Dusíkaté deriváty
Rozdělení: nitrosloučeniny, aminosloučeniny (aminy)Charakteristický znak: mají dusík, který je vázán přímo na uhlík
Nitrosloučeniny
Funkční skupina: nitroskupina – NO2elektrony jsou delokalizované
Obecný vzorec: R–NO2
pokud v látce není NO2 navázáno přímo na uhlík, látka není nitrosloučeninou
Názvosloví: systematické, nitro + uhlovodík
nitromethan: CH3NO2
2-nitropropan: CH3–CHNO2–CH3
nitrobenzen: C6H5NO2
2-nitropropan: CH3–CHNO2–CH3
nitrobenzen: C6H5NO2
Chemické vlastnosti
nitroskupina způsobuje záporný indukční efekt – vazba C–NO2 je polární, elektrony jsou blíže k NO2 ⇒ u uhlíku chybí elektrony a přitahuje je od dalšího uhlíku, tomu také trochu chybí elektrony a (slaběji) je přitahuje od dalšího uhlíku atd.patří mezi substituenty druhé třídy – další SE proběhne do polohy metha
Příprava nitrosloučenin
nitrací – reakcí uhlovodíku s nitrační směsí
benzen + HO–NO2 → (H2SO4) benzenové jádro–NO2 + H2O
substituce elektrofilní, reaguje NO2+
substituce elektrofilní, reaguje NO2+
Redukce aromatických nitrosloučenin
vznikají aromatické aminy
Příklad: redukce nitrobenzenu
benzenové jádro–NO2 → (6H, HCl, Fe) benzenové jádro–NH2 + 2H2O
benzenové jádro–NO2 → (6H, HCl, Fe) benzenové jádro–NH2 + 2H2O
Zástupci
Nitrobenzen
benzenové jádro–NO2, C6H5NO2kapalina vonící po hořkých mandlích
prudce toxický (vstřebává se i pokožkou): při mírné otravě bolest hlavy, zvracení, zarudnutí pokožky
Výroba: nitrace benzenu: C6H6 + HO–NO2 → (H2SO4) C6H5NO2 + H2O
Užití: výroba anilinu
TNT
2,4,6-trinitrotoluenC6H2CH3(NO2)3
vysoce explozivní látka
Užití: vojenská a průmyslová trhavina
na TNT se přepočívává účinek jaderných zbraní (bomba shozená na Hirošimu měla ničivý účinek 20 000 t TNT)
Kyselina pikrová
2,4,6-trinitrofenolC6H2OH(NO2)3
silná kyselina
explozivní
Aminosloučeniny
aminyDefinice: organické deriváty amoniaku
teoreticky je odvozujeme od amoniaku (NH3) nahrazením jednoho, dvou nebo tří vodíků uhlovodíkovým zbytkem
- primární aminy – nahradíme jen jeden vodík
- sekundární aminy – nahradíme dva vodíky
- terciární aminy – nahradíme všechny tři vodíky
Názvosloví
skupinovépodobně jako skupinové názvosloví u halogenderivátů
uhlovodíkový zbytek + amin
sekundární aminy: zbytek1 + (zbytek2) + diamin
CH3–NH2: methylamin
NH2–CH2–CH2–NH2: ethylendiamin
C6H5NH2: fenylamin
CH3–NH–C2H5: ethyl(methyl)amin
NH2–CH2–CH2–CH2–CH2–CH2–CH2–NH2: hexan-1,6-diyldiamin (z hexanu odebereme dva vodíky (tím získáme nějaký -yl, navíc diyl); vodíky jsme ubrali z prvního a šestého uhlíku, a navázali jsme dva amoniaky)
NH2–CH2–CH2–NH2: ethylendiamin
C6H5NH2: fenylamin
CH3–NH–C2H5: ethyl(methyl)amin
NH2–CH2–CH2–CH2–CH2–CH2–CH2–NH2: hexan-1,6-diyldiamin (z hexanu odebereme dva vodíky (tím získáme nějaký -yl, navíc diyl); vodíky jsme ubrali z prvního a šestého uhlíku, a navázali jsme dva amoniaky)
Chemické vlastnosti
v amoniaku má N jeden volný elektronový párNH3 + HCl → NH4+Cl−
NH4Cl: chlorid amonný
látkám s NH4+ se říká amonné soli
Zásaditost
RNH2 + HCl → [RNH3]+Cl−alkylamoniumchlorid
CH3NH2 + HCl → [CH3NH3]+Cl−
methylamoniumchlorid
C6H5NH2 + HCl → [C6H5NH3]+Cl−
fenylamoniumchlorid
amin + anorganická kyselina → amoniové solimethylamoniumchlorid
C6H5NH2 + HCl → [C6H5NH3]+Cl−
fenylamoniumchlorid
Poznámka: podobně reagují sekundární i terciární aminy
Nukleofilní vlastnosti
Poznámka: nukleofilní činidlo Nu−, má volný elektronový páraminosloučeniny jsou nukleofilními činidly
CH3NH2 + CH3–Cl → [CH3NH2CH3]+Cl−
vznikají amoniové solinepřenáší se H+, ale jiná částice, o látkách říkáme, že jsou nukleofilní
Aromatické aminy
skupina NH2 patří mezi substituenty I. třídy, další substituce proběhne do polohy ortho a paraDiazotace
Definice: reakce primárního aromatického aminu v kyselém prostředí s kyselinou dusitou nebo dusitany alkalických kovů za vzniku diazoniových solíC6H5NH2 → (HCl, HNO2) [C6H5–N+≡N]Cl−
vzniká diazoniová sůl, konkrétně fenyldiazoniumchlorid
diazoniová skupina – skupina –N+≡N
diazoniové soli – soli obsahující diazonovou skupinu
Kopulace
Definice: reakce diazoniové soli s fenolem nebo aromatickým aminem za vzniku azosloučeninyazoskupina – –N=N–
azosloučeniny – sloučeniny obsahující azoskupinu
základní azosloučeninou je azobenzen (na azoskupinu navážeme z obou stran benzen)
mezi azosloučeniny patří anilinová barviva (anilinová žluť, indikátory)
(šipka vede dolů pouze kvůli šetření místem, jinak to je normální reakce na jednom řádku)
Zástupci
Anilin
benzenové jádro–NH2, C6H5NH2bezbarvá kapalina, časem žloutne
toxický
Užití:
- anilinové barvy
- výroba plastů
Hexan-1,6-diyldiamin
sestrojení vzorce:
hexan ⇒ šest uhlíků v řetězci
1,6-diyl ⇒ z prvního a šestého uhlíku sebereme vodík a dostaneme hexan-1,6-diyl
diamin ⇒ na něj na oba uhlíky napojíme aminy
NH2–CH2–CH2–CH2–CH2–CH2–CH2–NH2hexan ⇒ šest uhlíků v řetězci
1,6-diyl ⇒ z prvního a šestého uhlíku sebereme vodík a dostaneme hexan-1,6-diyl
diamin ⇒ na něj na oba uhlíky napojíme aminy
Poznámka: této látce se také říká hexamethylendiamin
Užití: výroba polyamidu 6,6 – nylon; z něj se vyrábí textilní vlákna
p-fenylendiamin
fotografická výbojka