403221 เคมีอินทรีย์ อะมีนและสารประกอบไนโตรเจน (amines and nitrogen compounds)

1. 403221 เคมีอินทรีย์อะมีนและสารประกอบไนโตรเจน (amines and nitrogen compounds) ผศ. ดร. วราภรณ์ พาราสุข ภาควิชาเคมี คณะวิทยาศาสตร์ มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์ 403221-amine

2. โครงสร้าง • Amine เป็นอนุพันธ์ของแอมโมเนีย NH3 แบ่งเป็น • 1o amine RNH2 • 2o amine R2NH • 3o amine R3N • โครงสร้างของ N เป็น trigonal pyramid 403221-amine

3. Nitrogen inversion (pyramid inversion) • ถ้าหมู่ R ของ amine ไม่เหมือนกัน amine นั้นจะเป็น chiral moleculeซึ่งมี 2 enantiomers • ในทางปฏิบัติไม่สามารถแยกทั้งสอง enantiomers ออกจากกันได้ • ทั้งสอง enantiomers มีการเปลี่ยนกลับไปมาได้อย่างรวดเร็วผ่าน transition state แบบ sp2-N เรียกว่า Nitrogen inversion 403221-amine

4. การเรียกชื่ออะมีน (Amine) • ชื่อสามัญ • เรียกชื่อหมู่แอลคิลที่ต่อกับ N ทีละหมู่ ลงท้ายด้วย amine 403221-amine

5. ชื่อ IUPAC • เรียกชื่อสายโซ่ที่มีหมู่ -NH2อยู่ด้วยเป็นชื่อหลัก alkanamine • ถ้าหมู่ -NH2ไม่อยู่บนคาร์บอนปลาย ต้องระบุตำแหน่งด้วย 403221-amine

6. ถ้ามีหมู่แทนที่ที่ N ระบุ N-alkyl หรือ N,N-dialkyl หน้าชื่อหลักalkanamine 403221-amine

7. aniline เป็นชื่อหลักของ benzene ที่มีหมู่ -NH2 แทนที่ 403221-amine

8. ถ้าชื่อสายโซ่หลักมีหมู่ฟังก์ชันอื่น เรียกหมู่ -NH2 เป็นหมู่แทนที่ว่า amino 403221-amine

9. สมบัติทางกายภาพ • จุดเดือด MW จุดเดือด(oC) (CH3)3N 59 3 CH3OCH2CH3 60 8 CH3NHCH2CH3 59 37 CH3CH2CH2NH2 59 48 CH3CH2CH2OH 60 97 3o amine bp. ใกล้เคียงกับ ether 1o 2oamine bp. ต่ำกว่า alcohol 403221-amine

10. จุดเดือด • 1o, 2o amine มีพันธะไฮโดรเจนระหว่างโมเลกุล ทำให้มีจุดเดือดสูงกว่า 3o amine ซึ่งไม่มีพันธะไฮโดรเจน 403221-amine

11. การละลาย • amine C1-C6 ละลายน้ำได้ เพราะเกิด พันธะไฮโดรเจนกับน้ำ • amine ส่วนใหญ่ละลายในตัวทำละลายอินทรีย์ • กลิ่น • CH3NH2 , CH3CH2NH2กลิ่นคล้าย ammonia • amine มีกลิ่นคล้ายคาวปลา 403221-amine

12. สภาพเบสของ amine • aliphatic amine เป็นเบสมากกว่า ammonia เพราะ inductive effect ทำให้ cation ที่เกิดขึ้นเสถียร 403221-amine

13. aromatic amine เป็นเบสน้อยกว่า aliphatic amine เพราะ resonance effect • elecctron บนอะตอม N เคลื่อนเข้าในวง aromatic ทำให้ความหนาแน่นของ electron ลดลง ความสามารถในการรับ H+ จึงลดลงด้วย 403221-amine

14. การเตรียม amine 1. ปฏิกิริยา reduction 1.1 reduction สารประกอบ nitriles 403221-amine

15. 1.2 reduction สารประกอบ nitro 403221-amine

16. 2. ปฏิกิริยา alkylation ของ ammonia หรือ amine ถ้าต้องการ 1o amine ต้องใช้ NH3มากเกินพอ 403221-amine

17. 3. Grabriel synthesis (สังเคราะห์ 1o amine) 403221-amine

18. OBr- ได้จาก NaOH + Br2 4. เตรียมจากอนุพันธ์ของกรดคาร์บอกซิลิก 4.1 Hofmann degradation 403221-amine

19. 4.2 Curtius reaction 403221-amine

20. 4.3 Schmidt reaction 403221-amine

21. ปฏิกิริยาของ amine 1. ความเป็นเบส 403221-amine

22. หมู่ R ให้ e- ความเป็นเบสเพิ่มขึ้น หมู่ G เป็น e-withdrawing gr. ความเป็นเบส ลดลง หมู่ G เป็น e-donating gr. ความเป็นเบส เพิ่มขึ้น ตัวอย่างลำดับความเป็นเบส 403221-amine

23. 2. Alkylation 403221-amine

24. 3. Hofmann elimination กลไกปฏิกิริยา ผลิตภัณฑ์หลักเป็น alkene ที่มีหมู่แทนที่ที่พันธะคู่น้อยที่สุด 403221-amine

25. 403221-amine

26. 4. การเกิด amide ปฏิกิริยานี้ใช้ทดสอบชนิดของ amine 403221-amine

27. 403221-amine

28. 403221-amine

29. 403221-amine

30. ปฏิกิริยานี้ใช้ทดสอบชนิดของ amine 5. ปฏิกิริยากับ กรดไนตรัส (HONO <-- NaNO2 + HCl) 403221-amine

31. 403221-amine

32. 403221-amine

33. 403221-amine

34. 6. ปฏิกิริยาของ diazonium salt 6.1 ปฏิกิริยาแทนที่หมู่ N2 403221-amine

35. 6.2 ปฏิกิริยา coupling 403221-amine

36. ตัวอย่างการสังเคราะห์สารโดยใช้ diazonium salt 403221-amine