Transcript ამინები. ჰეტეროციკლური ნაერთები

ამინები,
ჰეტეროციკლური ნაერთები
• ნომენკლტურა,თვისებები, მიღების რეაქციები,
• დიაზოტირება-აზოშეუღლება
• 5 და 6 წევრიანი ჰეტეროციკლური ნაერთები
ელიზბარ ელიზბარაშვილი @ 2011, საავტორო უფლებები დაცულია
http://chemistry.ge/eliz/presentations.html
ამინები
ელიზბარ ელიზბარაშვილი @ 2013, საავტორო უფლებები დაცულია
http://chemistry.ge/eliz/presentations.html
შესავალი
• ამინები ეწოდებათ ამიაკის ანალოგიურ ორგანულ
ნაერთებს.
R
R
H
N
N
H
H
H
H
R
N
H
R1
N
R2
R1
ამიაკი
ამინები

ამინებს, ისევე როგორც ამიკს აქვთ ფუძე თვისებები აზოტის
ატომზე ლოკალიზებული თავისუფალი ელექტრონული წყვილის
გამო.
პროფ. ელიზბარ ელიზბარაშვილი @ საავტორო უფლებები დაცულია
http://www.gtu.ge/katedrebi/dep33/eliz/lecturs_eliz.htm
3
კლასიფიკაცია
• იმისდამიხდვით, თუ ამიაკში რამდენი წყალბადის ატომია
ჩანაცვლებული ორგანული ფრაგმენტით (რადიკალით),
ანსხვავებენ პირველად, მეორეულ და მესამეულ ამინებს:
N
H
R
R
H
N
H
N
H
H
პირველადი
ამინი
H3C
R
H
R1
მეორეული
ამინი
მესამეული
ამინი
H
H
მეთილამინი
R2
R1
H3C
N
N
H3C
N
H
H3C
დიმეთილამინი
პროფ. ელიზბარ ელიზბარაშვილი @ საავტორო უფლებები დაცულია
http://www.gtu.ge/katedrebi/dep33/eliz/lecturs_eliz.htm
N
CH3
H3C
ტრიმეთილამინი
4
კლასიფიკაცია
◦ რადიკალების მიხედვით ამინები შეიძლება იყოს ნაჯერი,
არომატული, ...
CH3
H3C CH2 NH2
IUPAC ამინოეთანი
რაციონალური: ეთილამინი
CH
H2N
CH2
CH2
CH3
IUPAC 2–ამინოპენტანი
რაციონალური: მეორეულიამილამინი
H3C
N
CH2 CH3
NH2
H3C
ეთილდიმეთილამინი
IUPAC ამინობენზოლი
რაციონალური: ფენილამინი
ტრივიალური: ანილინი
პროფ. ელიზბარ ელიზბარაშვილი @ საავტორო უფლებები დაცულია
http://www.gtu.ge/katedrebi/dep33/eliz/lecturs_eliz.htm
5
კლასიფიკაცია
• ზოგიერთი წარმომადგენლები
H2N
CH2
NH2
CH2
CH2
CH2
CH2
CH
2
H2N
NH2
ჰექსან–1,6–დიამინი
ბიფენილ–4,4’–დიამინი
ბენზიდინი
NH2
H3C
N
CH3
NH2
ბენზოლ–1,4–დიამინი
პ–ფენილენდიამინი
ფენილდიმეთილამინი
N,N–დიმეთილანილინი
პროფ. ელიზბარ ელიზბარაშვილი @ საავტორო უფლებები დაცულია
http://www.gtu.ge/katedrebi/dep33/eliz/lecturs_eliz.htm
6
ფიზიკური თვისებები
•
•
•
•
ამინებს აქვს სპეციფიკური სუნი
დაბალმოლეკულური ამინები იხსნებიან წყალში
ამინებს აქვს ფუძე თვისებები
ფუძიანობა იზრდება შემდეგ მწრკივში:
მესამეული ამინი > მეორეული ამინი > პირველადი
ამინი
პროფ. ელიზბარ ელიზბარაშვილი @ საავტორო უფლებები დაცულია
http://www.gtu.ge/katedrebi/dep33/eliz/lecturs_eliz.htm
7
ფუძიანობა
NH3
+
+
-
NH4 Cl
HCl
ამონიუმის ქლორიდი
+
H3C NH2
H3C NH
+
HCl
HCl
CH3
H3C
+
NH3
-
Cl
მეთილამონიუმის ქლორიდი
+
H3C NH2 Cl
CH3
დიმეთილამონიუმის ქლორიდი
CH3
H3C N
CH3
+
CH3
HCl
+
-
H3C NH Cl
CH3
ტრიმეთილამონიუმის ქლორიდი
პროფ. ელიზბარ ელიზბარაშვილი @ საავტორო უფლებები დაცულია
http://www.gtu.ge/katedrebi/dep33/eliz/lecturs_eliz.htm
8
ქიმიური თვისებები
• ამინების ალკილირება
H3C
NH3
NH2
+
+
H3 C
Cl
H3C
NH3 Cl
+
H3C
Cl
H3 C
NH Cl
-
NaOH
- NaCl
NaOH
-
- NaCl
H3C
NH2
H3 C
NH
H3 C
H3 C
H3C
H3C
NH
+
H3C
Cl
H3C
N
H3C
NH Cl
-
NaOH
- NaCl
H3C
H3 C
H3C
H3C
H3C
H3 C
+
H3 C
+
H3 C
Cl
H3C
N
+
CH3
Cl
N
H3C
-
H3 C
ტეტრამეთილამონიუმის ქლორიდი
პროფ. ელიზბარ ელიზბარაშვილი @ საავტორო უფლებები დაცულია
http://www.gtu.ge/katedrebi/dep33/eliz/lecturs_eliz.htm
9
ქიმიური თვისებები
• დიაზოტირების რეაქცია
NaNO2, HCl
H3C NH2
H3C
+
N
-
H3C OH
N Cl
დიაზომიუმის მარილი
მეთილდიაზონიუმის ქლორიდი
NH2
NaNO2, HCl
+
N
0-5 °C
დიაზომიუმის მარილი
ფენილდიაზონიუმის ქლორიდი
NH2
NaNO2, HBF4
0-5 °C
+
N
N BF4
ფენილდიაზონიუმის
ტეტრაფთორბორატი
პროფ. ელიზბარ ელიზბარაშვილი @ საავტორო უფლებები დაცულია
http://www.gtu.ge/katedrebi/dep33/eliz/lecturs_eliz.htm
-
N Cl
არა არომატული
დიაზომიუმის
მარილები
უმდგრადი
ნაერთებია!!!
არომატული
დიაზომიუმის
ქლორიდები
მდგრადი ნაერთებია
0–5 C-ზე
არომატული
დიაზომიუმის
ქლორიდები
მდგრადი ნაერთებია
20–45 C-ზე
10
ქიმიური თვისებები
• დიაზონიუმის მარილების რეაქციები (აზოტის
გამოყოფით)
HOH
OH
t°
CuCl
t°
N
+
N Cl
-
CuI
t°
+
Cl
+
N2
I
+
N2
+
N2
H3PO3
t°
CH3OH
t°
N2
OCH 3
HBF4
N
+
პროფ. ელიზბარ ელიზბარაშვილი @ საავტორო უფლებები დაცულია
http://www.gtu.ge/katedrebi/dep33/eliz/lecturs_eliz.htm
+
N BF4
N2
-

F
+
11
BF3
ქიმიური თვისებები
• დიაზონიუმის მარილების რეაქციები
(აზოტის გამოყოფის გარეშე)
OH
+
N
-
N Cl
+
0 °C
N
N
დიაზოკომპონენტი
დიაზომიუმის მარილი
აზოკომპონენტი
გააქტივებული ბირთვის
მქონე არომატული ნაერთი
OH
აზოსაღებარი
HO
OH
+
N
-
N Cl
+
0 °C
პროფ. ელიზბარ ელიზბარაშვილი @ საავტორო უფლებები დაცულია
http://www.gtu.ge/katedrebi/dep33/eliz/lecturs_eliz.htm
N
N
12
მიღების რეაქციები
• ნიტრო ნაერთების აღდგენა
• ნაჯერი ამინები
H3C
Cl
+
NaNO2
H3C
NO2
[H]
H3C
NH2
◦ არომატული ამინები
NO2
+
HONO 2
H2SO4
პროფ. ელიზბარ ელიზბარაშვილი @ საავტორო უფლებები დაცულია
http://www.gtu.ge/katedrebi/dep33/eliz/lecturs_eliz.htm
NH2
Fe+HCl
13
მიღების რეაქციები
• ამიდებიდან
ჩონხის სიგრძის შენაჩნება
O
H3C
[H]
C
H3C
CH2
NH2
NH2
ჩონხის სიგრძის
დამოკლება
O
H3 C
[O]
C
H3 C
NH2
NH2
პროფ. ელიზბარ ელიზბარაშვილი @ საავტორო უფლებები დაცულია
http://www.gtu.ge/katedrebi/dep33/eliz/lecturs_eliz.htm
14
მიღების რეაქციები
• ნიტრილებიდან
H3C

C
[H]
N
H3C
NH2
CH2
კარბონილური ნაერთების აღდგენითი ამინირება
H3 C
NH3
C
CH3
NH2
NH
O
- H2O
[H]
H3 C
H3 C HC
C
CH3
პროფ. ელიზბარ ელიზბარაშვილი @ საავტორო უფლებები დაცულია
http://www.gtu.ge/katedrebi/dep33/eliz/lecturs_eliz.htm
CH3
15
ჰეტეროციკლური ნაერთები
ელიზბარ ელიზბარაშვილი @ 2013, საავტორო უფლებები დაცულია
http://chemistry.ge/eliz/presentations.html
შესავალი
• ორგანული ნაერთების ნახევარზე მეტს
ჰეტეროციკლური ნაერთები წარმოადგენენ!
მცენარეები
გამოყენება,
გავრცელება
მედიკამენტები
ჩაი (კოდეინი)
ყავა (კოფეინი)
პროფ. ელიზბარ ელიზბარაშვილი @ საავტორო უფლებები დაცულია
http://www.gtu.ge/katedrebi/dep33/eliz/lecturs_eliz.htm
ვიტამინები
17
ნომენკლატურა
ცხრილი1. პრეფიქსები
ჰეტეროატომი
ვალენტობა
პრეფიქსი
O
2
ოქსა
N
3
აზა
S
2
თია
Se
2
სელენა
Te
2
ტელურა
P
3
ფოსფა
ცხრილი 2. სუფიქსები
უჯერი ციკლები
ნაჯერი ციკლები
ციკლის ზომა
N-შემცველი
N-ის გარეშე
N-შემცველი
N-ის გარეშე
3
-ირინი
-ირენი
-ირიდინი
-ირანი
4
-ეტი
-ეტი
-ეტიდინი
-ატანი
5
-ოლი
-ოლი
-ოლიდინი
-ოლანი
6
-ინი (-ine)
-ინი (-in)
-ანი
7
-ეპინი (-epine)
-ეპინი (-epin)
-ეპანი
პროფ. ელიზბარ ელიზბარაშვილი @ საავტორო უფლებები დაცულია
http://www.gtu.ge/katedrebi/dep33/eliz/lecturs_eliz.htm
18
ნომენკლატურა (მაგალითები)
დააკვირდით!
N
H
აზირიდინი
S
თიანი
N
H
აზირინი
S
თიოლი
თიოფენი
O
NH
ოქსეტანი
აზეტიდინი
N
H
O
აზოლი
პიროლი
ოქსოლი
ფურანი
4
3
5
N
H
პიპერიდინი
N
აზენი
პირიდინი
პრეფიქსები “აზა”, “თია”,
“ოქსა” იკვეცება ბოლო
ხმოვანით, თუ შემდეგ
მოსდევს ხმოვანზე
დაწყებული ფრაგმენტი.
2
N
H
1
CH3
2-მეთილპიროლი
პროფ. ელიზბარ ელიზბარაშვილი @ საავტორო უფლებები დაცულია
http://www.gtu.ge/katedrebi/dep33/eliz/lecturs_eliz.htm
19
ნომენკლატურა (მაგალითები)
N
H
ბენზოპიროლი
ინდოლი
N
N
ბენზოპირიდინი
ქინოლინი
იზოქინოლინი
COOH
COOH
N
N
პირიდინ-4 კარბომჟავა
ნიკოტინმჟავა
პირიდინ-3-კარბომჟავა
იზონიკოტინმჟავა
პროფ. ელიზბარ ელიზბარაშვილი @ საავტორო უფლებები დაცულია
http://www.gtu.ge/katedrebi/dep33/eliz/lecturs_eliz.htm
20
ნომენკლატურა (მაგალითები)
N
O
N
N
H
N
H
N
H
1,2-დიაზოლი
პირაზოლი
1,3-დიაზოლი
იმიდაზოლი
1,3-ოქსაზოლი
O
N
H3C
N
H
5-მეთილ-1,2-დიაზოლი
O
1,4-დიოქსანი
პროფ. ელიზბარ ელიზბარაშვილი @ საავტორო უფლებები დაცულია
http://www.gtu.ge/katedrebi/dep33/eliz/lecturs_eliz.htm
21
აღნაგობა
• 5-წევრიანი არომატული ჰეტეროციკლებიელექტრონული
ელექტრონული
წყვილი იღებს
მონაწილეობას
–სექსტეტის
წარმოქმნაში
ნახ.1. პიროლის ორბიტალების
სტრუქტურა
ნახ.2. ფურანის
ორბიტალების
სტრუქტურა
პროფ. ელიზბარ ელიზბარაშვილი @ საავტორო უფლებები დაცულია
http://www.gtu.ge/katedrebi/dep33/eliz/lecturs_eliz.htm
წყვილი იღებს
მონაწილეობას
–სექსტეტის
წარმოქმნაში
ელექტრონული
წყვილი
არ მონაწილეობას
–სექსტეტის
წარმოქმნაში
22
აღნაგობა
• არომატულობის მწკრივი:
>
>
>
S
N
H
O
არომატულობის შემცირება

ელექტროფილური ჩანაცვლების რეაქციებში შესვლის
უნარიანობა:
>
N
H
>
O
>
S
რეაქციისუნარიანობის შემცირება
პროფ. ელიზბარ ელიზბარაშვილი @ საავტორო უფლებები დაცულია
http://www.gtu.ge/katedrebi/dep33/eliz/lecturs_eliz.htm
23
ქიმიური თვისებები
• ორიენტაციის წესი
+
+
+





+
X




N
X= S, O, NH
Nu:პროფ. ელიზბარ ელიზბარაშვილი @ საავტორო უფლებები დაცულია
http://www.gtu.ge/katedrebi/dep33/eliz/lecturs_eliz.htm
Nu:24
ქიმიური თვისებები
(ელექტროფილური ჩანაცვლების რეაქციები)
• აცილირების რეაქცია:
O
H3 C
C
CH3
O
+
H3 C
N
H
C
O
O
+
H3 C
C
+
H3 C
C
OH
O
1. BF3
2. H2O
-HCl
Cl
O
C
N
H
O
CH3
O
C
O
O
+
S
H3 C
C
1. SnCl4
2. H2O
-HCl
Cl
CH3
S
C
O
!
დააკვირდით რეაქციის პირობებს და შეადარეთ ბენზოლთან
მიმდინარე SE რეაქციის პირობებს.
პროფ. ელიზბარ ელიზბარაშვილი @ საავტორო უფლებები დაცულია
http://www.gtu.ge/katedrebi/dep33/eliz/lecturs_eliz.htm
25
ქიმიური თვისებები
(ელექტროფილური ჩანაცვლების რეაქციები)
• ალკილირების რეაქცია:
1. AlCl3
2. H2O
+
H3 C
Br
-HBr
N
H
+
H3 C
Br
N
H
CH3
1. AlCl3
2. H2O
-HBr
O
N
H
CH3
1. AlCl3
2. H2O
+
H3 C
Br
-HBr
S
პროფ. ელიზბარ ელიზბარაშვილი @ საავტორო უფლებები დაცულია
http://www.gtu.ge/katedrebi/dep33/eliz/lecturs_eliz.htm
N
H
CH3
26
ქიმიური თვისებები
(ელექტროფილური ჩანაცვლების რეაქციები)
• სულფირების რეაქცია:
20 °C
+
-H2O
N
H
N
SO 3H
N
H
+
N
SO 3
პირიდინსულფატი
20 °C
+
-H2O
N
O
O
SO 3H
S
SO 3H
SO 3
პირიდინსულფატი
+
S
!
H2SO 4
20 °C
-H2O
მიაქციეთ ყურადღება!
პიროლისა და ფურანის
სულფირებისათვის
გამოიყენება
პირიდინსულფატი.,
ვინაიდან აღნიშნული
ნაერთები
აციდოფობურებია ანუ
მჟავის მოქმედებით
იშლებიან!
დააკვირდით რეაქციის პირობებს და შეადარეთ ბენზოლთან
მიმდინარე SE რეაქციის პირობებს.
პროფ. ელიზბარ ელიზბარაშვილი @ საავტორო უფლებები დაცულია
http://www.gtu.ge/katedrebi/dep33/eliz/lecturs_eliz.htm
27
ქიმიური თვისებები
(ელექტროფილური ჩანაცვლების რეაქციები)
• ჰალოგენირების რეაქცია:
AlBr3
+
Br
Br
-HBr
N
H
+
AlBr3
Br
Br
-HBr
O
+
S
Br
N
H
Br
Br
O
Br
AlBr3
-HBr
S
პროფ. ელიზბარ ელიზბარაშვილი @ საავტორო უფლებები დაცულია
http://www.gtu.ge/katedrebi/dep33/eliz/lecturs_eliz.htm
Br
28
ქიმიური თვისებები
(ელექტროფილური ჩანაცვლების რეაქციები)
• ნიტრირების რეაქცია:
O
+
H3 C
C
N
H
O
NO2
-CH3COOH
NO2
N
H
O
+
H3 C
C
O
O
+
S
HNO3
NO2
-CH3COOH
O
NO2
S
NO2
H2SO4
-H2O
პროფ. ელიზბარ ელიზბარაშვილი @ საავტორო უფლებები დაცულია
http://www.gtu.ge/katedrebi/dep33/eliz/lecturs_eliz.htm
29
ქიმიური თვისებები (დიენური თვისებები)
• ხუთწევრიან ჰეტეროციკულ ნაერთებს
(განსაკუთრებით ფურანს) ახასიათებს დიენური
ნაერთების თვისებებიც.
• დის–ალდერის რეაქცია:
CH2
O
დიენი
+
CH2
CH2
O
დიენოფილი
პროფ. ელიზბარ ელიზბარაშვილი @ საავტორო უფლებები დაცულია
http://www.gtu.ge/katedrebi/dep33/eliz/lecturs_eliz.htm
CH2
ადუქტი
30
ქიმიური თვისებები
(პირიდინი – ელექტროფილური ჩანაცვლების რეაქციები)
ჰალოგენირება

Br
+
FeBr3
Br Br
+
300 °C
N
HBr
N
3–ბრომპირიდინი
30%
• სულფირება
SO3H
+
H2SO4
230 °C
N
+
H2 O
N
პირიდინ-3-სულფომჯავა
71%

ნიტრირება
NO2
+
N
HNO3
H2SO4
+
300 °C
N
H2 O
3–ნიტროპირიდინი
22%
პროფ. ელიზბარ ელიზბარაშვილი @ საავტორო უფლებები დაცულია
http://www.gtu.ge/katedrebi/dep33/eliz/lecturs_eliz.htm
31
ქიმიური თვისებები
(პირიდინი – ელექტროფილური ჩანაცვლების რეაქციები)

ალკილირება
ეთილპირიდინიუმის
ქლორიდი

აცილირება
CH3OH
+
N
H3C
C
-
Cl
Cl
+
N
O
O
პროფ. ელიზბარ ელიზბარაშვილი @ საავტორო უფლებები დაცულია
http://www.gtu.ge/katedrebi/dep33/eliz/lecturs_eliz.htm
C
CH3
32
ქიმიური თვისებები
(პირიდინი – ელექტროფილური ჩანაცვლების რეაქციები)
• ჩანაცვლება 3–მდებარეობაში
Br
+
Br2 (AlBr3)
H2 O2
N
-H2O
N
+
[H]
-HBr
-
O
Br
N
+
N
-
O
პირიდინოქსიდი
პირიდინის ოქსიდის
აღდგენა პირიდინულ
ფორმაში
3–მდებარეობის
აქტივაციის სტადია
ელექტროფილური
ჩანაცვლების რეაქცია
3–მდებარეობაში
პროფ. ელიზბარ ელიზბარაშვილი @ საავტორო უფლებები დაცულია
http://www.gtu.ge/katedrebi/dep33/eliz/lecturs_eliz.htm
33
ქიმიური თვისებები
• ნუკლეოფილური ჩანაცვლების რეაქციები
+
N
NaNH2
+
N
Na H
NH2
2–ამინოპირიდინი
პროფ. ელიზბარ ელიზბარაშვილი @ საავტორო უფლებები დაცულია
http://www.gtu.ge/katedrebi/dep33/eliz/lecturs_eliz.htm
34
ქიმიური თვისებები
• პირიდინის ფუძე თვისებები
+
HCl
Cl
-
+
N
N
H
პირიდინიუმის ქლორიდი
+
N
SO 3
N
O3 S
პირიდინსულფატი
პროფ. ელიზბარ ელიზბარაშვილი @ საავტორო უფლებები დაცულია
http://www.gtu.ge/katedrebi/dep33/eliz/lecturs_eliz.htm
35
მიღების რეაქციები
• 5–წევრიანი ციკლები
H2S
NH3
N
H
NH3
S
H2S
H2O
H2O
ე.წ. იურიევის
სამკუთხედი
O
პროფ. ელიზბარ ელიზბარაშვილი @ საავტორო უფლებები დაცულია
http://www.gtu.ge/katedrebi/dep33/eliz/lecturs_eliz.htm
36
მიღების რეაქციები
• 5–წევრიანი ციკლები
•
–დიკარბონილური ნაერთებიდან
O
HO
+
O
H
OH
R
R
R
[O]
-H2O
R
R
O
R
NH3, t°
H2S
R
N
H
R
პროფ. ელიზბარ ელიზბარაშვილი @ საავტორო უფლებები დაცულია
http://www.gtu.ge/katedrebi/dep33/eliz/lecturs_eliz.htm
R
S
R
37
მიღების რეაქციები
• 6–წევრიანი ციკლები
• –დიკარბონილური ნაერთებიდან
R
OH
OH
O
+
H
R
R
R
O
NH3, t°
-H2O
N
◦ აცეტილენიდან
2 HC
CH
+
HC
N
N
HC
CH
გაიხსენეთ და
შეადარეთ
ბენზოლის
მიღების
რეაქციას
CH
+
CH
CH
N
N
პროფ. ელიზბარ ელიზბარაშვილი @ საავტორო უფლებები დაცულია
http://www.gtu.ge/katedrebi/dep33/eliz/lecturs_eliz.htm
38
მიღების რეაქციები
• ინდოლის მიღება
R
OH
R
H
R
NH
NH
NH
O
R
OH
N
H
-NH3
N
H
H
N
H
ინდოლი
პროფ. ელიზბარ ელიზბარაშვილი @ საავტორო უფლებები დაცულია
http://www.gtu.ge/katedrebi/dep33/eliz/lecturs_eliz.htm
39
-H2O
მიღების რეაქციები
• ქინოლინის სინთეზი (სკრაუპის მეთოდი)
HO
O
+
H2 C
CH
C
H
NH2
NH
O
N
H
H
-H2O
-H2
N
H
N
ქინოლინი
პროფ. ელიზბარ ელიზბარაშვილი @ საავტორო უფლებები დაცულია
http://www.gtu.ge/katedrebi/dep33/eliz/lecturs_eliz.htm
40
-H2O
მადლობთ ყურადღებისათვის!
ელიზბარ ელიზბარაშვილი @ 2013, საავტორო უფლებები დაცულია
http://chemistry.ge/eliz/presentations.html