احتراق الأمينات. الأمينات

بناءً على طبيعة البدائل الهيدروكربونية، تنقسم الأمينات إلى:

السمات الهيكلية العامة للأمينات

تمامًا كما هو الحال في جزيء الأمونيا، تحتوي ذرة النيتروجين في جزيء أي أمين على زوج إلكترون وحيد موجه إلى أحد رؤوس رباعي السطوح المشوه:

ولهذا السبب، فإن الأمينات، مثل الأمونيا، قد عبرت بشكل كبير عن الخصائص الأساسية.

وبالتالي، فإن الأمينات، المشابهة للأمونيا، تتفاعل بشكل عكسي مع الماء، وتشكل قواعد ضعيفة:

يتم تحقيق الرابطة بين كاتيون الهيدروجين وذرة النيتروجين في جزيء الأمين باستخدام آلية المانح والمستقبل بسبب زوج الإلكترون الوحيد لذرة النيتروجين. الأمينات المشبعة هي قواعد أقوى مقارنة بالأمونيا، لأنها في مثل هذه الأمينات، يكون للبدائل الهيدروكربونية تأثير حثي إيجابي (+I). وفي هذا الصدد تزداد كثافة الإلكترونات على ذرة النيتروجين مما يسهل تفاعلها مع كاتيون H+.

الأمينات العطرية، إذا كانت المجموعة الأمينية متصلة مباشرة بالحلقة العطرية، فإنها تظهر خصائص أساسية أضعف مقارنة بالأمونيا. ويرجع ذلك إلى حقيقة أن زوج الإلكترون الوحيد من ذرة النيتروجين ينزاح نحو النظام العطري π لحلقة البنزين، ونتيجة لذلك تنخفض كثافة الإلكترون على ذرة النيتروجين. وهذا بدوره يؤدي إلى انخفاض في الخصائص الأساسية، وخاصة القدرة على التفاعل مع الماء. على سبيل المثال، يتفاعل الأنيلين فقط مع الأحماض القوية، لكنه لا يتفاعل عمليا مع الماء.

الخواص الكيميائية للأمينات المشبعة

كما ذكرنا سابقًا، تتفاعل الأمينات بشكل عكسي مع الماء:

المحاليل المائية للأمينات لها تفاعل قلوي بسبب تفكك القواعد الناتجة:

تتفاعل الأمينات المشبعة مع الماء بشكل أفضل من الأمونيا بسبب خصائصها الأساسية الأقوى.

تزداد الخصائص الأساسية للأمينات المشبعة في السلسلة.

الأمينات المشبعة الثانوية هي قواعد أقوى من الأمينات الأولية المشبعة، والتي بدورها قواعد أقوى من الأمونيا. أما بالنسبة للخصائص الأساسية للأمينات الثلاثية، إذا كنا نتحدث عن التفاعلات في المحاليل المائية، فإن الخصائص الأساسية للأمينات الثلاثية يتم التعبير عنها بشكل أسوأ بكثير من الأمينات الثانوية، وحتى أسوأ قليلاً من تلك الخاصة بالأمينات الأولية. ويرجع ذلك إلى العوائق الاستاتيكية التي تؤثر بشكل كبير على معدل بروتون الأمين. بمعنى آخر، ثلاثة بدائل "تحجب" ذرة النيتروجين وتتداخل مع تفاعلها مع كاتيونات H +.

التفاعل مع الأحماض

تتفاعل الأمينات المشبعة الحرة ومحاليلها المائية مع الأحماض. في هذه الحالة تتشكل الأملاح:

نظرًا لأن الخصائص الأساسية للأمينات المشبعة أكثر وضوحًا من خصائص الأمونيا، فإن هذه الأمينات تتفاعل حتى مع الأحماض الضعيفة، مثل حمض الكربونيك:

الأملاح الأمينية هي المواد الصلبة، شديد الذوبان في الماء وقليل الذوبان في المذيبات العضوية غير القطبية. يؤدي تفاعل الأملاح الأمينية مع القلويات إلى إطلاق أمينات حرة، على غرار إزاحة الأمونيا عندما تؤثر القلويات على أملاح الأمونيوم:

2. تتفاعل الأمينات المشبعة الأولية مع حمض النيتروز لتكوين الكحولات المقابلة والنيتروجين N2 والماء. على سبيل المثال:

ميزة مميزةهذا التفاعل هو تكوين غاز النيتروجين، ولذلك فهو نوعي للأمينات الأولية ويستخدم لتمييزها عن الأمينات الثانوية والثالثية. تجدر الإشارة إلى أن هذا التفاعل يتم في أغلب الأحيان عن طريق خلط الأمين ليس بمحلول حمض النيتروز نفسه، ولكن بمحلول ملح حمض النيتروز (النتريت) ثم إضافة حمض معدني قوي إلى هذا الخليط. عندما تتفاعل النتريت مع الأحماض المعدنية القوية، يتكون حمض النيتروز، والذي يتفاعل بعد ذلك مع الأمين:

تعطي الأمينات الثانوية ظروف مماثلةالسوائل الزيتية، والتي تسمى N-nitrosamines، ولكن هذا التفاعل فيها مهام حقيقيةلا يوجد امتحان الدولة الموحد في الكيمياء. الأمينات الثلاثية لا تتفاعل مع حمض النيتروز.

يؤدي الاحتراق الكامل لأي أمينات إلى تكوين ثاني أكسيد الكربون والماء والنيتروجين:

التفاعل مع الهالوكانات

من الجدير بالذكر أنه يتم الحصول على نفس الملح بالضبط من خلال عمل كلوريد الهيدروجين على أمين أكثر استبدالاً. في حالتنا، عندما يتفاعل كلوريد الهيدروجين مع ثنائي ميثيل أمين:

تحضير الأمينات:

1) ألكلة الأمونيا مع الهالوكانات:

وفي حالة نقص الأمونيا يتم الحصول على ملحها بدلا من الأمين:

2) الاختزال بالمعادن (إلى الهيدروجين في سلسلة النشاط) في بيئة حمضية:

ثم معالجة المحلول بالقلويات لتحرير الأمين الحر:

3) تفاعل الأمونيا مع الكحولات عند تمرير خليطها عبر أكسيد الألومنيوم الساخن. اعتمادًا على نسب الكحول/الأمينات، تتشكل الأمينات الأولية أو الثانوية أو الثلاثية:

الخواص الكيميائية للأنيلين

الأنيلين – اسم تافهأمينوبنزين له الصيغة:

كما يتبين من الرسم التوضيحي، في جزيء الأنيلين، ترتبط المجموعة الأمينية مباشرة بالحلقة العطرية. هذه الأمينات، كما ذكرنا سابقًا، لها خصائص أساسية أقل وضوحًا بكثير من الأمونيا. وبالتالي، على وجه الخصوص، الأنيلين عمليا لا يتفاعل مع الماء والأحماض الضعيفة، مثل حمض الكربونيك.

تفاعل الأنيلين مع الأحماض

يتفاعل الأنيلين مع الأحماض غير العضوية القوية والمتوسطة القوة. في هذه الحالة تتشكل أملاح الفينيل أمونيوم:

تفاعل الأنيلين مع الهالوجينات

كما سبق أن قلنا في بداية هذا الفصل، يتم سحب المجموعة الأمينية في الأمينات العطرية إلى الحلقة العطرية، مما يؤدي بدوره إلى تقليل كثافة الإلكترون على ذرة النيتروجين، ونتيجة لذلك يزيدها في الحلقة العطرية. تؤدي الزيادة في كثافة الإلكترون في الحلقة العطرية إلى حقيقة أن تفاعلات الاستبدال الإلكتروفيلية، وخاصة التفاعلات مع الهالوجينات، تتم بسهولة أكبر، خاصة في المواضع أورثو وبارا بالنسبة إلى المجموعة الأمينية. وبالتالي، يتفاعل الأنيلين بسهولة مع ماء البروم، ويشكل راسبًا أبيض مكونًا من 2،4،6-تريبروموانيلين:

يعتبر هذا التفاعل نوعيًا للأنيلين وغالبًا ما يجعل من الممكن التعرف عليه من بين أشياء أخرى مركبات العضوية.

تفاعل الأنيلين مع حمض النتروز

يتفاعل الأنيلين مع حمض النيتروز، ولكن بسبب خصوصية هذا التفاعل وتعقيده، فإنه لا يظهر في امتحان الدولة الموحدة الحقيقي في الكيمياء.

تفاعلات ألكلة الأنيلين

باستخدام الألكلة المتتابعة للأنيلين عند ذرة النيتروجين مع الهيدروكربونات المهلجنة، يمكن الحصول على الأمينات الثانوية والثالثية:

الحصول على الأنيلين

1. اختزال النيتروبنزين بالمعادن في وجود أحماض قوية غير مؤكسدة:

C6H5 -NO2 + 3Fe + 7HCl = +Cl- + 3FeCl2 + 2H2O

Cl - + NaOH = C 6 H 5 -NH 2 + NaCl + H 2 O

يمكن استخدام أي معادن موجودة قبل الهيدروجين في سلسلة النشاط كمعادن.

تفاعل كلوروبنزين مع الأمونيا:

C 6 H 5 −Cl + 2NH 3 → C 6 H 5 NH 2 + NH 4 Cl

الخواص الكيميائية للأحماض الأمينية

أحماض أمينية هي مركبات تحتوي جزيئاتها على نوعين من المجموعات الوظيفية - مجموعات الأمينو (-NH 2) والمجموعات الكربوكسية (-COOH).

وبعبارة أخرى، يمكن اعتبار الأحماض الأمينية مشتقات من الأحماض الكربوكسيلية، في جزيئاتها التي يتم فيها استبدال ذرات هيدروجين واحدة أو أكثر بمجموعات أمينية.

هكذا، صيغة عامةيمكن كتابة الأحماض الأمينية بالشكل (NH 2) x R(COOH) y، حيث تساوي x وy في أغلب الأحيان واحدًا أو اثنين.

وبما أن جزيئات الأحماض الأمينية تحتوي على مجموعة أمينية ومجموعة كربوكسيل، فإنها تظهر الخواص الكيميائيةتشبه كل من الأمينات والأحماض الكربوكسيلية.

الخصائص الحمضية للأحماض الأمينية

تكوين الأملاح مع القلويات وكربونات المعادن القلوية

أسترة الأحماض الأمينية

يمكن أن تتفاعل الأحماض الأمينية مع الأسترة مع الكحولات:

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

الخصائص الأساسية للأحماض الأمينية

1. تكوين الأملاح عند التفاعل مع الأحماض

NH 2 CH 2 COOH + حمض الهيدروكلوريك → + Cl —

2. التفاعل مع حمض النيتروز

NH 2 -CH 2 -COOH + HNO 2 → HO-CH 2 -COOH + N 2 + H 2 O

ملحوظة: التفاعل مع حمض النيتروز يتم بنفس الطريقة كما هو الحال مع الأمينات الأولية

3. الألكلة

NH 2 CH 2 COOH + CH 3 أنا → + أنا —

4. تفاعل الأحماض الأمينية مع بعضها البعض

يمكن للأحماض الأمينية أن تتفاعل مع بعضها البعض لتكوين الببتيدات - وهي مركبات تحتوي في جزيئاتها على الرابطة الببتيدية –C(O)-NH-

في الوقت نفسه، تجدر الإشارة إلى أنه في حالة التفاعل بين اثنين من الأحماض الأمينية المختلفة، دون مراعاة بعض شروط التوليف المحددة، يحدث تكوين ثنائيات الببتيدات المختلفة في وقت واحد. لذلك، على سبيل المثال، بدلًا من تفاعل الجليسين مع الألانين أعلاه، مما يؤدي إلى الجليسيلانانين، يمكن أن يحدث التفاعل المؤدي إلى الألانيل جليسين:

بالإضافة إلى ذلك، لا يتفاعل جزيء الجلايسين بالضرورة مع جزيء الألانين. تحدث تفاعلات الببتة أيضًا بين جزيئات الجليسين:

و ألانين:

بالإضافة إلى ذلك، نظرًا لأن جزيئات الببتيدات الناتجة، مثل جزيئات الأحماض الأمينية الأصلية، تحتوي على مجموعات أمينية ومجموعات كربوكسيل، فإن الببتيدات نفسها يمكن أن تتفاعل مع الأحماض الأمينية والببتيدات الأخرى بسبب تكوين روابط ببتيدية جديدة.

تُستخدم الأحماض الأمينية الفردية لإنتاج الببتيدات الاصطناعية أو ما يسمى بألياف البولياميد. وهكذا، على وجه الخصوص، باستخدام التكثيف المتعدد لحمض 6-أمينوهيكسان (ε-أمينوكابرويك)، يتم تصنيع النايلون في الصناعة:

يتم استخدام راتنج النايلون الناتج لإنتاج ألياف النسيج والبلاستيك.

تكوين الأملاح الداخلية للأحماض الأمينية في محلول مائي

في المحاليل المائية، توجد الأحماض الأمينية في الغالب على شكل أملاح داخلية - أيونات ثنائية القطب (zwitterions):

الحصول على الأحماض الأمينية

1) تفاعل الأحماض الكربوكسيلية المكلورة مع الأمونيا:

Cl-CH 2 -COOH + 2NH 3 = NH 2 -CH 2 -COOH + NH 4 Cl

2) انهيار (التحلل المائي) للبروتينات تحت تأثير محاليل الأحماض المعدنية والقلويات القوية.

الأمينات- المشتقات العضوية للأمونيا، في الجزيء الذي يتم فيه استبدال ذرة أو اثنتين أو ثلاث ذرات هيدروجين ببقايا الكربون.

هناك عادة ثلاثة أنواع من الأمينات:

تسمى الأمينات التي ترتبط فيها المجموعة الأمينية مباشرة بحلقة عطرية بالأمينات العطرية.

أبسط ممثل لهذه المركبات هو أمينوبنزين، أو الأنيلين:

أساسي سمة مميزة الهيكل الإلكترونيالأمينات هي وجود زوج إلكترون وحيد على ذرة النيتروجين الموجودة في المجموعة الوظيفية. يؤدي هذا إلى إظهار الأمينات لخصائص القواعد.

هناك أيونات هي نتاج الاستبدال الرسمي لجميع ذرات الهيدروجين في أيون الأمونيوم بجذر الهيدروكربون:

وتوجد هذه الأيونات في أملاح مشابهة لأملاح الأمونيوم. يطلق عليهم أملاح الأمونيوم الرباعية.

الايزومرية وتسميات الأمينات

1. تتميز الأمينات بالتصاوغ البنيوي:

أ) ايزومرية الهيكل العظمي الكربوني:

ب) ايزومرية موقف المجموعة الوظيفية:

2. الأمينات الأولية والثانوية والثالثية متصاوغة مع بعضها البعض (التصاوغ بين الطبقات):

كما يتبين من الأمثلة المقدمة، من أجل تسمية الأمين، يتم إدراج البدائل المرتبطة بذرة النيتروجين (حسب الأسبقية) وتضاف اللاحقة - أمين.

الخصائص الفيزيائية للأمينات

أبسط الأمينات (ميثيل أمين، ثنائي ميثيل أمين، ثلاثي ميثيل أمين) - المواد الغازية. الأمينات السفلية المتبقية هي سوائل تذوب جيدًا في الماء. لديهم رائحة مميزة تذكرنا بالأمونيا.

الأمينات الأولية والثانوية قادرة على تكوين روابط هيدروجينية. ويؤدي ذلك إلى زيادة ملحوظة في نقاط غليانها مقارنة بالمركبات التي لها نفس الوزن الجزيئي ولكنها غير قادرة على تكوين روابط هيدروجينية.

الأنيلين هو سائل زيتي، قليل الذوبان في الماء، ويغلي عند درجة حرارة 184 درجة مئوية.

الخواص الكيميائية للأمينات

يتم تحديد الخواص الكيميائية للأمينات بشكل رئيسي من خلال وجود زوج إلكترون وحيد على ذرة النيتروجين.

الأمينات كقواعد.يمكن أن تتشكل ذرة النيتروجين من المجموعة الأمينية، مثل ذرة النيتروجين الموجودة في جزيء الأمونيا، بسبب زوج الإلكترونات الوحيد الرابطة التساهميةوفقًا لآلية المانح والمتلقي، حيث يقوم بدور المانح. في هذا الصدد، الأمينات، مثل الأمونيا، قادرة على ربط كاتيون الهيدروجين، أي بمثابة قاعدة:

1. تفاعل الأميونات مع الماءيؤدي إلى تكوين أيونات الهيدروكسيد:

2. التفاعل مع الأحماض. تتفاعل الأمونيا مع الأحماض لتكوين أملاح الأمونيوم. الأمينات قادرة أيضًا على التفاعل مع الأحماض:

الخصائص الأساسية للأمينات الأليفاتية أكثر وضوحًا من خصائص الأمونيا. ويرجع ذلك إلى وجود واحد أو أكثر من بدائل الألكيل المانحة، والتي يؤدي تأثيرها الحثي الإيجابي إلى زيادة كثافة الإلكترون على ذرة النيتروجين. تؤدي زيادة كثافة الإلكترونات إلى تحويل النيتروجين إلى مانح أقوى لزوج الإلكترونات، مما يحسن خصائصه الأساسية:

احتراق الأميون. تحترق الأمينات في الهواء لتكوين ثاني أكسيد الكربون والماء والنيتروجين:

تطبيق الأمينات

تستخدم الأمينات على نطاق واسع لإنتاج الأدوية والمواد البوليمرية. الأنيلين هو أهم مركب في هذه الفئة، ويستخدم في إنتاج أصباغ الأنيلين والأدوية (أدوية السلفوناميد) والمواد البوليمرية (راتنجات الأنيلين فورمالدهيد).

الأمينات- فئة من المركبات هي مشتقات عضوية من الأمونيا يتم فيها استبدال ذرة أو اثنتين أو ثلاث ذرات هيدروجين بمجموعات عضوية. السمة المميزة هي وجود جزء R-N<, где R – органическая группа.

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

اعتمادًا على عدد المجموعات العضوية المرتبطة بذرة النيتروجين، هناك:

الأمينات الأولية - مجموعة عضوية واحدة في النيتروجين RNH2

الأمينات الثانوية - مجموعتان عضويتان تحتويان على النيتروجين R2NH، ويمكن أن تكون المجموعات العضوية مختلفة عن R"R"NH

الأمينات الثلاثية - ثلاث مجموعات عضوية على النيتروجين R3N أو R"R"R""N

بناءً على نوع المجموعة العضوية المرتبطة بالنيتروجين، تتميز الأليفاتية СH3 – N< и ароматические С 6 H5 – N< амины, возможны и смешанные варианты.

بناءً على عدد المجموعات الأمينية في الجزيء، يتم تقسيم الأمينات إلى أحاديات الأمين CH3 - NH2، ثنائي الأمينات H2N(CH2) 2 NH2، ثلاثي الأمينات، إلخ.

الخواص الكيميائية للأمينات.تتمثل القدرة المميزة للأمينات في ربط جزيئات محايدة (على سبيل المثال، هاليدات الهيدروجين HHal، مع تكوين أملاح الأمونيوم العضوية، على غرار أملاح الأمونيوم في الكيمياء غير العضوية. ولتكوين رابطة جديدة، يوفر النيتروجين زوجًا إلكترونيًا وحيدًا، يعمل كمانح. يلعب بروتون H + المشارك في تكوين الرابطة (من هاليد الهيدروجين) دور المستقبل (المستقبل)، وتسمى هذه الرابطة المتبرع المتقبل (الشكل 1).الرابطة التساهمية N-H الناتجة هي أي ما يعادل تماما الروابط 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، فمن الواضح أن مجموعة C2H5 وH يبدو أنهما يتغيران في أماكنهما، 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 ن H2 + H2O  + + OH–

مع تكوين رابطة مانح ومتقبل، يمكن للأمينات إضافة ليس فقط حمض الهيدروكلوريك، ولكن أيضًا هالو ألكيل RCl، وبالتالي تشكيل رابطة N-R 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 أنا  [( ج 2 ح 5) 4 ن]أنا

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

[(C2H5) 4 ن]I  [(C2H5) 4 ن] + + أنا-

مثل هذه المحاليل، مثل جميع المحاليل التي تحتوي على أيونات، تقوم بتوصيل التيار الكهربائي. 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 + ماء

على عكس الأمينات الأولية، تشكل الأمينات الثانوية نيتروزامينات صفراء ضعيفة الذوبان مع حمض النيتروز - وهي مركبات تحتوي على الجزء >N–N = 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 الكربوكسيليةتتشكل الأميدات الحمضية - مركبات تحتوي على جزء –C(O)N< (рис. 2А). Если в качестве исходных соединений взять диамин и дикарбоновую кислоту (соединения, содержащие соответственно две амино- и две карбоксильные группы, соответственно), то они взаимодействуют по такой же схеме, но поскольку каждое соединение содержит две реагирующие группы, то образуется полимерная цепь, содержащая амидные группы (рис. 2Б). Такие полимеры называют полиамидами.

يؤدي تكثيف الأمينات مع الألدهيدات والكيتونات إلى تكوين ما يسمى بقواعد شيف - وهي مركبات تحتوي على الجزء –N=C< (рис. 2В). На схеме В видно, что для образования двойной связи между N и С азот должен предоставить два атома Н (для образования конденсационной воды), следовательно, в такой реакции могут участвовать только первичные амины RNH2.

عندما تتفاعل الأمينات الأولية مع غاز الفوسجين Cl2C=O، تتشكل مركبات مع مجموعة –N=C=O، تسمى إيزوسيانات (الشكل 2د، تحضير مركب بمجموعتي إيزوسيانات).

ومن الأمينات العطرية أشهرها الأنيلين (فينيل أمين) C6H5NH2. تشبه خصائصها الأمينات الأليفاتية، لكن قاعديتها أقل وضوحًا - فهي لا تشكل بيئة قلوية في المحاليل المائية. مثل الأمينات الأليفاتية، مع الأحماض المعدنية القوية يمكن أن تشكل أملاح الأمونيوم [C 6 H 5 NH 3 ] + Cl–. عندما يتفاعل الأنيلين مع حمض النيتروز (في وجود حمض الهيدروكلوريك)، يتكون مركب ديازو يحتوي على جزء R-N=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 تفاعلية للمركبات العطرية (انظر العطرية)؛ أثناء الهلجنة، يتم استبدال ذرات الهيدروجين في المواضع أورثو وبارا للمجموعة الأمينية، مما يؤدي إلى ظهور كلوروأنيلين بدرجات متفاوتة من الاستبدال (الشكل 3ب). يؤدي عمل حمض الكبريتيك إلى السلفنة في الموضع الفقرة إلى المجموعة الأمينية، ويتكون ما يسمى بحمض السلفانيليك (الشكل 3 ب).

بما أن الأمينات، كونها مشتقات من الأمونيا، لها بنية مشابهة لها (أي أنها تحتوي على زوج وحيد من الإلكترونات في ذرة النيتروجين)، فإنها تظهر خصائص مشابهة لها. أولئك. الأمينات، مثل الأمونيا، هي قواعد لأن ذرة النيتروجين يمكن أن توفر زوجًا من الإلكترونات لتكوين روابط مع الأنواع التي تعاني من نقص الإلكترون من خلال آلية المانح والمتقبل (بما يلبي تعريف لويس للأساسية).

I. خصائص الأمينات كقواعد (مستقبلات البروتون)

1. المحاليل المائية للأمينات الأليفاتية تظهر تفاعلا قلويا، لأن عندما تتفاعل مع الماء، يتم تشكيل هيدروكسيدات الأمونيوم الألكيل، على غرار هيدروكسيد الأمونيوم:

CH 3 NH 2 + H 2 O CH 3 NH 3 + + OH −

الأنيلين عمليا لا يتفاعل مع الماء.

المحاليل المائية قلوية:

تتشكل رابطة البروتون مع الأمين، كما هو الحال مع الأمونيا، بواسطة آلية المانح والمستقبل بسبب زوج الإلكترون الوحيد لذرة النيتروجين.

الأمينات الأليفاتية هي قواعد أقوى من الأمونيا تعمل جذور الألكيل على زيادة كثافة الإلكترون على ذرة النيتروجين بسبب + أنا-تأثير. لهذا السبب، يتم الاحتفاظ بزوج الإلكترون في ذرة النيتروجين بشكل أقل إحكامًا ويتفاعل بسهولة أكبر مع البروتون.

2. التفاعل مع الأحماض والأمينات تشكل الأملاح:

C 6 H 5 NH 2 + HCl → (C 6 H 5 NH 3) Cl

كلوريد فينيل الأمونيوم

2CH 3 NH 2 + H 2 SO 4 → (CH 3 NH 3) 2 SO 4

كبريتات ميثيل الأمونيوم

الأملاح الأمينية هي مواد صلبة شديدة الذوبان في الماء وقليلة الذوبان في السوائل غير القطبية. عند التفاعل مع القلويات، يتم إطلاق الأمينات الحرة:

الأمينات العطرية هي قواعد أضعف من الأمونيا لأن زوج الإلكترون الوحيد لذرة النيتروجين ينزاح نحو حلقة البنزين، مترافقًا مع إلكترونات π في الحلقة العطرية، مما يقلل من كثافة الإلكترون على ذرة النيتروجين (تأثير -M). على العكس من ذلك، تعتبر مجموعة الألكيل مانحة جيدة لكثافة الإلكترون (+I-effect).

أو

يؤدي انخفاض كثافة الإلكترون على ذرة النيتروجين إلى انخفاض القدرة على استخلاص البروتونات من الأحماض الضعيفة. لذلك، يتفاعل الأنيلين فقط مع الأحماض القوية (حمض الهيدروكلوريك، H2SO4)، ولا يصبغ محلوله المائي عباد الشمس. لون ازرق.

تحتوي ذرة النيتروجين في الجزيئات الأمينية على زوج وحيد من الإلكترونات، يمكنه المشاركة في تكوين الروابط وفقًا لآلية المانح والمستقبل.

أمونيا الأنيلين أمين أولي أمين ثانوي أمين ثالثي

تزداد كثافة الإلكترونات على ذرة النيتروجين.

ونظرًا لوجود زوج وحيد من الإلكترونات في الجزيئات، فإن الأمينات، مثل الأمونيا، تظهر خصائص أساسية.

أمونيا الأنيلين الأمين الأولي الأمين الثانوي

يتم تعزيز الخصائص الأساسية بسبب تأثير نوع وعدد الجذور.

C6H5NH2< NH 3 < RNH 2 < R 2 NH < R 3 N (в газовой фазе)

ثانيا. أكسدة أمين

تتأكسد الأمينات، وخاصة العطرية منها، بسهولة في الهواء. على عكس الأمونيا، يمكن أن تشتعل من اللهب المكشوف. تتأكسد الأمينات العطرية تلقائيًا في الهواء. وبالتالي، يتحول الأنيلين بسرعة إلى اللون البني في الهواء بسبب الأكسدة.

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

4C6H5NH2 + 31O2 → 24CO2 + 14H2O + 2N2

ثالثا. التفاعل مع حمض النيتروز

حمض النيتروز HNO 2 مركب غير مستقر. لذلك، يتم استخدامه فقط في وقت الاختيار. يتشكل HNO 2، مثل جميع الأحماض الضعيفة، بفعل أملاحه (النتريت). حامض قوي:

كنو 2 + حمض الهيدروكلوريك → HNO 2 + بوكل

أو NO 2 − + H + → HNO 2

يعتمد هيكل منتجات التفاعل مع حمض النيتروز على طبيعة الأمين. ولذلك، يستخدم هذا التفاعل للتمييز بين الأمينات الأولية والثانوية والثالثية.

· تشكل الأمينات الأليفاتية الأولية كحولات تحتوي على HNO 2:

R-NH 2 + HNO 2 → R-OH + N 2 + H 2 O

• من الأهمية بمكان تفاعل أزوتة الأمينات العطرية الأولية تحت تأثير حمض النيتروز، الناتج عن تفاعل نتريت الصوديوم مع حامض الهيدروكلوريك. وبعد ذلك يتكون الفينول:

· تتحول الأمينات الثانوية (الأليفاتية والعطرية) تحت تأثير HNO2 إلى مشتقات N-nitroso (مواد ذات رائحة مميزة):

R 2 NH + H-O-N=O → R 2 N-N=O + H 2 O

ألكيل نتروزامين

· التفاعل مع الأمينات الثلاثية يؤدي إلى تكوين أملاح غير مستقرة وليس له أي أهمية عملية.

رابعا. خصائص خاصة:

1. تكوين المركبات المعقدة بالمعادن الانتقالية:

2. إضافة هاليدات الألكيل تضيف الأمينات الهالوكانات لتكوين الملح:

ومن خلال معالجة الملح الناتج بالقلويات، يمكنك الحصول على أمين حر:

V. الاستبدال الإلكتروفيلي العطري في الأمينات العطرية (تفاعل الأنيلين مع ماء البروم أو حمض النيتريك):

في الأمينات العطرية، تسهل المجموعة الأمينية الاستبدال في المواضع أورثو وبارا لحلقة البنزين. لذلك، تحدث هالوجينة الأنيلين بسرعة وفي غياب المحفزات، وتستبدل ثلاث ذرات هيدروجين من حلقة البنزين مرة واحدة، ويترسب راسب أبيض مكون من 2،4،6-ثلاثي بروموأنيلين:

يستخدم هذا التفاعل مع ماء البروم كتفاعل نوعي للأنيلين.

تنتج هذه التفاعلات (البرومة والنترة) في الغالب أورثو- و زوج- المشتقات.

4. طرق إنتاج الأمينات.

1. رد فعل هوفمان. إحدى الطرق الأولى لإنتاج الأمينات الأولية كانت ألكلة الأمونيا مع هاليدات الألكيل:

هذه ليست الطريقة الأفضل، لأن النتيجة هي خليط من الأمينات بجميع درجات الاستبدال:

إلخ. ليس فقط هاليدات الألكيل، ولكن أيضًا الكحوليات يمكن أن تعمل كعوامل مؤلكلة. وللقيام بذلك، يتم تمرير خليط من الأمونيا والكحول على أكسيد الألومنيوم عند درجة حرارة عالية.

2. رد فعل زينين- طريقة ملائمة للحصول على الأمينات العطرية عن طريق تقليل مركبات النيترو العطرية. يتم استخدام ما يلي كعوامل اختزال: H 2 (على محفز). في بعض الأحيان يتم توليد الهيدروجين مباشرة في وقت التفاعل، حيث يتم معالجة المعادن (الزنك والحديد) بحمض مخفف.

2HCl + Fe (رقائق) → FeCl 2 + 2H

ج 6 ح 5 نو 2 + 6 [ ح ] ج 6 ح 5 نه 2 + 2 ح 2 أو.

في الصناعة، يحدث هذا التفاعل عندما يتم تسخين النيتروبنزين بالبخار في وجود الحديد. في المختبر، يتكون الهيدروجين "في لحظة الإطلاق" من تفاعل الزنك مع القلويات أو الحديد مع حمض الهيدروكلوريك. في الحالة الأخيرة، يتم تشكيل كلوريد الأنيلينيوم.

3. الحد من النتريل. استخدم LiAlH 4:

4. نزع الكربوكسيل الأنزيمي للأحماض الأمينية:

5. تطبيق الأمينات.

تستخدم الأمينات في صناعة الأدوية والتخليق العضوي (CH 3 NH 2، (CH 3) 2 NH، (C 2 H 5) 2 NH، إلخ)؛ في إنتاج النايلون (NH 2 -(CH 2) 6 -NH 2 - سداسي ميثيلين ثنائي الأمين)؛ كمادة خام لإنتاج الأصباغ والمواد البلاستيكية (الأنيلين)، وكذلك المبيدات الحشرية.

قائمة المصادر المستخدمة:

1. نظام التشغيل. غابريليان وآخرون الكيمياء. الصف 10. مستوى الملف الشخصي: كتاب مدرسي لمؤسسات التعليم العام. الحبارى، موسكو، 2005؛
2. "معلم الكيمياء" الذي حرره أ.س. إيجوروف؛ "فينيكس"، روستوف على نهر الدون، 2006؛
3. جي إي رودزيتيس، إف جي فيلدمان. الكيمياء الصف العاشر. م.، التعليم، 2001؛
4. https://www.calc.ru/Aminy-Svoystva-Aminov.html
5. http://www.yaklass.ru/materiali?mode=lsntheme&themeid=144
6. http://www.chemel.ru/2008-05-24-19-21-00/2008-06-01-16-50-05/193-2008-06-30-20-47-29.html
7. http://cnit.ssau.ru/organics/chem5/n232.htm

دخل الأمين حياتنا بشكل غير متوقع تمامًا. حتى وقت قريب، كانت هذه مواد سامة، والتي قد يؤدي الاصطدام بها 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 نفكر فيها 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. وهذا هو المنتشر على نطاق واسع في الممارسة الصناعيةبسبب رخص ثمنها.

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 شكل مواد نقية، نادرا 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 الثالث أو الثانوي هو منتج وسيط في إنتاج مختلف المواد العضوية. 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.