Аміди кислот

Аміди є важливими функціональними похідними кислот. Їх можна розглядати як продукти заміщення гідроксильної групи в карбоксилі залишком аміаку − групою NH₂. У молекулах амідів група NH₂ пов'язана з ацилом R-СО-NH₂.

Н–СО–NH₂ С₂Н₅ –СО–NH₂

формамід ацетамід

Одержання

Аміди одержують дією аміаку на хлорангідриди, ангідриди й естери кислот. Крім того, вони утворюються при неповному гідролізі нітрилів:

R−CN + H₂O → R−СО−NH₂.

Важливим промисловим способом одержання амідів є нагрівання (суха перегонка) амонієвих солей карбонових кислот:

R−СО− ONH₄ → R − СО − NH₂ + H₂O.

Властивості

Деякі аміди є рідинами, більша ж частина − тверді речовини. Нижчі аміди розчинні у воді.

Аміди, на відміну від аміаку, не мають основних властивостей, але вони утворюють солі тільки із сильними кислотами, наприклад R−СО−NH₂HC1, які легко розкладаються водою з виділенням вихідного аміду.

Як і інші функціональні похідні кислот, аміди при гідролізі в кислому або лужному середовищі утворюють кислоти або солі:

При нагріванні амідів із сильними водовіднімаючими засобами (Р₂О₅) утворюються нітрили:

CH₃–CO–NH₂ → CH₃–C≡N + H₂O.

ацетамід ацетонітрил

При каталітичному гідруванні утворюються первинні аміни з тим же числом карбонових атомів у молекулі:

R–CO–NH₂ + [H] → R–CH₂–NH₂.

Окремі представники

Диметилформамід, рідина, змішується з водою, етером, бензеном. Його застосовують у якості розчинників у лабораторії, а також у виробництві синтетичних волокон.

Карбамід (діамид вугільної кислоти, сечовина) − кристалічна речовина, темп. пл. 133 °С, легко розчиняється у воді, гірше в спирті, не розчиняється в етері, вуглеводнях.

Уперше сечовину синтезував Велер (1828 г.) по реакції при нагріванні:

KOCN + (NH₄)₂SO₄  H₂N–СО–NH₂.

Сечовина є продуктом обміну речовин в організмах ссавців, виділяється із сечею. У промисловості одержують по реакції при 130 С, 300 ат:

CO₂ + 2NH₃  H₂N−СО−NH₂.

Сечовина має звичайні властивості амідів − гідролізується при нагріванні у кислому або лужному середовищі:

H₂N−СО−NH₂+ Н₂О  CO₂ + 2NH₃.

Сечовина використовується в промисловості для одержання полімерів, лікарських речовин, гербіцидів, є стабілізатором вибухових речовин і ін. У сільському господарстві вона застосовується в якості багатого Нітрогеном добрива.

Нітрили кислот

Нітрили (ціаніди) R–C≡N є похідними карбонових кислот, хоча й не містять ацильної групи. При гідролізі нітрилів rpyп −C≡N перетворюється в на карбоксильну. Таким чином, нітрили поводяться як і інші функціональні похідні кислот. Нітрили можна розглядати і як похідні синильної кислоти Н–C≡N, у якій водень заміщений на карбоновий радикал.

Назви нітрилів утворюються від кислот з тим же числом карбонових атомів, або їх позначають як алкілціаніди:

СН₃ –C≡N CH₂= CH–СN

ацетонітрил, нітрил ацетатної кислоти акрилонітрил (вінілціанід)

(метилцианид)

C₆H₅–CN

бензонітрил, нітрил бензойної кислоти (фенілціанід)

Одержання

Нітрили можна одержувати декількома способами.

1. Дією калій ціаніду на галоїдопохідні. Метод цікавий тим, що приводить до нарощування ланцюга карбонових атомів:

R–Br + KCN → R–C≡N + KBr.

2. Шляхом нагрівання з водовіднімаючими засобами амідів кислот:

СН₃−СО−NН₂  СН₃−CN + Н₂О.

Властивості

1. Характерною для нітрилів є реакція гідролізу, яка може відбуватися у кислому та лужному середовищі; Спочатку утворюються аміди, а потім кислоти:

СН₃−CN + Н₂О  СН₃− СО−NН₂ + Н₂О  СН₃−СООН + NН₃.

2. При каталітичному гідруванні нітрили перетворюються на первинні аміни.

СН₃−CN + Н₂ → СН₃−СН₂−NН₂.

Окремі представники

Ацетонітрил, рідина, змішується з водою у всіх відношеннях. Розчинник для багатьох органічних солей, для видалення смол і фенолів з вуглеводнів нафти. Як і інші нітрили, ацетонітрил досить токсичний, але менш небезпечний, ніж вільна синильна кислота.

Акрилонітрил, рідина, розчинна у воді. У промисловості акрилонітрил одержують декількома способами.

1. З оксиду етилену та синильної кислоти під тиском 2,5 ат:

Н₂С–СН₂ + НCN → CH₂=CH–C≡N + H₂O.

O

2. З ацетилену й синильної кислоти:

СН≡СН + НСN → CH₂=CH–C≡N.

Акрилонітрил має велику хімічну активність. З багатьма речовинами (галоїдогідрогени, ціаністий водень, спирти, аміни, аміак) він вступає в реакцію ціанетилювания за схемою:

HX + CH₂=CH–CN → X–CH₂–CH₂–C≡N.

Реакція йде проти правила Марковнікова, внаслідок перерозподілу електронної густини подвійного зв’язку під впливом нітрильної групи:

δ+ δ– δ+ δ–

CH₂=CH–C≡N.

Акрилонітрил широко використовується в лабораторних і промислових синтезах, а також як мономер у виробництві синтетичного каучуку й синтетичних волокон.