Автор работы: Пользователь скрыл имя, 13 Июня 2013 в 20:29, курсовая работа
Ароматичні аміни є похідними аміаку. Ароматичні аміни відносяться до класу хімічних сполук, які отримують з ароматичних вуглеводнів, типу бензолу, толуолу, нафталіну, антрацену і дифенілу, заміною, принаймні, одного атома водню аміногрупою -NH2 . Сполуки з вільною аміногрупою відносяться до первинних амінів. Коли один з атомів водню групи - NH2 заміщається алкіловою або ариловою групою, сполука що утворилася називається вторинним аміном; при заміні обох атомів водню виходить третинний амін. Вуглеводень може мати одну, дві, рідше три аміногрупи. Таким чином можна одержати велику різноманітність сполук. І дійсно, ароматичні аміни складають багаточисельнний клас хімічних речовин, що представляють велику технічну і промислову цінність. Атом азоту в NH3 і амінах знаходиться в стані sp3- гібридизації.
Як аміди кислот ацильовані аміни гідролізуються при нагріванні
її в лужному або кислому середовищі, Ацетамідна група
належить до електронодонорннх замісників, але її активуючий вплив її о- і п-положеннях значно слабкіший, ніж NH2-групи, завдяки електроноакценторнїй дії карбонільної групи (-IС=0 ,-MC=0) Внаслідок такого впливу карбонільної групи ацильовані аміни втрачають основні властивості і не розчиняються в розведених розчинах сильних кислот.
Деякі ацильовані ароматичні аміни застосовуються
переважно як ліки з жарознижуючою дією,
наприклад п-ацетилфснетидин (фенацетин)
n-C2H5O-C6H4-NH-CO-CH3.
Реакції з альдегідами. Первинні аміни здатні взаємодіяти з ароматичними альдегідами з утворенням азометанів, або основ Г. Шиффа, аналогічно взаємодії альдегідів з аміаком. Назву азометанів утворюють з назви двовалентного залишку типу і закінчення -анілін:[6]
N-бензойний альдегід
Під дією кислот або лугів азометини розкладаються на вихідні сполуки, і це можна використовувати для захисту аміногрупи, переводячи її в азометинову:
Азометини застосовуються при синтезі, зокрема, гетероциклічних сполук (похідних піридину та хіноліну).
При нагріванні первинних ароматичних амінів з хлороформом і спиртним лугом виходять карбіламіди або ізоціаніди - речовини з виключно неприємним запахом, що викликає нудоту:
Ця реакція використовується
для виявлення первинних
Ароматичні аміни, на відміну від жирних амінів легко окислюються, завдяки чому при зберіганні вони звичайно отримують забарвлення. При контрольованому окисленні аніліну в кислому середовищі утворюється хінон. При окисленні аніліну хромовою кислотою виходить чорний барвник «аніліновий чорний». При окисленні гідропероксидом трифторацетила ароматичні аміни легко утворюють відповідні нітросполуки з хорошим виходом:
7) Завдяки схильності
до утворення у-комплексів в
о- і п-положеннях до
Галогенування. Галогенування арснамінів залежно від природи галогену та умов реакції відбувається, як правило, з одержанням тригалогенаренамінів. Так, при дії на анілін бромної води реакція проходить легко з утворенням триброманіліну:
Аналогічно взаємодіє з
Перебіг реакцій галогенування підтверджує сильний активуючий вплив аміногрупи на процеси електрофільного заміщення.
При хлоруванні може відбуватись окислення аміногрупи. Для запобігання окисненню аренамінів їх обов'язково захищають ацилюванням за аміногрупою:
При цьому внаслідок стеричних перешкод (об'ємної ацетамідної групи) хлорування в о-подоження практично не відбувається. В основному утворюється п-хлорацетанілід, з якого потім гідролізом знімають захист аміногрупи.
При необхідності добути лише п-ізомер спочатку ацилюють аміногрупу і потім, наприклад, бромують ацетанілід аналогічно попередньому випадку:
При галогенуванні амінів в розчині сильних кислот разом з п-ізомером виходить багато м-ізомера. Пояснюється це тим, що в цих умовах галогенуванню піддається не тільки сам амін, але і його сіль, а амонійна група є м-орієнтантом:
Нітрування. Нітрування аренамінів безпосередньою взаємодією з нітратною кислотою не проводять унаслідок здатності НNO3 окиснювати аміногрупу. Крім того, оксиди азоту, що утворюються при окнсненні, здатні діазотувати аміногрупу. Тому попередньо аміногрупу обов'язково захищають:
п-Нітроанілін, 90%; о- Нітроанілін, 10%
Для одержання м-нітроаніліну використовують м-динітробензол, для відновлення якого застосовують сульфіди або гідросульфіди лужних металів, що здатні відновлювати лише одну нітрогрупу.
Реакції з альдегідами. Первинні аміни здатні взаємодіяти з ароматичними альдегідами з утворенням азометанів, або основ Г. Шиффа, аналогічно взаємодії альдегідів з аміаком. Назву азометанів утворюють з назви двовалентного залишку типу і закінчення -анілін:[6]
N-бензойний альдегід
Під дією кислот або лугів азометини розкладаються на вихідні сполуки, і це можна використовувати для захисту аміногрупи, переводячи її в азометинову:
Азометини застосовуються при синтезі, зокрема, гетероциклічних сполук (похідних піридину та хіноліну).
З тієї ж причини
різні атоми і групи можуть
легко переміщатися з
Гідруванням аніліну у присутності нікелю можна одержати циклогексиламін. Проте реакція ускладнюється одночасно відщеплюванням аміно групи з утворенням бензолу, циклогексану і аміаку:
Сульфування. Сульфування аренамінів проводять сильнорозведеним розчином сульфатної кислоти. При цьому утворюється в основному суміш о- і п-ізомерів згідно з правилами орієнтації:
Однак у таких умовах реакція сульфування відбувається повільно, часто з одержанням м-ізомеру, кількість якого зростає з підвищенням концентрації кислоти. Це пояснюється протонізацією аміногрупи, яка переходить в анілінієву. м-Ізомер
Аналогічна картина спостерігається при нітруванні незахищених аренамінів, де кількість м-ізомеру може бути значною. Тому, як і в попередніх процесах, сульфування аренамінів проводять, як правило, з захищеною аміногрупою.
Широке застосування у виробництві азобарвників та лікарських препаратів набула сульфанілова кислота, яку синтезують без попереднього захисту аміногрупи в жорстких умовах з використанням концентрованої сульфатної кислоти. Спочатку утворюється гідросульфатна сіль аніліну, яка при нагріванні перетворюється у феніламід сульфонової кислоти. Остання за умов реакції шляхом внутрішньомолекулярного перегрупування дає сульфанілову кислоту:
Сульфанілова
кислота містить одночасно
Як було зазначено , на основі сульфанілової кислоти синтезовано велику кількість сульфамідних препаратів, з яких приблизно 20 мають антибактеріальні властивості і застосовуються при лікуванні людей.[6]
Один з високоефективних сульфамідних препаратів - білий стрептоцид у промисловості одержують сульфуванням захищеного аніліну:
Ацетанілід
м-Анілінсульфонова (метанілова) кислота також використовується для синтезу лікарських препаратів. її отримують реакцією сульфування нітробензолу в жорстких умовах з подальшим відновленням нітрогрупи.
З ароматичних діамінів найчастіше застосовують фенілендіаміни для синтезу гетероциклічних сполук (о-фенілендіамін), пластмас (м-фе-нілендіаміи) і азобарвників (м- і п-ізомери). їх одержують відновленням о- , п-нітроанілінів і м-динітробензолу.
3. ОКРЕМІ ПРЕДСТАВНИКИ АРОМАТИЧНИХ АМІНІВ
Аміни, частіше у вигляді поліфункціональних похідних, знаходять застосування, будучи напівпродуктами в органічних синтезах. Отримують із застосуванням амінів такі лікарські препарати, як новокаїн, спазмолітин, парацетамол, сульфаніламідні препарати. Широке застосування знайшли сполуки із спрощеною адреналіновою структурою, такі, як ефедрин (а), амфетамін (b), первитин (с) і т.д.[3]
Ці сполуки, володіючи структурою близькою до структури адреналіну, надають стимулюючої, збудливої дії, але більш сильно і тривало.
Термо- і світлостабілізатори [4]:
модифікатори гум, вулканізуючі агенти:
Мономери для синтезу поліамідів [2,3]:
Барвники:
Фотореактиви:
Ароматичні аміни використовуються, перш за все, як проміжні ланки у виробництві барвників і пігментів. Найбільший клас барвників - це азобарвники, які виходять в результаті процесу диазотування, коли первинний ароматичний амін вступає в реакцію з азотною кислотою у присутності надлишку неорганічної кислоти, внаслідок чого утворюється диазогрупа (-N=N-); ця група потім з'єднується з фенолом або аміном. Інший важливий клас барвників, трифенілметани, також виходять з ароматичних амінів. Ці речовини служать не тільки проміжними ланками при виробництві барвників, але також використовуються як пігменти і проміжні ланки у фармакології, перукарській справі і фотографії, в хутряній і текстильній промисловості.
О-амінофенол використовується для забарвлення хутра і волосся. Він також застосовується як проявник у фотографії і проміжна ланка при виробництві фармацевтичних препаратів. п-амінофенол використовується для забарвлення текстилю, волосся, хутра. Він також входить до складу фотографічних проявників, фармацевтичних препаратів, антиоксидантів і присадок до масел. 2,4-диаміноанізол забезпечує основу для окислення при забарвленні хутра. О-толуїдін, П-фенілендіамін, дифеніламін і Н-пентіл-2-нафтиламін також використовуються як антиоксиданти при виробництві гуми.[2]
Дифеніламін також використовується у фармацевтичній промисловості, при виробництві вибухових речовин і як пестицид. N-пентіл-2-нафтиламін служить прискорювачем вулканізації, стабілізатором для емалей силіконів і змащувальною речовиною. Він входить до складу ракетного палива, розчинів для гальванічного лудіння і барвників. 2,4-диамінотолуол і 4,4 -диамінодифенілметан є важливими проміжними ланками у виробництві ефірів ізоціанової кислоти, основної сировини для отримання поліуретанів.
Основне вживання бензидин знаходить у виробництві барвників. Ця сполука, що містить дві диазогрупи, разом з іншими проміжними ланками бере участь у формуванні кольорів. В гумовій промисловості відмовилися від його вживання. Аурамін входить до складу друкарських фарб, а також використовується як антисептика і фунгіцид.
Рис.1.Анілінові барвники для Рис.2.Аніліновий барвник промисловий
тканин
О-фенілендіамін
входить до складу
Ксилідін застосовується як добавка до бензину, а також як сировина у виробництві барвників і фармацевтичних препаратів. Меламін використовується для виготовлення форм для лиття, у виробництві стійких до смол тканини і паперу, і в клеях для склеювання деревини, фанери і в покриттях для підлоги. Крім того, вони знаходять застосування в процесах органічного синтезу і дублення шкір. О-толідін служить реактивом для виявлення золота.[5]
Аніліни
Аніліни використовуються, перш за все, як проміжні ланки у виробництві барвників і пігментів. Деякі сполуки служать також проміжними ланками в процесах виробництва фармацевтичних препаратів, гербіцидів, інсектицидів і каучуку. Сам анілін широко застосовується у виробництві синтетичних барвників. Він також входить до складу друкарських фарб і барвників для тканин, використовується у виробництві смол, лаків, духів, кремів для взуття, фотографічних хімікалій, вибухових речовин, гербіцидів і фунгіцидів. Анілін знаходить застосування як вулканізатор каучуку, антиоксидант і антиозоновий засіб. Важливу роль анілін грає також у виробництві п'-метиленбісфенілдиізоціаната який використовується для отримання поліуретанових смол і волокон, а також для зчеплення каучуку з штучним шовком і нейлоном.