Chlorowanie Aniliny w Obecności Żelaza: Mechanizm i Reakcje
- Szczegóły
Artykuł omawia reakcje aniliny, szczególnie chlorowanie w obecności żelaza, mechanizm reakcji oraz inne istotne aspekty związane z tą substancją.
Właściwości Aniliny i Jej Reaktywność
Grupa ーNH2, podobnie jak grupa ーOH, jest podstawnikiem aktywującym, kierującym w pozycje orto i para. Co bardzo ważne, porównujemy te dwie grupy do siebie, co powoduje, że mamy mniej do zapamiętania.
Anilina odbarwia wodę bromową w przeciwieństwie np. do klasycznego związku aromatycznego czyli benzenu. Wynika to z tego, że grupa ーNH2 dodaje elektrony do pierścienia, przez co sam pierścień ma ,,więcej ładunku minus” i jest bardziej reaktywny w stosunku do elektrofila (czyli ,,plusa”), a jak przecież pamiętamy, reakcje te są przykładem substytucji elektrofilowej.
Otrzymywanie Aniliny z Benzenu
Na pierwszy rzut oka może Ci się wydawać, że ta ilość możliwych reduktorów jest przytłaczająca, ale w rzeczywistości wszędzie chodzi o to samo. Przypomnijmy, że w samej redukcji chodzi o to, aby zabrać atomy tlenu i dodać atomy wodoru. Faktycznie podczas przejścia NO2 ⟶ NH2 dokładnie to się dzieje! Nie dziwi zatem odczynnik numer 4) czyli wodór w obecności katalizatora (może to być nikiel, pallad czy platyna).
Przy okazji, mamy tutaj jeszcze jedną fantastyczną i wspaniałą mnemotechnikę, której użyjemy w chemii nieorganicznej! Każdy pamięta/wie, że w reakcji cynku z HCl powstaje chlorek cynku (II). Ale już to samo pytanie z żelazem to zawsze wielka rozkmina, bo się ciągle myli czy ma być FeCl2 czy FeCl3 . Więc skoro te reagenty się używa zamiennie, to będzie tak samo z cynkiem, żelazem i cyną, wszędzie powstają chlorki metali (II).
Przeczytaj także: Izomeria w Chlorowaniu Trimetylopentanu
Reakcje Amin z Kwasami
Zaczynamy od reakcji kwas−zasada, korzystając oczywiście z faktu, że aminy są przecież (słabymi) zasadami. Żeby zrozumieć te reakcje wystarczy przypomnieć sobie takie reakcje, które polegały po prostu na przenoszeniu protonu. Teraz już z górki, to samo robimy na anilinie (czy dowolnej aminie aromatycznej).
Zwróć uwagę na taki detal, że tak jak w powyższej reakcji powstaje NH4Cl, to można to zapisać właśnie w takiej postaci cząsteczkowej lub rozpisanej na jony (bo w roztworze wodnym sole dobrze dysocjują, są mocnymi elektrolitami). Tu będzie tak samo.
Nic nie stoi na przeszkodzie, aby taka amina zareagowała z kwasem organicznym, czyli karboksylowym. Oferuje to jeszcze dodatkową możliwość, bo gdy taki produkt (sól) ogrzejemy, to klasycznie odpadnie nam cząsteczka wody, a to doprowadzi do tak zwanego amidu.
Alkilowanie Amin
I na koniec została nam jeszcze reakcja alkilowania. Słówko alkilowanie powinno nam przywodzić na myśl resztę alkilową (czyli metylową, etylową itd.), zatem reakcja alkilowania będzie polegała na dołączaniu właśnie takich grup. A gdzie? Oczywiście do grupy aminowej, do atomu azotu.
Jak widzisz jest to reakcja substytucji, polegająca na zamianie (substytucji) atomu wodoru z azotu na grupę alkilową (np. metylową czy etylową). Aminy alifatyczne też mogą reagować z fluorowcopochodnymi węglowodorów, a więc w reakcji alkilowania. Z alkilowaniem amin można ,,przegiąć” i zamiast aminy otrzymać jej sól, na podobieństwo chlorku amonu NH4Cl. Otrzymamy wówczas czwartorzędową sól amoniową!
Przeczytaj także: Skutki chlorowania wody z fenolem
Różnice w Reaktywności Amin i Fenu
Wynika to z tego, że azot ma mniejszą elektroujemność niż tlen. Pamiętamy przecież, że duża elektroujemność oznacza dużą chciwość do elektronów. Więc taki tlen bardzo mocno trzyma swoje elektrony i nie dzieli się nimi tak chętnie z benzenem jak azot.
A no stąd, że przecież w grupie ーNH3+ nie ma już wolnej pary na atomie azotu! Dlatego też azot nie ma niczego do zaoferowania dla benzenu, nie może mu już dostarczyć elektronów. Wyjaśnienie różnicy w tych podstawnikach bierze się z obecności wolnej pary elektronowej lub jej braku.
Przeczytaj także: Płukanie studni: jak to zrobić poprawnie?
tags: #chlorowanie #aniliny #w #obecnosci #żelaza #mechanizm
