Хімія. Комплексна підготовка до ЗНО і ДПА

13.2. Аміни

13.2.1. Аліфатичні аміни

Аміни — органічні сполуки, похідні амоніаку, у молекулі якого один, два чи три атоми Гідрогену заміщені на вуглеводневі замісники:

Як і в молекулі амоніаку, так і в молекулах амінів, в атома Нітрогену є одна вільна неподілена електронна пара, за рахунок якої вони можуть приєднувати протони, відбираючи їх від молекул води чи кислот і утворюючи позитивно заряджені йони:

Однак аліфатичні аміни — основи, сильніші за амоніак, оскільки під впливом алкільних замісників навколо атома Нітрогену зростає електронна густина:

і він доволі сильно відтягує протони (йони Н⁺) від води та кислот. Зі збільшенням кількості алкільних замісників основні властивості зростають:

первинні < вторинні < третинні

Аміни можна розглядати також як похідні вуглеводнів, що містять одну чи декілька функціональних груп -NH₂.

Фізичні властивості аліфатичних амінів

Аміни — це продукти метаболізму живих організмів. Серед них є гази, рідини і тверді речовини.

Нижчі аміни (газоподібні метиламін, диметиламін, триетиламін) мають запах амоніаку. Складніші аміни — рідкі або тверді речовини з неприємним запахом тухлої риби.

Первинні і вторинні аміни утворюють водневі зв’язки, їх розчинність зменшується зі збільшенням молярної маси, а температури їх кипіння значно вищі, ніж третинних амінів.

Хімічні властивості аліфатичних амінів

Отримання аліфатичних амінів

1. Відновлення нітроалканів:

2. Взаємодія галогеноалканів з амоніаком:

13.2.2. Ароматичні аміни. Анілін

Ароматичні аміни — це похідні ароматичних вуглеводнів, у яких атом (атоми) Гідрогену заміщені на аміногрупу. Ароматичні аміни можна розглядати також як похідні амоніаку, у якому атоми Гідрогену (один, два або всі три) заміщені на ароматичні замісники.

Ароматичні аміни — основи слабші, ніж амоніак і аліфатичні аміни. Емульсія аніліну не змінює забарвлення індикаторів. Анілін, на відміну від амоніаку і аліфатичних амінів, не взаємодіє з водою. Зі збільшенням кількості арильних замісників основні властивості зменшуються:

первинні > вторинні > третинні

Анілін, феніланілін (C₆H₅NH₂) — найпростіший представник ароматичних амінів. Безбарвна оліїста токсична речовина з характерним запахом, погано розчинна у воді і добре — в органічних розчинниках. На повітрі швидко окиснюється, набуваючи червоно-бурого кольору.

Вільна пара електронів Нітрогену вступає у взаємодію з π-електронами бензенового ядра, унаслідок чого електронна густина на атомі Нітрогену знижується і сила притягання протона до вільної електронної пари послаблюється. Підвищення електронної густини бензенового ядра в орто- і пара-положеннях підвищує його активність до реакцій заміщення:

Хімічні властивості аніліну

Отримання аніліну та ароматичних амінів

1. Відновлення ароматичних нітросполук. Реакцію відновлення ароматичних нітросполук в ароматичні аміни називають реакцією Зініна. Цю реакцію 1842 р. здійснив М. Зінін¹, використавши амоній сульфід як відновник:

C₆H₅-NO₂+ 3(NH₄)₂S → C₆H₅-NH₂ + 2Н₂О + 6NH₃↑ + 3S↓.

¹ Микола Миколайович Зінін (1812-1880) — видатний російський хімік-органік.

Як відновники можуть бути використані і такі реагенти: олово, залізо чи цинк і хлоридна кислота, залізо і сульфатна кислота, гідроген сульфід і сульфіди лужних металічних елементів, гідрогенсульфіди. На практиці найчастіше використовують залізо в кислому середовищі за наявності FeCl₂ і каталітичну гідрогенізацію за температури 300 °С за наявності оксидів деяких металічних елементів або самих металів. Процес відновлення нітробензену можна показати такими схемами:

або

Інколи це рівняння записують у такому вигляді:

4C₆H₅-NO₂+ 9Fe + 4Н₂О → 4C₆H₅-NH₂ + 3Fe₃O₄

2. Отримання з галогенопохідних ароматичних вуглеводнів і амоніаку. Реакцію проводять з надлишком амоніаку під тиском і за наявності мідних каталізаторів (металічної міді та сполук Купруму):