химический каталог




Органическая химия

Автор А.П.Лузин, С.Э.Зурабян, Н.А.Тюкавкина и др.

нные с атомом азота, и добавляя название класса — амин. В приведенных ниже примерах названия первичных аминов даны по заместительной и радикально-функциональной (в скобках) номенклатуре. Названия вторичных и третичных аминов здесь и далее даны только по радикально-функциональной номенклатуре.

CH.NH, CH.NHCH,CH, MciaiiaMini (McriimuijuiMiiii) (Трнметил- 2-Мегилпропанамии (мешламин) амин) (изобутиламин)

204

Если в состав соединения входят две или три аминогруппы, то при составлении названия по заместительной номенклатуре применяют умножительные приставки ди- или три- к суффиксу -амин (-диамин, -триамин) с последующим указанием цифрами положения ами-групп в молекуле. Неразветвленные первичные алифатические ди-ины называют по радикально-функциональной номенклатуре, взяв за основу число метиленовых —СН,— групп между двумя амино-уппами.

H,NCH,CH,CH,CH,NH,

Бутаиднамии-1,4 (тетрамешленднамнн)

H,NCH,CH,CH,CH ,CH,NH,

Пенгашшамнн-! ,5 (цента метилендиамин)

Задание 6.1. Назовите по радикально-функциональной номенклатуре следующие амнны. CH.(CH,),NH,; С,Н NHC Н , CH.NH(CH,).CH.; CH.,).CNH,. ' " '

Названия ароматических аминов строят на основе названия ро-юначального представителя ряда — анилина. Ароматические диами-1ы часто называют фенилендиаминами.

NH;

N02

2-Нитроанилин (о-нитроанилин)

NH2

NH2

1,2-Диаминобенеол to-фенилендиамин)

H2N

NH2

NH2

1,3-Диаминобенэол (м -фенилендиамин)

1 4-Диаминобензол (л-фенилендиамин)

В случае смешанных аминов, у которых один из радикалов ароматический, а другой алифатический, за основу названия берут анилин и чтобы подчеркнуть, что алкильная группа связана с атомом азота, а не является заместителем в бензольном кольце, перед названием алифатического радикала ставят букву N (сравните 2-этилани-лин и N-этиланилин).

ОС.

2-Этиланилин

NHC2H5

/С2Н5

С2Н5

N-Этиланилин

N.N-Диэтиланилин

Задание 6.2. Назовите по замесмггелыюй и радикально-функциональной номенклатуре следующие амины: C(H,NHCH,; С^Н^СН,),

205

Структурная изомерия алифатических аминов обусловлена изомерией углеводородных радикалов и изомерией положения аминогруппы, как это видно на примере аминов с углеводородным радикалом

Изомерия углеводородного радикала

СН3СН2СН2СН2 NH2 СН3СН2СНСН3

Nri2

Бутанамин-| Бутанамин- q

сн3снсн2 Nri2 СН3

2 Метилпропанамин-

Изомерия положения аминогруппы

Необходимо отметить, что все представленные изомеры являются первичными аминами, хотя аминогруппа в них связана как с первичным, так и со вторичным атомами углерода (сравните с понятием первичные, вторичные и третичные спирты).

Задание 6.3. Какой вид изомерии характерен для монозамещенных производных анилина? Напишите изомеры хлораннлпна и назовите их по заместительной номенклатуре.

6.1.2. СПОСОБЫ ПОЛУЧЕНИЯ

В молекулах аминов атом азота находится в низшей степени окисления, поэтому многие методы получения аминов включают в себя реакции восстановления азотсодержащих соединений других классов. Кроме того, амины получают из соединений, в которых азот находится в степени окисления -3, например из аммиака, аминов, амидов и т. п.

Получение нз галогеналканов. При взаимодействии галогеналканов с аммиаком происходит нуклеофильное замещение галогена на аминогруппу и образуются амины (см. 4$4.2). Эту реакцию можно рассматривать как аммонолиз галогеналканов, а также как а л -килирование аммиака и аминов. В результате реакции обычно образуется смесь первичного, вторичного, третичного аминов и соль четвертичного аммониевого основания. В результате действия аммиака на галогеналкан первоначально образуется аммониевая соль, которая под действием основания (другой молекулы аммиака) превращается в свободный первичный амин.

206

c2h5i

I + 1 NH3

* NHa lc2H5NH3j Г C2H5NH2

Иодэтан — Этиламмоний— Этиламин

иодид

Образовавшийся этиламин далее может реагировать с еще одной молекулой иодэтана с образованием вторичного амина — диэтил-амина. Алкилирование диэтиламина приведет к третичному амину — триэтиламину, который в свою очередь превращается в соответствующую четвертичную аммониевую соль — тетраэтиламмонийиодид.

Задание 6.4. Напишите схемы реакций последовательного превращения эшламипа в тетраэтиламмонийиодид.

Получение из нитросоединений. При восстановлении нитросоединений — органических веществ, содержащих в молекуле нитрогруп-пу —NO,, — образуются первичные амины. В качестве восстановителей используют железо в присутствии хлороводородной кислоты, а также сероводород и сульфиды. Нитросоединения часто восстанавливают путем каталитического гидрирования.

Этот способ имеет важное значение для синтеза ароматических аминов в связи с тем, что непосредственно ввести аминогруппу в ароматическое кольцо очень сложно (следует отметить, что в последнее время разработан способ превращения фенола в анилин под действием аммиака в присутствии катализаторов). Впервые синтетический анилин был получен восстановлением нитробензола Н. Н. Зини-ным (1842), и эта реакция известна как реакция Зинина. Реакция протекает через промежуточное образование нитрозосоедине-н и й — веществ, в состав молекулы которых входит нитрозогруп-па —N = 0.

C,H,NO, -Щ* CH,N=0 C,H,NH,

ft 5 2 ь 5 <> i 2

Нитро- Нитрозо- Анилин бензол бензол

Задание 6.5. Напишите схему реакции восстановления .и-хлорннтро-бепзола и назовите конечный продукт реакции.

Николай Николаевич Зниин (1812—1880) — академик, возглавлял кафедру общей химии Мсдпко-хнрургическоп академии в Петербурге, ор-гаппзаюр н первый президент Русского химическою общества. Известен своими работами в облает аромашческнх шпросоеднненнй

207

L

Получение из нитрилов. При восстановлении нитрилов — соединений, содержащих в молекуле цианогруппу —C=N, — также получаются первичные амины

М

СН3— seN -»- СН3 H2-NH2

Этанонитрил Этиламин

Задание 6.6. Напишите схему реакции восстановления пропанонитри-ла и назовите полученный продукт.

Получение из амидов. Обработка амидов (см. 8 1.4.3) галогенами в щелочной среде позволяет получать первичные амины без примесей вторичных и третичных аминов.

СН,—CONH2+ Br2+ 4NaOH-> СН.—NH..+ NaaCO.+ 2NaBr + Н,0

Ацетамид Метиламин

6.1.3. ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА

Метиламин, диметиламин и триметиламин — газы, средние члены гомологического ряда аминов — жидкости, высшие — твердые вещества (табл. 6.1) Низшие амины хорошо растворимы в воде, с ростом длины углеводородного радикала растворимость аминов падает. Низшие амины имеют резкий неприятный запах, напоминающий запах селедочного рассола. Высшие амины либо не имеют запаха, либо пахнут очень слабо

Ароматические амины — высококипящие жидкости или твердые вещества, обладают своеобразным запахом, отличающимся от запаха алифатических аминов; плохо растворимы в воде Амины в заметных количествах образуются при гниении органических остатков, содержащих белки. Ряд аминов образуется в организме человека и животных из а-аминокислот под действием ферментов Такие амины принято называть биогенными аминами.

Связь N—Н в молекуле амина поляризована вследствие большей электроотрицательности атома азота по «равнению с водородом Поэтому первичные и вторичные амины, подобно спиртам, склонны к образованию водородных связей. Поскольку электроотрицательность атома азота меньше, чем атома кислорода, амины образуют менее прочные ассоциаты и имеют более низкие температуры кипения, чем соответствующие спирты. Например, температура кипения этанола 78 °С, а этиламина — 17°С. Третичные амины не способны к ассоциации и их температуры кипения существенно ниже, чем пер-

208

" а б л и ц а 6 1 Амины

Отдельные представители Физические свойства название структурная формула т нл °С г кип,°С

Алифатические

Метиламин CH3NH2 —92 —6

Этиламин C2HsNH2 —80 17

Диметиламин (CH3)2NH —96 7,5

Диэтиламии (C2H>)2NH —39 55

Триметиламин (CHi)iN —117 3

Триэтиламин (C2H5)3N —115 89

Бензиламин C6HsCH2NH2 185

Ароматические

Анилин Cf,H5NH2 —6 184

Дифениламин (Cr,Hs)2NH 53 302

Алициклическне

Циклогексиламин Cf.HnNHi — 18 134

Смешанные

N-Метиланилин GiHsNHChb —57 196

N,N-Димe7llлaнилин С*Н^(СНз)2 -» St 194

вичных и вторичных аминов с тем же числом атомов углерода. Так, температура кипения триэтиламина 89 "С, а его структурного изомера н-гексиламина — 133 "С

Задание 6.7. Почему третичные амины не могут образовывать ассоциаты?

| —

6.1.4. ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА

|

Атом азота обладает большей электроотрицательностью, чем атом углерода или водорода. Поэтому в молекуле аминов связи С—N и iN—Н поляризованы.

Нуклеофильныи ;*! j центр '

r-ch2—n'

209

Однако полярность этих связей не так сильно выражена, как, например, связей С—О и О—Н в спиртах. Поэтому связи С—N и N—Н в аминах менее склонны к гетеролитическому разрыву. Вследствие этого для аминов не характерны реакции нуклеофильного замещения аминогруппы, и амины не склонны отщеплять протон, т. е. проявлять свойства кислот.

Химическое поведение аминов определяется наличием у атома азота неподеленной пары электронов. Эта пара электронов обусловливает то, что амины активно выступают в роли нуклеофилов, а также являются сильными органическими основаниями (акцепторами протона).

6.1.4.1. Основные свойства

Амины, как и аммиак, проявляют ярко выраженные свойства оснований, что обусловлено наличием в молекуле амина атома азота, имеющего неподеленную пару электронов. Алифатические амины всегда более сильные основания, чем ароматические. В ароматических аминах неподеленная пара электронов атома азота аминогруппы находится в р,я-сопряжении с я-электронами бензольного кольца. Неподеленная пара электронов атома азота, участвуя в сопряжении, становится менее склонной к образованию ковалентной связи с протоном. Помимо этого, плохая сольватируемость ароматических соединений в протонных растворителях и большой объем ароматического радикала т

страница 34
< К СПИСКУ КНИГ > 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82

Скачать книгу "Органическая химия" (12.1Mb)


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]  [прайс-листы]  [форум]  [обратная связь]

 

 

Реклама
планшет в прокат
Рекомендуем компанию Ренесанс - железная лестница на второй этаж - надежно и доступно!
кресло руководителя 781
временное хранение вещей и мебели москва

Рекомендуемые книги

Введение в химию окружающей среды.

Книга известных английских ученых раскрывает основные принципы химии окружающей среды и их действие в локальных и глобальных масштабах. Важный аспект книги заключается в раскрытии механизма действия природных геохимических процессов в разных масштабах времени и влияния на них человеческой деятельности. Показываются химический состав, происхождение и эволюция земной коры, океанов и атмосферы. Детально рассматриваются процессы выветривания и их влияние на химический состав осадочных образований, почв и поверхностных вод на континентах. Для студентов и преподавателей факультетов биологии, географии и химии университетов и преподавателей средних школ, а также для широкого круга читателей.

Химия и технология редких и рассеянных элементов.

Книга представляет собой учебное пособие по специальным курсам для студентов химико-технологических вузов. В первой части изложены основы химии и технологии лития, рубидия, цезия, бериллия, галлия, индия, таллия. Во второй части книги изложены основы химии и технологии скандия, натрия, лантана, лантаноидов, германия, титана, циркония, гафния. В третьей части книги изложены основы химии и технологии ванадия, ниобия, тантала, селена, теллура, молибдена, вольфрама, рения. Наибольшее внимание уделено свойствам соединений элементов, имеющих значение в технологии. В технологии каждого элемента описаны важнейшие области применения, характеристика рудного сырья и его обогащение, получение соединений из концентратов и отходов производства, современные методы разделения и очистки элементов. Пособие составлено по материалам, опубликованным из советской и зарубежной печати по 1972 год включительно.

 

 



Рейтинг@Mail.ru Rambler's Top100

Copyright © 2001-2012
(10.12.2016)