Строение аминов

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.

 
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   Скачать   След >