Upload
others
View
19
Download
1
Embed Size (px)
Citation preview
ORGANSKA HEMIJA
TERMIN XIII– ORGANSKA JEDINJENJA SA AZOTOM
ORGANSKA JEDINJENJA SA AZOTOM
Jedinjenja gde je ostvarena direktna veza između ugljenika i azota.
1. Nitro jedinjenja
2. Amini
2
ORGANSKA JEDINJENJA SA AZOTOM
3
ORGANSKA JEDINJENJA SA AZOTOM
Nitro jedinjenja
Nitro-jedinjenja su derivati ugljovodonika u kojima je vodonikov atom zamenjen nitro-grupom (-NO2)., tj. atom azota je direktno vezan za atom ugljenika. Nitro-jedinjenja mogu biti alifatična i aromatična.
Nitro-alkani (alifatična nitro-jedinjenja)-R-NO2
Nitroalkani dobijaju nazive po ugljovodonicima iz kojih se izvode kojima se doda prefiks nitro.
4
ORGANSKA JEDINJENJA SA AZOTOM
Nitro jedinjenja
5
H3C NO2 nitrometan (primarni)
CH3CH2 NO2 nitroetan (primarni)
H3CHC
NO2
CH3 2-nitropropan (sekundarni)
H3C C
CH3
NO2
CH3 2-metil-2-nitro-propan (tercijarni)
ORGANSKA JEDINJENJA SA AZOTOM
Nitro jedinjenja-fizičke osobine
Niži nitro-alkani su tečnosti koje
Imaju relativno visoke tačke ključanja.
Nerastvorni su u vodi, ali su dobri
rastvarači za mnoga organska jedinjenja.
6
H3C NO2 nitrometan (primarni)
CH3CH2 NO2 nitroetan (primarni)
H3CHC
NO2
CH3 2-nitropropan (sekundarni)
H3C C
CH3
NO2
CH3 2-metil-2-nitro-propan (tercijarni)
ORGANSKA JEDINJENJA SA AZOTOM
Nitro jedinjenja-dobijanje
1. Nitrovanjem alkana
2. Iz alkil-halogenida i srebro-nitrata
7
ORGANSKA JEDINJENJA SA AZOTOM
Nitro jedinjenja-hemijske osobine
1. Hidrogenizacija nitroalkana- nitroalkani se mogu hidrogenizovati u primarne amine u prisustvu katalizatora (Ni, i dr.)
2. Nitroalkani koji sadrže CH-NO2 grupu rastvaraju se u vodenim rastvorima baza gradedi jedinjenja tipa soli.
8
R NO2 + 3H2
Ni, katal.R NH2 + 2H2O
primarniamin
ORGANSKA JEDINJENJA SA AZOTOM
Aromatična Nitro jedinjenja
Aromatična nitro-jedinjenja su derivati aromatičnih ugljovodonika kod kojih je –NO2 grupa direktno vezana za aromatično jezgro:
9
NO2 CH3
NO2
nitrobenzen orto-nitrotoluen
ORGANSKA JEDINJENJA SA AZOTOM
Aromatična Nitro jedinjenja-dobijanje
Aromatična nitro-jedinjenja mogu se lako dobiti direktnim nitrovanjem aromatičnih jedinjenja.
Iz benzena se dobija nitrobenzen ako se upotrebi smesa koncentrovane azotne i sumporne kiseline.
Toluen se nitruje lakše nego benzen i krajnji proizvod nitrovanja je 2,4,6-trinitrotoluen (TNT, trotil), koji se koristi kao eksploziv:
10
ORGANSKA JEDINJENJA SA AZOTOM
Aromatična
Nitro jedinjenja-dobijanje
11
ORGANSKA JEDINJENJA SA AZOTOM
Aromatična Nitro jedinjenja-hemijske osobine
Redukcija u primarne amine-redukcija se vrši vodonikom u prisustvu katalizatora, ili pomodu metala u rastvorima kiselina:
12
ORGANSKA JEDINJENJA SA AZOTOM
AMINI
Amini-su derivati ugljovodonika u kojima su vodonikovi atomi zamenjeni amino grupom. Amini se takođe mogu smatrati i alkil- ili aril- derivatima amonijaka u kome su vodonikovi atomi zamenjeni alkil- ili aril- grupama.
Amini mogu biti primarni, sekundarni i tercijarni u zavisnosti od broja alkil- ili aril- grupa koje su vezane za atom azota:
13
ORGANSKA JEDINJENJA SA AZOTOM
AMINI
Amini mogu biti primarni, sekundarni i tercijarni u zavisnosti od broja alkil- ili aril- grupa koje su vezane za atom azota:
14
ORGANSKA JEDINJENJA SA AZOTOMAMINI
Amini mogu biti primarni, sekundarni i tercijarni u zavisnosti od broja alkil- ili aril- grupa koje su vezane za atom azota:
15
R'''R''
R'
N..
HH
N
R
..
R''R' H
N..
primarni sekundarni tercijarni
amini amini amini
(RNH2) (R2NH) (R3N)
AMINI-nomenklatura
Nazivi amina se izvode od
naziva ugljovodoničnog radikala
koji je vezan za atom azota i
nastavka –amin, na primer:
16
SAŽETA
STRUKTURNA
FORMULA
IME TRIVIJALNO
IME
CH3NH2 metilamin
CH3CH2NH2 etilamin
(CH3)2NH dimetilamin
(CH3)3N trimetilamin
C6H5NH2 fenilamin anilin
C6H5CH2NH2 1-fenilmetanamin benzilamin
itd.
ORGANSKA JEDINJENJA SA AZOTOM
AMINI-nomenklatura
Najprostiji aromatični amin je fenilamin (anilin). Ostali aromatični amini se nazivaju kao derivati fenilamina (benzenamina).
17
ORGANSKA JEDINJENJA SA AZOTOM
AMINI-fizičke osobine
Niži amini su gasovi ili tečnosti karakterističnog mirisa na amonijak.
Dobro se rastvaraju u vodi, ali sa povedanjem broja C atoma rastvorljivost opada.
Aromatični amini su ili uljaste tečnosti koje imaju visoke tačke ključanja ili su čvrsta kristalna jedinjenja i teško se rastvaraju u vodi.
Amini su polarna jedinjenja-mogu se međusobno vezivati intermolekulskim vodoničnim vezama, pa im je tačka ključanja viša u odnosu na manje polarna jedinjenja približne molekulske mase:
18
ORGANSKA JEDINJENJA SA AZOTOM
AMINI-Vodonična veza kod amina
Polarna N-H vezaq omogudava građenje vodonične veze kod primarnih i sekundarnih amina ali ne i kod tercijarnih
N-H veza kod amina nije tako polarna kao O-H veza kod alkohola
19
ORGANSKA JEDINJENJA SA AZOTOM
AMINI-fizičke osobine
Tačke ključanja amina su više
nego kod alkana ali niže nego
kod alkohola sličnih molskih masa
20
NAZIV FORMULA tt / ° C tk / ° C
metanol CH3OH − 98 65
metilamin CH3NH2 − 93 − 6,5
etanol CH3CH2OH − 115 78
etilamin CH3CH2NH2 − 81 16,6
propan-1-ol CH3(CH2)2OH − 127 97
propilamin CH3CH2CH2NH2 − 81 48
butan-1-ol CH3(CH2)3OH − 90 117
butilamin CH3(CH2)3NH2 − 49 78
ORGANSKA JEDINJENJA SA AZOTOM
AMINI-hemijske osobine
1. Baznost amina-amini se u vodenom rastvoru ponašaju kao slabe baze. Slobodan elektronski par na azotovom atomu uzima proton iz vode u jednoj reverzibilnoj reakciji tipa kiselina-baza
21
ORGANSKA JEDINJENJA SA AZOTOM
AMINI-hemijske osobine
2. Građenje soli-s obzirom da su amini organske baze u reakciji sa mineralnim kiselinama ili karboksilnim kiselinama grade amonijum-soli:
22
ORGANSKA JEDINJENJA SA AZOTOM
AMINI-hemijske osobine
3. Reakcije amina sa azotastom kiselinom-na osnovu reakcije sa azotastom kiselinom primarni, sekundarni i tercijarni amini mogu se razlikovati jedni od drugih.
Primarni amini daju alkohol.
Sekundarni amini daju N-nitrozoamine
Tercijarni amini ne reaguju na ovaj način, mogu dati samo soli
23
ORGANSKA JEDINJENJA SA AZOTOM
AMINI-hemijske osobine
4. Acilovanje amina (obrazovanje amida)-hloridi i anhidridi karboksilnih kiselina sa aminima daju acil-derivate (supstituisani amidi):
24
ORGANSKA JEDINJENJA SA AZOTOM
Diazo-jedinjenja
Diazo-jedinjenja su najvažniji derivati primarnih aromatičnih amina.
Kada anilin reaguje sa azotastom kiselinom nastaje diazonijum-so, tj.benzendiazonijum-hlorid:
25
ORGANSKA JEDINJENJA SA AZOTOM
Diazo-jedinjenja
Diazonijum soli su kristalne supstance od kojih su mnoge eksplozivne. Lako se rastvaraju u vodi a vodeni rastvori provode el. Struju.
26
ORGANSKA JEDINJENJA SA AZOTOM
Diazo-jedinjenja
Hemijske osobine-vrlo reaktivna jedinjenja, reakcije u kojima učestvuju mogu se podeliti u dve grupe:
1. Reakcije nukleofilne supstitucije-koje se vrše zamenom azota koji se oslobađa iz molekula diazonijum soli, nekim nukleofilom, i
2. Reakcije kuplovanja-pri kojima azot ostaje u proizvodima reakcije.
27
ORGANSKA JEDINJENJA SA AZOTOMDiazo-jedinjenja-Hemijske osobine-
Reakcije kuplovanja-se primenjuju za dobijanje boja polazedi od anilina ili supstituisanih anilina. U ovim reakcijama diazonijum jon reaguje kao elektofil.
Nastali proizvod
kuplovanja sadrži
azo-grupu (-N=N-).
Sam proizvod se naziva
azo-jedinjenje.
28
ORGANSKA JEDINJENJA SA AZOTOMVeliki značaj imaju azo-jedinjenja koja u aromatičnim prstenovima sadrže hidroksilne grupe i amino grupe. Sva ta jedinjenja pripadaju azo-bojama.
Azo-boje mogu biti izrazito žute, narandžaste, crvene, plave pa
i zelene, što zavisi od strukture.
Neki kiselo-bazni indikatori takođe su azo-boje.
29
Methyl orange
ORGANSKA JEDINJENJA SA AZOTOM
Azo boje-organska jedinjenja koja sadrže azo grupu -N=N-
Koriste se za bojenje tekstila
Lako se koriste, daju jake i stabilne boje
Na tržištu se nalazi oko 2000 azo boja
Bojenje pojedinih tekstilnih artikala sa azo bojama koje mogu oslobađati karcinogene aromatične amine je zabranjeno u EU
Vedina azo boja je rastvorna u vodi
30
ORGANSKA JEDINJENJA SA AZOTOM
31
August Wilhelm von Hofmann
Sir William Henry Perkin