Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство образования и науки Российской Федерации

Курганский государственный университет

Кафедра «Экология и БЖД»

Специальность: 280101

Реферат

по дисциплине: Химия

Тема: Амины

Выполнил студент гр. ТЗ - 2150

Ивлин Д.С.

Руководитель Мосталыгина Л.В.

Курган 2011



Амины

Аминами называются органические производные аммиака, в котором один, два или все три атома водорода замещены на углеводородные радикалы ( предельные, непредельные, ароматические).

Название аминов производят от названия углеводородного радикала с добавлением окончания -амин или от названия соответствующего углеводорода с приставкой амино-.

Примеры:

CH₃ - NH₂ CH₃ - NH - C₂H₅

^{метиламин метилэтиламинмтилдифениламин}

^{фениламин (анилин)}

В зависимости от числа атомов водорода, замещенных в аммиаке на углеводородные радикалы, различают первичные, вторичные и третичные амины:

R

R- NH₂R - NH - R'R - N - R”

^{первичный аминвторичный аминтретичный амин}

Где R, R', R'' - углеводородные радикалы.

Первичные, вторичные и третичные амины можно получить, проводя алкилирование (введение алкильного радикала) аммиака. При этом происходит постепенное замещение атомов водорода аммиака на радикалы, и образуется смесь аминов:

NH₃ + CH₃I - CH₃NH₂ + HI

CH₃NH₂ + CH₃I - (CH₃)₂NH + HI

(CH₃)₂NH + CH₃I - (CH₃)₂N + HI

Обычно в смеси аминов преобладает один из них в зависимости от соотношения исходных веществ.

Для получения вторичных и третичных аминов можно использовать реакцию аминов с галогеналкилами:

(CH₃)₂NH + C₂H₅Br - (CH₃)₂NC₂H₅ + HBr

Амины можно получить восстановлением нитросоединений. Обычно нитросоединения подвергают каталитическому гидрированию водородом:

C₂H₅NO₂ + 3H₂ - C₂H₅NH₂ + 2H₂O

Этот метод используется в промышленности для получения ароматических аминов.

Предельные амины. При обычных условиях метил амин CH₃NH₂, диметиламин (CH₃)₂NH, триметиламин (CH₃)₃N и этиламин C₂H₅NH₂ - газы с запахом, напоминающим запах аммиака. Эти амины хорошо растворимы в воде. Более сложные амины - жидкости, высшие амины - твердые вещества.

Для аминов характерны реакции присоединения, в результате которых образуются алкиламиновые соли. Например, амины присоединяют галогеноводороды:



(CH₃)₂NH₂ +HCl - [(CH₃)₂NH₃]Cl

^{хлорид этиламмония}

(CH₃)₂NH + HBr - [(CH₃)₂NH₂]Br

^{бромид диметиламмония}

(CH₃)₃N + HI - [(CH₃)₃NH]I

^{иодид триметиламмония}

Третичные амины присоединяют галогенопроизводные углеводорода с образованием тетраалкиламмониевых солей, например:

(C₂H₅)₃N + C₂H₅I - [(C₂H₅)₄N]I

Алкиламониевые соли растворимы в воде и в некоторых органических растворителях. При этом они диссоциируют на ионы:

[(C₂H₅)₄N]I = [(C₂H₅)₄N]⁺ + I^-

В результате водные и неводные растворы этих солей проводят электрический ток. Химическая связь в алкиламмониевых соединениях ковалентная, образованная по донорно-акцепторному механизму:

^{Ион метиламмония}

Как и аммиак, в водных растворах амины проявляют свойства оснований. В их растворах появляются гидроксид-ионы за счет образования алкиламониевых оснований:



C₂H₅NH₂ + H₂O = [C₂H₅NH₃]⁺ + OH^-

Щелочную реакцию растворов аминов можно обнаружить при помощи индикаторов.

Амины горят на воздухе с выделением CO₂, азота и воды, например:

4(C₂H₅)₂NH + 27O₂ - 16CO₂ + 2N₂ + 22H₂O

Первичные, вторичные и третичные амины можно различить, используя азотную кислоту HNO₂. при взаимодействии этой кислоты с первичными аминами образуется спирт и выделяется азот:

CH₃ - NH₂ + HNO₂ - CH₃ - OH + N₂ +H₂O

Вторичные амины дают азотистой кислотой нитрозосоединения, которые имеют характерный запах:

CH₃ - NH₂ - CH3 + HNO₂ - (CH₃)₂ - N=NO+H₂O

Третичные амины не реагируют азотистой кислотой.

Анилин C₆H₅NH₂ является важнейшим ароматическим амином. Он представляет собой бесцветную маслянистую жидкость, которая кипит при температуре 184,4⁰ С.

Анилин был впервые получен в XIX в. русским химиком-органиком Н. Н. Зининым, который использовал реакцию восстановления нитробензола сульфидом аммония (NH₄)₂S. В промышленности анилин получают каталитическим гидрированием нитробензола с использованием медного катализатора:

C₆H₅ - NO₂ + 3H₂ -^cu-- C₆H₅ - NH₂ + 2H₂O

Старый способ восстановления нитробензола, который потерял промышленное значение, заключается в использовании в качестве восстановителя железа в присутствии кислоты.

По химическим свойствам анилин во многом аналогичен предельным аминам, однако по сравнению с ними является более слабым основанием, что обусловлено влиянием бензольного кольца. Свободная электронная пора атома азота, с наличием которой связаны основные свойства, частично втягивается в П - электронную систему бензольного кольца:

Уменьшение электронной плотности на атоме азота снижает основные свойства анилина. Анилин образует соли лишь с сильными кислотами. Например, с хлороводородной кислотой он образует хлорид фениламмония:

C₆H₅NH₂ + HCl - [C₆H₅NH₃]Cl

Азотная кислота образует с анилином диазосоединения:

C₆H₅ - NH₂ + NaNO₂ +2HCl - [C₆H₅ - N⁺=N]Cl^- + NaCl + 2H₂O

Диазосоединения, особенно ароматические, имеют большое значение в синтезе органических красителей.

Некоторые особые свойства анилина обусловлены наличием в его молекуле ароматического ядра. Так, анилин легко взаимодействует в растворах с хлором и бромом, при этом происходит замещение атомов водорода в бензольном ядре, находящихся в орто- и пара-положенияхк аминогруппе:

Анилин сульфируется при нагревании с серной кислотой, при этом образуется сульфаниловая кислота:

Сульфаниловая кислота - важнейший промежуточный продукт при синтезе красителей и лекарственных препаратов.

Гидрированием анилина в присутствии катализаторов можно получить циклогексиламин:

C₆H₅ - NH₂ + 3H₂ -C₆H₁₁ - NH₂

Анилин используется в химической промышленности для синтеза многих органических соединений, в том числе красителей и лекарств.

Метиламин

Общие традиционные названия

Монометиламинаминометан MMA

Химическая формула CH₅N

Молярная масса 31,1 г/моль

Физические свойства

Состояние (ст. усл.) бесцветный газ

Динамическая вязкость (ст. усл.) 0,23 Па·с (при 20°C)

Термические свойства

Температура плавления - 94°C

Температура кипения - 6°C

Температура вспышки 8°C

Химические свойства

Растворимость в воде 108 г/100 мл

Некоторые наиболее известные амины

Метиламин

Метиламин (CH₃--NH₂)-- бесцветный газ с запахом аммиака, t_кип ? 6,32°C. Применяется для синтеза пестицидов, лекарств, красителей. Наиболее важными из продуктов являются N-Метил-2-пирролидон (NMP), метилформамид, кофеин, эфедрин и N,N'-диметилмочевина. Также является второстепенным азотистым экскретом у костных рыб.

Метиламин является типичным первичным амином. С кислотами метиламин образует соли. Реакции с альдегидами и ацеталями ведут к основаниям Шиффа. При взаимодействии со сложными эфирами или ацил хлоридами дает амиды.

Как правило, используется в виде растворов: 40% масс в воде, в метаноле, этаноле или ТГФ.

Получение

Промышленное производство метиламина основывается на взаимодействии метанола с аммиаком при высокой температуре (от 370 до 430 °C) и давлении от 20 до 30 бар. Реакция проходит в газовой фазе на гетерогенном катализаторе на основе цеолита. В качестве побочных продуктов реакции образуются также вода, диметиламин (CH₃)₂NH и триметиламин (CH₃)₃N:

CH₃OH + NH₃ > CH₃NH₂ + H₂O

CH₃NH₂+ CH₃OH > (CH₃)₂NH + H₂O

(CH₃)₂NH + CH₃OH > (CH₃)₃N + H₂O

Чистый метиламин получают путем многократной перегонки.

Альтернативное получение метиламина основано на взаимодействии формалина с хлористым аммонием при нагревании.

Горение метиламина проходит по уравнению:

4 СH₃NH₂ + 9 O₂ = 4 CO₂ + 10 H₂O + 2 N₂

Диметиламин
Общие
Систематическое наименование	диметиламин
Химическая формула	(CH3)2NH
Эмпирическая формула	CH3 --NH --CH3
Молярная масса	45,08 г/моль
Физические свойства
Состояние (ст. усл.)	газ
Плотность	1,883 г/смі
Термические свойства
Температура плавления	?92,2 °C
Температура кипения	7 °C

Диметиламин

Диметиламимн -- вторичный амин, производное аммиака, в молекуле которого два атома водорода замещены метильными радикалами. Бесцветный газ с резким неприятным запахом, легко сжижающийся при охлаждении в бесцветную жидкость. Горюч.

CH₃ --NH --CH₃

Применение

Применяется для получения веществ, используемых в производстве резины. Служит сырьём для производства гептила -- ракетного топлива. Использовался в производстве химического оружия (табуна).

Триэтиламин
Общие
Систематическое наименование	триэтиламин
Химическая формула	(C2H5)3N
Эмпирическая формула	C6H15N
Молярная масса	101,19 г/моль
Физические свойства
Состояние (ст. усл.)	жидкость
Плотность	0,728 г/смі
Термические свойства
Температура плавления	?114,7 °C
Температура кипения	89,4 °C
Температура вспышки	- 15 °C
Энтальпия образования (ст. усл.)	- 99.58 кДж/моль
Удельная теплота испарения	34,69 Дж/кг
Давление пара	70 гПа (20 °C)
Химические свойства
pKa	10,87
Растворимость в воде	13.3 г/100 мл
Оптические свойства
Показатель преломления	1,401
Структура
Дипольный момент	0,66 (20 °C) Д
Токсикология
Токсичность	10 мг/м3



Триэтиламин

Триэтиламин -- третичный амин. Химическая формула (С₂H₅)₃N, часто используется обозначение Et₃N. Нашёл широкое применение, как простейший симметричный третичный амин, находящийся в жидком состоянии.

Получение

В промышленности получают совместно с этиламином, диэтиламином при парофазном аминировании этанола аммиаком над Al₂O₃ или SiO₂ или их смесью при 350-450°C и давлении 20-200 атм либо над Ni, Co, Cu, Re и H₂ при 150-230°C и давлении 17-35 атм. Состав получаемой смеси зависит от исходных соотношений.

CH₃CH₂OH + NH₃ = CH₃CH₂NH₂ + H₂O

CH₃CH₂OH + CH₃CH₂NH₂ = (CH₃CH₂)₂NH + H₂O

CH₃CH₂OH + (CH₃CH₂)₂NH = (CH₃CH₂)₃N + H₂O

Полученная смесь разделяется ректификацией

Физические свойства

При комнатной температуре представляет собой подвижную бесцветную жидкость, имеющая сильный рыбный запах, напоминающий аммиачный. Температура плавления ?114,8°C, температура кипения 89,5°C. Ограниченно растворим в воде (нижняя критическая точка при T=19,1°C и 31,6% вес. триэтиламина), хорошо растворим в ацетоне, бензоле, хлороформе, смешивается с этанолом, диэтиловым эфиром. С водой образует азеотроп с т. кип. 75°C и содержащий 90% весовых триэтиламина.

Химические свойства

Как сильное органическое основание (pKa=10.87) образует кристаллические триэтиламмонийные соли с органическими и минеральными кислотами.



HCl + Et₃N > Et₃NH⁺Cl^?

В качестве основания триэтиламин широко используется в органическом синтезе, в частности при синтезе сложных эфиров и амидов из ацилхлоридов для связывания образующегося хлороводорода.

R₂NH + R'C(O)Cl + Et₃N > R'C(O)NR₂ + Et₃NH⁺Cl^?

Также используется в реакции дегидрогалогенирования

Триэтиламин легко алкилируется, образуя четвертичные аммониевые соли

RI + Et₃N > Et₃NR⁺I^?

поэтому для создания основной среды в присутствии алкилаторов используют диизопропилэтиламин.

Применение

Катализирует образование пенополиуретанов и эпоксидных смол. Находит некоторое применение в качестве ракетного топлива. Используется в производстве гербицидов, лекарств, красок.

Очистка

Для удаления первичных и вторичных аминов перегоняют над уксусным ангидридом. Сушат над КОН и перегоняют.

Безопасность

Концентрационный предел воспламенения = 1,2--8% по объёму.

Раздражает дыхательные пути, глаза и кожу, при прямом контакте может вызвать сильный ожог. ПДК=10 мг/м³

амин производный аммиак углеводородный



Этилендиамин

Этилендиамин
Общие
Систематическое наименование	1,2-диаминоэтан
Традиционные названия	этилендиамин
Химическая формула	Н2NC2Н4NH2
Молярная масса	60,099 г/моль
Физические свойства
Состояние (ст. усл.)	жидкость
Плотность	0,899 г/смі
Термические свойства
Температура плавления	10,9 °C
Температура кипения	117 °C

Этилендиамин (1,2-диаминоэтан) H₂NCH₂CH₂NH₂ -- органическое соединение класса аминов.

Свойства

Жидкость без цвета с запахом аммиака. t_kип 116,5°C, t_пл 8,5°C, плотность 0,899 г/смі (20°C); Этилендиамин растворим в воде, спирте, хуже -- в эфире, нерастворим в бензоле. Является сильным основанием.

Применение

Этилендиамин применяется для получения этилендиаминтетрауксусной кислоты взаимодействием с хлоруксусной кислотой. Его соли с жирными кислотами используются как смягчающие агенты при производстве текстиля. Также этилендиамин применяется в производстве красителей, эмульгаторов, стабилизаторов латексов, пластификаторов и фунгицидов.

Получение

Основным способом синтеза этилендиамина в промышленности является взаимодействие аммиака с дихлорэтаном.

Токсичность

Этилендиамин токсичен; предельно допустимая концентрация его паров в воздухе составляет 0,001 мг/л.

Анилин

Анилин
Общие
Традиционные названия	ФениламинАминобензол
Химическая формула	C6H7N
Эмпирическая формула	C6H5NH2
Молярная масса	93,13 г/моль
Физические свойства
Плотность	1,0217 г/смі
Динамическая вязкость (ст. усл.)	3,71 Па·с(при 20 °C)
Термические свойства
Температура плавления	?6,3 °C
Температура кипения	184,13 °C
Химические свойства
Растворимость в воде	3,6 г/100 мл

Анилимн (фениламин) -- органическое соединение с формулой C₆H₅NH₂, простейший ароматический амин. Представляет собой бесцветную маслянистую жидкость с характерным запахом, немного тяжелее воды и плохо в ней растворим, хорошо растворяется в органических растворителях. На воздухе быстро окисляется и приобретает красно-бурую окраску. Ядовит! Название «анилин» происходит от названия одного из растений, содержащих индиго -- Indigofera anil (современное международное название растения -- Indigofera suffruticosa).

История

Впервые анилин был получен в 1826 году при перегонке индиго с известью немецким химиком Отто Унфердорбеном (нем. Otto Unverdorben), который дал ему название «кристаллин».

В 1834 Ф. Pyнгe обнаружил анилин в каменно-угольной смоле и назвал «кианолом».

В 1841 Ю.Ф. Фришце получил анилин нагреванием индиго с раствором KOH и назвал его «анилином».

В 1842 анилин был получен Н.Н. Зининым восстановлением нитробензола действием (NH₄)₂S₃ и назван им «бензидамом».

В 1843 А.В. Гофман установил идентичность всех перечисленных соединений.

Промышленное производство фиолетового красителя мовеина на основе анилина началось в 1856 году.

Химические свойства

Для анилина характерны реакции как по аминогруппе, так и по ароматическому кольцу. Особенности этих реакций обусловлены взаимным влиянием атомов. С одной стороны, бензольное кольцо ослабляет основные свойства аминогруппы по сравнению с алифатическими аминами и даже с аммиаком. С другой стороны, под влиянием аминогруппы бензольное кольцо становится более активным в реакциях замещения, чем бензол. Например, анилин энергично реагирует с бромной водой с образованием 2,4,6-триброманилина (белый осадок).

Получение

Восстановление железом:

4C₆H₅NO₂ + 9Fe + 4H₂O >4C₆H₅NH₂ + 3Fe₃O₄

Восстановление водородом в присутствии катализатора и при высокой температуре:



C₆H₅NO₂ + 3H₂ > C₆H₅NH₂ + 2H₂O

Восстановление нитросоединений -- Реакция Зинина:

C₆H₅NO₂ + 3(NH₄)₂S > C₆H₅NH₂ + 6NH₃ + 3S + 2H₂O

Производство и применение

Изначально анилин получали восстановлением нитробензола молекулярным водородом; практический выход анилина не превышал 15%. При взаимодействии концентрированной соляной кислоты с железом выделялся атомарный водород, более химически активный по сравнению с молекулярным. Реакция Зинина является более эффективным методом получения анилина. В реакционную массу вливали нитробензол, который восстанавливается до анилина.

По состоянию на 2002 год, в мире основная часть производимого анилина используется для производства метилдиизоцианатов, используемых затем для производства полиуретанов. Анилин также используется при производстве искусственных каучуков, гербицидов и красителей (фиолетового красителя мовеина).

В России он в основном применяется в качестве полупродукта в производстве красителей, взрывчатых веществ и лекарственных средств (сульфаниламидные препараты), но в связи с ожидаемым ростом производства полиуретанов возможно значительное изменение картины в среднесрочной перспективе.

Токсичные свойства

Анилин оказывает негативное воздействие на центральную нервную систему. Вызывает кислородное голодание организма за счёт образования в крови метгемоглобина, гемолиза и дегенеративных изменений эритроцитов.

В организм анилин проникает при дыхании, в виде паров, а также через кожу и слизистые оболочки. Всасывание через кожу усиливается при нагреве воздуха или приёме алкоголя.

При лёгком отравлении анилином наблюдаются слабость, головокружение, головная боль, синюшность губ, ушных раковин и ногтей. При отравлениях средней тяжести также наблюдаются тошнота, рвота, иногда, шатающаяся походка, учащение пульса. Тяжёлые случаи отравления крайне редки. При хроническом отравлении анилином (анилизм) возникают токсический гепатит, а также нервно-психические нарушения, расстройство сна, снижение памяти и т. д.

При отравлении анилином необходимо, прежде всего, удаление пострадавшего из очага отравления, обмывание тёплой (но не горячей!) водой. Так же вдыхание кислорода с карбогеном. Также применяют кровопускание, введение антидотов (метиленовая синь), сердечнососудистые средства. Пострадавшему надо обеспечить покой.

Предельно допустимая концентрация анилина в воздухе рабочей зоны 3 мг/м3. В водоёмах (при их промышленном загрязнении) 0,1 мг/л (100 мг/м3).^[2]

Этилендиамин

Этилендиамин
Общие
Систематическое наименование	1,2-диаминоэтан
Традиционные названия	этилендиамин
Химическая формула	Н2NC2Н4NH2
Молярная масса	60,099 г/моль
Физические свойства
Состояние (ст. усл.)	жидкость
Плотность	0,899 г/смі
Термические свойства
Температура плавления	10,9 °C
Температура кипения	117 °C



Этилендиамин (1,2-диаминоэтан) H₂NCH₂CH₂NH₂ -- органическое соединение класса аминов.

Свойства

Жидкость без цвета с запахом аммиака. t_kип 116,5°C, t_пл 8,5°C, плотность 0,899 г/смі (20 °C); Этилендиамин растворим в воде, спирте, хуже -- в эфире, нерастворим в бензоле. Является сильным основанием.

Применение: Этилендиамин применяется для получения этилендиаминтетрауксусной кислоты взаимодействием с хлоруксусной кислотой. Его соли с жирными кислотами используются как смягчающие агенты при производстве текстиля. Также этилендиамин применяется в производстве красителей, эмульгаторов, стабилизаторов латексов, пластификаторов и фунгицидов.

Получение

Основным способом синтеза этилендиамина в промышленности является взаимодействие аммиака с дихлорэтаном.

Токсичность

Этилендиамин токсичен; предельно допустимая концентрация его паров в воздухе составляет 0,001 мг/л.

Пиридин

Пиридин
Общие
Систематическое наименование	Пиридин
Химическая формула	C5H5N
Молярная масса	79,101 г/моль
Физические свойства
Состояние (ст. усл.)	жидкость
Плотность	0,9819 г/смі
Динамическая вязкость (ст. усл.)	0,94 Па·с(при 20 °C)
Термические свойства
Температура плавления	?41,6 °C
Температура кипения	115.2 °C
Токсикология
ЛД50	891 мг/кг (мыши, орально) мг/кг
Токсичность	Токсичен

Пиридин -- шестичленный ароматический гетероцикл с одним атомом азота, бесцветная жидкость с резким неприятным запахом; смешивается с водой и органическими растворителями. Пиридин -- слабое основание, дает соли с сильными минеральными кислотами, легко образует двойные соли и комплексные соединения.

История открытия

Пиридин был открыт в 1846 г. Андерсоном при исследовании костяного масла, получающегося сухой перегонкой необезжиренных костей. В 1869 г. Кернер в частном письме к Каниццаро высказал мысль, что П. может быть рассматриваем, как бензол, в котором одна группа СН замещена азотом. По мнению Кернера, подобная формула не только объясняет синтезы пиридина, но, главным образом, указывает, почему простейший член ряда пиридиновых оснований имеет пять атомов углерода. Через год Дьюар (Dewar), независимо от Кернера, пришел к той же формуле, которая затем нашла себе подтверждение и в позднейших работах других химиков. Позже изучением структуры пиридина занимались Томсен, Бамбергер и Пехманн, Чамичан и Деннштедт. В 1879 г. А. Вышнеградский высказал мнение, что, может быть, все растительные основания суть производные пиридина или хинолина, а в 1880 г. Кенигс предлагал даже именем алкалоидов называть только те растительные основания, которые могут быть рассматриваемы, как дериваты пиридина. Однако на настоящее время границы понятия «алкалоиды» значительно расширились.

Получение

Основным источником для получения пиридина является каменноугольная смола.

Химические свойства

Пиридин проявляет свойства, характерные для третичных аминов: образует N-оксиды, соли N-алкилпиридиния, способен выступать в качестве сигма-донорного лиганда.

В то же время пиридин обладает явными ароматическими свойствами. Однако наличие в кольце сопряжения атома азота приводит к серьёзному перераспределению электронной плотности, что приводит к сильному снижению активности пиридина в реакциях электрофильного ароматического замещения. В таких реакциях реагируют преимущественно мета-положения кольца.

Для пиридина характерны реакции ароматического нуклеофильного замещения, протекающие преимущественно по орто-пара положениям кольца. Такая реакционная способность свидетельствует о электроннодефицитной природе пиридинового кольца, что может быть обобщено в следующем эмпирическом правиле: реакционная способность пиридина как ароматического соединения примерно соответствует реакционной способности нитробензола.

Применение

Применяют в синтезе красителей, лекарственных веществ, инсектицидов, в аналитической химии, как растворитель многих органических и некоторых неорганических веществ, для денатурирования спирта.

Безопасность

Пиридин токсичен, действует на нервную систему, кожу.

Пиперидин

Пиперидин
Общие
Традиционные названия	пентаметиленимин
Химическая формула	C5H11N
Молярная масса	85.15 г/моль
Физические свойства
Состояние (ст. усл.)	жидкость
Плотность	0.862 г/смі
Динамическая вязкость (ст. усл.)	1.573 Па·с(при 20 °C)
Термические свойства
Температура плавления	?7 °C
Температура кипения	106 °C
Химические свойства
pKa	11.24
Растворимость в воде	смешивается г/100 мл
Оптические свойства
Показатель преломления	1.4530

Пиперидин (пентаметиленимин) -- гексагидропиридин, шестичленный насыщенный цикл с одним атомом азота. Бесцветная жидкость с аммиачным запахом, смешивается с водой, а также с большинством органических растворителей, образует азеотропную смесь с водой (35% воды по массе, T_кип 92.8°C) Входит в виде структурного фрагмента в фармацевтические препараты и алкалоиды. Получил своё название от латинского названия черного перца Piper nigrum, из которого впервые был выделен.

Впервые пиперидин быль выделен Эрстедом из черного перца в 1819 году. В 1894 году осуществлён его полный синтез Альбертом Ладенбургом и Шолцом

Методы получения

В промышленности в основном гидрированием пиридина над дисульфидом молибдена или никелем при 200 °C в качестве катализатора



Электрохимическим восстановлением

Из пиридина восстановлением натрием в абсолютном этаноле.

Нагреванием пентаметилендиамина дигидрохлорида.

NH₂CH₂CH₂CH₂CH₂CH₂NH₂*2HCl > C₅H₁₀NH*HCl

Реакционная способность

По своим химическим свойствам пиперидин является типичным вторичным алифатическим амином. Образует соли с минеральными кислотами, легко алкилируется и ацилируется по атому азота, образует комплексные соединения с переходными металлами (Cu, Ni и т.п.). Нитрозируется азотистой кислотой с образованием N-нитрозопиперидина, при действии гипохлоритов в щелочной среде образует соответствующий N-хлорамин C₅H₁₀NCl,

При кипячении пиперидина с концентрированной йодоводородной кислотой происходит восстановительное раскрытие цикла с образованием пентана:

(CH₂)₅NH + HJ > CH₃CH₂CH₂CH₂CH₃

При расщеплении исчерпывающем метилировании и расщеплении по Гофману образует пента-1,3-диен.

При нагревании в серной кислоте в присутствии солей меди или серебра пиперидин дегидрируется в пиридин.

Нахождение в природе и биологическая роль

Сам пиперидин выделялся из перца. Пиперидиновый цикл является структурным фрагментом ряда алкалоидов. Так пиперидиновый цикл входит в состав алкалоида кониина, содержащегося в болиголове пятнистом, в состав пиперина, который придаёт жгучий вкус черному перцу. Также в Solenopsin токсине Огненных муравьёв.

Применение

Пиперидин широко используется в органическом синтезе используется в качестве основного катализатора при альдольной конденсации, реакции Кнёвенагеля, как аминный компонент в реакции Манниха и реакции Михаэля.

Пиперидин как высококипящий вторичный амин используется для превращения кетонов в енамины, которые могут быть проалкилированы или проацилированы в б-положение (реакция Сторка).

Безопасность

Токсичен как при попадании на кожу, так и при вдыхании паров. Лекговоспламеним, температура вспышки 16 °C. Работы с ним проводятся в вытяжном шкафу.

Хинолин

Хинолин
Общие
Химическая формула	C9H7N
Молярная масса	129.16 г/моль
Физические свойства
Плотность	1.093 г/смі
Термические свойства
Температура плавления	-15 °C
Температура кипения	238 °C
Классификация
Рег. номер CAS	91-22-5
SMILES	c1cccc2cccnc12



Хинолин -- органическое соединение гетероциклического ряда. Применяют как растворитель для серы, фосфора и др., для синтеза органических красителей. Производные хинолина, используют в медицине (плазмоцид, хинин).

Промышленное получение

Хинолин встречается в составе каменноугольной смолы, из которой и добывается.

Методы синтеза

Производные хинолина с заместителями в положениях 2 и 4 можно получить путем конденсации анилина (1) и в-дикетонов (2) в кислой среде. Этот метод получил название «синтез хинолинов по Комба»

Из анилина и б,в-ненасыщеных альдегидов (метод Дёбнера-Миллера). Механизм данной реакции очень близок к механизму реакции Скраупа

Из 2-аминобензальдегида и карбонильных соединений, содержащих б-метиленовую группу (синтез Фридлендера). Метод практически не употребляется из-за низкой доступности о-карбонильных производных анилина



Конденсацией анилина и глицерина в присутствии серной кислоты (метод Скраупа)

Механизм этой реакции точно не установлен, но предполагают, что процесс идет как 1,4-присоединение анилина к акролеину. Акролеин образуется в результате дегидратации глицерина в присутствии серной кислоты (образование акролена подтверждено: из готового акролеина и анилина также образуется хинолин.

Реакция сильно экзотермична, поэтому процесс обычно проводят в присутствии сульфата железа (II). В качестве окислителя используют также оксид мышьяка (V), в этом случае процесс протекает не так бурно,как с нитробензолом и выход хинолина выше.

По реакции Поварова из бензальдегида, анилина и алкена.

Из орто-ацилацетофенона и гидроксида (en:Camps quinoline synthesis).

Из в-кетоанилида (en:Knorr quinoline synthesis).

Из анилина и в-кетоэфиров (en:Conrad-Limpach synthesis).

en:Gould-Jacobs reaction

Токсикология и безопасность

LD₅₀ для млекопитающих составляет несколько сотен мг/кг.

Морфолин

Морфолин
Общие
Систематическое наименование	тетрагидрооксазин-1,4
Традиционные названия	морфолин
Химическая формула	C4H9NO
Молярная масса	87,1 г/моль
Физические свойства
Состояние (ст. усл.)	жидкость
Плотность	1,007 г/смі
Термические свойства
Температура плавления	-5 °C
Температура кипения	129 °C
Химические свойства
pKa	8,33
Растворимость в воде	смешивается г/100 мл
Токсикология
ЛД50	1,65 мг/кг

Морфолин -- гетероциклическое соединение (тетрагидрооксазин-1,4). Химическая формула HN(CH₂CH₂)₂O. Используется в органическом синтезе как катализатор в качестве основания (акцептор протона), в частности, для получения геминальных дитиолов. Молекула имеет конформацию «кресла».

Получение

Морфолин получают дегидратацией диэтаноламина или бис (2-хлорэтилового) эфира.

Очистка

Для очистки его сушат над дриеритом, после чего с осторожностью дробно перегоняют. Рекомендуют также перегонку или высушивание над натрием.

Применение

Промышленность

Морфолин -- ингибитор коррозии. Морфолин -- обычная добавка, в миллионных долях, для регулирования pH как в системах на ископаемом топливе, так и в системах ядерных реакторов. Морфолин применяется из-за его летучести близкой к такой для воды, то есть будучи добавленным в воду, его концентрация в воде и парах одинакова. Его pH регулирующее свойство затем распространяется через парогенератор, обеспечивая защиту от коррозии. Морфолин разлагается медленно в отсутствие кислорода при высоких температурах и давлениях в парообразующих системах.

Органический синтез

Морфолин подвергается большинству реакций характерных для химии вторичных аминов, благодаря наличию атома кислорода, оттягивающего электронную плотность на себя от атома азота, он менее нуклеофильный и менее основный, чем структурно анологичный вторичный амин такой как пиперидин. По этой причине он образует стойкий хлорамин. Он также широко используется для получения енаминов Морфолин широко используется в органическом синтезе. Например, он билдинг блок в получении антибиотика линезолида и противоракового агента Gefitinib.

В исследованиях и в промышленности, дешевизна и полярность морфолина привела к его широкому применению в качестве растворителя для химических реакций.

Безопасность

Морфолин -- легко воспламеняющаяся жидкость. т. всп. 35°С, температура самовоспламенения 230°С. Пары раздражают слизистые оболочки дыхательных путей, при попадании на кожу вызывают жжение. ЛД50 1,65 г/кг (мыши и морские свинки, перорально); ПДК 0,5 мг/м3.

Размещено на Allbest.ru