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