Aromatični amini su sposobni zamijeniti vodonik amino grupe alkilima. Ova reakcija dovodi do sekundarnih i tercijalnih amina:
C 6 H 5 NH 2 + CH 3 I → C 6 H 5 -NH-CH 3 + CH 3 I → C 6 H 5 -N (CH 3) 2
Alkilacija se vrši alkoholima ili hloralkanima, a kao katalizatori se koriste monovalentne soli bakra u obliku kompleksa amonijaka. Važno je da proces alkilacije bude serijski paralelan. To je zbog činjenice da nastali amin, zauzvrat, može reagirati s alkilirajućim agensom. Sastav proizvoda ovisi o omjeru reagensa.
2. Acilacija aromatičnih amina
Pod djelovanjem acilirajućih sredstava (kiseline, anhidridi, kiseli kloridi), atomi vodika amino grupe zamjenjuju se acilnim ostacima.
Acilni derivati nemaju osnovna svojstva. Otporni su na oksidirajuća sredstva i stoga se koriste kao intermedijeri u reakcijama amina u prisustvu oksidirajućih sredstava (npr. nitracija).
3. Sinteza azometina (Schiffove baze)
Sa slabim zagrijavanjem aromatičnih primarnih amina sa aromatičnim aldehidima, tzv Šifove baze ili azometini:
Pod djelovanjem razrijeđenih kiselina, Schiffove baze se hidroliziraju u aldehid i amin.
4. Reakcije amina sa dušičnom kiselinom
Primarni aromatični amini sa azotnom kiselinom na 0 - 5 °C formiraju diazonijumove soli:
Sekundarni amini, u interakciji s dušičnom kiselinom, formiraju N-nitrozo-N-metilaniline:
Tercijarni amini s dušičnom kiselinom ulaze u reakciju elektrofilne supstitucije:
Najvažniji predstavnici aromatičnih amina
Anilin je prvi put dobiven destilacijom indiga s krečom (1826.). Godine 1842 dobio ga je Zinin redukcijom nitrobenzena. Nalazi se u tragovima u katranu uglja. U industriji se dobija iz nitrobenzena katalitičkom hidrogenacijom sa bakrenim katalizatorom u gasnoj fazi. Anilin se u velikim količinama koristi za dobijanje boja, cikloheksilamina, kaprolaktama, pesticida itd.
p-Toluidinširoko se koristi u proizvodnji boja, posebno magenta.
N, N-dimetilanilin koristi se u proizvodnji boja i eksploziva.
Predavanje 28DIAZO COMPOUNDS. AZO COMPOUNDS
Reakcija diazotizacije, uslovi, mehanizam. Utjecaj supstituenata u benzenskom prstenu na brzinu reakcije. Struktura diazo spojeva u zavisnosti od pH vrednosti, tautomerne transformacije. Hemijska svojstva. Reakcije se dešavaju od oslobađanje azota: nukleofilna supstitucija diazonijum grupe za hidroksil, alkoksi grupu, halogene. mehanizam reakcije. Reakcije se odvijaju bez oslobađanja dušika. Reakcioni uslovi za azo kuplovanje sa aminima i fenolima. Utjecaj supstituenata na reaktivnost diazo jedinjenja. Koncept azo boja.
Reakcija primarnih aromatskih amina sa dušičnom kiselinom dovodi do stvaranja diazonijumove soli(II. Grisi, 1858). Ove soli imaju opću formulu [Ar-N≡N] + X - (gdje je X Cl, Br, NO 2 , HSO 4 , itd.):
Imena diazonijumovih soli se formiraju dodavanjem završetka -diazonijum imenu radikala originalnog aromatičnog jedinjenja, što ukazuje na ime anjona, na primer, fenildiazonijum hlorid ili fenildiazonijum hlorid.
Sastoji se u direktnoj interakciji alkil halogenida (primarnih i sekundarnih) sa amonijakom ili aminima. Ova metoda je jedna od najjednostavnijih metoda za dobijanje amina i tetraalkilamonijum soli, a otkrio ju je A. Hoffmann 1849. godine.
Alkilacija amonijaka
Reakcije alkil halogenida s amonijakom odnose se na procese bimolekularne nukleofilne supstitucije na zasićenom atomu ugljika, u kojem amonijak ili amin djeluje kao nukleofilno sredstvo. Prijelazni spojevi u takvim reakcijama su polarniji od početnih, pa se brzine reakcije naglo povećavaju u polarnijim otapalima. Alkoholi (etanol ili metanol) i efikasniji bipolarni aprotični rastvarači (DMF, DMAA) se obično koriste kao rastvarači. Reakcije alkilacije amonijaka koje dovode do proizvodnje amina imaju široku primjenu kako u laboratorijskoj praksi tako iu industriji. Produkti takve interakcije bit će mješavine primarnih, sekundarnih i tercijarnih amina, a u slučaju viška alkil halida, u produktima reakcije naći će se i tetraalkilamonijeve soli:
Slika 1.
Alkilamonijum kationi imaju svojstva slabih kiselina. Kao rezultat procesa prijenosa protona na molekule amonijaka nastaju primarni amini i amonijevi kationi. Primarni amini pokazuju svojstva jačih nukleofilnih agenasa od originalnog amonijaka, a u interakciji sa alkil halogenidima daju dialkilamonijum katione iz kojih se dalje dobijaju sekundarni amini. Ovaj proces se može nastaviti dalje, što dovodi do tercijalnih amina, pa čak i tetraalkilamonijum soli. Cijeli specificirani niz tekućih sekvencijalnih transformacija je opisan u gornjoj šemi (jednačine (1)-(7)). Kvantitativni odnos primarnih, sekundarnih, tercijarnih amina i tetraalkilamonijum soli zavisi od odnosa početnih reagensa.
Povećanje količine alkil halogenida doprinosi povećanju udjela tercijalnih amina i kvaternarnih amonijum soli, dok u slučaju viška amonijaka nastaju pretežno mješavine primarnih i sekundarnih amina. Međutim, čak i u prisustvu velikog viška amonijaka, reakcije se ne mogu zaustaviti u fazama formiranja samo primarnih amina. U jednom od tipičnih primjera - reakcijom jednog mola 1-bromooktana i tri mola $NH_3$ na 20$^\circ$C, nastaje smjesa koja se sastoji od 45% primarnog amina - oktilamina, 43% sekundarni amin-dioktilamin i tragovi tercijarnog amin-trioktilamina. Kod velikih količina amonijaka povećava se udio primarnih amina, ali su sekundarni amini uvijek prisutni u produktima reakcije.
Slika 2.
Stoga se ispostavlja da je direktna alkilacija nezadovoljavajuća metoda za dobivanje čistih primarnih, sekundarnih i tercijalnih amina.
Alkilacija amina
Alkilacija amina (aminodehalogenacija) je vrsta organske reakcije između alkil halida i amina. Reakcija se odvija putem nukleofilne alifatske supstitucije (halidna supstitucija) i produkt reakcije je supstituiraniji amin. Metoda se široko koristi u laboratoriji, ali je manje važna u industriji gdje alkil halogenidi nisu poželjni agensi za alkilaciju.
Slika 3
U slučaju kada se u reakciji koristi tercijarni amin, produkt reakcije je kvaternarna amonijeva sol u Menshutkin reakciji:
Slika 4
Menshutkinova reakcija (1890.) je posebna vrsta reakcije alkilacije alkil halogenida s tercijarnim aminima, koja rezultira stvaranjem kvaternarnih amonijevih soli.
Slika 5
Amini i amonijak su generalno dovoljno bazični da učestvuju u direktnoj alkilaciji, često pod blagim uslovima. Reakcije je teško kontrolisati jer je produkt reakcije (primarni amin ili sekundarni amin) često nukleofilniji od prekursora i stoga će također reagirati sa alkilirajućim agensom. Na primjer, reakcija 1-bromooktana s amonijakom ili aminom ravnog lanca daje primarne i sekundarne amine u gotovo jednakim količinama. Dakle, za laboratorijske svrhe, $N$-alkilacija je često ograničena na sintezu tercijarnih amina. Značajan izuzetak je reaktivnost alfa-halokarbonskih kiselina, koje omogućavaju sintezu primarnih amina s amonijakom. Intramolekularne reakcije haloamina daju ciklične aziridine, azetidine i pirolidine.
$N$-alkilacija je uobičajen način za dobijanje kvaternarnih amonijum soli iz tercijarnih amina, jer njihova dalja alkilacija nije moguća.
Primjeri reakcija $N$-alkilacije s alkil halidima su reakcije dobivanja benzilanilina, 1-benzilindolila i azetidina. Drugi poseban primjer ove vrste reakcije je reakcija derivatizacije ciklusa. Industrijski, etilendiamin se proizvodi alkilacijom amonijaka sa 1,2-dihloretanom.
Alkilacija arilamina
U normalnim uslovima, aril halogenidi ($ArX$) nerado reaguju sa alkilat aminima. Reakcija obično zahtijeva "aktivirane" aril halogenide, kao što su oni koji sadrže jake grupe za povlačenje elektrona, kao što su nitro grupe na orto ili para pozicijama atoma halogena.
Slika 6
Za arilaciju amina neaktiviranim aril halogenidima korisna je Buchwald-Hartwiagova reakcija. U ovom procesu, kompleksi paladija služe kao katalizatori.
Slika 7
Slika 8
Slika 9
Postoji ogroman broj različitih metoda za dobijanje amina. U ovom odjeljku će se razmotriti samo najčešći i najvažniji od njih. Sljedeće metode za sintezu amina razlikuju se po obimu primjene, dostupnosti metode i količini nusproizvoda u provedbi potrebne konverzije.
21.5.1 Direktna alkilacija amonijaka i amina
Amini se dobijaju reakcijom primarnih i sekundarnih alkil halogenida sa amonijakom. Ovu reakciju je otkrio A. Hoffmann 1849. godine i predstavlja najjednostavniji metod za sintezu primarnih, sekundarnih i tercijalnih amina, kao i tetraalkilamonijum soli. Reakcija alkil halida sa amonijakom ili aminima odnosi se na procese bimolekularne nukleofilne supstitucije na zasićenom atomu ugljika, u kojoj amonijak ili amin igra ulogu nukleofilnog agensa. Prijelazno stanje takvog procesa je polarnije od početnih reaktanata, pa se brzina reakcije naglo povećava u polarnijem okruženju. Kao rastvarač obično se koristi etanol ili metanol, ali su dipolarni aprotični rastvarači DMF, DMAA efikasniji. Alkilacija amonijaka za dobijanje amina našla je široku primenu u industriji, ali se sve manje koristi u laboratoriji, jer ova reakcija uvek proizvodi mešavinu primarnog, sekundarnog i tercijarnog amina, a u prisustvu viška alkil halida i tetraalkilamonijaka sol.
Alkilamonijum kation, kao što je gore navedeno, ima svojstva slabe kiseline. Kao rezultat prijenosa protona na molekulu amonijaka, nastaju primarni amin i amonijev kation. Primarni amin pokazuje svojstva jačeg nukleofilnog agensa od amonijaka, a u interakciji sa alkil halidima daje dialkilamonijum kation iz kojeg se dalje dobija sekundarni amin. Ovaj proces se može nastaviti dalje, što dovodi do tercijalnog amina, pa čak i tetraalkilamonijum soli. Cijeli niz tekućih transformacija opisan je gornjim jednačinama (1)-(7). Omjer produkta reakcije ovisi o omjeru početnih reagensa. Povećanje količine alkil halida pospješuje povećanje udjela tercijarnog amina i kvaternarne amonijeve soli, dok u prisustvu viška amonijaka nastaje pretežno mješavina primarnog i sekundarnog amina. Međutim, čak i uz veliki višak amonijaka, reakcija se ne može zaustaviti u fazi formiranja samo primarnog amina. U tipičnom primjeru interakcije jednog mola 1-bromooktana i tri mola amonijaka na 20°C, dobiva se smjesa koja se sastoji od 45% oktilamina, 43% dioktilamina i trioktilamina u tragovima. Sa više amonijaka, udio primarnog amina se povećava, ali je sekundarni amin uvijek prisutan u produktima reakcije.
Stoga se ispostavlja da je direktna alkilacija nezadovoljavajuća metoda za dobivanje čistih primarnih, sekundarnih i tercijalnih amina.
21.5.2 Indirektna alkilacija. Sinteza primarnih amina prema Gabrielu
Godine 1887. Gabriel je predložio jednostavnu i vrlo pogodnu opću metodu za pripremu primarnih amina. Kalijum ftalimid se alkiluje alkil halidima da bi se formirao N-alkilftalimid sa veoma visokim prinosom.
Hidrazin je najbolji reagens za uklanjanje ftaloilne zaštite sa atoma dušika. Ranije se u tu svrhu koristila alkalna ili kisela hidroliza. Ftalimid se dobija u industrijskim uslovima interakcijom ftalne kiseline ili njenog anhidrida sa gasovitim amonijakom na 300°-350°C. Ftalimid je N-H kiselina srednje jačine sa p TO a ~ 8.3. Kada ftalimid reaguje sa kalijum hidroksidom u vodeno-alkoholnom mediju, dobija se K-sol ftalimida. Gabrielova sinteza se može smatrati jednim od najboljih načina za dobivanje primarnih amina iz primarnih i sekundarnih, ali ne i tercijalnih alkil halida. Ova metoda se također široko koristi za pripremu estera a-aminokiselina.
Kao primjer primjene Gabrielove reakcije za dobijanje primarnih amina, predstavljamo sintezu dopamina, važnog sintetičkog regulatora aktivnosti centralnog nervnog sistema.
2. Acilacija i alkilacija amina
Tercijarni amini se razlikuju od primarnih i sekundarnih amina po odsustvu zamjenjivih atoma vodika vezanih za dušik. Ova razlika se jasno pokazuje pod djelovanjem acilirajućih i alkilirajućih sredstava; supstituisani amidi se obično dobijaju iz primarnih i sekundarnih amina tokom acilacije, dok se tercijarni amini izoluju u nepromenjenom stanju nakon dodavanja vode ili vodene alkalije. Atomi vodika u amino grupi primarnih i sekundarnih amina mogu biti zamijenjeni pod određenim uvjetima alifatskim ili aromatičnim radikalom, ili ostacima -CONH 2, -C1, -Br i -NO2. Ove reakcije su ukratko razmotrene u nastavku.
Acilacija
Metode koje se koriste za acilaciju generalno se mogu podijeliti u sljedeće grupe: zagrijavanje amina s kiselinama, reakcija amina s kiselim hloridima, kiselinskim bromidima ili anhidridima i reakcija amina sa esterima, ili čak amidima kiselina, što obično daje lošije rezultate.
Prva od ovih metoda se sastoji u zagrijavanju amina s viškom odgovarajuće karboksilne kiseline.
Viši homolozi acetanilida dobijaju se na sličan način. Ova metoda se često koristi za identifikaciju jednobaznih kiselina. Zanimljivo je primijetiti da se mravlja kiselina ovom metodom mnogo lakše pretvara u supstituirane formamide od svojih homologa. Formanilid se lako formira zagrijavanjem 50% vodene mravlje kiseline sa anilinom.
Za acetilaciju amina preporučuje se i upotreba tiooctene kiseline. Prednost ove metode je što se acetilacija anilina i njegovih homologa u ovom slučaju odvija na hladnoći. Reakcija se nastavlja oslobađanjem sumporovodika.
Pogodniji i uobičajeniji način za dobivanje aciliranih amina je korištenje kiselih klorida ili anhidrida. Klorid kiseline reaguje sa viškom amina da bi se formirao acilirani derivat i sol hlorovodonične kiseline amina.
Odvajanje soli hlorovodonične kiseline od derivata aciliranog amina zasniva se na njihovoj različitoj rastvorljivosti. Tipično, reakcija se izvodi u rastvaraču u kojem je aminska sol nerastvorljiva. Osim toga, ako je acilirani amin nerastvorljiv u vodi, sol klorovodične kiseline može se lako ukloniti ispiranjem reakcione smjese vodom.
Ako je kiseli hlorid relativno otporan na djelovanje vode i hladne vodene lužine, uvođenje acilne grupe može se izvršiti po metodi Schotten i Baumann. Amin se suspenduje u približno 10% vodenom alkalnom rastvoru i tretira kiselinskim hloridom, uzetim 1,25-1,5 puta protivno teoriji. U tom slučaju, reakciona smjesa se miješa ili mućka dok većina kiselinskog klorida ne reagira. Višak kiselog klorida se razlaže blagim zagrijavanjem reakcione smjese. Nastali teško rastvorljivi acil derivat se odfiltrira, ispere vodom dok se alkalija potpuno ne ukloni i rekristališe iz odgovarajućeg rastvarača. Važno je da tokom reakcije vodeni rastvor uvek ima alkalnu reakciju. Ova metoda je uspješno primijenjena na kloride aromatičnih kiselina, arilsulfonske kiseline i piro-mukozne kiseline. Treba napomenuti da su sulfonil derivati primarnih amina rastvorljivi u alkalijama, dok su sulfonil derivati sekundarnih amina nerastvorljivi. Ovo je osnova za prepoznavanje i odvajanje primarnih i sekundarnih amina.
Druge metode acilacije uključuju djelovanje kiselinskog klorida na etersku otopinu amina u kojoj je suspendiran kalijev karbonat, kao i acilaciju u piridinu.
Za acetilaciju primarnih aromatičnih amina u laboratorijskim uslovima preporučljivo je koristiti anhidrid sirćetne kiseline. Reakcija između anhidrida octene kiseline i anilina ili njegovih homologa odvija se vrlo lako i obično se izvodi dodavanjem anhidrida octene kiseline u mješavinu amina s oko 5 puta većom zapreminom vode. Tokom reakcije oslobađa se toplina i smjesa se brzo zgušnjava zbog oslobađanja acetilnog derivata. Ako amin ima relativno visoku molekularnu težinu, obično je pogodnije pomiješati bazu s razrijeđenom octenom kiselinom prije dodavanja anhidrida octene kiseline. Upotreba alkohola kao rastvarača u hladnoj acetilaciji amina anhidridom sirćetne kiseline ima prednost u tome što se višak anhidrida može lako ukloniti 1-2-strukim isparavanjem sa alkoholom. Acetilacija anhidridom sirćetne kiseline u vodenom ili alkoholnom mediju ne daje zadovoljavajuće rezultate kod primarnih aromatičnih amina koji sadrže negativne supstituente u jezgri.
Navedena metoda acetilacije ima prednost u tome što se ne uočava stvaranje diacetilnih derivata, što nastaje kada se koristi nerazrijeđeni anhidrid octene kiseline, na primjer, zagrijavanjem 10 g anilina sa 40 g anhidrida octene kiseline tijekom 1 sata, produkt reakcije je smjesa koja sadrži 10 g diacetilanilina i 5,6 g acetanilida18. Prisustvo supstituenata, na primjer -CH3, -NO2, -C1, -Br, na o-položaju amino grupe pogoduje formiranju diacetil derivata. Zagrevanje o-toluidina sa 4 puta većom težinom anhidrida sirćetne kiseline pod refluksom daje diacetil-o-toluidin u odličnom prinosu.
Prisustvo nitro grupe u jezgri aromatičnog amina i, u manjoj mjeri, hlora ili broma usporava reakciju acetilacije na sobnoj temperaturi. Ovaj fenomen postaje posebno uočljiv sa akumulacijom negativnih grupa u molekulu. Kada se rastvor 2,4, b-tribromanilina ostavi u višku anhidrida sirćetne kiseline na sobnoj temperaturi tokom 2 nedelje, ne formira se acetil derivat. Prisustvo male količine koncentrovane sumporne kiseline vrlo snažno katalizira proces acetilacije, od 1 do 2, 4, 6-tribromanilina u 20 g sirćetnog anhidrida u prisustvu dvije kapi koncentrovane sumporne kiseline nakon stajanja od 10 minuta. čisti 2,4,6-tribromacetanilid se dobija na sobnoj temperaturi. Da bi se izolovao proizvod, reakciona smeša je izlivena u vodu.
Najbolji način za pripremu acetilnih derivata nižih alkanilina je destilacija mješavine jednakih količina amina i anhidrida sirćetne kiseline; iznad 200° acetil derivat se destiluje u prilično čistom stanju. Mnoga od ovih jedinjenja kristališu pri hlađenju.
Tercijarni amini, zbog svoje strukture, nisu sposobni da formiraju amide u interakciji sa kiselim hloridima ili anhidridima. Međutim, oni mogu dati adicione produkte s kiselim hloridima, koji se obično razlažu pod djelovanjem vode i formiraju početni amin. Na primjer, proizvod adicije 1 mol piridina na 1 mol acetil hlorida pretvara se djelovanjem alkohola u piridin hidrohlorid i etil acetat. Dialil hlorid takođe stvara adicioni proizvod piridinu. Osim toga, opisani su spojevi koji nastaju interakcijom benzoil hlorida i acetil hlorida sa trietilaminom, piridinom, dimetilanilinom i nekim drugim tercijarnim aminima. Produkti dodavanja trimetilamina arilsulfohloridima relativno su otporni na djelovanje vode i daju hloroplatinate i hloraurate.
Formiranje derivata uree
Soli primarnih i sekundarnih amina s cijanskom kiselinom izomeriziraju se više ili manje lako u formiranje supstituiranih derivata uree
RNH2HCNO --> RNHCONH2
Ova reakcija je analogna konverziji amonijum cijanata u ureu. Sljedeći primjeri ilustruju primjenu ove metode. Primarni i sekundarni amini lako reaguju sa izocijanatnim esterima i formiraju derivate uree. Obično se u tu svrhu koristi fenil izocijanat, koji se zagrijava s ekvimolekularnom količinom amina u nehidroksilnom rastvaraču, kao što je petrolej eter.
Apsolutno je potrebno zaštititi reakcionu smjesu od vlage i koristiti samo potpuno bezvodni rastvarač i amin, jer fenilizocijanat reagira s vodom i nastaje difenilurea. α-Naftil izocijanat je pogodniji u tom pogledu od fenil izocijanata, jer je manje osjetljiv na vodu i stoga proizvodi manje neželjenih nusproizvoda u reakciji.
Fenil izotiocijanat (ulje fenil senfa) reaguje sa aminima na sličan način da nastane odgovarajući derivat tiouree. Ova reakcija se izvodi pod istim uslovima kao i sa fenilizocijanatom.
Alkilacija primarnih i sekundarnih amina
Sukcesivna supstitucija alkil grupa za atome vodonika koji se nalaze na dušiku u primarnim aminima dovodi do stvaranja sekundarnih i tercijalnih amina. Uvođenje alkil grupa se lako postiže tretiranjem amina odgovarajućim alkil halidom ili alkil sulfatom. Sastav konačnog produkta reakcije u velikoj mjeri ovisi o relativnim količinama komponenti koje su unesene u reakciju, kao i od eksperimentalnih uvjeta, te je obično vrlo teško dobiti samo jedan od mogućih derivata amina tokom alkilacije i stoga reakcija proizvod je u pravilu mješavina sekundarnih i tercijarnih amina uz značajnu količinu neizreagiranog primarnog amina, a često i s primjesom neke kvaternarne amonijumove soli. Dobivanje složene smjese pri korištenju alkil halida rezultat je formiranja halogenovodonika u reakciji, koji daje soli s aminima u reakcijskoj smjesi. Raspodjela halogenovodonika između amina zavisi od njihove relativne bazičnosti, njihove uporedne količine, kao i od rastvorljivosti soli amina u reakcionoj smeši. Tokom alkilacije aromatičnih amina, nastali talog obično sadrži značajnu količinu soli početnog amina, a alkilovani amin ostaje u rastvoru, koji dalje reaguje sa alkil halidom. Takve poteškoće se mogu prevazići, barem u određenoj mjeri, izvođenjem alkilacije u prisutnosti supstanci koje su sposobne da uklone rezultirajući halogen vodonik, na primjer, karbonat ili bikarbonatna sol alkalnog metala. Za izolaciju sekundarnih amina, uz navedene metode, obično se, s izuzetkom nekih posebnih slučajeva, koristi sposobnost sekundarnih amina da formiraju nitrozamine. Kada se nitrozamini redukuju kalajem i hlorovodoničnom kiselinom ili kada se zagrevaju mineralnim kiselinama, dobijaju se čisti sekundarni amini. Druga metoda kojom je moguće dobiti sekundarne amine u mnogo boljim prinosima zasniva se na sposobnosti metalnih derivata mnogih supstituisanih amida tipa RCONHR da reaguju sa alkil halogenidima. Produkt hidrolize alkilacije daje sekundarni amin.
U tu svrhu je prikladno koristiti acetanilid i njegove homologe. Osim toga, korišteni su i formil derivati primarnih aromatičnih amina, kao i arilsulfonil derivati primarnih amina.
Drugi način za pripremu homologa metilanilina je zagrijavanje alkil halida s velikim viškom aromatičnog amina. Na kraju reakcije, višak aromatičnog amina se istaloži dodavanjem vodenog rastvora cink hlorida. Ova metoda je korištena za pripremu mnogih alkilanilina sa sasvim zadovoljavajućim rezultatima. Na isti način mogu se dobiti alkilanilini koji sadrže tercijarnu alkil grupu. Di-alkil sulfati se također mogu koristiti za alkilaciju amina. Međutim, ova metoda je obično ograničena na upotrebu komercijalno dostupnog dimetil sulfata. Alkilacija prema ovoj metodi se izvodi u indiferentnom otapalu ili u prisustvu vodene alkalije, pri čemu je potonja modifikacija u široj upotrebi. Umjesto dialkil sulfata mogu se koristiti esteri arilsulfonske kiseline. Alkoholi reaguju sa solima primarnih aromatičnih amina na približno 200° i formiraju mono- i dialkilarilamine. Ova reakcija ima primjenu u industriji; da bi se dobio metilanilin, mješavina od 55 dijelova anilin hidrohlorida i 16 dijelova metil alkohola zagrijava se na 180 °. Da bi se dobio dimetilanilin, mješavina od 80 dijelova anilina, 78 dijelova metil alkohola i 8 dijelova sumporne kiseline zagrijava se u autoklavu na 235°. U laboratorijskim uslovima, umjesto sumporne kiseline, možete koristiti drugi katalizator, kao što je jod. Još aktivniji katalizator u ovoj reakciji je mješavina bakra u prahu sa natrijum bromidom ili mješavina soli bakra i natrijum halida.Sekundarni amini se također mogu dobiti redukcijom. Ova reakcija se može izvesti elektrolitičkim putem, djelovanjem cinkove prašine i natrijevog hidroksida u alkoholnom mediju ili mravljoj kiselini.
Rodionov i Vvedensky su predložili novu metodu za dobijanje metil derivata α- i β-naftilamina. Za dobivanje mono- i dimetil derivata koristi se djelovanje metil estera p-toluensulfonske kiseline na odgovarajući amin.
Druga interesantna metoda za dobijanje sekundarnih amina zasniva se na interakciji azometina sa alkil jodidima, a nastaju jedinjenja koja se dodatkom vode ili alkohola cepaju na sekundarni amin i aldehid.
Arilacija primarnih i sekundarnih amina
Uvođenje aromatičnog ostatka u amino grupu obično je povezano s određenim poteškoćama zbog niske reaktivnosti halogena u aromatičnim spojevima. Na primjer, hlorobenzen i bromobenzen ne reaguju sa anilinom pod uslovima sličnim onima koji se koriste za pripremu etilanilina. Međutim, u prisustvu bakrene bronce ili bakarnog jodida, ova reakcija teče lakše.
Kada tercijarni amini reaguju sa alkil jodidima, nastaju soli kvaternarnih amonijumovih baza. Opšta metoda za pripremu takvih jedinjenja je mešanje obe komponente, ponekad u nekom odgovarajućem rastvaraču. Reakcija se odvija na sobnoj temperaturi ili kada se zagrije prema shemi.
R""R"R"N + RHal -> R""R"R"RNHal
Formiranje soli kvaternarnih amonijevih baza često se koristi za identifikaciju tercijalnih amina, pri čemu je metil jodid najčešće korišteni reagens. Takođe se preporučuje upotreba metil estera p-toluensulfonske kiseline u tu svrhu. Slijede opći uvjeti reakcije za pripremu soli p-toluensulfonske kiseline kvaternarnih amonijum baza.
Kada tercijarni amini reaguju sa alkil jodidima, nastaju soli kvaternarnih amonijumovih baza. Opšta metoda za pripremu takvih jedinjenja je mešanje obe komponente, ponekad u nekom odgovarajućem rastvaraču. Reakcija se odvija na sobnoj temperaturi ili kada se zagrije prema shemi
R""R"R"N + RHal -> R""R"R"RNHal
Umjesto alkil halogenida mogu se koristiti dialkil sulfati ili alkil estri aromatičnih sulfonskih kiselina, pri čemu se dobijaju soli sulfata ili arilsulfonske kiseline odgovarajućih kvaternarnih amonijum baza.
Soli kvaternarnih amonijevih baza nastaju ne samo kao rezultat interakcije alkil halogenida ili estera aromatičnih sulfonskih kiselina sa tercijarnim amidima, već i djelovanjem estera jodosirćetne kiseline na neke amine. Benzilpiperidin, alifatski tercijarni amini i kinolin lakše ulaze u ovu reakciju od ostalih. U nekim slučajevima, za dobivanje kvartarnih amonijevih soli.
Lakoća formiranja kvaternarnih amonijum soli u velikoj meri zavisi od prirode polaznih jedinjenja.
Prisustvo supstituenata na o-poziciji amino grupe usporava brzinu reakcije, što se jasno vidi iz poređenja konstanti za dimetil-o-, -t- i p-toluidin, kao i za kinolin i izohinolin. Ovaj fenomen je još izraženiji u prisustvu dva supstituenta na o-poziciji amino grupe.
Na primjer, tercijarni amini (III) i (IV) ne reagiraju s metil jodidom na 100°C, dok amini koji su im izomerni i imaju drugačiju strukturu relativno lako formiraju kvarterne amonijum soli.
Dimetilmesidin (V) i dimetilaminopentametilbenzen (VI) takođe nisu sposobni da formiraju kvarterna amonijum jedinjenja
N-metilakridinijum), a ostatak (5-hidroksi-N-metilakridan) se oksidira hromnim anhidridom. Akridon je sulfoniran i nitriran na pozicijama 3 i 3,7, a bromiranjem daje 2,3-dibromo derivat. Testirao sam metodu za dobijanje akridona iz fenilantranilne kiseline. Odabrana reakcija pripada reakcijama zatvaranja ciklusa. PREGLED LITERATURE Reakcije zatvaranja ciklusa. Vrste reakcija. Reakcije zatvaranja...
Rezultirajući PVC karakteriše visoka polidisperznost i široka distribucija molekulske težine. Prednosti polimerizacije u masi: visoka čistoća polimera, njegova povećana elektroizolaciona svojstva, transparentnost proizvoda. Proizvodnja polivinil hlorida u suspenziji Većina PVC-a se proizvodi metodom suspenzije, čime se obezbeđuje visok kvalitet polimera (sa relativno uskim...
I, naravno, za mnoge druge koji će biti primljeni - budućnost. Mnogi istraživački instituti i istraživači rade u ovom pravcu. Aspekti potrage za novim lijekovima, potraga za novim lijekovima sastoji se od tri glavne faze: hemijske sinteze, uspostavljanja farmakološke aktivnosti i neškodljivosti (toksičnosti). Takva strategija pretraživanja sa velikim utroškom vremena, reagensa, životinja, rada...
Koncept procesa alkilacije. Vrste reakcija alkilacije: ugljikom, kisikom, dušikom.
Alkilacija alkena alkanima i alkenima. Uslovi za nastanak i mehanizmi ovih reakcija.
Alkilacija aromatičnih ugljovodonika. Alkilaciona sredstva, katalizatori, uslovi. Alkilacija arena kao proces elektrofilne supstitucije. mehanizam reakcije.
Alkilacija alkohola kao proces nukleofilne supstitucije na atomu kiseonika. Mehanizam kisele intermolekularne dehidracije alkohola. Uticaj uslova procesa i strukture alkohola na prinos jednostavnog etra.
Alkilacija amonijaka i amina kao proces nukleofilne supstitucije na atomu dušika. agensi za alkilaciju. Uslovi za dobijanje primarnih, sekundarnih i tercijarnih amina. Bazičnost amina; faktori koji utiču na ovu osobinu. Soli amina i kvaternarnih amonijevih baza.
Sinteza dibutil etera
Osnovne jednadžbe reakcije:
Reagensi
Posuđe i pribor za jelo
Izvođenje sinteze
50 g n-butil alkohola i 7 cm 3 koncentrovane sumporne kiseline (katalizator) stavlja se u reakcionu tikvicu (slika B.6). Smjesa se dobro promiješa. Zatim se tikvica pričvrsti na separator vode i refluks kondenzator, zagrijava u zračnom kupatilu (električni štednjak) dok se izračunata zapremina vode ne prikupi u separatoru vode. Reakciona masa se prebaci u veliku tikvicu, doda se 100 cm 3 vode i destiluje, a zatim se odvoji u levak za odvajanje od vode (etar je u gornjem sloju!). Opran sa 30 cm 3 zasićenog rastvora kalcijum hlorida da se odvoji neizreagovani alkohol (kod primarnih alkohola kalcijum hlorid daje kristalno molekularno jedinjenje CaCl 2 2C 2 H 5 OH, koje je nerastvorljivo u eterima), zatim ponovo 30 cm 3 voda, odvojeno. Osušiti bezvodnim kalcijum hloridom i destilirati ( ali ne do suvoće, jer se formiraju etrieksplozivni peroksidi !), prikupljajući razlomak sa T bp = 141-144S.
Prinos dibutil etra 25 g.
Dibutil eter je bezbojna pokretna tečnost, nerastvorljiva u vodi sa blagim slatkim mirisom; T bala = 142,4 o C.
Diizoamil etar se dobija istom metodom od izoamil alkohola, sakupljajući tokom destilacije frakciju od 165-172 o C. Prinos 55% od teoretskog, Tbp = 172 o C.
Sigurnosni inženjering. Svi eteri, kada se skladište u vazduhu, brzo akumuliraju neisparljive perokside kao rezultat autooksidacije. Tokom destilacije, peroksidi se koncentrišu i na kraju destilacije može doći do snažne eksplozije. Stoga destilacija nikada nije “suha”, a eteri koji su dugo stajali na svjetlu i zraku moraju se provjeriti na prisustvo slobodnih peroksida otopinom kalij-jodida (oslobađanje slobodnog joda uslijed oksidacije KI peroksidima ).
