Решение задачи: Сравнение основных центров

Задание: Сравнение основных центров в органических соединениях. Основные свойства соединений определяются способностью атома азота предоставлять свою неподеленную электронную пару для связи с протоном \(H^+\). Чем выше электронная плотность на атоме азота и чем доступнее его электронная пара, тем сильнее основной центр. а) п-аминобензиламин (4-аминометиланилин) В данном соединении два основных центра — две аминогруппы: 1. Алифатическая аминогруппа \( -CH_2NH_2 \). 2. Ароматическая аминогруппа \( -NH_2 \), связанная напрямую с бензольным кольцом. Сравнение: Ароматическая аминогруппа проявляет слабые основные свойства, так как неподеленная электронная пара азота вступает в сопряжение с \(\pi\)-электронной системой бензольного кольца (\(+M\)-эффект). Это снижает электронную плотность на азоте. Алифатическая аминогруппа отделена от кольца метиленовым мостиком \( -CH_2- \), который препятствует сопряжению. Более того, радикал оказывает небольшой положительный индуктивный эффект (\(+I\)). Вывод по (а): Алифатический центр \( -CH_2NH_2 \) является значительно более сильным основанием, чем ароматический \( -NH_2 \). б) 2-(2-аминоэтил)пиррол (триптаминоподобная структура) Здесь также два центра: 1. Атом азота в цикле пиррола (\( NH \)). 2. Атом азота в боковой цепи (\( -NH_2 \)). Сравнение: Азот пиррольного типа практически не проявляет основных свойств. Его неподеленная электронная пара входит в состав ароматического секстета кольца (\(6\pi\)-электронов). Если этот азот присоединит протон, ароматичность цикла будет нарушена, что энергетически крайне невыгодно. Азот в боковой цепи \( -CH_2CH_2NH_2 \) является типичным первичным алифатическим амином. Его электронная пара свободна и доступна для взаимодействия с протоном. Вывод по (б): Основным центром является азот аминогруппы в боковой цепи. Пиррольный азот основными свойствами практически не обладает. Общий итог: В обоих случаях алифатическая аминогруппа, не участвующая в сопряжении с ароматической системой, является гораздо более сильным основным центром. Ряд уменьшения основности центров: \[ -NH_2 \text{ (алифатический)} > -NH_2 \text{ (ароматический)} > NH \text{ (пиррольный)} \]