Амины
АМИНЫ
Амины – органические производные аммиака NH3, в молекуле которого один, два или три атома водорода замещены на углеводородные радикалы:
Простейший представитель – метиламин:
RNH2, R2NH, R3N
Амины классифицируют по двум структурным признакам.
По количеству радикалов, связанных с атомом азота, различают первичные, вторичные и третичные амины.
По характеру углеводородного радикала амины подразделяются на алифатические (жирные), ароматические и смешанные (или жирноароматические).
Кроме того, к аминам относятся азотсодержащие циклы, в которых атом азота связан с углеродными атомами.
1. Номенклатура аминов
Названия большинства аминов образуются из названий углеводородного радикала (радикалов в порядке увеличения) и суффикса –амин.
CH3-CH2-CH2-NH2 Пропиламин CH3-CH2-NH-CH3 Метилэтиламин
Первичные амины часто называют как производные углеводородов, в молекулах которых один или несколько атомов водорода замещены на аминогруппы NH2. Аминогруппа при этом рассматривается как заместитель, а ее местоположение указывается цифрой в начале названия. Например:
H2N-CH2-CH2-CH2-CH2 -NH2 1,4-диаминобутан.
Анилин (фениламин) C6H5NH2 в соответствии с этим способом называется аминобензолом.
2. Изомерия аминов
I. Структурная изомерия
1. Углеродного скелета, начиная с С4H9NH2:
2. Положения аминогруппы, начиная с С3H7NH2:
3. Изомерия аминогруппы, связанная с изменением степени замещенности атомов водорода при азоте:
II. Пространственная изомерия
Возможна оптическая изомерия, начиная с С4H9NH2:
Свойства аминов
Изучая новый класс соединений - амины, попробуем предсказать их основные физические и химические свойства. Для этого следует рассмотреть следующие факторы:
- характер химических связей;
- преимущественный тип разрыва связей;- реакционные центры молекулы;
- характер взаимного влияния атомов на реакционную способность отдельных реакционных центров;
- возможность межмолекулярных взаимодействий (диполь-дипольных, Н-связей и т.п.).
Связи азота с углеродом или водородом - полярные ковалентные. Разрыв полярных связей, как известно, происходит преимущественно гетеролитически. Следовательно, для реакций с участием этих связей характерен ионный механизм.Исходя из распределения электронной плотности в молекуле и наличия неподеленной пары электронов на азоте, можно считать, что амины обладают основными и нуклеофильными свойствами:
Нуклеофильность - способность частицы предоставить электронную пару на образование связи с углеродом. Кроме того, атомы азота в аминах имеют низкие степени окисления (<0). Поэтому амины легко окисляются с участием связей C–N и N–H.
Физические свойства аминов
Связь N–H является полярной, поэтому первичные и вторичные амины образуют межмолекулярные водородные связи (несколько более слабые, чем Н-связи с участием группы О–Н).
Это объясняет относительно высокую температуру кипения аминов по сравнению с неполярными соединениями со сходной молекулярной массой.
Например:
При обычной температуре только низшие жирные амины CH3NH2, (CH3)2NH, (CH3)3N – газы (с запахом аммиака), средние амины – жидкости с резким запахом гниющей рыбы, высшие – твердые вещества без запаха.
Амины способны к образованию водородных связей с водой:
Поэтому низшие амины хорошо растворимы в воде. С увеличением числа и размеров углеводородных радикалов растворимость аминов в воде уменьшается, т.к. увеличиваются пространственные препятствия образованию водородных связей. Ароматические амины – бесцветные жидкости и твердые вещества с неприятным запахом, в воде практически не растворяются.
Анилин
Анилин (фениламин, аминобензол) С6H5NH2 – важнейший из ароматических аминов:
Он находит широкое применение в качестве полупродукта в производстве красителей, взрывчатых веществ и лекарственных средств (сульфаниламидные препараты).
Анилин представляет собой бесцветную маслянистую жидкость с характерным запахом, т.кип. 184° С, т.пл. -6° С. Ядовит.