Аміни

Аміни

Аміни — похідні амоніаку, у молекулі якого атоми гідрогену заміщені на вуглеводневий радикал. Залежно від кількості радикалів у молекулі розрізняють первинні RNH₂, вторинні RR′NH, третинні RR′R′′N А. Залежно від природи радикалів А. поділяють на аліфатичні, аліциклічні, ароматичні та змішані. За кількістю аміногруп у молекулі розрізняють моно-, ди-, три- та поліаміни.

Вторинні й третинні А. розглядають як похідні первинних А. із замісниками при атомі нітрогену. Для утворення назв за вихідний первинний А. вибирають зв’язаний з атомом нітрогену найскладніший за структурою вуглеводневий радикал; решту залишків вуглеводнів перелічують в алфавітному порядку. Для назв найпростіших А. найчастіше використовують радикало-функціональну номенклатуру. Первинні ароматичні та змішані А. розглядають як похідні аніліну; у разі змішаних А. положення замісників при атомі нітрогену вказують локантом N-:

CH₃NH₂ — метанамін, метиламін;

СН₃–NH–C₂H₅ — етилметиламін, N-метилетанамін; C₆H₅N(CH₃)₂ — N,N-диметиланілін та ін. Для деяких А. поширені тривіальні назви, напр. NH₂–CH₂–CH₂–CH₂–CH₂–NH₂ — путресцин, C₆H₅–NH₂ — анілін, амінотолуоли CH₃C₆H₄NH₂ називають толуїдинами тощо.

За звичайних умов (таблиця) метиламін, диметиламін і триметиламін — гази із запахом амоніаку, середні алкіламіни з 4–15 атомами карбону — рідини із запахом оселедця, вищі А. — тверді речовини без запаху. Ароматичні А. — безбарвні рідини з високою T_кип або тверді кристалічні речовини зі слабким неприємним запахом.

Будова молекули. Електронні формули первинного (І), вторинного (II), третинного (III) амінів та аміаку (IV)

У всіх амінів, як і в аміаку, орбіталі атома азоту перебувають у стані sр³-гібридизації і мають вільну неподілену електронну пару, за рахунок якої атом азоту може приєднувати до себе протон Н⁺ води або кислот. Тому аміни, як і аміак, виявляють основні властивості. Аміни – органічні основи. їх амінні групи, як і молекули аміаку, – пірамідальної форми з кутами С–N–С або С–N–Н, що дорівнюють куту Н–N–Н у аміаку (107°). Радикали мають таку будову: алкільні – тетраедричну, арильні – площинну (рис. 40 і 41).

Аміни – полярні сполуки, які, за винятком третинних, утворюють міжмолекулярні водневі зв'язки. Усі аміни з водою утворюють водневі зв’язки. Радикали та аміногрупи взаємно впливають один на одного.

Аліфатичні аміни є сильнішими основами, ніж аміак, ароматичні – слабкішими внаслідок різних індукційних ефектів радикалів (п. 22.2).

В ароматичних амінів із збільшенням числа вуглеводневих радикалів основність слабшає, а в аліфатичних – посилюється.

За посиленням основних властивостей аміак, первинні, вторинні, третинні аліфатичні та ароматичні аміни можна розташувати у такій послідовності:

Аміногрупа, в свою чергу, впливає на властивості радикалу. В ароматичних амінах рухливість атомів водню бензольного ядра зростає порівняно з бензолом. Так, анілін С₆Н₅NH₂ легше вступає в реакції заміщення, ніж бензол.

Поширення в природі. Аміни є продуктами метаболізму живих організмів.

Фізичні властивості. Температури плавлення та кипіння амінів вищі, ніж неполярних сполук з тією ж молекулярною масою, але нижчі, ніж спиртів або карбонових кислот.

Метанамін, диметиламін, триметиламін – гази, добре розчинні у воді, мають запах аміаку. Середні члени гомологічного ряду – рідини, вищі – тверді речовини з запахом риби, нерозчинні у воді.

Хімічні властивості. Аміни за хімічними властивостями подібні до аміаку. Для них характерні основні властивості.

Основні властивості Взаємодія з водою. Аміни розчиняються у воді, утворюючи іон алкіламонію

Внаслідок цього водні розчини амінів мають лужну реакцію. Вони змінюють колір індикаторів: фенолфталеїну – на малиновий, лакмусу – на синій. Іон алкіламонію має таху ж будову, як іон амонію. Це – комплексний тетраедричний іон, у якому азот є чотиривалентним зі ступенем окислення -3.

[RNH₃]⁺, то супроводжується появою у розчині гідроксид - іонів:

Взаємодія з кислотами. Аміни, як і аміак, реагують з мінеральними кислотами, утворюючи солі:

Ця реакція може відбуватися в газоподібному стані, в розчинах і з твердими амінами.

Алкіламонієві солі, як і солі амонію, – тверді речовини іонної будови, що не мають запаху і добре розчиняються у воді. У водних розчинах вони повністю дисоціюють:

Під дією лугів (особливо під час нагрівання) ці сполуки розкладаються з виділенням вільних амінів:

Горіння. На відміну від аміаку аміни горять на повітрі (згадайте, за яких умов горить аміак):