Химические свойства аминов

Классификация

1– В зависимости от числа замещенных атомов водорода аммиака различают амины:

– первичные содержат аминогруппу (–NH₂), общая формула: R–NH₂,

– вторичные содержат аминогруппу (–NH),

общая формула: R₁–NH–R₂

– третичные содержат атом азота, общая формула: R₃–N

Известны также соединения с четвертичным атомом азота: четвертичный гидроксид аммония и его соли.

2– В зависимости от строения радикала амины различают:

– алифатические (предельные и непредельные)

– алициклические

– ароматические (содержащие в ядре аминогруппу или боковой цепи)

– гетероциклические.

Способы получения аминов

Амины могут быть получены различными способами.

А) Действием на аммиак галогеналкилами

2NH₃ + CH₃I ––® CH₃– NH₂ + NH₄I

Б) Каталитическое гидрирование нитробензола молекулярным водородом:

3Н₂

С₆Н₅NО₂ ––® С₆Н₅NН₂ + Н₂О

нитробензол кат анилин

В) Получение низших аминов (С₁–С₄) путем алкилирования спиртами:

350⁰C, Al₂O₃

R–OH + NH₃ –––––––––––® R–NH₂ +H₂O

350⁰C, Al₂O₃

2R–OH + NH₃ –––––––––––® R₂ –NH +2H₂O

350⁰C, Al₂O₃

3R–OH + NH₃ –––––––––––® R₃–N + 3H₂O

 

Физические свойства аминов

Метиламин, диметиламин и триметиламин — газы, сред­ние члены ряда аминов — жидкости, высшие — твердые тела. С увеличением молекулярной массы аминов увеличивается их плотность, повышается температура кипения и уменьшается растворимость в воде. Высшие амины в воде нерастворимы. Низшие амины имеют неприятный запах, несколько напоми­нающий запах испорченной рыбы. Высшие амины или не имеют запаха, или обладают очень слабым запахом. Ароматические амины представляют собой бесцветные жидкости или твердые вещества, обладающие неприятным запахом и ядовиты.

Химические свойства аминов

Химическое поведение аминов определяется наличием в молекуле аминогруппы. На внешней электронной оболочке атома азота имеется 5 электронов. В молекуле амина также, как и в молекуле аммиака, атом азота затрачивает на образование трех ковалентных связей три электрона, а два остаются свободными.

Наличие свободной электронной пары у атома азота дает ему возможность присоединять протон, поэтому амины подобны аммиаку, проявляют основные свойства, образуют гидроксиды, соли.

Солеобразование. Амины с кислотами дают соли, которые под действием сильного основания вновь дают свободные амины:

Аналогично строению молекулы хлорида аммония можно представить и строение солей аминов:

Амины дают соли даже со слабой угольной кислотой:

При растворении амина в воде часть протонов воды расходуется на образование катиона; таким образом, в растворе появляется избыток гидроксид-ионов, и он имеет щелочные свойства, достаточные для окрашивания растворов лакмуса в синий цвет и фенолфталеина в малиновый. Основность аминов предельного ряда колеблется в очень небольших пределах и близка к основности аммиака.

Соли аминов следует рассматривать как комплексные соединения. Центральным атомом в них является атом азота, координационное число которого равно четырем. Атомы водорода или алкилы связаны с атомом азота и расположены во внутренней сфере; кислотный остаток расположен во внешней сфере.

Действие на амины азотистой кислоты. Эта реакция имеет важное аналитическое значение, так как позволяет раз­личать первичные, вторичные и третичные амины неаромати­ческого характера.

При действии азотистой кислоты на первичные амины (кроме ароматических аминов) выделяется свободный азот и образуется чаще всего спирт:

Вторичные амины с азотистой кислотой дают нитрозоамины — желтоватые жидкости, мало растворимые в воде:

Диамины

Диамины играют важную роль в биологических процессах. Как правило, они легко растворимы в воде, обладают характерным запахом, имеют сильно щелочную реакцию, взаимодействуют с С0₂ воздуха. Диамины образуют устойчивые соли с двумя эквивалентами кислоты.