Химия 10 класс 10-X-4

3. Анилин

Анилин является родоначальником класса ароматических аминов, в которых аминогруппа непосредственно связана с бензольным кольцом:

Строение

Неподелённая электронная пара атома азота участвует в сопряжении с `pi`-системой бензольного кольца, что приводит к снижению основности ароматического амина:

Благодаря проявлению положительного мезомерного эффекта аминогруппы анилин как основание слабее метиламина в `10^6` раз. В данном случае учитывается влияние ароматического радикала фенила. Бензольное кольцо оттягивает на себя НЭП атома азота аминогруппы, что приводит к ослаблению основных свойств. В связи с вовлечением НЭП азота в сопряжение с π-электронной плотностью кольца основные свойства анилина проявляются в меньшей степени, чем у алифатических аминов.


Физические свойства

Анилин – бесцветная маслянистая жидкость, малорастворимая в воде.  Анилин обладает характерным запахом, ядовит.


Получение

Основной способ получения анилина – восстановление нитробензола.

1. Восстановление нитросоединений сульфидом аммония открыто ещё в 1842 году знаменитым русским химиком Н.Н. Зининым:

`"C"_6"H"_5"NO"_2+3("NH"_4)_2"S"->"C"_6"H"_5"NH"_2+3"S" darr+6"NH"_3 uarr+2"H"_2"O"` 

2. Впоследствии выяснилось, что восстановление можно проводить железными стружками или оловом в присутствии соляной кислоты либо алюминием (цинком) в растворе щелочи. Восстановление осуществляется атомарным водородом, который является более сильным восстановителем, чем молекулярный:

`"C"_6"H"_5"NO"_2+2"Al"+2"NaOH"+4"H"_2"O"->"C"_6"H"_5"NH"_2+2"Na"["Al"("OH")_4]`. 

3. В промышленных условиях восстановление нитробензола проводят водородом при  `250-350^@"C"` на никелевом или медном катализаторе. Метод разработан профессором Казанского университета Н. Н. Зининым (1842):

`"C"_6"H"_5"NO"_2+3"H"_2->"C"_6"H"_5"NH"_2+2"H"_2"O"`.

Химические свойства

1. Ароматические амины, являясь более слабыми основаниями, чем алифатические, реагируют с кислотами менее активно. Не растворяясь в воде, анилин растворяется в водном растворе минеральных кислот:

`"C"_6"H"_5"NH"_2+"HCl"->["C"_6"H"_5"NH"_3]^+"Cl"^-`.

Если к образующемуся хлориду фениламмония (солянокислому анилину `"C"_6"H"_5"NH"_2*"HCl"`) добавить достаточное количество раствора щёлочи, то анилин снова выделится в свободном виде:

`"C"_6"H"_5"NH"_2*"HCl"+"NaOH"->"C"_6"H"_5"NH"_2+"NaCl"+"H"_2"O"`. 

2. Аминогруппа – ориентант I рода, значительно облегчающий протекание реакций электрофильного замещения `"S"_"E"` по ароматическому кольцу. При комнатной температуре без катализатора анилин реагирует с бромной водой с образованием белого осадка `2`,`4`,`6`- триброманилина:

Для получения моногалогенидов необходимо снизить активирующее действие аминогруппы. «Защита» аминогруппы проводится реакцией ацилирования. Образующийся ацетанилид в реакции галогенирования образует исключительно пара-производные:

Для снижения основных свойств анилина и при получении п-нитро-анилина необходимо также провести предварительную «защиту» аминогруппы реакцией ацилирования. В качестве ацилирующих агентов могут быть использованы галогенангидриды или ангидриды карбоновых кислот:

Сульфирование анилина проводят концентрированной серной кислотой при `180– 200^@"C"`. Продуктом реакции является сульфаниловая кислота:

Аминогруппа понижает устойчивость бензольного кольца и к действию окислителей. Даже на воздухе анилин быстро буреет вследствие окисления.


Применение анилина

Анилин широко применяется в химической промышленности. Он является исходным веществом для получения анилиновых красителей, лекарственных веществ (например, сульфаниламидных препаратов), используется при производстве взрывчатки. Значительное количество аминов нашло применение в гидрометаллургии для извлечения металлов из руд и концентратов путём обработки водными растворами химических реагентов или их смесями.