Оксиды аминов (N-оксиды): синтез. Amine-N-oxides: synthesis

Обнаружив ошибку на странице, выделите ее и нажмите Ctrl + Enter

С оксидами третичных аминов (N-оксиды) R₃N⁺-O^- я был знаком только по учебнику. И даже в учебнике не обратил особого внимания на способы их получения. Значительно позже пришлось работать в лаборатории, где занимались синтетическими моющими средствами, в том числе - синтезом ПАВ. Там я узнал, что оксиды аминов - не экзотика, они являются известными ПАВ, которые применяются уже давно. С другой стороны, N-оксиды легко образуются при действии перекиси водорода на амины (катализатор - монохлоруксусная кислота). Задача стояла попробовать получить оксид из такого аминоамида (амид жирных кислот подсолнуха, который дополнительно содержит третичную аминогруппу):

Его получают из растительного масла (в данном случае - подсолнечное масло "Олейна") и диметиламинопропиламина, дальше он служит исходным веществом для получения бетаина (тоже известный ПАВ) - решили проверить, что можно сделать с данным веществом еще.

Для пробного эксперимента взял навеску 20 г аминоамида, 50% перекись водорода (с избытком 10%) и небольшое количество монохлоруксусной кислоты. Поставил на магнитную мешалку (без нагрева). Постепенно смесь превратилась в насколько вязкую кашу, что якорь мешалки завяз, колбу можно было свободно переворачивать: ни смесь не стекала, ни магнитный якорь не падал вниз.

Взял немного реакционной массы, размешал с водой. Смесь получилась вязкой и проявляла свойства неньютоновской жидкости. Это уже интересно. Чтобы перенести реакционную смесь из колбы в баночку для крема, пришлось добавить воды и перемешать. Померил рН - слабощелочная. Померил вязкость - мало не показалось (около 200000мПа·с). Пришлось еще разбавлять водой. Раствор давал горб при перемешивании на магнитной мешалке, в процессе измерения вязкость сильно падала (неньютоновская жидкость).

Новый синтез оксида амина поставил прямо в баночке для крема (чтобы потом не переносить), для перемешивания использовал верхнеприводную мешалку. Получилось, хотя без проблем, разумеется, не обошлось. Примерно через два часа смесь превратилась в желтую, вязкую кашу. Баночка мягкая и плохо фиксировалась в лапке штатива. Вал мешалки длинный - пришлось использовать лапку штатива в качестве направляющего. "Желтая сопля" (вязкая реакционная смесь) налипала на лопасти мешалки, или наоборот - мешалка пробивала в смеси полость, внутри которой и вращалась. Были и другие "фокусы", но самое главное, что целевая реакция шла, причем легко. Позже выяснилось, что добавлять монохлоруксусную кислоту не обязательно.

Течение разбавленного водой оксида амина при переворачивании бутылочки выглядело красиво: за ночь жидкость освободилась от пузырьков газа и стала прозрачной. На фото слева показаны две бутылочки с раствором оксида амина (самая левая - более разбавленный раствор, в центре - раствор с более высокой концентрацией). Для сравнения справа я поставил третью бутылочку - диэтаноламид подсолнечного масла (желтая вязкая жидкость, предложена как новый ПАВ вместо диэтаноламида кокосового масла).