У анилина основные свойства выражены сильнее чем у аммиака
Амины
Классификация аминов
По числу углеводородных радикалов амины подразделяются на первичные, вторичные и третичные.
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).
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.
Для аминов характерна структурная изомерия: углеродного скелета, положения функциональной группы и изомерия аминогруппы.
Получение
В основе этой реакции лежит замещение атома галогена в галогеналканах на аминогруппу, при этом образуются амин и соль аммония.
При такой реакции нитрогруппа превращается в аминогруппу, образуется вода.
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 сопровождается разрушением карбонильной группы и отщеплении ее от молекулы амида в виде воды.
В промышленности амины получают реакцией аммиака со спиртами, в ходе которой происходит замещение гидроксогруппы на аминогруппу.
В ходе реакции галогеналканов с аммиаком, аминами, становится возможным получение первичных, вторичных и третичных аминов.
Химические свойства аминов
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.
Как основания, амины вступают в реакции с различными кислотами и образуют соли алкиламмония.
Данная реакция помогает различить первичные, вторичные и третичные амины, которые по-разному с ней взаимодействуют.
При конденсации первичных аминов с альдегидами и кетонами получают основания Шиффа, соединения, которые содержат фрагмент «N=C».
Соли аминов легко разлагаются щелочами (растворимыми основаниями). В результате образуется исходный амин, соль кислоты и вода.
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.
© Беллевич Юрий Сергеевич 2018-2021
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.
3.7. Характерные химические свойства азотсодержащих органических соединений: аминов и аминокислот.
Амины
Амины – производные аммиака, в молекуле которого один, два или все три атома водорода замещены на углеводородные радикалы.
По количеству замещенных атомов водорода амины делят на:
первичные | вторичные | третичные |
R-NH2 |
По характеру углеводородных заместителей амины делят на
Общие особенности строения аминов
Также как и в молекуле аммиака, в молекуле любого амина атом азота имеет неподеленную электронную пару, направленную в одну из вершин искаженного тетраэдра:
По этой причине у аминов как и у аммиака существенно выражены основные свойства.
Так, амины аналогично аммиаку обратимо реагируют с водой, образуя слабые основания:
Ароматические амины, в случае если аминогруппа непосредственно соединена с ароматическим ядром, проявляют более слабые основные свойства по сравнению с аммиаком. Связано это с тем, что неподеленная электронная пара атома азота смещается в сторону ароматической π-системы бензольного кольца в следствие чего, электронная плотность на атоме азота снижается. В свою очередь это приводит к снижению основных свойств, в частности способности взаимодействовать с водой. Так, например, анилин реагирует только с сильными кислотами, а с водой практически не реагирует.
Химические свойства предельных аминов
Как уже было сказано, амины обратимо реагируют с водой:
Водные растворы аминов имеют щелочную реакцию среды, вследствие диссоциации образующихся оснований:
Предельные амины реагируют с водой лучше, чем аммиак, ввиду более сильных основных свойств.
Основные свойства предельных аминов увеличиваются в ряду.
Взаимодействие с кислотами
Как свободные предельные амины, так и их водные растворы вступают во взаимодействие с кислотами. При этом образуются соли:
Так как основные свойства предельных аминов сильнее выражены, чем у аммиака, такие амины реагируют даже со слабыми кислотами, например угольной:
Соли аминов представляют собой твердые вещества, хорошо растворимые в воде и плохо в неполярных органических растворителях. Взаимодействие солей аминов с щелочами приводит к высвобождению свободных аминов, аналогично тому как происходит вытеснение аммиака при действии щелочей на соли аммония:
2. Первичные предельные амины реагируют с азотистой кислотой с образованием соответствующих спиртов, азота N2 и воды. Например:
Характерным признаком данной реакции является образование газообразного азота, в связи с чем она является качественной на первичные амины и используется для их различения от вторичных и третичных. Следует отметить, что чаще всего данную реакцию проводят, смешивая амин не с раствором самой азотистой кислоты, а с раствором соли азотистой кислоты (нитрита) и последующим добавлением к этой смеси сильной минеральной кислоты. При взаимодействии нитритов с сильными минеральными кислотами образуется азотистая кислота, которая уже затем реагирует с амином:
Вторичные амины дают в аналогичных условиях маслянистые жидкости, так называемые N-нитрозаминами, но данная реакция в реальных заданиях ЕГЭ по химии не встречается. Третичные амины с азотистой кислотой взаимодействуют также как и с другими кислотами — с образованием соответствующих солей, в данном случае, нитритов.
Полное сгорание любых аминов приводит к образованию углекислого газа, воды и азота:
Взаимодействие с галогеналканами
Примечательно, что абсолютно такая же соль получается при действии хлороводорода на более замещенный амин. В нашем случае, при взаимодействии хлороводорода с диметиламином:
1) Алкилирование аммиака галогеналканами:
В случае недостатка аммиака вместо амина получается его соль:
2) Восстановление металлами (до водорода в ряду активности) в кислой среде:
с последующей обработкой раствора щелочью для высвобождения свободного амина:
3) Реакция аммиака со спиртами при пропускании их смеси через нагретый оксид алюминия. В зависимости от пропорций спирт/амин образуются первичные, вторичные или третичные амины:
Химические свойства анилина
Анилин – тривиальное название аминобензола, имеющего формулу:
Как можно видеть из иллюстрации, в молекуле анилина аминогруппа непосредственно соединена с ароматическим кольцом. У таких аминов, как уже было сказано, основные свойства выражены намного слабее, чем у аммиака. Так, в частности, анилин практически не реагирует с водой и слабыми кислотами типа угольной.
Взаимодействие анилина с кислотами
Анилин реагирует с сильными и средней силы неорганическими кислотами. При этом образуются соли фениламмония:
Взаимодействие анилина с галогенами
Данная реакция является качественной на анилин и часто позволяет определить его среди прочих органических соединений.
Взаимодействие анилина с азотистой кислотой
Анилин реагирует с азотистой кислотой, но в виду специфичности и сложности данной реакции в реальном ЕГЭ по химии она не встречается.
Реакции алкилирования анилина
С помощью последовательного алкилирования анилина по атому азота галогенпроизводными углеводородов можно получать вторичные и третичные амины:
Получение анилина
1. Восстановление маталлами нитробензола в присутствии сильных кислот-неокислителей:
2. Далее полученную соль обрабатывают щелочью для высвобождения анилина:
В качестве металлов могут быть использованы любые металлы, находящиеся до водорода в ряду активности.
Реакция хлорбензола с аммиаком:
Химические свойства аминокислот
Аминокислотами называют соединения в молекулах которых присутствуют два типа функциональных групп – амино (-NH2) и карбокси- (-COOH) группы.
Другими словами, аминокислоты можно рассматривать как производные карбоновых кислот, в молекулах которых один или несколько атомов водорода замещены на аминогруппы.
Таким образом, общую формулу аминокислот можно записать как (NH2)xR(COOH)y, где x и y чаще всего равны единице или двум.
Поскольку в молекулах аминокислот есть и аминогруппа и карбоксильная группа, они проявляют химические свойства схожие как аминов, так и карбоновых кислот.
Кислотные свойства аминокислот
Образование солей с щелочами и карбонатами щелочных металлов
Этерификация аминокислот
Аминокислоты могут вступать в реакцию этерификации со спиртами:
Основные свойства аминокислот
1. Образование солей при взаимодействии с кислотами
2. Взаимодействие с азотистой кислотой
Примечание: взаимодействие с азотистой кислотой протекает так же, как и с первичными аминами
4. Взаимодействие аминокислот друг с другом
Аминокислоты могут реагировать друг с другом образуя пептиды – соединения, содержащие в своих молекулах пептидную связь –C(O)-NH-
При этом, следует отметить, что в случае проведения реакции между двумя разными аминокислотами, без соблюдения некоторых специфических условий синтеза, одновременно протекает образование разных дипептидов. Так, например, вместо реакции глицина с аланином выше, приводящей к глицилананину, может произойти реакция приводящая к аланилглицину:
Кроме того, молекула глицина не обязательно реагирует с молекулой аланина. Протекают также и реакции пептизации между молекулами глицина:
Помимо этого, поскольку молекулы образующихся пептидов как и исходные молекулы аминокислот содержат аминогруппы и карбоксильные группы, сами пептиды могут реагировать с аминокислотами и другими пептидами, благодаря образованию новых пептидных связей.
Отдельные аминокислоты используются для производства синтетических полипептидов или так называемых полиамидных волокон. Так, в частности с помощью поликонденсации 6-аминогексановой (ε-аминокапроновой) кислоты в промышленности синтезируют капрон:
Получаемая в результате этой реакции капроновая смола используется для производства текстильных волокон и пластмасс.
Образование внутренних солей аминокислот в водном растворе
В водных растворах аминокислоты существуют преимущественно в виде внутренних солей — биполярных ионов (цвиттер-ионов):
Получение аминокислот
1) Реакция хлорпроизводных карбоновых кислот с аммиаком:
2) Расщепление (гидролиз) белков под действием растворов сильных минеральных кислот и щелочей.
Анилин
Урок 35. Химия 10 класс (ФГОС)
В данный момент вы не можете посмотреть или раздать видеоурок ученикам
Чтобы получить доступ к этому и другим видеоурокам комплекта, вам нужно добавить его в личный кабинет, приобрев в каталоге.
Получите невероятные возможности
Конспект урока «Анилин»
Анилин – это ароматический амин. Его называют так, потому что аминогруппа у него связана непосредственно с атомом углерода бензольного кольца.
Он представляет собой бесцветную маслянистую жидкость с характерным запахом, мало растворим в воде, но хорошо растворяется в этаноле и бензоле. (т. кип. 184 °С, т. пл. – 6 °С). На воздухе быстро окисляется и приобретает красно-бурую окраску. Ядовит.
Рассмотрим химические свойства анилина. Он реагирует с кислотами. Так, в реакции анилина с соляной кислотой образуется хлорид фениламмония.
Эта реакция подтверждает тот факт, что аммиак и амины – основания, причём амины более сильные основания.
Однако анилин – более слабое основание, чем алифатические амины. Это объясняется наличием в его молекуле бензольного кольца, которое оказывает влияние на неподелённую пару электронов атома азота. Электронная пара электронов атома азота также взаимодействует с электронным облаком бензольного кольца, что приводит к ослаблению основных свойств.
Таким образом, основные свойства у аммиака выражены сильнее, чем у анилина; у первичных аминов основные свойства выражены сильнее, чем у аммиака, а наиболее выраженными основными свойствами обладают вторичные амины.
Для анилина характерна реакция горения, при этом образуется оксид углерода (IV), азот и вода.
Для анилина характерны реакции галогенирования. Так, в реакции анилина с бромной водой образуется белый осадок 2,4,6-триброманилина.
Эту реакцию используют для обнаружения анилина.
Эта реакция подтверждает влияние аминогруппы на бензольное кольцо. Аминогруппа активирует бензольное кольцо, поэтому реакция бромирования анилина идёт легче, чем в бензоле.
В реакции анилина с хлорангидридом уксусной кислоты получают ацетанилид, который использовали как первое синтетическое жаропонижающее средство.
В реакции анилина с серной кислотой образуется вещество, которое называют ещё сульфаниловой кислотой, это вещество используют как промежуточное вещество в синтезе лекарственных средств и красителей.
С древних времён люди использовали природный краситель синего цвета – индиго. Из-за того, что этот краситель стоил очень дорого, учёные давно пытались его синтезировать.
Адольф Байер − немецкий химик, профессор Страсбургского и Мюнхенского университетов. Ему принадлежат замечательные синтезы органических соединений, в том числе синтез индиго − важнейшего природного красителя. Исследовал реакции конденсации. Изучал многие классы органических соединений. Лауреат Нобелевской премии
В 1840 году Фрицше обнаружил, что при нагревании со щёлочью синяя окраска индиго исчезает и образуется вязкая масса. Очистив это вещество, Фрицше получил жидкость с характерным запахом и назвал её анилином (от арабского an-nil «синий»).
В 1841 г русский химик Зинин открыл способ восстановления нитробензола до ароматического амина – бензамида.
Николай Николаевич Зинин − выдающийся русский химик-органик, академик Петербургской академии наук, первый президент Русского химического общества.
Анилин в лаборатории получают восстановлением нитробензола железом в присутствии соляной кислоты.
В промышленности анилин получают по реакции Зинина, то есть восстановлением нитробензола. Эта реакции идёт под давлением в присутствии катализаторов.
Анилин находит широкое применение. Его используют для синтеза красителей, лекарств и взрывчатых веществ.
Таким образом, представителем ароматических аминов является анилин. Свойства анилина обусловлены наличием аминогруппы и бензольного кольца. Анилин реагирует с кислотами, вступает в реакцию с бромной водой. Получают анилин в промышленности по реакции Зинина. Анилин используют в производстве красителей, лекарств и взрывчатых веществ.
Задания для подготовки к ЕГЭ на амины.
Амины. Тестовые задания с выбором двух вариантов ответа.
Выберите два утверждения, справедливые для метиламина:
1) плохо растворим в воде
2) проявляет амфотерные свойства
3) газ с резким запахом
5) основные свойства выражены сильнее, чем у фениламина
Ответ: 35
Среди перечисленных, выберите два вещества, которые относятся к классу аминов
Ответ: 45
Выберите два утверждения, справедливые для анилина:
1) основные свойства выражены сильнее, чем у метиламина
2) жидкость, с характерным запахом
3) хорошо растворим в воде
5) является вторичным амином
Ответ: 24
Выберите два утверждения, справедливые для метиламина:
1) основные свойства выражены сильнее, чем у аммиака
2) является гомологом диметиламина
3) хорошо растворим в воде
4) является ароматическим амином
5) реагирует с основаниями
Ответ: 13
Выберите два утверждения, справедливые для анилина:
1) используется в производстве красителей
2) хорошо растворим в воде
3) при окислении кислородом воздуха легко темнеет
4) проявляет амфотерные свойства
5) при нормальных условиях находится в твердом агрегатном состоянии
Ответ: 13
Из предложенного перечня веществ, выберите два таких, у которых основные свойства выражены сильнее чем у аммиака
Ответ: 25
Из предложенного перечня веществ, выберите два таких, у которых основные свойства выражены слабее, чем у аммиака
Ответ: 12
Из предложенного перечня веществ, выберите два таких, при взаимодействии с которыми анилин образует соль:
Ответ: 14
Из предложенного перечня веществ, выберите два таких, которые при реакции с метиламином в качестве конечного продукта образуют соль:
Ответ: 45
Из предложенного перечня веществ, выберите два таких, которые при реакции с метиламином в качестве конечного продукта образуют соль:
Ответ: 25
Из предложенного перечня веществ, выберите два таких, при действии которых на этиламин не образуется соль:
Ответ: 13
Выберите два утверждения, справедливые для диметиламина:
1) плохо растворим в воде
2) водный раствор диметиламина имеет слабокислую среду
3) является изомером этиламина
4) является вторичным амином
5) как и большинство аминов не имеет запаха
Ответ: 34
Из предложенного перечня соединений, выберите два вещества, с которыми может вступать в реакцию триметиламин:
Ответ: 14
Выберите два утверждения, которые справедливы и для метиламина, и для анилина:
1) хорошо растворимы в воде
2) при сгорании в кислороде образуют азот
3) относятся к первичным аминам
4) имеют общую формулу СnH2n+3N
5) взаимодействуют с гидроксидом натрия
Ответ: 23
Выберите два утверждения, которые справедливы и для метиламина, и для анилина:
1) плохо растворимы в воде
2) реагируют с азотной кислотой
3) относятся к ароматическим аминам
4) при нормальных условиях являются газами
5) являются токсичными веществами
Ответ: 25
Из предложенного перечня выберите два типа реакций, характерных для алифатических аминов
Ответ: 24
Из предложенного перечня выберите два типа реакций, характерных для анилина
4) присоединение галогенов
Ответ: 35
Из предложенного перечня выберите два вещества, которые являются гомологами анилина:
Ответ: 13
Из предложенного перечня выберите два вещества, которые являются гомологами этиламина:
Ответ: 45
Из предложенного перечня выберите два вещества, которые являются изомерами метилэтиламина:
Ответ: 24
Из предложенного перечня выберите два вещества, которые являются изомерами диэтиламина:
Ответ: 15
Из предложенного перечня выберите два вещества, являющиеся структурными изомерами 2-амино-3-метилбутана
Ответ: 34
Из предложенного перечня веществ выберите два таких, с которыми метиламин может вступить в реакцию
Ответ: 23
Из предложенного перечня веществ выберите два таких, с которыми может прореагировать анилин
Ответ: 45
Из предложенного перечня веществ выберите два таких, с которыми диметиламин может вступить в реакцию
Ответ: 14
Ответ: 25
Из предложенного перечня веществ выберите два таких, с которыми анилин может вступить в реакцию
4) гидроксид кальция
Ответ: 23
Из предложенного перечня веществ выберите два таких, с которыми может прореагировать метилэтиламин
Ответ: 14
Из предложенного перечня веществ выберите два таких, которые не могут образоваться при горении метиламина
Ответ: 25
Из предложенного перечня веществ выберите два таких, которые могут образоваться при горении анилина
Ответ: 45
Из предложенного перечня веществ выберите два таких, с которыми может прореагировать анилин
4) хлорид железа(III)
Ответ: 23
Из предложенного перечня веществ, выберите два таких, с которыми может прореагировать хлорид метиламмония
4) гидроксид натрия
Ответ: 45
Из предложенного перечня веществ выберите два таких, с которыми может прореагировать гидрокарбонат метиламмония
2) гидроксид кальция
4) бромоводородная кислота
Ответ: 24
Из предложенного перечня веществ выберите два таких, качественной реакцией на которые является взаимодействие с азотистой кислотой
Ответ: 25
Из предложенного перечня веществ выберите два таких, качественной реакцией на которые является взаимодействие с бромной водой
2) хлорид метиламмония
Ответ: 34
Из предложенного перечня веществ выберите два таких, с которыми не реагирует метиламин, но реагирует анилин
Ответ: 13
Из предложенного перечня веществ выберите два таких, с которыми не реагирует метиламин, но реагирует фенол
1) гидроксид алюминия
5) хлорид железа (III)
Ответ: 35
Из предложенного перечня реакций выберите две такие, с помощью которых может быть получен этиламин
Ответ: 25
Из предложенного перечня реакций выберите две, которые могут быть использованы для синтеза метиламина.
Ответ: 34
Из предложенного перечня реакций выберите две такие, в результате протекания которых образуется анилин:
Ответ: 15
Из предложенного перечня реакций выберите две такие, в результате протекания которых может образоваться диметиламин:
Ответ: 24
Из предложенного перечня веществ выберите два таких, которые можно превратить в этиламин в одну стадию:
Ответ: 24
Из предложенного перечня веществ выберите два таких, которые можно превратить в этиламин в одну стадию:
Ответ: 14
Из предложенного перечня веществ выберите два таких, с которыми может вступать в реакцию как этиламин, так и анилин
4) бромоводородная кислота
Ответ: 24
Из предложенного перечня реакций выберите две такие, в результате протекания которых образуется аминобензол
Ответ: 15
Из предложенного перечня веществ выберите два таких, из которых можно получить хлорид метиламмония в одну стадию:
Ответ: 15
Из предложенного перечня веществ выберите два таких, с которыми может прореагировать гидросульфат метиламмония
3) хлорид триметиламмония
Ответ: 24
Представлена следующая схема превращений веществ:
метан нитрометан
метиламин
Определите, какие из указанных веществ являются веществами X и Y
Ответ: 34
Представлена следующая схема превращений веществ:
метиламинметанол
хлорметан
Определите, какие из указанных веществ являются веществами X и Y
Ответ: 52
Представлена следующая схема превращений веществ:
[ СH3NH3]HCO3 метиламин
азот
Определите, какие из указанных веществ являются веществами X и Y
Ответ: 21
Представлена следующая схема превращений веществ:
[ СH3NH3]HCO3 метиламин
азот
Определите, какие из указанных веществ являются веществами X и Y
Ответ: 35
Амины. Задания на установление соответствия.
Установите соответствие между названием вещества и классом/группой органических соединений, к которому(-ой) это вещество принадлежит: к каждой позиции, обозначенной буквой, подберите соответствующую позицию, обозначенную цифрой.
ВЕЩЕСТВО | КЛАСС/ГРУППА ОРГАНИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ | ||||||
ВЕЩЕСТВО | КЛАСС/ГРУППА ОРГАНИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ | ||||
ВЕЩЕСТВО | КЛАСС/ГРУППА ОРГАНИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ | ||
ИСХОДНЫЕ ВЕЩЕСТВА | ПРОДУКТ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ |
ИСХОДНЫЕ ВЕЩЕСТВА | ПРОДУКТ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ |