Sa čime reaguju amini? Amini

Prema prirodi ugljikovodičnih supstituenata, amini se dijele na

Opće strukturne karakteristike amina

Kao iu molekuli amonijaka, u molekuli bilo kojeg amina, atom dušika ima nepodijeljeni elektronski par usmjeren na jedan od vrhova iskrivljenog tetraedra:

Iz tog razloga, amini, poput amonijaka, imaju značajno izražena osnovna svojstva.

Dakle, amini, poput amonijaka, reverzibilno reagiraju s vodom, formirajući slabe baze:

Veza vodonikovog kationa sa atomom dušika u molekuli amina ostvaruje se pomoću mehanizma donor-akceptor zbog usamljenog elektronskog para atoma dušika. Granični amini su jače baze u odnosu na amonijak, jer. u takvim aminima, ugljikovodični supstituenti imaju pozitivan induktivni (+I) efekat. S tim u vezi, povećava se elektronska gustina na atomu dušika, što olakšava njegovu interakciju sa H+ katjonom.

Aromatični amini, ako je amino grupa direktno povezana sa aromatičnim jezgrom, pokazuju slabija bazična svojstva u odnosu na amonijak. To je zbog činjenice da je usamljeni elektronski par atoma dušika pomjeren prema aromatičnom π-sistemu benzenskog prstena, zbog čega se smanjuje gustoća elektrona na atomu dušika. Zauzvrat, to dovodi do smanjenja osnovnih svojstava, posebno sposobnosti interakcije s vodom. Tako, na primjer, anilin reagira samo s jakim kiselinama, a praktički ne reagira s vodom.

Hemijska svojstva zasićenih amina

Kao što je već spomenuto, amini reverzibilno reagiraju s vodom:

Vodene otopine amina imaju alkalnu reakciju okoline, zbog disocijacije nastalih baza:

Zasićeni amini reaguju s vodom bolje od amonijaka zbog svojih jačih osnovnih svojstava.

Glavna svojstva zasićenih amina se povećavaju u seriji.

Sekundarni ograničavajući amini su jače baze od primarnih ograničavajućih amina, koji su zauzvrat jače baze od amonijaka. Što se tiče osnovnih svojstava tercijarnih amina, kada je reč o reakcijama u vodenim rastvorima, osnovna svojstva tercijarnih amina su mnogo lošija od sekundarnih, pa čak i nešto lošija od primarnih. To je zbog steričnih prepreka koje značajno utječu na brzinu protonacije amina. Drugim riječima, tri supstituenta "blokiraju" atom dušika i sprječavaju njegovu interakciju sa H+ kationima.

Interakcija sa kiselinama

I slobodni zasićeni amini i njihove vodene otopine stupaju u interakciju s kiselinama. U ovom slučaju nastaju soli:

Budući da su osnovna svojstva zasićenih amina izraženija od onih amonijaka, takvi amini reagiraju čak i sa slabim kiselinama, poput ugljične:

Soli amina su čvrste tvari koje su vrlo topljive u vodi i slabo topljive u nepolarnim organskim rastvaračima. Interakcija soli amina sa alkalijama dovodi do oslobađanja slobodnih amina, slično kao što se amonijak istiskuje djelovanjem lužina na amonijeve soli:

2. Primarni ograničavajući amini reaguju sa azotnom kiselinom i formiraju odgovarajuće alkohole, dušik N 2 i vodu. Na primjer:

Karakteristična karakteristika ove reakcije je stvaranje plinovitog dušika, u vezi s čime je kvalitativni za primarne amine i koristi se za njihovo razlikovanje od sekundarnih i tercijalnih. Treba napomenuti da se ova reakcija najčešće izvodi miješanjem amina ne sa otopinom same dušične kiseline, već s otopinom soli dušične kiseline (nitrita), a zatim se ovoj smjesi doda jaka mineralna kiselina. Kada nitriti stupe u interakciju s jakim mineralnim kiselinama, nastaje dušična kiselina, koja zatim reagira s aminom:

Sekundarni amini daju uljne tečnosti pod sličnim uslovima, takozvane N-nitrozamine, ali ova reakcija se ne dešava u stvarnim zadacima upotrebe u hemiji. Tercijarni amini ne reagiraju s dušičnom kiselinom.

Potpuno sagorijevanje bilo kojeg amina dovodi do stvaranja ugljičnog dioksida, vode i dušika:

Interakcija sa haloalkanima

Važno je napomenuti da se potpuno ista sol dobiva djelovanjem klorovodika na supstituiraniji amin. U našem slučaju, tokom interakcije hlorovodonika sa dimetilaminom:

Dobijanje amina:

1) Alkilacija amonijaka haloalkanima:

U slučaju nedostatka amonijaka, umjesto amina, dobiva se njegova sol:

2) Redukcija metalima (na vodonik u nizu aktivnosti) u kiseloj sredini:

nakon čega slijedi tretman otopine alkalijom da se oslobodi slobodni amin:

3) Reakcija amonijaka sa alkoholima propuštanjem njihove smeše kroz zagrejani aluminijum oksid. U zavisnosti od omjera alkohol/amin, formiraju se primarni, sekundarni ili tercijarni amini:

Hemijska svojstva anilina

Anilin - trivijalni naziv aminobenzena, koji ima formulu:

Kao što se može vidjeti iz ilustracije, u molekuli anilina amino grupa je direktno povezana s aromatičnim prstenom. U takvim aminima, kao što je već spomenuto, osnovna svojstva su mnogo manje izražena nego u amonijaku. Dakle, posebno, anilin praktički ne reagira s vodom i slabim kiselinama kao što je ugljična.

Interakcija anilina sa kiselinama

Anilin reagira s jakim i umjereno jakim neorganskim kiselinama. U ovom slučaju nastaju fenilamonijeve soli:

Reakcija anilina sa halogenima

Kao što je već spomenuto na samom početku ovog poglavlja, amino grupa u aromatičnim aminima se uvlači u aromatični prsten, što zauzvrat smanjuje elektronsku gustoću na atomu dušika, a kao rezultat je povećava u aromatičnom jezgru. Povećanje elektronske gustoće u aromatičnom jezgru dovodi do činjenice da se reakcije elektrofilne supstitucije, posebno reakcije s halogenima, odvijaju mnogo lakše, posebno u orto i para pozicijama u odnosu na amino grupu. Dakle, anilin lako stupa u interakciju s bromnom vodom, formirajući bijeli talog 2,4,6-tribromanilina:

Ova reakcija je kvalitativna za anilin i često vam omogućava da ga odredite među drugim organskim spojevima.

Interakcija anilina sa azotnom kiselinom

Anilin reaguje sa azotastoj kiselinom, ali zbog specifičnosti i složenosti ove reakcije ne dolazi do nje na pravom ispitu iz hemije.

Reakcije alkilacije anilina

Uz pomoć sekvencijalne alkilacije anilina na atomu dušika halogenim derivatima ugljovodonika mogu se dobiti sekundarni i tercijarni amini:

Dobijanje anilina

1. Redukcija nitrobenzena metalima u prisustvu jakih neoksidirajućih kiselina:

C 6 H 5 -NO 2 + 3Fe + 7HCl = + Cl- + 3FeCl 2 + 2H 2 O

Cl - + NaOH \u003d C 6 H 5 -NH 2 + NaCl + H 2 O

Kao metali, mogu se koristiti svi metali koji su u nizu aktivnosti do vodonika.

Reakcija hlorobenzena sa amonijakom:

C 6 H 5 -Cl + 2NH 3 → C 6 H 5 NH 2 + NH 4 Cl

Hemijska svojstva aminokiselina

Amino kiseline nazivaju spojeve u čijim molekulima postoje dvije vrste funkcionalnih grupa - amino (-NH 2) i karboksi-(-COOH) grupe.

Drugim riječima, aminokiseline se mogu smatrati derivatima karboksilnih kiselina, u čijim je molekulima jedan ili više atoma vodika zamijenjeno amino grupama.

Dakle, opća formula aminokiselina može se napisati kao (NH 2) x R(COOH) y, gdje su x i y najčešće jednaki jedan ili dva.

Pošto aminokiseline imaju i amino grupu i karboksilnu grupu, one pokazuju hemijska svojstva slična i aminima i karboksilnim kiselinama.

Kisela svojstva aminokiselina

Formiranje soli sa alkalijama i karbonatima alkalnih metala

Esterifikacija aminokiselina

Aminokiseline mogu ući u reakciju esterifikacije s alkoholima:

NH 2 CH 2 COOH + CH 3 OH → NH 2 CH 2 COOCH 3 + H 2 O

Osnovna svojstva aminokiselina

1. Stvaranje soli pri interakciji sa kiselinama

NH 2 CH 2 COOH + HCl → + Cl -

2. Interakcija sa azotnom kiselinom

NH 2 -CH 2 -COOH + HNO 2 → HO-CH 2 -COOH + N 2 + H 2 O

Napomena: interakcija sa dušičnom kiselinom odvija se na isti način kao i sa primarnim aminima

3. Alkilacija

NH 2 CH 2 COOH + CH 3 I → + I -

4. Interakcija aminokiselina jedna s drugom

Aminokiseline mogu međusobno reagovati i formirati peptide - jedinjenja koja u svojim molekulima sadrže peptidnu vezu -C(O) -NH-

Istovremeno, treba napomenuti da u slučaju reakcije između dvije različite aminokiseline, bez praćenja nekih specifičnih uvjeta sinteze, istovremeno dolazi do stvaranja različitih dipeptida. Tako, na primjer, umjesto reakcije glicina sa alaninom iznad, koja dovodi do glicilanina, može se dogoditi reakcija koja vodi do alanilglicina:

Osim toga, molekul glicina ne mora nužno reagirati s molekulom alanina. Reakcije peptizacije se također odvijaju između molekula glicina:

I alanin:

Osim toga, budući da molekuli nastalih peptida, kao i originalni molekuli aminokiselina, sadrže amino grupe i karboksilne grupe, sami peptidi mogu reagirati s aminokiselinama i drugim peptidima zbog stvaranja novih peptidnih veza.

Pojedinačne aminokiseline se koriste za proizvodnju sintetičkih polipeptida ili takozvanih poliamidnih vlakana. Dakle, posebno, polikondenzacijom 6-aminoheksanoične (ε-aminokaproične) kiseline, najlon se sintetizira u industriji:

Najlonska smola dobivena kao rezultat ove reakcije koristi se za proizvodnju tekstilnih vlakana i plastike.

Formiranje unutrašnjih soli aminokiselina u vodenom rastvoru

U vodenim rastvorima, aminokiseline postoje uglavnom u obliku unutrašnjih soli - bipolarnih jona (zwitterion):

Dobijanje aminokiselina

1) Reakcija kloriranih karboksilnih kiselina sa amonijakom:

Cl-CH 2 -COOH + 2NH 3 \u003d NH 2 -CH 2 -COOH + NH 4 Cl

2) Razgradnja (hidroliza) proteina pod dejstvom rastvora jakih mineralnih kiselina i alkalija.

Amini su organski derivati ​​amonijaka koji sadrže amino grupu NH 2 i organski radikal. Općenito, formula amina je formula amonijaka u kojoj su atomi vodika zamijenjeni ugljovodoničnim radikalom.

Klasifikacija

• Prema tome koliko je atoma vodika u amonijaku zamijenjeno radikalom, razlikuju se primarni amini (jedan atom), sekundarni, tercijarni. Radikali mogu biti iste ili različite vrste.
• Amin može sadržavati više od jedne amino grupe, ali nekoliko. Prema ovoj osobini dijele se na mono, di-, tri-, ... poliamine.
• Prema vrsti radikala povezanih s atomom dušika, razlikuju se alifatske (ne sadrže ciklične lance), aromatske (sadrže ciklus, najpoznatiji je anilin s benzenskim prstenom), mješovite (masno-aromatične, koje sadrže ciklične i ne- ciklički radikali).

Svojstva

U zavisnosti od dužine lanca atoma u organskom radikalu, amini mogu biti gasoviti (tri-, di-, metilamin, etilamin), tečne ili čvrste supstance. Što je lanac duži, to je supstanca tvrđa. Najjednostavniji amini su topljivi u vodi, ali kako prelazite na složenije spojeve, topljivost u vodi se smanjuje.

Gasni i tečni amini su supstance sa izraženim mirisom amonijaka. Čvrste materije su praktično bez mirisa.

Amini pokazuju snažna bazična svojstva u kemijskim reakcijama, a kao rezultat interakcije s neorganskim kiselinama nastaju alkilamonijeve soli. Reakcija sa azotnom kiselinom je kvalitativna za ovu klasu jedinjenja. Kod primarnog amina dobijaju se alkohol i gasoviti azot, a sekundarni nerastvorljivi žuti talog sa izraženim mirisom nitrozodimetilamina; sa tercijarnom reakcijom ne ide.

Reaguju sa kiseonikom (sagorevaju na vazduhu), halogenima, karboksilnim kiselinama i njihovim derivatima, aldehidima, ketonima.

Gotovo svi amini, uz rijetke izuzetke, su toksični. Dakle, najpoznatiji predstavnik klase, anilin, lako prodire u kožu, oksidira hemoglobin, depresira centralni nervni sistem, remeti metabolizam, što može dovesti do smrti. Toksičan za ljude i parove.

Znakovi trovanja:

dispneja,
- cijanoza nosa, usana, vrhova prstiju,
- ubrzano disanje i ubrzan rad srca, gubitak svijesti.

Prva pomoć:

Isperite hemijski reagens vatom i alkoholom,
- obezbediti pristup čistom vazduhu,
- pozovite hitnu pomoć.

Aplikacija

Kao učvršćivač za epoksidne smole.

Kao katalizator u hemijskoj industriji i metalurgiji.

Sirovina za proizvodnju poliamidnih umjetnih vlakana, kao što je najlon.

Za proizvodnju poliuretana, poliuretanske pjene, poliuretanskih ljepila.

Početni proizvod za proizvodnju anilina je osnova za anilinske boje.

Za proizvodnju lijekova.

Za proizvodnju fenol-formaldehidnih smola.

Za sintezu repelenata, fungicida, insekticida, pesticida, mineralnih đubriva, akceleratora vulkanizacije gume, antikorozivnih reagensa, puferskih rastvora.

Kao dodatak motornim uljima i gorivima, suvo gorivo.

Za dobijanje fotoosetljivih materijala.

Urotropin se koristi kao dodatak hrani, kao i kao sastojak u kozmetici.

U našoj online trgovini možete kupiti reagense koji pripadaju klasi amina.

metilamin

Primarni alifatski amin. Tražena je kao sirovina za proizvodnju lijekova, boja, pesticida.

dietilamin

sekundarni amin. Koristi se kao početni proizvod u proizvodnji pesticida, lijekova (na primjer, novokain), boja, repelenata, aditiva za gorivo i motorna ulja. Koristi se za pravljenje reagensa za zaštitu od korozije, za obogaćivanje ruda, za očvršćavanje epoksidnih smola i za ubrzavanje procesa vulkanizacije.

Trietilamin

Tercijarni amin. Koristi se u hemijskoj industriji kao katalizator u proizvodnji gume, epoksidne smole, poliuretanske pjene. U metalurgiji - katalizator stvrdnjavanja u procesima bez pečenja. Sirovina u organskoj sintezi lijekova, mineralnih đubriva, sredstava za suzbijanje korova, boja.

1-butilamin

Terc-butilamin, spoj u kojem je terc-butil organska grupa vezana za dušik. Supstanca se koristi u sintezi pojačivača vulkanizacije gume, lijekova, boja, tanina, preparata za suzbijanje korova i insekata.

urotropin (heksamin)

policiklički amin. Supstanca tražena u privredi. Koristi se kao aditiv za hranu, lijek i komponenta lijeka, sastojak u kozmetici, puferski rastvori za analitičku hemiju; kao suho gorivo, učvršćivač polimerne smole, u sintezi fenol-formaldehidnih smola, fungicida, eksploziva, sredstava za zaštitu od korozije.

Najčešća osobina svih organskih jedinjenja je njihova sposobnost sagorevanja. Sam amonijak gori i, općenito, lako, ali zapaliti ga nije uvijek lako. Nasuprot tome, amini se lako zapale i izgaraju najčešće bezbojnim ili blago obojenim plamenom. U ovom slučaju, dušik amina tradicionalno se oksidira u molekularni dušik, budući da su dušikovi oksidi nestabilni.

Amini se lakše zapale na zraku nego amonijak.

4NH 3 + 3O 2 = 2N 2 + 6H 2 O;

4C 2 H 5 NH 2 + 15O 2 \u003d 8CO 2 + 14H 2 O + 2N 2.

Osnovna svojstva

Primarni, sekundarni i tercijarni amini nužno sadrže nepodijeljeni elektronski par, kako i priliči trovalentnom dušiku. Odnosno, amini u rastvoru pokazuju osnovna svojstva, ili su njihovi rastvori baze. Zato amini u vodenom rastvoru postaju lakmus plavi, a fenolftalein grimizni. Rice. 12.

Rice. 1 .

Rice. 2 .

Zahvaljujući ovom elektronskom paru može se formirati donor-akceptorska veza sa jonom vodonika:

C 2 H 5 NH 2 + H + \u003d C 2 H 5 NH 3 +.

Dakle, poput amonijaka, amini pokazuju svojstva baza:

NH 3 + H 2 O NH 4 OH;

C 2 H 5 NH 2 + H 2 O C 2 H 5 NH 3 OH.

Amonijak sa kiselinama stvara soli amonijum, i amini - alkil amonijum :

NH 3 + HBr = NH 4 Br ( amonijum bromid)

C 2 H 5 NH 2 + HBr \u003d C 2 H 5 NH 3 Br ( etilamonijum bromid)

Baš kao što amonijak formira amonijeve soli sa kiselinama, amini formiraju odgovarajuće soli. Ove soli mogu nastati, kao u slučaju amonijaka, ne samo u reakciji vodenih rastvora, već iu gasnoj fazi, ako su amini dovoljno isparljivi.

Odnosno, ako u blizini stavite posude s koncentriranom hlorovodoničnom kiselinom ili čak organskim hlapljivim tvarima, kao što je octena, i posudu s isparljivim aminom, tada će se uskoro između njih u prostoru pojaviti nešto što nalikuje dimu bez vatre, tj. formirat će se kristali koji odgovaraju so alkilamina. Rice. 3.

Rice. 3 .

Alkalije istiskuju amine , koji, poput amonijaka, slab baze, iz alkilamonijum soli:

NH 4 Cl + KOH \u003d NH 3 - + KCl + H 2 O;

CH 3 NH 3 Cl + KOH \u003d CH 3 NH 2 - + KCl + H 2 O.

Osnovna svojstva amina su veća od amonijaka. Zašto? Formiranje donor-akceptorske veze sa jonom vodonika je lakše, što je veća gustina elektrona na atomu dušika. Ugljikovodični radikali sadrže mnogo elektrona i voljno ih "dijele" sa atomom dušika (slika 4).

Rice. 4. Donor-akceptorska veza sa jonom vodonika

Međutim, osnovna svojstva tercijarnih amina su manja od onih sekundarnih (uporedite konstante bazičnosti). Zašto? U tercijarnom aminu atom dušika je sa svih strana okružen ugljikovodičnim radikalima, a njegova sposobnost da ulazi u reakcije je otežana.

Amini, poput amonijaka, mogu reagirati s haloalkanima, zamjenjujući atom halogena:

CH 3 Br + NH 3 = CH 3 NH 2 + HBr;

CH 3 NH 2 + CH 3 Br \u003d (CH 3) 2 NH + HBr;

(CH 3) 2 NH + CH 3 Br \u003d (CH 3) 3 N + HBr.

Tercijarni amini također mogu zamijeniti halogen, tako da reakcija može ići dalje. Formira se kvaternarna amonijumova so - tetrametilamonijum bromid (CH 3) 4 NBr:

(CH 3) 3 N + CH 3 Br = (CH 3) 4 N+ + Br-.

Sumiranje lekcije

U ovoj lekciji tema „Amino jedinjenja. Klasifikacija, izomerizam, nazivi i fizička svojstva. Ponovili ste genezu organskih jedinjenja koja sadrže kiseonik i zapamtili neka uobičajena svojstva amonijaka i vode. Zatim smo pogledali kako da dobijemo amino jedinjenja. Proučavao njihovu klasifikaciju, izomerizam, imena i inherentna fizička svojstva .

Bibliografija

1. Rudžitis G.E., Feldman F.G. Hemija: Organska hemija. 10. razred: udžbenik za obrazovne ustanove: osnovni nivo / G. E. Rudzitis, F.G. Feldman. - 14. izdanje. - M.: Obrazovanje, 2012.
2. hemija. 10. razred. Nivo profila: udžbenik. za opšte obrazovanje institucije / V.V. Eremin, N.E. Kuzmenko, V.V. Lunin, A.A. Drozdov, V.I. Terenin. - M.: Drfa, 2008. - 463 str.
3. hemija. 11. razred. Nivo profila: udžbenik. za opšte obrazovanje institucije / V.V. Eremin, N.E. Kuzmenko, V.V. Lunin, A.A. Drozdov, V.I. Terenin. - M.: Drfa, 2010. - 462 str.
4. Khomchenko G.P., Khomchenko I.G. Zbirka zadataka iz hemije za one koji upisuju fakultete. - 4. izd. - M.: RIA "Novi talas": Izdavač Umerenkov, 2012. - 278 str.

1. web stranica ().
2. Chemistry.ssu.samara.ru ().
3. Himik.ru ().
4. Promobud.ua ().

Zadaća

1. br. 3, 4 (str. 14) Rudžitis G.E., Feldman F.G. Hemija: Organska hemija. 10. razred: udžbenik za obrazovne ustanove: osnovni nivo / G. E. Rudzitis, F.G. Feldman. - 14. izdanje. - M.: Obrazovanje, 2012.
2. Uporedite svojstva ograničavajućih amina i alkohola.
3. Napišite jednadžbe reakcija koje potvrđuju bazičnost amina.

amini - to su derivati ​​amonijaka (NH 3), u čijoj molekuli su jedan, dva ili tri atoma vodika zamijenjena ugljovodoničnim radikalima.

Prema broju ugljikovodičnih radikala koji zamjenjuju atome vodika u molekuli NH 3, svi amini se mogu podijeliti u tri tipa:

Grupa - NH 2 se naziva amino grupa. Postoje i amini koji sadrže dvije, tri ili više amino grupa.

Nomenklatura

Nazivu organskih ostataka povezanih sa dušikom dodaje se riječ "amin", dok su grupe navedene abecednim redom: CH3NC3H - metilpropilamin, CH3N(C6H5)2 - metildifenilamin. Za više amine, naziv se sastavlja, uzimajući ugljovodonik kao osnovu, dodajući prefiks "amino", "diamino", "triamino", što ukazuje na numerički indeks atoma ugljika. Za neke amine koriste se trivijalni nazivi: C6H5NH2 - anilin (sistematski naziv - fenilamin).

Za amine je moguća lančana izomerija, izomerija položaja funkcionalne grupe, izomerija između vrsta amina

Fizička svojstva

Primarni amini donje granice - gasovite supstance, imaju miris amonijaka, dobro se otapaju u vodi. Amini s većom relativnom molekulskom težinom su tekućine ili čvrste tvari, njihova topljivost u vodi opada s povećanjem molekularne težine.

Hemijska svojstva

Amini su hemijski slični amonijaku.

1. Interakcija sa vodom – stvaranje supstituisanih amonijum hidroksida. Rastvor amonijaka u vodi ima slaba alkalna (bazna) svojstva. Razlog za glavna svojstva amonijaka je prisustvo usamljenog elektronskog para na atomu dušika, koji je uključen u formiranje donor-akceptorske veze sa jonom vodika. Iz istog razloga, amini su također slabe baze. Amini su organske baze.

2. Interakcija sa kiselinama – stvaranje soli (reakcije neutralizacije). Kao baza, amonijak formira amonijeve soli sa kiselinama. Slično, kada amini reaguju sa kiselinama, nastaju supstituisane amonijumove soli. Alkalije, kao jače baze, istiskuju amonijak i amine iz svojih soli.

3. Sagorijevanje amina. Amini su zapaljive supstance. Proizvodi sagorijevanja amina, kao i drugih organskih spojeva koji sadrže dušik, su ugljični dioksid, voda i slobodni dušik.

Alkilacija je uvođenje alkil supstituenta u molekulu organskog jedinjenja. Tipični agensi za alkilaciju su alkil halogenidi, alkeni, epoksi jedinjenja, alkoholi, rjeđe aldehidi, ketoni, etri, sulfidi, diazoalkani. Katalizatori alkilacije su mineralne kiseline, Lewisove kiseline i zeoliti.

Acilacija. Kada se zagrijavaju s karboksilnim kiselinama, njihovim anhidridima, kiselinskim hloridima ili esterima, primarni i sekundarni amini se aciliraju u N-supstituirane amide, spojeve s fragmentom -C(O)N<:

Reakcija sa anhidridima se odvija pod blagim uslovima. Kiseli hloridi reaguju još lakše, reakcija se izvodi u prisustvu baze da veže nastali HCl.

Primarni i sekundarni amini stupaju u interakciju s dušičnom kiselinom na različite načine. Uz pomoć dušične kiseline razlikuju se jedni od drugih primarni, sekundarni i tercijarni amini. Primarni alkoholi nastaju iz primarnih amina:

C2H5NH2 + HNO2 → C2H5OH + N2 +H2O

Ovo oslobađa gas (azot). Ovo je znak da u tikvici ima primarnog amina.

Sekundarni amini formiraju žute, teško rastvorljive nitrozamine sa azotnom kiselinom - jedinjenja koja sadrže >N-N=O fragment:

(C2H5)2NH + HNO2 → (C2H5)2N-N=O + H2O

Sekundarne amine je teško propustiti, karakterističan miris nitrozodimetilamina širi se laboratorijom.

Tercijarni amini se jednostavno otapaju u dušičnoj kiselini na uobičajenim temperaturama. Pri zagrijavanju je moguća reakcija s eliminacijom alkil radikala.

Kako doći

1. Interakcija alkohola sa amonijakom pri zagrijavanju u prisustvu Al 2 0 3 kao katalizatora.

2. Interakcija alkil halogenida (haloalkana) sa amonijakom. Rezultirajući primarni amin može reagirati s viškom alkil halida i amonijaka kako bi se formirao sekundarni amin. Tercijarni amini se mogu pripremiti na sličan način

Amino kiseline. Klasifikacija, izomerija, nomenklatura, dobijanje. Fizička i hemijska svojstva. Amfoterna svojstva, bipolarna struktura, izoelektrična tačka. Polipeptidi. Pojedinačni predstavnici: glicin, alanin, cistein, cistin, a-aminokaproična kiselina, lizin, glutaminska kiselina.

Amino kiseline- to su derivati ​​ugljovodonika koji sadrže amino grupe (-NH 2) i karboksilne grupe -COOH.

Opšta formula: (NH 2) f R(COOH) n gdje je m i n najčešće jednako 1 ili 2. Dakle, aminokiseline su spojevi s mješovitim funkcijama.

Klasifikacija

izomerizam

Izomerizam aminokiselina, kao i hidroksi kiselina, zavisi od izomerizma ugljikovog lanca i od položaja amino grupe u odnosu na karboksil (a-, β - i γ - aminokiseline itd.). Osim toga, sve prirodne aminokiseline, osim aminooctene, sadrže asimetrične atome ugljika, pa imaju optičke izomere (antipode). Postoje D- i L-serija aminokiselina. Treba napomenuti da sve aminokiseline koje čine proteine ​​pripadaju L-seriji.

Nomenklatura

Aminokiseline obično imaju trivijalna imena (na primjer, aminooctena kiselina se naziva drugačije glikokol ili iicin, i aminopropionsku kiselinu alanin itd.). Naziv aminokiseline prema sistematskoj nomenklaturi sastoji se od naziva odgovarajuće karboksilne kiseline, čiji je derivat, sa dodatkom riječi amino- kao prefiksa. Položaj amino grupe u lancu označen je brojevima.

Kako doći

1. Interakcija α-halokarboksilnih kiselina sa viškom amonijaka. U toku ovih reakcija, atom halogena u halokarboksilnim kiselinama (za njihovu pripremu, videti § 10.4) je zamenjen amino grupom. Hlorovodonik koji se oslobađa u isto vrijeme vezan je viškom amonijaka u amonijum hlorid.

2. Hidroliza proteina. Složene mješavine aminokiselina obično nastaju tokom hidrolize proteina, međutim, posebnim metodama iz ovih smjesa se mogu izolirati pojedinačne čiste aminokiseline.

Fizička svojstva

Aminokiseline su bezbojne kristalne supstance, lako rastvorljive u vodi, tačke topljenja 230-300°C. Mnoge α-amino kiseline imaju sladak ukus.

Hemijska svojstva

1. Interakcija sa bazama i kiselinama:

a) kao kiselina (uključena je karboksilna grupa).

b) kao baza (uključena je amino grupa).

2. Interakcija unutar molekula - stvaranje unutrašnjih soli:

a) monoaminomonokarboksilne kiseline (neutralne kiseline). Vodeni rastvori monoaminomonokarboksilnih kiselina su neutralni (pH = 7);

b) monoaminodikarboksilne kiseline (kisele aminokiseline). Vodene otopine monoaminodikarboksilnih kiselina imaju pH< 7 (кислая среда), так как в результате образования внутренних солей этих кислот в растворе появляется избыток ионов водорода Н + ;

c) diaminomonokarboksilne kiseline (bazne aminokiseline). Vodene otopine diaminomonokarboksilnih kiselina imaju pH > 7 (alkalne), jer se kao rezultat stvaranja unutrašnjih soli ovih kiselina u otopini pojavljuje višak OH - hidroksidnih jona.

3. Interakcija aminokiselina jedna s drugom – stvaranje peptida.

4. U interakciji sa alkoholima nastaju estri.

Izoelektrična točka aminokiselina koje ne sadrže dodatne NH2 ili COOH grupe je aritmetička sredina između dvije pK vrijednosti: odnosno za alanin .

Izoelektrična tačka niza drugih aminokiselina koje sadrže dodatne kisele ili bazične grupe (asparaginska i glutaminska kiselina, lizin, arginin, tirozin, itd.) također ovisi o kiselosti ili bazičnosti radikala ovih aminokiselina. Za lizin, na primjer, pI treba izračunati iz polovine zbira pK" vrijednosti za α- i ε-NH2 grupe. Dakle, u pH rasponu od 4,0 do 9,0, gotovo sve aminokiseline postoje pretežno u obliku cwitterioni sa protoniranom amino grupom i disociranom karboksilnom grupom.

Polipeptidi sadrže više od deset aminokiselinskih ostataka.

Glicin (aminooctena kiselina, aminoetanska kiselina) je najjednostavnija alifatična aminokiselina, jedina aminokiselina koja nema optičke izomere. Empirijska formula C2H5NO2

Alanin (aminopropanoična kiselina) je alifatična aminokiselina. α-alanin je dio mnogih proteina, β-alanin je dio brojnih biološki aktivnih spojeva. Hemijska formula NH2 -CH -CH3 -COOH. Alanin se lako pretvara u glukozu u jetri i obrnuto. Ovaj proces se naziva glukozno-alaninski ciklus i jedan je od glavnih puteva glukoneogeneze u jetri.

Cistein (α-amino-β-tiopropionska kiselina; 2-amino-3-sulfanilpropanska kiselina) je alifatska aminokiselina koja sadrži sumpor. Optički aktivan, postoji u obliku L- i D-izomera. L-cistein je komponenta proteina i peptida i igra važnu ulogu u formiranju tkiva kože. Važan je za procese detoksikacije. Empirijska formula je C3H7NO2S.

Cistin (kem.) (3,3"-ditio-bis-2-aminopropionska kiselina, dicistein) je alifatska aminokiselina koja sadrži sumpor, bezbojni kristali, rastvorljivi u vodi.

Cistin je nekodirana aminokiselina koja je proizvod oksidativne dimerizacije cisteina, tokom koje dvije cistein tiolne grupe formiraju cistin disulfidnu vezu. Cistin sadrži dvije amino grupe i dvije karboksilne grupe i dvobazna je diamino kiselina. Empirijska formula C6H12N2O4S2

U tijelu se nalaze uglavnom u sastavu proteina.

Aminokaproična kiselina (6-aminoheksanska kiselina ili ε-aminokaproična kiselina) je hemostatski lijek koji inhibira konverziju profibrinolizina u fibrinolizin. bruto-

formula C6H13NO2.

Lizin (2,6-diaminoheksanska kiselina) je alifatična aminokiselina sa izraženim baznim svojstvima; esencijalne aminokiseline. Hemijska formula: C6H14N2O2

Lizin je dio proteina. Lizin je esencijalna aminokiselina koja je dio gotovo svakog proteina, neophodna je za rast, popravku tkiva, proizvodnju antitijela, hormona, enzima, albumina.

Glutaminska kiselina (2-aminopentandioična kiselina) je alifatična aminokiselina. U živim organizmima glutaminska kiselina u obliku glutamatnog anjona prisutna je u proteinima, nizu niskomolekularnih supstanci iu slobodnom obliku. Glutaminska kiselina igra važnu ulogu u metabolizmu dušika. Hemijska formula C5H9N1O4

Glutaminska kiselina je također neurotransmiterska aminokiselina, jedna od važnih članova klase ekscitatornih aminokiselina. Vezivanje glutamata za specifične receptore neurona dovodi do ekscitacije potonjih.

Jednostavni i složeni proteini. peptidnu vezu. Koncept primarne, sekundarne, tercijarne i kvartarne strukture proteinske molekule. Vrste veza koje određuju prostornu strukturu proteinske molekule (vodikove, disulfidne, jonske, hidrofobne interakcije). Fizička i hemijska svojstva proteina (taloženje, denaturacija, reakcije boje). izoelektrična tačka. Vrijednost proteina.

vjeverice - to su prirodna visokomolekularna jedinjenja (biopolimeri), čija su strukturna osnova polipeptidni lanci izgrađeni od ostataka α-aminokiselina.

Jednostavni proteini (proteini) su visokomolekularne organske supstance koje se sastoje od alfa-amino kiselina povezanih u lanac peptidnom vezom.

Složeni proteini (proteidi) su dvokomponentni proteini koji pored peptidnih lanaca (jednostavnog proteina) sadrže komponentu ne-aminokiselinske prirode - prostetičku grupu.

peptidna veza - vrsta amidne veze koja nastaje tokom formiranja proteina i peptida kao rezultat interakcije α-amino grupe (-NH2) jedne aminokiseline sa α-karboksilnom grupom (-COOH) druge amino kiseline.

Primarna struktura je sekvenca aminokiselina u polipeptidnom lancu. Važne karakteristike primarne strukture su konzervativni motivi - kombinacije aminokiselina koje igraju ključnu ulogu u funkcijama proteina. Konzervativni motivi se čuvaju u toku evolucije vrste, često omogućavaju predviđanje funkcije nepoznatog proteina.

Sekundarna struktura - lokalno sređivanje fragmenta polipeptidnog lanca, stabiliziranog vodoničnim vezama.

Tercijarna struktura - prostorna struktura polipeptidnog lanca (skup prostornih koordinata atoma koji čine protein). Strukturno se sastoji od sekundarnih strukturnih elemenata stabiliziranih različitim vrstama interakcija, u kojima hidrofobne interakcije igraju važnu ulogu. U stabilizaciji tercijarne strukture učestvuju:

kovalentne veze (između dva cisteinska ostatka - disulfidni mostovi);

jonske veze između suprotno nabijenih bočnih grupa aminokiselinskih ostataka;

vodonične veze;

hidrofilno-hidrofobne interakcije. Kada je u interakciji sa okolnim molekulima vode, proteinski molekul "teži" da se sklupča tako da se nepolarne bočne grupe aminokiselina izoluju iz vodene otopine; polarne hidrofilne bočne grupe pojavljuju se na površini molekule.

Kvartarna struktura (ili podjedinica, domen) - međusobni raspored nekoliko polipeptidnih lanaca kao dijela jednog proteinskog kompleksa. Proteinski molekuli koji čine protein kvartarne strukture formiraju se odvojeno na ribosomima i tek nakon završetka sinteze formiraju zajedničku supramolekularnu strukturu. Protein kvaternarne strukture može sadržavati identične i različite polipeptidne lance. Isti tipovi interakcija učestvuju u stabilizaciji kvartarne strukture kao i u stabilizaciji tercijarne. Supramolekularni proteinski kompleksi mogu se sastojati od desetina molekula.

Fizička svojstva

Svojstva proteina su raznolika koliko i funkcije koje obavljaju. Neki proteini se otapaju u vodi, formirajući, u pravilu, koloidne otopine (na primjer, bjelanjak jajeta); drugi se otapaju u razrijeđenim otopinama soli; drugi su netopivi (na primjer, proteini integumentarnih tkiva).

Hemijska svojstva

U radikalima aminokiselinskih ostataka, proteini sadrže različite funkcionalne grupe koje su sposobne da uđu u mnoge reakcije. Proteini ulaze u oksidaciono-redukcione reakcije, esterifikaciju, alkilaciju, nitraciju, mogu formirati soli i sa kiselinama i sa bazama (proteini su amfoterni).

Na primjer, albumin - bjelanjak - na temperaturi od 60-70 ° taloži se iz otopine (koagulira), gubeći sposobnost rastvaranja u vodi.