НИТРОСОЕДИНЕНИЯ.
Нитросоединения – это вещества, в которых алкильный или ароматический радикал связан с нитрогруппой -NO2.
Азот в нитрогруппе связан с двумя атомами кислорода, причём одна из связей образована по донорно-акцепторному механизму. Нитрогруппа обладает сильным электроноакцепторным эффектом – оттягивает на себя электронную плотность от соседних атомов: СН3δ+-CH2- NO2δ-
Нитросоединения подразделяются на алифатические (жирные) и ароматические. Простейший представитель алифатических нитросоединений – нитрометан CH3 -NO2:
Простейшее ароматическое нитросоединение – нитробензол С6Н5-NO2:
Получение нитросоединений:
1. Нитрование алканов и ароматических углеводородов: a) CH3 – CH2– CH3 + HNO3 (p-p) H2O + CH3 – CH(NO2)– CH3 (реакция Коновалова- протекает избирательно: третичный атом С > вторичный >первичный |
б) |
При нитровании толуола может получиться трёхзамещённая молекула: |
2. Замещение галогена на нитрогруппу: взаимодействие AgNO2 с алкилгалогенидами. R-Br + AgNO2 à AgBr¯ + R - NO2 |
Свойства нитросоединений. В реакциях восстановления нитросоединения превращаются в амины.
1. Гидрирование водородом: R – NO2 + H2 -tà R- NH2 + H2O
2. Восстановление в растворе:
а) в щелочной и нейтральной среде получаются амины:
R-NO2 + 3(NH4)2S à RNH2 + 3S + 6NH3 +2H2O (реакция Зинина)
б) в кислой среде (железо, олово или цинк в соляной кислоте) получаются соли аминов: R-NO2 + 3Fe + 7HCl à [RNH3 + ]Cl - + 2H2O + 3FeCl2
АМИНЫ
Амины – органические производные аммиака NH3, в молекуле которого один, два или три атома водорода замещены на углеводородные радикалы:
R-NH2, R2NH, R3N
Строение аминов.
Атом азота находится в состоянии sp3-гибридизации, поэтому молекула имеет форму тетраэдра.
Также атом азота имеет неподелённую электронную пару, поэтому амины проявляют свойства органических оснований.
КЛАССИФИКАЦИЯ АМИНОВ.
По количеству и типу радикалов, связанных с атомом азота:
АМИНЫ | Первичные амины | Вторичные амины | Третичные амины |
Алифатические | CH3- NH2 Метиламин | (CH3)2NH Диметиламин | (CH3)3N Триметиламин |
Ароматические | (C6H5)2NH Дифениламин |
НОМЕНКЛАТУРА АМИНОВ.
1. В большинстве случаев названия аминов образуют из названий углеводородных радикалов и суффикса амин. Различные радикалы перечисляются в алфавитном порядке. При наличии одинаковых радикалов используют приставки ди и три.
CH3-NH2 Метиламин СH3CH2-NH2 Этиламин CH3-CH2-NH-CH3 Метилэтиламин (CH3)2NH Диметиламин |
2. Первичные амины часто называют как производные углеводородов, в молекулах которых один или несколько атомов водорода замещены на аминогруппы -NH2.
В этом случае аминогруппа указывается в названии приставкой амино-:
CH3-CH2-CH2-NH2 1-аминопропан H2N-CH2-CH2-CH(NH2)-CH3 1,3-диаминобутан
Для смешанных аминов, содержащих алкильные и ароматические радикалы, за основу названия обычно берется название первого представителя ароматических аминов - анилин.
Символ N- ставится перед названием алкильного радикала, чтобы показать, что этот радикал связан с атомом азота, а не является заместителем в бензольном кольце.
ИЗОМЕРИЯ АМИНОВ
1) углеродного скелета, начиная с С4H9NH2:
СН3-СН2- СН2-СН2 –NH2 н-бутиламин (1-аминобутан)
CH3-CH- СН2-NH2 изо-бутиламин (1-амин-2-метилпропан)
│
СН3
2) положения аминогруппы, начиная с С3H7NH2:
СН3-СН2- СН2-СН2 –NH2 1-аминобутан (н-бутиламин)
CH3-CH- СН2-СH3 2-аминобутан (втор-бутиламин)
│
NН2
3) изомерия между типами аминов – первичный, вторичный, третичный: