Aminami dipanggil derivatif ammonia di mana satu, dua atau tiga atom hidrogen digantikan oleh radikal hidrokarbon.
Bergantung kepada bilangan radikal hidrokarbon, terdapat utama , menengah Dan tertiari amina Terdapat juga garam ammonium kuaternari Dan alasan , yang merupakan terbitan ion ammonium di mana keempat-empat atom hidrogen digantikan oleh radikal organik. Mengikut sifat radikal, amina dibahagikan kepada alifatik Dan aromatik.
Untuk amina, nama berdasarkan radikal-berfungsi , dan bukan mengikut tatanama pengganti.
Nama generik amina merujuk kepada sebatian RNH 2 , RR"NH dan RR"R"N, yang masing-masing merupakan amina primer, sekunder dan tersier. Dalam erti kata yang lebih luas, amina juga termasuk sebatian yang mengandungi kumpulan -NH- dalam gelang.
Tajuk amina primer dibentuk dengan menambahkan akhiran -amin kepada nama radikal R (kaedah A) atau kepada nama struktur induk (kaedah b). Oleh itu, sebatian CH 3 CH 2 CH 2 NH 2 akan dipanggil propylamine (A) atau propanamine-1 (b). Cara A biasanya digunakan untuk terbitan sebatian ringkas, dan kaedah b - untuk sambungan kitaran yang kompleks. Dalam satu cara A Prinsip menggantikan atom hidrogen dalam molekul ammonia, yang secara rasminya merupakan struktur induk, digunakan. Pada dasarnya, ia adalah serupa dengan prinsip tatanama fungsi radikal, tetapi dalam peraturan IUPAC ia merujuk kepada penggantian.
Dalam kes di mana kumpulan -NH 2 tidak senior, ia dilambangkan dengan awalan amino -:
Sesetengah amina kekal remeh temeh tajuk:
Diamina dan poliamina utama, di mana semua kumpulan amino dilekatkan pada rantai alifatik atau teras kitaran, dinamakan dengan menambahkan akhiran - diamine , -triamin dan lain-lain kepada nama struktur induk atau radikal multivalen. Nama remeh "benzidine" kekal.
simetri menengah Dan amina tertier dipanggil dengan menambah awalan darab di- atau tiga- kepada nama-nama radikal alkil dengan akhiran -amin. Sebatian tidak simetri dinamakan sebagai derivatif tersubstitusi F bagi amina primer, dan sebatian dengan radikal yang lebih kompleks diambil sebagai amina primer asal:
Radikal amina RNH-, R 2 N-, RR"N- dipanggil kumpulan amino tergantikan atau satu huruf ditambah kepada nama remeh amina O:
Amina alifatik bawah ialah gas atau cecair dengan bau yang serupa dengan ammonia. Homolog tinggi amina alifatik dan amina aromatik ialah cecair atau pepejal. Amina membentuk ikatan hidrogen lemah dan sekutu lemah, jadi takat didihnya lebih rendah daripada alkohol dan asid karboksilik dengan bilangan atom karbon yang sama, tetapi lebih tinggi daripada aldehid atau eter. Amina alifatik yang lebih rendah sangat larut dalam air dengan peningkatan bilangan radikal hidrokarbon dan panjangnya, keterlarutan berkurangan. Amina aromatik kurang larut dalam air.
wakil rakyat.
Aniline - C 6 H 5 NH 2 ialah cecair tidak berwarna dengan bau samar, sama seperti bau benzena, apabila berdiri di udara ia teroksida dengan agak cepat dan memperoleh warna kuning-coklat dan bau yang tidak menyenangkan. Toksik.
Lebih separuh daripada aniline yang dihasilkan dibelanjakan untuk pengeluaran penstabil dan pemecut pemvulkanan getah. Bidang kedua yang paling penting dalam penggunaannya ialah pengeluaran isosianat yang digunakan untuk menghasilkan poliuretana. Ia juga digunakan dalam pengeluaran pewarna pelbagai kelas, ubat-ubatan, bahan fotografi dan produk perlindungan tumbuhan. Di negara kita, aniline digunakan untuk menghasilkan kaprolaktam.
N-methylaniline(monomethylaniline) - C 6 H 5 NHCH 3 - ialah cecair berminyak kuning dengan ketumpatan 0.98 g/cm 3, larut dalam petrol, alkohol dan eter. Tugas utama monomethylaniline adalah untuk mendapatkan sifat letupan yang diperlukan bagi petrol semasa pengeluarannya. Di samping itu, apabila ia ditambah kepada bahan api, nombor oktana produk dan keramahan alam sekitarnya dikawal.
Dimethylaniline - C 6 H 5 N(CH 3) 2 - amina aromatik lemak tertier, cecair tidak berwarna. Ia digunakan dalam pengeluaran resin poliester dan dalam sintesis organik. Dimethylaniline digunakan dalam sintesis pewarna (hijau malachite, biru metilena, dsb.), bahan letupan, dsb.
Toluidines - CH 3 C 6 H 4 NH 2 - sebatian kristal tidak berwarna dengan bau yang pelik di udara mereka cepat teroksida dan menjadi gelap. Diperolehi dengan pengurangan nitrotoluene. Ia digunakan dalam pengeluaran pewarna pelbagai kelas (triphenylmethane, azo, thiazine, pewarna sulfur), serta untuk pengeluaran kresol. Toluidines, seperti beberapa amina aromatik lain, adalah toksik dan karsinogenik.
Phenetidin (ethoxyanilines, aminophenetols) - NH 2 –C 6 H 4 –OC 2 H 3 (orto-, para- dan meta-) - ialah cecair. Digunakan dalam penghasilan sebatian nitrogen; n-phenetidine juga digunakan dalam sintesis ubat (phenacetin, rivanol). Phenetidines menyebabkan keracunan apabila terkena kulit dan penyedutan wap, menjejaskan hati dan buah pinggang.
Difenilamin ((N-fenil)-aniline) - (C 6 H 5) 2 NH - hablur tidak berwarna yang menjadi gelap dalam cahaya. Diphenylamine ialah produk permulaan dalam penghasilan antioksidan untuk polimer; penstabil dan phlegmatizer bagi rintangan haba dan cuaca bagi nitrat selulosa, termasuk serbuk piroksilin; produk perantaraan dalam sintesis triarilmetana dan pewarna azo, racun serangga; Perencat kakisan untuk keluli lembut. Digunakan dalam kimia analitik untuk mengesan ion sebagai penunjuk redoks.
Ciri-ciri spektrum.
spektroskopi IR . Kedudukan jalur penyerapan kumpulan amino dalam spektrum ditentukan oleh keadaan merekodkan spektrum (dalam bentuk pepejal, keadaan cecair, dalam larutan atau fasa gas) dan bergantung kepada sama ada kumpulan amino bebas (tidak berkaitan) atau sama ada ia mengambil bahagian dalam pembentukan ikatan hidrogen antara dan intramolekul.
Jalur serapan yang disebabkan oleh getaran regangan ikatan N-H muncul dalam spektrum IR di kawasan 3500-3200 cm -1. Amina primer mempunyai dua jalur serapan. Frekuensi yang lebih tinggi adalah disebabkan oleh getaran regangan N-H yang tidak simetri, frekuensi yang lebih rendah disebabkan oleh yang simetri. Dalam spektrum amina dalam larutan cair dalam pelarut lengai, kedua-dua jalur sempit ini diperhatikan pada 3500 dan 3400 cm -1. Amina sekunder mempunyai satu jalur penyerapan yang sepadan dengan getaran regangan N-H. Untuk amina alifatik dalam pelarut lengai, ia diperhatikan di kawasan 3350-3310 cm -1 dalam spektrum amina campuran Ar-NH-Alk, jalur penyerapan N-H terletak pada frekuensi yang lebih tinggi 3450 cm -1.
Jika kumpulan amino mengambil bahagian dalam ikatan hidrogen antara atau intramolekul (dalam keadaan pepejal atau cecair, dalam larutan pekat), maka jalur serapan getaran regangan N-H beralih ke bahagian frekuensi rendah. Walau bagaimanapun, peralihan ini tidak begitu ketara. Amina primer yang berkaitan memberikan jalur serapan di kawasan 3420-3330 cm -1 (v asNH 2) dan 3330-3250 cm -1 (v sNH 2), yang sekunder - di kawasan 3300-3150 cm -1. Dengan perkaitan yang tidak lengkap, jalur kumpulan amino bebas dan berkaitan boleh diperhatikan secara serentak, oleh itu, di kawasan 3500-3200 cm -1 mungkin terdapat lebih daripada dua jalur ciri amina primer, dan lebih daripada satu ciri jalur bagi yang sekunder.
Getaran ubah bentuk kumpulan amino diperhatikan di kawasan 1650-1500 dan 950-650 cm -1. Amina primer mempunyai jalur serapan getaran ubah bentuk satah intensiti purata 1650-1580 cm -1, amina sekunder mempunyai jalur serapan intensiti lemah dalam julat 1600-1500 cm -1. Apabila ikatan hidrogen terbentuk, frekuensi getaran lentur meningkat.
Amina juga mempunyai jalur serapan untuk getaran regangan C-N. Dalam amina alifatik, getaran ini sepadan dengan penyerapan di kawasan 1250-1020 cm -1 keamatan sederhana, dalam amina aromatik - penyerapan sengit dalam julat frekuensi 1340-1260 cm -1.
Interaksi amina dengan asid menyebabkan perubahan kuat dalam spektrum. Dalam garam amina primer, getaran N-H sepadan dengan jalur kuat yang luas di kawasan 3100-2600 cm -1. Garam amina sekunder dan tertier mempunyai penyerapan yang kuat di kawasan 2700-2250 cm -1. Garam amina boleh dikenal pasti lagi dengan getaran lentur. Garam amina primer menyerap dalam julat 1600-1575 dan 1550-1500 cm -1, garam amina sekunder - dalam julat 1620-1560 cm -1.
spektroskopi PMR . Isyarat proton kumpulan NH bagi amina alifatik dan kitaran diperhatikan dalam julat 0.5-3.0 ppm, amina aromatik - pada 3.0-5.0 ppm Oleh kerana amina boleh membentuk ikatan hidrogen, kedudukan isyarat bergantung pada amina kepekatan, sifat pelarut dan suhu. Proton daripada kumpulan NH boleh ditukar dengan deuterium, dan apabila air berat D2O ditambah kepada sampel, isyarat ini hilang.
Kumpulan amino, yang terkonjugasi dengan cincin benzena, meningkatkan ketumpatan elektron dalam orto- Dan sepasang -kedudukan cincin, yang membawa kepada penyaringan proton yang sepadan dan pencampuran isyarat mereka ke dalam medan yang lebih kuat berbanding benzena. Dalam spektrum amina NMR, isyarat proton aromatik mewakili gandaan kompleks.
Spektroskopi elektron . Amina alifatik tidak menyerap sinar UV . Konjugasi kumpulan amino dengan cincin benzena membawa kepada anjakan bathochromic yang ketara bagi jalur penyerapan benzena dengan peningkatan dalam keamatannya. Adalah dipercayai bahawa, bersama-sama dengan peralihan π→π* tempatan bagi gelang benzena, peralihan dengan pemindahan cas daripada kumpulan penderma kepada gelang (aniline) menyumbang kepada penyerapan ini Aniline di kawasan berhampiran-UV mempunyai dua jalur serapan - 230 nm dan 280 nm.
Amina: sifat asid-bes; sifat nukleofilik – tindak balas alkilasi amina dan ammonia, garam ammonium kuaterner, pendedahan -kitaran oksida amina dengan pembentukan alkohol amino.
Sifat kimia.
Dalam molekul amina alifatik, atom nitrogen berada dalam keadaan sp 3 -hibridisasi, jadi mereka, seperti ammonia, mempunyai konfigurasi piramid. Contohnya, sudut ikatan C-N-C dalam trimethylamine ialah 108° dan sangat hampir dengan sudut H-N-H dalam molekul ammonia.
Secara teorinya, amina sekunder dan tertier dengan radikal hidrokarbon berbeza boleh wujud dalam bentuk enansiomer, tetapi amina alifatik dan aromatik biasa belum lagi diasingkan sebagai enansiomer individu. Ini dijelaskan oleh fakta bahawa molekul ammonia dan amina sentiasa mengalami penyongsangan piramid, yang harus dianggap sebagai pembalikan konfigurasi yang cepat. Penyongsangan dilakukan melalui keadaan peralihan trigonal (di tengah rajah):
Dalam molekul amina aromatik, pasangan elektron tunggal atom nitrogen dikonjugasikan dengan π -elektron cincin aromatik, akibatnya amplitud yang mana penyongsangan piramid berlaku berkurangan dengan ketara.
Garam ammonium kuaternari, yang mempunyai empat radikal berbeza, boleh diasingkan kepada bentuk enansiomerik individu, iaitu bentuk ini secara konfigurasi stabil. Oleh itu, allylbenzylmethylphenylammonium iodide diasingkan dalam bentuk enansiomer individu, setiap satunya mempunyai aktiviti optik:
Sifat asas.
Amina, seperti ammonia, mempamerkan sifat asas, yang disebabkan oleh kehadiran dalam molekul atom nitrogen dengan pasangan elektron tunggal. Apabila berinteraksi dengan asid, amina ditukar menjadi garam ammonium :
Garam amina, tidak seperti garam onium lain, adalah stabil secara hidrolitik, sangat larut dalam air, mudah terhablur daripada larutan akueus dan, sebagai peraturan, lebih stabil daripada bes bebas. Banyak bahan perubatan yang tergolong dalam kelas amina digunakan dalam bentuk garam dengan mineral dan, lebih jarang, asid organik.
Amina alifatik - alasan yang kukuh . Larutan akueus amina bersifat alkali kepada litmus:
Ia boleh dijangka bahawa amina tertier dengan tiga substituen alkil yang mempunyai kesan +I akan menjadi bes yang lebih kuat daripada amina sekunder dan primer. Walau bagaimanapun, faktor sterik yang menentukan kebolehcapaian pusat utama untuk diserang oleh proton mempunyai kesan sebaliknya. Semakin banyak radikal atom nitrogen dan semakin bercabang, semakin kuat pasangan elektron tunggal atom nitrogen terlindung dan semakin sukar interaksinya dengan proton. Oleh itu, bes terkuat hendaklah amina primer dan sekunder dengan radikal yang agak pendek dan tidak bercabang. Penyelesaian (interaksi molekul terlarut dengan molekul pelarut) mempunyai kesan ke atas keasaman yang serupa dengan pengaruh faktor sterik, kerana dengan peningkatan bilangan dan percabangan radikal hidrokarbon, keupayaan kation ammonium yang digantikan (asid konjugat) untuk mengikat molekul pelarut berkurangan.
Banyak data eksperimen tidak sesuai dengan skema yang agak mudah yang digariskan di atas. Oleh itu, penaakulan spekulatif semata-mata tidak boleh berfungsi sebagai asas yang boleh dipercayai untuk meramalkan asas perbandingan amina alifatik. Dalam amalan, seseorang boleh dibimbing oleh fakta bahawa nilai pK BH+ kebanyakan amina alifatik berada dalam julat yang agak sempit: dari 10.6 hingga 11.2. Perbezaan kecil dalam keasaman ini tidak memberikan kelebihan yang ketara kepada mana-mana amina dalam tindak balas protonasi kompetitif.
Asas amina aromatik adalah jauh lebih rendah daripada amina alifatik. Ini dijelaskan oleh fakta bahawa pasangan elektron tunggal atom nitrogen memasuki p,π-konjugasi dengan elektron cincin benzena:
Substituen dalam gelang memberi kesan ketara kepada keasaman: substituen penderma elektron meningkatkannya, dan substituen penarik elektron mengurangkannya.
Jika sepasang elektron tunggal dialihkan daripada konjugasi kerana halangan sterik, keasaman amina meningkat dengan ketara. Oleh itu, radikal alkil besar N,N-diisopropylaniline tidak boleh terletak pada satah yang sama dengan gelang benzena kerana tolakan bersama dengan atom hidrogen dalam kedudukan orto, oleh itu keasamannya (pK BH + 7.4) adalah lebih tinggi dengan ketara daripada anilin. Halangan sterik yang serupa timbul dalam N,N-dialkylanilines, yang pada masa yang sama mempunyai substituen dalam kedudukan 2 dan 6. Dalam molekul 1,8-bis(dimethylamino)naftalena, kedua-dua kumpulan dimethylamino juga tidak boleh terletak dalam satah yang sama dengan sistem aromatik, dan sebatian ini mempunyai keasaman tinggi yang mengejutkan (рKвн + 12.4), bentuk terprotonasinya adalah stabil kerana fakta bahawa proton dipegang teguh oleh pasangan elektron tunggal dua atom nitrogen.
Sifat berasid.
Sifat NH-asid amina dinyatakan pada tahap yang lebih rendah daripada yang asas. Untuk amina primer dan sekunder alifatik dan aromatik pK A mempunyai nilai 30-35. Oleh itu, satu-satunya asid yang lebih lemah daripada amina ialah alkana. Amin mempamerkan sifat berasid hanya dengan kehadiran bes yang sangat kuat , seperti, sebagai contoh, sebatian organologam, dan ditukar menjadi amida logam (jangan dikelirukan dengan amida asid karboksilik dan sulfonik!):
Amida logam alkali adalah bes yang sangat kuat dan digunakan dalam sintesis organik.
Sifat nukleofilik.
Sifat nukleofilik amina, seperti yang asas, adalah disebabkan oleh kehadiran sepasang elektron tunggal pada atom nitrogen. Beberapa tindak balas di mana amina mengambil bahagian sebagai reagen nukleofilik akan lebih jauh dan telah berlaku sebelum ini. Ini adalah alkilasi amina [(1)], interaksi dengan sebatian karbonil [(2)], dan asilasi dengan derivatif asid karboksilik [(3)]:
Alkilasi. Amina, seperti ammonia, mengalami alkilasi dengan alkana halogen. Alkilasi ammonia membawa kepada pembentukan amina sekunder terbentuk daripada amina primer; Garam ammonium tersubstitusi yang terbentuk semasa tindak balas menukar proton dengan ammonia atau amina, jadi tindak balas alkilasi menghasilkan campuran amina dengan bilangan radikal alkil yang berbeza:
Tindak balas alkilasi jarang boleh dihentikan pada mana-mana peringkat tertentu disebabkan oleh fakta bahawa perbezaan dalam nukleofilis dan keasaman amina primer, sekunder dan tertier tidak cukup ketara untuk menjejaskan perbezaan dalam kadar tindak balas alkilasi amina yang berlainan darjah penggantian. .
Dalam industri, ammonia dan amina yang lebih rendah dialkilasi dengan alkohol yang lebih rendah dalam fasa gas pada suhu 300-500 °C di atas oksida aluminium, silikon, torium, kromium, dll. Ini menghasilkan campuran amina primer, sekunder dan tertier. Kaedah ini digunakan untuk menghasilkan terutamanya metil dan etilamin:
Tindak balas amina dengan epoksida. Apabila amina primer dan sekunder bertindak balas dengan epoksida (okiran), pembukaan nukleofilik cincin α-oksida tiga anggota yang tegang berlaku dan alkohol β-amino terbentuk. Dalam epoksida yang digantikan, serangan nukleofilik berlaku, sebagai peraturan, pada atom karbon yang paling sedikit digantikan daripada cincin oksida ( pemerintahan Krasuski ):
Amina ialah sebatian organik yang dianggap sebagai derivatif ammonia, di mana atom hidrogen (satu, dua atau tiga) digantikan oleh radikal hidrokarbon. Amina dibahagikan kepada primer, sekunder, tertier bergantung kepada bilangan atom hidrogen yang digantikan oleh radikal:
| utama | menengah | tertiari |
| amina | amina | amina |
Terdapat juga analog organik garam ammonium - ini adalah garam kuaternari seperti [ R 4 N ] + Cl - .
Bergantung kepada sifat radikal, amina boleh alifatik(had dan tidak terhad), alisiklik, aromatik atau campuran.
Amina alifatik tepu
Formula am amina alifatik tepu C n N 2 n +3 N .
Struktur. /> Atom nitrogen dalam molekul amina berada dalam keadaansp 3 -hibridisasi. Tiga daripada empat orbital hibrid terlibat dalam pembentukan ikatan σ N - C dan N - H , orbital keempat mengandungi sepasang elektron tunggal, yang menentukan sifat asas amina.Nama amina biasanya dihasilkan dengan menyenaraikan radikal hidrokarbon (dalam susunan abjad) dan menambah akhiran -amina, sebagai contoh:
Substituen yang menderma elektron (radikal hidrokarbon tepu) meningkatkan ketumpatan elektron pada atom nitrogen dan meningkatkan sifat asas amina, oleh itu amina sekunder adalah bes yang lebih kuat daripada yang primer, kerana dua radikal mencipta ketumpatan elektron yang lebih besar pada atom nitrogen daripada satu. Dalam amina tertier, faktor spatial memainkan peranan penting: tiga radikal menyekat pasangan elektron atom nitrogen dan menghalang interaksinya dengan molekul lain, oleh itu keasaman amina tertier adalah kurang daripada yang primer atau sekunder.
Pemalar asas ammonia dan amina rendah: X + H 2 O 
XH + + OH -
Isomerisme amina berkaitan dengan struktur rangka karbon dan kedudukan kumpulan amino:
Di samping itu, amina primer, sekunder dan tertier yang mengandungi bilangan atom karbon yang sama adalah isomer antara satu sama lain, contohnya:
CH 3 -CH 2 -NH 2 CH 3 -NH-CH 3
ethylamine dimethylamine
Nomenklatur.
C 2 H 5 - NH 2 CH 3 - NH - C 2 H 5 (CH 3 ) 3 N
ethylamine metilethylamine trimethylamine
Menurut sistem lain, nama amina primer adalah berdasarkan nama hidrokarbon induk dan menambahkan akhiran -amina yang menunjukkan bilangan atom karbon yang dikaitkan dengan kumpulan amino.
Sifat fizikal. />Methylamine, dimethylamine dan trimethylamine adalah gas, ahli tengah siri alifatik adalah cecair, dan anggota yang lebih tinggi adalah pepejal. Ikatan hidrogen yang lemah terbentuk antara molekul amina dalam fasa cecair, itulah sebabnya takat didih amina lebih tinggi daripada hidrokarbon yang sepadan.
Amina juga membentuk ikatan hidrogen yang lemah dengan air, jadi amina yang lebih rendah sangat larut dalam air apabila rangka karbon berkembang, keterlarutan dalam air berkurangan. Amina yang lebih rendah mempunyai ciri bau "hanyir", manakala amina yang lebih tinggi tidak berbau.
Amin- terbitan organik ammonia, dalam molekul yang mana satu, dua atau ketiga-tiga atom hidrogen digantikan oleh sisa karbon.
Biasanya terdapat tiga jenis amina:
Amina di mana kumpulan amino terikat terus kepada cincin aromatik dipanggil amina aromatik.
Wakil paling mudah bagi sebatian ini ialah aminobenzena, atau anilin:
Ciri membezakan utama struktur elektronik amina ialah kehadiran pasangan elektron tunggal pada atom nitrogen yang termasuk dalam kumpulan berfungsi. Ini menyebabkan amina mempamerkan sifat asas.
Terdapat ion yang merupakan hasil penggantian formal semua atom hidrogen dalam ion ammonium oleh radikal hidrokarbon:
Ion ini terdapat dalam garam yang serupa dengan garam ammonium. Mereka dipanggil garam ammonium kuaterner.
Isomerisme dan tatanama amina
1. Amina dicirikan oleh isomerisme struktur:
A) isomerisme rangka karbon:
b) isomerisme kedudukan kumpulan berfungsi:
2. Amina primer, sekunder dan tertiari adalah isomer antara satu sama lain (isomerisme antara kelas):
Seperti yang dapat dilihat daripada contoh yang diberikan, untuk menamakan amina, substituen yang berkaitan dengan atom nitrogen disenaraikan (mengikut urutan keutamaan) dan akhiran ditambah - amina.
Sifat fizikal amina
Amina paling ringkas (methylamine, dimethylamine, trimethylamine) adalah bahan gas. Baki amina yang lebih rendah adalah cecair yang larut dengan baik di dalam air. Mereka mempunyai bau ciri yang mengingatkan ammonia.
Amina primer dan sekunder mampu membentuk ikatan hidrogen. Ini membawa kepada peningkatan ketara dalam takat didihnya berbanding dengan sebatian yang mempunyai berat molekul yang sama tetapi tidak dapat membentuk ikatan hidrogen.
Aniline ialah cecair berminyak, mudah larut dalam air, mendidih pada suhu 184 °C.
Sifat kimia amina
Sifat kimia amina ditentukan terutamanya oleh kehadiran pasangan elektron tunggal pada atom nitrogen.
Amin sebagai asas. Atom nitrogen kumpulan amino, seperti atom nitrogen dalam molekul ammonia, disebabkan oleh pasangan elektron tunggal, boleh membentuk ikatan kovalen mengikut mekanisme penderma-penerima, bertindak sebagai penderma. Dalam hal ini, amina, seperti ammonia, mampu melekatkan kation hidrogen, iaitu, bertindak sebagai asas:
1. Tindak balas amion dengan air membawa kepada pembentukan ion hidroksida:
2. Tindak balas dengan asid. Ammonia bertindak balas dengan asid untuk membentuk garam ammonium. Amina juga mampu bertindak balas dengan asid:
Sifat asas amina alifatik lebih ketara daripada ammonia. Ini disebabkan oleh kehadiran satu atau lebih substituen alkil penderma, kesan induktif positif yang meningkatkan ketumpatan elektron pada atom nitrogen. Peningkatan ketumpatan elektron mengubah nitrogen menjadi penderma pasangan elektron yang lebih kuat, yang meningkatkan sifat asasnya:
Pembakaran amion. Amina terbakar di udara untuk membentuk karbon dioksida, air dan nitrogen:
Penggunaan amina
Amina digunakan secara meluas untuk menghasilkan ubat dan bahan polimer. Aniline ialah sebatian terpenting dalam kelas ini, yang digunakan untuk penghasilan pewarna anilin, ubat (ubat sulfonamida), dan bahan polimer (resin formaldehid anilin).
Pengelasan amina adalah berbeza-beza dan ditentukan oleh ciri struktur mana yang diambil sebagai asas.
Bergantung kepada bilangan kumpulan organik yang dikaitkan dengan atom nitrogen, terdapat:
amina primer satu kumpulan organik pada nitrogen RNH 2
amina sekunder dua kumpulan organik pada nitrogen R 2 NH, kumpulan organik boleh berbeza R "R" NH
amina tertier tiga kumpulan organik pada nitrogen R 3 N atau R"R"R""N
Berdasarkan jenis kumpulan organik yang dikaitkan dengan nitrogen, alifatik CH 3 N6H 5 N dibezakan
Berdasarkan bilangan kumpulan amino dalam molekul, amina dibahagikan kepada monoamina CH 3 NH 2, diamina H 2 N(CH 2) 2 NH 2, triamin, dll.
Nomenklatur amina.
perkataan "amina" ditambah kepada nama kumpulan organik yang dikaitkan dengan nitrogen, dan kumpulan tersebut disebut dalam susunan abjad, contohnya, CH 3 NHC 3 H 7 metilpropilamin, CH 3 N (C 6 H 5) 2 metildifenilamina. Peraturan juga membenarkan nama itu digubah berdasarkan hidrokarbon di mana kumpulan amino dianggap sebagai substituen. Dalam kes ini, kedudukannya ditunjukkan menggunakan indeks berangka: C 5 H 3 C 4 H 2 C 3 H(NH 2) C 2 H 2 C 1 H 3 3-aminopentane (indeks berangka biru atas menunjukkan susunan penomboran bagi atom C). Bagi sesetengah amina, nama remeh (dipermudahkan) telah dikekalkan: C 6 H 5 NH 2 anilin (nama mengikut peraturan tatanama ialah fenilamin).
Dalam sesetengah kes, nama yang telah ditetapkan digunakan, yang merupakan nama betul yang diherotkan: H 2 NCH 2 CH 2 OH monoethanolamine (2-aminoethanol dengan betul); (OHCH 2 CH 2) 2 NH dietanolamin, nama yang betul ialah bis(2-hydroxyethyl)amine. Nama-nama remeh, terherot dan sistematik (disusun mengikut peraturan tatanama) selalunya wujud bersama dalam kimia.
Sifat fizikal amina.
Wakil pertama siri amina metilamina CH 3 NH 2, dimetilamina (CH 3) 2 NH, trimetilamina (CH 3) 3 N dan etilamina C 2 H 5 NH 2 adalah gas pada suhu bilik, kemudian dengan peningkatan bilangan daripada atom dalam R, amina menjadi cecair, dan dengan pertambahan panjang rantai R hingga 10 C atom bahan kristal. Keterlarutan amina dalam air berkurangan apabila panjang rantai R bertambah dan bilangan kumpulan organik yang dikaitkan dengan nitrogen bertambah (peralihan kepada amina sekunder dan tertier). Bau amina menyerupai bau ammonia yang lebih tinggi (dengan R besar) boleh dikatakan tidak berbau.
Sifat kimia amina.
Keupayaan tersendiri amina untuk melekatkan molekul neutral (contohnya, hidrogen halida HHal, dengan pembentukan garam organoammonium, serupa dengan garam ammonium dalam kimia tak organik. Untuk membentuk ikatan baharu, nitrogen menyediakan pasangan elektron tunggal, bertindak sebagai penderma. Proton H + yang terlibat dalam pembentukan ikatan (daripada hidrogen halida) memainkan peranan sebagai penerima (penerima), ikatan sedemikian dipanggil penderma-penerima (Rajah 1 Ikatan kovalen NH yang terhasil adalah setara sepenuhnya dengan ikatan NH yang terdapat dalam amina.
Amina tertier juga menambah HCl, tetapi apabila garam yang terhasil dipanaskan dalam larutan asid, ia terurai, dan R terbelah daripada atom N:
(C 2 H 5) 3 N+ HCl ® [(C 2 H 5) 3 N H]Cl
[(C 2 H 5) 3 N H]Cl ® (C 2 H 5) 2 N H + C 2 H 5 Cl
Apabila membandingkan kedua-dua tindak balas ini, adalah jelas bahawa kumpulan C 2 H 5 dan H kelihatan berubah tempat, akibatnya, amina sekunder terbentuk daripada amina tertier.
Melarutkan dalam air, amina menangkap proton dengan cara yang sama, akibatnya ion OH muncul dalam larutan, yang sepadan dengan pembentukan persekitaran alkali, yang boleh dikesan menggunakan penunjuk konvensional.
C2H5 N H 2 + H 2 O ® + + OH
Dengan pembentukan ikatan penderma-penerima, amina boleh menambah bukan sahaja HCl, tetapi juga haloalkil RCl, dengan itu membentuk ikatan NR baru, yang juga bersamaan dengan yang sedia ada. Jika kita mengambil amina tertier sebagai bahan permulaan, kita memperoleh garam tetraalkylammonium (empat kumpulan R pada satu atom N):
(C 2 H 5) 3 N+ C 2 H 5 I ® [(C 2 H 5) 4 N]Saya
Garam-garam ini, larut dalam air dan beberapa pelarut organik, terurai (terpecah), membentuk ion:
[(C 2 H 5) 4 N]I ® [(C 2 H 5) 4 N] + + Saya
Penyelesaian sedemikian, seperti semua larutan yang mengandungi ion, mengalirkan arus elektrik. Dalam garam tetraalkylammonium, halogen boleh digantikan dengan kumpulan H O:
[(CH 3) 4 N]Cl + AgOH ® [(CH 3) 4 N]OH + AgCl
Tetrametilamonium hidroksida yang terhasil ialah bes yang kuat dengan sifat yang serupa dengan alkali.
Amina primer dan sekunder bertindak balas dengan asid nitrus HON=O, tetapi mereka bertindak balas dengan cara yang berbeza. Alkohol primer terbentuk daripada amina primer:
C2H5 N H2+H N O 2 ® C 2 H 5 OH + N 2 +H 2 O
Tidak seperti amina primer, amina sekunder membentuk kuning, nitrosamin yang tidak larut dengan asid nitrus - sebatian yang mengandungi serpihan >NN = O:
(C 2 H 5) 2 N H+H N O 2 ® (C 2 H 5) 2 N N=O + H2O
Amina tertier tidak bertindak balas dengan asid nitrus pada suhu biasa, jadi asid nitrus ialah reagen yang membolehkan seseorang membezakan antara amina primer, sekunder dan tertier.
Apabila amina terkondensasi dengan asid karboksilik, amida asid terbentuk - sebatian dengan serpihan C(O)N
Pemeluwapan amina dengan aldehid dan keton membawa kepada pembentukan yang dipanggil bes Schiff - sebatian yang mengandungi serpihan N=C2.
Apabila amina primer berinteraksi dengan fosgen Cl 2 C=O, sebatian dengan kumpulan N=C=O terbentuk, dipanggil isosianat (Rajah 2D, penyediaan sebatian dengan dua kumpulan isosianat).
Antara amina aromatik, yang paling terkenal ialah anilin (fenilamin) C 6 H 5 NH 2. Sifatnya adalah serupa dengan amina alifatik, tetapi keasasannya kurang jelas dalam larutan akueus ia tidak membentuk persekitaran beralkali. Seperti amina alifatik, ia boleh membentuk garam ammonium [C 6 H 5 NH 3 ] + Cl dengan asid mineral kuat. Apabila anilin bertindak balas dengan asid nitrus (dengan kehadiran HCl), sebatian diazo yang mengandungi serpihan RN=N terbentuk dalam bentuk garam ionik yang dipanggil garam diazonium (Rajah 3A). Oleh itu, interaksi dengan asid nitrus tidak berjalan dengan cara yang sama seperti dalam kes amina alifatik. Cincin benzena dalam anilin mempunyai ciri kereaktifan sebatian aromatik ( cm. AROMATICITY), semasa halogenasi, atom hidrogen masuk ortho- Dan sepasang-kedudukan kepada kumpulan amino diganti, menghasilkan kloroanilin dengan tahap penggantian yang berbeza-beza (Rajah 3B). Tindakan asid sulfurik membawa kepada sulfonasi dalam sepasang-kedudukan kepada kumpulan amino, asid sulfanilik yang dipanggil terbentuk (Rajah 3B).
Penyediaan amina.
Apabila ammonia bertindak balas dengan haloalkil, seperti RCl, campuran amina primer, sekunder dan tertier terbentuk. Hasil sampingan HCl yang terhasil bergabung dengan amina untuk membentuk garam ammonium, tetapi jika terdapat lebihan ammonia, garam akan terurai, membolehkan proses itu diteruskan kepada pembentukan garam ammonium kuaternari (Rajah 4A). Tidak seperti alkil halida alifatik, aril halida, contohnya, C 6 H 5 Cl, bertindak balas dengan ammonia dengan kesukaran yang besar hanya boleh dilakukan dengan pemangkin yang mengandungi kuprum. Dalam industri, amina alifatik diperoleh melalui interaksi pemangkin alkohol dengan NH 3 pada 300-500 ° C dan tekanan 1-20 MPa, menghasilkan campuran amina primer, sekunder dan tertier (Rajah 4B).
Apabila aldehid dan keton berinteraksi dengan garam ammonium asid formik HCOONH 4, amina primer terbentuk (Rajah 4C), dan tindak balas aldehid dan keton dengan amina primer (dengan kehadiran asid formik HCOOH) membawa kepada amina sekunder (Rajah 1). .4D).
Sebatian nitro (mengandungi kumpulan NO 2) apabila reduksi membentuk amina primer. Kaedah ini, yang dicadangkan oleh N.N. Zinin, sedikit digunakan untuk sebatian alifatik, tetapi penting untuk pengeluaran amina aromatik dan membentuk asas untuk pengeluaran industri aniline (Rajah 4D).
Amina jarang digunakan sebagai sebatian individu sebagai contoh, polietilenapoliamin [-C 2 H 4 NH-] digunakan dalam kehidupan seharian. n(nama dagangan PEPA) sebagai pengeras untuk resin epoksi. Kegunaan utama amina adalah sebagai produk perantaraan dalam penyediaan pelbagai bahan organik. Peranan utama adalah aniline, berdasarkan mana pelbagai pewarna aniline dihasilkan, dan "pengkhususan" warna telah ditubuhkan pada peringkat mendapatkan aniline itu sendiri. Aniline ultra-tulen tanpa homolog dipanggil dalam industri "aniline untuk biru" (bermaksud warna pewarna masa depan). "Aniline untuk merah" mesti mengandungi, sebagai tambahan kepada aniline, campuran ortho- Dan sepasang-toluidine (CH 3 C 6 H 4 NH 2).
Diamine alifatik adalah sebatian permulaan untuk pengeluaran poliamida, contohnya, nilon (Rajah 2), yang digunakan secara meluas untuk pembuatan gentian, filem polimer, serta komponen dan bahagian dalam kejuruteraan mekanikal (gear poliamida).
Daripada diisosianat alifatik (Rajah 2) poliuretana diperoleh, yang mempunyai kompleks sifat penting dari segi teknikal: kekuatan tinggi digabungkan dengan keanjalan dan rintangan lelasan yang sangat tinggi (tapak kasut poliuretana), serta lekatan yang baik kepada pelbagai bahan (poliuretana). pelekat). Ia juga digunakan secara meluas dalam bentuk berbuih (buih poliuretana).
Ubat anti-radang sulfonamides disintesis berdasarkan asid sulfanilik (Rajah 3).
Garam diazonium (Rajah 2) digunakan dalam bahan fotosensitif untuk fotokopi, yang memungkinkan untuk mendapatkan imej yang memintas fotografi halida perak konvensional ( cm. MENYALIH HITAM).
Mikhail Levitsky
Amin- terbitan organik ammonia, dalam molekul yang mana satu, dua atau ketiga-tiga atom hidrogen digantikan oleh sisa karbon.
Biasanya terpencil tiga jenis amina:
Amina di mana kumpulan amino terikat terus kepada cincin aromatik dipanggil amina aromatik.
Wakil paling mudah bagi sebatian ini ialah aminobenzena, atau anilin:
Ciri membezakan utama struktur elektronik amina ialah kehadiran atom nitrogen, yang merupakan sebahagian daripada kumpulan berfungsi, pasangan tunggal. Ini menyebabkan amina mempamerkan sifat asas.
Terdapat ion yang merupakan hasil penggantian formal semua atom hidrogen dalam ion ammonium oleh radikal hidrokarbon:
Ion ini terdapat dalam garam yang serupa dengan garam ammonium. Mereka dipanggil garam ammonium kuaterner.
Isomerisme dan tatanama
1. Amina dicirikan oleh isomerisme struktur:
A) isomerisme rangka karbon:
b) isomerisme kedudukan kumpulan berfungsi:
2. Amina primer, sekunder dan tertier adalah isomer antara satu sama lain ( isomerisme antara kelas):
Seperti yang dapat dilihat daripada contoh yang diberikan, untuk menamakan amina, substituen yang berkaitan dengan atom nitrogen disenaraikan (mengikut urutan keutamaan) dan akhiran ditambah. -amin.
Sifat fizikal amina
Amina yang paling mudah(methylamine, dimethylamine, trimethylamine) - bahan gas. Selebihnya amina yang lebih rendah- cecair yang larut dengan baik dalam air. Mereka mempunyai bau ciri yang mengingatkan ammonia.
Amina primer dan sekunder mampu membentuk ikatan hidrogen. Ini membawa kepada peningkatan ketara dalam takat didihnya berbanding dengan sebatian yang mempunyai berat molekul yang sama tetapi tidak dapat membentuk ikatan hidrogen.
Aniline ialah cecair berminyak, mudah larut dalam air, mendidih pada suhu 184 °C.
Aniline
Sifat kimia amina ditentukan dalam terutamanya disebabkan oleh kehadiran sepasang elektron tunggal pada atom nitrogen.
Amin sebagai asas. Atom nitrogen kumpulan amino, seperti atom nitrogen dalam molekul ammonia, disebabkan oleh pasangan elektron tunggal boleh membentuk ikatan kovalen melalui mekanisme penderma-penerima, bertindak sebagai penderma. Dalam hal ini, amina, seperti ammonia, mampu melekatkan kation hidrogen, iaitu, bertindak sebagai asas:
1. Tindak balas amion dengan air membawa kepada pembentukan ion hidroksida:
Larutan amina dalam air mempunyai tindak balas alkali.
2. Tindak balas dengan asid. Ammonia bertindak balas dengan asid untuk membentuk garam ammonium. Amina juga mampu bertindak balas dengan asid:
Sifat asas amina alifatik lebih jelas daripada ammonia. Ini disebabkan oleh kehadiran satu atau lebih substituen alkil penderma, kesan induktif positif yang meningkatkan ketumpatan elektron pada atom nitrogen. Peningkatan ketumpatan elektron mengubah nitrogen menjadi penderma pasangan elektron yang lebih kuat, yang meningkatkan sifat asasnya:
Pembakaran amion. Amina terbakar di udara untuk membentuk karbon dioksida, air dan nitrogen:
Sifat kimia amina - ringkasan
Penggunaan amina
Amina digunakan secara meluas untuk mendapatkan ubat-ubatan, bahan polimer. Aniline ialah sebatian terpenting dalam kelas ini, yang digunakan untuk penghasilan pewarna anilin, ubat (ubat sulfonamida), dan bahan polimer (resin formaldehid anilin).
Bahan rujukan untuk mengambil ujian:
Jadual berkala
Jadual keterlarutan