Какая группа определяет основные свойства аминов

Какая группа определяет основные свойства аминов thumbnail

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.

Читайте также:  Какими лечебными свойствами обладает пырей ползучий

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:

C6H5-NH2 < NH3 <  R3N < R-NH2 < R2NH

————————————————-→

возрастание основных свойств

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        

(сольгидросульфатметиламмония)

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). 

Источник

АМИНЫ

Вариант 1

Часть А

А1.Основные свойства аминов определяет:

А)

Гидроксильная группа

В)

Нитрогруппа

Б)

Карбонильная группа

Г)

Аминогруппа

А2.В водном растворе этиламина среда:

А)

Кислотная

В)

Щелочная

Б)

Нейтральная

Г)

Изменяется в зависимости от температуры

А3.Анилин:

А)

Реагирует с кислотами с образованием солей

Б)

Построен из цепочек, образованных остатками аминокислот

В)

Содержит карбоксильную группу

Г)

В растворе создает кислотную среду

А4.Укажите вещество, которое будет реагировать с метиламином:

А)

Br2 (р-р)

В)

HCl (p-p)

Б)

NaOH (р-р)

Г)

Na2CO3 (p-p)

А5.Укажите, к какому типу реакций относится взаимодействие анилина с раствором брома в воде:

А)

Присоединение

В)

Отщепление

Б)

Замещение

Г)

Полимеризации

А6.Этиламин способен реагировать:

А)

Этанолом

В)

Муравьиной кислотой

Б)

Ацетоном

Г)

Ацетиленом

А7. В молекуле анилина влияние аминогруппы на бензольное кольцо подтверждает реакция с:

А)

Соляной кислотой

В)

Хлорметаном

Б)

Бромной водой

Г)

Уксусным ангидридом

А8. Реакцией Зинина называют:

А)

Гидратацию ацетилена в присутствии солей ртути

Б)

Тримеризацию ацетилена с образованием бензола

В)

Нитрование предельных углеводородов

Г)

Восстановление нитробензола до анилина

Часть Б

Б1. Этиламин:

1)

Проявляет амфотерные свойства

2)

Растворяется в воде

3)

Реагирует со щелочами

4)

Способен к полимеризации

5)

В водном растворе изменяет окраску индикатора

6)

Можно получить взаимодействием бромэтана с аммиаком

Б2. Метиламин можно получить взаимодействием:

1)

Метанола с аммиаком

2)

Бромметана с аммиаком

3)

Хлорида метиламмония с гидроксидом калия

4)

Метана с азотной кислотой

5)

Метанола с азотом

6)

Метана с аммиаком

Читайте также:  Какие растения лечебные свойства

Б3. Анилин

1)

Относится к нитросоединениям

2)

Получают нитрованием бензола

3)

Является ароматическим амином

4)

Взаимодействует с бромной водой

5)

Относится к третичным амином

6)

Реагирует с соляной кислотой

Вариант 2

Часть А

А1.Соединение С6Н5NHC6H5 – это:

А)

Вторичный амин

В)

Первичный амин

Б)

Соль аммония

Г)

Аминокислота

А2.Укажите,  сколько изомеров может образовывать амин с формулой C6H4(CH3)(NH2)

А3.В водном растворе метиламина среда:

А)

Кислотная

В)

Щелочная

Б)

Нейтральная

Г)

Изменяется в зависимости от температуры

А4.Этиламин:

А)

Реагирует с кислотами с образованием солей

Б)

Построен из цепочек, образованных остатками аминокислот

В)

Содержит карбоксильную группу

Г)

В растворе создает кислотную среду

А5.Укажите вещество, которое будет реагировать с анилином:

А)

Br2 (р-р)

В)

NaCl (p-p)

Б)

NaOH (р-р)

Г)

Na2CO3 (p-p)

А6.Укажите, к какому типу реакций относится взаимодействие анилина с раствором бромоводорода  в воде:

А)

Нейтрализация

В)

Отщепление

Б)

Замещение

Г)

Полимеризации

А7.Этиламин способен реагировать:

А)

Этанолом

В)

Кислородом  

Б)

Ацетоном

Г)

Водородом

А8. Получение анилина в промышленности основано на реакции:

А)

Восстановления нитробензола

Б)

Нитрования толуола

В)

Хлорирования бензола

Г)

Декарбоксилирования бензойной кислоты

Часть Б

Б1. Диметиламин в отличии от метиламина:

1)

Является вторичным амином

2)

Относится к алифатическим аминам

3)

Проявляет более сильные основные свойства

4)

Растворяется в воде

5)

Реагирует с соляной кислотой

6)

Имеет более высокую температуру кипения

Б2. Этиламин можно получить взаимодействием:

1)

Этанола с аммиаком

2)

Этана с азотной кислотой

3)

Бромэтана с аммиаком

4)

Хлорида этиламмония с гидроксидом калия

5)

Метиламина с метаном

6)

Этана с азотом

Б3. Какие утверждения справедливы для анилина?

1)

Устойчив к окислению

2)

Относится к алифатическим аминам

3)

Проявляет основные свойства

4)

Получают восстановлением нитробензола

5)

Является вторичным амином

6)

Реагирует с соляной кислотой

Вариант 3

Часть А

А1.Соединение С6Н5NH2– это:

А)

Вторичный амин

В)

Первичный амин

Б)

Соль аммония

Г)

Аминокислота

А2.Укажите,  сколько изомеров может образовывать пропиламин:

А3.В водном растворе анилина среда:

А)

Кислотная

В)

Щелочная

Б)

Нейтральная

Г)

Изменяется в зависимости от температуры

А4.Метиламин:

А)

Реагирует с кислотами с образованием солей

Б)

Построен из цепочек, образованных остатками аминокислот

В)

Содержит карбоксильную группу

Г)

В растворе создает кислотную среду

А5.Укажите вещество, которое будет реагировать с этиламином:

А)

Br2 (р-р)

В)

NaCl (p-p)

Б)

NaOH (р-р)

Г)

HCl (p-p)

А6.Укажите, к какому типу реакций относится взаимодействие фениламина с раствором бромоводорода  в воде:

А)

Нейтрализация

В)

Отщепление

Б)

Замещение

Г)

Полимеризации

А7. Метиламин не взаимодействует с:

А)

Кислородом

В)

Гидроксидом натрия

Б)

Соляной кислотой

Г)

Уксусной кислотой

А8. Амин не образуется в реакции:

А)

Восстановления нитробензола

В)

Пропена с аммиаком

Б)

Иодэтана с аммиаком

Г)

Хлорбензола с аммиаком

Часть Б

Б1. И анилин, и метиламин:

1)

Хорошо растворяются в воде

2)

Реагируют с гидроксидом натрия

3)

Проявляют основные свойства

4)

Реагируют с соляной кислотой

5)

Содержат в своем составе аминогруппу

6)

Способны к реакциям электрофильного замещения

Б2. Анилин взаимодействует с:

1)

Соляной кислотой

2)

Бензолом

3)

Гидроксидом натрия

4)

Бромметаном

5)

Пропаном

6)

Бромной водой

Б3. И метиламин, и диметиламин

1)

Является первичными аминами

2)

Относятся к ароматическим аминам

3)

Имеют более слабые основные свойства, чем анилин

4)

Реагируют с кислотами

5)

Хорошо растворяются в воде

6)

Могут взаимодействовать с хлорэтаном

Вариант 4

Часть А

А1.Укажите,  сколько изомеров может образовывать этиламин:

А2.В водном растворе фениламина среда:

А)

Кислотная

В)

Щелочная

Б)

Нейтральная

Г)

Изменяется в зависимости от температуры

А3. Диметиламин:

А)

Является гомологом вещества N(CH3)3

Б)

Плохо растворим в воде

В)

Не взаимодействует с серной кислотой

Г)

Реагирует с бромэтаном

А4. Укажите вещество, которое не будет реагировать с анилином:

А)

Br2 (р-р)

В)

СН3СООН (p-p)

Б)

NaOH (р-р)

Г)

HCl (p-p)

А5. Метиламин взаимодействует с:

А)

Кислородом

В)

Гидроксидом натрия

Б)

Медью

Г)

Карбонатом натрия

А6. Гомологом метиламина является:

А)

Анилин

В)

Амид уксусной кислоты

Б)

Нитроэтан

Г)

Бутиламин

А7. В порядке усиления основных свойств вещества расположены в ряду:

А)

Аммиак, анилин, диметиламин, металамин

Б)

Анилин, аммиак, метиламин, диметиламин

В)

Диметиламин, метиламин, аммиак, анилин

Г)

Анилин, метиламин, диметиламин. аммиак

А8. В молекуле анилина влияние аминогруппы на бензольное кольцо подтверждает реакция с:

А)

Соляной кислотой

В)

Хлорметаном

Б)

Бромной водой

Г)

Уксусным ангидридом

Часть Б

Б1. Анилин, в отличие от метиламина:

1)

Плохо растворим в воде

2)

Проявляет основные свойства

3)

Вступает в реакции электрофильного замещения

4)

Более слабое основание

5)

Реагирует с кислотами

6)

Содержит аминогруппу

Читайте также:  Какие свойства относятся к механическим свойствам

Б2. Метиламин  можно получитьвзаимодействием:

1)

Метанола с аммиаком

2)

Метана с азотной кислотой

3)

Хлорметана с азотом

4)

Хлорида метиламмония со щелочью

5)

Метана с аммиаком

6)

Хлорметана с аммиаком

Б3. Для триметиламина верны утверждения:

1)

Проявляет амфотерные свойства

2)

Относится к ароматическим аминам

3)

Является основанием

4)

Входит в состав нуклеиновых кислот

5)

Реагирует с соляной кислотой

6)

Является третичным амином

Ответы:

№ варианта

Часть  А

Часть  Б

А 1

А 2

А 3

А 4

А 5

А 6

А 7

А 8

Б 1

Б 2

Б 3

Вариант 1

г

в

а

в

б

в

б

г

256

146

346

Вариант 2

а

в

в

а

а

а

в

а

136

134

346

Вариант 3

в

г

в

а

г

а

в

в

345

146

456

Вариант 4

б

в

а

б

а

г

б

б

134

146

356

Литература:

1.О.С.Габриелян, И.Г.Остроумов, С.А.Сладков. Готовимся к ЕГЭ 2011 Химия. Москва. Дрофа, 2011

2.Е.В.Савинкина Химия. Экспресс-диагностика 10 класс. Москва. Национальное образование, 2011.

Источник

Амины – органические соединения, продукты замещения атомов водорода в аммиаке NH3 различными углеводородными радикалами. Функциональная
группой аминов является аминогруппа – NH2.

Аминогруппа

Классификация аминов

По числу углеводородных радикалов амины подразделяются на первичные, вторичные и третичные.

Первичные, вторичные и третичные амины

Запомните, что основные свойства аминов выражены тем сильнее, чем больше электронной плотности присутствует на атоме азота. Однако, у третичных аминов три углеводородных радикала создают значительные затруднения для химических реакций.

Таким образом,
у третичных аминов основные свойства выражены слабее, чем у вторичных аминов. Основные свойства возрастают в ряду: третичные амины (слабые основные свойства) → первичные амины → вторичные амины (основные свойства хорошо выражены).

Основные свойства аминов

Номенклатура и изомерия аминов

Названия аминов формируются путем добавления суффикса “амин” к названию соответствующего углеводородного радикала: метиламин, этиламин,
пропиламин, изопропиламин, бутиламин и т.д. В случае если радикалов несколько, их перечисляют в алфавитном порядке.

Общая формула предельных аминов CnH2n+3N. Атомы углерода находятся в sp3 гибридизации.

Номенклатура аминов

Для аминов характерна структурная изомерия: углеродного скелета, положения функциональной группы и изомерия аминогруппы.

Изомерия аминов

Получение
  • Нагревание галогеналканов с аммиаком
  • В основе этой реакции лежит замещение атома галогена в галогеналканах на аминогруппу, при этом образуются амин и соль аммония.

    Получение аминов реакцией галогеналкана с аммиаком

  • Восстановление нитросоединений
  • При такой реакции нитрогруппа превращается в аминогруппу, образуется вода.

    Восстановление нитросоединений

    Знаменитой является предложенная в 1842 году Н.Н. Зининым реакция получения аминов восстановления ароматических нитросоединений (анилина
    и других). Она возможна в нескольких вариантах, главное, чтобы в начале реакции выделился водород.

    Реакция Зинина

  • Восстановление амидов
  • Реакция сопровождается разрушением карбонильной группы и отщеплении ее от молекулы амида в виде воды.

    Восстановление амидов

  • Восстановление нитрилов
  • Этим способом в промышленности получают гексаметилендиамин, используемый в изготовлении волокна – нейлон.

    Восстановление нитрилов

  • Реакция аммиака со спиртами
  • В промышленности амины получают реакцией аммиака со спиртами, в ходе которой происходит замещение гидроксогруппы на аминогруппу.

    Получение аминов реакцией спирта с аммиаком

  • Реакция галогеналканов с аминами
  • В ходе реакции галогеналканов с аммиаком, аминами, становится возможным получение первичных, вторичных и третичных аминов.

    Реакция галогеналканов с аминами

    Реакция галогеналканов с аминами

Химические свойства аминов
  • Основные свойства
  • Как и аммиак, амины обладают основными свойствами, их растворы окрашивают лакмусовую бумажку в синий цвет.

    В реакции с водой амины образуют гидроксиды алкиламмония, которые аналогичны гидроксиду аммония. Анилин с водой не реагирует, так как является слабым основанием.

    Реакция аминов с водой

    Как основания, амины вступают в реакции с различными кислотами и образуют соли алкиламмония.

    Реакции аминов с кислотами

  • Реакция с азотистой кислотой
  • Данная реакция помогает различить первичные, вторичные и третичные амины, которые по-разному с ней взаимодействуют.

    Реакции аминов с азотистой кислотой

  • Конденсация аминов с альдегидами и кетонами
  • При конденсации первичных аминов с альдегидами и кетонами получают основания Шиффа, соединения, которые содержат фрагмент “N=C”.

    Реакция аминов с альдегидами и кетонами

  • Разложение солей аминов
  • Соли аминов легко разлагаются щелочами (растворимыми основаниями). В результате образуется исходный амин, соль кислоты и вода.

    Разложение солей аминов щелочами

  • Горение аминов
  • При горении аминов азот чаще всего выделяется в молекулярном виде, так как для реакции азота с кислородом необходима очень высокая
    температура. Выделение углекислого газа и воды обыкновенно при горении органических веществ.

    4C2H5NH2 + 15O2 → 8CO2 + 14H2O + 2N2

© Беллевич Юрий Сергеевич 2018-2020

Данная статья написана Беллевичем Юрием Сергеевичем и является его интеллектуальной собственностью. Копирование, распространение
(в том числе путем копирования на другие сайты и ресурсы в Интернете) или любое иное использование информации и объектов
без предварительного согласия правообладателя преследуется по закону. Для получения материалов статьи и разрешения их использования,
обратитесь, пожалуйста, к Беллевичу Юрию.

Источник