دخلت الأمينات حياتنا بشكل غير متوقع تمامًا. حتى وقت قريب ، كانت هذه مواد سامة ، يمكن أن يؤدي الاصطدام بها إلى الموت. والآن ، بعد قرن ونصف ، نستخدم بنشاط الألياف الاصطناعية ، والأقمشة ، ومواد البناء ، والأصباغ ، التي تعتمد على الأمينات. لا ، لم يصبحوا أكثر أمانًا ، فقد تمكن الناس ببساطة من "ترويضهم" وإخضاعهم ، وتحقيق فوائد معينة لأنفسهم. عن أي واحدة ، وسنتحدث أكثر.
التعريف
الأمينات هي مركبات عضوية من مشتقات الأمونيا ، في جزيئاتها يتم استبدال الهيدروجين بجذور الهيدروكربون. يمكن أن يكون هناك ما يصل إلى أربعة في نفس الوقت. يحدد تكوين الجزيئات وعدد الجذور الخواص الفيزيائية والكيميائية للأمينات. بالإضافة إلى الهيدروكربونات ، قد تحتوي هذه المركبات على جذور عطرية أو أليفاتية ، أو توليفة منها. السمة المميزة لهذه الفئة هي وجود جزء R-N ، حيث R عبارة عن مجموعة عضوية.
التصنيف
يمكن تقسيم جميع الأمينات إلى ثلاث مجموعات كبيرة:
- حسب طبيعة الجذر الهيدروكربوني.
- وفقًا لعدد الجذور المرتبطة بـذرة النيتروجين.
- بعدد المجموعات الأمينية (أحادية ، ثنائية ، ثلاثية ، إلخ).
المجموعة الأولى تشمل الأمينات الأليفاتية أو المقيدة ، والتي يتم تمثيلها بواسطة ميثيل أمين وميثيل إيثيل أمين. وكذلك عطري - على سبيل المثال ، الأنيلين أو الفينيلامين. ترتبط أسماء ممثلي المجموعة الثانية ارتباطًا مباشرًا بكمية الجذور الهيدروكربونية. لذلك ، يتم عزل الأمينات الأولية (التي تحتوي على مجموعة نيتروجين واحدة) ، والثانوية (التي تحتوي على مجموعتين من النيتروجين في تركيبة مع مجموعات عضوية مختلفة) والثالثة (على التوالي ، بها ثلاث مجموعات نيتروجين). أسماء المجموعة الثالثة تتحدث عن نفسها.
التسمية (تشكيل الاسم)
لتشكيل اسم المركب ، يتم إضافة اسم المجموعة العضوية التي ترتبط بالنيتروجين مع البادئة "أمين" ، ويتم ذكر المجموعات نفسها بالترتيب الأبجدي ، على سبيل المثال: ميثيل بروتيلامين أو ميثيل ديفينيل أمين (في في هذه الحالة ، تشير "di" إلى أن المركب له جذور فينيل). يُسمح بعمل اسم يكون أساسه الكربون ، ويتم تمثيل المجموعة الأمينية كبديل. ثم يتم تحديد موضعه بواسطة الفهرس الموجود أسفل تسمية العنصر ، على سبيل المثال ، CH3CH2CH (NH2) CH2CH3. أحيانًا في الزاوية اليمنى العليا يشير الرقم إلى الرقم التسلسلي للكربون.
لا تزال بعض المركبات تحتفظ بأسماء مبسطة تافهة ومعروفة ، مثل الأنيلين ، على سبيل المثال. بالإضافة إلى ذلك ، من بينها قد يكون هناك أسماء مستخدمة بشكل غير صحيحعلى قدم المساواة مع المنهجية ، لأنه من الأسهل والأكثر ملاءمة للعلماء والأشخاص البعيدين عن العلم التواصل وفهم بعضهم البعض
الخصائص الفيزيائية
الأمين الثانوي ، مثله مثل الأولي ، قادر على تكوين روابط هيدروجينية بين الجزيئات ، وإن كان أضعف قليلاً من المعتاد. تفسر هذه الحقيقة نقطة الغليان الأعلى (فوق مائة درجة) الكامنة في الأمينات مقارنة بالمركبات الأخرى التي لها وزن جزيئي مماثل. الأمين الثلاثي ، بسبب عدم وجود مجموعة NH ، غير قادر على تكوين روابط هيدروجينية ، لذلك يبدأ في الغليان بالفعل عند تسع وثمانين درجة مئوية.
عند درجة حرارة الغرفة (ثمانية عشر إلى عشرين درجة مئوية) ، تكون الأمينات الأليفاتية المنخفضة فقط في شكل بخار. الوسطاء في حالة سائلة ، والأعلى منها في حالة صلبة. جميع فئات الأمينات لها رائحة معينة. كلما قل عدد الجذور العضوية في الجزيء ، كلما كان أكثر تميزًا: من المركبات الأعلى عديمة الرائحة تقريبًا إلى المركبات المتوسطة ذات الرائحة مثل الأسماك والأخرى ذات الرائحة السفلية مثل الأمونيا.
يمكن أن تشكل الأمينات روابط هيدروجينية قوية مع الماء ، أي أنها عالية الذوبان فيها. كلما زاد عدد الجذور الهيدروكربونية الموجودة في الجزيء ، قل قابليته للذوبان.
الخصائص الكيميائية
كما هو منطقي أن نفترض ، الأمينات هي مشتقات من الأمونيا ، مما يعني أن خصائصها متشابهة. من الممكن بشكل مشروط التمييز بين ثلاثة أنواع من التفاعلات الكيميائية الممكنة لهذه المركبات.
- أولا النظر في الخصائصالأمينات كقواعد. السفلية (الأليفاتية) ، عند دمجها مع جزيئات الماء ، تعطي تفاعلًا قلويًا. يتم تشكيل الرابطة بواسطة آلية متقبل المانح ، نظرًا لحقيقة أن ذرة النيتروجين تحتوي على إلكترون غير مزدوج. عند التفاعل مع الأحماض ، تشكل جميع الأمينات أملاحًا. هذه مواد صلبة عالية الذوبان في الماء. تُظهر الأمينات العطرية خصائص قاعدية أضعف حيث ينتقل زوج الإلكترون الوحيد إلى حلقة البنزين ويتفاعل مع إلكتروناته.
- أكسدة. يتأكسد الأمين الثلاثي بسهولة عن طريق الاندماج مع الأكسجين في الهواء الجوي. بالإضافة إلى ذلك ، جميع الأمينات قابلة للاشتعال (على عكس الأمونيا).
- يستخدم التفاعل مع حمض النيتروز في الكيمياء للتمييز بين الأمينات ، لأن منتجات هذا التفاعل تعتمد على عدد المجموعات العضوية الموجودة في الجزيء:
- الأمينات الأولية السفلية تشكل كحولات نتيجة التفاعل ؛
- تعطي الانتخابات التمهيدية العطرية الفينولات في ظل ظروف مماثلة ؛
- يتم تحويل المركبات الثانوية إلى مركبات نيتروسو (كما يتضح من الرائحة المميزة) ؛
- أملاح أشكال ثلاثية تتحلل بسرعة ، لذا فإن هذا التفاعل لا قيمة له.
خصائص خاصة للأنيلين
الأنيلين مركب له خصائص متأصلة في كل من المجموعة الأمينية ومجموعة البنزين. يفسر ذلك من خلال التأثير المتبادل للذرات داخل الجزيء. من ناحية أخرى ، تضعف حلقة البنزين المظاهر الأساسية (أي القلوية) في الجزيءالأنيلين. وهي أقل من تلك الموجودة في الأمينات الأليفاتية والأمونيا. لكن من ناحية أخرى ، عندما تؤثر المجموعة الأمينية على حلقة البنزين ، فإنها على العكس من ذلك ، تصبح أكثر نشاطًا وتدخل في تفاعلات الاستبدال.
من أجل التحديد النوعي والكمي للأنيلين في المحاليل أو المركبات ، يتم استخدام تفاعل مع ماء البروم ، وفي نهايته يقع راسب أبيض على شكل 2 ، 4 ، 6-tribromaniline في قاع الأنبوب
أمينات في الطبيعة
توجد الأمينات في الطبيعة في كل مكان على شكل فيتامينات وهرمونات ووسائط أيضية ، فهي موجودة في جسم الحيوانات والنباتات. بالإضافة إلى ذلك ، عندما تتعفن الكائنات الحية ، يتم أيضًا الحصول على الأمينات المتوسطة ، والتي ، في حالة سائلة ، تنشر رائحة كريهة من محلول ملحي من الرنجة. ظهر "السم الجثث" الموصوف على نطاق واسع في الأدبيات على وجه التحديد بسبب العنبر المحدد للأمينات.
لفترة طويلة ، تم الخلط بين المواد التي نفكر فيها والأمونيا بسبب الرائحة المماثلة. ولكن في منتصف القرن التاسع عشر ، تمكن الكيميائي الفرنسي وورتز من تصنيع ميثيل أمين وإيثيل أمين وإثبات أنهما يطلقان الهيدروكربونات عند الاحتراق. كان هذا هو الفرق الأساسي بين المركبات المذكورة والأمونيا.
الحصول على الأمينات في الظروف الصناعية
نظرًا لأن ذرة النيتروجين في الأمينات في أدنى حالة أكسدة ، فإن تقليل المركبات المحتوية على النيتروجين هو أبسط طريقة وأكثرها تكلفة للحصول عليها. وهو المشهور على نطاق واسع في الممارسة الصناعية لرخصتها
الطريقة الأولى هي تقليل مركبات النيترو. التفاعل الذي ينتج الأنيلينيحمل اسم العالم زينين وقد أقيم لأول مرة في منتصف القرن التاسع عشر. الطريقة الثانية هي تقليل الأميدات بهيدريد ألومنيوم الليثيوم. يمكن أيضًا تقليل الأمينات الأولية من النتريل. الخيار الثالث هو تفاعلات الألكلة ، أي إدخال مجموعات الألكيل في جزيئات الأمونيا.
استخدام الأمينات
أنفسهم ، في شكل مواد نقية ، يتم استخدام القليل من الأمينات. أحد الأمثلة النادرة هو بولي إيثيلينبوليامين (بيبا) ، مما يجعل من السهل علاج الإيبوكسي في المنزل. يعد الأمين الأولي أو الثالث أو الثانوي أساسًا وسيطًا في إنتاج المواد العضوية المختلفة. الأكثر شعبية هو الأنيلين. إنه أساس لوحة كبيرة من أصباغ الأنيلين. يعتمد اللون الذي سيظهر في النهاية بشكل مباشر على المادة الخام المحددة. الأنيلين النقي يعطي اللون الأزرق ، في حين أن مزيج الأنيلين والأورثو والبارا تولويدين سيكون باللون الأحمر.
هناك حاجة للأمينات الأليفاتية لإنتاج البولي أميد مثل النايلون والألياف الصناعية الأخرى. يتم استخدامها في الهندسة الميكانيكية ، وكذلك في إنتاج الحبال والأقمشة والأفلام. بالإضافة إلى ذلك ، تُستخدم ثنائي أيزوسيانات الأليفاتية في تصنيع البولي يوريثان. نظرًا لخصائصها الاستثنائية (الخفة والقوة والمرونة والقدرة على الالتصاق بأي سطح) ، فهي مطلوبة في صناعة البناء (رغوة التثبيت ، الغراء) وفي صناعة الأحذية (نعال مانعة للانزلاق).
الطب هو مجال آخر تستخدم فيه الأمينات. تساعد الكيمياء في تصنيع المضادات الحيوية من مجموعة السلفوناميد منها ،التي يتم استخدامها بنجاح كأدوية من الدرجة الثانية ، أي احتياطي. في حالة تطوير البكتيريا مقاومة للأدوية الأساسية.
تأثيرات ضارة على جسم الانسان
من المعروف أن الأمينات مواد شديدة السمية. أي تفاعل معها يمكن أن يضر بالصحة: استنشاق الأبخرة أو ملامسة الجلد المفتوح أو ابتلاع مركبات في الجسم. تحدث الوفاة بسبب نقص الأكسجين ، لأن الأمينات (على وجه الخصوص ، الأنيلين) ترتبط بالهيموجلوبين في الدم وتمنعه من التقاط جزيئات الأكسجين. الأعراض المقلقة هي ضيق في التنفس ، مثلث أنفي شفوي أزرق وأطراف الأصابع ، تسرع النفس (تنفس سريع) ، تسرع القلب ، فقدان الوعي.
إذا وصلت هذه المواد إلى مناطق عارية من الجسم ، فيجب إزالتها بسرعة باستخدام قطعة قطن مبللة مسبقًا بالكحول. يجب أن يتم ذلك بعناية قدر الإمكان حتى لا تزيد مساحة التلوث. إذا ظهرت أعراض التسمم ، فعليك بالتأكيد استشارة الطبيب.
الأمينات الأليفاتية هي سم للجهاز العصبي والقلب والأوعية الدموية. يمكن أن تسبب تثبيط وظائف الكبد ، وضموره ، وحتى أمراض الأورام في المثانة.
