Реакция амидов с трийодидом азота

[Ruslan_Sharipov]

В теме Гидроперит и йод было обнаружено, что:

1. гидроперит растворяется в спиртовой настойке йода без признаков реагирования, но добавление аммиака водного десятипроцентного приводит к реакции с выделением газа и обесцвечиванием йода;
2. добавление настойки йода по каплям к раствору гидроперита в аммиаке водном десятипроцентном приводит к реакции с шипением, газовыделением и обесцвечиванием йода;
3. добавление гидроперита к аммиаку водному с образовавшимся в нём осадком трийодида азота приводит к растворению осадка с выделением газа;
4. замена гидроперита мочевиной делает реакцию медленной, газовыделение становится не столь заметным, но в итоге за несколько часов раствор обесцвечивается и образующийся первоначально осадок трийодида азота растворяется.

Ясно, что во всех случаях имеет место некоторая реакция между мочевиной и трийодидом азота. Мочевина - это двойной амид угольной кислоты. У меня возникло подозрение, что обнаруженная реакция является частным случаем некоторого общего явления - реакции трийодида азота с амидами. Для проверки этого предположения был проделан эксперимент, который описан ниже.

 

В цветочных магазинах продаётся гидрогель. Это сшитый полиакриламид. Единственный из амидов, который мне доступен в домашних условиях. Попадая в воду, гранулы гидрогеля впитывают воду и набухают, не растворяясь в ней. Оказалось, что в аммиаке водном они набухают даже до больших размеров, чем в воде. Я насыпал небольшое количество гранул гидрогеля в пробирку и залил 5 мл десятипроцентного аммиака водного. Через некоторое время вся жидкость впиталась в гранулы. Они разбухли и свободной жидкости не осталось. Затем я налил около 1 мл настойки йода. Образовалось некоторое количество черной мути на поверхности гранул, хотя не весь йод прореагировал сразу.  Я закрыл пробирку полиэтиленовой плёнкой, стянув её по краям пробирки резинкой, и оставил на ночь. На следующее утро, я обнаружил, что содержимое пробирки обесцветилось полностью. Гранулы гидрогеля по большей части остались прозрачными. Но на их поверхности или в промежутках между ними можно было видеть очень небольшое количество белого непрозрачного налёта. Кроме того в пробирке имелись пузырьки газа.  Предположение о том, что трийодид азота реагирует с амидами кислот можно считать в какой-то мере подтверждённым.

 

Дальнейшее теоретизирование - это мои измышлизмы по мотивам обнаруженного явления. Просьба их прокомментировать и/или покритиковать. Если есть предложения по дальнейшим экспериментам в этом направлении, постараюсь их реализовать по мере своих возможностей.

 

Итак, предполагаемые реакции по стадиям:

 

1. Реакция амида с трийоидом азота, получается йодированный гидразид: RC(O)NH₂ + NI₃ = RC(O)NHNI₂ + HI.

2. Разложение йодированного гидразида, получается йодангидрид: RC(O)NHNI₂ = RC(O)I + N₂ + HI.

3. Гидролиз йодангидрида: RC(O)I + H₂O = RCOOH + HI.

 

То есть в итоге из амида получается исходная карбоновая кислота. В случае мочевины происходит какое-то ответвление от написанного выше, поскольку после высушивания наблюдается стабильный желтый остаток, который в отличие от элементарного йода не сублимирует в течение многих дней.

Изменено 11 Мая, 2019 в 07:11 пользователем Ruslan_Sharipov

[Lollybomb]

В 11.05.2019 в 10:08, Ruslan_Sharipov сказал:

В теме Гидроперит и йод было обнаружено, что:

1. гидроперит растворяется в спиртовой настойке йода без признаков реагирования, но добавление аммиака водного десятипроцентного приводит к реакции с выделением газа и обесцвечиванием йода;
2. добавление настойки йода по каплям к раствору гидроперита в аммиаке водном десятипроцентном приводит к реакции с шипением, газовыделением и обесцвечиванием йода;
3. добавление гидроперита к аммиаку водному с образовавшимся в нём осадком трийодида азота приводит к растворению осадка с выделением газа;
4. замена гидроперита мочевиной делает реакцию медленной, газовыделение становится не столь заметным, но в итоге за несколько часов раствор обесцвечивается и образующийся первоначально осадок трийодида азота растворяется.

Ясно, что во всех случаях имеет место некоторая реакция между мочевиной и трийодидом азота. Мочевина - это двойной амид угольной кислоты. У меня возникло подозрение, что обнаруженная реакция является частным случаем некоторого общего явления - реакции трийодида азота с амидами. Для проверки этого предположения был проделан эксперимент, который описан ниже.

 

В цветочных магазинах продаётся гидрогель. Это сшитый полиакриламид. Единственный из амидов, который мне доступен в домашних условиях. Попадая в воду, гранулы гидрогеля впитывают воду и набухают, не растворяясь в ней. Оказалось, что в аммиаке водном они набухают даже до больших размеров, чем в воде. Я насыпал небольшое количество гранул гидрогеля в пробирку и залил 5 мл десятипроцентного аммиака водного. Через некоторое время вся жидкость впиталась в гранулы. Они разбухли и свободной жидкости не осталось. Затем я налил около 1 мл настойки йода. Образовалось некоторое количество черной мути на поверхности гранул, хотя не весь йод прореагировал сразу.  Я закрыл пробирку полиэтиленовой плёнкой, стянув её по краям пробирки резинкой, и оставил на ночь. На следующее утро, я обнаружил, что содержимое пробирки обесцветилось полностью. Гранулы гидрогеля по большей части остались прозрачными. Но на их поверхности или в промежутках между ними можно было видеть очень небольшое количество белого непрозрачного налёта. Кроме того в пробирке имелись пузырьки газа.  Предположение о том, что трийодид азота реагирует с амидами кислот можно считать в какой-то мере подтверждённым.

 

Дальнейшее теоретизирование - это мои измышлизмы по мотивам обнаруженного явления. Просьба их прокомментировать и/или покритиковать. Если есть предложения по дальнейшим экспериментам в этом направлении, постараюсь их реализовать по мере своих возможностей.

 

Итак, предполагаемые реакции по стадиям:

 

1. Реакция амида с трийоидом азота, получается йодированный гидразид: RC(O)NH₂ + NI₃ = RC(O)NHNI₂ + HI.

2. Разложение йодированного гидразида, получается йодангидрид: RC(O)NHNI₂ = RC(O)I + N₂ + HI.

3. Гидролиз йодангидрида: RC(O)I + H₂O = RCOOH + HI.

 

То есть в итоге из амида получается исходная карбоновая кислота. В случае мочевины происходит какое-то ответвление от написанного выше, поскольку после высушивания наблюдается стабильный желтый остаток, который в отличие от элементарного йода не сублимирует в течение многих дней.

Интересный опыт. Если я не ошибаюсь то гидрогель это полиакрилат натрия.

[Ruslan_Sharipov]

18 часов назад, Lollybomb сказал:

Если я не ошибаюсь, то гидрогель это полиакрилат натрия.

Гидрогели разные бывают, но в моём случае - это сшитый полиакриламид. Я купил его в магазине Агрозащита как заменитель/добавку для почвы, повышающий её влагоудерживающие свойства. Натриевая соль для растений не подошла бы, её выдерживает только солончаковая растительность.

[chemister2010]

Вы забываете, что ваш иодистый азот - это аммиакат и в гидразин он не превращается даже при длительном воздействии. Что изменилось в амидах?

[Ruslan_Sharipov]

В 17.08.2019 в 12:02, chemister2010 сказал:

Вы забываете, что ваш йодистый азот - это аммиакат и в гидразин он не превращается даже при длительном воздействии.

Предлагайте вашу интерпретацию происходящего.

В 17.08.2019 в 12:02, chemister2010 сказал:

Что изменилось в амидах?

Не знаю. Всё, что я видел глазами, я описал. Средств анализа у меня нет.

[Шурик54]

Интересные наблюдения! Спасибо. Надо будет повторить, тем более реактивы имеются. Однако, вопрос: как Вы учитываете то обстоятельство, что гидроперит это комплекс мочевины с перекисью водорода? Перекись вполне способна отреагировать с йодом… И не тушуйтесь, что нет измерительных устройств, у меня тоже имеются простенькие весы, будильник с секундной стрелкой и линейка, но если разобраться — это вся система СИ. Удачи и успехов