Последовательные уравнения алкилирования аммиака хлорметаном

Прямое алкилирование аммиака и аминов

Вы будете перенаправлены на Автор24

Один из методов получения аминов заключается в прямом взаимодействии алкилгалогенидов (первичных и вторичных) с аммиаком или аминами. Этот метод является одним из наиболее простых методов получения аминов и солей тетраалкиламмония и был открыт А. Гофманом в 1849 году.

Видео:Аммиак БИОХИМИЯ: обезвреживание аммиака биохимия, цикл мочевины, орнитиновый циклСкачать

Аммиак БИОХИМИЯ: обезвреживание аммиака биохимия, цикл мочевины, орнитиновый цикл

Алкилирование аммиака

Реакции алкилгалогенидов с аммиаком относятся к процессам бимолекулярного нуклеофильного замещения у насыщенного атома углерода, в которых аммиак или амин выполняют роль нуклеофильного агента. Переходное соединения в таких реакциях более полярны, чем исходные, поэтому скорости реакций резко возрастают в более полярных растворителях. В качестве растворителей обычно применяют спирты (этанол или метанол), и более эффективные биполярные апротонные растворители (ДМФА, ДМАА). Реакции алкилирования аммиака приводящие к получению аминов нашли широкое применение как в лабораторной практике, так и в промышленности. Продуктами такого взаимодействия будут смеси первичных, вторичных и третичных аминов, а в случае наличия избытка алкилгалогенида в продуктах реакции также будут находится соли тетраалкиламмония:

Алкиламмониевые катионы обладают свойствами слабых кислот. В результате процесса переноса протонов к молекулам аммиака образуются первичные амины и катионы аммония. Первичные амины проявляют свойства более сильных нуклеофильных агентов, чем исходный аммиак, и при взаимодействии с алкилгалогенидами дают катионы диалкиламмония, из которых далее получаются вторичные амины. Этот процесс может продолжаться далее, приводя к третичным аминам и даже к солям тетраалкиламмония. Вся указанная последовательность происходящих последовательных превращений описывается на приведенной выше схеме (уравнения (1)-(7)). Количественное соотношение первичных, вторичных, третичных аминов и солей тетраалкиламмония зависит от соотношения исходных реагентов.

Готовые работы на аналогичную тему

Увеличение количества алкилгалогeнидов способствует увеличению доли третичных аминов и четвертичных аммониевых солей, в то время как в случае наличия избытка аммиака преимущественно образуются смеси первичных и вторичных аминов. Однако даже в случае наличия большого избытка аммиака реакции невозможно остановить на стадиях образования только первичных аминов. В одном из типичных примеров — реакции одного моля 1-бромоктана и трех молей $NH_3$ при 20$^circ$С образуется смесь, состоящая из 45% первичного амина — октиламина, 43% вторичного амина — диоктиламина и следов третичного амина — триоктиламина. При больших количествах аммиака доля первичных аминов возрастает, но вторичные амины всегда присутствуют в продуктах реакции.

Таким образом, прямое алкилирование оказывается малоудовлетворительным методом для получения чистых первичных, вторичных и третичных аминов.

Видео:Аммиак: как образуется и с чем реагирует? #аммиак #химия #видеоурок #егэхимияСкачать

Аммиак: как образуется и с чем реагирует? #аммиак #химия #видеоурок #егэхимия

Алкилирование аминов

Алкилирование аминов (амино-дегалогенирование) представляет собой тип органической реакции между алкилгалогенидом и амином. Реакция протекает по пути нуклеофильного алифатического замещения (замещения галогенида), и продукт реакции представляет собой более замещенный амин. Метод широко используется в лабораторных условиях, но является менее важным в промышленном отношении, где алкилгалогениды не являются предпочтительными алкилирующими агентами.

В случае, когда в реакции используется третичный амин, продукт реакции представляет собой соль четвертичного аммония в реакции Меншуткина:

Реакция Меншуткина (1890 г.) — особый вид реакции алкилирования алкилгалогенидов третичными аминами, в результате которой образуются четвертичные аммониевые солеи.

Амины и аммиак, как правило, достаточно основные, чтобы участвовать в прямом алкилировании, часто в мягких условиях. Реакции трудно контролировать, так как продукт реакции (первичный амин или вторичный амин), часто являются более нуклеофильными, чем предшественники, и таким образом, также будут вступть в реакцию с алкилирующим агентом. Например, реакция 1-бромооктана с аммиаом или неразветвленными аминами дает в почти равных количествах первичные и вторичные амины. Таким образом, для лабораторных целей, $N$-алкилирование часто ограничивается синтезом третичных аминов. Заметным исключением является реакционная способность альфа-галоуглеродных кислот, которые позволяют синтезировать первичные амины с аммиаком. Внутримолекулярные реакции галоаминов дают циклические азиридины, азетидины и пирролидины.

$N$-алкилирование представляет собой общий путь получения четвертичных аммониевых солей из третичных аминов, так как дальнейшее их алкилирование не представляется возможным.

Примерами реакций $N$-алкилирования с помощью алкилгалогенидов являются реакции получения бензиланилина, 1-бензилиндолила и азетидина. Еще одним особым примером реакции этого типа является реакция дериватизации циклена. Промышленно этилендиамин получают алкилированием аммиака с 1,2-дихлорэтаном.

Видео:Орнитиновый цикл БИОХИМИЯ: цикл мочевины, обезвреживание аммиакаСкачать

Орнитиновый цикл БИОХИМИЯ: цикл мочевины, обезвреживание аммиака

Алкилирование ариламинов

В обычных условиях арилгалогениды ($ArX$) с алкилатными аминами реагируют неохотно. Реакция обычно требует «активированных» арилгалогенидов, таких, которые содержат сильные электронакцепторные группы, такие, как нитрогруппы в орто- или пара-положениях к атомам галогена.

Для арилированя аминов с неактивированными арилгалогенидами, полезной является реакция Бухвальда-Хартвиаг. В этом процессе, комплексы палладия служат в качестве катализаторов.

Видео:Лекция 12. 1. Дезаминирование АК. Пути обезвреживания аммиака.Скачать

Лекция 12. 1.  Дезаминирование АК.  Пути обезвреживания аммиака.

Acetyl

Наведите курсор на ячейку элемента, чтобы получить его краткое описание.

Чтобы получить подробное описание элемента, кликните по его названию.

H +Li +K +Na +NH4 +Ba 2+Ca 2+Mg 2+Sr 2+Al 3+Cr 3+Fe 2+Fe 3+Ni 2+Co 2+Mn 2+Zn 2+Ag +Hg 2+Pb 2+Sn 2+Cu 2+
OH —РРРРРМНМННННННННННН
F —РМРРРМННММНННРРРРРНРР
Cl —РРРРРРРРРРРРРРРРРНРМРР
Br —РРРРРРРРРРРРРРРРРНММРР
I —РРРРРРРРРР?Р?РРРРНННМ?
S 2-МРРРРННННННННННН
HS —РРРРРРРРР?????Н???????
SO3 2-РРРРРННМН?Н?НН?ММН??
HSO3Р?РРРРРРР?????????????
SO4 2-РРРРРНМРНРРРРРРРРМНРР
HSO4РРРРРРРР??????????Н??
NO3РРРРРРРРРРРРРРРРРРРРР
NO2РРРРРРРРР????РМ??М????
PO4 3-РНРРННННННННННННННННН
CO3 2-РРРРРНННН??Н?ННННН?Н?Н
CH3COO —РРРРРРРРРРРРРРРРРРР
SiO3 2-ННРР?НННН??Н???НН??Н??
Растворимые (>1%)Нерастворимые (

Спасибо! Ваша заявка отправлена, преподаватель свяжется с вами в ближайшее время.

Вы можете также связаться с преподавателем напрямую:

8(906)72 3-11-5 2

Последовательные уравнения алкилирования аммиака хлорметаном

Скопируйте эту ссылку, чтобы разместить результат запроса » » на другом сайте.

Изображение вещества/реакции можно сохранить или скопировать, кликнув по нему правой кнопкой мыши.

Если вы считаете, что результат запроса » » содержит ошибку, нажмите на кнопку «Отправить».

Этим вы поможете сделать сайт лучше.

К сожалению, регистрация на сайте пока недоступна.

На сайте есть сноски двух типов:

Подсказки — помогают вспомнить определения терминов или поясняют информацию, которая может быть сложна для начинающего.

Дополнительная информация — такие сноски содержат примечания или уточнения, выходящие за рамки базовой школьной химии, нужны для углубленного изучения.

Здесь вы можете выбрать параметры отображения органических соединений.

Видео:Гетерогенный катализ. Каталитическое окисление аммиакаСкачать

Гетерогенный катализ. Каталитическое окисление аммиака

Амины: способы получения, строение и свойства

Амины – это органические производные аммиака NH3, в молекуле которого один, два или три атома водорода замещены на углеводородные радикалы.

Видео:12.2. Амины: Способы получения. ЕГЭ по химииСкачать

12.2. Амины: Способы получения. ЕГЭ по химии

Строение аминов

Последовательные уравнения алкилирования аммиака хлорметаном

Атом азота находится в состоянии sp 3 -гибридизации, поэтому молекула имеет форму тетраэдра.

Также атом азота в аминах имеет неподелённую электронную пару, поэтому амины проявляют свойства органических оснований.

Видео:Утилизация аммиака простым языкомСкачать

Утилизация аммиака простым языком

Классификация аминов

По количеству углеводородных радикалов, связанных с атомом азота, различают первичные, вторичные и третичные амины.

По типу радикалов амины делят на алифатические, ароматические и смешанные.

АминыПервичныеВторичныеТретичные
АлифатическиеМетиламин

CH3-NH2

Диметиламин

CH3-NH-CH3

Триметиламин

(CH3)3N

АроматическиеФениламин

C6H5-NH2

Дифениламин

(C6H5)2NH

Трифениламин

(C6H5)3N

СмешанныеМетилфениламин

CH3-NH-C6H5

Диметилфениламин

(CH3)2N-C6H5

Видео:ОБМЕН БЕЛКОВ И АМИНОКИСЛОТ 4. Пути обезвреживания аммиака.Скачать

ОБМЕН БЕЛКОВ И АМИНОКИСЛОТ 4. Пути обезвреживания аммиака.

Номенклатура аминов

  • Названия аминов образуют из названий углеводородных радикалов и суффикса амин. Различные радикалы перечисляются в алфавитном порядке.

При наличии одинаковых радикалов используют приставки ди и три.

  • Первичные амины могут быть названы как производные углеводородов, в молекулах которых один или несколько атомов водорода замещены на аминогруппы -NH2.

В этом случае аминогруппа указывается в названии приставкой амино-:

1-Аминопропан1,3-Диаминобутан
CH3-CH2-CH2-NH2 NH2-CH2-CH2-CH(NH2) -CH3
  • Для смешанных аминов, содержащих алкильные и ароматические радикалы, за основу названия обычно берется название первого представителя ароматических аминов – анилин.

Например, N-метиланилин:

Последовательные уравнения алкилирования аммиака хлорметаном

Символ N- ставится перед названием алкильного радикала, чтобы показать, что этот радикал связан с атомом азота, а не является заместителем в бензольном кольце.

Видео:Амины. Получение. Все 11 реакций ЕГЭ.Скачать

Амины. Получение. Все 11 реакций ЕГЭ.

Изомерия аминов

Для аминов характерна изомерия углеродного скелета, изомерия положения аминогруппы и изомерия различных типов аминов.

Видео:Орнитиновый цикл. Регуляция. Обезвреживания аммиака. Синтез аспрататСкачать

Орнитиновый цикл. Регуляция. Обезвреживания аммиака. Синтез аспратат

Изомерия углеродного скелета

Для аминов характерна изомерия углеродного скелета (начиная с С4H9NH2).

Например. Ф ормуле С4Н9NH2 соответствуют два амина-изомера углеродного скелета.
н-Бутиламин (1-аминобутан)Изобутиламин (1-амин-2-метилпропан)
Последовательные уравнения алкилирования аммиака хлорметаномПоследовательные уравнения алкилирования аммиака хлорметаном

Видео:Практическая работа №4 Получение аммиака и изучение его свойствСкачать

Практическая работа №4 Получение аммиака и изучение его свойств

Изомерия положения аминогруппы

Для аминов характерна изомерия положения аминогруппы (начиная с С3H9N).

Например. Ф ормуле С4Н11N соответствуют амины положения аминогруппы.

1-Аминобутан (н-бутиламин)
Последовательные уравнения алкилирования аммиака хлорметаномПоследовательные уравнения алкилирования аммиака хлорметаном

Видео:Биохимия. Лекция 40. Обмен аминокислот. 2 часть. Обезвреживание аммиакаСкачать

Биохимия. Лекция 40. Обмен аминокислот. 2 часть. Обезвреживание аммиака

Изомерия между типами аминов

Например. Формуле С3Н9N соответствуют первичный, вторичный и третичный амины.
Пропиламин

(первичный амин)

Метилэтиламин (вторичный амин)Триметиламин

(третичный амин)

Последовательные уравнения алкилирования аммиака хлорметаномПоследовательные уравнения алкилирования аммиака хлорметаномПоследовательные уравнения алкилирования аммиака хлорметаном

Видео:Опыты по химии. Получение и собирание аммиакаСкачать

Опыты по химии. Получение и собирание аммиака

Физические свойства аминов

При обычной температуре низшие алифатические амины CH3NH2, (CH3)2NH и (CH3)3N – газы (с запахом аммиака), средние гомологи – жидкости (с резким рыбным запахом), высшие – твердые вещества без запаха.

Ароматические амины – бесцветные жидкости с высокой температурой кипения или твердые вещества.

Первичные и вторичные амины образуют слабые межмолекулярные водородные связи:

Последовательные уравнения алкилирования аммиака хлорметаном

Это объясняет относительно более высокую температуру кипения аминов по сравнению с алканами с близкой молекулярной массой.

Амины также способны к образованию водородных связей с водой:

Последовательные уравнения алкилирования аммиака хлорметаном

Поэтому низшие амины хорошо растворимы в воде.

С увеличением числа и размеров углеводородных радикалов растворимость аминов в воде уменьшается. Ароматические амины в воде не растворяются.

Видео:Аммиак (строение молекулы). 9 классСкачать

Аммиак (строение молекулы). 9 класс

Химические свойства аминов

Амины имеют сходное с аммиаком строение и проявляют подобные ему свойства.

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

Первичный амин R–:NH2Последовательные уравнения алкилирования аммиака хлорметаномПоследовательные уравнения алкилирования аммиака хлорметаном

Поэтому амины и аммиак обладают свойствами оснований.

1. Основные свойства аминов

Алифатические амины являются более сильными основаниями, чем аммиак, а ароматические — более слабыми.

Это объясняется тем, что радикалы СН3–, С2Н5– увеличивают электронную плотность на атоме азота:

Последовательные уравнения алкилирования аммиака хлорметаном

Это приводит к усилению основных свойств.

Основные свойства аминов возрастают в ряду:

Последовательные уравнения алкилирования аммиака хлорметаном

1.1. Взаимодействие с водой

В водном растворе амины обратимо реагируют с водой. Среда водного раствора аминов — слабощелочная:

Последовательные уравнения алкилирования аммиака хлорметаном

1.2. Взаимодействие с кислотами

Амины реагируют с кислотами, как минеральными, так и карбоновыми, и аминокислотами, образуя соли (или амиды в случае карбоновых кислот):

Последовательные уравнения алкилирования аммиака хлорметаном

При взаимодействии аминов с многоосновными кислотами возможно образование кислых солей:

Последовательные уравнения алкилирования аммиака хлорметаном

1.3. Взаимодействие с солями

Амины способны осаждать гидроксиды тяжелых металлов из водных растворов.

Например, при взаимодействии с хлоридом железа (II) образуется осадок гидроксида железа (II):

Последовательные уравнения алкилирования аммиака хлорметаном

Видео:Аммиак, орнитиновый циклСкачать

Аммиак, орнитиновый цикл

2. Окисление аминов

Амины сгорают в кислороде, образуя азот, углекислый газ и воду. Например, уравнение сгорания этиламина:

Последовательные уравнения алкилирования аммиака хлорметаном

Видео:Амины - органические основания | Химия 10 класс #42 | ИнфоурокСкачать

Амины - органические основания | Химия 10 класс #42 | Инфоурок

3. Взаимодействие с азотистой кислотой

Первичные алифатические амины при действии азотистой кислоты превращаются в спирты:

Последовательные уравнения алкилирования аммиака хлорметаном

Это качественная реакция на первичные амины – выделение азота.

Вторичные амины (алифатические и ароматические) образуют нитрозосоединения — вещества желтого цвета:

Последовательные уравнения алкилирования аммиака хлорметаном

Видео:Промышленное получение аммиака. 11 класс.Скачать

Промышленное получение аммиака. 11 класс.

4. Алкилирование аминов

Первичные амины способны взаимодействовать с галогеналканами с образованием соли вторичного амина:

Последовательные уравнения алкилирования аммиака хлорметаном

Из полученной соли щелочью выделяют вторичный амин, который можно далее алкилировать до третичного амина.

Видео:Смещение равновесия в растворе аммиака при нагреванииСкачать

Смещение равновесия в растворе аммиака при нагревании

Особенности анилина

Анилин С6H5-NH2 – это ароматический амин.

Последовательные уравнения алкилирования аммиака хлорметаном

Анилин – бесцветная маслянистая жидкость с характерным запахом. На воздухе окисляется и приобретает красно-бурую окраску. Ядовит. В воде практически не растворяется.

При 18 о С в 100 мл воды растворяется 3,6г анилина. Раствор анилина не изменяет окраску индикаторов.

Для анилина характерны реакции как по аминогруппе, так и по бензольному кольцу.
  • Бензольное кольцо уменьшает основные свойства аминогруппы по сравнению алифатическими аминами и даже с аммиаком:

Анилин не реагирует с водой, но реагирует с сильными кислотами, образуя соли:

Последовательные уравнения алкилирования аммиака хлорметаном

  • Бензольное кольцо в анилине становится более активным в реакциях замещения, чем у бензола.

Реакция с галогенами идёт без катализатора во все три орто- и пара- положения.

Качественная реакция на анилин: реагирует с бромной водой с образованием 2,4,6-триброманилина (белый осадок ↓).

Последовательные уравнения алкилирования аммиака хлорметаном

Видео:12.1. Амины: Строение, номенклатура, изомерия. ЕГЭ по химииСкачать

12.1. Амины: Строение, номенклатура, изомерия. ЕГЭ по химии

Получение аминов

Видео:56. Амины (часть 2)Скачать

56. Амины (часть 2)

Восстановление нитросоединений

Первичные амины можно получить восстановлением нитросоединений.

  • Гидрирование водородом:

Последовательные уравнения алкилирования аммиака хлорметаном

  • Восстановление сульфидом аммония:

Последовательные уравнения алкилирования аммиака хлорметаном

  • Алюминий в щелочнойсреде.

Алюминий реагирует с щелочами с образованием гидроксокомплексов.

Последовательные уравнения алкилирования аммиака хлорметаном

В щелочной и нейтральной среде получаются амины.

Восстановлением нитробензола получают анилин.

  • Металлами в кислой среде – железом, оловом или цинком в соляной кислоте.

При этом образуются не сами амины, а соли аминов:

Последовательные уравнения алкилирования аммиака хлорметаном

Амины из раствора соли выделяют с помощью щелочи:

Последовательные уравнения алкилирования аммиака хлорметаном

Алкилирование аммиака и аминов

При взаимодействии аммиака с галогеналканами происходит образование соли первичного амина, из которой действием щелочи можно выделить сам первичный амин.

Последовательные уравнения алкилирования аммиака хлорметаном

Последовательные уравнения алкилирования аммиака хлорметаном

Если проводить реакцию с избытком аммиака, то сразу получится амин, а галогеноводород образует соль с аммиаком:

Последовательные уравнения алкилирования аммиака хлорметаном

Гидрирование нитрилов

Таким образом получают первичные амины. Возможно восстановление нитрилов водородом на катализаторе:

. Последовательные уравнения алкилирования аммиака хлорметаном

Соли аминов

  • Соли аминов — это твердые вещества без запаха, хорошо растворимые в воде, но не растворимые в органических растворителях (в отличие от аминов).
  • При действии щелочей на соли аминов выделяются свободные амины:

Последовательные уравнения алкилирования аммиака хлорметаном

  • Соли аминов вступают в обменные реакции в растворе:

Последовательные уравнения алкилирования аммиака хлорметаном

  • Взаимодействие с аминами.

Соль амина с более слабыми основными свойствами может реагировать с другим амином, образуя новую соль (более сильные амины вытесняют менее сильные из солей):

Последовательные уравнения алкилирования аммиака хлорметаном

15 комментариев

Добавить ваш

Где получение аминов , там 2) Реакция Зинина слева написано R как радикал, а справа (после равно) уже метиламин, почему метиламин справа, а слева просто R? Разве Зинин не анилин получил этим способом?

Да, спасибо, поправил. В узком смысле реакцией Зинина называют получение именно ароматических аминов, в широком смысле так называют восстановление любых нитросоединений сульфидом аммония.

Здравствуйте! Скажите, пожалуйста, реагируют ли третичные амины с галогеналканами? Если да, то как идет реакция и что получается? Например,при взаимодействии триметиламина с хлорметаном?

Здравствуйте! Реагируют, но дальнейшее замещение по связям N-H не идет.

Здравствуйте! Не показано взаимодействие аминов со спиртами.

Третичные амины с алкилгалогенидами реагируют. Получаются четвертичные аммониевые соли. Говорить, что они вообще не реагируют, неправильно. Они не вступают в реакцию алкилирования.

R3N + RCl = R4N(+)Cl(-)

По такой схеме за счет пары электронов на азоте реагируют алифатические амины, ароматические амины, пиридин с получением N-алкилпиридинийхлорида (иодида) и пр.

Да, спасибо за комментарий. Я имел в виду, что не идет дальнейшее замещение.

спасибо, отличная идея!

для полноты информации я бы добавил оптическую изомерию и примеры этой изомерии ко всем классам органических веществ, потому что на егэ это есть

На ЕГЭ пока оптической изомерии нет.

Admin>Здравствуйте! Реагируют, но дальнейшее замещение по связям N-H не идет.

что значит «дальнейшее»? у триметиламина — и так уже нет N-H связей, может вы имели в виду протонированный триметил-амин (скажем) солянокислый, что в форме соли он останется третичным амином например до момента щелочного депротонирования(высвобождения основания амина)

а что кстати, есть способ галоидным алкилом моноалкилирование первичного ароматического амина до вторичного осуществить, избежав образования третичного амина — диалкилированного уже
на этилировании уже проще, а вот метиллирование нейромедиаторов не удавалось остановить на стадии N,N-ДиМет.(например в ацетоне с карбонатом калия, или с DIPEA), выход третичного целевого амина всегда оказывался либо самым низким из продуктов реакции, либо просто очень низким(10% в сложной смеси аминов с преобладанием четвертичной соли триметиламмония метилиодида, а сейчас подумал — если при N-метилировании первичного ароматического амина метилиодидом, образуется гидроиодид N-метил…исх.пер.амина, он же даже во второе метиллирование уже не должен входить, усиленным основанием став (скажем адреналином, основнее норадреналина исходного как я понимаю за счет появившегося электроннодонороного метила) и так будет выведен из реакционной среды(например выпав осадком соли, не солватированной в неполярной РС)
получается в отсутствие основного катализа алкилирование первичных аминов ограничивается моно-алкилированием — не далее чем до вторичного амина? или на практике соли не так надёжны как в оптимистичных прогнозах теоретизирующего учащегося?

Поделиться или сохранить к себе: