აბსტრაქტული

ამინების სინთეზი ალკოჰოლებიდან

შესავალი 3

1. ალკილირების პროცესების დახასიათება 4

2. პროცესის ქიმია და თეორიული საფუძვლები 10

3. პროცესის ტექნოლოგია 13

გამოყენებული ლიტერატურა 16

შესავალი

ალკილაცია არის ალკილის ჯგუფების ორგანული და ზოგიერთი არაორგანული ნივთიერების მოლეკულებში შეყვანის პროცესი. ამ რეაქციებს დიდი პრაქტიკული მნიშვნელობა აქვს ბირთვში ალკილირებული არომატული ნაერთების, იზოპარაფინების, მრავალი მერკაპტანისა და სულფიდის, ამინების, ეთერური ბმების მქონე ნივთიერებების, ელემენტარული და ორგანული ნაერთების, α-ოქსიდების და აცეტილენის დამუშავებული პროდუქტების სინთეზისთვის. ალკილირების პროცესები ხშირად შუალედური საფეხურია მონომერების, სარეცხი საშუალებების და ა.შ.

ალკილირების მრავალი პროდუქტი იწარმოება ძალიან დიდი მასშტაბით. ამრიგად, დაახლოებით 4 მილიონი ტონა ეთილბენზოლი, 1,6 მილიონი ტონა იზოპროპილბენზოლი, 0,4 მილიონი ტონა უმაღლესი ალკილბენზოლი, 4 მილიონ ტონაზე მეტი გლიკოლი და ალკილენის ოქსიდების გადამუშავების სხვა პროდუქტები, დაახლოებით 30 მილიონი ტონა იზოპარაფინის ალკილატი, დაახლოებით 1 მილიონი ტონა. ტერტ-ბუტილ მეთილის ეთერი და სხვ.

1. ალკილირების პროცესების დახასიათება

1. ალკილირების რეაქციების კლასიფიკაცია

ალკილირების პროცესების ყველაზე რაციონალური კლასიფიკაცია ემყარება ახლად წარმოქმნილი ბმის ტიპს.

ალკილაცია ნახშირბადის ატომში (C-ალკილაცია) შედგება ნახშირბადის ატომში მდებარე წყალბადის ატომის ალკილის ჯგუფით ჩანაცვლებაში. პარაფინებს შეუძლიათ ამ ჩანაცვლება, მაგრამ ალკილაცია ყველაზე დამახასიათებელია არომატული ნაერთებისთვის (ფრიდელ-კრაფტის რეაქცია):

https://pandia.ru/text/78/129/images/image003_92.gif" width="221" height="23 src=">

ალკილაცია ჟანგბადისა და გოგირდის ატომებში (O - და S-ალკილაცია) არის რეაქცია, რომლის დროსაც ალკილის ჯგუფი უერთდება ჟანგბადს ან გოგირდის ატომს:

ArOH + RCI ArOH + NaCl + H2O

NaSH + RCI → RSH + NaCI

ამ შემთხვევაში, ისეთი პროცესები, როგორიცაა ქლორის წარმოებულების ჰიდროლიზი ან ოლეფინების ჰიდრატაცია, ასევე ექვემდებარება ალკილირების ძალიან ზოგად განმარტებას და ეს გვიჩვენებს, რომ მხოლოდ ალკილის ჯგუფის შეყვანის ისეთი რეაქციები, რომლებსაც არ აქვთ სხვა, უფრო მნიშვნელოვანი და განმსაზღვრელი კლასიფიკაცია. მახასიათებლებს უნდა ეწოდოს ალკილიზაცია.

აზოტის ატომში ალკილაცია (N-ალკილაცია) შედგება წყალბადის ატომების ამიაკის ან ამინების ალკილის ჯგუფებით ჩანაცვლებაში. ეს არის ამინების სინთეზის ყველაზე მნიშვნელოვანი მეთოდები:

ROH + NH3 → RNH2 + H2O

როგორც ჰიდროლიზისა და ჰიდრატაციის რეაქციების შემთხვევაში, N-ალკილაცია ხშირად კლასიფიცირდება როგორც ორგანული ნაერთების ამონოლიზი (ან ამინოლიზი).

ალკილაცია სხვა ელემენტების ატომებში (Si-, Pb-, AI-ალკილაცია) არის ელემენტის და ორგანული ნაერთების მიღების ყველაზე მნიშვნელოვანი გზა, როდესაც ალკილის ჯგუფი პირდაპირ არის დაკავშირებული ჰეტეროატომთან:

2RCI + Si R2SiCI2

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

3C3H6 + AI + 1.5H2 → Al(C3H7)3

ალკილაციის რეაქციების კიდევ ერთი კლასიფიკაცია ემყარება ორგანულ ან არაორგანულ ნაერთში შეყვანილი ალკილის ჯგუფის სტრუქტურაში განსხვავებებს. ის შეიძლება იყოს გაჯერებული ალიფატური (ეთილის და იზოპროპილის) ან ციკლური. ამ უკანასკნელ შემთხვევაში რეაქციას ზოგჯერ ციკლოალკილირებას უწოდებენ:

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

CH3-COOH + CH≡CH CH3-COO-CH=CH2

და ბოლოს, ალკილის ჯგუფები შეიძლება შეიცავდეს სხვადასხვა შემცვლელებს, როგორიცაა ქლორის ატომები, ჰიდროქსი, კარბოქსი, სულფონის მჟავების ჯგუფები:

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

ROH + HOCH2-CH2SO2ONa → ROCH2–CH2SO2ONa + H2O

ჩანაცვლებული ალკილის ჯგუფების შეყვანის რეაქციებიდან ყველაზე მნიშვნელოვანი პროცესია

2. ალკილატორები და კატალიზატორები

ყველა ალკილატორული აგენტი ბმის ტიპის მიხედვით, რომელიც იშლება მათში ალკილაციის დროს, მიზანშეწონილია დაიყოს შემდეგ ჯგუფებად:

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

ეს ნიშნავს, რომ ოლეფინში ნახშირბადის ატომის ჯაჭვის გახანგრძლივება და განშტოება მნიშვნელოვნად ზრდის მის ალკილირების უნარს:

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

ზოგიერთ შემთხვევაში, ოლეფინებით ალკილაცია მიმდინარეობს რადიკალური ჯაჭვური რეაქციების ინიციატორების, განათების ან მაღალი ტემპერატურის გავლენის ქვეშ. აქ შუალედური აქტიური ნაწილაკები თავისუფალი რადიკალებია. ასეთ რეაქციებში სხვადასხვა ოლეფინების რეაქტიულობა მნიშვნელოვნად თანხვედრა.

ქლორის წარმოებულები არის მოქმედების ფართო სპექტრის ალკილატორული აგენტები. ისინი შესაფერისია C-, O-, S- და N-ალკილირებისთვის და უმეტესი ელემენტარული და ორგანული ნაერთების სინთეზისთვის. ქლორის წარმოებულების გამოყენება რაციონალურია იმ პროცესებისთვის, რომლებშიც მათი შეცვლა შეუძლებელია ოლეფინებით ან როცა ქლორის წარმოებულები უფრო იაფი და ხელმისაწვდომია ვიდრე ოლეფინები.

ქლორის წარმოებულების ალკილაციური მოქმედება ვლინდება სამი განსხვავებული ტიპის ურთიერთქმედებით: ელექტროფილურ რეაქციებში, ნუკლეოფილურ ჩანაცვლებაში და თავისუფალი რადიკალების პროცესებში. ელექტროფილური ჩანაცვლების მექანიზმი დამახასიათებელია ნახშირბადის ატომში ალკილაციისთვის, მაგრამ, ოლეფინებისგან განსხვავებით, რეაქციები კატალიზდება მხოლოდ აპროტური მჟავებით (ალუმინის ქლორიდი, რკინის ქლორიდი). შეზღუდულ შემთხვევაში, პროცესი მიმდინარეობს კარბოკატიონის შუალედური ფორმირებით:

https://pandia.ru/text/78/129/images/image014_29.gif" width="318" height="26 src=">

სხვა ტიპის რეაქციაში, რომელიც ახასიათებს ჟანგბადის, გოგირდის და აზოტის ატომების ალკილირებას, პროცესი შედგება ქლორის ატომის ნუკლეოფილურ ჩანაცვლებაში. მექანიზმი მსგავსია ქლორის წარმოებულების ჰიდროლიზისა და რეაქცია მიმდინარეობს კატალიზატორების არარსებობის შემთხვევაში:

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

ალკოჰოლებს და ეთერებს შეუძლიათ C-, O-, N- და S-ალკილირების რეაქციები. ოლეფინის ოქსიდები, რომლებიც წარმოადგენენ გლიკოლების შიდა ეთერებს, ასევე შეიძლება კლასიფიცირდეს როგორც ეთერები, ხოლო ყველა ეთერიდან მხოლოდ ოლეფინის ოქსიდები პრაქტიკულად გამოიყენება ალკილატორად. ალკოჰოლური სასმელები გამოიყენება O- და N-ალკილირებისთვის იმ შემთხვევებში, როდესაც ისინი უფრო იაფი და ხელმისაწვდომია, ვიდრე ქლორის წარმოებულები. ალკილ-ჟანგბადის კავშირის გასატეხად საჭიროა მჟავის ტიპის კატალიზატორები:

R-OH + H+ ↔ R-OH2 ↔ R+ + H2O

3. ძირითადი ალკილირების რეაქციების ენერგეტიკული მახასიათებლები

ალკილირების აგენტიდან და ალკილირებულ ნივთიერებაში ბმის გაწყვეტის ტიპზე დამოკიდებულია, ალკილირების პროცესებს აქვთ ძალიან განსხვავებული ენერგეტიკული მახასიათებლები. თერმული ეფექტების მნიშვნელობები ყველა ნივთიერების აირისებრი მდგომარეობისთვის ალკილაციის ზოგიერთ მნიშვნელოვან პროცესებში C-, O- და N- ბმებში მოცემულია ცხრილში 1. ვინაიდან ისინი მნიშვნელოვნად არის დამოკიდებული ალკილაციური ნივთიერებების სტრუქტურაზე, ცხრილები ჩამოთვლილია თერმული ეფექტების ცვლილებების ყველაზე გავრცელებული დიაპაზონი.

ცხრილი 1

ყველაზე მნიშვნელოვანი ალკილირების რეაქციების თერმული ეფექტი

ალკილატორული აგენტი	გატეხილი კავშირი

მოცემული მონაცემების შედარებიდან ჩანს, რომ ერთი და იგივე ალკილატორული აგენტის გამოყენებისას, ალკილირების დროს რეაქციის სიცხე სხვადასხვა ატომზე მცირდება შემდეგი თანმიმდევრობით Car > Salif > N > O, ხოლო სხვადასხვა ალკილატორებისთვის ის იცვლება შემდეგნაირად. :

https://pandia.ru/text/78/129/images/image020_18.gif" width="161" height="28 src=">, რომელიც იძლევა წონასწორობის მუდმივის მაღალ მნიშვნელობას ყველა დასაშვებ ტემპერატურაზე. განსხვავებით ფენოლების ურთიერთქმედება ამიაკთან და ამინებთან შექცევადად:

ArOH + NH3 ↔ ArNH2 + H2O

უმეტეს შემთხვევაში, ალკოჰოლი რეაგირებს ამიაკთან და ამინებთან მხოლოდ კატალიზატორების თანდასწრებით. გოგირდის მჟავა გამოიყენება მეთილანილინების წარმოებისთვის ანილინისა და მეთანოლისგან:

ამონიუმი "href="/text/category/ammonij/" rel="bookmark"> ამონიუმი. ჰეტეროგენული კატალიზატორების მოქმედება მდგომარეობს იმაში, რომ ააქტიურებენ C-O-ბმას ალკოჰოლში, მათ მჟავას უბნებზე ქიმისორბციის გამო:

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=">

ამ შემთხვევაში, თანმიმდევრული რეაქციის საფეხურების სიჩქარის მუდმივების თანაფარდობა არახელსაყრელია პირველადი ამინის მისაღებად, რადგან ამიაკი არის სუსტი ბაზა და ნუკლეოფილური რეაგენტი. იგივე მჟავის ტიპის კატალიზატორები იწვევენ ალკილის ჯგუფების ინტერმოლეკულურ მიგრაციას, ისევე როგორც ადრე შეხვედრილი რეაქცია არომატული ნაერთების ტრანსალკილაციის დროს AICI3-ის გავლენის ქვეშ. ამრიგად, ხდება ამინების ტრანსალკილაციის შექცევადი რეაქციები:

2RNH2 ↔ R2NH + NH3

2R2NH ↔ RNH2 + R3N

ძლიერ გავლენას ახდენს ალკილირების პროდუქტების შემადგენლობაზე. ამ შემთხვევაში წონასწორობის კოეფიციენტები გაცილებით მეტია, ვიდრე კინეტიკური და სასარგებლოა პირველადი ამინის მისაღებად.

მიუხედავად იმისა, რომ წონასწორობა პრაქტიკაში სრულად არ არის მიღწეული, ამიაკის შედარებით მცირე ჭარბი რაოდენობა მაინც შეიძლება იქნას გამოყენებული, რაც ამცირებს მისი აღდგენის ღირებულებას. თუ პროცესის სამიზნე პროდუქტი არის მეორადი ამინი, მაშინ პირველადი და მესამეული ამინების რეაქციაში დაბრუნებით, მათი წარმოქმნა შეიძლება მთლიანად გამოირიცხოს, პროცესი წარმართავს მხოლოდ სასურველი მიმართულებით. ამ შემთხვევაში რეაქციის მასაში დგინდება სუბპროდუქტების სტაციონარული კონცენტრაციები, რაც შეესაბამება მათი წარმოქმნისა და მოხმარების სიჩქარის თანაბარ პირობებს.

დეჰიდროგენაციური კატალიზატორები (სპილენძი, ნიკელი, ალუმინაზე დეპონირებული კობალტი) ასევე შეიძლება გამოყენებულ იქნას ამიაკისა და სპირტების რეაქციის განსახორციელებლად. ამ შემთხვევაში, რეაქციის მექანიზმი სრულიად განსხვავებულია - ჯერ ალკოჰოლი დეჰიდროგენირებულია ალდეჰიდში, შემდეგ კი ალდეჰიდი კონდენსირებულია ამიაკით და შედეგად მიღებული იმინი წყალბადირებულია:

მიქსერები "href="/text/category/smesiteli/" rel="bookmark">მიქსერი 1 და იკვებება სითბოს გადამცვლელ 2-ში, სადაც ისინი აორთქლდება და თბება ცხელი რეაქციის გაზებით. ზემოთ აღწერილი რეაქციები მიმდინარეობს რეაქტორ 3-ში და ამინები არის წარმოიქმნება თითქმის სრული კონვერტაციის დროს მეთანოლი ცხელი აირები თავის სითბოს გამოყოფს საწყის ნარევს სითბოს გადამცვლელ 2-ში და იგზავნება შემდგომი დამუშავებისთვის.

მიღებული პროდუქტების გამოყოფა ხდება მრავალსაფეხურიანი დისტილაციით; ყოველ ეტაპზე იქმნება წნევა წყალთან ერთად გაგრილებით რეფლუქსის მისაღებად. უპირველეს ყოვლისა, ყველაზე აქროლადი ამიაკი გამოხდება მე-4 სვეტში, რომელიც გადამუშავდება. ქვედა სითხე შედის ექსტრაქციული დისტილაციის სვეტში 5 წყლით (წყლის თანდასწრებით, ტრიმეთილამინის ფარდობითი არასტაბილურობა ხდება ყველაზე მაღალი სხვებთან შედარებით) მეთილამინი. ამ შემთხვევაში გამოხდილი ტრიმეთილამინი (TMA) შეიძლება ნაწილობრივ იქნას მიღებული კომერციული პროდუქტის სახით, მაგრამ მისი ძირითადი რაოდენობა იგზავნება გადამუშავებისთვის. დანარჩენი ორი ამინისთვის დუღილის წერტილები უფრო მეტად განსხვავდება (6.8 და 7.40C) და მათი გამოყოფა შესაძლებელია ჩვეულებრივი დისტილაციით მე-6 (მონომეთილამინი, MMA) და 7 (დიმეთილამინი, DMA) სვეტებში. თითოეული მათგანი შეიძლება იქნას აღებული სვეტის ზემოდან, როგორც გაყიდვადი პროდუქტი ან ნაწილობრივ (ან მთლიანად) გაგზავნილი გადამუშავებისთვის.

ბოლოს, მე-8 სვეტში, შეუქცევადი მეთანოლი გამოხდილი ხდება ჩამდინარე წყლებიდან და უბრუნდება რეაქციას. ამინების მთლიანი გამოსავლიანობა, ყველა დანაკარგის გათვალისწინებით, აღწევს 95%.

ეთილამინის სინთეზში, საწყისი ნარევის მომზადების ეტაპი და რეაქციის ერთეული შესრულებულია ისევე, როგორც ნახ. 1. ამინების გამოყოფას ხელს უწყობს დუღილის წერტილებში დიდი სხვაობა (16,5, 55,9 და 89,50) და მიიღწევა ჩვეულებრივი დისტილაციით ამიაკის, მონო-, დი- და ტრიეთილამინის თანმიმდევრული დისტილაციით. ამ შემთხვევაში, სუბპროდუქტი არის ეთილენი, რომელიც ამოღებულია სისტემიდან ნარევის კონდენსირებით, რათა კვლავ მოიხსნას ამიაკი.

Petrochemicals" href="/text/category/neftehimiya/" rel="bookmark">პეტროქიმია
სინთეზი. მ., ქიმია. 1988. - 592გვ.;

4., ვიშნიაკოვას ნავთობქიმიური სინთეზი. მ., 1973. - 448გვ.

5. იუკელსონის ძირითადი ორგანული სინთეზი. მ., „ქიმია“, 1968 წ.

ამინები.

ამინები- ამიაკის წარმოებულები, რომლებშიც წყალბადის ერთი, ორი ან სამივე ატომი იცვლება რადიკალებით.

ამინის კლასიფიკაცია: ამინები კლასიფიცირდება ორი კრიტერიუმის მიხედვით:

1) რადიკალების რაოდენობის მიხედვით, რომლებიც ცვლის წყალბადის ატომს ამიაკში, ამინები იყოფა:

-პირველადი :

-მეორადი :

-მესამეული:

2) აზოტის ატომთან დაკავშირებული რადიკალების ბუნების მიხედვით, ამინები იყოფა:

- ალიფატური . ალიფატური ამინები არის ის ამინები, რომლებშიც რადიკალები არის ალკანების, ალკენების, ალკადიენების ნარჩენები, მაგრამ არა არენები:

პროპილამინი 2-პროპენილამინი 2-პროპინილამინი

ალიფატი ასევე შეიცავს ამინებს, რომლებსაც აქვთ არომატული ფრაგმენტები თავიანთ სტრუქტურაში, თუ ისინი გამოყოფილია აზოტის ატომიდან მინიმუმ ერთი ჯგუფით - CH 2 -, მაგალითად, ბენზილამინი:

- არომატული . მხოლოდ ის ამინები ითვლება არომატულად, რომლებშიც აზოტის ატომი პირდაპირ უკავშირდება არომატულ ბირთვს, მაგალითად:

- ცხიმოვანი არომატული : ამ ამინებში, თუ ისინი მესამეხარისხოვანია, აზოტის ატომი უკავშირდება ერთ ალიფატურ და ორ არომატულ რადიკალს ან, პირიქით, ერთ არომატულ და ორ ალიფატურ რადიკალს, მაგალითად:

Თუ ცხიმოვანი არომატული ამინი მეორეხარისხოვანია, შემდეგ მას აქვს ერთი ალიფატური რადიკალი და მეორე არომატული, მაგალითად:

ალიფატური ამინების იზომერიზმი და ნომენკლატურა

IUPAC-ის ნომენკლატურის მიხედვით ალიფატური ამინის დასასახელებლად, თქვენ უნდა აირჩიოთ ნახშირბადის ატომების ყველაზე გრძელი ჯაჭვი ამინოჯგუფთან კონტაქტში. დანომრეთ ჯაჭვი ამინოჯგუფთან ყველაზე ახლოს მდებარე მხრიდან. შემდეგ მიუთითეთ აზოტის ატომთან დაკავშირებული ატომის რიცხვი და დეფისით ჩაწერეთ „ამინო“. ამის შემდეგ მიუთითეთ ძირითადი ჯაჭვის ატომების რაოდენობა და მათთან დაკავშირებული ნახშირწყალბადების რადიკალების სახელები. დასასრულს, ბოლო რადიკალების სახელთან ერთად, მიუთითეთ ძირითადი ჯაჭვის შესაბამისი ალკანის სახელი.

რაციონალური ნომენკლატურის მიხედვით, ჯერ, რაც უფრო რთული ხდება, აზოტთან დაკავშირებული რადიკალები დასახელებულია, შემდეგ კი სიტყვა „ამინი“ ერთად მიეწერება. ქვემოთ მოცემულ ცხრილში მოცემულია ამინების სახელების მაგალითები ფორმულით C 5 H 13 N

	IUPAC	რაციონალური
	1-ამინოპენტანი	ამილამინი
	2-ამინოპენტანი	1-მეთილბუტილამინი
	3-ამინოპენტანი	1-ეთილპროპილამინი
	1-ამინო-2-მეთილბუტანი	2-მეთილბუტილამინი
	2-ამინო-2მეთილბუტანი	ტრეტი-ამილამინი
	2-ამინო-3-მეთილბუტანი	1,2-დიმეთილპროპილამინი
	1-ამინო-3-მეთილბუტანი	იზოამილამინი
	1-ამინო-2,2-დიმეთილპროპანი	ნეოპენტილამინი
	1-(N-მეთილ)ამინობუტანი	მეთილბუტილამინი
	2-(N-მეთილ)ამინობუტანი	მეთილის- მეორე-ბუტილამინი
	1-(N-მეთილ)ამინო-2-მეთილპროპანი	მეთილისობუტილამინი
	2-(N-მეთილ)ამინო-2-მეთილპროპანი	მეთილის ტერტ.-ბუტილამინი
	1-(N-მეთილ-N-ეთილ)ამინოეთანი	მეთილდიეთილამინი
	1-(N,N-დიმეთილ)ამინოპროპანი	დიმეთილპროპილამინი
	2-(N,N-დიმეთილ)ამინოპროპანი	დიმეთილისოპროპილამინი

ამინების მიღების მეთოდები.

ამინების მიღება სხვა აზოტის შემცველი ნაერთებისგან.

ნიტრო ნაერთებიდანამინები შეიძლება მიღებულ იქნეს წყალბადით მათი ჰიდროგენაციით რენის ნიკელის კატალიზატორზე. ეს კატალიზატორი მიიღება ალუმინის გამორეცხვით მისი შენადნობიდან ნიკელთან რეაქციის მიხედვით:

1-ნიტროპროპანი 1-ამინოპროპანი

ანალოგიურად, პირველადი ამინების მიღება შესაძლებელია ნიტროზო ნაერთებიდან:

2-ნიტროსობუტანი 2-ამინობუტანი

ასევე შესაძლებელია ამინების მიღება ოქსიმებიდან. თავად ოქსიმები ადვილად მიიღება ალდეჰიდებიდან ან კეტონებიდან ჰიდროქსილამინთან ურთიერთქმედებით:

პროპანალ ჰიდროქსილამინი პროპანალ ოქსიმი

როდესაც ოქსიმები ჰიდროგენიზდებიან, N-O ბმა იშლება და მიიღება ამინი (ყოველთვის პირველადი) და წყალი:

პროპანალური ოქსიმის პროპილამინი

ასევე შესაძლებელია პირველადი ამინების მიღება ჰიდრაზონებიდან, რომლებიც თავის მხრივ მიიღება ჰიდრაზინის მოქმედებით ალდეჰიდებზე ან კეტონებზე

ბუტანონი ჰიდრაზინი ბუტანონ ჰიდრაზონი

ჰიდროგენიზაციისას ჰიდრაზონები N-N კავშირი იშლება და მიიღება ამინი (ყოველთვის პირველადი) და ამიაკი:

2-ამინობუტანი

კარბოქსილის მჟავების ამიდებიდანასევე ხელმისაწვდომია ამინები,და არა მხოლოდ პირველადი, არამედ ალკილამიდებიდან - მეორადი და დიალკილამიდებიდან - მესამეული ამინები.

პირველ რიგში, კარბოქსილის მჟავებისგან მიიღება ამიაკის მოქმედება ამონიუმის მარილები,Მაგალითად:

პროპიონის მჟავა ამონიუმის პროპიონატი

როდესაც ამონიუმის მარილი თბება 100 ° C-ზე ზემოთ, წყალი გამოიყოფა ორთქლის სახით და წარმოიქმნება ამიდი:

ამონიუმის პროპიონატის პროპიონის მჟავას ამიდი

ამიდების ჰიდროგენიზაციაპლატინის ჯგუფის კატალიზატორებზე იწვევს პირველადი ამინებიდა წყალი:

პროპიოამიდი პროპილამინი

თუ ზემოთ ჩამოთვლილთაგან პირველ რეაქციაში ამიაკის ნაცვლად ვიღებთ პირველადი ამინი, ამის შემდეგ ამიდური ჰიდროგენიზაციაწარმატების მიღწევა მეორადი ამინი:

ძმარმჟავა 1-ამინოპროპან პროპილამონიუმის აცეტატი

ძმარმჟავას პროპილამიდი

ეთილპროპილამინი - მეორადი ამინი

თუ ამ სამი რეაქციის პირველში ამიაკის ნაცვლად ვიღებთ მეორადი ამინი, ამის შემდეგ ამიდური ჰიდროგენიზაციაწარმატების მიღწევა მესამეული ამინი:

3-მეთილბუტანის მჟავა მეთილისობუტილამინი

ამინების მისაღებად დღეს აღმოაჩინეს უამრავი სხვადასხვა მეთოდი. მათგან ყველაზე მნიშვნელოვანი განხილული იქნება ცალკეულ თავებში:

• ამიაკის და ამინების პირდაპირი ალკილაცია;
• არაპირდაპირი ალკილაცია;
• აღდგენის მეთოდები;
• პირველადი ამინების მომზადება კარბოქსილის მჟავებისგან. ჰოფმანის, კურციუსის და შმიდტის გადაკეთებები.

ამინების მომზადების ზემოაღნიშნული მეთოდები განსხვავდება მათი გამოყენების სფეროებით, ხელმისაწვდომობით და ქვეპროდუქტების რაოდენობით. ამავე თავში მოკლედ იქნება განხილული ამინების მიღების ზოგადი ნიმუშები და მათი მიღების სხვა სპეციფიკური გზები.

ამინების მომზადების ზოგადი მეთოდები

ისინი წარმოიქმნება დაშლის რეაქციების დროს: ამიდები (ჰოფმანის გადაწყობა), ჰიდროქსამინის მჟავები და მათი წარმოებულები (Lossen rearrangement), აზიდები (კურციუსი, შმიდტის გადაწყობა), ოქსიმები, კეტონები (Beckmann rearrangement). ამ გადაწყობის მამოძრავებელი ძალა არის ელექტრონის დეფიციტის აზოტის ატომის წარმოქმნა.

ლოსენის გადაწყობა

ამ რეაქციას აქვს ფუნდამენტურად იგივე შუალედური პროდუქტი, როგორც ჰოფმანისა და კურციუსის გადაკეთებებში. ასეთი გადაწყობის განსახორციელებლად გამოიყენება ჰიდროქსამინის მჟავები და მათი წარმოებულები, რომლებიც დეჰიდრატაციის საშუალებების ($P_2O_5$, $SOCl_2$, პოლიფოსფორის მჟავა და ა.შ.) მოქმედებით თანმიმდევრულად წარმოქმნიან აცილნიტრენს, შემდეგ იზოციანატს და შემდეგ ამინს.

ამინები- ეს არის ორგანული ნაერთები, რომლებშიც წყალბადის ატომი (შეიძლება ერთზე მეტი) ჩანაცვლებულია ნახშირწყალბადის რადიკალით. ყველა ამინი იყოფა:

• პირველადი ამინები;
• მეორადი ამინები;
• მესამეული ამინები.

ასევე არსებობს ამონიუმის მარილების ანალოგები - მეოთხეული ტიპის მარილები [ რ 4 ნ] + კლ - .

რადიკალის სახეობიდან გამომდინარე ამინებიშეიძლება იყოს:

• ალიფატური ამინები;
• არომატული (შერეული) ამინები.

ალიფატური შემზღუდველი ამინები.

ზოგადი ფორმულა C n H 2 ნ +3 ნ.

ამინების სტრუქტურა.

აზოტის ატომი sp 3 ჰიბრიდიზაციაშია. მე-4 არაჰიბრიდულ ორბიტალზე არის ელექტრონების მარტოხელა წყვილი, რომელიც განსაზღვრავს ამინების ძირითად თვისებებს:

ელექტრონის დონორი შემცვლელები ზრდის ელექტრონის სიმკვრივეს აზოტის ატომზე და აძლიერებს ამინების ძირითად თვისებებს, ამ მიზეზით, მეორადი ამინები უფრო ძლიერი ფუძეებია, ვიდრე პირველადი. აზოტის ატომში 2 რადიკალი ქმნის ელექტრონის უფრო დიდ სიმკვრივეს, ვიდრე 1.

მესამეულ ატომებში სივრცითი ფაქტორი მნიშვნელოვან როლს ასრულებს: ვინაიდან 3 რადიკალი ფარავს აზოტის მარტოხელა წყვილს, რომლის „მიახლოება“ ძნელია სხვა რეაგენტებთან, ასეთი ამინების საფუძვლიანობა ნაკლებია, ვიდრე პირველადი ან მეორადი.

ამინების იზომერიზმი.

ამინებს ახასიათებს ნახშირბადის ჩონჩხის იზომერიზმი, ამინო ჯგუფის პოზიციის იზომერიზმი:

რა ჰქვია ამინებს?

სახელი ჩვეულებრივ ჩამოთვლის ნახშირწყალბადის რადიკალებს (ანბანური თანმიმდევრობით) და ამატებს დაბოლოებას -amine:

ამინების ფიზიკური თვისებები.

პირველი 3 ამინი არის აირები, ალიფატური სერიის შუა წევრები სითხეებია, ხოლო უმაღლესი - მყარი. ამინების დუღილის წერტილი უფრო მაღალია, ვიდრე შესაბამისი ნახშირწყალბადების, რადგან თხევად ფაზაში მოლეკულაში იქმნება წყალბადის ბმები.

ამინები ძალიან ხსნადია წყალში; ნახშირწყალბადის რადიკალი იზრდება, ხსნადობა მცირდება.

ამინების მიღება.

1. ამიაკის ალკილაცია (მთავარი მეთოდი), რომელიც ხდება ალკილის ჰალოიდის გაცხელებისას ამიაკით:

თუ ალკილჰალოდი ჭარბია, მაშინ პირველადი ამინი შეიძლება შევიდეს ალკილირების რეაქციაში, გადაიქცევა მეორად ან მესამეულ ამინად:

2. ნიტრო ნაერთების აღდგენა:

გამოიყენება ამონიუმის სულფიდი ზინინის რეაქცია), თუთია ან რკინა მჟავე გარემოში, ალუმინი ტუტე გარემოში ან წყალბადი გაზის ფაზაში.

3. ნიტრილების აღდგენა. გამოყენება LiAlH 4:

4. ამინომჟავების ფერმენტული დეკარბოქსილაცია:

ამინების ქიმიური თვისებები.

ყველა ამინები- ძლიერი ფუძეები და ალიფატური უფრო ძლიერია ვიდრე ამიაკი.

წყალხსნარები ბუნებით ტუტეა.

ამინები ჩვენს ცხოვრებაში საკმაოდ მოულოდნელად შემოვიდა. ბოლო დრომდე ეს იყო მომწამვლელი ნივთიერებები, რომელთა შეჯახებამ შეიძლება გამოიწვიოს სიკვდილი. ახლა კი, საუკუნენახევრის შემდეგ, აქტიურად ვიყენებთ სინთეზურ ბოჭკოებს, ქსოვილებს, სამშენებლო მასალებს, საღებავებს, რომლებიც დაფუძნებულია ამინებზე. არა, ისინი არ გახდნენ უფრო უსაფრთხო, ადამიანებმა უბრალოდ შეძლეს მათი „მოთვინიერება“ და მათი დამორჩილება, გარკვეული სარგებელი თავადვე გამოეღო. რომელზე და ჩვენ შემდგომში ვისაუბრებთ.

განმარტება

ხსნარებში ან ნაერთებში ანილინის ხარისხობრივი და რაოდენობრივი განსაზღვრისთვის გამოიყენება რეაქცია, რომლის ბოლოს ცდის მილის ძირზე ხვდება თეთრი ნალექი 2,4,6-ტრიბრომანილინის სახით.

ამინები ბუნებაში

ამინები ბუნებაში ყველგან გვხვდება ვიტამინების, ჰორმონების, მეტაბოლური შუალედური ნივთიერებების სახით, ისინი ასევე გვხვდება ცხოველებსა და მცენარეებში. გარდა ამისა, ცოცხალი ორგანიზმების ლპობისას მიიღება საშუალო ამინებიც, რომლებიც თხევად მდგომარეობაში ავრცელებენ ქაშაყის მარილწყალში უსიამოვნო სუნს. ლიტერატურაში ფართოდ აღწერილი „კადავერული შხამი“ გაჩნდა სწორედ ამინების სპეციფიკური ამბრის გამო.

დიდი ხნის განმავლობაში, ნივთიერებები, რომლებსაც ჩვენ განვიხილავთ, მსგავსი სუნის გამო ამიაკით იყო დაბნეული. მაგრამ მეცხრამეტე საუკუნის შუა ხანებში ფრანგმა ქიმიკოსმა ვურცმა შეძლო მეთილამინის და ეთილამინის სინთეზირება და დაამტკიცა, რომ ისინი ათავისუფლებენ ნახშირწყალბადებს წვის დროს. ეს იყო ფუნდამენტური განსხვავება აღნიშნულ ნაერთებსა და ამიაკს შორის.

ამინების მიღება სამრეწველო პირობებში

ვინაიდან ამინებში აზოტის ატომი ყველაზე დაბალ ჟანგვის მდგომარეობაშია, აზოტის შემცველი ნაერთების შემცირება მათი მიღების ყველაზე მარტივი და ხელმისაწვდომი გზაა. ეს არის ის, ვინც ფართოდ გამოიყენება სამრეწველო პრაქტიკაში მისი იაფიობის გამო.

პირველი მეთოდი არის ნიტრო ნაერთების შემცირება. რეაქციას, რომლის დროსაც წარმოიქმნება ანილინი, დაასახელა მეცნიერმა ზინინი და პირველად ჩაატარა მეცხრამეტე საუკუნის შუა ხანებში. მეორე მეთოდი არის ამიდების შემცირება ლითიუმის ალუმინის ჰიდრიდით. პირველადი ამინები ასევე შეიძლება შემცირდეს ნიტრილებისგან. მესამე ვარიანტი არის ალკილირების რეაქციები, ანუ ალკილის ჯგუფების შეყვანა ამიაკის მოლეკულებში.

ამინების გამოყენება

თავისთავად, სუფთა ნივთიერებების სახით ამინები ნაკლებად გამოიყენება. ერთ-ერთი იშვიათი მაგალითია პოლიეთილენპოლიამინი (PEPA), რომელიც ეპოქსიდური ფისს უფრო ადვილად კურნავს სახლში. ძირითადად პირველადი, მესამეული ან მეორადი ამინი შუალედურია სხვადასხვა ორგანული ნივთიერებების წარმოებაში. ყველაზე პოპულარულია ანილინი. ეს არის ანილინის საღებავების დიდი პალიტრის საფუძველი. ფერი, რომელიც ბოლოს გამოვა, პირდაპირ დამოკიდებულია შერჩეულ ნედლეულზე. სუფთა ანილინი იძლევა ლურჯ ფერს, ხოლო ანილინის, ორთო- და პარა-ტოლუიდინის ნარევი წითელი იქნება.

ალიფატური ამინები საჭიროა პოლიამიდების მისაღებად, როგორიცაა ნეილონი და სხვა, ისინი გამოიყენება მანქანათმშენებლობაში, ასევე თოკების, ქსოვილებისა და ფილმების წარმოებაში. გარდა ამისა, ალიფატური დიიზოციანატები გამოიყენება პოლიურეთანის წარმოებაში. განსაკუთრებული თვისებების გამო (სიმსუბუქე, სიმტკიცე, ელასტიურობა და ნებისმიერ ზედაპირზე მიმაგრების უნარი) მოთხოვნადია მშენებლობაში (სამონტაჟო ქაფი, წებო) და ფეხსაცმლის მრეწველობაში (მოცურების საწინააღმდეგო ძირები).

მედიცინა არის კიდევ ერთი სფერო, სადაც ამინები გამოიყენება. ქიმია ხელს უწყობს მათგან სულფონამიდების ჯგუფის ანტიბიოტიკების სინთეზირებას, რომლებიც წარმატებით გამოიყენება მეორე რიგის წამლებად, ანუ სარეზერვო. იმ შემთხვევაში, თუ ბაქტერიებს განუვითარდებათ რეზისტენტობა აუცილებელი წამლების მიმართ.

მავნე ზემოქმედება ადამიანის ორგანიზმზე

ცნობილია, რომ ამინები ძალიან ტოქსიკური ნივთიერებებია. მათთან ნებისმიერმა ურთიერთქმედებამ შეიძლება ზიანი მიაყენოს ჯანმრთელობას: ორთქლის ჩასუნთქვა, ღია კანთან შეხება ან ნაერთების ორგანიზმში შეყვანა. სიკვდილი ხდება ჟანგბადის ნაკლებობის გამო, რადგან ამინები (კერძოდ, ანილინი) უკავშირდება სისხლის ჰემოგლობინს და ხელს უშლის მას ჟანგბადის მოლეკულების დაჭერაში. საგანგაშო სიმპტომებია ქოშინი, ცისფერი ნასოლაბიალური სამკუთხედი და თითის წვერები, ტაქიპნოე (სწრაფი სუნთქვა), ტაქიკარდია, გონების დაკარგვა.

სხეულის შიშველ ადგილებზე ამ ნივთიერებებთან შეხების შემთხვევაში აუცილებელია მათი სწრაფად მოცილება ადრე სპირტით დასველებული ბამბით. ეს უნდა გაკეთდეს რაც შეიძლება ფრთხილად, რათა არ გაიზარდოს დაბინძურების არეალი. თუ მოწამვლის სიმპტომები გამოჩნდება, აუცილებლად უნდა მიმართოთ ექიმს.

ალიფატური ამინები არის შხამი ნერვული და გულ-სისხლძარღვთა სისტემებისთვის. მათ შეუძლიათ გამოიწვიონ ღვიძლის ფუნქციის დათრგუნვა, მისი გადაგვარება და შარდის ბუშტის ონკოლოგიური დაავადებებიც კი.