Часть III. ОРГАНИЧЕСКАЯ ХИМИЯ

Раздел 18. АЗОТСОДЕРЖАЩИЕ ОРГАНИЧЕСКИЕ СОЕДИНЕНИЯ

§ 18.3. Анилин

Простейшим представителем ароматических аминов является анилин C₆H₅NH₂. Его можно рассматривать как производное бензола, в молекуле которого атом водорода замещен аминогруппой, или как производное аммиака, в молекуле которого один атом водорода замещен радикалом фенілом. Структурная формула анилина такая:

Анилин - бесцветная маслянистая жидкость со слабым характерным запахом. Он немного тяжелее за воду и малорастворим в ней, но хорошо растворяется в спирте, эфире, бензоле. Ядовитый. На свойства анилина влияет бензольне ядро. -Электроны бензольного ядра, вступая во взаимодействие с неразделенной электронной парой азота, притягивают ее в свою сферу и оттягивают на себя. Как следствие этого на атоме азота уменьшается электронная плотность, слабее связывается протон и меньше образуется свободных гидроксильных ионов. Поэтому анилин проявляет очень слабые основные свойства (они выражены слабее, чем у аминов насыщенного ряда и аммиака). Например, раствор анилина не окрашивает лакмус в синий цвет, но при взаимодействия с сильными кислотами анилин образует соли (подобно аминов насыщенного ряда):

C₆H₅NH2 + НСl -> (С₆Н₅NН₃)Сlили C₆H₅NH₂ ∙ НСl.

Хлорид Солянокислый

Фенил аммония анилин

Солянокислый анилин хорошо растворим в воде. Если к такому раствору добавить достаточное количество раствора щелочи, то анилин снова выделится в свободном состоянии:

C₆H₅NH₂ ∙НСl + NaOH -> C₆H₅NH₂ + NaCl + Н₂О.

Значительное влияние на бензольне ядро имеет аминогруппа. Это проявляется в увеличении подвижности водородных атомов по сравнению с бензолом. Так, анилин легко взаимодействует с бромной водой при обычных условиях - без катализатора и нагрева:

C₆H₅NH₂ + ПЗr₂ -> C₆Br₃NH₂ + ЗНВr.

По этой самой причине анилин легко окисляется. На воздухе анилин быстро буреет вследствие окисления. Легко взаимодействует с другими окислителями, образуя вещества различной окраски. Так, при взаимодействия анилина с хлорной известью появляется характерное фиолетовое, окраску. Это одна из наиболее чувствительных качественных реакций на анилин. При взаимодействия анилина с хромовой смесью (смесь концентрированной серной кислоты и дихромату калия К₂Сr₂O₇) образуется черный осадок, который называют черным анилином. Последний применяют как прочный краситель (для окрашивание тканей и меха в черный цвет). Конечно ткань сначала пропитывают раствором окисника. Черный анилин, образуется, откладывается в порах волокна. Он не растворим в воде и устойчив к воздействию мыла и света.

Добывания. Анилин и другие первичные ароматические амины добыто с помощью реакции, которую открыл еще в 1842 г. знаменитый русский химик М. М. Зинин. Реакция Зинина - это метод извлечения ароматических аминов (в том числе и анилина) восстановлением нитросоединений. Следует подчеркнуть, что восстановление нитросоединений является общим, но не единственным способом добывания аминов.

М. М. Зинин использовал как восстановитель сульфид аммония:

C₆H₅NO₂ + 3(NH₄)₂S -> C₆H₅NH₂ + 3S + 6NH₃ + 2Н₂О.

Однако потом как восстановитель начали применять водород. В последнее время основным промышленным способом получения анилина является восстановление нитробензола чугунными стружками при наличии небольшого количества соляной кислоты (ее конечно заменяют хлоридом аммония). Этот процесс можно представить уравнением

4C₆H₅NO + 9Fe + 4Н₂О -> 4C₆H₅NH₂ + 3Fe₃O₄.

В последнее время и этот способ постепенно вытесняется более перспективным контактным способом - пропусканием смеси паров нитробензола и водорода над катализатором при 800 °С:

C₆H₅NO₂ + ЗН₂ -> C₆H₅NH₂ + 2Н₂O.

Реакцией Зинина анилин добывают в больших количествах. Таким же способом добывают и другие ароматические амины, например толуїдини с нітротолуолів. Анилин и толуїдини являются исходными продуктами для получения анилиновых красителей, лекарственных веществ и многих других ценных соединений.

Открытое М. М. Зининым преобразования ароматических нитросоединений в амины дало начало новой эпохе в химической промышленности и стало толчком для бурного развития промышленности органического синтеза, особенно анілінофарбової и фармацевтической промышленности. “Если бы Зинин не сделал ничего более, кроме превращения нитробензола в анилин, то и тогда его имя осталось бы записанным золотыми буквами в истории химии”, - так закончил свою речь, посвященную памяти Н. М. Зинина, в 1880 г. президент Немецкого химического общества, основатель немецкой анілінофарбової промышленности А. В. Гофман.