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Préparation et propriétés des amines aniline. Propriétés chimiques des amines. Basicité des amines (Zagorsky V.V.). Formation de sels avec des alcalis et des carbonates de métaux alcalins

Devoirs de chimie pour la 11e année

au manuel « Chimie. 11e année", G.E. Rudzitis, F.G. Feldman, M. : « Lumières », 2000

GUIDE PÉDAGOGIQUE ET PRATIQUE


Chapitre XI. Amines. Acides aminés. Contenant de l'azote
composés hétérocycliques............................................................ ... .......................
Problèmes pour les §§1, 2 (p. 14) ....................................... . .......................................
Problèmes pour le §3 (p. 17) ....................................... ......... .................................................
Chapitre XII. Protéines et acides nucléiques........................................................ ......
Problèmes pour les §§1, 2 (p. 24) ....................................... . .......................................
Chapitre XIII. Substances synthétiques de haut poids moléculaire et
matériaux polymères à base de ceux-ci ............................................ ...... ..........
Problèmes pour le §1 (p. 31) ....................................... ......................................................
Problèmes pour les §§2, 3 (p. 36) ....................................... . .......................................
Chapitre XIV. Généralisation des connaissances sur le cours de chimie organique.............
Problèmes pour les §§1-5 (p. 53) ....................................... . .......................................
Chapitre II. Loi périodique et système périodique
DI. Mendeleïev s'appuie sur la doctrine de la structure de l'atome.................................................. .....
Problèmes pour les §§1-3 (p. 70) ....................................... . .......................................
Chapitre III. Structure de la matière.................................................. .... ....................
Problèmes pour les §§1 à 4 (p. 84) ................................................. . .......................................
Chapitre IV. Réactions chimiques................................................ ........ ...............
Problèmes pour les §§1, 2 (p. 93) ....................................... . .......................................
Chapitre V. Métaux............................................................ .......................................................
Problèmes pour les §§1-10 (p. 120) ....................................... .......................................
Chapitre VI. Non-métaux................................................................ ......... .................................
Problèmes pour les §§1-3 (p. 140) ....................................... . ..................................
Chapitre VII. Relation génétique entre organique et inorganique
substances............................................................ ....................................................... .............. ......
Problèmes pour les §§1, 2 (p. 144) ....................................... . ..................................

Chapitre XI. Amines. Acides aminés. Composés hétérocycliques contenant de l'azote

Problèmes pour les §§1, 2 (p. 14)

Question n°1

Écrivez les formules chimiques des substances (deux exemples chacune) liées à : a) les composés nitro ; b) aux esters de l'acide nitrique.

a) Les composés nitro comprennent le nitroéthane et le 2-nitropropane :

CH3 –CH2 –NO2	CH3 –CH–CH3

	NO2
nitroéthane	2-nitropropane

b) Des exemples d'esters d'acide nitrique sont le nitrate de méthyle (ester méthylique de l'acide nitrique) et le nitrate d'éthyle (ester éthylique de l'acide nitrique).

CH3 –O–NO2 CH3 –CH2 –O–NO2 nitrate de méthyle nitrate d'éthyle

Question n°2

Que sont les amines et quelle est la structure de leurs molécules ?

Les amines sont des dérivés d'hydrocarbures contenant

V groupe amino de la molécule–NH2. Les amines peuvent également être considérées comme des dérivés de l'ammoniac dans lesquels un ou plusieurs atomes d'hydrogène sont remplacés par des radicaux hydrocarbonés. La structure des molécules d'amines saturées est similaire à la structure de la molécule d'ammoniac. Dans la molécule de méthylamine CH3 –NH2, l’atome de carbone est

en état d’hybridation sp3. La liaison entre les atomes d’azote et de carbone est formée grâce à l’une des orbitales hybrides sp3 de l’atome de carbone et à l’orbitale p de l’atome d’azote.

Question n°3

En fonction de la structure des molécules, indiquez les propriétés similaires et distinctives des amines et de l’ammoniac.

Dans les molécules d’ammoniac et d’amine, l’atome d’azote possède une seule paire d’électrons. Grâce à cette paire d'électrons, une interaction avec les ions hydrogène H+ est possible :

Н3 N : + Н+ = НН4 +

CH3 –H2N : + H+ = CH3 –NH3 +

Lorsque les amines et l'ammoniac réagissent avec l'acide, des sels d'ammonium se forment :

NH3 + HCl = NH4 Cl (chlorure d'ammonium)

Lorsque l'ammoniac ou les amines sont dissous dans l'eau, des ions hydroxyde se forment dans une faible mesure et la solution devient alcaline. L'ammoniac et les amines sont des bases faibles :

NH3 + H2O = NH4 + + OH–

CH3 –NH2 + H2O = CH3 –NH3 + + OH–

Cependant, comparativement à l'ammoniac, les amines sont des bases plus fortes (pour une explication, voir la réponse à la question 4).

Question n°4

Les amines sont données : a) méthylamine ; b) diméthylamine; c) triméthylamine. Écrivez leurs formules développées et expliquez lesquelles d'entre elles ont des propriétés de base les plus prononcées et lesquelles ont des propriétés de base plus faibles. Pourquoi?

Les principales propriétés des amines, comme l’ammoniac, sont dues à la présence d’une seule paire d’électrons sur l’atome d’azote. Par conséquent, plus la densité électronique sur l’atome d’azote est élevée, plus les propriétés fondamentales de l’amine sont prononcées. Dans la molécule de méthylamine, l'atome d'azote est relié à un radical méthyle. L'électronégativité de l'hydrogène est inférieure à celle du carbone et de l'azote, donc les électrons passent de trois atomes d'hydrogène à un atome de carbone, puis

– à l’atome d’azote (représenté par des flèches sur la figure) :

H C NH2

En conséquence, la densité électronique sur l’atome d’azote augmente et la méthylamine est une base plus forte que l’ammoniac. Dans la molécule de diméthylamine, un atome d'hydrogène est connecté à deux radicaux méthyle et la densité électronique de six atomes d'hydrogène est transférée à l'atome d'azote, de sorte que la densité électronique sur l'atome d'azote est supérieure à celle de la molécule de méthylamine, et la diméthylamine est un base plus forte que la méthylamine. Enfin, dans la molécule de triméthylamine, il y a trois radicaux méthyle au niveau de l'atome d'azote, et il y a un déplacement d'électrons vers l'atome d'azote à partir de neuf atomes d'hydrogène. Par conséquent, la triméthylamine est, à son tour, une base plus forte que la diméthylamine. Ainsi, la méthylamine possède les propriétés basiques les plus faibles, tandis que la triméthylamine possède les propriétés les plus fortes.

Question n°5

Écrivez les équations de réaction qui peuvent entraîner les transformations suivantes :

						NH3 HSO4

						CH3NH2

		(CH3				NH3 )2SO4

Lorsque la méthylamine réagit avec l’acide sulfurique, il se forme du sulfate de méthylammonium (CH3 –NH3)2SO4 (avec un excès de méthylamine) ou de l’hydrogénosulfate de méthylammonium CH3 –NH3HSO4 (avec un excès d’acide sulfurique) :

2CH3 –NH2 + H2 SO4 = (CH3 –NH3 )2 SO4

CH3 –NH2 + H2 SO4 = CH3 –NH3 HSO4

Lorsque le sulfate de méthylammonium ou l'hydrogénosulfate est exposé à une solution alcaline, de la méthylamine est libérée :

(CH3 –NH3 )2 SO4 + 2NaOH = 2CH3 –NH2 + Na2 SO4 + 2H2 O CH3 –NH3 НSO4 + 2NaOH = CH2 –NH2 + Na2 SO4 + 2H2 O

Question n°6

Comparez les propriétés de : a) les amines de la série limite et l'aniline ; b) limiter les alcools et le phénol. Quelles propriétés de ces substances sont similaires et en quoi diffèrent-elles les unes des autres ? Pourquoi? Écrivez des équations de réaction pour étayer vos conclusions.

a) Les amines saturées et l'aniline présentent des propriétés basiques. Par exemple, toutes les amines réagissent avec les acides pour former des sels :

СН3 –NH2 + НCl = СН3 –NН3 Сl (chlorure de méthylammonium)

Cependant, le phénol réagit avec l’hydroxyde de sodium, mais pas l’alcool :


	H2O

Ainsi, les alcools et les phénols présentent des propriétés acides, mais chez les phénols, elles sont plus prononcées. Cela s'explique par le fait que le cycle benzénique attire les électrons de l'atome d'oxygène, de sorte que les électrons de l'atome d'hydrogène sont plus fortement déplacés vers l'atome d'oxygène. La liaison entre les atomes d’hydrogène et d’oxygène devient plus polaire et se rompt donc plus facilement que dans les alcools.

Question n°7

En utilisant l'aniline comme exemple, expliquez l'essence de l'influence mutuelle des groupes d'atomes dans une molécule.

Dans la molécule d'aniline, la densité électronique se déplace du groupe amino vers le cycle benzène. En conséquence, la densité électronique sur l'atome d'azote diminue et les propriétés fondamentales du groupe amino s'affaiblissent par rapport au groupe amino dans les amines saturées. D'un autre côté, cela conduit au fait que la densité électronique dans le cycle benzénique augmente, de sorte que les réactions de substitution dans l'aniline se produisent plus facilement que dans le benzène. Par exemple, lorsque le benzène est exposé au brome, la réaction de substitution se produit uniquement en présence d'un catalyseur - le bromure de fer - et un seul atome d'hydrogène est remplacé, du bromobenzène se forme :

Question n°8

Notez les équations de réaction qui peuvent entraîner la synthèse d'aniline à partir des matières premières suivantes : a) méthane ; b) calcaire, charbon et eau.

a) L'acétylène peut être obtenu à partir du méthane avec un fort chauffage :

2CH4		HC≡CH + 3H2

A partir de trois molécules d'acétylène, une molécule de benzène peut être formée (réaction de trimérisation) :

3HC≡ CH t, chat

Lorsque le benzène est traité avec un mélange d'acide nitrique concentré et d'acide sulfurique concentré, l'atome d'hydrogène est remplacé par un groupe nitro et du nitrobenzène se forme :

b) Lorsqu'il est fortement chauffé, le carbonate de calcium se décompose en oxyde de calcium et monoxyde de carbone (IV) :

CaCO3 = CaO + CO2

L'oxyde de calcium réagit avec le charbon à haute température pour former du carbure de calcium :

2CaO + 5C = 2CaC2 + CO2

Lorsque le carbure de calcium est exposé à l'eau, de l'acétylène est obtenu :

CaC2 + 2H2 O = HC≡ CH + Ca(OH)2

Question n°9

Dessinez les formules développées des substances isomères dont la formule moléculaire est C5 H13 N. Sous les formules, donnez les noms des substances.

Il existe 15 amines isomères correspondant à la formule

C5 H13 N :

CH3 –CH2 –CH2 –CH2 –CH2 –NH2	CH3 –CH2 –CH2 –CH–CH3

	NH2
1-aminopentane	2-aminopentane
CH3 –CH2 –CH–CH2 –CH3	CH3 –CH2 –CH–CH2 –NH2

NH2	CH3
3-aminopentane	1-amino-2-méthylbutane

				NH2

CH3 –CH–CH2 –CH2 –NH2			CH3 –CH2 –C–CH3

CH3				CH3
1-amino-3-méthylbutane			2-amino-2-méthylbutane
				CH3
CH3 –CH–CH–CH3
CH3 –CH–CH–CH3			CH3 –С–СН2 –NH2

CH3NH2				CH3
2-amino-3-méthylbutane			1-amino-2,2-diméthylpropane
CH3 –CH2 –CH2 –CH2 –NH		CH3 –CH2 –CH2 –NH–CH2 –CH3

	CH3
méthylbutylamine			éthylpropylamine
CH3 –CH–CH2 –NH			CH3 –CH–NH–CH2 –CH3

CH3	CH3			CH3
méthylisobutylamine			éthylisopropylamine
				CH3

CH3 –CH2 –CH–NH			СН3 –С–NН–СН3

CH3	CH3			CH3
méthylsec-butylamine			méthyltert-butylamine
				CH3
CH3			CH3
				CH3 –CH2 –N
CH3 –CH2 –CH2 –N		CH3 –CH–N
				CH2
CH3		CH3	CH3
				CH3
diméthylpropylamine	diméthylisopropylamine			diéthylméthylamine

Question n°10

Comment obtient-on les acides aminés ? Écrivez les équations de réaction.

La propriété la plus commune de tous les composés organiques est leur capacité à brûler. L'ammoniac lui-même brûle et, en général, facilement, mais y mettre le feu n'est pas toujours facile. En revanche, les amines s’enflamment facilement et brûlent le plus souvent avec une flamme incolore ou légèrement colorée. Dans ce cas, l'azote des amines est traditionnellement oxydé en azote moléculaire, car les oxydes d'azote sont instables.

Les amines s'enflamment plus facilement dans l'air que l'ammoniac.

4NH 3 + 3O 2 = 2N 2 + 6H 2 O ;

4C 2 H 5 NH 2 + 15O 2 = 8CO 2 + 14H 2 O + 2N 2.

Propriétés de base

Amines primaires, secondaires et tertiaires contiennent nécessairement une seule paire d’électrons, comme il sied à l’azote trivalent. Autrement dit, les amines en solution présentent des propriétés basiques ou leurs solutions sont des bases. C’est pourquoi les amines présentes dans une solution aqueuse deviennent bleues tournesol et la phénolphtaléine pourpre. Riz. 12.

Riz. 1 .

Riz. 2 .

Grâce à cette paire d'électrons, une liaison donneur-accepteur avec un ion hydrogène peut se former :

C 2 H 5 NH 2 + H + = C 2 H 5 NH 3 +.

Ainsi, comme l'ammoniac, les amines présentent les propriétés des bases :

NH 3 + H 2 O NH 4 OH;

C 2 H 5 NH 2 + H 2 O C 2 H 5 NH 3 OH.

L'ammoniac forme des sels avec les acides l'ammonium et les amines sont des alkylammonium :

NH 3 + HBr = NH 4 Br ( bromure d'ammonium)

C 2 H 5 NH 2 + HBr = C 2 H 5 NH 3 Br ( bromure d'éthylammonium)

Tout comme l'ammoniac forme des sels d'ammonium avec les acides, les amines forment les sels correspondants. Ces sels peuvent se former, comme dans le cas de l'ammoniac, non seulement lors de la réaction de solutions aqueuses, mais également en phase gazeuse si les amines sont suffisamment volatiles.

Autrement dit, si vous placez des récipients contenant de l'acide chlorhydrique concentré ou même un acide volatil organique, tel que l'acide acétique, et un récipient contenant une amine volatile l'un à côté de l'autre, alors bientôt quelque chose ressemblant à de la fumée sans feu apparaîtra dans l'espace entre eux, c'est-à-dire que des cristaux correspondant à un sel d'alkylamine se formeront. Riz. 3.

Riz. 3 .

Les alcalis remplacent les amines , qui, comme l'ammoniac, faible bases, à partir de sels d'alkylammonium :

NH 4 Cl + KOH = NH 3 - + KCl + H 2 O;

CH 3 NH 3 Cl + KOH = CH 3 NH 2 - + KCl + H 2 O.

Les propriétés fondamentales des amines sont supérieures à celles de l'ammoniac. Pourquoi? La formation d'une liaison donneur-accepteur avec un ion hydrogène se produit plus facilement, plus la densité électronique sur l'atome d'azote est élevée. Les radicaux hydrocarbonés contiennent de nombreux électrons et les « partagent » facilement avec l’atome d’azote (Fig. 4).

Riz. 4. Liaison donneur-accepteur avec un ion hydrogène

Cependant, les propriétés basiques des amines tertiaires sont inférieures à celles des amines secondaires (comparer les constantes de basicité). Pourquoi? Dans une amine tertiaire, l’atome d’azote est entouré de tous côtés par des radicaux hydrocarbonés et sa capacité à réagir est entravée.

Les amines, comme l'ammoniac, sont capables de réagir avec les haloalcanes, remplaçant l'atome d'halogène :

CH 3 Br + NH 3 = CH 3 NH 2 + HBr;

CH 3 NH 2 + CH 3 Br = (CH 3) 2 NH + HBr;

(CH 3) 2 NH + CH 3 Br = (CH 3) 3 N + HBr.

Les amines tertiaires peuvent également remplacer l'halogène, ce qui permet d'aller plus loin dans la réaction. Un sel d'ammonium quaternaire se forme - bromure de tétraméthylammonium (CH 3) 4 NBr :

(CH 3) 3 N + CH 3 Br = (CH 3) 4 N+ + Br-.

Résumer la leçon

Cette leçon couvrait le sujet « Composés aminés. Classification, isomérie, noms et propriétés physiques." Vous avez passé en revue la genèse des composés organiques contenant de l’oxygène et rappelé certaines propriétés générales de l’ammoniac et de l’eau. Nous avons ensuite examiné comment obtenir des composés aminés. Nous avons étudié leur classification, leur isomérie, leurs noms et leurs propriétés physiques inhérentes. .

Bibliographie

Rudzitis G.E., Feldman F.G. Chimie : Chimie organique. 10e année : manuel pour les établissements d'enseignement général : niveau de base/G. E. Rudzitis, F.G. Feldman. - 14ème édition. - M. : Éducation, 2012.
Chimie. 10 e année. Niveau de profil : académique. pour l'enseignement général institutions/V.V. Eremin, N.E. Kuzmenko, V.V. Lounine, A.A. Drozdov, V.I. Terénine. - M. : Outarde, 2008. - 463 p.
Chimie. 11e année. Niveau de profil : académique. pour l'enseignement général institutions/ V.V. Eremin, N.E. Kuzmenko, V.V. Lounine, A.A. Drozdov, V.I. Terénine. - M. : Outarde, 2010. - 462 p.
Khomchenko G.P., Khomchenko I.G. Recueil de problèmes de chimie pour ceux qui entrent à l'université. - 4e éd. - M. : RIA « Nouvelle Vague » : Editeur Umerenkov, 2012. - 278 p.

site web ().
Chimie.ssu.samara.ru ().
Khimik.ru ().
Promobud.ua ().

Devoirs

N° 3, 4 (p. 14) Rudzitis G.E., Feldman F.G. Chimie : Chimie organique. 10e année : manuel pour les établissements d'enseignement général : niveau de base/G. E. Rudzitis, F.G. Feldman. - 14ème édition. - M. : Éducation, 2012.
Comparez les propriétés des amines limitantes et des alcools.
Écrivez des équations de réaction confirmant la basicité des amines.

Amines- ce sont des composés organiques dans lesquels un atome d'hydrogène (peut-être plusieurs) est remplacé par un radical hydrocarboné. Toutes les amines sont divisées en :

amines primaires;
amines secondaires;
amines tertiaires.

Il existe également des analogues de sels d'ammonium - des sels quaternaires comme [ R. 4 N] + Cl - .

Selon le type de radical amines peut être:

les amines aliphatiques;
amines aromatiques (mélangées).

Amines aliphatiques saturées.

Formule générale CnH 2 n +3 N.

Structure des amines.

L'atome d'azote est en hybridation sp 3. La 4ème orbitale non hybride contient une paire d'électrons non liants, qui détermine les propriétés de base des amines :

Les substituants donneurs d'électrons augmentent la densité électronique sur l'atome d'azote et améliorent les propriétés basiques des amines, pour cette raison les amines secondaires sont des bases plus fortes que les primaires, car 2 radicaux sur un atome d’azote créent une densité électronique supérieure à 1.

Dans les atomes tertiaires, le facteur spatial joue un rôle important : car 3 radicaux obscurcissent le doublet libre d'azote, difficile à « approcher » pour les autres réactifs ; la basicité de ces amines est inférieure à celle primaire ou secondaire ;

Isomérie des amines.

Les amines sont caractérisées par une isomérie du squelette carboné et une isomérie de la position du groupe amino :

Comment s’appellent les amines ?

Le nom répertorie généralement les radicaux hydrocarbonés (par ordre alphabétique) et ajoute la terminaison -amine :

Propriétés physiques des amines.

Les 3 premières amines sont des gaz, les membres intermédiaires de la série aliphatique sont des liquides et les plus élevés sont des solides. Le point d'ébullition des amines est supérieur à celui des hydrocarbures correspondants, car en phase liquide, des liaisons hydrogène se forment dans la molécule.

Les amines sont très solubles dans l'eau ; à mesure que le radical hydrocarboné se développe, la solubilité diminue.

Préparation d'amines.

1. Alkylation de l'ammoniac (méthode principale), qui se produit lorsqu'un halogénure d'alkyle est chauffé avec de l'ammoniac :

Si l'halogénure d'alkyle est en excès, l'amine primaire peut subir une réaction d'alkylation, devenant une amine secondaire ou tertiaire :

2. Réduction des composés nitrés :

Le sulfure d'ammonium est utilisé ( La réaction de Zinine), du zinc ou du fer en milieu acide, de l'aluminium en milieu alcalin ou de l'hydrogène en phase gazeuse.

3. Réduction des nitriles. Utiliser LiAlH4:

4. Décarboxylation enzymatique des acides aminés :

Propriétés chimiques des amines.

Tous amines- les bases fortes, et les aliphatiques sont plus fortes que l'ammoniac.

Les solutions aqueuses sont de nature alcaline.

La structure de l'aniline

Le représentant le plus simple de la classe des amines aromatiques est l'aniline. C'est un liquide huileux, légèrement soluble dans l'eau (Fig. 1).

Riz. 1. Aniline

Quelques autres amines aromatiques (Figure 2) :

ortho-toluidine 2-naphtylamine 4-aminobiphényle

Riz. 2. Amines aromatiques

Comment la combinaison d’un cycle benzénique et d’un substituant ayant une seule paire d’électrons affecte-t-elle les propriétés d’une substance ? La paire électronique d'azote est attirée dans le système aromatique (Fig. 3) :

Riz. 3. Système aromatique

A quoi cela conduit-il ?

Propriétés de base de l'aniline

La paire électronique de l'aniline est « attirée » dans le système aromatique général et la densité électronique sur l'azote de l'aniline est réduite. Cela signifie que l'aniline sera une base plus faible que les amines et l'ammoniac. L'aniline ne change pas la couleur du tournesol et de la phénolphtaléine.

Substitution électrophile dans l'aniline

L'augmentation de la densité électronique dans le cycle benzénique (due à l'absorption d'une paire d'électrons azotés) conduit à une substitution électrophile plus facile, en particulier aux positions ortho et para.

L'aniline réagit avec l'eau bromée, dans ce cas, il se forme immédiatement

2,4,6-tribromoaniline - précipité blanc (réaction qualitative à l'aniline et à d'autres aminebenzènes).

Rappelons-le : le benzène ne réagit avec le brome qu'en présence d'un catalyseur (Fig. 4).

Riz. 4. Interaction de l'aniline avec le brome

Oxydation de l'aniline

La densité électronique élevée du cycle benzénique facilite l’oxydation de l’aniline. L'aniline est généralement de couleur brune car une partie est oxydée par l'oxygène de l'air, même dans des conditions normales.

Application d'aniline et d'amines

À partir des produits d'oxydation de l'aniline, on obtient des colorants à l'aniline qui se distinguent par leur durabilité et leur luminosité.

L'anesthésine et la novocaïne, utilisées pour l'anesthésie locale, sont obtenues à partir de l'aniline et des amines ; streptocide, un agent antibactérien; le paracétamol, un analgésique et antipyrétique populaire (Fig. 5) :

Anestezine novocaïne

streptocide paracétamol

(para-aminobenzènesulfamide (para-acétoaminophénol)

Riz. 5. Dérivés d'aniline

L'aniline et les amines sont des matières premières pour la production de plastiques, de photoréactifs et d'explosifs. Hexyl explosif (hexanitrodiphénylamine) (Fig. 6) :

Riz. 6. Hexyle

Préparation d'aniline et d'amines

1. Chauffage des haloalcanes avec de l'ammoniac ou des amines moins substituées (réaction de Hoffmann).

CH3Br + NH3 = CH3NH2 + HBr (plus correctement CH3NH3Br) ;

СH3NH2 + CH3Br = (CH3)2NH + HBr (plus correctement (CH3)2NH2Br) ;

(CH3)2NH + CH3Br = (CH3)3N + HBr (plus correctement (CH3)3NHBr).

2. Déplacement des amines de leurs sels par chauffage avec des alcalis :

CH3NH3Cl + KOH = CH3NH2- + KCl + H2O.

3. Réduction des composés nitrés (réaction Zinin) :

С6Н5NO2 + 3Fe + 6HCl = C6H5NH2 + 3FeCl2 + 2H2O ;

С6Н5NO2 + 3H2 С6Н5NH2 + 2H2O.

Résumer la leçon

Cette leçon couvrait le thème « Caractéristiques des propriétés de l'aniline. Préparation et utilisation des amines. Dans cette leçon, vous avez étudié les propriétés de l'aniline, qui sont déterminées par l'influence mutuelle de la structure aromatique et de l'atome attaché au cycle aromatique. Nous avons également examiné les méthodes de production d'amines et leurs domaines d'application.

Bibliographie

Rudzitis G. E., Feldman F. G. Chimie : Chimie organique. 10e année : manuel pour les établissements d'enseignement général : niveau de base / G. E. Rudzitis, F. G. Feldman. - 14ème édition. - M. : Education, 2012. Chimie. 10 e année. Niveau de profil : académique. pour l'enseignement général institutions/ V.V. Eremin, N.E. Kuzmenko, V.V. Lunin, A.A. Drozdov, V.I. - M. : Outarde, 2008. - 463 p. Chimie. 11e année. Niveau de profil : académique. pour l'enseignement général institutions/ V.V. Eremin, N.E. Kuzmenko, V.V. Lunin, A.A. Drozdov, V.I. - M. : Outarde, 2010. - 462 p. Khomchenko G. P., Khomchenko I. G. Recueil de problèmes de chimie pour les candidats aux universités. - 4e éd. - M. : RIA « Nouvelle Vague » : Editeur Umerenkov, 2012. - 278 p.

Devoirs

N° 5, 8 (p. 14) Rudzitis G. E., Feldman F. G. Chimie : Chimie organique. 10e année : manuel pour les établissements d'enseignement général : niveau de base / G. E. Rudzitis, F. G. Feldman. - 14ème édition. - M. : Education, 2012. Comparer les propriétés des séries limitantes des amines et de l'aniline. En utilisant l'aniline comme exemple, expliquez l'essence de l'influence des atomes dans une molécule.

Chimie organique. Site sur la chimie. Portail Internet Promobud.

En fonction de la nature des substituants hydrocarbonés, les amines sont divisées en

Caractéristiques structurelles générales des amines

Tout comme dans la molécule d'ammoniac, dans la molécule de n'importe quelle amine, l'atome d'azote possède une seule paire d'électrons dirigée vers l'un des sommets du tétraèdre déformé :

Pour cette raison, les amines, comme l’ammoniac, ont des propriétés basiques significativement exprimées.

Ainsi, les amines, semblables à l'ammoniac, réagissent de manière réversible avec l'eau, formant des bases faibles :

La liaison entre le cation hydrogène et l’atome d’azote dans la molécule d’amine est réalisée à l’aide d’un mécanisme donneur-accepteur dû à la seule paire électronique de l’atome d’azote. Les amines saturées sont des bases plus fortes que l'ammoniac, car dans ces amines, les substituants hydrocarbonés ont un effet inductif positif (+I). À cet égard, la densité électronique sur l'atome d'azote augmente, ce qui facilite son interaction avec le cation H +.

Les amines aromatiques, si le groupe amino est directement connecté au cycle aromatique, présentent des propriétés basiques plus faibles que l'ammoniac. Cela est dû au fait que la seule paire électronique de l'atome d'azote est déplacée vers le système π aromatique du cycle benzénique, ce qui entraîne une diminution de la densité électronique sur l'atome d'azote. Cela entraîne à son tour une diminution des propriétés fondamentales, notamment la capacité d’interagir avec l’eau. Par exemple, l'aniline ne réagit qu'avec les acides forts, mais ne réagit pratiquement pas avec l'eau.

Propriétés chimiques des amines saturées

Comme déjà mentionné, les amines réagissent de manière réversible avec l'eau :

Les solutions aqueuses d'amines ont une réaction alcaline due à la dissociation des bases résultantes :

Les amines saturées réagissent mieux avec l’eau que l’ammoniac en raison de leurs propriétés basiques plus fortes.

Les propriétés fondamentales des amines saturées augmentent en série.

Les amines saturées secondaires sont des bases plus fortes que les amines saturées primaires, qui à leur tour sont des bases plus fortes que l'ammoniac. Quant aux propriétés fondamentales des amines tertiaires, si nous parlons de réactions en solutions aqueuses, alors les propriétés fondamentales des amines tertiaires sont exprimées bien pire que celles des amines secondaires, et même légèrement pires que celles des primaires. Cela est dû à des obstacles stériques, qui affectent de manière significative le taux de protonation des amines. En d’autres termes, trois substituants « bloquent » l’atome d’azote et interfèrent avec son interaction avec les cations H+.

Interaction avec les acides

Les amines saturées libres et leurs solutions aqueuses réagissent avec les acides. Dans ce cas, des sels se forment :

Étant donné que les propriétés fondamentales des amines saturées sont plus prononcées que celles de l'ammoniac, ces amines réagissent même avec des acides faibles, tels que l'acide carbonique :

Les sels d'amine sont des solides hautement solubles dans l'eau et peu solubles dans les solvants organiques non polaires. L'interaction des sels d'amines avec les alcalis conduit à la libération d'amines libres, semblable au déplacement de l'ammoniac lorsque les alcalis agissent sur les sels d'ammonium :

2. Les amines primaires saturées réagissent avec l'acide nitreux pour former les alcools correspondants, l'azote N2 et l'eau. Par exemple:

Un trait caractéristique de cette réaction est la formation d'azote gazeux. Elle est donc qualitative pour les amines primaires et est utilisée pour les distinguer des amines secondaires et tertiaires. Il est à noter que le plus souvent cette réaction est réalisée en mélangeant l'amine non pas avec une solution d'acide nitreux lui-même, mais avec une solution d'un sel d'acide nitreux (nitrite) puis en ajoutant à ce mélange un acide minéral fort. Lorsque les nitrites interagissent avec des acides minéraux forts, de l'acide nitreux se forme, qui réagit ensuite avec l'amine :

Les amines secondaires dans des conditions similaires donnent des liquides huileux, appelés N-nitrosamines, mais cette réaction ne se produit pas dans les tests USE réels en chimie. Les amines tertiaires ne réagissent pas avec l'acide nitreux.

La combustion complète de toutes les amines conduit à la formation de dioxyde de carbone, d'eau et d'azote :

Interaction avec les haloalcanes

Il est à noter qu'exactement le même sel est obtenu par action du chlorure d'hydrogène sur une amine plus substituée. Dans notre cas, lorsque le chlorure d'hydrogène réagit avec la diméthylamine :

Préparation des amines :

1) Alkylation de l'ammoniac avec des haloalcanes :

En cas de carence en ammoniac, son sel est obtenu à la place de l'amine :

2) Réduction par les métaux (en hydrogène dans la série d'activités) en milieu acide :

suivi d'un traitement de la solution avec un alcali pour libérer l'amine libre :

3) La réaction de l'ammoniac avec les alcools lors du passage de leur mélange à travers de l'oxyde d'aluminium chauffé. Selon les proportions alcool/amine, il se forme des amines primaires, secondaires ou tertiaires :

Propriétés chimiques de l'aniline

Aniline - le nom trivial de l'aminobenzène, de formule :

Comme le montre l’illustration, dans la molécule d’aniline, le groupe amino est directement connecté au cycle aromatique. Ces amines, comme déjà mentionné, ont des propriétés basiques beaucoup moins prononcées que l'ammoniac. Ainsi, en particulier, l'aniline ne réagit pratiquement pas avec l'eau et les acides faibles comme l'acide carbonique.

Réaction de l'aniline avec les acides

L'aniline réagit avec les acides inorganiques forts et moyens. Dans ce cas, des sels de phénylammonium se forment :

Réaction de l'aniline avec les halogènes

Comme cela a déjà été dit au tout début de ce chapitre, le groupe amino des amines aromatiques est attiré dans le cycle aromatique, ce qui à son tour réduit la densité électronique sur l'atome d'azote et, par conséquent, l'augmente dans le cycle aromatique. Une augmentation de la densité électronique dans le cycle aromatique conduit au fait que les réactions de substitution électrophile, en particulier les réactions avec les halogènes, se déroulent beaucoup plus facilement, notamment en positions ortho et para par rapport au groupe amino. Ainsi, l'aniline réagit facilement avec l'eau bromée, formant un précipité blanc de 2,4,6-tribromoaniline :

Cette réaction est qualitative pour l'aniline et permet souvent de l'identifier parmi d'autres composés organiques.

Réaction de l'aniline avec l'acide nitreux

L'aniline réagit avec l'acide nitreux, mais en raison de la spécificité et de la complexité de cette réaction, elle n'apparaît pas dans le véritable examen d'État unifié de chimie.

Réactions d'alkylation de l'aniline

En utilisant l'alkylation séquentielle de l'aniline au niveau de l'atome d'azote avec des hydrocarbures halogénés, des amines secondaires et tertiaires peuvent être obtenues :

Propriétés chimiques des acides aminés

Acides aminés sont des composés dont les molécules contiennent deux types de groupes fonctionnels : les groupes amino (-NH 2) et carboxy- (-COOH).

En d'autres termes, les acides aminés peuvent être considérés comme des dérivés d'acides carboxyliques, dans les molécules desquels un ou plusieurs atomes d'hydrogène sont remplacés par des groupes amino.

Ainsi, la formule générale des acides aminés peut s'écrire sous la forme (NH 2) x R(COOH) y, où x et y sont le plus souvent égaux à un ou deux.

Étant donné que les molécules d’acides aminés contiennent à la fois un groupe amino et un groupe carboxyle, elles présentent des propriétés chimiques similaires à celles des amines et des acides carboxyliques.

Propriétés acides des acides aminés

Formation de sels avec des alcalis et des carbonates de métaux alcalins

Estérification des acides aminés

Les acides aminés peuvent réagir par estérification avec des alcools :

NH 2 CH 2 COOH + CH 3 OH → NH 2 CH 2 COOCH 3 + H 2 O

Propriétés de base des acides aminés

1. Formation de sels lors de l'interaction avec des acides

NH 2 CH 2 COOH + HCl → + Cl —

2. Interaction avec l'acide nitreux

NH 2 -CH 2 -COOH + HNO 2 → HO-CH 2 -COOH + N 2 + H 2 O

Remarque : l'interaction avec l'acide nitreux se déroule de la même manière qu'avec les amines primaires

3. Alkylation

NH 2 CH 2 COOH + CH 3 I → + I —

4. Interaction des acides aminés entre eux

Les acides aminés peuvent réagir entre eux pour former des peptides - des composés contenant dans leurs molécules la liaison peptidique –C(O)-NH-.

Parallèlement, il convient de noter que dans le cas d'une réaction entre deux acides aminés différents, sans respecter certaines conditions de synthèse spécifiques, la formation de dipeptides différents se produit simultanément. Ainsi, par exemple, au lieu de la réaction de la glycine avec l'alanine ci-dessus, conduisant à la glycylananine, la réaction conduisant à l'alanylglycine peut se produire :

De plus, la molécule de glycine ne réagit pas nécessairement avec la molécule d'alanine. Des réactions de peptisation se produisent également entre les molécules de glycine :

Et Alanine :

De plus, étant donné que les molécules des peptides résultants, comme les molécules d'acides aminés d'origine, contiennent des groupes aminés et des groupes carboxyle, les peptides eux-mêmes peuvent réagir avec les acides aminés et d'autres peptides en raison de la formation de nouvelles liaisons peptidiques.

Les acides aminés individuels sont utilisés pour produire des polypeptides synthétiques ou des fibres dites de polyamide. Ainsi, grâce notamment à la polycondensation de l'acide 6-aminohexane (ε-aminocaproïque), le nylon est synthétisé dans l'industrie :

La résine de nylon obtenue est utilisée pour produire des fibres textiles et des plastiques.

Formation de sels internes d'acides aminés en solution aqueuse

Dans les solutions aqueuses, les acides aminés existent principalement sous forme de sels internes - des ions bipolaires (zwitterions).