Hemijska svojstva amina.

Budu?i da amini, kao derivati amonijaka, imaju sli?nu strukturu (tj. imaju nepodijeljeni par elektrona u atomu du?ika), oni pokazuju svojstva sli?na njemu. One. amini, poput amonijaka, su baze, budu?i da atom du?ika mo?e obezbijediti elektronski par za formiranje veze sa ?esticama s nedostatkom elektrona prema mehanizmu donor-akceptor (?to odgovara definiciji Lewisove bazi?nosti).

I. Osobine amina kao baza (akceptora protona)

1. Vodeni rastvori alifatskih amina pokazuju alkalnu reakciju, jer kada su u interakciji s vodom, nastaju alkilamonijum hidroksidi, sli?ni amonijum hidroksidu:

CH 3 NH 2 + H 2 O CH 3 NH 3 + + OH -

Anilin prakti?ki ne reagira s vodom.

Vodeni rastvori su alkalne prirode:

Veza protona sa aminom, kao i sa amonijakom, nastaje prema mehanizmu donor-akceptor zbog usamljenog elektronskog para atoma du?ika.

Alifatski amini su ja?e baze od amonijaka, jer alkil radikali pove?avaju gustinu elektrona na atomu du?ika zbog + I-efekat. Iz tog razloga, elektronski par atoma du?ika dr?i se manje ?vrsto i lak?e stupa u interakciju s protonom.

2. U interakciji sa kiselinama, amini formiraju soli:

C 6 H 5 NH 2 + HCl -> (C 6 H 5 NH 3) Cl

fenilamonijum hlorid

2CH 3 NH 2 + H 2 SO 4 -> (CH 3 NH 3) 2 SO 4

metil amonijum sulfat

Soli amina su ?vrste materije koje su visoko rastvorljive u vodi i slabo rastvorljive u nepolarnim te?nostima. U reakciji sa alkalijama osloba?aju se slobodni amini:

Aromati?ni amini su slabije baze od amonijaka, budu?i da se usamljeni elektronski par atoma du?ika pomi?e prema benzenskom prstenu, konjugiraju?i se s p-elektronima aromati?nog jezgra, ?to smanjuje gusto?u elektrona na atomu du?ika (-M efekt). Naprotiv, alkil grupa je dobar donor elektronske gustine (+I-efekat).

ili

Smanjenje elektronske gusto?e na atomu du?ika dovodi do smanjenja sposobnosti odvajanja protona iz slabih kiselina. Stoga anilin stupa u interakciju samo sa jakim kiselinama (HCl, H 2 SO 4), a njegov vodeni rastvor ne boji lakmus u plavo.

Atom du?ika u molekulama amina ima nepodijeljeni par elektrona, koji mo?e sudjelovati u formiranju veze putem mehanizma donor-akceptor.

anilin amonijak primarni amin sekundarni amin tercijarni amin

pove?ava se elektronska gustina na atomu du?ika.

Zbog prisustva usamljenog para elektrona u molekulima, amini, poput amonijaka, pokazuju osnovna svojstva.

anilin amonijak primarni amin sekundarni amin

osnovna svojstva su pobolj?ana, zbog uticaja vrste i broja radikala.

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

II. Oksidacija amina

Amini, posebno aromati?ni, lako se oksidiraju na zraku. Za razliku od amonijaka, oni se mogu zapaliti otvorenim plamenom. Aromati?ni amini spontano oksidiraju na zraku. Dakle, anilin brzo postaje sme?i na zraku zbog oksidacije.

4CH 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. Interakcija sa du?i?nom kiselinom

Du?i?na kiselina HNO 2 je nestabilno jedinjenje. Stoga se koristi samo u trenutku odabira. HNO 2 nastaje, kao i sve slabe kiseline, djelovanjem jake kiseline na njegovu sol (nitrit):

KNO 2 + HCl -> HNO 2 + KCl

ili NO 2 - + H + -> HNO 2

Struktura produkta reakcije s du?i?nom kiselinom ovisi o prirodi amina. Stoga se ova reakcija koristi za razlikovanje primarnih, sekundarnih i tercijalnih amina.

Primarni alifatski amini sa HNO 2 formiraju alkohole:

R-NH 2 + HNO 2 -> R-OH + N 2 + H 2 O

• Od velikog zna?aja je reakcija diazotizacije primarnih aromatskih amina pod dejstvom azotne kiseline dobijene reakcijom natrijum nitrita sa hlorovodoni?nom kiselinom. I tada nastaje fenol:

Sekundarni amini (alifatski i aromati?ni) pod dejstvom HNO 2 pretvaraju se u N-nitrozo derivate (supstance karakteristi?nog mirisa):

R 2 NH + H-O-N=O -> R 2 N-N=O + H 2 O

alkilnitrozamin

· Reakcija sa tercijarnim aminima dovodi do stvaranja nestabilnih soli i nije od prakti?ne va?nosti.

IV. Posebna svojstva:

1. Formiranje kompleksnih jedinjenja sa prelaznim metalima:

2. Dodavanje alkil halida Amini dodaju haloalkane kako bi se formirala sol:

Tretiranjem rezultiraju?e soli alkalijom, mo?ete dobiti besplatni amin:

V. Aromati?na elektrofilna supstitucija u aromati?nim aminima (reakcija anilina s bromnom vodom ili du?i?nom kiselinom):

U aromati?nim aminima, amino grupa olak?ava supstituciju u orto i para pozicijama benzenskog prstena. Stoga se halogeniranje anilina doga?a brzo ?ak i u odsustvu katalizatora, a tri atoma vodika benzenskog prstena se zamjenjuju odjednom, a bijeli talog 2,4,6-tribromanilina precipitira:

Ova reakcija sa bromnom vodom se koristi kao kvalitativna reakcija za anilin.

U tim reakcijama (bromiranje i nitriranje) prete?no nastaju ortho- i par-derivati.

4. Metode za dobijanje amina.

1. Hoffmannova reakcija. Jedna od prvih metoda za dobijanje primarnih amina je alkilacija amonijaka alkil halogenidima:

Ovo nije najbolja metoda, jer je rezultat mje?avina amina svih stupnjeva supstitucije:

itd. Ne samo alkil halogenidi, ve? i alkoholi mogu djelovati kao alkiliraju?i agensi. Da bi se to postiglo, mje?avina amonijaka i alkohola se propu?ta preko aluminij oksida na visokoj temperaturi.

2. Zininova reakcija- pogodan na?in za dobijanje aromati?nih amina u redukciji aromati?nih nitro jedinjenja. Kao redukcioni agensi se koriste: H 2 (na katalizatoru). Ponekad se vodik stvara direktno u trenutku reakcije, za ?ta se metali (cink, ?eljezo) tretiraju razrije?enom kiselinom.

2HCl + Fe (strugotine) -> FeCl 2 + 2H

C 6 H 5 NO 2 + 6 [H] C 6 H 5 NH 2 + 2H 2 O.

U industriji se ova reakcija odvija zagrijavanjem nitrobenzena vodenom parom u prisustvu ?eljeza. U laboratoriji, vodonik "u trenutku izolacije" nastaje reakcijom cinka sa alkalijom ili gvo??a sa hlorovodoni?nom kiselinom. U potonjem slu?aju nastaje anilinijev hlorid.

3. Obnavljanje nitrila. Koristite LiAlH 4:

4. Enzimska dekarboksilacija aminokiselina:

5. Upotreba amina.

Amini se koriste u farmaceutskoj industriji i organskoj sintezi (CH 3 NH 2, (CH 3) 2 NH, (C 2 H 5) 2 NH itd.); u proizvodnji najlona (NH 2 - (CH 2) 6 -NH 2 - heksametilendiamin); kao sirovina za proizvodnju boja i plastike (anilin), kao i pesticida.

Spisak kori?tenih izvora:

1. O.S. Gabrielyan i dr. Hemija. 10. razred. Nivo profila: ud?benik za obrazovne ustanove; Drfa, Moskva, 2005;
2. "Tutor iz hemije" priredio A. S. Egorov; "Feniks", Rostov na Donu, 2006;
3. G. E. Rudzitis, F. G. Feldman. Hemija 10 ?elija. M., Obrazovanje, 2001;
4. https://www.calc.ru/Aminy-Svoystva-Aminov.html
5. http://www.yaklass.ru/materiali?mode=lsntheme&themeid=144
6. http://www.chemel.ru/2008-05-24-19-21-00/2008-06-01-16-50-05/193-2008-06-30-20-47-29.html
7. http://cnit.ssau.ru/organics/chem5/n232.htm

amini - to su derivati amonijaka (NH 3), u ?ijoj molekuli su jedan, dva ili tri atoma vodika zamijenjena ugljovodoni?nim radikalima.

Prema broju ugljikovodi?nih radikala koji zamjenjuju atome vodika u molekuli NH 3, svi amini se mogu podijeliti u tri tipa:

Grupa - NH 2 se naziva amino grupa. Postoje i amini koji sadr?e dvije, tri ili vi?e amino grupa.

Nomenklatura

Nazivu organskih ostataka povezanih sa du?ikom dodaje se rije? "amin", dok su grupe navedene abecednim redom: CH3NC3H - metilpropilamin, CH3N(C6H5)2 - metildifenilamin. Za vi?e amine, naziv se sastavlja, uzimaju?i ugljovodonik kao osnovu, dodaju?i prefiks "amino", "diamino", "triamino", ?to ukazuje na numeri?ki indeks atoma ugljika. Za neke amine koriste se trivijalni nazivi: C6H5NH2 - anilin (sistematski naziv - fenilamin).

Za amine je mogu?a lan?ana izomerija, izomerija polo?aja funkcionalne grupe, izomerija izme?u vrsta amina

Physical Properties

Primarni amini donje granice - gasovite supstance, imaju miris amonijaka, dobro se otapaju u vodi. Amini s ve?om relativnom molekulskom te?inom su teku?ine ili ?vrste tvari, njihova topljivost u vodi opada s pove?anjem molekularne te?ine.

Hemijska svojstva

Amini su hemijski sli?ni amonijaku.

1. Interakcija sa vodom – stvaranje supstituisanih amonijum hidroksida. Rastvor amonijaka u vodi ima slaba alkalna (bazna) svojstva. Razlog za glavna svojstva amonijaka je prisustvo usamljenog elektronskog para na atomu du?ika, koji je uklju?en u formiranje donor-akceptorske veze sa jonom vodika. Iz istog razloga, amini su tako?er slabe baze. Amini su organske baze.

2. Interakcija sa kiselinama – stvaranje soli (reakcije neutralizacije). Kao baza, amonijak formira amonijeve soli sa kiselinama. Sli?no, kada amini reaguju sa kiselinama, nastaju supstituisane amonijumove soli. Alkalije, kao ja?e baze, istiskuju amonijak i amine iz svojih soli.

3. Sagorijevanje amina. Amini su zapaljive supstance. Proizvodi sagorijevanja amina, kao i drugih organskih spojeva koji sadr?e du?ik, su uglji?ni dioksid, voda i slobodni du?ik.

Alkilacija je uvo?enje alkil supstituenta u molekulu organskog jedinjenja. Tipi?ni agensi za alkilaciju su alkil halogenidi, alkeni, epoksi jedinjenja, alkoholi, rje?e aldehidi, ketoni, etri, sulfidi, diazoalkani. Katalizatori alkilacije su mineralne kiseline, Lewisove kiseline i zeoliti.

Acilacija. Kada se zagrijavaju s karboksilnim kiselinama, njihovim anhidridima, kiselinskim hloridima ili esterima, primarni i sekundarni amini se aciliraju da nastaju N-supstituirani amidi, spojevi sa -C(O)N ostatkom<:

Reakcija sa anhidridima se odvija pod blagim uslovima. Kiseli hloridi reaguju jo? lak?e, reakcija se izvodi u prisustvu baze da ve?e nastali HCl.

Primarni i sekundarni amini stupaju u interakciju s du?i?nom kiselinom na razli?ite na?ine. Uz pomo? du?i?ne kiseline razlikuju se jedni od drugih primarni, sekundarni i tercijarni amini. Primarni alkoholi nastaju iz primarnih amina:

C2H5NH2 + HNO2 -> C2H5OH + N2 +H2O

Ovo osloba?a gas (azot). Ovo je znak da u tikvici ima primarnog amina.

Sekundarni amini formiraju ?ute, te?ko rastvorljive nitrozamine sa azotnom kiselinom - jedinjenja koja sadr?e >N-N=O fragment:

(C2H5)2NH + HNO2 -> (C2H5)2N-N=O + H2O

Sekundarne amine je te?ko propustiti, karakteristi?an miris nitrozodimetilamina ?iri se laboratorijom.

Tercijarni amini se jednostavno otapaju u du?i?noj kiselini na uobi?ajenim temperaturama. Pri zagrijavanju je mogu?a reakcija s eliminacijom alkil radikala.

Kako do?i

1. Interakcija alkohola sa amonijakom pri zagrijavanju u prisustvu Al 2 0 3 kao katalizatora.

2. Interakcija alkil halogenida (haloalkana) sa amonijakom. Rezultiraju?i primarni amin mo?e reagirati s vi?kom alkil halida i amonijaka kako bi se formirao sekundarni amin. Tercijarni amini se mogu pripremiti na sli?an na?in

Amino kiseline. Klasifikacija, izomerija, nomenklatura, dobijanje. Fizi?ka i hemijska svojstva. Amfoterna svojstva, bipolarna struktura, izoelektri?na ta?ka. Polipeptidi. Pojedina?ni predstavnici: glicin, alanin, cistein, cistin, a-aminokaproi?na kiselina, lizin, glutaminska kiselina.

Amino kiseline- to su derivati ugljovodonika koji sadr?e amino grupe (-NH 2) i karboksilne grupe -COOH.

Op?ta formula: (NH 2) f R(COOH) n gdje je m i n naj?e??e jednako 1 ili 2. Dakle, aminokiseline su spojevi s mje?ovitim funkcijama.

Klasifikacija

izomerizam

Izomerizam aminokiselina, kao i hidroksi kiselina, zavisi od izomerizma ugljikovog lanca i od polo?aja amino grupe u odnosu na karboksil (a-, v - i g - aminokiseline itd.). Osim toga, sve prirodne aminokiseline, osim aminooctene, sadr?e asimetri?ne atome ugljika, pa imaju opti?ke izomere (antipode). Postoje D- i L-serija aminokiselina. Treba napomenuti da sve aminokiseline koje ?ine proteine pripadaju L-seriji.

Nomenklatura

Aminokiseline obi?no imaju trivijalna imena (na primjer, aminooctena kiselina se naziva druga?ije glikokol ili iicin, i aminopropionsku kiselinu alanin itd.). Naziv aminokiseline prema sistematskoj nomenklaturi sastoji se od naziva odgovaraju?e karboksilne kiseline, ?iji je derivat, sa dodatkom rije?i amino- kao prefiksa. Polo?aj amino grupe u lancu ozna?en je brojevima.

Kako do?i

1. Interakcija a-halokarboksilnih kiselina sa vi?kom amonijaka. U toku ovih reakcija, atom halogena u halokarboksilnim kiselinama (za njihovu pripremu, videti § 10.4) je zamenjen amino grupom. Hlorovodonik koji se osloba?a u isto vrijeme vezan je vi?kom amonijaka u amonijum hlorid.

2. Hidroliza proteina. Slo?ene mje?avine aminokiselina obi?no nastaju tokom hidrolize proteina, me?utim, posebnim metodama iz ovih smjesa se mogu izolirati pojedina?ne ?iste aminokiseline.

Physical Properties

Aminokiseline su bezbojne kristalne supstance, lako rastvorljive u vodi, ta?ke topljenja 230-300°C. Mnoge a-amino kiseline imaju sladak ukus.

Hemijska svojstva

1. Interakcija sa bazama i kiselinama:

a) kao kiselina (uklju?ena je karboksilna grupa).

b) kao baza (uklju?ena je amino grupa).

2. Interakcija unutar molekula - stvaranje unutra?njih soli:

a) monoaminomonokarboksilne kiseline (neutralne kiseline). Vodeni rastvori monoaminomonokarboksilnih kiselina su neutralni (pH = 7);

b) monoaminodikarboksilne kiseline (kisele aminokiseline). Vodene otopine monoaminodikarboksilnih kiselina imaju pH< 7 (кислая среда), так как в результате образования внутренних солей этих кислот в растворе появляется избыток ионов водорода Н + ;

c) diaminomonokarboksilne kiseline (bazne aminokiseline). Vodene otopine diaminomonokarboksilnih kiselina imaju pH > 7 (alkalne), jer se kao rezultat stvaranja unutra?njih soli ovih kiselina pojavljuje vi?ak OH - hidroksidnih jona u otopini.

3. Interakcija aminokiselina jedna s drugom – stvaranje peptida.

4. U interakciji sa alkoholima nastaju estri.

Izoelektri?na to?ka aminokiselina koje ne sadr?e dodatne NH2 ili COOH grupe je aritmeti?ka sredina izme?u dvije pK vrijednosti: odnosno za alanin .

Izoelektri?na ta?ka niza drugih aminokiselina koje sadr?e dodatne kisele ili bazi?ne grupe (asparaginska i glutaminska kiselina, lizin, arginin, tirozin, itd.) tako?er ovisi o kiselosti ili bazi?nosti radikala ovih aminokiselina. Za lizin, na primjer, pI treba izra?unati iz polovine zbira pK" vrijednosti za a- i e-NH2 grupe. Dakle, u pH rasponu od 4,0 do 9,0, gotovo sve aminokiseline postoje prete?no u obliku cwitterioni sa protoniranom amino grupom i disociranom karboksilnom grupom.

Polipeptidi sadr?e vi?e od deset aminokiselinskih ostataka.

Glicin (aminooctena kiselina, aminoetanska kiselina) je najjednostavnija alifati?na aminokiselina, jedina aminokiselina koja nema opti?ke izomere. Empirijska formula C2H5NO2

Alanin (aminopropanoi?na kiselina) je alifati?na aminokiselina. a-alanin je dio mnogih proteina, v-alanin je dio brojnih biolo?ki aktivnih spojeva. Hemijska formula NH2 -CH -CH3 -COOH. Alanin se lako pretvara u glukozu u jetri i obrnuto. Ovaj proces se naziva glukozno-alaninski ciklus i jedan je od glavnih puteva glukoneogeneze u jetri.

Cistein (a-amino-v-tiopropionska kiselina; 2-amino-3-sulfanilpropanska kiselina) je alifatska aminokiselina koja sadr?i sumpor. Opti?ki aktivan, postoji u obliku L- i D-izomera. L-cistein je komponenta proteina i peptida i igra va?nu ulogu u formiranju tkiva ko?e. Va?an je za procese detoksikacije. Empirijska formula je C3H7NO2S.

Cistin (kem.) (3,3"-ditio-bis-2-aminopropionska kiselina, dicistein) je alifatska aminokiselina koja sadr?i sumpor, bezbojni kristali, rastvorljivi u vodi.

Cistin je nekodirana aminokiselina koja je proizvod oksidativne dimerizacije cisteina, tokom koje dvije cistein tiolne grupe formiraju cistin disulfidnu vezu. Cistin sadr?i dvije amino grupe i dvije karboksilne grupe i dvobazna je diamino kiselina. Empirijska formula C6H12N2O4S2

U tijelu se nalaze uglavnom u sastavu proteina.

Aminokaproi?na kiselina (6-aminoheksanska kiselina ili e-aminokaproi?na kiselina) je hemostatski lijek koji inhibira konverziju profibrinolizina u fibrinolizin. bruto-

formula C6H13NO2.

Lizin (2,6-diaminoheksanska kiselina) je alifati?na aminokiselina sa izra?enim baznim svojstvima; esencijalne aminokiseline. Hemijska formula: C6H14N2O2

Lizin je dio proteina. Lizin je esencijalna aminokiselina koja je dio gotovo svakog proteina, neophodna je za rast, popravku tkiva, proizvodnju antitijela, hormona, enzima, albumina.

Glutaminska kiselina (2-aminopentandioi?na kiselina) je alifati?na aminokiselina. U ?ivim organizmima, glutaminska kiselina u obliku glutamat aniona prisutna je u proteinima, nizu niskomolekularnih supstanci iu slobodnom obliku. Glutaminska kiselina igra va?nu ulogu u metabolizmu du?ika. Hemijska formula C5H9N1O4

Glutaminska kiselina je tako?er neurotransmiterska aminokiselina, jedna od va?nih ?lanova klase ekscitatornih aminokiselina. Vezivanje glutamata za specifi?ne receptore neurona dovodi do ekscitacije potonjih.

Jednostavni i slo?eni proteini. peptidnu vezu. Koncept primarne, sekundarne, tercijarne i kvartarne strukture proteinske molekule. Vrste veza koje odre?uju prostornu strukturu proteinske molekule (vodikove, disulfidne, jonske, hidrofobne interakcije). Fizi?ka i hemijska svojstva proteina (talo?enje, denaturacija, reakcije boje). izoelektri?na ta?ka. Vrijednost proteina.

vjeverice - to su prirodna visokomolekularna jedinjenja (biopolimeri), ?ija su strukturna osnova polipeptidni lanci izgra?eni od ostataka a-aminokiselina.

Jednostavni proteini (proteini) su visokomolekularne organske supstance koje se sastoje od alfa-amino kiselina povezanih u lanac peptidnom vezom.

Slo?eni proteini (proteidi) su dvokomponentni proteini koji pored peptidnih lanaca (jednostavnog proteina) sadr?e komponentu ne-aminokiselinske prirode - prosteti?ku grupu.

peptidna veza - vrsta amidne veze koja nastaje tokom formiranja proteina i peptida kao rezultat interakcije a-amino grupe (-NH2) jedne aminokiseline sa a-karboksilnom grupom (-COOH) druge amino kiseline.

Primarna struktura je sekvenca aminokiselina u polipeptidnom lancu. Va?ne karakteristike primarne strukture su konzervativni motivi - kombinacije aminokiselina koje igraju klju?nu ulogu u funkcijama proteina. Konzervativni motivi opstaju kroz evoluciju vrsta i ?esto se mogu koristiti za predvi?anje funkcije nepoznatog proteina.

Sekundarna struktura - lokalno sre?ivanje fragmenta polipeptidnog lanca, stabiliziranog vodoni?nim vezama.

Tercijarna struktura - prostorna struktura polipeptidnog lanca (skup prostornih koordinata atoma koji ?ine protein). Strukturno se sastoji od sekundarnih strukturnih elemenata stabiliziranih razli?itim vrstama interakcija, u kojima hidrofobne interakcije igraju va?nu ulogu. U stabilizaciji tercijarne strukture u?estvuju:

kovalentne veze (izme?u dva cisteinska ostatka - disulfidni mostovi);

jonske veze izme?u suprotno nabijenih bo?nih grupa aminokiselinskih ostataka;

vodoni?ne veze;

hidrofilno-hidrofobne interakcije. Kada je u interakciji sa okolnim molekulima vode, proteinski molekul "te?i" da se sklup?a tako da se nepolarne bo?ne grupe aminokiselina izoluju iz vodene otopine; polarne hidrofilne bo?ne grupe pojavljuju se na povr?ini molekule.

Kvartarna struktura (ili podjedinica, domen) - me?usobni raspored nekoliko polipeptidnih lanaca kao dijela jednog proteinskog kompleksa. Proteinski molekuli koji ?ine protein kvartarne strukture formiraju se odvojeno na ribosomima i tek nakon zavr?etka sinteze formiraju zajedni?ku supramolekularnu strukturu. Protein kvaternarne strukture mo?e sadr?avati identi?ne i razli?ite polipeptidne lance. Isti tipovi interakcija u?estvuju u stabilizaciji kvartarne strukture kao i u stabilizaciji tercijarne. Supramolekularni proteinski kompleksi mogu se sastojati od desetina molekula.

Physical Properties

Svojstva proteina su raznolika koliko i funkcije koje obavljaju. Neki proteini se otapaju u vodi, formiraju?i, u pravilu, koloidne otopine (na primjer, bjelanjak jajeta); drugi se otapaju u razrije?enim otopinama soli; drugi su netopivi (na primjer, proteini integumentarnih tkiva).

Hemijska svojstva

U radikalima aminokiselinskih ostataka, proteini sadr?e razli?ite funkcionalne grupe koje su sposobne da u?u u mnoge reakcije. Proteini ulaze u oksidaciono-redukcione reakcije, esterifikaciju, alkilaciju, nitraciju, mogu formirati soli i sa kiselinama i sa bazama (proteini su amfoterni).

Na primjer, albumin - bjelanjak - na temperaturi od 60-70 ° talo?i se iz otopine (koagulira), gube?i sposobnost rastvaranja u vodi.

Klasifikacija amina je raznolika i odre?ena je obilje?jima strukture koja se uzima kao osnova.

Ovisno o broju organskih grupa povezanih s atomom du?ika, postoje:

primarni amini - jedna organska grupa na du?iku RNH 2

sekundarni amini - dvije organske grupe na du?iku R 2 NH, organske grupe mogu biti razli?ite R "R" NH

tercijarni amini - tri organske grupe na du?iku R 3 N ili R "R" R "" N

Prema vrsti organske grupe povezane sa du?ikom, razlikuju se alifatske CH 3 - N6H 5 - N

Prema broju amino grupa u molekulu, amini se dijele na monoamine CH 3 - NH 2, diamine H 2 N (CH 2) 2 NH 2, triamine itd.

Nomenklatura amina.

nazivu organskih grupa povezanih sa du?ikom dodaje se rije? “amin”, dok se grupe pominju abecednim redom, na primjer, CH 3 NHC 3 H 7 - metilpropilamin, CH 3 N (C 6 H 5) 2 - metildifenilamin. Pravila tako?e dozvoljavaju da se naziv sastavi na osnovu ugljikovodika u kojem se amino grupa smatra supstituentom. U ovom slu?aju, njegov polo?aj je ozna?en numeri?kim indeksom: C 5 H 3 C 4 H 2 C 3 H (NH 2) C 2 H 2 C 1 H 3 - 3-aminopentan (gornji numeri?ki indeksi u plavoj boji ozna?avaju numeraciju red C atoma). Za neke amine sa?uvani su trivijalni (pojednostavljeni) nazivi: C 6 H 5 NH 2 - anilin (naziv prema pravilima nomenklature je fenilamin).

U nekim slu?ajevima se koriste ustaljeni nazivi, koji su iskrivljeni ta?ni nazivi: H 2 NCH 2 CH 2 OH - monoetanolamin (ta?no - 2-aminoetanol); (OHCH 2 CH 2) 2 NH - dietanolamin, ta?an naziv je bis (2-hidroksietil) amin. Trivijalni, iskrivljeni i sistematski (sastavljeni prema pravilima nomenklature) nazivi ?esto koegzistiraju u hemiji.

Fizi?ka svojstva amina.

Prvi predstavnici serije amina - metilamin CH 3 NH 2, dimetilamin (CH 3) 2 NH, trimetilamin (CH 3) 3 N i etilamin C 2 H 5 NH 2 - su gasoviti na sobnoj temperaturi, zatim sa pove?anjem broj atoma u R amini postaju te?nosti, a sa pove?anjem du?ine lanca R na 10 C atoma - kristalne supstance. Rastvorljivost amina u vodi opada kako se du?ina lanca R pove?ava i kako se pove?ava broj organskih grupa povezanih s du?ikom (prijelaz na sekundarne i tercijarne amine). Miris amina podsje?a na miris amonijaka, vi?i (sa velikim R) amini su prakti?ki bez mirisa.

Hemijska svojstva amina.

Posebna sposobnost amina je da ve?u neutralne molekule (na primjer, halogenidi vodika HHal, sa stvaranjem organoamonijum soli, sli?no kao amonijum soli u neorganskoj hemiji. Da bi se formirala nova veza, azot obezbe?uje nepodeljeni elektronski par, koji deluje kao donor Proton H+ koji u?estvuje u formiranju veze (od halogenovodonika) igra ulogu akceptora (prijema?a), takva veza se naziva donor-akceptorska veza (slika 1). Rezultiraju?a N–H kovalentna veza potpuno je ekvivalentan N–H vezama prisutnim u aminu.

Tercijarni amini tako?er dodaju HCl, ali kada se nastala sol zagrije u kiseloj otopini, ona se raspada, dok se R odvaja od N atoma:

(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

Kada se uporede ove dvije reakcije, mo?e se vidjeti da grupa C 2 H 5 i H, takore?i, mijenjaju mjesta, kao rezultat toga, od tercijalnog amina nastaje sekundar.

Otapaju?i se u vodi, amini hvataju proton na isti na?in, kao rezultat toga, u otopini se pojavljuju OH ioni, ?to odgovara formiranju alkalne sredine, ?to se mo?e otkriti pomo?u konvencionalnih indikatora.

C 2 H 5 N H 2 + H 2 O ® + + OH -

Formiranjem donor-akceptorske veze, amini mogu dodati ne samo HCl, ve? i haloalkile RCl, te se formira nova N–R veza, koja je tako?er ekvivalentna postoje?im. Ako kao po?etni uzmemo tercijarni amin, onda ?emo dobiti tetraalkilamonijevu sol (?etiri R grupe na jednom N atomu):

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

Ove soli, rastvaraju?i se u vodi i nekim organskim rastvara?ima, disociraju (razgra?uju se), stvaraju?i ione:

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

Takve otopine, kao i sve otopine koje sadr?e ione, provode elektri?nu struju. U tetraalkilamonijevim solima, halogen se mo?e zamijeniti HO grupom:

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

Rezultiraju?i tetrametilamonijum hidroksid je jaka baza, po svojstvima sli?na alkalijama.

Primarni i sekundarni amini stupaju u interakciju s du?i?nom kiselinom HON=O, ali razli?ito reagiraju. Primarni alkoholi nastaju iz primarnih amina:

C 2 H 5 N H 2 + H N O 2 ® C 2 H 5 OH + N 2+H2O

Za razliku od primarnih amina, sekundarni amini formiraju ?ute, te?ko rastvorljive nitrozamine sa azotnom kiselinom, jedinjenja koja sadr?e >N–N = O deo:

(C 2 H 5) 2 N H+H N O 2 ® (C 2 H 5) 2 N? N\u003d O + H 2 O

Tercijarni amini ne reagiraju s du?i?nom kiselinom na uobi?ajenim temperaturama, pa je du?i?na kiselina reagens koji omogu?ava razlikovanje primarnih, sekundarnih i tercijalnih amina.

Kada se amini kondenzuju sa karboksilnim kiselinama, nastaju amidi kiselina - jedinjenja sa -C(O)N fragmentom

Kondenzacija amina sa aldehidima i ketonima dovodi do stvaranja takozvanih ?ifovih baza, jedinjenja koja sadr?e -N=C2 deo.

Interakcija primarnih amina sa fozgenom Cl 2 C=O daje jedinjenja sa –N=C=O grupom, nazvana izocijanati (slika 2D, priprema jedinjenja sa dve izocijanatne grupe).

Me?u aromati?nim aminima najpoznatiji je anilin (fenilamin) C 6 H 5 NH 2. Po svojstvima je sli?an alifatskim aminima, ali je njegova bazi?nost manje izra?ena - ne stvara alkalni medij u vodenim otopinama. Kao alifatski amini, mo?e formirati amonijumove soli sa jakim mineralnim kiselinama [C 6 H 5 NH 3] + Cl -. Kada anilin reaguje sa azotnom kiselinom (u prisustvu HCl), formira se diazo jedinjenje koje sadr?i R–N=N deo, a dobija se u obliku jonske soli koja se naziva diazonijum so (slika 3A). Dakle, interakcija sa du?i?nom kiselinom nije ista kao u slu?aju alifatskih amina. Benzenski prsten u anilinu ima reaktivnost karakteristi?nu za aromati?na jedinjenja ( cm. AROMATI?NOST), nakon halogeniranja, atomi vodonika u ortho- i par-polo?aji prema amino grupi su supstituirani, ?to rezultira hloranilinima sa razli?itim stupnjevima supstitucije (slika 3B). Djelovanje sumporne kiseline dovodi do sulfoniranja u par-polo?aju prema amino grupi, formira se tzv. sulfanilna kiselina (slika 3B).

Dobijanje amina.

Kada amonijak reagira s haloalkilima, kao ?to je RCl, nastaje mje?avina primarnih, sekundarnih i tercijalnih amina. Rezultiraju?i nusproizvod HCl dodaje se aminima kako bi se formirala amonijumova so, ali se sa vi?kom amonijaka ta so razgra?uje, ?to omogu?ava da se proces sprovede do formiranja kvaternarnih amonijum soli (slika 4A). Za razliku od alifatskih haloalkila, aril halogenidi, na primjer, C 6 H 5 Cl, vrlo te?ko reagiraju s amonijakom; sinteza je mogu?a samo s katalizatorima koji sadr?e bakar. U industriji, alifatski amini se dobijaju kataliti?kom interakcijom alkohola sa NH3 na 300–500°C i pritisku od 1–20 MPa, ?to rezultira me?avinom primarnih, sekundarnih i tercijarnih amina (slika 4b).

Reakcija aldehida i ketona sa amonijum soli mravlje kiseline HCOONH4 dovodi do primarnih amina (slika 4C), dok reakcija aldehida i ketona sa primarnim aminima (u prisustvu mravlje kiseline HCOOH) dovodi do sekundarnih amina (sl. 4D).

Nitro spojevi (koji sadr?e -NO 2 grupu) nakon redukcije formiraju primarne amine. Ova metoda, koju je predlo?io N.N. Zinin, malo se koristi za alifatska jedinjenja, ali je va?na za dobijanje aromati?nih amina i predstavlja osnovu za industrijsku proizvodnju anilina (slika 4E).

Kao zasebni spojevi, amini se malo koriste, na primjer, polietilenpoliamin [-C 2 H 4 NH-] se koristi u svakodnevnom ?ivotu n(trgova?ki naziv PEPA) kao u?vr??iva? za epoksidne smole. Glavna upotreba amina je kao me?uproizvoda u proizvodnji raznih organskih supstanci. Vode?a uloga pripada anilinu, na osnovu kojeg se proizvodi ?irok spektar anilinskih boja, a "specijalizacija" boje se postavlja ve? u fazi dobivanja samog anilina. Ultra?isti anilin bez primjesa homologa u industriji se naziva "anilin za plavo" (?to zna?i boja budu?e boje). "Anilin za crveno" mora sadr?avati, osim anilina, i mje?avinu ortho- i par-toluidin (CH 3 C 6 H 4 NH 2).

Alifatski diamini su po?etna jedinjenja za proizvodnju poliamida, na primer, najlona (slika 2), koji se ?iroko koristi za proizvodnju vlakana, polimernih filmova, kao i komponenti i delova u ma?instvu (poliamidni zup?anici).

Poliuretani se dobijaju od alifatskih diizocijanata (slika 2), koji imaju kompleks tehni?ki va?nih svojstava: visoku ?vrsto?u u kombinaciji sa elasti?no??u i veoma visokom otporno??u na habanje (poliuretanski ?onovi cipela), kao i dobro prianjanje na ?irok spektar materijala (poliuretan). ljepila). ?iroko se koriste u pjenastom obliku (poliuretanske pjene).

Na bazi sulfanilne kiseline (slika 3) sintetiziraju se protuupalni lijekovi sulfonamidi.

Dijazonijumove soli (slika 2) se koriste u fotoosetljivim materijalima za izradu nacrta, ?to omogu?ava dobijanje slike zaobilaze?i uobi?ajenu srebro-halogenu fotografiju ( cm. SVJETLO KOPIRANJE).

Mikhail Levitsky

Amini- organski derivati amonijaka, u ?ijoj molekuli su jedan, dva ili sva tri atoma vodika zamijenjena ostatkom ugljika.

Generalno, postoje tri vrste amina:

Amini u kojima je amino grupa direktno vezana za aromati?ni prsten nazivaju se aromati?ni amini.

Najjednostavniji predstavnik ovih jedinjenja je aminobenzen, ili anilin:

Glavna karakteristika elektronske strukture amina je prisustvo usamljenog elektronskog para na atomu du?ika, koji je dio funkcionalne grupe. To dovodi do ?injenice da amini pokazuju svojstva baza.

Postoje ioni koji su proizvod formalne supstitucije za ugljikovodi?ni radikal svih atoma vodika u amonijum jonu:

Ovi ioni su dio soli sli?nih amonijevim solima. Zovu se kvaternarne amonijum soli.

Izomerizam i nomenklatura amina

1. Amine karakterizira strukturna izomerija:

a) izomerija ugljeni?nog skeleta:

b) izomerizam polo?aja funkcionalne grupe:

2. Primarni, sekundarni i tercijarni amini su izomerni jedni prema drugima (me?uklasni izomerizam):

Kao ?to se mo?e vidjeti iz gornjih primjera, da bi se imenovao amin, navedeni su supstituenti povezani s atomom du?ika (po redoslijedu), a sufiks se dodaje - amin.

Fizi?ka svojstva amina

Najjednostavniji amini (metilamin, dimetilamin, trimetilamin) su gasovite supstance. Preostali ni?i amini su te?nosti koje se dobro otapaju u vodi. Imaju karakteristi?an miris koji podsje?a na miris amonijaka.

Primarni i sekundarni amini su sposobni za stvaranje vodoni?nih veza. Ovo dovodi do zna?ajnog pove?anja njihovih ta?aka klju?anja u pore?enju sa jedinjenjima koja imaju istu molekulsku masu, ali nisu sposobna da formiraju vodoni?ne veze.

Anilin je uljasta te?nost, slabo rastvorljiva u vodi, koja klju?a na 184°C.

Hemijska svojstva amina

Hemijska svojstva amina uglavnom su odre?ena prisustvom nepodijeljenog elektronskog para na atomu du?ika.

Amini kao baze. Atom du?ika amino grupe, kao i atom du?ika u molekuli amonijaka, zbog usamljenog para elektrona mo?e formirati kovalentnu vezu prema mehanizmu donor-akceptor, djeluju?i kao donor. U tom smislu, amini, poput amonijaka, mogu vezati vodikov kation, tj. djeluju kao baza:

1. Reakcija amiona sa vodom dovodi do stvaranja hidroksidnih jona:

2. Reakcija sa kiselinama. Amonijak reaguje sa kiselinama i formira amonijumove soli. Amini tako?er mogu reagirati sa kiselinama:

Glavna svojstva alifatskih amina su izra?enija od onih amonijaka. To je zbog prisustva jednog ili vi?e donora alkil supstituenata, ?iji pozitivni induktivni u?inak pove?ava gustinu elektrona na atomu du?ika. Pove?anje gustine elektrona pretvara du?ik u ja?i donor elektronskog para, ?to pove?ava njegova osnovna svojstva:

Amion gori. Amini sagorevaju na zraku stvaraju?i uglji?ni dioksid, vodu i du?ik:

Primjena amina

Amini se ?iroko koriste za proizvodnju lijekova i polimernih materijala. Anilin je najva?niji spoj ove klase koji se koristi za proizvodnju anilinskih boja, lijekova (sulfanilamidnih preparata), polimernih materijala (anilin-formaldehidne smole).

Amini su organski derivati amonijaka koji sadr?e amino grupu NH 2 i organski radikal. Op?enito, formula amina je formula amonijaka u kojoj su atomi vodika zamijenjeni radikalom ugljikovodika.

Klasifikacija

• Prema tome koliko je atoma vodika u amonijaku zamijenjen radikalom, razlikuju se primarni amini (jedan atom), sekundarni, tercijarni. Radikali mogu biti iste ili razli?ite vrste.
• Amin mo?e sadr?avati vi?e od jedne amino grupe, ali nekoliko. Prema ovoj osobini dijele se na mono, di-, tri-, ... poliamine.
• Prema vrsti radikala povezanih sa atomom azota, razlikuju se alifatske (ne sadr?e cikli?ne lance), aromatske (sadr?e ciklus, najpoznatiji je anilin sa benzenskim prstenom), me?ovite (masno-aromati?ne, koje sadr?e cikli?ne i ne- cikli?ki radikali).

Svojstva

U zavisnosti od du?ine lanca atoma u organskom radikalu, amini mogu biti gasoviti (tri-, di-, metilamin, etilamin), te?ne ili ?vrste supstance. ?to je lanac du?i, to je supstanca tvr?a. Najjednostavniji amini su topljivi u vodi, ali kako prelazite na slo?enije spojeve, topljivost u vodi se smanjuje.

Gasni i te?ni amini su supstance sa izra?enim mirisom amonijaka. ?vrste materije su prakti?no bez mirisa.

Amini pokazuju jaka bazi?na svojstva u kemijskim reakcijama, a kao rezultat interakcije s neorganskim kiselinama nastaju alkilamonijeve soli. Reakcija sa azotnom kiselinom je kvalitativna za ovu klasu jedinjenja. U slu?aju primarnog amina dobijaju se alkohol i gasoviti azot, a sekundarni nerastvorljivi ?uti talog sa izra?enim mirisom nitrozodimetilamina; sa tercijarnom reakcijom ne ide.

Reaguju sa kiseonikom (sagorevaju na vazduhu), halogenima, karboksilnim kiselinama i njihovim derivatima, aldehidima, ketonima.

Gotovo svi amini, uz rijetke izuzetke, su toksi?ni. Dakle, najpoznatiji predstavnik klase, anilin, lako prodire u ko?u, oksidira hemoglobin, depresira centralni nervni sistem, remeti metabolizam, ?to mo?e dovesti do smrti. Toksi?an za ljude i parove.

Znakovi trovanja:

- kratak dah
- cijanoza nosa, usana, vrhova prstiju,
- ubrzano disanje i ubrzan rad srca, gubitak svijesti.

Prva pomo?:

- isprati hemijski reagens vatom i alkoholom,
- obezbediti pristup ?istom vazduhu,
- pozovite hitnu pomo?.

Aplikacija

— Kao u?vr??iva? za epoksidne smole.

— Kao katalizator u hemijskoj industriji i metalurgiji.

- Sirovine za proizvodnju poliamidnih umjetnih vlakana, kao ?to je najlon.

— Za proizvodnju poliuretana, poliuretanske pjene, poliuretanskih ljepila.

- Po?etni proizvod za proizvodnju anilina - osnova za anilinske boje.

- Za proizvodnju lijekova.

— Za proizvodnju fenol-formaldehidnih smola.

- Za sintezu repelenata, fungicida, insekticida, pesticida, mineralnih ?ubriva, akceleratora vulkanizacije gume, antikorozivnih reagensa, puferskih rastvora.

— Kao dodatak motornim uljima i gorivima, suho gorivo.

— Za dobijanje materijala osetljivih na svetlost.

- Urotropin se koristi kao dodatak hrani, ali i kao sastojak u kozmetici.

U na?oj online trgovini mo?ete kupiti reagense koji pripadaju klasi amina.

metilamin

Primarni alifatski amin. Tra?ena je kao sirovina za proizvodnju lijekova, boja, pesticida.

dietilamin

sekundarni amin. Koristi se kao po?etni proizvod u proizvodnji pesticida, lijekova (na primjer, novokain), boja, repelenata, aditiva za gorivo i motorna ulja. Koristi se za izradu reagensa za za?titu od korozije, za pro?i??avanje ruda, za o?vr??avanje epoksidnih smola i za ubrzavanje procesa vulkanizacije.

Trietilamin

Tercijarni amin. Koristi se u hemijskoj industriji kao katalizator u proizvodnji gume, epoksidne smole, poliuretanske pjene. U metalurgiji je katalizator stvrdnjavanja u procesima bez pe?enja. Sirovina u organskoj sintezi lijekova, mineralnih ?ubriva, sredstava za suzbijanje korova, boja.

1-butilamin

Terc-butilamin, spoj u kojem je terc-butil organska grupa vezana za du?ik. Supstanca se koristi u sintezi poja?iva?a vulkanizacije gume, lijekova, boja, tanina, preparata za suzbijanje korova i insekata.

urotropin (heksamin)

policikli?ki amin. Supstanca tra?ena u privredi. Koristi se kao aditiv za hranu, lijek i komponenta lijeka, sastojak u kozmetici, puferski rastvori za analiti?ku hemiju; kao suho gorivo, u?vr??iva? polimerne smole, u sintezi fenol-formaldehidnih smola, fungicida, eksploziva, sredstava za za?titu od korozije.