В каких рядах амины расположены в порядке увеличения основных свойств

Амины– азотсодержащие органические вещества,
производные аммиака (NH3), в молекулах
которых один или несколько атомов водорода замещены на углеводородный радикал
(- R или – CnH2n+1)

2. Функциональная
группа:
   — NH2   аминогруппа

3. Классификация
аминов:

4. Нахождение
аминов в природе 

Амины широко распространены в природе,
так как образуются при гниении живых организмов. Например, с триметиламином вы
встречались неоднократно. Запах селедочного рассола обусловлен именно этим
веществом. Обиходное словосочетание “трупный яд”, встречающиеся в
художественной литературе, связано с аминами.

5. Номенклатура аминов

1. В большинстве случаев названия аминов
образуют из названий углеводородных радикалов и суффикса амин.

CH3-NH2     Метиламин

CH3-CH2-NH2     Этиламин 

Различные радикалы перечисляются в
алфавитном порядке.

CH3-CH2-NH-CH3      Метилэтиламин 

При наличии одинаковых радикалов
используют приставки ди и три. 

(CH3)2NH    Диметиламин    

2. Первичные амины часто называют как
производные углеводородов, в молекулах которых один или несколько атомов
водорода замещены на аминогруппы -NH2. В этом случае аминогруппа
указывается в названии суффиксами амин (одна группа -NH2),
диамин (две группы -NH2) и т.д. с добавлением цифр,
отражающих положение этих групп в главной углеродной цепи.

Например:

CH3-CH2-CH2-NH2      пропанамин-1

H2N-CH2-CH2-CH(NH2)-CH3      бутандиамин-1,3

6. Изомерия аминов

Структурная
изомерия

— углеродного скелета, начиная с С4H9NH2:

— положения аминогруппы, начиная с С3H7NH2:

— изомерия аминогруппы, связанная с
изменением степени замещенности атомов водорода при азоте, т.е. между типами
аминов: 

Пространственная
изомерия

Возможна оптическая изомерия, начиная с
С4H9NH2:

7.  Получение аминов 

Из-за запаха низшие амины долгое время
принимали за аммиак, пока в 1849 году французский химик Шарль Вюрц не выяснил, что в отличие от аммиака, они горят на
воздухе с образованием углекислого газа. Он же синтезировал метиламин и
этиламин.

1842 г Н. Н. Зинин
получил анилин восстановлением нитробензола — в промышленности

Восстановление нитросоединений:

R-NO2 + 6[H] t,kat-Ni → R-NH2 + 2H2O

или

R-NO2+3(NH4)2S t, Feв кислой среде →R-NH2 +3S↓
+6NH3↑ + 2H2O      (р. Зинина)

Другие способы:

1).
Промышленный

CH3Br + 2NH3  t, ↑p →
CH3-NH2 + NH4Br

2).
Лабораторный   — Действие
щелочей на соли алкиламмония

(получение первичных, вторичных,
третичных аминов):

[R-NH3]Г + NaOH
t → R-NH2 + NaГ
+ H2O

3). Действием
галогеналканов на первичные алифатические и ароматические амины получают
вторичные и третичные амины, в том числе, смешанные.

8. Физические свойства аминов

Метиламин, диметиламин и триметиламин — газы, средние
члены алифатического ряда — жидкости, высшие — твердые вещества. Низшие амины
имеют характерный «рыбный» запах, высшие не имеют запаха.

Связь N–H является полярной, поэтому
первичные и вторичные амины образуют межмолекулярные водородные связи
(несколько более слабые, чем Н-связи с участием группы О–Н).

Это объясняет относительно высокую
температуру кипения аминов по сравнению с неполярными соединениями со сходной
молекулярной массой. Например:

Третичные амины не образуют
ассоциирующих водородных связей (отсутствует группа N–H). Поэтому их
температуры кипения ниже, чем у изомерных первичных и вторичных аминов
(триэтиламин кипит при 89 °С, а н-гексиламин – при 133 °С).

По сравнению со спиртами алифатические
амины имеют более низкие температуры кипения (т. кип. метиламина
-6 °С, т. кип. метанола +64,5 °С). Это свидетельствует о
том, что амины ассоциированы в меньшей степени, чем спирты, поскольку прочность
водородных связей с атомом азота меньше, чем с участием более
электроотрицательного кислорода.

При обычной температуре только низшие
алифатические амины CH3NH2, (CH3)2NH
и (CH3)3N – газы (с запахом аммиака), средние гомологи –
жидкости (с резким рыбным запахом), высшие – твердые вещества без запаха.
Ароматические амины – бесцветные высококипящие жидкости или твердые вещества.

Амины способны к образованию водородных
связей с водой:

Поэтому низшие амины хорошо растворимы в
воде. С увеличением числа и размеров углеводородных радикалов растворимость
аминов в воде уменьшается, т.к. увеличиваются пространственные препятствия
образованию водородных связей. Ароматические амины в воде практически не
растворяются.

Анилин (фениламин) С6H5NH2 – важнейший из
ароматических аминов:

Анилин представляет собой бесцветную
маслянистую жидкость с характерным запахом (т. кип. 184 °С,
т. пл. – 6 °С). На воздухе быстро окисляется и приобретает
красно-бурую окраску. Ядовит.

ВИДЕО:

Изучениефизических свойств анилина        

9. Свойства аминов

I. Основные свойства

Для аминов характерны основные свойства,
которые обусловлены наличием не поделённой электронной пары на атоме азота

Алифатические
амины
– более сильные основания, чем аммиак, т.к. алкильные радикалы увеличивают
электронную плотность на атоме азота за счет +I-эффекта. По этой причине
электронная пара атома азота удерживается менее прочно и легче взаимодействует
с протоном.

Ароматические
амины
являются более слабыми основаниями, чем аммиак, поскольку неподеленная
электронная пара атома азота смещается в сторону бензольного кольца, вступая в
сопряжение с его π-электронами. 

Ряд увеличения основных свойств аминов:

В растворах оснoвные свойства третичных
аминов проявляются слабее, чем у вторичных и даже первичных аминов, так как три
радикала создают пространственные препятствия для сольватации образующихся
аммониевых ионов. По этой же причине основность первичных и вторичных аминов
снижается с увеличением размеров и разветвленности радикалов.  

Водные растворы аминов
имеют щелочную реакцию (амины
реагируют с водой по донорно-акцепторному механизму):

R-NH2 + H2O → [R-NH3]+
+ OH-

                           ион алкиламмония

ВИДЕО:

Получениегидроксида диметиламмония и изучение его свойств

Анилин с водой не
реагирует и не изменяет окраску индикатора!!! 

ВИДЕО:

         Изучение среды раствора анилина

Взаимодействие с кислотами
(донорно-акцепторный
механизм):

CH3-NH2 + H2SO4 → [CH3-NH3]HSO4        

(соль — гидросульфатметиламмония)

2CH3-NH2 + H2SO4 → [CH3-NH3]2SO4         

(соль
— сульфат метиламмония)

Соли неустойчивы,  разлагаются щелочами:

[CH3-NH3]2SO4  + 2NaOH  
→    2CH3-NH2
↑ + Na2SO4  + H2O

Способность
к образованию растворимых солей с последующим их разложением под действием
оснований часто используют для выделения и очистки аминов, не растворимых в
воде. Например, анилин, который практически не растворяется в воде, можно
растворить в соляной кислоте и отделить нерастворимые примеси, а затем, добавив
раствор щелочи (нейтрализация водного раствора), выделить анилин в свободном
состоянии.

 II. Реакции окисления 

Реакция горения (полного окисления) аминов на примере метиламина:

4СH3NH2 + 9O2 → 4CO2 + 10H2O + 2N2

Ароматические
амины легко окисляются даже кислородом воздуха. Являясь в чистом виде
бесцветными веществами, на воздухе они темнеют. Неполное окисление
ароматических аминов используется в производстве красителей. Эти реакции обычно
очень сложны.

ВИДЕО:

         Получение диметиламина и его горение

 III. Особые свойства анилина

Для анилина характерны реакции как по
аминогруппе, так и по бензольному кольцу. Особенности этих реакций обусловлены взаимным
влиянием атомов.

1).
Для анилина характерны свойства бензольного кольца – действие
аминогруппы на бензольное кольцо приводит к увеличению подвижности водорода в
кольце в орто- и пара- положениях:

С одной стороны, бензольное кольцо
ослабляет основные свойства аминогруппы по сравнению алифатическими аминами и
даже с аммиаком.

С другой
стороны, под влиянием аминогруппы бензольное кольцо становится более активным в
реакциях замещения, чем бензол.
Например, анилин энергично реагирует с бромной водой с образованием 2,4,6-триброманилина
(белый осадок). Эта реакция может использоваться для качественного и количественного
определения анилина:

ВИДЕО:

Бромированиеанилина        

2). Свойства аминогруппы:

С6Н5NН2 +
HCl → [С6Н5NН3 ]+Сl-

                               хлорид фениламмония

ВИДЕО:

Взаимодействиеанилина с соляной кислотой

ВИДЕО:

Окисление анилина раствором хлорной извести – качественная реакция

Взаимодействие анилина с дихроматом калия – получение красителей

10. Применение

Амины используют при
получении лекарственных веществ, красителей и исходных продуктов для
органического синтеза. Гексаметилендиамин при поликонденсации с адипиновой
кислотой дает полиамидные волокна.

Анилин находит широкое
применение в качестве полупродукта в производстве красителей, взрывчатых
веществ и лекарственных средств (сульфаниламидные препараты).