- relembre as reações pelas quais aminas podem ser produzidas: (a) reação de um haloalcano com $\text{NH}_3$ em etanol aquecido sob pressão. A classificação de aminas não será testada no nível AS.
Compostos nitrogenados
Química do A-Level · Tópico 19
7:46
Compostos nitrogenados
Olhe para o fio de uma jaqueta, uma corda, um par de meias: nylon. É construído a partir de dois tipos de molécula, unidos repetidamente — uma com um grupo nitrogênio…
Narração em inglês · Legendas em inglês + 中文 gravadas
19.1
Aminas primárias
Programa
Fonte: Programa Cambridge International
Uma amina 胺 tem um grupo $\text{–NH}_2$ (o nitrogênio substitui um hidrogênio da amônia).
Fabricando uma amina primária
Aqueça um halogeneto de alquila 卤代烷 com amônia dissolvida em etanol, sob pressão:
$$\text{C}_2\text{H}_5\text{Br} + \text{NH}_3 \rightarrow \text{C}_2\text{H}_5\text{NH}_2 + \text{HBr}$$
Esta é uma substituição nucleofílica 亲核取代: o par solitário no nitrogênio da amônia ataca o carbono levemente positivo e expulsa o halogênio. Usa-se um excesso de amônia, ou a amina formada pode reagir novamente.
Explorar
Laboratório de reações de aminas
Classifique exemplos de aminas por basicidade e comportamento nucleofílico.
Vocabulário
Treinar
| Inglês | Chinês | Pinyin |
|---|---|---|
| amine/ˈæmaɪn/ | 胺 | àn |
| halogenoalkane/ˈheɪləʊdʒnəʊlkeɪn/ | 卤代烷 | lǔ dài wán |
| nucleophilic substitution/ˌnjuːklɪəˈfɪlɪk ˌsʌbstɪˈtjuːʃn/ | 亲核取代 | qīn hé qǔ dài |
19.2
Nitrilas e hidroxi-nitrilas
Programa
- relembre as reações pelas quais nitrilas podem ser produzidas: (a) reação de um haloalcano com $\text{KCN}$ em etanol e calor
- relembre as reações pelas quais hidroxi-nitrilas podem ser produzidas: (a) a reação de aldeídos e cetonas com $\text{HCN}$, $\text{KCN}$ como catalisador, e calor
- descreva a hidrólise de nitrilas com ácido diluído ou base diluída seguida de acidificação para produzir um ácido carboxílico
Fonte: Programa Cambridge International
Fabricando uma nitrila
Aqueça um halogeneto de alquila com cianeto de potássio ($\text{KCN}$) em etanol:
$$\text{C}_2\text{H}_5\text{Br} + \text{KCN} \rightarrow \text{C}_2\text{H}_5\text{CN} + \text{KBr}$$
Este também é uma substituição nucleofílica, com o íon $\text{CN}^-$ como nucleófilo. É útil porque adiciona um carbono à cadeia. O produto é uma nitrila 腈.
Fabricando uma hidroxi-nitrila
Adicione $\text{HCN}$ (com $\text{KCN}$ como catalisador, e calor) a um aldeído 醛 ou cetona 酮. Os $\text{H}$ e $\text{CN}$ adicionam-se à ligação C=O para dar uma hidroxi-nitrila 羟基腈. O reagente é cianeto de hidrogênio 氰化氢, e o mecanismo é adição nucleofílica 亲核加成.
Hidrólise de nitrilas
Aqueça uma nitrila com ácido diluído (ou base diluída, depois acidifique). Esta hidrólise 水解 transforma o grupo $\text{–CN}$ em um grupo $\text{–COOH}$, dando um ácido carboxílico 羧酸:
$$\text{CH}_3\text{CN} + 2\text{H}_2\text{O} + \text{HCl} \rightarrow \text{CH}_3\text{COOH} + \text{NH}_4\text{Cl}$$
Uma nitrila também pode ser reduzida por hidrogênio e catalisador para formar uma amina, que é a rota de redução 还原 para uma amina de cadeia mais longa.
Exemplo resolvido. Começando com bromoetano, faça ácido propanoico. Compare os carbonos primeiro: bromoetano tem 2, ácido propanoico tem 3, então um carbono deve ser adicionado — e o passo $\text{KCN}$ é a reação que faz isso. Passo 1: aqueça bromoetano com $\text{KCN}$ etanólica; substituição nucleofílica dá propanonitrila, $\text{CH}_3\text{CH}_2\text{CN}$, que agora tem 3 carbonos porque o carbono $\text{CN}$ se liga à cadeia. Passo 2: refluxe a nitrila com $\text{HCl}$ diluído; hidrólise dá ácido propanoico. Conte os carbonos antes de planejar: sempre que o alvo tiver exatamente um a mais que o material inicial, a rota da nitrila é quase sempre a resposta pretendida, e lembre-se que o carbono $\text{CN}$ faz parte da nova cadeia.
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Rota de síntese de nitrilos
Explore nitrilos e hidroxonitrilos como ferramentas de extensão da cadeia de carbono.
Vocabulário
Treinar
| Inglês | Chinês | Pinyin |
|---|---|---|
| nitrile/ˈnaɪtraɪl/ | 腈 | jīng |
| aldehyde/ˈældɪhaɪd/ | 醛 | quán |
| ketone/ˈketəʊn/ | 酮 | tóng |
| hydroxynitrile/haɪˈdrɒksɪnaɪtraɪl/ | 羟基腈 | qiǎng jī jīng |
| hydrogen cyanide/ˈhaɪdrədʒn ˈsaɪənaɪd/ | 氰化氢 | qíng huà qīng |
| nucleophilic addition/ˌnjuːklɪəˈfɪlɪk əˈdɪʃn/ | 亲核加成 | qīn hé jiā chéng |
| hydrolysis/haɪˈdrɒləsɪs/ | 水解 | shuǐ jiě |
| carboxylic acid/ˌkɑːbəkˈsɪlɪk ˈæsɪd/ | 羧酸 | suō suān |
| reduction/rɪˈdʌkʃn/ | 还原 | huán yuán |
19.2
Dicas de prova
- Aminas são bases (o par N solitário aceita $\text{H}^+$); aminas alifáticas são bases mais fortes que a amônia.
- Fazendo aminas: reduza uma nitrila, ou reaja um halogeneto de alquila com excesso de amônia.
- KCN adiciona um carbono (halogeneto de alquila → nitrila) — acompanhe cuidadosamente a contagem de carbonos em rotas de síntese.
- Especifique reagentes e condições precisamente para cada conversão.
Aulas interativas sobre este tópico
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