1-επταναμίνη

Από testwiki
Μετάβαση στην πλοήγηση Πήδηση στην αναζήτηση

Πρότυπο:Πληροφορίες χημικής ένωσης

Η 1-επταναμίνη ή 1-αμινεπτάνιο ή επτυλαμίνη ή μονοεπτυλαμίνη (ΜHepΑ: MonoHeptylAmine) ή 1-αζοκτάνιο είναι η πρωτοταγής αμίνη με σύντομο συντακτικό τύπο CH3CH2CH2CH2CH2CH2CH2NH2.

Ονοματολογία

Η ονομασία «1-επταναμίνη» προέρχεται από την ονοματολογία κατά IUPAC. Συγκεκριμένα, το πρόθεμα «επτα-» δηλώνει την παρουσία επτά (7) ατόμων άνθρακα ανά μόριο της ένωσης, το ενδιάμεσο «-αν-» δείχνει την παρουσία μόνο απλών δεσμών μεταξύ ατόμων άνθρακα στο μόριο και η κατάληξη «-αμίνη» φανερώνει ότι περιέχει μια αμινομάδα ως κύρια χαρακτηριστική ομάδα. Ο αριθμός θέσης «1-» δηλώνει τη θέση του ατόμου άνθρακα με το οποίο ενώνεται η αμινομάδα, ώστε να διαχωρίζονται τα ισομερή θέσης.

Δομή

Η δομή της μπορεί να βρεθεί αν αντικατασταθεί ένα άτομο υδρογόνου από ένα μόριο αμμωνίας με επτύλιο.

Δεσμοί[1]
Δεσμός τύπος δεσμού ηλεκτρονική δομή Μήκος δεσμού Ιονισμός
C-H σ 2sp3-1s 109 pm 3% C- H+
C-C σ 2sp3-2sp3 154 pm
C-N σ 2sp3-2sp3 152 pm 6% C+ Ν-
Ν-H σ 2sp3-1s 101,7 pm 17% N- H+
Κατανομή φορτίων
σε ουδέτερο μόριο
N -0,40
C#7 -0,09
C#2-#6 -0,06
C#1 0,00
H(CH2) +0,03
H(NH2) +0,17

Παραγωγή

Με 1-επτανόλη και χλωριούχο αμμώνιο

Η προπυλαμίνη παράγεται συνήθως με επίδραση χλωριούχου αμμωνίου (NH4Cl) σε 1-επτανόλη (CH3CH2CH2CH2CH2CH2CH2OH) με την παρουσία τριχλωριούχου σιδήρου ως καταλύτη[2]:

CH3CH2CH2CH2CH2CH2CH2OH+NH4ClH2OFeCl3CH3CH2CH2CH2CH2CH2CH2NH3ClNaOHCH3CH2CH2CH2CH2CH2CH2NH2+NaCl+H2O

Με χλωριούχο αμμώνιο και επτανάλη

Με επίδραση χλωριούχου αμμωνίου (NH4Cl) σε επτανάλη (CH3CH2CH2CH2CH2CH2CHO) παράγεται αρχικά υδροχλωρική 1-επτανιμίνη (CH3CH2CH2CH2CH2CH2CH=NH2Cl) και έπειτα υδροχλωρική 1-επταναμίνη. Η τελευταία με υδροξείδιο του νατρίου (NaOH) δείνει καθαρή 1-επταναμίνη[2]:

NH4Cl+CH3CH2CH2CH2CH2CH2CHOCH3CH2CH2CH2CH2CH2CH=NH2Cl+H2OCH3CH2CH2CH2CH2CH2COOH+CH3CH2CH2CH2CH2CH2CHOCH3CH2CH2CH2CH2CH2CH2NH3Cl+NaOHCH3CH2CH2CH2CH2CH2CH2NH2+NaCl+H2O

  • Μια παραλλαγή της παραπάνω είναι η επίδραση αμμωνίας σε επτνάλη, που δίνει 1-επτανιμίνη, και στη συνέχεια υδρογόνωση της τελευταίας, 1-επταναμίνη:

NH3+CH3CH2CH2CH2CH2CH2CHOH2OCH3CH2CH2CH2CH2CH2CH=NH+H2CH3CH2CH2CH2CH2CH2CH2NH2

Με αμμωνία και επτυλαλογονίδιο

Με επίδραση αμμωνίας (NH3) σε επτυλαλογονίδιο (CH3CH2CH2CH2CH2CH2CH2X, μέθοδος Hofmann)[3]:

CH3CH2CH2CH2CH2CH2CH2X+NH3CH3CH2CH2CH2CH2CH2CH2NH2+HX

Με επτυλίωση φθαλιμιδικού καλίου

Με επτυλίωση φθαλιμιδικού καλίου (σύνθεση Gabriel)[4]:

+CH3CH2CH2CH2CH2CH2CH2X+2H2OH+CH3CH2CH2CH2CH2CH2CH2NH2+

Με αναγωγή αζωτούχων ενώσεων

1. Με αναγωγή 1-νιτρεπτανίου (CH3CH2CH2CH2CH2CH2CH2NO2)[5]:

CH3CH2CH2CH2CH2CH2CH2NO2+2Fe+6HClCH3CH2CH2CH2CH2CH2CH2NH2+2H2O+2FeCl3

2. Με αναγωγή επτανονιτρίλιου (CH3CH2CH2CH2CH2CH2CN)[6]

CH3CH2CH2CH2CH2CH2CN+2H2CH3CH2CH2CH2CH2CH2CH2NH2

3. Με αναγωγή 1-επτανιμίνης (CH3CH2CH2CH2CH2CH2CH=NH)[7]:

CH3CH2CH2CH2CH2CH2CH=NH+H2CH3CH2CH2CH2CH2CH2CH2NH2+2H2O

Με αποικοδόμηση οκταναμιδίου

Με αποικοδόμηση οκταναμιδίου (CH3CH2CH2CH2CH2CH2CH2CONH2, μετάθεση Hofmann)[8]:

CH3CH2CH2CH2CH2CH2CH2CONH2+BrOKCH3CH2CH2CH2CH2CH2CH2NH2+CO2+KBr

  • Το BrOK παράγεται επιτόπου («in citu») με την αντίδραση:

Br2+KOHBrOK+HBr

Με χλωραμίνη σε επτυλομαγνησιοαλογονίδιο

Με επίδραση χλωραμίνης (NH2Cl) σε επτυλομαγνησιοαλογονίδιο (CH3CH2CH2CH2CH2CH2CH2MgX)[9]:

CH3CH2CH2CH2CH2CH2CH2X+Mg|Et2O|CH3CH2CH2CH2CH2CH2CH2MgX+NH2ClCH3CH2CH2CH2CH2CH2CH2NH2+MgXCl

Με κυκλοπροσθήκη αμμωνίας σε βουτυλοκυκλοπροπάνιο

Με κυκλοπροσθήκη αμμωνίας (NH3) σε βουτυλοκυκλοπροπάνιο , παράγεται 1-επταναμίνη[10]:

CH3CH2CH2CH2(CH2CH2CH2)+NH3NaNH2CH3CH2CH2CH2CH2CH2CH2NH2

Με κυκλοπροσθήκη αμμωνίας σε προπυλοκυκλοβουτάνιο

Με κυκλοπροσθήκη αμμωνίας (NH3) σε προπυλοκυκλοβουτάνιο , παράγεται 1-επταναμίνη[10]:

CH3CH2CH2(CH2CH2CH2CH2)+NH3NaNH2CH3CHCH2CH2CH2CH2CH2NH2

Με κυκλοπροσθήκη υδρογόνου αε 2-βουτυλοκυκλοπροπαναμίνη

Με κυκλοπροσθήκη υδρογόνου (H2) σε 2-βουτυλοκυκλοπροπαναμίνη, παράγεται 1-επταναμίνη[10]:

CH3CH2CH2CH2(CH2CH2CH(NH2)]+H2PtCH3CH2CH2CH2CH2CH2CH2NH2

Με κυκλοπροσθήκη υδρογόνου αε 2-προπυλοκυκλοβουταναμίνη

Με κυκλοπροσθήκη υδρογόνου (H2) σε 2-προπυλοκυκλοβουταναμίνη, παράγεται 1-επταναμίνη[10]:

CH3CH2CH2(CH2CH2CH2CH(NH2)]+H2PtCH3CH2CH2CH2CH2CH2CH2NH2

Με κυκλοπροσθήκη υδρογόνου αε 2-πεντυλαζιριδίνη

Με κυκλοπροσθήκη υδρογόνου (H2) σε 2-πεντυλαζιριδίνη, παράγεται 1-επταναμίνη[10]:

CH3CH2CH2CH2CH2(CH2CH2NH)+H2PtCH3CH2CH2CH2CH2CH2CH2NH2

Με κυκλοπροσθήκη υδρογόνου αε 2-βουτυλαζετιδίνη

Με κυκλοπροσθήκη υδρογόνου (H2) σε 2-βουτυλαζετιδίνη, παράγεται 1-επταναμίνη[10]:

CH3CH2CH2CH2(CH2CH2CH2NH)+H2PtCH3CH2CH2CH2CH2CH2CH2NH2

Χημικές ιδιότητες και παράγωγα

Συμπεριφορά βάσης

Παράγει άλατα με οξέα. Π.χ.:

CH3CH2CH2CH2CH2CH2CH2NH2+HClCH3CH2CH2CH2CH2CH2CH2NH3Cl

Αλκυλίωση

Αντιδρά με αλκυλαλογονίδια (RX), παράγοντας δευτεροταγείς αμίνες:

CH3CH2CH2CH2CH2CH2CH2NH2+RXCH3CH2CH2CH2CH2CH2CH2NHR+HX

Ακυλίωση

Αντιδρά με ακυλαλογονίδια (RCOX), παράγοντας δευτεροταγή αμίδια:

CH3CH2CH2CH2CH2CH2CH2NH2+RCOXCH3CH2CH2CH2CH2CH2CH2NHCOR+HX

Ιμίνες

Με καρβονυλικές ενώσεις δίνει ιμίνες. Π.χ. με αλδεΰδες (RCHO):

CH3CH2CH2CH2CH2CH2CH2NH2+RCHOCH3CH2CH2CH2CH2CH2CH2N=CHR+H2O

Οξείδωση

Οξείδώνεται με υπεροξείδιο του υδρογόνου (H2O2) παράγοντας 1-νιτρεπτάνιο:

CH3CH2CH2CH2CH2CH2CH2NH2+3H2O2CH3CH2CH2CH2CH2CH2CH2NO2+4H2O

Προσθήκη

1. Προσθήκη σε διπλούς δεσμούς. Π.χ. με αιθένιο δίνει N-αιθυλο-1-επταναμίνη:

CH3CH2CH2CH2CH2CH2CH2NH2+CH2=CH2NaNH2CH3CH2CH2CH2CH2CH2CH2NHCH2CH3

2. Προσθήκη σε τριπλούς δεσμούς.. Π.χ. με αιθίνιο δίνει αρχικά N-επτυλαιθεναμίνη, και στη συνέχεια την ταυτομερή της N-πεντυλαιθανιμίνη:

CH3CH2CH2CH2CH2CH2CH2NH2+HCCHNaNH2CH2=CHNHCH2CH2CH2CH2CH2CH2CH3CH3CH=NCH2CH2CH2CH2CH2CH2CH3

3. Προσθήκη σε συζυγείς διπλούς δεσμούς. Π.χ. με 1,3-βουταδιένιο δίνει N-επτυλο-1-βουτεν-2-αμίνη:

CH3CH2CH2CH2CH2CH2CH2NH2+CH2=CHCH=CH2CH3CH=CHCH2NHCH2CH2CH2CH2CH2CH2CH3+4H2O

4. Κυκλοπροσθήκη σε ενώσεις με τριμελείς ή τετραμελείς ισοκυκλικούς δακτυλίους. Π.χ. με κυκλοπροπάνιο δίνει Ν-προπυλο-1-επταναμίνη:

κυκλοπροπάνιο +CH3CH2CH2CH2CH2CH2CH2NH2CH3CH2CH2CH2CH2CH2CH2NHCH2CH2CH3

5. Κυκλοπροσθήκη σε ενώσεις με τριμελείς ή τετραμελείς ετεροκυκλικούς δακτυλίους. Π.χ. με εποξυαιθάνιο δίνει 2-επτυλαμιναιθανόλη[11]:

+CH3CH2CH2CH2CH2CH2CH2NH2CH3CH2CH2CH2CH2CH2CH2NHCH2CH2OH

Παρεμβολή καρβενίων

  • Τα καρβένια μπορούν παρεμβληθούν στους δεσμούς C-Η και N-H. Π.χ. με μεθυλένιο έχουμε[12]:

CH3CH2CH2CH2CH2CH2CH2NH2+CH3Br+KOH317CH3CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2NH2+217CH3CH2CH2CH2CH2CH2CH(NH2)CH3+217CH3CH2CH2CH2CH2CH(CH3)CH2NH2+217CH3CH2CH2CH2CH(CH3)CH2CH2NH2+217CH3CH2CH2CH(CH3)CH2CH2CH2NH2+217CH3CH2CH(CH3)CH2CH2CH2CH2NH2+217(CH3)2CHCH2CH2CH2CH2CH2NH2+213CH3CH2CH2CH2CH2NHCH3+KBr+H2O

  • Η αντίδραση είναι ελάχιστα εκλεκτική και αυτό σημαίνει ότι κατά προσέγγιση έχουμε:
1. Παρεμβολή στους τρεις (3) δεσμούς CH2-H. Παράγεται 1-οκταναμίνη.
2. Παρεμβολή στους δυο (2) δεσμούς C#1H-H. Παράγεται 2-οκταναμίνη.
3. Παρεμβολή στους δυο (2) δεσμούς C#2H-H. Παράγεται 2-μεθυλο-1-επταναμίνη.
4. Παρεμβολή στους δυο (2) δεσμούς C#3H-H. Παράγεται 3-μεθυλο-1-επταναμίνη.
5. Παρεμβολή στους δυο (2) δεσμούς C#4H-H. Παράγεται 4-μεθυλο-1-επταναμίνη.
6. Παρεμβολή στους δυο (2) δεσμούς C#5H-H. Παράγεται 5-μεθυλο-1-επταναμίνη.
7. Παρεμβολή στους δυο (2) δεσμούς C#5H-H. Παράγεται 6-μεθυλο-1-επταναμίνη.
8. Παρεμβολή στους δυο (2) δεσμούς ΝH-H: 2. Παράγεται N-μεθυλο-1-επταναμίνη.

Προκύπτει επομένως μίγμα 1-οκταναμίνης ~18%, 2-οκταναμίνης ~12%, 2-μεθυλο-1-επταναμίνης ~12, 3-μεθυλο-1-επταναμίνης ~12%%, 4-μεθυλο-1-επταναμίνης ~12%, 5-μεθυλο-1-επταναμίνης ~12%, 6-μεθυλο-1-επταναμίνης ~12% και Ν-μεθυλο-1-επταναμίνης ~12%.

Σημειώσεις και αναφορές

  1. Τα δεδομένα προέρχονται εν μέρει από το «Table of periodic properties of thw Ellements», Sagrent-Welch Scientidic Company και Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, Σελ. 34. Οι ηλεκτραρνητικότητες κατά Pauling, από τις οποίες υπολογίστηκε ο ιονισμός, προέρχονται από τους πίνακες δεδομένων των χημικών στοιχείων άνθρακας, υδρογόνο, οξυγόνο και άζωτο.
  2. 2,0 2,1 Πρότυπο:OrgSynth
  3. Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ.243, §10.2Α.
  4. Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ.243, §10.2Β.
  5. Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ.243, §10.2B2α και σελ. 247, §10.6.4α.
  6. Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ.243, §10.2B2γ.
  7. Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ.243, §10.2B2δ.
  8. Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ.243, §10.2B3.
  9. Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ.243, §10.2Γ3.
  10. 10,0 10,1 10,2 10,3 10,4 10,5 Ulrich Steinbrenner, Frank Funke, Ralf Böhling, Method and device for producing ethylamine and butylamine Πρότυπο:Webarchive, United States Patent 7161039.
  11. Ν. Αλεξάνδρου, Α. Βάρβογλη, Δ. Νικολαΐδη: Χημεία Ετεροχημικών Ενώσεων, Θεσσαλονίκη 1985, §2.1., σελ. 16-17, εφαρμογή γενικής αντίδρασης για Nu = CH3CH2CH2CH2CH2CH2CH2NH.
  12. Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 155, §6.7.3.

Πηγές

  1. SCHAUM'S OUTLINE SERIES, «ΟΡΓΑΝΙΚΗ ΧΗΜΕΙΑ», Μτφ. Α. Βάρβογλη, 1999
  2. «Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας» Ν. Α. Πετάση 1982
  3. Αναστάσιου Βάρβογλη, «Χημεία Οργανικών Ενώσεων», Παρατηρητής, Θεσσαλονίκη 1991
  4. Καραγκιοζίδη Σ. Πολυχρόνη, «Ονοματολογία Οργανικών Ενώσεων στα Ελληνικά & Αγγλικά» Β΄ ΈκδοσηΘεσσαλονίκη 1991
  5. Νικολάου Ε. Αλεξάνδρου, «Γενική Οργανική Χημεία», Εκδόσεις Ζήτη, Θεσσαλονίκη 1985
  6. Δημητρίου Ν. Νικολαΐδη, «Ειδικά Μαθήματα Οργανικής Χημείας», ΑΠΘ, θεσσαλονίκη 1983
  7. Νικολάου Ε. Αλεξάνδρου, Αναστάσιου Βάρβογλη, Φαίδωνα Χατζημηχαλάκη, «Εργαστηριακός Οδηγός», Εκδόσεις Ζήτη, Θεσσαλονίκη 1986
  8. Νικολάου Ε. Αλεξάνδρου, Αναστάσιου Βάρβογλη, Δημητρίου Ν. Νικολαΐδη: «Χημεία Ετεροκυκλικών Ενώσεων», Εκδόσεις Ζήτη, Θεσσαλονίκη 1985

Πρότυπο:Αμίνες