Aromaatsed amiinid on võimelised asendama aminorühma vesiniku alküülrühmadega. See reaktsioon põhjustab sekundaarseid ja tertsiaarseid amiine:
C6H5NH2 + CH3I → C6H5-NH-CH3 + CH3I → C6H5-N(CH3)2
Alküleerimine toimub alkoholide või klorakaanidega, katalüsaatoritena kasutatakse ammoniaagikomplekside kujul olevaid monovalentseid vasesooli. On oluline, et alküülimisprotsess toimuks paralleelselt. See on tingitud asjaolust, et saadud amiin on omakorda võimeline reageerima alküüliva ainega. Toodete koostis sõltub reaktiivide vahekorrast.
2. Aromaatsete amiinide atsüülimine
Atsüülivate ainete (happed, anhüdriidid, happekloriidid) toimel asendatakse aminorühma vesinikuaatomid atsüüljääkidega.
Atsüülderivaatidel pole põhiomadusi. Need on vastupidavad oksüdeerivatele ainetele ja seetõttu kasutatakse neid vaheühenditena amiinide reaktsioonides oksüdeerivate ainete juuresolekul (näiteks nitreerimine).
3. Asometiinide süntees (Schiffi alused)
Aromaatsete primaarsete amiinide vähesel kuumutamisel aromaatsete aldehüüdidega nn Schiffi alused või Asometiinid:
Lahjendatud hapetega kokkupuutel hüdrolüüsitakse Schiffi alused aldehüüdiks ja amiiniks.
4. Amiinide reaktsioonid lämmastikhappega
Primaarsed aromaatsed amiinid koos lämmastikhappega moodustavad temperatuuril 0–5 °C diasooniumsooli:
Sekundaarsed amiinid reageerivad lämmastikhappega, moodustades N-nitroso-N-metüülaniliinid:
Tertsiaarsed amiinid reageerivad lämmastikhappega elektrofiilsel asendusreaktsioonil:
Aromaatsete amiinide olulisemad esindajad
Aniliin saadi esmakordselt indigo lubjaga destilleerimisel (1826). 1842. aastal Ziniin sai selle nitrobenseeni redutseerimisel. Seda leidub väikestes kogustes kivisöetõrvas. Tööstuses saadakse seda nitrobenseenist katalüütilise hüdrogeenimise teel vaskkatalüsaatoriga gaasifaasis. Aniliini kasutatakse suurtes kogustes värvainete, tsükloheksüülamiini, kaprolaktaami, pestitsiidide jms tootmiseks.
p-toluidiin kasutatakse laialdaselt värvainete, eriti fuksiini tootmisel.
N, N-dimetüülaniliin kasutatakse värvainete ja lõhkeainete tootmisel.
28. loeng.DIASOONÜHENDID. ASO-ÜHENDID
Diasotiseerimisreaktsioon, tingimused, mehhanism. Asendajate mõju benseenitsüklis reaktsioonikiirusele. Diasoühendite struktuur sõltuvalt pH-st, tautomeersed transformatsioonid. Keemilised omadused. Toimuvad reaktsioonid Koos lämmastiku vabanemine: diasooniumirühma nukleofiilne asendamine hüdroksüül-, alkoksürühmaga, halogeenidega. Reaktsioonimehhanism. Reaktsioonid, mis toimuvad ilma lämmastiku eraldumiseta. Amiinide ja fenoolidega asosidestamise reaktsioonide tingimused. Asendajate mõju diasoühendi reaktsioonivõimele. Asovärvide kontseptsioon.
Primaarsete aromaatsete amiinide reaktsioon lämmastikhappega viib moodustumiseni diasooniumi soolad(II. Grisi, 1858). Nende soolade üldvalem on [Ar-N≡N] + X- (kus X on Cl, Br, NO 2, HSO 4 jne):
Diasooniumsoolade nimetused saadakse, lisades algse aromaatse ühendi radikaali nimele lõpu -diasoonium, mis näitab aniooni nimetust, näiteks fenüüldiasooniumkloriid või fenüüldiasooniumkloriid.
See seisneb alküülhalogeniidide (primaarsete ja sekundaarsete) otseses interaktsioonis ammoniaagi või amiinidega. See meetod on üks lihtsamaid meetodeid amiinide ja tetraalküülammooniumsoolade saamiseks ning selle avastas A. Hoffmann 1849. aastal.
Ammoniaagi alküülimine
Alküülhalogeniidide reaktsioonid ammoniaagiga on bimolekulaarsed nukleofiilsed asendused küllastunud süsinikuaatomil, milles ammoniaak või amiin toimib nukleofiilse ainena. Siirdeühendid sellistes reaktsioonides on polaarsemad kui lähteühendid, seega suureneb reaktsioonikiirus järsult polaarsemates lahustites. Tavaliselt kasutatakse lahustitena alkohole (etanooli või metanooli) ja tõhusamaid bipolaarseid aprotoonseid lahusteid (DMF, DMAA). Ammoniaagi alküülimisreaktsioone, mille tulemuseks on amiinide tootmine, kasutatakse laialdaselt nii laboripraktikas kui ka tööstuses. Sellise interaktsiooni produktid on primaarsete, sekundaarsete ja tertsiaarsete amiinide segud ning alküülhalogeniidi liia korral sisaldavad reaktsioonisaadused ka tetraalküülammooniumsoolasid:
Pilt 1.
Alküülammooniumi katioonidel on nõrkade hapete omadused. Prootonite ammoniaagi molekulidesse ülekandmise protsessi tulemusena moodustuvad primaarsed amiinid ja ammooniumi katioonid. Primaarsetel amiinidel on tugevamate nukleofiilsete ainete omadused kui algsel ammoniaagil ja alküülhalogeniididega reageerides annavad nad dialküülammooniumi katioone, millest saadakse seejärel sekundaarsed amiinid. See protsess võib jätkuda, mille tulemuseks on tertsiaarsed amiinid ja isegi tetraalküülammooniumisoolad. Kogu etteantud järjestikuste teisenduste jada on kirjeldatud ülaltoodud diagrammil (võrrandid (1)-(7)). Primaarsete, sekundaarsete, tertsiaarsete amiinide ja tetraalküülammooniumisoolade kvantitatiivne suhe sõltub lähtereaktiivide suhtest.
Alküülhalogeniidide hulga suurenemine aitab kaasa tertsiaarsete amiinide ja kvaternaarsete ammooniumisoolade osakaalu suurenemisele, samas kui ammoniaagi liia juuresolekul tekivad valdavalt primaarsete ja sekundaarsete amiinide segud. Kuid isegi ammoniaagi suure liia juuresolekul ei saa reaktsioone peatada ainult primaarsete amiinide moodustumise etappides. Ühes tüüpilises näites saadakse ühe mooli 1-bromooktaani ja kolme mooli $NH_3$ reageerimisel temperatuuril 20$^\circ$C segu, mis koosneb 45% primaarsest amiinist - oktüülamiinist, 43% sekundaarsest amiinist - dioktüülamiinist ja jälgedest tertsiaarne amiin-trioktüülamiin. Suure ammoniaagikoguse korral suureneb primaarsete amiinide osakaal, kuid sekundaarsed amiinid on reaktsiooniproduktides alati olemas.
Joonis 2.
Seega näib otsene alküülimine olevat ebarahuldav meetod puhaste primaarsete, sekundaarsete ja tertsiaarsete amiinide tootmiseks.
Amiinide alküülimine
Amiini alküülimine (aminodehalogeenimine) on teatud tüüpi orgaaniline reaktsioon alküülhalogeniidi ja amiini vahel. Reaktsioon kulgeb nukleofiilse alifaatse asendusega (halogeniidasendus) ja reaktsiooniproduktiks on rohkem asendatud amiin. Meetodit kasutatakse laialdaselt laboratoorsetes tingimustes, kuid see on vähem oluline tööstuses, kus alküülhalogeniidid ei ole eelistatud alküülivad ained.
Joonis 3.
Juhul, kui reaktsioonis kasutatakse tertsiaarset amiini, on reaktsioonisaaduseks Menshutkini reaktsiooni kvaternaarne ammooniumisool:
Joonis 4.
Menshutkini reaktsioon (1890) on alküülhalogeniidide ja tertsiaarsete amiinide alküülimisreaktsioon, mille tulemusena moodustuvad kvaternaarsed ammooniumisoolad.
Joonis 5.
Amiinid ja ammoniaak on üldiselt piisavalt aluselised, et läbida otsene alküülimine, sageli kergetes tingimustes. Reaktsioone on raske kontrollida, kuna reaktsiooniprodukt (primaarne amiin või sekundaarne amiin) on sageli nukleofiilsem kui prekursor ja reageerib seega ka alküüliva ainega. Näiteks 1-bromooktaani reageerimisel ammoniaagi või sirgete amiinidega tekivad primaarsed ja sekundaarsed amiinid peaaegu võrdsetes kogustes. Seega piirdub $N$-alküülimine laboratoorsetel eesmärkidel sageli tertsiaarsete amiinide sünteesiga. Märkimisväärne erand on alfa-halogeensüsinikhapete reaktsioonivõime, mis võimaldavad sünteesida primaarseid amiine ammoniaagiga. Haloamiinide intramolekulaarsed reaktsioonid annavad tsüklilised asiridiinid, asetidiinid ja pürrolidiinid.
$N$-alküülimine on tavaline viis kvaternaarsete ammooniumisoolade valmistamiseks tertsiaarsetest amiinidest, kuna edasine alküülimine ei ole võimalik.
Alküülhalogeniide kasutavate $N$-alküülimisreaktsioonide näideteks on reaktsioonid, mis toodavad bensüülaniliini, 1-bensüülindolüüli ja asetidiini. Teine konkreetne näide seda tüüpi reaktsioonist on tsükkeleni derivatiseerimisreaktsioon. Tööstuslikult toodetakse etüleendiamiini ammoniaagi alküülimisel 1,2-dikloroetaaniga.
Arüülamiinide alküülimine
Normaaltingimustes reageerivad arüülhalogeniidid ($ArX$) alkülaatamiinidega vastumeelselt. Reaktsiooniks on tavaliselt vaja "aktiveeritud" arüülhalogeniide, neid, mis sisaldavad tugevaid elektrone tagasitõmbavaid rühmi, nagu nitrorühmad halogeeniaatomite suhtes orto- või para-asendis.
Joonis 6.
Amiinide arüülimiseks aktiveerimata arüülhalogeniididega on kasulik Buchwald-Hartwiagi reaktsioon. Selles protsessis toimivad katalüsaatoritena pallaadiumikompleksid.
Joonis 7.
Joonis 8.
Joonis 9.
Amiinide tootmiseks on tohutult palju erinevaid meetodeid. See jaotis hõlmab ainult kõige levinumaid ja olulisemaid. Järgmised amiinide sünteesimeetodid erinevad oma ulatuse, meetodi kättesaadavuse ja kõrvalsaaduste arvu poolest vajaliku transformatsiooni teostamisel.
21.5.1.Ammoniaagi ja amiinide otsealküülimine
Amiinid saadakse primaarsete ja sekundaarsete alküülhalogeniidide reageerimisel ammoniaagiga. Selle reaktsiooni avastas A. Hoffmann 1849. aastal ja see on lihtsaim meetod primaarsete, sekundaarsete ja tertsiaarsete amiinide, samuti tetraalküülammooniumisoolade sünteesiks. Alküülhalogeniidide reaktsioon ammoniaagi või amiinidega viitab bimolekulaarsele nukleofiilsele asendusprotsessile küllastunud süsinikuaatomi juures, milles ammoniaak või amiin toimib nukleofiilse ainena. Sellise protsessi üleminekuolek on polaarsem kui lähtereagendid, mistõttu reaktsioonikiirus suureneb järsult polaarsemas keskkonnas. Tavaliselt kasutatakse lahustina etanooli või metanooli, kuid tõhusamad on dipolaarsed aprotoonsed lahustid DMF ja DMAA. Ammoniaagi alküülimine amiinide tootmiseks on leidnud laialdast tööstuslikku kasutust, kuid seda kasutatakse laboris üha vähem, kuna selle reaktsiooni käigus tekib alati primaarse, sekundaarse ja tertsiaarse amiini segu ning alküülhalogeniidi ja tetraalküülammooniumisoola liia juuresolekul.
Nagu eespool märgitud, on alküülammooniumkatioonil nõrga happe omadused. Prootoni ülekande tulemusena ammoniaagi molekulile moodustub primaarne amiin ja ammooniumi katioon. Primaarsel amiinil on tugevama nukleofiilse aine omadused kui ammoniaagil ja interaktsioonil alküülhalogeniididega tekib dialküülammooniumkatioon, millest saadakse seejärel sekundaarne amiin. See protsess võib jätkuda, mille tulemuseks on tertsiaarne amiin ja isegi tetraalküülammooniumsool. Kogu toimuvate teisenduste jada on kirjeldatud ülaltoodud võrranditega (1)-(7). Reaktsiooniproduktide suhe sõltub lähtereaktiivide suhtest. Alküülhalogeniidi koguse suurenemine soodustab tertsiaarse amiini ja kvaternaarse ammooniumsoola osakaalu suurenemist, samas kui ammoniaagi liia juuresolekul tekib valdavalt primaarse ja sekundaarse amiini segu. Kuid isegi suure ammoniaagi liia korral ei saa reaktsiooni peatada ainult primaarse amiini moodustumise etapis. Tüüpilises näites annab ühe mooli 1-bromooktaani ja kolme mooli ammoniaagi reaktsioon temperatuuril 20 °C segu, mis koosneb 45% oktüülamiinist, 43% dioktüülamiinist ja trioktüülamiini jälgedest. Suurema ammoniaagikoguse korral primaarse amiini osakaal suureneb, kuid sekundaarne amiin on reaktsiooniproduktides alati olemas.
Seega näib otsene alküülimine olevat ebarahuldav meetod puhaste primaarsete, sekundaarsete ja tertsiaarsete amiinide tootmiseks.
21.5.2.Kaudne alküülimine. Primaarsete amiinide süntees Gabrieli järgi
1887. aastal pakkus Gabriel välja lihtsa ja väga mugava üldmeetodi primaarsete amiinide valmistamiseks. Kaaliumftaalimiid alküülitakse alküülhalogeniididega, moodustades väga suure saagisega N-alküülftaalimiid.
Hüdrasiin on parim reagent ftaloüüli lämmastikuaatomite kaitse eemaldamiseks. Varem kasutati selleks leeliselist või happelist hüdrolüüsi. Ftaalimiidi saadakse tööstuslikult ftaalhappe või selle anhüdriidi reageerimisel gaasilise ammoniaagiga temperatuuril 300–350 °C. Ftaalimiid on keskmise tugevusega N-H hape, mille p TO a ~ 8.3. Kui ftalimiid reageerib kaaliumhüdroksiidiga vesi-alkoholikeskkonnas, saadakse ftalimiidi K-sool. Gabrieli sünteesi võib pidada üheks parimaks viisiks primaarsete amiinide saamiseks primaarsetest ja sekundaarsetest, kuid mitte tertsiaarsetest alküülhalogeniididest. Seda meetodit kasutatakse laialdaselt ka ester-aminohapete valmistamiseks.
Näitena Gabrieli reaktsiooni kasutamisest primaarsete amiinide tootmiseks toome kesknärvisüsteemi aktiivsuse olulise sünteetilise regulaatori dopamiini sünteesi.
2. Amiinide atsüülimine ja alküülimine
Tertsiaarsed amiinid erinevad primaarsetest ja sekundaarsetest amiinidest selle poolest, et puuduvad asendatavad vesinikuaatomid, mis on seotud lämmastikuga. See erinevus ilmneb selgelt atsüülivate ja alküülivate ainete toimel; Atsüülimisel annavad primaarsed ja sekundaarsed amiinid tavaliselt asendatud amiide, tertsiaarsed amiinid aga vabanevad muutumatul kujul pärast vee või leelise vesilahuse lisamist. Primaarsete ja sekundaarsete amiinide aminorühma vesinikuaatomeid saab teatud tingimustel asendada alifaatse või aromaatse radikaaliga või -CONH2, -C1, -Br ja -NO2 jääkidega. Neid reaktsioone käsitletakse lühidalt allpool.
Atsüülimine
Atsüülimiseks kasutatavad meetodid võib üldiselt jagada järgmistesse rühmadesse: amiinide kuumutamine hapetega, amiinide reageerimine happekloriidide, happebromiidide või anhüdriididega ning amiinide reageerimine estritega või isegi happeamiididega, mis annab tavaliselt halvemaid tulemusi.
Esimene neist meetoditest on amiini kuumutamine vastava karboksüülhappe liiaga.
Atsetaniliidi kõrgemad homoloogid saadakse sarnasel viisil. Seda meetodit kasutatakse sageli ühealuseliste hapete tuvastamiseks. Huvitav on märkida, et selle meetodi abil muudetakse sipelghapet palju kergemini asendatud formamiidideks kui selle homoloogid. Formaniliid moodustub kergesti 50% sipelghappe vesilahuse aniliiniga kuumutamisel.
Amiinide atsetüülimiseks on soovitatav kasutada ka tioäädikhapet. Selle meetodi eeliseks on see, et aniliini ja selle homoloogide atsetüülimine toimub külmas. Reaktsioon kulgeb vesiniksulfiidi vabanemisega.
Mugavam ja tavalisem viis atsüülitud amiinide valmistamiseks on kasutada happekloriide või happeanhüdriide. Happekloriid reageerib amiini liiaga, moodustades atsüülitud derivaadi ja amiini vesinikkloriidsoola.
Vesinikkloriidhappe soola eraldamine atsüülitud amiini derivaadist põhineb nende erineval lahustuvusel. Tavaliselt viiakse reaktsioon läbi lahustis, milles amiinisool on lahustumatu. Lisaks, kui atsüülitud amiin on vees lahustumatu, saab vesinikkloriidhappe soola kergesti eemaldada, pestes reaktsioonisegu veega.
Kui happekloriid on suhteliselt vastupidav vee ja külma leelise vesilahuse toimele, võib atsüülrühma sisestamise läbi viia Schotteni ja Baumani meetodil. Amiin suspendeeritakse ligikaudu 10% leelise vesilahuses ja töödeldakse happekloriidiga, mille kogus on 1,25-1,5 korda suurem kui teoreetiline. Sel juhul reaktsioonisegu segatakse või loksutatakse, kuni suurem osa happekloriidist reageerib. Happekloriidi liig lagundatakse reaktsioonisegu õrnal kuumutamisel. Saadud raskesti lahustuv atsüülderivaat filtritakse välja, pestakse veega kuni leelise täieliku eemaldamiseni ja kristallitakse ümber sobivast lahustist. On oluline, et reaktsiooni käigus jääks vesilahus kogu aeg leeliseliseks. Seda meetodit on edukalt kasutatud aromaatsete hapete kloriidide, arüülsulfoonhapete ja pürosliithappe puhul. Tuleb märkida, et primaarsete amiinide sulfonüülderivaadid lahustuvad leelistes, samas kui sekundaarsete amiinide sulfonüülderivaadid on lahustumatud. See on primaarsete ja sekundaarsete amiinide äratundmise ja eraldamise meetodi aluseks.
Teised atsüülimismeetodid hõlmavad happekloriidi toimet amiini eeterlahusele, milles on suspendeeritud kaaliumkarbonaat, samuti atsüülimist püridiinis.
Primaarsete aromaatsete amiinide atsetüülimiseks laboris on soovitatav kasutada atseetanhüdriidi. Reaktsioon äädikhappe anhüdriidi ja aniliini või selle homoloogide vahel toimub väga lihtsalt ja see viiakse tavaliselt läbi äädikhappe anhüdriidi lisamisega amiini segule umbes 5-kordse veemahuga. Reaktsiooni käigus eraldub soojust ja segu pakseneb kiiresti atsetüülderivaadi vabanemise tõttu. Kui amiinil on suhteliselt kõrge molekulmass, on tavaliselt mugav enne äädikhappe anhüdriidi lisamist alus segada lahjendatud äädikhappega. Alkoholi kasutamisel lahustina amiinide atsetüülimisel atseetanhüdriidiga külmas on see eelis, et anhüdriidi liig on kergesti eemaldatav 1-2-kordse alkoholiga aurustamisega. Atsetüülimine atseetanhüdriidiga vesi- või alkoholikeskkonnas ei anna rahuldavaid tulemusi primaarsete aromaatsete amiinide korral, mis sisaldavad tuumas negatiivseid asendajaid.
Ülalmainitud atsetüülimismeetodi eeliseks on see, et ei täheldata diatsetüülderivaatide teket, mis tekib lahjendamata atseetanhüdriidi kasutamisel, näiteks 10 g aniliini kuumutamisel 40 g äädikhappe anhüdriidiga 1 tunni jooksul, reaktsiooniprodukt on segu, mis sisaldab 10 g diatsetüülaniliini ja 5,6 g atsetaniliidi18. Asendajate, näiteks -CH3, -NO2, -C1, -Br, olemasolu aminorühma o-asendis soodustab diatsetüülderivaatide moodustumist. Kui o-toluidiini kuumutatakse tagasijooksul 4-kordse kaaluga äädikhappe anhüdriidiga, saadakse diatsetüül-o-toluidiin suurepärase saagisega.
Nitrorühma ja vähemal määral kloori või broomi esinemine aromaatse amiini tuumas aeglustab atsetüülimisreaktsiooni toatemperatuuril. See nähtus muutub eriti märgatavaks negatiivsete rühmade kuhjumisel molekuli. Kui 2, 4, b-tribromoaniliini lahus jäetakse äädikhappe anhüdriidi liiasse 2 nädalaks toatemperatuurile, ei moodustu atsetüülderivaati. Väikese koguse kontsentreeritud väävelhappe olemasolu katalüüsib väga tugevalt atsetüülimise protsessi, 1 kuni 2, 4, 6-tribromoaniliini 20 g äädikhappe anhüdriidis kahe tilga kontsentreeritud väävelhappe juuresolekul 10 minuti jooksul seismisel. Toatemperatuuril saadakse puhas 2, 4, 6-tribromoatsetaniliid. Produkti eraldamiseks valatakse reaktsioonisegu vette.
Parim meetod madalamate alknlaniliinide atsetüülderivaatide valmistamiseks on amiini ja atseetanhüdriidi võrdse mahu segu destilleerimine; temperatuuril üle 200° destilleeritakse atsetüülderivaat üsna puhtas olekus. Paljud neist ühenditest kristalliseeruvad jahutamisel.
Tertsiaarsed amiinid ei ole oma struktuuri tõttu võimelised moodustama amiide interakteerudes happekloriidide või happeanhüdriididega. Kuid need võivad anda happekloriididega liitumisprodukte, mis tavaliselt lagunevad veega kokkupuutel, moodustades lähteamiini. Näiteks 1 mooli püridiini lisamisel 1 moolile atsetüülkloriidile alkoholi toimel muudetakse püridiinvesinikkloriidiks ja etüülatsetüüleetriks. Diallüülkloriid moodustab ka püridiini lisaprodukti. Lisaks kirjeldatakse ühendeid, mis tekivad bensoüülkloriidi ja atsetüülkloriidi reaktsioonil trietüülamiini, püridiini, dimetüülaniliini ja mõnede teiste tertsiaarsete amiinidega. Trimetüülamiini arüülsulfonüülkloriididele lisamise saadused on suhteliselt vastupidavad vee toimele ja annavad kloroplatinaate ja kloroauraate.
Karbamiidi derivaatide moodustumine
Primaarsete ja sekundaarsete amiinide soolad tsüaanhappega isomeerivad enam-vähem kergesti, moodustades asendatud uurea derivaate
RNH2 HCNO --> RNHCONH 2
See reaktsioon sarnaneb ammooniumtsüanaadi muundamisega karbamiidiks. Järgmised näited illustreerivad selle meetodi rakendamist. Primaarsed ja sekundaarsed amiinid reageerivad kergesti isotsüanaadi estritega, moodustades uurea derivaate. Tavaliselt kasutatakse selleks fenüülisotsüanaati, mida kuumutatakse ekvimolekulaarse koguse amiiniga mõnes hüdroksüülivabas lahustis, näiteks petrooleetris.
Reaktsioonisegu on tingimata vaja kaitsta niiskuse eest ning kasutada ainult põhjalikult dehüdreeritud lahustit ja amiini, kuna fenüülisotsüanaat reageerib veega, moodustades difenüüluurea. α-naftüülisotsüanaat on selles osas mugavam kui fenüülisotsüanaat, kuna see on vee toime suhtes vähem tundlik ja tekitab seetõttu reaktsiooni käigus vähem soovimatuid kõrvalsaadusi.
Fenüülisotiotsüanaat (fenüülsinepiõli) reageerib amiinidega sarnasel viisil, moodustades vastavad tiouurea derivaadid. See reaktsioon viiakse läbi samadel tingimustel nagu fenüülisotsüanaadi puhul.
Primaarsete ja sekundaarsete amiinide alküülimine
Primaarsetes amiinides lämmastiku juures paiknevate vesinikuaatomite järjestikune asendamine alküülrühmadega viib sekundaarsete ja tertsiaarsete amiinide moodustumiseni. Alküülrühmade sisestamine on kergesti saavutatav amiini töötlemisel vastava alküülhalogeniidi või alküülsulfaadiga. Reaktsiooni lõppsaaduse koostis sõltub suurel määral reaktsioonisse kaasatud komponentide suhtelistest kogustest, aga ka katsetingimustest ning alküülimisel ja katsetingimustel on tavaliselt väga raske saada ainult üht võimalikku amiini derivaati. seetõttu on reaktsioonisaaduseks reeglina sekundaarsete ja tertsiaarsete amiinide segu koos märkimisväärse koguse reageerimata primaarse amiiniga ja sageli mõne kvaternaarse ammooniumsoola seguga. Alküülhalogeniidi kasutamisel tekib keeruline segu, mille tulemusena tekib reaktsiooni käigus vesinikhalogeniid, mis annab soolad reaktsioonisegus sisalduvate amiinidega. Vesinikhalogeniidide jaotus amiinide vahel sõltub nende suhtelisest aluselisusest, suhtelisest kogusest ja ka amiinisoolade lahustuvusest reaktsioonisegus. Aromaatsete amiinide alküülimisel sisaldab vabanev sade tavaliselt märkimisväärses koguses algse amiini soola ja alküülitud amiin jääb lahusesse, mis reageerib edasi alküülhalogeniidiga. Selliseid raskusi saab vähemalt teatud määral ületada, viies alküülimise läbi ainete, mis on võimelised siduma saadud vesinikhalogeniidi, juuresolekul, näiteks süsinikdioksiid või leelismetalli vesinikkarbonaatsoolad. Sekundaarsete amiinide eraldamiseks kasutatakse koos ülaltoodud meetoditega tavaliselt, välja arvatud mõned erijuhtumid, sekundaarsete amiinide võimet moodustada nitrosoamiine. Nitrosamiinide redutseerimisel tina ja vesinikkloriidhappega või mineraalhapetega kuumutamisel saadakse puhtad sekundaarsed amiinid. Teine meetod, mille abil on võimalik saada sekundaarseid amiine oluliselt parema saagisega, põhineb paljude RCONHR tüüpi asendatud amiidide metalliderivaatide võimel reageerida alküülhalogeniididega. Alküülimisproduktist saadakse hüdrolüüsil sekundaarne amiin
Sel eesmärgil on mugav kasutada atsetaniliidi ja selle homolooge. Lisaks kasutati ka primaarsete aromaatsete amiinide formüülderivaate, samuti primaarsete amiinide arüülsulfonüülderivaate.
Teine meetod metüülaniliini homoloogide valmistamiseks on alküülhalogeniidi kuumutamine suure liiaga aromaatse amiiniga. Reaktsiooni lõpus sadestatakse aromaatse amiini liig tsinkkloriidi vesilahuse lisamisega. Seda meetodit on kasutatud paljude alküülaniliinide saamiseks üsna rahuldavate tulemustega. Alkülaniliinid, mis sisaldavad tertsiaarset alküülrühma, võib valmistada samal viisil. Dialküülsulfaate saab kasutada ka amiinide alküülimiseks. Siiski piirdub see meetod tavaliselt kaubanduslikult saadava dimetüülsulfaadi kasutamisega. Selle meetodiga alküülimine toimub indiferentses lahustis või leelise vesilahuse juuresolekul ning viimane modifikatsioon on laiemalt kasutusel. Dialküülsulfaatide asemel võib kasutada arüülsulfoonhapete estreid. Alkoholid reageerivad primaarsete aromaatsete amiinide sooladega ligikaudu 200° juures, moodustades mono- ja dialküülarüülamiinid. Sellel reaktsioonil on tööstuslikud rakendused; Metüülaniliini saamiseks kuumutatakse 55 osa aniliinvesinikkloriidi ja 16 osa metüülalkoholi segu 180° juures. Dimetüülaniliini saamiseks kuumutatakse 80 osa aniliini, 78 osa metüülalkoholi ja 8 osa väävelhappe segu autoklaavis temperatuurini 235°. Laboratoorsetes tingimustes võite väävelhappe asemel kasutada mõnda muud katalüsaatorit, näiteks joodi. Veelgi aktiivsem katalüsaator selles reaktsioonis on pulbristatud vase segu naatriumbromiidiga või vase- ja naatriumhalogeniidsoolade segu Sekundaarseid amiine saab valmistada ka redutseerimise teel. Seda reaktsiooni saab läbi viia elektrolüütiliselt tsingitolmu ja naatriumleelise vesilahuse toimel alkohoolses keskkonnas või sipelghappes.
Rodionov ja Vvedensky pakkusid välja uue meetodi α- ja β-naftüülamiinide metüülderivaatide valmistamiseks. Mono- ja dimetüülderivaatide saamiseks kasutatakse p-tolueensulfoonhappe metüülestri toimet vastavale amiinile.
Teine huvitav meetod sekundaarsete amiinide valmistamiseks põhineb asometiinide interaktsioonil alküüljodiidiga ning moodustuvad ühendid, mis vee või alkoholi lisamisel jagunevad sekundaarseks amiiniks ja aldehüüdiks.
Primaarsete ja sekundaarsete amiinide arüülimine
Aromaatse jäägi sisestamine aminorühma on tavaliselt seotud teatud raskustega, kuna aromaatsetes ühendites on halogeeni madal reaktiivsus. Näiteks klorobenseen ja bromobenseen ei reageeri aniliiniga tingimustes, mis on sarnased etüülaniliini saamiseks kasutatavatele tingimustele. Kuid vaskpronksi või vaskjodiidi juuresolekul kulgeb see reaktsioon sujuvamalt.
Kui tertsiaarsed amiinid interakteeruvad alküüljodiidiga, tekivad kvaternaarsete ammooniumi aluste soolad. Üldine meetod selliste ühendite valmistamiseks on segada mõlemad komponendid, mõnikord mõnes sobivas lahustis. Reaktsioon toimub toatemperatuuril või kuumutamisel vastavalt skeemile.
R""R"R"N + RHal -> R""R"R"RNHal
Kvaternaarsete ammooniumi aluste soolade moodustumise reaktsiooni kasutatakse sageli tertsiaarsete amiinide tuvastamiseks, kusjuures metüüljodiid on kõige laialdasemalt kasutatav reagent. Selleks on soovitatav kasutada ka p-tolueensulfoonhappe metüülestrit. Allpool on toodud kvaternaarsete ammooniumi aluste p-tolueensulfoonhappe soolade valmistamise üldised reaktsioonitingimused.
Kui tertsiaarsed amiinid interakteeruvad alküüljodiidiga, tekivad kvaternaarsete ammooniumi aluste soolad. Üldine meetod selliste ühendite valmistamiseks on segada mõlemad komponendid, mõnikord mõnes sobivas lahustis. Reaktsioon toimub toatemperatuuril või kuumutamisel vastavalt skeemile
R""R"R"N + RHal -> R""R"R"RNHal
Alküülhalogeniidide asemel võib kasutada dialküülsulfaate või aromaatsete sulfoonhapete alküülestreid ning saadakse vastavate kvaternaarsete ammooniumalustest sulfaat- või arüülsulfoonhappe soolad.
Kvaternaarsete ammooniumi aluste soolad moodustuvad mitte ainult alküülhalogeniidide või aromaatsete sulfoonhapete estrite interaktsiooni tulemusena tertsiaarsete amiididega, vaid ka jodoäädikhappe estrite toimel mõnedele amiinidele. Bensüülpiperidiin, alifaatsed tertsiaarsed amiinid ja kinoliin sisenevad sellesse reaktsiooni kergemini kui teised. Mõnel juhul kvaternaarsete ammooniumisoolade saamiseks.
Kvaternaarsete ammooniumsoolade moodustumise lihtsus sõltub tugevalt lähteühendite olemusest.
Asendajate olemasolu aminorühma o-asendis avaldab reaktsiooni kiirust aeglustavale mõjule, mis on selgelt näha dimetüül-o-, -t- ja p-toluidiini konstantide võrdlusest. kinoliin ja isokinoliin. See nähtus on veelgi enam väljendunud kahe asendaja juuresolekul aminorühma o-asendis.
Näiteks tertsiaarsed amiinid (III) ja (IV) ei reageeri metüüljodiidiga 100° juures, samas kui nendega isomeersed amiinid, millel on erinev struktuur, moodustavad suhteliselt kergesti kvaternaarseid ammooniumsoolasid.
Dimetüülmesidiin (V) ja dimetüülaminopentametüülbenseen (VI) ei ole samuti võimelised moodustama kvaternaarseid ammooniumiühendeid
N-metüülakridiinium) ja sade (5-hüdroksü-N-metüülakridaan) oksüdeeritakse kroomanhüdriidiga. Akridoon sulfoneeritakse ja nitreeritakse positsioonides 3 ja 3,7 ning broomimisel saadakse 2,3-dibromoderivaat. Olen katsetanud meetodit akridooni valmistamiseks fenüülantraniilhappest. Valitud reaktsioon kuulub tsükli sulgemise reaktsioonide hulka. KIRJANDUSE ÜLEVAADE Tsükli sulgemise reaktsioonid. Reaktsioonide tüübid. Sulgemisreaktsioonid...
Saadud PVC-d iseloomustab kõrge polüdisperssus ja lai molekulmassi jaotus. Puistepolümerisatsiooni eelised: polümeeri kõrge puhtus, selle suurenenud elektriisolatsiooniomadused, toodete läbipaistvus. Polüvinüülkloriidi tootmine suspensioonis Suurem osa PVC-st toodetakse suspensioonimeetodil, mis tagab kvaliteetse polümeeri (suhteliselt kitsa...
Ja loomulikult on veel palju, mida saada – tulevik. Paljud uurimisinstituudid ja teadlased töötavad selles suunas. Uute ravimite otsimise aspektid, uute ravimainete otsimine koosneb kolmest põhietapist: keemiline süntees, farmakoloogilise aktiivsuse ja kahjutuse (toksilisuse) tuvastamine. See otsingustrateegia nõuab palju aega, reaktiive, loomi, tööjõudu...
Alküülimisprotsessi kontseptsioon. Alküleerimisreaktsioonide tüübid: süsiniku, hapniku, lämmastiku aatomiga.
Alkeenide alküülimine alkaanide ja alkeenidega. Nende reaktsioonide esinemise tingimused ja mehhanismid.
Aromaatsete süsivesinike alküülimine. Alküleerivad ained, katalüsaatorid, töötingimused. Areenide alküülimine elektrofiilse asendusprotsessina. Reaktsioonimehhanism.
Alkoholide alküülimine kui nukleofiilse asendusprotsess hapnikuaatomi juures. Alkoholide happelise intermolekulaarse dehüdratsiooni mehhanism. Protsessi tingimuste ja alkoholi struktuuri mõju eetri saagisele.
Ammoniaagi ja amiinide alküülimine lämmastikuaatomi nukleofiilse asendusprotsessina. Alküleerivad ained. Primaarsete, sekundaarsete ja tertsiaarsete amiinide tootmise tingimused. amiinide aluselisus; tegurid, mis seda omadust mõjutavad. Amiinide ja kvaternaarsete ammooniumi aluste soolad.
Dibutüüleetri süntees
Peamiste reaktsioonide võrrandid:
Reaktiivid
Nõud ja söögiriistad
Sünteesi teostamine
50 g n-butüülalkoholi ja 7 cm 3 kontsentreeritud väävelhapet (katalüsaator) pannakse reaktsioonikolbi (joonis B.6). Segu segatakse põhjalikult. Seejärel ühendatakse kolb veeseparaatori ja püstjahutiga, kuumutatakse õhuvannis (elektripliit), kuni veeseparaatorisse kogutakse arvutatud kogus vett. Reaktsioonimass viiakse suurde kolbi, lisatakse 100 cm 3 vett ja destilleeritakse, seejärel eraldatakse veest jaotuslehtris (eeter on pealmises kihis!). Peske 30 cm 3 kaltsiumkloriidi küllastunud lahusega, et eraldada reageerimata alkohol (primaarsete alkoholidega annab kaltsiumkloriid kristalse molekulaarse ühendi CaCl 2 2C 2 H 5 OH, mis ei lahustu eetrites), seejärel uuesti 30 cm 3 vesi, eraldatud. Kuivatada veevaba kaltsiumkloriidiga ja destilleerida ( kuid mitte kuivaks, kuna tekivad eetridplahvatusohtlikud peroksiidid !), kogudes fraktsiooni T keema = 141-144С.
Dibutüüleetri saagis 25 g.
Dibutüüleeter on värvitu liikuv vedelik, vees lahustumatu ja nõrga magusa lõhnaga; T keemistemperatuur = 142,4 o C.
Diisoamüüleeter saadakse samal meetodil isoamüülalkoholist, kogudes destilleerimisel fraktsiooni 165-172 o C. Saagis 55% teoreetilisest, keemistemperatuur = 172 o C.
Ohutusmeetmed. Kõik eetrid, kui neid hoitakse õhus, koguvad autooksüdatsiooni tulemusena kiiresti mittelenduvaid peroksiide. Destilleerimisel peroksiidid kontsentreeritakse ja selle lõpus võib toimuda tugev plahvatus. Seetõttu ei destilleerita kunagi "kuivuseni" ning pikka aega valguse ja õhu käes seisnud eetreid tuleb kontrollida kaaliumjodiidi lahusega vabade peroksiidide suhtes (vaba joodi vabanemine KI oksüdatsiooni tõttu peroksiidid).
