Aliame alifatice

Aminele naturale sunt, de obicei, substanțe destul de complexe, dar printre aminele naturale există, de asemenea, amine alifatice, de exemplu, putrescină și cadaverină. care sunt produse de descompunere a proteinelor [2].

Metode industriale de producție

Fabricarea alcoolilor

Cea mai comună metodă pentru producerea industrială a alifatic inferior amină, bazată pe reacția alcoolului corespunzător cu amoniac în prezența unui catalizator adecvat. Există întotdeauna un amestec de amine primare, secundare și terțiare formate ca o amină primară poate reacționa cu două mai multe molecule de alcool. Acest lucru se datorează mai mare nucleofilicitatea a produsului, în comparație cu amoniac și că reacția de formare de amină secundară și terțiară sunt exoterme și mai energic favorabile, și reacția de formare a aminei primare aproximativ termoneutre. Reglați raportul produselor prin controlarea condițiilor de reacție. De asemenea, produsele care nu au valoare comercială pot fi reciclate. Datorita acestor metode pot fi ajustate pentru a se obține amina dorită de 90% și mai sus [3].

Anterior, sinteza aminelor din alcooli realizate sub catalizator de deshidratare (alumină. Silica gel. Oxid de titan, oxid de toriu. Oxizi micsti, argile și zeoliti) la o temperatură de 500 ° C În prezent, acești catalizatori sunt utilizați numai pentru sinteza metilaminelor. dehidrogenare, pe baza de nichel - pentru sinteza homologii mai vechi catalizatori de hidrogenare utilizat acum. cobalt. cupru și fier. și, într-o măsură mai mică, platină și paladiu. In acest proces, alcool, amoniac și hidrogen se trece peste catalizator depus pe suport inert, la o presiune de 0,5-25 MPa și o temperatură de 100-250 ° C Pentru a înclina echilibrul spre amoniac, o amină primară este utilizat un exces (2 până la 8 echivalenți) [3].

S-a constatat că alcoolul este dehidrogenat la compusul carbonil în prima etapă a procesului. care apoi reacționează cu amoniacul pentru a forma o imină sau o enamină. Acestea din urmă sunt apoi hidrogenate la amină [3].

Producerea compușilor carbonilici

În cazul oportunității economice, nu este alcoolul, ci compusul carbonil care poate fi utilizat ca compus inițial. În primul rând, această abordare este aplicată la aldehidele inferioare. care sunt obținute în industrie prin reacția de oxosinteză și pentru acetonă. care se formează în sinteza cumenului de fenol [4].

Ca și în sinteza aminei din alcooli, formarea unei amine are loc printr-o imină, care este obținută prin reacția amoniacului cu un compus carbonil. Apoi se hidrogenează la amina corespunzătoare. Un amestec constând dintr-un compus carbonil, amoniac și hidrogen este trecut peste catalizator. O diferență semnificativă în acest proces este că hidrogenul este utilizat aici ca un reactiv stoichiometric și, prin urmare, este necesar un aranjament complet diferit al reactorului [4].

Fabricarea de nitrili

Aminele alifatice pot fi sintetizate din nitrili prin hidrogenare catalitică. De obicei, metalele nobile (paladiu, platină, rodiu), nichel, cobalt și fier sunt folosite ca catalizatori. În acest caz, metalele nobile permit efectuarea reacției în condiții ușoare: 20-100 ° C, 0,1-0,5 MPa, în timp ce catalizatorii de nichel și cobalt necesită temperaturi de până la 180 ° C și presiuni de 25 MPa [5].

Alte metode

Reacția halelor alchilice cu amoniac sau amine dă săruri de amoniu. care eliberează o amină liberă sub acțiunea alcalinilor. Această abordare tradițională pentru chimie preparativă nu a găsit o aplicare largă în industrie. În prezent, în acest mod se obține numai etilendiamina. omoloage poliamine, alilalamine și unele medicamente cu tonaj redus. Motivul acestei utilizări limitate este absența materialelor de bază potrivite, coroziune. precum și probleme legate de controlul calității produselor [6].

Restaurarea compușilor nitro a primit, de asemenea, o aplicare limitată, deoarece nitroalcoanele inițiale nu sunt disponibile pe scară largă ca materie primă. În prezent, această metodă este utilizată pentru sinteza 2-aminobutanol-1 - precursorul medicamentului antituberculozei etambutol [6].

Aminele terțiare cu un substituent hidrocarbură, cum ar fi terț-butilamină foarte dificil de obținut prin tehnici convenționale. Acestea sunt sintetizate prin reacția Ritter. adăugarea de cianură la alchenă într-un mediu acid. Procedeul se realizează la 30-60 ° C, iar intermediarul rezultat este hidrolizat la 100 ° C, reacția Ritter Aplicarea este foarte limitată, deoarece implică utilizarea de toxice acid cianhidric provoca coroziune și formarea unor cantități semnificative de-cu sare (3,3 kg per 1 kg de tert-butilamino) și nevoia eliminării [6].

Proprietăți chimice generale

Proprietățile chimice ale aminei alifatice sunt determinate de prezența unei perechi de electroni nepereche la atomul de azot. precum și mobilitatea atomilor de hidrogen din grupul amino [7].

Formarea sării

Ca și amoniacul. aminele alifatice formează săruri cu acizi. Deoarece aminele conțin substituenți alchilici care posedă proprietăți de donare de electroni, ele sunt baze mai puternice. decât amoniacul. Sărurile rezultate sunt ușor solubile în apă, dar slab în solvenți organici, adică solubilitatea lor este opusă față de cea a aminei de pornire. Având în vedere această proprietate, aminele alifatice sunt adesea folosite în reacțiile chimice ca acceptori ai acidului. Ele sunt, de asemenea, utilizate ca solvenți pentru purificarea gazelor și în anumite procese de extracție [7].

Formarea amidelor

Atunci când reacționează cu acizii carboxilici și derivații lor (anhidride și halogenuri de ester), aminele alifatice formează amidele substituite corespunzătoare într-un randament foarte bun. Randament deosebit de ridicat pentru reacțiile cu clorurile acide. deoarece reacția este foarte exotermă. Dimpotrivă, reacția aminei cu acizii carboxilici ajunge adesea doar la formarea unei sări de amoniu [7].

În mod similar, reacția aminei cu sulfochlorurile (clorurile de acid sulfonic) conduce la formarea de sulfamide. De exemplu, reacția cu benzensulfochloridul servește la distingerea aminei primare, secundare și terțiare (reacția Hinsberg). Aminele primare formează sulfamide, solubile în alcalii. Aminele secundare dau sulfamide, care nu sunt dizolvate în alcalii. Aminele terțiare nu reacționează în aceste condiții [7].

Reacțiile cu compuși carbonilici

În funcție de condițiile de reacție și de compușii specifici, aminele reacționează cu compușii carbonilici pentru a forma imine (în cazul aminei primare) sau enamine (în cazul aminei primare sau secundare). Aminele terțiare nu intră în astfel de reacții, iar aldehidele reacționează mai repede decât cetonele. Intermediarii - semilaminali - sunt de obicei instabili și nu pot fi izolați. Iminele și enaminele rezultate sunt compuși importanți din punct de vedere industrial, deoarece, după hidrogenare, ele conduc la noi amine care conțin mai mulți substituenți [7].

Ca un caz particular al unor astfel de reacții, interacțiunea dintre amine și dioxid de carbon poate fi luată în considerare. conducând la formarea acidului carbamic [7].

Reacții de alchilare

Alidele alifatice reacționează cu halogenurile alchilice și dialchil sulfații, dând amine cu un grad mai mare de substituție. Astfel, aminele primare formează un amestec de amine secundare, terțiare și sare de amoniu cuaternar în timpul alchilării. Această neselectivitate a reacției este explicată prin faptul că produsele de reacție sunt baze mai puternice decât amina inițială și intră ușor în reacții de alchilare ulterioare. Cu toate acestea, această metodă poate fi utilizată pentru sinteza aminei terțiare [7].

Aminele alifatice sunt de asemenea alchilate prin reacția cu epoxizii. În cazul aminelor primare, se formează de asemenea un amestec de produse mono- și dialchilare, aminele secundare produc numai produsul monoalchilat, iar aminele terțiare formează compuși cuaternari de amoniu [7].

Formarea de izocianați și uree

În reacția dintre amine și fosgen, se formează mai întâi clorura de carbamoil corespunzătoare, din care se separă în continuare acid clorhidric gazos. care conduce la formarea unui izocianat. Dacă în amestecul de reacție este prezent un exces de amină, are loc o reacție suplimentară pentru a forma o uree substituită. Această reacție este caracteristică pentru aminele primare și secundare. Adesea se utilizează în sinteza industrială a erbicidelor, precum și pentru producerea poliuretanilor [7].

Spre deosebire de sărurile lor, aminele libere sunt foarte sensibile la oxidare și sunt supuse unui număr de reacții sub acțiunea diferitelor oxidanți. Aminele terțiare sunt oxidate de peroxidul de hidrogen la oxizi de amină. în timp ce aminele primare și secundare produc hidroxilamine și aldoxime [7].

Oxidarea cu acid azotic se utilizează pentru a distinge aminele primare, secundare și terțiare. Aminele primare în aceste condiții sunt diazotizate și transformate în alcooli cu eliberarea azotului gazos. Aminele secundare produc N-nitrozamine de culoare galbenă. Aminele terțiare nu intră în mod obișnuit în această reacție [7].

Depozitare și transport

Aminele alifatice sunt depozitate în recipiente de carbon sau oțel inoxidabil. Cantități relativ mici pot fi depozitate într-un recipient din sticlă sau ceramică. Soluțiile apoase de amine au o reacție alcalină și etanșă treptat sticla. Etilamină trebuie depozitată sub presiune, deoarece este gazoasă la temperatura camerei. Izopropilamină (punct de fierbere 32,4 ° C) este depozitată sub răcire sau sub presiune. Din motive de conveniență în transport, aceste amine sunt produse sub formă de soluții apoase (40% sau 70%). În ciuda faptului că aminele alifatice au practic un termen de valabilitate nelimitat, ele trebuie protejate de contactul cu dioxidul de carbon și umiditatea atmosferică [8].

Aminele alifatice inferioare sunt inflamabile. Unele dintre ele formează amestecuri explozive cu aerul [8].

Producția totală de amine alifatice, inclusiv amine grase (cu vice-C7 și de mai sus), dar excluzând metilaminelor, este estimată la 500 000 de tone pe an, din care 40% sunt în SUA și 30% în Europa de Vest. Principalii producători și furnizori de amine sunt în US Air Products, Hoechst Celanese și Elf Atochem; în Europa de Vest - BASF. Elf Atochem, Hoechst Celanese și ICI [9].

Articole similare

Pagina anterioară

Pagina următoare