胺的用途

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簡介

胺的用途是指其在紡織工業、醫藥工業等領域的應用。氨是胺的主要來源，也是已知的有機化合物之一。各種產品都來源於氨，胺就是其中之一。胺作為一種有機化合物，充當著合成其他有機和無機產品的起始劑。

什麼是胺？

胺是一種源自 NH3 或氨的化學化合物。它屬於其官能團含有孤對氮原子有機氮化合物。生物鹼在其結構中包含不同程度的胺，自然存在。這些化合物存在於某些植物中，包括組胺、腎上腺素、去甲腎上腺素和多巴胺。

與氮原子結合的碳鍵數量將胺分類為不同程度的分子，例如叔胺、仲胺和伯胺。該化合物作為氨衍生物，滿足與工業部門相關的各種用途。胺用作核心產品，也用作製藥和農用化學品行業的副產品。

胺的型別

胺根據其從胺結構中取代氫原子的程度分為三種類型。它們是：伯胺、仲胺和叔胺。

伯胺

伯胺是透過取代氨的有機化合物中的一個氫原子而產生的。芳香族或烷基執行此任務。一些伯烷基胺的例子包括甲胺和氨基酸。

圖 1：胺的分類

仲胺

如果芳基、烷基或兩者都取代了氨的有機化合物中的兩個氫原子，則會導致仲胺。

叔胺

當三個有機取代基與基於氨的有機化合物連線時，則稱為叔胺。

胺的組成

胺是有機化合物，與官能有機氮基團有關。它包含一對孤對氮原子。胺基與水分子之間形成氫鍵，從而導致水溶性和沸點的升高。屬於與胺基相連的羰基的化合物被稱為氨基酸化合物。氨基酸結構表示為 R-CO-NR'R，這裡，胺基透過用烷基或芳基取代兩個氫原子而處於叔級。

該化合物的基本結構是其廣泛應用的原因。芳香胺結構是透過將胺基單數或多數量地連線到苯環上形成的，這導致苯環在還原反應中呈現鹼性特徵。在電子給予方面，芳香胺化合物與脂肪族胺相比反應性較低，這是由於氮原子孤對電子向苯環的離域。

伯胺是由三個中的一個氫原子被芳香族元素或烷基取代形成的。如果取代的氫原子數量為兩個，則會出現仲胺。有機取代基取代所有三個氫原子會產生叔胺。對於胺的飽和或不飽和環狀結構，只能分為叔級和仲級。

胺的物理特性

胺的性質及其結構有助於其在各個領域的應用。其物理性質如下：

• 這些化合物的沸點高，並且可溶於水，因為它在胺基中含有氫原子。隨著胺化合物的級數增加，其在水中的溶解度降低，這導致結構中碳原子的增加。

• 胺化合物中碳原子的數量變化會改變其存在狀態。這些化合物通常以氣態存在，碳原子數量較少。它帶有魚腥味。胺在胺結構中含有三個碳原子時呈液態。當碳原子數量超過三個時，胺會以固體物質的形式出現。

• 胺大多無色。大氣氧化可以幫助胺獲得一些顏色。

胺的化學特性

下面描述了胺的一些重要的化學特性：

• 胺是鹼性的。烷基數量的增加會增加胺的鹼性。

• 胺參與各種化學反應。這些過程包括醯化、烷基化、異氰化物反應和親電取代。

• 胺作為氨的專用來源，與芳基磺醯氯、亞硝酸反應，併產生黃色油狀物質。

胺的應用

胺用於各種日常需求，並且具有藥用價值。

日常生活中胺的應用

• 使用胺作為核心材料製備材料染料。

• 胺用於處理其他氣體。使用胺透過燃燒氣體使 CO₂ 脫除。

• 在服裝和紡織工業中，偶氮染料對於處理尼龍和皮革等物質至關重要。胺用於製備偶氮染料。

• 使用胺可以防止化工行業中的潤滑油和鍋爐腐蝕。

• 胺用於提高除草劑的溶解度。它們也被稱為乳化劑。

• 它也用於照片沖印。

圖 2：胺用於商業規模的染料製備

胺在製藥中的應用

• 度冷丁和嗎啡是兩種已知的止痛藥，含有胺作為官能團，具有重要的藥用價值。胺在這些藥物中經常被使用。

• 奴佛卡因是一種麻醉藥。它高度依賴於胺。

• 苯海拉明糖漿使用了抗組胺藥苯海拉明。胺是其溶劑之一。

• 體內的神經遞質需要像血清素這樣的興奮劑。胺也是用於相同目的的良好興奮劑。

• 體內的氨基酸可以調節維生素水平，並且可以從胺中獲取。

圖 3：製備手性胺衍生物的 N-亞磺醯亞胺用於藥物生產

Professorattemple，亞磺醯亞胺應用，CC BY-SA 3.0

結論

烷基或芳香族取代基取代氨的有機化合物中的氫原子，這些有機化合物被分類為伯胺、仲胺和叔胺。胺通常無色，沸點高。這些化合物用於化工和製藥行業。

常見問題

Q1. 胺的電荷是什麼意思？

答：三個取代基、一個氮原子、至少兩個氫原子和一對孤電子共同構成胺官能團。孤對電子充當電子給予體，對任何缺電子基團或溶液起作用。因此，胺富含電子，由於存在電子對而被認為帶負電荷。氮與 4 個取代基結合，氮原子帶正電荷。

Q2. 胺的官能團是什麼？

答：胺來源於氨的加工。因此，它被稱為氨的有機化合物。芳基或烷基取代氫原子以產生胺。因此，伯胺包含 –NH2 官能團，仲胺包含 –NHR 官能團，叔胺以 –NR3 官能團存在。

Q3. 影響胺鹼性的因素有哪些？

答：在與胺基相同的化合物中存在給電子基團會增加胺的鹼性，而在存在吸電子基團的情況下，含有胺基的有機化合物會降低其鹼性。