Kemiska egenskaper hos aminer.

Eftersom aminer, som ?r derivat av ammoniak, har en liknande struktur som den (dvs de har ett odelat elektronpar i kv?veatomen), uppvisar de egenskaper som liknar den. De d?r. aminer, liksom ammoniak, ?r baser, eftersom kv?veatomen kan tillhandah?lla ett elektronpar f?r att bilda en bindning med elektrondefekta partiklar enligt donator-acceptor-mekanismen (motsvarande definitionen av Lewis-basicitet).

I. Egenskaper hos aminer som baser (protonacceptorer)

1. Vattenl?sningar av alifatiska aminer visar en alkalisk reaktion, eftersom n?r de interagerar med vatten bildas alkylammoniumhydroxider, liknande ammoniumhydroxid:

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

Anilin reagerar praktiskt taget inte med vatten.

Vattenl?sningar ?r alkaliska till sin natur:

Bindningen av en proton med en amin, som med ammoniak, bildas enligt donator-acceptormekanismen p? grund av det ensamma elektronparet i kv?veatomen.

Alifatiska aminer ?r starkare baser ?n ammoniak, eftersom alkylradikaler ?kar elektront?theten p? kv?veatomen p? grund av + jag-effekt. Av denna anledning h?lls kv?veatomens elektronpar mindre stadigt och interagerar l?ttare med protonen.

2. Aminer som interagerar med syror bildar salter:

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

fenylammoniumklorid

2CH3NH2 + H2SO4 -> (CH3NH3)2SO4

metylammoniumsulfat

Aminsalter ?r fasta ?mnen som ?r mycket l?sliga i vatten och d?ligt l?sliga i opol?ra v?tskor. Vid reaktion med alkalier frig?rs fria aminer:

Aromatiska aminer ?r svagare baser ?n ammoniak, eftersom det ensamma elektronparet i kv?veatomen skiftar mot bensenringen och konjugerar med p-elektronerna i den aromatiska k?rnan, vilket minskar elektront?theten p? kv?veatomen (-M-effekt). Tv?rtom ?r alkylgruppen en bra elektrondensitetsgivare (+I-effekt).

eller

En minskning av elektrondensiteten p? kv?veatomen leder till en minskning av f?rm?gan att spj?lka av protoner fr?n svaga syror. D?rf?r interagerar anilin endast med starka syror (HCl, H 2 SO 4), och dess vattenl?sning f?rgar inte lackmusbl?tt.

Kv?veatomen i aminmolekyler har ett odelat elektronpar, som kan delta i bildandet av en bindning genom donator-acceptor-mekanismen.

anilin ammoniak prim?r amin sekund?r amin terti?r amin

elektront?theten p? kv?veatomen ?kar.

P? grund av n?rvaron av ett ensamt elektronpar i molekylerna, uppvisar aminer, som ammoniak, grundl?ggande egenskaper.

anilin ammoniak prim?r amin sekund?r amin

de grundl?ggande egenskaperna f?rb?ttras, p? grund av p?verkan av typen och antalet radikaler.

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

II. Aminoxidation

Aminer, s?rskilt aromatiska, oxideras l?tt i luften. Till skillnad fr?n ammoniak kan de ant?ndas av en ?ppen l?ga. Aromatiska aminer oxiderar spontant i luft. S?ledes blir anilin snabbt brunt i luften p? grund av oxidation.

4CH3NH2 + 9O2 -> 4CO2 + 10H2O + 2N2

4C6H5NH2 + 31O2 -> 24CO2 + 14H2O + 2N2

III. Interaktion med salpetersyrlighet

Salpetersyrlighet HNO 2 ?r en instabil f?rening. D?rf?r anv?nds den endast vid urvals?gonblicket. HNO 2 bildas, liksom alla svaga syror, genom inverkan av en stark syra p? dess salt (nitrit):

KNO2 + HCl -> HNO2 + KCl

eller NO 2 - + H + -> HNO 2

Strukturen hos reaktionsprodukterna med salpetersyrlighet beror p? aminens natur. D?rf?r anv?nds denna reaktion f?r att skilja mellan prim?ra, sekund?ra och terti?ra aminer.

Prim?ra alifatiska aminer med HNO 2 bildar alkoholer:

R-NH2 + HNO2 -> R-OH + N2 + H2O

• Av stor betydelse ?r reaktionen av diazotering av prim?ra aromatiska aminer under verkan av salpetersyrlighet erh?llen genom reaktionen av natriumnitrit med saltsyra. Och sedan bildas fenol:

Sekund?ra aminer (alifatiska och aromatiska) under inverkan av HNO 2 omvandlas till N-nitroso-derivat (?mnen med en karakteristisk lukt):

R2NH + H-O-N=O -> R2N-N=O + H2O

alkylnitrosamin

· Reaktionen med terti?ra aminer leder till bildning av instabila salter och har ingen praktisk betydelse.

IV. S?rskilda egenskaper:

1. Bildning av komplexa f?reningar med ?verg?ngsmetaller:

2. Tillsats av alkylhalider Aminer tills?tter haloalkaner f?r att bilda ett salt:

Genom att behandla det resulterande saltet med alkali kan du f? en fri amin:

V. Aromatisk elektrofil substitution i aromatiska aminer (reaktion av anilin med bromvatten eller salpetersyra):

I aromatiska aminer underl?ttar aminogruppen substitution i bensenringens orto- och parapositioner. D?rf?r sker anilinhalogenering snabbt ?ven i fr?nvaro av katalysatorer, och tre v?teatomer i bensenringen ers?tts p? en g?ng, och en vit f?llning av 2,4,6-tribromanilin f?lls ut:

Denna reaktion med bromvatten anv?nds som en kvalitativ reaktion f?r anilin.

I dessa reaktioner (bromering och nitrering) bildas ?verv?gande orto- och par-derivat.

4. Metoder f?r att erh?lla aminer.

1. Hoffmanns reaktion. En av de f?rsta metoderna f?r att erh?lla prim?ra aminer ?r alkyleringen av ammoniak med alkylhalogenider:

Detta ?r inte den b?sta metoden, eftersom resultatet ?r en blandning av aminer av alla substitutionsgrader:

etc. Inte bara alkylhalogenider, utan ?ven alkoholer kan fungera som alkyleringsmedel. F?r att g?ra detta passerar en blandning av ammoniak och alkohol ?ver aluminiumoxid vid h?g temperatur.

2. Zinins reaktion- ett bekv?mt s?tt att erh?lla aromatiska aminer vid reduktion av aromatiska nitrof?reningar. F?ljande anv?nds som reduktionsmedel: H2 (p? en katalysator). Ibland genereras v?te direkt i reaktions?gonblicket, f?r vilken metaller (zink, j?rn) behandlas med utsp?dd syra.

2HCl + Fe (sp?n) -> FeCl2 + 2H

C6H5NO2 + 6 [H] C6H5NH2 + 2H2O.

Inom industrin fortskrider denna reaktion genom att nitrobensen upphettas med vatten?nga i n?rvaro av j?rn. I laboratoriet bildas v?te "vid isolerings?gonblicket" genom reaktion av zink med alkali eller j?rn med saltsyra. I det senare fallet bildas aniliniumklorid.

3. ?tervinning av nitriler. Anv?nd LiAlH 4:

4. Enzymatisk dekarboxylering av aminosyror:

5. Anv?ndning av aminer.

Aminer anv?nds inom l?kemedelsindustrin och organisk syntes (CH3NH2, (CH3)2NH, (C2H5)2NH, etc.); vid framst?llning av nylon (NH2-(CH2)6-NH2-hexametylendiamin); som r?vara f?r tillverkning av f?rg?mnen och plaster (anilin), samt bek?mpningsmedel.

Lista ?ver anv?nda k?llor:

1. O.S. Gabrielyan och andra Kemi. ?rskurs 10. Profilniv?: l?robok f?r utbildningsinstitutioner; Bustard, Moskva, 2005;
2. "Tutor in Chemistry" redigerad av A. S. Egorov; "Phoenix", Rostov-on-Don, 2006;
3. G. E. Rudzitis, F. G. Feldman. Kemi 10 celler. M., Utbildning, 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

Aminer - dessa ?r derivat av ammoniak (NH 3), i vars molekyl en, tv? eller tre v?teatomer ?r ersatta av kolv?teradikaler.

Beroende p? antalet kolv?teradikaler som ers?tter v?teatomer i NH 3-molekylen kan alla aminer delas in i tre typer:

Gruppen - NH 2 kallas en aminogrupp. Det finns ocks? aminer som inneh?ller tv?, tre eller fler aminogrupper.

Nomenklatur

Ordet "amin" l?ggs till namnet p? organiska rester associerade med kv?ve, medan grupperna n?mns i alfabetisk ordning: CH3NC3H - metylpropylamin, CH3N(C6H5)2 - metyldifenylamin. F?r h?gre aminer sammanst?lls namnet, tar kolv?tet som bas, l?gger till prefixet "amino", "diamino", "triamino", vilket indikerar det numeriska indexet f?r kolatomen. Trivialnamn anv?nds f?r vissa aminer: C6H5NH2 - anilin (systematiskt namn - fenylamin).

F?r aminer ?r kedjeisomerism, funktionell gruppposition isomerism, isomerism mellan typer av aminer m?jlig

Fysikaliska egenskaper

Nedre begr?nsande prim?ra aminer - gasformiga ?mnen, luktar ammoniak, l?ser sig v?l i vatten. Aminer med h?gre relativ molekylvikt ?r v?tskor eller fasta ?mnen, deras l?slighet i vatten minskar med ?kande molekylvikt.

Kemiska egenskaper

Aminer ?r kemiskt lika ammoniak.

1. Interaktion med vatten - bildandet av substituerade ammoniumhydroxider. Ammoniakl?sning i vatten har svaga alkaliska (grundl?ggande) egenskaper. Anledningen till ammoniakens huvudegenskaper ?r n?rvaron av ett ensamt elektronpar vid kv?veatomen, som ?r involverat i bildandet av en donator-acceptorbindning med en v?tejon. Av samma anledning ?r aminer ocks? svaga baser. Aminer ?r organiska baser.

2. Interaktion med syror - bildning av salter (neutraliseringsreaktioner). Som bas bildar ammoniak ammoniumsalter med syror. P? liknande s?tt, n?r aminer reagerar med syror, bildas substituerade ammoniumsalter. Alkalier, som starkare baser, ers?tter ammoniak och aminer fr?n deras salter.

3. F?rbr?nning av aminer. Aminer ?r br?nnbara ?mnen. F?rbr?nningsprodukterna av aminer, liksom andra kv?vehaltiga organiska f?reningar, ?r koldioxid, vatten och fritt kv?ve.

Alkylering ?r inf?randet av en alkylsubstituent i molekylen av en organisk f?rening. Typiska alkyleringsmedel ?r alkylhalider, alkener, epoxif?reningar, alkoholer, mer s?llan aldehyder, ketoner, etrar, sulfider, diazoalkaner. Alkyleringskatalysatorer ?r mineralsyror, Lewis-syror och zeoliter.

Acylering. N?r de upphettas med karboxylsyror, acyleras deras anhydrider, syraklorider eller estrar, prim?ra och sekund?ra aminer f?r att bilda N-substituerade amider, f?reningar med ett fragment -C(O)N<:

Reaktionen med anhydrider fortskrider under milda betingelser. Syraklorider reagerar ?nnu l?ttare, reaktionen utf?rs i n?rvaro av en bas f?r att binda den bildade HCl.

Prim?ra och sekund?ra aminer interagerar med salpetersyrlighet p? olika s?tt. Med hj?lp av salpetersyrlighet s?rskiljs prim?ra, sekund?ra och terti?ra aminer fr?n varandra. Prim?ra alkoholer bildas av prim?ra aminer:

C2H5NH2 + HNO2 -> C2H5OH + N2 + H2O

Detta frig?r gas (kv?ve). Detta ?r ett tecken p? att det finns prim?r amin i kolven.

Sekund?ra aminer bildar gula, sv?rl?sliga nitrosaminer med salpetersyrlighet - f?reningar som inneh?ller >N-N=O-fragmentet:

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

Sekund?ra aminer ?r sv?ra att missa, den karakteristiska lukten av nitrosodimetylamin sprider sig ?ver hela laboratoriet.

Terti?ra aminer l?ses helt enkelt i salpetersyrlighet vid vanliga temperaturer. Vid upphettning ?r en reaktion med eliminering av alkylradikaler m?jlig.

Hur man f?r

1. Interaktion mellan alkoholer och ammoniak under upphettning i n?rvaro av Al 2 0 3 som katalysator.

2. Interaktion av alkylhalider (haloalkaner) med ammoniak. Den resulterande prim?ra aminen kan reagera med ?verskott av alkylhalogenid och ammoniak f?r att bilda en sekund?r amin. Terti?ra aminer kan framst?llas p? liknande s?tt

Aminosyror. Klassificering, isomerism, nomenklatur, erh?llande. Fysiska och kemiska egenskaper. Amfot?ra egenskaper, bipol?r struktur, isoelektrisk punkt. Polypeptider. Individuella representanter: glycin, alanin, cystein, cystin, a-aminokapronsyra, lysin, glutaminsyra.

Aminosyror- dessa ?r derivat av kolv?ten som inneh?ller aminogrupper (-NH 2) och karboxylgrupper -COOH.

Allm?n formel: (NH 2) f R(COOH) n d?r m och n oftast lika med 1 eller 2. Aminosyror ?r allts? f?reningar med blandade funktioner.

Klassificering

isomeri

Aminosyrors isomerism, s?v?l som hydroxisyror, beror p? isomerismen i kolkedjan och p? aminogruppens position i f?rh?llande till karboxylgruppen. (a-, v - och y - aminosyror etc.). Dessutom inneh?ller alla naturliga aminosyror, f?rutom amino?ttiksyra, asymmetriska kolatomer, s? de har optiska isomerer (antipoder). Det finns D- och L-serier av aminosyror. Det b?r noteras att alla aminosyror som utg?r proteiner tillh?r L-serien.

Nomenklatur

Aminosyror har vanligtvis triviala namn (till exempel kallas amino?ttiksyra p? olika s?tt glykokol eller iicin, och aminopropionsyra alanin etc.). Namnet p? en aminosyra enligt den systematiska nomenklaturen best?r av namnet p? motsvarande karboxylsyra, som den ?r ett derivat av, med till?gg av ordet amino- som prefix. Aminogruppens position i kedjan indikeras med siffror.

Hur man f?r

1. Interaktion av a-halokarboxylsyror med ett ?verskott av ammoniak. Under dessa reaktioner ers?tts halogenatomen i halokarboxylsyror (f?r deras framst?llning, se § 10.4) med en aminogrupp. V?tekloriden som frig?rs samtidigt binds av ett ?verskott av ammoniak till ammoniumklorid.

2. Hydrolys av proteiner. Komplexa blandningar av aminosyror bildas vanligtvis under hydrolysen av proteiner, men med speciella metoder kan individuella rena aminosyror isoleras fr?n dessa blandningar.

Fysikaliska egenskaper

Aminosyror ?r f?rgl?sa kristallina ?mnen, l?ttl?sliga i vatten, sm?ltpunkt 230-300°C. M?nga a-aminosyror har en s?t smak.

Kemiska egenskaper

1. Interaktion med baser och syror:

a) som en syra (karboxylgrupp ?r inblandad).

b) som en bas (aminogrupp ?r involverad).

2. Interaktion inom molekylen - bildandet av inre salter:

a) monoaminomonokarboxylsyror (neutrala syror). Vattenl?sningar av monoaminomonokarboxylsyror ?r neutrala (pH = 7);

b) monoaminodikarboxylsyror (sura aminosyror). Vattenl?sningar av monoaminodikarboxylsyror har pH< 7 (кислая среда), так как в результате образования внутренних солей этих кислот в растворе появляется избыток ионов водорода Н + ;

c) diaminomonokarboxylsyror (basiska aminosyror). Vattenhaltiga l?sningar av diaminomonokarboxylsyror har pH > 7 (alkaliskt), eftersom som ett resultat av bildandet av interna salter av dessa syror uppst?r ett ?verskott av OH - hydroxidjoner i l?sningen.

3. Interaktionen av aminosyror med varandra - bildandet av peptider.

4. Interagera med alkoholer f?r att bilda estrar.

Den isoelektriska punkten f?r aminosyror som inte inneh?ller ytterligare NH2- eller COOH-grupper ?r det aritmetiska medelv?rdet mellan de tv? pK-v?rdena: f?r alanin .

Den isoelektriska punkten f?r ett antal andra aminosyror som inneh?ller ytterligare sura eller basiska grupper (asparagin- och glutaminsyror, lysin, arginin, tyrosin, etc.) beror ocks? p? surheten eller basiciteten hos radikalerna i dessa aminosyror. F?r lysin, till exempel, b?r pI ber?knas fr?n halva summan av pK"-v?rdena f?r a- och e-NH2-grupper. S?lunda, i pH-intervallet fr?n 4,0 till 9,0, existerar n?stan alla aminosyror ?verv?gande i form av zwitterjoner med en protonerad aminogrupp och en dissocierad karboxylgrupp.

Polypeptider inneh?ller mer ?n tio aminosyrarester.

Glycin (amino?ttiksyra, aminoetansyra) ?r den enklaste alifatiska aminosyran, den enda aminosyran som inte har optiska isomerer. Empirisk formel C2H5NO2

Alanin (aminopropansyra) ?r en alifatisk aminosyra. a-alanin ?r en del av m?nga proteiner, v-alanin ?r en del av ett antal biologiskt aktiva f?reningar. Kemisk formel NH2 -CH -CH3 -COOH. Alanin omvandlas l?tt till glukos i levern och vice versa. Denna process kallas glukos-alanincykeln och ?r en av huvudv?garna f?r glukoneogenes i levern.

Cystein (a-amino-v-tiopropionsyra; 2-amino-3-sulfanylpropansyra) ?r en alifatisk svavelinneh?llande aminosyra. Optiskt aktiv, finns i form av L- och D-isomerer. L-cystein ?r en komponent i proteiner och peptider och spelar en viktig roll i bildandet av hudv?vnader. Det ?r viktigt f?r avgiftningsprocesser. Den empiriska formeln ?r C3H7NO2S.

Cystin (kemikalie) (3,3 "-ditio-bis-2-aminopropionsyra, dicystein) ?r en alifatisk svavelhaltig aminosyra, f?rgl?sa kristaller, l?slig i vatten.

Cystin ?r en icke-kodad aminosyra som ?r en produkt av den oxidativa dimeriseringen av cystein, under vilken tv? cystein-tiolgrupper bildar en cystindisulfidbindning. Cystin inneh?ller tv? aminogrupper och tv? karboxylgrupper och ?r en dibasisk diaminosyra. Empirisk formel C6H12N2O4S2

I kroppen finns de fr?mst i sammans?ttningen av proteiner.

Aminokapronsyra (6-aminohexansyra eller e-aminokapronsyra) ?r ett hemostatiskt l?kemedel som h?mmar omvandlingen av profibrinolysin till fibrinolysin. ?ckligt-

formel C6H13NO2.

Lysin (2,6-diaminohexansyra) ?r en alifatisk aminosyra med uttalade basegenskaper; essentiell aminosyra. Kemisk formel: C6H14N2O2

Lysin ?r en del av proteiner. Lysin ?r en essentiell aminosyra som ing?r i n?stan vilket protein som helst, det ?r n?dv?ndigt f?r tillv?xt, v?vnadsreparation, produktion av antikroppar, hormoner, enzymer, albuminer.

Glutaminsyra (2-aminopentandisyra) ?r en alifatisk aminosyra. I levande organismer finns glutaminsyra i form av glutamatanjon i proteiner, ett antal l?gmolekyl?ra ?mnen och i fri form. Glutaminsyra spelar en viktig roll i kv?vemetabolismen. Kemisk formel C5H9N1O4

Glutaminsyra ?r ocks? en neurotransmittoraminosyra, en av de viktiga medlemmarna i den excitatoriska aminosyraklassen. Bindningen av glutamat till specifika receptorer av neuroner leder till excitation av de senare.

Enkla och komplexa proteiner. peptidbindning. Konceptet med den prim?ra, sekund?ra, terti?ra och kvart?ra strukturen av proteinmolekylen. Typer av bindningar som best?mmer den rumsliga strukturen f?r proteinmolekylen (v?te, disulfid, joniska, hydrofoba interaktioner). Fysikaliska och kemiska egenskaper hos proteiner (utf?llning, denaturering, f?rgreaktioner). isoelektrisk punkt. V?rdet av proteiner.

Ekorrar - dessa ?r naturliga h?gmolekyl?ra f?reningar (biopolymerer), vars strukturella grund ?r polypeptidkedjor byggda av a-aminosyrarester.

Enkla proteiner (proteiner) ?r h?gmolekyl?ra organiska ?mnen som best?r av alfa-aminosyror sammankopplade i en kedja med en peptidbindning.

Komplexa proteiner (proteider) ?r tv?komponentsproteiner som f?rutom peptidkedjor (ett enkelt protein) inneh?ller en komponent av icke-aminosyrakarakt?r - en protesgrupp.

Peptidbindning - en typ av amidbindning som uppst?r under bildandet av proteiner och peptider som ett resultat av interaktionen av a-aminogruppen (-NH2) i en aminosyra med a-karboxylgruppen (-COOH) i en annan aminosyra.

Den prim?ra strukturen ?r sekvensen av aminosyror i en polypeptidkedja. Viktiga egenskaper hos den prim?ra strukturen ?r konservativa motiv - kombinationer av aminosyror som spelar en nyckelroll i proteinfunktioner. Konservativa motiv bevaras under arternas utveckling, de g?r det ofta m?jligt att f?ruts?ga funktionen hos ett ok?nt protein.

Sekund?r struktur - lokal ordning av ett fragment av en polypeptidkedja, stabiliserad av v?tebindningar.

Terti?r struktur - den rumsliga strukturen av polypeptidkedjan (en upps?ttning rumsliga koordinater f?r atomerna som utg?r proteinet). Strukturellt best?r den av sekund?ra strukturelement stabiliserade av olika typer av interaktioner, d?r hydrofoba interaktioner spelar en viktig roll. I stabiliseringen av den terti?ra strukturen delta:

kovalenta bindningar (mellan tv? cysteinrester - disulfidbroar);

jonbindningar mellan motsatt laddade sidogrupper av aminosyrarester;

v?tebindningar;

hydrofila-hydrofoba interaktioner. N?r den interagerar med omgivande vattenmolekyler "tenderar" proteinmolekylen att krypa ihop sig s? att de opol?ra sidogrupperna av aminosyror isoleras fr?n den vattenhaltiga l?sningen; pol?ra hydrofila sidogrupper upptr?der p? ytan av molekylen.

Kvart?r struktur (eller subenhet, dom?n) - det ?msesidiga arrangemanget av flera polypeptidkedjor som en del av ett enda proteinkomplex. Proteinmolekyler som utg?r ett protein med en kvart?r struktur bildas separat p? ribosomer och bildar f?rst efter slutet av syntesen en gemensam supramolekyl?r struktur. Ett protein med en kvart?r struktur kan inneh?lla b?de identiska och olika polypeptidkedjor. Samma typer av interaktioner deltar i stabiliseringen av den kvart?ra strukturen som i stabiliseringen av den terti?ra. Supramolekyl?ra proteinkomplex kan best? av dussintals molekyler.

Fysikaliska egenskaper

Egenskaperna hos proteiner ?r lika olika som de funktioner de utf?r. Vissa proteiner l?ses i vatten och bildar som regel kolloidala l?sningar (till exempel ?ggvita); andra l?ses i utsp?dda saltl?sningar; andra ?r ol?sliga (till exempel proteiner fr?n integument?ra v?vnader).

Kemiska egenskaper

I radikalerna av aminosyrarester inneh?ller proteiner olika funktionella grupper som kan ing? i m?nga reaktioner. Proteiner g?r in i oxidations-reduktionsreaktioner, f?restring, alkylering, nitrering, de kan bilda salter med b?de syror och baser (proteiner ?r amfot?ra).

Till exempel f?lls albumin - ?ggvita - vid en temperatur av 60-70 ° ut fr?n en l?sning (koagulerar), vilket f?rlorar f?rm?gan att l?sas upp i vatten.

Klassificeringen av aminer ?r varierande och best?ms av vilken egenskap hos strukturen som tas som grund.

Beroende p? antalet organiska grupper associerade med kv?veatomen finns det:

prim?ra aminer - en organisk grupp vid kv?vet RNH 2

sekund?ra aminer - tv? organiska grupper vid kv?vet R 2 NH, organiska grupper kan vara olika R "R" NH

terti?ra aminer - tre organiska grupper vid kv?ve R 3 N eller R "R" R "" N

Beroende p? typen av organisk grupp associerad med kv?ve s?rskiljs alifatiska CH 3 - N6H 5 - N

Enligt antalet aminogrupper i molekylen delas aminer in i monoaminer CH 3 - NH 2, diaminer H 2 N (CH 2) 2 NH 2, triaminer, etc.

Amin nomenklatur.

ordet "amin" l?ggs till namnet p? de organiska grupper som ?r associerade med kv?ve, medan grupperna n?mns i alfabetisk ordning, till exempel CH 3 NHC 3 H 7 - metylpropylamin, CH 3 N (C 6 H 5) 2 - metyldifenylamin. Reglerna till?ter ocks? att namnet sammans?tts baserat p? ett kolv?te d?r aminogruppen betraktas som en substituent. I detta fall indikeras dess position med ett numeriskt index: C 5 H 3 C 4 H 2 C 3 H (NH 2) C 2 H 2 C 1 H 3 - 3-aminopentan (de ?vre numeriska indexen i bl?tt indikerar numreringen ordningen av C-atomer). F?r vissa aminer har triviala (f?renklade) namn bevarats: C 6 H 5 NH 2 - anilin (namnet enligt nomenklaturens regler ?r fenylamin).

I vissa fall anv?nds etablerade namn, som ?r f?rvr?ngda korrekta namn: H 2 NCH 2 CH 2 OH - monoetanolamin (korrekt - 2-aminoetanol); (OHCH 2 CH 2) 2 NH - dietanolamin, det korrekta namnet ?r bis(2-hydroxietyl)amin. Triviala, f?rvr?ngda och systematiska (sammansatta enligt nomenklaturens regler) namn samexisterar ganska ofta i kemin.

Fysikaliska egenskaper hos aminer.

De f?rsta representanterna f?r aminserien - metylamin CH 3 NH 2, dimetylamin (CH 3) 2 NH, trimetylamin (CH 3) 3 N och etylamin C 2 H 5 NH 2 - ?r gasformiga vid rumstemperatur, sedan med en ?kning av antal atomer i R aminer blir v?tskor , och med en ?kning av kedjel?ngden R till 10 C-atomer - kristallina ?mnen. L?sligheten av aminer i vatten minskar n?r kedjel?ngden R ?kar och n?r antalet organiska grupper associerade med kv?ve ?kar (?verg?ng till sekund?ra och terti?ra aminer). Lukten av aminer liknar lukten av ammoniak, h?gre (med stort R) aminer ?r praktiskt taget luktfria.

Kemiska egenskaper hos aminer.

Aminernas utm?rkande f?rm?ga ?r att f?sta neutrala molekyler (till exempel v?tehalogenider HHal, med bildning av organoammoniumsalter, liknande ammoniumsalter i oorganisk kemi. F?r att bilda en ny bindning tillhandah?ller kv?ve ett odelat elektronpar som fungerar som en donator Protonen H+ som deltar i bildningen av bindningen (fr?n v?tehalogenid) spelar rollen som en acceptor (mottagare), en s?dan bindning kallas en donator-acceptorbindning (Fig. 1). Den resulterande N–H kovalenta bindningen ?r helt ekvivalent med N–H-bindningarna som finns i aminen.

Terti?ra aminer tills?tter ocks? HCl, men n?r det resulterande saltet v?rms upp i en sur l?sning s?nderdelas det, medan R spj?lkas av N-atomen:

(C2H5) 3 N+ HCl® [(C2H5) 3 N H]Cl

[(C2H5) 3 N H]Cl® (C2H5) 2 N H + C2H5Cl

N?r man j?mf?r dessa tv? reaktioner kan man se att C 2 H 5-gruppen och H, s? att s?ga, byter plats, som ett resultat av detta bildas en sekund?r av den terti?ra aminen.

Uppl?sning i vatten f?ngar aminer en proton p? samma s?tt, som ett resultat av att OH-joner uppst?r i l?sningen, vilket motsvarar bildandet av en alkalisk milj?, som kan detekteras med hj?lp av konventionella indikatorer.

C2H5 N H2 + H2O® + + OH -

Med bildandet av en donator-acceptorbindning kan aminer tillf?ra inte bara HCl, utan ?ven haloalkyler RCl, och en ny N-R-bindning bildas, som ocks? ?r likv?rdig med de befintliga. Om vi tar en terti?r amin som den initiala, f?r vi ett tetraalkylammoniumsalt (fyra R-grupper p? en N-atom):

(C2H5) 3 N+ C2H5I® [(C2H5) 4 N]Jag

Dessa salter, som l?ses i vatten och vissa organiska l?sningsmedel, dissocierar (s?nderdelas) och bildar joner:

[(C2H5) 4 N]I® [(C2H5) 4 N] + + jag –

S?dana l?sningar, som alla l?sningar som inneh?ller joner, leder elektricitet. I tetraalkylammoniumsalter kan halogenen ers?ttas med en HO-grupp:

[(CH 3) 4 N]Cl + AgOH® [(CH3) 4 N]OH + AgCl

Den resulterande tetrametylammoniumhydroxiden ?r en stark bas som i egenskaper liknar alkalier.

Prim?ra och sekund?ra aminer interagerar med salpetersyrlighet HON=O, men de reagerar olika. Prim?ra alkoholer bildas av prim?ra aminer:

C2H5 N H 2 + H N O2® C2H5OH+ N 2+H2O

Till skillnad fr?n prim?ra aminer bildar sekund?ra aminer gula, sv?rl?sliga nitrosaminer med salpetersyrlighet, f?reningar som inneh?ller >N–N = O-delen:

(C2H5) 2 N H+H N O2® (C2H5) 2 N? N\u003d O + H 2 O

Terti?ra aminer reagerar inte med salpetersyrlighet vid vanliga temperaturer, s? salpetersyrlighet ?r ett reagens som g?r det m?jligt att skilja p? prim?ra, sekund?ra och terti?ra aminer.

N?r aminer kondenseras med karboxylsyror bildas syraamider - f?reningar med -C(O)N-fragmentet

Kondensationen av aminer med aldehyder och ketoner leder till bildningen av de s? kallade Schiff-baserna, f?reningar som inneh?ller -N=C2-delen.

Interaktionen mellan prim?ra aminer och fosgen Cl 2 C=O ger f?reningar med gruppen –N=C=O, kallade isocyanater (Fig. 2D, framst?llning av en f?rening med tv? isocyanatgrupper).

Bland aromatiska aminer ?r anilin (fenylamin) C 6 H 5 NH 2 den mest k?nda. Det liknar i egenskaper alifatiska aminer, men dess basicitet ?r mindre uttalad - det bildar inte ett alkaliskt medium i vattenl?sningar. Liksom alifatiska aminer kan den bilda ammoniumsalter med starka mineralsyror [C 6 H 5 NH 3 ] + Cl - . N?r anilin reagerar med salpetersyrlighet (i n?rvaro av HCl) bildas en diazof?rening inneh?llande R–N=N-delen, den erh?lls i form av ett joniskt salt som kallas diazoniumsaltet (Fig. 3A). S?ledes ?r interaktionen med salpetersyrlighet inte densamma som i fallet med alifatiska aminer. Bensenringen i anilin har en reaktivitet som ?r karakteristisk f?r aromatiska f?reningar ( centimeter. AROMATICITET), vid halogenering, v?teatomer in orto- och par-positioner till aminogruppen ?r substituerade, vilket resulterar i kloraniliner med olika grader av substitution (Fig. 3B). Verkan av svavelsyra leder till sulfonering in par-position till aminogruppen bildas den s? kallade sulfanilsyran (Fig. 3B).

F?r aminer.

N?r ammoniak reagerar med haloalkyler, s?som RCl, bildas en blandning av prim?ra, sekund?ra och terti?ra aminer. Den resulterande biprodukten HCl tills?tts till aminerna f?r att bilda ett ammoniumsalt, men med ett ?verskott av ammoniak s?nderdelas saltet, vilket g?r att processen kan utf?ras fram till bildandet av kvart?ra ammoniumsalter (fig. 4A). Till skillnad fr?n alifatiska haloalkyler reagerar arylhalogenider, till exempel C 6 H 5 Cl, med ammoniak med stor sv?righet, syntes ?r endast m?jlig med katalysatorer som inneh?ller koppar. Inom industrin erh?lls alifatiska aminer genom katalytisk interaktion mellan alkoholer och NH3 vid 300–500°C och ett tryck p? 1–20 MPa, vilket resulterar i en blandning av prim?ra, sekund?ra och terti?ra aminer (Fig. 4B).

Reaktionen av aldehyder och ketoner med ammoniumsaltet av myrsyra HCOONH4 ger upphov till prim?ra aminer (Fig. 4C), medan reaktionen av aldehyder och ketoner med prim?ra aminer (i n?rvaro av myrsyra HCOOH) leder till sekund?ra aminer (Fig. 4C). 4D).

Nitrof?reningar (inneh?llande –NO 2 -gruppen) bildar prim?ra aminer vid reduktion. Denna metod, f?reslagen av N.N. Zinin, anv?nds f?ga f?r alifatiska f?reningar, men ?r viktig f?r att erh?lla aromatiska aminer och utgjorde grunden f?r industriell produktion av anilin (Fig. 4E).

Som separata f?reningar anv?nds aminer lite, till exempel anv?nds polyetylenpolyamin [-C 2 H 4 NH-] i vardagen n(varunamn PEPA) som h?rdare f?r epoxihartser. Huvudanv?ndningen av aminer ?r som mellanprodukter vid framst?llning av olika organiska ?mnen. Den ledande rollen tillh?r anilin, p? grundval av vilken ett brett utbud av anilinf?rg?mnen produceras, och f?rgen "specialisering" l?ggs redan i stadiet f?r att erh?lla sj?lva anilinet. Ultraren anilin utan inblandning av homologer kallas i branschen f?r "anilin f?r bl?tt" (vilket betyder f?rgen p? det framtida f?rg?mnet). "Anilin f?r r?tt" m?ste f?rutom anilin inneh?lla en blandning orto- och par-toluidin (CH3C6H4NH2).

Alifatiska diaminer ?r de initiala f?reningarna f?r framst?llning av polyamider, till exempel nylon (fig. 2), som anv?nds i stor utstr?ckning f?r tillverkning av fibrer, polymerfilmer, s?v?l som komponenter och delar inom maskinteknik (polyamidv?xlar).

Polyuretaner erh?lls fr?n alifatiska diisocyanater (fig. 2), som har ett komplex av tekniskt viktiga egenskaper: h?g h?llfasthet i kombination med elasticitet och mycket h?g n?tningsbest?ndighet (polyuretanskosulor), samt god vidh?ftning till ett brett spektrum av material (polyuretan) lim). De anv?nds ofta i skummad form (polyuretanskum).

Baserat p? sulfanilsyra (fig. 3) syntetiseras antiinflammatoriska l?kemedel sulfonamider.

Diazoniumsalter (Fig. 2) anv?nds i ljusk?nsliga material f?r ritning, vilket g?r det m?jligt att f? en bild som g?r f?rbi det vanliga silverhalogenidfotografiet ( centimeter. LJUSKOPIERING).

Mikhail Levitsky

Aminer- Organiska derivat av ammoniak, i vars molekyl en, tv? eller alla tre v?teatomerna ?r ersatta med en kolrest.

Generellt finns det tre typer av aminer:

Aminer d?r aminogruppen ?r bunden direkt till den aromatiska ringen kallas aromatiska aminer.

Den enklaste representanten f?r dessa f?reningar ?r aminobensen eller anilin:

Det huvudsakliga k?nnetecknet f?r den elektroniska strukturen av aminer ?r n?rvaron av ett ensamt elektronpar vid kv?veatomen, som ?r en del av den funktionella gruppen. Detta leder till det faktum att aminer uppvisar egenskaperna hos baser.

Det finns joner som ?r produkten av formell substitution av en kolv?teradikal av alla v?teatomer i ammoniumjonen:

Dessa joner ?r en del av salter som liknar ammoniumsalter. De kallas kvart?ra ammoniumsalter.

Isomerism och aminnomenklatur

1. Aminer k?nnetecknas av strukturell isomerism:

a) isomerism av kolskelettet:

b) funktionell gruppposition isomerism:

2. Prim?ra, sekund?ra och terti?ra aminer ?r isomera till varandra (interklassisomerism):

Som framg?r av exemplen ovan, f?r att namnge en amin, ?r substituenterna associerade med kv?veatomen listade (i prioritetsordning), och suffixet ?r d?ligt - amin.

Fysikaliska egenskaper hos aminer

De enklaste aminerna (metylamin, dimetylamin, trimetylamin) ?r gasformiga ?mnen. De ?terst?ende l?gre aminerna ?r v?tskor som l?ser sig v?l i vatten. De har en karakteristisk lukt som p?minner om lukten av ammoniak.

Prim?ra och sekund?ra aminer kan bilda v?tebindningar. Detta leder till en markant ?kning av deras kokpunkter j?mf?rt med f?reningar med samma molekylvikt men som inte kan bilda v?tebindningar.

Anilin ?r en oljig v?tska, sv?rl?slig i vatten, kokande vid 184°C.

Kemiska egenskaper hos aminer

De kemiska egenskaperna hos aminer best?ms huvudsakligen av n?rvaron av ett odelat elektronpar vid kv?veatomen.

Aminer som baser. Kv?veatomen i aminogruppen, liksom kv?veatomen i ammoniakmolekylen, kan p? grund av det ensamma elektronparet bilda en kovalent bindning enligt donator-acceptor-mekanismen, fungera som en donator. I detta avseende kan aminer, som ammoniak, f?sta en v?tekatjon, d.v.s. fungera som en bas:

1. Reaktion av amioner med vatten leder till bildandet av hydroxidjoner:

2. Reaktion med syror. Ammoniak reagerar med syror och bildar ammoniumsalter. Aminer kan ocks? reagera med syror:

De huvudsakliga egenskaperna hos alifatiska aminer ?r mer uttalade ?n f?r ammoniak. Detta beror p? n?rvaron av en eller flera donatoralkylsubstituenter, vars positiva induktiva effekt ?kar elektrondensiteten p? kv?veatomen. Att ?ka elektront?theten f?rvandlar kv?ve till en starkare elektronpardonator, vilket ?kar dess grundl?ggande egenskaper:

Amionbr?nning. Aminer brinner i luften f?r att bilda koldioxid, vatten och kv?ve:

Applicering av aminer

Aminer anv?nds i stor utstr?ckning f?r framst?llning av l?kemedel och polymera material. Anilin ?r den viktigaste f?reningen i denna klass, som anv?nds f?r framst?llning av anilinf?rg?mnen, l?kemedel (sulfanilamidpreparat), polymera material (anilin-formaldehydhartser).

Aminer ?r organiska derivat av ammoniak som inneh?ller aminogruppen NH 2 och en organisk radikal. I allm?nhet ?r formeln f?r en amin formeln f?r ammoniak d?r v?teatomerna ?r ersatta av en kolv?teradikal.

Klassificering

• Beroende p? hur m?nga v?teatomer i ammoniak som ers?tts av en radikal, s?rskiljs prim?ra aminer (en atom), sekund?ra, terti?ra. Radikaler kan vara samma eller olika typer.
• En amin kan inneh?lla mer ?n en aminogrupp, men flera. Enligt denna egenskap ?r de uppdelade i mono-, di-, tri-, ... polyaminer.
• Beroende p? vilken typ av radikaler som ?r associerade med kv?veatomen finns det alifatiska (som inte inneh?ller cykliska kedjor), aromatiska (inneh?ller en cykel, den mest k?nda ?r anilin med en bensenring), blandade (fettaromatiska, inneh?llande cykliska och icke- cykliska radikaler).

Egenskaper

Beroende p? l?ngden p? kedjan av atomer i den organiska radikalen kan aminer vara gasformiga (tri-, di-, metylamin, etylamin), flytande eller fasta ?mnen. Ju l?ngre kedja desto h?rdare ?mne. De enklaste aminerna ?r vattenl?sliga, men n?r man g?r ?ver till mer komplexa f?reningar minskar vattenl?sligheten.

Gasformiga och flytande aminer ?r ?mnen med en uttalad lukt av ammoniak. Fasta ?mnen ?r praktiskt taget luktfria.

Aminer uppvisar starka basegenskaper i kemiska reaktioner; som ett resultat av interaktion med oorganiska syror erh?lls alkylammoniumsalter. Reaktionen med salpetersyrlighet ?r kvalitativ f?r denna klass av f?reningar. N?r det g?ller den prim?ra aminen erh?lls alkohol och gasformigt kv?ve, med den sekund?ra, en ol?slig gul f?llning med en uttalad lukt av nitrosodimetylamin; med den terti?ra reaktionen g?r inte.

De reagerar med syre (br?nns i luft), halogener, karboxylsyror och deras derivat, aldehyder, ketoner.

N?stan alla aminer, med s?llsynta undantag, ?r giftiga. S? den mest k?nda representanten f?r klassen, anilin, penetrerar l?tt huden, oxiderar hemoglobin, deprimerar centrala nervsystemet, st?r metabolismen, vilket till och med kan leda till d?den. Giftigt f?r m?nniskor och par.

Tecken p? f?rgiftning:

- andn?d
- cyanos i n?san, l?pparna, fingertopparna,
- snabb andning och ?kad hj?rtslag, f?rlust av medvetande.

F?rsta hj?lpen:

- tv?tta bort det kemiska reagenset med bomullsull och alkohol,
- ge tillg?ng till ren luft,
- ring en ambulans.

Ans?kan

— Som h?rdare f?r epoxihartser.

— Som katalysator inom kemisk industri och metallurgi.

- R?varor f?r tillverkning av konstgjorda polyamidfibrer, s?som nylon.

— F?r tillverkning av polyuretaner, polyuretanskum, polyuretanlim.

- Den ursprungliga produkten f?r framst?llning av anilin - grunden f?r anilinf?rg?mnen.

- F?r tillverkning av l?kemedel.

— F?r tillverkning av fenol-formaldehydhartser.

- F?r syntes av repellenter, fungicider, insekticider, bek?mpningsmedel, mineralg?dselmedel, vulkaniseringsacceleratorer av gummi, korrosionsskyddsmedel, buffertl?sningar.

— Som tillsats till motoroljor och br?nslen, torrt br?nsle.

— F?r att f? fram ljusk?nsliga material.

– Urotropin anv?nds som livsmedelstillsats, samt en ingrediens i kosmetika.

I v?r webbutik kan du k?pa reagenser som tillh?r klassen aminer.

metylamin

Prim?r alifatisk amin. Det ?r efterfr?gat som ett r?material f?r produktion av mediciner, f?rg?mnen, bek?mpningsmedel.

dietylamin

sekund?r amin. Det anv?nds som en initial produkt vid tillverkning av bek?mpningsmedel, l?kemedel (till exempel novokain), f?rg?mnen, repellenter, tillsatser till br?nsle och motoroljor. Reagenser tillverkas av det f?r korrosionsskydd, f?r tillvaratagande av malmer, h?rdning av epoxihartser och acceleration av vulkaniseringsprocesser.

Trietylamin

Terti?r amin. Det anv?nds i den kemiska industrin som en katalysator vid tillverkning av gummi, epoxihartser, polyuretanskum. Inom metallurgi ?r det en h?rdande katalysator i icke-br?nningsprocesser. R?material i den organiska syntesen av l?kemedel, mineralg?dsel, ogr?sbek?mpningsmedel, f?rger.

1-butylamin

Tert-butylamin, en f?rening i vilken en organisk tert-butylgrupp ?r bunden till kv?ve. ?mnet anv?nds vid syntes av gummivulkaniseringsf?rst?rkare, l?kemedel, f?rg?mnen, tanniner, preparat f?r ogr?s och insektsbek?mpning.

Urotropin (hexamin)

polycyklisk amin. Ett ?mne som efterfr?gas i ekonomin. Anv?nds som livsmedelstillsats, l?kemedel och l?kemedelskomponent, ingrediens i kosmetika, buffertl?sningar f?r analytisk kemi; som torrt br?nsle, polymerhartsh?rdare, vid syntes av fenol-formaldehydhartser, fungicider, spr?ng?mnen, korrosionsskyddsmedel.