موضوع المحاضرة: الأمينات والكحولات الأمينية

أسئلة:

الخصائص العامة: الهيكل والتصنيف والتسمية.

طرق الاستلام

الخصائص الفيزيائية

الخواص الكيميائية

الممثلين الفرديين. طرق تحديد الهوية.

الخصائص العامة: الهيكل والتصنيف والتسميات

الأمينات هي مشتقات من الأمونيا، التي يحتوي جزيئها على ذرات هيدروجين يتم استبدالها بجذور هيدروكربونية.

تصنيف

1- يتم تمييز الأمينات حسب عدد ذرات الهيدروجين المستبدلة من الأمونيا:

– أساسيتحتوي على مجموعة أمينية مجموعة أمينية (–NH 2)، صيغة عامة: ص – NH 2 ,

– ثانويتحتوي على مجموعة إيمينو (–NH)،

الصيغة العامة: R 1 –NH–R 2

– بعد الثانويتحتوي على ذرة نيتروجين صيغتها العامة: R 3 –N

ومن المعروف أيضًا أن المركبات التي تحتوي على ذرة نيتروجين رباعية هي: هيدروكسيد الأمونيوم الرباعي وأملاحه.

2- تتميز الأمينات حسب تركيبها الجذري بأنها:

- الأليفاتية (المشبعة وغير المشبعة)

- الحلقية

– عطرية (تحتوي على مجموعة أمينية أو سلسلة جانبية في القلب)

-حلقية غير متجانسة.

التسميات، ايزومرية الأمينات

1. أسماء الأمينات حسب التسمية المنطقية عادة ما تكون مشتقة من أسماء الجذور الهيدروكربونية المكونة لها مع إضافة النهاية -امين : ميثيل أمين CH 3 –NH 2، ثنائي ميثيل أمين CH 3 –NH – CH 3، ثلاثي ميثيل أمين (CH 3) 3 N، بروبيلامين CH 3 CH 2 CH 2 –NH 2، فينيل أمين C 6 H 5 – NH 2، إلخ.

2. وفقا لتسمية IUPAC، تعتبر المجموعة الأمينية مجموعة وظيفية واسمها أمينوتوضع قبل اسم السلسلة الرئيسية:

تعتمد ايزومرية الأمينات على ايزومرية الجذور.

طرق إنتاج الأمينات

يمكن تحضير الأمينات بعدة طرق.

أ) العمل على الأمونيا بواسطة الهالوكيل

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

ب) الهدرجة الحفزية للنيتروبنزين مع الهيدروجين الجزيئي:

C 6 H 5 NO 2 ––® C 6 H 5 NH 2 + H 2 O

نيتروبنزين القط الأنيلين

ب) تحضير الأمينات السفلى (C1 – C4) عن طريق الألكلة مع الكحولات :

350 0 ج، آل 2 أو 3

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

350 0 ج، آل 2 أو 3

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

350 0 ج، آل 2 أو 3

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

الخصائص الفيزيائية للأمينات

الميثيل أمين، ثنائي ميثيل أمين، وثلاثي ميثيل أمين هي غازات، والأعضاء الوسطى في سلسلة الأمينات هي سوائل، والأعلى - المواد الصلبة. مع زيادة الوزن الجزيئي الغراميالأمينات، فتزداد كثافتها، وتزداد درجة غليانها، وتقل ذوبانها في الماء. الأمينات العليا غير قابلة للذوبان في الماء. للأمينات السفلية رائحة كريهة تذكرنا إلى حد ما برائحة الأسماك الفاسدة. الأمينات الأعلى إما عديمة الرائحة أو لها رائحة خفيفة جدًا. الأمينات العطريةهي سوائل عديمة اللون أو المواد الصلبة، لها رائحة كريهة وهي سامة.

الخواص الكيميائية للأمينات

السلوك الكيميائييتم تحديد الأمينات من خلال وجود مجموعة أمينية في الجزيء. في الخارج قذيفة الإلكترونتحتوي ذرة النيتروجين على 5 إلكترونات. في جزيء الأمين، كما هو الحال في جزيء الأمونيا، تنفق ذرة النيتروجين ثلاثة إلكترونات لتكوين ثلاث روابط تساهمية، بينما يظل اثنان حرين.

إن وجود زوج من الإلكترونات الحرة على ذرة النيتروجين يمنحها القدرة على ربط البروتون، وبالتالي فإن الأمينات تشبه الأمونيا، ولها خصائص أساسية، وتشكل هيدروكسيدات وأملاح.

تشكيل الملح. الأمينات مع الأحماض تعطي الأملاح، والتي تحت تأثير قاعدة قوية تعطي الأمينات الحرة مرة أخرى:

الأمينات تعطي الأملاح حتى مع حمض الكربونيك الضعيف:

مثل الأمونيا، تتمتع الأمينات بخصائص أساسية بسبب ارتباط البروتونات بكاتيون الأمونيوم المستبدل ضعيف التفكك:

عندما يذوب الأمين في الماء، يتم استهلاك جزء من بروتونات الماء لتكوين كاتيون. وبالتالي تظهر زيادة في أيونات الهيدروكسيد في المحلول، ويكون له خصائص قلوية كافية لتلوين محاليل عباد الشمس في المحلول. لون ازرقوالفينول فثالين في التوت. وتختلف قاعدية أمينات السلسلة الحدية ضمن حدود صغيرة جداً وهي قريبة من قاعدية الأمونيا.

تأثير مجموعات الميثيل يزيد قليلا من قاعدية الميثيل وثنائي ميثيل أمين. في حالة ثلاثي ميثيل أمين، تعيق مجموعات الميثيل بالفعل إذابة الكاتيون الناتج وتقلل من استقراره، وبالتالي قاعديته.

ينبغي اعتبار الأملاح الأمينية مركبات معقدة. الذرة المركزية فيها هي ذرة نيتروجين، رقم تنسيقها هو أربعة. ترتبط ذرات الهيدروجين أو الألكيل بذرة النيتروجين وتقع في المجال الداخلي. تقع بقايا الحمض في المجال الخارجي.

أسيلة الأمينات. عندما تؤثر بعض مشتقات الأحماض العضوية (هاليدات الحمض، الأنهيدريدات، إلخ) على الأمينات الأولية والثانوية، تتشكل الأميدات:

تعطي الأمينات الثانوية مع حمض النيتروز النتروزامين- سوائل صفراء قليلة الذوبان في الماء:

الأمينات الثلاثية مقاومة لعمل حمض النيتروز المخفف في البرد (وهي تشكل أملاح حمض النيتروز)، وفي ظل ظروف أكثر شدة، ينفصل أحد الجذور ويتشكل النيتروزوامين.

ديامينات

تلعب الديامينات دورًا مهمًا في العمليات البيولوجية. كقاعدة عامة، فهي قابلة للذوبان في الماء بسهولة، ولها رائحة مميزة، ولها رائحة قوية رد فعل قلويتتفاعل مع ثاني أكسيد الكربون الموجود في الهواء. تشكل الديامينات أملاحًا مستقرة مع مكافئين للحمض.

إيثيلينديامين (1،2-إيثانيامين) H2NCH2CH2NH2 . وهو أبسط ديامين. يمكن الحصول عليه من خلال عمل الأمونيا على بروميد الإيثيلين:

رباعي ميثيلين ديامين (1،4-بوتانيديامين)، أو بوتريسين، NH 2 CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 NH 2 و خماسي ميثيلين ثنائيامين (1،5-بنتانيديامين) NH 2 CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 NH 2 أو كادافيرين. تم اكتشافها في منتجات تحلل المواد البروتينية؛ تتشكل عن طريق نزع الكربوكسيل من أحماض الديامينو وتسمى بتومين(من اليونانية - الجثة)، كانت تعتبر في السابق "السموم الجثث". وقد وجد الآن أن سمية البروتينات المتعفنة لا تنتج عن البتومينات، بل عن وجود مواد أخرى.

يتم تشكيل بوتريسين وكادافيرين نتيجة للنشاط الحيوي للعديد من الكائنات الحية الدقيقة (على سبيل المثال، العوامل المسببة للكزاز والكوليرا) والفطريات. تم العثور عليها في الجبن، الشقران، ذبابة الغاريق، وخميرة البيرة.

وتستخدم بعض الديامينات كمواد خام لإنتاج ألياف البولياميد والبلاستيك. وهكذا، من سداسي ميثيلينديامين NH 2 CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 NH 2 تم الحصول على ألياف صناعية قيمة للغاية - نايلون(الولايات المتحدة الأمريكية) أو معرف com لهذا التطبيق هو com.anid(روسيا).

الكحولات الأمينية

الكحولات الأمينية- مركبات ذات وظائف مختلطة، يحتوي جزيئها على مجموعات الأمينو والهيدروكسي.

أمينو إيثانول(إيثانول أمين) HO-CH 2 CH 2 -NH 2، أو كولامين.

الإيثانولامين هو سائل زيتي سميك، يمتزج مع الماء من جميع النواحي، وله خصائص قلوية قوية. جنبا إلى جنب مع مونوإيثانولامين، يتم الحصول أيضا على ثنائي إيثانولامين و ترايثانولامين:

يتم تضمين الكولين في الليسيثين- مواد شبيهة بالدهون، شائعة جداً في الكائنات الحيوانية والنباتية، ويمكن عزلها منها. الكولين عبارة عن كتلة بلورية شديدة الرطوبة تذوب بسهولة في الهواء. له خصائص قلوية قوية ويشكل الأملاح بسهولة مع الأحماض.

عندما يتم أستيل الكولين مع أنهيدريد الخل، فإنه يتشكل خلات الكولين,أيضا يسمى أستيل كولين:

يلعب الأسيتيل كولين دورًا كيميائيًا حيويًا مهمًا للغاية، فهو وسيط (وسيط) ينقل الإثارة من المستقبلات العصبية إلى العضلات.

ن، على سبيل المثال. CH 3 NH 2 - ميثيل أمين، CH 3 NHC 3 H 7 - ميثيل بروبيل أمين، (C 2 H 5) 3 N -. يتم أيضًا استخدام الأسماء التي يتم تشكيلها عن طريق إضافة البادئة "" و"" وما إلى ذلك. للتسمية العامة، على سبيل المثال، مركب من النوع C 2 H 5 CH (NH 2) CH 2 CH 3 - 3-أمينوبنتان. كثير منها عطرية. لها أسماء تافهة، على سبيل المثال. C 6 H 5 NH 2 - ، CH 3 C 6 H 4 NH 2 - و CH 3 OS 6 H 4 NH 2 - (على التوالي من "" ومن ""). الأليفاتية العليا يسمى الهيكل الطبيعي في بعض الأحيان بأسماء المتطرفين الدهنية، والتي تم تصنيعها منها، على سبيل المثال. ، ثلاثي لوريلامين.

في أطياف الأشعة تحت الحمراء، لوحظت اهتزازات التمدد المميزة لسندات NH في المحلول للألكيلامينات الأولية في المناطق 3380-3400 سم -1 و3320-3340 سم -1؛ للعطريات الأولية - شريطي امتصاص في المنطقة 3500-3300 سم -1 (بسبب اهتزازات التمدد المتماثلة وغير المتماثلة سندات N-H); للأليفاتية والعطرية أميوف الثانوية - شريط واحد. في المنطقة 3360-3310 سم -1 وفي المنطقة 3500-3300 سم -1 ; الثلاثيات لا تمتص في هذا المجال. في الأطياف الكيميائية التحول هو 1-5 جزء في المليون. اليفاتيتش. لا تمتصه الأشعة فوق البنفسجية والمناطق المرئية، فهو عطري. في أطياف الأشعة فوق البنفسجية لديهم نطاقان امتصاص بسبب التحولات.

عند تسخينه مع أحماض الكربونيك وأنهيدريدات الكلور أو الأسلة الأولية والثانوية لتكوين أميدات N المستبدلة، على سبيل المثال: RNH 2 + CH 3 COOH -> RNHCOCH 3 + H 2 O. تتفاعل تحت ظروف معتدلة، وحتى أسهل -، والتي يتم حملها في الحضور. ، الذي يربط HC1 المتكون في المنطقة. عندما تتشكل مركبات ثنائي الكربون أو استراتها. تلك Acylated لها خصائص أساسية ضعيفة.

تحت تأثير HNO2 الأليفاتية. يتم تحويل الأولية منها مع إطلاق N 2 و H 2 O، والثانوية - إلى N-nitrosamines R 2 NNO. لا تتفاعل المواد الثلاثية مع HNO 2 في درجات الحرارة العادية. يتم استخدام الحل مع HNO 2 للأليفاتية. . عند التفاعل العطرية الأولية مع HNO 2 في بيئة حمضية يتشكل ما يلي: ArNH 2 + HNO 2 + HC1 -> ArCl - + 2H 2 O. وفي نفس الظروف، يكون عطري ثانوي. يتم تحويلها إلى N-nitrosamines والثالثية إلى مشتقات para-nitroso. الحلقية الأولية مع شكل HNO 2، والذي غالبًا ما يكون مصحوبًا بتضييق أو توسع في الدورة (انظر).

اليفاتيتش. التفاعلات الأولية والثانوية. مع C1 2 أو Br 2، لتكوين تلك المستبدلة بالهالوجين N. أولي مع COC1 2 من RNCO أو غير بديل (RNH) 2 CO، ثانوي - رباعي الاستبدال R 2 NCONR 2. من السهل التفاعل مع العناصر الأساسية. s، إعطاء الآزوميثينات ()، على سبيل المثال:

عند تفاعل المركبات الأولية والثانوية تتشكل مشتقات الهيدروكسي إيثيل، على سبيل المثال: C 6 H 5 NH 2 + C1CH 2 CH 2 OH -> C 6 H 5 NH CH 2 CH 2 OH + HCl. في كثير من الأحيان لتخليق هذه المركبات نفسها. المستخدمة، خط الصيد يتفاعل مع وجود. كميات صغيرة من H2O:

عند استخدامها بدلاً من NH 3 الابتدائي أو الثانوي، يتم الحصول على الثانوي و (أو) الثالث. هذه الطريقة () شائعة لإنتاج N-alkyl وN,N-dialkylanilines. وقد تم تطوير طريقة مماثلة للحصول على التفاعل. مع ان اتش 3 تتفاعل بسهولة شديدة مع NH 3، وتشكل (انظر).

5. حصص الأميدات الأليفاتية. والعطرية مجموعات الكربونمع المحاليل القلوية C1 2 أو Br 2 أو I 2 لتكوين المحاليل الأولية. في هذه الحالة، يتم تقصير سلسلة الكربون بمقدار واحد ().

6. المحاليل التي تحتوي على هاليدات الألكيل والأريل. K مع هاليدات الألكيل مع ما يلي. (انظر) يتم الحصول على الأليفات الأولية النقية:

تتفاعل هاليدات الأريل مع NH 3 بصعوبة، لذلك تستخدم في الصناعة مركبات يتم تنشيطها بواسطة بدائل قوية تسحب الإلكترون، وغالبًا ما تكون مجموعات النيترو أو السلفو. بهذه الطريقة يتم الحصول على التحلل.

يتنوع تصنيف الأمينات ويتم تحديده من خلال السمة الهيكلية التي يتم أخذها كأساس.

اعتمادا على العدد المجموعات العضويةتتميز بذرة النيتروجين:

الأمينات الأولية مجموعة عضوية واحدة على النيتروجين RNH 2

الأمينات الثانوية مجموعتان عضويتان على النيتروجين R2NH، والمجموعات العضوية يمكن أن تكون مختلفة R"R"NH

الأمينات الثلاثية ثلاث مجموعات عضوية على النيتروجين R 3 N أو R"R"R""N

بناءً على نوع المجموعة العضوية المرتبطة بالنيتروجين، يتم تمييز CH 3 N6H 5 N الأليفاتية

بناءً على عدد المجموعات الأمينية في الجزيء، يتم تقسيم الأمينات إلى أحاديات الأمين CH 3 NH 2، ثنائي الأمينات H 2 N (CH 2) 2 NH 2، ثلاثي الأمينات، إلخ.

تسميات الأمينات.

تضاف كلمة "أمين" إلى اسم المجموعات العضوية المرتبطة بالنيتروجين، ويتم ذكر المجموعات في ترتيب ابجديعلى سبيل المثال، CH 3 NHC 3 H 7 ميثيل بروبيل أمين، CH 3 N (C 6 H 5) 2 ميثيل ثنائي فينيل أمين. تسمح القواعد أيضًا بتكوين الاسم بناءً على الهيدروكربون الذي تعتبر فيه المجموعة الأمينية بديلاً. في هذه الحالة، تتم الإشارة إلى موضعها باستخدام مؤشر رقمي: C 5 H 3 C 4 H 2 C 3 H (NH 2) C 2 H 2 C 1 H 3 3-aminopentane (تشير المؤشرات الرقمية الزرقاء العلوية إلى ترتيب ترقيم ذرات C). بالنسبة لبعض الأمينات، تم الحفاظ على أسماء تافهة (مبسطة): C 6 H 5 NH 2 أنيلين (الاسم وفقًا لقواعد التسمية هو فينيل أمين).

في بعض الحالات، يتم استخدام الأسماء المثبتة، وهي أسماء صحيحة مشوهة: H 2 NCH 2 CH 2 OH أحادي إيثانولامين (صحيح 2-أمينوإيثانول)؛ (OHCH 2 CH 2) 2 NH ثنائي إيثانول أمين، الاسم الصحيح هو مكرر (2-هيدروكسي إيثيل) أمين. غالبًا ما تتعايش الأسماء التافهة والمشوهة والمنهجية (المجمعة وفقًا لقواعد التسميات) في الكيمياء.

الخصائص الفيزيائية للأمينات.

الممثلون الأوائل لسلسلة الأمينات ميثيل أمين CH 3 NH 2، ثنائي ميثيل أمين (CH 3) 2 NH، ثلاثي ميثيل أمين (CH 3) 3 N وإيثيل أمين C 2 H 5 NH 2 يكونون غازيين في درجة حرارة الغرفة، ثم مع زيادة في العدد من الذرات في R، تصبح الأمينات سوائل، ومع زيادة طول السلسلة R إلى 10 ذرات C المواد البلورية. تتناقص ذوبان الأمينات في الماء مع زيادة طول السلسلة R وزيادة عدد المجموعات العضوية المرتبطة بالنيتروجين (الانتقال إلى الأمينات الثانوية والثالثية). تشبه رائحة الأمينات رائحة الأمونيا، أما الأمينات الأعلى (ذات R الكبيرة) فهي عديمة الرائحة عمليًا.

الخواص الكيميائية للأمينات.

القدرة المميزة للأمينات على إضافة جزيئات محايدة (على سبيل المثال، هاليدات الهيدروجين HHal، مع تكوين أملاح الأمونيوم العضوية، على غرار أملاح الأمونيوم في الكيمياء غير العضوية. لتكوين رابطة جديدة، يوفر النيتروجين زوجًا إلكترونيًا وحيدًا، يعمل بمثابة الجهة المانحة. يلعب بروتون H+ المشارك في تكوين الرابطة (من هاليد الهيدروجين) دور المستقبل (المستقبل)، وتسمى هذه الرابطة المتبرع المتقبل (الشكل 1). المستجدة الرابطة التساهمية NH مكافئ تمامًا لسندات NH الموجودة في الأمين.

تضيف الأمينات الثلاثية أيضًا حمض الهيدروكلوريك، ولكن عندما يتم تسخين الملح الناتج في محلول حمضي، فإنه يتحلل، وينشق R من ذرة N:

(ج2ح5)3 ن+ حمض الهيدروكلوريك® [(C2H5)3 نح] الكلور

[(ج2ح5)3 ن H]Cl® (C2H5) 2 نح + ج 2 ح 5 سل

عند مقارنة هذين التفاعلين، من الواضح أن مجموعة C2H5 وH يبدو أنها تغير أماكنها، ونتيجة لذلك يتكون أمين ثانوي من أمين ثلاثي.

تذوب الأمينات في الماء بنفس الطريقة، وتلتقط البروتون، ونتيجة لذلك تظهر أيونات OH في المحلول، وهو ما يتوافق مع تكوين بيئة قلوية، والتي يمكن اكتشافها باستخدام المؤشرات التقليدية.

C2H5 نح 2 + ح 2 يا ® + + أوه

مع تكوين رابطة بين المتبرع والمستقبل، لا يمكن للأمينات إضافة حمض الهيدروكلوريك فحسب، بل أيضًا هالو ألكيل RCl، وبالتالي تشكيل رابطة NR جديدة، والتي تعادل أيضًا الروابط الموجودة. إذا أخذنا الأمين الثلاثي كمادة أولية، فسنحصل على ملح رباعي ألكيل الأمونيوم (أربع مجموعات R على ذرة N واحدة):

(ج2ح5)3 ن+ ج 2 ح 5 ط ® [( ج 2 ح 5 ) 4 ن]أنا

تتفكك هذه الأملاح التي تذوب في الماء وبعض المذيبات العضوية وتشكل الأيونات:

[(ج٢ح٥)٤ ن]ط®[(ج2ح5)4 ن] + + أنا

يتم تنفيذ مثل هذه المحاليل، مثل جميع المحاليل التي تحتوي على الأيونات كهرباء. في أملاح رباعي ألكيل الأمونيوم، يمكن استبدال الهالوجين بمجموعة H O:

[(الفصل 3) 4 ن]Cl + AgOH ® [(CH3)4 ن] أوه + AgCl

يشكل هيدروكسيد رباعي ميثيل الأمونيوم الناتج قاعدة قوية ذات خصائص مشابهة للقلويات.

تتفاعل الأمينات الأولية والثانوية مع حمض النيتروز HON=O، لكنها تتفاعل بطرق مختلفة. تتشكل الكحولات الأولية من الأمينات الأولية:

C2H5 نح2+ح ن O2®C2H5OH+ ن 2+ح2س

على عكس الأمينات الأولية، تشكل الأمينات الثانوية نيتروزامينات صفراء ضعيفة الذوبان مع حمض النيتروز - وهي مركبات تحتوي على الجزء > NN = O:

(ج2ح5)2 نح+ح نيا2® (ج2ح5)2 ن– ن=O + H2O

لا تتفاعل الأمينات الثلاثية مع حمض النيتروز في درجات الحرارة العادية، لذا فإن حمض النيتروز هو كاشف يسمح للمرء بالتمييز بين الأمينات الأولية والثانوية والثالثية.

عندما تتكثف الأمينات مع الأحماض الكربوكسيليةتتكون أميدات الحمض من مركبات مكونة من جزء C(O)N

يؤدي تكثيف الأمينات مع الألدهيدات والكيتونات إلى تكوين ما يسمى بقواعد شيف - وهي مركبات تحتوي على جزء N=C2.

عندما تتفاعل الأمينات الأولية مع الفوسجين Cl 2 C=O، تتشكل مركبات مع مجموعة N=C=O، تسمى إيزوسيانات (الشكل 2د، تحضير مركب بمجموعتي إيزوسيانات).

ومن الأمينات العطرية أشهرها الأنيلين (فينيل أمين) C6H5NH2. خصائصه قريبة من الأمينات الأليفاتية، ولكن قاعديته أقل وضوحا في محاليل مائيةولا يشكل بيئة قلوية. مثل الأمينات الأليفاتية، يمكن أن يشكل أملاح الأمونيوم [C 6 H 5 NH 3 ] + Cl مع أحماض معدنية قوية. عندما يتفاعل الأنيلين مع حمض النيتروز (في وجود حمض الهيدروكلوريك)، يتكون مركب ديازو يحتوي على جزء RN=N، ويتم الحصول عليه على شكل ملح أيوني يسمى ملح الديازونيوم (الشكل 3أ). وبالتالي، فإن التفاعل مع حمض النيتروز لا يتم بنفس الطريقة كما في حالة الأمينات الأليفاتية. تتميز حلقة البنزين في الأنيلين بخاصية التفاعل المركبات العطرية (سم. العطرية)، أثناء الهلجنة، ذرات الهيدروجين في أورثو- و زوجيتم استبدال المواضع في المجموعة الأمينية، مما يؤدي إلى ظهور الكلوروانيلين بدرجات متفاوتة من الاستبدال (الشكل 3ب). عمل حمض الكبريتيك يؤدي إلى الكبريتة في زوج-الوضع في المجموعة الأمينية، ويتكون ما يسمى بحمض السلفانيليك (الشكل 3 ب).

تحضير الأمينات.

عندما تتفاعل الأمونيا مع الهالوكيلات، مثل RCl، يتكون خليط من الأمينات الأولية والثانوية والثالثية. يتحد منتج حمض الهيدروكلوريك الثانوي الناتج مع الأمينات لتكوين ملح الأمونيوم، ولكن إذا كان هناك فائض من الأمونيا، يتحلل الملح، مما يسمح للعملية بالمضي قدماً في تكوين أملاح الأمونيوم الرباعية (الشكل 4A). على عكس هاليدات الألكيل الأليفاتية، تتفاعل هاليدات الأريل، على سبيل المثال، C6H5Cl، مع الأمونيا بصعوبة كبيرة؛ ولا يمكن تصنيعها إلا باستخدام المحفزات التي تحتوي على النحاس. في الصناعة، يتم الحصول على الأمينات الأليفاتية عن طريق التفاعل التحفيزي للكحولات مع NH 3 عند 300-500 درجة مئوية وضغط 1-20 ميجاباسكال، مما يؤدي إلى خليط من الأمينات الأولية والثانوية والثالثية (الشكل 4ب).

عندما تتفاعل الألدهيدات والكيتونات مع ملح الأمونيوم لحمض الفورميك HCOONH 4، تتشكل الأمينات الأولية (الشكل 4C)، ويؤدي تفاعل الألدهيدات والكيتونات مع الأمينات الأولية (في وجود حمض الفورميك HCOOH) إلى الأمينات الثانوية (الشكل 4C). .4 د).

تشكل مركبات النيترو (التي تحتوي على مجموعة NO 2) عند الاختزال أمينات أولية. هذه الطريقة، التي اقترحها N. N. Zinin، قليلة الاستخدام للمركبات الأليفاتية، ولكنها مهمة لإنتاج الأمينات العطرية وشكلت الأساس للإنتاج الصناعي للأنيلين (الشكل 4D).

نادرا ما تستخدم الأمينات كمركبات فردية، على سبيل المثال، يستخدم البولي إيثيلين بولي أمين [-C 2 H 4 NH-] في الحياة اليومية. ن(الاسم التجاري PEPA) كمقوي لراتنجات الايبوكسي. الاستخدام الرئيسي للأمينات هو كمنتجات وسيطة في تحضير مختلف المواد العضوية. ينتمي الدور الرائد إلى الأنيلين، على أساسه يتم إنتاج مجموعة واسعة من أصباغ الأنيلين، ويتم إنشاء "تخصص" اللون بالفعل في مرحلة الحصول على الأنيلين نفسه. يُطلق على الأنيلين فائق النقاء بدون متجانسات في الصناعة اسم "الأنيلين للون الأزرق" (أي لون الصبغة المستقبلية). يجب أن يحتوي "الأنيلين باللون الأحمر" على خليط بالإضافة إلى الأنيلين أورثو- و زوج- طولويدين (CH3C6H4NH2).

تعتبر ثنائيات الأمينات الأليفاتية هي المركبات الأولية لإنتاج البولياميدات، على سبيل المثال النايلون (الشكل 2)، والذي يستخدم على نطاق واسع لتصنيع الألياف وأفلام البوليمر، وكذلك المكونات والأجزاء في الهندسة الميكانيكية (تروس البولياميد).

من ثنائي إيزوسيانات الأليفاتية (الشكل 2) يتم الحصول على البولي يوريثان، الذي يحتوي على مجمع تقني خصائص مهمة: قوة عالية مع مرونة ومقاومة عالية جدًا للتآكل (نعال الأحذية من البولي يوريثين)، بالإضافة إلى التصاق جيد بمجموعة واسعة من المواد (مواد لاصقة من البولي يوريثين). كما أنها تستخدم على نطاق واسع في شكل رغوي (رغاوي البولي يوريثان).

يتم تصنيع الأدوية المضادة للالتهابات السلفوناميدات على أساس حمض السلفانيليك (الشكل 3).

تُستخدم أملاح الديازونيوم (الشكل 2) في المواد الحساسة للضوء أثناء التصوير، مما يجعل من الممكن الحصول على صورة تتجاوز التصوير الفوتوغرافي التقليدي لهاليد الفضة ( سم. النسخ باللون الأسود).

ميخائيل ليفيتسكي

I. حسب عدد الجذور الهيدروكربونية في جزيء الأمين:

الأمينات الأولية R-NH 2

(مشتقات الهيدروكربونات التي يتم فيها استبدال ذرة الهيدروجين بمجموعة أمينية -NH 2)،

الأمينات الثانوية R-NH-R"

ثانيا. وفقا لهيكل الجذر الهيدروكربوني:

الأليفاتية، على سبيل المثال: C2H5-NH2 إيثيل أمين

الأمينات الأولية النهائية

الصيغة العامة C n H 2n+1 NH 2 (n ≥ 1); أو C n H 2n+3 N (n ≥ 1)

التسميات

يتم عادةً إعطاء أسماء الأمينات (خاصة الثانوية والثالثية) وفقًا للتسميات الوظيفية الجذرية، مع إدراج الجذور حسب الترتيب الأبجدي وإضافة اسم الفئة - أمين. تتكون أسماء الأمينات الأولية وفقًا للتسمية البديلة من اسم الهيدروكربون الأصلي واللاحقة - أمين.

CH 3 -NH 2 ميثان أمين (ميثيل أمين)

CH3 -CH2 -NH2 إيثانامين (إيثيل أمين)

غالباً ما يشار إلى الأمينات الأولية على أنها مشتقات الهيدروكربونات، حيث يتم في جزيئاتها استبدال ذرة هيدروجين واحدة أو أكثر بمجموعات أمينية NH 2. تعتبر المجموعة الأمينية بمثابة مجموعة بديلة، ويشار إلى موقعها برقم في بداية الاسم. على سبيل المثال:

H 2 N-CH 2 -CH 2 -CH 2 -CH 2 -NH 2 1,4-ديامينوبوتان.

الأنيلين (فينيل أمين) C6H5NH2 وفقًا لهذه الطريقة يسمى أمينوبنزين.

سلسلة متجانسة من الأمينات المشبعة

CH 3 NH 2 - ميثيل أمين (أمين أولي)، (CH 3) 2 NH - ثنائي ميثيل أمين (أمين ثانوي)، (CH 3) 3 N - ثلاثي ميثيل أمين (أمين ثلاثي)، إلخ.

الايزومرية

الايزومرية الهيكلية

هيكل الكربون، بدءاً من C 4 H 9 NH 2:

مواقع المجموعة الأمينية ابتداءً من C3H7NH2:

ايزومرية المجموعة الأمينية المرتبطة بالتغير في درجة استبدال ذرات الهيدروجين بالنيتروجين:

الايزومرية المكانية

الأيزومرية الضوئية ممكنة، بدءًا من C 4 H 9 NH 2:

الأيزومرات الضوئية (المرآة) هي أيزومرات مكانية، ترتبط جزيئاتها ببعضها البعض ككائن وصورة مرآة غير متوافقة (مثل اليد اليسرى واليمنى).

الخصائص الفيزيائية

الأمينات ذات الحد الأدنى - المواد الغازية; متوسط ​​الأعضاء سلسلة متماثلة- السوائل؛ الأمينات الأعلى هي مواد صلبة. يحتوي الميثيل أمين على رائحة الأمونيا، والأمينات السفلية الأخرى لها رائحة كريهة حادة، تذكرنا برائحة محلول ملحي الرنجة.

الأمينات السفلية شديدة الذوبان في الماء، وكلما زاد جذري الهيدروكربون، تقل قابلية الأمينات للذوبان. تتشكل الأمينات أثناء تحلل المخلفات العضوية التي تحتوي على البروتينات. يتكون عدد من الأمينات في أجسام الإنسان والحيوان من الأحماض الأمينية (الأمينات الحيوية).

الخواص الكيميائية

تظهر الأمينات، مثل الأمونيا، خواصًا واضحة للقواعد، ويرجع ذلك إلى وجود جزيئات أمينات ذرة النيتروجين التي تحتوي على زوج وحيد من الإلكترونات.

1. التفاعل مع الماء

محاليل الأمينات في الماء لها تفاعل قلوي.

2. التفاعل مع الأحماض (تكوين الأملاح)

يتم إطلاق الأمينات من أملاحها تحت تأثير القلويات:

Cl + NaOH → CH 3 CH 2 NH 2 + NaCl + H 2 O

3. احتراق الأمينات

4CH 3 NH 2 + 9O 2 → 4CO 2 + 10H 2 O + 2N 2

4. التفاعل مع حمض النيتروز (الفرق بين الأمينات الأولية والأمينات الثانوية والثالثية)

تحت تأثير HNO 2، تتحول الأمينات الأولية إلى كحولات مع إطلاق النيتروجين:

C 2 H 5 NH 2 + HNO 2 → C 2 H 5 OH + N 2 + H 2 O

طرق الحصول على

1. تفاعل الهالوكانات مع الأمونيا

CH 3 بروم + 2NH 3 → CH 3 NH 2 + NH 4 بروم

2. تفاعل الكحوليات مع الأمونيا

(من الناحية العملية، تنتج هذه التفاعلات خليطًا من الأمينات الأولية والثانوية والثالثية وملح قاعدة الأمونيوم الرباعي.)

دخل الأمين حياتنا بشكل غير متوقع تمامًا. حتى وقت قريب كانت هذه المواد السامة، الاصطدام بها قد يؤدي إلى الوفاة. والآن، بعد مرور قرن ونصف، نستخدم بنشاط الألياف الاصطناعية والأقمشة ومواد البناء والأصباغ القائمة على الأمينات. لا، لم يصبحوا أكثر أمانًا، كان الناس ببساطة قادرين على "ترويضهم" وإخضاعهم، وتحقيق فوائد معينة لأنفسهم. سنتحدث عن أي واحد كذلك.

تعريف

من أجل التحديد النوعي والكمي للأنيلين في المحاليل أو المركبات، يتم استخدام تفاعل، وفي نهايته يقع راسب أبيض على شكل 2،4،6-تريبروموانيلين في قاع أنبوب الاختبار.

الأمينات في الطبيعة

توجد الأمينات في كل مكان في الطبيعة على شكل فيتامينات وهرمونات ومنتجات استقلابية وسيطة، وتوجد في أجسام الحيوانات والنباتات. بالإضافة إلى ذلك، فإن تحلل الكائنات الحية ينتج أيضًا أمينات متوسطة، والتي في الحالة السائلة تنبعث منها رائحة كريهة من محلول الرنجة الملحي. ظهر "سم الجثة" الموصوف على نطاق واسع في الأدبيات على وجه التحديد بفضل عنبر الأمينات المحدد.

لفترة طويلة، تم الخلط بين المواد التي كنا ندرسها والأمونيا بسبب رائحتها المشابهة. لكن في منتصف القرن التاسع عشر، تمكن الكيميائي الفرنسي فورتز من تصنيع الميثيل أمين والإيثيل أمين وإثبات أنهما يطلقان الهيدروكربونات عند حرقهما. وكان هذا هو الفرق الأساسي بين المركبات المذكورة والأمونيا.

إنتاج الأمينات في الظروف الصناعية

وبما أن ذرة النيتروجين في الأمينات تكون في أدنى حالة أكسدة، فإن اختزال المركبات المحتوية على النيتروجين هو الطريقة الأبسط والأكثر سهولة للحصول عليها. هذا النوع يستخدم على نطاق واسع في الممارسة الصناعية بسبب تكلفته المنخفضة.

الطريقة الأولى هي تقليل مركبات النيترو. التفاعل الذي يتكون خلاله الأنيلين سمي من قبل العالم زينين وتم إجراؤه لأول مرة في منتصف القرن التاسع عشر. الطريقة الثانية هي تقليل الأميدات باستخدام هيدريد ألومنيوم الليثيوم. يمكن أيضًا استخلاص الأمينات الأولية من النتريل. الخيار الثالث هو تفاعلات الألكلة، أي إدخال مجموعات الألكيل في جزيئات الأمونيا.

تطبيق الأمينات

في حد ذاتها، في النموذج مواد نقيةونادرا ما تستخدم الأمينات. أحد الأمثلة النادرة هو البولي إيثيلين بولي أمين (PEPA)، والذي يسهل في الظروف المنزلية تصلب راتنجات الإيبوكسي. في الأساس، الأمين الأولي أو الثلاثي أو الثانوي هو منتج وسيط في إنتاج المواد العضوية المختلفة. الأكثر شعبية هو الأنيلين. إنه أساس مجموعة كبيرة من أصباغ الأنيلين. يعتمد اللون الذي تحصل عليه في النهاية بشكل مباشر على المادة الخام المحددة. ينتج الأنيلين النقي لونًا أزرقًا، لكن مزيج الأنيلين والأورثو والبارا تولويدين سيكون أحمر اللون.

الأمينات الأليفاتية ضرورية لإنتاج البولياميدات مثل النايلون وغيره، وتستخدم في الهندسة الميكانيكية، وكذلك في إنتاج الحبال والأقمشة والأغشية. بالإضافة إلى ذلك، يتم استخدام ثنائي إيزوسيانات الأليفاتية في صناعة البولي يوريثان. نظرًا لخصائصها الاستثنائية (الخفة والقوة والمرونة والقدرة على الالتصاق بأي سطح)، فهي مطلوبة في البناء (الرغوة والغراء) وفي صناعة الأحذية (النعال المضادة للانزلاق).

الطب هو مجال آخر حيث يتم استخدام الأمينات. تساعد الكيمياء في تصنيع المضادات الحيوية من مجموعة السلفوناميد منها، والتي يتم استخدامها بنجاح كأدوية الخط الثاني، أي النسخ الاحتياطي. في حالة تطوير البكتيريا مقاومة للأدوية الأساسية.

آثار ضارة على جسم الإنسان

ومن المعروف أن الأمينات مواد شديدة السمية. أي تفاعل معها يمكن أن يسبب ضررًا للصحة: ​​استنشاق الأبخرة أو ملامسة الجلد المفتوح أو دخول المركبات إلى الجسم. تحدث الوفاة بسبب نقص الأكسجين، لأن الأمينات (على وجه الخصوص الأنيلين) ترتبط بالهيموجلوبين في الدم وتمنعه ​​من التقاط جزيئات الأكسجين. الأعراض المزعجة هي ضيق التنفس، وتغير اللون الأزرق للمثلث الأنفي الشفهي وأطراف الأصابع، وتسرع التنفس (التنفس السريع)، وعدم انتظام دقات القلب، وفقدان الوعي.

إذا وصلت هذه المواد إلى مناطق عارية من الجسم، فيجب عليك إزالتها بسرعة باستخدام الصوف القطني المنقوع مسبقًا بالكحول. ويجب أن يتم ذلك بعناية قدر الإمكان حتى لا تزيد مساحة التلوث. إذا ظهرت أعراض التسمم، يجب عليك بالتأكيد استشارة الطبيب.

الأمينات الأليفاتية سامة للجهاز العصبي والقلب والأوعية الدموية. يمكن أن تسبب تثبيط وظائف الكبد، وضمور الكبد، وحتى سرطان المثانة.