165919 (624902), страница 3

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 3)

Подобно аммиаку амины при действии минеральных кислот превращаются в соли:

Основные свойства аминов обусловлены способностью свободных (неподеленных) электронов атомов азота присоединять протон.

Основность аминов тем выше, чем больше электронная плотность на атоме азота (чем выше электронодонорный характер атома азота).

Алифатические амины - более сильные основания, чем аммиак, поскольку алкильные группы обладают +1-эффектом. Их основность последовательно возрастает при переходе от первичных аминов ко вторичным, но несколько падает при переходе к третичным.

Нуклеофильность и основность аминов изменяются, как правило, симбатно: они уменьшаются с уменьшением электроннной плотности на атоме азота или при его пространственном экранировании и увеличиваются с увеличением электронной плотности на атоме азота или с увеличением его доступности. В качестве примера можно привестиосновность метиламинов. По силе основности они располагаются в следующий ряд:

Влияние пространственного фактора на основность и на нуклеофильность аминов наглядно демонстрируется сравнением свойств некоторых вторичных аминов.

Анилин и другие ароматические амины являются слабыми основаниями. В отличие от алифатических аминов они не окрашивают водные растворы лакмуса в синий цвет, т.е. не генерируют гидроксид-анион при взаимодействии с водой. Анилин не образует солей с такими слабыми кислотами, как угольная, синильная, сероводород и др. Гидрохлорид анилина гидролизуется в воде, а сульфат анилина в воде не растворим.

2.2. Методы получения

Восстановление нитросоединений

Восстановление ароматических нитросоединений в сочетании с нитрованием аренов является главным способом получения аминов.

Использование в качестве восстановителя сероводорода позволяет восстанавливать одну из нитрогрупп в динитроаренах:

Аммонолиз галогенуглеводородов

Наиболее очевидный путь синтеза аминов заключается в алкилировании аммиака или амина алкилгалогенидами. Однако, при проведении этой реакции возможно многократное алкилирование:

Недостатком этой реакции является то, что ее трудно остановить на какой-либо стадии. Первичные амины все же можно получать при использовании большого избытка аммиака, например:

Ароматические амины тоже можно получать из арилхлоридов и аммиака, но для этого требуются очень жесткие условия. Однако, если в орто- и пара-положениях к хлору находятся такие сильно электроноакцепторные группы, как нитрогруппа, замещение происходит сравнительно легко, например:

Алкилирование аммиака и аминов спиртами. Так получают метиламины:

В промышленности алкилирование аммиака проводится первичными спиртами в присутствии хромита меди или окиси алюминия и других катализаторов при ЗОО°С. При этом образуется смесь аминов, которую далее разделяют ректификацией:

Алкилирование анилина обычно ведется спиртами в присутствии кислот, причем получают смесь N-алкил- и диалкиланилинов:

Фталимидный метод Габриэля.

Аммонолиз алкилгалогенидов и алкилирование аммика спиртами приводят к образованию смесей аминов, разделение которых представляет большую трудность. Индивидуальные первичные амины можно получать фталимидным методом Габриэля:

Восстановление алкилазидов

Восстановление алкилазидов, получаемых взаимодействием алкилгалогенидов с азидом натрия также приводит к образованию индивидуальных первичных аминов:

Восстановительное аминирование альдегидов и кетонов

Многие альдегиды и кетоны превращаются в амины при нагревании с аммиаком и водородом в присутствии катализатора гидрирования:

Расщепление амидов по Гофману

Реакция проходит по следующему механизму:

Первичные амины могут быть получены при действии на амиды брома в щелочной среде:

В осстановление нитрилов

Нитрилы при действии восстановителей или водорода в присутствии катализаторов превращаются в первичные амины:

Г идрирование азотсодержащих гетероциклических соединений

При гидрировании пиррола образуется пирролидин;

Пиридин восстанавливается водородом в момент выделения в пиперидин:

Реакции аминов

Алкилирование алкилгалогенидами (реакция Меншуткина)

Амины бурно реагируют с алкилгалогенидами, образуя смеси аминов и солей четвертичных аммониевых оснований:

Соли четвертичных аммониевых оснований переводят в щелочной среде в сами основания. Последние можно выделить, обрабатывая соль четвертичного аммониевого основания влажным оксидом серебра:

Термическое разложение четвертичных аммониевых оснований (по Гофману) приводит к образованию алкенов с крайним расположением двойной связи:

Окисление

Третичные амины могут быть окислены пероксидом вродорода или надкислотами в N-оксиды:

Реакция проводится в метаноле при обычной температуре. При нагревании N-оксиды расщепляются с образованием алкена и дизамещенного гидроксиламина:

При этом метильные группы при атоме азота не затрагиваются. Этим пользуются при получении алкенов определенного строения (реакция Коупа):

Ацилирование

Подобно аммиаку первичные и вторичные амины реагируют с ацильными соединениями:

Так, при действии на анилин уксусного ангидрида образуется ацетанилид:

Изоцианаты

При действием на первичные амины фосгена (фосгенирование) образуются изоцианаты:

В последнее время изоцианаты стали получать действием на нитро со единения окиси углерода в присутствии катализатора:

При взаимодействии изоцианатов со спиртами образуются карбаматы или уретаны:

Э ластомерное волокно лайкра (спандекс) получают при переработке полиуретана, синтезируемого из гексаметилендиизоцианата и 1,4-бутандиола:

Образование шиффовых оснований

При слабом нагревании ароматических первичных аминов с ароматическими альдегидами легко получаются так называемые основания Шиффа. В такую же реакцию первичные амины вступают не только с альдегидами, но и с некоторыми кетонами. Общее название образующихся продуктов - азометины. При действии разбавленных кислот азометины подвергаются гидролизу.

Замещение ароматических аминов в кольцо

Амино и алкиламиногруппы -NH₂, -NHR и -NR являются сильными ориентантами первого рода. Активация бензольного кольца аминогруппой столь велика, что при галогенировании ароматических аминов атомы галогенов стремятся занять все орто- и пара-положения:

Ацетамидогруппа -NHCOCH₃ также является ориентантом первого рода, хотя и более слабым, чем аминогруппы. Один атом галогена можно ввести, если аминогруппу предварительно проацилировать, а затем снять ацильную группу гидролизом:

Нитрование аминов сопровождается их окислением, поэтому перед нитрованием аминогруппу защищают, переводя ее в амидную группу, полученный нитроамид далее гидролизуют в нитроамин:

П ри сульфировании анилина концентрированной серной кислотой сначала образуется сульфат анилиния, при нагревании которого до 180-200°С образуется л-изомер анилинсульфокислоты (основной продукт), называемой сульфаниловой кислотой:

Молекула сульфаниловой кислоты включает и основание, и кислоту, и поэтому она существует в виде диполярного иона (цвиттериона). Сульфаниловая кислота имеет большое значение как элемент структуры сульфамидных препаратов, являющихся производными амида сульфаниловой кислоты (сульфаниламида). Их получают по схеме:

Взаимодействие аминов с азотистой кислотой

Азотистая кислота сама по себе при обычной температуре неустойчива, поэтому ее генерируют в момент проведения реакции из солей:

Первичные (1°), вторичные (2 °) и третичные (3°) амины как жирного, так и ароматического рядов различаются по своему поведению в реакциях с азотистой кислотой. Первичные алифатические амины реагируют с азотистой кислотой с образованием совершенно неустойчивых солей диазония, разлагающихся с выделением азота и образованием карбокатионов:

Первичные ароматические амины реагируют с азотистой кислотой с образованием относительно устойчивых солей диазония:

Названия солей диазония образуются путем добавления окончания диазоний к названию арильного радикала с указанием названия аниона. При взаимодействии вторичных алифатических и ароматических аминов с азотистой кислотой реакция останавливается на стадии образования нитрозоминов:

При нагревании ароматических нитрозоаминов они изомеризуются с переходом нитрозогруппы от азота к кольцу (перегруппировка Фишера-Хеппа):

Третичные алифатические амины на холоде образуют с азотистой кислотой соли. Третичные жирноароматические амины при действии азотистой кислоты претерпевают реакцию замещения в кольцо с образованием окрашенных в зеленый цвет нитрозоариламинов:

Диазо- и азосоединения

Органические соединения, содержащие в молекуле два атома азота, связанные кратной связью и не входящие в циклическую систему, могут относиться как к азо-, так и диазо соединениям. В случае диазосоединений два атома азота соединены лишь с одним углеводородным радикалом Ar-N₂+Cr, а в случае азосоединений - с двумя Ar-N=N-Ar Азосоединения интенсивно окрашены. В зависимости от структуры молекулы они могут быть окрашены в интенсивно желтый, оранжевый, красный, синий или даже зеленый цвет. Примерно половина используемых в настоящее время красителей являются азокрасителями. Диазосо единения называют как соли арилдиазониев. Азосоединения называют двумя путями - как производные азобензола;

Характеристики

Список файлов курсовой работы