Номенклатура и изомерия аминов


По рациональной номенклатуре амины рассматриваются как производные аммиака. Название первичных аминов состоит из названий органических радикалов, заместивших атом водорода в аммиаке, и добавления слова «амин».

 

CH3NH2 C2H5NH2 C6H5NH2

Метиламин Этиламин Фениламин

Название вторичных и третичных аминов строится следующим образом. К названию органических остатков, связанных с азотом, добавляют слово «амин», при этом группы упоминают в алфавитном порядке: CH3NHC3Н7 - метилпропиламин, CH3N(С6Н5)2 - метилдифениламин.

По международной номенклатуре амины рассматриваются как производные соответствующих углеводородов. Сначала определяется самая длинная углеводородная цепь, которая нумеруется в зависимости от положения аминогруппы и заместителей углеводородной цепи. Цифрами указывается углеводородный атом, к которому присоединяется аминогруппа, затем называется сам углеводород. Если в составе амина присутствует несколько аминогрупп, то их количество указывается соответствующей приставкой «амино», «диамино», «триамино», указывая числовой индекс атома углерода:

H2NCH2CH2CH2CH2NH2

1,4-диаминобутан

H2NCH2CH2CH2CH2CH2CH2NH2

1,6-диаминогексан или гексаметилендиамин

Для некоторых аминов используются тривиальные названия: С6Н5NH2 - анилин (систематическое название фениламин).

Изомерия аминов происходит как от изомерии радикалов (собственно изомерия), так и от того, что в молекуле амина может быть несколько различных радикалов (метамерия). Например, диметиламин (CH3)2NH изомерен этиламину C2H5NH2.

4. Способы получения аминов.

4.1. Действие галоидных алкилов на аммиак и амины.Подобно образованию солей аммония при взаимодействии аммиака с галоидоводородными кислотами, к аммиаку может присоединяться и галоидный алкил, образуя соль однозамещенного аммония (реакция Гофмана):

CnH2n+1I + NH3 → [CnH2n+1NH3]I

 

Такая соль в ходе реакции частично разлагается непрореагировавшим аммиаком с выделением первичного амина:

[CnH2n+1NH3]I +NH3 → CnH2n+1NH2 + NH4I

 

Первичный амин может, в свою очередь, присоединить галоидный алкил, образуя соль двузамещенного аммония:

CnH2n+1NH2 + CnH2n+1I → [(CnH2n+1)2NH2]I

Из такой соли при дальнейшем действии аммиака может образовываться вторичный амин (CnH2n+1)2NH. Далее аналогичной реакцией можно получить соль трехзамещенного аммония [(CnH2n+1)3NH]I и затем при действии аммиака – третичный амин (CnH2n+1)3N. Третичный амин может присоединить галоидный алкил с образованием соли четырехзамещенного аммонийного основания [(CnH2n+1)4N]I, которая уже аммиаком не разлагается.

Эфиры минеральных кислот реагируют с аммиаком и аминами, подобно галоидным алкилам, например:

CH3O–SO2 –OCH3 + NH3 → CH3NH2 + HO–SO2–OCH3

4.2. Взаимодействие спиртов с аммиаком. Амины (первичные, вторичные, третичные) могут быть получены пропусканием паров спирта и аммиака при нагревании через оксиды двух - и трехвалентных металлов (чаще всего алюминия и тория) или тонко раздробленные металлы подгруппы железа, играющие роль катализаторов. Таким методом получают амины в промышленности:

NH3 + ROH → RNH2 + H2O

RNH2 + ROH → R2NH + H2O

R2NH + ROH → R3N + H2O

4.3. Получение из амидов кислот. Действием щелочных гипохлоритов (гипобромитов) или галоидов в щелочной среде на амиды органических кислот образуются первичные амины, содержащие на один атом углерода меньше, чем исходный амид:

R–CO–NH2 + NaOCl → R–NH2 + CO2 + NaCl

R–CO–NH2+ Br2 + 4NaOH → R–NH2 + Na2CO3 + 2NaBr + 2H2O

4.4. Получение из азидов кислот. При нагревании азидов кислот выделяется азот и остаток молекулы азида - изоцианат, который перегруппируется в первичный амин:

R–CO–N2→ R–N=C=O + N2 → R–NH2 + CO2

4.5. Взаимодействие карбоновых кислот с азотистоводородной кислотой. Первичные амины получают при действии азотистоводородной кислоты на карбоновую кислоту в присутствии в качестве катализатора концентрированной серной кислоты (реакция Шмидта):

H2SO4

R–COOH + HN3 → R – NH2 + CO2 +N2

4.6. Омыление эфиров изоциановой кислоты и изонитрилов. Этим способом Ш.А. Вюрц в 1848 году открыл амины. При действии щелочей на эфиры изоциановой кислоты получают первичные амины, а в качестве побочных продуктов – вторичные и третичные амины:

C2H5 – N=C=O + H2O à C2H5 – NH2 + CO2

Омыление изонитрилов под действием кислот также приводит с образованию первичных аминов:

CH3 – N=C + 2H2O → CH3 – NH2 + HCOOH

4.7. Восстановление азотистых соединений. Первичные амины могут быть получены восстановлением нитросоединений:

CH3NO2 + 6H → CH3NH2 + 2H2O

Ароматические амины можно получить восстановлением, но другой реакцией. Её впервые осуществил Н. Н. Зинин в 1842 году. Действуя на нитробензол сульфидом аммония, он получил анилин:

C6H5NO2 + 3(NH4)2S → C6H5NH2 + 6NH3 + 3S + 2H2O

Все другие азотистые органические соединения – нитрилы, оксимы, изонитрилы при восстановлении также дают амины.

CH3C≡N + 4H → CH3 – CH2 – NH2

CH3 – CH=NOH + 4H → CH3 – CH2 – NH2 + H2O

CH3 – N=C + 4H → CH3 – NH – CH3

 

4.8. Получение аминов восстановительным алкилированием. Альдегиды и кетоны под действием аммиака с одновременным восстановлением водородом превращаются в амины:

OH -H2O 2H

R-CHO + NH3 → [R-CH-NH2] → R-CH=NH → R-CH2-NH2

Катализаторами могут быть никель, медно-хромовая смесь. Если вместо аммиака взять первичный или вторичный амин, то получится соответственно вторичный или третичный амин. Таким способом удобно пользоваться для получения аминов из кетонов или высших альдегидов. Реакция с низшими альдегидами протекает сложнее, так как промежуточные амины и основания Шиффа R-CH=N-R’ легко вступают во вторичные реакции.

4.9. Реакция Лейкарта. Является особым случаем восстановительного алкилирования, восстановителем служит муравьиная кислота или ее производные, например, формамид:

HCO – NH2 + R – CO – R’ → H2N – CRR’

Если вместо кетона взять формальдегид, то образующийся первичный амин может вновь вступить в реакцию вместо формамида и давать вторичные и третичные амины.

4.10. Бактериальные процессы. Амины образуются в небольших количествах при различных бактериальных процессах, например, при гниении органических остатков, содержащих белковые вещества. Простейшие амины найдены также среди продуктов нормальной жизнедеятельности некоторых растений.



Дата добавления: 2021-10-28; просмотров: 337;


Поиск по сайту:

Воспользовавшись поиском можно найти нужную информацию на сайте.

Поделитесь с друзьями:

Считаете данную информацию полезной, тогда расскажите друзьям в соц. сетях.
Poznayka.org - Познайка.Орг - 2016-2024 год. Материал предоставляется для ознакомительных и учебных целей.
Генерация страницы за: 0.015 сек.