Terciárne amíny sú organické kyseliny. Elektrónová štruktúra aromatických amínov. Fyzikálne vlastnosti amínov

TÉMA PREDNÁŠKY: AMÍNY A AMINOALKOHOLY

otázky:

Všeobecná charakteristika: štruktúra, klasifikácia, nomenklatúra.

Spôsoby príjmu

Fyzikálne vlastnosti

Chemické vlastnosti

Jednotliví zástupcovia. Metódy identifikácie.

Všeobecná charakteristika: štruktúra, klasifikácia, nomenklatúra

Amíny sú deriváty amoniaku, ktorých molekula má atómy vodíka nahradené uhľovodíkovými radikálmi.

Klasifikácia

1– Amíny sa rozlišujú v závislosti od počtu substituovaných atómov vodíka v amoniaku:

– primárny obsahujú aminoskupinu aminoskupiny (–NH 2), všeobecný vzorec: R–NH 2,

– sekundárne obsahujú iminoskupinu (–NH),

všeobecný vzorec: R1-NH-R2

– terciárne obsahujú atóm dusíka, všeobecný vzorec: R3 –N

Známe sú aj zlúčeniny s kvartérnym atómom dusíka: kvartérny hydroxid amónny a jeho soli.

2– V závislosti od štruktúry radikálu sa amíny rozlišujú:

- alifatické (nasýtené a nenasýtené)

– alicyklický

– aromatické (obsahujúce aminoskupinu alebo bočný reťazec v jadre)

– heterocyklický.

Nomenklatúra, izoméria amínov

1. Názvy amínov podľa racionálneho názvoslovia sú zvyčajne odvodené od názvov ich uhľovodíkových radikálov s pridaním koncovky -amín : metylamín CH 3 –NH 2, dimetylamín CH 3 –NH–CH 3, trimetylamín (CH 3) 3 N, propylamín CH 3 CH 2 CH 2 –NH 2, fenylamín C 6 H 5 – NH 2 atď.

2. Podľa nomenklatúry IUPAC sa aminoskupina považuje za funkčnú skupinu a jej názov amino umiestnené pred názvom hlavného reťazca:

Izoméria amínov závisí od izomérie radikálov.

Spôsoby výroby amínov

Amíny sa môžu pripraviť rôznymi spôsobmi.

A) Pôsobenie halogénalkylov na amoniak

2NH 3 + CH 3 I ––® CH 3 – NH 2 + NH 4 I

B) Katalytická hydrogenácia nitrobenzénu molekulárnym vodíkom:

C6H5NO2 ––® C6H5NH2 + H20

nitrobenzén mačací anilín

B) Príprava nižších amínov (C 1 – C 4) alkyláciou s alkoholmi:

350 °C, Al203

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

350 °C, Al203

2R–OH + NH 3 –––––––––––® R 2 –NH +2H2O

350 °C, Al203

3R–OH + NH3 –––––––––––® R3 –N + 3H20

Fyzikálne vlastnosti amínov

Metylamín, dimetylamín a trimetylamín sú plyny, stredné členy radu amínov sú kvapaliny a vyššie členy sú tuhé látky. So zvyšujúcou sa molekulovou hmotnosťou amínov sa zvyšuje ich hustota, zvyšuje sa teplota varu a znižuje sa ich rozpustnosť vo vode. Vyššie amíny sú nerozpustné vo vode. Nižšie amíny majú nepríjemný zápach, trochu pripomínajúci zápach skazených rýb. Vyššie amíny sú buď bez zápachu, alebo majú veľmi jemný zápach. Aromatické amíny sú bezfarebné kvapaliny alebo pevné látky, ktoré majú nepríjemný zápach a sú jedovaté.

Chemické vlastnosti amínov

Chemické správanie amínov je určené prítomnosťou aminoskupiny v molekule. Vo vonkajšom elektrónovom obale atómu dusíka je 5 elektrónov. V molekule amínu, rovnako ako v molekule amoniaku, strávi atóm dusíka tri elektróny na vytvorenie troch kovalentných väzieb, zatiaľ čo dva zostávajú voľné.

Prítomnosť voľného elektrónového páru na atóme dusíka mu dáva schopnosť pripojiť protón, preto sú amíny podobné amoniaku, vykazujú zásadité vlastnosti, tvoria hydroxidy a soli.

Tvorba soli. Amíny s kyselinami poskytujú soli, ktoré pod vplyvom silnej zásady opäť poskytujú voľné amíny:

Amíny poskytujú soli aj so slabou kyselinou uhličitou:

Podobne ako amoniak majú amíny základné vlastnosti v dôsledku väzby protónov na slabo disociujúci substituovaný amóniový katión:

Keď sa amín rozpustí vo vode, časť protónov vody sa spotrebuje na vytvorenie katiónu; V roztoku sa teda objavuje prebytok hydroxidových iónov a má alkalické vlastnosti dostatočné na zafarbenie roztokov lakmusovej modrej a fenolftaleínovej karmínovej. Zásaditosť amínov limitného radu kolíše vo veľmi malých medziach a je blízka zásaditosti amoniaku.

Účinok metylových skupín mierne zvyšuje zásaditosť metylu a dimetylamínu. V prípade trimetylamínu už metylové skupiny bránia solvatácii výsledného katiónu a znižujú jeho stabilizáciu, a tým aj zásaditosť.

Amínové soli by sa mali považovať za komplexné zlúčeniny. Centrálnym atómom v nich je atóm dusíka, ktorého koordinačné číslo je štyri. Atómy vodíka alebo alkylu sú naviazané na atóm dusíka a sú umiestnené vo vnútornej sfére; zvyšok kyseliny sa nachádza vo vonkajšej sfére.

Acylácia amínov. Pri pôsobení niektorých derivátov organických kyselín (halogenidy kyselín, anhydridy atď.) na primárne a sekundárne amíny vznikajú amidy:

Vznikajú sekundárne amíny s kyselinou dusitou nitrozamíny- žltkasté kvapaliny, málo rozpustné vo vode:

Terciárne amíny sú odolné voči pôsobeniu zriedenej kyseliny dusnej v chlade (tvoria soli kyseliny dusnej), pri ťažších podmienkach dochádza k odštiepeniu jedného z radikálov a vzniku nitrózoamínu.

Diamíny

Diamíny hrajú dôležitú úlohu v biologických procesoch. Spravidla sú ľahko rozpustné vo vode, majú charakteristický zápach, majú vysoko alkalickú reakciu a interagujú s CO 2 vo vzduchu. Diamíny tvoria stabilné soli s dvoma ekvivalentmi kyseliny.

Etyléndiamín (1,2-etándiamín) H2NCH2CH2NH2. Je to najjednoduchší diamín; možno získať pôsobením amoniaku na etylénbromid:

tetrametyléndiamín (1,4-butándiamín), alebo putrescín, NH2CH2CH2CH2CH2NH2 a pentametyléndiamín (1,5-pentándiamín) NH2CH2CH2CH2CH2CH2NH2 alebo kadaverín. Boli objavené v produktoch rozkladu bielkovinových látok; vznikajú dekarboxyláciou diaminokyselín a sú tzv ptomaines(z gréčtiny - mŕtvola), boli predtým považované za „kadaverické jedy“. Teraz sa zistilo, že toxicitu hnijúcich bielkovín nespôsobujú ptomainy, ale prítomnosť iných látok.

Putrescín a kadaverín sa tvoria v dôsledku životnej aktivity mnohých mikroorganizmov (napríklad pôvodcov tetanu a cholery) a húb; nachádzajú sa v syre, námeľi, muchovníku a pivovarských kvasniciach.

Niektoré diamíny sa používajú ako suroviny na výrobu polyamidových vlákien a plastov. Tak sa z hexametyléndiamínu NH 2 CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 NH 2 získalo veľmi cenné syntetické vlákno - nylon(USA) resp anid(Rusko).

Aminoalkoholy

Aminoalkoholy- zlúčeniny so zmiešanými funkciami, ktorých molekula obsahuje amino a hydroxyskupiny.

Aminoetanol(etanolamín) HO-CH2CH2-NH2 alebo kolamín.

Etanolamín je hustá olejovitá kvapalina, miešateľná s vodou vo všetkých ohľadoch a má silné alkalické vlastnosti. Spolu s monoetanolamínom sa získajú aj dietanolamín a trietanolamín:

Cholín je súčasťou lecitíny- tukom podobné látky, veľmi časté v živočíšnych a rastlinných organizmoch a možno ich z nich izolovať. Cholín je kryštalická, vysoko hygroskopická hmota, ktorá sa ľahko rozpúšťa na vzduchu. Má silné alkalické vlastnosti a ľahko tvorí soli s kyselinami.

Keď sa cholín acyluje anhydridom kyseliny octovej, vzniká cholínacetát, tiež nazývaný acetylcholín:

Acetylcholín zohráva mimoriadne dôležitú biochemickú úlohu, keďže je mediátorom (mediátorom), ktorý prenáša vzruchy z nervových receptorov do svalov.

Podľa povahy uhľovodíkových substituentov sa amíny delia na

Všeobecné štruktúrne vlastnosti amínov

Rovnako ako v molekule amoniaku, v molekule akéhokoľvek amínu má atóm dusíka jediný elektrónový pár nasmerovaný na jeden z vrcholov skresleného štvorstenu:

Z tohto dôvodu majú amíny, podobne ako amoniak, výrazne vyjadrené základné vlastnosti.

Amíny, podobne ako amoniak, teda reagujú reverzibilne s vodou a vytvárajú slabé zásady:

Väzba medzi katiónom vodíka a atómom dusíka v molekule amínu sa realizuje pomocou mechanizmu donor-akceptor v dôsledku osamelého elektrónového páru atómu dusíka. Nasýtené amíny sú silnejšie zásady v porovnaní s amoniakom, pretože v takýchto amínoch majú uhľovodíkové substituenty pozitívny indukčný (+I) účinok. V tomto ohľade sa zvyšuje hustota elektrónov na atóme dusíka, čo uľahčuje jeho interakciu s katiónom H +.

Aromatické amíny, ak je aminoskupina priamo napojená na aromatický kruh, vykazujú slabšie zásadité vlastnosti v porovnaní s amoniakom. Je to spôsobené tým, že osamelý elektrónový pár atómu dusíka je posunutý smerom k aromatickému π-systému benzénového kruhu, v dôsledku čoho klesá hustota elektrónov na atóme dusíka. To zase vedie k zníženiu základných vlastností, najmä schopnosti interagovať s vodou. Napríklad anilín reaguje iba so silnými kyselinami, ale prakticky nereaguje s vodou.

Chemické vlastnosti nasýtených amínov

Ako už bolo uvedené, amíny reagujú s vodou reverzibilne:

Vodné roztoky amínov majú alkalickú reakciu v dôsledku disociácie výsledných zásad:

Nasýtené amíny reagujú s vodou lepšie ako amoniak vďaka svojim silnejším zásaditým vlastnostiam.

Základné vlastnosti nasýtených amínov sa postupne zvyšujú.

Sekundárne nasýtené amíny sú silnejšie zásady ako primárne nasýtené amíny, ktoré sú zase silnejšie zásady ako amoniak. Pokiaľ ide o základné vlastnosti terciárnych amínov, ak hovoríme o reakciách vo vodných roztokoch, potom základné vlastnosti terciárnych amínov sú vyjadrené oveľa horšie ako vlastnosti sekundárnych amínov a dokonca o niečo horšie ako vlastnosti primárnych. Je to spôsobené stérickými zábranami, ktoré významne ovplyvňujú rýchlosť protonácie amínu. Inými slovami, tri substituenty „blokujú“ atóm dusíka a interferujú s jeho interakciou s H+ katiónmi.

Interakcia s kyselinami

Voľné nasýtené amíny aj ich vodné roztoky reagujú s kyselinami. V tomto prípade sa tvoria soli:

Pretože základné vlastnosti nasýtených amínov sú výraznejšie ako vlastnosti amoniaku, tieto amíny reagujú aj so slabými kyselinami, ako je kyselina uhličitá:

Amínové soli sú pevné látky, ktoré sú vysoko rozpustné vo vode a slabo rozpustné v nepolárnych organických rozpúšťadlách. Interakcia amínových solí s alkáliami vedie k uvoľňovaniu voľných amínov, podobne ako vytesňovanie amoniaku, keď alkálie pôsobia na amónne soli:

2. Primárne nasýtené amíny reagujú s kyselinou dusitou za vzniku zodpovedajúcich alkoholov, dusíka N2 a vody. Napríklad:

Charakteristickým znakom tejto reakcie je tvorba plynného dusíka, a preto je pre primárne amíny kvalitatívny a používa sa na ich odlíšenie od sekundárnych a terciárnych. Je potrebné poznamenať, že táto reakcia sa najčastejšie uskutočňuje zmiešaním amínu nie s roztokom samotnej kyseliny dusitej, ale s roztokom soli kyseliny dusitej (dusitanu) a potom pridaním silnej minerálnej kyseliny do tejto zmesi. Keď dusitany interagujú so silnými minerálnymi kyselinami, vzniká kyselina dusitá, ktorá potom reaguje s amínom:

Sekundárne amíny za podobných podmienok dávajú olejovité kvapaliny, takzvané N-nitrozamíny, ale táto reakcia sa nevyskytuje v skutočných USE testoch v chémii. Terciárne amíny nereagujú s kyselinou dusitou.

Úplné spaľovanie akýchkoľvek amínov vedie k tvorbe oxidu uhličitého, vody a dusíka:

Interakcia s halogénalkánmi

Je pozoruhodné, že presne rovnaká soľ sa získa pôsobením chlorovodíka na viac substituovaný amín. V našom prípade, keď chlorovodík reaguje s dimetylamínom:

Príprava amínov:

1) Alkylácia amoniaku halogénalkánmi:

V prípade nedostatku amoniaku sa namiesto amínu získava jeho soľ:

2) Redukcia kovmi (na vodík v rade aktivít) v kyslom prostredí:

s následným spracovaním roztoku s alkáliou, aby sa uvoľnil voľný amín:

3) Reakcia amoniaku s alkoholmi pri prechode ich zmesi cez zahriaty oxid hlinitý. V závislosti od pomeru alkohol/amín sa tvoria primárne, sekundárne alebo terciárne amíny:

Chemické vlastnosti anilínu

anilín - triviálny názov aminobenzénu, ktorý má vzorec:

Ako je možné vidieť z ilustrácie, v anilínovej molekule je aminoskupina priamo spojená s aromatickým kruhom. Takéto amíny, ako už bolo uvedené, majú oveľa menej výrazné základné vlastnosti ako amoniak. Teda najmä anilín prakticky nereaguje s vodou a slabými kyselinami ako je kyselina uhličitá.

Reakcia anilínu s kyselinami

Anilín reaguje so silnými a stredne silnými anorganickými kyselinami. V tomto prípade sa tvoria fenylamóniové soli:

Reakcia anilínu s halogénmi

Ako už bolo povedané na samom začiatku tejto kapitoly, aminoskupina v aromatických amínoch je vtiahnutá do aromatického kruhu, čo následne znižuje hustotu elektrónov na atóme dusíka a v dôsledku toho ju zvyšuje v aromatickom kruhu. Zvýšenie hustoty elektrónov v aromatickom kruhu vedie k tomu, že elektrofilné substitučné reakcie, najmä reakcie s halogénmi, prebiehajú oveľa ľahšie, najmä v orto a para polohe vzhľadom na aminoskupinu. Anilín teda ľahko reaguje s brómovou vodou za vzniku bielej zrazeniny 2,4,6-tribrómanilínu:

Táto reakcia je pre anilín kvalitatívna a často umožňuje jeho identifikáciu medzi inými organickými zlúčeninami.

Reakcia anilínu s kyselinou dusitou

Anilín reaguje s kyselinou dusitou, ale vzhľadom na špecifickosť a zložitosť tejto reakcie sa v skutočnej jednotnej štátnej skúške z chémie neobjavuje.

Alkylačné reakcie anilínu

Pomocou sekvenčnej alkylácie anilínu na atóme dusíka halogénovanými uhľovodíkmi možno získať sekundárne a terciárne amíny:

Získanie anilínu

1. Redukcia nitrobenzénu kovmi v prítomnosti silných neoxidačných kyselín:

C6H5-N02 + 3Fe + 7HCl = +Cl- + 3FeCl2 + 2H20

Cl + NaOH = C6H5-NH2 + NaCl + H20

Akékoľvek kovy nachádzajúce sa pred vodíkom v rade aktivít môžu byť použité ako kovy.

Reakcia chlórbenzénu s amoniakom:

C6H5-Cl + 2NH3 → C6H5NH2 + NH4Cl

Chemické vlastnosti aminokyselín

Aminokyseliny sú zlúčeniny, ktorých molekuly obsahujú dva typy funkčných skupín - amino (-NH 2) a karboxy- (-COOH) skupiny.

Inými slovami, aminokyseliny možno považovať za deriváty karboxylových kyselín, v ktorých molekulách je jeden alebo viac atómov vodíka nahradených aminoskupinami.

Všeobecný vzorec aminokyselín teda možno zapísať ako (NH2) x R(COOH) y, kde x a y sa najčastejšie rovnajú jednej alebo dvom.

Pretože molekuly aminokyselín obsahujú aminoskupinu aj karboxylovú skupinu, vykazujú chemické vlastnosti podobné amínom aj karboxylovým kyselinám.

Kyslé vlastnosti aminokyselín

Tvorba solí s alkáliami a uhličitanmi alkalických kovov

Esterifikácia aminokyselín

Aminokyseliny môžu reagovať s esterifikáciou s alkoholmi:

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

Základné vlastnosti aminokyselín

1. Tvorba solí pri interakcii s kyselinami

NH 2 CH 2 COOH + HCl → + Cl —

2. Interakcia s kyselinou dusitou

NH2-CH2-COOH + HNO2 → HO-CH2-COOH + N2 + H20

Poznámka: interakcia s kyselinou dusitou prebieha rovnakým spôsobom ako s primárnymi amínmi

3. Alkylácia

NH 2 CH 2 COOH + CH 3 I → + I —

4. Vzájomná interakcia aminokyselín

Aminokyseliny môžu navzájom reagovať za vzniku peptidov - zlúčenín obsahujúcich vo svojich molekulách peptidovú väzbu –C(O)-NH-

Zároveň je potrebné poznamenať, že v prípade reakcie medzi dvoma rôznymi aminokyselinami, bez dodržania niektorých špecifických podmienok syntézy, dochádza súčasne k tvorbe rôznych dipeptidov. Napríklad namiesto vyššie uvedenej reakcie glycínu s alanínom, ktorá vedie ku glycylananínu, môže dôjsť k reakcii vedúcej k alanylglycínu:

Okrem toho molekula glycínu nemusí nutne reagovať s molekulou alanínu. Peptizačné reakcie sa vyskytujú aj medzi molekulami glycínu:

A alanín:

Navyše, keďže molekuly výsledných peptidov, podobne ako pôvodné molekuly aminokyselín, obsahujú aminoskupiny a karboxylové skupiny, môžu samotné peptidy reagovať s aminokyselinami a inými peptidmi v dôsledku tvorby nových peptidových väzieb.

Jednotlivé aminokyseliny sa používajú na výrobu syntetických polypeptidov alebo takzvaných polyamidových vlákien. Najmä pomocou polykondenzácie kyseliny 6-aminohexánovej (ε-aminokaprónovej) sa nylon syntetizuje v priemysle:

Výsledná nylonová živica sa používa na výrobu textilných vlákien a plastov.

Tvorba vnútorných solí aminokyselín vo vodnom roztoku

Vo vodných roztokoch sa aminokyseliny vyskytujú prevažne vo forme vnútorných solí - bipolárnych iónov (zwitterióny):

Získanie aminokyselín

1) Reakcia chlórovaných karboxylových kyselín s amoniakom:

Cl-CH2-COOH + 2NH3 = NH2-CH2-COOH + NH4Cl

2) Rozklad (hydrolýza) bielkovín pôsobením roztokov silných minerálnych kyselín a zásad.

Najbežnejšou vlastnosťou všetkých organických zlúčenín je ich schopnosť horieť. Samotný amoniak horí a vo všeobecnosti ľahko, ale zapáliť ho nie je vždy ľahké. Naproti tomu amíny sa ľahko vznietia a horia najčastejšie bezfarebným alebo mierne sfarbeným plameňom. V tomto prípade sa dusík amínov tradične oxiduje na molekulárny dusík, pretože oxidy dusíka sú nestabilné.

Amíny sa ľahšie vznietia na vzduchu ako amoniak.

4NH3 + 302 = 2N2 + 6H20;

4C2H5NH2 + 1502 = 8C02 + 14H20 + 2N2.

Základné vlastnosti

Primárne, sekundárne a terciárne amíny nevyhnutne obsahujú osamelý pár elektrónov, ako sa patrí trojmocnému dusíku. To znamená, že amíny v roztoku vykazujú zásadité vlastnosti alebo ich roztoky sú zásadami. To je dôvod, prečo sa amíny vo vodnom roztoku sfarbujú na lakmusovo modrý a fenolftaleínový karmínový. Ryža. 12.

Ryža. 1 .

Ryža. 2 .

Vďaka tomuto elektrónovému páru môže vzniknúť väzba donor-akceptor s vodíkovým iónom:

C2H5NH2 + H+ = C2H5NH3+.

Amíny teda podobne ako amoniak vykazujú vlastnosti zásad:

NH3 + H20 NH4OH;

C2H5NH2 + H20 C2H5NH3OH.

Amoniak tvorí soli s kyselinami amónium a amíny sú alkylamóniové :

NH3 + HBr = NH4Br ( bromid amónny)

C2H5NH2 + HBr = C2H5NH3Br ( etylamóniumbromid)

Rovnako ako amoniak tvorí s kyselinami amónne soli, amíny tvoria zodpovedajúce soli. Tieto soli môžu vznikať, podobne ako v prípade amoniaku, nielen pri reakcii vodných roztokov, ale aj v plynnej fáze, ak sú amíny dostatočne prchavé.

To znamená, že ak vedľa seba umiestnite nádoby s koncentrovanou kyselinou chlorovodíkovou alebo dokonca organickou prchavou kyselinou, ako je kyselina octová, a nádobu s prchavým amínom, čoskoro sa v priestore medzi nimi objaví niečo, čo pripomína dym bez ohňa. vytvoria sa kryštály zodpovedajúce alkylamínovej soli. Ryža. 3.

Ryža. 3 .

Alkálie vytesňujú amíny , ktorý podobne ako amoniak, slabý zásady z alkylamóniových solí:

NH4CI + KOH = NH3- + KCI + H20;

CH3NH3CI + KOH = CH3NH2- + KCI + H20.

Základné vlastnosti amínov sú vyššie ako vlastnosti amoniaku. prečo? K vytvoreniu väzby donor-akceptor s vodíkovým iónom dochádza tým ľahšie, čím vyššia je hustota elektrónov na atóme dusíka. Uhľovodíkové radikály obsahujú veľa elektrónov a ochotne ich „zdieľajú“ s atómom dusíka (obr. 4).

Ryža. 4. Donor-akceptorová väzba s vodíkovým iónom

Základné vlastnosti terciárnych amínov sú však menšie ako sekundárnych (porovnaj konštanty zásaditosti). prečo? V terciárnom amíne je atóm dusíka obklopený zo všetkých strán uhľovodíkovými radikálmi a jeho schopnosť reagovať je obmedzená.

Amíny, podobne ako amoniak, sú schopné reagovať s halogénalkánmi a nahradiť atóm halogénu:

CH3Br + NH3 = CH3NH2 + HBr;

CH3NH2 + CH3Br = (CH3)2NH + HBr;

(CH3)2NH + CH3Br = (CH3)3N + HBr.

Terciárne amíny môžu tiež nahradiť halogén, takže reakcia môže ísť ďalej. Vznikne kvartérna amóniová soľ - tetrametylamóniumbromid (CH 3) 4 NBr:

(CH3)3N + CH3Br = (CH3)4N+ + Br-.

Zhrnutie lekcie

Táto lekcia sa zaoberala témou „Aminozlúčeniny. Klasifikácia, izoméria, názvy a fyzikálne vlastnosti." Prezreli ste si genézu organických zlúčenín obsahujúcich kyslík a pripomenuli ste si niektoré všeobecné vlastnosti amoniaku a vody. Potom sme sa pozreli na to, ako získať amino zlúčeniny. Študovali sme ich klasifikáciu, izomériu, názvy a ich prirodzené fyzikálne vlastnosti. .

Bibliografia

1. Rudzitis G.E., Feldman F.G. Chémia: Organická chémia. 10. ročník: učebnica pre všeobecnovzdelávacie inštitúcie: základný stupeň/G. E. Rudzitis, F.G. Feldman. - 14. vydanie. - M.: Vzdelávanie, 2012.
2. Chémia. 10. ročník Úroveň profilu: akademická. pre všeobecné vzdelanie inštitúcie/V.V. Eremin, N.E. Kuzmenko, V.V. Lunin, A.A. Drozdov, V.I. Terenin. - M.: Drop, 2008. - 463 s.
3. Chémia. 11. ročník Úroveň profilu: akademická. pre všeobecné vzdelanie inštitúcie/ V.V. Eremin, N.E. Kuzmenko, V.V. Lunin, A.A. Drozdov, V.I. Terenin. - M.: Drop, 2010. - 462 s.
4. Khomchenko G.P., Khomchenko I.G. Zbierka úloh z chémie pre tých, ktorí vstupujú na univerzity. - 4. vyd. - M.: RIA "Nová vlna": Vydavateľstvo Umerenkov, 2012. - 278 s.

1. webová stránka ().
2. Chemistry.ssu.samara.ru ().
3. Khimik.ru ().
4. Promobud.ua ().

Domáca úloha

1. č. 3, 4 (str. 14) Rudzitis G.E., Feldman F.G. Chémia: Organická chémia. 10. ročník: učebnica pre všeobecnovzdelávacie inštitúcie: základný stupeň/G. E. Rudzitis, F.G. Feldman. - 14. vydanie. - M.: Vzdelávanie, 2012.
2. Porovnajte vlastnosti limitujúcich amínov a alkoholov.
3. Napíšte reakčné rovnice potvrdzujúce zásaditosť amínov.

Amíny sú jedinou triedou organických zlúčenín, ktoré sú výrazne zásadité. Amíny sú však slabé zásady. Teraz bude užitočné vrátiť sa k stolu. 12-1 pripomenúť tri definície kyselín a zásad. Podľa troch definícií zásaditosti možno rozlíšiť tri aspekty chemického správania amínov.

1. Amíny reagujú s kyselinami a pôsobia ako akceptory protónov:

Preto sú amíny Bronstedovými zásadami. 2. Amíny sú donory elektrónových párov (Lewisove bázy):

3. Vodné roztoky amínov sú teda amíny schopné pri interakcii s vodou vytvárať hydroxidové anióny

Preto sú amíny Arrheniovými zásadami. Hoci všetky amíny sú slabé zásady, ich zásaditosť závisí od povahy a počtu uhľovodíkových radikálov pripojených k atómu dusíka. Alkylamíny sú oveľa zásaditejšie ako aromatické amíny. Medzi alkylamínmi sú najzásaditejšie sekundárne, primárne sú o niečo menej zásadité, nasledujú terciárne amíny a amoniak. Vo všeobecnosti zásaditosť klesá v poradí:

Mierou zásaditosti látky je konštanta zásaditosti, čo je rovnovážna konštanta interakcie amínu s vodou (pozri Arrheniusovu definíciu zásaditosti vyššie). Keďže voda je prítomná vo veľkom nadbytku, jej koncentrácia sa neobjavuje vo vyjadrení zásaditej konštanty:

Čím silnejšia je báza, tým viac protónov sa odstráni z molekúl vody a tým vyššia je koncentrácia hydroxidových iónov v roztoku. Vyznačujú sa teda silnejšie bázy

veľké hodnoty K Hodnoty pre niektoré amíny sú uvedené nižšie:

Tieto hodnoty ilustrujú vzťah medzi zásaditosťou amínov a ich štruktúrou, o ktorej sa hovorilo vyššie. Najsilnejšou zásadou je sekundárny dimetylamín a najslabšou je aromatický amín anilín.

Aromatické amíny sú veľmi slabé bázy, pretože osamotený elektrónový pár atómu dusíka (ktorý určuje základné vlastnosti amínov) interaguje s -elektrónovým oblakom aromatického jadra, a preto je pre protón (alebo inú kyselinu) horšie prístupný. Vyššia zásaditosť sekundárnych amínov v porovnaní s primárnymi sa vysvetľuje tým, že alkylové skupiny vďaka svojmu pozitívnemu indukčnému účinku dodávajú elektróny cez -väzby k atómu dusíka, čo uľahčuje zdieľanie osamelého elektrónového páru. Dve alkylové skupiny prispievajú elektrónmi k atómu dusíka silnejšie ako jedna, takže sekundárne amíny sú silnejšie bázy. Na základe toho by sa dalo očakávať, že terciárne amíny sú ešte silnejšie zásady ako sekundárne. Tento predpoklad je však opodstatnený len pre plynnú fázu a vo vodnom roztoku nie je zásaditosť terciárnych amínov taká vysoká. Je to pravdepodobne spôsobené solvatačnými efektmi.

Amíny majú štruktúru podobnú amoniaku a vykazujú podobné vlastnosti. V amoniaku aj amínoch má atóm dusíka osamelý elektrónový pár. Amíny sa vyznačujú výraznými zásaditými vlastnosťami. Vodné roztoky alifatických amínov vykazujú alkalickú reakciu. Alifatické amíny sú silnejšie zásady ako amoniak. Aromatické amíny sú slabšie bázy ako amoniak, pretože osamelý elektrónový pár atómu dusíka sa pohybuje smerom k benzénovému kruhu a páruje sa s jeho π elektrónmi.

Zásaditosť amínov ovplyvňujú rôzne faktory: elektrónové účinky uhľovodíkových radikálov, priestorové tienenie atómu dusíka radikálmi, ako aj schopnosť vzniknutých iónov stabilizovať sa v dôsledku solvatácie v prostredí rozpúšťadla. V dôsledku donorového efektu alkylových skupín sa zásaditosť alifatických amínov v plynnej fáze (bez rozpúšťadla) zvyšuje v sérii: primárna< 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 (interakcia s vodou)

2. (CH 3)2NH + HCl → [(CH3)2NH2]Cl dimetylamóniumchlorid (reakcia s kyselinami)

[(CH 3)2NH 2]Cl + NaOH → (CH 3)2NH + NaCl + H2O (reakcia amínových solí s alkáliami)

(acytelácia, nefunguje s terciárnymi amínmi)

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

5. Interakcia s kyselinou dusitou: štruktúra produktov reakcie s kyselinou dusitou závisí od povahy amínu. Preto sa táto reakcia používa na rozlíšenie medzi primárnymi, sekundárnymi a terciárnymi amínmi.

a) R-NH2 + HNO2 → R-OH + N2 + H2O (primárne mastné amíny)

b) С6Н5-NH2 + NaNO2 + HCl → [С6Н5-N≡N]+Cl¯ – diazóniová soľ (primárne aromatické amíny)

c) R2NH + Н-О-N=O → R2N-N=O (N-nitrozamín) + Н2O (sekundárne mastné a aromatické amíny)

d) R3N + H-O-N=O → žiadna reakcia pri nízkej teplote (terciárne mastné amíny)

(terciárne aromatické amíny)

Vlastnosti anilínu. Anilín je charakterizovaný reakciami na aminoskupine aj na benzénovom kruhu. Benzénový kruh oslabuje základné vlastnosti aminoskupiny v porovnaní s alifatickými amínmi a amoniakom, ale vplyvom aminoskupiny sa benzénový kruh stáva aktívnejší v substitučných reakciách v porovnaní s benzénom.

C6H5-NH2 + HCl -> Cl = C6H5NH2 HCl

C6H5NH2 HCl + NaOH → C6H5NH2 + NaCl + H2O

C6H5NH2 + CH3I -> t→ +I¯

Aminokyseliny

Aminokyseliny sa nazývajú heterofunkčné zlúčeniny, ktorých molekuly obsahujú aminoskupinu aj karboxylovú skupinu. V závislosti od vzájomnej polohy amino a karboxylových skupín sa aminokyseliny delia na α-, β-, γ– atď. Podľa IUPAC sa pri pomenovaní aminokyselín skupina NH2- nazýva predpona amino-, s číslom označujúcim číslo atómu uhlíka, na ktorý je naviazaný, za ktorým nasleduje názov zodpovedajúcej kyseliny.

Kyselina 2-aminopropánová (α-aminopropánová, α-alanín)