Умият Курбанова
Ученический исследовательский проект по химии «Синтез и свойства азометина»
Общие методы создания C=N связи
Имин (азометин) - производное альдегида или кетона, в котором группа С = О заменена на группу С = N.
Конденсация альдегидов или кетонов с различными соединениями, содержащими аминогруппу (аммиак, амины и тд.) является основным методом введения в молекулу углерод-азотной связи, в результате чего происходит отщепление воды и образуется азометин. Этому предшествует образование карбониламинов, которые дегидратируются до азометинов.
Экспериментальная часть
Исходные вещества
В качестве исходных веществ для синтеза азометинов нами использовались :
Публикация «Ученический исследовательский проект по химии „Синтез и свойства азометина“» размещена в разделах
- Детские проекты, исследовательная деятельность
- Исследовательская деятельность
- Проекты. Проектная деятельность
- Свойства материалов и веществ
- Химия. Уроки химии
- Школьные, ученические проекты, исследовательские работы
- Темочки
1. Антраниловая кислота.
2. п-диметиламинобензальдегид.
Синтез антраниловой кислоты.
К 20 г. тонко растертого фталевого ангидрида, помещенного в небольшую колбу, приливают 80 мл. Разбавленного аммиака (6,096; ~ 10% раствор) и быстро взбалтывают смесь. Причем через 2-3 минуты почти весь фталевый ангидрид растворяется и образуется аммонийная соль фталаминовой кислоты.
Быстро охладив нагревающуюся жидкость, отфильтровывают от небольшого количества кристаллов не прореагировавшего фталевого ангидрида и выделяют свободную фталевую кислоту действием 64 мл соляной кислоты удельного веса 1,112 (получается смешением равных объемов чистой крепкой кислоты и воды).
Охлаждают под краном при сильном взбалтывании, отсасывают кристаллы фталаминовой кислоты на воронке Бюхнера и промывают очень малым количеством холодной воды. Кислоту высушивают между листами бумаги или в вакуум-эксикаторе над серной ки слотой. Фталаминовая кислота плавится при 148 - 149°С. Выход около 20 г.
Бромноватокислый натрий готовят приливанием 5,3 мл (16 г) брома к 140 мл 10% раствора едкого натра при энергичном взбалтывании и охлаждении, чтобы избежать образования броиноватой щелочи. Для завершения реакции раствор выдерживают 15-20 минут. 16, 5 г фталаминовой кислоты растворяют в 100 мл 10% раствора едкого натра и при охлаждении (под краном) и энергичном перемешивании прибавляют небольшими пор порциями (по 20 мл) бромноватистокислый натрий и оставляют раствор стоять на пол часа. Затем приливаю немного крепкого раствора сернистокислого натрия и осторожно прибавляют 35 мл HCI прежней концентрации (жидкость сильно вскипает вследствие выделения углекислоты и сернистого газа). Сгущают раствор до объема 100 мл (выпариванием на водяной бане, фильтруют и осаждают антраниловую кислоту 40 мл 30% уксусной кислотой. Сильно охлаждают раствор, отстаивают выделившуюся антраниловую кислоту и перекристаллизовывают ее из горячей воды. Температура плавления антраниловой кислоты 144 - 145°С. Выход около 10 - 11 г.
Антраниловая кислота, как и многие о-аминокислоты, сладковатого вкуса.
Синтез 2-карбокси-N-(4-диметиламинобензилиден)-анилина
В трехгорлую колбу, снабженную мешалкой и обратным холодильником помещают 0,91 г (0,0066 моль) антраниловой кислоты и 1 г (0,0066 моль) п - диметиламинобензальдегида в 45 мл этанола.
Реакционную массу перемешивают на водяной бане при 75 - 80°С в течение 3 часов. Через 15-20 мин исходные вещества полностью растворяются в этаноле. По окончании реакции выпадает осадок красного цвета. Охлаждают до комнатной температуры. Выпавшие кристаллы отфильтровывают, сушат на воздухе. Перекристаллизовывают из воды.
Кристаллы красного цвета.
Выход 1,2 г (63%)
Температура плавления 175°С
ИК спектр: 1595 см'1; 1670 см'1 (- СН = N -)
Растворяется в этаноле, хлороформе.
Не растворяется в воде, гексане, эфире.
Реакция идет по схеме:
Результаты:
Реакция конденсации п-диметиламинобензальдегида с некоторыми замещенными ароматическими аминами
Азометины - одни из самых широко распространенных органических соединений. Прошло более ста лет после открытия реакции Шиффа, однако интерес химиков к азометинам не угас. Наоборот, большое число химиков увлекаются этими соединениями по сей день. Особый интерес представляют азометины полученные на основе ароматических гетероциклических аминов.
Во-первых, они устойчивы, во-вторых, исходные соединения доступны, в третьих, многие из них обладают широким спектром биологического действия.
Для синтеза нового азометина в качестве исходных веществ нами использовались 4-диметиламинобензальдегид, как карбонильное соединение, а в качестве аминов использовали антраниловую кислоту.
В 4-диметиламинобензальдегиде в ядре находится сильная электродонорная группа в пара положении -N(CH3)2. Она обладает положительным мезомерным эффектом (+М, направленным в сторону бензольного ядра. Поэтому электрофильность углерода карбонильной группы в 4-диметиламинобензальдегиде снижается. Это показано ниже.
В качестве амина нами использовалась ортоаминобензойная (антраниловая кислота).
В антраниловой кислоте карбоксильная группа находится в ортоположении относительно аминогрупп, а мезомерный эффект передается, как правило, в орто и пара положения. Нуклеофильность и основность аминогруппы уменьшается за счет отрицательного мезамерного (-М) и частично из-за отрицательного индуктивного (-J) эффекта карбоксила.
Реакция п-диметиламинобензальдегида с ароматическим аминам проводили в спирте при температуре 75 - 80°С. Конденсация п- диметиламинобензальдегида с антраниловой кислотой протекает при t = 75°С в течение 3 часов.
XXIV Республиканская научно-практическая конференция молодых исследователей
«Шаг в будущее»
Строение полученного 2-карбокси-М-(4-диметиламинобензилиден)-анилина подтверждено данными ИК- спектроскопии. В ИК- спектре его обнаружено интенсивная полоса в области 1610 см-1, принадлежащая азометиновой группе. Выход 2-карбокси-N-(4-диметиламинобензилиден)-анилина составляет 63%.
Реакция конденсации п-диметиламинобензальдегида с ароматическим аминам позволила получить ранее неизвестный азометин и изучить его свойства.
Изучена растворимость синтезированного азометина в различных растворителях. Азометины представляют собой окрашенные вещества.
