Химические свойства аминов

Химические  свойства аминов

Амины, являясь производными аммиака, имеют сходное с ним  строение и проявляют подобные ему  свойства.

Модели молекул

Как в аммиаке, так  и в аминах атом азота имеет  неподеленную пару электронов:

Поэтому амины подобно  аммиаку проявляют свойства оснований.

I. Свойства  аминов как оснований (акцепторов  протонов) 
    1. Водные растворы алифатических аминов проявляют щелочную реакцию, т.к. при их взаимодействии с водой образуются гидроксиды алкиламмония, аналогичные гидроксиду аммония:

Связь протона с  амином, как и с аммиаком, образуется по донорно-акцепторному механизму  за счет неподеленной электронной пары атома азота. 
Алифатические амины – более сильные основания, чем аммиак, т.к. алкильные радикалы увеличивают электронную плотность на атоме азота за счет +I-эффекта. По этой причине электронная пара атома азота удерживается менее прочно и легче взаимодействует с протоном.    

2. Взаимодействуя  с кислотами, амины образуют  соли:

Соли аминов –  твердые вещества, хорошо растворимые  в воде. При нагревании щелочи вытесняют  из них амины:

Ароматические амины  являются более слабыми основаниями, чем аммиак, поскольку неподеленная электронная пара атома азота смещается в сторону бензольного кольца, вступая в сопряжение с его p-электронами.

     или      

Уменьшение электронной  плотности на атоме азота приводит к снижению способности отщеплять  протоны от слабых кислот. Поэтому  анилин взаимодействует лишь с сильными кислотами (HCl, H₂SO₄), а его водный раствор не окрашивает лакмус в синий цвет.

Таким образом, основные свойства изменяются в ряду:

C₆H₅NH₂ < NH₃ < RNH₂ < R₂NH < R₃N (в газовой фазе)

II. Окисление  аминов 
Амины, особенно ароматические, легко окисляются на воздухе. В отличие от аммиака, они способны воспламеняться от открытого пламени.

4СH₃NH₂ + 9O₂ ® 4CO₂ + 10H₂O + 2N₂

III. Взаимодействие  с азотистой кислотой

Азотистая кислота HNO₂ – неустойчивое соединение. Поэтому она используется только в момент выделения. Образуется HNO₂, как все слабые кислоты, действием на ее соль (нитрит) сильной кислотой:

KNO₂ + HCl ® НNO₂ + KCl

или NO₂^- + H⁺ ® НNO₂

Строение продуктов  реакции с азотистой кислотой зависит от характера амина. Поэтому  данная реакция используется для  различения первичных, вторичных и  третичных аминов.

• Первичные алифатические амины c HNO₂ образуют спирты:

R-NH₂ + HNO₂ ® R-OH + N₂ + H₂O

• Первичные ароматические амины при повышенной температуре реагируют аналогично, образуя фенолы. При низкой температуре (около 0° С) реакция идет иначе (см. ниже, раздел 2.4).
• Вторичные амины (алифатические и ароматические) под действием HNO₂ превращаются в нитрозосоединения (вещества с характерным запахом):

R₂NH + H-O-N=O ® R₂N-N=O + H₂O 
                     алкилнитрозамин

• Реакция с третичными аминами приводит к образованию неустойчивых солей и не имеет практического значения.
• Химические свойства Аминокислот
• Аминокислоты - это органические амфотерные соединения. Они содержат в составе молекулы две функциональные группы противоположного характера: аминогруппу с основными свойствами и карбоксильную группу с кислотными свойствами. Аминокислоты реагируют как с кислотами, так и с основаниями:
• Н₂N-СН₂-СООН + HCl→ Сl[Н₃N-СН₂-СООН],
• Н₂N-СН₂-СООН + NaOH → H₂N-CH₂-COONa + Н₂О.
• При растворении аминокислот в воде карбоксильная группа отщепляет ион водорода, который может присоединиться к аминогруппе. При этом образуется внутренняя соль, молекула которой представляет собой биполярный ион:
• H₂N-CH₂—СООН  ⁺Н₃N-СН₂—СОO^-.
• Кислотно-основные превращения аминокислот в различных средах можно изобразить следующей общей схемой:
• Водные растворы аминокислот имеют нейтральную, щелочную или кислую среду в зависимости от количества функциональных групп. Так, глутаминовая кислота образует кислый раствор (две группы -СООН, одна -NH₂), лизин - щелочной (одна группа -СООН, две -NH₂).
• Подобно первичным аминам, аминокислоты реагируют с азотистой кислотой, при этом аминогруппа превращается в гидроксогруппу, а аминокислота — в гидроксикислоту:
• H₂N-CH(R)-COOH + HNO₂ → HO-CH(R)-COOH + N₂↑+ H₂O
• Измерение объема выделившегося азота позволяет определить количество аминокислоты (метод Ван-Слайка).
• Аминокислоты могут реагировать со спиртами в присутствии газообразного хлороводорода, превращаясь в сложный эфир (точнее, в хлороводородную соль эфира):
• H₂N-CH(R)-COOH + R'OH   H₂N-CH(R)-COOR' + Н₂О.
• Сложные эфиры аминокислот не имеют биполярной структуры и являются летучими соединениями.
• Важнейшее свойство аминокислот — их способность к конденсации с образованием пептидов.
• Качественные реакции.
• 1) Все аминокислоты окисляются нингидрином
• с образованием продуктов, окрашенных в сине-фиолетовый цвет. Иминокислота пролин дает с нингидрином желтое окрашивание. Эта реакция может быть использована для количественного определения аминокислот спектрофотометрическим методом.
• 2) При нагревании ароматических аминокислот с концентрированной азотной кислото