Способы получения аминов

В предыдущих главах при изучении свойств органических молекул рассматривались реакции, с помощью которых могут быть получены амины. Эти реакции приведены ниже:

1. Взаимодействием алкилгалогенидов с аммиаком или аминами (реакция аммонолиза).

2. Восстановительным аминированием альдегидов или кетонов:

3. Восстановлением нитросоединений:

4. Восстановлением амидов кислот:

5. Восстановлением оксимов:

6. Восстановлением нитрилов:

7. Расщеплением амидов кислот по Гофману:

Физические свойства

Метиламин, диметиламин и триметиламин являются газами, этиламин, диэтиламин и триэтиламин – низкокипящие жидкости. По мере увеличения молекулярной массы аминов температуры кипения повышаются и уменьшается растворимость в воде.

Если сравнить между собой температуры кипения первичных вторичных и третичных аминов с таким же параметром спиртов и карбоновых кислот, то окажется, что у аминов она значительно ниже:

Строение

Молекула аммиака имеет форму правильной пирамиды с атомом азота в вершине:

Считается, что атом азота находится в состоянии sp³-гибридизации, и неподеленная электронная пара располагается на sp³-гибридной орбитали.

Аналогичное электронное строение характерно для аминов, с той лишь разницей, что длины связей и валентные углы несколько искажены по сравнению с аммиаком. Сопоставляя между собой аммиак и амины, можно легко убедиться, что при наличии трех разных заместителей при атоме азота молекулу нельзя совместить с его зеркальным отображением, т.е. она может существовать в виде пары энантиомеров.

Здесь следует учесть, что в воображаемом тетраэдре три вершины заняты разными заместителями, а четвертую вершину занимает орбиталь с неподеленной электронной парой, которая выполняет роль четвертого заместителя. Такой теоретический вывод реального подтверждения не находит поскольку энантиомеры такого рода просто не могут существовать. Причиной этому является тот факт, что подобная конфигурация является очень подвижной и поэтому становится возможным переход одной конфигурации в другую путем инверсии молекулы.

В данном контексте под инверсией следует понимать изменение свойств системы на противоположные.

У аммиака инверсия осуществляется очень быстро: частота событий составляет 10⁹ секунду (быстрая инверсия):

У алкиламинов скорость инверсии уменьшается, поскольку энергетический барьер перехода увеличивается. Однако инверсия все же происходит легко, а выделить оптически активные энантиомеры невозможно.

В стереохимическом отношении полным аналогом тетраэдрического асимметрического атома углерода является атом азота в четырехзамещенных солях аммония: