Загальна формула амінів

Амі́ни — нітрогеновмісні органічні хімічні сполуки, похідні амоніаку (NH3), в якому атоми гідрогену заміщені однією чи багатьма групами інших атомів — вуглеводневими радикалами.

Загальний описРедагувати

Якщо амін створений заміщенням одного атома гідрогену в NH3, він називається первинним аміном (формула RNH2), якщо двох — вторинним аміном (R2NH), а якщо трьох — третинним аміном (R3N). Четвертинні аміни мають чотири замісники при атомі нітрогену, внаслідок чого атом нітрогену в цих амінах має електричний заряд +1.

Залежно від природи радикалів аміни називаються: аліфатичними, ароматичними та гетероциклічними. Нижчі аліфатичні аміни — гази, вищі — рідини й тверді речовини. Аміни з коротким радикалом добре розчинюються у воді, зі збільшенням довжини вуглеводневого радикалу розчинність амінів зменшується. Найважливішим ароматичним аміном є анілін.

ОтриманняРедагувати

Оскільки в амінів атом нітрогену у найнищому ступені окиснення (-3), їх отримують відновленням інших нітрогеновмісних органічних сполук (нітро- та нітрозосполук, а також алкілгідроксиламінів, нітрилів тощо). Потрібен нікелевий каталізатор:

 

 

Ще можна отримати алкілюванням аміаку. Для цього до аміаку додають йодметан. Потім до солі, що утворилася, додають аміак:

 

Аміак також можна алкілювати за допомогою спиртів. Цим способом можна отримати і первинні, і вторинні, і третинні аміни:

 

 

 

Ще аміак можна додавати до альдегідів та кетонів:

 

Для отримання вторинних амінів замість аміаку використовують первинні аміни, а для третинних — вторинні.

Аміни також отримують дією на аміди розчинів брому (хлору) у гідроксиді калію (натрію). Реакція протікає в декілька етапів:

  1. Спочатку молекула брому взаємодіє з амідом, заміщуючи атом гідрогену на атом брому:   (луг нейтралізує кислоту, яка утворилася)
  2. Далі гідроксид калію розпадається на іони. Гідроксид-іон відриває від молекули, що утворилася, протон, а його місце займає іон калію:  
  3. Потім від цієї молекули відщеплюється бромід калію:  
  4. Молекула, яка залишилася, нестабільна, тому атом нітрогену переходить у місце між радикалом та карбонілом:  
  5. До цієї молекули приєднується молекула води, яка утворилася на другому етапі реакції. Атом оксигену приєднується до карбонільної групи, утворюючи вуглекислий газ, а два атома гідрогену — до атома нітрогену:  

Хімічні властивостіРедагувати

Основні властивостіРедагувати

Аміни проявляють основні властивості через наявність у атома нітрогену неподіленої електронної пари. При взаємодії з кислотами утворюють амонієві солі:

 

Основні властивості в амінів проявляються сильніше, ніж в аміаку. У вторинних вони проявляються сильніше, ніж у первинних, а у третинних ще сильніше. Це пов'язано з +I-еффектом радикалів: електронна густина на атомі нітрогену збільшується, внаслідок чого нітроген сильніше притягує протон.

Взаємодія з нітритною кислотоюРедагувати

Однією з важливих реакцій аліфатичних амінів є взаємодія їх з HNO2: первинні аміни при цьому утворюють спирти, вторинні — нітрозаміни, третинні не реагують. Ароматичні первинні аміни з HNO2 утворюють діазосполуки.

 

 

Реакція протікає у декілька етапів:

  1. Спочатку нітритна кислота приєднує протон, утворюючи протоновану кислоту  .
  2. Далі ця протонована кислота може розпастися на нітрозій-катіон та воду:  
  3. Нітрозій-катіон приєднується до іншої молекули HNO2, утворюючи триоксид діазоту:  
  4. Триоксид діазоту розпадається на О-N=O та N=O. O-N=O відщеплює атом гідрогену від аміногрупи, а нітрозогрупа приєднується на його місце, утворюючи нітрозамін:     На цьому етапі реакція для вторинних амінів завершується. У подальших етапах беруть участь лише первинні аміни.
  5. Нітрозамін, що утворився, може перейти в діазогідрат:  
  6. Діазогідрат приєднує протон, а потім від цього катіона відщеплюється вода:  
  7. Від нітрена, який утворився, відщеплюється азот:  
  8. До радикал-іона приєднується молекула води, утворюючи оксонієвий катіон, від якого відривається протон:  

ЗастосуванняРедагувати

Аміни широко використовуються в анілофарбувальній та фармацевтичній промисловості, наприклад, як складники реагентів при флотації та масляній агломерації (грануляції, флокуляції) вугілля.

Див. такожРедагувати

ДжерелаРедагувати

ПосиланняРедагувати