Аминдер. Анилин. Химия, 11 сынып, дидактикалық материал.

Аминдер — молекуласындағы бір немесе бірнеше сутек атомы амин тобына (-NH₂) алмасқан көмірсутектердің туындылары. Амин тобымен байланысқан радикалдың табиғатына байланысты аминдер алифатты және ароматты болып бөлінеді.Аминдерді аммиактағы сутек атомдарының орнын радикал басқан аммиактың туындылары деп те қарастыруға болады.

Молекуласындағы амин тобының санына байланысты аминдер: моноаминдер, диаминдер, полиаминдер болып бөлінеді

Бірінші амин

Екінші амин

Үшінші амин

Аминдер радикалдық санына байланысты бірінші, екінші және үшінші Аминдер деп бөлінеді. Аминдердің алкиламиндер және ароматтық Аминдер (ариламиндер) деген түрлері бар. Алкиламиндер – күшті, ариламиндер – әлсіз негіздер. Алкиламиндер минералды қышқылдармен әрекеттескенде көп жағдайда суда жақсы еритін тұздар түзеді. Тас көмір қышқылдарымен, олардың ангидридтерімен, күрделі эфирлермен қыздырғанда бірінші және екінші Аминдердегі сутек атомы алмасқан амидтер түзіп ацилденеді. Аминдерді анықтау үшін олардың амидтерге ацилдену реакциясын пайдаланады. Аминдердің көпшілігі табиғатта кездеседі. Физиол. белсенділігі олардың сутекті, ковалентті, иондық байланыстар түзуіне негізделген. Аминдер өсімдіктер дүниесінде әр түрлі процестерде (метаболизм, т.б.) маңызды рөл атқарады. Сондай-ақ синтетик. жолмен алынған Аминдердің емдік қасиеттері бар. Осыған байланысты Аминдер бактериялық құрт ауруларын емдеуде кеңінен қолданылады.Аминдер радикалдық санына байланысты біріншілік RNH2, екіншілік R2NH және үшіншілік R3N болып бөлінеді.

Атаулары мен изомерлері

Халықаралық (ИЮПАК) атау жүйесі бойынша көмірсутектерді нөмірлеп, көмірсутектердің атына амин, диамин немесе триамин деген сөз қосып атайды. Аминдерге көміртек қаңқасының және функционалдық топтың орнына байланысты изомерлену тән.

Алу жолдары

1. Аминдерді нитроқосылыстарды катализатор (Pt, Pd, Ni) қатысында тотықсыздандырып алады:

R – NO₂ + 3H₂ → R – NH₂ + 2H₂O

Өндірісте анилинді алу нитробензолды катализатор (Pd, Pt, Ni) қатысында тотықсыздандыруға негізделген:

C₆H₅NO₂ + 3H₂ → C₆H₅NH₂ + 2Н₂O

Н.Н. Зинин (1842 жылы) нитробензолды күкіртсутекпен тотықсыздандырып, анилин алған:

Нитробензолды шойын жоңқасы мен тұз қышқылы қатысында тотықсыздандырып та алады. Атом күйінде сутек бөлініп, ол нитробензолды тотықсыздандырады:

Fе + 2HCl → FеСl₂ + 2Н

C₆H₅ - NO₂+ 6Н → C₆H₅ - NH₂ + 2Н₂O

Физикалық қасиеттері және құрылысы

Қарапайым алифатты аминдер (метиламин, этиламин, диметиламин) газ тәрізді заттар, суда жақсы ериді. Иістері аммиактың иісіне ұқсас. Ортаңғы аминдер сұйық заттар, иістері балықтың иісін еске түсіреді. Құрамында көміртек атомы көп аминдер — иіссіз, қатты заттар. Көміртек тізбегіндегі көміртектің саны өскен сайын суда ерігіштігі төмендейді. Аминдер органикалық, еріткіштерде (бензол, т.б.) жақсы ериді. Анилин түссіз май тәрізді, улы зат. Суда нашар ериді, ал органикалық еріткіштерде жақсы ериді. Ауада тотығып, қоңыраяды.

Аминдер қасиеттерінің аммиакқа үқсас болуы, олардың электрондық құрылысымен түсіндіріледі.

Аммиак молекуласында азот атомының үш электроны ковалентті байланыс түзуге жұмсалады да, жұп электроны бос болады. Аминдер молекуласының құрылысы да аммиакқа ұқсас, азоттың үш электроны коваленттік байланыста болады, ал бір электрон жұбы бос болады:

Аминдердің химиялық қасиеттері

Аминдер аммиакқа ұқсас негіздік қасиет көрсетеді. Аминдердің негіздік қасиеті — аммиактан жоғары. Себебі аммиакта үш сутек атомының электрон бұлттары азотқа қарай ығысады, ал алкиламиндерде, мысалы, метиламинде екі сутек атомы тікелей жоне үш сутек көміртектің атомы арқылы барлығы бес сутектің электрондары азотқа қарай ығысады. Осының әсерінен метиламинде азот атомындағы теріс зарядтың мөлшері аммиактағы азот атомына қарағанда жоғары болады: 

Теріс заряды көп болғандықтан, амин молекуласындағы азот атомы протон қосып алуға бейім болады да, негіздік қасиет көрсетеді.

Аминдердің протон қосып алуы

Аминдер сулы ерітінділерінде аммиак сияқты оң зарядталған сутек ионын (протонды) қосып алып, аммонийлі қосылысқа айналады. Ерітіндіде гидроксил иондары босап, сілтілік орта береді, лакмусты көк түске, фенолфталеинді таңқурай түске бояйды.

Анилин (фениламин)

Анилиннің формуласын әр түрлі жазуға болады:

Анилин қаныққан көмірсутектердің аминдері сияқты қышқылдармен әрекеттесіп тұз түзгенімен, сулы ерітіндісінде лакмустың түсін өзгертпейді. Яғни, қаныққан көмірсутектердің аминдерінен анилиннің негіздік қасиеті әлсіз болғаны.

Бұл құбылысты анилин молекуласындағы атом топтарының өзара әсері арқылы түсіндіруге болады. Фенол молекуласындағы сияқты бензол сақинасы аминтобындағы азоттың бос электрон жұбын өзіне тартады. Азот атомының электрон тығыздығы азайғандықтан, оның протонды өзіне тартуы кеміп, негіздік қасиеті төмендейді. Анилин химиялық реакцияларға амин тобы жәнө бензол ядросы бойынша түседі.^[1]

Аминдердің жеке өкілдері және олардың қолданылуы

Метиламин CH₃NH₂— өткір иісті, түссіз газ. Иісі аммиактың иісіне ұқсас. Суда жақсы ериді, қанық ерітіндіде 35—40% метиламин болады.

Өндірісте метиламинді көгерткіш қышқылды катализатор қатысында тотықсыздандырып алады:

Н-C≡N + 2Н₂ → CH₃-NH₂

Органикалық синтезде метиламинді дәрі-дәрмектер алу үшін қолданады. Сонымен қатар метиламиннен бояғыш заттар және беттік белсенді қосылыстар алынады.

Гексаметилендиамин Н₂N(CH₂)₆NH₂ — түссіз кристалды зат, суда ериді.

Гексаметилендиамин полиамидтер және синтездік талшық — нейлон алу үшін қолданылады.

Ароматты амин - Анилин C₆H₅NH₂— өзіне тән иісі бар, түссіз майлы сұйықтық. Суда нашар ериді, спирт, эфир, бензол сиякты органикалық еріткіштерде жақсы ериді. Анилинге тотықтырғыштармен әсер еткенде, түстері әр түрлі аралық бірнеше өнім (мысалы, қара анилин) түзіледі. Анилин дәрі-дәрмектер (мысалы, сульфаниламидті препараттар), қопарылғыш заттар, анилинді бояулар, антитотықтырғыштар алуда алғашқы өнім болып табылады.

Қорыта келгенде аминдерді аммиак молекуласындағы бір немесе бірнеше сутек атомдарының орнын радикал басқан аммиактың туындылары деп қарастыруға болады. Аминдер негіздік қасиет көрсетеді.

Радикалдың құрылысына байланыст алифатты және ароматты болып бөлінеді. Негіздік қасиеттері осы радикалдың құрылысына байланысты болады.

Химиялық қасиеттері:

• Сутектің 5атомының электрон бұлты азот атомына қарай ығысады да ,онда теріс заряд шамасы артады.:

*C₂H₅—NH₂ +H2O ===== C₂H₅—NH₃ + OН

Этиламин ион этиламмония

*C₂H₅—NH₂ +HС1 ===== C₂H₅—NH₃ С1

* 4CH3—NH₂ +9О₂ ===== 4CО₂ + 10H₂O+ 2N₂

****Метиламин:

CH₃—NH₂

****гексаметилендиамин:

NH₂ (CH₂)₆NH₂

****анилин:

C₆H₅—NH₂

Анилинге мейлінше тән реакциялар амин тобы менбензол ядросы арқылы жүретін реакциялар.

Амин тобы арқылы жүретін реакциялар:

C₆H₅—NH₂ + H₂SО₄------------ C₆H₅—NH₃ HSО₄

C₆H₅—NH₂ + НС1 ------------ C₆H₅—NH₃С1

C₆H₅—NH3С1 + NаОH-------------C₆H₅—NH₂ + NаС1 + H₂О

Бензол ядросы арқылы жүретін реакциялар:

анилин алмасу реакциясына оңай түседі,мысалы бром суымен әрекеттесіп 2,4,6- триброманилин түзеді.

Топтан бір спикер шығып жауаптарын түсіндіреді.

Әр топ өздеріне берілген тақырыпшасын «Топтастыру» әдісі бойынша талдайды.

1-топ .

• Физикалық қасиеттері және құрылысы:

Кітаппен өз бетінше жұмыс параграф 13.2 оқу (253 бет)

2-топ:

Кітаппен өздік жұмыс: 255- 256 бет

Анилин қышқылмен әрекеттеседі, анилиндегі амин тобындағы азоттың жұп электронын бензол сақинасы өзіне тартатындықтан алифатты аминдерге қарағанда аминдердің негіздік қасиеттері әлсіз болады.Азоттағы электрон бұлтының тығыздығының азаюынан оның протонды тарту қабілеті төмендейді де, негіздік қасиеті де әлсірейді.

3. Алыну әдістері:

* Нитробензолды катализатор қатысында сутегімен тотықсыздандыру( платина, палладий, никель):

C₆H₅-NO₂ +3H2 ------C₆H₅—NH₂ +2H₂O

*Нитроқосылысты катализатор қатысында сутегімен тотықсыздандыру:

R-NO₂ +3H₂ ---R—NH₂ +2H₂O

*1842 жылы Н.Н.Зинин анилинді күкірсутегімен тотықсыздандырды:

3H₂S------------ +3S + 2H₂O

* Нитробензолды шойын үгінділері мен тұз қышқылы қатысында тотықсыздандыру:

Fe + 2HCl---------FeCl₂ +2H

C₆H₅-NO₂ +6H ------C₆H₅—NH₂ +2H2O