ısıtılmasıyla meydana gelir. Laboratuvarda çinkonun alkali veya demirin hidroklorik asitle reaksiyonu sonucu "serbest bırakılma anında" hidrojen oluşur. İkinci durumda anilinyum klorür oluşur.

3. Nitrillerin indirgenmesi. LiAlH 4 kullanın:

4. Amino asitlerin enzimatik dekarboksilasyonu:

5. Aminlerin kullanımı.

Aminler ilaç endüstrisinde ve organik sentezlerde (CH3NH2, (CH3)2NH, (C2H5)2NH, vb.) kullanılır; naylon üretiminde (NH2-(CH2)6-NH2 - heksametilendiamin); boya ve plastik (anilin) ile pestisit üretimi için hammadde olarak.

Kullanılan kaynakların listesi:

İşletim Sistemi Gabrielyan ve diğerleri. 10. sınıf. Profil düzeyi: genel eğitim kurumları için ders kitabı; Bustard, Moskova, 2005;
A. S. Egorov'un editörlüğünü yaptığı “Kimya Öğretmeni”; "Phoenix", Rostov-na-Donu, 2006;
G. E. Rudzitis, F. G. Feldman. Kimya 10. sınıf. M., Eğitim, 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

DERS KONUSU: AMİNLER VE AMİNO ALKOLLER

Sorular:

Genel özellikler: yapı, sınıflandırma, isimlendirme.

Makbuz yöntemleri

Fiziksel özellikler

Kimyasal özellikler

Bireysel temsilciler. Tanımlama yöntemleri.

Genel özellikler: yapı, sınıflandırma, isimlendirme

Aminler, molekülünde hidrojen atomlarının yerini hidrokarbon radikallerinin aldığı amonyak türevleridir.

sınıflandırma

1- Aminler, amonyağın ikame edilmiş hidrojen atomlarının sayısına göre ayırt edilir.:

– öncelik bir amino grubu amino grubu (–NH2) içerir, genel formül: R–NH2,

– ikincil bir imino grubu (-NH) içerir,

genel formül: R1 –NH–R2

– üçüncül bir nitrojen atomu içerir, genel formül: R3 –N

Kuaterner nitrojen atomuna sahip bileşikler de bilinmektedir: kuaterner amonyum hidroksit ve tuzları.

2– Radikalin yapısına bağlı olarak aminler ayırt edilir:

– alifatik (doymuş ve doymamış)

– alisiklik

– aromatik (çekirdeğinde bir amino grubu veya yan zincir içeren)

– heterosiklik.

Aminlerin isimlendirilmesi, izomerizmi

1. Rasyonel terminolojiye göre, aminlerin isimleri genellikle kendilerini oluşturan hidrokarbon radikallerinin isimlerinden sonun eklenmesiyle türetilir. -amin : metilamin CH3 –NH2, dimetilamin CH3 –NH–CH3, trimetilamin (CH3)3N, propilamin CH3CH2CH2 –NH2, fenilamin C6H5 – NH2, vb.

2. IUPAC isimlendirmesine göre amino grubu fonksiyonel bir grup olarak kabul edilir ve adı amino ana zincirin adının önüne yerleştirilir:

Aminlerin izomerizmi radikallerin izomerliğine bağlıdır.

Amin üretme yöntemleri

Aminler çeşitli şekillerde hazırlanabilir.

A) Haloalkillerin amonyak üzerindeki etkisi

2NH3 + CH3I ––® CH3 – NH2 + NH4I

B) Nitrobenzenin moleküler hidrojen ile katalitik hidrojenasyonu:

C 6 H 5 NO 2 ––® C 6 H 5 NH 2 + H 2 O

nitrobenzen kedi anilin

B) Düşük aminlerin (C1 – C4) alkollerle alkilasyon yoluyla hazırlanması:

350 0 C, Al203

R–OH + NH3 –––––––––––® R–NH2 +H2O

350 0 C, Al203

2R–OH + NH3 –––––––––––® R2 –NH +2H 2 O

350 0 C, Al203

3R–OH + NH3 –––––––––––® R3 –N + 3H2O

Aminlerin fiziksel özellikleri

Metilamin, dimetilamin ve trimetilamin gazlardır, amin serisinin orta üyeleri sıvıdır ve üst üyeleri katıdır. Aminlerin molekül ağırlığı arttıkça yoğunlukları artar, kaynama noktaları artar ve sudaki çözünürlükleri azalır. Daha yüksek aminler suda çözünmez. Düşük aminler, bir şekilde bozulmuş balık kokusunu anımsatan hoş olmayan bir kokuya sahiptir. Yüksek aminler ya kokusuzdur ya da çok hafif bir kokuya sahiptir. Aromatik aminler, hoş olmayan bir kokuya sahip ve zehirli olan renksiz sıvılar veya katılardır.

Aminlerin kimyasal özellikleri

Aminlerin kimyasal davranışı, molekülde bir amino grubunun varlığıyla belirlenir. Azot atomunun dış elektron kabuğunda 5 elektron vardır. Bir amin molekülünde, tıpkı bir amonyak molekülünde olduğu gibi, nitrojen atomu, üç kovalent bağın oluşumu için üç elektron harcar, iki elektron ise serbest kalır.

Azot atomunda serbest bir elektron çiftinin varlığı, ona bir proton bağlama yeteneği verir, bu nedenle aminler amonyağa benzer, temel özellikler sergiler, hidroksitler ve tuzlar oluşturur.

Tuz oluşumu. Asitli aminler, güçlü bir bazın etkisi altında yine serbest aminler veren tuzlar verir:

Aminler, zayıf karbonik asitle bile tuz verir:

Amonyak gibi aminler de protonların zayıf ayrışan ikame edilmiş amonyum katyonuna bağlanması nedeniyle temel özelliklere sahiptir:

Bir amin suda çözündüğünde, suyun protonlarının bir kısmı bir katyon oluşturmak üzere tüketilir; Böylece çözeltide fazla miktarda hidroksit iyonu belirir ve turnusol mavisi ve fenolftalein kırmızısı çözeltilerini renklendirmek için yeterli alkali özelliklere sahiptir. Sınırlayıcı serideki aminlerin bazlığı çok küçük sınırlar içinde değişir ve amonyağın bazlığına yakındır.

Metil gruplarının etkisi, metil ve dimetilaminin bazlığını hafifçe arttırır. Trimetilamin durumunda, metil grupları zaten ortaya çıkan katyonun çözülmesini engellemekte ve stabilizasyonunu ve dolayısıyla bazikliğini azaltmaktadır.

Amin tuzları karmaşık bileşikler olarak değerlendirilmelidir. İçlerindeki merkezi atom, koordinasyon sayısı dört olan bir nitrojen atomudur. Hidrojen veya alkil atomları nitrojen atomuna bağlanır ve iç kürede bulunur; asit kalıntısı dış kürede bulunur.

Aminlerin asilasyonu. Organik asitlerin bazı türevleri (asit halojenürler, anhidritler vb.) birincil ve ikincil aminlere etki ettiğinde amidler oluşur:

Nitröz asitli ikincil aminler nitrozaminler- suda az çözünen sarımsı sıvılar:

Tersiyer aminler, soğukta seyreltik nitröz asidin etkisine karşı dirençlidir (daha ağır koşullar altında nitröz asit tuzları oluştururlar, radikallerden biri bölünür ve nitrozamin oluşur).

Diaminler

Diaminler biyolojik süreçlerde önemli bir rol oynar. Kural olarak suda kolayca çözünürler, karakteristik bir kokuya sahiptirler, oldukça alkali bir reaksiyona sahiptirler ve havadaki CO2 ile etkileşime girerler. Diaminler iki eşdeğer asitle stabil tuzlar oluşturur.

Etilendiamin (1,2-etandiamin) H2NCH2CH2NH2. En basit diamindir; amonyağın etilen bromür üzerindeki etkisiyle elde edilebilir:

tetrametilendiamin (1,4-butandiamin) veya putresin, NH2CH2CH2CH2CH2NH2 ve pentametilendiamin (1,5-pentandiamin) NH2CH2CH2CH2CH2CH2NH2 veya kadaverin. Protein maddelerinin ayrışma ürünlerinde keşfedildiler; diamino asitlerin dekarboksilasyonu ile oluşur ve denir. ptomainler(Yunanca'dan - ceset), daha önce “kadavra zehirleri” olarak kabul ediliyorlardı. Artık çürüyen proteinlerin toksisitesinin ptomainlerden değil, diğer maddelerin varlığından kaynaklandığı bulunmuştur.

Putresin ve kadaverin, birçok mikroorganizmanın (örneğin, tetanoz ve koleraya neden olan ajanlar) ve mantarların hayati aktivitesinin bir sonucu olarak oluşur; peynirde, ergotta, sinek mantarında ve bira mayasında bulunurlar.

Bazı diaminler poliamid elyaf ve plastik üretiminde hammadde olarak kullanılır. Böylece heksametilendiamin NH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2NH2'den çok değerli bir sentetik elyaf elde edildi - naylon(ABD) veya anid(Rusya).

Amino alkoller

Amino alkoller- molekülü amino ve hidroksi grupları içeren karışık fonksiyonlu bileşikler.

Aminoetanol(etanolamin) HO-CH2CH2-NH2 veya kolamin.

Etanolamin, suyla her bakımdan karışabilen, güçlü alkali özelliklere sahip, kalın yağlı bir sıvıdır. Monoetanolamin ile birlikte dietanolamin ve trietanolamin de elde edilir:

Kolin dahildir lesitinler- Hayvan ve bitki organizmalarında çok yaygın olan ve onlardan izole edilebilen yağ benzeri maddeler. Kolin, havada kolayca çözünen, kristalimsi, oldukça higroskopik bir kütledir. Güçlü alkali özelliklere sahiptir ve asitlerle kolayca tuz oluşturur.

Kolin asetik anhidrit ile açillendiğinde kolin asetat, ayrıca denir asetilkolin:

Asetilkolin, uyarımı sinir reseptörlerinden kaslara ileten bir aracı (aracı) olduğu için son derece önemli bir biyokimyasal rol oynar.

Aminlerin sınıflandırılması çeşitlidir ve hangi yapısal özelliğin esas alındığına göre belirlenir.

Azot atomuna bağlı organik grupların sayısına bağlı olarak:

birincil aminler nitrojen RNH 2 üzerinde bir organik grup

ikincil aminler nitrojen üzerinde iki organik grup R2 NH, organik gruplar farklı olabilir R "R" NH

üçüncül aminler nitrojen üzerinde üç organik grup R3N veya R"R"R""N

Azotla ilişkili organik grubun türüne göre alifatik CH3N6H5N ayırt edilir

Moleküldeki amino gruplarının sayısına bağlı olarak aminler, monoaminler CH3NH2, diaminler H2N(CH2)2NH2, triaminler vb.'ye bölünür.

Aminlerin isimlendirilmesi.

Azotla ilişkili organik grupların adına "amin" kelimesi eklenir ve gruplar alfabetik sırayla belirtilir; örneğin CH3NHC3H7 metilpropilamin, CH3N(C6H5)2 metildifenilamin. Kurallar aynı zamanda adın, amino grubunun bir ikame edici olarak kabul edildiği bir hidrokarbona dayalı olarak oluşturulmasına da izin verir. Bu durumda konumu sayısal bir indeks kullanılarak belirtilir: C5H3C4H2C3H(NH2) C2H2C1H33-aminopentan (üstteki mavi sayısal indeksler numaralandırma sırasını gösterir) C atomları). Bazı aminler için önemsiz (basitleştirilmiş) isimler korunmuştur: C6H5NH2 anilin (isimlendirme kurallarına göre isim fenilamindir).

Bazı durumlarda, doğru isimlerin çarpıtıldığı yerleşik isimler kullanılır: H2NCH2CH2OH monoetanolamin (doğru olarak 2-aminoetanol); (OHCH2CH2)2NH dietanolamin, doğru adı bis(2-hidroksietil)amindir. Önemsiz, çarpık ve sistematik (isimlendirme kurallarına göre derlenmiş) isimler kimyada sıklıkla bir arada bulunur.

Aminlerin fiziksel özellikleri.

Bir dizi amin metilamin CH3NH2, dimetilamin (CH3)2NH, trimetilamin (CH3)3N ve etilamin C2H5NH2'nin ilk temsilcileri oda sıcaklığında gaz halindedir, daha sonra sayılarında bir artış vardır. R'deki atomların sayısı arttıkça aminler sıvı hale gelir ve R zincir uzunluğunun artmasıyla 10 C atomlu kristalli maddelere dönüşür. R zincir uzunluğu arttıkça ve nitrojenle ilişkili organik grupların sayısı arttıkça (ikincil ve üçüncül aminlere geçiş) aminlerin sudaki çözünürlüğü azalır. Aminlerin kokusu amonyak kokusuna benzer; daha yüksek (büyük R'li) aminler pratikte kokusuzdur.

Aminlerin kimyasal özellikleri.

Aminlerin nötr molekülleri (örneğin, inorganik kimyadaki amonyum tuzlarına benzer şekilde organoamonyum tuzlarının oluşumuyla hidrojen halojenürleri HHal) bağlama konusundaki ayırt edici yeteneği. Yeni bir bağ oluşturmak için nitrojen, donör görevi gören yalnız bir elektron çifti sağlar. Bağın oluşumunda yer alan H + protonu (hidrojen halojenürden) bir alıcı (alıcı) rolünü oynar, böyle bir bağa verici-alıcı denir (Şekil 1). Aminlerde bulunan NH bağları.

Üçüncül aminler ayrıca HCl ekler, ancak elde edilen tuz bir asit çözeltisi içinde ısıtıldığında ayrışır ve R, N atomundan ayrılır:

(C 2 H 5) 3 N+ HCl ® [(C2H5)3 N H]Cl

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

Bu iki reaksiyonu karşılaştırırken, C2H5 grubunun ve H'nin yer değiştirdiği, bunun sonucunda üçüncül bir aminden ikincil bir amin oluştuğu açıktır.

Suda çözünen aminler aynı şekilde bir proton yakalar, bunun sonucunda çözeltide geleneksel göstergeler kullanılarak tespit edilebilecek alkali bir ortamın oluşumuna karşılık gelen OH iyonları ortaya çıkar.

C2H5 N H 2 + H 2 O ® + + OH

Bir donör-alıcı bağının oluşmasıyla aminler sadece HCl'yi değil aynı zamanda haloalkil RCl'yi de ekleyebilir, böylece mevcut olanlara eşdeğer yeni bir NR bağı oluşturabilir. Başlangıç malzemesi olarak üçüncül bir amini alırsak, bir tetraalkilamonyum tuzu (bir N atomunda dört R grubu) elde ederiz:

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

Suda ve bazı organik çözücülerde çözünen bu tuzlar ayrışır (parçalanır), iyonlar oluşturur:

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

Bu tür çözeltiler, iyon içeren tüm çözeltiler gibi elektrik akımını iletir. Tetraalkilamonyum tuzlarında halojen, bir H2O grubu ile değiştirilebilir:

[(CH3)4 N]Cl + AgOH® [(CH3)4 N]OH + AgCl

Ortaya çıkan tetrametilamonyum hidroksit, alkalilere benzer özelliklere sahip güçlü bir bazdır.

Birincil ve ikincil aminler nitröz asit HON=O ile reaksiyona girerler ancak farklı şekillerde reaksiyona girerler. Birincil alkoller birincil aminlerden oluşur:

C2H5 N H2+H N O 2 ® C 2 H 5 OH + N 2 +H20

Birincil aminlerden farklı olarak ikincil aminler, nitröz asit ile sarı renkli, az çözünür nitrozaminler oluşturur; >NN = O parçasını içeren bileşikler:

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

Üçüncül aminler, normal sıcaklıklarda nitro asitle reaksiyona girmez, bu nedenle nitro asit, birincil, ikincil ve üçüncül aminler arasında ayrım yapılmasına izin veren bir reaktiftir.

Aminler karboksilik asitlerle yoğunlaştığında asit amidler oluşur; C(O)N fragmanına sahip bileşikler

Aminlerin aldehitler ve ketonlarla yoğunlaşması, Schiff bazları olarak adlandırılan N=C2 fragmanını içeren bileşiklerin oluşumuna yol açar.

Birincil aminler fosgen Cl2C=O ile etkileşime girdiğinde izosiyanatlar adı verilen N=C=O grubuna sahip bileşikler oluşur (Şekil 2D, iki izosiyanat grubuna sahip bir bileşiğin hazırlanması).

Aromatik aminler arasında en ünlüsü anilin (fenilamin) C6H5NH2'dir. Özellikleri alifatik aminlere benzer, ancak bazlığı daha az belirgindir; sulu çözeltilerde alkali bir ortam oluşturmaz. Alifatik aminler gibi güçlü mineral asitlerle amonyum tuzları [C 6 H 5 NH 3 ] + Cl oluşturabilir. Anilin nitröz asitle (HCl varlığında) reaksiyona girdiğinde, RN=N fragmanını içeren bir diazo bileşiği oluşur; bu, diazonyum tuzu adı verilen iyonik bir tuz formunda elde edilir (Şekil 3A). Dolayısıyla nitröz asitle etkileşim alifatik aminlerde olduğu gibi ilerlemez. Anilindeki benzen halkası, aromatik bileşiklerin reaktivite özelliğine sahiptir ( santimetre. AROMATİKLİK), halojenasyon sırasında hidrojen atomları orto- Ve çift Amino grubunun -pozisyonları değiştirilir, bu da değişen derecelerde ikameye sahip kloroanilinlerle sonuçlanır (Şekil 3B). Sülfürik asitin etkisi sülfonasyona yol açar çift Amino grubuna pozisyon verildiğinde sülfanilik asit adı verilen asit oluşur (Şekil 3B).

Aminlerin hazırlanması.

Amonyak, RCl gibi haloalkillerle reaksiyona girdiğinde birincil, ikincil ve üçüncül aminlerin bir karışımı oluşur. Ortaya çıkan HC1 yan ürünü aminlerle birleşerek bir amonyum tuzu oluşturur, ancak aşırı amonyak varsa tuz ayrışır ve sürecin dördüncül amonyum tuzlarının oluşumuna ilerlemesine izin verir (Şekil 4A). Alifatik alkil halojenürlerin aksine, aril halojenürler, örneğin C6H5Cl, amonyakla büyük zorlukla reaksiyona girer; sentez yalnızca bakır içeren katalizörlerle mümkündür. Endüstride alifatik aminler, alkollerin 300-500 ° C'de ve 1-20 MPa basınçta NH3 ile katalitik etkileşimi ile elde edilir, bu da birincil, ikincil ve üçüncül aminlerin bir karışımıyla sonuçlanır (Şekil 4B).

Aldehitler ve ketonlar, formik asit HCOONH4'ün amonyum tuzu ile etkileşime girdiğinde, birincil aminler oluşur (Şekil 4C) ve aldehitlerin ve ketonların birincil aminlerle (formik asit HCOOH varlığında) reaksiyonu ikincil aminlere yol açar (Şekil 4C). .4D).

İndirgeme sonrasında nitro bileşikleri (NO2 grubunu içeren) birincil aminleri oluşturur. N.N. Zinin tarafından önerilen bu yöntem, alifatik bileşikler için çok az kullanılır, ancak aromatik aminlerin üretimi için önemlidir ve anilinin endüstriyel üretiminin temelini oluşturur (Şekil 4D).

Aminler nadiren bireysel bileşikler olarak kullanılır; örneğin, günlük yaşamda polietilenpoliamin [-C2H4NH-] kullanılır. N(ticari adı PEPA) epoksi reçineler için sertleştirici olarak. Aminlerin ana kullanımı, çeşitli organik maddelerin hazırlanmasında ara ürün olarak kullanılmasıdır. Ana rol, geniş bir yelpazede anilin boyalarının üretildiği anilin'e aittir ve renk "uzmanlığı", anilin elde etme aşamasında zaten oluşturulmuştur. Homologları olmayan ultra saf anilin, endüstride "mavi için anilin" (gelecekteki boyanın rengi anlamına gelir) olarak adlandırılır. “Kırmızı için anilin” anilin dışında bir karışım içermelidir orto- Ve çift-toluidin (CH3C6H4NH2).

Alifatik diaminler, fiberlerin, polimer filmlerin ve ayrıca makine mühendisliğindeki bileşenlerin ve parçaların (poliamid dişliler) üretiminde yaygın olarak kullanılan naylon (Şekil 2) gibi poliamidlerin üretimi için başlangıç bileşikleridir.

Alifatik diizosiyanatlardan (Şekil 2), teknik açıdan önemli özelliklere sahip bir komplekse sahip poliüretanlar elde edilir: esneklik ve çok yüksek aşınma direnci (poliüretan ayakkabı tabanları) ile birlikte yüksek mukavemet ve ayrıca çok çeşitli malzemelere (poliüretan) iyi yapışma yapıştırıcılar). Ayrıca köpüklü formda (poliüretan köpükler) de yaygın olarak kullanılırlar.

Anti-inflamatuar ilaçlar sülfonamidler, sülfanilik asit bazında sentezlenir (Şekil 3).

Diazonyum tuzları (Şekil 2), fotokopi için ışığa duyarlı malzemelerde kullanılır ve bu, geleneksel gümüş halojenür fotoğrafçılığı atlayarak bir görüntü elde etmeyi mümkün kılar ( santimetre. SİYAH KOPYALAMA).

Mihail Levitsky

Hidrokarbon ikame edicilerinin doğasına bağlı olarak aminler ikiye ayrılır:

Aminlerin genel yapısal özellikleri

Tıpkı amonyak molekülünde olduğu gibi, herhangi bir amin molekülünde de nitrojen atomu, çarpık tetrahedronun köşelerinden birine yönlendirilmiş yalnız bir elektron çiftine sahiptir:

Bu nedenle amonyak gibi aminler de önemli ölçüde temel özelliklere sahiptir.

Böylece amonyağa benzer aminler suyla tersinir şekilde reaksiyona girerek zayıf bazlar oluşturur:

Amin molekülündeki hidrojen katyonu ile nitrojen atomu arasındaki bağ, nitrojen atomunun yalnız elektron çifti nedeniyle bir donör-alıcı mekanizması kullanılarak gerçekleştirilir. Doymuş aminler amonyağa göre daha güçlü bazlardır çünkü bu tür aminlerde hidrokarbon ikame edicileri pozitif indüktif (+I) etkiye sahiptir. Bu bakımdan nitrojen atomundaki elektron yoğunluğu artar, bu da H+ katyonuyla etkileşimini kolaylaştırır.

Aromatik aminler, eğer amino grubu doğrudan aromatik halkaya bağlıysa, amonyağa kıyasla daha zayıf bazik özellikler sergilerler. Bunun nedeni nitrojen atomunun yalnız elektron çiftinin benzen halkasının aromatik π sistemine doğru kayması ve bunun sonucunda nitrojen atomundaki elektron yoğunluğunun azalmasıdır. Bu da temel özelliklerin, özellikle de suyla etkileşim yeteneğinin azalmasına yol açar. Örneğin anilin yalnızca güçlü asitlerle reaksiyona girer, ancak pratikte suyla reaksiyona girmez.

Doymuş aminlerin kimyasal özellikleri

Daha önce de belirtildiği gibi aminler suyla tersinir şekilde reaksiyona girer:

Aminlerin sulu çözeltileri, elde edilen bazların ayrışması nedeniyle alkali bir reaksiyona sahiptir:

Doymuş aminler, daha güçlü bazik özelliklerinden dolayı su ile amonyaktan daha iyi reaksiyona girerler.

Doymuş aminlerin temel özellikleri seri halinde artar.

İkincil doymuş aminler, birincil doymuş aminlerden daha güçlü bazlardır ve bunlar da amonyaktan daha güçlü bazlardır. Üçüncül aminlerin temel özelliklerine gelince, sulu çözeltilerdeki reaksiyonlardan bahsediyorsak, üçüncül aminlerin temel özellikleri ikincil aminlerden çok daha kötü, hatta birincil olanlardan biraz daha kötü ifade edilir. Bunun nedeni, amin protonasyon hızını önemli ölçüde etkileyen sterik engellerdir. Başka bir deyişle, üç ikame edici nitrojen atomunu "bloke eder" ve onun H + katyonları ile etkileşimine müdahale eder.

Asitlerle etkileşim

Hem serbest doymuş aminler hem de sulu çözeltileri asitlerle reaksiyona girer. Bu durumda tuzlar oluşur:

Doymuş aminlerin temel özellikleri amonyaktan daha belirgin olduğundan, bu tür aminler karbonik asit gibi zayıf asitlerle bile reaksiyona girer:

Amin tuzları, suda yüksek oranda çözünür, polar olmayan organik çözücülerde ise az çözünür olan katılardır. Amin tuzlarının alkalilerle etkileşimi, alkalilerin amonyum tuzlarına etki etmesi durumunda amonyağın yer değiştirmesine benzer şekilde serbest aminlerin salınmasına yol açar:

2. Birincil doymuş aminler nitröz asitle reaksiyona girerek karşılık gelen alkolleri, nitrojen N2'yi ve suyu oluşturur. Örneğin:

Bu reaksiyonun karakteristik bir özelliği nitrojen gazının oluşmasıdır ve bu nedenle birincil aminler için nitelikseldir ve onları ikincil ve üçüncül olanlardan ayırmak için kullanılır. Çoğu zaman bu reaksiyonun, aminin bir nitröz asit çözeltisiyle değil, bir nitröz asit tuzu (nitrit) çözeltisiyle karıştırılması ve daha sonra bu karışıma güçlü bir mineral asit eklenmesiyle gerçekleştirildiğine dikkat edilmelidir. Nitrit güçlü mineral asitlerle etkileşime girdiğinde nitröz asit oluşur ve bu daha sonra aminle reaksiyona girer:

Benzer koşullar altında ikincil aminler, N-nitrozaminler adı verilen yağlı sıvılar verir, ancak bu reaksiyon kimyadaki gerçek USE testlerinde meydana gelmez. Üçüncül aminler nitröz asitle reaksiyona girmez.

Herhangi bir aminlerin tamamen yanması karbondioksit, su ve nitrojen oluşumuna yol açar:

Haloalkanlarla etkileşim

Tamamen aynı tuzun, hidrojen klorürün daha ikame edilmiş bir amin üzerindeki etkisi ile elde edilmesi dikkat çekicidir. Bizim durumumuzda hidrojen klorür dimetilamin ile reaksiyona girdiğinde:

Aminlerin hazırlanması:

1) Amonyağın haloalkanlarla alkilasyonu:

Amonyak eksikliği durumunda amin yerine tuzu elde edilir:

2) Asidik bir ortamda metallerle (aktivite serisinde hidrojene) indirgenme:

ardından serbest amini serbest bırakmak için çözeltinin alkali ile işlenmesi gerekir:

3) Karışımlarını ısıtılmış alüminyum oksitten geçirirken amonyağın alkollerle reaksiyonu. Alkol/amin oranlarına bağlı olarak birincil, ikincil veya üçüncül aminler oluşur:

Anilinin kimyasal özellikleri

Anilin - aminobenzenin aşağıdaki formüle sahip önemsiz adı:

Şekilden de görülebileceği gibi anilin molekülünde amino grubu doğrudan aromatik halkaya bağlıdır. Bu tür aminler, daha önce de belirtildiği gibi, amonyaktan çok daha az belirgin temel özelliklere sahiptir. Bu nedenle özellikle anilin pratikte su ve karbonik asit gibi zayıf asitlerle reaksiyona girmez.

Anilinin asitlerle reaksiyonu

Anilin güçlü ve orta kuvvette inorganik asitlerle reaksiyona girer. Bu durumda fenilamonyum tuzları oluşur:

Anilinin halojenlerle reaksiyonu

Bu bölümün başında da söylendiği gibi, aromatik aminlerdeki amino grubu aromatik halkaya çekilir, bu da nitrojen atomundaki elektron yoğunluğunu azaltır ve sonuç olarak aromatik halkada elektron yoğunluğunu arttırır. Aromatik halkadaki elektron yoğunluğunun artması, elektrofilik ikame reaksiyonlarının, özellikle de halojenlerle reaksiyonların, özellikle amino grubuna göre orto ve para pozisyonlarında çok daha kolay ilerlemesine yol açar. Böylece anilin, bromlu su ile kolayca reaksiyona girerek beyaz bir 2,4,6-tribromoanilin çökeltisi oluşturur:

Bu reaksiyon anilin için nitelikseldir ve sıklıkla diğer organik bileşikler arasında tanımlanmasına olanak sağlar.

Anilinin nitröz asitle reaksiyonu

Anilin nitröz asitle reaksiyona girer, ancak bu reaksiyonun özgüllüğü ve karmaşıklığı nedeniyle kimyadaki gerçek Birleşik Devlet Sınavında görünmez.

Anilin alkilasyon reaksiyonları

Anilinin nitrojen atomunda halojenlenmiş hidrokarbonlarla sıralı alkilasyonu kullanılarak ikincil ve üçüncül aminler elde edilebilir:

Amino asitlerin kimyasal özellikleri

Amino asitler molekülleri iki tip fonksiyonel grup içeren bileşiklerdir - amino (-NH2) ve karboksi- (-COOH) grupları.

Başka bir deyişle amino asitler, moleküllerindeki bir veya daha fazla hidrojen atomunun amino gruplarıyla değiştirildiği karboksilik asitlerin türevleri olarak düşünülebilir.

Dolayısıyla amino asitlerin genel formülü (NH2) x R(COOH) y olarak yazılabilir; burada x ve y çoğunlukla bir veya ikiye eşittir.

Amino asit molekülleri hem amino grubu hem de karboksil grubu içerdiğinden, hem aminlere hem de karboksilik asitlere benzer kimyasal özellikler gösterirler.

Amino asitlerin asidik özellikleri

Alkaliler ve alkali metal karbonatlarla tuz oluşumu

Amino asitlerin esterifikasyonu

Amino asitler alkollerle esterleşmeyle reaksiyona girebilir:

NH2CH2COOH + CH3OH → NH2CH2COOCH3 + H20

Amino asitlerin temel özellikleri

1. Asitlerle etkileşime girdiğinde tuz oluşumu

NH2CH2COOH + HCl → + Cl —

2. Azotlu asitle etkileşim

NH2-CH2-COOH + HNO2 → HO-CH2-COOH + N2 + H2O

Not: nitröz asitle etkileşim, birincil aminlerle aynı şekilde ilerler

3. Alkilasyon

NH2CH2COOH + CH3 I → + I —

4. Amino asitlerin birbirleriyle etkileşimi

Amino asitler birbirleriyle reaksiyona girerek peptitleri (moleküllerinde –C(O)-NH- peptit bağını içeren bileşikler) oluşturabilirler.

Aynı zamanda, iki farklı amino asit arasında, bazı spesifik sentez koşulları gözetilmeden reaksiyon oluşması durumunda, farklı dipeptitlerin oluşumunun aynı anda meydana geldiğine dikkat edilmelidir. Dolayısıyla, örneğin, glisinin yukarıda alanin ile reaksiyona girerek glisilenine yol açması yerine, alanilglisine yol açan bir reaksiyon meydana gelebilir:

Ayrıca glisin molekülünün alanin molekülü ile reaksiyona girmesi zorunlu değildir. Glisin molekülleri arasında da peptizasyon reaksiyonları meydana gelir:

Ve alanin:

Ek olarak, ortaya çıkan peptidlerin molekülleri, orijinal amino asit molekülleri gibi, amino grupları ve karboksil grupları içerdiğinden, peptidlerin kendisi de yeni peptid bağlarının oluşması nedeniyle amino asitler ve diğer peptidlerle reaksiyona girebilir.

Bireysel amino asitler, sentetik polipeptitler veya poliamid lifleri olarak adlandırılan üretmek için kullanılır. Böylece, özellikle 6-aminoheksan (ε-aminokaproik) asidin polikondensasyonu kullanılarak endüstride naylon sentezlenir:

Ortaya çıkan naylon reçine, tekstil elyafları ve plastiklerin üretiminde kullanılıyor.