ऐमीन्स का मुख्य वाणिज्यिक उपयोग दवाओं और रेशों के संश्लेषण में मध्यवर्ती पदार्थ के रूप में होता है।

ऐमीन्स एक महत्वपूर्ण वर्ग के जैविक यौगिकों का संगठन हैं, जो एम्फीज़म आणविक अणुओं के एक या अधिक हाइड्रोजन अणुओं को एल्किल/एरिल समूह(समूहों) द्वारा प्रतिस्थापित करके प्राप्त होते हैं। प्राकृतिक रूप से, ये प्रोटीन्स, विटामिन्स, एल्कालायड्स और हार्मोन्स में पाए जाते हैं। सिंथेटिक उदाहरणों में पॉलिमर्स, रंग और दवाएं शामिल हैं। दो जैविक सक्रिय यौगिक, अर्थात एड्रेनालाइन और एफ़ेड्राइन, जिनमें द्वितीयक ऐमीनी समूह होता है, रक्तदाब बढ़ाने के लिए उपयोग किए जाते हैं। नोवोकेन, एक सिंथेटिक ऐमीनी यौगिक, दंत चिकित्सा में एनास्थेटिक के रूप में उपयोग किया जाता है। बेनाड्रिल, एक ज्ञात एंटीहिस्टामिनिक दवा, भी तृतीयक ऐमीनी समूह को समाहित करती है। चतुर्थी अम्मोनियम लवणों का प्रयोग सरफेसेटंट के रूप में किया जाता है। डायजोनियम लवण रंगों सहित विभिन्न अरोमेटिक यौगिकों की तैयारी में मध्यवर्ती होते हैं। इस इकाई में, आप ऐमीन्स और डायजोनियम लवणों के बारे में सीखेंगे।

I. ऐमीन्स

ऐमीन्स को एम्फीज़म के व्युत्पन्न माना जा सकता है, जिसे एक, दो या तीन हाइड्रोजन अणुओं को एल्किल और/या एरिल समूहों द्वारा प्रतिस्थापित करके प्राप्त किया जाता है। उदाहरण के लिए:

$$ \mathrm{CH_3-NH_2, C_6H_5-NH_2, CH_3-NH-CH_3, CH_3-}\mathrm{N \langle \substack{{CH_3} \\ {CH_3}}} $$

13.1 ऐमीन्स की संरचना

एम्फीज़म की तरह, ऐमीन्स के नाइट्रोजन अणु त्रिवृत होता है और एक अनश्रुत इलेक्ट्रॉन जोड़ को धारण करता है। इस प्रकार, ऐमीन्स में नाइट्रोजन ओर्बिटल्स $s p^{3}$ हाइब्रिडाइज़ होते हैं और ऐमीन्स की ज्यामिति पिरामिडल होती है। नाइट्रोजन के तीन $s p^{3}$ हाइब्रिडाइज़ ओर्बिटल्स के प्रत्येक का नाइट्रोजन ओर्बिटल हाइड्रोजन या कार्बन के ओर्बिटल्स के साथ आवर्तन करता है जिसके आधार पर ऐमीन्स का संघटन होता है। नाइट्रोजन के चौथे ओर्बिटल में सभी ऐमीन्स में एक अनश्रुत इलेक्ट्रॉन जोड़ होती है। अनश्रुत इलेक्ट्रॉन जोड़ के उपस्थिति के कारण, कोण $\mathrm{C}-\mathrm{N}-\mathrm{E}$, (जहाँ $\mathrm{E}$ $\mathrm{C}$ या $\mathrm{H}$ है) $109.5^{\circ}$ से कम होता है; उदाहरण के लिए, ट्राइमीथिल ऐमीन के मामले में यह $108^{\circ}$ है जैसा कि आकृति 13.1 में दर्शाया गया है।

आकृति 13.1 ट्राइमीथिल ऐमीन की पिरामिडल आकृति

13.2 वर्गीकरण

ऐमीन्स को एम्फीज़म आणविक अणुओं के एल्किल या एरिल समूहों द्वारा प्रतिस्थापित होने वाले हाइड्रोजन अणुओं की संख्या के आधार पर प्राथमिक $\left(1^{\circ}\right)$, द्वितीयक $\left(2^{\circ}\right)$ और तृतीयक $\left(3^{\circ}\right)$ कहा जाता है। अगर एम्फीज़म के एक हाइड्रोजन अणु को $\mathrm{R}$ या $\mathrm{Ar}$ द्वारा प्रतिस्थापित किया जाता है, तो हम $\mathrm{RNH_2}$ या $\mathrm{ArNH_2}$, एक प्राथमिक ऐमीन (10) प्राप्त करते हैं। अगर एम्फीज़म के दो हाइड्रोजन अणुओं या $\mathrm{R}-\mathrm{NH_2}$ के एक हाइड्रोजन अणु को एक अन्य एल्किल/एरिल(R’) समूह द्वारा प्रतिस्थापित किया जाता है, तो आप क्या प्राप्त करेंगे? आप R-NHR’, द्वितीयक ऐमीन प्राप्त करेंगे। दूसरा एल्किल/एरिल समूह समान या अलग हो सकता है। एक अन्य हाइड्रोजन अणु को एल्किल/एरिल समूह द्वारा प्रतिस्थापित करने से तृतीयक ऐमीन का निर्माण होता है। जब सभी एल्किल या एरिल समूह समान हों, तो ऐमीन्स को ‘साधारण’ कहा जाता है, और जब वे अलग हों, तो ‘मिश्रित’ कहा जाता है।

13.3 नामकरण

सामान्य प्रणाली में, एलिफेटिक ऐमीन को एल्किल समूह को ऐमीन से उपसर्गित करके नाम दिया जाता है, अर्थात एल्किलऐमीन एक शब्द के रूप में (उदाहरण के लिए, मीथिलऐमीन)। द्वितीयक और तृतीयक ऐमीन्स में, जब दो या अधिक समूह समान हों, तो एल्किल समूह के नाम से पहले डाइ या टाइ उपसर्ग जोड़ा जाता है। आईयूपीएस प्रणाली में, प्राथमिक ऐमीन्स को एल्कानऐमीन के रूप में नाम दिया जाता है। नाम एल्केन के ‘$e$’ को शब्द ऐमीन द्वारा प्रतिस्थापित करके प्राप्त किया जाता है। उदाहरण के लिए, $\mathrm{CH_3} \mathrm{NH_2}$ को मीथानऐमीन के नाम दिया जाता है। अगर मूल श्रृंखला में एक से अधिक ऐमीनी समूह अलग-अलग स्थानों पर हों, तो उनके स्थानों को $-\mathrm{NH_2}$ समूहों को धारण करने वाले कार्बन अणुओं को नंबर देकर निर्दिष्ट किया जाता है और ऐमीन के लिए उपयुक्त उपसर्ग जैसे कि डाइ, ट्राइ, आदि जोड़ा जाता है। हाइड्रोकार्बन भाग के प्रत्यय के अक्षर ‘$\mathrm{e}$’ को बनाए रखा जाता है। उदाहरण के लिए, $\mathrm{H_2} \mathrm{~N}-\mathrm{CH_2}-\mathrm{CH_2}-\mathrm{NH_2}$ को एथेन-1, 2-डाइऐमीन के नाम दिया जाता है।

द्वितीयक और तृतीयक ऐमीन्स को नाम देने के लिए, हम लोकेंट $\mathrm{N}$ का उपयोग नाइट्रोजन अणु पर जुड़े प्रतिस्थापन के लिए करते हैं। उदाहरण के लिए, $\mathrm{CH_3} \mathrm{NHCH_2} \mathrm{CH_3}$ को $\mathrm{N}$-मीथिलएथानऐमीन के नाम दिया जाता है और $\left(\mathrm{CH_3} \mathrm{CH_2}\right)_{3} \mathrm{~N}$ को $\mathrm{N}, \mathrm{N}$ डाइएथिलएथानऐमीन के नाम दिया जाता है। अधिक उदाहरण सारणी 13.1 में दिए गए हैं।

एरिलऐमीन्स में, $-\mathrm{NH_2}$ समूह सीधे बेज़न रिंग से जुड़ा होता है। $\mathrm{C_6} \mathrm{H_5} \mathrm{NH_2}$ एरिलऐमीन का सबसे सरल उदाहरण है। सामान्य प्रणाली में, इसे एनिलाइन कहा जाता है। यह एक स्वीकृत आईयूपीएस नाम भी है। आईयूपीएस प्रणाली के अनुसार एरिलऐमीन्स का नामकरण करते समय, एरेन के प्रत्यय ‘$\mathrm{e}$’ को ‘ऐमीन’ द्वारा प्रतिस्थापित किया जाता है। इस प्रकार, आईयूपीएस प्रणाली में, $\mathrm{C_6} \mathrm{H_5}-\mathrm{NH_2}$ को बेज़ेनऐमीन के नाम दिया जाता है। कुछ एल्किलऐमीन्स और एरिलऐमीन्स के सामान्य और आईयूपीएस नाम सारणी 13.1 में दिए गए हैं।

सारणी 13.1: कुछ एल्किलऐमीन्स और एरिलऐमीन्स का नामकरण

13.4 ऐमीन्स की तैयारी

ऐमीन्स निम्नलिखित तरीकों से तैयार की जाती हैं:

1. नाइट्रो यौगिकों के पुनर्विकसन

नाइट्रो यौगिकों को एक पतले तरल निकेल, पैलेडियम या प्लैटिन के साथ हाइड्रोजन गैस के साथ पुनर्विकसित किया जाता है और भी अम्फीज़म माध्यम में धातुओं द्वारा पुनर्विकसित किया जाता है। नाइट्रोएल्केन्स को भी समान प्रकार से उसी एल्कानऐमीन के समान पुनर्विकसित किया जाता है।

आयरन श्रैड और हाइड्रोक्लोरिक एचडी के साथ पुनर्विकसन पसंदीदा है क्योंकि $\mathrm{FeCl_2}$ जो बनता है, प्रतिक्रिया के दौरान हाइड्रोलाइस होकर हाइड्रोक्लोरिक एचडी को छोड़ देता है। इस प्रकार, प्रतिक्रिया शुरू करने के लिए छोटी मात्रा में हाइड्रोक्लोरिक एचडी की आवश्यकता होती है।

2. एल्किल हाइलाइड्स की एम्फीज़मोलिसिस

आपने पढ़ा है (इकाई 6, क्लास XII) कि एल्किल या बेनजिल हाइलाइड्स में कार्बन - हाइलोजन बंध को एक न्यूक्लिओफिल के साथ आसानी से तोड़ा जा सकता है। इस प्रकार, एक एल्किल या बेनजिल हाइलाइड एक एथनॉलिक एम्फीज़म के एथनॉलिक एचडी के साथ प्रतिक्रिया करके न्यूक्लिओफिलिक प्रतिस्थापन प्रतिक्रिया में शामिल होता है जिसमें हाइलोजन अणु एक ऐमीनी $\left(-\mathrm{NH_2}\right)$ समूह द्वारा प्रतिस्थापित किया जाता है। $\mathrm{C}-\mathrm{X}$ बंध को एम्फीज़म आणविक अणु द्वारा तोड़ने की यह प्रक्रिया एम्फीज़मोलिसिस कहलाती है। प्रतिक्रिया 373 केल्विन पर एक बंद ट्यूब में की जाती है। इस प्रकार प्राप्त प्राथमिक ऐमीन न्यूक्लिओफिल के रूप में व्यवहार करता है और एल्किल हाइलाइड के साथ अधिक प्रतिक्रिया करके द्वितीयक और तृतीयक ऐमीन्स और अंततः चतुर्थी अम्मोनियम लवण का निर्माण कर सकता है।

$$\mathrm{R}-\stackrel{+}{\mathrm{N}} \mathrm{H_3} \stackrel{-}{\mathrm{X}}+\mathrm{NaOH} \rightarrow \mathrm{R}-\mathrm{NH_2}+\mathrm{H_2} \mathrm{O}+\stackrel{+}{\mathrm{Na}} \stackrel{-}{\mathrm{X}}$$

एम्फीज़मोलिसिस की एक नुकसान प्राथमिक, द्वितीयक और तृतीयक ऐमीन्स और भी चतुर्थी अम्मोनियम लवण का मिश्रण प्राप्त करना है। हालांकि, बड़ी मात्रा में एम्फीज़म लेने पर प्राथमिक ऐमीन प्रमुख उत्पाद के रूप में प्राप्त किया जाता है।

उदाहरण 13.1 निम्नलिखित प्रतिक्रियाओं के लिए रासायनिक समीकरण लिखें:

(i) $\mathrm{NH_3}$ के एथनॉलिक $\mathrm{C_2} \mathrm{H_5} \mathrm{Cl}$ की प्रतिक्रिया।

(ii) बेनजिल क्लोराइड की एम्फीज़मोलिसिस और उस प्राप्त ऐमीन की दो मोल $\mathrm{CH_3} \mathrm{Cl}$ के साथ प्रतिक्रिया।

समाधान

3. नाइट्राइल्स के पुनर्विकसन

नाइट्राइल्स को लिथियम एल्युमीनियम हाइड्राइड $\left(\mathrm{LiAlH_4}\right)$ या उष्मक हाइड्रोजन आक्सीडेशन द्वारा पुनर्विकसित किया जाता है जिससे प्राथमिक ऐमीन्स प्राप्त होते हैं। यह प्रतिक्रिया ऐमीन श्रृंखला के आरोहण के लिए उपयोग की जाती है, अर्थात ऐमीन की तैयारी के लिए जिसमें शुरुआती ऐमीन से एक कार्बन अणु अधिक होता है।

$$ \mathrm{R}-\mathrm{C} \equiv \mathrm{N} \xrightarrow[\mathrm{Na}(\mathrm{Hg}) / \mathrm{C} _{2} \mathrm{H} _{5} \mathrm{OH}]{\mathrm{H} _{2} / \mathrm{Ni}} \mathrm{R}-\mathrm{CH} _{2}-\mathrm{NH} _{2}$$

4. ऐमीड्स के पुनर्विकसन

ऐमीड्स को लिथियम एल्युमीनियम हाइड्राइड द्वारा पुनर्विकसित किया जाता है जिससे ऐमीन्स प्राप्त होते हैं।

5. गैब्रिएल फ़िथालाइमाइड संश्लेषण

गैब्रिएल संश्लेषण प्राथमिक ऐमीन्स की तैयारी के लिए उपयोग किया जाता है। फ़िथालाइमाइड को एथनॉलिक पोटेशियम हाइड्राक्साइड के साथ उपयोग करके फ़िथालाइमाइड के पोटेशियम लवण का निर्माण किया जात