II. По степени замещенности N

АРОМАТИЧЕСКИЕ АМИНЫ

Ароматические амины – производные аммиака, в котором атомы Н заменены на арильный радикал.

КЛАССИФИКАЦИЯ

I. По характеру радикала

1. Ароматические амины ArNH₂

2. Ароматические соединения с аминогруппой в боковой цепи Ar(CH₂)nNH₂

3. Жирноароматические амины ArNHAlk

II. По степени замещенности N

1. Первичные амины ArNH₂ 2. Вторичные амины ArNHAr, ArNHAlk

3. Третичные амины ArNH(Alk)₂ и т.д. 4. Четвертичные аммонийные соли и основания

 

НОМЕНКЛАТУРА

1. Тривиальная – отдельные названия (анилин, толуидин…)

2. Систематическая (ИЮПАК) – производные анилина или бензоламина

3. Радикально-функциональная – алкилариламин

 

 

Анилин п-толуидин о-анизидин о-фенилендиамин

Бензоламин 2-метиланилин 2-метоксианилин 1,2-бензолдиамин

Фениламин о-толиламин о-метоксифениламин о-фенилендиамин

 

 

- бензиламин -

N-метиланилин 1-фенилметанамин 1-фенилпропан-2-амин

Метилфениламин бензиламин

-

Ацетат 2,5-ксилидиния -

Ацетат 2.5-диметиланилиния гидросульфат диметил-п-хлорфенилметиламмония

ИЗОМЕРИЯ

I. Структурная изомерия

1. положение заместителя

В бензольном кольце

п- изомер м-изомер

Изомерия углеродного скелета

 

II. Пространственная изомерия

1. Конформационная

изомерия (σ-связь С-С в sp³)

2. Оптическая изомерия

а) при наличии

Асимметрического атома С

(S) 1-фенил-1-этанамин

б) для четвертичных аммонийных солей

С различными заместителями

Отсутствует превращение пирамидальных конфигураций из одной в другую, как в аминах, где энергетический барьер всего 25 кДж/моль.

 

 

(R)-аллилбензилметилфениламмоний

ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА

Ароматические амины – бесцветные жидкости или кристаллические вещества со специфическими запахами. Мало или нерастворимы в воде. Легко окисляются и темнеют.

Токсичны (для анилина ПДК -0,1 мг/м³), некоторые концерогенны, как бензидин и β-нафтиламин.

Соли аминов – типичные ионные соединения. Нелетучие твердые вещества с высокой Тпл., многие растворимы в воде (галогениды, нитраты, сульфаты и др.)

Различие в растворимости аминов и их солей используются для обнаружения аминов и выделения аминов из смеси соединений, не являющихся основаниями.

СПОСОБЫ ПОЛУЧЕНИЯ

I. Способы получения первичных аминов

Восстановление нитросоединений

Промышленный и лабораторный способ, доступны исходные вещества.

При выборе восстановителя и условий проведения реакции учитывать восстановление других групп.

Скорость восстановления групп:

C=C < C=O < COOH < C≡N < CONH₂ < NO₂

а) каталитическое гидрирование водородом

Глубина восстановления зависит от условий ведения процесса.

б) химическое восстановление активным водородом Me + HX, где Me = Sn, Zn, Fe

- железом в присутствии электролита (хлорида аммония)

Не восстанавливаются альдегиды, производные кислот, азосоединения.

Производство анестезина, новокаина.

- оловом (или цинком) в соляной кислоте (лабораторный синтез)

 

- хлоридом олова

Избирательное восстановление полинитросоединений, не восстанавливаются галогены в кольце.

- сульфидом и гидросульфидом аммония и щелочных металлов

Неселективное моновосстановление полинитросоединений, не восстанавливает гидроксигруппу

Аммонолиз галогенопроизводных

а) с алифатическими галогенопроизводными

Недостатки метода: смесь первичных, вторичных и третичных аминов, т.к. скорость каждой последующей стадии выше. Избыток аммиак и карбоната аммония увеличивает выход первичного амина. Разделение смеси – фракционная перегонка, химические методы.

б) с ароматическими галогенопроизводными

Низкая реакционная способность объясняется действием мезомерного эффекта, связь С-Hal укорачивается, реакция возможна при высокой температуре, с применением сильного основного реагента.

 

При наличии электроноакцепторного заместителя, особенно в о- и п-положениях ускоряется процесс замещения.

3. Расщепление амидов по Гофману (синтез с уменьшением цепи).

4. Восстановление нитрилов и оксимов [H] = LiAlH₄, H₂/Ni Re, Na мет. в спирте

5. Восстановительное аминирование ароматических карбонильных соединений

ЭЛЕКТРОННОЕ СТРОЕНИЕ

По σ-связям C-N и N-H из-за разности электроотрицательности индуктивным эффектом электронная плотность смещена к атому азота (-I).

Неподеленная электронная пара атома азота вступает в сопряжение с ароматической π- системой (+М).

+M >> -I, следовательно, аминогруппа – сильный донор, вызывает перераспределение электронной плотности в кольце, о- и п-положениях δ-заряд.

 

Данное электронное строение позволяет предположить следующую реакционную способность:

1. Кислотность N-H 4. S_Eаром.

2. Основность 5. окисление

3. Нуклеофильность

ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА

I. Кислотность N-H-связи

Ароматические амины слабые кислоты, рКа ~30-35, сильнее, чем NH₃ и алканы.

II. Основность

C минеральными и органическими кислотами донорно-акцепторным механизмом путем присоединения протона образуют четвертичные аммонийные соли.

Основность зависит от факторов: величина е-плотности на N, устойчивость катиона, сольватация исходного и конечного состояния.

Влияние бензольного кольца

РКа 9.24 10.62 9.36 4.62 0.8 --

Ароматические амины менее основные, чем алифатические.

Введение арильного заместителя снижает основность атома азота, т.к.

- уменьшается индуктивный эффект,

-неподеленная пара электронов связана мезомерным эффектом,

- нейтральная форма резонансно стабилизирована, а катион – нет.

 

Нейтр. Форма катион

 

N-(4-этоксифенил)-ацетамид

б) неактивные амины(с акцепторными заместителями)

 

в) современный ацилирующий агент – метилхлорформиат (метиловый эфир хлоругольной кислоты)

2 CH₃OH + 2 COCl₂ + CaCO₃ → 2 CH₃OCOCl + CaCl₂ +CO₂ + H₂O

фосген

г) бензоилирование – метод Шоттена-Баумана

д) введение остатка бензолсульфокислоты (только хлорангидридами!!!)

Реакция - в основе пробы Хильсберга для разделения аминов через имиды сульфокислот.

 

3. Реакция с азотистой кислотой (с диазотирующей смесью) – идентификация!!!

4. Изонитрильная реакция (качественная реакция на первичные амины)

 

 

Нитрование

а) нитрующей смесью (сильное окисление, требуется защита)

б) разбавленной азотной кислотой (без окисления)

Сульфирование

а) серной кислотой и олеумом

Синтез п-изомера этим методом через ацилирование.

б) метод запекания

При высокой температуре - разрушение соли.

 

 

в) сульфотриоксид в инертном растворителе (ДХЭ)

П-аминобензолсульфокислота

(сульфаниловая кислота)

При низкой температуре не происходит разрушение субстрата и окисления.

Сульфаниловая кислота - цвиттер-ион

(рентгено-структурный анализ, спектральные методы анализа, высокая Тпл. с разложением, нерастворима в водных растворах кислот)

 

5. Сульфохлорирование ( с окислением, требуется предварительная защита)

Синтез стрептоцида и альбуцида

 

Сульфаниламиды - биоизостеры п-аминобензойной кислоты. Это объясняет высокую биологическую активность сульфаниламидных препаратов.

 

Как высокореакционноспособные соединения вступают в реакцию S_{Е аром.} со слабыми электрофилами.

Реакция азосочетания

7. Реакция третичных аминов с альдегидами и азотистой кислотой (см. выше).

V. Окисление

Легко окисляются с образованием различных продуктов:

Основание Шиффа

БИОЛОГИЧЕСКАЯ АКТИВНОСТЬ

Наличие свободной аминогруппы обеспечивает токсичность соединения, введение ацильной защиты снижает токсичность препарата.

Биологически активные соединения этого ряда представлены:

1.сульфаниламидными препаратами (стрептоцид, альбуцид и др.), обладающими антимикробным действием:

Стрептоцид альбуцид

2. производными β-фенилэтиламина, симпатомимитическими лекарственными веществами (расширяют зрачок глаза, усиливают сердцебиение, увеличивают давление крови):

Фенамин Адреналин Эфедрин

(сильный (гормон, увеличивает (алкалоид, стимулятор ЦНС) стимулятор ЦНС) артериальное давление)

3. жаропонижающие вещества:

Мефенаминовая кислота Парацетамол Фенацетин Фенетидин

 

4. отдельные препараты:

Анестезин (анестетик) Хлоракон (противосудорожный препарат)

5. рентгеноструктурные препараты:

Триомбраст Триомбрин

 

АРОМАТИЧЕСКИЕ АМИНЫ

Ароматические амины – производные аммиака, в котором атомы Н заменены на арильный радикал.

КЛАССИФИКАЦИЯ

I. По характеру радикала

1. Ароматические амины ArNH₂

2. Ароматические соединения с аминогруппой в боковой цепи Ar(CH₂)nNH₂

3. Жирноароматические амины ArNHAlk

II. По степени замещенности N

1. Первичные амины ArNH₂ 2. Вторичные амины ArNHAr, ArNHAlk

3. Третичные амины ArNH(Alk)₂ и т.д. 4. Четвертичные аммонийные соли и основания

 

НОМЕНКЛАТУРА

1. Тривиальная – отдельные названия (анилин, толуидин…)

2. Систематическая (ИЮПАК) – производные анилина или бензоламина

3. Радикально-функциональная – алкилариламин