Разместить заказ
Вы будете перенаправлены на Автор24

Реакции электрофильного замещения в ароматических аминах

8-800-775-03-30 support@author24.ru
Статья предоставлена специалистами сервиса Автор24
Автор24 - это сообщество учителей и преподавателей, к которым можно обратиться за помощью с выполнением учебных работ.
как работает сервис
Все предметы / Химия / Амины. Номенклатура и строение аминов / Реакции электрофильного замещения в ароматических аминах
Реакции электрофильного замещения в ароматических аминах

Одним из важнейших типов реакций ароматических аминов является замещение одного электрофила (обычно - протона) другой электро-нодефицнтной частью. В этих реакциях используют разнообразные электрофильные агенты, и они являются путем получения многих новых замещенных азотсодержащих ароматических соединений. Более того, когда эти реакции применяют к аминам, которые уже содержат один или более заместителей, то для них характерны явления региоселективности (специфичности и направления замещения), выборочной реакционной способности, которые объясняются теорией замещения, основные закономерности которой уже были рассмотрены ранее в отдельных главах.

Ароматические амины содержат кольцо, активированное для разнообразных реакций электрофильного ароматического замещения, среди которых следует выделить:

Помощь со студенческой работой на тему
Реакции электрофильного замещения в ароматических аминах

  • Галогенирование;
  • Нитрование;
  • Сульфирование;
  • Формилирование;
  • Нитрозирование.

Эти реакции для ароматических аминов удается проводить в мягких условиях и под действием слабых электрофильных агентов.

Галогенирование

Галогенирования аренаминов находится в зависимости от природы галогена и условий реакции и происходит, как правило, с получением три-галогенаренаминов. Так, при воздействии на анилин бромной воды реакция проходит легко с образованием триброманилина:



Рисунок 1.

Аналогично взаимодействует с анилином йод.

Ход реакций галогенирования подтверждает сильное активирующее влияние аминогруппы на процессы электрофильного замещения.

Для введения одного атома галогена необходимо уменьшить активирующее влияние аминогруппы. Это достигается ее ацилированием с помощью уксусного ангидрида или другого ацилирующего агента.



Рисунок 2.

Характерной особенностью является строгое паpa-ориентирующее влияние ациламиногруппы.

Нитрование

Нитрование аренаминов непосредственным взаимодействием с азотной кислотой не проводят вследствие способности $HNO_3$ окислять аминогруппу. Кроме того, оксиды азота, образующиеся при окислении, способны диазотировать аминогруппу. Поэтому предварительно аминогруппу обязательно защищают:



Рисунок 3.

Для получения мета-нитроанилина используют мета-динитробензол, для восстановления которого применяют сульфиды или гидросульфиды щелочных металлов, которые способны восстанавливать только одну нитрогруппу.

Сульфирование

Сульфирование аренаминов проводят сильноразведенным раствором серной кислоты. При этом образуется в основном смесь орто- и пара-изомеров согласно правилам ориентации:



Рисунок 4.

Однако в таких условиях реакция сульфирования происходит медленно, часто с получением мета- изомера, количество которого возрастает с повышением концентрации кислоты. Это объясняется протонизацией аминогруппы, которая переходит в анилиновую. Считают, что при этом исчезает сопряжение электронной пары азота с бензольным кольцом и аммониевая группа становится мета-ориентантом:



Рисунок 5.

Аналогичная картина наблюдается при нитровании незащищенных аренаминов, где количество мета изомера может быть значительной. Поэтому, как и в предыдущих процессах, сульфирование аренаминов проводят, как правило, с защищенной аминогруппой.

Широкое применение в производстве азокрасителей и лекарственных препаратов приобрела сульфаниловая кислота, которую синтезируют без предварительной защиты аминогруппы в жестких условиях с использованием концентрированной серной кислоты. Сначала образуется гидросульфатная соль анилина, которая при нагревании превращается в фениламид сульфоновой кислоты. Последняя в условиях реакции путем внутримолекулярной перегруппировки дает сульфаниловуб кислоту:



Рисунок 6.

Сульфаниловая кислота содержит одновременно кислотную ($-SO_2OH$) и основную ($-NH_2$) группы. Поэтому она существует в виде цвитер-иона :



Рисунок 7.

в результате чего она слабо растворяется в воде в отличие от аренсульфоновых кислот. Но благодаря своим кислотным свойствам при взаимодействии со щелочами или с содой сульфаниловая кислота образует соответствующие водорастворимые соли:



Рисунок 8.

На основании сульфаниловой кислоты синтезированы большое количество (6000) сульфамидных препаратов, из которых примерно 20 имеют антибактериальные свойства и применяются в медицинской практике.

Один из высокоэффективных сульфамидных препаратов - белый стрептоцид в промышленности получают сульфированием защищенного анилина:



Рисунок 9.

$п$-Анилинсульфоновая (метаниловая) кислота также используется для синтеза лекарственных препаратов. Ее получают реакцией сульфирования нитробензола в жестких условиях с последующим восстановлением нитрогруппы.