تمام خواص شیمیایی آمین ها خواص شیمیایی آمین ها خواص فیزیکی آمین ها

بیماری ها

I. با توجه به تعداد رادیکال های هیدروکربنی در مولکول آمین:

آمین های اولیه R-NH 2

(مشتقات هیدروکربن ها که در آن اتم هیدروژن با یک گروه آمینه -NH 2 جایگزین می شود)

II. با توجه به ساختار رادیکال هیدروکربنی:

آلیفاتیک، به عنوان مثال: C2H5 -NH2 اتیلامین

آمین های اولیه نهایی

فرمول عمومی C n H 2n + 1 NH 2 (n ≥ 1). یا CnH 2n+3 N (n≥ 1)

نامگذاری

نام آمین ها (به ویژه ثانویه و ثالث) معمولاً بر اساس نامگذاری رادیکال-عملکردی، فهرست کردن رادیکال ها به ترتیب حروف الفبا و اضافه کردن نام کلاس - آمین ذکر می شود. نام آمین های اولیه با توجه به نامگذاری جایگزین از نام هیدروکربن اصلی و پسوند - آمین ساخته شده است.

CH 3 -NH 2 متان آمین (متیل آمین)

CH 3 -CH 2 -NH 2 اتانامین (اتیلامین)

آمین های اولیه اغلب به عنوان مشتقات هیدروکربن ها شناخته می شوند که در مولکول های آن یک یا چند اتم هیدروژن با گروه های آمینه NH 2 جایگزین می شود. گروه آمینه به عنوان یک جایگزین در نظر گرفته می شود و محل آن با یک عدد در ابتدای نام مشخص می شود. به عنوان مثال:

H 2 N-CH 2 -CH 2 -CH 2 -CH 2 -NH 2 1،4 - دی آمینو بوتان.

آنیلین (فنیل آمین) C 6 H 5 NH 2 مطابق با این روش آمینو بنزن نامیده می شود.

سری همولوگ آمین های اشباع

CH 3 NH 2 - متیل آمین (آمین اولیه)، (CH 3) 2 NH - دی متیل آمین (آمین ثانویه)، (CH 3) 3 N - تری متیل آمین (آمین سوم) و غیره.

ایزومریسم

ایزومریسم ساختاری

اسکلت کربنی که با C 4 H 9 NH 2 شروع می شود:

موقعیت های گروه آمینو، که با C 3 H 7 NH 2 شروع می شود:

ایزومریسم گروه آمینه مرتبط با تغییر در درجه جایگزینی اتم های هیدروژن با نیتروژن:

ایزومریسم فضایی

ایزومری نوری ممکن است، با شروع C 4 H 9 NH 2:

ایزومرهای نوری (آینه ای) ایزومرهای فضایی هستند که مولکول های آنها به عنوان یک جسم و یک تصویر آینه ای ناسازگار (مانند دست چپ و راست) با یکدیگر مرتبط هستند.

خواص فیزیکی

آمین های محدود کننده کمتر مواد گازی هستند. اعضای میانی سری همولوگ مایع هستند. آمین های بالاتر جامد هستند. متیل آمین دارای بوی آمونیاک است، سایر آمین های پایین دارای بوی تند و نامطبوعی هستند که یادآور بوی آب نمک شاه ماهی است.

با افزایش رادیکال هیدروکربنی، آمین های پایین بسیار محلول در آب هستند. آمین ها در طی تجزیه باقی مانده های آلی حاوی پروتئین تشکیل می شوند. تعدادی از آمین ها در بدن انسان و حیوان از اسیدهای آمینه (آمین های بیوژنیک) تشکیل می شوند.

خواص شیمیایی

آمین ها، مانند آمونیاک، خواص مشخصی از بازها را نشان می دهند، که به دلیل حضور در مولکول های آمین های یک اتم نیتروژن با یک جفت تک الکترون است.

1. تعامل با آب

محلول های آمین ها در آب واکنش قلیایی دارند.

2. برهمکنش با اسیدها (تشکیل نمک)

آمین ها از نمک های خود تحت تأثیر قلیایی ها آزاد می شوند:

Cl + NaOH → CH 3 CH 2 NH 2 + NaCl + H 2 O

3. احتراق آمین ها

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

4. واکنش با اسید نیتروژن (تفاوت بین آمین های اولیه و آمین های ثانویه و سوم)

تحت تأثیر HNO 2، آمین های اولیه با آزاد شدن نیتروژن به الکل تبدیل می شوند:

C 2 H 5 NH 2 + HNO 2 → C 2 H 5 OH + N 2 + H 2 O

روش های به دست آوردن

1. برهمکنش هالوآلکان ها با آمونیاک

CH 3 Br + 2NH 3 → CH 3 NH 2 + NH 4 Br

2. برهمکنش الکل ها با آمونیاک

(در عمل، این واکنش ها مخلوطی از آمین های اولیه، ثانویه، سوم و یک نمک پایه آمونیوم چهارتایی تولید می کنند.)

آمین ها ترکیبات آلی هستند که از مشتقات آمونیاک در نظر گرفته می شوند که در آن اتم های هیدروژن (یک، دو یا سه) با رادیکال های هیدروکربنی جایگزین می شوند. بسته به اینکه چند اتم هیدروژن با رادیکال جایگزین شود آمین ها به اولیه، ثانویه و سوم تقسیم می شوند:

آنالوگ های آلی نمک های آمونیوم نیز وجود دارد - اینها هستند نمک های چهارتاییمانند [ R 4 N ] + Cl - .

بسته به ماهیت رادیکال ها، آمین ها می توانند باشند آلیفاتیک(محدود و غیرمحدود) alicyclic، معطر یا مخلوط.

آمین های آلیفاتیک اشباع شده

فرمول کلی آمین های آلیفاتیک اشباع C n N 2 n +3 N .

ساختار. /> اتم نیتروژن در مولکول های آمین در یک حالت استsp 3 -هیبریداسیون سه اوربیتال از چهار اوربیتال هیبریدی در تشکیل پیوند σ دخیل هستند N - C و N - H اوربیتال چهارم حاوی یک جفت الکترون است که ویژگی های اساسی آمین ها را تعیین می کند.نام آمین‌ها معمولاً با فهرست کردن رادیکال‌های هیدروکربنی (به ترتیب حروف الفبا) و افزودن پایان -amine تولید می‌شوند، برای مثال:

جایگزین‌های اهداکننده الکترون (رادیکال‌های هیدروکربن اشباع) چگالی الکترون روی اتم نیتروژن را افزایش می‌دهند و خواص پایه آمین‌ها را افزایش می‌دهند، بنابراین آمین‌های ثانویه پایه‌های قوی‌تری نسبت به اولیه‌ها هستند، زیرا دو رادیکال چگالی الکترونی بیشتری روی اتم نیتروژن ایجاد می‌کنند. در آمین های سوم، عامل فضایی نقش مهمی ایفا می کند: سه رادیکال جفت الکترون اتم نیتروژن را مسدود می کنند و مانع از تعامل آن با سایر مولکول ها می شوند، بنابراین بازی آمین های سوم کمتر از آمین های اولیه یا ثانویه است.

ثابت پایه آمونیاک و آمین های پایین تر: X + H 2 O XH + + OH -

ایزومریسم آمین ها به ساختار اسکلت کربن و موقعیت گروه آمینه مربوط می شود:

علاوه بر این، آمین های اولیه، ثانویه و سوم که حاوی تعداد اتم های کربن یکسانی هستند با یکدیگر ایزومر هستند، به عنوان مثال:

CH 3 -CH 2 -NH 2 CH 3 -NH-CH 3

اتیلام دی متیل آمین

نامگذاری.

C 2 H 5 - NH 2 CH 3 - NH - C 2 H 5 (CH 3 ) 3 N
اتیلامین متیل اتیلامین تری متیل آمین

بر اساس سیستم دیگری، نام آمین های اولیه بر اساس نام هیدروکربن اصلی و افزودن انتهای -amine است که نشان دهنده تعداد اتم کربن مرتبط با گروه آمینه است.

خواص فیزیکی . />متیل آمین، دی متیل آمین و تری متیل آمین گازها، اعضای میانی سری آلیفاتیک مایع و اعضای بالاتر جامد هستند. پیوندهای ضعیف هیدروژنی بین مولکول های آمین در فاز مایع تشکیل می شود، به همین دلیل است که نقطه جوش آمین ها از هیدروکربن های مربوطه بالاتر است.

آمین ها همچنین پیوندهای هیدروژنی ضعیفی را با آب تشکیل می دهند، بنابراین آمین های پایین تر در آب بسیار محلول هستند، همانطور که اسکلت کربن رشد می کند، حلالیت در آب کاهش می یابد. آمین های پایین دارای بوی «ماهی» هستند، در حالی که آمین های بالاتر بی بو هستند.

امینمیمشتقات آمونیاکی نامیده می شوند که در آن یک، دو یا سه اتم هیدروژن با رادیکال های هیدروکربنی جایگزین می شوند.

بسته به تعداد رادیکال های هیدروکربنی، وجود دارد اولیه , ثانویه و درجه سوم آمین ها نیز وجود دارد نمک های آمونیوم چهارتایی و زمینه ها که مشتقاتی از یون آمونیوم هستند که در آن هر چهار اتم هیدروژن با رادیکال های آلی جایگزین می شوند. با توجه به ماهیت رادیکال، آمین ها به دو دسته تقسیم می شوند آلیفاتیک و معطر

برای آمین ها، نام بر اساس رادیکال-عملکردی و نه بر اساس نامگذاری جایگزین.

نام ژنریک آمین ها به ترکیبات RNH 2، RR"NH و RR"R"N اطلاق می شود که به ترتیب آمین های اولیه، ثانویه و سوم هستند. در معنای وسیع تر، آمین ها همچنین شامل ترکیبات حاوی یک گروه -NH- در حلقه هستند.

عناوین آمین های اولیه با افزودن پسوند تشکیل می شود -آمین به نام رادیکال R (روش الف) یا به نام ساختار والد (روش ب). بنابراین، ترکیب CH 3 CH 2 CH 2 NH 2 پروپیلامین نامیده می شود (الف) یا پروپانامین-1 (ب). راه الف معمولاً برای مشتقات ترکیبات ساده و روش استفاده می شود ب - برای اتصالات چرخه ای پیچیده. به نوعی الف اصل جایگزینی اتم هیدروژن در مولکول آمونیاک، که به طور رسمی ساختار مادر است، اعمال می شود. در اصل، شبیه به اصل نامگذاری عملکردی رادیکال است، اما در قوانین IUPAC به جایگزینی اشاره دارد.

در مواردی که گروه -NH 2 ارشد نباشد، با پیشوند نشان داده می شود آمینو -:

برخی از آمین ها حفظ می شوند ناچیز عناوین:

دی آمین ها و پلی آمین های اولیه، که در آنها تمام گروه های آمینه به یک زنجیره آلیفاتیک یا هسته حلقوی متصل هستند، با اضافه کردن پسوندها نامگذاری می شوند. دی آمین , -تریامین و غیره به نام ساختار مادر یا رادیکال چند ظرفیتی. نام بی اهمیت "بنزیدین" باقی مانده است.

متقارن ثانویه و آمین های سوم با افزودن پیشوندهای ضرب فراخوانی می شود دی- یا سه- به نام رادیکال های آلکیل با پسوند -آمین ترکیبات نامتقارن به عنوان مشتقات جایگزین شده با F آمین های اولیه نامیده می شوند و ترکیبی با رادیکال پیچیده تر به عنوان آمین اولیه اولیه در نظر گرفته می شود:

رادیکال های آمینی RNH-، R2N-، RR"N- گروه های آمینه جایگزین نامیده می شوند یا یک حرف به نام های بی اهمیت آمین ها اضافه می شود. O:

آمین های آلیفاتیک پایین گازها یا مایعاتی با بویی شبیه به آمونیاک هستند. همولوگ های بالاتر آمین های آلیفاتیک و آمین های معطر مایع یا جامد هستند. آمین‌ها پیوندهای هیدروژنی ضعیف و پیوندهای ضعیفی را تشکیل می‌دهند، بنابراین نقطه جوش آن‌ها کمتر از الکل‌ها و اسیدهای کربوکسیلیک با تعداد اتم‌های کربن یکسان است، اما بالاتر از نقطه جوش آلدئیدها یا اترها است. آمین های آلیفاتیک پایین به شدت در آب حل می شوند، با افزایش تعداد رادیکال های هیدروکربنی و طول آنها، حلالیت کاهش می یابد. آمین های معطر در آب کم محلول هستند.

نمایندگان.

آنیلین - C 6 H 5 NH 2 مایعی بی رنگ با بوی ضعیف شبیه بوی بنزن است که هنگام ایستادن در هوا به سرعت اکسید می شود و رنگ زرد مایل به قهوه ای و بوی نامطبوع به خود می گیرد. سمی.

بیش از نیمی از آنیلین تولید شده صرف تولید تثبیت کننده ها و تسریع کننده های ولکانیزاسیون لاستیکی می شود. دومین حوزه مهم کاربرد آن، تولید ایزوسیانات های مورد استفاده برای تولید پلی یورتان ها است. آنها همچنین در تولید رنگهای کلاسهای مختلف، داروها، مواد عکاسی و محصولات محافظت از گیاهان استفاده می شوند. در کشور ما از آنیلین برای تولید کاپرولاکتام استفاده می شود.

N-متیلانیلین(monomethylaniline) - C 6 H 5 NHCH 3 - یک مایع روغنی زرد رنگ با چگالی 0.98 g/cm 3 است که در بنزین، الکل و اترها محلول است. وظیفه اصلی مونو متیلانیلین بدست آوردن خواص انفجاری لازم بنزین در طول تولید آن است. علاوه بر این، هنگامی که به سوخت اضافه می شود، عدد اکتان محصول و سازگاری با محیط زیست آن تنظیم می شود.

دی متیلانیلین - C 6 H 5 N(CH 3) 2 - آمین آروماتیک چرب سوم، مایع بی رنگ. در تولید رزین های پلی استر و در سنتز آلی استفاده می شود. دی متیلانیلین در سنتز رنگها (مالاکیت سبز، متیلن آبی و غیره)، مواد منفجره و غیره استفاده می شود.

تولویدین ها - CH 3 C 6 H 4 NH 2 - ترکیبات کریستالی بی رنگ با بوهای عجیب و غریب در هوا به سرعت اکسید می شوند و تیره می شوند. از احیای نیتروتولوئن ها به دست می آید. آنها در تولید رنگهای کلاسهای مختلف (تری فنیل متان، آزو، تیازین، رنگهای گوگردی) و همچنین برای تولید کرزول استفاده می شوند. تولویدین ها مانند برخی از آمین های معطر دیگر سمی و سرطان زا هستند.

فنتیدین ها (اتوکسیانیلین ها، آمینوفنتول ها) - NH 2 – C 6 H 4 – OC 2 H 3 (اورتو-، پارا- و متا-) - مایع هستند. مورد استفاده در تولید ترکیبات نیتروژن؛ n-فنتیدین همچنین در سنتز داروها (فناستین، ریوانول) استفاده می شود. فنتیدین ها در تماس با پوست و استنشاق بخارات باعث مسمومیت می شوند و بر کبد و کلیه ها تأثیر می گذارند.

دی فنیلامین ((N-phenyl)-aniline) - (C 6 H 5) 2 NH - کریستال های بی رنگ که در نور تیره می شوند. دی فنیل آمین یک محصول اولیه در تولید آنتی اکسیدان برای پلیمرها است. تثبیت کننده و بلغمات کننده مقاومت حرارتی و آب و هوایی نیترات های سلولز، از جمله پودرهای پیروکسیلین. محصول میانی در سنتز رنگهای تری آریل متان و آزو، حشره کش ها. بازدارنده خوردگی برای فولادهای ملایم در شیمی تجزیه برای تشخیص یون ها به عنوان یک شاخص ردوکس استفاده می شود.

ویژگی های طیفی

طیف سنجی IR . موقعیت باندهای جذبی گروه‌های آمینه در طیف با شرایط ثبت طیف (به شکل جامد، حالت مایع، در محلول‌ها یا فاز گاز) تعیین می‌شود و به آزاد بودن (غیر مرتبط) یا آزاد بودن گروه آمینه بستگی دارد. در تشکیل پیوندهای هیدروژنی بین مولکولی و درون مولکولی شرکت می کند.

نوارهای جذبی ناشی از ارتعاشات کششی پیوندهای N-H در طیف IR در ناحیه 3500-3200 سانتی متر -1 ظاهر می شوند. آمین های اولیه دارای دو نوار جذبی هستند. فرکانس بالاتر به دلیل ارتعاشات کششی نامتقارن N-H است، فرکانس کمتر به دلیل ارتعاشات متقارن است. در طیف آمین ها در محلول های رقیق در حلال های بی اثر، این دو نوار باریک در 3500 و 3400 سانتی متر -1 مشاهده می شود. آمین های ثانویه دارای یک نوار جذبی هستند که مربوط به ارتعاشات کششی N-H است. برای آمین های آلیفاتیک در حلال های بی اثر، در محدوده 3350-3310 سانتی متر -1 در طیف آمین های مخلوط Ar-NH-Alk، باند جذب N-H در فرکانس های بالاتر 3450 سانتی متر-1 قرار دارد.

اگر گروه آمینه در پیوند هیدروژنی بین یا درون مولکولی (در حالت جامد یا مایع، در محلول‌های غلیظ) شرکت کند، نوارهای جذبی ارتعاشات کششی N-H به سمت فرکانس پایین منتقل می‌شوند. با این حال، این تغییر چندان قابل توجه نیست. آمین های اولیه مرتبط باندهای جذبی را در نواحی 3420-3330 cm-1 (v asNH 2) و 3330-3250 cm-1 (v sNH 2) و آمین های ثانویه - در ناحیه 3300-3150 cm-1 می دهند. با ارتباط ناقص، نوارهایی از گروه های آمینه آزاد و همراه را می توان به طور همزمان مشاهده کرد، بنابراین، در منطقه 3500-3200 سانتی متر -1 ممکن است بیش از دو باند مشخصه آمین های اولیه، و بیش از یک باند مشخصه آمین های ثانویه وجود داشته باشد.

ارتعاشات تغییر شکل گروه آمینه در ناحیه 1650-1500 و 950-650 سانتی متر-1 مشاهده می شود. آمین های اولیه دارای نوارهای جذبی از ارتعاشات تغییر شکل صفحه با شدت متوسط ​​1650-1580 cm-1، آمین های ثانویه دارای نوارهای جذبی با شدت ضعیف در محدوده 1600-1500 cm-1 هستند. هنگامی که پیوندهای هیدروژنی تشکیل می شود، فرکانس ارتعاشات خمشی افزایش می یابد.

آمین ها همچنین دارای نوارهای جذبی برای ارتعاشات کششی C-N هستند. در آمین های آلیفاتیک، این ارتعاشات مربوط به جذب در ناحیه 1250-1020 سانتی متر -1 با شدت متوسط، در آمین های معطر - جذب شدید در محدوده فرکانس 1340-1260 سانتی متر -1 است.

برهمکنش آمین ها با اسیدها باعث تغییرات شدید در طیف می شود. در نمک‌های آمین‌های اولیه، ارتعاشات N-H با نوار قوی گسترده‌ای در محدوده 3100-2600 سانتی‌متر -1 مطابقت دارد. نمک های آمین های ثانویه و سوم دارای جذب شدید در ناحیه 2700-2250 سانتی متر-1 می باشند. نمک های آمین را می توان با ارتعاشات خمشی بیشتر شناسایی کرد. نمک های آمین های اولیه در محدوده 1600-1575 و 1550-1500 سانتی متر -1، نمک های آمین های ثانویه - در محدوده 1620-1560 سانتی متر -1 جذب می شوند.

طیف سنجی PMR . سیگنال های پروتون های گروه NH آمین های آلیفاتیک و حلقوی در محدوده 0.5-3.0 ppm مشاهده می شوند، از آمین های معطر - در 3.0-5.0 ppm از آنجایی که آمین ها می توانند پیوندهای هیدروژنی تشکیل دهند، موقعیت سیگنال ها به این بستگی دارد غلظت آمین، ماهیت حلال و دما. پروتون های گروه NH را می توان با دوتریوم مبادله کرد و هنگامی که آب سنگین D2O به نمونه اضافه می شود، این سیگنال ها ناپدید می شوند.

گروه آمینو که با حلقه بنزن کونژوگه شده است، چگالی الکترون را افزایش می دهد. ارتو- و جفت موقعیت های حلقه، که منجر به غربالگری پروتون های مربوطه و اختلاط سیگنال های آنها در بیشتر می شود. میدان قویدر مقایسه با بنزن در طیف NMR آمین‌ها، سیگنال‌های پروتون‌های آروماتیک نشان‌دهنده چندگانه‌های پیچیده هستند.

طیف سنجی الکترونی . آمین های آلیفاتیک در معرض دید UV را جذب نمی کنند . ترکیب گروه های آمینه با حلقه بنزن منجر به تغییر باتوکرومیک قابل توجهی در باندهای جذب بنزن با افزایش شدت آنها می شود. اعتقاد بر این است که، همراه با انتقال موضعی π → π* حلقه بنزن، یک انتقال با انتقال بار از گروه اهداکننده به حلقه (آنیلین) به این جذب کمک می کند که در ناحیه نزدیک به UV دارای دو باند جذب است - 230 نانومتر و 280 نانومتر.

آمین ها: خواص اسید-باز. خواص هسته دوست - واکنش های آلکیلاسیون آمین ها و آمونیاک، نمک های آمونیوم چهارتایی، افشای  چرخه اکسید آمین ها با تشکیل آمینو الکل ها.

خواص شیمیایی.

در مولکول های آمین های آلیفاتیک، اتم نیتروژن در حالت قرار دارد sp 3 هیبریداسیون، بنابراین آنها، مانند آمونیاک، یک پیکربندی هرمی دارند. برای مثال، زوایای پیوند C-N-C در تری متیل آمین 108 درجه است و بسیار نزدیک به زوایای H-N-H در مولکول آمونیاک است.

از نظر تئوری، آمین های ثانویه و سوم با رادیکال های هیدروکربنی مختلف می توانند به شکل انانتیومر وجود داشته باشند، اما آمین های آلیفاتیک و آروماتیک معمولی هنوز به عنوان انانتیومرهای منفرد جدا نشده اند. این با این واقعیت توضیح داده می شود که مولکول های آمونیاک و آمین ها دائماً تحت وارونگی هرمی قرار می گیرند که باید به عنوان یک معکوس سریع پیکربندی در نظر گرفته شود. وارونگی از طریق یک حالت گذار مثلثی (در مرکز نمودار) انجام می شود:

در مولکول های آمین آروماتیک، جفت الکترون های اتم نیتروژن با π الکترون های حلقه معطر، در نتیجه دامنه ای که با آن وارونگی هرمی رخ می دهد به طور قابل توجهی کاهش می یابد.

نمک های آمونیوم چهارتایی، که دارای چهار رادیکال مختلف هستند، می توانند به اشکال انانتیومر جداگانه تقسیم شوند، یعنی این اشکال از نظر پیکربندی پایدار هستند. بنابراین، آلیل بنزیل متیل فنیل آمونیوم یدید به شکل انانتیومرهای منفرد جدا می شود که هر کدام دارای فعالیت نوری هستند:

خواص اساسی

آمین ها، مانند آمونیاک، خواص پایه ای از خود نشان می دهند که به دلیل وجود یک اتم نیتروژن با یک جفت الکترون در مولکول های آنها است. هنگام تعامل با اسیدها، آمین ها به اسید تبدیل می شوند نمک های آمونیوم :

نمک های آمینی، بر خلاف سایر نمک های اونیوم، از نظر هیدرولیتیکی پایدار هستند، در آب بسیار محلول هستند و به راحتی از آن متبلور می شوند. محلول های آبیو به طور کلی پایدارتر از پایه های آزاد هستند. بسیاری از مواد دارویی متعلق به کلاس آمین ها به شکل نمک با اسیدهای معدنی و به طور معمول اسیدهای آلی استفاده می شوند.

آمین های آلیفاتیک - دلایل قوی . محلول های آبی آمین ها قلیایی به تورنسل هستند:

می توان انتظار داشت که آمین های سوم با سه جایگزین آلکیل دارای اثر +I، بازهای قوی تری نسبت به آمین های ثانویه و اولیه باشند. با این حال، عوامل فضایی که دسترسی به مرکز اصلی را برای حمله توسط یک پروتون تعیین می‌کنند، اثر معکوس دارند. هر چه یک اتم نیتروژن رادیکال های بیشتری داشته باشد و شاخه های آنها بیشتر باشد، جفت تک الکترون های اتم نیتروژن قوی تر است و برهمکنش آن با پروتون دشوارتر می شود. بنابراین قوی ترین بازها باید آمین های اولیه و ثانویه با رادیکال های نسبتا کوتاه و بدون انشعاب باشند. حلالیت (برهمکنش یک مولکول املاح با مولکول های حلال) تأثیری مشابه تأثیر عوامل فضایی بر روی بازی دارد، زیرا با افزایش تعداد و انشعاب رادیکال های هیدروکربنی، توانایی کاتیون آمونیوم جایگزین (اسید مزدوج) اتصال مولکول های حلال کاهش می یابد.

بسیاری از داده‌های تجربی در طرح‌های نسبتاً ساده‌ای که در بالا ذکر شد، نمی‌آیند. بنابراین، استدلال صرفاً نظری نمی تواند به عنوان مبنای قابل اعتمادی برای پیش بینی پایه نسبی آمین های آلیفاتیک باشد. در عمل، می توان با این واقعیت راهنمایی کرد که مقادیر pK BH + اکثر آمین های آلیفاتیک در محدوده نسبتاً باریکی قرار می گیرند: از 10.6 تا 11.2. این تفاوت کوچک در باز بودن مزیت قابل توجهی برای هیچ یک از آمین ها در واکنش پروتوناسیون رقابتی ایجاد نمی کند.

میزان بازی آمین های آروماتیک به طور قابل توجهی کمتر از آمین های آلیفاتیک است. این با این واقعیت توضیح داده می شود که جفت تک الکترون اتم نیتروژن با الکترون های حلقه بنزن وارد ترکیب p,π می شود:

جانشین های موجود در حلقه به طور قابل توجهی بر پایه تأثیر می گذارند: جانشین های الکترون دهنده آن را افزایش می دهند و جانشین های الکترون گیر آن را کاهش می دهند.

اگر یک جفت الکترون تنها به دلیل مانع فضایی از کونژوگه حذف شود، باز بودن آمین به طور قابل توجهی افزایش می یابد. بنابراین، رادیکال های آلکیل حجیم N، N-دی ایزوپروپیلانیلین به دلیل دافعه متقابل با اتم های هیدروژن در موقعیت های ارتو نمی توانند در یک صفحه با حلقه بنزن قرار گیرند، بنابراین بازی آن (pK BH + 7.4) به طور قابل توجهی بالاتر از آنیلین است. موانع فضایی مشابهی در N،N-دیالکیلانیلین ها ایجاد می شود که به طور همزمان دارای جانشین هایی در موقعیت های 2 و 6 هستند. و این ترکیب دارای خاصیت بازی شگفت انگیز بالایی است (рKвн + 12.4)، شکل پروتونه شده آن به دلیل اینکه پروتون توسط جفت های تک الکترون دو اتم نیتروژن محکم نگه داشته می شود، پایدار است.

خواص اسیدی

خواص اسیدی NH آمین ها به میزان بسیار کمتری نسبت به موارد پایه بیان می شود. برای آمین های اولیه و ثانویه آلیفاتیک و آروماتیک pK الف دارای مقادیر 30-35 است. بنابراین، تنها اسیدهایی که ضعیف تر از آمین ها هستند، آلکان ها هستند. آمین ها خواص اسیدی را فقط در حضور بازهای بسیار قوی از خود نشان می دهند مانند ترکیبات آلی فلزی و تبدیل به آمیدهای فلزی (با آمیدهای اسیدهای کربوکسیلیک و سولفونیک اشتباه نشود!):

آمیدهای فلزات قلیایی بازهای بسیار قوی هستند و در سنتز آلی استفاده می شوند.

خواص هسته دوست

خواص هسته دوستی آمین ها، مانند موارد پایه، به دلیل وجود یک جفت الکترون تنها بر روی اتم نیتروژن است. برخی از واکنش‌ها که در آن آمین‌ها به‌عنوان معرف‌های نوکلئوفیل شرکت می‌کنند، بیشتر بوده و قبلاً نیز بوده است. اینها عبارتند از آلکیلاسیون آمین ها [(1)]، برهمکنش با ترکیبات کربونیل [(2)]، و آسیلاسیون با مشتقات کربوکسیلیک اسید [(3)]:

آلکیلاسیون آمین ها نیز مانند آمونیاک با آلکان های هالوژن دار آلکیلاسیون می شوند. آلکیلاسیون آمونیاک منجر به تشکیل آمین های ثانویه از آمین های ثانویه می شود. نمک آمونیوم جایگزین شده تشکیل شده در طی واکنش، یک پروتون را با آمونیاک یا یک آمین مبادله می کند، بنابراین واکنش آلکیلاسیون مخلوطی از آمین ها را تولید می کند. اعداد مختلفرادیکال های آلکیل:

واکنش آلکیلاسیون به ندرت می تواند در هر مرحله خاصی متوقف شود، زیرا تفاوت در هسته دوستی و بازی آمین های اولیه، ثانویه و سوم به اندازه کافی قابل توجه نیست که بر تفاوت در سرعت واکنش های آلکیلاسیون آمین های درجات مختلف جایگزینی تأثیر بگذارد. .

در صنعت، آمونیاک و آمین های پایین تر با الکل های پایین تر در فاز گاز در دمای 300-500 درجه سانتیگراد روی اکسیدهای آلومینیوم، سیلیکون، توریم، کروم و غیره آلکیله می شوند. این امر مخلوطی از آمین های اولیه، ثانویه و سوم را تولید می کند. این روش عمدتاً برای تولید متیل و اتیل آمین ها استفاده می شود:

واکنش آمین ها با اپوکسیدها هنگامی که آمین های اولیه و ثانویه با اپوکسیدها (اکسیران ها) واکنش می دهند، باز شدن هسته دوست حلقه آ-اکسید سه عضوی متشنج رخ می دهد و الکل های β-آمینه تشکیل می شوند. در اپوکسیدهای جایگزین، حمله هسته دوست، به طور معمول، روی کمترین اتم کربن جایگزین حلقه اکسید رخ می دهد. قانون کراسوسکی ):

آمین ها- اینها ترکیبات آلی هستند که در آنها یک اتم هیدروژن (شاید بیش از یک) با یک رادیکال هیدروکربنی جایگزین می شود. تمام آمین ها به دو دسته تقسیم می شوند:

• آمین های اولیه;
• آمین های ثانویه;
• آمین های سوم.

همچنین مشابه نمک های آمونیوم - نمک های چهارتایی مانند [ آر 4 ن] + Cl - .

بسته به نوع رادیکال آمین هاممکن است:

• آمین های آلیفاتیک؛
• آمین های معطر (مخلوط).

آمین های اشباع آلیفاتیک

فرمول کلی CnH 2 n +3 ن.

ساختار آمین ها

اتم نیتروژن در هیبریداسیون sp 3 است. چهارمین اوربیتال غیر هیبریدی حاوی یک جفت الکترون است که ویژگی های اساسی آمین ها را تعیین می کند:

جایگزین‌های دهنده الکترون، چگالی الکترون روی اتم نیتروژن را افزایش می‌دهند و ویژگی‌های پایه آمین‌ها را افزایش می‌دهند، به همین دلیل آمین‌های ثانویه بازهای قوی‌تری نسبت به اولیه هستند، زیرا 2 رادیکال روی یک اتم نیتروژن چگالی الکترونی بیشتری نسبت به 1 ایجاد می کنند.

در اتم های درجه سوم، عامل فضایی نقش مهمی ایفا می کند: زیرا 3 رادیکال جفت نیتروژن تنها را پنهان می کند، که برای دیگر معرف ها "نزدیک شدن" به آن دشوار است.

ایزومر آمین ها

آمین ها با ایزومریسم اسکلت کربن و ایزومریسم موقعیت گروه آمینه مشخص می شوند:

آمین ها چه نام دارند؟

این نام معمولاً رادیکال‌های هیدروکربنی را (به ترتیب حروف الفبا) فهرست می‌کند و پایان -amine را اضافه می‌کند:

خواص فیزیکی آمین ها

3 آمین اول گاز، اعضای میانی سری آلیفاتیک مایع و آمین های بالاتر جامد هستند. نقطه جوش آمین ها بالاتر از هیدروکربن های مربوطه است، زیرا در فاز مایع، پیوندهای هیدروژنی در مولکول تشکیل می شود.

با رشد رادیکال هیدروکربنی، آمین ها به شدت در آب حل می شوند.

تهیه آمین ها

1. آلکیلاسیون آمونیاک (روش اصلی)، که زمانی رخ می دهد که یک آلکیل هالید با آمونیاک گرم شود:

اگر آلکیل هالید بیش از حد باشد، آمین اولیه می تواند تحت یک واکنش آلکیلاسیون قرار گیرد و به یک آمین ثانویه یا سوم تبدیل شود:

2. کاهش ترکیبات نیترو:

سولفید آمونیوم استفاده می شود ( واکنش زینینروی یا آهن در محیط اسیدی، آلومینیوم در محیط قلیایی یا هیدروژن در فاز گاز.

3. کاهش نیتریل. استفاده کنید LiAlH4:

4. دکربوکسیلاسیون آنزیمی اسیدهای آمینه:

خواص شیمیایی آمین ها

همه آمین ها- پایه های قوی و آلیفاتیک قوی تر از آمونیاک هستند.

محلول های آبی ماهیت قلیایی دارند.

موضوع سخنرانی: آمین ها و الکل های آمینه

سوالات:

خصوصیات عمومی: ساختار، طبقه بندی، نامگذاری.

روش های دریافت

خواص فیزیکی

خواص شیمیایی

نمایندگان انفرادی روش های شناسایی

مشخصات کلی: ساختار، طبقه بندی، نامگذاری

آمین ها مشتقاتی از آمونیاک هستند که در مولکول آن اتم های هیدروژن با رادیکال های هیدروکربنی جایگزین می شوند.

طبقه بندی

1- آمین ها بسته به تعداد اتم های هیدروژن جایگزین آمونیاک متمایز می شوند:

– اولیهحاوی یک گروه آمینه گروه آمینه (-NH 2)، فرمول کلی: R-NH 2،

– ثانویهحاوی یک گروه imino (-NH)،

فرمول کلی: R1 –NH–R2

– درجه سومحاوی یک اتم نیتروژن، فرمول کلی: R3 –N

ترکیبات دارای اتم نیتروژن چهارتایی نیز شناخته می شوند: هیدروکسید آمونیوم چهارتایی و نمک های آن.

2- بسته به ساختار رادیکال، آمین ها متمایز می شوند:

- آلیفاتیک (اشباع و غیر اشباع)

– آلی سیکلیک

- معطر (حاوی یک گروه آمینه یا زنجیره جانبی در هسته)

- هتروسیکلیک

نامگذاری، ایزومریسم آمین ها

1. نام آمین ها بر اساس نامگذاری منطقی معمولاً از نام رادیکال های هیدروکربنی تشکیل دهنده آنها با افزودن انتهای آن گرفته می شود. -آمین : متیل آمین CH 3 -NH 2، دی متیل آمین CH 3 -NH-CH 3، تری متیل آمین (CH 3) 3 N، پروپیلامین CH 3 CH 2 CH 2 - NH 2، فنیل آمین C 6 H 5 - NH 2 و غیره.

2. با توجه به نامگذاری IUPAC، گروه آمینه به عنوان یک گروه عاملی و نام آن در نظر گرفته می شود آمینوقبل از نام زنجیره اصلی قرار می گیرد:

ایزومری آمین ها به ایزومری رادیکال ها بستگی دارد.

روش های تولید آمین ها

آمین ها را می توان به روش های مختلفی تهیه کرد.

الف) اثر روی آمونیاک توسط هالوآلکیل ها

2NH 3 + CH 3 I ––® CH 3 – NH 2 + NH 4 I

ب) هیدروژناسیون کاتالیستی نیتروبنزن با هیدروژن مولکولی:

C 6 H 5 NO 2 ––® C 6 H 5 NH 2 + H 2 O

آنیلین گربه نیتروبنزن

ب) تهیه آمین های پایین تر (C 1 – C 4 ) با آلکیلاسیون با الکل ها :

350 0 C، Al 2 O 3

R–OH + NH 3 –––––––––––® R–NH 2 + H 2 O

350 0 C، Al 2 O 3

2R–OH + NH 3 –––––––––––® R 2 –NH +2H 2 O

350 0 C، Al 2 O 3

3R–OH + NH 3 –––––––––––® R 3 –N + 3H 2 O

خواص فیزیکی آمین ها

متیل آمین، دی متیل آمین و تری متیل آمین گاز، اعضای میانی سری آمین ها مایع و اعضای بالاتر جامد هستند. با افزایش وزن مولکولی آمین ها، چگالی آنها افزایش می یابد، نقطه جوش آنها افزایش می یابد و حلالیت آنها در آب کاهش می یابد. آمین های بالاتر در آب نامحلول هستند. آمین های پایین دارای بوی نامطبوعی هستند که تا حدودی یادآور بوی ماهی فاسد است. آمین های بالاتر یا بی بو هستند یا بوی بسیار کمی دارند. آمین های معطر مایعات یا جامدات بی رنگی هستند که بوی نامطبوعی دارند و سمی هستند.

خواص شیمیایی آمین ها

رفتار شیمیایی آمین ها با حضور یک گروه آمینه در مولکول تعیین می شود. 5 الکترون در لایه الکترونی بیرونی اتم نیتروژن وجود دارد. در یک مولکول آمین، درست مانند یک مولکول آمونیاک، اتم نیتروژن سه الکترون را صرف تشکیل سه پیوند کووالانسی می کند، در حالی که دو الکترون آزاد می مانند.

وجود یک جفت الکترون آزاد روی اتم نیتروژن به آن فرصت می دهد تا یک پروتون را بچسباند، بنابراین آمین ها شبیه آمونیاک هستند، خواص اساسی را نشان می دهند، هیدروکسیدها و نمک ها را تشکیل می دهند.

تشکیل نمک. آمین ها با اسیدها نمک هایی می دهند که تحت تأثیر یک باز قوی دوباره آمین های آزاد می دهند:

آمین ها حتی با اسید کربنیک ضعیف نمک می دهند:

مانند آمونیاک، آمین ها به دلیل اتصال پروتون ها به یک کاتیون آمونیوم جایگزین شده با تجزیه ضعیف دارای خواص اساسی هستند:

هنگامی که یک آمین در آب حل می شود، بخشی از پروتون های آب برای تشکیل کاتیون مصرف می شود. بنابراین، مقدار زیادی یون هیدروکسید در محلول ظاهر می شود و دارای خواص قلیایی کافی برای رنگ آمیزی محلول های تورنسل است. آبیو فنل فتالئین به تمشک. بازیکی آمین های سری محدود کننده در محدوده های بسیار کوچک متفاوت است و نزدیک به بازی آمونیاک است.

اثر گروه‌های متیل، بازیایی متیل و دی متیل آمین را کمی افزایش می‌دهد. در مورد تری متیل آمین، گروه های متیل قبلاً مانع حلال شدن کاتیون حاصل شده و تثبیت آن و در نتیجه بازی بودن آن را کاهش می دهند.

نمک های آمینی باید به عنوان ترکیبات پیچیده در نظر گرفته شوند. اتم مرکزی در آنها یک اتم نیتروژن است که عدد هماهنگی آن چهار است. اتم های هیدروژن یا آلکیل به اتم نیتروژن پیوند دارند و در کره داخلی قرار دارند. باقی مانده اسید در کره بیرونی قرار دارد.

آسیلاسیون آمین ها هنگامی که برخی از مشتقات اسیدهای آلی (هالیدهای اسیدی، انیدریدها و غیره) روی آمین های اولیه و ثانویه اثر می کنند، آمیدها تشکیل می شوند:

آمین های ثانویه با اسید نیتروژن می دهند نیتروزامین ها- مایعات مایل به زرد، کمی محلول در آب:

آمین های سوم در برابر عمل اسید نیتروژن رقیق در سرما مقاوم هستند (آنها نمک های اسید نیتروژن را در شرایط شدیدتر تشکیل می دهند، یکی از رادیکال ها جدا می شود و نیتروزوآمین تشکیل می شود).

دیامین ها

دی آمین ها نقش مهمی در فرآیندهای بیولوژیکی دارند. به عنوان یک قاعده، آنها به راحتی در آب محلول هستند، بوی مشخصی دارند، واکنش بسیار قلیایی دارند و با CO 2 موجود در هوا تعامل دارند. دی آمین ها نمک های پایداری را با دو معادل اسید تشکیل می دهند.

اتیلن دی آمین (1،2-اتاندیامین) H 2 NCH 2 CH 2 NH 2 . این ساده ترین دی آمین است. می توان از اثر آمونیاک بر روی اتیلن برومید به دست آورد:

تترا متیلن دی آمین (1،4-بوتاندیامین)، یا پوترسین، NH 2 CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 NH 2 و پنتا متیلن دی آمین (1،5-پنتاندیامین) NH 2 CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 NH 2 یا کاداورین. آنها در محصولات تجزیه مواد پروتئینی کشف شدند. از دکربوکسیلاسیون اسیدهای آمینه تشکیل می شوند و نامیده می شوند ptomaines(از یونانی - جسد)، آنها قبلا "سموم جسد" در نظر گرفته می شدند. اکنون مشخص شده است که سمیت پروتئین های پوسیده توسط پتومین ها ایجاد نمی شود، بلکه به دلیل وجود مواد دیگر است.

پوترسین و کاداورین در نتیجه فعالیت حیاتی بسیاری از میکروارگانیسم ها (به عنوان مثال، عوامل ایجاد کننده کزاز و وبا) و قارچ ها تشکیل می شوند. آنها در پنیر، ارگوت، فلای آگاریک و مخمر آبجو یافت می شوند.

برخی از دیامین ها به عنوان مواد اولیه برای تولید الیاف پلی آمید و پلاستیک استفاده می شود. بنابراین، از هگزا متیلن دیامین NH 2 CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 NH 2 یک الیاف مصنوعی بسیار با ارزش به دست آمد - نایلون(ایالات متحده آمریکا) یا آنید(روسیه).

آمینو الکل ها

آمینو الکل ها- ترکیباتی با عملکردهای مخلوط که مولکول آنها دارای گروه های آمینو و هیدروکسی است.

آمینو اتانول(اتانول آمین) HO-CH 2 CH 2 -NH 2 یا کولامین.

اتانول آمین یک مایع روغنی غلیظ است که از همه جهات با آب قابل اختلاط است و خاصیت قلیایی قوی دارد. همراه با مونو اتانول آمین، دی اتانول آمین و تری اتانول آمین نیز به دست می آیند:

کولین شامل لسیتین ها- مواد چربی مانند که در موجودات جانوری و گیاهی بسیار رایج است و می توان از آنها جدا کرد. کولین یک توده کریستالی با رطوبت بالاست که به راحتی در هوا حل می شود. خاصیت قلیایی قوی دارد و به راحتی با اسیدها نمک تشکیل می دهد.

هنگامی که کولین با انیدرید استیک اسیله می شود، تشکیل می شود کولین استات،نیز نامیده می شود استیل کولین:

استیل کولین نقش بیوشیمیایی بسیار مهمی ایفا می کند، زیرا یک واسطه (واسطه) است که تحریک را از گیرنده های عصبی به ماهیچه ها منتقل می کند.