Амины. 
Химия

Аминами называют азотсодержащие органические вещества, в которых атом азота соединен с одним, двумя или тремя углеводородными радикалами и соответствующим числом атомов водорода.

В зависимости от числа радикалов различают:

• • первичные амины RNH₂;
• • вторичные амины RR’NH;
• • третичные амины RR’R" N.

Выделяют гомологические ряды предельных, непредельных, ароматических аминов. Следует отметить различие в терминологии спиртов и аминов. В ароматических спиртах гидроксогруппа должна быть связана с атомом углерода радикала, а не ароматического кольца. Иначе получится фенол. В случае азотсодержащих соединений вещество с группой —NH₂, связанной с ароматическим кольцом, тоже считается амином.

Амины с небольшой молекулярной массой представляют собой жидкие или газообразные вещества, хорошо растворимые в воде. Они имеют неприятный запах, напоминающий запах аммиака. Специфический запах рыбы также связан с присутствием аминов. У высших аминов проявляются те же особенности, что и у спиртов и кислот, — растворимость в воде уменьшается, появляется поверхностная активность.

Получение аминов. Один из способов получения аминов аналогичен способу получения спиртов. Это реакция галогенопроизводных углеводородов с аммиаком:

Амин здесь не является непосредственным продуктом реакции, так как образующийся хлороводород реагирует с ним как основанием, давая соль амина. Для выделения свободного амина полученную соль обрабатывают щелочью:

Галогенопроизводное углеводорода реагирует не только с аммиаком, но и с первичным амином. При этом образуется вторичный амин, а на следующей стадии — третичный амин.

Ароматические амины получают восстановлением нитросоединений. В качестве восстановителей используют металлы в кислой среде:

Этот ароматический амин называется анилин. Реакция восстановления нитросоединений открыта Н. Н. Зининым в 1842 г. В промышленности нитробензол восстанавливают водородом на никелевом катализаторе при температуре -300 °С. Анилин стал очень важным полупродуктом, применяемым для производства красителей, полимеров, лекарств и др. Мировое производство анилина более 1 млн т в год.

Химические свойства аминов. Амины относятся к числу веществ, способных гореть с образованием оксидов С0₂ и Н₂0 и азота N₂.

Атом азота в аминах, как и в аммиаке, имеет свободную электронную пару и является донором. Поэтому амины подобно аммиаку проявляют основные свойства. Углеводородные радикалы влияют на силу оснований. Предельные амины в результате индуктивного эффекта радикалов становятся более сильными основаниями, чем аммиак. В ароматических аминах (анилине и его гомологах) в результате влияния радикала основные свойства ослабевают по сравнению с аммиаком:

Пример 10.2.

В каком направлении смещено равновесие реакции между этиламином и гидрохлоридом анилина?

Этиламин более сильное основание, чем анилин. Поэтому равновесие смещено в сторону образования анилина:

Амины в качестве оснований реагируют с ионами металлов, образуя комплексные соединения. Ион металла выступает акцептором электронной пары азота, как и в случае реакций с аммиаком. При смешивании растворов сульфата меди и метиламина образуется интенсивно окрашенный раствор более чистого синего оттенка, чем в случае реакции с аммиаком:

Диамины типа NH₂CH₂CH₂NH₂ дают более прочные комплексы, чем моноамины, так как каждая молекула имеет два донорных атома азота и присоединяется двумя донорно-акцепторными связями.

В первичных и вторичных аминах водород аминогруппы замещается на углеводородные радикалы при реакциях с галогенопроизводными (см. выше). Третичные амины присоединяют галогенопроизводные углеводородов с образованием четырехзамещенных (четвертичных) солей аммония:

Это кристаллические, хорошо растворимые в воде вещества. В отличие от обычных солей аммония они не гидролизуются и не разлагаются щелочами. Катион этого типа — холин:

играет важную роль в передаче нервного импульса.

При обменной реакции с оксидом серебра галогенид четвертичного аммонийного катиона образует основание:

Это сильное основание (щелочь). Легко понять, что отличие четвертичного аммонийного катиона R₄N+ от обычных и частично замещенных ионов аммония связано с отсутствием подвижного протона, способного переходить от атома азота к атому кислорода молекул воды или иона ОН^-.

В анилине и других ароматических аминах группа —NH₂ ускоряет реакции замещения в ароматическом радикале. Анилин обесцвечивает бромную воду, образуя при этом белый осадок триброманилина:

Вопросы и задания.

• 1. Какие вещества называют аминами?
• 2. Напишите реакции хлорэтана с водой и аммиаком. В чем сходство этих реакций?
• 3. Образуют ли водородные связи диметиламин и триметиламин?
• 4. Напишите химические реакции, характеризующие общие свойства аминов как оснований.
• 5. Напишите общие формулы гомологических рядов предельных, непредельных и ароматических аминов.
• 6. Сравните первичные, вторичные и третичные амины с соответствующими типами спиртов. Одинаков ли смысл этой классификации?
• 7. Напишите формулы пяти вторичных аминов состава C₅H₁₃N.
• 8. Напишите реакции метиламина и диметиламина с хлорметаном, а также реакции образующихся солей с щелочью.
• 9. Напишите химические реакции, характеризующие основные свойства аминов: с водой, кислотой, средней солью, кислой солью.