실험일자: 2021년 11월 25일 (목6789교시) 예비보고서 작성자: 2조 / 20180879 / 이수혁 제목 제 13주차 아민의 성질 Ø 실험 목적 실험을 통한 아민의 반응과 아민의 차수 확인 최종목표 및 - 아민의 성질 세부 목표 - 아마이드 생성 반응 - Hinsberg test Ø 아민(amine) • 암모니아 분자( )에 수소 원자 대신에 알킬기 또는 아릴기가 치환된 화합물 • N에 치환된 알킬기 또는 아릴기의 수에 따라 일차, 이차, 삼차 아민으로 분류 Ø 아민염(amine salt) • 아민의 질소는 4개의 치환기 또는 원자와 결합할 수 있음. • 무기산의 수용액과 염을 형성 이론적 배경 ¹⁾ ▶ 아민 : 아민은 암모니아( )에서 하나 이상의 수소가 알킬 또는 방향족 고리로 치 환된 작용기를 포함한 질소 유기 화합물이다. 화합물은 아민기 외에 다른 작용기가 같이 존재할 수도 있다. ²⁾ Ø 아민의 물리적 성질 l 끓는점 • 1‘, 2’ 아민 : N-H 결합의 전기음성도로 차이에 의한 극성으로 수소결합 • 1‘, 2’ 아민 : 분자간 수소결합 형성하여 물, 알코올보다 끓는점이 낮지만, 비슷한 분 자량의 alkane 보다는 높음. • 3‘ 아민 : N-H 수소결합을 할 수 없어 동일한 분자량을 가진 일차, 이차 아민보다 끓는점이 낮음 l 용해도 • 분자량이 작은 아민은 물과 수소결합을 하여 잘 녹음. ¹⁾ ▶ 아민의 물리적 성질 : 아민은 극성인 C-N과 N-H 결합 때문에 쌍극자-쌍극자의 상호작용을 보인다. 1차 아민 과 2차 아민은 N-H 결합이 있으므로 분자 간 수소 결합을 할 수 있다. 그러나 질소가 산소보다 전기음성도가 작으므로 N과 H의 분자 간 수소 결합은 O와 H의 분자 간 수소 결합보다 약하다. 일반적으로 분자량이 비슷한 3차 아민과 2차 아민에서 3차 아민은 수소 결합을 할 수 없어서 2차 아민보다 끓는점이 낮다. 아민은 일반적으로 크기에 상관없이 유기 용매에는 잘 녹는다. ³⁾ l 아민의 염기도 • 아민은 질소의 비공유 전자쌍으로 인해 수용액 중에서 염기성을 가짐. 이론적 배경 • (수용액에서의) 아민의 염기도 : 전자유발효과, 입체 효과 등의 영향을 받음 ¹⁾ ▶ 아민의 염기도 : 아민의 화학은 질소의 고립 전자쌍에 많은 영향을 받는다. 따라서 아민은 염기성이면서 친핵성이다. 산과 반응하여 산-염기 염을 형성하며 극성 반응에서 친전자체와 반응한다. 아민은 산소를 포함한 유사체인 알코올과 에터보다 훨씬 센 염기이다. 아민이 물에 녹 으면 물이 산으로 작용하여 아민에 양성자를 옮기는 평형이 이루어진다. ⁴⁾ Ø 아민의 반응 : 아마이드 생성 반응 , 1° 와 2° 아민과 산무수물, 산염화물 또는 에스터와의 반응 - 아미노기의 수소가 아실기로 치환된 유도체 형성 ▶ 아마이드 : 아마이드는 카복실산에서 카복시키(-COOH)에서 하이드록시기(-OH)가 아미노기(-NH2)로 치환된 화합물이므로 카보닐기에 질소원자가 결합되어 있습니다. 대표 적으론 요소 등이 있구요, 단백질도 아다이드 결합으로 연결된 고분자 화합물이며, 나일 론, 비단, 모직도 수백개의 아마이드 결합을 가지고 있습니다. ⁵⁾ Ø 아민의 확인: Hinsberg test • Benzene sulfonyl chloride와의 반응으로 1’, 2’, 3’ 아민을 확인하는 방법 ▶ Hinsberg test : 아민은 수산화나트륨 용액과 염화 벤젠설포닐이 함유된 시약이 기질에 첨가된다. 1차 아민은 용해성 설포나미드 소금을 형성한다. 이 소금의 산성화는 1차 아민의 설포나미드를 침전시킨다. 같은 반응에서 2차 아민은 바로 불용성 설폰아미 드를 형성할 것이다. 3차 아민은 원래 시약(벤젠 설포닐 염화물)과 반응하지 않고 불용성 인 상태로 남는다. 묽은 산을 첨가한 후에 이 불용성 아민은 용해성 암모늄 소금으로 전 환된다. 3차 아민은 다양한 조건에서 염화 벤제네설포닐과 반응할 수 있다. 아민에 대한 힌스버그 테스트는 반응 속도, 농도, 온도, 용해도를 고려해야 유효하다. ⁶⁾ Ø 실험 시약 및 기구 기구 및 시약 Ø 실험 시약 Ø 실험 방법 실험방법 1) 차분희, 2021-2학기 13주차 아민의 성질 자료.pdf, 2021.11.19. https://polymer.kumoh.ac.kr/polymer/sub0601.do?mode=view&articleNo=334578&article. offset=0&articleLimit=10#/list 2) 화학백과, 아민, 2021.11.19. https://terms.naver.com/entry.naver?docId=5662844&cid=62802&categoryId=62802 3) 네이버 지식백과, 아민 물리적 성질, 2021.11.19. https://terms.naver.com/entry.naver?docId=5662844&cid=62802&categoryId=62802 참고문헌 4) 네이버 블로그(최짱지), 아민의 염기도, 2021.11.19. https://blog.naver.com/yi1537/221484693409 5) 네이버 블로그(롤빵또끼), 아마이드, 2021.11.19. https://m.blog.naver.com/PostView.naver?isHttpsRedirect=true&blogId=lovenmin&logNo= 220031162519 6) 위키피디아, Hinsberg test, 2021.11.19. https://en.wikipedia.org/wiki/Hinsberg_reaction