Химические свойства — Анилин — Азотосодержащие органические соединения — Органическая химия
11 января 2007
1. Анилин – гораздо более слабое основание, чем алифатические амины (Kb = 5,2.10-10). Это объясняется тем, что электронная пара атома азота, которая обусловливает основные свойства аминов, частично смещается в бензольное кольцо.
Анилин реагирует с сильными кислотами, образуя соли фениламмония C6H5NH3+, которые хорошо растворимы в воде, но нерастворимы в неполярных органических растворителях:
С6Н5NН2 + HCl → С6Н5NН3Сl.
2. Анилин весьма активен в реакциях электрофильного замещения в бензольном кольце. Это объясняется электронными эффектами, которые приводят к увеличению электронной плотности в кольце./>
Анилин легко бромируется даже под действием бромной воды, давая белый осадок 2,4,6-триброманилина:
2,4,6-триброманилин
В этих реакциях образуется также небольшое количество орто-нитроанилина.
3. При реакции анилина с азотистой кислотой образуются диазосоединения — соли диазония />C6H5N2+:
C6H5NH2 + NaNO
Диазосоединения можно выделить в виде кристаллических, легко взрывающихся веществ. Благодаря способности диазониевой группы легко замещаться на другие функциональные группы, эти соединения широко используются в органических синтезах. Во многих случаях можно не выделять диазосоединения в кристаллическом виде, а использовать их свежеприготовленные растворы.
4. Анилин легко окисляется различными окислителями с образованием ряда соединений, поэтому он темнеет при хранении. При действии хлорной извести Са(С/>l)ОСl на водный раствор анилина появляется интенсивное фиолетовое окрашивание. Это — качественная реакция на анилин.
Применение. Основная область применения анилина — синтез красителей и лекарственных средств. В качестве примера приведем схему синтеза красителя метилового оранжевого (кислотно-основного индикатора):
Анилин
Анилин – это ароматический амин. Его называют так, потому что аминогруппа у него связана непосредственно с атомом углерода бензольного кольца.
Анилин, или фениламин, имеет формулу С6H5NH2.
Он представляет собой бесцветную маслянистую жидкость с характерным запахом, мало растворим в воде, но хорошо растворяется в этаноле и бензоле. (т. кип. 184 °С, т. пл. – 6 °С). На воздухе быстро окисляется и приобретает красно-бурую окраску. Ядовит.
Рассмотрим химические свойства анилина. Он реагирует с кислотами. Так, в реакции анилина с соляной кислотой образуется хлорид фениламмония.
С6H5NH2 + HCl → [С6H5NH3]+ Cl—
Эта реакция подтверждает тот факт, что аммиак и амины – основания, причём амины более сильные основания.
Однако анилин – более слабое основание, чем алифатические амины. Это объясняется наличием в его молекуле
Таким образом, основные свойства у аммиака выражены сильнее, чем у анилина; у первичных аминов основные свойства выражены сильнее, чем у аммиака, а наиболее выраженными основными свойствами обладают вторичные амины.
Для анилина характерна реакция горения, при этом образуется оксид углерода (IV), азот и вода.
4CH3
Для анилина характерны реакции галогенирования. Так, в реакции анилина с бромной водой образуется белый осадок 2,4,6-триброманилина.
C6H5NH2 + 3Br2 → C6H2NH2Br3↓ + 3HBr
Эту реакцию используют для обнаружения анилина.
Эта реакция подтверждает влияние аминогруппы на бензольное кольцо. Аминогруппа активирует бензольное кольцо, поэтому реакция бромирования анилина идёт легче, чем в бензоле.
В реакции анилина с хлорангидридом уксусной кислоты получают ацетанилид, который использовали как первое синтетическое жаропонижающее средство.
В реакции анилина с серной кислотой образуется вещество, которое называют ещё сульфаниловой кислотой, это вещество используют как промежуточное вещество в синтезе лекарственных средств и красителей.
С древних времён люди использовали природный краситель синего цвета – индиго. Из-за того, что этот краситель стоил очень дорого, учёные давно пытались его синтезировать.
Адольф Байер − немецкий химик, профессор Страсбургского и Мюнхенского университетов. Ему принадлежат замечательные синтезы органических соединений, в том числе синтез индиго − важнейшего природного красителя. Исследовал реакции конденсации. Изучал многие классы органических соединений. Лауреат Нобелевской премии
В 1840 году Фрицше обнаружил, что при нагревании со щёлочью синяя окраска индиго исчезает и образуется вязкая масса. Очистив это вещество, Фрицше получил жидкость с характерным запахом и назвал её анилином (от арабского an-nil «синий»).
В 1841 г русский химик Зинин открыл способ восстановления нитробензола до ароматического амина – бензамида.
Николай Николаевич Зинин − выдающийся русский химик-органик, академик Петербургской академии наук, первый президент Русского химического общества.
Анилин в лаборатории получают
В промышленности анилин получают по реакции Зинина, то есть восстановлением нитробензола. Эта реакции идёт под давлением в присутствии катализаторов.
Анилин находит широкое применение. Его используют для синтеза красителей, лекарств и взрывчатых веществ.
Таким образом, представителем ароматических аминов является анилин. Свойства анилина обусловлены наличием аминогруппы и бензольного кольца. Анилин реагирует с кислотами, вступает в реакцию с бромной водой. Получают анилин в промышленности по реакции Зинина. Анилин используют в производстве красителей, лекарств и взрывчатых веществ.
Анилин, структурная формула, химические свойства, получение
1
H
1,008
1s1
2,1
Бесцветный газ
t°пл=-259°C
t°кип=-253°C
2
He
4,0026
1s2
4,5
Бесцветный газ
t°кип=-269°C
3
Li
6,941
2s1
0,99
Мягкий серебристо-белый металл
t°пл=180°C
t°кип=1317°C
4
Be
9,0122
2s2
1,57
Светло-серый металл
t°пл=1278°C
t°кип
5
B
10,811
2s2 2p1
2,04
Темно-коричневое аморфное вещество
t°пл=2300°C
t°кип=2550°C
6
C
12,011
2s2 2p2
2,55
Прозрачный (алмаз) / черный (графит) минерал
t°пл=3550°C
t°кип=4830°C
7
N
14,007
2s2 2p3
3,04
Бесцветный газ
t°пл=-210°C
t°кип=-196°C
8
O
15,999
2s2 2p4
3,44
Бесцветный газ
t°пл
t°кип=-183°C
9
F
18,998
2s2 2p5
3,98
Бледно-желтый газ
t°пл=-220°C
t°кип=-188°C
10
Ne
20,180
2s2 2p6
4,4
Бесцветный газ
t°пл=-249°C
t°кип=-246°C
11
Na
22,990
3s1
0,98
Мягкий серебристо-белый металл
t°пл=98°C
t°кип=892°C
12
Mg
24,305
3s2
1,31
Серебристо-белый металл
t°пл
t°кип=1107°C
13
Al
26,982
3s2 3p1
1,61
Серебристо-белый металл
t°пл=660°C
t°кип=2467°C
14
Si
28,086
3s2 3p2
1,9
Коричневый порошок / минерал
t°пл=1410°C
t°кип=2355°C
15
P
30,974
3s2 3p3
2,2
Белый минерал / красный порошок
t°пл=44°C
t°кип=280°C
16
S
32,065
3s2 3p4
2,58
Светло-желтый порошок
t°пл=113°C
t°кип=445°C
17
Cl
35,453
3s2 3p5
3,16
Желтовато-зеленый газ
t°пл=-101°C
t°кип=-35°C
18
Ar
39,948
3s2 3p6
4,3
Бесцветный газ
t°пл=-189°C
t°кип=-186°C
19
K
39,098
4s1
0,82
Мягкий серебристо-белый металл
t°пл=64°C
t°кип=774°C
20
Ca
40,078
4s2
1,0
Серебристо-белый металл
t°пл=839°C
t°кип=1487°C
21
Sc
44,956
3d1 4s2
1,36
Серебристый металл с желтым отливом
t°пл=1539°C
t°кип=2832°C
22
Ti
47,867
3d2 4s2
1,54
Серебристо-белый металл
t°пл=1660°C
t°кип=3260°C
23
V
50,942
3d3 4s2
1,63
Серебристо-белый металл
t°пл=1890°C
t°кип=3380°C
24
Cr
51,996
3d5 4s1
1,66
Голубовато-белый металл
t°пл=1857°C
t°кип=2482°C
25
Mn
54,938
3d5 4s2
1,55
Хрупкий серебристо-белый металл
t°пл=1244°C
t°кип=2097°C
26
Fe
55,845
3d6 4s2
1,83
Серебристо-белый металл
t°пл=1535°C
t°кип=2750°C
27
Co
58,933
3d7 4s2
1,88
Серебристо-белый металл
t°пл=1495°C
t°кип=2870°C
28
Ni
58,693
3d8 4s2
1,91
Серебристо-белый металл
t°пл=1453°C
t°кип=2732°C
29
Cu
63,546
3d10 4s1
1,9
Золотисто-розовый металл
t°пл=1084°C
t°кип=2595°C
30
Zn
65,409
3d10 4s2
1,65
Голубовато-белый металл
t°пл=420°C
t°кип=907°C
31
Ga
69,723
4s2 4p1
1,81
Белый металл с голубоватым оттенком
t°пл=30°C
t°кип=2403°C
32
Ge
72,64
4s2 4p2
2,0
Светло-серый полуметалл
t°пл=937°C
t°кип=2830°C
33
As
74,922
4s2 4p3
2,18
Зеленоватый полуметалл
t°субл=613°C
(сублимация)
34
Se
78,96
4s2 4p4
2,55
Хрупкий черный минерал
t°пл=217°C
t°кип=685°C
35
Br
79,904
4s2 4p5
2,96
Красно-бурая едкая жидкость
t°пл=-7°C
t°кип=59°C
36
Kr
83,798
4s2 4p6
3,0
Бесцветный газ
t°пл=-157°C
t°кип=-152°C
37
Rb
85,468
5s1
0,82
Серебристо-белый металл
t°пл=39°C
t°кип=688°C
38
Sr
87,62
5s2
0,95
Серебристо-белый металл
t°пл=769°C
t°кип=1384°C
39
Y
88,906
4d1 5s2
1,22
Серебристо-белый металл
t°пл=1523°C
t°кип=3337°C
40
Zr
91,224
4d2 5s2
1,33
Серебристо-белый металл
t°пл=1852°C
t°кип=4377°C
41
Nb
92,906
4d4 5s1
1,6
Блестящий серебристый металл
t°пл=2468°C
t°кип=4927°C
42
Mo
95,94
4d5 5s1
2,16
Блестящий серебристый металл
t°пл=2617°C
t°кип=5560°C
43
Tc
98,906
4d6 5s1
1,9
Синтетический радиоактивный металл
t°пл=2172°C
t°кип=5030°C
44
Ru
101,07
4d7 5s1
2,2
Серебристо-белый металл
t°пл=2310°C
t°кип=3900°C
45
Rh
102,91
4d8 5s1
2,28
Серебристо-белый металл
t°пл=1966°C
t°кип=3727°C
46
Pd
106,42
4d10
2,2
Мягкий серебристо-белый металл
t°пл=1552°C
t°кип=3140°C
47
Ag
107,87
4d10 5s1
1,93
Серебристо-белый металл
t°пл=962°C
t°кип=2212°C
48
Cd
112,41
4d10 5s2
1,69
Серебристо-серый металл
t°пл=321°C
t°кип=765°C
49
In
114,82
5s2 5p1
1,78
Мягкий серебристо-белый металл
t°пл=156°C
t°кип=2080°C
50
Sn
118,71
5s2 5p2
1,96
Мягкий серебристо-белый металл
t°пл=232°C
t°кип=2270°C
51
Sb
121,76
5s2 5p3
2,05
Серебристо-белый полуметалл
t°пл=631°C
t°кип=1750°C
52
Te
127,60
5s2 5p4
2,1
Серебристый блестящий полуметалл
t°пл=450°C
t°кип=990°C
53
I
126,90
5s2 5p5
2,66
Черно-серые кристаллы
t°пл=114°C
t°кип=184°C
54
Xe
131,29
5s2 5p6
2,6
Бесцветный газ
t°пл=-112°C
t°кип=-107°C
55
Cs
132,91
6s1
0,79
Мягкий серебристо-желтый металл
t°пл=28°C
t°кип=690°C
56
Ba
137,33
6s2
0,89
Серебристо-белый металл
t°пл=725°C
t°кип=1640°C
57
La
138,91
5d1 6s2
1,1
Серебристый металл
t°пл=920°C
t°кип=3454°C
58
Ce
140,12
f-элемент
Серебристый металл
t°пл=798°C
t°кип=3257°C
59
Pr
140,91
f-элемент
Серебристый металл
t°пл=931°C
t°кип=3212°C
60
Nd
144,24
f-элемент
Серебристый металл
t°пл=1010°C
t°кип=3127°C
61
Pm
146,92
f-элемент
Светло-серый радиоактивный металл
t°пл=1080°C
t°кип=2730°C
62
Sm
150,36
f-элемент
Серебристый металл
t°пл=1072°C
t°кип=1778°C
63
Eu
151,96
f-элемент
Серебристый металл
t°пл=822°C
t°кип=1597°C
64
Gd
157,25
f-элемент
Серебристый металл
t°пл=1311°C
t°кип=3233°C
65
Tb
158,93
f-элемент
Серебристый металл
t°пл=1360°C
t°кип=3041°C
66
Dy
162,50
f-элемент
Серебристый металл
t°пл=1409°C
t°кип=2335°C
67
Ho
164,93
f-элемент
Серебристый металл
t°пл=1470°C
t°кип=2720°C
68
Er
167,26
f-элемент
Серебристый металл
t°пл=1522°C
t°кип=2510°C
69
Tm
168,93
f-элемент
Серебристый металл
t°пл=1545°C
t°кип=1727°C
70
Yb
173,04
f-элемент
Серебристый металл
t°пл=824°C
t°кип=1193°C
71
Lu
174,96
f-элемент
Серебристый металл
t°пл=1656°C
t°кип=3315°C
72
Hf
178,49
5d2 6s2
Серебристый металл
t°пл=2150°C
t°кип=5400°C
73
Ta
180,95
5d3 6s2
Серый металл
t°пл=2996°C
t°кип=5425°C
74
W
183,84
5d4 6s2
2,36
Серый металл
t°пл=3407°C
t°кип=5927°C
75
Re
186,21
5d5 6s2
Серебристо-белый металл
t°пл=3180°C
t°кип=5873°C
76
Os
190,23
5d6 6s2
Серебристый металл с голубоватым оттенком
t°пл=3045°C
t°кип=5027°C
77
Ir
192,22
5d7 6s2
Серебристый металл
t°пл=2410°C
t°кип=4130°C
78
Pt
195,08
5d9 6s1
2,28
Мягкий серебристо-белый металл
t°пл=1772°C
t°кип=3827°C
79
Au
196,97
5d10 6s1
2,54
Мягкий блестящий желтый металл
t°пл=1064°C
t°кип=2940°C
80
Hg
200,59
5d10 6s2
2,0
Жидкий серебристо-белый металл
t°пл=-39°C
t°кип=357°C
81
Tl
204,38
6s2 6p1
Серебристый металл
t°пл=304°C
t°кип=1457°C
82
Pb
207,2
6s2 6p2
2,33
Серый металл с синеватым оттенком
t°пл=328°C
t°кип=1740°C
83
Bi
208,98
6s2 6p3
Блестящий серебристый металл
t°пл=271°C
t°кип=1560°C
84
Po
208,98
6s2 6p4
Мягкий серебристо-белый металл
t°пл=254°C
t°кип=962°C
85
At
209,98
6s2 6p5
2,2
Нестабильный элемент, отсутствует в природе
t°пл=302°C
t°кип=337°C
86
Rn
222,02
6s2 6p6
2,2
Радиоактивный газ
t°пл=-71°C
t°кип=-62°C
87
Fr
223,02
7s1
0,7
Нестабильный элемент, отсутствует в природе
t°пл=27°C
t°кип=677°C
88
Ra
226,03
7s2
0,9
Серебристо-белый радиоактивный металл
t°пл=700°C
t°кип=1140°C
89
Ac
227,03
6d1 7s2
1,1
Серебристо-белый радиоактивный металл
t°пл=1047°C
t°кип=3197°C
90
Th
232,04
f-элемент
Серый мягкий металл
91
Pa
231,04
f-элемент
Серебристо-белый радиоактивный металл
92
U
238,03
f-элемент
1,38
Серебристо-белый металл
t°пл=1132°C
t°кип=3818°C
93
Np
237,05
f-элемент
Серебристо-белый радиоактивный металл
94
Pu
244,06
f-элемент
Серебристо-белый радиоактивный металл
95
Am
243,06
f-элемент
Серебристо-белый радиоактивный металл
96
Cm
247,07
f-элемент
Серебристо-белый радиоактивный металл
97
Bk
247,07
f-элемент
Серебристо-белый радиоактивный металл
98
Cf
251,08
f-элемент
Нестабильный элемент, отсутствует в природе
99
Es
252,08
f-элемент
Нестабильный элемент, отсутствует в природе
100
Fm
257,10
f-элемент
Нестабильный элемент, отсутствует в природе
101
Md
258,10
f-элемент
Нестабильный элемент, отсутствует в природе
102
No
259,10
f-элемент
Нестабильный элемент, отсутствует в природе
103
Lr
266
f-элемент
Нестабильный элемент, отсутствует в природе
104
Rf
267
6d2 7s2
Нестабильный элемент, отсутствует в природе
105
Db
268
6d3 7s2
Нестабильный элемент, отсутствует в природе
106
Sg
269
6d4 7s2
Нестабильный элемент, отсутствует в природе
107
Bh
270
6d5 7s2
Нестабильный элемент, отсутствует в природе
108
Hs
277
6d6 7s2
Нестабильный элемент, отсутствует в природе
109
Mt
278
6d7 7s2
Нестабильный элемент, отсутствует в природе
110
Ds
281
6d9 7s1
Нестабильный элемент, отсутствует в природе
Металлы
Неметаллы
Щелочные
Щелоч-зем
Благородные
Галогены
Халькогены
Полуметаллы
s-элементы
p-элементы
d-элементы
f-элементы
Наведите курсор на ячейку элемента, чтобы получить его краткое описание.
Чтобы получить подробное описание элемента, кликните по его названию.
Волшебница Химия: Анилин, свойства, получение, применение
Аминами называются производные аммиака, в молекулах которых один или несколько атомов водорода замещены углеводородными радикалами:
Ch4 – Nh3 C2H5 – Nh3 C3H7 – Nh3
метиламин этиламин пропиламин
Группа — NH 2 называется аминогруппой. Амины – органические основания.Наибольшее практическое значение имеет ароматический амин анилин. Анилин C 6 H 5 – NH 2 (фениламин)
Анилин представляет собой бесцветную маслянистую жидкость с характерным запахом. На воздухе быстро окисляется и приобретает красно-бурую окраску. Ядовит. Анилин более слабое основание, чем амины предельного ряда.Основные свойства анилина:
а) ароматический амин – анилин имеет большое практическое значение;
б) анилин C6H5Nh3 – это бесцветная жидкость, которая плохо растворяется в воде;
в) имеет светло-коричневую окраску при частичном окислении на воздухе;
г) анилин сильно ядовит.
Основные свойства у анилина проявляются слабее, чем у аммиака и аминов предельного ряда.
1. Анилин не изменяет окраски лакмуса, но при взаимодействии с кислотами образует соли.
2. Если к анилину прилить концентрированную соляную кислоту, то происходит экзотермическая реакция и после охлаждения смеси можно наблюдать образование кристаллов соли:C6H5Nh4Cl – хлорид фениламмония.
3. Если на раствор хлорида фениламмония подействовать раствором щелочи, то снова выделится анилин:
C6H5Nh4 + + Сl-+ Nа+ + ОН- → Н2О + С6Н5NН2 + Nа+ + СI-.
Здесь выражено влияние ароматического радикала фенила – С6Н5.
5. Аминогруппа влияет на бензольное ядро.
6. Бром в водном растворе не реагирует с бензолом.
Химические свойства
Для анилина характерны реакции как по аминогруппе, так и по бензольному кольцу. Особенности этих реакций обусловлены взаимным влиянием атомов.
С одной стороны, бензольное кольцо ослабляет основные свойства аминогруппы по сравнению алифатическими аминами. С другой стороны, под влиянием аминогруппы бензольное кольцо становится более активным в реакциях замещения, чем бензол.
1. Анилин энергично реагирует с бромной водой с образованием
2,4,6-триброманилина (белый осадок). Эта реакция может использоваться для качественного определения анилина:
2. Анилин взаимодействует с кислотами с образованием солей:
C6H5 –Nh3 + HCl → C6H5Nh4Cl (хлорид фениламмония)
2C6H5 –Nh3 + h3SO4→ (C6H5Nh4)2SO4 (сульфат фениламмония)
Формула хлорной извести, CaCl2, Ca(ClO)2 и Ca(OH)2 – в составе двуосновные соли гипохлорида кальция, оксихлорида, гидроокиси кальция и хлорида.
Fe + 2HCl → FeCl2 + 2H
C6H5 –NO2 + 6H → C6H5 –Nh3 + 2h3O
Способы применения анилина:
1) анилин – один из важнейших продуктов химической промышленности;
2) он является исходным веществом для получения многочисленных анилиновых красителей;
3) анилин используется при получении лекарственных веществ, например сульфаниламидных препаратов, взрывчатых веществ, высокомолекулярных соединений и т. д. Открытие профессором Казанского университета Н.Н. Зининым (1842 г.) доступного способа получения анилина имело большое значение для развития химии и химической промышленности.
1. Промышленность органического синтеза началась с производства красителей.
2. Широкое развитие этого производства стало возможным на основе использования реакции получения анилина, известной сейчас в химии под названием реакции Зинина.
Особенности реакции Зинина:
1) эта реакция заключается в восстановлении нитробензола и выражается уравнением:
С6Н5-NO2 + 6Н = С6Н5-NН2 + 2Н2О;
2) распространенным промышленным способом получения анилина является восстановление нитробензола металлами, например железом (чугунными стружками), в кислой среде;Источникhttp://biofile.ru/bio/19878.html
Анилин в ядре — Справочник химика 21
Заместители первого рода (—ОН, —МНз, алкильные группы) увеличивают реакционную способность ароматического ядра и позволяют проводить сульфирование в более мягких условиях и получать большее число продуктов. Так, можно сульфировать анилин 96%-НОЙ серной кислотой. [c.316]Химические свойства. Свойства ароматических аминов определяются присутствием аминогруппы, связанной с ароматическим ядром. Если аминогруппа находится в боковой цепи, то такие амины обладают обычными свойствами алифатических аминов. Рассмотрим основные химические свойства ароматических аминов на примере анилина. [c.301]
Ароматические амины легко вступают в реакции электрофильного замещения. Однако аминогруппа, являясь заместителем первого рода, оказывает настолько сильное активирующее влияние на бензольное ядро, что при некоторых реакциях электрофильного замещения, например нитровании, может произойти разрущение молекулы анилина. Поэтому аминогруппу перед нитрованием предварительно защищают ацилированием [c.302]
Ароматические амины с аминогруппой в ядре. Получение и химические свойства. Анилин. Ароматические амины о аминогруппой в боковой цепи. [c.171]
Напишите уравнення реакций получения из хлорбензола 1) фенола, 2) анилина. Рассмотрите механизмы реакций и укажите условия их проведения. Чем объясняется прочность связи галогена с атомом углерода ароматического ядра [c.154]
Гидроксильная группа в фенолах, содержащих в ядре электроноакцепторные заместители, может замещаться на аминогруппу. По какому механизму протекают эти реакции Составьте схемы реакций 2,4-динитрофенола с аммиаком, гидроксиламином и анилином. [c.168]
Интересно в связи с этим сопоставить основность этиламина и анилина. У последнего вследствие сопряжения неподеленной пары электронов азота с 6р -электронной системой бензольного ядра резко снижена электронная плотность на азоте, как это показано структурной формулой [c.167]
Ароматические амины являются более слабыми основаниями, чем алифатические. Рассмотрим анилин. Аминогруппа связана с ароматическим кольцом и, будучи электронодонором, подает электроны на бензольное ядро. Неподеленная пара электронов аминогруппы взаимодействует с я-систе-мой бензольного ядра, образуя единое электронное облако. Вследствие такого взаимодействия неподеленная пара электронов азота менее доступна для образования связи с ионом Н» . [c.353]
Реакции за счет ароматического ядра. Аминогруппа, как заместитель I рода, облегчает реакции замещения в бензольном ядре при этом замещающие группы становятся в орто- и пара-положение к аминогруппе. Например, даже при действии бромной воды из анилина получается 2,4,6-триброманилин [c.390]
Действие окислителей. Под влиянием аминогруппы бензольное ядро теряет устойчивость к действию окислителей, и ароматические амины легко окисляются. Например, окисляя анилин, получают хинон (стр. 375). [c.390]
Ароматические амины, в молекулах которых аминогруппа непосредственно связана с бензольным ядром, называют как производные анилина [c.222]
Положительным мезомерным эффектом обладает и гидроксильная группа. Свободная электронная пара атома кислорода ОН-группы фенола вступает в сопряжение с ароматическим ядром, и в орто- и лй/7а-положениях создается повышенная электронная плотность, подобно тому как это происходит в анилине. [c.125]
Хорощо известно, что ароматическое ядро существенно влияет на свойства соединенной с ним аминогруппы (ослабление основных свойств анилина по сравнению с алифатическими аминами), а аминогруппа в свою очередь влияет на свойства ароматического ядра. Это результат сопряжения свободной э лектронной пары азота с подвижными п-электронами ароматического ядра. Сопряжение может осуществиться лишь при параллельной ориентации р-электронной орбитали электронной пары атома азота и п-электронной системы ароматического ядра [c.499]
Пирамидальную структуру сохраняет атом азота и в ароматических аминах. Так, у анилина [4] угол между плоскостями, в которых расположены бензольное ядро и группа ННа, составляет 45°. [c.558]
При рассмотрении ацилированных анилинов помимо объема заместителей необходимо учитывать еще ряд пространственных и электронных факторов, а именно взаимодействие ациламиногруппы с ароматическим ядром (стремление к копланарности свободной электронной пары атома азота с я-электронной системой ароматического ядра), стерическое взаимодействие орто-заместителей (в том числе и атомов водорода ) с ациламиногруппой, биполярное отталкивание я-электронной системы бензольного ядра и карбонильной группы. В общем, когда амидная группа соединена с радикалом, способным вступать с ней в мезомерное взаимодействие, можно предвидеть участие в мезомерии уже трех форм [c.587]
Химические свойства анилина обусловлены наличием в его молекуле аминогруппы —Nh3 и бензольного ядра. Подобно аминам, производным углеводородов предельного ряда, анилин реагирует с кислотами с образованием солей, но окраски раствора лакмуса не изменяет. Следовательно, анилин более слабое основание, чем амины предельного ряда. Чем это можно объяснить Чтобы ответить на этот вопрос, вспомним о взаимном влиянии атомов и атомных групп в молекулах. Как и в молекуле фенола (III, с. 90), бензольное ядро несколько оттягивает свободную электронную пару от атома азота аминогруппы. Вследствие этого электронная плотность на атоме азота в молекуле анилина уменьшается и он слабее притягивает к себе протоны, т. е. основные свойства анилина ослабляются. Важнейшие химические свойства анилина показаны в таблице 1. [c.7]
Основные свойства у анилина выражены очень слабо, так как сказывается влияние бензольного ядра на аминогруппу. [c.638]
Дело в том, что заместители первого рода являются электронодонорными (донор — отдающий). Это значит, что в таких группах электронное облако атома, связанного с бензольным кольцом, смещено в направлении бензольного кольца. Так, например, в молекуле простейшего ароматического амина — анилина, в котором атом азота имеет свободную электронную пару, электронное облако связи азот — ядро смещено в сторону бензольного ядра. Это смещение вызывает повышение электронной плотности углеродного кольца бензола в целом, причем наибольшая электронная плотность в бензольном кольце создается у атомов углерода в орто- и пара-положениях по отношению к заместителю. [c.252]
Гидрирование ароматических аминов в ядро проводят для синтеза циклогексиламина, который является промежуточным продуктом при одном из методов производства капролактама. При гидрировании анилина в ядро побочно происходит отщепление аминогруппы, а также конденсация циклогексиламина с анилином и последующее гидрирование с образованием вторичного амина (дицикл эгексиламин) [c.515]
Обработкой избытком олеума при низкой температуре многие амины могут быть превращены в лг-сульфокислоты. Данные, относящиеся к анилину [384], несколько противоречивы, но при сульфировании соединений, в которых имеются метильные группы или атом галоида, направляющие вновь вступающую группу в лета-положение к аминогруппе, л-сульфокислота всегда получается в большом количестве. Сульфирование Н-алкиламинов приводит к лета-соединению даже в отсутствие других групп в ядре. Имеются данные, что З-амино-6-метилбензолсульфокислота [c.59]
Аминогруппа, так же как гидроксильная, облегчает хлорирование, нитрование и сульфирование ароматического ядра. Ароматические амины, как правило, чрезвычайно легко вступают в реакцию с галоидами. Для введения в молекулу одного атома хлора необходимо исходить из ацетильных производных аминов. При этом из анилина, например, получается преимущественно -хлоранилин и ебольщое количество о-хлоранилина дальнейшее галоидирование приводит к образованию 2,4-дихлор- и, наконец, 2,4,6-трихлоранилина (или, соответственно, их ацетильных производных). [c.577]
В отличие от алифатических аминов первичные амины ароматического ряда, например анилин и его производные, содержащие различные заместители в бензольном ядре, при взаимодействии с азотистой кислотой образуют не спирты, а соли ди-азония [c.426]
Рассмотрите правила ориентации для реакций в -тина с учетом статического фактора (распределения электронной плотности в нереагирующей молекуле) и динамического фактора (сравнения устойчивости а-комплексов при о-, м- и -замещении) на следующих примерах I) нитробензоле, 2) анилине, 3) анизоле (ме-тнлфениловом эфире), 4) бензальдегиде. Какие положения в бензольном ядре этих соединений наиболее благоприятны для замещения электрофильными реагентами ( +) [c.150]
Спектроскопические методы позволяют обнаружить различные тонкие особенности взаимодействия солюбилизата с мицеллами, обусловленные их структурой и свойствами. Так, по данным ПМР-спектроскопни изопропилбензол солюбилизируется не в ядре мицеллы цетилтриметиламмонийброми-да (ЦЕТАБ), как это свойственно углеводородам, а в поверхностном слое, причем изопропильная группа погружена в углеводородное ядро, а слабо гидрофильное ароматическое кольцо ориентировано к гидратированному слою мицеллы. Этим же методом найдено, что бензол, Ы, М-диметил-анилин и нитробензол при их малых концентрациях солюбилизируются на поверхности мицеллы ЦЕТАБ, вытесняя с нее воду, а при повышении концентрации начинают погружаться в углеводородные слои мицелл. Полициклические углеводороды (нафталин, антрацен) по данным УФ-спектро-скопии солюбилизируются в мицеллах ионогенных и неионогенных ПАВ таким образом, что часть молекулы находится вблизи полярных групп ПАВ на поверхности мицеллы, а остальная часть погружена в неполярное углеводородное ядро. [c.72]
Ароматические амины диазотируются тем легче, чем выше их основность. Когда основность амина сильно понижена вследствие наличия в ядре заместителей II рода, как, например, в л-нитро-анилине, диазотирование следует проводить в более концентрированных растворах сильных кислот. В этом случае диазотирующим агентом является, вероятно, нитрозоний-ион N0″ [c.188]
Если специфическая адсорбция ионов на поверхности электрода является обратимой, то форма спектров AR/Ro—X при этом обычно ие изменяете , а изменение кривых AR/Ro—Ео при = onst может быть связано с соответствующим изменением емкости. Поэтому сильное искажение спектров электроотражения может служить указанием на образование химических соединений. Такие данные были получены в водных растворах KI при больших анодных потенциалах серебряного и золотого электродов. При этом на кривых AR/Ro—I в области энергии квантов света h =h / k, соответствующей энергии диссоциации соединения Ме—1, наблюдался минимум. Аналогичные минимумы наблюдались в спектрах электроотражения р-полярпзованного света от поверхности свинцового и индиевого электродов при адсорбции на них молекул анилина. Они были связаны с частичным переходом л-электронов ароматического ядра в незаполненную зону проводимости металла при образовании адсорбционного комплекса с переносом заряда. [c.184]
Сульфирование анилина требует повышенной температуры, так как сначала образуется соль, в которой аммонийный атом азота перестает быть донором электронов. При этом сульфогруппа попадае в ядро вследствие перегруппировки первоначально образующейся ( енилсульфаминовой кислоты [c.262]
Ка с уже отмечалось, в результате сопряжения аминогруппы в анилине с бензольным ядром происходит смещение электронной плотностиж ядру, что и определяет активность ароматических аминов в реакциях с электрофильными реа- [c.167]
Если ввести вместо водорода в бензол аминогруппу, то сопряжение, оттягивающее электроны в ядро, приведет к тому же эффекту — на аминогруппе возникнет положительный заряд. Протон с трудом может присоединиться к такой аминогруппе. Поэтому основность анилина должна быть ниже, чем основность алифатиче-ких аминов, — факт, хорошо известный в органической химии. Надо иметь в виду, что предсказания, сделанные на основе значений свободной валентности, верны лишь при условии, что приближающаяся частица не вызывает сколько-нибудь существенной поляризации связей и перестройки электронной системы. По этой причине такие предсказания лучше оправдываются по отношению к радикальным системам. Радикал не несет заряда и поэтому не возмущает электронные системы в такой степени, как ион. Практически в затруднительных случаях приходится исследовать переходное состояние для того или иного пути реакции и выбирать тот, который связан с наименьшей энергией активации. Так, в мо- [c.125]
По своей природе заместители I рода являются электроно-донорами и, подавая электроны на бензольное ядро, увеличивают электронную плотность последнего. Это, в свою очередь, приводит к перераспределению электронной плотности в ядре, вследствие чего в орто-, пара-положениях создается некоторый избыток электронов. К заместителям I рода относятся алкильные радикалы (—СН3, —С2Н5 и т. д.), а также —ОН, —Nh3 и др. Ниже показано смещение электронной плотности бензольного ядра в толуоле, в феноле и анилине [c.314]
Однако основные свойства у ароматических аминов гораздо менее выражены, чем у жирных. В последних под влиянием алкильных радикалов основность аминогруппы увеличивается, н жирные амины, как уже указано (стр. 272), являются более сильными основаниями, чем аммиак. В ароматических же аминах основные свойства аминогруппы, непосредственно связанной с бензольным ядром, под влиянием последнего ослаблены поэтому ароматические амины представляют собой более слабые основания, чем аммиак. Водный раствор анилина СвНаЫНз не показывает щелочной реакции на лакмус его соли с соляной или серной кислотами сильно гидролизуются, и их растворы в воде окрашивают лакмус в красный цвет, как растворы солей слабых оснований и сильных кислот. [c.387]
Дифениламин (СвН5).,НН, в котором азот аминогруппы связан с двумя бензольными ядрами, является еще более слабым основанием, чем анилин трифениламин (СвН5)зМ, содержащий в соединении с азотом аминогруппы три ароматических радикала, совсем не проявляет основных свойств и солей с кислотами не образует. [c.387]
По современным представлениям основным носителем окраски красящего вещества — хромофором — является система сопряженных кратных связей. Например, как уже указано, цвет таких природных соединений, как ликопин или каротины (придающих ок-краску помидорам, моркови), обусловлен наличием в них длинной системы из многих сопряженных связей (стр. 322). В образовании сопряженных систем в красителях, кроме двойных связей, принимают участие ароматические группировки, например ядра бензола или нафталина. Довольно часто в таких системах в качестве составного элемента встречается хиноидная группировка. Например, цвет азокрасителей, полученных сочетанием диазотированного анилина с фенолом (I) или с диметиланилином (Н) (стр. 397), определяется не только азогруппой —N=N—, как это полагали раньше в них имеется сложная хромофорная система, содержащая цепь сопряженных связей, причем в образовании ее участвуют и азогруппа, и ароматическое ядро бензола (в формулах эта система выделена жирными линиями) [c.401]
Рассмотрим на примере анилина, каким образом электронные влияния заместителя передаются преимущественно в орто- и пара-положения. Аминогруппа проявляет в основном -ЬЛ1-эффект это значит, что электронная плотность свободной электронной пары азота частично смещается к ароматическому ядру. Полное смещение в этом направлении означало бы образование двойной связи Н-Саро за счет свободных электронов азота. Углеродный атом ароматического бензольного кольца, с которым соединена аминогруппа, приобрел бы в таком случае заполненный октет за счет имеющихся четырех связей тем самым оказалось бы нарушенным круговое сопряжение в бензольном ядре, и оставшуюся в ядре шестерку л-электронов пришлось бы размещать в локализованных, закрепленных двойных связях. Однако, не нарушая правил валентности, можно представить себе создание только двух двойных связей в таком кольце, а одна электронная пара должна была бы обязательно остаться свобод1 ой и принадлежать одному из углеродных атомов кольца. [c.124]
Диметиламиногруппа стремится принять конформацию, обеспечивающую выигрыш энергии за счет сопряжения свободной электронной пары атома азота с ароматическим ядром метильные группы при этом располагаются в плоскости кольца [11]. Как и в замещенных бензальдегидах, барьер вращения зависит от природы и положения заместителей [12]. Его величина колеблется от 21 кДж/моль (незамещенный диметиланилин) до 67 кДж/моль (2,4-динитpo-N-N-димeтил-анилин). [c.496]
Если же в орто-положении к амидной группе ацилированных анилинов находится заместитель, способный выступать в качестве акцептора протона водородной связи, то бензольное кольцо фиксируется в плоскости амидной группы. Некоторые авторы допускают, что подобное взаимодействие имеется даже между орто-водородом ароматического ядра и кислородом амидной группы. [c.588]
Наличие ароматического радикала уменьшает основность амина. Под влиянием аминогруппы сильно активируется само ароматическое ядро. Это объясняется сдвигом электронных плотностей в ядре и аминогруппе. Так, в анилине неподеленная электронная пара атома азота вступает в сопряжение с тс-электронами бензольного ядра, притяги- [c.109]
На свойства анилина оказывает влияние бензольное ядро, я-электроны бензольного ядра, вступая во взаимодействие с неподеленной электронной парой азота, вовлекают ее в свою сферу и оттягивают на себя. Как следствие этого, на азоте уменьшается электронная плотность, слабее связывается протон и меньше образуется свободных гидроксильных ионов. Поэтому анилин проявляет очень слабые основные свойства (они выражены слабее, чем у аминов предельного ряда и аммиака). Например, раствор анилина не окрашивает лакмус в синий цвет, но при взаимодействии с сильными кислотами анилин образует соли (подобно амннам предельного ряда) eHsNHa+H I- [QHENHal l или eHsNHa-H l [c.344]
Анилин проявляет некоторые свойства, обусловленные наличием ароматического ядра. Он реагирует с растворами хлора и брома (замещаются атомы водорода в бензольном ядре, находящиеся в орто- и пара-тложг-ниях к аминогруппе) [c.241]
Анилин — свойства, получение и применение
Анилин — органическое соединение с формулой C6H5NH2, родоначальник класса ароматических аминов. Представляет собой бесцветную маслянистую жидкость с характерным запахом, немного плотнее воды и плохо в ней растворим, хорошо растворяется в органических растворителях. На воздухе быстро окисляется и приобретает красно-бурую окраску. Весьма токсичен. Название «анилин» происходит от названия одного из растений, содержащих индиго — Indigofera anil»>Indigofera suffruticosa).
| Анилин | |
|---|---|
| Традиционные названия | Аминобензол Анилин Бензоламин Фениламин |
| Хим. формула | C6H5NH2 |
| Рац. формула | C6H7N |
| Состояние | бесцветная или желтоватая жидкость |
| Молярная масса | 93,1265 ± 0,0055 г/моль |
| Плотность | 1,0217 г/см³ |
| Поверхностное натяжение | 43,3 Н/м |
| Динамическая вязкость | 3,71 Па·с |
| Энергия ионизации | 7,7 ± 0,1 эВ |
| Скорость звука в веществе | 1659 м/с |
| Температура | |
| • плавления | −6,3 °C |
| • кипения | 184,13 °C |
| • вспышки | 158 ± 1 °F и 76 °C |
| • самовоспламенения | 562 °C |
| Пределы взрываемости | 1,3 ± 0,1 об.% | Критическая точка |
| • температура | 425,65 °C |
| • давление | 5,134 МПа |
| Критическая плотность | 0,314 см³/моль |
| Давление пара | 0,6 ± 0,1 мм рт.ст. |
| Растворимость | |
| • в воде | 3,6 г/100 мл |
| • в циклогексане | 66,7 (30,8°C) |
| Диэлектрическая проницаемость | 6,89 |
| Показатель преломления | 1,5863 |
| Дипольный момент | 1,53 Д |
| Рег. номер CAS | 62-53-3 |
| PubChem | 6115 |
| Рег. номер EINECS | 200-539-3 |
| SMILES | |
| InChI |
1S/C6H7N/c7-6-4-2-1-3-5-6/h2-5H,7h3 PAYRUJLWNCNPSJ-UHFFFAOYSA-N |
| RTECS | BW6650000 |
| ChEBI | 17296 |
| Номер ООН | 1547 |
| ChemSpider | 5889 |
| Предельная концентрация | 0,3 мг/м3 |
| ЛД50 | 9-12 мг/кг (кошки, внутрижелудочно), 132 мг/кг (мыши, внутрижелудочно) |
| Токсичность | Чрезвычайно токсичен для мелких млекопитающих, высокотоксичен для человека, является гематотоксином (вызывает гемолиз). |
| Пиктограммы ECB | |
| NFPA 704 | |
История
Впервые анилин был получен в 1826 году при перегонке индиго с известью немецким химиком Отто Унфердорбеном (нем. Otto Unverdorben), который дал ему название «кристаллин».
В 1834 году Фридлиб Фердинанд Рунгe обнаружил анилин в каменноугольной смоле и назвал «кианолом».
В 1840 году Юлий Фрицше получил анилин нагреванием индиго с раствором KOH и назвал его «анилином».
В 1842 году Николай Зинин получил анилин восстановлением нитробензола действием (NH4)2S и назвал его «бензидамом».
В 1843 году Август Вильгельм Гофман установил идентичность всех перечисленных соединений.
Промышленное производство фиолетового красителя мовеина на основе анилина началось в 1856 году.
Получение
В промышленности анилин получают в две стадии. На первой стадии бензол нитруется смесью концентрированной азотной и серной кислот при температуре 50—60 °C, в результате образуется нитробензол. На втором этапе нитробензол гидрируют при температуре 200—300 °C в присутствии катализаторов:
Впервые восстановление нитробензола было произведено с помощью железа:
Другим способом получение анилина является восстановление нитросоединений — реакция Зинина:
Также, в анилин — идёт восстановление нитробензола цинком в присутствии избытка соляной кислоты.
;
;
И этот избыток связывает образующийся анилин в соль под названием хлорид фениламмония (анилин солянокислый):
;
Эта соль легко растворима в образующейся при этом воде и может быть выкристаллизована из неё,
к тому же после обработки щелочью хлорид фениламмония — даёт анилин:
Химические свойства
Для анилина характерны реакции как по аминогруппе, так и по ароматическому кольцу. Особенности этих реакций обусловлены взаимным влиянием атомов. С одной стороны, бензольное кольцо ослабляет основные свойства аминогруппы по сравнению с алифатическими аминами и даже с аммиаком. С другой стороны, под влиянием аминогруппы бензольное кольцо становится более активным в реакциях замещения, чем бензол. Хорошо галогенируется, нитруется и сульфируется. Например, анилин энергично реагирует с бромной водой с образованием 2,4,6-триброманилина (белый осадок). С HNO2 дает диазосоединения.
Окисление
В отличие от аминов алифатического ряда, ароматические амины легко окисляются. Примером может служить реакция хромовой смеси с анилином, в результате образуется краситель «чёрный анилин».
Классическая реакция окисления анилина дихроматом калия в кислой среде часто используется как качественная реакция на анилин:
Аналитическим эффектом в данном случае служит появление окраски раствора от тёмно-синей до чёрной. Как и в большинстве реакций окисления анилина, продуктами являются различные Хиноны.
Другой качественной реакцией на анилин, очень чувствительной, является окисление анилина хлорной известью, при котором появляется фиолетовое окрашивание.
Реакции электрофильного замещения
Аминогруппа, являясь заместителем первого рода, оказывает сильное активирующее влияние на бензольное кольцо, из-за чего при нитровании может произойти окисление молекулы анилина. Для предотвращения окисления аминогруппу перед нитрованием «защищают» ацилированием.
Реакции на азот
С азотистой кислотой образует катион диазония, например:
Эта реакция может быть использована для получения фенола, если вместо соляной кислоты использовать разбавленную серную:
Где сначала образуется та же диазониевая соль, которая при нагревании в разбавленном водном растворе гидролизуется и разлагается до фенола, при этом выделяется молекулярный азот.
В связи с нестойкостью азотистой кислоты её часто заменяют нитритом щёлочного металла в кислой среде. Диазониевые соли используют для реакции Зандмейера.
Другие реакции
Гидрирование анилина в присутствии никелевого катализатора даёт циклогексиламин.
Анилин взаимодействует с соляной кислотой с образованием хлорида фениламмония:
Анилин взаимодействует с бромом и даже бромной водой с образованием 2,4,6-триброманилина:
Производство и применение
Изначально анилин получали восстановлением нитробензола молекулярным водородом; практический выход анилина не превышал 15 %. При взаимодействии концентрированной соляной кислоты с железом выделялся атомарный водород, более химически активный по сравнению с молекулярным. Реакция Зинина является более эффективным методом получения анилина. В реакционную массу вливали нитробензол, который восстанавливается до анилина.
По состоянию на 2002 год, в мире основная часть производимого анилина используется для производства метилдиизоцианатов, используемых затем для производства полиуретанов. Анилин также используется при производстве искусственных каучуков, гербицидов и красителей (фиолетового красителя мовеина).
В России он в основном применяется в качестве полупродукта в производстве красителей, взрывчатых веществ и лекарственных средств (сульфаниламидные препараты), но в связи с ожидаемым ростом производства полиуретанов возможно значительное изменение картины в среднесрочной перспективе.
Биологические свойства
Анилин — высокотоксичное вещество. В больших концентрациях фениламин оказывает негативное воздействие на центральную нервную систему. Кровеносный яд, вызывает кислородное голодание организма за счёт образования в крови метгемоглобина, гемолиза и дегенеративных изменений эритроцитов.
В организм анилин проникает при дыхании, в виде паров, а также через кожу и слизистые оболочки. Всасывание через кожу усиливается при нагреве воздуха или приёме алкоголя.
При лёгком отравлении анилином наблюдаются слабость, головокружение, головная боль, синюшность губ, ушных раковин и ногтей. При отравлениях средней тяжести также наблюдаются тошнота, рвота, иногда, шатающаяся походка, учащение пульса. Тяжёлые случаи отравления аминобензолом крайне редки.
При хроническом отравлении анилином (анилизм) возникают токсический гепатит, а также нервно-психические нарушения, расстройство сна, снижение памяти и т. д.
При отравлении анилином необходимо прежде всего удаление пострадавшего из очага отравления, обмывание тёплой (но не горячей!) водой. Также применяют введение антидотов (метиленовая синь), сердечно-сосудистые средства или вдыхание карбогена. Пострадавшему надо обеспечить покой.
Предельно допустимая концентрация анилина в воздухе рабочей зоны 0,3мг/м3 по ГОСТ 12.1.005-76. В водоёмах (при их промышленном загрязнении) — ПДК 0,1 мг/л (100 мг/м3).
В соответствии с ГОСТ 12.1.007-76 аминобензол относится ко II классу опасности.
Охрана труда
Порог восприятия запаха анилина человеком может быть, например, 0,37-2,82 мг/м3; 3,8 мг/м3. ПДК аминобензола в воздухе рабочей зоны 0,3 мг/м3 (максимальная разовая) и 0,1 мг/м3 (средняя сменная за 8 часов). Применение широко распространённых фильтрующих СИЗОД в сочетании с «заменой фильтров по появлении запаха под маской» (как рекомендуется в РФ) приведёт к запоздалой замене противогазных фильтров и чрезмерному воздействию анилина на, по крайней мере, часть работников. Для их защиты необходимо использовать значительно более эффективные изменение технологии и средства коллективной защиты.
Анилин гораздо более слабое основание, чем алифатические амины K
⦁ Какие свойства анилина проявляются в реакциях с кислотами?
ОТВЕТ:
. Анилин – гораздо более слабое основание, чем алифатические амины (Kb = 5,2.10-10). Это объясняется тем, что электронная пара атома азота, которая обусловливает основные свойства аминов, частично смещается в бензольное кольцо.
Анилин реагирует с сильными кислотами, образуя соли фениламмония C6H5NH3+, которые хорошо растворимы в воде, но нерастворимы в неполярных органических растворителях:
С6Н5NН2 + HCl → С6Н5NН3Сl.
Анилин весьма активен в реакциях электрофильного замещения в бензольном кольце. Это объясняется электронными эффектами, которые приводят к увеличению электронной плотности в кольце.
Анилин легко бромируется даже под действием бромной воды, давая белый осадок 2,4,6триброманилина:
2,4,6-триброманилин
С концентрированной азотной кислотой анилин реагирует со взрывом, поэтому непосредственное нитрование осуществить не удается. Можно, однако, на время реакции защитить аминогруппу, если перед нитрованием превратить ее в амидную группу – NН-СОСН3 действием уксусного ангидрида, а после нитрования гидролизовать амид с образованием исходной аминогруппы. Данная последовательность реакций описывается схемой:
В этих реакциях образуется также небольшое количество орто-нитроанилина.
При реакции анилина с азотистой кислотой образуются диазосоединения — соли диазония C6H5N2+:
C6H5NH2 + NaNO2 + 2HCl → [C6H5-N≡N]+Cl– + NaCl + 2H2O.
Диазосоединения можно выделить в виде кристаллических, легко взрывающихся веществ. Благодаря способности диазониевой группы легко замещаться на другие функциональные группы, эти соединения широко используются в органических синтезах. Во многих случаях можно не выделять диазосоединения в кристаллическом виде, а использовать их свежеприготовленные растворы.
⦁ Напишите уравнения реакций анилина с хороводородной и серной кислотой. Назовите полученные продукты?
ОТВЕТ:
Гидрирование анилина в присутствии никелевого катализатора даётциклогексиламин.
Анилин взаимодействует ссолянойкислотойс образованием хлорида фениламмония[3]:
Анилин взаимодействует сбромоми даже бромной водой с образованием 2,4,6триброманилина.
⦁ Напишите схемы реакций, в которых участвует хлороводородная кислота. Какая реакция приводит к образованию электрофильного реагента – нитрозилкатиона?
ОВЕТ:
Zn + HCl
Zn + 2HCl → ZnCl2 + h3
⦁ Напишите схему реакции диазотирования анилина. Какие реакции называют реакциями диазотирован?
ОТВЕТ:
Соли диазония впервые были получены П. Грисом 1858 при воздействии нитритной кислоты на соли анилина: Рисунок 1. Диазотирование, или нитрозирование, первичных аминов проводят азотистой кислотой, которую добывают непосредственно из нитритов натрия или калия действием сильных кислот (HCl, h3SO4, HClO4 т.д.). Реакция проходит при низких температурах (0-5 ∘С), так как соли диазония — нестабильные соединения и после выделения в сухом состоянии могут разлагаться и взрываться при нагревании до 50-60 ∘ С.
Достарыңызбен бөлісу:
Свойства анилина, получение, реакции, физические свойства
Анилин представляет собой ароматическое соединение первичного амина. Анилин относится к азотзамещенным органическим соединениям. В этом уроке вы можете узнать о получении анилина, реакциях и характеристиках анилина. Анилин имеет некоторые отличные от других первичных аминов характеристики.
Рис 01: Молекула анилина
В этом руководстве мы изучаем следующее.
- Физические свойства анилина
- Получение анилина
- Анилиновые реакции
- Вопросы
Физические свойства анилина
- Светло-коричневый раствор
- Анилин имеет характерный запах
- Анилин — полярное соединение.Из-за наличия водородных связей температуры плавления и кипения высоки. Но Н-связи анилина слабее водородных связей фенола.
- Анилин может образовывать водородные связи с водой. Но из-за большой фенильной группы растворимость анилина мала.
- Анилин менее щелочной, чем аммиак. Но амиды менее основные, чем анилин.
Получение анилина
Получение анилина из бензола объясняется ниже.
Получение анилина из бензола
Есть два этапа получения анилина из бензола.
Бензол в нитробензол
Бензол реагирует с концентрированной серной кислотой и концентрированной азотной кислотой. при нагревании примерно 40 0 ° С и получают нитробензол. Группа A -NO 2 замещена бензольным кольцом.
Нитробензол в анилин
Анилин получают реакцией нитробензола и Sn / концентрированной HCl / избытка NaOH с нитробензолом.В этой реакции нитробензол восстанавливается до анилиновой соли Sn / концентрированной HCl. Затем анилин восстанавливают путем добавления NaOH.
Анилиновые реакции
Анилин является активатором, а также орто-парадиректором. Мы изучаем следующие анилиновые реакции. Электронная плотность бензольного кольца в анилине намного выше, чем в бензоле.
- Реакция анилина и алкилгалогенида
- Реакция анилина и галогена
- Реакция анилина и азотистой кислоты
- Реакция анилина и разбавленных кислот
Реакция анилина и алкилгалогенида
Вторичные амины, или третичные амины, или соли четвертичного аммония могут быть получены реакцией анилина и алкилгалогенидов.Продукт зависит от количества анилина и алкилгалогенида.
Анилин и менее алкилгалогениды
Приведены вторичные амины.
Анилин и избыток алкилгалогенида
Третичные амины образуются при реакции анилина и избытка галогенида алкила. Если алкилгалогенидов больше, используются четвертичные аммониевые соли.
Реакция анилина и галогена
Реакция анилина и жидкого брома
Анилин реагирует с жидким бромом с образованием 2-4-6-триброманилина.
Реакция анилина и жидкого хлора
Анилин реагирует с жидким хлором с образованием 2-4-6-трихлоранилина.
Реакция анилина и азотистой кислоты | Анилин + HNO
2Эта реакция используется для получения фенола или бензолдиазонийхлорида. Нитрит натрия и разбавленная соляная кислота (NaNO 2 и HCl) смешиваются для получения азотистой кислоты (HNO 2 ).В зависимости от температуры дают фенол или бензолдиазонийхлорид.
Подготовка азотистой кислоты
Азотистая кислота получается путем смешивания нитрита натрия и разбавленной соляной кислоты. (NaNO 2 / HCl). Анилин реагирует с азотистой кислотой двояко.
Анилин и азотистая кислота в условиях холода
Когда реакция протекает при температуре ниже 5 0 ° C, в качестве продукта используется хлорид бензолдиазония.
Анилин и азотистая кислота при комнатной температуре
При комнатной температуре или выше 10 0 C фенол является продуктом реакции анилина и азотистой кислоты.
Реакция анилина и HCl
Анилин имеет слабые основные характеристики. HCl — сильная кислота. Анилин реагирует с HCl и образует гидрохлорид анилина, который имеет слабые кислотные характеристики.
Анилина гидрохлорид — C 6 H 5 NH 3 + Cl —
Сводка анилиновых реакций
Вопросы анилина
Отличаются ли реакции анилина от других первичных алифатических аминов?
Анилин — первичный амин.Но некоторые реакции анилина отличаются от других реакций первичного амина. Например, анилин дает соль бензолдиазония с азотистой кислотой ниже 5 0 ° C. Но другие первичные алифатические амины дают первичные спирты с азотистой кислотой ниже 5 0 ° C.
Сколько стадий требуется для получения анилина из бензола.
Требуется всего два шага. Сначала бензол превращается в нитробензол. Затем нитробензол превращается в анилин.
Чем реакции анилина отличаются от реакций фенола?
Мы знаем, что анилин является основным, а фенол кислым. Таким образом, анилин может реагировать с кислотами, а фенол — с основаниями.
Каковы химические свойства анилина?
Электронная плотность бензольного кольца в анилине выше, чем в бензоле.Поэтому реакции электрофильного замещения протекают легче, чем бензол.
Пример: Анилин реагирует с жидким бромом с образованием 2,3,4-диброманина. Но бензол не дает продуктов с Br 2 (л) . Бензол требует катализатора кислоты Льюиса для получения продуктов с Br 2 (л)
Какова реакция HCl и анилина.
Анилин — слабое основание. Он реагирует с HCl и образует слабую кислоту (хлорид фениламмония).
ФЕНИЛАМИН КАК ПЕРВИЧНЫЙ АМИН На этой странице рассматриваются реакции фениламина (также известного как анилин или аминобензол), в которых он ведет себя как довольно простой первичный амин. Это объясняет, почему фениламин является более слабым основанием, чем другие первичные амины, и суммирует его реакции с ацилхлоридами (хлорангидридами), ангидридами кислот и галогеноалканами (галогеналканами или алкилгалогенидами). Прежде чем читать каждый раздел на этой странице, следует перейти по ссылке на соответствующую страницу об алифатических аминах (те , а не на основе бензольных колец). В большинстве случаев реакции одинаковы, и на этой странице подробно рассматриваются только различия в случае с фениламином. Фениламин в качестве основания | |
Важно: Сначала прочтите страницу об основных свойствах аминов, чтобы дать вам все подробные объяснения об аминах в целом. Используйте кнопку НАЗАД в браузере, чтобы вернуться на эту страницу, когда вы это сделаете. | |
Амины являются основаниями, потому что неподеленная пара электронов на атоме азота может принимать ион водорода — другими словами, по той же причине, по которой аммиак является основанием. Что касается фениламина, единственное отличие состоит в том, что это гораздо более слабое основание, чем аммиак или амин, такой как этиламин, — по причинам, которые мы рассмотрим позже. Реакция фениламина с кислотами Фениламин реагирует с кислотами, такими как соляная кислота, точно так же, как и любой другой амин.Несмотря на то, что фениламин является только очень слабым основанием, с сильной кислотой, такой как соляная кислота, реакция полностью проста. Фениламин очень слабо растворяется в воде, но легко растворяется в разбавленной соляной кислоте. Образуется раствор соли — хлорида фениламмония. Если вы просто хотите показать образование соли, вы можете написать: . . . или если вы хотите подчеркнуть тот факт, что фениламин действует как основание, вы можете просто использовать: | |
Примечание: Я намеренно написал эти уравнения, не подчеркивая бензольное кольцо, чтобы подчеркнуть сходство между реакцией фениламина и реакцией других аминов. | |
Получение фениламина из его соли Чтобы вернуть фениламин из иона фениламмония, присутствующего в соли, все, что вам нужно сделать, это снова отобрать ион водорода. Вы можете сделать это, добавив более сильную основу. Обычно вы выбираете раствор гидроксида натрия. Фениламин сначала образуется в виде не совсем белой эмульсии — крошечных капелек фениламина, разбросанных по воде.Затем он оседает, давая маслянистый нижний слой фениламина под водным слоем. Реакция фениламина с водой Здесь можно сказать, что фениламин является гораздо более слабым основанием, чем аммиак и алифатические амины, такие как метиламин и этиламин. Фениламин обратимо реагирует с водой с образованием ионов фениламмония и гидроксид-ионов. Положение равновесия лежит значительно левее соответствующего равновесия аммиака или алифатического амина — это означает, что в растворе образуется не так много гидроксид-ионов. В результате pH раствора фениламина будет немного ниже, чем у раствора аммиака или одного из алифатических аминов той же концентрации. Например, 0,1 М раствор фениламина имеет pH около 9 по сравнению с pH около 11 для 0,1 М раствора аммиака. Почему фениламин такое слабое основание? Амины являются основаниями, потому что они захватывают ионы водорода на неподеленной паре атома азота. В фениламине привлекательность неподеленной пары снижается из-за того, как она взаимодействует с кольцевыми электронами. Неподеленная пара на азоте касается делокализованных кольцевых электронов. . . . . . и делокализуется вместе с ними: | |
Примечание: Если вы не понимаете эти схемы, вам нужно будет прочитать о связывании в бензоле, чтобы понять их смысл. Если вы перейдете по этой ссылке, возможно, вам придется изучить несколько других страниц, прежде чем вы будете готовы вернуться сюда снова. Используйте кнопку НАЗАД (или файл ИСТОРИИ или меню ПЕРЕЙТИ) в вашем браузере, чтобы вернуться на эту страницу. | |
Это означает, что неподеленная пара больше не полностью доступна для объединения с ионами водорода. Азот по-прежнему является наиболее электроотрицательным атомом в молекуле, поэтому делокализованные электроны будут притягиваться к нему, но плотность электронов вокруг азота не такая, как, скажем, в молекуле аммиака. Другая проблема заключается в том, что если неподеленная пара используется для соединения с ионом водорода, она больше не может вносить вклад в делокализацию.Это означает, что делокализация должна быть нарушена, если фениламин действует как основание. Делокализация делает молекулы более стабильными, поэтому нарушение делокализации требует затрат энергии и не произойдет легко. Взятые вместе — отсутствие интенсивного заряда вокруг азота и необходимость нарушить некоторую делокализацию — означает, что фениламин действительно является очень слабым основанием. Ацилирование фениламина Реакции с ацилхлоридами и ангидридами кислот Это реакции, в которых фениламин действует как нуклеофил.Нет существенной разницы между этими реакциями и такими же реакциями с участием любого другого первичного амина. Ниже вы найдете сводку реакций, но все подробные объяснения находятся на других страницах. | |
Важно: Для получения подробных объяснений прочтите страницы о реакциях ацилхлоридов и реакциях ангидридов кислот с соединениями азота. Возможно, вам будет выгодно сначала прочитать страницу ангидрида кислоты, потому что она также суммирует реакции ацилхлорида.Это могло бы избавить вас от необходимости вообще читать страницу с ацилхлоридом. Если вам нужен механизм реакции с ацилхлоридом, вы найдете ссылку на странице ацилхлорида. Механизмы получения ангидридов кислот не требуются ни в одной британской программе уровня A (или эквивалентной), поэтому они не рассматриваются нигде на сайте. Не торопитесь — это непросто! Было бы неплохо проверить свой учебный план, прежде чем вы слишком увязнете. Перейдите по этой ссылке, если вы изучаете программу в Великобритании и у вас нет ее копии. Используйте кнопку НАЗАД (или файл ИСТОРИИ или меню ПЕРЕЙТИ) в вашем браузере, чтобы вернуться на эту страницу, когда вы все это сделаете. | |
Мы возьмем этаноилхлорид в качестве типичного ацилхлорида и этановый ангидрид в качестве типичного ангидрида кислоты. Важный продукт реакции фениламина с любым из них — один и тот же. Фениламин бурно реагирует на холоду с этаноилхлоридом с образованием смеси твердых продуктов — в идеале белых, но обычно окрашенных в коричневатый цвет.Образуется смесь N-фенилэтанамида (старое название: ацетанилид) и хлорида фениламмония. Общее уравнение реакции: Для этанового ангидрида необходимо нагревание. В этом случае продукты представляют собой смесь N-фенилэтанамида и этаноата фениламмония. | |
Примечание: Пусть вас не смущает тот факт, что две соли (хлорид фениламмония и этаноат фениламмония) написаны по-разному.Этаноаты всегда записываются первым битом этановой кислоты. Это означает, что вам нужно изменить способ записи иона фениламмония, чтобы заряды в формуле оставались близкими друг к другу. | |
Основная молекула продукта (N-фенилэтанамид) часто изображается так: Если вы остановитесь и подумаете, это, очевидно, та же самая молекула, что и в приведенном выше уравнении, но она намного сильнее воздействует на фениламинную часть. Глядя на это с этой точки зрения, обратите внимание, что один из атомов водорода группы -NH 2 был заменен ацильной группой — алкильной группой, присоединенной к двойной связи углерод-кислород. Можно сказать, что фениламин был ацилирован или подвергся ацилированию . Из-за природы этой конкретной ацильной группы она также описывается как этаноилирование . Водород заменяется этаноильной группой, CH 3 CO-. | |
Продолжая химию: Это полезная реакция в случае фениламина. Группа -NH 2 в фениламине оказывает большое влияние на свойства бензольного кольца. Это делает его гораздо более реактивным, чем в самом бензоле, а также делает его склонным к окислению. Например, если вы хотите нитрировать фениламин, вы получите несколько замещений нитрогрупп вокруг кольца и много нежелательного окисления, потому что азотная кислота является сильным окислителем. Чтобы просто заменить одну нитрогруппу и остановить окисление, сначала нужно этаноилировать группу -NH 2 , что значительно снижает ее влияние на кольцо. После нитрования вы можете удалить этаноильную группу, просто нагревая раствор гидроксида натрия. N-замещенный амид гидролизуется так же, как и любой другой амид, в щелочных условиях. Если вам интересно, щелочной гидролиз амидов описан на другой странице. | |
Реакция фениламина с галогеноалканами Это еще одна реакция фениламина как нуклеофила, и опять же нет существенной разницы между его реакциями и реакциями алифатических аминов. | |
Важно: Вам следует прочитать первую половину страницы об аминах как нуклеофилах, чтобы дать вам объяснения об аминах в целом — и, возможно, также дополнительную ссылку на этой странице на реакции галогеноалканов для получения более подробной информации. Опять не торопитесь. Это непросто, особенно если нужно выйти за рамки образования вторичного амина. Используйте кнопку НАЗАД в браузере, чтобы вернуться на эту страницу, когда вы это сделаете. | |
Если взять бромэтан как типичный галогеноалкан, то реакция с фениламином протекает в той же серии сложных стадий, что и с любым другим амином. Рассмотрим только первый шаг. При нагревании бромэтан и фениламин реагируют с образованием смеси соли вторичного амина и некоторого количества свободного вторичного амина. В этом случае вы сначала получите бромид N-этилфениламмония: .. . но за этим немедленно последовала бы обратимая реакция, в которой некоторое количество непрореагировавшего фениламина отнимало бы ион водорода от соли с образованием некоторого свободного вторичного амина: N-этилфениламина. На этом реакция не остановится. Вы получите дальнейшие реакции для получения третичного амина и его соли и, в конечном итоге, четвертичного аммониевого соединения. Если вы хотите изучить это дальше, обратитесь к последней ссылке вверху страницы и проследите последовательность уравнений, используя фениламин, а не этиламин. | |
Примечание: Вас настолько маловероятно, что вас попросят сделать это на этом уровне (британский уровень A или эквивалентный), что я не собираюсь проходить через это. Все, что от этого можно сделать, — это заставить химию выглядеть устрашающе! Если вы хотите проследить всю реакцию, убедитесь, что вы понимаете , что происходит на каждом этапе, отслеживая лиды, которые я дал вам на другие страницы сайта, а затем проработайте это для себя. Если можешь — молодец! Если не можешь, не переживай — жизнь слишком коротка! | |
© Джим Кларк 2004 (изменено в апреле 2016 г.) | |
1: Ацетилирование анилина (эксперимент)
- Последнее обновление
- Сохранить как PDF
- Реакция
- Методы
- Цель
- Процедура
- Реагенты:
- Часть 1
- Часть 2
- Характеристика
- Пост-лабораторные вопросы официально известен как Antifebrin 1 и структурно похож на ацетаминофен (или тайленол).Однако, в отличие от ацетаминофена, ацетанилид токсичен. Ацетанилид получают из анилина с использованием реакции ацетилирования. Ацетилирование часто используется для размещения ацетильной защитной группы на первичных или вторичных аминах с целью снижения их реакционной способности по отношению к окислителям или электрофилам. Ацетамиды обычно представляют собой твердые кристаллические вещества, которые могут помочь при очистке путем перекристаллизации. Температуры плавления можно использовать для характеристики и идентификации соответствующих соединений.
- Анилин
- HCl (концентрированная HCl 37% по массе)
- Ангидрид уксусной кислоты
- Ацетат натрия
- Опишите своими словами, что происходит с анилином при добавлении концентрированной соляной кислоты.
- Почему используется ацетат натрия? Что, если бы вместо этого был использован NaOH?
- Сравните поведение неизвестного замещенного амина с анилином в реакции ацетилирования. Чем различались 2 реакции? Каким образом структурные различия неизвестного замещенного амина могут привести к тому, что он будет реагировать иначе, чем анилин, который является незамещенным?
- Как можно сравнить инфракрасный спектр неизвестного амина со спектром анилина? Как спектр вашего неизвестного ацетамидного продукта сравнивается со спектром ацетанилида?
1.Кан, А; Hepp, P. (1886), «Das Antifebrin, ein neues Fiebermittel», Centralbl. Клин. Med. 1886 , 7 , 561-65
Реакция
Ацетилирование анилина и неизвестных замещенных анилинов уксусным ангидридом
Цель
В части 1 вы превратите анилин в ацетанилид с помощью реакции ацетилирования, описанной ниже. В части 2 вам дадут неизвестный ароматический амин из таблицы 1-1 ниже. Амин будет преобразован в его аналог ацетамида также с использованием процедуры ацетилирования, описанной ниже.Ваша цель — сравнить две реакции и определить идентичность неизвестного продукта амин / ацетамид.
Процедура
Реактивы:
Растворите 500 мг анилина в 14 мл воды. Обратите внимание, что анилин не смешивается с водой, поэтому необходимо соблюдать два слоя. Добавьте 0,45 мл концентрированной соляной кислоты.Отмерьте 0,6 мл уксусного ангидрида и приготовьте раствор 530 мг ацетата натрия в 3 мл воды. Добавьте уксусный ангидрид к раствору гидрохлорида анилина в воде, перемешайте встряхиванием и сразу же добавьте раствор ацетата натрия. Раствор становится белым по мере осаждения ацетанилида. Раствор охлаждают на ледяной бане и собирают твердый ацетанилид вакуумной фильтрацией. Перекристаллизовать из 95% этанола — может потребоваться небольшое количество воды.
Часть 2Используйте описанную выше процедуру для ацетилирования замещенного неизвестного анилина.Точные количества не могут быть рассчитаны, поскольку исходный материал неизвестен.
Характеристика
Оба продукта части 1 и 2 должны быть охарактеризованы методом ТСХ. Каждый продукт должен быть совмещен с исходным материалом для каждой реакции, соответственно, и друг с другом. Соберите инфракрасный спектр продукта части 1, ацетанилида и неизвестного исходного материала и продукта из части 2. Охарактеризуйте продукты части 1 и 2, измеряя т.пл. и используя тест Бейльштейна для галогенов.
Для теста Бейльштейна сначала очистите медный провод, ненадолго подержав его на огне. Прикоснитесь проволокой к образцу соединения и верните его в пламя. Сине-зеленый цвет пламени указывает на присутствие галогена. Хорошая идея — протестировать эту процедуру на соединении, которое, как известно, содержит галоген, прежде чем пробовать ее на своем собственном соединении.
Используйте Reaxsys или SDBS, чтобы найти в литературе ИК-спектры анилина, ацетанилида, неизвестного замещенного амина и его соответствующего ацетамидного продукта для сравнения со спектрами, полученными в лаборатории.
Пост-лабораторные вопросы
Напишите свой ответ в конце страниц лабораторной записной книжки для этого эксперимента:
| Амин | т.кип. (° C) | т.пл. (° C) | Ацетамид т.пл. (° C) |
|---|---|---|---|
| анилин | 184 | – | 114 |
| N-метиланилин | 196 | – | 102 |
| орто -толуидин | 200 | – | 110 |
| мета -толуидин | 203 | – | 65 |
| 2-хлоранилин | 209 | – | 87 |
| 2-этиланилин | 210 | – | 111 |
| 2,5-диметиланилин | 213 | 14 | 139 |
| 2,6-диметуланилин | 215 | 11 | 177 |
| 4-этиланилин | 216 | -6 | 94 |
| 2,4-диметланилин | 217 | – | 133 |
| 3,5-диметиланилин | 220 | 10 | 144 |
| 2,3-диметиланилин | 221 | 4 | 135 |
| 3-хлоранилин | 230 | – | 72, 78 |
| мета -анизидин | 251 | – | 81 |
| пара -толуидин | 200 | 44 | 147, 153 |
| 3,4-диметиланилин | 224 | 49 | 99 |
| 2,5-дихлоранилин | 251 | 50 | 132 |
| пункт -анизидин | 240 | 58 | 127 |
| пункт -бромоанилин | 245 | 66 | 168 |
| пункт -хлоранилин | 232 | 72 | 172, 179 |
Leave A Comment