Аминоспирты
Аминоспирты́ (аминоалкоголи, алканоламины, гидроксиамины), алифатические соединения, содержащие амино- и оксигруппы. По взаимному расположению этих групп в молекуле различают 1,1-аминоспирты (например, метаноламин), 1,2-аминоспирты (например, этаноламин) и т. п. Аналогично аминам, в зависимости от степени замещения атомов водорода в аминогруппе, аминоспирты делят на первичные, вторичные и третичные. Наиболее изучены и практически важны 1,2-аминоспирты, которым и посвящена данная статья. Аминоспирты – слабые основания. С увеличением числа групп ОН температура кипения повышается, а показатель константы кислотности (рКа) понижается. Аминоспирты вступают в реакции, характерные для аминов и спиртов. Однако из-за взаимного влияния амино- и гидроксигрупп аминоспирты труднее дегидратируются, этерифицируются или N-алкилируются спиртами, чем соответствующие амины и спирты. Аминогруппа первичных и вторичных аминоспиртов реагирует легче. Так, разбавленные минеральные и сильные карбоновые кислоты образуют с аминоспиртами кристаллические аммониевые соли, например:Диоксид углерода и сероводород в водном растворе при комнатной температуре дают непрочные соли, распадающиеся при нагревании на исходные компоненты, например:При взаимодействии с диоксидом углерода в безводной среде аминоспирты превращаются в замещённые карбаминовые кислоты, разлагающиеся в воде на карбонаты и затем на исходные компоненты:Первичные и вторичные аминоспирты реагируют с сульфоксидом углерода и сероуглеродом в водном растворе на холоду:
Высшие жирные кислоты образуют с аминоспиртами при умеренных температурах нейтральные соли (мыла), дегидратирующиеся при 140–160 °С в алканоламиды.
С альдегидами и кетонами аминоспирты образуют основания Шиффа HOCH(R)CH2N=CHR', с формальдегидом – метилольные производные HOCH(R)CH2N(R)CH2OH. При каталитическом гидрировании смесей первичных аминоспиртов с формальдегидом получаются N,N-диметилалканоламины HOCH(R)CH2N(CH3)2. По группе ОН аминоспирты реагируют с сильными кислотами с образованием сложных эфиров. Так, нагреванием с концентрированной серной кислотой этаноламин превращается в 2-аминоэтилсерную кислоту H2NCH2CH2OSO3H, которая под действием щёлочи образует этиленимин. Последовательное действие на диэтаноламин концентрированной серной кислоты и щёлочи приводит к морфолину. Хлористый тионил замещает гидроксигруппы в аминоспиртах на хлор. Аммонолиз и аминирование аминоспиртов приводят к ди- и полиаминам, например:
В более жёстких условиях этанол- и диэтаноламин с аммиаком образуют пиперазин, изопропаноламин-2,5-диметилпиперазин, например:
Периодаты в кислой среде окисляют аминоспирты в формальдегид и аммиак; перманганат калия в щелочной среде (200–300 °С) – в калиевую соль соответствующей аминокислоты:
Аминоспирты восстанавливают антрахинон в дигидроксиантрацен, ацетон – в изопропанол, а ионы свинца Рb2+, серебра Ag+ и ртути Hg+ – в металлы. С ионами меди Cu2+, хрома Cr3+, железа Fe3+ и других металлов аминоспирты образуют хелаты.
В промышленности аминоспирты получают:
1. Аммонолизом или аминированием эпоксисоединений соответственно аммиаком или аминами, например:
Соотношение моно-, ди- и триалканоламинов в образующейся смеси зависит от количества аммиака. При использовании первичных и вторичных аминов получают N-замещённые аминоспирты.
2. Восстановлением 1,2-нитроспиртов, синтезируемых альдольной конденсацией из низших нитропарафинов и формальдегида, например:
Аминоспирты используют как поглотители при очистке газов, как сшивающие агенты в производстве полиуретанов, ускорители вулканизации. Соли серной и фосфорной кислот с аминоспиртами – ингибиторы коррозии, средства, облегчающие размол цемента и улучшающие его качество. Мыла с высшими жирными кислотами (С12, С10 – С16, С18 и др.) – эмульгаторы в текстильной, косметической и фармацевтической промышленности. Получаемые из аминоспиртов N-(2-гидроксиэтил)амиды – детергенты и стабилизаторы пен, компоненты мыл, моющих порошков, шампуней и лосьонов. Комплексы аминоспиртов с ионами металлов применяют в гальванотехнике для бесцианидного покрытия медью и цинком, что улучшает адгезию к поверхности и придаёт покрытиям блеск и устойчивость к коррозии.
Аминоспирты малотоксичны. Пары раздражают слизистые оболочки глаз и дыхательных путей; при длительном контакте с кожей могут вызвать дерматит.