Строение аминов
Дипольные моменты, основность, потенциалы ионизации, длины связей и углы некоторых аминов
|
Соединение |
Дипольный момент,µ, [D] |
pKBH+ |
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.
