Chemie - Dusíkaté deriváty

Autor: Přemysl Brada

- v molekulách - vazba C-N, N- trojvazný

I. Nitrosloučeniny
- mají jednovaznou nitroskupinu NO₂
- některé jsou jedovaté
- pro přítomnost NO2 skupiny patří mezi nejpolárnější org. sloučeniny
- vliv substituentu na aromat. jádře se projevuje ve snadnosti nitrace i jiných elektrofilních substitucí
- skupiny řídící další substituci do poloh orto nebo para substituci urychlují, skupiny řídící vstup dalších substituentů do polohy meta ji znesnadňují
(toluen se tedy nitruje snadněji než benzen a ten zase rychleji než nitrobenzen)
Redukce - může probíhat až na aminoskupinu - obvykle působením kovu a kyseliny nebo vodíkem
v přítomnosti katalyzátorů

Nitrobenzen
- jedovatá, nažloutlá, vysokovroucí tekutina
- k výrobě anilínu

2,4,6 Trinitrotoluen
- konvenční výbušnina, patří mezi jedy
- náplň bomb, k odstřelování v dolech

II.Aminy
primární - -NH₂
sekundární - -NH-
terciální - -N-

- považovány za deriváty amoniaku --- názvosloví
- aminy s nejmenší relativní molek. hmotností - plyny rozpustné ve vodě
- molekuly aminu s vodou vytváří vodíkové můstky
- zvětšováním uhlovodíkového zbytku snižuje rozpustnost
- některé se vykytují v přírodě - rozkladem bílkovin
- přítomnost nevazebného el. páru - zásadité a nukleofilní vlastnosti

- tyto vlastnosti se mění v závislosti na charakteru uhlovod. zbytku molek. aminu - vlivem +I-efektu methylové skupiny je elektronová hustota na dusíkovém atomu v molekule methylaminu větší než v molekule amoniaku, je methylamin zásaditější než amoniak
- s kyselinami poskytují amonné soli
-nejvýz. vlastností je jejich bazicita - u aromat. uhlovodíků dochází k tzv. M-efektu - volný el. pár na dusíkovém atomu je vtahován do benzenového jádra - to znesnadňuje příjem protonu tímto atomem ---
aromatické aminy jsou slabší báze než alifatické aminy
- u M-efektu jde o posun elektronů (u I-efektu o posun elektronů)
- v důsledku volného el. páru se projevují jako nukleofilní činidla se sloučeninami, které mají elektrofilní charakter
- nukleofilita v důsledku M-efektu u aromatických aminů - menší než u alifatických aminů

Diazotace
- reakce arom. aminů s dusitanem alkalických kovů v prostředí anorg. kyseliny --- tvorba
diazoniových solí

Diazoniové soli
- nestálé, reaktivní, využívají se v org. syntéze, jejich reakcí s fenoly nebo aroma- tickými aminy tzv. kopulací se průmyslově vyrábí azobarviva - -N=N- př. CH₃-N=N-CH₃

- barevnost org. sloučenin je dána přítomností skupiny zvané chromofor (u azobarviv -N=N-), která z barevného světla absorbuje některou z jeho složek, odražené světlo se jeví v barvě doplňkové
- mezi další azobarviva patří -indikátory - změna zabarvení v kyselém a zásaditém prostředí - způsobena vnitřním přesmykem v molekule (často přesmyk vodíku)

Oxidace - vede ke sloučeninám s velmi složitou strukturou př. anilín se oxiduje na velmi složité barvivo-
anilínovou čerň

1,6 hexamethylendiamin
- H2N-(CH₂)₆-NH2 - k výrobě polyamidu 6,6

anilín
- vysokovroucí jedovatá kapalina
- k výrobě barviv a léčiv

2 naftylamin
- dříve k výrobě azobarviv
patří mezi látky s největším karcinogenním účinkem
- k aminům patří i některé dusíkaté heterocykly např. pyrrol, pyridin
od pyrollu se odvozují mnohá přírodní barviva - chlorofyl, hemoglobin

pyridin
- v černouhelném dehtu
- odvozují se od něj některé alkaloidy - jedovaté dusíkaté látky obsažené v některých
rostlinách (nikotin, lobelín, pyperin)

Amidy
- patří mezi reaktivní funkční deriváty karboxylových kyselin
- častými meziprodukty org syntéz
- jejich dehydratací vznikají nitrily - jedovaté, skupina C=N

Sulfonamidy
- tvoří velkou skupinu léčiv - chemoterapeutik
př. sulfathiazol, sulfaguanidin, používané proti různým bakteriálním infekcím
- jejich význam poklesl objevem antibiotik, ale nyní znovu stoupá

Polyamidy
- syntetickou obdobou bílkovin, připravují se polykondenzací diaminů s dikarboxyl. kys. nebo polymerací cykl. amidů (laktamů)
- zejména k výrobě textilních materiálů
- k výrobě lan, ozubených kol, drobného spotřebního zboží