Реферат: Алифатические амины - текст реферата. Скачать бесплатно.
Банк рефератов, курсовых и дипломных работ. Много и бесплатно. # | Правила оформления работ | Добавить в избранное
 
 
   
Меню Меню Меню Меню Меню
   
Napishem.com Napishem.com Napishem.com

Реферат

Алифатические амины

Банк рефератов / Химия

Рубрики  Рубрики реферат банка

закрыть
Категория: Реферат
Язык реферата: Русский
Дата добавления:   
 
Скачать
Архив Zip, 144 kb, скачать бесплатно
Заказать
Узнать стоимость написания уникального реферата

Узнайте стоимость написания уникальной работы

Алифатические амины Амины - производные аммиака, в которых атомы водорода замещены на углеводородные радикалы. Амины классифицируют по числу атомов водорода, замещенных на углеводородные радикалы. Различают первичные R-NH 2 , вторичные R 2 -NH и третичные R 3 -N амины. Известны и соединения с четвертичным атомом азота - соли аммония - R 4 N + X - . В этом случае азот несет положительный заряд. В зависимости от типа радикала различают алифатические и ароматические амины: CH 3 NH 2 CH 3 CH 2 NH 2 CH 2 =CH-CH 2 -NH 2 С 6 H 5 -NH 2 Амины жирного ряда (алифатические амины) Изомерия в ряду алифатических аминов связана с изомерией углеводородного радикала и количеством заместителей у атома азота. Многие амины имеют тривиальные названия. По рациональной номенклатуре названия аминов образуются из названий углеводородных остатков, связанных с атомом азота и окончания - амин : (CH 3 ) 2 CH-NH 2 (CH 3 ) 2 CHCH 2 -NH 2 CH 3 -NH-CH 2 CH 3 изопропиламин изобутиламин метилэтиламин По номенклатуре IUPAC для простых аминов используют рациональные названия. По правилам IUPAC к названию углеводородного радикала добавляют окончание - амин . Углеводородная цепь начинается с атома углерода, соединенного с аминогруппой: CH 3 CH 2 CH 2 CH-NH-CH 3 1-метилбутиламин. При наличии других функциональных групп аминогруппа обозначается приставкой: NH 2 -CH 2 CH 2 -OH – 2-аминоэтанол. Способы получения алифатических аминов 1 Аммонолиз галогеналканов . При нагревании галогеналканов со спиртовым раствором аммиака в запаянных трубках образуется смесь соединений. При взаимодействии аммиака с галогеналканами образуются первичные алкиламины. Моноалкиламины являются более сильными нуклеофилами, чем аммиак; они будут дальше реагировать с галогеналканом, давая значительные количества вторичных и третичных аминов и даже четвертичные соли аммония: Аммонолиз галогенпроизводных относится к реакциям нуклеофильного замещения . В частности , реакция CH 3 CH 2 Cl+NH 3 протекает по механизму : Поэтому первичные амины получают обычно другими способами . 2 Аммонолиз спиртов . Состоит в замещении атомов водорода в аммиаке или амине на алкильные группы. Это важнейший способ синтеза аминов: CH 3 OH + NH 3 ® CH 3 NH 2 + H 2 O Аммонолиз спиртов реализован в значительных масштабах для синтеза низших алифатических аминов (метил- и этиламины). Они применяются в качестве топлива для жидкостных ракетных двигателей и как промежуточные продукты органического синтеза (получение других аминов, диметилгидразина, анионоообменных смол и анионоактивных веществ, пестицидов, карбаматов и дитиокарбаматов). 3 Синтез Габриэля . Синтез Габриэля позволяет получать первичные амины, свободные от более высокоалкилированных продуктов. Алкилирование фталимида калия по механизму S N 2 дает N -алкилфталимид, который можно легко гидролизовать до соответствующего амина: Фталимид получают при нагревании фталевого ангидрида с аммиаком : Фталимид обладает кислотными свойствами из - за делокализации отрицательного заряда имид - аниона на двух ацильных атомах кислорода . Он теряет протон , связанный с азотом , при взаимодействии с основанием типа гидроксида кали я . В результате этой реакции образуется фталимид - ион – анион , который стабилизируется : 4. Восстановительное аминирование карбонильных соединений Многие карбонильные соединения превращаются в амины в процессе восстановления в присутствии аммиака. Восстановление осуществляется либо каталитическим гидрированием, либо с помощью цианборгидрида натрия NaBH 3 CN . Механизм этой реакции включает две важные стадии: образование имина и восстановление имина в амин: R-COH + NH 3 « RH-C=NH + H 2 O ® RH 2 -C-NH 2 CH 3 (CH 2 ) 5 CHO + NH 3 ® CH 3 (CH 2 ) 6 -NH 2 Если вместо аммиака использовать первичный амин, то продуктом реакции будет вторичный амин. 5. Восстановление нитроалканов, оксимов, нитрилов, амидов Азотсодержащие соединения (нитроалканы, оксимы, амиды, нитрилы и изонитрилы) под действием водорода или других восстановителей дают либо первичные амины, либо вторичные, либо их смесь: R-NO 2 + 3 H 2 ® R-NH 2 + 2 H 2 O R-CN + 2 H2 ® R-NH 2 + 2 H 2 O R-NC + 2 H 2 ® R-NH-CH 3 Катализаторы – Pt, Pd, Ni . 4 Расщепление амидов кислот ( перегруппировка Гофмана ). Амиды алифатических и ароматических карбоновых кислот реагируют со щелочными растворами иода, брома или хлора с образованием первичных аминов. Это так называемая гипогалогенитная реакция Гофмана позволяет не только синтезировать первичные амины, но и укорачивать углеродную цепь на один атом. Br 2 + H 2 O + RC(O)NH 2 + 2 OH - ® R-NH 2 + CO 2 + 2 H 2 O + 2 Br - Сначала из стабилизированного резонансом амид-иона образуется N-галогензамещенный амид (здесь N- бромамид ), который в щелочном растворе неустойчив и превращается в изоцианат . Изоцианаты, так же как их углеродные аналоги (кетены), быстро реагируют с водой. Продукт гидратации, карбаминовая кислота , легко декарбоксилируется с образованием амина. 7. Перегруппировка Курциуса . Хлорангидриды кислот, взаимодействуя с азидом натрия NaN 3 , дают ацилазиды (азиды кислот), которые при нагревании превращаются в изоцианаты: R-CO-Cl + NaN 3 ® R-CO-N-N є N Превращение ацилазидов в изоцианаты, как показано ниже, представляет собой согласованный процесс. Эта реакция носит название перегруппировки Курциуса : Затем изоцианаты реагируют с водой и образуются амины : O=C=N-R + H 2 O ® CO 2 + R-NH 2 Первичные и вторичные амины способны образовывать межмолекулярные водородные связи. Поэтому амины имеют более высокие температуры кипения, чем неполярные соединения с той же молекулярной массой. Спирты и карбоновые кислоты образуют более прочные водородные связи, чем амины. Поскольку третичные амины не содержат водородных атомов при атоме азота, они не образуют водородных связей. Низкомолекулярные амины смешиваются с водой в любых соотношениях. Алифатические амины. Ароматические амины Химические свойства аминов 1. Реакции аминов с кислотами R-NH 2 + HCl ® R-NH 3 + Cl - Эти соли при взаимодействии с водными растворами оснований выделяют амины. Основность аминов определяется легкостью, с которой амин отщепляет протон от воды. 2. Алкилирование аминов галогеналканами - см. Лекцию №31. На последней стадии образуются четвертичные соли аммония - четыре органических группы ковалентно связаны с азотом, положительный заряд уравновешен наличием отрицательного иона: 2 RN + X - + Ag 2 O + HOH ® 2 AgX Ї + OH - + 2 RNOH « R 4 N + Четвертичные аммониевые основания (белые кристаллические вещества) по основности сопоставимы с NaOH, KOH . 5 Ацилирование аминов (получение амидов) . Первичные и вторичные амины реагируют с ангидридами и галогенангидридами кислот с образованием амидов : CH 3 CH 2 NH 2 + CH 3 COCl ® CH 3 CO-NH-CH 2 CH 3 + HCl (CH 3 ) 2 NH + (CH 3 CO) 2 O ® (CH 3 ) 2 N-COCH 3 + CH 3 COOH Замещенные амиды называют как производные незамещенных амидов карбоновых кислот. Образующаяся в ходе реакции кислота связывает эквивалентное количество непрореагировавшего амина. Такой метод становится неэкономичным, если амин трудно синтезировать или он представляет собой дорогостоящий реактив. Поэтому амины часто ацилируют по реакции Шоттен-Баумана , которая заключается во взаимодействии амина и ацилирующего агента в присутствии водного раствора едкого натра: (CH 3 ) 2 C-CH 2 -COCl + R 2 -NH + OH- ® (CH 3 ) 2 C-CH 2 -CO-N-R 2 + HCl Ароматические амины Ароматические амины могут быть первичными ArNH 2 (анилин, толуидины), вторичными Ar 2 NH (дифениламин), и третичными Ar 3 N (трифениламин). Способы получения ароматических аминов 6 Восстановление нитросоединений ( реакция Зинина ). В качестве восстановителей используются железо и соляная или серная кислота, олово и соляная кислота, сероводород и сернистые щелочи, гидросульфиты, водород в присутствии катализаторов. Восстановление также можно осуществить электролитически. Ar-NO 2 + 2H 2 ® Ar-NH 2 + 2H 2 O В зависимости от характера среды восстановление идет разными путями. В кислой среде в качестве промежуточных продуктов образуются нитрозосоединения и производные гидроксиламина. Последние могут быть получены как конечные продукты при восстановлении в нейтральной среде. В щелочной среде процесс идет более сложно. Вслед за нитрозосоединениями получаются азоксисоединения, затем азосоединения, гидразосоединения и, наконец, амины. 7 Аммонолиз арилгалогенидов (алкилирование аммиака арилгалогенидами) . Ароматические амины получают из арилгалогенидов и аммиака: ArCl + 2 NH 3 ® Ar-NH 2 + NH 4 Cl Вследствие малой подвижности галогена реакцию приходится вести при высоких давлениях и температурах в присутствии катализаторов - меди и ее солей. Только в тех случаях, когда в о - или п -положении к галогену находится сильно электроотрицательные группы, например, нитрогруппа, галоген легко замещается на аминогруппу. 8 Реакция Гофмана . Ароматические амины могут также быть получены из кислот через амиды по реакции Гофмана (см. Лекцию№31). 9 Получение вторичных ароматических аминов . Ароматические вторичные амины получают нагреванием ароматических аминов с их солями: Ar-NH 2 + Ar-NH 2 Ч HCl ® Ar 2 NH + NH 4 Cl Вторичные жирноароматические амины получают алкилированием первичных ароматических аминов галогенпроизводными или спиртами. 10 Третичные амины . Третичные ароматические амины получают алкилированием или арилированием первичных или вторичных аминов: C 6 H 5 -NH 2 + 2 CH 3 OH ® C 6 H 5 -N(CH 3 ) 2 + 2 H 2 O Менее доступные третичные ароматические амины получают нагреванием вторичных аминов с арилиодидами в присутствии медного порошка: (C 6 H 5 ) 2 -NH + C 6 H 5 J ® (C 6 H 5 ) 3 N + HJ Химические свойства ароматических аминов Ароматические амины имеют менее выраженный основный характер, чем алифатические. Так, К b метиламина составляет 4,4 Ч 10 -5 , тогда как для анилина К b =3,8 Ч 10 -10 . Уменьшение основности анилина по сравнению с алифатическими аминами объясняется взаимодействием неподеленной пары электронов азота с электронами ароматического ядра - их сопряжением. Сопряжение уменьшает способность неподеленной электронной пары присоединять протон. Присутствие электроноакцепторных групп в ядре уменьшает основность. Например, константа основности для о -, м - и п -нитроанилинов составляет соответственно 1 Ч 10 -14 , 4 Ч 10 -12 и 1 Ч 10 -12 .. Ведение второго ароматического ядра также заметно уменьшает основность (для дифениламина K b =7,6 Ч 10 -14 ). Дифениламин образует сильно гидролизующиеся в растворах соли только с сильными кислотами. Трифениламин основными свойствами практически не обладает. С другой стороны, введение алкильных групп (электронодонорные группы) увеличивает основность ( K b N-метиланилина и N,N-диметиланилина равны соответственно 7,1 Ч 10 -10 и 1,1 Ч 10 -9 1. Алкилирование ароматических аминов . Ароматические амины способны замещать водород аминогруппы на алкилы. Эта реакция приводит ко вторичным и третичным аминам: C 6 H 5 NH 2 + CH 3 J ® C 6 H 5 NH-CH 3 + CH 3 J ® C 6 H 5 N-(CH 3 ) 2 Алкилирование ведут спиртами или хлоралканами, в качестве катализаторов используют соли одновалентной меди в виде аммиачных комплексов. Важно, что процесс N- алкилирования является последовательно-параллельным, обусловленный тем, что образовавшийся амин, в свою очередь, способен реагировать с алкилирующим агентом. Состав продуктов зависит от соотношения реагентов. 2. Ацилирование ароматических аминов . При действии ацилирующих агентов (кислоты, ангидриды, хлорангидриды) водородные атомы аминогруппы замещаются на ацильные остатки. C 6 H 5 NH 2 + (CH 3 CO) 2 O ® C 6 H 5 NHCO-CH 3 + CH 3 COOH C 6 H 5 NH 2 + CH 3 COOH ® C 6 H 5 NH 2 Ч HOCOCH 3 ® C 6 H 5 NHCO-CH 3 + H 2 O Ацильные производные не обладают основными свойствами. Они обладают устойчивостью к окислителям и потому используются в качестве промежуточных веществ в реакциях аминов в присутствии окислителей (например, нитрование). 3. Синтез азометинов (оснований Шиффа ). При слабом нагревании ароматических первичных аминов с ароматическими альдегидами легко образуются так называемые основания Шиффа или азометины : C 6 H 5 NH 2 + C 6 H 5 COH ® C 6 H 5 N=CH-C 6 H 5 + H 2 O Под действием разбавленных кислот основания Шиффа гидролизуются до альдегида и амина. 4. Реакции аминов с азотистой кислотой . Азотистая кислота HONO неустойчива, но ее водный раствор можно получить, растворив нитрит натрия, при охлаждении в разбавленной кислоте, например, соляной. Первичные алифатические амины реагируют с холодным водным раствором азотистой кислоты с образованием алкилдиазониевых солей , при разложении которых образуется смесь разнообразных продуктов: CH 3 CH 2 CH 2 -NH 2 + HONO ® [CH 3 CH 2 CH 2 N 2 + ] ® [CH 3 CH 2 CH 2 + ] + H 2 O ® CH 3 CH 2 CH 2 -OH + CH 3 CH(OH)CH 3 + CH 3 CH=CH 2 + (CH 2 ) 3 Вторичные алифатические амины реагируют с азотистой кислотой с образованием N-нитрозоаминов желтого цвета. Эти соединения, амиды азотистой кислоты, являются очень слабыми основаниями. (CH 3 ) 2 NH + [HONO] ® (CH 3 ) 2 N-N=O N -нитрозодиметиламин (канцероген!) При взаимодействии третичных алкиламинов с азотистой кислотой образуются сложные смеси. Важнейшие представители ароматических аминов Анилин впервые был получен в результате перегонки индиго с известью (1826г.). В 1842 г. его получил Зинин восстановлением нитробензола. В незначительных количествах содержится в каменноугольной смоле. В промышленности получают из нитробензола каталитическим гидрированием с медным катализатором в газовой фазе. Анилин в больших количествах идет на получение красителей, циклогексиламина, капролактама, пестицидов и др. п -Толуидин широко применяется в производстве красителей, особенно фуксина. N,N-диметиланилин применяется в производстве красителей и взрывчатых веществ.
1Архитектура и строительство
2Астрономия, авиация, космонавтика
 
3Безопасность жизнедеятельности
4Биология
 
5Военная кафедра, гражданская оборона
 
6География, экономическая география
7Геология и геодезия
8Государственное регулирование и налоги
 
9Естествознание
 
10Журналистика
 
11Законодательство и право
12Адвокатура
13Административное право
14Арбитражное процессуальное право
15Банковское право
16Государство и право
17Гражданское право и процесс
18Жилищное право
19Законодательство зарубежных стран
20Земельное право
21Конституционное право
22Конституционное право зарубежных стран
23Международное право
24Муниципальное право
25Налоговое право
26Римское право
27Семейное право
28Таможенное право
29Трудовое право
30Уголовное право и процесс
31Финансовое право
32Хозяйственное право
33Экологическое право
34Юриспруденция
 
35Иностранные языки
36Информатика, информационные технологии
37Базы данных
38Компьютерные сети
39Программирование
40Искусство и культура
41Краеведение
42Культурология
43Музыка
44История
45Биографии
46Историческая личность
47Литература
 
48Маркетинг и реклама
49Математика
50Медицина и здоровье
51Менеджмент
52Антикризисное управление
53Делопроизводство и документооборот
54Логистика
 
55Педагогика
56Политология
57Правоохранительные органы
58Криминалистика и криминология
59Прочее
60Психология
61Юридическая психология
 
62Радиоэлектроника
63Религия
 
64Сельское хозяйство и землепользование
65Социология
66Страхование
 
67Технологии
68Материаловедение
69Машиностроение
70Металлургия
71Транспорт
72Туризм
 
73Физика
74Физкультура и спорт
75Философия
 
76Химия
 
77Экология, охрана природы
78Экономика и финансы
79Анализ хозяйственной деятельности
80Банковское дело и кредитование
81Биржевое дело
82Бухгалтерский учет и аудит
83История экономических учений
84Международные отношения
85Предпринимательство, бизнес, микроэкономика
86Финансы
87Ценные бумаги и фондовый рынок
88Экономика предприятия
89Экономико-математическое моделирование
90Экономическая теория

 Анекдоты - это почти как рефераты, только короткие и смешные Следующий
В этой версии программы исправлены старые баги и добавлены новые.
Anekdot.ru

Узнайте стоимость курсовой, диплома, реферата на заказ.

Банк рефератов - РефератБанк.ру
© РефератБанк, 2002 - 2016
Рейтинг@Mail.ru