胺的用途

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简介

胺的用途是指其在纺织工业、医药工业等领域的应用。氨是胺的主要来源，也是已知的有机化合物之一。各种产品都来源于氨，胺就是其中之一。胺作为一种有机化合物，充当着合成其他有机和无机产品的起始剂。

什么是胺？

胺是一种源自 NH3 或氨的化学化合物。它属于其官能团含有孤对氮原子有机氮化合物。生物碱在其结构中包含不同程度的胺，自然存在。这些化合物存在于某些植物中，包括组胺、肾上腺素、去甲肾上腺素和多巴胺。

与氮原子结合的碳键数量将胺分类为不同程度的分子，例如叔胺、仲胺和伯胺。该化合物作为氨衍生物，满足与工业部门相关的各种用途。胺用作核心产品，也用作制药和农用化学品行业的副产品。

胺的类型

胺根据其从胺结构中取代氢原子的程度分为三种类型。它们是：伯胺、仲胺和叔胺。

伯胺

伯胺是通过取代氨的有机化合物中的一个氢原子而产生的。芳香族或烷基执行此任务。一些伯烷基胺的例子包括甲胺和氨基酸。

图 1：胺的分类

仲胺

如果芳基、烷基或两者都取代了氨的有机化合物中的两个氢原子，则会导致仲胺。

叔胺

当三个有机取代基与基于氨的有机化合物连接时，则称为叔胺。

胺的组成

胺是有机化合物，与官能有机氮基团有关。它包含一对孤对氮原子。胺基与水分子之间形成氢键，从而导致水溶性和沸点的升高。属于与胺基相连的羰基的化合物被称为氨基酸化合物。氨基酸结构表示为 R-CO-NR'R，这里，胺基通过用烷基或芳基取代两个氢原子而处于叔级。

该化合物的基本结构是其广泛应用的原因。芳香胺结构是通过将胺基单数或多数量地连接到苯环上形成的，这导致苯环在还原反应中呈现碱性特征。在电子给予方面，芳香胺化合物与脂肪族胺相比反应性较低，这是由于氮原子孤对电子向苯环的离域。

伯胺是由三个中的一个氢原子被芳香族元素或烷基取代形成的。如果取代的氢原子数量为两个，则会出现仲胺。有机取代基取代所有三个氢原子会产生叔胺。对于胺的饱和或不饱和环状结构，只能分为叔级和仲级。

胺的物理特性

胺的性质及其结构有助于其在各个领域的应用。其物理性质如下：

• 这些化合物的沸点高，并且可溶于水，因为它在胺基中含有氢原子。随着胺化合物的级数增加，其在水中的溶解度降低，这导致结构中碳原子的增加。

• 胺化合物中碳原子的数量变化会改变其存在状态。这些化合物通常以气态存在，碳原子数量较少。它带有鱼腥味。胺在胺结构中含有三个碳原子时呈液态。当碳原子数量超过三个时，胺会以固体物质的形式出现。

• 胺大多无色。大气氧化可以帮助胺获得一些颜色。

胺的化学特性

下面描述了胺的一些重要的化学特性：

• 胺是碱性的。烷基数量的增加会增加胺的碱性。

• 胺参与各种化学反应。这些过程包括酰化、烷基化、异氰化物反应和亲电取代。

• 胺作为氨的专用来源，与芳基磺酰氯、亚硝酸反应，并产生黄色油状物质。

胺的应用

胺用于各种日常需求，并且具有药用价值。

日常生活中胺的应用

• 使用胺作为核心材料制备材料染料。

• 胺用于处理其他气体。使用胺通过燃烧气体使 CO₂ 脱除。

• 在服装和纺织工业中，偶氮染料对于处理尼龙和皮革等物质至关重要。胺用于制备偶氮染料。

• 使用胺可以防止化工行业中的润滑油和锅炉腐蚀。

• 胺用于提高除草剂的溶解度。它们也被称为乳化剂。

• 它也用于照片冲印。

图 2：胺用于商业规模的染料制备

胺在制药中的应用

• 度冷丁和吗啡是两种已知的止痛药，含有胺作为官能团，具有重要的药用价值。胺在这些药物中经常被使用。

• 奴佛卡因是一种麻醉药。它高度依赖于胺。

• 苯海拉明糖浆使用了抗组胺药苯海拉明。胺是其溶剂之一。

• 体内的神经递质需要像血清素这样的兴奋剂。胺也是用于相同目的的良好兴奋剂。

• 体内的氨基酸可以调节维生素水平，并且可以从胺中获取。

图 3：制备手性胺衍生物的 N-亚磺酰亚胺用于药物生产

Professorattemple，亚磺酰亚胺应用，CC BY-SA 3.0

结论

烷基或芳香族取代基取代氨的有机化合物中的氢原子，这些有机化合物被分类为伯胺、仲胺和叔胺。胺通常无色，沸点高。这些化合物用于化工和制药行业。

常见问题

Q1. 胺的电荷是什么意思？

答：三个取代基、一个氮原子、至少两个氢原子和一对孤电子共同构成胺官能团。孤对电子充当电子给予体，对任何缺电子基团或溶液起作用。因此，胺富含电子，由于存在电子对而被认为带负电荷。氮与 4 个取代基结合，氮原子带正电荷。

Q2. 胺的官能团是什么？

答：胺来源于氨的加工。因此，它被称为氨的有机化合物。芳基或烷基取代氢原子以产生胺。因此，伯胺包含 –NH2 官能团，仲胺包含 –NHR 官能团，叔胺以 –NR3 官能团存在。

Q3. 影响胺碱性的因素有哪些？

答：在与胺基相同的化合物中存在给电子基团会增加胺的碱性，而在存在吸电子基团的情况下，含有胺基的有机化合物会降低其碱性。