Tabel de comparație cu metilamină și anilină. Caracteristicile proprietăților anilinei. Prepararea și utilizarea aminelor. Substituția electrofilă în anilină
Cele mai comune proprietăți dintre toate compuși organici- capacitatea lor de a arde. Amoniacul în sine arde și, în general, ușor, dar nu este întotdeauna ușor să-i dai foc. În schimb, aminele se aprind ușor și cel mai adesea ard cu o flacără incoloră sau ușor colorată. În acest caz, azotul aminelor este în mod tradițional oxidat la azot molecular, deoarece oxizii de azot sunt instabili.
Aminele se aprind mai ușor în aer decât amoniacul.
4NH3 + 3O2 = 2N2 + 6H20;
4C2H5NH2 + 15O2 = 8CO2 + 14H2O + 2N2.
Proprietăți de bază
Amine primare, secundare și terțiare conțin în mod necesar o pereche de electroni, așa cum se potrivește cu azotul trivalent. Adică, aminele în soluție prezintă proprietăți de bază sau soluțiile lor sunt baze. De aceea, aminele într-o soluție apoasă colorează turnesolul în albastruși fenolftaleina în purpuriu. Orez. 1, 2.
Orez. 1 .
Orez. 2 .
Datorită acestei perechi de electroni, se poate forma o legătură donor-acceptor cu un ion de hidrogen:
C2H5NH2 + H+ = C2H5NH3+.
Astfel, ca și amoniacul, aminele prezintă proprietățile bazelor:
NH3 + H20NH4OH;
C2H5NH2 + H2OC2H5NH3OH.
Amoniacul formează săruri cu acizi amoniul, iar aminele sunt alchilamoniu :
NH 3 + HBr = NH 4 Br ( bromură de amoniu)
C 2 H 5 NH 2 + HBr = C 2 H 5 NH 3 Br ( bromură de etilamoniu)
La fel cum amoniacul formează săruri de amoniu cu acizii, aminele formează sărurile corespunzătoare. Aceste săruri se pot forma, ca și în cazul amoniacului, nu numai în timpul reacției soluțiilor apoase, ci și în faza gazoasă dacă aminele sunt suficient de volatile.
Adică dacă plasezi vase cu concentrat acid clorhidric sau chiar cu o substanță organică volatilă, cum ar fi acidul acetic, și un vas cu o amină volatilă, atunci în curând va apărea ceva asemănător cu fumul fără foc în spațiul dintre ele, adică se vor forma cristale corespunzătoare unei sări de alchilamină. Orez. 3.
Orez. 3 .
Alcaliile înlocuiesc aminele care, ca și amoniacul, slab baze, din săruri de alchilamoniu:
NH4CI + KOH = NH3- + KCI + H20;
CH3NH3CI + KOH = CH3NH2- + KCI + H2O.
Proprietățile de bază ale aminelor sunt mai mari decât cele ale amoniacului. De ce? Formarea unei legături donor-acceptor cu un ion de hidrogen are loc mai ușor, cu cât densitatea electronilor pe atomul de azot este mai mare. Radicalii de hidrocarburi conțin mulți electroni și îi „împart” ușor cu atomul de azot (Fig. 4).
Orez. 4. Legătura donor-acceptor cu un ion de hidrogen
Cu toate acestea, proprietățile de bază ale aminelor terțiare sunt mai mici decât cele ale aminelor secundare (comparați constantele de bazicitate). De ce? Într-o amină terțiară, atomul de azot este înconjurat pe toate părțile de radicali de hidrocarburi, iar capacitatea sa de a reacționa este împiedicată.
Aminele, precum amoniacul, sunt capabile să reacționeze cu haloalcanii, înlocuind atomul de halogen:
CH3Br + NH3 = CH3NH2 + HBr;
CH3NH2 + CH3Br = (CH3)2NH + HBr;
(CH3)2NH + CH3Br = (CH3)3N + HBr.
Aminele terțiare pot înlocui și halogenul, astfel încât reacția poate merge mai departe. Se formează o sare de amoniu cuaternar - bromură de tetrametilamoniu (CH 3) 4 NBr:
(CH3)3N + CH3Br = (CH3)4N+ + Br-.
Rezumând lecția
Această lecție a acoperit subiectul „Compuși amino. Clasificare, izomerie, denumiri și proprietăți fizice" Ați repetat geneza compușilor organici care conțin oxigen și ați amintit de unii proprietăți generale amoniac și apă. Apoi ne-am uitat la cum să obținem compuși amino. Le-am studiat clasificarea, izomeria, denumirile și proprietățile lor fizice inerente. .
Referințe
- Rudzitis G.E., Feldman F.G. Chimie: Chimie organică. clasa a X-a: manual pt institutii de invatamant: nivel de bază/G. E. Rudzitis, F.G. Feldman. - ediția a XIV-a. - M.: Educație, 2012.
- Chimie. clasa a X-a. Nivel de profil: manual pentru invatamantul general instituții/V.V. Eremin, N.E. Kuzmenko, V.V. Lunin, A.A. Drozdov, V.I. Terenin. - M.: Butarda, 2008. - 463 p.
- Chimie. clasa a XI-a. Nivel de profil: academic. pentru invatamantul general instituții/ V.V. Eremin, N.E. Kuzmenko, V.V. Lunin, A.A. Drozdov, V.I. Terenin. - M.: Butard, 2010. - 462 p.
- Hhomchenko G.P., Hhomchenko I.G. Culegere de probleme de chimie pentru cei care intră în universități. - a 4-a ed. - M.: RIA „New Wave”: Editura Umerenkov, 2012. - 278 p.
- site-ul web ().
- Chimie.ssu.samara.ru ().
- Khimik.ru ().
- Promobud.ua ().
- Nr. 3, 4 (p. 14) Rudzitis G.E., Feldman F.G. Chimie: chimie organică. Clasa a X-a: manual pentru instituţiile de învăţământ general: nivel de bază/G. E. Rudzitis, F.G. Feldman. - ediția a XIV-a. - M.: Educație, 2012.
- Comparați proprietățile aminelor limitatoare și ale alcoolilor.
- Scrieți ecuații de reacție care confirmă bazicitatea aminelor.
Teme de chimie pentru clasa a 11-a
la manualul „Chimie. clasa a XI-a”, G.E. Rudzitis, F.G. Feldman, M.: „Iluminismul”, 2000
GHID EDUCAȚIONAL ȘI PRACTIC
Capitolul XI. Amine. Aminoacizi. Conținând azot |
|
compuși heterociclici.............................................................. ...................... |
|
Probleme pentru §§1, 2 (p. 14) .................................. .. ..................................... |
|
Probleme pentru §3 (pag. 17) ............................................... ........................................................ |
|
Capitolul XII. Proteine și acizi nucleici ............................................................. ...... |
|
Probleme pentru §§1, 2 (p. 24) ..................................... . ................................... |
|
Capitolul XIII. Substanțe sintetice cu greutate moleculară mare și |
|
materiale polimerice bazate pe acestea.................................................. ...... .......... |
|
Probleme pentru §1 (pag. 31) ............................................... ...................................................... |
|
Probleme pentru §§2, 3 (p. 36) ..................................... . ................................... |
|
Capitolul XIV. Generalizarea cunoștințelor privind cursul de chimie organică........... |
|
Probleme pentru §§1-5 (p. 53) ............................................... . ..................................... |
|
Capitolul II. Legea periodică si tabelul periodic |
|
DI. Mendeleev bazat pe doctrina structurii atomului.................................................. |
|
Probleme pentru §§1-3 (p. 70) ............................................... . ..................................... |
|
Capitolul III. Structura materiei.................................................................. .... .................... |
|
Probleme pentru §§1–4 (p. 84) ..................................... . ................................... |
|
Capitolul IV. Reacții chimice ............................................................. ........................ |
|
Probleme pentru §§1, 2 (p. 93) ................................. ................................... |
|
Capitolul V. Metale.................................................. .... ................................................. |
|
Probleme pentru §§1-10 (pag. 120) ................................. ........................................ |
|
Capitolul VI. Nemetale.................................................. ........ ................................ |
|
Probleme pentru §§1-3 (p. 140) ............................................... . ................................... |
|
Capitolul VII. Relația genetică între organic și anorganic |
|
substanțe.................................................. ....... ................................................. ............. ...... |
|
Probleme pentru §§1, 2 (p. 144) ..................................... . ....................................... |
Capitolul XI. Amine. Aminoacizi. Compuși heterociclici care conțin azot
Probleme pentru §§1, 2 (p. 14)
Întrebarea nr. 1
Scrie formule chimice substanțe (două exemple fiecare) legate de: a) compuși nitro; b) la esteri acid azotic.
a) Compușii nitro includ nitroetanul și 2-nitropropanul:
CH3 –CH2 –NO2 |
CH3 –CH–CH3 |
NO2 |
|
nitroetan |
2-nitropropan |
b) Exemple de esteri ai acidului azotic sunt azotatul de metil (esterul metilic al acidului azotic) și azotatul de etil (esterul etilic al acidului azotic).
CH3 –O–NO2 CH3 –CH2 –O–NO2 azotat de metil azotat de etil
Întrebarea nr. 2
Ce sunt aminele și care este structura moleculelor lor?
Aminele sunt derivați de hidrocarburi care conțin
V gruparea moleculă amino–NH2. Aminele pot fi considerate și derivați de amoniac în care unul sau mai mulți atomi de hidrogen sunt înlocuiți cu radicali de hidrocarburi. Structura moleculelor de amine saturate este similară cu structura moleculei de amoniac. În molecula de metilamină CH3 –NH2 atomul de carbon este
în stare de hibridizare sp3. Legătura dintre atomii de azot și de carbon se formează datorită unuia dintre orbitalii hibrizi sp3 ai atomului de carbon și orbitalul p al atomului de azot.
Întrebarea nr. 3
Pe baza structurii moleculelor, indicați proprietățile similare și distinctive ale aminelor și amoniacului.
În moleculele de amoniac și amină, atomul de azot are o singură pereche de electroni. Datorită acestei perechi de electroni, este posibilă interacțiunea cu ionii de hidrogen H+:
Н3 N: + Н+ = NН4 +
CH3 –H2 N: + H+ = CH3 –NH3 +
Când aminele și amoniacul reacţionează cu acidul, se formează săruri de amoniu:
NH3 + HCl = NH4 Cl (clorură de amoniu)
Când amoniacul sau aminele sunt dizolvate în apă, ioni de hidroxid se formează într-o mică măsură și soluția devine alcalină. Amoniacul și aminele sunt baze slabe:
NH3 + H2 O = NH4 + + OH–
CH3 –NH2 + H2 O = CH3 –NH3 + + OH–
Totuși, în comparație cu amoniacul, aminele sunt baze mai puternice (pentru explicații, vezi Răspunsul la întrebarea 4).
Întrebarea nr. 4
Aminele sunt date: a) metilamina; b) dimetilamină; c) trimetilamină. Scrieți formulele lor structurale și explicați care dintre ele are proprietăți de bază mai pronunțate și care are unele mai slabe. De ce?
Principalele proprietăți ale aminelor, cum ar fi amoniacul, se datorează prezenței unei perechi de electroni singuri pe atomul de azot. Prin urmare, cu cât densitatea electronică este mai mare pe atomul de azot, cu atât sunt mai pronunțate proprietățile de bază ale aminei. În molecula de metilamină, atomul de azot este conectat la un radical metil. Electronegativitatea hidrogenului este mai mică decât carbonul și azotul, astfel încât electronii se deplasează de la trei atomi de hidrogen la un atom de carbon și apoi
– la atomul de azot (indicat prin săgeți în figură):
H C NH2
Ca urmare, densitatea electronilor pe atomul de azot crește, iar metilamina este o bază mai puternică decât amoniacul. În molecula de dimetilamină, un atom de hidrogen este conectat la doi radicali metil, iar densitatea electronică de la șase atomi de hidrogen este transferată la atomul de azot, astfel încât densitatea electronilor pe atomul de azot este mai mare decât în molecula de metilamină, iar dimetilamina este o bază mai puternică decât metilamina. În cele din urmă, în molecula de trimetilamină există trei radicali metil la atomul de azot și există o schimbare a electronilor către atomul de azot de la nouă atomi de hidrogen. Prin urmare, trimetilamina este, la rândul său, o bază mai puternică decât dimetilamina. Astfel, metilamina are cele mai slabe proprietăți de bază, în timp ce trimetilamina are cele mai puternice proprietăți.
Întrebarea nr. 5
Scrieți ecuațiile de reacție care pot duce la următoarele transformări:
NH3HS04 |
||||||
CH3NH2 |
||||||
(CH3 |
NH3)2S04 |
|||||
Când metilamina reacţionează cu acidul sulfuric, se formează sulfat de metilamoniu (CH3 –NH3)2SO4 (cu un exces de metilamină) sau sulfat acid de metilamoniu CH3 –NH3HSO4 (cu un exces de acid sulfuric):
2CH3 –NH2 + H2 SO4 = (CH3 –NH3 )2 SO4
CH3 –NH2 + H2 SO4 = CH3 –NH3 HSO4
Când sulfatul de metilamoniu sau hidrogenul sulfatul este expus la o soluție alcalină, se eliberează metilamină:
(CH3 –NH3 )2 SO4 + 2NaOH = 2CH3 –NH2 + Na2 SO4 + 2H2 O CH3 –NH3 НSO4 + 2NaOH = CH2 –NH2 + Na2 SO4 + 2H2 O
Întrebarea nr. 6
Comparaţi proprietăţile: a) aminelor din seria limitativă şi anilinei; b) alcooli limitatori şi fenol. Ce proprietăți ale acestor substanțe sunt similare și prin ce diferă între ele? De ce? Scrieți ecuații de reacție pentru a vă susține concluziile.
a) Atât aminele saturate, cât și anilina prezintă proprietăți de bază. De exemplu, toate aminele reacţionează cu acizii pentru a forma săruri:
СН3 –NH2 + НCl = СН3 –NН3 Сl (clorură de metilamoniu)
Cu toate acestea, fenolul reacționează cu hidroxidul de sodiu, dar alcoolul nu:
H2O |
Astfel, alcoolii și fenolii prezintă proprietăți acide, dar în fenoli sunt mai pronunțate. Acest lucru se explică prin faptul că inelul benzenic atrage electroni din atomul de oxigen, drept urmare electronii atomului de hidrogen sunt deplasați mai puternic spre atomul de oxigen. Legătura dintre atomii de hidrogen și oxigen devine mai polară și, prin urmare, se rupe mai ușor decât în alcooli.
Întrebarea nr. 7
Folosind anilina ca exemplu, explicați esența influenței reciproce a grupurilor de atomi dintr-o moleculă.
În molecula de anilină, densitatea electronică se schimbă de la gruparea amino la inelul benzenic. Ca urmare, densitatea electronilor pe atomul de azot scade, proprietățile de bază ale grupării amino slăbesc în comparație cu gruparea amino din aminele saturate. Pe de altă parte, acest lucru duce la faptul că densitatea electronilor în inelul benzenic crește, astfel încât reacțiile de substituție în anilină apar mai ușor decât în benzen. De exemplu, atunci când benzenul este expus la brom, reacția de substituție are loc numai în prezența unui catalizator - bromură de fier - și este înlocuit doar un atom de hidrogen, se formează bromobenzen:
Întrebarea nr. 8
Notaţi ecuaţiile de reacţie care pot avea ca rezultat sinteza anilinei din următoarele materii prime: a) metan; b) calcar, cărbune și apă.
a) Acetilena poate fi obținută din metan cu încălzire puternică:
2CH4 |
HC≡CH + 3H2 |
|
Din trei molecule de acetilenă se poate forma o moleculă de benzen (reacție de trimerizare):
3HC≡ CH t, cat
Când benzenul este tratat cu un amestec de acid azotic concentrat și acid sulfuric concentrat, atomul de hidrogen este înlocuit cu o grupare nitro și se formează nitrobenzen:
b) Când este încălzit puternic, carbonatul de calciu se descompune în oxid de calciu și monoxid de carbon (IV):
CaCO3 = CaO + CO2
Oxidul de calciu reacţionează cu cărbunele la temperatură ridicată pentru a forma carbură de calciu:
2CaO + 5C = 2CaC2 + CO2
Când carbura de calciu este expusă la apă, se obține acetilenă:
CaC2 + 2H2O = HC≡ CH + Ca(OH)2
Întrebarea nr. 9
Desenați formulele structurale ale substanțelor izomerice a căror formulă moleculară este C5 H13 N. Sub formule, dați denumirile substanțelor.
Există 15 amine izomerice care corespund formulei
C5 H13 N:
CH3 –CH2 –CH2 –CH2 –CH2 –NH2 |
CH3 –CH2 –CH2 –CH–CH3 |
NH2 |
|
1-aminopentan |
2-aminopentan |
CH3 –CH2 –CH–CH2 –CH3 |
CH3 –CH2 –CH–CH2 –NH2 |
NH2 |
CH3 |
3-aminopentan |
1-amino-2-metilbutan |
NH2 |
||||
CH3 –CH–CH2 –CH2 –NH2 |
CH3 –CH2 –C–CH3 |
|||
CH3 |
CH3 |
|||
1-amino-3-metilbutan |
2-amino-2-metilbutan |
|||
CH3 |
||||
CH3 –CH–CH–CH3 |
||||
СН3 –С–СН2 –NН2 |
||||
CH3NH2 |
CH3 |
|||
2-amino-3-metilbutan |
1-amino-2,2-dimetilpropan |
|||
CH3 –CH2 –CH2 –CH2 –NH |
CH3 –CH2 –CH2 –NH–CH2 –CH3 |
|||
CH3 |
||||
metilbutilamină |
etilpropilamină |
|||
CH3 –CH–CH2 –NH |
CH3 –CH–NH–CH2 –CH3 |
|||
CH3 |
CH3 |
CH3 |
||
metilizobutilamină |
etilizopropilamină |
|||
CH3 |
||||
CH3 –CH2 –CH–NH |
СН3 –С–NН–СН3 |
|||
CH3 |
CH3 |
CH3 |
||
metilsec-butilamină |
metil tert-butilamină |
|||
CH3 |
||||
CH3 |
CH3 |
|||
CH3 –CH2 –N |
||||
CH3 –CH2 –CH2 –N |
CH3 –CH–N |
|||
CH2 |
||||
CH3 |
CH3 |
CH3 |
||
CH3 |
||||
dimetilpropilamină |
dimetilizopropilamină |
dietilmetilamină |
Întrebarea nr. 10
Cum se obțin aminoacizii? Scrieți ecuațiile de reacție.
Structura anilinei
Cel mai simplu reprezentant al clasei de amine aromatice este anilina. Este un lichid uleios, ușor solubil în apă (Fig. 1).
Orez. 1. Anilina
Alte amine aromatice (Figura 2):
orto-toluidină 2-naftilamină 4-aminobifenil
Orez. 2. Amine aromatice
Cum afectează combinația dintre un inel benzenic și un substituent care are o pereche de electroni singur proprietățile unei substanțe? Perechea de electroni de azot este atrasă în sistemul aromatic (Fig. 3):
Orez. 3. Sistem de aromă
La ce duce asta?
Proprietățile de bază ale anilinei
Perechea de electroni a anilinei este „trasă” în sistemul aromatic general, iar densitatea electronică a azotului anilină este redusă. Aceasta înseamnă că anilina va fi o bază mai slabă decât aminele și amoniacul. Anilina nu schimbă culoarea turnesolului și a fenolftaleinei.
Substituția electrofilă în anilină
Densitatea de electroni crescută în inelul benzenic (datorită absorbției unei perechi de electroni de azot) duce la o substituție electrofilă mai ușoară, în special la pozițiile orto și para.
Anilina reacționează cu apa de brom,în acest caz, se formează imediat
2,4,6-tribromoanilină - precipitat alb (reacție calitativă la anilină şi alţi aminebenzeni).
Să ne amintim: benzenul reacţionează cu bromul numai în prezenţa unui catalizator (Fig. 4).
Orez. 4. Interacțiunea anilinei cu bromul
Oxidarea anilinei
Densitatea mare de electroni din inelul benzenic facilitează oxidarea anilinei. Anilina este de obicei colorată maro datorită faptului că o parte din ea este oxidată de oxigenul atmosferic chiar și în condiții normale.
Aplicarea anilinei și aminelor
Coloranții de anilină, care se disting prin durabilitate și strălucire, sunt obținuți din produșii de oxidare ai anilinei.
Anestezina si novocaina, folosite pentru anestezia locala, se obtin din anilina si amine; agent antibacterian streptocid; popularul analgezic și medicament antipiretic paracetamol (Fig. 5):
Anestezin novocaină
streptocid paracetamol
(para-aminobenzensulfamidă (para-acetoaminofenol)
Orez. 5. Derivați de anilină
Anilina și aminele sunt materii prime pentru producția de materiale plastice, fotoreactivi și explozivi. Hexil exploziv (hexanitrodifenilamină) (Fig. 6):
Orez. 6. Hexil
Prepararea anilinei și aminelor
1. Încălzirea haloalcanilor cu amoniac sau cu amine mai puțin substituite (reacția Hoffmann).
CH3Br + NH3 = CH3NH2 + HBr (mai corect CH3NH3Br);
СH3NH2 + CH3Br = (CH3)2NH + HBr (mai corect (CH3)2NH2Br);
(CH3)2NH + CH3Br = (CH3)3N + HBr (mai corect (CH3)3NHBr).
2. Deplasarea aminelor din sărurile lor prin încălzire cu alcalii:
CH3NH3CI + KOH = CH3NH2- + KCI + H2O.
3. Reducerea compușilor nitro (reacția Zininului):
С6Н5NO2 + 3Fe + 6HCI = C6H5NH2 + 3FeCI2 + 2H2O;
С6Н5NO2 + 3H2 С6Н5NH2 + 2H2O.
Rezumând lecția
Această lecție a acoperit subiectul „Caracteristici ale proprietăților anilinei. Prepararea și utilizarea aminelor.” În această lecție, ați studiat proprietățile anilinei, care sunt determinate de influența reciprocă a structurii aromatice și a atomului atașat inelului aromatic. De asemenea, am analizat metodele de producere a aminelor și domeniile lor de aplicare.
Referințe
Rudzitis G. E., Feldman F. G. Chimie: Chimie organică. Clasa a X-a: manual pentru instituţiile de învăţământ general: nivel de bază / G. E. Rudzitis, F. G. Feldman. - ediția a XIV-a. - M.: Educaţie, 2012. Chimie. clasa a X-a. Nivel de profil: academic. pentru invatamantul general instituţii/ V.V Eremin, N.E. Lunin, V.I. - M.: Butarda, 2008. - 463 p. Chimie. clasa a XI-a. Nivel de profil: academic. pentru invatamantul general instituţii/ V.V Eremin, N.E. Lunin, V.I. - M.: Butard, 2010. - 462 p. Khomchenko G. P., Khomchenko I. G. Culegere de probleme în chimie pentru solicitanții la universități. - a 4-a ed. - M.: RIA „New Wave”: Editura Umerenkov, 2012. - 278 p.
Teme pentru acasă
Nr. 5, 8 (p. 14) Rudzitis G. E., Feldman F. G. Chimie: Chimie organică. Clasa a X-a: manual pentru instituţiile de învăţământ general: nivel de bază / G. E. Rudzitis, F. G. Feldman. - ediția a XIV-a. - M.: Educație, 2012. Comparați proprietățile aminelor din seria limitatoare și ale anilinei. Folosind anilina ca exemplu, explicați esența influenței atomilor într-o moleculă.
Chimie organică. Site despre chimie. Portalul de internet promobud.
Pe baza naturii substituenților de hidrocarburi, aminele sunt împărțite în
Caracteristicile structurale generale ale aminelor
La fel ca în molecula de amoniac, în molecula oricărei amine atomul de azot are o pereche de electroni singura direcționată către unul dintre vârfurile tetraedrului distorsionat:
Din acest motiv, aminele, precum amoniacul, au proprietăți de bază exprimate în mod semnificativ.
Astfel, aminele, similare cu amoniacul, reacţionează reversibil cu apa, formând baze slabe:
Legătura dintre cationul de hidrogen și atomul de azot din molecula de amină se realizează folosind un mecanism donor-acceptor datorită perechii de electroni singuri a atomului de azot. Aminele saturate sunt baze mai puternice în comparație cu amoniacul, deoarece în astfel de amine, substituenții hidrocarburi au un efect inductiv pozitiv (+I). În acest sens, densitatea electronilor pe atomul de azot crește, ceea ce facilitează interacțiunea acestuia cu cationul H +.
Aminele aromatice, dacă gruparea amino este conectată direct la inelul aromatic, prezintă proprietăți de bază mai slabe în comparație cu amoniacul. Acest lucru se datorează faptului că perechea de electroni singuratică a atomului de azot este deplasată către sistemul π aromatic al inelului benzenic, în urma căruia densitatea electronilor pe atomul de azot scade. La rândul său, acest lucru duce la o scădere a proprietăților de bază, în special a capacității de a interacționa cu apa. De exemplu, anilina reacționează numai cu acizi tari, și practic nu reacționează cu apa.
Proprietățile chimice ale aminelor saturate
După cum sa menționat deja, aminele reacționează reversibil cu apa:
Soluțiile apoase de amine au o reacție alcalină datorită disocierii bazelor rezultate:
Aminele saturate reacţionează cu apa mai bine decât amoniacul datorită proprietăţilor lor de bază mai puternice.
Proprietățile de bază ale aminelor saturate cresc în serie.
Aminele saturate secundare sunt baze mai puternice decât aminele saturate primare, care la rândul lor sunt baze mai puternice decât amoniacul. În ceea ce privește proprietățile de bază ale aminelor terțiare, atunci dacă vorbim despre reacții în solutii apoase, atunci proprietățile de bază ale aminelor terțiare sunt exprimate mult mai rău decât cele ale aminelor secundare, și chiar puțin mai proaste decât cele ale celor primare. Acest lucru se datorează obstacolelor sterice, care afectează semnificativ rata de protonare a aminei. Cu alte cuvinte, trei substituenți „blochează” atomul de azot și interferează cu interacțiunea acestuia cu cationii H +.
Interacțiunea cu acizii
Atât aminele saturate libere, cât și soluțiile lor apoase reacţionează cu acizii. În acest caz, se formează săruri:
Deoarece proprietățile de bază ale aminelor saturate sunt mai pronunțate decât cele ale amoniacului, astfel de amine reacționează chiar și cu acizi slabi, de exemplu cărbune:
Sărurile de amine sunt solide care sunt foarte solubile în apă și slab solubile în solvenți organici nepolari. Interacțiunea sărurilor de amine cu alcalii duce la eliberarea de amine libere, similar cu deplasarea amoniacului atunci când alcalii acționează asupra sărurilor de amoniu:
2. Aminele saturate primare reacţionează cu acid azotat cu formarea alcoolilor corespunzători, azot N2 și apă. De exemplu:
O trăsătură caracteristică a acestei reacții este formarea de azot gazos și, prin urmare, este calitativ pentru aminele primare și este folosit pentru a le distinge de cele secundare și terțiare. Trebuie remarcat faptul că, cel mai adesea, această reacție este efectuată prin amestecarea aminei nu cu o soluție de acid azotic în sine, ci cu o soluție de sare de acid azot (nitrit) și apoi adăugarea unui acid mineral puternic la acest amestec. Când nitriții interacționează cu acizi minerali puternici, se formează acid azot, care reacţionează apoi cu amina:
Aminele secundare dau, în condiții similare, lichide uleioase, așa-numitele N-nitrozamine, dar această reacție în realitate Teme de examen de stat unificat nu se găsește în chimie. Aminele terțiare nu reacţionează cu acidul azot.
Arderea completă a oricăror amine duce la formarea de dioxid de carbon, apă și azot:
Interacțiunea cu haloalcanii
Este de remarcat faptul că exact aceeași sare se obține prin acțiunea clorurii de hidrogen asupra unei amine mai substituite. În cazul nostru, când clorura de hidrogen reacţionează cu dimetilamina:
Prepararea aminelor:
1) Alchilarea amoniacului cu haloalcani:
În caz de deficiență de amoniac, sarea acestuia se obține în loc de amine:
2) Reducerea de către metale (la hidrogen din seria de activitate) într-un mediu acid:
urmat de tratarea soluției cu alcali pentru a elibera amina liberă:
3) Reacția amoniacului cu alcoolii la trecerea amestecului lor prin oxid de aluminiu încălzit. În funcție de proporțiile alcool/amină, se formează amine primare, secundare sau terțiare:
Proprietățile chimice ale anilinei
Anilină - denumirea banală pentru aminobenzen, având formula:
După cum se poate vedea din ilustrație, în molecula de anilină gruparea amino este direct legată de inelul aromatic. Astfel de amine, așa cum sa menționat deja, au proprietăți de bază mult mai puțin pronunțate decât amoniacul. Astfel, în special, anilina practic nu reacționează cu apa și acizii slabi, cum ar fi acidul carbonic.
Reacția anilinei cu acizii
Anilina reacționează cu putere puternică și medie acizi anorganici. În acest caz, se formează săruri de fenilamoniu:
Reacția anilinei cu halogenii
După cum sa spus deja la începutul acestui capitol, gruparea amino din aminele aromatice este atrasă în inelul aromatic, care la rândul său reduce densitatea electronilor pe atomul de azot și, ca urmare, o crește în inelul aromatic. O creștere a densității electronilor în inelul aromatic duce la faptul că reacțiile de substituție electrofilă, în special reacțiile cu halogeni, au loc mult mai ușor, în special în pozițiile orto și para față de gruparea amino. Astfel, anilina reacționează ușor cu apa de brom, formând un precipitat alb de 2,4,6-tribromoanilină:
Această reacție este calitativă pentru anilină și permite adesea identificarea acesteia printre alți compuși organici.
Reacția anilinei cu acidul azot
Anilina reacționează cu acidul azotat, dar datorită specificității și complexității acestei reacții în un adevărat examen de stat unificat nu apare în chimie.
Reacții de alchilare a anilinei
Utilizând alchilarea secvenţială a anilinei la atomul de azot cu hidrocarburi halogenate, pot fi obţinute amine secundare şi terţiare:
Proprietățile chimice ale aminoacizilor
Aminoacizi sunt compuși ale căror molecule conțin două tipuri de grupări funcționale - grupări amino (-NH 2) și grupări carboxi- (-COOH).
Cu alte cuvinte, aminoacizii pot fi considerați derivați ai acizilor carboxilici, în moleculele cărora unul sau mai mulți atomi de hidrogen sunt înlocuiți cu grupări amino.
Astfel, formula generala aminoacizii se pot scrie ca (NH 2) x R(COOH) y, unde x și y sunt cel mai adesea egale cu unul sau doi.
Deoarece moleculele de aminoacizi conțin atât o grupare amino, cât și o grupare carboxil, ele prezintă proprietăți chimice asemănătoare atât cu aminele cât și cu acizii carboxilici.
Proprietățile acide ale aminoacizilor
Formarea sărurilor cu alcalii și carbonați de metale alcaline
Esterificarea aminoacizilor
Aminoacizii pot reacționa prin esterificare cu alcooli:
NH 2 CH 2 COOH + CH 3 OH → NH 2 CH 2 COOCH 3 + H 2 O
Proprietățile de bază ale aminoacizilor
1. Formarea sărurilor la interacțiunea cu acizii
NH 2 CH 2 COOH + HCl → + Cl —
2. Interacțiunea cu acidul azotat
NH2-CH2-COOH + HNO2 → HO-CH2-COOH + N2 + H2O
Notă: interacțiunea cu acidul azot are loc în același mod ca și cu aminele primare
3. Alchilare
NH 2 CH 2 COOH + CH 3 I → + I —
4. Interacțiunea aminoacizilor între ei
Aminoacizii pot reacționa între ei pentru a forma peptide - compuși care conțin legătura peptidică -C(O)-NH- în moleculele lor.
Totodată, trebuie menționat că în cazul unei reacții între doi aminoacizi diferiți, fără respectarea unor condiții specifice de sinteză, se produce simultan formarea diferitelor dipeptide. Deci, de exemplu, în loc de reacția glicinei cu alanina de mai sus, care duce la glicylananin, poate apărea reacția care duce la alanilglicină:
În plus, molecula de glicină nu reacționează neapărat cu molecula de alanină. Reacțiile de peptizare apar și între moleculele de glicină:
Si alanina:
În plus, deoarece moleculele peptidelor rezultate, ca și moleculele originale de aminoacizi, conțin grupări amino și grupări carboxil, peptidele în sine pot reacționa cu aminoacizi și alte peptide datorită formării de noi legături peptidice.
Aminoacizii individuali sunt utilizați pentru a produce polipeptide sintetice sau așa-numitele fibre de poliamidă. Astfel, în special, folosind policondensarea acidului 6-aminohexan (ε-aminocaproic), nailonul este sintetizat în industrie:
Rășina de nailon rezultată este folosită pentru a produce fibre textile și materiale plastice.
Formarea sărurilor interne ale aminoacizilor în soluție apoasă
În soluțiile apoase, aminoacizii există predominant sub formă de săruri interne - ioni bipolari (zwitterioni).