Амины. Аминокислоты
Амины
Амины – это производные аммиака, в молекуле которого один, два или три атома водорода замещены углеводородными радикалами.
Классификация
По числу углеводородных радикалов, замещающих атомы водорода в молекуле NH3, все амины можно разделить на три типа:
Группа – NH2 называется аминогруппой.
Существуют также амины, которые содержат две, три и более аминогрупп, например:
Изомерия
Рассмотри все виды изомерии на примере аминов с эмпирической формулой C4H11N:
Физические свойства
Низшие предельные первичные амины — газообразные вещества, имеют запах аммиака, хорошо растворяются в воде. Амины с большей относительной молекулярной массой — жидкости или твердые вещества, растворимость их в воде с увеличением молекулярной массы уменьшается.
Химические свойства
По химическим свойствам амины похожи на аммиак.
1.Взаимодействие с водой — образование гидроксидов замещенного аммония.
Вспомним, как взаимодействует с водой аммиак:
Раствор аммиака в воде обладает слабыми щелочными (основными) свойствами. Причина основных свойств аммиака — наличие у атома азота неподеленной электронной пары, которая участвует в образовании донорно-акцепторной связи с ионом водорода. По этой же причине амины также являются слабыми основаниями. Амины — органические основания:
Растворимые амины — более сильные основания, чем аммиак.
2.Взаимодействие с кислотами — образование солей (реакции нейтрализации).
Как основание аммиак с кислотами образует соли аммония:
Аналогично при взаимодействии аминов с кислотами образуются соли замещенного аммония:
Щелочи, как более сильные основания, вытесняют аммиак и амины из их солей:
3.Горение аминов
Амины являются горючими веществами. Продуктами горения аминов, как и других азотсодержащих органических соединений, являются углекислый газ, вода и свободный азот; например:
Способы получения
1.Взаимодействие спиртов с аммиаком при нагревании в присутствии Аl2О3 в качестве катализатора. Примеры смотреть в теме «Спирты».
2.Взаимодействие алкилгалогенидов (галогеналканов) с аммиаком; например:
Образовавшийся первичный амин может вступать в реакцию с избытком алкилгалогенида и аммиака, в результате чего образуется вторичный амин:
Аналогично могут быть получены третичные амины.
Анилин
Анилин — простейший представитель первичных ароматических аминов:
Физические свойства
Анилин — бесцветная маслянистая жидкость с характерным запахом, малорастворим в воде, ядовит.
Химические свойства
Основные свойства у анилина выражены очень слабо, так как сказывается влияние бензольного ядра на аминогруппу.
1.Реакции с участием аминогруппы
2.Реакции с участием бензольного кольца
Аминогруппа как заместитель I рода облегчает реакции замещения в бензольном ядре, при этом заместители становятся в орто- и пара- положения к аминогруппе:
Получение анилина
Анилин и другие первичные ароматические амины получают с помощью реакции, открытой в 1842 г. русским химиком Н. Н. Зининым. Реакция Зинина — это метод получения ароматических аминов (в том числе анилина) восстановлением нитросоединений:
Это общий, но не единственный способ получения ароматических аминов.
Применение анилина
Аминокислоты
Аминокислоты — это производные углеводородов, содержащие аминогруппы (—NH2) и карбоксильные группы.
Общая формула: (NH2)mR(COOH)n, где m и n чаще всего равны 1 или 2. Таким образом, аминокислоты являются соединениями со смешанными функциями.
Аминокислоты организма:
Заменимые — синтезируются в организме человека, к ним относятся глицин, аланин, глутаминовая кислота, серин, аспарагиновая кислота, тирозин, цистеин.
Незаменимые – не синтезируются в организме человека, поступают с пищей. К ним относятся валин, лизин, фенилаланин.
Физические свойства
Аминокислоты — бесцветные кристаллические вещества, хорошо растворяются в воде, температура плавления 230—300 о С. Многие α-аминокислоты имеют сладкий вкус.
Способы получения
Для получения α-аминокислот в лабораторных условиях обычно используют два следующих способа.
1.Взаимодействие α-галогенкарбоновых кислот с избытком аммиака. В ходе этих реакций происходит замещение атома галогена в галогенкарбоновых кислотах на аминогруппу. Выделяющийся при этом хлороводород связывается избытком аммиака в хлорид аммония. Например, аланин можно получить при взаимодействии α-хлорпропионовой кислоты с аммиаком:
2.Гидролиз белков. При гидролизе белков обычно образуются сложные смеси аминокислот, однако с помощью специальных методов из этих смесей можно выделять отдельные чистые аминокислоты.
Химические свойства
а) как кислота (участвует карбоксильная группа):
б) как основание (участвует аминогруппа):
2.Взаимодействие внутри молекулы — образование внутренних солей:
а) моноаминомонокарбоновые кислоты (нейтральные кислоты).
Водные растворы моноаминомонокарбоновых кислот нейтральны (рН = 7);
б) моноаминодикарбоновые кислоты (кислые аминокислоты).
Водные растворы моноаминодикарбоновьж кислот имеют РН 7 (щелочная среда), так как в результате образования внутренних солей этих кислот в растворе появляется избыток гидроксид-ионов ОН.
3. Взаимодействие аминокислот друг с другом — образование пептидов:
Две аминокислоты образуют дипептид:
При составлении названия дипептида сначала называют аминокислоту, у которой в образовании дипептид участвует группа —СООН. В тривиальном названии этой кислоты последняя буква «н» заменяется буквой «л». Затем прибавляют без изменений тривиальное название аминокислоты, у которой в образовании дипептида участвует группа —NH2.
Любой дипептид имеет свободные амино- и карбоксильную группы и поэтому может взаимодействовать еще с одной молекулой аминокислоты, образуя трипептид; таким же путем получают тетрапептиды и т. д.:
Амины — понятие, свойства, применение
Амины — органические производные аммиака, содержащие аминогруппу NH2 
и органический радикал. В общем случае формула амина представляет собой формулу аммиака, в которой атомы водорода заменены на углеводородный радикал.
Классификация
Свойства
В зависимости от длины цепочки атомов в органическом радикале, амины могут быть газообразными (три-, ди-, метиламин, этиламин), жидкими или твердыми веществами. Чем длиннее цепь, тем тверже вещество. Простейшие амины водорастворимы, но по мере перехода к более сложным соединениям водорастворимость уменьшается.
Газообразные и жидкие амины — вещества с выраженным запахом аммиака. Твердые практически лишены запаха.
Амины проявляют в химических реакциях сильные оснóвные свойства, в результате взаимодействия с неорганическими кислотами получаются алкиламмониевые соли. Реакция с азотистой кислотой является качественной для этого класса соединений. В случае первичного амина получается спирт и газообразный азот, со вторичным — нерастворимый желтый осадок с выраженным запахом нитрозодиметиламина; с третичным реакция не идет.
Реагируют с кислородом (горят на воздухе), галогенами, карбоновыми кислотами и их производными, альдегидами, кетонами.
Практически все амины, за редким исключением, ядовиты. Так, самый знаменитый представитель класса, анилин, легко проникает через кожный покров, окисляет гемоглобин, угнетает ЦНС, нарушает обмен веществ, что может привести даже к смерти. Токсичны для человека и пары.
Признаки отравления:
— одышка,
— синюшность носа, губ, кончиков пальцев,
— частое дыхание и усиленное сердцебиение, потеря сознания.
Первая помощь:
— смыть хим.реактив ватой со спиртом,
— обеспечить доступ к чистому воздуху,
— вызвать «Скорую помощь».
Применение
— В качестве отвердителя эпоксидных смол.
— Как катализатор в химпроме и металлургии.
— Сырье для получения полиамидных искусственных волокон, например, нейлона.
— Для изготовления полиуретанов, пенополиуретанов, полиуретановых клеев.
— Исходный продукт для получения анилина — основы для анилиновых красителей.
— Для производства лекарственных средств.
— Для изготовления фенолформальдегидных смол.
— Для синтеза репеллентов, фунгицидов, инсектицидов, пестицидов, минеральных удобрений, ускорителей вулканизации резины, антикоррозионных реактивов, буферных растворов.
— Как добавка к моторным маслам и топливам, сухое горючее.
— Для получения светочувствительных материалов.
— Уротропин используется как пищевая добавка, а также ингредиент косметических средств.
В нашем интернет-магазине можно купить реактивы, относящиеся к классу аминов.
Метиламин
Первичный алифатический амин. Востребован как сырье для производства лекарств, красителей, пестицидов.
Диэтиламин
Вторичный амин. Применяется в качестве исходного продукта при получении пестицидов, лекарств (например, новокаина), красителей, репеллентов, добавок к топливу и моторным маслам. Из него изготавливают реактивы для защиты от коррозии, для обогащения руд, отверждения эпоксидных смол, ускорения процессов вулканизации.
Триэтиламин
Третичный амин. Используется в химпроме в качестве катализатора при производстве резин, 
эпоксидных смол, пенополиуретанов. В металлургии — катализатор отвердения в безобжиговых процессах. Сырье в органическом синтезе лекарств, минеральных удобрений, средств для борьбы с сорняками, красок.
1-бутиламин
Третбутиламин, соединение, в котором с азотом связана трет-бутильная органическая группа. Вещество применяется при синтезе усилителей вулканизации резины, лекарств, красителей, дубильных веществ, препаратов против сорняков и насекомых.
Уротропин (гексамин)
Полициклический амин. Востребованное в экономике вещество. Используется как пищевая добавка, лекарство и компонент лекарств, ингредиент косметических средств, буферных растворов для аналитической химии; как сухое горючее, отвердитель полимерных смол, в синтезе фенолформальдегидных смол, фунгицидов, взрывчатых веществ, средств для защиты от коррозии.
Амины: способы получения, строение и свойства
Амины – это органические производные аммиака NH3, в молекуле которого один, два или три атома водорода замещены на углеводородные радикалы.
Строение аминов
Также атом азота в аминах имеет неподелённую электронную пару, поэтому амины проявляют свойства органических оснований.
Классификация аминов
По количеству углеводородных радикалов, связанных с атомом азота, различают первичные, вторичные и третичные амины.
По типу радикалов амины делят на алифатические, ароматические и смешанные.
| Амины | Первичные | Вторичные | Третичные | |||||||||||
| Алифатические | Метиламин CH3-NH2 | Диметиламин CH3-NH-CH3 | Триметиламин (CH3)3N | |||||||||||
| Ароматические | Фениламин C6H5-NH2 | Дифениламин (C6H5)2NH | Трифениламин (C6H5)3N | |||||||||||
| Смешанные | Метилфениламин CH3-NH-C6H5 | Диметилфениламин Номенклатура аминовПри наличии одинаковых радикалов используют приставки ди и три. В этом случае аминогруппа указывается в названии приставкой амино-: Например, N-метиланилин:
Символ N- ставится перед названием алкильного радикала, чтобы показать, что этот радикал связан с атомом азота, а не является заместителем в бензольном кольце. Изомерия аминовДля аминов характерна изомерия углеродного скелета, изомерия положения аминогруппы и изомерия различных типов аминов. Изомерия углеродного скелетаДля аминов характерна изомерия углеродного скелета (начиная с С4H9NH2).
Изомерия положения аминогруппыДля аминов характерна изомерия положения аминогруппы (начиная с С3H9N).
Изомерия между типами аминов
(первичный амин) | Метилэтиламин (вторичный амин) | Триметиламин (третичный амин) | ||||||||||
 |  |  |
Физические свойства аминов
При обычной температуре 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 жидкости с высокой температурой кипения или твердые вещества.
Первичные и вторичные амины образуют слабые межмолекулярные водородные связи:
Это объясняет относительно более высокую температуру кипения аминов по сравнению с алканами с близкой молекулярной массой.
Амины также 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. Ароматические амины в воде не растворяются.
Химические свойства аминов
| Амины имеют сходное с аммиаком строение и проявляют подобные ему свойства. |
Как в аммиаке, так и в аминах атом азота имеет неподеленную пару электронов:
| Поэтому амины и аммиак обладают свойствами оснований. |
1. Основные свойства аминов
| Алифатические амины являются более сильными основаниями, чем аммиак, а ароматические — более слабыми. |
Это объясняется тем, что радикалы СН3–, С2Н5– увеличивают электронную плотность на атоме азота:
Это приводит к усилению основных свойств.
| Основные свойства аминов возрастают в ряду: |
1.1. Взаимодействие с водой
В водном растворе амины обратимо реагируют с водой. Среда водного раствора аминов — слабощелочная:
1.2. Взаимодействие с кислотами
Амины реагируют с кислотами, как минеральными, так и карбоновыми, и аминокислотами, образуя соли (или амиды в случае карбоновых кислот):
При взаимодействии аминов с многоосновными кислотами возможно образование кислых солей:
1.3. Взаимодействие с солями
Амины способны осаждать гидроксиды тяжелых металлов из водных растворов.
| Например, при взаимодействии с хлоридом железа (II) образуется осадок гидроксида железа (II): |
2. Окисление аминов
Амины сгорают в кислороде, образуя азот, углекислый газ и воду. Например, уравнение сгорания этиламина:
3. Взаимодействие с азотистой кислотой
Первичные алифатические амины при действии азотистой кислоты превращаются в спирты:
| Это качественная реакция на первичные амины – выделение азота. |
Вторичные амины (алифатические и ароматические) образуют нитрозосоединения — вещества желтого цвета:
4. Алкилирование аминов
Первичные амины способны взаимодействовать с галогеналканами с образованием соли вторичного амина:
Из полученной соли щелочью выделяют вторичный амин, который можно далее алкилировать до третичного амина.
Особенности анилина
Анилин С6H5-NH2 – это ароматический амин.
| Анилин – бесцветная маслянистая жидкость с характерным запахом. На воздухе окисляется и приобретает красно-бурую окраску. Ядовит. В воде практически не растворяется. |
При 18 о С в 100 мл воды растворяется 3,6г анилина. Раствор анилина не изменяет окраску индикаторов.
| Для анилина характерны реакции как по аминогруппе, так и по бензольному кольцу. |
Анилин не реагирует с водой, но реагирует с сильными кислотами, образуя соли:
Реакция с галогенами идёт без катализатора во все три орто- и пара- положения.
| Качественная реакция на анилин: реагирует с бромной водой с образованием 2,4,6-триброманилина (белый осадок ↓). |
Получение аминов
Восстановление нитросоединений
Первичные амины можно получить восстановлением нитросоединений.
Алюминий реагирует с щелочами с образованием гидроксокомплексов.
В щелочной и нейтральной среде получаются амины.
Восстановлением нитробензола получают анилин.
При этом образуются не сами амины, а соли аминов:
Амины из раствора соли выделяют с помощью щелочи:
Алкилирование аммиака и аминов
При взаимодействии аммиака с галогеналканами происходит образование соли первичного амина, из которой действием щелочи можно выделить сам первичный амин.
Если проводить реакцию с избытком аммиака, то сразу получится амин, а галогеноводород образует соль с аммиаком:
Гидрирование нитрилов
Таким образом получают первичные амины. Возможно восстановление нитрилов водородом на катализаторе:
. 
Соли аминов
Соль амина с более слабыми основными свойствами может реагировать с другим амином, образуя новую соль (более сильные амины вытесняют менее сильные из солей):
12 комментариев
Добавить ваш
Да, спасибо, поправил. В узком смысле реакцией Зинина называют получение именно ароматических аминов, в широком смысле так называют восстановление любых нитросоединений сульфидом аммония.
Здравствуйте! Скажите, пожалуйста, реагируют ли третичные амины с галогеналканами? Если да, то как идет реакция и что получается? Например,при взаимодействии триметиламина с хлорметаном?
Здравствуйте! Реагируют, но дальнейшее замещение по связям N-H не идет.
Здравствуйте! Не показано взаимодействие аминов со спиртами.
Третичные амины с алкилгалогенидами реагируют. Получаются четвертичные аммониевые соли. Говорить, что они вообще не реагируют, неправильно. Они не вступают в реакцию алкилирования.
По такой схеме за счет пары электронов на азоте реагируют алифатические амины, ароматические амины, пиридин с получением N-алкилпиридинийхлорида (иодида) и пр.
Да, спасибо за комментарий. Я имел в виду, что не идет дальнейшее замещение.
спасибо, отличная идея!
для полноты информации я бы добавил оптическую изомерию и примеры этой изомерии ко всем классам органических веществ, потому что на егэ это есть
На ЕГЭ пока оптической изомерии нет.
Admin>Здравствуйте! Реагируют, но дальнейшее замещение по связям N-H не идет.
что значит «дальнейшее»? у триметиламина — и так уже нет N-H связей, может вы имели в виду протонированный триметил-амин (скажем) солянокислый, что в форме соли он останется третичным амином например до момента щелочного депротонирования(высвобождения основания амина)
—
а что кстати, есть способ галоидным алкилом моноалкилирование первичного ароматического амина до вторичного осуществить, избежав образования третичного амина — диалкилированного уже
на этилировании уже проще, а вот метиллирование нейромедиаторов не удавалось остановить на стадии N,N-ДиМет.(например в ацетоне с карбонатом калия, или с DIPEA), выход третичного целевого амина всегда оказывался либо самым низким из продуктов реакции, либо просто очень низким(10% в сложной смеси аминов с преобладанием четвертичной соли триметиламмония метилиодида, а сейчас подумал — если при N-метилировании первичного ароматического амина метилиодидом, образуется гидроиодид N-метил…исх.пер.амина, он же даже во второе метиллирование уже не должен входить, усиленным основанием став (скажем адреналином, основнее норадреналина исходного как я понимаю за счет появившегося электроннодонороного метила) и так будет выведен из реакционной среды(например выпав осадком соли, не солватированной в неполярной РС)
получается в отсутствие основного катализа алкилирование первичных аминов ограничивается моно-алкилированием — не далее чем до вторичного амина? или на практике соли не так надёжны как в оптимистичных прогнозах теоретизирующего учащегося?
Добавить комментарий Отменить ответ
Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте, как обрабатываются ваши данные комментариев.