הסתכלו על חוט באריג, בחבל או בגרבי ניילון: ניילון. הוא מורכב משני סוגים של מולקולות, המחוברות שוב ושוב — אחת עם קבוצת חנקן…
English narration · English + 中文 subtitles burned in · קריאת קול באנגלית · תרגום אנגלי + סינית שרוף בתוך הסרטון
19.1
Primary amines · אמينات ראשוניים
Syllabus · סיילבוס
English
recall the reactions by which amines can be produced: (a) reaction of a halogenoalkane with $\text{NH}_3$ in ethanol heated under pressure Classification of amines will not be tested at AS Level.
עברית
זכור את התגובות שבהן אמינים יכולים להיות מופקים: (a) תגובה של הלוגנואלקאן עם $\text{NH}_3$ באתנול מחומם בלחץ סיווג של אמינים לא ייבחן ברמת AS.
Source: Cambridge International syllabus · מקור: הסיילבוס הבינלאומי של קמבריד'ג'
English
An amine 胺 has an $\text{–NH}_2$ group (the nitrogen replaces a hydrogen of ammonia).
Making a primary amine
Heat a halogenoalkane 卤代烷 with ammonia dissolved in ethanol, under pressure:
This is a nucleophilic substitution 亲核取代: the lone pair on the nitrogen of ammonia attacks the slightly positive carbon and pushes out the halogen. You use an excess of ammonia, or the amine made can react again.
עברית
צביעת בד: כימיה של אזו ואמינים היא מה שמכניסה צבע בהיר ועמיד לסיבים
ל-אמין יש קבוצת $\text{–NH}_2$ (הניטרוגן מחליף מימן של אמוניה).
הכנת אמין ראשוני
חיממו הלוגנואלקן עם אמוניה המומסת באתנול, תחת לחץ:
זוהי החלפה גרעינית: הזוג האלקטרוני החסר בניטרוגן של האמוניה תוקף את הפחמן החיובי מעט וגורם להפלאת ההלוגן. משתמשים בעודף אמוניה, או שהאמין הנוצר יכול להגיב שוב.
הכנת אמין ראשוני: הזוג האלקטרוני החסר של האמוניה תוקף את הפחמן δ+ וגורם להפלאת ההלוגן — החלפה גרעינית
Explore · חקור
Amine reaction lab · מעבדת תגובות אמינים
Classify amine examples by basicity and nucleophilic behaviour. · סווגו דוגמאות אמינים לפי בסיסיות והתנהגות נוקליופילית.
Nitriles and hydroxynitriles · ניטרילים והידרוקסיניטרילים
Syllabus · סיילבוס
English
recall the reactions by which nitriles can be produced: (a) reaction of a halogenoalkane with $\text{KCN}$ in ethanol and heat
recall the reactions by which hydroxynitriles can be produced: (a) the reaction of aldehydes and ketones with $\text{HCN}$, $\text{KCN}$ as catalyst, and heat
describe the hydrolysis of nitriles with dilute acid or dilute alkali followed by acidification to produce a carboxylic acid
עברית
זכור את התגובות שבהן ניטרילים יכולים להיות מופקים: (a) תגובה של הלוגנואלקאן עם $\text{KCN}$ באתנול ובחום
זכור את התגובות שבהן הידרוקסוניטרילים יכולים להיות מופקים: (a) תגובה של אלדהידים וקטונים עם $\text{HCN}$, $\text{KCN}$ כקטליזטור, וחום
לתאר את ההידרוליזה של ניטרילים עם חומצה דלילה או בסיס דליל ולאחר מכן חומצת ליצירת חומצה קרבוקסילית
Source: Cambridge International syllabus · מקור: הסיילבוס הבינלאומי של קמבריד'ג'
English
Making a nitrile
Heat a halogenoalkane with potassium cyanide ($\text{KCN}$) in ethanol:
This is also a nucleophilic substitution, with the $\text{CN}^-$ ion as the nucleophile. It is useful because it adds one carbon to the chain. The product is a nitrile 腈.
Making a hydroxynitrile
Add $\text{HCN}$ (with $\text{KCN}$ as catalyst, and heat) to an aldehyde 醛 or ketone 酮. The $\text{H}$ and $\text{CN}$ add across the C=O bond to give a hydroxynitrile 羟基腈. The reagent is hydrogen cyanide 氰化氢, and the mechanism is nucleophilic addition 亲核加成.
Hydrolysis of nitriles
Warm a nitrile with dilute acid (or dilute alkali, then acidify). This hydrolysis 水解 turns the $\text{–CN}$ group into a $\text{–COOH}$ group, giving a carboxylic acid 羧酸:
A nitrile can also be reduced by hydrogen and a catalyst to form an amine, which is the reduction 还原 route to a longer-chain amine.
Worked example. Starting from bromoethane, make propanoic acid. Compare the carbons first: bromoethane has 2, propanoic acid has 3, so a carbon must be added - and the $\text{KCN}$ step is the reaction that does it. Step 1: warm bromoethane with ethanolic $\text{KCN}$; nucleophilic substitution gives propanenitrile, $\text{CH}_3\text{CH}_2\text{CN}$, which now has 3 carbons because the $\text{CN}$ carbon joins the chain. Step 2: reflux the nitrile with dilute $\text{HCl}$; hydrolysis gives propanoic acid. Count the carbons before you plan: whenever the target has exactly one more than the starting material, the nitrile route is almost always the intended answer, and remember the $\text{CN}$ carbon is part of the new chain.
עברית
הכנת ניטריל
חימם הלוגנואלקן עם אשלגן ציאניד ($\text{KCN}$) באתנול:
זו גם כן תחליף נוקאופילי, כאשר יון $\text{CN}^-$ משמש כנוקאופיל. התהליך שימושי מכיוון שהוא מוסיף פחמן אחד לשרשרת. המוצר הוא ציאניד.
הכנת הידרוקסציאניד
הוסף $\text{HCN}$ (עם $\text{KCN}$ כקטליזטור, בחום) אל אלדהיד או קטון. ה$\text{H}$ וה$\text{CN}$ נוספים על גבי קשר C=O ויוצרים הידרוקסציאניד. החומר המגיב הוא מימן ציאניד, והמנגנון הוא תוספת נוקאופילית.
שתי דרכים שבהן ציאניד מוסיף פחמן: KCN עם הלוגנואלקן מבצע תחליף לציאניד; HCN עם קרבוניל מבצע תוספת להידרוקסציאניד
הידרוליזה של ציאנידים
חמם ציאניד עם חומצה מדוללת (או בסיס מדולל, ולאחר מכן חומצן). ההידרוליזה הזו ממירה את קבוצת ה$\text{–CN}$ לקבוצת ה$\text{–COOH}$, ומניבה חומצה קربוקסילית:
ציאניד יכול גם כן להיות מופחת על ידי מימן וקטליזטור ליצירת אמין, שהיא הדרך להפחתה לאמין בעל שרשרת ארוכה יותר.
ציאנידים הם צומת שימושי: KCN מוסיף פחמן ליצירת הציאניד, שאז עובר הידרוליזה לחומצה קربوكسילית או הפחתה לאמיןהפחתת ציאניד נותנת אמין; אמינים וחומצות די-קربوكسיליות מתחברים ליצירת פוליאמידים כמו ניילון — הסיב שזכה לפרסום ראשוני בגרבים
דוגמה פתורה. מהברומואתן, הכנת חומצה פרופיונית. השוו תחילה את מספרי הפחמנים: לברומואתן יש 2, לחומצה הפרופיונית יש 3, ולכן יש להוסיף פחמן - והשלב $\text{KCN}$ הוא התגובה שמבצעת זאת. שלב 1: חמם ברומואתן עם $\text{KCN}$ אתנולי; תחליף נוקאופילי נותן פרופננטריל, $\text{CH}_3\text{CH}_2\text{CN}$, שיש לו עכשיו 3 פחמנים כי פחמן ה$\text{CN}$ הצטרף לשרשרת. שלב 2: רפלס את הציאניד עם $\text{HCl}$ מדולל; הידרוליזה נותנת חומצה פרופיונית. ספור את הפחמנים לפני שתתכנן: בכל פעם שהמוצר הסופי מכיל בדיוק פחמן אחד יותר מהחומר ההתחלתי, הדרך הציאנידית היא כמעט תמיד התשובה הנכונה, וזכור שהפחמן ה$\text{CN}$ הוא חלק מהשרשרת החדשה.
Explore · חקור
Nitrile synthesis route · מסלול סינתזה של ניטרילים
Follow nitriles and hydroxynitriles as carbon-chain extension tools. · עקבו אחרי ניטרילים והידרוקסיניטרילים ככלי להרחבת שרשרת הפחמן.
Pick one and the site follows you — notes, papers, videos and practice all open on it. · בחרו נושא אחד והאתר יעקוב אחריו — הערות, מסמכים, וידאו ותרגולים פתוחים בו.
Type to search notes, lessons, code, vocabulary and past-paper questions across every subject. · הקלד כדי לחפש הערות, שיעורים, קוד, אוצר מילים ושאלות מבחנים בכל הנושאים.