تست های شناسایی آمینها

آمینها و سایر ترکیبات حاوی نیتروژن از جمله فراوانترین مولکولهای آلی هستند. همه آمینها خصلت بازی دارند (آمینهای نوع اول و دوم می‌توانند به عنوان اسید هم عمل کنند) ، پیوند هیدروژنی تشکیل می‌دهند، و در واکنشهای جانشینی به عنوان هسته دوست عمل کنند. پس در بسیاری از جنبه‌ها شیمی آمینها با شیمی الکلها و اترها شباهت دارد. ولی تفاوتهایی هم در فعالیت دارند، زیرا الکترونگاتیوتیه نیتروژن کمتر از اکسیژن است.
بسیاری از ترکیبات فعال بیولوژیکی حاوی نیتروژن هستند. بسیاری از آمینهای ساده به عنوان دارو مصرف می‌شوند. علاوه بر کاربرد آمینها در داروسازی و تفکیک انانیتومرها ، آمینها موارد استفاده گوناگونی در صنعت دارند. هگزا متیلن دی آمین (HMDA) یک آمین ، با اهمیت تجاری است. که ماده اولیه تهیه صنعتی نایلون است. این ماده با هگزان دی اوییک (آدپیک) اسید ، کوپلیمر می‌شود و نایلون 6 ، 6 ایجاد می‌گردد. از این نایلون جوراب ، جامه‌های کشباف و میلیونها تن الیاف نساجی ساخته می‌شود.

برای شناسایی آمینها از تست های زیر استفاده می شود ، علاوه بر این انحلال پذیری و ویژگی بازی آمینها یکی از بهترین راههای شناسایی آنها ست. ( می توانید به بخش حلالیت مراجعه کنید .)

1- آزمایش هینزبرگ
1/0 میلی لیتر از آمین مایع یا 1/0 گرم از آمین جامد و 2/0 گرم پارا – تولوئن سولفونیل کلرید و 5 میلی لیتر محلول سدیم هیدروکسید 10 % را در یک لوله آزمایش کوچک بریزید. درب لوله را کاملاً ببندید و برای 3-5 دقیقه آنرا تکان دهید. سپس درب لوله را بردارید و در حالیکه آنرا تکان می دهید برای یک دقیقه بوسیله حمام بخار حرارت دهید. بعد لوله را بگذارید سرد شود و یک قطره از آنرا روی کاغذ PH قرار دهید چنانچه PH آن بازی نیست، مقدار بیشتری سدیم هیدروکسید اضافه نمایید تا به PH بازی برسد. چنانچه رسوب تشکیل شود، مخلوط بازی را با افزایش 5 میلی لیتر آب رقیق نمایید و خوب تکان دهید. اگر رسوب نامحلول باشد، ممکن است سولفون آمید دو استخلافی تشکیل شده باشد که در اینصورت آمین نوع دوم است. ( توجه : رسوب نامحلول ممکن است پارا – تولوئن سولفونیل کلرید شد که در واکنش شرکت نکرده است ). اگر بعد از رقیق کردن مخلوط رسوبی باقی نماند، یا اگر از ابتدا تشکیل نشده بود، به دقت به محلول هیدروکلریک اسید 5 % اضافه نمایید و با کاغذ لیتموس PH آن را برای اسیدی بودن بررسی کنید. اگر در این مرحله رسوب ایجاد شد، دلیل بر تشکیل سولفون آمید یک استخلافی است یعنی مجهول، آمین نوع اول است. اگر هیچگونه واکنشی انجام نشد، مجهول ممکن است آمین نوع سوم باشد.
چنانچه نتایج حاصل از روش بالا واضح نبود می توانید به جای پارا – تولوئن سولفونیل از 2/0 میلی لیتر بنزن سولفونیل کلرید استفاده کنید. در صورت استفاده از این واکنشگر محصول جامد تشکیل نمی شود و محصول بصورت روغنی است.

2- نیترو اسید
1/0 گرم آمین را در 2 میلی لیتر اب حل کنید و به این محلول 8 قطره سولفوریک اسید غلیظ اضافه کنید، این مخلوط را در یک لوله آزمایش بزرگ نهیه نمایید و سپس در حمام یخ بگذارید دمای آن باید بین صفر تا 5 درجه باشد. در یک لوله آزمایش دیگر 2 میلی لیتر محلول آبی سدیم نیتریت 5 % بریزید و بگذارید سرد شود و در لوله آزمایش سوم 2 میلی لیتر محلول آبی سدیم هیدروکسید 10 % که 1/0 گرم بتا- نفتول در آن حل شده است بریزید و این لوله را هم در حمام یخ قرار دهید. محلول سدیم نیتریت سرد را قطره قطره به محلول آمین سرد شده اضافه نمایید وهر بار خوب بهم بزنید. با دقت به خروج گاز نیتروژن نگاه کنید. باید توجه داشته باشید گاز نیتروژن بی رنگ است اما گاز نیتروژن اکسید قهوه یی است. متصاعد شدن گاز نیتروژن در دمای 5 درجه و یا کمتر از آن نمایاننده آمین آلیفاتیک نوع اول (RNH2) است. تشکیل روغن زرد رنگ یا رسوب نشان دهنده آمین نوع دوم است. آمینهای نوع سوم آلیفاتیک در شرایط معمولی با اسید نیترو واکنش نمی دهند و نیتروژن آمینهای نوع سوم آروماتیک با اسید نیترو واکنشی نمی دهد، اما بین + Na و حلقه آروماتیک، واکنش استخلافی الکترون دوستی انجام می شود.
اگر در 5 درجه خروج گاز مشاهده نشد و یا خروج گاز بسیار کم بود. نیمی از محلول را در یک لوله آزمایش بریزید و با آرامی آنرا حرارت دهید تا به دمای اطاق برسد. در این دما خروج حبابهای گاز نیتروژن قابل رؤیت است. که نشان دهنده آمین آروماتیک نوع اول (ArNH2) است. به نصف دیگر محلول که باقیمانده است قطره قطره محلول ?- نفتولدر سود اضافه نمایید. چنانچه رسوب قرمز رنگ تشکیل شود، قطعاً مجهول آمین آروماتیک نوع اول (ArNH2) است.

3- PH محلول آبی
چنانچه ترکیب در آب محلول است، با حل کردن مقداری از آن در آب محلول آبی آنرا تهیه نمایید و PH آنرا با کاغذ PH بررسی نمایید. چنانچه ترکیب آمین باشد، بازی است و PH محلول آن بالا است. اگر ترکیب در آب نامحلول بود باید آنرا در محلول اتانول – آب و یا دی اکسان – آب حل کنید.

4- استیل کلرید
آمینها با واکنشگر استیل کلرید واکنش می دهند ( با آزاد شدن گرما ). 5/0 میلی لیتر از آمین را در یک لوله آزمایش کوچک بریزید و سپس با احتیاط 10 تا 15 قطره استیل کلرید را قطره قطره به امین اضافه کنید، ایجاد حرارت و گاز هیدروژن کلرید نشان دهنده مثبت بودن نتیجه آزمایش است. چنانچه مخلوط آزمایش را با آب رقیق کنید، برای آمینه نوع اول و نوع دوم رسوب استامید تشکیل می شود. برای آمینهای نوع سوم چنین نتیجه یی مشاهده نمی شود.

تهیه مشتق

سودمندترین مشتقات برای آمینهای نوع اول و دوم، استامید، بنزآمید و پارا– تولوئن سولفون آمید هستند. متداولترین مشتقی که برای آمینهای نوع اول و دوم و سوم می توان تهیه کرد نمک پیکریک اسید یعنی پیکرات آمین است. یکی از مفیدترین مشتقها برای آمین نوع سوم نمکهای نوع چهارم است که از ترکیب آمین با متیل یدید قابل تهیه است.

1- استامید
در یک ارلن مایر کوچک حدود یک میلی مول آمین و 5/0 میلی لیتر استیک ایندرید بریزید. مخلوط را برای 5 دقیقه حرارت دهید سپس 5 میلی لیتر آب به آن بیافزایید و محلول را بشدت بهم بزنید تا محصول بصورت رسوب ظاهر شود و استیک ایندرید اضافی هیدرولیز شود. چنانچه محصول بصورت بلور رسوب نشد با یک بهمزن شیشه یی دیواره ظرف را خراش دهید. با صاف کردن مخلوط روی قیف بوخنر، بلورها را جدا نمایید و چند بار با محلول هیدروکلریک اسید 5 % سرد بشویید، سپس برای تخلیص آنرا با مخلوط حلال، متانول – آب متبلور نمایید.
برای آمینهای آروماتیک یا آنهایی که خصلت بازی زیاد ندارند، به عنوان حلال آنها و همچنین کاتالیزور واکنش باید از پیریدین استفاده شود. چنانچه از پیریدین استفاده شود، مخلوط باید مدت بیشتری ( بیش از یک ساعت ) حرارت داده شود و واکنش را در بالنی که مجهز به مبرد است رفلاکس نمود. بعد از رفلاکس، باید مخلوط واکنش را با 5 تا 10 میلی لیتر سولفوریک اسید 5 % استخراج نمود تا پیریدین آن جدا شود.

2- بنزآمید
الف- در یک لوله آزمایش حدود یک میلی مول آمین و یک میلی لیتر محلول سدیم هیدروکسید 10 % بریزید و سپس 5/0 گرم بنزوئیل کلرید ( یا پارا – نیتروبنزوئیل کلرید ) به مخلوط بیافزایید. درب لوله را ببندید و مخلوط ر برای 10 دقیقه بشدت تکان دهید. بعد از تکان دادن با افزایش هیدروکلریک اسید رقیق به مخلوط، PH آنرا به حدو 8-7 برسانید. رسوب را روی قیف بوخنر صاف کنید و آنرا با آب سرد کاملاً بشویید و برای تخلسص از حلال مخلوط، اتانول – آب آنرا متبلور نمایید.
3- پیکرات
2/0 گرم مجهول را در 5 میلی لیتر اتانول حل کنید و سپس 5 میلی لیتر محلول اشباع شده پیکریک اسید در اتانول به آن اضافه نمایید. محلول را حرارت دهید تا به جوش آید و سپس بگذارید در دمای اطاق سرد شود. رسوبات را روی قیف بوخنر صاف کنید و با کمی اتانول سرد آنرا بشویید.

4- متیودید
در یک لوله آزمایش بزرگ به حجم مساوی از آمین و متیل یدید ( 5/0 میلی لیتر از هر کدام ) را مخلوط نمایید. مخلوط را برای چند دقیقه بگذارید بماند. سپس آنرا برای 5 دقیقه روی حمام بخار رفلاکس نمایید. سپس نمونه را بگذارید سرد شود و متیودید در اثر سرد شدن متبلور می شود. اگر بلورها ظاهر نشد با بهمزن شیشه یی دیواره ظرف را خراش دهید. مخلوط با قیف بوخنر صاف کنید و بلورها را جدا کنید و برای تخلیص آنها را با حلال اتانول یا اتیل استات متبلور نمایید.