Азотосодержащие соединения - Амины.

Амины. Анилин.

Определение

Амины – класс органических соединений, производные аммиака (NH3) и гидрата аммиака NH3⋅H2O, у которых один или несколько атомов водорода замещены на углеводородный радикал. Общая формула гомологического ряда CnH2n+3N

СТРОЕНИЕ И КЛАССИФИКАЦИЯ АМИНОВ

Поскольку амины являются продуктами замещения водорода в аммиаке, то все они являются донорами электронной пары, принадлежащей атому азота, то есть проявляют свойства оснований (по Льюису). 

Амины классифицируют:

1. По степени замещенности атомов водорода в молекуле аммиака на

• первичные амины (NH2R);

• вторичные (NHR1R2)

• третичные (NR1R2R3)

• четвертичные  соли аминов

Радикалы, входящие в молекулу амина могут быть одинаковыми или разными.

2. По типу радикала выделяют амины алифатического и ароматического ряда. Типичным представителем ряда ароматических аминов является анилин C6H5−NH2

Изомерия алифатических аминов

Для алифатических аминов характерна следующая изомерия:

• углеродного скелета (степени разветвленности углеводородного радикала) начиная с C4H9NH2

•   положение аминогруппы, начиная с C3H7NH2

•  изомерия аминогруппы (межклассовая изомерия), связанная с изменением степени замещенности атомов водорода при азоте. Поэтому первичные, вторичные и третичные амины изомерны друг другу:

•  пространственная изомерия (оптическая, начиная с бутиламина)
  
  
  

НОМЕНКЛАТУРА АМИНОВ

1. По систематической номенклатуре амины называют путем добавления суффикса "амин" к названию углеводорода.

2. По рациональной номенклатуре их рассматривают как алкил- или ариламины.

У ароматических аминов в основе названия также лежит слово амин, кроме того такие соединения имеют тривиальные названия:

3. Первичные амины часто называют как производные углеводородов, в молекулах которых один или несколько атомов водорода замещены на аминогруппы -NH2. Аминогруппа при этом рассматривается как заместитель, а ее местоположение указывается цифрой в начале названия. Например: H2N−CH2−CH2−CH2−CH2−NH2       1,4-диаминобутан

ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА

Первые представители ряда аминов - метиламин, диметиламин и триметиламин – газы. Остальные низшие амины – жидкости. Обладают резким характерным удушливым запахом. Канцерогены. Высшие амины – твердые вещества, без запаха. Первые представители аминов хорошо растворимы в воде. Высшие амины в воде не растворяются. Это связано с тем, что связь N–H более полярна, чем связь С–H, но менее полярна, чем связь C–O, поэтому водородные связи между молекулами аминов выражены слабее, чем, например, в молекулах спиртов.

Основные представителя ряда аминов

Алкиламины

Метиламин CH3−NH2 - при нормальных условиях бесцветный газ с запахом аммиака. Как правило используется в виде растворов: 40 % масс в воде, в метаноле, этаноле или ТГФ (тетрагидрофуранее). Метиламин применяется для синтеза пестицидов, лекарств, красителей. Наиболее важными из продуктов являются N-Метил-2-пирролидон (NMP), метилформамид, кофеин, эфедрин и N,N'-диметилмочевина. 

По своим химическим свойствам метиламин является типичным первичным амином, то есть подобно аммиаку, образует четвертичные соли с кислотами и реагирует с водой, образуя донорно-акцепторную связь, при взаимодействии со сложными эфирами или ацилхлоридами дает амиды (подробнее см. тему: "Производные карбоновых кислот. Амиды. Ангидриды. Хлорангидриды")

Триметиламин (CH3)3N, подобно другим низкомолекулярным аминам, является газом с аммиачным, или "рыбным" запахом, образуется в природе при разложении рыбы. В промышленности триметиламин получают взаимодействием метилового спирта или диметилового эфира с аммиаком; используют для производства бактерицидов, флотореагентов, кормовых добавок. 

Ароматические амины

Анилин C6H5−NH2 -  бесцветная маслянистая жидкость, которая быстро становится бурой при контакте с воздухом и светом, тяжелее воды. 

Токсическое действие анилина

Анилин ядовит, действует на центральную нервную систему, вызывает в крови образование метгемоглобина и дегенеративные изменения эритроцитов, гемолиз, следствием чего является кислородное голодание организма.

Анилин проникает в организм через органы дыхания в виде паров, а также при всасывании через кожу и слизистые оболочки, которое особенно усиливается при повышении температуры воздуха и приёме алкоголя. Возможны острые и хронические (анилизм) отравления анилином. При лёгком отравлении анилином наблюдаются слабость, головокружение, головная боль, синюшность губ, ушных раковин, ногтей. При отравлениях средней тяжести присоединяется тошнота, иногда рвота, появляется шатающаяся походка; пульс учащён. Тяжёлые случаи отравления встречаются крайне редко. При хронических отравлениях — токсический гепатит, нервно-психические нарушения, расстройство сна, снижение памяти и т. д.