Амины – это органические соединения, в которых атом водорода (может и не один) замещен на углеводородный радикал. Все амины делят на:
- первичные амины;
- вторичные амины;
- третичные амины.
Есть еще аналоги солей аммония – четвертичные соли типа [R4N]+Cl-.
В зависимости от типа радикала амины могут быть:
- алифатические амины;
- ароматические (смешанные) амины.
Алифатические предельные амины.
Общая формула CnH2n+3N.
Строение аминов.
Атом азота находится в sp3-гибридизации. На 4-ой негибридной орбитали находится неподеленная пара электронов, которая обуславливает основные свойства аминов:
Элекронодонорные заместители повышают электронную плотность на атоме азота и усиливают основные свойства аминов, по этой причин вторичные амины являются более сильными основаниями, чем первичные, т.к. 2 радикала у атома азота создают большую электронную плотность, чем 1.
В третичных атомах играет важную роль пространственный фактор: т.к. 3 радикала заслоняют неподеленную пару азота, к которой сложно «подступиться» другим реагентам, основность таких аминов меньше, чем первичных или вторичных.
Изомерия аминов.
Для аминов свойственна изомерия углеродного скелета, изомерия положения аминогруппы:
Как называть амины?
В названии обычно перечисляют углеводородные радикалы (в алфавитном порядке) и добавляют окончание –амин:
Физические свойства аминов.
Первые 3 амина – газы, средние члены алифатического ряда – жидкости, а высшие – твердые вещества. Температура кипения у аминов выше, чем у соответствующих углеводородов, т.к. в жидкой фазе в молекуле образуются водородные связи.
Амины хорошо растворимы в воде, по мере роста углеводородного радикала растворимость падает.
Получение аминов.
1. Алкилирование аммиака (основной способ), который происходит при нагревании алкилгалогенида с аммиаком:
Если алкилгалогенид в избытке, то первичный амин может вступать в реакцию алкилирования, превращаясь во вторичный или третичный амин:
2. Восстановление нитросоединений:
Используют сульфид аммония (реакция Зинина), цинк или железо в кислой среде, алюминий в щелочной среде или водород в газовой фазе.
3. Восстановление нитрилов. Используют LiAlH4:
4. Ферментатичное декарбоксилирование аминокислот:
Химические свойства аминов.
Все амины – сильные основания, причем алифатические более сильные, чем аммиак.
Водные растворы имеют щелочной характер:
Амины реагируют с кислотами, образуя соли:
Соли – твердые вещества, хорошо растворимы в воде и плохо растворимы в неполярных жидкостях. При реакции с щелочами выделяются свободные амины:
2. Образование комплексных соединений с переходными металлами:
3. Реакция с азотистой кислотой, которая образуется по следующей схеме:
4. Сгорание аминов. В результате образуется углекислый газ, азот и вода:
Применение аминов.
Низшие алифатические амины используют для синтеза лекарственных средств, пластмасс и пестицидов.