41. Аміни
Аміни
Визначення. Амінами називаються продукти заміщення одного, двох або трьох атомів водню в аміаку NH3 вуглеводневими радикалами.
Класифікація. Залежно від числа атомів водню в аміаку, заміщених радикалами, розрізняють такі аміни: первинні із загальною формулою R–NН2, вторинні – R2NH та третинні
За природою вуглеводневого радикалу аміни поділяють на аліфатичні, аліциклічні, ароматичні та гетероциклічні.
Номенклатура. Назви первинних амінів складаються з назви вуглеводню із закінченням -амін. Цифрою після назви вказують положення аміногрупи. Використовуються також назви амінів як похідних вуглеводнів із замісником аміногрупою –NН2:
Назви вторинних і третинних амінів утворюють від назви найбільшого вуглеводневого радикалу, перед яким ставлять назви інших радикалів з буквами N:
N-Метилетанамін СН3–NН–СН2–СН3;
N,N-Діетилбензоламін (С2Н5)2N–С6H5;
Симетричні (з однаковими радикалами) вторинні та третинні аміни називають також, додаючи до назви радикалу префікси ди- або три-: (С6Н5)2NH –дифеніламін, (СН3)3N – триметиламін.
Ізомерія. Ізомерія амінів обумовлена ізомерією вуглецевого ланцюга, положенням аміногрупи в ньому та міжгруповою ізомерією. Розглянемо такі аміни:
Будова молекули. Електронні формули первинного (І), вторинного (II), третинного (III) амінів та аміаку (IV)
У всіх амінів, як і в аміаку, орбіталі атома азоту перебувають у стані sр3-гібридизації і мають вільну неподілену електронну пару, за рахунок якої атом азоту може приєднувати до себе протон Н+ води або кислот. Тому аміни, як і аміак, виявляють основні властивості. Аміни – органічні основи. їх амінні групи, як і молекули аміаку, – пірамідальної форми з кутами С–N–С або С–N–Н, що дорівнюють куту Н–N–Н у аміаку (107°). Радикали мають таку будову: алкільні – тетраедричну, арильні – площинну (рис. 40 і 41).
Аміни – полярні сполуки, які, за винятком третинних, утворюють міжмолекулярні водневі зв'язки. Усі аміни з водою утворюють водневі зв’язки. Радикали та аміногрупи взаємно впливають один на одного.
Аліфатичні аміни є сильнішими основами, ніж аміак, ароматичні – слабкішими внаслідок різних індукційних ефектів радикалів (п. 22.2).
В ароматичних амінів із збільшенням числа вуглеводневих радикалів основність слабшає, а в аліфатичних – посилюється.
За посиленням основних властивостей аміак, первинні, вторинні, третинні аліфатичні та ароматичні аміни можна розташувати у такій послідовності:
Аміногрупа, в свою чергу, впливає на властивості радикалу. В ароматичних амінах рухливість атомів водню бензольного ядра зростає порівняно з бензолом. Так, анілін С6Н5NH2 легше вступає в реакції заміщення, ніж бензол.
Поширення в природі. Аміни є продуктами метаболізму живих організмів.
Фізичні властивості. Температури плавлення та кипіння амінів вищі, ніж неполярних сполук з тією ж молекулярною масою, але нижчі, ніж спиртів або карбонових кислот.
Метанамін, диметиламін, триметиламін – гази, добре розчинні у воді, мають запах аміаку. Середні члени гомологічного ряду – рідини, вищі – тверді речовини з запахом риби, нерозчинні у воді.
Хімічні властивості. Аміни за хімічними властивостями подібні до аміаку. Для них характерні основні властивості.
Основні властивості Взаємодія з водою. Аміни розчиняються у воді, утворюючи іон алкіламонію
Внаслідок цього водні розчини амінів мають лужну реакцію. Вони змінюють колір індикаторів: фенолфталеїну – на малиновий, лакмусу – на синій. Іон алкіламонію має таху ж будову, як іон амонію. Це – комплексний тетраедричний іон, у якому азот є чотиривалентним зі ступенем окислення -3.
[RNH3]+, то супроводжується появою у розчині гідроксид - іонів:
Взаємодія з кислотами. Аміни, як і аміак, реагують з мінеральними кислотами, утворюючи солі:
Ця реакція може відбуватися в газоподібному стані, в розчинах і з твердими амінами.
Алкіламонієві солі, як і солі амонію, – тверді речовини іонної будови, що не мають запаху і добре розчиняються у воді. У водних розчинах вони повністю дисоціюють:
Під дією лугів (особливо під час нагрівання) ці сполуки розкладаються з виділенням вільних амінів:
Горіння. На відміну від аміаку аміни горять на повітрі (згадайте, за яких умов горить аміак):
Одержання. Аміни добувають відновленням нітросполук (п. 24.1).