Горение аминов

Наи­бо­лее общие свой­ства всех ор­га­ни­че­ских со­еди­не­ний – спо­соб­ность их го­реть. Сам ам­ми­ак горит и, в общем, легко, но под­жечь его не все­гда про­сто. В от­ли­чие от него амины за­го­ра­ют­ся легко и горят чаще всего бес­цвет­ным или ма­ло­окра­шен­ным пла­ме­нем. При этом азот ами­нов тра­ди­ци­он­но окис­ля­ет­ся до мо­ле­ку­ляр­но­го азота, по­сколь­ку ок­си­ды азота ма­ло­устой­чи­вы.

Амины за­го­ра­ют­ся на воз­ду­хе легче, чем ам­ми­ак.

4NH₃ + 3O₂ = 2N₂ + 6H₂O;

4С₂H₅NH₂ + 15O₂ = 8CO₂ + 14H₂O + 2N₂.

Основность аминов

Ос­нов­ные свой­ства

Пер­вич­ные, вто­рич­ные и тре­тич­ные амины обя­за­тель­но со­дер­жат непо­де­лен­ную элек­трон­ную пару, как и по­ла­га­ет­ся трех­ва­лент­но­му азоту. То есть амины в рас­тво­ре про­яв­ля­ют ос­нов­ные свой­ства, или их рас­тво­ры яв­ля­ют­ся ос­но­ва­ни­я­ми. Имен­но по­это­му амины в вод­ном рас­тво­ре окра­ши­ва­ют лак­мус в синий цвет, а фе­нол­фта­ле­ин в ма­ли­но­вый. Рис. 1, 2.

Рис. 1. Окрас­ка лак­му­са с ами­на­ми

Рис. 2. Фе­нол­фта­ле­ин с ами­на­ми

Бла­го­да­ря этой элек­трон­ной паре может об­ра­зо­вы­вать­ся до­нор­но-ак­цеп­тор­ная связь с ионом во­до­ро­да:

С₂Н₅NH₂ + H⁺ = C₂H₅NH₃⁺.

Таким об­ра­зом, по­доб­но ам­ми­а­ку, амины про­яв­ля­ют свой­ства ос­но­ва­ний:

NH₃ + H₂O  NH₄OH;

С₂Н₅NH₂ + H₂O  C₂H₅NH₃OH.

С кис­ло­та­ми ам­ми­ак об­ра­зу­ет соли ам­мо­ния, а амины – ал­ки­лам­мо­ния:

NH₃ + HBr = NH₄Br (бро­мид ам­мо­ния)

С₂Н₅NH₂ + HBr = C₂H₅NH₃Br (бро­мид эти­л­ам­мо­ния)

Точно так же, как с кис­ло­та­ми ам­ми­ак об­ра­зу­ет соли ам­мо­ния, амины об­ра­зу­ют со­от­вет­ству­ю­щие соли. Эти соли могут быть об­ра­зо­ва­ны, как и в слу­чае ам­ми­а­ка, не толь­ко при ре­ак­ции вод­ных рас­тво­ров, но и в га­зо­вой фазе, если амины до­ста­точ­но ле­ту­чи.

То есть, если по­ста­вить рядом со­су­ды с кон­цен­три­ро­ван­ной со­ля­ной кис­ло­той или даже с ор­га­ни­че­ской ле­ту­чей, на­при­мер ук­сус­ной, и сосуд с ле­ту­чим ами­ном, то скоро между ними в про­стран­стве по­явит­ся нечто на­по­ми­на­ю­щее дым без огня, т. е. будут об­ра­зо­вы­вать­ся кри­стал­ли­ки, со­от­вет­ству­ю­щие соли ал­кил­ами­на. Рис. 3.

Рис. 3. Об­ра­зо­ва­ние солей ал­ки­лам­мо­ния

Ще­ло­чи вы­тес­ня­ют амины, яв­ля­ю­щи­е­ся, как и ам­ми­ак, сла­бы­ми ос­но­ва­ни­я­ми, из солей ал­ки­лам­мо­ния:

NH₄Cl + KOH = NH₃­ + KCl + H₂O;

CH₃NH₃Cl + KOH = CH₃NH₂­ + KCl + H₂O.

Ос­нов­ные свой­ства ами­нов выше, чем у ам­ми­а­ка. По­че­му? Об­ра­зо­ва­ние до­нор­но-ак­цеп­тор­ной связи с ионом во­до­ро­да про­ис­хо­дит тем легче, чем выше элек­трон­ная плот­ность на атоме азота. Уг­ле­во­до­род­ные ра­ди­ка­лы со­дер­жат много элек­тро­нов и охот­но «де­лят­ся» ими с ато­мом азота (рис. 4).

Рис. 4. До­нор­но-ак­цеп­тор­ная связь с ионом во­до­ро­да

Од­на­ко ос­нов­ные свой­ства тре­тич­ных ами­нов мень­ше, чем вто­рич­ных (срав­ни­те кон­стан­ты ос­нов­но­сти). По­че­му? В тре­тич­ном амине атом азота со всех сто­рон окру­жен уг­ле­во­до­род­ны­ми ра­ди­ка­ла­ми, и его спо­соб­ность всту­пать в ре­ак­ции за­труд­не­на.

Нуклеофильное замещение

Амины, по­доб­но ам­ми­а­ку, спо­соб­ны ре­а­ги­ро­вать с га­ло­ге­нал­ка­на­ми, за­ме­щая атом га­ло­ге­на:

СН₃Br + NH₃ = CH₃NH₂ + HBr;

СH₃NH₂ + CH₃Br = (CH₃)₂NH + HBr;

(CH₃)₂NH + CH₃Br = (CH₃)₃N + HBr.

За­ме­щать га­ло­ген могут и тре­тич­ные амины, так что ре­ак­ция может пойти и даль­ше. Об­ра­зу­ет­ся чет­вер­тич­ная ам­мо­ни­е­вая соль – бро­мид тет­ра­ме­тил­ам­мо­ния (CH₃)₄NBr:

(CH₃)₃N + CH₃Br = (CH₃)₄N+ + Br-.

Под­ве­де­ние итога

Была рас­смот­ре­на тема «Ами­но­со­еди­не­ния. Клас­си­фи­ка­ция, изо­ме­рия, на­зва­ния и фи­зи­че­ские свой­ства». Вы по­вто­ри­ли ге­не­зис кис­ло­род­со­дер­жа­щих ор­га­ни­че­ских со­еди­не­ний и вспом­ни­ли о неко­то­рых общих свой­ствах ам­ми­а­ка и воды. Затем рас­смот­ре­ли, как по­лу­чить ами­но­со­еди­не­ния. Изу­чи­ли их клас­си­фи­ка­цию, изо­ме­рию, на­зва­ния и при­су­щие им фи­зи­че­ские свой­ства.