Химические свойства аминов

1. Взаимодействие с кислотами

Амин + кислота = соль

Реакция аналогична реакции образования солей аммония:

NH₃+HCl=NH₄Cl

аммиак хлорид аммония

CH₃NH₂+HCl= [CH₃NH₃]Cl

метиламин хлорид метиламмония

2. Реакция с азотистой кислотой

Эта реакция дает возможность различать первичные, вторичные и третичные алифатические, а также ароматические амины, т.к. они по-разному относятся к действию азотистой кислоты.

Азотистая кислота используется в момент выделения по реакции разбавленной соляной кислоты с нитритом натрия, проводимой на холоду:

NaNO₂(тв) +HCl(водн)DNaCl(водн) +H-O-N=O(водн)

Первичные алифатические амины

Первичный алифатический амин + HONO = спирт + азот

С₂Н₅NH₂+HONO®С₂Н₅ОН + N₂

этиламин этанол

Механизм реакции:

С₂Н₅NH₂+HONO®[С₂Н₅NH–N=O] +H₂O

[С₂Н₅NH–N=O]®[С₂Н₅N=NOH]

в результате перегруппировки образовалось нестойкое диазосоединение, оно сразу разлагается: [С₂Н₅N=NOH]®С₂Н₅ОН + N₂

Вторичные алифатические амины

Независимо от типа заместителей

Вторичный амин + HONO ® нитрозамин (С₂Н₅)₂NH+HONO®(С₂Н₅)₂N–N=O+ Н₂О

диэтиламин диметилнитрозоамин

В состав этих соединений входит нитрозоний ион N⁺=O.

Третичные алифатические амины при действии азотистой кислоты не изменяются.

Первичные ароматические амины

Первичные ароматические амины вступают в реакцию диазотирования.

Холодная азотистая кислота реагирует с анилином и другими первичными ариламинами, образуя устойчивые соли диазония.

С₆Н₅NH₂+ +HONO®[С₆Н₅NH–N=O] +H₂O

фениламин

[С₆Н₅NH–N=O]®[С₆Н₅N=NOH],и в результате перегруппировки образовалось диазосоединение. В отличие от алифатических аминов ароматические диазосоединения устойчивы в холодных водных растворах.

В солянокислых растворах эти соединения существуют в виде солей диазония: [С₆Н₅N=NOH] +HCl®[С₆Н₅NºN]Cl+H₂O

Химические свойства солей диазония

Соли диазония обычно не удается выделить из водных растворов. Однако при проведении реакций в спиртовом растворе их можно выделить в кристаллическом состоянии. При легком нагревании или ударе сухие соли диазония взрываются с очень большой силой.

Соли диазония – вещества, обладающие очень высокой реакционной способностью; из них можно получить целый ряд соединений. Многочисленные реакции солей диазония для удобства рассмотрения обычно делят на две группы: реакции, идущие с выделением азота, и реакции, идущие без выделения азота.

1. Реакции, идущие с выделением азота

1. Образование фенолов

При кипячении в водном растворе соли диазония разлагаются на ароматический спирт, азот и хлористый водород.

[С₆Н₅NºN]Cl+H₂O®С₆Н₅OH+HCl+N₂

1.2. Образование галогенпроизводных

При нагревании солей диазония с солями галогеноводородных кислот (KCl, KBr, KI) происходит замещение диазогруппы на галоген и выделение азота.

[С₆Н₅NºN]Cl+KCl®С₆Н₅Cl+N₂+KCl

1.3. Образование цианозамещенных

При взаимодействии солей диазония с цианистым калием и катализатором – цианистой медью CuCN – диазогруппа замещается на цианогруппу:

[С₆Н₅NºN]Cl+KCN®С₆Н₅CN+N₂+KCl

2. Реакции, идущие без выделения азота

Наибольшее значение имеют реакции образования азокрасителей. Азокрасители получаются при взаимодействии солей диазония с ароматическими аминами и с фенолами. Эти реакции называются реакциями сочетания.

2.1. Реакции сочетания солей диазония с ароматическими аминами.

[С₆Н₅NºN]Cl+ Н – С₆Н₄–NH₂®С₆Н₅ – N=N– С₆Н₄–NH₂+HCl

Атом водорода в молекуле амина находится в пара- положении по отношению к замещенной аминогруппе.

В основе всех азокрасителей ряда бензола лежит ядро

С₆Н₅ – N=N– С₆Н₅,которое носит название ядра азобензола, и поэтому все азокрасители можно рассматривать как производные азобензола.

2.2. Реакция сочетания солей диазония с фенолами.

[С₆Н₅NºN]Cl+ Н – С₆Н₄– ОН®С₆Н₅ – N=N– С₆Н₄– ОН +HCl

Атом водорода в молекуле фенола находится в пара- положении по отношению к гидроксилу.

По реакции получили азобензол, в котором атом водорода замещен гидроксилом.

Применяя различные сочетания компонентов, вступающих в реакции, можно получать красители самых разнообразных оттенков.

Из сотен азокрасителей преобладающими цветами являются желтый, красный, оранжевый

Нитросоединения

Нитропроизводными, или нитросоединениями, называются производные углеводородов, которые получаются из них при замещении одного или нескольких атомов водорода одной или несколькими нитрогруппами – NO₂.

Нитросоединения получают обычно при помощи реакции нитрования, действием смеси концентрированных азотной и серной кислот:

Н₂SO₄конц.

С₆Н₆+HO-NO₂¾¾¾®С₆Н₅NО₂+ Н₂О

бензол нитробензол

Смесь азотной и серной кислот называется нитрующей смесью.

Гомологи бензола нитруются легче, чем сам бензол.

Важнейшее свойство ароматических нитросоединений – их способность восстанавливаться в ароматические амины. (Реакция Н.Н. Зинина).

Амины, получающиеся при этой реакции, являются основой производства органических красителей, и поэтому Зинина совершенно справедливо считают основоположником промышленности красителей во всем мире.

Реакцию восстановления можно проводить при помощи различных восстановителей. Восстановление при помощи водорода ведет в момент выделения последнего

С₆Н₅NО₂+ 6Н®С₆Н₅NН₂+ Н₂О

нитробензол фениламин

(анилин)

В кислой среде водород получают действием кислоты на металл:

Fe+ 2HCl®FeCl₂+H_2.

В щелочной среде водород получают действием щелочи на цинк или алюминий:

Zn+ 2NaOH®Na₂ZnO₂+H₂.