abstract
Synthesis ng mga amine mula sa mga alkohol
Panimula 3
1. Pagkilala sa mga proseso ng alkylation 4
2. Chemistry at theoretical na pundasyon ng proseso 10
3. Teknolohiya ng proseso 13
Mga Sanggunian 16
Panimula
Ang alkylation ay ang proseso ng pagpapapasok ng mga pangkat ng alkyl sa mga molekula ng organiko at ilang mga di-organikong sangkap. Ang mga reaksyong ito ay may malaking praktikal na kahalagahan para sa synthesis ng mga aromatic compound na na-alkylated sa nucleus, isoparaffins, maraming mercaptans at sulfides, amines, mga substance na may eter bonds, elemental at organometallic compound, naprosesong mga produkto ng α-oxides at acetylene. Ang mga proseso ng alkylation ay kadalasang mga intermediate na hakbang sa paggawa ng mga monomer, detergent, atbp.
Marami sa mga produkto ng alkylation ay ginawa sa napakalaking sukat. Kaya, humigit-kumulang 4 milyong tonelada ng ethylbenzene, 1.6 milyong tonelada ng isopropylbenzene, 0.4 milyong tonelada ng mas mataas na alkylbenzenes, higit sa 4 milyong tonelada ng glycols at iba pang mga produkto ng pagproseso ng mga alkylene oxides, mga 30 milyong tonelada ng isoparaffin alkylate, mga 1 milyong tonelada ng tert-butyl methyl ether, atbp.
1. Pagkilala sa mga proseso ng alkylation
1. Pag-uuri ng mga reaksyon ng alkylation
Ang pinakanakapangangatwiran na pag-uuri ng mga proseso ng alkylation ay batay sa uri ng bagong nabuong bono.
Ang alkylation sa isang carbon atom (C-alkylation) ay binubuo sa pagpapalit ng hydrogen atom na matatagpuan sa carbon atom ng isang alkyl group. Ang mga paraffin ay may kakayahan sa pagpapalit na ito, ngunit ang alkylation ay pinaka katangian para sa mga aromatic compound (ang reaksyon ng Friedel-Crafts):
https://pandia.ru/text/78/129/images/image003_92.gif" width="221" height="23 src=">
Ang alkylation sa oxygen at sulfur atoms (O - at S-alkylation) ay isang reaksyon kung saan ang isang alkyl group ay nagbubuklod sa isang oxygen o sulfur atom:
ArOH + RCI ArOH + NaCl + H2O
NaSH + RCI → RSH + NaCI
Sa kasong ito, ang mga proseso tulad ng hydrolysis ng chlorine derivatives o ang hydration ng olefins ay nasa ilalim din ng masyadong pangkalahatang kahulugan ng alkylation, at ito ay nagpapakita na ang mga ganoong reaksyon lamang ng pagpapakilala ng isang alkyl group na walang iba, mas makabuluhan at pagtukoy sa pag-uuri. Ang mga tampok ay dapat na tinatawag na alkylation.
Ang alkylation sa nitrogen atom (N-alkylation) ay binubuo sa pagpapalit ng mga atomo ng hydrogen sa ammonia o mga amin ng mga grupong alkyl. Ito ang pinakamahalaga sa mga pamamaraan para sa synthesis ng mga amine:
ROH + NH3 → RNH2 + H2O
Tulad ng sa kaso ng hydrolysis at hydration reactions, ang N-alkylation ay madalas na inuri bilang ammonolysis (o aminolysis) ng mga organic compound).
Ang alkylation sa mga atomo ng iba pang mga elemento (Si-, Pb-, AI-alkylation) ay ang pinakamahalagang paraan upang makakuha ng elemento - at mga organometallic compound, kapag ang pangkat ng alkyl ay direktang nakagapos sa heteroatom:
2RCI + Si R2SiCI2
4C2H5CI + 4PbNa → Pb(C2H5)4 + 4NaCI + 3Pb
3C3H6 + AI + 1.5H2 → Al(C3H7)3
Ang isa pang pag-uuri ng mga reaksyon ng alkylation ay batay sa mga pagkakaiba sa istruktura ng pangkat ng alkyl na ipinakilala sa isang organiko o hindi organikong tambalan. Maaari itong maging saturated aliphatic (ethyl at isopropyl) o cyclic. Sa huling kaso, ang reaksyon ay tinatawag na cycloalkylation:
https://pandia.ru/text/78/129/images/image007_43.gif" width="61" height="26">ROCH=CH2
CH3-COOH + CH≡CH CH3-COO-CH=CH2
Sa wakas, ang mga pangkat ng alkyl ay maaaring maglaman ng iba't ibang mga substituent, tulad ng mga chlorine atoms, hydroxy, carboxy, mga pangkat ng sulfonic acid:
C6H5ONa + CICH2-COONa → C6H5O-CH2-COONa + NaCI
ROH + HOCH2-CH2SO2ONa → ROCH2–CH2SO2ONa + H2O
Ang pinakamahalaga sa mga reaksyon ng pagpapakilala ng mga substituted na pangkat ng alkyl ay ang proseso
2. Alkylating agent at catalysts
Ang lahat ng mga ahente ng alkylating ayon sa uri ng bono na nasira sa kanila sa panahon ng alkylation, ipinapayong hatiin sa mga sumusunod na grupo:
1..gif" width="260" height="38 src=">
Nangangahulugan ito na ang pagpahaba at pagsasanga ng carbon atom chain sa olefin ay makabuluhang nagpapataas ng kakayahan sa alkylation nito:
CH2=CH2< CH3-CH=CH2 < CH3-CH2-CH=CH2 < (CH3)2C=CH2
Sa ilang mga kaso, ang alkylation na may mga olefin ay nagpapatuloy sa ilalim ng impluwensya ng mga nagpasimula ng mga radical chain reaction, pag-iilaw, o mataas na temperatura. Dito ang mga intermediate na aktibong particle ay mga libreng radical. Ang reaktibiti ng iba't ibang mga olefin sa naturang mga reaksyon ay lubos na nagtatagpo.
Ang mga derivatives ng klorin ay mga ahente ng alkylating ng pinakamalawak na hanay ng pagkilos. Ang mga ito ay angkop para sa C-, O-, S- at N-alkylation at para sa synthesis ng karamihan sa mga elemento- at organometallic compound. Ang paggamit ng chlorine derivatives ay makatwiran para sa mga prosesong iyon kung saan hindi sila mapapalitan ng mga olefin o kapag ang chlorine derivatives ay mas mura at mas madaling makuha kaysa sa mga olefin.
Ang pagkilos ng alkylating ng chlorine derivatives ay nagpapakita ng sarili sa tatlong magkakaibang uri ng pakikipag-ugnayan: sa electrophilic reactions, sa nucleophilic substitution at sa mga free radical na proseso. Ang mekanismo ng electrophilic substitution ay katangian ng alkylation sa carbon atom, ngunit, hindi katulad ng mga olefin, ang mga reaksyon ay na-catalyzed lamang ng mga aprotic acid (aluminum chloride, iron chloride). Sa limitadong kaso, ang proseso ay nagpapatuloy sa intermediate formation ng isang carbocation:
https://pandia.ru/text/78/129/images/image014_29.gif" width="318" height="26 src=">
Sa isa pang uri ng reaksyon, katangian ng alkylation sa oxygen, sulfur at nitrogen atoms, ang proseso ay binubuo sa nucleophilic substitution ng chlorine atom. Ang mekanismo ay katulad ng hydrolysis ng chlorine derivatives, at ang reaksyon ay nagpapatuloy sa kawalan ng mga catalyst:
https://pandia.ru/text/78/129/images/image016_28.gif" taas="25"> → 4NaCI + Pb(C2H5)4 + 3Pb
Ang mga alkohol at eter ay may kakayahang C-, O-, N- at S-alkylation reactions. Ang mga Olefin oxide, na mga panloob na eter ng glycols, ay maaari ding mauri bilang mga eter, at sa lahat ng mga eter, ang mga olefin oxide lamang ang praktikal na ginagamit bilang mga ahente ng alkylating. Ang mga alkohol ay ginagamit para sa O - at N-alkylation sa mga kaso kung saan ang mga ito ay mas mura at mas madaling ma-access kaysa sa chlorine derivatives. Upang masira ang kanilang alkyl-oxygen bond, kinakailangan ang mga acid-type catalysts:
R-OH + H+ ↔ R-OH2 ↔ R+ + H2O
3. Mga katangian ng enerhiya ng mga pangunahing reaksyon ng alkylation
Depende sa alkylating agent at ang uri ng bond breaking sa alkylated substance, ang mga proseso ng alkylation ay may ibang kakaibang katangian ng enerhiya. Ang mga halaga ng mga thermal effect para sa gas na estado ng lahat ng mga sangkap sa ilang mahahalagang proseso ng alkylation sa C-, O- at N-bond ay ibinibigay sa Talahanayan 1. Dahil malaki ang kanilang nakasalalay sa istraktura ng mga alkylating substance, ang talahanayan ay naglilista ng ang pinakakaraniwang saklaw ng mga pagbabago sa mga thermal effect.
Talahanayan 1
Thermal na epekto ng pinakamahalagang reaksyon ng alkylation
Alkylating agent | Isang nasirang buklod |
|
Makikita mula sa paghahambing ng ibinigay na data na kapag gumagamit ng parehong ahente ng alkylating, ang init ng reaksyon sa panahon ng alkylation sa iba't ibang mga atomo ay bumababa sa sumusunod na pagkakasunud-sunod Car > Salif > N > O, at para sa iba't ibang mga ahente ng alkylating ito ay nagbabago tulad ng sumusunod :
https://pandia.ru/text/78/129/images/image020_18.gif" width="161" height="28 src=">, na nagbibigay ng mataas na halaga ng equilibrium constant sa lahat ng tinatanggap na temperatura. Sa kaibahan , ang pakikipag-ugnayan ng mga phenol sa ammonia at mga amin ay baligtaran:
ArOH + NH3 ↔ ArNH2 + H2O 
Sa napakaraming kaso, ang mga alkohol ay tumutugon sa ammonia at mga amin lamang sa pagkakaroon ng mga katalista. Ang sulfuric acid ay ginagamit upang makagawa ng methylanilines mula sa aniline at methanol:
Ammonium "href="/text/category/ammonij/" rel="bookmark"> ammonium. Ang pagkilos ng mga heterogenous catalyst ay upang i-activate ang C - O-bond sa alkohol dahil sa chemisorption sa kanilang mga acid site:
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=">
Sa kasong ito, ang ratio ng mga constant ng rate ng sunud-sunod na mga hakbang ng reaksyon ay hindi kanais-nais para sa pagkuha ng pangunahing amine, dahil ang ammonia ay isang mas mahinang base at isang nucleophilic reagent. Ang parehong acid-type catalysts ay nagdudulot ng intermolecular migration ng mga alkyl group, katulad ng naunang nakatagpo na reaksyon ng transalkylation ng mga aromatic compound sa ilalim ng impluwensya ng AICI3. Kaya, ang mga nababaligtad na reaksyon ng transalkylation ng mga amin ay nangyayari:
2RNH2 ↔ R2NH + NH3
2R2NH ↔ RNH2 + R3N
malakas na nakakaimpluwensya sa komposisyon ng mga produkto ng alkylation. Sa kasong ito, ang mga ratios ng equilibrium ay higit pa sa mga kinetic at kapaki-pakinabang para sa pagkuha ng pangunahing amine.
Bagama't ang ekwilibriyo ay hindi ganap na nakakamit sa pagsasanay, ang isang medyo maliit na labis ng ammonia ay maaari pa ring gamitin, na binabawasan ang gastos ng pagbawi nito. Kung ang target na produkto ng proseso ay isang pangalawang amine, pagkatapos ay sa pamamagitan ng pagbabalik ng pangunahin at tertiary na mga amin sa reaksyon, ang kanilang pagbuo ay maaaring ganap na maibukod, na nagdidirekta sa proseso lamang sa nais na direksyon. Sa kasong ito, ang mga nakatigil na konsentrasyon ng mga by-product ay itinatag sa mass ng reaksyon, na naaayon sa mga kondisyon ng pagkakapantay-pantay ng mga rate ng kanilang pagbuo at pagkonsumo.
Ang mga dehydrogenating catalysts (tanso, nikel, kobalt na idineposito sa alumina) ay maaari ding gamitin upang isagawa ang reaksyon sa pagitan ng ammonia at alkohol. Sa kasong ito, ang mekanismo ng reaksyon ay ganap na naiiba - una, ang alkohol ay dehydrogenated sa aldehyde, at pagkatapos ay ang aldehyde ay pinalapot ng ammonia at ang nagresultang imine ay hydrogenated:
Ang mga mixer na "href="/text/category/smesiteli/" rel="bookmark">mixer 1 at ipinasok sa heat exchanger 2, kung saan sila ay sumingaw at pinainit ng mga mainit na reaksyong gas. Sa reactor 3, ang mga reaksyong inilarawan sa itaas ay nagpapatuloy at mga amine ay nabuo na may halos kumpletong conversion methanol Ang mga mainit na gas ay naglalabas ng kanilang init sa paunang timpla sa heat exchanger 2 at ipinadala para sa karagdagang pagproseso.
Ang mga resultang produkto ay pinaghihiwalay ng multi-stage distillation; sa bawat yugto, ang presyon ay nilikha upang makakuha ng reflux sa pamamagitan ng paglamig sa tubig. Una sa lahat, ang pinaka-pabagu-bagong ammonia ay distilled off sa column 4, na nire-recycle. Ang ilalim na likido ay pumapasok sa extractive distillation column 5 na may tubig (sa pagkakaroon ng tubig, ang relatibong pagkasumpungin ng trimethylamine ay nagiging pinakamataas kumpara sa iba) methylamine. Ang trimethylamine (TMA) na distilled sa kasong ito ay maaaring bahagyang kunin sa anyo ng isang komersyal na produkto, ngunit ang pangunahing halaga nito ay ipinadala para sa pag-recycle. Para sa iba pang dalawang amine, ang mga punto ng kumukulo ay higit na naiiba (6.8 at 7.40C), at maaari silang paghiwalayin ng maginoo na paglilinis sa mga haligi 6 (monomethylamine, MMA) at 7 (dimethylamine, DMA). Ang bawat isa sa kanila ay maaaring kunin mula sa tuktok ng hanay bilang isang mabibiling produkto o bahagyang (o ganap) na ipinadala para sa pag-recycle.
Sa wakas, sa hanay 8, ang hindi na-convert na methanol ay distilled off mula sa wastewater at ibinalik sa reaksyon. Ang kabuuang ani ng mga amin, na isinasaalang-alang ang lahat ng pagkalugi, ay umabot sa 95%.
Sa synthesis ng mga ethylamines, ang yugto ng paghahanda ng paunang timpla at ang yunit ng reaksyon ay ginaganap nang katulad sa ipinapakita sa Fig. 1. Ang paghihiwalay ng mga amin ay pinadali ng mas malaking pagkakaiba sa mga punto ng kumukulo (16.5, 55.9 at 89.50) at nakakamit sa pamamagitan ng conventional distillation na may sequential distillation ng ammonia, mono-, di- at triethylamines. Sa kasong ito, ang by-product ay ethylene, na inalis mula sa system sa pamamagitan ng pag-condensate ng mixture upang maalis pa rin ang ammonia.
Petrochemicals" href="/text/category/neftehimiya/" rel="bookmark">petrochemical
synthesis. M., Kimika. 1988. - 592 p.;
4., Vishnyakova petrochemical synthesis. M., 1973. - 448 p.;
5. Yukelson basic organic synthesis. M., "Chemistry", 1968.
Amines.
Amines- derivatives ng ammonia, kung saan ang isa, dalawa o lahat ng tatlong hydrogen atoms ay pinalitan ng mga radical.
Pag-uuri ng amine: Ang mga amin ay inuri ayon sa dalawang pamantayan:
1) ayon sa bilang ng mga radical na pumapalit sa hydrogen atom sa ammonia, ang mga amin ay nahahati sa:
-pangunahin :
-pangalawa :
-tersiyaryo:
2) ayon sa likas na katangian ng mga radikal na nauugnay sa nitrogen atom, ang mga amin ay nahahati sa:
- aliphatic . Ang mga aliphatic amine ay ang mga amin na kung saan ang mga radical ay ang mga nalalabi ng alkanes, alkenes, alkadienes, ngunit hindi arenes:
propylamine 2-propenylamine 2-propynylamine
Kasama rin sa aliphatic ang mga amin na may mga aromatic fragment sa kanilang istraktura kung sila ay nahiwalay sa nitrogen atom ng hindi bababa sa isang grupo - CH 2 -, halimbawa, benzylamine:
- mabango . Tanging ang mga amin na iyon ang itinuturing na mabango, kung saan ang nitrogen atom ay direktang nakagapos sa aromatic nucleus, halimbawa:
- mataba na mabango : sa mga amin na ito, kung ang mga ito ay tersiyaryo, ang nitrogen atom ay konektado sa isang aliphatic at dalawang aromatic radical o, sa kabaligtaran, sa isang aromatic at dalawang aliphatic radical, halimbawa:
Kung ang mataba na mabango ang amine ay pangalawa, pagkatapos ay mayroon itong isang aliphatic radical at ang iba pang aromatic, halimbawa:
Isomerism at nomenclature ng aliphatic amines
Upang pangalanan ang isang aliphatic amine ayon sa IUPAC nomenclature, kailangan mong piliin ang pinakamahabang chain ng carbon atoms na nakikipag-ugnayan sa amino group. Lagyan ng numero ang chain mula sa gilid na pinakamalapit sa amino group. Pagkatapos ay ipahiwatig ang bilang ng atom na nauugnay sa nitrogen atom, at isulat ang "amino" sa pamamagitan ng isang gitling. Pagkatapos nito, ipahiwatig ang mga bilang ng mga atomo ng pangunahing kadena at ang mga pangalan ng mga hydrocarbon radical na nauugnay sa kanila. Sa dulo, kasama ang pangalan ng huli sa mga radical, ibigay ang pangalan ng alkane na naaayon sa pangunahing kadena.
Ayon sa rational nomenclature, una, habang sila ay nagiging mas kumplikado, ang mga radical na nauugnay sa nitrogen ay pinangalanan, at pagkatapos ay ang salitang "amine" ay iniugnay nang magkasama. Ang talahanayan sa ibaba ay nagpapakita ng mga halimbawa ng mga pangalan para sa mga amin na may formula na C 5 H 13 N
| IUPAC | Makatuwiran | |
 | 1-aminopentane | amylamine |
 | 2-aminopentane | 1-methylbutylamine |
 | 3-aminopentane | 1-ethylpropylamine |
 | 1-amino-2-methylbutane | 2-methylbutylamine |
 | 2-amino-2methylbutane | Tret-amylamine |
 | 2-amino-3-methylbutane | 1,2-dimethylpropylamine |
 | 1-amino-3-methylbutane | Isoamylamine |
 | 1-amino-2,2-dimethylpropane | Neopentylamine |
 | 1-(N-methyl)aminobutane | Methylbutylamine |
 | 2-(N-methyl)aminobutane | Methyl- pangalawa-butylamine |
 | 1-(N-methyl)amino-2-methylpropane | Methylisobutylamine |
| 2-(N-methyl)amino-2-methylpropane | Methyl tert.-butylamine | |
 | 1-(N-methyl-N-ethyl)aminoethane | Methyldiethylamine |
 | 1-(N,N-dimethyl)aminopropane | Dimethylpropylamine |
 | 2-(N,N-dimethyl)aminopropane | Dimethylisopropylamine |
Mga pamamaraan para sa pagkuha ng mga amine.
Pagkuha ng mga amin mula sa iba pang mga compound na naglalaman ng nitrogen.
Mula sa mga compound ng nitro Ang mga amin ay maaaring makuha sa pamamagitan ng kanilang hydrogenation na may hydrogen sa isang Raney nickel catalyst. Ang katalista na ito ay nakuha sa pamamagitan ng pag-leaching ng aluminyo mula sa haluang metal nito na may nickel ayon sa reaksyon:
1-nitropropane 1-aminopropane
Katulad nito, maaaring makuha ang pangunahing mga amin mula sa mga compound ng nitroso:
2-nitrosobutane 2-aminobutane
Makukuha din ang mga amine mula sa oximes. Ang mga oxime mismo ay madaling makuha mula sa aldehydes o ketones sa pamamagitan ng pagtugon sa kanila ng hydroxylamine:
propanal hydroxylamine propanal oxime
Kapag ang mga oxime ay hydrogenated, ang N-O bond ay nasira at isang amine (palaging pangunahin) at tubig ay nakuha:
propanal oxime propylamine
Ang mga pangunahing amin ay maaari ding makuha mula sa hydrazones, na nakukuha naman sa pamamagitan ng pagkilos ng hydrazine sa aldehydes o ketones
butanone hydrazine butanone hydrazone
Kapag hydrogenating mga hydrazone ang N-N bond ay nasira at isang amine (palaging pangunahin) at ammonia ay nakuha:
2-aminobutane
Mula sa mga amide ng carboxylic acid magagamit din amines, at hindi lamang pangunahin, ngunit mula sa alkylamides - pangalawa at mula sa dialkylamide - tertiary amines.
Una, mula sa mga carboxylic acid, ang pagkilos ng ammonia ay nakuha mga ammonium na asin,Halimbawa:
propionic acid ammonium propionate
Kapag ang ammonium salt ay pinainit sa itaas ng 100 ° C, ang tubig ay inilabas sa anyo ng singaw at isang amide ay nabuo:
ammonium propionate propionic acid amide
Hydrogenation ng amides sa mga catalyst ng pangkat ng platinum ay nagreresulta sa pangunahing amine at tubig:
propioamide propylamine
Kung sa halip na ammonia sa una sa mga reaksyon sa itaas ay kinukuha natin pangunahing amine, Pagkatapos amide hydrogenation magtagumpay pangalawang amine:
acetic acid 1-aminopropane propylammonium acetate
acetic acid propylamide
Ethylpropylamine - pangalawang amine
Kung sa halip na ammonia sa una sa tatlong mga reaksyong ito ay gagawin natin pangalawang amine, Pagkatapos amide hydrogenation magtagumpay tertiary amine:
3-methylbutanoic acid methylisobutylamine
Upang makakuha ng mga amin, isang malaking bilang ng iba't ibang mga pamamaraan ang natuklasan ngayon. Ang pinakamahalaga sa kanila ay tatalakayin sa magkakahiwalay na mga kabanata:
- Direktang alkylation ng ammonia at amines;
- hindi direktang alkylation;
- Mga paraan ng pagbawi;
- Paghahanda ng mga pangunahing amin mula sa mga carboxylic acid. Mga muling pagsasaayos nina Hoffmann, Curtius at Schmidt.
Ang mga pamamaraan sa itaas para sa paghahanda ng mga amin ay naiiba sa kanilang mga lugar ng aplikasyon, sa kanilang kakayahang magamit, at sa bilang ng mga by-product. Sa parehong kabanata, ang pangkalahatang mga pattern ng pagkuha ng mga amin at ilang iba pang mga tiyak na paraan ng pagkuha ng mga ito ay isasaalang-alang sa madaling sabi.
Pangkalahatang pamamaraan para sa paghahanda ng mga amine
Nagaganap ang mga ito sa panahon ng mga reaksyon ng cleavage: amides (rearrangement ng Hoffmann), hydroxamic acids at mga derivatives nito (Lossen rearrangement), azides (Curtius, Schmidt rearrangement), oxime, ketones (Rearrangement ng Beckmann). Ang puwersang nagtutulak sa likod ng mga pagbabagong ito ay ang pagbuo ng isang electron-deficient nitrogen atom.
Lossen muling pagsasaayos
Ang reaksyong ito sa panimula ay may parehong intermediate na produkto tulad ng sa Hoffmann at Curtius rearrangements. Upang maisagawa ang gayong muling pagsasaayos, ginagamit ang mga hydroxamic acid at ang kanilang mga derivatives, na, sa ilalim ng pagkilos ng mga dehydrating agent ($P_2O_5$, $SOCl_2$, polyphosphoric acid, atbp.), Sunud-sunod na bumubuo ng acylnitrene, pagkatapos ay isocyanate, at pagkatapos ay amine.
Amines- ito ay mga organikong compound kung saan ang hydrogen atom (marahil higit sa isa) ay pinalitan ng isang hydrocarbon radical. Ang lahat ng mga amin ay nahahati sa:
- pangunahing amine;
- pangalawang amine;
- tertiary amines.
Mayroon ding mga analogue ng ammonium salts - quaternary salts ng uri [ R 4 N] + Cl - .
Depende sa uri ng radikal amines ay maaaring maging:
- aliphatic amines;
- mabango (halo-halong) amine.
Aliphatic na naglilimita sa mga amin.
Pangkalahatang pormula C n H 2 n +3 N.
Ang istraktura ng mga amine.
Ang nitrogen atom ay nasa sp 3 hybridization. Sa ika-4 na non-hybrid orbital ay isang nag-iisang pares ng mga electron, na tumutukoy sa mga pangunahing katangian ng mga amin:
Ang mga electron donor substituent ay nagpapataas ng density ng elektron sa nitrogen atom at nagpapahusay sa mga pangunahing katangian ng mga amin, sa kadahilanang ito, ang mga pangalawang amin ay mas malakas na base kaysa sa mga pangunahing, dahil Ang 2 radical sa nitrogen atom ay lumilikha ng mas malaking electron density kaysa sa 1.
Sa tertiary atoms, ang spatial factor ay may mahalagang papel: dahil Ang 3 radical ay nakakubli sa nag-iisang pares ng nitrogen, na mahirap "lapitan" sa iba pang mga reagents, ang basicity ng naturang mga amin ay mas mababa kaysa sa pangunahin o pangalawang.
Isomerismo ng mga amine.
Ang mga amin ay nailalarawan sa pamamagitan ng isomerism ng carbon skeleton, isomerism ng posisyon ng amino group:
Ano ang pangalan ng mga amine?
Ang pangalan ay karaniwang naglilista ng mga hydrocarbon radical (sa alpabetikong pagkakasunud-sunod) at nagdaragdag ng pagtatapos -amine:
Mga pisikal na katangian ng mga amine.
Ang unang 3 amine ay mga gas, ang mga gitnang miyembro ng aliphatic series ay mga likido, at ang mas mataas ay mga solid. Ang punto ng kumukulo ng mga amin ay mas mataas kaysa sa kaukulang hydrocarbons, dahil sa likidong bahagi, ang mga bono ng hydrogen ay nabuo sa molekula.
Ang mga amine ay lubos na natutunaw sa tubig; habang lumalaki ang hydrocarbon radical, bumababa ang solubility.
Pagkuha ng mga amine.
1. Alkylation ng ammonia (ang pangunahing paraan), na nangyayari kapag ang isang alkyl halide ay pinainit ng ammonia:
Kung ang alkyl halide ay labis, kung gayon ang pangunahing amine ay maaaring pumasok sa isang alkylation reaction, na nagiging pangalawang o tertiary amine:
2. Pagbawi ng mga nitro compound:
Ginagamit ang ammonium sulfide Reaksyon ng Zinin), zinc o iron sa acidic na kapaligiran, aluminum sa alkaline na kapaligiran, o hydrogen sa gas phase.
3. Pagbawi ng nitriles. gamitin LiAlH 4:
4. Enzymatic decarboxylation ng mga amino acid:
Mga kemikal na katangian ng mga amine.
Lahat amines- malakas na mga base, at ang mga aliphatic ay mas malakas kaysa sa ammonia.
Ang mga may tubig na solusyon ay alkalina sa kalikasan.
Ang Amines ay pumasok sa ating buhay nang hindi inaasahan. Hanggang kamakailan, ito ay mga lason na sangkap, isang banggaan na maaaring humantong sa kamatayan. At ngayon, pagkatapos ng isang siglo at kalahati, aktibong gumagamit kami ng mga sintetikong hibla, tela, materyales sa gusali, tina, na batay sa mga amin. Hindi, hindi sila naging mas ligtas, nagawa lamang ng mga tao na "paamoin" sila at supilin sila, na nakakakuha ng ilang mga benepisyo para sa kanilang sarili. Tungkol sa alin, at pag-uusapan pa natin.
Kahulugan
Para sa qualitative at quantitative determination ng aniline sa mga solusyon o compound, ginagamit ang isang reaksyon sa dulo kung saan ang isang puting precipitate sa anyo ng 2,4,6-tribromaniline ay nahuhulog sa ilalim ng test tube.
Amines sa kalikasan
Ang mga amine ay matatagpuan sa kalikasan sa lahat ng dako sa anyo ng mga bitamina, hormone, metabolic intermediate, matatagpuan din sila sa mga hayop at halaman. Bilang karagdagan, kapag ang mga nabubuhay na organismo ay nabubulok, ang mga medium na amin ay nakuha din, na, sa isang likidong estado, ay kumakalat ng isang hindi kasiya-siyang amoy ng herring brine. Ang "cadaveric poison" na malawakang inilarawan sa panitikan ay lumitaw nang tumpak dahil sa tiyak na ambergris ng mga amin.
Sa loob ng mahabang panahon, ang mga sangkap na aming isinasaalang-alang ay nalilito sa ammonia dahil sa isang katulad na amoy. Ngunit noong kalagitnaan ng ikalabinsiyam na siglo, ang French chemist na si Wurtz ay nakapag-synthesize ng methylamine at ethylamine at napatunayan na naglalabas sila ng mga hydrocarbon kapag nasunog. Ito ang pangunahing pagkakaiba sa pagitan ng mga nabanggit na compound at ammonia.
Pagkuha ng mga amin sa mga kondisyong pang-industriya
Dahil ang nitrogen atom sa mga amin ay nasa pinakamababang estado ng oksihenasyon, ang pagbabawas ng mga compound na naglalaman ng nitrogen ay ang pinakasimple at pinaka-abot-kayang paraan upang makuha ang mga ito. Siya ang malawakang ginagamit sa pang-industriya na kasanayan dahil sa mura nito.
Ang unang paraan ay ang pagbabawas ng mga nitro compound. Ang reaksyon kung saan nabuo ang aniline ay pinangalanan ng siyentipikong Zinin at isinagawa sa unang pagkakataon sa kalagitnaan ng ikalabinsiyam na siglo. Ang pangalawang paraan ay upang bawasan ang mga amide na may lithium aluminum hydride. Ang mga pangunahing amin ay maaari ding mabawasan mula sa mga nitrile. Ang pangatlong opsyon ay ang mga reaksyon ng alkylation, iyon ay, ang pagpapakilala ng mga pangkat ng alkyl sa mga molekula ng ammonia.
Paglalapat ng mga amine
Sa kanilang sarili, sa anyo ng mga purong sangkap, ang mga amin ay ginagamit nang kaunti. Ang isang bihirang halimbawa ay polyethylenepolyamine (PEPA), na ginagawang mas madaling gamutin ang epoxy resin sa bahay. Karaniwang isang pangunahin, tersiyaryo o pangalawang amine ay isang intermediate sa paggawa ng iba't ibang mga organiko. Ang pinakasikat ay aniline. Ito ang batayan ng isang malaking palette ng aniline dyes. Ang kulay na lalabas sa dulo ay direktang nakasalalay sa napiling hilaw na materyal. Ang purong aniline ay nagbibigay ng asul na kulay, habang ang pinaghalong aniline, ortho- at para-toluidine ay magiging pula.
Ang mga aliphatic amine ay kailangan upang makakuha ng mga polyamide tulad ng nylon at iba pa. Ginagamit ang mga ito sa mechanical engineering, gayundin sa paggawa ng mga lubid, tela at pelikula. Bilang karagdagan, ang aliphatic diisocyanates ay ginagamit sa paggawa ng polyurethanes. Dahil sa kanilang mga pambihirang katangian (gaan, lakas, pagkalastiko at kakayahang mag-attach sa anumang ibabaw), sila ay in demand sa konstruksiyon (mounting foam, pandikit) at sa industriya ng sapatos (anti-slip soles).
Ang gamot ay isa pang lugar kung saan ginagamit ang mga amin. Tinutulungan ng Chemistry na i-synthesize ang mga antibiotic ng grupong sulfonamide mula sa kanila, na matagumpay na ginagamit bilang mga pangalawang linya na gamot, iyon ay, mga reserba. Kung sakaling magkaroon ng resistensya ang bakterya sa mga mahahalagang gamot.
Mapanganib na epekto sa katawan ng tao
Ito ay kilala na ang mga amine ay napaka-nakakalason na mga sangkap. Ang anumang pakikipag-ugnayan sa kanila ay maaaring magdulot ng pinsala sa kalusugan: paglanghap ng mga singaw, pakikipag-ugnay sa bukas na balat o paglunok ng mga compound sa katawan. Ang kamatayan ay nangyayari dahil sa kakulangan ng oxygen, dahil ang mga amine (sa partikular, aniline) ay nagbubuklod sa hemoglobin ng dugo at pinipigilan ito sa pagkuha ng mga molekula ng oxygen. Ang mga nakababahala na sintomas ay igsi ng paghinga, asul na nasolabial triangle at mga daliri, tachypnea (mabilis na paghinga), tachycardia, pagkawala ng malay.
Sa kaso ng pakikipag-ugnay sa mga sangkap na ito sa mga hubad na lugar ng katawan, kinakailangan upang mabilis na alisin ang mga ito gamit ang cotton wool na dati nang nabasa ng alkohol. Dapat itong gawin nang maingat hangga't maaari upang hindi madagdagan ang lugar ng kontaminasyon. Kung lumitaw ang mga sintomas ng pagkalason, dapat kang kumunsulta sa isang doktor.
Ang aliphatic amines ay isang lason para sa mga nervous at cardiovascular system. Maaari silang maging sanhi ng depresyon ng pag-andar ng atay, pagkabulok nito at kahit na mga sakit sa oncological ng pantog.
