Дипольные моменты, основность, потенциалы ионизации, длины связей и углы некоторых аминов
Соединение
Дипольный момент,µ, [D]
pKBH+ 25oC
ЕИMe=Et
Длина связи[пм]
Угол[град]
N-H
N-C
CNH
HNH
CNC
NH3
9.245
101
107
NH2CH3
1,23 <+
10.627
8,9
101
147
112
106
HOCH3
1,69 <+
10,8
NH(CH3)2
10.730
8,0
100
146
112
111,8
N(CH3)3
9.81
7,5
145
110,6
PhNH2
1,53 <+
4.63
7,7
100
140
113
PhOH
1,60 <+
8,6
PhH
9.24
В аминах, как и в молекуле аммиака, атом азота находится в sp3-гибридном состоянии. Аминогруппа в алифатических аминах имеет пирамидальное строение. В ароматических аминах аминогруппа почти плоская вследствие сопряжения несвязывающей электронной пары и p-электронной системы бензольного кольца. Так, в анилине связь C-N короче (140 пм), чем в метиламине (147 пм), а угол HNH (113о) больше, чем в метиламине (106о) и аммиаке (107 о).
Молекулы аминов полярны, при этом в алифатических аминах вектор дипольного момента направлен от углеводородного радикала к аминогруппе, а в ароматических аминах наоборот.
В молекулах аминов атом азота, связанный с тремя различными заместителями, является асимметрическим (подобно атому углерода, соединенному с четырьмя разными радикалами), т.к. четвертая sp3-гибридная орбиталь занята неподеленной электронной парой. Т.о. эти амины должны существовать в виде пары энантиомеров, однако зафиксировать подобные стереоизомеры в индивидуальном состоянии, как правило, не удается. Такие энантиомеры легко взаимопревращаются, этот процесс называется инверсией азота. Энантиомеры четвертичных аммониевых солей, атом азота которых связан с четырьмя разными заместителями - вполне устойчивые соединения, т.к. в них инверсия азота невозможна.
Свойства
Образование водородных связей
Амины могут образовывать водородные связи друг с другом или с другими полярными молекулами, например, с водой. Но эти связи менее прочные, чем водородные связи в спиртах. Так, температуры кипения повышаются в ряду: C4H10 - 0oC; C4H9NH2 - 49oC; C4H9OH - 97oC.
Прочность водородных связей уменьшается в ряду первичные амины > вторичные амины > третичные амины, что связано с экранированием неподеленной электронной пары атома азота углеводородными радикалами. Например, температуры кипения триметиламина (CH3)3N - 3.5oC и изобутана (CH3)3CH - -12oC.
