Строение. Номенклатура

11 января 2007

Амины — органические соединения, которые рассматривают как производные аммиака, в котором атомы водорода (один, два или три) замешены на углеводородные радикалы. Амины делятся на первичные, вторичные, третичные в зависимости от того, сколько атомов водорода замещено на радикал:


первичные	вторичные	третичные
амины	амины	амины

Существуют также органические аналоги солей аммония – это четвертичные соли типа [R₄N]⁺Cl^—.

В зависимости от природы радикалов, амины могут быть алифатическими (предельными и непредельными), алициклическими, ароматическими или смешанными.

Предельные алифатические амины

Общая формула предельных алифатических аминов С_nН₂_n+3N.

Строение. Атом азота в молекулах аминов находится в состоянии sp³-гибридизации. Три из четырех гибридных орбиталей участвуют в образовании σ-связей N—C и N—H, на четвертой орбитали находится неподеленная электронная пара, которая обусловливает основные свойства аминов. Названия аминов обычно производят, перечисляя углеводородные радикалы (в алфавитном порядке) и добавляя окончание -амин, например:

Электронодонорные заместители (предельные углеводородные радикалы) увеличивают электронную плотность на атоме азота и усиливают основные свойства аминов, поэтому вторичные амины — более сильные основания, чем первичные, поскольку два радикала создают на атоме азота большую электронную плотность, чем один. В третичных аминах важную роль играет пространственный фактор: три радикала загораживают электронную пару атома азота и затрудняют ее взаимодействие с другими молекулами, поэтому основность третичных аминов меньше, чем первичных или вторичных.

Константы основности аммиака и низших аминов: X + Н₂О ХH⁺ + ОН^—

Формула

Название

K_b

NH₃

CH₃NH₂

(CH₃)₂NH

(CH₃)₃N

Аммиак

Метиламин

Диметиламин

Триметиламин

1,8^.10^-5

4,4^.10^-4

5,4^.10^-4

6,5^.10^-5

Изомерия аминов связана со строением углеродного скелета и положением аминогруппы:

бутиламин	втор-бутиламин	изобутиламин
(бутанамин-1)	(бутанамин-2)	(2-метилпропанамин-1)

Кроме того, первичные, вторичные и третичные амины, содержащие одинаковое число атомов углерода, изомерны между собой, например:

CH₃-CH₂-NH₂CH₃-NH-CH₃

этиламин диметиламин

Номенклатура.

C₂H₅—NH₂ CH₃—NH—C₂H₅ (CH₃)₃N
этиламин метилэтиламин триметиламин

По другой системе названия первичных аминов строят, исходя из названия родоначального углеводорода и добавляя окончание -амин с указанием номера атома углерода, связанного с аминогруппой.

Физические свойства. Метиламин, диметиламин и триметиламин — газы, средние члены алифатического ряда — жидкости, высшие — твердые вещества. Между молекулами аминов в жидкой фазе образуются слабые водородные связи, поэтому температуры кипения аминов выше, чем у соответствующих углеводородов.

Амины также образуют слабые водородные связи с водой, поэтому низшие амины хорошо растворимы в воде, по мере роста углеродного скелета растворимость в воде уменьшается. Низшие амины имеют характерный «рыбный» запах, высшие не имеют запаха.