Тема 5. АЗОТ-СЪДЪРЖАЩИ ОРГАНИЧНИ СЪЕДИНЕНИЯ

Урок 51

Тема на урока. Анилин, неговият състав, молекулярна структура, физични свойства. Химични свойства на анилина: взаимодействие с неорганични киселини, бромна вода.

Взаимно влияние на атомите в анилиновата молекула. Получаване на анилин

Цели на урока: запознаване на учениците с анилина като представител на нитросъединенията, неговите физични свойства; дават представа за структурата на анилиновата молекула; обмисли Химични свойстваанилин, методи за неговото производство и приложение.

Вид на урока: комбиниран урок за овладяване на знания, умения и способности и творческото им прилагане на практика.

Форми на работа: разказ на учителя, евристична беседа, лабораторна работа.

Демонстрация 1. Взаимодействие на анилин с перхлорна киселина.

Демонстрация 2. Взаимодействие на анилин с бромна вода.

Оборудване: диаграма на структурата на анилиновата молекула.

1. Защо амините се наричат ​​органични основи?

Трима ученици на дъската, останалите в тетрадките изпълняват задачата.

2. Направете уравненията на реакциите на взаимодействие:

а) метиламин със сярна киселина;

б) диметиламин с нитратна киселина;

в) метилетиламин със солна киселина.

3. Вземете етиламин:

а) от съответното нитро съединение;

б) от съответния алкохол;

в) с етиламониев хлорид.

4. Как се класифицират амините според вида на въглеводородния радикал?

III. Изучаване на нов материал

1. История на откриването на анилин

Анилин (фениламин) - органично съединениес формула C 6 H 5 NH 2 , най-простият ароматен амин. Представлява безцветна маслена течност с характерна миризма, малко по-тежка от водата и слабо разтворима в нея, разтворима в органични разтворители. Във въздуха анилинът бързо се окислява и придобива червеникаво-кафяв цвят. Отровен.

За първи път анилинът е получен през 1826 г. в процеса на дестилация на индиго с вар от немски химик, който му дава името "кристалин". 1834 г. F. Runge открива анилин в каменовъглен катран и го нарича "канол". 1841 г. Ю. Ф. Фрище получава анилин в резултат на нагряване на индиго с разтвор на КОН и го нарича "анилин". През 1842 г. анилинът е получен от М. М. Зинин чрез редукция на нитробензол (NH 4) 2SO 3 и го нарича "бензидам". 1843. A. V. Hoffman установява идентичността на всички изброени съединения. Думата "анилин" идва от името на едно от растенията, съдържащи индиго - Indigofera anil (съвременното международно име на растението е Indigofera suffruticosa).

Анилинът е най-простият ароматен амин. Амините са по-слаби основи от амоняка, тъй като несподелената електронна двойка на азотния атом се измества към бензеновия пръстен, комбинирайки се с p-електроните на бензеновото ядро.

Намаляването на електронната плътност на азотния атом води до намаляване на способността за отстраняване на протони от слабите киселини. Следователно анилинът е по-слаба основа от алифатните амини и амоняка, той взаимодейства само със силни киселини (HCl, H 2SO 4) и неговият воден разтвор не оцветява лакмусово синьо.

2. Получаване на анилин

♦ Предложете методи за получаване на анилин.

Редукцията на нитросъединенията обикновено се използва за получаване на първични ароматни амини (реакция на Зинин).

Атомен водород се образува в момента на освобождаване в резултат на реакцията на цинк (или алуминий) с киселина или алкали.

Първоначално анилинът се получава чрез редукция на нитробензол с молекулен водород; практическият добив на анилин не надвишава 15%. 1842 г. Професорът от Казанския университет Н. М. Зинин разработва по-рационален метод за получаване на анилин чрез редукция на нитробензол (реакция на Зинин):

В процеса на взаимодействие на концентрирана солна киселина с желязо се отделя атомен водород, който е по-химично активен от молекулния водород.

3. Химични свойства на анилина

Анилинът е слаба основа. Със силни киселини анилинът е в състояние да образува соли.

Демонстрация 1. Реакция на анилин с перхлорна киселина

Пригответе смес от анилин с вода. Добавете солна киселина към сместа. Анилинът се разтваря. В разтвор се образува фениламониев хлорид или анилин хидрохлорид.

Задача 1. Запишете уравненията за взаимодействие на анилин със сярна киселина.

Аминогрупата засяга бензеновия пръстен, причинявайки увеличаване на подвижността на водородните атоми в сравнение с бензола и поради конюгирането на самотната електронна двойка с р-електронната ароматна система, електронната плътност в орто и пара позиции се увеличава .

По време на нитриране и бромиране анилинът лесно образува 2,4,6-тризаместени реакционни продукти. Например, анилинът реагира енергично с бромна вода, за да образува бяла утайка от 2,4,6-трибромоанилин. Тази реакция се използва за качествено и количествено определяне на анилин:

Демонстрация 2. Взаимодействие на анилин с бромна вода, Анилинът лесно се окислява. Във въздуха анилинът става кафяв, поради действието на други окислители, той образува вещества с различни цветове. С белина CaOCl 2 дава характерен виолетов цвят. Това е една от най-чувствителните качествени реакции към анилин.

*Реакцията на анилин с азотна киселина при ниска температура (около 0 °C) е от практическо значение. В резултат на тази реакция (реакция на диазотиране) се образуват диазониеви соли, които се използват при синтеза на азотна киселина и редица други съединения.

При по-висока температура реакцията протича с освобождаване на азот и анилинът се превръща във фенол:

4. Приложение на анилин. Вредни ефекти върху хората

1) Основната област на приложение на анилина е синтезът на багрила и лекарства.

Промишленото производство на лилаво багрило Moveinu на базата на анилин започва през 1856 г. Чрез окисляване на анилина с хромова смес (K 2Cr 2O 7 + H 2SO 4), „анилиново черно е боя за тъкани.

Сега по-голямата част (85%) от анилина, произвеждан в света, се използва за производството на метилдисоцианати, които впоследствие се използват за производството на полиуретани. Анилинът се използва и в производството на изкуствени каучуци (9%), хербициди (2%) и багрила (2%).

Така анилинът се използва главно като междинен продукт в производството на багрила, експлозиви и лекарства (сулфаниламидни препарати), но предвид очаквания ръст в производството на полиуретани, в средносрочен план е възможна значителна промяна в потребителската картина.

2) Анилинът засяга централната нервна система, причинява кислороден глад на организма поради образуване на метхемоглобин в кръвта, хемолиза и дегенеративни промени в червените кръвни клетки. Анилинът навлиза в тялото по време на дишане, под формата на пари, а също и през кожата и лигавиците. Абсорбцията през кожата се засилва в случай на топъл въздух или пиене на алкохол.

При леко отравяне с анилин се наблюдават слабост, световъртеж, главоболие, цианоза на устните, ушните миди и ноктите. При умерено отравяне се наблюдават и гадене, повръщане, понякога залитане при ходене и повишена сърдечна честота. Тежките случаи на отравяне са изключително редки.

В случай на хронично отравяне с анилин (анилизм) се появява токсичен хепатит, както и невропсихични разстройства, нарушения на съня и увреждане на паметта.

В случай на отравяне с анилин е необходимо преди всичко да се отстрани жертвата от източника на отравяне, да се измие с топла (но не гореща!) Вода. Също така е необходимо да се вдишва кислород с карбоген. Освен това се използват кръвопускане, въвеждане на антидоти (метиленово синьо), сърдечно-съдови средства. Жертвата трябва да бъде спокойна.

IV. Обобщаване на урока

Обобщавайки урока, оценява работата на учениците в урока.

V. Домашна работа

Разработете материала на параграфа, отговорете на въпроси към него, направете упражненията.

Творческа задача: намерете информация по темата „Въздействието на анилина върху околната среда“.

Цели на урока:на примера на анилиза да се затвърдят знанията на учениците за химичните свойства на амините; дайте представа за ароматните амини; да покаже практическото значение на анилина като най-важния продукт на химическата индустрия.

Оборудване:на демонстрационната маса - анилин, вода, фенолфталеин, солна киселина, алкален разтвор, епруветки.

Анилинът се изучава с цел да се конкретизира общата концепция за амините и като най-важен представител на този клас съединения.

В тази връзка урокът може да се проведе под формата на история с максимално участие на учениците за обсъждане на задачи и въпроси:

Назовете хомоложните серии от въглеводороди и посочете особеностите на тяхната структура.

Какви вещества са амините?

Каква е формулата за ароматен амин?

Как да докажем, че анилинът проявява основни свойства? Напишете уравнение за химична реакция.

Освен това вниманието на учениците се привлича към реакцията на взаимодействието на анилин с бром, без да се спира на ефекта на аминогрупата върху бензоловия пръстен, а само показва, че структурните характеристики на анилиновата молекула правят възможно извършването на тази реакция.

Относно производството и използването на анилин за производството на багрила, различни фармацевтични препарати, фотореактиви, експлозиви, пластмаси и др. разказва учителят.

В този урок според нас е препоръчително да се отбележи в историята за производството и употребата на анилин и токсичните ефекти на емисиите както от производството, така и от страничните продукти при използване на аминосъединения.

Разширен план на урока

При изучаване на тази тема е необходимо да се консолидира основната идея на разработката органична материяи причините, които пораждат тяхното разнообразие; задълбочаване на концепцията за ковалентна връзка, използвайки примерите за амини; разширяване на познанията за водородните връзки и амфотерните съединения.

Започвайки да разглеждат темата, те канят учениците да си спомнят кои азотсъдържащи съединения познават. Учениците назовават нитробензен, нитроглицерин, тринитроцелулоза. Повторете накратко информацията за свойствата на нитробензола и неговото приготвяне в лабораторията. В същото време те съставят уравнение за реакцията на дъската, отбелязват нейния вид (заместване) и дават име (реакция на нитриране). На въпроса дали могат да се проведат реакции на нитриране на наситени въглеводороди, учениците дават утвърдителен отговор. След това уравненията на реакциите на нитриране се записват до петия хомолог. Учителят отбелязва, че за първи път тези реакции са извършени от руския учен М.И. Коновалов през 1886 г. По аналогия с нитробензола той дава имена на новополучени азотсъдържащи вещества – нитрометан, нитроетан и др. След това учителят запознава накратко учениците с физическите свойства на получените хомолози. От химичните свойства на нитросъединенията трябва да се подчертае способността им да се редуцират с водород. За да могат учениците да се убедят в образуването на хомоложна серия от нови азотсъдържащи вещества и да ги назоват самостоятелно, те съставят уравненията на реакцията:

CH 3 NO 2 + 3H 2 2H 2 O + CH 3 NH 2

C 2 H 5 NO 2 + 3H 2 2H 2 O + C 2 H 5 NH 2

C 3 H 7 NO 2 + 3H 2 2H 2 O + C 3 H 7 NH 2 и др.

Обърнете внимание на образуването на нова функционална група от атоми, - NH 2 - аминогрупа. Тук трябва да се отбележи, че те се наричат ​​амини от радикалите, които изграждат молекулата, с добавена дума "амин". След това учениците лесно дават имена на получените вещества: метиламин, етиламин и др. Сравнявайки предварително записаните уравнения за реакции на нитриране с реакции на редукция, те заключават, че генетична връзкамежду хомоложната серия от органични вещества: въглеводородите могат да се превърнат в нитро съединения, а нитро съединенията в амини:

CH 4 + HNO 3 H 2 O + CH 3 NO 2;

CH 3 NO 2 + 3H 2 2H 2 O + CH 3 NH 2.

Тези съединения са мастни амини, тъй като са получени от наситени въглеводороди. След това се описват физичните свойства на първите представители на аминовите серии. Преди да пристъпите към изследването на техните химични свойства, обърнете внимание на състава на функционалната група. Аминогрупата е амонячен остатък, в който един водороден атом е заменен с въглеводороден радикал. Освен това се предлага да се разглеждат амините като производни на амоняка. Учениците отбелязват, че амонякът може да бъде заменен от въглеводородни радикали и два други водородни атома. След това, в зависимост от броя на въглеводородните остатъци, включени в молекулата, могат да бъдат амини

CH 3 NH 2, C 2 H 5 NH 2

първичен

втори

третичен

В природатаамини се намират при разлагането на протеинови съединения; например саламура от херинга съдържа метиламин, диметиламин, триметиламин. Всички амини са производни на амоняка, така че те също трябва да имат прилики с него. Учениците могат да решат този въпрос сами (до този урок те трябва да повторят свойствата на амоняка). Например, един от учениците записва от лявата страна на дъската уравненията на реакциите, които характеризират химичните свойства на амоняка (взаимодействие с вода, с киселини, горене в поток от кислород). Тези експерименти също са демонстрирани тук, като се набляга на способността на амоняка изгарят само в поток от кислород.

След това се провеждат подобни експерименти с амини (виж параграфи 1.1.3.1.). На базата на експериментите се правят изводи за свойствата на амините.

За разлика от амоняка, амините горят във въздуха.Те заключават: амините са подобни по химични свойства на амоняка, но за разлика от него те горят във въздуха. Това свойство довежда учения Вурц до откриването на амини през 1848 г. По време на обясненията, успоредно със свойствата на амоняка, от дясната страна на дъската са записани уравненията на реакциите с амини. В резултат на съпоставянето на свойствата на амоняка и амините учениците се убеждават, че сред органичните вещества има вещества със свойствата на основи - органични основи. Това се обяснява на базата на електронната структура, като се има предвид примерът за образуването на амониевия йон. Припомня се, че от пет валентни електрона на азотен атом три несдвоени отиват, за да образуват ковалентни връзки с водородни атоми, образувайки молекула на амоняк, а два сдвоени електрона остават необобщени, свободни. Благодарение на тях се установява ковалентна връзка при азотния атом с водородния йон (протон) на водата или киселината. В този случай в първия случай се отделят хидроксилни йони, които определят свойствата на основите, във втория случай йони на киселинния остатък. Помислете за електронната структура на амините:

Особено внимание се обръща на самотната електронна двойка азот, която, както при амоняка, отива към образуването на ковалентна връзка с водороден протон. В този случай се образува органично съединение със свойствата на основи (1) или соли (2), ако протонът (йонът) на водорода е от киселина:

Формулата на солта може да бъде написана и по различен начин:

CH 3. NH 2. HC1

Солен метиламин

Учениците знаят, че свойствата на веществата се определят от тяхната структура. Сравняване на електронната структура на амониев хидроксид и метиламониев. те могат да определят кои вещества - амини или амоняк - са по-силни основи.

Струва си да припомним, че метиловият радикал е способен да изтласква електронната плътност от себе си. Тогава върху азота възниква повишена електронна плътност и тя ще задържи водородния протон в молекулата по-здраво. Хидроксилният йон се освобождава, концентрацията му в разтвора се увеличава, поради което мастните амини са по-силни основи от амоняка. За да затвърди материала, учителят предлага въпроса: очаква ли се диметиламинът и триметиламинът да засилят или отслабят основните свойства? Студентите знаят, че радикалът е в състояние да изтласква електронната плътност от себе си, така че те независимо заключават, че дву- и три-заместените амини трябва да бъдат по-силни основи от монозаместените. Два радикала ще увеличат в по-голяма степен електронната плътност върху азота и следователно азотът ще задържи водороден йон по-силно и хидроксидните йони ще започнат да навлизат в разтвора, т.е. силата на основните свойства на амините зависи от големината на отрицателния заряд на азотния атом: колкото по-голям е той, толкова по-голяма е силата на основите. Изглежда, че третичният амин трябва да бъде най-силната основа, но експериментът показва обратното. Очевидно три метилови радикала защитават самотната двойка азотни електрони, пречат на свободното добавяне на водородни йони и следователно малко хидроксилни йони влизат в разтвора, така че средата е слабо основна.

За да могат учениците да разберат по-добре генетичната връзка между класовете органични вещества, те разглобяват образуването на ароматни амини от "прародителя" на всички ароматни въглеводороди - бензола чрез нитросъединения. На първо място, те накратко припомнят методите за получаване на мастни амини от наситени въглеводороди, след което предлагат да си припомним свойствата на бензола, изследвани по-рано, и да ги обяснят въз основа на електронната структура на бензола. За да направите това, е желателно да публикувате таблица на електронната структура на бензола, да подготвите модел на неговата молекула. Така самите ученици ще „протягат нишка“ от бензол към фениламин чрез нитробензол и лесно ще запишат съответните уравнения на реакцията.

Тук те също демонстрират опита за получаване на нитробензол в колба с обратен хладник. Напишете уравнението за съответната реакция на дъската. След това се провежда експеримент за възстановяване на получения нитробензен до анилин. При провеждането на този експеримент учениците се информират за реакцията на Н.Н. Зинин и неговото значение за националната икономика.

След това те демонстрират чист анилин (ако училището го има), говорейки за неговата токсичност и внимателното му боравене. Демонстрирайте някои физични свойства: агрегатно състояние, цвят, мирис, разтворимост във вода.

След това пристъпват към изследване на химичните свойства на анилина. По аналогия с мастните амини се приема, че анилинът има основни свойства. За да направите това, няколко капки фенолфталеин се изсипват в чаша, в която е тествана разтворимостта на анилин във вода. Цветът на разтвора не се променя. Проверете взаимодействието на анилин с концентрирана солна и сярна киселини. След охлаждане на сместа учениците наблюдават кристализацията на соли, следователно анилинът проявява свойствата на основи, не по-слаби от мастните амини. В хода на обсъждането на тези експерименти те съставят уравненията на реакциите, дават имена на образуваните вещества.

След това те демонстрират взаимодействието на анилиновите соли с алкали (правим аналогия с амониеви соли). Тук, мимоходом, се повдига въпросът: под формата на какви съединения се намират мастните амини в саламура от херинга, ако тя взаимодейства с алкали, за да образува амини? (По правило учениците отговарят: под формата на соли). Те проверяват тяхната разтворимост във вода и взаимодействието на анилиновите соли с окислители, например с калиев дихромат. Тази реакция открива вещества с различни цветове. Студентите се информират, че производството на множество анилинови багрила (включително такива ценни като синтетично индиго), лекарствени вещества и пластмаси се основава на свойствата на анилина. В заключение те демонстрират опита от взаимодействието на анилин с белина. Имайте предвид, че тази реакция е характерна за анилина. За проверка се предлага да се открие анилин в смес от вещества, получени в хода на експеримент за редукция на нитробензол с метали. Учениците за пореден път се убеждават в съществуването на генетична връзка между класовете. За консолидиране на изучаваното се предлага да се изготвят уравнения на реакцията, потвърждаващи възможността за извършване на следните трансформации:

Студентите ще изпитат това основните свойства на анилина са отслабени в сравнение с амините от ограничаващата серия.Това се обяснява с влиянието на ароматния радикал на фенил C 6 H 5 . За изясняване отново разглеждаме електронната структура на бензола. Учениците помнят, че подвижният електронен облак на бензеновото ядро ​​се образува от шест електрона (добре е да има модел на молекула или добър чертеж на бензолна молекула). Трябва да се подчертае, че в бензеновото ядро ​​вместо един водороден атом има аминогрупа, начертайте електронната структура на молекулата на амина и отново обърнете внимание на свободната самотна двойка електрони на азотния атом в аминогрупата , който взаимодейства с -електроните на бензеновия пръстен. В резултат на това електронната плътност на азота намалява, свободна двойка електрони задържа водороден протон с по-малко сила и малко хидроксидни йони влизат в разтвора. Всичко това определя по-слабите основни свойства на анилина, което се наблюдава при реакцията му с индикатори.

Самотната двойка азотни електрони на аминогрупата, взаимодействаща с -електроните на бензеновото ядро, измества електронната плътност към орто и пара позиции, правейки бензеновото ядро ​​​​химически по-активно на тези места. Това лесно се потвърждава от опита на взаимодействието на анилин с бромна вода, което веднага се показва:

В заключение учениците трябва да обърнат внимание на съществуващите в природата взаимоотношения между веществата, на тяхното развитие от просто към сложно.

Вид на урока: урок за изучаване на нов материал въз основа на съществуващи знания

Цел на урока: Да се ​​обобщят, разширят и систематизират знанията и понятията на учениците в изучавания раздел "Амини". Съсредоточете се върху ключовите понятия от темата "Анилин".

Очакван резултат: Знанията ще бъдат обобщени и систематизирани с цел.

Цели на урока:

Образователни:

Проверете знанията по изучавания раздел, затвърдете нов материалзадълбочаване на знанията по темата; обобщават изучавания материал; проверка на усвояването на материала въз основа на творчески задачи; да формира способност за прилагане на придобитите знания на практика при изпълнение на упражнения и решаване на задачи;

Разработване:

Да допринесе за формирането на способността за оценка на приятел и себе си да развие способността да изразява своята гледна точка, да води аргументиран разговор, да прави заключения въз основа на анализ; помагат на учениците да видят резултатите от своята работа; да формира у учениците способността да подчертават основното; развиват когнитивна дейности Творчески умения.

Образователни:

Да възпитава активна житейска позиция, честност, човешка благоприличие; да възпитава учениците чрез урок самочувствие; довеждат учениците до извода за присъщата стойност на човешките качества.

По време на занятията

I Организационен и мотивационен етап (1 мин.)

Целта на етапа (очакван резултат): да мотивира учениците за активна работа

Сценични задачи: Настройте учениците за високо темпо на урока

Поздравление на учениците в клас. Днес нашият урок ще бъде много интензивен и ще се изправим пред редица задачи.

Но първо запишете D-Z Slide 2 Домашна работа

(запис в дневника)

1. § 52, § 51 повторете.

2. § 52, бр.4-6 писмено, 1-3 устно

I I Поставяне на цел (1,5 мин.)

Цел: Да се ​​обобщят знанията по преминатия раздел "Амини", да се придобият знания по темата на урока, да се съпоставят анилин с други представители на ароматни и алифатни амини

Задачи: Слайд 3 Задачи в урока

Припомнете си физичните и химичните свойства на амините; да продължи да формира умение за съставяне на реакционни уравнения, характеризиращи свойствата на амините; запознайте се с особеностите на химичните процеси в раздел "Анилин"; продължете да се учите да виждате причината за потока на хим. реакции в зависимост от структурата на молекулата; оценете работата си в клас.

III основна част. Научаване на нови неща въз основа на известни факти

Структурата на амини и анилин

Изучаване на нов материал въз основа на съществуващите знания

Амини - органични производни, в чиято молекула един, два или всичките три атома са заменени с въглеводороден остатък.

Съответно обикновено се разграничават три вида амини:

първичен амин метиламин

CH3CH2—NH—CH2CH3

вторичен амин диетиламин

H3CH2—N—CH2CH3

третичен амин триетиламин

Амините се характеризират със структурна изомерия:

Изомерия на въглеродния скелет

Изомерия на позицията на функционалната група

Първичните, вторичните и третичните амини са изомерни един спрямо друг (междукласова изомерия).

Обучение по изомерия и номенклатура на амини

Изучаване на нов материал

Електронна структура на анилина

Амините, в които аминогрупата е свързана директно към ароматен пръстен, се наричат ​​ароматни амини.

Най-простият представител на тези съединения е аминобензен или анилин.

Основната отличителна черта на електронната структура на амините е наличието на несподелена електронна двойка при атома, включен във функционалната група. Това води до факта, че амините проявяват свойствата на основите.

Има йони, които са продукт на формално заместване на всички водородни атоми в амониевия йон с въглеводороден радикал.

Тези йони са част от соли, подобни на амониеви соли. Те се наричат ​​кватернерни соли.

Обучение по изомерия и номенклатура на ароматните амини

Изследване на физичните свойства на анилина в сравнение с физичните свойства на амините

Физични свойства на амини и анилин

Най-простите амини (метиламин, диметиламин, триметиламин) са газообразни вещества. Останалите нисши амини са течности, които се разтварят добре във вода. Те имат характерна миризма, напомняща миризмата на амоняк.

Първичните и вторичните амини са способни да образуват водородни връзки. Това води до значително повишаване на техните точки на кипене в сравнение със съединения със същото молекулно тегло, но неспособни да образуват водородни връзки.

Анилинът е маслена течност, слабо разтворима във вода, кипи при 184°C.

Руски химик-органик, академик.

открива (1842) реакцията на редукция на ароматни нитросъединения и получава анилин. Той доказа, че амините са основи, способни да образуват соли с различни киселини. Анилинът е от толкова голямо индустриално значение, че само с една реакция името на този учен може да бъде вписано със „златни букви в историята на химията.

Химични свойства на амини и анилин

Химичните свойства на амините се определят главно от наличието на несподелена електронна двойка при азотния атом.

1. Амини като основи. Азотният атом на аминогрупата, подобно на азотния атом в амонячната молекула, поради самотната двойка електрони може да образува ковалентна връзкаспоред механизма донор-акцептор, действащ като донор. В това отношение амините, като амоняка, могат да добавят водороден катион, т.е. да действат като основа.

Както вече знаете от курса, реакцията на амоняк с вода води до образуването на хидроксидни йони. Разтворът на амоняк във вода е алкален. Разтворите на амини във вода също дават алкална реакция. Но анилинът е по-слаба основа и взаимодейства неохотно.

Амонякът реагира с киселини и образува амониеви соли. Амините също могат да реагират с киселини.

Основните свойства на алифатните амини са по-изразени от тези на амоняка. Това се дължи на наличието на един или повече донорни алкилови заместители, чийто положителен индуктивен ефект повишава електронната плътност върху азотния атом. Увеличаването на електронната плътност превръща азота в по-силен донор на електронни двойки, което увеличава основните му свойства.

По подобен начин анилинът при реакции с киселини има основни свойства, но те са по-слабо изразени от тези на алифатните амини.

В случай на ароматни амини, аминогрупата и бензоловият пръстен имат значително влияние един върху друг.

Аминогрупата е ориентант от първия вид. Аминогрупата има отрицателен индуктивен ефект и изразен положителен мезомерен ефект. По този начин, реакциите на електрофилно заместване (бромиране, нитриране) ще доведат до орто- и пара-заместени продукти.

Имайте предвид, че за разлика от бензола, който се бромира само в присъствието на катализатор, железен (III) хлорид, анилинът е способен да реагира с бромна вода. Това се обяснява с факта, че аминогрупата, чрез увеличаване на електронната плътност в бензеновия пръстен (запомнете сходния ефект на заместителите в молекулите на толуена и фенола), активира ароматната система в реакциите на електрофилно заместване. Освен това анилинът, за разлика от бензола, е слабо разтворим във вода.

Конюгирането на р-системата на бензеновия пръстен с самотната електронна двойка на аминогрупата води до факта, че анилинът е много по-слаба база от алифатните амини.

Покажете особеностите на реакциите на пълно и непълно окисление на амини и анилин, взаимния преход на реакциите на окисление и редукция.

ВСИЧКИ ПРИМЕРИ ЗА HRM СА НАПИСАНИ, ПРОДУКТИТЕ СА ИМЕНОВАНИ (обяснението е под формата на евристичен разговор)

Получаване на амини и анилин

1. Получаване на амини от халогенни производни

CH3CH2Br + NH3 -> CH3CH2NH2 C6H5Br + NH3 -> C6H5NH2

2. Получаване на първични амини чрез редукция на нитросъединения - алифатни и ароматни. Редуциращият агент е водород "в момента на освобождаване", който се образува от взаимодействието например на цинк с алкали или желязо със солна киселина.

Използването на амини и анилин

Амините се използват широко за производството на лекарства и полимерни материали. Анилинът е най-важното съединение от този клас (схема), което се използва за производството на анилинови багрила, лекарства (сулфаниламидни лекарства), полимерни материали (анилин-формалдехидни смоли), експлозиви, ракетно гориво, пестициди.

"Активните" или "реактивните" багрила са най-добрият избор на анилинови багрила на пазара днес. Тази група багрила се е доказала отлично за тъкани от растителни влакна (памук, лен, вискоза, коноп, бамбук, хартия, юта и др.).

IV Затвърдяване на изучавания материал

1. Посочете броя на y-връзките в молекулата на метил-фенил-амин:
а) 6; б) 5; в 7; г) 4.

2. Какви свойства на анилина се обясняват с влиянието на фениловия радикал върху аминогрупата:

а) анилинът влиза в реакции на заместване по-лесно от бензола;

б) електронната плътност в ароматния пръстен е неравномерно разпределена;

в) за разлика от амоняка, воден разтвор на анилин не променя цвета на лакмуса;

г) как основният анилин е по-слаб от амоняка?

3. Пишете графични формулиизомерни амини с обща молекулярна формула C4H11N. Назовете тези вещества.

4. а) Вземете амониев хлорид от неорганични суровини.

HC1 + KOH алкохол +HI +NH3 +HC1

б) Пропанол-2 → ? →? →? →? →?

5. Намерете масата на 19,6% разтвор на сярна киселина, който може да взаимодейства с 11,2 литра метиламин (н.а.), за да образува средна сол.

6. Смес от фенол и анилин напълно реагира с 480 g бромна вода с w (Br2) = 3%. 36,4 cm3 разтвор на NaOH (w = 10%, p = 1,2 g/cm3) се използва за неутрализиране на реакционните продукти. Определете масовите доли на веществата в първоначалната смес.

7. Неутрализацията на 30 g смес от бензен, фенол и анилин изисква 49,7 ml 17% НС1 (p = 1,0 g/ml). При взаимодействието на същото количество от сместа с бромна вода се образува 99,05 g утайка. Намерете масовите доли на компонентите в оригиналната смес.

V Оценяване на дейностите на класа. Отражение.

Структурата на анилина

Най-простият член на класа ароматни амини е анилинът. Представлява маслена течност, слабо разтворима във вода (фиг. 1).

Ориз. 1. Анилин

Някои други ароматни амини (Фигура 2):

орто-толуидин 2-нафтиламин 4-аминобифенил

Ориз. 2. Ароматни амини

Как комбинацията от бензенов пръстен и заместител с несподелена електронна двойка влияе върху свойствата на веществото? Електронната двойка азот се изтегля в ароматната система (фиг. 3):

Ориз. 3. Ароматна система

До какво води това?

Основните свойства на анилина

Електронната двойка анилин се „привлича“ в общата ароматна система и електронната плътност на азота на анилина се понижава. Това означава, че анилинът ще бъде по-слаба основа от амините и амоняка. Анилинът не променя цвета на лакмуса и фенолфталеина.

Електрофилно заместване в анилин

Повишената електронна плътност в бензеновия пръстен (поради прибиране на азотната електронна двойка) води до улесняване на електрофилното заместване, особено в орто и пара позиции.

Анилинът реагира с бромна вода,докато се образува веднага

2,4,6-триброманилин - бяла утайка (качествена реакция към анилин и други аминбензени).

Припомнете си: бензолът взаимодейства с брома само в присъствието на катализатор (фиг. 4).

Ориз. 4. Взаимодействие на анилин с бром

Окисление на анилин

Високата електронна плътност в бензоловия пръстен улеснява окисляването на анилина. Анилинът обикновено е оцветен в кафяво поради факта, че част от него се окислява от атмосферния кислород дори при нормални условия.

Използването на анилин и амини

От продуктите на окисление на анилина се получават анилинови багрила, които се отличават със своята издръжливост и яркост.

Анестезин и новокаин, използвани за локална анестезия, се получават от анилин и амини; антибактериално средство стрептоцид; популярен болкоуспокояващ и антипиретичен парацетамол (фиг. 5):

Анестезин новокаин

стрептоцид парацетамол

(пара-аминобензенсулфамид (пара-ацетоаминофенол)

Ориз. 5. Анилинови производни

Анилинът и амините са суровини за производството на пластмаси, фотореактиви и експлозиви. Експлозивно вещество хексил (хексанитродифениламин) (фиг. 6):

Ориз. 6. Хексил

Получаване на анилин и амини

1. Нагряване на халоалкани с амоняк или по-малко заместени амини (реакция на Хофман).

CH3Br + NH3 = CH3NH2 + HBr (по-правилно CH3NH3Br);

СH3NH2 + CH3Br = (CH3)2NH + HBr (по-точно (CH3)2NH2Br);

(CH3)2NH + CH3Br = (CH3)3N + HBr (по-точно (CH3)3NHBr).

2. Изместване на амините от техните соли чрез нагряване с основи:

CH3NH3Cl + KOH = CH3NH2- + KCl + H2O.

3. Възстановяване на нитро съединения (реакция на Зинин):

С6Н5NO2 + 3Fe + 6HCl = C6H5NH2 + 3FeCl2 + 2H2O;

С6Н5NO2 + 3H2 С6Н5NH2 + 2H2O.

Обобщаване на урока

В този урок темата „Характеристики на свойствата на анилина. Получаване и приложение на амини. В този урок изучавахте свойствата на анилина поради взаимното влияние на ароматната структура и атома, прикрепен към ароматния пръстен. Разгледахме и методите за производство на амини и техните области на приложение.

Библиография

Рудзитис Г. Е., Фелдман Ф. Г. Химия: Органична химия. 10 клас: учебник за образователни институции: основно ниво / G. E. Rudzitis, F. G. Feldman. - 14-то издание. - М.: Образование, 2012. Химия. 10 клас. Ниво на профил: проучвания. за общо образование институции / В. В. Еремин, Н. Е. Кузменко, В. В. Лунин, А. А. Дроздов, В. И. Теренин. - М.: Дропла, 2008. - 463 с. Химия. 11 клас. Профилно ниво: учебник. за общо образование институции / В. В. Еремин, Н. Е. Кузменко, В. В. Лунин, А. А. Дроздов, В. И. Теренин. - М.: Дропла, 2010. - 462 с. Хомченко Г. П., Хомченко И. Г. Сборник от задачи по химия за кандидати в университети. - 4-то изд. - М.: РИА "Нова вълна": Издател Умеренков, 2012. - 278 с.

Домашна работа

No 5, 8 (стр. 14) Рудзитис Г. Е., Фелдман Ф. Г. Химия: Органична химия. 10 клас: учебник за образователни институции: основно ниво / G. E. Rudzitis, F. G. Feldman. - 14-то издание. - М.: Просвещение, 2012. Сравнете свойствата на амините от ограничителния ред и анилина. Като използвате примера на анилина, обяснете същността на влиянието на атомите в една молекула.

Органична химия. Сайт за химия. Интернет портал promobud.

В раздела по въпроса Анилинът е представител на амини, структура, функционална група !? дадено от автора Косатанай-добрият отговор е Анилинът (фениламин) е органично съединение с формула C6H5NH2, най-простият ароматен амин. Съдържа аминогрупата -NH2. Представлява безцветна маслена течност с характерна миризма, малко по-тежка от водата и слабо разтворима в нея, разтворима в органични разтворители. Във въздуха бързо се окислява и придобива червеникаво-кафяв цвят. Отровен.
Анилинът се характеризира с реакции както в аминогрупата, така и в ароматния пръстен. Особеностите на тези реакции се дължат на взаимното влияние на атомите. От една страна, бензоловият пръстен отслабва основните свойства на аминогрупата в сравнение с алифатните амини и дори амоняка. От друга страна, под влиянието на аминогрупата, бензеновият пръстен става по-активен в реакциите на заместване от бензола. Например, анилинът реагира енергично с бромна вода, за да образува 2,4,6-триброманилин (бяла утайка).
Основен метод за производство на анилинов каталитичен. редукция на нитробензол с водород в газова или течна фаза. Газофазният процес се извършва в тръбен контактен апарат при 250-350°C върху никел- или мед-съдържаща котка
С6Н5NO2 + 3H2 = C6H5NH2 + 2H2O + 443,8 kJ/mol
Анилинът се отделя от водата чрез наслояване и се пречиства чрез дестилация; реакция водата се неутрализира биохимично. За получаване на 1 тон анилин се изразходват 1,35 тона нитробензен, 800 m3 H2 и 1 kg катализатор.
В течната фаза анилинът се получава при нарастване. H2 налягане (до 1,1 MPa) и 160-170°C върху никел или паладий кат. по същото време дестилация на вода и анилин поради жегата на района.