तृतीयक ऐमीन कार्बनिक अम्ल हैं। ऐरोमैटिक ऐमीनों की इलेक्ट्रॉनिक संरचना। अमीनों के भौतिक गुण

व्याख्यान विषय: एमाइन और एमिनो अल्कोहल

प्रशन:

सामान्य विशेषताएँ: संरचना, वर्गीकरण, नामकरण।

प्राप्ति के तरीके

भौतिक गुण

रासायनिक गुण

व्यक्तिगत प्रतिनिधि. पहचान के तरीके.

सामान्य विशेषताएँ: संरचना, वर्गीकरण, नामकरण

एमाइन अमोनिया के व्युत्पन्न हैं, जिनके अणु में हाइड्रोजन परमाणुओं को हाइड्रोकार्बन रेडिकल द्वारा प्रतिस्थापित किया जाता है।

वर्गीकरण

1- अमोनिया के प्रतिस्थापित हाइड्रोजन परमाणुओं की संख्या के आधार पर ऐमीन को प्रतिष्ठित किया जाता है:

– प्राथमिकइसमें एक अमीनो समूह अमीनो समूह (-एनएच 2) होता है, सामान्य सूत्र: आर-एनएच 2,

– माध्यमिकएक इमिनो समूह शामिल करें (-NH),

सामान्य सूत्र: आर 1-एनएच-आर 2

– तृतीयकएक नाइट्रोजन परमाणु होता है, सामान्य सूत्र: आर 3-एन

चतुर्धातुक नाइट्रोजन परमाणु वाले यौगिकों को भी जाना जाता है: चतुर्धातुक अमोनियम हाइड्रॉक्साइड और इसके लवण।

2- रेडिकल की संरचना के आधार पर, एमाइन को प्रतिष्ठित किया जाता है:

– स्निग्ध (संतृप्त और असंतृप्त)

– एलिसाइक्लिक

- सुगंधित (कोर में एक अमीनो समूह या साइड चेन युक्त)

– हेटरोसाइक्लिक.

नामकरण, ऐमीनों की समावयवता

1. तर्कसंगत नामकरण के अनुसार अमीनों के नाम आमतौर पर उनके घटक हाइड्रोकार्बन रेडिकल्स के नामों से अंत के योग के साथ प्राप्त होते हैं -अमीन : मिथाइलमाइन सीएच 3-एनएच 2, डाइमिथाइलमाइन सीएच 3-एनएच-सीएच 3, ट्राइमेथिलैमाइन (सीएच 3) 3 एन, प्रोपाइलमाइन सीएच 3 सीएच 2 सीएच 2-एनएच 2, फेनिलमाइन सी 6 एच 5 - एनएच 2, आदि।

2. IUPAC नामकरण के अनुसार अमीनो समूह को कार्यात्मक समूह माना जाता है और उसका नाम क्या है? एमिनोमुख्य श्रृंखला के नाम से पहले रखा गया:

ऐमीन की समावयवता रेडिकल की समावयवता पर निर्भर करती है।

अमीनों के उत्पादन की विधियाँ

अमीनों को विभिन्न तरीकों से तैयार किया जा सकता है।

ए) हैलोऐल्किल द्वारा अमोनिया पर क्रिया

2एनएच 3 + सीएच 3 आई -® सीएच 3 - एनएच 2 + एनएच 4 आई

बी) आणविक हाइड्रोजन के साथ नाइट्रोबेंजीन का उत्प्रेरक हाइड्रोजनीकरण:

C 6 H 5 NO 2 –® C 6 H 5 NH 2 + H 2 O

नाइट्रोबेंजीन बिल्ली एनिलिन

बी) अल्कोहल के साथ ऐल्किलेशन द्वारा निचली एमाइन (सी 1 - सी 4) की तैयारी:

350 0 सी, अल 2 ओ 3

आर-ओएच + एनएच 3 ––––––––––® आर-एनएच 2 +एच 2 ओ

350 0 सी, अल 2 ओ 3

2R-OH + NH 3 –––––––––® R 2 –NH +2H 2 O

350 0 सी, अल 2 ओ 3

3R-OH + NH 3 –––––––––® R 3 –N + 3H 2 O

अमीनों के भौतिक गुण

मिथाइलमाइन, डाइमिथाइलमाइन और ट्राइमेथिलैमाइन गैसें हैं, एमाइन की श्रृंखला के मध्य सदस्य तरल हैं, और उच्च सदस्य ठोस हैं। जैसे-जैसे ऐमीन का आणविक भार बढ़ता है, उनका घनत्व बढ़ता है, उनका क्वथनांक बढ़ता है और पानी में उनकी घुलनशीलता कम हो जाती है। उच्च ऐमीन पानी में अघुलनशील होते हैं। निचली अमीनों में एक अप्रिय गंध होती है, जो कुछ हद तक खराब मछली की गंध की याद दिलाती है। उच्च एमाइन या तो गंधहीन होते हैं या बहुत हल्की गंध वाले होते हैं। एरोमैटिक एमाइन रंगहीन तरल पदार्थ या ठोस होते हैं जिनमें एक अप्रिय गंध होती है और ये जहरीले होते हैं।

ऐमीन के रासायनिक गुण

अमीनों का रासायनिक व्यवहार अणु में अमीनो समूह की उपस्थिति से निर्धारित होता है। नाइट्रोजन परमाणु के बाहरी इलेक्ट्रॉन कोश में 5 इलेक्ट्रॉन होते हैं। एक अमीन अणु में, अमोनिया अणु की तरह, नाइट्रोजन परमाणु तीन सहसंयोजक बंधों के निर्माण पर तीन इलेक्ट्रॉन खर्च करता है, जबकि दो मुक्त रहते हैं।

नाइट्रोजन परमाणु पर एक मुक्त इलेक्ट्रॉन युग्म की उपस्थिति इसे एक प्रोटॉन संलग्न करने की क्षमता देती है, इसलिए एमाइन अमोनिया के समान होते हैं, मूल गुण प्रदर्शित करते हैं, हाइड्रॉक्साइड और लवण बनाते हैं।

नमक का निर्माण. एसिड के साथ ऐमीन लवण देते हैं, जो एक मजबूत आधार के प्रभाव में फिर से मुक्त ऐमीन देते हैं:

ऐमीन दुर्बल कार्बोनिक अम्ल के साथ भी लवण देते हैं:

अमोनिया की तरह, प्रोटॉन को कमजोर रूप से अलग करने वाले प्रतिस्थापित अमोनियम धनायन में बांधने के कारण एमाइन में बुनियादी गुण होते हैं:

जब एक अमीन को पानी में घोला जाता है, तो पानी के प्रोटॉन का कुछ हिस्सा धनायन बनाने के लिए खर्च हो जाता है; इस प्रकार, घोल में हाइड्रॉक्साइड आयनों की अधिकता दिखाई देती है, और इसमें क्षारीय गुण होते हैं जो लिटमस ब्लू और फिनोलफथेलिन क्रिमसन के घोल को रंगने के लिए पर्याप्त होते हैं। सीमित श्रृंखला की ऐमीन की क्षारकता बहुत छोटी सीमा के भीतर भिन्न होती है और अमोनिया की क्षारीयता के करीब होती है।

मिथाइल समूहों के प्रभाव से मिथाइल और डाइमिथाइलमाइन की मूलता थोड़ी बढ़ जाती है। ट्राइमेथिलैमाइन के मामले में, मिथाइल समूह पहले से ही परिणामी धनायन के सॉल्वेशन में बाधा डालते हैं और इसके स्थिरीकरण को कम करते हैं, और इसलिए इसकी मौलिकता को कम करते हैं।

अमीन लवण को जटिल यौगिक माना जाना चाहिए। इनमें केन्द्रीय परमाणु नाइट्रोजन परमाणु है, जिसकी समन्वय संख्या चार है। हाइड्रोजन या एल्काइल परमाणु नाइट्रोजन परमाणु से जुड़े होते हैं और आंतरिक क्षेत्र में स्थित होते हैं; एसिड अवशेष बाहरी क्षेत्र में स्थित है।

अमीनों का एसाइलेशन। जब कार्बनिक अम्लों के कुछ व्युत्पन्न (एसिड हैलाइड, एनहाइड्राइड, आदि) प्राथमिक और द्वितीयक एमाइन पर कार्य करते हैं, तो एमाइड बनते हैं:

नाइट्रस अम्ल के साथ द्वितीयक ऐमीन देते हैं nitrosamines- पीले तरल पदार्थ, पानी में थोड़ा घुलनशील:

तृतीयक एमाइन ठंड में तनु नाइट्रस एसिड की क्रिया के प्रति प्रतिरोधी होते हैं (वे नाइट्रस एसिड के लवण बनाते हैं); अधिक गंभीर परिस्थितियों में, रेडिकल्स में से एक अलग हो जाता है और नाइट्रोसोमाइन बनता है।

डायमाइंस

डायमाइन्स जैविक प्रक्रियाओं में महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं। एक नियम के रूप में, वे पानी में आसानी से घुलनशील होते हैं, एक विशिष्ट गंध रखते हैं, अत्यधिक क्षारीय प्रतिक्रिया करते हैं, और हवा में सीओ 2 के साथ बातचीत करते हैं। डायमाइन्स अम्ल के दो समकक्षों के साथ स्थिर लवण बनाते हैं।

एथिलीनडायमाइन (1,2-एथेनडायमाइन) एच 2 एनसीएच 2 सीएच 2 एनएच 2। यह सबसे सरल डायमाइन है; एथिलीन ब्रोमाइड पर अमोनिया की क्रिया द्वारा प्राप्त किया जा सकता है:

टेट्रामेथिलीनडायमाइन (1,4-ब्यूटेनडायमाइन), या पुट्रेसिन, एनएच 2 सीएच 2 सीएच 2 सीएच 2 सीएच 2 एनएच 2 और पेंटामेथिलीनडायमाइन (1,5-पेंटेनेडियामाइन) एनएच 2 सीएच 2 सीएच 2 सीएच 2 सीएच 2 सीएच 2 एनएच 2, या कैडवेरिन। वे प्रोटीन पदार्थों के अपघटन उत्पादों में खोजे गए थे; डायअमीनो एसिड के डीकार्बाक्सिलेशन से बनते हैं और कहलाते हैं ptomaines(ग्रीक से - लाश), उन्हें पहले "शव जहर" माना जाता था। अब यह पाया गया है कि सड़ने वाले प्रोटीन की विषाक्तता पोटामेन के कारण नहीं, बल्कि अन्य पदार्थों की उपस्थिति के कारण होती है।

पुट्रेसिन और कैडवेरिन कई सूक्ष्मजीवों (उदाहरण के लिए, टेटनस और हैजा के प्रेरक एजेंट) और कवक की महत्वपूर्ण गतिविधि के परिणामस्वरूप बनते हैं; वे पनीर, एर्गोट, फ्लाई एगारिक और शराब बनाने वाले के खमीर में पाए जाते हैं।

कुछ डायमाइन का उपयोग पॉलियामाइड फाइबर और प्लास्टिक के उत्पादन के लिए कच्चे माल के रूप में किया जाता है। इस प्रकार, हेक्सा-मेथिलीनडायमाइन एनएच 2 सीएच 2 सीएच 2 सीएच 2 सीएच 2 सीएच 2 सीएच 2 एनएच 2 से एक बहुत ही मूल्यवान सिंथेटिक फाइबर प्राप्त हुआ - नायलॉन(यूएसए) या anid(रूस)।

अमीनो अल्कोहल

अमीनो अल्कोहल- मिश्रित कार्य वाले यौगिक, जिनके अणु में अमीनो और हाइड्रॉक्सी समूह होते हैं।

अमीनोएथेनॉल(इथेनॉलमाइन) HO-CH 2 CH 2 -NH 2, या कोलामाइन।

इथेनॉलमाइन एक गाढ़ा तैलीय तरल है, जो सभी तरह से पानी के साथ मिश्रित होता है और इसमें मजबूत क्षारीय गुण होते हैं। मोनोएथेनॉलमाइन के साथ, डायथेनॉलमाइन और ट्राइथेनॉलमाइन भी प्राप्त होते हैं:

कोलीन शामिल है लेसिथिन- वसा जैसे पदार्थ, जानवरों और पौधों के जीवों में बहुत आम हैं, और उनसे अलग किए जा सकते हैं। कोलीन एक क्रिस्टलीय, अत्यधिक हीड्रोस्कोपिक द्रव्यमान है जो हवा में आसानी से घुल जाता है। इसमें प्रबल क्षारीय गुण होते हैं और यह अम्ल के साथ आसानी से लवण बनाता है।

जब कोलीन को एसिटिक एनहाइड्राइड के साथ मिलाया जाता है, तो यह बनता है कोलीन एसीटेट,यह भी कहा जाता है एसिटाइलकोलाइन:

एसिटाइलकोलाइन एक अत्यंत महत्वपूर्ण जैव रासायनिक भूमिका निभाता है, क्योंकि यह एक मध्यस्थ (मध्यस्थ) है जो तंत्रिका रिसेप्टर्स से मांसपेशियों तक उत्तेजना पहुंचाता है।

हाइड्रोकार्बन प्रतिस्थापकों की प्रकृति के आधार पर ऐमीनों को विभाजित किया गया है

अमीनों की सामान्य संरचनात्मक विशेषताएं

अमोनिया अणु की तरह, किसी भी अमाइन के अणु में नाइट्रोजन परमाणु में एक अकेला इलेक्ट्रॉन युग्म होता है जो विकृत टेट्राहेड्रोन के शीर्षों में से एक की ओर निर्देशित होता है:

इस कारण से, अमोनिया की तरह एमाइन ने भी मूल गुणों को महत्वपूर्ण रूप से व्यक्त किया है।

इस प्रकार, अमोनिया के समान एमाइन, पानी के साथ विपरीत रूप से प्रतिक्रिया करते हैं, जिससे कमजोर आधार बनते हैं:

अमाइन अणु में हाइड्रोजन धनायन और नाइट्रोजन परमाणु के बीच का बंधन नाइट्रोजन परमाणु के अकेले इलेक्ट्रॉन जोड़े के कारण दाता-स्वीकर्ता तंत्र का उपयोग करके महसूस किया जाता है। अमोनिया की तुलना में संतृप्त ऐमीन अधिक मजबूत क्षार होते हैं, क्योंकि ऐसे अमीनों में, हाइड्रोकार्बन प्रतिस्थापकों का सकारात्मक प्रेरक (+I) प्रभाव होता है। इस संबंध में, नाइट्रोजन परमाणु पर इलेक्ट्रॉन घनत्व बढ़ता है, जो एच + धनायन के साथ इसकी बातचीत को सुविधाजनक बनाता है।

ऐरोमैटिक ऐमीन, यदि अमीनो समूह सीधे ऐरोमैटिक रिंग से जुड़ा हो, तो अमोनिया की तुलना में कमजोर बुनियादी गुण प्रदर्शित करता है। यह इस तथ्य के कारण है कि नाइट्रोजन परमाणु का अकेला इलेक्ट्रॉन युग्म बेंजीन रिंग के सुगंधित π-प्रणाली की ओर स्थानांतरित हो जाता है, जिसके परिणामस्वरूप नाइट्रोजन परमाणु पर इलेक्ट्रॉन घनत्व कम हो जाता है। बदले में, इससे बुनियादी गुणों में कमी आती है, विशेष रूप से पानी के साथ बातचीत करने की क्षमता में। उदाहरण के लिए, एनिलिन केवल मजबूत एसिड के साथ प्रतिक्रिया करता है, लेकिन व्यावहारिक रूप से पानी के साथ प्रतिक्रिया नहीं करता है।

संतृप्त ऐमीनों के रासायनिक गुण

जैसा कि पहले ही उल्लेख किया गया है, ऐमीन पानी के साथ विपरीत प्रतिक्रिया करता है:

परिणामी आधारों के पृथक्करण के कारण एमाइन के जलीय घोल में क्षारीय प्रतिक्रिया होती है:

संतृप्त ऐमीन अपने मजबूत बुनियादी गुणों के कारण अमोनिया की तुलना में पानी के साथ बेहतर प्रतिक्रिया करते हैं।

श्रृंखला में संतृप्त ऐमीन के मूल गुण बढ़ जाते हैं।

द्वितीयक संतृप्त ऐमीन प्राथमिक संतृप्त ऐमीन की तुलना में अधिक मजबूत क्षार होते हैं, जो बदले में अमोनिया की तुलना में अधिक मजबूत क्षार होते हैं। तृतीयक एमाइन के मूल गुणों के लिए, यदि हम जलीय घोलों में प्रतिक्रियाओं के बारे में बात कर रहे हैं, तो तृतीयक एमाइन के मूल गुण द्वितीयक एमाइन की तुलना में बहुत खराब हैं, और यहां तक ​​कि प्राथमिक एमाइन की तुलना में थोड़े खराब हैं। यह स्थैतिक बाधाओं के कारण होता है, जो अमीन प्रोटोनेशन की दर को महत्वपूर्ण रूप से प्रभावित करता है। दूसरे शब्दों में, तीन प्रतिस्थापन नाइट्रोजन परमाणु को "अवरुद्ध" करते हैं और H+ धनायनों के साथ इसकी अंतःक्रिया में हस्तक्षेप करते हैं।

अम्लों के साथ अंतःक्रिया

मुक्त संतृप्त ऐमीन और उनके जलीय घोल दोनों एसिड के साथ प्रतिक्रिया करते हैं। इस स्थिति में, लवण बनते हैं:

चूँकि संतृप्त ऐमीन के मूल गुण अमोनिया की तुलना में अधिक स्पष्ट होते हैं, ऐसे ऐमीन कार्बोनिक एसिड जैसे कमजोर एसिड के साथ भी प्रतिक्रिया करते हैं:

अमीन लवण ठोस होते हैं जो पानी में अत्यधिक घुलनशील होते हैं और गैर-ध्रुवीय कार्बनिक सॉल्वैंट्स में खराब घुलनशील होते हैं। क्षार के साथ अमाइन लवण की परस्पर क्रिया से मुक्त अमाइन निकलते हैं, जो अमोनिया के विस्थापन के समान है जब क्षार अमोनियम लवण पर कार्य करते हैं:

2. प्राथमिक संतृप्त एमाइन नाइट्रस एसिड के साथ प्रतिक्रिया करके संबंधित अल्कोहल, नाइट्रोजन एन2 और पानी बनाते हैं। उदाहरण के लिए:

इस प्रतिक्रिया की एक विशिष्ट विशेषता नाइट्रोजन गैस का निर्माण है, और इसलिए यह प्राथमिक एमाइन के लिए गुणात्मक है और उन्हें द्वितीयक और तृतीयक से अलग करने के लिए उपयोग किया जाता है। यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि अक्सर यह प्रतिक्रिया अमीन को नाइट्रस एसिड के घोल के साथ नहीं, बल्कि नाइट्रस एसिड (नाइट्राइट) के नमक के घोल के साथ मिलाकर और फिर इस मिश्रण में एक मजबूत खनिज एसिड जोड़कर की जाती है। जब नाइट्राइट मजबूत खनिज एसिड के साथ परस्पर क्रिया करते हैं, तो नाइट्रस एसिड बनता है, जो फिर एमाइन के साथ प्रतिक्रिया करता है:

समान परिस्थितियों में द्वितीयक एमाइन तैलीय तरल पदार्थ, तथाकथित एन-नाइट्रोसामाइन देते हैं, लेकिन यह प्रतिक्रिया रसायन विज्ञान में वास्तविक यूएसई परीक्षणों में नहीं होती है। तृतीयक ऐमीन नाइट्रस अम्ल के साथ अभिक्रिया नहीं करती।

किसी भी एमाइन के पूर्ण दहन से कार्बन डाइऑक्साइड, पानी और नाइट्रोजन का निर्माण होता है:

हैलोऐल्केन के साथ अन्योन्यक्रिया

उल्लेखनीय है कि बिल्कुल वही नमक अधिक प्रतिस्थापित ऐमीन पर हाइड्रोजन क्लोराइड की क्रिया से प्राप्त होता है। हमारे मामले में, जब हाइड्रोजन क्लोराइड डाइमिथाइलमाइन के साथ प्रतिक्रिया करता है:

अमीनों की तैयारी:

1) हैलोऐल्केन के साथ अमोनिया का क्षारीकरण:

अमोनिया की कमी होने पर अमीन के स्थान पर इसका नमक प्राप्त होता है:

2) अम्लीय वातावरण में धातुओं द्वारा अपचयन (सक्रियता श्रृंखला में हाइड्रोजन में):

इसके बाद मुक्त अमीन को मुक्त करने के लिए क्षार के साथ घोल का उपचार किया जाता है:

3) गर्म एल्यूमीनियम ऑक्साइड के माध्यम से मिश्रण को पारित करने पर अल्कोहल के साथ अमोनिया की प्रतिक्रिया। अल्कोहल/अमीन के अनुपात के आधार पर, प्राथमिक, द्वितीयक या तृतीयक एमाइन बनते हैं:

एनिलिन के रासायनिक गुण

रंगों का रासायनिक आधार - अमीनोबेंजीन का तुच्छ नाम, जिसका सूत्र है:

जैसा कि चित्रण से देखा जा सकता है, एनिलिन अणु में अमीनो समूह सीधे सुगंधित वलय से जुड़ा होता है। इस तरह के एमाइन, जैसा कि पहले ही उल्लेख किया गया है, में अमोनिया की तुलना में बहुत कम स्पष्ट बुनियादी गुण होते हैं। इस प्रकार, विशेष रूप से, एनिलिन व्यावहारिक रूप से पानी और कार्बोनिक एसिड जैसे कमजोर एसिड के साथ प्रतिक्रिया नहीं करता है।

एनिलिन की अम्ल के साथ अभिक्रिया

एनिलिन मजबूत और मध्यम शक्ति वाले अकार्बनिक एसिड के साथ प्रतिक्रिया करता है। इस मामले में, फेनिलमोनियम लवण बनते हैं:

हैलोजन के साथ एनिलिन की प्रतिक्रिया

जैसा कि इस अध्याय की शुरुआत में ही कहा गया था, एरोमैटिक एमाइन में अमीनो समूह को एरोमैटिक रिंग में खींचा जाता है, जिसके परिणामस्वरूप नाइट्रोजन परमाणु पर इलेक्ट्रॉन घनत्व कम हो जाता है, और परिणामस्वरूप एरोमैटिक रिंग में यह बढ़ जाता है। सुगंधित रिंग में इलेक्ट्रॉन घनत्व में वृद्धि इस तथ्य की ओर ले जाती है कि इलेक्ट्रोफिलिक प्रतिस्थापन प्रतिक्रियाएं, विशेष रूप से हैलोजन के साथ प्रतिक्रियाओं में, अधिक आसानी से आगे बढ़ती हैं, खासकर अमीनो समूह के सापेक्ष ऑर्थो और पैरा स्थितियों में। इस प्रकार, एनिलिन आसानी से ब्रोमीन पानी के साथ प्रतिक्रिया करता है, जिससे 2,4,6-ट्राइब्रोमोएनिलिन का एक सफेद अवक्षेप बनता है:

यह प्रतिक्रिया एनिलिन के लिए गुणात्मक है और अक्सर इसे अन्य कार्बनिक यौगिकों के बीच पहचानने की अनुमति देती है।

नाइट्रस एसिड के साथ एनिलिन की प्रतिक्रिया

एनिलिन नाइट्रस एसिड के साथ प्रतिक्रिया करता है, लेकिन इस प्रतिक्रिया की विशिष्टता और जटिलता के कारण, यह रसायन विज्ञान में वास्तविक एकीकृत राज्य परीक्षा में दिखाई नहीं देता है।

एनिलिन एल्किलेशन प्रतिक्रियाएँ

हैलोजेनेटेड हाइड्रोकार्बन के साथ नाइट्रोजन परमाणु पर एनिलिन के अनुक्रमिक क्षारीकरण का उपयोग करके, द्वितीयक और तृतीयक एमाइन प्राप्त किए जा सकते हैं:

एनिलिन प्राप्त करना

1. मजबूत गैर-ऑक्सीकरण एसिड की उपस्थिति में धातुओं द्वारा नाइट्रोबेंजीन की कमी:

C 6 H 5 -NO 2 + 3Fe + 7HCl = +Cl- + 3FeCl 2 + 2H 2 O

सीएल - + NaOH = C 6 H 5 -NH 2 + NaCl + H 2 O

गतिविधि श्रृंखला में हाइड्रोजन से पहले स्थित किसी भी धातु को धातु के रूप में उपयोग किया जा सकता है।

अमोनिया के साथ क्लोरोबेंजीन की प्रतिक्रिया:

सी 6 एच 5 −सीएल + 2एनएच 3 → सी 6 एच 5 एनएच 2 + एनएच 4 सीएल

अमीनो एसिड के रासायनिक गुण

अमीनो अम्ल ऐसे यौगिक हैं जिनके अणुओं में दो प्रकार के कार्यात्मक समूह होते हैं - अमीनो (-एनएच 2) और कार्बोक्सी- (-सीओओएच) समूह।

दूसरे शब्दों में, अमीनो एसिड को कार्बोक्जिलिक एसिड के व्युत्पन्न के रूप में माना जा सकता है, जिसके अणुओं में एक या अधिक हाइड्रोजन परमाणुओं को अमीनो समूहों द्वारा प्रतिस्थापित किया जाता है।

इस प्रकार, अमीनो एसिड का सामान्य सूत्र (एनएच 2) एक्स आर (सीओओएच) वाई के रूप में लिखा जा सकता है, जहां एक्स और वाई अक्सर एक या दो के बराबर होते हैं।

चूँकि अमीनो एसिड अणुओं में अमीनो समूह और कार्बोक्सिल समूह दोनों होते हैं, वे अमाइन और कार्बोक्जिलिक एसिड दोनों के समान रासायनिक गुण प्रदर्शित करते हैं।

अमीनो एसिड के अम्लीय गुण

क्षार और क्षार धातु कार्बोनेट के साथ लवण का निर्माण

अमीनो एसिड का एस्टेरिफिकेशन

अमीनो एसिड अल्कोहल के साथ एस्टरीफिकेशन के साथ प्रतिक्रिया कर सकते हैं:

NH 2 CH 2 COOH + CH 3 OH → NH 2 CH 2 COOCH 3 + H 2 O

अमीनो एसिड के मूल गुण

1. अम्लों के साथ परस्पर क्रिया करने पर लवण का निर्माण

एनएच 2 सीएच 2 सीओओएच + एचसीएल → + सीएल -

2. नाइट्रस एसिड के साथ परस्पर क्रिया

NH 2 -CH 2 -COOH + HNO 2 → HO-CH 2 -COOH + N 2 + H 2 O

ध्यान दें: नाइट्रस एसिड के साथ परस्पर क्रिया प्राथमिक एमाइन की तरह ही आगे बढ़ती है

3. क्षारीकरण

NH 2 CH 2 COOH + CH 3 I → + I -

4. अमीनो एसिड की एक दूसरे के साथ परस्पर क्रिया

अमीनो एसिड एक दूसरे के साथ प्रतिक्रिया करके पेप्टाइड्स बना सकते हैं - ऐसे यौगिक जिनमें उनके अणुओं में पेप्टाइड बॉन्ड -C(O)-NH- होता है।

साथ ही, यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि दो अलग-अलग अमीनो एसिड के बीच प्रतिक्रिया के मामले में, कुछ विशिष्ट संश्लेषण स्थितियों को देखे बिना, विभिन्न डाइपेप्टाइड्स का निर्माण एक साथ होता है। इसलिए, उदाहरण के लिए, ऊपर दिए गए एलेनिन के साथ ग्लाइसिन की प्रतिक्रिया के बजाय, जिससे ग्लाइसिलेननिन बनता है, एलानिलग्लाइसिन की ओर जाने वाली प्रतिक्रिया हो सकती है:

इसके अलावा, ग्लाइसिन अणु आवश्यक रूप से एलेनिन अणु के साथ प्रतिक्रिया नहीं करता है। ग्लाइसीन अणुओं के बीच पेप्टाइजेशन प्रतिक्रियाएं भी होती हैं:

और एलानिन:

इसके अलावा, चूंकि परिणामी पेप्टाइड्स के अणुओं में, मूल अमीनो एसिड अणुओं की तरह, अमीनो समूह और कार्बोक्सिल समूह होते हैं, पेप्टाइड्स स्वयं नए पेप्टाइड बांड के गठन के कारण अमीनो एसिड और अन्य पेप्टाइड्स के साथ प्रतिक्रिया कर सकते हैं।

व्यक्तिगत अमीनो एसिड का उपयोग सिंथेटिक पॉलीपेप्टाइड्स या तथाकथित पॉलियामाइड फाइबर का उत्पादन करने के लिए किया जाता है। इस प्रकार, विशेष रूप से, 6-एमिनोहेक्सेन (ε-एमिनोकैप्रोइक) एसिड के पॉलीकंडेंसेशन का उपयोग करके, नायलॉन को उद्योग में संश्लेषित किया जाता है:

परिणामी नायलॉन राल का उपयोग कपड़ा फाइबर और प्लास्टिक के उत्पादन के लिए किया जाता है।

जलीय घोल में अमीनो एसिड के आंतरिक लवण का निर्माण

जलीय घोल में, अमीनो एसिड मुख्य रूप से आंतरिक लवण के रूप में मौजूद होते हैं - द्विध्रुवी आयन (ज़्विटरियन):

अमीनो एसिड प्राप्त करना

1) अमोनिया के साथ क्लोरीनयुक्त कार्बोक्जिलिक एसिड की प्रतिक्रिया:

सीएल-सीएच 2 -सीओओएच + 2एनएच 3 = एनएच 2 -सीएच 2 -सीओएच + एनएच 4 सीएल

2) मजबूत खनिज एसिड और क्षार के समाधान की कार्रवाई के तहत प्रोटीन का टूटना (हाइड्रोलिसिस)।

सभी कार्बनिक यौगिकों का सबसे आम गुण उनकी जलने की क्षमता है। अमोनिया स्वयं जल जाती है और सामान्यतः आसानी से, लेकिन इसे आग लगाना हमेशा आसान नहीं होता है। इसके विपरीत, एमाइन आसानी से प्रज्वलित होते हैं और अक्सर रंगहीन या हल्के रंग की लौ के साथ जलते हैं। इस मामले में, एमाइन के नाइट्रोजन को पारंपरिक रूप से आणविक नाइट्रोजन में ऑक्सीकृत किया जाता है, क्योंकि नाइट्रोजन ऑक्साइड अस्थिर होते हैं।

अमोनिया की तुलना में अमीन हवा में अधिक आसानी से प्रज्वलित होते हैं।

4एनएच 3 + 3ओ 2 = 2एन 2 + 6एच 2 ओ;

4सी 2 एच 5 एनएच 2 + 15ओ 2 = 8सीओ 2 + 14एच 2 ओ + 2एन 2।

बुनियादी गुण

प्राथमिक, द्वितीयक और तृतीयक एमाइन त्रिसंयोजक नाइट्रोजन के अनुरूप आवश्यक रूप से इलेक्ट्रॉनों का एक अकेला जोड़ा होता है। अर्थात्, विलयन में ऐमीन मूल गुण प्रदर्शित करते हैं, या उनके विलयन क्षारक होते हैं। यही कारण है कि जलीय घोल में ऐमीन लिटमस को नीला और फिनोलफथेलिन को लाल रंग में बदल देता है। चावल। 12.

चावल। 1 .

चावल। 2 .

इस इलेक्ट्रॉन जोड़ी के लिए धन्यवाद, हाइड्रोजन आयन के साथ एक दाता-स्वीकर्ता बंधन बनाया जा सकता है:

सी 2 एच 5 एनएच 2 + एच + = सी 2 एच 5 एनएच 3 +।

इस प्रकार, अमोनिया की तरह, ऐमीन क्षार के गुण प्रदर्शित करते हैं:

एनएच 3 + एच 2 ओ एनएच 4 ओएच;

सी 2 एच 5 एनएच 2 + एच 2 ओ सी 2 एच 5 एनएच 3 ओएच।

अमोनिया अम्ल के साथ लवण बनाता है अमोनियम, और एमाइन एल्किलमोनियम हैं :

एनएच 3 + एचबीआर = एनएच 4 बीआर ( अमोनियम ब्रोमाइड)

सी 2 एच 5 एनएच 2 + एचबीआर = सी 2 एच 5 एनएच 3 बीआर ( एथिलमोनियम ब्रोमाइड)

जिस प्रकार अमोनिया अम्ल के साथ अमोनियम लवण बनाता है, उसी प्रकार ऐमीन तदनुरूप लवण बनाता है। ये लवण अमोनिया के मामले में, न केवल जलीय घोलों की प्रतिक्रिया के दौरान, बल्कि गैस चरण में भी बन सकते हैं, यदि एमाइन पर्याप्त रूप से अस्थिर हों।

यही है, यदि आप केंद्रित हाइड्रोक्लोरिक एसिड या यहां तक ​​\u200b\u200bकि कार्बनिक अस्थिर के साथ जहाजों के बगल में रखते हैं, उदाहरण के लिए, एसिटिक एसिड, और एक वाष्पशील अमाइन के साथ एक बर्तन, तो जल्द ही आग के बिना धुएं जैसा कुछ उनके बीच की जगह में दिखाई देगा, यानी। एल्काइलमाइन नमक के अनुरूप क्रिस्टल बनेंगे। चावल। 3.

चावल। 3 .

क्षार ऐमीन को विस्थापित करते हैं , जो अमोनिया की तरह, कमज़ोरक्षार, एल्काइल अमोनियम लवण से:

एनएच 4 सीएल + केओएच = एनएच 3 - + केसीएल + एच 2 ओ;

सीएच 3 एनएच 3 सीएल + केओएच = सीएच 3 एनएच 2 - + केसीएल + एच 2 ओ।

ऐमीन के मूल गुण अमोनिया की तुलना में अधिक होते हैं। क्यों? हाइड्रोजन आयन के साथ दाता-स्वीकर्ता बंधन का निर्माण अधिक आसानी से होता है, नाइट्रोजन परमाणु पर इलेक्ट्रॉन घनत्व जितना अधिक होता है। हाइड्रोकार्बन रेडिकल में कई इलेक्ट्रॉन होते हैं और उन्हें नाइट्रोजन परमाणु के साथ आसानी से "साझा" करते हैं (चित्र 4)।

चावल। 4. हाइड्रोजन आयन के साथ दाता-स्वीकर्ता बंधन

हालाँकि, तृतीयक ऐमीन के मूल गुण द्वितीयक ऐमीन की तुलना में कम होते हैं (बेसिकिटी स्थिरांक की तुलना करें)। क्यों? तृतीयक अमाइन में, नाइट्रोजन परमाणु चारों तरफ से हाइड्रोकार्बन रेडिकल्स से घिरा होता है, और इसकी प्रतिक्रिया करने की क्षमता बाधित होती है।

अमीन, अमोनिया की तरह, हैलोऐल्केन के साथ प्रतिक्रिया करने में सक्षम हैं, हैलोजन परमाणु की जगह लेते हैं:

सीएच 3 बीआर + एनएच 3 = सीएच 3 एनएच 2 + एचबीआर;

सीएच 3 एनएच 2 + सीएच 3 बीआर = (सीएच 3) 2 एनएच + एचबीआर;

(सीएच 3) 2 एनएच + सीएच 3 बीआर = (सीएच 3) 3 एन + एचबीआर।

तृतीयक एमाइन हैलोजन की जगह भी ले सकते हैं, इसलिए प्रतिक्रिया आगे बढ़ सकती है। एक चतुर्धातुक अमोनियम नमक बनता है - टेट्रामिथाइलमोनियम ब्रोमाइड (सीएच 3) 4 एनबीआर:

(सीएच 3) 3 एन + सीएच 3 बीआर = (सीएच 3) 4 एन+ + बीआर-।

पाठ का सारांश

इस पाठ में "अमीनो यौगिक" विषय को शामिल किया गया। वर्गीकरण, समावयवता, नाम और भौतिक गुण।" आपने ऑक्सीजन युक्त कार्बनिक यौगिकों की उत्पत्ति की समीक्षा की है और अमोनिया और पानी के कुछ सामान्य गुणों को याद किया है। फिर हमने देखा कि अमीनो यौगिक कैसे प्राप्त करें। हमने उनके वर्गीकरण, समरूपता, नाम और उनके अंतर्निहित भौतिक गुणों का अध्ययन किया। .

ग्रन्थसूची

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2. रसायन विज्ञान। ग्रेड 10। प्रोफ़ाइल स्तर: शैक्षणिक. सामान्य शिक्षा के लिए संस्थान/वि.वि. एरेमिन, एन.ई. कुज़्मेंको, वी.वी. लुनिन, ए.ए. ड्रोज़्डोव, वी.आई. टेरेनिन। - एम.: बस्टर्ड, 2008. - 463 पी।
3. रसायन विज्ञान। ग्रेड 11। प्रोफ़ाइल स्तर: शैक्षणिक. सामान्य शिक्षा के लिए संस्थान/ वी.वी. एरेमिन, एन.ई. कुज़्मेंको, वी.वी. लुनिन, ए.ए. ड्रोज़्डोव, वी.आई. टेरेनिन। - एम.: बस्टर्ड, 2010. - 462 पी।
4. खोमचेंको जी.पी., खोमचेंको आई.जी. विश्वविद्यालयों में प्रवेश करने वालों के लिए रसायन विज्ञान में समस्याओं का संग्रह। - चौथा संस्करण। - एम.: आरआईए "न्यू वेव": प्रकाशक उमेरेनकोव, 2012. - 278 पी।

1. वेबसाइट ()।
2. रसायन विज्ञान.ssu.samara.ru ()।
3. खिमिक.आरयू ()।
4. Promobud.ua ()।

गृहकार्य

1. नंबर 3, 4 (पृ. 14) रुडज़ाइटिस जी.ई., फेल्डमैन एफ.जी. रसायन विज्ञान: कार्बनिक रसायन विज्ञान. 10वीं कक्षा: सामान्य शिक्षा संस्थानों के लिए पाठ्यपुस्तक: बुनियादी स्तर/जी। ई. रुडज़ाइटिस, एफ.जी. फेल्डमैन. - 14वाँ संस्करण। - एम.: शिक्षा, 2012।
2. ऐमीन तथा ऐल्कोहॉल को सीमित करने के गुणों की तुलना करें।
3. ऐमीनों की क्षारकता की पुष्टि करने वाले प्रतिक्रिया समीकरण लिखिए।

अमीन कार्बनिक यौगिकों का एकमात्र वर्ग है जो स्पष्ट रूप से क्षारीय है। हालाँकि, ऐमीन कमज़ोर क्षारक हैं। अब टेबल पर वापस लौटना उपयोगी होगा. 12-1 अम्ल और क्षार की तीन परिभाषाओं को याद करने के लिए। क्षारकता की तीन परिभाषाओं के अनुसार, ऐमीन के रासायनिक व्यवहार के तीन पहलुओं को प्रतिष्ठित किया जा सकता है।

1. ऐमीन अम्ल के साथ प्रतिक्रिया करके प्रोटॉन स्वीकर्ता के रूप में कार्य करते हैं:

इसलिए, ऐमीन ब्रोंस्टेड क्षारक हैं। 2. ऐमीन इलेक्ट्रॉन युग्म दाता हैं (लुईस बेस):

3. अमाइन के जलीय घोल इसलिए, पानी के साथ बातचीत करते समय, अमाइन हाइड्रॉक्साइड आयन उत्पन्न करने में सक्षम होते हैं

इसलिए, ऐमीन अरहेनियस क्षार हैं। यद्यपि सभी ऐमीन कमजोर क्षार हैं, उनकी क्षारकता नाइट्रोजन परमाणु से जुड़े हाइड्रोकार्बन रेडिकल की प्रकृति और संख्या पर निर्भर करती है। ऐल्किलऐमीन ऐरोमैटिक ऐमीन की तुलना में कहीं अधिक क्षारीय होते हैं। एल्काइलामाइन में, सबसे बुनियादी द्वितीयक हैं, प्राथमिक कुछ हद तक कम बुनियादी हैं, इसके बाद तृतीयक एमाइन और अमोनिया हैं। सामान्य तौर पर, मूलता क्रम में घट जाती है:

किसी पदार्थ की क्षारीयता का माप क्षारीयता स्थिरांक है, जो पानी के साथ अमीन की अंतःक्रिया का संतुलन स्थिरांक है (ऊपर क्षारकता की अरहेनियस परिभाषा देखें)। चूंकि पानी बड़ी मात्रा में मौजूद है, इसलिए इसकी सांद्रता क्षारीयता स्थिरांक की अभिव्यक्ति में प्रकट नहीं होती है:

आधार जितना मजबूत होगा, पानी के अणुओं से उतने ही अधिक प्रोटॉन निकलेंगे और घोल में हाइड्रॉक्साइड आयनों की सांद्रता उतनी ही अधिक होगी। इस प्रकार, मजबूत आधारों की विशेषता होती है

बड़े K मान कुछ अमीनों के मान नीचे दिए गए हैं:

ये मूल्य अमीनों की मूलता और उनकी संरचना के बीच संबंध को दर्शाते हैं, जिसकी चर्चा ऊपर की गई थी। सबसे मजबूत आधार द्वितीयक डाइमिथाइलमाइन है, और सबसे कमजोर एरोमैटिक अमीन एनिलिन है।

ऐरोमैटिक ऐमीन बहुत कमजोर आधार हैं क्योंकि नाइट्रोजन परमाणु का अकेला इलेक्ट्रॉन युग्म (जो ऐमीन के मूल गुणों को निर्धारित करता है) ऐरोमैटिक नाभिक के -इलेक्ट्रॉन बादल के साथ संपर्क करता है और इसलिए प्रोटॉन (या अन्य एसिड) के लिए कम सुलभ होता है। प्राथमिक ऐमीनों की तुलना में द्वितीयक ऐमीनों की उच्च क्षारकता को इस तथ्य से समझाया जाता है कि ऐल्किल समूह, अपने सकारात्मक आगमनात्मक प्रभाव के कारण, नाइट्रोजन परमाणु को -बॉन्ड के माध्यम से इलेक्ट्रॉनों की आपूर्ति करते हैं, जो एक अकेले इलेक्ट्रॉन युग्म को साझा करने की सुविधा प्रदान करता है। दो ऐल्किल समूह नाइट्रोजन परमाणु में एक से अधिक मजबूती से इलेक्ट्रॉनों का योगदान करते हैं, इसलिए द्वितीयक ऐमीन मजबूत आधार होते हैं। इसके आधार पर, कोई यह उम्मीद कर सकता है कि तृतीयक ऐमीन द्वितीयक ऐमीन से भी अधिक मजबूत क्षारक हैं। हालाँकि, यह धारणा केवल गैस चरण के लिए उचित है, और एक जलीय घोल में तृतीयक अमाइन की बुनियादीता इतनी अधिक नहीं है। यह संभवतः सॉल्वेशन प्रभावों के कारण है।

ऐमीनों की संरचना अमोनिया के समान होती है और वे समान गुण प्रदर्शित करते हैं। अमोनिया और एमाइन दोनों में, नाइट्रोजन परमाणु में इलेक्ट्रॉनों का एक अकेला जोड़ा होता है। अमीनों की विशेषता स्पष्ट मूल गुणों से होती है। एलिफैटिक एमाइन के जलीय घोल क्षारीय प्रतिक्रिया प्रदर्शित करते हैं। ऐलिफैटिक ऐमीन अमोनिया की तुलना में अधिक मजबूत क्षार हैं। ऐरोमैटिक ऐमीन अमोनिया की तुलना में कमजोर क्षार होते हैं क्योंकि नाइट्रोजन परमाणु का अकेला इलेक्ट्रॉन जोड़ा अपने π इलेक्ट्रॉनों के साथ जुड़कर बेंजीन रिंग की ओर बढ़ता है।

एमाइन की मौलिकता विभिन्न कारकों से प्रभावित होती है: हाइड्रोकार्बन रेडिकल्स के इलेक्ट्रॉनिक प्रभाव, रेडिकल्स द्वारा नाइट्रोजन परमाणु की स्थानिक परिरक्षण, साथ ही एक विलायक वातावरण में घुलनशीलता के कारण परिणामी आयनों को स्थिर करने की क्षमता। एल्काइल समूहों के दाता प्रभाव के परिणामस्वरूप, गैस चरण (विलायक के बिना) में एलिफैटिक अमाइन की मूलता श्रृंखला में बढ़ जाती है: प्राथमिक< вторичные < третичные. Основность ароматических аминов зависит также от характера заместителей в бензольном кольце. Электроноакцепторные заместители (-F, -Cl, -NO2 и т. п.) уменьшают основные свойства ариламина по сравнению с анилином, а электронодонорные (алкил R-, -OCH3, -N(CH3)2 и др.), напротив, увеличивают.

1. CH3-NH 2 + H2O → OH (पानी के साथ अन्योन्यक्रिया)

2. (CH3)2NH + HCl → [(CH3)2NH2]Cl डाइमिथाइलमोनियम क्लोराइड (एसिड के साथ प्रतिक्रिया)

[(CH 3)2NH 2]Cl + NaOH → (CH 3)2NH + NaCl + H2O (क्षार के साथ अमीन लवण की प्रतिक्रिया)

(एसिटेलेशन, तृतीयक एमाइन के साथ काम नहीं करता)

4. R-NH2 + CH3I → I¯ → NH3→ CH3NHR + NH4I (एल्काइलेशन)

5. नाइट्रस एसिड के साथ अंतःक्रिया: नाइट्रस एसिड के साथ प्रतिक्रिया उत्पादों की संरचना अमीन की प्रकृति पर निर्भर करती है। इसलिए, इस प्रतिक्रिया का उपयोग प्राथमिक, द्वितीयक और तृतीयक एमाइन के बीच अंतर करने के लिए किया जाता है।

ए) आर-एनएच2 + एचएनओ2 → आर-ओएच + एन2 + एच2ओ (प्राथमिक फैटी एमाइन)

बी) С6Н5-NH2 + NaNO2 + HCl → [С6Н5-N≡N]+Cl¯ - डायज़ोनियम नमक (प्राथमिक सुगंधित एमाइन)

ग) R2NH + Н-О-N=O → R2N-N=O (N-नाइट्रोसामाइन) + Н2O (द्वितीयक वसायुक्त और सुगंधित एमाइन)

d) R3N + H-O-N=O → कम तापमान पर कोई प्रतिक्रिया नहीं (तृतीयक वसायुक्त एमाइन)

(तृतीयक सुगंधित ऐमीन)

एनिलिन के गुण.एनिलिन को अमीनो समूह और बेंजीन रिंग दोनों पर प्रतिक्रियाओं की विशेषता है। बेंजीन रिंग एलिफैटिक एमाइन और अमोनिया की तुलना में अमीनो समूह के मूल गुणों को कमजोर करती है, लेकिन अमीनो समूह के प्रभाव में बेंजीन रिंग बेंजीन की तुलना में प्रतिस्थापन प्रतिक्रियाओं में अधिक सक्रिय हो जाती है।

सी6एच5-एनएच2 + एचसीएल → सीएल = सी6एच5एनएच2 एचसीएल

C6H5NH2 HCl + NaOH → C6H5NH2 + NaCl + H2O

C6H5NH2 + CH3I → टी→ +मैं¯

अमीनो अम्ल

अमीनो अम्लहेटेरो-फंक्शनल यौगिक कहलाते हैं जिनके अणुओं में अमीनो समूह और कार्बोक्सिल समूह दोनों होते हैं। अमीनो और कार्बोक्सिल समूहों की सापेक्ष स्थिति के आधार पर, अमीनो एसिड को α-, β-, γ- आदि में विभाजित किया जाता है। IUPAC के अनुसार, अमीनो एसिड का नामकरण करते समय, NH2- समूह को उपसर्ग कहा जाता है। अमीनो-,एक संख्या के साथ कार्बन परमाणु की संख्या को इंगित करना जिससे यह बंधा हुआ है, उसके बाद संबंधित एसिड का नाम।

2-एमिनोप्रोपेनोइक एसिड (α-एमिनोप्रोपेनोइक, α-अलैनिन)