Anilín je predstaviteľom funkčnej skupiny elektronovej štruktúry amínov. Téma lekcie. Anilín, jeho zloženie, molekulárna štruktúra, fyzikálne vlastnosti. Chemické vlastnosti anilínu: interakcia s anorganickými kyselinami, brómovou vodou. Typ hodiny: študijná hodina

Téma 5. ORGANICKÉ ZLÚČENINY OBSAHUJÚCE dusík

Lekcia 51

Téma lekcie. Anilín, jeho zloženie, molekulárna štruktúra, fyzikálne vlastnosti. Chemické vlastnosti anilínu: interakcia s anorganickými kyselinami, brómovou vodou.

Vzájomný vplyv atómov v molekule anilínu. Získanie anilínu

Ciele vyučovacej hodiny: oboznámiť študentov s anilínom ako zástupcom nitrozlúčenín, s jeho fyzikálnymi vlastnosťami; poskytnúť predstavu o štruktúre molekuly anilínu; zvážte chemické vlastnosti anilínu, spôsoby jeho výroby a použitia.

Typ hodiny: kombinovaná hodina v asimilácii vedomostí, zručností a schopností a ich tvorivé uplatnenie v praxi.

Formy práce: príbeh učiteľa, heuristická konverzácia, laboratórne práce.

Demonštrácia 1. Interakcia anilínu s kyselinou chloridovou.

Demonštrácia 2. Interakcia anilínu s brómovou vodou.

Vybavenie: diagram štruktúry molekuly anilínu.

1. Prečo sa amínom hovorí organické zásady?

Úlohu robia traja študenti pri tabuli, zvyšok v zošitoch.

2. Vytvorte rovnice interakčných reakcií:

a) metylamín s kyselinou sírovou;

b) dimetylamín s kyselinou dusičnou;

c) metyletylamín s kyselinou chloridovou.

3. Získajte etylamín:

a) zo zodpovedajúcej nitrozlúčeniny;

b) zo zodpovedajúceho alkoholu;

c) s etylamóniumchloridom.

4. Ako sú amíny klasifikované podľa typu uhľovodíkovej skupiny?

III. Učenie sa nového materiálu

1. História objavu anilínu

Anilín (fenylamín) je organická zlúčenina so vzorcom C6H5NH2, najjednoduchší aromatický amín. je bezfarebná olejovitá kvapalina s charakteristickým zápachom, mierne ťažšia ako voda a zle rozpustná v nej, dobre rozpustná v organických rozpúšťadlách. Na vzduchu sa anilín rýchlo oxiduje a stáva sa červenohnedým. Jedovatý.

Prvýkrát bol anilín získaný v roku 1826 v procese destilácie indiga vápnom nemeckým chemikom, ktorý mu dal meno „kryštalický“. 1834 F. Runge objavil v uhoľnom dechte anilín a nazval ho „kianol“. 1841. Yu. F. Frishtse získal anilín v dôsledku zahriatia indiga roztokom KOH a nazval ho „anilín“. V roku 1842 MM Zinin získal anilín redukciou nitrobenzénu (NH4) 2S03 a nazval ho „benzydam“. 1843. A. V. Gofman stanovil totožnosť všetkých uvedených zlúčenín. Slovo „anilín“ pochádza z názvu jednej z rastlín obsahujúcich indigo - Indigofera anil (moderný medzinárodný názov rastliny - Indigofera suffruticosa).

Anilín je najjednoduchší aromatický amín. Amíny sú slabšie zásady ako amoniak, pretože nerozdelený elektrónový pár atómu dusíka sa posúva smerom k benzénovému kruhu a kombinuje sa s p-elektrónmi benzénového jadra.

Pokles hustoty elektrónov na atóme dusíka vedie k zníženiu schopnosti absorbovať protóny zo slabých kyselín. Preto anilín, slabšia báza ako alifatické amíny a amoniak, interaguje iba so silnými kyselinami (HCl, H 2SO 4) a jeho vodný roztok nezafarbí lakmusovú farbu.

2. Získanie anilínu

♦ Navrhnite spôsoby, ako získať anilín.

Redukcia nitrozlúčenín sa zvyčajne používa na získanie primárnych amínov aromatickej série (zinínová reakcia).

Atómový vodík vzniká v čase uvoľňovania v dôsledku reakcie zinku (alebo hliníka) s kyselinou alebo zásadou.

Spočiatku sa anilín získal redukciou nitrobenzénu molekulárnym vodíkom; praktický výťažok anilínu nepresiahol 15%. 1842 Profesor Kazanskej univerzity N. M. Zinin vyvinul racionálnejšiu metódu výroby anilínu redukciou nitrobenzénu (Zininova reakcia):

V procese interakcie koncentrovanej kyseliny chlorovodíkovej so železom sa uvoľňuje atómový vodík, ktorý je chemicky aktívnejší ako molekulárny.

3. Chemické vlastnosti anilínu

Anilín je slabá báza. Anilín je schopný tvoriť soli so silnými kyselinami.

Demonštrácia 1. Interakcia anilínu s kyselinou chloridovou

Pripravíme si zmes anilínu a vody. Do zmesi sa pridá kyselina chloridová. Anilín sa rozpúšťa. V roztoku sa vytvorí fenylamóniumchlorid alebo chlorovodíkový anilín.

Úloha 1. Zapíšte rovnice pre interakciu anilínu s kyselinou sírovou.

Aminoskupina ovplyvňuje benzénový kruh, čo spôsobuje zvýšenie pohyblivosti atómov vodíka v porovnaní s benzénom a v dôsledku konjugácie samostatného elektrónového páru s n-elektrónovým aromatickým systémom sa zvyšuje elektrónová hustota v orto a para polohe.

V procese nitrácie a bromácie anilín ľahko vytvára 2,4,6-trisubstituované reakčné produkty. Napríklad anilín intenzívne reaguje s brómovou vodou za vzniku bielej zrazeniny 2,4,6-tribromanilínu. Táto reakcia sa používa na kvalitatívne a kvantitatívne stanovenie anilínu:

Demonštrácia 2. Anilín je pri interakcii anilínu s brómovou vodou ľahko oxidovaný. Na vzduchu anilín zhnedne, pôsobením iných oxidantov vytvára látky rôznych farieb. S bielidlom dáva CaOCl 2 charakteristickú fialovú farbu. Toto je jedna z najcitlivejších reakcií na kvalitu anilínu.

* Reakcia anilínu s kyselinou dusitanou pri nízkej teplote (asi 0 ° C) má praktický význam. Výsledkom tejto reakcie (reakcia diazónia) sú diazóniové soli, ktoré sa používajú pri syntéze nitrobarvitov a mnohých ďalších zlúčenín.

Pri vyššej teplote dochádza k reakcii za uvoľňovania dusíka a anilín sa premieňa na fenol:

4. Použitie anilínu. Škodlivé účinky na človeka

1) Hlavnou oblasťou použitia anilínu je syntéza farbív a liečiv.

Priemyselná výroba fialového farbiva Moveinu na báze anilínu sa začala v roku 1856. Oxidáciou anilínu zmesou chrómu (K 2Cr 2O 7 + H 2SO 4) sa získa anilínová čierna - farbivo na látku.

Teraz sa drvivá časť (85%) anilínu vyrobeného na svete používa na výrobu metyldizokyanátov, ktoré sa neskôr používajú na výrobu polyuretánov. Anilín sa tiež používa na výrobu umelých kaučukov (9%), herbicídov (2%) a farbív (2%).

Anilín sa teda používa hlavne ako medziprodukt pri výrobe farbív, výbušnín a liečiv (liečivá sulfa), ale vzhľadom na očakávaný rast výroby polyuretánu je v strednodobom horizonte možná výrazná zmena spotrebiteľského obrazu.

2) Anilín ovplyvňuje centrálny nervový systém, spôsobuje hladovanie tela kyslíkom v dôsledku tvorby methemoglobínu v krvi, hemolýzy a degeneratívnych zmien v erytrocytoch. Anilín vstupuje do tela počas dýchania vo forme pár a tiež cez pokožku a sliznice. Absorpcia cez pokožku sa zvyšuje zahrievaním vzduchu alebo pitím alkoholu.

V prípade miernej otravy anilínom sa pozoruje slabosť, závrat, bolesť hlavy, modrastosť pier, uší a nechtov. V prípade miernej otravy sa pozorujú aj nevoľnosť, zvracanie, niekedy ohromujúce pri chôdzi a zvýšená srdcová frekvencia. Závažné prípady otravy sú extrémne zriedkavé.

V prípade chronickej otravy anilínom (anilizmom) sa vyskytuje toxická hepatitída, ako aj neuropsychiatrické poruchy, poruchy spánku, poruchy pamäti.

V prípade otravy anilínom je potrebné najskôr odstrániť postihnutého z miesta otravy, umyť ho teplou (ale nie horúcou) vodou. Je tiež potrebné inhalovať kyslík pomocou karbogénu. Okrem toho sa používajú krviprelievania, zavedenie antidot (metylénová modrá), kardiovaskulárne látky. Postihnutého treba nechať v pokoji.

IV. Zhrnutie lekcie

V zhrnutí hodiny sa hodnotí práca študentov na hodine.

V. Domáce úlohy

Prepracujte sa k materiálu odseku, odpovedzte na otázky, absolvujte cvičenia.

Tvorivá činnosť: Nájdite informácie na tému „Vplyv anilínu na životné prostredie“.

Číslo lístka 19

Úloha. Vypočítajte objem oxidu uhličitého vyprodukovaného pri spaľovaní 8 gramov metánu.

1. Oxidačné - redukčné reakcie (napríklad interakcia hliníka s oxidmi niektorých kovov, koncentrovanou kyselinou sírovou s meďou).

Redoxné reakcie (analyzujte na príkladoch interakcie hliníka s oxidom železitým, kyselinou dusičnou a meďou).

Nasledujúce typy chemických reakcií možno označiť ako redoxné reakcie.

Substitučné (vytesňovacie) reakcie

Príkladom tohto typu reakcie je reakcia medzi oxidom železitým a hliníkom. Pri tejto reakcii hliník vytláča železo z roztoku a samotný hliník sa oxiduje a železo sa redukuje.

Uveďme ďalšie dva príklady:

Pri tejto reakcii chlór vytláča bróm z roztoku (chlór sa oxiduje, bróm sa redukuje) obsahujúceho brómové ióny.

Kovové reakcie s kyselinami

Tieto reakcie sú v podstate tiež substitučnými reakciami. Príkladom je reakcia medzi meďou a kyselinou dusičnou. Meď vytláča vodík z kyseliny. V tomto prípade sa oxiduje meď, ktorá sa premení na hydratovaný katión a hydratované dusíkové protóny obsiahnuté v roztoku kyseliny sa redukujú za vzniku oxidu dusnatého.

Reakcie kovov s vodou

Tieto reakcie tiež patria do typu substitučných reakcií. Sú sprevádzané vytesňovaním plynného vodíka z vody. Ako príklad môžeme uviesť reakciu medzi kovovým sodíkom a vodou:

Reakcie kovov s nekovmi

Tieto reakcie možno označiť ako syntézne reakcie. Príkladom je tvorba chloridu sodného v dôsledku spaľovania sodíka v chlórovej atmosfére

2. Anilín - zástupca amínov, chemická štruktúra a vlastnosti.

Hlavné vlastnosti anilínu: a) aromatický amín - anilín má veľký praktický význam; b) anilín C6H5NH2 je bezfarebná kvapalina, ktorá je zle rozpustná vo vode; c) má svetlohnedú farbu, keď je čiastočne oxidovaný na vzduchu; d) anilín je vysoko toxický. Základné vlastnosti anilínu sú slabšie ako vlastnosti amoniaku a limitujúcich amínov. 1. Anilín nemení farbu lakmusu, ale pri interakcii s kyselinami vytvára soli. 2. Ak sa k anilínu pridá koncentrovaná kyselina chlorovodíková, dôjde k exotermickej reakcii a po ochladení zmesi možno pozorovať kryštály solí: + Cl-– fenylamóniumchlorid. 3. Ak sa na roztok fenylamóniumchloridu pôsobí alkalickým roztokom, potom sa znova uvoľní anilín: [C6H5NH3] ++ Cl- + Na ++ OH-? H20 + C6H5NH2 + Na ++ CI-. Tu sa vyjadruje vplyv aromatického fenylového zvyšku C6H5. 4. V anilíne C6H5NH2 sa benzénové jadro posúva k sebe samému elektrónovému páru amino dusíka. V takom prípade klesá elektrónová hustota na dusíku a slabšie sa viaže na vodíkový ión, čo znamená, že vlastnosti látky ako zásady sa prejavujú v menšej miere. 5. Aminoskupina ovplyvňuje benzénové jadro. 6. Bróm vo vodnom roztoku nereaguje s benzénom. Spôsoby použitia anilínu: 1) anilín je jedným z najdôležitejších produktov chemického priemyslu; 2) je to východiskový materiál na výrobu mnohých anilínových farbív; 3) anilín sa používa na výrobu liečivých látok, napríklad sulfanilamidových prípravkov, výbušnín, zlúčenín s vysokou molekulovou hmotnosťou atď. Otvoril N.N. Zinin (1842) prístupnej metódy na výrobu anilínu mal veľký význam pre rozvoj chémie a chemického priemyslu. 1. Odvetvie organickej syntézy začalo výrobou farbív. 2. Široký rozvoj tejto výroby bol možný na základe použitia reakcie na získanie anilínu, ktorý je dnes v chémii známy ako zininová reakcia. Vlastnosti Zininovej reakcie: 1) Táto reakcia spočíva v redukcii nitrobenzénu a je vyjadrená rovnicou: С6Н5-NO2 + 6Н? C6H5-NH2 + 2H20; 2) bežnou priemyselnou metódou výroby anilínu je redukcia nitrobenzénu v kyslom prostredí pomocou kovov, napríklad železa (hobliny z liatiny); 3) Redukcia nitrozlúčenín zodpovedajúcej štruktúry je všeobecnou metódou prípravy amínov.

Otázka 1: Amíny. Ich štruktúra a vlastnosti. Výroba a aplikácia anilínu.

Odpoveď.Amíny sú deriváty amoniaku, v ktorých molekule sú atómy vodíka (čiastočne alebo úplne) nahradené uhľovodíkovými radikálmi.

V závislosti od počtu radikálov sa rozlišujú primárne amíny (s jedným zvyškom), sekundárne (s dvoma) a terciárne (s tromi).

R-N-H, R1 -N-R2, R1 -N-R2,

primárny amín sekundárny amín terciárny amín

Názvy amínov sú odvodené od názvov radikálov zahrnutých v ich molekulách, pričom sa dopĺňa koncovka -amin˸

CH3NH2, CH3-NH-CH3,

metylamín dimetylamín

CH3-CH2-N-CH2-CH2-CH3.

metyletylpropylamín

Fyzikálne vlastnosti

Najjednoduchšie amíny sú plyny, ktoré vonia ako amoniak. Stredné amíny sú kvapaliny s nízkym zápachom rýb, ľahko rozpustné vo vode. Vyššie amíny sú tuhé látky bez zápachu. Sú nerozpustné vo vode.

Chemické vlastnosti

Vlastnosti podobné amoniaku

Podobnosť vlastností amínov a amoniaku sa vysvetľuje ich elektronickou štruktúrou. Čpavok a molekuly amínu obsahujú atómy dusíka, ktoré majú voľný nezdieľaný pár elektrónov (bodky označujú elektróny atómu dusíka) ˸

x ‣‣‣ x ‣‣‣ x ‣‣‣ x ‣‣‣

x ‣‣‣ x ‣‣‣ x ‣‣‣ x ‣‣‣

a) Interakcia s vodou (vytvorí sa báza, roztok má alkalickú reakciu) ˸

CH3NH2 + HOH \u003d + OH-.

hydroxid metylamónny

(slabá báza)

b) Interakcia s kyselinami (amíny majú základné vlastnosti, pridávajú protón H +) ˸

CH3NH2 + HCl \u003d [CH3NH3] CI.

metylamóniumchlorid

Špeciálne vlastnosti˸

1. Oxidácia (spaľovanie na vzduchu) ˸

4CH 3 NH 2 + 9O 2 \u003d 4CO 2 + 2N 2 + 10H20.

2. Bromácia˸

C6H5NH2 + 3Br2 \u003d C6H2Br3NH2 ↓ + 3HBr.

2,4,6 - tribromanilín

3. Pridanie alkylhalogenidov˸

C6H5NH2 + C2H5CI \u003d + CI-.

Získanie anilínu

Príprava anilínu C6H5NH2 - redukcia nitrozlúčeniny na amín (Zininová reakcia, 1842) ˸

C6H5NH2 + 3 (NH4) 2S \u003d C6H5NH2 + 3S + 6NH3 + 2H20.

Moderná metóda˸

Fe + 2HCI \u003d FeCI 2 + 2H,

atómový

C6H5NO2 + 6H \u003d C6H5NH2 + 2H20.

Najsľubnejšou kontaktnou metódou je prechod zmesi nitrobenzénu a vodíkových pár cez katalyzátor˸

C6H5NO2 + 3H2 C6H5 NH2 + 2H20.

Redukčné činidlá (NH4) 2S, H2, Fe (vo forme hoblín z liatiny) v prítomnosti HCl.

Aplikácia anilínu˸

1. Ako surovina na výrobu anilínových farbív.

2. Vo farmaceutickom priemysle (na výrobu sulfa liečiv).

3. Pri výrobe anilín-formaldehydových živíc.

4. Pri výrobe výbušnín.

Otázka 1: Amíny. Ich štruktúra a vlastnosti. Výroba a aplikácia anilínu. - koncepcia a typy. Klasifikácia a vlastnosti kategórie "Otázka 1. Amíny. Ich štruktúra a vlastnosti. Výroba a použitie anilínu." 2015, 2017-2018.

Anilínová štruktúra

Najjednoduchším predstaviteľom triedy aromatických amínov je anilín. Je to olejovitá kvapalina, ťažko rozpustná vo vode (obr. 1).

Obrázok: 1. Anilín

Niektoré ďalšie aromatické amíny (obr. 2):

orto-toluidín-2-naftylamín-4-aminobifenyl

Obrázok: 2. Aromatické amíny

Ako ovplyvňuje kombinácia látky benzénový kruh a substituent s voľným elektrónovým párom vlastnosti látky? Dusíková elektrónová para je nasávaná do aromatického systému (obr. 3):

Obrázok: 3. Aromatický systém

K čomu to vedie?

Základné vlastnosti anilínu

Elektrónový pár anilínu je „vtiahnutý“ do všeobecného aromatického systému a elektrónová hustota na anilínovom dusíku je znížená. To znamená, že anilín bude slabšou bázou ako amíny a amoniak. Anilín nemení farbu lakmusu a fenolftaleínu.

Elektrofilná substitúcia v anilíne

Zvýšená elektrónová hustota v benzénovom kruhu (v dôsledku stiahnutia elektrónového páru dusíka) uľahčuje elektrofilnú substitúciu, najmä v orto a para polohách.

Anilín reaguje s brómovou vodou, v takom prípade okamžite sformovaný

2,4,6-tribromanilín - biely sediment (kvalitatívna reakcia na anilín a iné aminobenzény).

Pamätajme: benzén interaguje s brómom iba v prítomnosti katalyzátora (obr. 4).

Obrázok: 4. Interakcia anilínu s brómom

Oxidácia anilínu

Vysoká elektrónová hustota v benzénovom kruhu uľahčuje oxidáciu anilínu. Anilín je zvyčajne zafarbený do hneda kvôli tomu, že časť z neho oxiduje vzdušným kyslíkom aj za normálnych podmienok.

Použitie anilínu a amínov

Anilínové farbivá sa získavajú z produktov oxidácie anilínu, ktoré sa vyznačujú stabilitou a jasnosťou.

Anestezín a novokaín používané na lokálnu anestéziu sa získavajú z anilínu a amínov; antibakteriálne činidlo streptokid; populárny liek proti bolesti a antipyretikum paracetamol (obr. 5):

Anestezín novokaín

streptocid paracetamol

(para-aminobenzénsulfónamid (para-acetaminofenol)

Obrázok: 5. Anilínové deriváty

Anilín a amíny sú suroviny na výrobu plastov, fotoreagentov a výbušnín. Výbušný hexyl (hexanitrodifenylamín) (obr. 6):

Obrázok: 6. Hexyl

Získanie anilínu a amínov

1. Zahrievanie halogénalkánov s amoniakom alebo menej substituovanými amínmi (Hoffmannova reakcia).

CH3Br + NH3 \u003d CH3NH2 + HBr (presnejšie CH3NH3Br);

CH3NH2 + CH3Br \u003d (CH3) 2NH + HBr (presnejšie (CH3) 2NH2Br);

(CH3) 2NH + CH3Br \u003d (CH3) 3N + HBr (presnejšie (CH3) 3NHBr).

2. Vytesnenie amínov z ich solí zahrievaním s alkáliami:

CH3NH3CI + KOH \u003d CH3NH2- + KCl + H20.

3. Redukcia nitrozlúčenín (zinínová reakcia):

C6H5NO2 + 3Fe + 6HCl \u003d C6H5NH2 + 3FeCl2 + 2H20;

C6H5NO2 + 3H2 C6H5NH2 + 2H20.

Zhrnutie lekcie

V tejto lekcii je téma „Vlastnosti vlastností anilínu. Výroba a použitie amínov “. V tejto lekcii ste skúmali vlastnosti anilínu v dôsledku vzájomného ovplyvňovania aromatickej štruktúry a atómu pripojeného k aromatickému kruhu. Zvažovali sa tiež spôsoby výroby amínov a ich aplikácie.

Bibliografia

Rudzitis G.E., Feldman F.G. Chemistry: Organic Chemistry. 10. ročník: učebnica pre vzdelávacie inštitúcie: základný stupeň / G. E. Rudzitis, F. G. Feldman. - 14. vydanie. - M.: Education, 2012. Chemistry. 10. ročník. Úroveň profilu: učebnica. pre všeobecné vzdelávanie. inštitúcie / V. V. Eremin, N. E. Kuzmenko, V. V. Lunin, A. A. Drozdov, V. I. Terenin. - M.: Bustard, 2008. - 463 s. Chémia. Stupeň 11. Úroveň profilu: učebnica. pre všeobecné vzdelávanie. inštitúcie / V. V. Eremin, N. E. Kuzmenko, V. V. Lunin, A. A. Drozdov, V. I. Terenin. - M.: Bustard, 2010 .-- 462 s. Khomchenko G. P., Khomchenko I. G. Zbierka problémov v chémii pre uchádzačov o štúdium na univerzitách. - 4. vyd. - M.: RIA „Nová vlna“: Vydavateľ Umerenkov, 2012. - 278 s.

Domáca úloha

Č. 5, 8 (s. 14) Rudzitis GE, Feldman FG Chémia: Organická chémia. 10. ročník: učebnica pre vzdelávacie inštitúcie: základný stupeň / G. E. Rudzitis, F. G. Feldman. - 14. vydanie. - M.: Education, 2012. Porovnajte vlastnosti obmedzujúcich amínov a anilínu. Na príklade anilínu vysvetlite podstatu vplyvu atómov v molekule.

Organická chémia. Stránka o chémii. Internetový portál Promobud.