Амины

Химические свойства аминов

Химические свойства аминов определяются в основном наличием у атома азота неподелённой электронной пары.

Амины как основания. Атом азота аминогруппы, подобно атому азота в молекуле аммиака, за счёт неподелённой пары электронов может образовывать ковалентную связь по донорно-акцепторному механизму, выступая в роли донора. В связи с этим амины, как и аммиак, способны присоединять катион водорода, т. е. выступать в роли основания:

В связи с этим амины, как и аммиак, способны присоединять катион водорода, т. е. выступать в роли основания

Как вы уже знаете из курса неорганической химии, реакция аммиака с водой приводит к образованию гидроксид-ионов:

реакция аммиака с водой приводит к образованию гидроксид-ионов

Раствор аммиака в воде имеет щелочную реакцию.

Растворы аминов в воде также имеют щелочную реакцию:

Растворы аминов в воде также имеют щелочную реакцию

Аммиак, реагируя с кислотами, образует соли аммония. Амины также способны вступать в реакцию с кислотами:

Амины также способны вступать в реакцию с кислотами

Осно́вные свойства алифатических аминов выражены сильнее, чем у аммиака. Это связано с наличием одного и более донорных алкильных заместителей, положительный индуктивный эффект которых повышает электронную плотность на атоме азота. Повышение электронной плотности превращает азот в более сильного донора пары электронов, что повышает основные свойства амина.

Повышение электронной плотности превращает азот в более сильного донора пары электронов, что повышает основные свойства амина

Окисление. Амины горят на воздухе с образованиемуглекислого газа, воды и азота:

4CH₃NH₂ + 9O₂ → 4СO₂ + 10Н₂O + 2N₂.

Реакции нуклеофильного замещения. В реакциях нуклеофильного замещения амины вступают в роли нуклеофилов:

В реакциях нуклеофильного замещения амины вступают в роли нуклеофилов

Взаимодействие с карбоновыми кислотами. С производными карбоновых кислот (сложными эфирами, хлорангидридами, ангидридами) амины образуют амиды — важнейший класс органических соединений:

N-этиламид уксусной кислоты

Амид — продукт замещения гидроксила карбоксильной группы на остаток амина. Можно написать формальную реакцию между карбоновой кислотой и амином, которая в результате потери этими веществами воды даёт амид:

Реально при взаимодействии карбоновой кислоты с амином образуется соль алкиламмония (эта реакция является примером основных свойств амина):

При нагревании аммониевой соли карбоновой кислоты происходит дегидратация и образуется амид:

В случае ароматических аминов аминогруппа и бензольное кольцо оказывают существенное влияние друг на друга.

Аминогруппа — ориентант I рода. Аминогруппа обладает отрицательным индуктивным эффектом и выраженным положительным мезомерным эффектом (см. § 9 и 14). Таким образом, реакции электрофильного замещения (бромирование, нитрование) будут приводить к орто- и пара-замещённым продуктам:

2,4,6-триброманилин

Анилин применяется в производстве: 1— анилиновых красителей; 2 — фотоматериалов; 3 — лекарственных средств

Обратим внимание, что, в отличие от бензола, который бромируется только в присутствии катализатора — бромида железа (III), анилин способен реагировать с бромной водой. Это объясняется тем, что аминогруппа, повышая электронную плотность в бензольном кольце (вспомните аналогичное влияние заместителей в молекулах толуола и фенола), активизирует ароматическую систему в реакциях электрофильного замещения. Кроме того, анилин, в отличие от бензола, немного растворим в воде.

Сопряжение π -системы бензольного кольца с неподелённой электронной парой аминогруппы приводит к тому, что анилин является существенно более слабым основанием, чем алифатические амины.

<<< К началу Окончание >>>