Амины
Амины - органические производные аммиака, у которого атомы водорода замещены углеводородными радикалами. В зависимости от типа углеводородного радикала амины делятся на алифатические и ароматические. В зависимости от числа углеводородных радикалов амины делятся на первичные RNH2, вторичные R2NH, третичные R3N и четвертичные аммониевые катионы [R4N]+.
Молекулы аминов ассоциированы за счет водородных связей, но эти связи менее прочные, чем в спиртах. В результате температуры кипения аминов ниже, чем у спиртов с тем же числом атомов углерода. При равном числе атомов углерода выше всего температура кипения первичных и ниже всего третичных аминов.
Температуры плавления и кипения аминов увеличиваются с ростом числа атомов углерода, а растворимость в воде уменьшается. Метиламин, диметиламин и триметиламин - газы, обладающие запахом аммиака и хорошо растворимые в воде.
Амины с числом углеродных атомов от 2-х до 10-ти - жидкости, еще пахнущие аммиаком, с большим числом атомов углерода - твердые, не растворимые воде вещества без запаха.
Амины проявляют основные свойства, водные растворы аминов имеют щелочную реакцию:
Неподеленная электронная пара атома азота способна присоединять протон, в результате образуется ион алкиламмония и смещается равновесие диссоциации воды:
Основность первичных и вторичных алифатических аминов выше, чем у аммиака за счет увеличесния подвижности неподеленной электронной пары азота под действием положительных индуктивных эффектов углеводородных радикалов. Как основания третичные амины сравнимы по силе с аммиаком - сказываются стерические затруднения - объемные углеводородные радикалы перекрывают протону доступ к электронной паре азота. Ароматические амины более слабые основания, чем аммиак - подвижность электронной пары азота снижается за счет отрицательного мезомерного эффектра фенильного радикала. На рисунке показано изменение основности аминов в зависимости от строения:
Амины, как основания, образуют соли с кислотами, например:
Амины проявляют и очень слабые кислотные свойства - со щелочными металлами первичные и вторичные амины образуют алкил и диалкиламиды:
Амины алкилируются галогеналкилами:
и ацилируются ангидридами и галогенангидридами кислот:
Азотистая кислота по разному реагирует с аминами различного строения. С первичными аминами азотистая кислота дает сначала диазогидрат:
который в кислой среде сразу превращается в очень нестойкий катион диазония:
который, в свою очередь, сразу распадается с образованием карбкатиона и газообразного азота:
Образовавшийся карбкатион или захватывает гидроксил из воды, превращаясь в спирт:
или теряет протон и превращается в алкен:
В результате образуется смесь продуктов, причем в случае высших аминов возможна изомеризация.
В случае вторичных аминов диазогидрат не может образоваться, молекула воды отщепляется от одного атома азота и образуется нитрозамин:
Амины получают:
1. Алкилированием аммиака (см. выше)
2. Восстановлением нитросоединений различными способами, при этом образуются первичные амины.
3. Восстановлением нитрилов и изонитрилов, при этом нитрилы дают первичные амины, изонитрилы, как правило, вторичные.
4. Расщеплением амидов кислот щелочным раствором брома (реакция Гофмана):