Основность аминов и анилинов — Органическая химия для олимпиад

Основность аминов и анилинов

8 заданий

Шкала основности

linkОпора

Основность амина удобно выражать через кислотность его сопряжённой кислоты — иона \(\ce{R3NH+}\) (урок 23). Чем доступнее неподелённая пара атома азота, тем сильнее основание и тем больше \(pK_{aH}\). На доступность пары влияют сопряжение, гибридизация атома азота и индуктивный эффект соседних групп.

Как сравнить основность

  1. Сравнивайте \(pK_{aH}\) — \(pK_a\) иона \(\ce{R3NH+}\): чем он больше, тем сильнее основание.
  2. Если пара занята сопряжением (амиды, анилины, пиррол), основность падает; у четвертичного азота \(\ce{R4N+}\) пары нет, и он вообще не основание.
  3. Гибридизация: sp³ (амины) > sp² (пиридин, имины) > sp (нитрилы); чем больше s-характер орбитали, тем крепче удерживается пара.
  4. Индуктивный эффект: алкильные группы отдают электроны и усиливают основность, а акцепторы (\(\ce{CF3}\), C=O) рядом с азотом её ослабляют.
  5. Резонансная стабилизация катиона (амидины, гуанидины) делает основание очень сильным.
  6. При pH = \(pK_{aH}\) половина амина протонирована, а на каждую единицу pH ниже катионов становится в 10 раз больше. Поэтому амин с разбавленной HCl переходит в водный слой в виде соли, а NaOH снова освобождает амин.
Основание\(pK_{aH}\)
аммиак9,25
метиламин10,6
диметиламин10,7
триметиламин9,8
циклогексиламин10,6
анилин4,6
пиридин5,2
ацетамид−0,5
пиррол−3,8
гуанидин13,6
\[pK_{aH}:\ \ce{CF3CH2NH2}\ 5{,}7 < \ce{NH3}\ 9{,}2 < \ce{C2H5NH2}\ 10{,}7\]

Примеры

1. Индуктивный эффект. 2,2,2-Трифторэтанамин \(\ce{CF3CH2NH2}\) (\(pK_{aH}\) 5,7) — гораздо более слабое основание, чем этанамин (\(pK_{aH}\) 10,7): три атома фтора оттягивают электроны от атома азота.

2. Сольватация. Триэтиламин \(\ce{(C2H5)3N}\) (\(pK_{aH}\) 10,8) в воде немного слабее диэтиламина \(\ce{(C2H5)2NH}\) (\(pK_{aH}\) 11,0): его катион хуже сольватирован.

errorИзмеряют кислоту, а говорят об основании

Большой \(pK_{aH}\) означает сильное основание. Не путайте его с \(pK_a\) самого амина как кислоты (около 35–40, отрыв атома водорода от азота).

edit_noteПопробуйте сами

Что основнее: пиперидин или пиридин?

expand_moreПоказать решение

Пиперидин (\(pK_{aH}\) 11,1, атом азота в состоянии sp³); у пиридина \(pK_{aH}\) 5,2 (sp²).

Ариламины и заместители

В анилине неподелённая пара азота сопряжена с кольцом (урок 26), и при протонировании это сопряжение теряется. Поэтому ариламины — гораздо более слабые основания, чем алкиламины. Заместители в кольце усиливают или ослабляют этот эффект.

Как оценить основность ариламина

  1. Пара азота сопряжена с кольцом, и её заряд распределяется по орто- и пара-атомам; протонирование лишает молекулу этого сопряжения, поэтому \(pK_{aH}\) анилина 4,6, а у циклогексиламина 10,6.
  2. Доноры в пара-положении (\(\ce{CH3}\), \(\ce{OCH3}\)) усиливают основность, а акцепторы (\(\ce{NO2}\), CN, \(\ce{CF3}\)) ослабляют; нитрогруппа в пара- и орто-положении действует сильнее, чем в мета-положении, потому что участвует в резонансе.
  3. Второе кольцо при азоте ослабляет основность ещё сильнее: у дифениламина \(pK_{aH}\) около 0,8, а трифениламин почти не основен.
  4. N-Алкильные группы мало меняют основность анилина: у N,N-диметиланилина \(pK_{aH}\) 5,1.
  5. «Протонная губка» — 1,8-бис(диметиламино)нафталин (\(pK_{aH}\) 12): присоединив протон, два атома азота избавляются от взаимного отталкивания неподелённых пар.
Неподелённая пара анилина сопряжена с кольцом
Неподелённая пара анилина сопряжена с кольцом

Примеры

1. Акцептор в пара-положении. 4-Хлоранилин \(\ce{ClC6H4NH2}\) (\(pK_{aH}\) 4,0) — более слабое основание, чем анилин: атом хлора оттягивает электроны.

2. Положение нитрогруппы. 3-Нитроанилин (\(pK_{aH}\) 2,5) основнее 2-нитроанилина (\(pK_{aH}\) −0,3): из мета-положения нитрогруппа действует только индуктивным эффектом, а из орто-положения — ещё и резонансом.

3-нитроанилин: pKaH 2,5
3-нитроанилин: pKaH 2,5
2-нитроанилин: pKaH −0,3
2-нитроанилин: pKaH −0,3
Нитрогруппа в орто-положении участвует в резонансе

errorБензил — не арил

В бензиламине атом азота отделён от кольца группой \(\ce{CH2}\), сопряжения нет, и это обычный алкиламин (\(pK_{aH}\) 9,3).

edit_noteПопробуйте сами

Что основнее: N-метиланилин или N-метилбензиламин?

expand_moreПоказать решение

N-Метилбензиламин (\(pK_{aH}\) около 9,6): его атом азота не сопряжён с кольцом.

push_pinГлавное

Мера основности — \(pK_{aH}\), то есть \(pK_a\) сопряжённой кислоты \(\ce{R3NH+}\): чем он больше, тем сильнее основание. Алкиламины (10–11) сильнее аммиака (9,25): алкилы — доноры. Ариламины намного слабее (анилин 4,6): неподелённая пара сопряжена с кольцом; доноры в пара-положении усиливают, акцепторы (\(\ce{NO2}\)) резко ослабляют. Гибридизация: sp³ > sp² (пиридин 5,2) > sp. Амиды и пиррол почти не основны — пара занята сопряжением; у четвертичного азота пары нет вовсе. Самые сильные нейтральные основания — амидины и гуанидины: их катион резонансно стабилизирован. Амины извлекают из органической фазы разбавленной HCl.

Закрепите теорию: 8 заданий с проверкой и подсказками, урок зачитывается от 70 %.

Органическая химия для олимпиад · репетитор-кузьмин.рф
© 2026. Курс органической химии для подготовки к региональному и заключительному этапам Всероссийской олимпиады школьников и к перечневым олимпиадам первого уровня.