Μάθημα4 . Η ανιλίνη ως εκπρόσωπος των αρωματικών αμινών
Σύνθεση και δομή, μοριακοί και δομικοί τύποι.
Αμοιβαία επίδραση των ατόμων σε ένα μόριο.
Φυσικές ιδιότητες;
Χημικές ιδιότητες: αντιδράσεις ανιλίνης στην αμινομάδα και στον αρωματικό πυρήνα.
Σύνθεση και δομή, μοριακές και δομικές φόρμουλες. Ανιλίνη (αμινοβενζόλιο, φαινυλαμίνη) - οργανική ένωσημε τον τύπο C 6 H 5 NH 2, αποτελείται από έναν δακτύλιο βενζολίου στον οποίο ένα άτομο υδρογόνου αντικαθίσταται από μια αμινομάδα. Η πιο απλή αρωματική αμίνη. Δομικός τύπος:
Η ανιλίνη ελήφθη για πρώτη φορά το 1826 κατά την απόσταξη του indigo με ασβέστη από έναν Γερμανό χημικό που του έδωσε το όνομα "crystallin". 1834 Ο F. Runge ανακάλυψε την ανιλίνη σε λιθανθρακόπισσα και την ονόμασε «κυανόλη». 1841 Ο Yu. F. Frishtse έλαβε ανιλίνη θερμαίνοντας το indigo με διάλυμα ΚΟΗ και το ονόμασε «ανιλίνη». Το 1842 η ανιλίνη ελήφθη από τον Μ. Μ. Ζινίνη με την αναγωγή του νιτροβενζολίου (NH 4) 2 SO 3 και την ονόμασε "βενζυδάμη". 1843 Ο A. V. Hoffman καθιέρωσε την ταυτότητα όλων των ενώσεων που αναφέρονται στον κατάλογο. Η λέξη "ανιλίνη" προέρχεται από το όνομα ενός από τα φυτά που περιέχουν indigo.
Αμοιβαία επίδραση των ατόμων σε ένα μόριο.
Επίδραση της αμινομάδας στις ιδιότητες του δακτυλίου βενζολίου.Όσον αφορά τον δακτύλιο, η αμινομάδα δρα ως δότης ηλεκτρονίων. εγχέει την πυκνότητα ηλεκτρονίων στον δακτύλιο. Αυτή η υπερβολική πυκνότητα στο δακτύλιο συγκεντρώνεται κυρίως στις θέσεις 2,4,6 ( ορθο- και βασικές θέσεις):
Ως αποτέλεσμα: 1) Οι αντιδράσεις υποκατάστασης στον δακτύλιο για την ανιλίνη προχωρούν πιο εύκολα από ότι για το βενζόλιο. 2) ο υποκαταστάτης που εισέρχεται στον δακτύλιο κατευθύνεται από την αμινομάδα κυρίως στις θέσεις 2,4,6.
Επίδραση του δακτυλίου στις ιδιότητες της αμινομάδας.Ο αρωματικός δακτύλιος αφαιρεί μέρος της πυκνότητας ηλεκτρονίων από το άτομο αζώτου, εμπλέκοντάς το σε σύζευξη με το σύστημα n. Επομένως, οι βασικές ιδιότητες της ανιλίνης είναι λιγότερο έντονες από αυτές της αμμωνίας και ακόμη περισσότερο από αυτές των αλειφατικών αμινών. Ένα υδατικό διάλυμα ανιλίνης δεν αλλάζει το χρώμα των δεικτών. Αυτή είναι η επίδραση του δακτυλίου βενζολίου στις ιδιότητες της αμινομάδας.
Μελέτη του μέσου ενός διαλύματος ανιλίνης http://my.mail.ru/mail/ntl0000/video/29154/31055.html?related_deep=1
Φυσικές ιδιότητες. Είναι ένα άχρωμο ελαιώδες υγρό με χαρακτηριστική οσμή, ελαφρώς βαρύτερο από το νερό και ελάχιστα διαλυτό σε αυτό, διαλυτό σε οργανικούς διαλύτες. Στον αέρα οξειδώνεται γρήγορα και αποκτά κοκκινοκαφέ χρώμα. Δηλητηριώδης
Φυσικές ιδιότητες της ανιλίνης https://www.youtube.com/watch?v=2c6J-4sNGPc
Χημικές ιδιότητες. Φροντίστε να παρακολουθήσετε το βίντεο .
Χημικές ιδιότητες https://www.youtube.com/watch?v=qQ6zqUXDJdk
Η ανιλίνη, σε αντίθεση με το βενζόλιο, αντιδρά εύκολα με βρωμιούχο νερό για να σχηματίσει ένα λευκό, αδιάλυτο στο νερό ίζημα 2,4,6-τριβρωμανιλίνης:
Ομοίως, προχωρά η αντίδραση της ανιλίνης με ένα διάλυμα χλωρίου σε CC1 4, αιθανόλη.
Η ανιλίνη πρακτικά δεν αντιδρά με το νερό (πολύ αδύναμες βασικές ιδιότητες). οι κύριες ιδιότητες της ανιλίνης εκδηλώνονται σε αντιδράσεις με ισχυρά μεταλλικά οξέα:
Η ανιλίνη αντιδρά με το χλωριούχο οξύ οξικό οξύ:
Κατά την επεξεργασία τέτοιων αλάτων με υδατικά διαλύματα αλκαλίων, η ανιλίνη μπορεί να απομονωθεί:
Οξείδωση ανιλίνης https://www.youtube.com/watch?v=nvxipFGxTRk
Η αλληλεπίδραση της ανιλίνης με το υδροχλωρικό οξύ https://www.youtube.com/watch?v=VNUTpSaWQ0Q
Βρωμίωση της ανιλίνης https://www.youtube.com/watch?v=1UPJceDpelY
Ο ατμός ανιλίνης καίγεται σε περίσσεια οξυγόνου
4C 6 H 5 –NH 2 + 31O 2 → 24CO 2 + 14H 2 O + 2N 2
Καύση ανιλίνης https://www.youtube.com/watch?v=cYtCWMczFFs
Στην ενότητα σχετικά με την ερώτηση η ανιλίνη είναι εκπρόσωπος αμινών, δομής, λειτουργικής ομάδας !; δίνεται από τον συγγραφέα Μαλλιάη καλύτερη απάντηση είναι Η ανιλίνη (φαινυλαμίνη) είναι μια οργανική ένωση με τύπο C6H5NH2, η απλούστερη αρωματική αμίνη. Περιέχει την αμινομάδα -NH2. Είναι ένα άχρωμο ελαιώδες υγρό με χαρακτηριστική οσμή, ελαφρώς βαρύτερο από το νερό και ελάχιστα διαλυτό σε αυτό, διαλυτό σε οργανικούς διαλύτες. Στον αέρα οξειδώνεται γρήγορα και αποκτά κοκκινοκαφέ χρώμα. Δηλητηριώδης.
Η ανιλίνη χαρακτηρίζεται από αντιδράσεις τόσο στην αμινομάδα όσο και στον αρωματικό δακτύλιο. Τα χαρακτηριστικά αυτών των αντιδράσεων οφείλονται στην αμοιβαία επίδραση των ατόμων. Από τη μία πλευρά, ο δακτύλιος βενζολίου αποδυναμώνει τις βασικές ιδιότητες της αμινομάδας σε σύγκριση με τις αλειφατικές αμίνες και ακόμη και την αμμωνία. Από την άλλη πλευρά, υπό την επίδραση της αμινομάδας, ο δακτύλιος βενζολίου γίνεται πιο ενεργός στις αντιδράσεις υποκατάστασης από το βενζόλιο. Για παράδειγμα, η ανιλίνη αντιδρά έντονα με βρωμιούχο νερό για να σχηματίσει 2,4,6-τριβρωμανιλίνη (λευκό ίζημα).
Κύριος μέθοδος παραγωγής καταλυτικού ανιλίνης. αναγωγή του νιτροβενζολίου με υδρογόνο στην αέρια ή υγρή φάση. Η διαδικασία αέριας φάσης πραγματοποιείται σε σωληνοειδές συσκευή επαφής στους 250-350°C σε γάτα που περιέχει νικέλιο ή χαλκό
С6Н5NO2 + 3H2 = C6H5NH2 + 2H2O + 443,8 kJ/mol
Η ανιλίνη διαχωρίζεται από το νερό με επίστρωση και καθαρίζεται με απόσταξη. αντίδραση το νερό εξουδετερώνεται βιοχημικά. Για τη λήψη 1 τόνου ανιλίνης, καταναλώνονται 1,35 τόνοι νιτροβενζολίου, 800 m3 H2 και 1 kg καταλύτη.
Στην υγρή φάση, η ανιλίνη λαμβάνεται με αύξηση. Πίεση Η2 (έως 1,1 MPa) και 160-170°C σε νικέλιο ή παλλάδιο γάτα. Την ίδια στιγμή απόσταξη νερού και ανιλίνης λόγω της ζέστης της περιοχής.
Είδος μαθήματος: μάθημα εκμάθησης νέου υλικού με βάση την υπάρχουσα γνώση
Σκοπός του μαθήματος: Η γενίκευση, η διεύρυνση και η συστηματοποίηση των γνώσεων και των εννοιών των μαθητών στην ενότητα που μελετήθηκε «Αμίνες». Εστιάστε στις βασικές έννοιες του θέματος "Ανιλίνη".
Αναμενόμενο αποτέλεσμα: Οι γνώσεις θα συνοψιστούν και θα συστηματοποιηθούν με έναν σκοπό.
Στόχοι μαθήματος:
Εκπαιδευτικός:
Ελέγξτε τις γνώσεις σχετικά με την ενότητα που μελετήσατε, ενοποιήστε νέο υλικόεμβάθυνση της γνώσης για το θέμα· συνοψίστε το υλικό που μελετήθηκε. ελέγξτε την αφομοίωση του υλικού με βάση δημιουργικές εργασίες. να διαμορφώσει την ικανότητα εφαρμογής της αποκτηθείσας γνώσης στην πράξη κατά την εκτέλεση ασκήσεων και την επίλυση προβλημάτων.
Ανάπτυξη:
Να συμβάλει στη διαμόρφωση της ικανότητας αξιολόγησης ενός φίλου και του εαυτού του για την ανάπτυξη της ικανότητας έκφρασης της άποψής του, διεξαγωγής αιτιολογημένης συνομιλίας, εξαγωγής συμπερασμάτων με βάση την ανάλυση. βοηθούν τους μαθητές να δουν τα αποτελέσματα της δουλειάς τους. να διαμορφώσει στους μαθητές την ικανότητα να τονίσουν το κύριο πράγμα. αναπτύσσω γνωστική δραστηριότητακαι Δημιουργικές δεξιότητες.
Εκπαιδευτικός:
Να καλλιεργήσει μια ενεργή θέση ζωής, ειλικρίνεια, ανθρώπινη ευπρέπεια. να εκπαιδεύσει τους μαθητές μέσω ενός μαθήματος αυτοπεποίθηση· φέρνουν τους μαθητές στο συμπέρασμα σχετικά με την εγγενή αξία των ανθρώπινων ιδιοτήτων.
Κατά τη διάρκεια των μαθημάτων
I Οργανωτικό και παρακινητικό στάδιο (1 λεπτό)
Σκοπός του σταδίου (αναμενόμενο αποτέλεσμα): να παρακινήσει τους μαθητές να εργαστούν ενεργά
Εργασίες σταδίου: Ρυθμίστε τους μαθητές για υψηλό ρυθμό του μαθήματος
Χαιρετισμός μαθητών στην τάξη. Σήμερα το μάθημά μας θα είναι πολύ έντονο, και θα αντιμετωπίσουμε μια σειρά από εργασίες.
Αλλά πρώτα γράψτε την εργασία D-Z Slide 2 για το σπίτι
(καταχώριση ημερολογίου)
1. § 52, § 51 επανάληψη.
2. § 52, αρ.4-6 γραπτώς, 1-3 προφορικά
I I Ρύθμιση στόχου (1,5 λεπτά)
Σκοπός: Η γενίκευση των γνώσεων σχετικά με την περασμένη ενότητα "Αμίνες", η απόκτηση γνώσεων σχετικά με το θέμα του μαθήματος, η δυνατότητα σύγκρισης της ανιλίνης με άλλους εκπροσώπους αρωματικών και αλειφατικών αμινών
Εργασίες: Διαφάνεια 3 Εργασίες στο μάθημα
Θυμηθείτε τις φυσικές και χημικές ιδιότητες των αμινών. να συνεχίσει να σχηματίζει την ικανότητα σύνθεσης εξισώσεων αντίδρασης που χαρακτηρίζουν τις ιδιότητες των αμινών. εξοικειωθείτε με τα χαρακτηριστικά των χημικών διεργασιών στην ενότητα "Ανιλίνη". συνεχίστε να μαθαίνετε να βλέπετε την αιτία της ροής της χημ. αντιδράσεις ανάλογα με τη δομή του μορίου. αξιολογήστε την εργασία σας στην τάξη.
III κύριο μέρος. Μαθαίνοντας νέα πράγματα με βάση γνωστά γεγονότα
Η δομή των αμινών και της ανιλίνης
Εκμάθηση νέου υλικού με βάση τις υπάρχουσες γνώσεις
Αμίνες - οργανικά παράγωγα, στο μόριο των οποίων ένα, δύο ή και τα τρία άτομα αντικαθίστανται από ένα υπόλειμμα υδρογονάνθρακα.
Κατά συνέπεια, συνήθως διακρίνονται τρεις τύποι αμινών:
πρωτοταγής αμίνη μεθυλαμίνη
CH3CH2—NH—CH2CH3
δευτεροταγής αμίνη διαιθυλαμίνη
H3CH2—N—CH2CH3
τριαιθυλαμίνη τριτοταγούς αμίνης
Οι αμίνες χαρακτηρίζονται από δομικό ισομερισμό:
Ισομερισμός του ανθρακικού σκελετού
Ισομέρεια θέσης συναρτησιακής ομάδας
Οι πρωτοταγείς, οι δευτεροταγείς και οι τριτοταγείς αμίνες είναι ισομερείς μεταξύ τους (interclass isomerism).
Εκπαίδευση σε ισομέρεια και ονοματολογία αμινών
Εκμάθηση νέου υλικού
Ηλεκτρονική δομή της ανιλίνης
Οι αμίνες στις οποίες η αμινομάδα συνδέεται απευθείας με έναν αρωματικό δακτύλιο ονομάζονται αρωματικές αμίνες.
Ο απλούστερος εκπρόσωπος αυτών των ενώσεων είναι το αμινοβενζόλιο ή ανιλίνη.
Βασικός εγγύησηΗ ηλεκτρονική δομή των αμινών είναι η παρουσία ενός ατόμου που περιλαμβάνεται στη λειτουργική ομάδα, ενός μοναχικού ζεύγους ηλεκτρονίων. Αυτό οδηγεί στο γεγονός ότι οι αμίνες παρουσιάζουν τις ιδιότητες των βάσεων.
Υπάρχουν ιόντα που είναι το προϊόν τυπικής υποκατάστασης όλων των ατόμων υδρογόνου στο ιόν αμμωνίου για μια ρίζα υδρογονάνθρακα.
Αυτά τα ιόντα είναι μέρος αλάτων παρόμοια με τα άλατα αμμωνίου. Ονομάζονται τεταρτοταγή άλατα.
Εκπαίδευση σε ισομέρεια και ονοματολογία αρωματικών αμινών
Η μελέτη των φυσικών ιδιοτήτων της ανιλίνης σε σύγκριση με τις φυσικές ιδιότητες των αμινών
Φυσικές ιδιότητες αμινών και ανιλίνης
Οι απλούστερες αμίνες (μεθυλαμίνη, διμεθυλαμίνη, τριμεθυλαμίνη) - αέριες ουσίες. Οι υπόλοιπες κατώτερες αμίνες είναι υγρά που διαλύονται καλά στο νερό. Έχουν μια χαρακτηριστική μυρωδιά που θυμίζει μυρωδιά αμμωνίας.
Οι πρωτοταγείς και δευτεροταγείς αμίνες είναι ικανές να σχηματίσουν δεσμούς υδρογόνου. Αυτό οδηγεί σε αξιοσημείωτη αύξηση των σημείων βρασμού τους σε σύγκριση με ενώσεις που έχουν το ίδιο μοριακό βάρος αλλά δεν μπορούν να σχηματίσουν δεσμούς υδρογόνου.
Η ανιλίνη είναι ένα ελαιώδες υγρό, ελάχιστα διαλυτό στο νερό, που βράζει στους 184°C.
Ρώσος οργανικός χημικός, ακαδημαϊκός.
ανακάλυψε (1842) την αντίδραση αναγωγής αρωματικών νίτρο ενώσεων και έλαβε ανιλίνη. Απέδειξε ότι οι αμίνες είναι βάσεις ικανές να σχηματίζουν άλατα με διάφορα οξέα. Η ανιλίνη είναι τόσο μεγάλης βιομηχανικής σημασίας που σε μία μόνο αντίδραση το όνομα αυτού του επιστήμονα μπορεί να γραφτεί με «χρυσά γράμματα στην ιστορία της χημείας.
Χημικές ιδιότητες αμινών και ανιλίνης
Οι χημικές ιδιότητες των αμινών καθορίζονται κυρίως από την παρουσία ενός μη κοινόχρηστου ζεύγους ηλεκτρονίων στο άτομο αζώτου.
1. Αμίνες ως βάσεις. Το άτομο αζώτου της αμινομάδας, όπως και το άτομο αζώτου στο μόριο της αμμωνίας, λόγω του μοναχικού ζεύγους ηλεκτρονίων μπορεί να σχηματίσει έναν ομοιοπολικό δεσμό σύμφωνα με τον μηχανισμό δότη-δέκτη, ενεργώντας ως δότης. Από αυτή την άποψη, οι αμίνες, όπως η αμμωνία, είναι σε θέση να προσθέσουν ένα κατιόν υδρογόνου, δηλαδή να δρουν ως βάση.
Όπως γνωρίζετε ήδη από την πορεία, η αντίδραση της αμμωνίας με το νερό οδηγεί στο σχηματισμό ιόντων υδροξειδίου. Το διάλυμα αμμωνίας στο νερό είναι αλκαλικό. Διαλύματα αμινών στο νερό δίνουν επίσης αλκαλική αντίδραση. Αλλά η ανιλίνη είναι πιο αδύναμη βάση και αλληλεπιδρά απρόθυμα.
Η αμμωνία αντιδρά με οξέα για να σχηματίσει άλατα αμμωνίου. Οι αμίνες είναι επίσης ικανές να αντιδρούν με οξέα.
Οι κύριες ιδιότητες των αλειφατικών αμινών είναι πιο έντονες από αυτές της αμμωνίας. Αυτό οφείλεται στην παρουσία ενός ή περισσότερων αλκυλικών υποκαταστατών-δότη, η θετική επαγωγική επίδραση των οποίων αυξάνει την πυκνότητα ηλεκτρονίων στο άτομο αζώτου. Η αύξηση της πυκνότητας ηλεκτρονίων μετατρέπει το άζωτο σε ισχυρότερο δότη ζεύγους ηλεκτρονίων, γεγονός που αυξάνει τις βασικές του ιδιότητες.
Ομοίως, η ανιλίνη σε αντιδράσεις με οξέα έχει βασικές ιδιότητες, αλλά είναι λιγότερο έντονες από αυτές των αλειφατικών αμινών.
Στην περίπτωση των αρωματικών αμινών, η αμινομάδα και ο δακτύλιος βενζολίου έχουν σημαντική επίδραση μεταξύ τους.
Η αμινομάδα είναι ένας προσανατολιστής του πρώτου είδους. Η αμινομάδα έχει αρνητικό επαγωγικό αποτέλεσμα και έντονο θετικό μεσομερές αποτέλεσμα. Έτσι, οι αντιδράσεις ηλεκτροφιλικής υποκατάστασης (βρωμίωση, νίτρωση) θα οδηγήσουν σε ορθο- και παρα-υποκατεστημένα προϊόντα.
Σημειώστε ότι, σε αντίθεση με το βενζόλιο, το οποίο βρωμιώνεται μόνο με την παρουσία ενός καταλύτη, του χλωριούχου σιδήρου (III), η ανιλίνη είναι ικανή να αντιδρά με βρωμιούχο νερό. Αυτό εξηγείται από το γεγονός ότι η αμινομάδα, αυξάνοντας την πυκνότητα ηλεκτρονίων στον δακτύλιο βενζολίου (θυμηθείτε την παρόμοια επίδραση των υποκαταστατών στα μόρια του τολουολίου και της φαινόλης), ενεργοποιεί το αρωματικό σύστημα σε αντιδράσεις ηλεκτρόφιλης υποκατάστασης. Επιπλέον, η ανιλίνη, σε αντίθεση με το βενζόλιο, είναι ελαφρώς διαλυτή στο νερό.
Η σύζευξη του συστήματος p του δακτυλίου βενζολίου με το μοναχικό ζεύγος ηλεκτρονίων της αμινομάδας οδηγεί στο γεγονός ότι η ανιλίνη είναι πολύ πιο αδύναμη βάση από τις αλειφατικές αμίνες.
Δείξτε τα χαρακτηριστικά των αντιδράσεων πλήρους και ατελούς οξείδωσης αμινών και ανιλίνης, την αμοιβαία μετάβαση των αντιδράσεων οξείδωσης και αναγωγής.
ΟΛΑ ΤΑ ΠΑΡΑΔΕΙΓΜΑΤΑ HRM ΕΙΝΑΙ ΓΡΑΠΤΑ, ΤΑ ΠΡΟΪΟΝΤΑ ΟΝΟΜΑΣΤΑΙ (η εξήγηση είναι με τη μορφή ευρετικής συνομιλίας)
Λήψη αμινών και ανιλίνης
1. Παρασκευή αμινών από παράγωγα αλογόνου
CH3CH2Br + NH3 -> CH3CH2NH2 C6H5Br + NH3 -> C6H5NH2
2. Λήψη πρωτοταγών αμινών με την αναγωγή νιτροενώσεων - αλειφατικών και αρωματικών. Ο αναγωγικός παράγοντας είναι το υδρογόνο «τη στιγμή της απελευθέρωσης», το οποίο σχηματίζεται από την αλληλεπίδραση, για παράδειγμα, ψευδάργυρου με αλκάλιο ή σιδήρου με υδροχλωρικό οξύ.
Η χρήση αμινών και ανιλίνης
Οι αμίνες χρησιμοποιούνται ευρέως για την παραγωγή φαρμάκων και πολυμερών υλικών. Ανιλίνη - ουσιαστική σύνδεσηαυτής της κατηγορίας (σχήμα), που χρησιμοποιείται για την παραγωγή βαφών ανιλίνης, φαρμάκων (σουλφανιλαμιδικά φάρμακα), πολυμερών υλικών (ρητίνες ανιλινοφορμαλδεΰδης), εκρηκτικών, καυσίμων πυραύλων, φυτοφαρμάκων.
Οι «ενεργές» ή «αντιδραστικές» βαφές είναι η καλύτερη επιλογή βαφών ανιλίνης στην αγορά σήμερα. Αυτή η ομάδα βαφών έχει αποδειχθεί άριστα για υφάσματα από φυτικές ίνες (βαμβάκι, λινό, βισκόζη, κάνναβη, μπαμπού, χαρτί, γιούτα κ.λπ.).
IV Εμπέδωση της μελετημένης ύλης
1. Προσδιορίστε τον αριθμό των δεσμών y στο μόριο μεθυλ-φαινυλ-αμίνης:
α) 6; β) 5; στις 7; δ) 4.
2. Ποιες ιδιότητες της ανιλίνης εξηγούνται από την επίδραση της ρίζας φαινυλίου στην αμινομάδα:
α) η ανιλίνη εισέρχεται σε αντιδράσεις υποκατάστασης πιο εύκολα από το βενζόλιο.
β) η πυκνότητα ηλεκτρονίων στον αρωματικό δακτύλιο είναι άνισα κατανεμημένη.
γ) Σε αντίθεση με την αμμωνία, ένα υδατικό διάλυμα ανιλίνης δεν αλλάζει το χρώμα της λακκούβας.
δ) πώς η ανιλίνη βάσης είναι πιο αδύναμη από την αμμωνία;
3. Να γράψετε τους γραφικούς τύπους ισομερών αμινών με τον γενικό μοριακό τύπο С4Н11Ν. Ονομάστε αυτές τις ουσίες.
4. α) Λάβετε χλωριούχο αμμώνιο από ανόργανες πρώτες ύλες.
HC1 + ΚΟΗ αλκοόλη +HI +NH3 +HC1
β) Προπανόλη-2 → ? →; →; →; →;
5. Βρείτε τη μάζα ενός διαλύματος θειικού οξέος 19,6% που μπορεί να αντιδράσει με 11,2 λίτρα μεθυλαμίνης (n.a.) για να σχηματίσει ένα μέσο άλας.
6. Μίγμα φαινόλης και ανιλίνης αντέδρασε πλήρως με 480 g βρωμιούχου νερού με w (Br2) = 3%. Χρησιμοποιήθηκαν 36,4 cm3 διαλύματος NaOH (w = 10%, p = 1,2 g/cm3) για την εξουδετέρωση των προϊόντων της αντίδρασης. Προσδιορίστε τα κλάσματα μάζας των ουσιών στο αρχικό μείγμα.
7. Η εξουδετέρωση 30 g ενός μίγματος βενζολίου, φαινόλης και ανιλίνης απαιτεί 49,7 ml 17% HC1 (p = 1,0 g/ml). Στην αντίδραση της ίδιας ποσότητας του μίγματος με βρωμιούχο νερό, σχηματίζονται 99,05 g ιζήματος. Βρείτε τα κλάσματα μάζας των συστατικών στο αρχικό μείγμα.
V Αξιολόγηση των δραστηριοτήτων της τάξης. Αντανάκλαση.
Η δομή της ανιλίνης
Το απλούστερο μέλος της κατηγορίας των αρωματικών αμινών είναι η ανιλίνη. Είναι ένα ελαιώδες υγρό, ελαφρώς διαλυτό στο νερό (Εικ. 1).
Ρύζι. 1. Ανιλίνη
Μερικές άλλες αρωματικές αμίνες (Εικόνα 2):
ορθο-τολουιδίνη 2-ναφθυλαμίνη 4-αμινοδιφαινυλ
Ρύζι. 2. Αρωματικές αμίνες
Πώς επηρεάζει τις ιδιότητες μιας ουσίας ο συνδυασμός ενός βενζολικού δακτυλίου και ενός υποκαταστάτη με ένα μη κοινό ζεύγος ηλεκτρονίων; Το ζεύγος ηλεκτρονίων του αζώτου έλκεται στο αρωματικό σύστημα (Εικ. 3):
Ρύζι. 3. Αρωματικό σύστημα
Σε τι οδηγεί αυτό;
Οι κύριες ιδιότητες της ανιλίνης
Το ζεύγος ηλεκτρονίων της ανιλίνης «έλκεται» στο κοινό αρωματικό σύστημα και η πυκνότητα ηλεκτρονίων στο άζωτο της ανιλίνης μειώνεται. Αυτό σημαίνει ότι η ανιλίνη θα είναι πιο αδύναμη βάση από τις αμίνες και την αμμωνία. Η ανιλίνη δεν αλλάζει το χρώμα της λακκούβας και της φαινολοφθαλεΐνης.
Ηλεκτρόφιλη υποκατάσταση σε ανιλίνη
Η αυξημένη πυκνότητα ηλεκτρονίων στον βενζολικό δακτύλιο (λόγω της συστολής του ζεύγους ηλεκτρονίων του αζώτου) οδηγεί στη διευκόλυνση της ηλεκτρονιόφιλης υποκατάστασης, ιδιαίτερα στις θέσεις ορθο και παρά.
Η ανιλίνη αντιδρά με βρωμιούχο νερό,ενώ σχηματίζεται αμέσως
2,4,6-τριβρωμανιλίνη - λευκό ίζημα (ποιοτική αντίδρασησε ανιλίνη και άλλα αμινοβενζόλια).
Θυμηθείτε: το βενζόλιο αλληλεπιδρά με το βρώμιο μόνο παρουσία καταλύτη (Εικ. 4).
Ρύζι. 4. Αλληλεπίδραση ανιλίνης με βρώμιο
Οξείδωση ανιλίνης
Η υψηλή πυκνότητα ηλεκτρονίων στον δακτύλιο βενζολίου διευκολύνει την οξείδωση της ανιλίνης. Η ανιλίνη έχει συνήθως καφέ χρώμα λόγω του γεγονότος ότι μέρος της οξειδώνεται από το ατμοσφαιρικό οξυγόνο ακόμη και υπό κανονικές συνθήκες.
Η χρήση ανιλίνης και αμινών
Από τα προϊόντα οξείδωσης της ανιλίνης, λαμβάνονται βαφές ανιλίνης, οι οποίες διακρίνονται για την αντοχή και τη φωτεινότητά τους.
Η ανεστεζίνη και η νοβοκαΐνη που χρησιμοποιούνται για τοπική αναισθησία λαμβάνονται από ανιλίνη και αμίνες. αντιβακτηριακός παράγοντας streptocid; δημοφιλές αναλγητικό και αντιπυρετικό παρακεταμόλη (Εικ. 5):
Anestezin novocaine
στρεπτοκτόνο παρακεταμόλη
(παρα-αμινοβενζολοσουλφαμίδιο (παρα-ακετοαμινοφαινόλη)
Ρύζι. 5. Παράγωγα ανιλίνης
Η ανιλίνη και οι αμίνες είναι πρώτες ύλες για την παραγωγή πλαστικών, φωτοαντιδραστικών και εκρηκτικών. Εκρηκτικόςεξύλιο (εξανιτροδιφαινυλαμίνη) (Εικ. 6):
Ρύζι. 6. Εξυλ
Λήψη ανιλίνης και αμινών
1. Θέρμανση αλογονοαλκανίων με αμμωνία ή λιγότερο υποκατεστημένες αμίνες (αντίδραση Hoffmann).
CH3Br + NH3 = CH3NH2 + HBr (πιο σωστό CH3NH3Br);
СH3NH2 + CH3Br = (CH3)2NH + HBr (πιο σωστά (CH3)2NH2Br);
(CH3)2NH + CH3Br = (CH3)3N + HBr (πιο σωστά (CH3)3NHBr).
2. Μετατόπιση αμινών από τα άλατά τους με θέρμανση με αλκάλια:
CH3NH3Cl + KOH = CH3NH2- + KCl + H2O.
3. Ανάκτηση νιτροενώσεων (αντίδραση Ζινίνης):
С6Н5NO2 + 3Fe + 6HCl = C6H5NH2 + 3FeCl2 + 2H2O;
С6Н5NO2 + 3H2 С6Н5NH2 + 2H2O.
Συνοψίζοντας το μάθημα
Στο αυτό το μάθηματο θέμα «Χαρακτηριστικά των ιδιοτήτων της ανιλίνης. Λήψη και εφαρμογή αμινών. Σε αυτό το μάθημα, μελετήσατε τις ιδιότητες της ανιλίνης λόγω της αμοιβαίας επίδρασης της αρωματικής δομής και του ατόμου που συνδέεται με τον αρωματικό δακτύλιο. Εξετάσαμε επίσης μεθόδους για την παραγωγή αμινών και τους τομείς εφαρμογής τους.
Βιβλιογραφία
Rudzitis G. E., Feldman F. G. Chemistry: Οργανική χημεία. 10η τάξη: εγχειρίδιο για εκπαιδευτικά ιδρύματα: βασικό επίπεδο / Γ. Ε. Ρουτζίτης, Φ. Γ. Φέλντμαν. - 14η έκδοση. - Μ.: Εκπαίδευση, 2012. Χημεία. Βαθμός 10. Επίπεδο προφίλ: σπουδές. για γενική εκπαίδευση ιδρύματα / V. V. Eremin, N. E. Kuzmenko, V. V. Lunin, A. A. Drozdov, V. I. Terenin. - M.: Bustard, 2008. - 463 σελ. Χημεία. Βαθμός 11. Επίπεδο προφίλ: σχολικό βιβλίο. για γενική εκπαίδευση ιδρύματα / V. V. Eremin, N. E. Kuzmenko, V. V. Lunin, A. A. Drozdov, V. I. Terenin. - M.: Bustard, 2010. - 462 σελ. Khomchenko G. P., Khomchenko I. G. Συλλογή προβλημάτων στη χημεία για υποψήφιους στα πανεπιστήμια. - 4η έκδ. - M.: RIA "New Wave": Εκδότης Umerenkov, 2012. - 278 σελ.
Εργασία για το σπίτι
Νο 5, 8 (σελ. 14) Rudzitis G. E., Feldman F. G. Chemistry: Organic chemistry. 10η τάξη: εγχειρίδιο για εκπαιδευτικά ιδρύματα: βασικό επίπεδο / Γ. Ε. Ρουτζίτης, Φ. Γ. Φέλντμαν. - 14η έκδοση. - M.: Enlightenment, 2012. Συγκρίνετε τις ιδιότητες των αμινών της περιοριστικής σειράς και της ανιλίνης. Χρησιμοποιώντας το παράδειγμα της ανιλίνης, εξηγήστε την ουσία της επίδρασης των ατόμων σε ένα μόριο.
Οργανική χημεία. Ιστότοπος για τη χημεία. Διαδικτυακή πύλη promobud.
Ερώτηση 1. Αμίνες. Η δομή και οι ιδιότητές τους. Λήψη ανιλίνης και εφαρμογή.
Απάντηση.Οι αμίνες είναι παράγωγα της αμμωνίας, στο μόριο της οποίας τα άτομα υδρογόνου (μερικώς ή πλήρως) αντικαθίστανται από ρίζες υδρογονάνθρακα.
Ανάλογα με τον αριθμό των ριζών, οι αμίνες ταξινομούνται σε πρωτοταγείς (με μία ρίζα), δευτεροταγείς (με δύο) και τριτοταγείς (με τρεις).
R-N-H, R1-N-R2, R1-N-R2,
πρωτοταγής αμίνη δευτεροταγής αμίνη τριτοταγής αμίνη
Τα ονόματα των αμινών προέρχονται από τα ονόματα των ριζών που περιλαμβάνονται στα μόριά τους, προσθέτοντας την κατάληξη -amine˸
CH 3 NH 2, CH 3 -NH-CH 3,
μεθυλαμίνη διμεθυλαμίνη
CH3-CH2-N-CH2-CH2-CH3.
μεθυλαιθυλοπροπυλαμίνη
Φυσικές ιδιότητες
Οι πιο απλές αμίνες είναι αέρια που μυρίζουν αμμωνία. Οι μέσες αμίνες είναι υγρά με ελαφριά μυρωδιά ψαριού, πολύ διαλυτά στο νερό. Ανώτερες αμίνες - στερεάχωρίς μυρωδιά. Αδιάλυτο στο νερό.
Χημικές ιδιότητες
Ιδιότητες παρόμοιες με την αμμωνία
Η ομοιότητα των ιδιοτήτων των αμινών και της αμμωνίας εξηγείται από τους ηλεκτρονική δομή. Τα μόρια αμμωνίας και αμινών περιέχουν άτομα αζώτου, το οποίο έχει ένα ελεύθερο μη κοινό ζεύγος ηλεκτρονίων (οι τελείες δείχνουν τα ηλεκτρόνια του ατόμου αζώτου)˸
x ‣‣‣ x ‣‣‣ x ‣‣‣ x ‣‣‣
x ‣‣‣ x ‣‣‣ x ‣‣‣ x ‣‣‣
α) Αλληλεπίδραση με νερό (σχηματίζεται βάση, το διάλυμα έχει αλκαλική αντίδραση)˸
CH 3 NH 2 + HOH = + OH -.
υδροξείδιο του μεθυλαμμωνίου
β) Αλληλεπίδραση με οξέα (οι αμίνες έχουν βασικές ιδιότητες ˸ συνδέουν το πρωτόνιο H +) ˸
CH 3 NH 2 + HCI \u003d [CH 3 NH 3] CI.
χλωριούχο μεθυλαμμώνιο
Ειδικά χαρακτηριστικά
1.Οξείδωση (καύση στον αέρα)˸
4CH 3 NH 2 + 9O 2 = 4CO 2 + 2N 2 + 10H 2 O.
2. Βρωμίωση˸
C 6 H 5 NH 2 + 3Br 2 \u003d C 6 H 2 Br 3 NH 2 ↓ + 3HBr.
2,4,6 - τριβρωμανιλίνη
3.Προσθήκη αλκυλαλογονιδίων˸
C 6 H 5 NH 2 + C 2 H 5 CI \u003d + CI -.
Λήψη ανιλίνης
Λήψη ανιλίνης C 6 H 5 NH 2 - αναγωγή μιας νιτρο ένωσης σε μια αμίνη (αντίδραση Zinin, 1842)˸
C 6 H 5 NH 2 + 3 (NH 4) 2 S \u003d C 6 H 5 NH 2 + 3S + 6NH 3 + 2H 2 O.
Fe + 2HCI \u003d FeCI 2 + 2H,
ατομικός
C 6 H 5 NO 2 + 6H \u003d C 6 H 5 NH 2 + 2H 2 O.
Η πιο πολλά υποσχόμενη είναι η μέθοδος επαφής - περνώντας ένα μείγμα ατμών νιτροβενζολίου και υδρογόνου πάνω από έναν καταλύτη˸
C 6 H 5 NO 2 + 3H 2 ═ C 6 H 5 NH 2 + 2H 2 O.
Αναγωγικοί παράγοντες˸ (NH 4) 2 S, H 2, Fe (με τη μορφή τσιπς από χυτοσίδηρο) παρουσία HCI.
Εφαρμογή ανιλίνης˸
1.Ως πρώτη ύλη στην παραγωγή βαφών ανιλίνης.
2. Στη φαρμακοβιομηχανία (για την παραγωγή σκευασμάτων σουλφανιλαμίδης).
3. Στην παραγωγή ρητινών ανιλίνης-φορμαλδεΰδης.
4. Στην παραγωγή εκρηκτικών.
Ερώτηση 1. Αμίνες. Η δομή και οι ιδιότητές τους. Λήψη ανιλίνης και εφαρμογή. - έννοια και τύποι. Ταξινόμηση και χαρακτηριστικά της κατηγορίας "Ερώτηση 1. Αμίνες. Η δομή και οι ιδιότητές τους. Απόκτηση ανιλίνης και εφαρμογή." 2015, 2017-2018.
