abstrakt

Synthese von Aminen aus Alkoholen

Einführung 3

1. Charakterisierung von Alkylierungsprozessen 4

2. Chemie und theoretische Grundlagen des Verfahrens 10

3. Verfahrenstechnik 13

Referenzen 16

Einführung

Alkylierung ist der Prozess der Einführung von Alkylgruppen in die Moleküle organischer und einiger anorganischer Substanzen. Diese Reaktionen sind von großer praktischer Bedeutung für die Synthese von kernalkylierten Aromaten, Isoparaffinen, vielen Mercaptanen und Sulfiden, Aminen, Substanzen mit Etherbindungen, elementaren und metallorganischen Verbindungen, Verarbeitungsprodukten von α-Oxiden und Acetylen. Alkylierungsprozesse sind oft Zwischenschritte bei der Herstellung von Monomeren, Waschmitteln etc.

Viele der Alkylierungsprodukte werden in sehr großem Maßstab hergestellt. So etwa 4 Millionen Tonnen Ethylbenzol, 1,6 Millionen Tonnen Isopropylbenzol, 0,4 Millionen Tonnen höhere Alkylbenzole, über 4 Millionen Tonnen Glykole und andere Verarbeitungsprodukte von Alkylenoxiden, etwa 30 Millionen Tonnen Isoparaffinalkylat, etwa 1 Million Tonnen tert-Butylmethylether usw.

1. Charakterisierung von Alkylierungsprozessen

1. Klassifizierung von Alkylierungsreaktionen

Die rationalste Klassifizierung von Alkylierungsprozessen basiert auf der Art der neu gebildeten Bindung.

Die Alkylierung an einem Kohlenstoffatom (C-Alkylierung) besteht darin, das am Kohlenstoffatom befindliche Wasserstoffatom durch eine Alkylgruppe zu ersetzen. Paraffine sind zu dieser Substitution fähig, aber die Alkylierung ist am charakteristischsten für aromatische Verbindungen (die Friedel-Crafts-Reaktion):

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Alkylierung an Sauerstoff- und Schwefelatomen (O- und S-Alkylierung) ist eine Reaktion, bei der eine Alkylgruppe an ein Sauerstoff- oder Schwefelatom bindet:

ArOH + RCI ArOH + NaCl + H2O

NaSH + RCI → RSH + NaCI

Dabei fallen auch Prozesse wie die Hydrolyse von Chlorderivaten oder die Hydratation von Olefinen unter die allzu allgemeine Definition der Alkylierung, was zeigt, dass nur solche Reaktionen der Einführung einer Alkylgruppe eine andere, bedeutsamere und definierende Einordnung haben Merkmale sollten als Alkylierung bezeichnet werden.

Die Alkylierung am Stickstoffatom (N-Alkylierung) besteht darin, Wasserstoffatome in Ammoniak oder Aminen durch Alkylgruppen zu ersetzen. Dies ist die wichtigste Methode zur Synthese von Aminen:

ROH + NH3 → RNH2 + H2O

Wie im Fall von Hydrolyse- und Hydratationsreaktionen wird die N-Alkylierung oft als Ammonolyse (oder Aminolyse) organischer Verbindungen klassifiziert).

Die Alkylierung an Atomen anderer Elemente (Si-, Pb-, AI-Alkylierung) ist der wichtigste Weg, um Element- und metallorganische Verbindungen zu erhalten, wenn die Alkylgruppe direkt an das Heteroatom gebunden ist:

2RCI + Si R2SiCI2

4C2H5CI + 4PbNa → Pb(C2H5)4 + 4NaCI + 3Pb

3C3H6 + AI + 1,5H2 → Al(C3H7)3

Eine andere Klassifizierung von Alkylierungsreaktionen basiert auf Unterschieden in der Struktur der Alkylgruppe, die in eine organische oder anorganische Verbindung eingeführt wird. Es kann gesättigt aliphatisch (Ethyl und Isopropyl) oder zyklisch sein. Im letzteren Fall wird die Reaktion manchmal als Cycloalkylierung bezeichnet:

https://pandia.ru/text/78/129/images/image007_43.gif" width="61" height="26">ROCH=CH2

CH3-COOH + CH≡CHCH3-COO-CH=CH2

Schließlich können Alkylgruppen verschiedene Substituenten enthalten, wie Chloratome, Hydroxy-, Carboxy-, Sulfonsäuregruppen:

C6H5ONa + CICH2-COONa → C6H5O-CH2-COONa + NaCl

ROH + HOCH2-CH2SO2ONa → ROCH2–CH2SO2ONa + H2O

Die wichtigste der Reaktionen zur Einführung substituierter Alkylgruppen ist das Verfahren

2. Alkylierungsmittel und Katalysatoren

Alle Alkylierungsmittel nach der Art der Bindung, die in ihnen bei der Alkylierung aufbricht, empfiehlt es sich, sie in folgende Gruppen einzuteilen:

1..gif" width="260" height="38 src=">

Dies bedeutet, dass die Verlängerung und Verzweigung der Kohlenstoffatomkette im Olefin seine Alkylierungsfähigkeit erheblich erhöht:

CH2=CH2< CH3-CH=CH2 < CH3-CH2-CH=CH2 < (CH3)2C=CH2

In einigen Fällen erfolgt die Alkylierung mit Olefinen unter dem Einfluss von Initiatoren radikalischer Kettenreaktionen, Licht oder hoher Temperatur. Hier sind aktive Zwischenteilchen freie Radikale. Die Reaktivität verschiedener Olefine in solchen Reaktionen konvergiert signifikant.

Chlorderivate sind Alkylierungsmittel mit dem breitesten Wirkungsspektrum. Sie eignen sich zur C-, O-, S- und N-Alkylierung und zur Synthese der meisten Elemento- und Organometallverbindungen. Der Einsatz von Chlorderivaten ist für solche Prozesse sinnvoll, in denen sie nicht durch Olefine ersetzt werden können oder wenn Chlorderivate billiger und leichter zugänglich sind als Olefine.

Die alkylierende Wirkung von Chlorderivaten manifestiert sich in drei verschiedenen Arten von Wechselwirkungen: in elektrophilen Reaktionen, in nukleophilen Substitutionen und in radikalischen Prozessen. Der Mechanismus der elektrophilen Substitution ist charakteristisch für die Alkylierung am Kohlenstoffatom, jedoch werden Reaktionen im Gegensatz zu Olefinen nur durch aprotische Säuren (Aluminiumchlorid, Eisenchlorid) katalysiert. Im Grenzfall verläuft der Prozess unter intermediärer Bildung eines Carbokations:

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Bei einem anderen Reaktionstyp, der für die Alkylierung an Sauerstoff-, Schwefel- und Stickstoffatomen charakteristisch ist, besteht der Vorgang in der nukleophilen Substitution des Chloratoms. Der Mechanismus ähnelt der Hydrolyse von Chlorderivaten, und die Reaktion läuft ohne Katalysatoren ab:

https://pandia.ru/text/78/129/images/image016_28.gif" height="25"> → 4NaCl + Pb(C2H5)4 + 3Pb

Alkohole und Ether sind zu C-, O-, N- und S-Alkylierungsreaktionen fähig. Olefinoxide, die innere Ether von Glykolen sind, können ebenfalls als Ether klassifiziert werden, und von allen Ethern werden praktisch nur Olefinoxide als Alkylierungsmittel verwendet. Alkohole werden zur O- und N-Alkylierung dort eingesetzt, wo sie billiger und besser zugänglich sind als Chlorderivate. Um ihre Alkyl-Sauerstoff-Bindung zu brechen, sind Katalysatoren vom Säuretyp erforderlich:

R-OH + H+ ↔ R-OH2 ↔ R+ + H2O

3. Energieeigenschaften der wichtigsten Alkylierungsreaktionen

Je nach Alkylierungsmittel und Art des Bindungsbruchs in der alkylierten Substanz haben Alkylierungsprozesse sehr unterschiedliche energetische Eigenschaften. Die Werte der thermischen Effekte für den gasförmigen Zustand aller Substanzen bei einigen wichtigen Alkylierungsprozessen an C-, O- und N-Bindungen sind in Tabelle 1 angegeben. Da sie maßgeblich von der Struktur alkylierender Substanzen abhängen, listet die Tabelle auf die häufigsten Änderungsbereiche bei thermischen Effekten.

Tabelle 1

Thermischer Effekt der wichtigsten Alkylierungsreaktionen

Alkylierungsmittel	Eine zerbrochene Bindung

Aus einem Vergleich der angegebenen Daten ist ersichtlich, dass bei Verwendung des gleichen Alkylierungsmittels die Reaktionswärme während der Alkylierung an verschiedenen Atomen in der folgenden Reihenfolge Car > Salif > N > O abnimmt und sich für verschiedene Alkylierungsmittel wie folgt ändert :

https://pandia.ru/text/78/129/images/image020_18.gif" width="161" height="28 src=">, was einen hohen Wert der Gleichgewichtskonstante bei allen zulässigen Temperaturen ergibt. Im Gegensatz dazu , die Wechselwirkung von Phenolen mit Ammoniak und Aminen reversibel:

ArOH + NH3 ↔ ArNH2 + H2O

Alkohole reagieren mit Ammoniak und Aminen in den allermeisten Fällen nur in Gegenwart von Katalysatoren. Schwefelsäure wird zur Herstellung von Methylanilinen aus Anilin und Methanol verwendet:

Ammonium "href="/text/category/ammonij/" rel="bookmark"> Ammonium. Die Wirkung heterogener Katalysatoren besteht darin, die C - O-Bindung in Alkohol durch Chemisorption an ihren Säurestellen zu aktivieren:

https://pandia.ru/text/78/129/images/image024_17.gif" width="206" height="30 src=">

https://pandia.ru/text/78/129/images/image026_14.gif" width="390" height="53 src=">

In diesem Fall ist das Verhältnis der Geschwindigkeitskonstanten aufeinanderfolgender Reaktionsschritte für die Gewinnung des primären Amins ungünstig, da Ammoniak eine schwächere Base und ein nukleophiles Reagenz ist. Die gleichen Katalysatoren vom Säuretyp verursachen eine intermolekulare Migration von Alkylgruppen, ähnlich der zuvor beobachteten Reaktion der Transalkylierung von aromatischen Verbindungen unter dem Einfluss von AICl3. Somit treten reversible Reaktionen der Transalkylierung von Aminen auf:

2RNH2 ↔ R2NH + NH3

2R2NH ↔ RNH2 + R3N

die Zusammensetzung der Alkylierungsprodukte stark beeinflussen. In diesem Fall sind die Gleichgewichtsverhältnisse viel größer als die kinetischen und für die Gewinnung des primären Amins vorteilhaft.

Obwohl das Gleichgewicht in der Praxis nicht vollständig erreicht wird, kann immer noch ein relativ geringer Überschuss an Ammoniak verwendet werden, was die Kosten seiner Rückgewinnung verringert. Ist das Zielprodukt des Verfahrens ein sekundäres Amin, so kann man durch Rückführung von primären und tertiären Aminen in die Reaktion deren Bildung im Allgemeinen ausschließen und den Prozess nur in die gewünschte Richtung lenken. In diesem Fall stellen sich in der Reaktionsmasse stationäre Konzentrationen von Nebenprodukten ein, die den Bedingungen der Gleichheit ihrer Bildungs- und Verbrauchsraten entsprechen.

Dehydrierende Katalysatoren (auf Aluminiumoxid abgeschiedenes Kupfer, Nickel, Kobalt) können ebenfalls verwendet werden, um die Reaktion zwischen Ammoniak und Alkoholen durchzuführen. In diesem Fall ist der Reaktionsmechanismus ein völlig anderer - zuerst wird der Alkohol zu Aldehyd dehydriert, und dann wird der Aldehyd mit Ammoniak kondensiert und das resultierende Imin wird hydriert:

Mischer „href="/text/category/smesiteli/" rel="bookmark">Mischer 1 und in Wärmetauscher 2 geleitet, wo sie verdampft und durch heiße Reaktionsgase erhitzt werden.Im Reaktor 3 laufen die oben beschriebenen Reaktionen ab und Amine werden bei nahezu vollständiger Umsetzung gebildetes Methanol Heiße Gase geben im Wärmetauscher 2 ihre Wärme an das Ausgangsgemisch ab und werden der Weiterverarbeitung zugeführt.

Die entstehenden Produkte werden durch mehrstufige Destillation getrennt; In jeder Stufe wird Druck erzeugt, um durch Kühlen mit Wasser einen Rückfluss zu erhalten. Zunächst wird in Kolonne 4 das leichtflüchtige Ammoniak abdestilliert, das zurückgeführt wird. Die Bodenflüssigkeit tritt in die Extraktivdestillationskolonne 5 mit Wasser (in Gegenwart von Wasser wird die relative Flüchtigkeit von Trimethylamin im Vergleich zu anderen am höchsten) Methylaminen ein. Das dabei abdestillierte Trimethylamin (TMA) kann teilweise in Form eines Handelsprodukts entnommen werden, wird aber in der Hauptmenge einer Wiederverwertung zugeführt. Die beiden anderen Amine unterscheiden sich in den Siedepunkten stärker (6,8 und 7,40°C) und können durch konventionelle Destillation in den Kolonnen 6 (Monomethylamin, MMA) und 7 (Dimethylamin, DMA) getrennt werden. Jeder von ihnen kann als marktfähiges Produkt am Kopf der Kolonne entnommen oder teilweise (oder vollständig) dem Recycling zugeführt werden.

Schließlich wird in Kolonne 8 nicht umgesetztes Methanol aus dem Abwasser abdestilliert und in die Reaktion zurückgeführt. Die Gesamtausbeute an Aminen erreicht unter Berücksichtigung aller Verluste 95 %.

Bei der Synthese von Ethylaminen werden die Herstellungsstufe der Ausgangsmischung und die Reaktionseinheit ähnlich wie in Abb. 1. Die Abtrennung von Aminen wird durch einen größeren Siedepunktunterschied (16,5, 55,9 und 89,50) erleichtert und durch konventionelle Destillation mit sequentieller Destillation von Ammoniak, Mono-, Di- und Triethylaminen erreicht. In diesem Fall ist das Nebenprodukt Ethylen, das aus dem System entfernt wird, indem das Gemisch kondensiert wird, um noch das Ammoniak abzustreifen.

Petrochemikalien" href="/text/category/neftehimiya/" rel="bookmark">Petrochemikalien
Synthese. M., Chemie. 1988. - 592 S.;

4., Vishnyakova petrochemische Synthese. M., 1973. - 448 S.;

5. Yukelsons grundlegende organische Synthese. M., "Chemie", 1968.

Amine.

Amine- Derivate des Ammoniaks, bei denen ein, zwei oder alle drei Wasserstoffatome durch Reste ersetzt sind.

Amin-Klassifizierung: Amine werden nach zwei Kriterien klassifiziert:

1) Amine werden nach der Anzahl der Radikale, die das Wasserstoffatom in Ammoniak ersetzen, unterteilt in:

-primär :

-zweitrangig :

-Tertiär-:

2) Amine werden nach Art der mit dem Stickstoffatom verbundenen Reste eingeteilt:

- aliphatisch . Aliphatische Amine sind solche Amine, bei denen die Reste die Reste von Alkanen, Alkenen, Alkadienen, aber keine Arenen sind:

Propylamin 2-Propenylamin 2-Propynylamin

Aliphatische schließen auch Amine ein, die aromatische Bruchstücke in ihrer Struktur haben, wenn sie vom Stickstoffatom durch mindestens eine Gruppe - CH 2 - getrennt sind, zum Beispiel Benzylamin:

- aromatisch . Als aromatisch gelten nur solche Amine, bei denen das Stickstoffatom direkt an den aromatischen Kern gebunden ist, zum Beispiel:

- fett aromatisch : bei diesen Aminen ist, sofern sie tertiär sind, das Stickstoffatom mit einem aliphatischen und zwei aromatischen Resten oder umgekehrt mit einem aromatischen und zwei aliphatischen Resten verbunden, beispielsweise:

Wenn ein fett aromatisch Amin ist sekundär, dann hat es einen aliphatischen Rest und den anderen aromatischen, zum Beispiel:

Isomerie und Nomenklatur aliphatischer Amine

Um ein aliphatisches Amin gemäß der IUPAC-Nomenklatur zu benennen, müssen Sie die längste Kette von Kohlenstoffatomen in Kontakt mit der Aminogruppe auswählen. Nummeriere die Kette von der Seite, die der Aminogruppe am nächsten liegt. Geben Sie dann die Nummer des Atoms an, das dem Stickstoffatom zugeordnet ist, und schreiben Sie „Amino“ durch einen Bindestrich. Geben Sie danach die Anzahl der Atome der Hauptkette und die Namen der damit verbundenen Kohlenwasserstoffreste an. Geben Sie am Ende zusammen mit dem Namen des letzten Restes den Namen des Alkans an, das der Hauptkette entspricht.

Entsprechend der rationalen Nomenklatur werden bei zunehmender Komplexität zunächst die mit Stickstoff assoziierten Reste benannt und dann gemeinsam das Wort "Amin" zugeschrieben. Die folgende Tabelle zeigt Namensbeispiele für Amine mit der Formel C 5 H 13 N

	IUPAC	Rational
	1-Aminopentan	Amylamin
	2-Aminopentan	1-Methylbutylamin
	3-Aminopentan	1-Ethylpropylamin
	1-Amino-2-methylbutan	2-Methylbutylamin
	2-Amino-2-methylbutan	Tret-Amylamin
	2-Amino-3-methylbutan	1,2-Dimethylpropylamin
	1-Amino-3-methylbutan	Isoamylamin
	1-Amino-2,2-dimethylpropan	Neopentylamin
	1-(N-Methyl)aminobutan	Methylbutylamin
	2-(N-Methyl)aminobutan	Methyl- zweite-Butylamin
	1-(N-Methyl)amino-2-methylpropan	Methylisobutylamin
	2-(N-Methyl)amino-2-methylpropan	Methyl-tert.-butylamin
	1-(N-Methyl-N-ethyl)aminoethan	Methyldiethylamin
	1-(N,N-Dimethyl)aminopropan	Dimethylpropylamin
	2-(N,N-Dimethyl)aminopropan	Dimethylisopropylamin

Verfahren zur Gewinnung von Aminen.

Gewinnung von Aminen aus anderen stickstoffhaltigen Verbindungen.

Aus Nitroverbindungen Amine können durch ihre Hydrierung mit Wasserstoff an einem Raney-Nickel-Katalysator erhalten werden. Dieser Katalysator wird durch Auslaugen von Aluminium aus seiner Legierung mit Nickel gemäß der Reaktion erhalten:

1-Nitropropan 1-Aminopropan

Ebenso können primäre Amine erhalten werden aus Nitrosoverbindungen:

2-Nitrosobutan 2-Aminobutan

Amine können ebenfalls erhalten werden aus Oximen. Die Oxime selbst werden leicht aus Aldehyden oder Ketonen durch Umsetzung mit Hydroxylamin erhalten:

Propanalhydroxylamin Propanaloxim

Wenn Oxime hydriert werden, wird die N-O-Bindung aufgebrochen und ein Amin (immer primär) und Wasser werden erhalten:

Propanaloxim Propylamin

Es können auch primäre Amine erhalten werden aus Hydrazonen, die wiederum durch Einwirkung von Hydrazin auf Aldehyde oder Ketone erhalten werden

Butanonhydrazin Butanonhydrazon

Beim Hydrieren Hydrazone Die N-N-Bindung wird gebrochen und ein Amin (immer primär) und Ammoniak werden erhalten:

2-Aminobutan

Aus Amiden von Carbonsäuren auch verfügbar Amine, und nicht nur primär, sondern aus Alkylamiden - sekundäre und aus Dialkylamiden - tertiäre Amine.

Zunächst wird aus Carbonsäuren die Wirkung von Ammoniak erhalten Ammoniumsalze,Zum Beispiel:

Propionsäure Ammoniumpropionat

Beim Erhitzen des Ammoniumsalzes über 100 °C wird Wasser in Form von Dampf freigesetzt und ein Amid gebildet:

Ammoniumpropionatpropionsäureamid

Hydrierung von Amiden an Katalysatoren der Platingruppe führt zu primäre Amine und Wasser:

Propioamidpropylamin

Wenn wir anstelle von Ammoniak in der ersten der obigen Reaktionen nehmen primäres Amin, dann danach Amid-Hydrierung erfolgreich sekundäres Amin:

Essigsäure 1-Aminopropanpropylammoniumacetat

Essigsäurepropylamid

Ethylpropylamin - sekundäres Amin

Wenn wir anstelle von Ammoniak in der ersten dieser drei Reaktionen nehmen wir sekundäres Amin, dann danach Amid-Hydrierung erfolgreich tertiäres Amin:

3-Methylbutansäuremethylisobutylamin

Um Amine zu erhalten, wurde heute eine Vielzahl verschiedener Verfahren entdeckt. Die wichtigsten von ihnen werden in separaten Kapiteln besprochen:

• Direkte Alkylierung von Ammoniak und Aminen;
• indirekte Alkylierung;
• Wiederherstellungsmethoden;
• Herstellung primärer Amine aus Carbonsäuren. Umlagerungen von Hoffmann, Curtius und Schmidt.

Die obigen Verfahren zur Herstellung von Aminen unterscheiden sich in ihren Anwendungsgebieten, in ihrer Verfügbarkeit und in der Anzahl an Nebenprodukten. Im selben Kapitel werden die allgemeinen Muster zur Gewinnung von Aminen und einige andere spezifische Wege zu ihrer Gewinnung kurz betrachtet.

Allgemeine Methoden zur Herstellung von Aminen

Sie entstehen bei Spaltungsreaktionen: Amide (Hoffmann-Umlagerung), Hydroxamsäuren und ihre Derivate (Lossen-Umlagerung), Azide (Curtius-, Schmidt-Umlagerung), Oxime, Ketone (Beckmann-Umlagerung). Die treibende Kraft hinter diesen Umlagerungen ist die Bildung eines elektronenarmen Stickstoffatoms.

Lossen-Umlagerung

Diese Reaktion hat grundsätzlich das gleiche Zwischenprodukt wie bei der Hoffmann- und Curtius-Umlagerung. Zur Durchführung einer solchen Umlagerung werden Hydroxamsäuren und deren Derivate verwendet, die unter Einwirkung von Dehydratisierungsmitteln ($P_2O_5$, $SOCl_2$, Polyphosphorsäure usw.) nacheinander Acylnitren, dann Isocyanat und dann Amin bilden.

Amine- Dies sind organische Verbindungen, bei denen das Wasserstoffatom (möglicherweise mehr als eines) durch einen Kohlenwasserstoffrest ersetzt ist. Alle Amine werden unterteilt in:

• primäre Amine;
• sekundäre Amine;
• tertiäre Amine.

Es gibt auch Analoga von Ammoniumsalzen - quartäre Salze des Typs [ R 4 N] + Kl - .

Abhängig von der Art des Radikals Amine kann sein:

• aliphatische Amine;
• aromatische (gemischte) Amine.

Aliphatisch limitierende Amine.

Allgemeine Formel C n H 2 n +3 N.

Die Struktur von Aminen.

Das Stickstoffatom befindet sich in sp 3 -Hybridisierung. Auf dem 4. Nicht-Hybrid-Orbital befindet sich ein einsames Elektronenpaar, das die Haupteigenschaften von Aminen bestimmt:

Elektronendonor-Substituenten erhöhen die Elektronendichte am Stickstoffatom und verstärken die basischen Eigenschaften von Aminen, aus diesem Grund sind sekundäre Amine stärkere Basen als primäre, weil 2 Radikale am Stickstoffatom erzeugen eine größere Elektronendichte als 1.

Bei tertiären Atomen spielt der räumliche Faktor eine wichtige Rolle: da 3-Radikale verdecken das einsame Stickstoffpaar, das anderen Reagenzien schwer "annäherbar" ist, die Basizität solcher Amine ist geringer als die von primären oder sekundären.

Isomerie von Aminen.

Amine sind gekennzeichnet durch Isomerie des Kohlenstoffgerüsts, Isomerie der Position der Aminogruppe:

Wie heißen die Amine?

Der Name listet normalerweise Kohlenwasserstoffreste (in alphabetischer Reihenfolge) auf und fügt die Endung -amin hinzu:

Physikalische Eigenschaften von Aminen.

Die ersten 3 Amine sind Gase, die mittleren Mitglieder der aliphatischen Reihe sind Flüssigkeiten und die höheren sind Feststoffe. Der Siedepunkt von Aminen liegt höher als der der entsprechenden Kohlenwasserstoffe, weil in der flüssigen Phase werden im Molekül Wasserstoffbrückenbindungen gebildet.

Amine sind gut wasserlöslich, mit zunehmendem Kohlenwasserstoffradikal nimmt die Löslichkeit ab.

Amine bekommen.

1. Alkylierung von Ammoniak (die Hauptmethode), die auftritt, wenn ein Alkylhalogenid mit Ammoniak erhitzt wird:

Wenn das Alkylhalogenid im Überschuss vorhanden ist, kann das primäre Amin eine Alkylierungsreaktion eingehen und sich in ein sekundäres oder tertiäres Amin verwandeln:

2. Rückgewinnung von Nitroverbindungen:

Ammoniumsulfid wird verwendet Zinin-Reaktion), Zink oder Eisen in saurer Umgebung, Aluminium in alkalischer Umgebung oder Wasserstoff in der Gasphase.

3. Rückgewinnung von Nitrilen. benutzen LiAlH 4:

4. Enzymatische Decarboxylierung von Aminosäuren:

Chemische Eigenschaften von Aminen.

Alles Amine- starke Basen und aliphatische sind stärker als Ammoniak.

Wässrige Lösungen sind von Natur aus alkalisch.

Amine traten ganz unerwartet in unser Leben. Bis vor kurzem waren dies giftige Substanzen, deren Kollision zum Tod führen konnte. Und jetzt, nach anderthalb Jahrhunderten, verwenden wir aktiv synthetische Fasern, Stoffe, Baumaterialien und Farbstoffe, die auf Aminen basieren. Nein, sie wurden nicht sicherer, die Menschen konnten sie einfach "zähmen" und unterwerfen, was ihnen gewisse Vorteile brachte. Über welche, und wir werden weiter sprechen.

Definition

Zur qualitativen und quantitativen Bestimmung von Anilin in Lösungen oder Verbindungen wird eine Reaktion mit verwendet, an deren Ende ein weißer Niederschlag in Form von 2,4,6-Tribromanilin auf den Boden des Reagenzglases fällt.

Amine in der Natur

Amine kommen in der Natur überall vor in Form von Vitaminen, Hormonen, Stoffwechselzwischenprodukten, sie kommen auch in Tieren und Pflanzen vor. Außerdem fallen bei der Fäulnis lebender Organismen auch mittlere Amine an, die in flüssigem Zustand einen unangenehmen Geruch nach Heringslake verbreiten. Das in der Literatur vielfach beschriebene „Leichengift“ entstand gerade aufgrund der spezifischen Ambra von Aminen.

Lange Zeit wurden die von uns in Betracht gezogenen Stoffe aufgrund eines ähnlichen Geruchs mit Ammoniak verwechselt. Doch Mitte des 19. Jahrhunderts gelang es dem französischen Chemiker Wurtz, Methylamin und Ethylamin zu synthetisieren und nachzuweisen, dass sie beim Verbrennen Kohlenwasserstoffe freisetzen. Dies war der grundlegende Unterschied zwischen den genannten Verbindungen und Ammoniak.

Gewinnung von Aminen unter industriellen Bedingungen

Da sich das Stickstoffatom in Aminen in der niedrigsten Oxidationsstufe befindet, ist die Reduktion stickstoffhaltiger Verbindungen der einfachste und kostengünstigste Weg, sie zu erhalten. Er ist es, der wegen seiner Billigkeit in der industriellen Praxis weit verbreitet ist.

Die erste Methode ist die Reduktion von Nitroverbindungen. Die Reaktion, bei der Anilin entsteht, wird nach dem Wissenschaftler Zinin benannt und Mitte des 19. Jahrhunderts erstmals durchgeführt. Die zweite Methode besteht darin, Amide mit Lithiumaluminiumhydrid zu reduzieren. Primäre Amine können auch aus Nitrilen reduziert werden. Die dritte Möglichkeit sind Alkylierungsreaktionen, also die Einführung von Alkylgruppen in Ammoniakmoleküle.

Anwendung von Aminen

Amine selbst werden in Form von Reinsubstanzen wenig verwendet. Ein seltenes Beispiel ist Polyethylenpolyamin (PEPA), das das Aushärten von Epoxidharz im Haushalt erleichtert. Grundsätzlich ist ein primäres, tertiäres oder sekundäres Amin ein Zwischenprodukt bei der Herstellung verschiedener organischer Stoffe. Am beliebtesten ist Anilin. Es ist die Grundlage einer großen Palette von Anilinfarbstoffen. Welche Farbe am Ende herauskommt, hängt direkt vom ausgewählten Rohstoff ab. Reines Anilin ergibt eine blaue Farbe, während eine Mischung aus Anilin, ortho- und para-Toluidin rot ist.

Aliphatische Amine werden zur Gewinnung von Polyamiden wie Nylon und anderen benötigt und im Maschinenbau, sowie bei der Herstellung von Seilen, Geweben und Folien eingesetzt. Außerdem werden aliphatische Diisocyanate bei der Herstellung von Polyurethanen verwendet. Aufgrund ihrer außergewöhnlichen Eigenschaften (Leichtigkeit, Festigkeit, Elastizität und Haftfähigkeit auf jedem Untergrund) sind sie im Bauwesen (Montageschaum, Kleber) und in der Schuhindustrie (rutschfeste Sohlen) gefragt.

Die Medizin ist ein weiterer Bereich, in dem Amine verwendet werden. Die Chemie hilft, daraus Antibiotika der Sulfonamidgruppe zu synthetisieren, die erfolgreich als Second-Line-Medikamente, also Reservemedikamente, eingesetzt werden. Falls Bakterien Resistenzen gegen wichtige Medikamente entwickeln.

Schädliche Wirkungen auf den menschlichen Körper

Es ist bekannt, dass Amine sehr giftige Substanzen sind. Jede Wechselwirkung mit ihnen kann zu Gesundheitsschäden führen: Einatmen von Dämpfen, Kontakt mit offener Haut oder Aufnahme von Verbindungen in den Körper. Der Tod tritt durch Sauerstoffmangel ein, da Amine (insbesondere Anilin) ​​an Bluthämoglobin binden und es daran hindern, Sauerstoffmoleküle einzufangen. Alarmierende Symptome sind Kurzatmigkeit, blaues Nasolabialdreieck und Fingerspitzen, Tachypnoe (schnelles Atmen), Tachykardie, Bewusstlosigkeit.

Bei Kontakt mit diesen Substanzen auf nackten Körperstellen ist es notwendig, sie schnell mit zuvor mit Alkohol angefeuchteter Watte zu entfernen. Dies muss so sorgfältig wie möglich erfolgen, um den Kontaminationsbereich nicht zu vergrößern. Treten Vergiftungssymptome auf, sollten Sie unbedingt einen Arzt aufsuchen.

Aliphatische Amine sind ein Gift für das Nerven- und Herz-Kreislauf-System. Sie können eine Depression der Leberfunktion, ihre Degeneration und sogar onkologische Erkrankungen der Blase verursachen.