الأمينات

تتكون الأمينات من مجموعة ألكيل أو أكثر، تحل محل ذرة هيدروجين أو أكثر في الأمونيا، وتصنف الأمينات إلى أمينات أولية، أو ثانوية، أو ثالثية، وذلك حسب عدد مجموعات ⁦(-R)⁩ المرتبطة مباشرة بذرة النيتروجين، وقد تكون مجموعات ⁦(-R)⁩ متماثلة أو غير متماثلة.

تمرين (11): اكتب مثالاً على كل صنف من أصناف الأمينات.

• أ. حسب النظام الدولي ⁦(IUPAC)⁩:

  تسمى الأمينات الأولية باعتبارها مشتقات من الهيدروكربونات ذات السلسلة الأطول، ويشار للمجموعة $NH_2$ باسم أمينو.

• ب. التسمية الشائعة: ويتم ذلك بإضافة كلمة أمين إلى أسماء الجذور الألكيلية المتصلة بالمجموعة الوظيفية، وقد وُضعت الأسماء الشائعة ضمن أقواس.

مثال (12): سمّ المركبات الآتية: $CH_3-NH_2$ (أمينو ميثان «ميثيل أمين») | $CH_3CH_2-NH_2$ (أمينو إيثان «إيثيل أمين»)

2. تحضير الأمينات الأولية: يمكن تحضير الأمينات الأولية من تفاعل الأمونيا مع هاليدات الألكيل في مرحلتين، يتم في المرحلة الأولى تكوين ملح ألكيل الأمونيوم، بينما يُحرر الأمين في المرحلة الثانية، بإضافة قاعدة قوية مثل هيدروكسيد الصوديوم:

$NH_3 + CH_3CH_2-I \longrightarrow CH_3CH_2NH_3^+I^-$ $CH_3CH_2NH_3^+I^- + NaOH \longrightarrow CH_3CH_2NH_2 + NaI + H_2O$

3. الخواص الفيزيائية للأمينات:

• الأمينات الدنيا غازات أو سوائل تمتاز بروائح نشادرية نفاذة وأبخرة مميزة.
• تذوب الأمينات في معظم المذيبات العضوية، وتقل قابليتها للذوبان في الماء بازدياد الكتلة المولية للأمين.
• الأمينات الأولية والثانوية مركبات قطبية، تكوّن روابط هيدروجينية بين جزيئاتها بسبب وجود ذرة هيدروجين مرتبطة بذرة النيتروجين، ما يجعل درجة غليانها أعلى من درجة غليان الألكانات المناظرة.
• روائح الأمينات العليا كريهة جداً.

الخواص القاعدية وتشكيل الأملاح: تمتاز الأمينات الأولية بخاصية قاعدية ضعيفة كما هو الحال في الأمونيا، لوجود زوج إلكترونات حر على ذرة النيتروجين، ولذلك فهي قادرة على تشكيل الأملاح مع هاليدات الهيدروجين ⁦HX⁩. $R-NH_2 + H^+X^- \longrightarrow [R-NH_3]^+X^-$

مثال (13): اكتب معادلة تفاعل ميثيل أمين مع حمض ⁦HBr⁩. الحل: $CH_3-NH_2 + HBr \longrightarrow CH_3NH_3^+Br^-$

تمرين (12): أكمل الفراغ في معادلة التفاعل الآتية: $CH_3CH_2-NH_2 + \dots \longrightarrow CH_3CH_2NH_3^+Cl^-$

توجد عدة طرق لفصل المركبات العضوية والتعرف عليها من أهمها الكروماتوغرافيا: وهي طريقة لفصل وتنقية وتكميم المواد الكيميائية المختلطة، تعتمد على توزيع مكونات الخليط بنسب مختلفة بين مكوني نظام ثنائي أحدهما متحرك والآخر ثابت حسب قوى الروابط الجزيئية بين المكونين المتحرك والثابت، ويمكن تصنيف طرق (الكروماتوغرافيا) المختلفة على أساس مكونات النظام الثنائي إلى عدة أنواع:

1. كروماتوغرافيا سائل-صلب: تستخدم مكوناً صلباً كالسيلكا أو الألومينا والكلس، ومكوناً سائلاً متحركاً كأي مذيب كالماء أو المذيبات العضوية المعروفة.
2. كروماتوغرافيا صلب-غاز: تستخدم سائلاً مدمصاً على صلب كمكون ثابت، وأحد الغازات كمكون متحرك مثل غاز الهيليوم والأرجون.
3. كروماتوغرافيا سائل-سائل: حيث يكون النظام الثابت سائلاً والمتحرك سائلاً وهذا النوع يعرف بكروماتوغرافيا الطرد المركزي.

كروماتوغرافيا الطبقة الرقيقة ⁦(TLC)⁩: تتكون من شريحة زجاجية أو معدنية أو بلاستيكية رقيقة نسبياً ومغطاة بطبقة رقيقة من مادة صلبة متماسكة بعضها مع بعض ومع الشريحة. يتم وضع نقطة صغيرة من الخليط في أسفل شريحة، ومن ثم يتم وضع الشريحة في وعاء فيه منسوب مناسب من السائل، وعن طريق خاصية الانتشار تبدأ المادة الصلبة بامتصاص السائل الذي ينتشر بالاتجاه العلوي ساحباً معه المواد المكونة للخليط، فتنفصل المواد المكونة للخليط بعضها عن بعض حسب قوى الترابط بين السائل وهذه المواد، وبين الصلب والمركبات العضوية التي تعتمد على الصفات القطبية للنظام. الكروماتوغرافيا العمودية: يتم فيها وضع المادة الصلبة التي تستخدم لفصل المواد بعضها عن بعض مثل السيلكا جل أو الألومينا مشربة في سائل أو خليط من السوائل، ثم يوضع الخليط المراد فصله داخل الأنبوب على السطح العلوي الصلب، ثم يتم تمرير سوائل معينة، وتبدأ السوائل في دفع المواد للأسفل، ويتم تجميع المواد الخارجة من الأنبوب في أوعية مرقمة حسب خروجها، ومن ثم يتم تحليلها.

• أ. ميثانول
• ب. إيثان
• ج. أسيتون
• د. حمض الميثانويك

2. ماذا ينتج عن أكسدة الكحولات الأولية باستخدام بيرمنغنات البوتاسيوم، وإضافة حمض معدني قوي؟

• أ. ألدهيد
• ب. حمض كربوكسيلي
• ج. كيتون
• د. هاليد ألكيل

3. ما المركب الذي يختزل كاشف تولن؟

• أ. البروبانون
• ب. الإيثانال
• ج. الإيثانول
• د. حمض الإيثانويك

4. ماذا ينتج عن اختزال الكيتونات؟

• أ. الكحولات الأولية
• ب. الكحولات الثانوية
• ج. الكحولات الثالثية
• د. الألدهيدات

5. ما المجموعة التي تميز الألدهيد والكيتون؟

• أ. $C=O$
• ب. $NH_2$
• ج. $COOH$
• د. $OH$

6. ما المجموعة الوظيفية في الحموض الكربوكسيلية؟

• أ. $OH$
• ب. $H-C=O$
• ج. $C=O$
• د. $COOH$

7. ما المادة التي تختزل الحموض الكربوكسيلية إلى الكحولات الأولية مباشرة؟

• أ. $O_2$
• ب. $LiAlH_4$
• ج. $MnO_4^-$
• د. $P_2O_5$

8. ما نوع المركب العضوي $CH_3COOH$؟

• أ. حمض كربوكسيلي
• ب. كحول
• ج. إستر
• د. كيتون

9. ماذا يسمى تفاعل الإستر مع هيدروكسيد الصوديوم؟

• أ. أكسدة
• ب. تصبّن
• ج. حذف
• د. أسترة

السؤال الثاني: عبّر بالمعادلات الكيميائية عن كلّ من التفاعلات الآتية، وسمّ المركبات العضوية الناتجة:

1. أكسدة 1- بروبانول باستخدام دايكرومات البوتاسيوم في وسط حمضي.
2. اختزال حمض الإيثانويك باستخدام هيدريد ليثيوم ألمنيوم ($LiAlH_4$).
3. تفاعل كلورو إيثان مع ⁦NaOH⁩ في وسط كحولي.

السؤال الثالث: يتفاعل حمض الإيثانويك مع الإيثانول في حمام مائي بوجود حمض الكبريتيك المركز وفق المعادلة الآتية: $CH_3COOH + C_2H_5OH \xrightleftharpoons{H_2SO_4} CH_3COOC_2H_5 + H_2O$

1. سمّ المركب العضوي الناتج بحسب النظام العالمي ⁦(IUPAC)⁩.
2. ما دور حمض الكبريتيك المركز في هذا التفاعل؟

السؤال الرابع: أكمل المعادلات الآتية بكتابة الناتج العضوي المناسب: $CH_3-CHO + (2Ag^+ + 3OH^-) \xrightarrow{\Delta}$ $CH_3CH_2-CHO + (2Cu^{2+} + 5OH^-) \xrightarrow{\Delta}$ $CH_3CH_2CH_2OH \xrightarrow[400-200 ^\circ\text{س}]{Cu}$ $CH_3-C(CH_3)(OH)-CH_2-CH_3 \xrightarrow[160 ^\circ\text{س}]{H_2SO_4}$ $H_3C-C=C-H + H-Cl \longrightarrow$

السؤال الخامس: صنّف الأمينات الآتية إلى: أولية - ثانوية - ثالثية.

1. $CH_3CH_2NH_2$
2. $(CH_3)_3N$
3. $(C_2H_5)NHCH_3$

   السؤال السادس: اكتب نواتج تفاعل يودو إيثان مع الأمونيا وهيدروكسيد الصوديوم.

السؤال السابع: مركب عضوي ⁦A⁩ له الصيغة العامة $C_5H_{10}O_2$ ينتج من تفاعل حمض كربوكسيلي ⁦RCOOH⁩ مع كحول أولي مشبع $R'CH_2OH$. وإذا تفاعل هيدروكسيد البوتاسيوم مع المركب العضوي ⁦A⁩ أعطى ملحاً كتلته $\frac{49}{51}$ من كتلة المركب ⁦A⁩، علماً أن الكتلة المولية للبوتاسيوم تساوي 39 غم/مول.

1. اكتب المعادلات الكيميائية المعبرة عن جميع التفاعلات الحاصلة.
2. استنتج صيغة كلّ من الحمض والكحول.

السؤال الثامن: ادرس المخطط الآتي، واكتب صيغ وأسماء المواد المتفاعلة والمواد العضوية الناتجة (والعوامل المساعدة) المشار إليها بالحروف ⁦(A, B, C, D)⁩ الواردة في المخطط. $CH_3CH_2CH_2CH_2Br + NaOH_{(aq)} \longrightarrow [A] \xrightarrow{K_2Cr_2O_7/H^+} CH_3CH_2CH_2CHO$ $CH_3CH_2CH_2CHO \xrightarrow{MnO_4^-/H^+} [C] + [B]$ $[C] + [D] \xrightleftharpoons{} H_2O + CH_3CH_2CH_2-OCH_2CH_3$

أقرأ كل عبارة من العبارات الآتية، ثم أضع إشارة (✓) في المكان المناسب: