آمین ها با چه واکنشی نشان می دهند؟ آمین ها

بر اساس ماهیت جایگزین های هیدروکربنی، آمین ها به دو دسته تقسیم می شوند

ویژگی های ساختاری کلی آمین ها

درست مانند مولکول آمونیاک، در مولکول هر آمینی، اتم نیتروژن یک جفت الکترون تنها دارد که به یکی از رئوس چهار وجهی تحریف شده هدایت می شود:

به همین دلیل، آمین ها نیز مانند آمونیاک دارای خواص اساسی هستند.

بنابراین، آمین ها، مشابه آمونیاک، به طور برگشت پذیر با آب واکنش می دهند و پایه های ضعیفی را تشکیل می دهند:

پیوند بین کاتیون هیدروژن و اتم نیتروژن در مولکول آمین با استفاده از مکانیسم دهنده-گیرنده به دلیل جفت الکترون تنها اتم نیتروژن تحقق می یابد. آمین های اشباع در مقایسه با آمونیاک بازهای قوی تری هستند، زیرا در چنین آمین‌هایی، جایگزین‌های هیدروکربنی اثر القایی مثبت (+I) دارند. در این راستا، چگالی الکترون روی اتم نیتروژن افزایش می‌یابد که تعامل آن با کاتیون H + را تسهیل می‌کند.

آمین های معطر، اگر گروه آمینه مستقیماً به حلقه معطر متصل باشد، در مقایسه با آمونیاک، خواص پایه ضعیف تری از خود نشان می دهند. این به دلیل این واقعیت است که جفت الکترون تنها اتم نیتروژن به سمت سیستم π آروماتیک حلقه بنزن منتقل می شود و در نتیجه چگالی الکترون روی اتم نیتروژن کاهش می یابد. به نوبه خود، این منجر به کاهش خواص اساسی، به ویژه توانایی تعامل با آب می شود. به عنوان مثال، آنیلین فقط با اسیدهای قوی واکنش می دهد، اما عملا با آب واکنش نمی دهد.

خواص شیمیایی آمین های اشباع شده

همانطور که قبلا ذکر شد، آمین ها به طور برگشت پذیر با آب واکنش می دهند:

محلول های آبی آمین ها به دلیل تفکیک بازهای حاصل، واکنش قلیایی دارند:

آمین های اشباع شده به دلیل خواص پایه قوی تر، بهتر از آمونیاک با آب واکنش می دهند.

خواص اساسی آمین های اشباع در سری افزایش می یابد.

آمین های اشباع ثانویه بازهای قوی تری نسبت به آمین های اشباع اولیه هستند که به نوبه خود بازهای قوی تری نسبت به آمونیاک هستند. در مورد خواص پایه آمین های ثالثی، اگر در مورد واکنش ها در محلول های آبی صحبت می کنیم، خواص اساسی آمین های سوم بسیار بدتر از آمین های ثانویه و حتی کمی بدتر از آمین های اولیه بیان می شود. این به دلیل موانع فضایی است که به طور قابل توجهی بر سرعت پروتوناسیون آمین تأثیر می گذارد. به عبارت دیگر، سه جانشین اتم نیتروژن را مسدود کرده و در برهمکنش آن با کاتیون های H+ اختلال ایجاد می کنند.

تعامل با اسیدها

هم آمین های اشباع آزاد و هم محلول های آبی آنها با اسیدها واکنش می دهند. در این حالت نمک ها تشکیل می شوند:

از آنجایی که خواص پایه آمین های اشباع شده بیشتر از آمونیاک است، چنین آمین هایی حتی با اسیدهای ضعیف مانند اسید کربنیک واکنش نشان می دهند:

نمک های آمین جامداتی هستند که در آب بسیار حل می شوند و در حلال های آلی غیرقطبی کمی حل می شوند. برهمکنش نمک های آمین با قلیاها منجر به آزاد شدن آمین های آزاد می شود، شبیه به جابجایی آمونیاک زمانی که قلیایی ها روی نمک های آمونیوم عمل می کنند:

2. آمین های اشباع اولیه با اسید نیتروژن واکنش می دهند و الکل های مربوطه، نیتروژن N2 و آب را تشکیل می دهند. مثلا:

یکی از ویژگی های این واکنش تشکیل گاز نیتروژن است و بنابراین برای آمین های اولیه کیفی است و برای تشخیص آنها از آمین های ثانویه و سوم استفاده می شود. لازم به ذکر است که اغلب این واکنش با مخلوط کردن آمین نه با محلول خود اسید نیتریت، بلکه با محلول نمک اسید نیتریت (نیتریت) و سپس افزودن یک اسید معدنی قوی به این مخلوط انجام می شود. هنگامی که نیتریت ها با اسیدهای معدنی قوی تعامل می کنند، اسید نیتروژن تشکیل می شود که سپس با آمین واکنش می دهد:

آمین های ثانویه در شرایط مشابه مایعات روغنی به نام N-nitrosamine می دهند، اما این واکنش در آزمایش های USE واقعی در شیمی رخ نمی دهد. آمین های سوم با اسید نیتروژن واکنش نمی دهند.

احتراق کامل هر آمین منجر به تشکیل دی اکسید کربن، آب و نیتروژن می شود:

برهمکنش با هالوآلکان ها

قابل توجه است که دقیقاً همان نمک از اثر هیدروژن کلرید بر روی آمین جایگزین بیشتری بدست می آید. در مورد ما، هنگامی که کلرید هیدروژن با دی متیل آمین واکنش می دهد:

تهیه آمین ها:

1) آلکیلاسیون آمونیاک با هالوآلکان ها:

در صورت کمبود آمونیاک، نمک آن به جای آمین به دست می آید:

2) کاهش توسط فلزات (به هیدروژن در سری فعالیت) در یک محیط اسیدی:

پس از درمان محلول با قلیایی برای آزادسازی آمین آزاد:

3) واکنش آمونیاک با الکل ها هنگام عبور مخلوط آنها از اکسید آلومینیوم گرم شده. بسته به نسبت الکل / آمین، آمین های اولیه، ثانویه یا سوم تشکیل می شوند:

خواص شیمیایی آنیلین

آنیلین - نام بی اهمیت آمینو بنزن با فرمول:

همانطور که از شکل مشاهده می شود، در مولکول آنیلین گروه آمینه به طور مستقیم به حلقه معطر متصل است. چنین آمین هایی، همانطور که قبلاً ذکر شد، خواص اساسی بسیار کمتری نسبت به آمونیاک دارند. بنابراین، به طور خاص، آنیلین عملا با آب و اسیدهای ضعیف مانند اسید کربنیک واکنش نمی دهد.

واکنش آنیلین با اسیدها

آنیلین با اسیدهای معدنی قوی و متوسط ​​واکنش می دهد. در این مورد، نمک های فنیل آمونیوم تشکیل می شوند:

واکنش آنیلین با هالوژن ها

همانطور که قبلاً در ابتدای این فصل گفته شد، گروه آمینه در آمین های معطر به حلقه معطر کشیده می شود که به نوبه خود چگالی الکترون روی اتم نیتروژن را کاهش می دهد و در نتیجه آن را در حلقه آروماتیک افزایش می دهد. افزایش چگالی الکترون در حلقه آروماتیک منجر به این واقعیت می شود که واکنش های جایگزینی الکتروفیل، به ویژه واکنش های با هالوژن ها، به ویژه در موقعیت های ارتو و پارا نسبت به گروه آمینه، بسیار راحت تر انجام می شود. بنابراین، آنیلین به راحتی با آب برم واکنش می دهد و یک رسوب سفید از 2،4،6-تریبروموآنیلین را تشکیل می دهد:

این واکنش برای آنیلین کیفی است و اغلب اجازه می دهد تا آن را در میان سایر ترکیبات آلی شناسایی کند.

واکنش آنیلین با اسید نیتروژن

آنیلین با اسید نیتروژن واکنش می دهد، اما به دلیل اختصاصی بودن و پیچیدگی این واکنش، در آزمون دولتی واحد واقعی در شیمی ظاهر نمی شود.

واکنش های آلکیلاسیون آنیلین

با استفاده از آلکیلاسیون متوالی آنیلین در اتم نیتروژن با هیدروکربن های هالوژنه، آمین های ثانویه و سوم را می توان به دست آورد:

دریافت آنیلین

1. کاهش نیتروبنزن توسط فلزات در حضور اسیدهای غیر اکسید کننده قوی:

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

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

هر فلزی که قبل از هیدروژن در سری فعالیت قرار دارد می تواند به عنوان فلز استفاده شود.

واکنش کلروبنزن با آمونیاک:

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

خواص شیمیایی اسیدهای آمینه

آمینو اسید ترکیباتی هستند که مولکول های آنها شامل دو نوع گروه عاملی - گروه های آمینه (-NH 2) و کربوکسی- (-COOH) است.

به عبارت دیگر، اسیدهای آمینه را می توان مشتقات اسیدهای کربوکسیلیک در نظر گرفت که در مولکول های آن یک یا چند اتم هیدروژن با گروه های آمینه جایگزین می شود.

بنابراین، فرمول کلی اسیدهای آمینه را می توان به صورت (NH 2) x R(COOH) y نوشت که x و y اغلب برابر یک یا دو هستند.

از آنجایی که مولکول های آمینو اسید دارای هر دو گروه آمینه و کربوکسیل هستند، خواص شیمیایی مشابهی با آمین ها و اسیدهای کربوکسیلیک از خود نشان می دهند.

خواص اسیدی اسیدهای آمینه

تشکیل نمک با قلیاها و کربناتهای فلزات قلیایی

استری شدن اسیدهای آمینه

اسیدهای آمینه می توانند با استریفیکاسیون با الکل ها واکنش دهند:

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

خواص اساسی اسیدهای آمینه

1. تشکیل نمک هنگام تعامل با اسیدها

NH 2 CH 2 COOH + HCl → + Cl —

2. تعامل با اسید نیتروژن

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

توجه: برهمکنش با اسید نیتروژن مانند آمین های اولیه انجام می شود

3. آلکیلاسیون

NH 2 CH 2 COOH + CH 3 I → + I —

4. برهمکنش اسیدهای آمینه با یکدیگر

اسیدهای آمینه می توانند با یکدیگر واکنش نشان دهند تا پپتیدها را تشکیل دهند - ترکیباتی که در مولکول های خود پیوند پپتیدی -C(O)-NH- دارند.

در عین حال باید توجه داشت که در صورت واکنش بین دو اسید آمینه مختلف، بدون رعایت برخی شرایط سنتز خاص، تشکیل دی پپتیدهای مختلف به طور همزمان اتفاق می افتد. بنابراین، به عنوان مثال، به جای واکنش گلیسین با آلانین بالا که منجر به گلیسیلانانین شود، واکنش منجر به آلانیل گلیسین می تواند رخ دهد:

علاوه بر این، مولکول گلیسین لزوما با مولکول آلانین واکنش نمی دهد. واکنش های پپتیزاسیون نیز بین مولکول های گلیسین رخ می دهد:

و آلانین:

علاوه بر این، از آنجایی که مولکول های پپتیدهای به دست آمده، مانند مولکول های اسید آمینه اصلی، حاوی گروه های آمینه و گروه های کربوکسیل هستند، خود پپتیدها می توانند با اسیدهای آمینه و سایر پپتیدها به دلیل تشکیل پیوندهای پپتیدی جدید واکنش دهند.

از آمینو اسیدهای مجزا برای تولید پلی پپتیدهای مصنوعی یا به اصطلاح الیاف پلی آمید استفاده می شود. بنابراین، به طور خاص، با استفاده از پلی تراکم اسید 6-aminohexane (ε-aminocaproic)، نایلون در صنعت سنتز می شود:

رزین نایلونی حاصل برای تولید الیاف نساجی و پلاستیک استفاده می شود.

تشکیل نمکهای داخلی اسیدهای آمینه در محلول آبی

در محلول های آبی، اسیدهای آمینه عمدتاً به شکل نمک های داخلی - یون های دوقطبی (زویتریون ها) وجود دارند:

به دست آوردن اسیدهای آمینه

1) واکنش کربوکسیلیک اسیدهای کلردار با آمونیاک:

Cl-CH 2 -COOH + 2NH 3 = NH 2 -CH 2 -COOH + NH 4 Cl

2) تجزیه (هیدرولیز) پروتئین ها تحت اثر محلول های اسیدهای معدنی قوی و قلیاها.

آمین ها مشتقات آلی آمونیاک حاوی یک گروه آمینه NH 2 و یک رادیکال آلی هستند. به طور کلی فرمول آمین فرمول آمونیاکی است که در آن اتم های هیدروژن با یک رادیکال هیدروکربنی جایگزین شده اند.

طبقه بندی

• بر اساس تعداد اتم های هیدروژن که توسط یک رادیکال در آمونیاک جایگزین می شوند، آمین های اولیه (یک اتمی)، ثانویه و سوم تشخیص داده می شوند. رادیکال ها می توانند انواع مشابه یا متفاوت باشند.
• یک آمین ممکن است حاوی بیش از یک گروه آمینه باشد. با توجه به این مشخصه به پلی آمین های مونو، دی، تری، ... تقسیم می شوند.
• بر اساس نوع رادیکال های مرتبط با اتم نیتروژن، آلیفاتیک (غیر حاوی زنجیره های حلقوی)، معطر (حاوی یک چرخه، معروف ترین آنیلین با حلقه بنزن)، مخلوط (چرب-معطر، حاوی حلقوی و غیر حلقوی) وجود دارد. رادیکال های حلقوی).

خواص

بسته به طول زنجیره اتم ها در رادیکال آلی، آمین ها می توانند گازی (تری، دی، متیل آمین، اتیلامین)، مایع یا جامد باشند. هر چه زنجیره طولانی تر باشد، ماده سخت تر است. ساده ترین آمین ها محلول در آب هستند، اما با رفتن به ترکیبات پیچیده تر، حلالیت در آب کاهش می یابد.

آمین های گازی و مایع موادی با بوی آمونیاک مشخص هستند. جامدها عملا بی بو هستند.

آمین ها در واکنش های شیمیایی خواص پایه قوی از خود نشان می دهند؛ در نتیجه برهمکنش با اسیدهای معدنی، نمک های آلکیل آمونیوم به دست می آید. واکنش با اسید نیتروژن برای این دسته از ترکیبات کیفی است. در مورد یک آمین اولیه، الکل و گاز نیتروژن به دست می آید، با یک آمین ثانویه یک رسوب زرد نامحلول با بوی مشخص نیتروزودیمیل آمین. با درجه سوم واکنش رخ نمی دهد.

آنها با اکسیژن (در هوا می سوزند)، هالوژن ها، اسیدهای کربوکسیلیک و مشتقات آنها، آلدهیدها، کتون ها واکنش می دهند.

تقریباً تمام آمین ها، به استثنای موارد نادر، سمی هستند. بنابراین، معروف ترین نماینده کلاس، آنیلین، به راحتی به پوست نفوذ می کند، هموگلوبین را اکسید می کند، سیستم عصبی مرکزی را کاهش می دهد، متابولیسم را مختل می کند، که حتی می تواند منجر به مرگ شود. برای انسان و بخارات سمی است.

علائم مسمومیت:

تنگی نفس،
- کبودی بینی، لب ها، نوک انگشتان،
- تنفس سریع و افزایش ضربان قلب، از دست دادن هوشیاری.

کمک های اولیه:

معرف شیمیایی را با پشم پنبه و الکل بشویید،
- امکان دسترسی به هوای پاک،
- با آمبولانس تماس بگیر.

کاربرد

به عنوان سخت کننده رزین های اپوکسی.

به عنوان یک کاتالیزور در صنایع شیمیایی و متالورژی.

مواد اولیه برای تولید الیاف مصنوعی پلی آمید، به عنوان مثال، نایلون.

برای تولید پلی یورتان ها، فوم های پلی یورتان، چسب های پلی اورتان.

محصول اولیه برای تولید آنیلین اساس رنگ های آنیلین است.

برای تولید دارو.

برای تولید رزین های فنل فرمالدئید.

برای سنتز مواد دافع، قارچ کش ها، حشره کش ها، آفت کش ها، کودهای معدنی، شتاب دهنده های ولکانیزاسیون لاستیک، معرف های ضد خوردگی، محلول های بافر.

به عنوان یک افزودنی به روغن موتور و سوخت، سوخت خشک.

برای تولید مواد حساس به نور.

هگزامین به عنوان یک افزودنی غذایی و همچنین به عنوان یک ماده در لوازم آرایشی استفاده می شود.

در فروشگاه آنلاین ما می توانید معرف های متعلق به کلاس آمین ها را خریداری کنید.

متیل آمین

آمین آلیفاتیک اولیه به عنوان ماده اولیه برای تولید داروها، رنگ ها و آفت کش ها مورد تقاضا است.

دی اتیل آمین

آمین ثانویه از آن به عنوان محصول اولیه در تولید آفت کش ها، داروها (به عنوان مثال نووکائین)، رنگ ها، مواد دافع، افزودنی های سوخت و روغن موتور استفاده می شود. معرف هایی از آن برای محافظت در برابر خوردگی، غنی سازی سنگ معدن، پخت رزین های اپوکسی و تسریع فرآیندهای ولکانیزاسیون ساخته می شوند.

تری اتیلامین

آمین سوم. مورد استفاده در صنایع شیمیایی به عنوان کاتالیزور در تولید لاستیک، رزین های اپوکسی، فوم های پلی اورتان. در متالورژی، یک کاتالیزور سخت کننده در فرآیندهای غیر پخت است. مواد اولیه در سنتز آلی داروها، کودهای معدنی، عوامل کنترل علف های هرز، رنگ.

1-بوتیلامین

ترت بوتیل آمین، ترکیبی است که در آن یک گروه آلی ترت بوتیل به نیتروژن متصل می شود. این ماده در سنتز تقویت کننده های ولکانیزاسیون لاستیک، داروها، رنگ ها، تانن ها، علف های هرز و عوامل کنترل حشرات استفاده می شود.

هگزامین (هگزامین)

آمین چند حلقه ای ماده ای مورد تقاضا در اقتصاد. به عنوان یک افزودنی غذایی، دارو و جزء دارویی، ماده تشکیل دهنده در لوازم آرایشی، محلول های بافر برای شیمی تحلیلی استفاده می شود. به عنوان سوخت خشک، سخت کننده رزین های پلیمری، در سنتز رزین های فنل فرمالدئید، قارچ کش ها، مواد منفجره و عوامل محافظت کننده در برابر خوردگی.

رایج ترین خاصیت همه ترکیبات آلی توانایی آنها در سوختن است. خود آمونیاک می سوزد و به طور کلی به راحتی می سوزد، اما آتش زدن آن همیشه آسان نیست. در مقابل، آمین ها به راحتی مشتعل می شوند و اغلب با شعله بی رنگ یا کمی رنگی می سوزند. در این مورد، نیتروژن آمین ها به طور سنتی به نیتروژن مولکولی اکسید می شود، زیرا اکسیدهای نیتروژن ناپایدار هستند.

آمین ها در هوا راحت تر از آمونیاک مشتعل می شوند.

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

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

خواص اساسی

آمین های اولیه، ثانویه و سوم آن‌طور که شایسته نیتروژن سه ظرفیتی است، لزوماً حاوی یک جفت الکترون است. یعنی آمین های موجود در محلول خواص اساسی از خود نشان می دهند یا محلول های آنها باز هستند. به همین دلیل است که آمین های موجود در محلول آبی به رنگ آبی تورنسل و فنل فتالئین زرشکی می شوند. برنج. 12.

برنج. 1 .

برنج. 2 .

به لطف این جفت الکترون، یک پیوند دهنده-گیرنده با یک یون هیدروژن می تواند تشکیل شود:

C 2 H 5 NH 2 + H + = C 2 H 5 NH 3 +.

بنابراین، مانند آمونیاک، آمین ها خواص بازها را نشان می دهند:

NH 3 + H 2 O NH 4 OH;

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

آمونیاک با اسیدها نمک تشکیل می دهد آمونیوم و آمین ها آلکیلامونیوم هستند :

NH 3 + HBr = NH 4 Br ( آمونیوم بروماید)

C 2 H 5 NH 2 + HBr = C 2 H 5 NH 3 Br ( اتیلامونیوم بروماید)

همانطور که آمونیاک نمک های آمونیوم را با اسیدها تشکیل می دهد، آمین ها نیز نمک های مربوطه را تشکیل می دهند. این نمک ها می توانند مانند آمونیاک، نه تنها در طی واکنش محلول های آبی، بلکه در فاز گاز نیز در صورتی که آمین ها به اندازه کافی فرار باشند، تشکیل شوند.

یعنی اگر در کنار ظروف حاوی اسید کلریدریک غلیظ یا حتی با مواد فرار آلی، مثلاً اسید استیک، و ظرفی با آمین فرار قرار دهید، به زودی چیزی شبیه دود بدون آتش در فضای بین آنها ظاهر می شود، یعنی. کریستال های مربوط به نمک آلکیلامین تشکیل می شود. برنج. 3.

برنج. 3 .

قلیاها جایگزین آمین ها می شوند که مانند آمونیاک، ضعیفبازها از نمک های آلکیل آمونیوم:

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

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

خواص اساسی آمین ها بیشتر از آمونیاک است. چرا؟ تشکیل پیوند دهنده-گیرنده با یون هیدروژن راحت تر اتفاق می افتد، هر چه چگالی الکترون روی اتم نیتروژن بیشتر باشد. رادیکال های هیدروکربنی حاوی الکترون های زیادی هستند و به راحتی آنها را با اتم نیتروژن "به اشتراک می گذارند" (شکل 4).

برنج. 4. پیوند دهنده-گیرنده با یون هیدروژن

با این حال، خواص پایه آمین های سوم کمتر از آمین های ثانویه است (ثابت های بازی را مقایسه کنید). چرا؟ در یک آمین سوم، اتم نیتروژن از همه طرف توسط رادیکال های هیدروکربنی احاطه شده است و توانایی آن برای واکنش مختل می شود.

آمین ها مانند آمونیاک قادر به واکنش با هالوآلکان ها هستند و جایگزین اتم هالوژن می شوند:

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

CH 3 NH 2 + CH 3 Br = (CH 3) 2 NH + HBr.

(CH 3) 2 NH + CH 3 Br = (CH 3) 3 N + HBr.

آمین های سوم نیز می توانند جایگزین هالوژن شوند، بنابراین واکنش می تواند بیشتر پیش برود. نمک آمونیوم چهارتایی تشکیل می شود - تترمتیل آمونیوم برومید (CH 3) 4 NBr:

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

جمع بندی درس

این درس به موضوع «ترکیبات آمینه. طبقه بندی، ایزومریسم، نام ها و خواص فیزیکی." شما پیدایش ترکیبات آلی حاوی اکسیژن را مرور کرده اید و برخی از خواص کلی آمونیاک و آب را یادآوری کرده اید. سپس نحوه بدست آوردن ترکیبات آمینه را بررسی کردیم. ما طبقه بندی، ایزومر، نام و خواص فیزیکی ذاتی آنها را مطالعه کردیم. .

کتابشناسی - فهرست کتب

1. رودزیتیس G.E.، Feldman F.G. شیمی: شیمی آلی. پایه دهم: کتاب درسی موسسات آموزش عمومی: سطح پایه/G. E. Rudzitis، F.G. فلدمن - چاپ چهاردهم. - م.: آموزش و پرورش، 2012.
2. علم شیمی. پایه 10. سطح مشخصات: دانشگاهی. برای آموزش عمومی مؤسسات/V.V. ارمین، ن.ای. کوزمنکو، وی. لونین، A.A. درزدوف، وی. ترنین. - م.: باستارد، 2008. - 463 ص.
3. علم شیمی. درجه 11. سطح مشخصات: دانشگاهی. برای آموزش عمومی مؤسسات/ V.V. ارمین، ن.ای. کوزمنکو، وی. لونین، A.A. درزدوف، وی. ترنین. - م.: باستارد، 2010. - 462 ص.
4. Khomchenko G.P.، ​​Khomchenko I.G. مجموعه مسائل شیمی برای ورود به دانشگاه ها. - ویرایش چهارم - M.: RIA "موج جدید": ناشر Umerenkov، 2012. - 278 ص.

1. سایت اینترنتی ().
2. Chemistry.ssu.samara.ru ().
3. Khimik.ru ().
4. Promobud.ua ().

مشق شب

1. شماره 3، 4 (ص 14) Rudzitis G.E., Feldman F.G. شیمی: شیمی آلی. پایه دهم: کتاب درسی موسسات آموزش عمومی: سطح پایه/G. E. Rudzitis، F.G. فلدمن - چاپ چهاردهم. - م.: آموزش و پرورش، 2012.
2. خواص محدود کننده آمین ها و الکل ها را مقایسه کنید.
3. معادلات واکنشی را بنویسید که باز بودن آمین ها را تایید می کند.

آمین ها -اینها مشتقاتی از آمونیاک (NH 3) هستند که در مولکول آن یک، دو یا سه اتم هیدروژن با رادیکال های هیدروکربنی جایگزین می شوند.

با توجه به تعداد رادیکال های هیدروکربنی که جایگزین اتم های هیدروژن در مولکول NH 3 می شوند، تمام آمین ها را می توان به سه نوع تقسیم کرد:

گروه - NH 2 یک گروه آمینه نامیده می شود. آمین هایی نیز وجود دارند که حاوی دو، سه یا چند گروه آمینه هستند

نامگذاری

کلمه "آمین" به نام باقی مانده های آلی مرتبط با نیتروژن اضافه می شود و گروه ها به ترتیب حروف الفبا ذکر می شوند: CH3NC3H - متیل پروپیلامین، CH3N(C6H5)2 - متیل دی فنیل آمین. برای آمین های بالاتر، نام با استفاده از هیدروکربن به عنوان پایه، با اضافه کردن پیشوند "آمینو"، "دیامینو"، "تریامینو" جمع آوری شده است که نشان دهنده شاخص عددی اتم کربن است. برای برخی از آمین ها از نام های بی اهمیت استفاده می شود: C6H5NH2 - آنیلین (نام سیستماتیک - فنیلامین).

برای آمین ها، ایزومری زنجیره ای، ایزومری موقعیت گروه عاملی و ایزومری بین انواع آمین ها امکان پذیر است.

مشخصات فیزیکی

آمین های اولیه با حد پایین موادی گازی هستند، بوی آمونیاک دارند و در آب بسیار محلول هستند. آمین‌هایی که وزن مولکولی نسبی بالاتری دارند، مایع یا جامد هستند، حلالیت آنها در آب با افزایش وزن مولکولی کاهش می‌یابد.

خواص شیمیایی

آمین ها خواص شیمیایی مشابهی با آمونیاک دارند.

1. تعامل با آب - تشکیل هیدروکسیدهای آمونیوم جایگزین. محلول آمونیاک در آب دارای خواص قلیایی (اساسی) ضعیفی است. دلیل خواص اساسی آمونیاک وجود یک جفت الکترون تنها بر روی اتم نیتروژن است که در تشکیل پیوند دهنده - گیرنده با یون هیدروژن نقش دارد. به همین دلیل، آمین ها نیز بازهای ضعیفی هستند. آمین ها بازهای آلی هستند.

2. تعامل با اسیدها - تشکیل نمک (واکنش های خنثی سازی). آمونیاک به عنوان پایه، نمک های آمونیوم را با اسیدها تشکیل می دهد. به طور مشابه، هنگامی که آمین ها با اسیدها واکنش می دهند، نمک های آمونیوم جایگزین تشکیل می شوند. قلیایی ها به عنوان بازهای قوی تر، آمونیاک و آمین ها را از نمک هایشان جابجا می کنند.

3. احتراق آمین ها. آمین ها مواد قابل اشتعال هستند. محصولات احتراق آمین ها مانند سایر ترکیبات آلی حاوی نیتروژن، دی اکسید کربن، آب و نیتروژن آزاد است.

آلکیلاسیون وارد کردن یک جایگزین آلکیل به یک مولکول یک ترکیب آلی است. عوامل آلکیله کننده معمولی عبارتند از آلکیل هالیدها، آلکن ها، ترکیبات اپوکسی، الکل ها و به ندرت آلدئیدها، کتون ها، اترها، سولفیدها و دیازوآلکان ها. کاتالیزورهای آلکیلاسیون شامل اسیدهای معدنی، اسیدهای لوئیس و زئولیت هستند.

اسیلاسیون. هنگامی که با اسیدهای کربوکسیلیک، انیدریدها، کلریدهای اسید یا استرها، آمین‌های اولیه و ثانویه آن‌ها حرارت داده می‌شوند، برای تشکیل آمیدهای جایگزین N، ترکیباتی با نصف -C(O)N آسیله می‌شوند.<:

واکنش با انیدریدها در شرایط ملایم رخ می دهد. کلریدهای اسیدی حتی راحت‌تر واکنش نشان می‌دهند؛ واکنش در حضور یک باز برای اتصال HCl حاصل انجام می‌شود.

آمین های اولیه و ثانویه به روش های مختلف با اسید نیتروژن واکنش می دهند. از اسید نیتروژن برای تشخیص آمین های اولیه، ثانویه و سوم از یکدیگر استفاده می شود. الکل های اولیه از آمین های اولیه تشکیل می شوند:

C2H5NH2 + HNO2 → C2H5OH + N2 +H2O

این باعث آزاد شدن گاز (نیتروژن) می شود. این نشانه وجود آمین اولیه در فلاسک است.

آمین‌های ثانویه نیتروزامین‌های زرد و کم محلول را با اسید نیتروژن تشکیل می‌دهند - ترکیبات حاوی قطعه >N-N=O:

(C2H5)2NH + HNO2 → (C2H5)2N-N=O + H2O

از دست دادن آمین های ثانویه سخت است؛ بوی مشخصه نیتروزودیمتیل آمین در سراسر آزمایشگاه پخش می شود.

آمین های سوم در دمای معمولی به سادگی در اسید نیتروژن حل می شوند. هنگامی که گرم می شود، واکنش با حذف رادیکال های آلکیل امکان پذیر است.

روش های به دست آوردن

1. برهمکنش الکل ها با آمونیاک هنگام گرم شدن در حضور Al 2 0 3 به عنوان کاتالیزور.

2. برهمکنش آلکیل هالیدها (هالوآلکان ها) با آمونیاک. آمین اولیه حاصل می تواند با آلکیل هالید و آمونیاک اضافی واکنش داده و آمین ثانویه را تشکیل دهد. آمین های سوم را می توان به همین ترتیب تهیه کرد

آمینو اسید. طبقه بندی، ایزومریسم، نامگذاری، تولید. خواص فیزیکی و شیمیایی. خواص آمفوتریک، ساختار دوقطبی، نقطه ایزوالکتریک. پلی پپتیدها نمایندگان فردی: گلیسین، آلانین، سیستئین، سیستین، اسید a-aminocaproic، لیزین، اسید گلوتامیک.

آمینو اسید- اینها مشتقات هیدروکربن های حاوی گروه های آمینه (-NH 2) و گروه های کربوکسیل -COOH هستند.

فرمول کلی: (NH 2) f R(COOH) n که در آن m و n اغلب برابر با 1 یا 2 است. بنابراین، اسیدهای آمینه ترکیباتی با عملکردهای مخلوط هستند.

طبقه بندی

ایزومریسم

ایزومریسم اسیدهای آمینه، مانند اسیدهای هیدروکسی، به ایزومریسم زنجیره کربن و به موقعیت گروه آمینه نسبت به کربوکسیل بستگی دارد. (آ-, β - و γ - اسیدهای آمینه و غیره). علاوه بر این، تمام اسیدهای آمینه طبیعی، به جز اسید آمینه استیک، حاوی اتم های کربن نامتقارن هستند، بنابراین ایزومرهای نوری (پادپای) دارند. آمینو اسیدهای سری D و L وجود دارد. لازم به ذکر است که تمامی اسیدهای آمینه تشکیل دهنده پروتئین ها به سری L تعلق دارند.

نامگذاری

اسیدهای آمینه معمولاً نام‌های بی‌اهمیتی دارند (مثلاً اسید آمینه استیک را متفاوت می‌نامند گلیکولیا ایسین،و اسید آمینه پروپیونیک - آلانینو غیره.). نام یک اسید آمینه بر اساس نامگذاری سیستماتیک شامل نام اسید کربوکسیلیک مربوطه است که مشتق آن است، با افزودن کلمه amino- به عنوان پیشوند. موقعیت گروه آمینه در زنجیره با اعداد نشان داده می شود.

روش های به دست آوردن

1. برهمکنش اسیدهای آلفا هالوکربوکسیلیک با آمونیاک اضافی. در طی این واکنش ها، اتم هالوژن در اسیدهای کربوکسیلیک هالوژنه (برای تهیه آنها، به § 10.4 مراجعه کنید) با یک گروه آمینه جایگزین می شود. کلرید هیدروژن به دست آمده توسط آمونیاک اضافی برای تشکیل کلرید آمونیوم متصل می شود.

2. هیدرولیز پروتئین. هیدرولیز پروتئین ها معمولاً مخلوط های پیچیده ای از اسیدهای آمینه تولید می کند، اما با استفاده از روش های خاص می توان اسیدهای آمینه خالص منفرد را از این مخلوط ها جدا کرد.

مشخصات فیزیکی

آمینو اسیدها مواد کریستالی بی رنگ هستند که به آسانی در آب محلول هستند و نقطه ذوب 230-300 درجه سانتیگراد هستند. بسیاری از اسیدهای آمینه α طعم شیرینی دارند.

خواص شیمیایی

1. برهمکنش با بازها و اسیدها:

الف) به عنوان یک اسید (یک گروه کربوکسیل درگیر است).

ب) به عنوان یک پایه (یک گروه آمینه درگیر است).

2. برهمکنش درون مولکول - تشکیل نمک های داخلی:

الف) اسیدهای مونوآمینو مونو کربوکسیلیک (اسیدهای خنثی). محلول های آبی اسیدهای مونوآمینو مونو کربوکسیلیک خنثی هستند (pH = 7).

ب) اسیدهای مونو آمینو دی کربوکسیلیک (اسیدهای آمینه اسیدی). محلول های آبی اسیدهای مونو آمینو دی کربوکسیلیک دارای pH هستند< 7 (кислая среда), так как в результате образования внутренних солей этих кислот в растворе появляется избыток ионов водорода Н + ;

ج) اسیدهای دی آمینو مونو کربوکسیلیک (اسیدهای آمینه پایه). محلول های آبی اسیدهای دی آمینو مونو کربوکسیلیک دارای pH > 7 (محیط قلیایی) هستند، زیرا در نتیجه تشکیل نمک های داخلی این اسیدها، یون های هیدروکسید OH - اضافی در محلول ظاهر می شود.

3. برهمکنش اسیدهای آمینه با یکدیگر - تشکیل پپتیدها.

4. با الکل ها واکنش دهید تا استرها تشکیل شود.

نقطه ایزوالکتریک اسیدهای آمینه که حاوی گروه های اضافی NH2 یا COOH نیستند، میانگین حسابی بین دو مقدار pK است: به ترتیب برای آلانین .

نقطه ایزوالکتریک تعدادی از اسیدهای آمینه دیگر حاوی گروه های اسیدی یا بازی اضافی (اسیدهای آسپارتیک و گلوتامیک، لیزین، آرژنین، تیروزین و غیره) نیز به اسیدیته یا بازی رادیکال های این اسیدهای آمینه بستگی دارد. به عنوان مثال، برای لیزین، pI باید از نصف مجموع مقادیر pK برای گروه های α- و ε-NH2 محاسبه شود. بنابراین، در محدوده pH از 4.0 تا 9.0، تقریباً تمام اسیدهای آمینه عمدتاً به شکل زوئیتریون ها وجود دارند. با یک گروه آمینه پروتونه و یک گروه کربوکسیل جدا شده.

پلی پپتیدها حاوی بیش از ده باقی مانده اسید آمینه هستند.

گلیسین (اسید آمینه استیک، اسید آمینه اتانوئیک) ساده ترین اسید آمینه آلیفاتیک است، تنها اسید آمینه ای که ایزومرهای نوری ندارد. فرمول تجربی C2H5NO2

آلانین (آمینو پروپانوئیک اسید) یک آمینو اسید آلیفاتیک است. α-آلانین بخشی از بسیاری از پروتئین ها است، بتا آلانین بخشی از تعدادی از ترکیبات فعال بیولوژیکی است. فرمول شیمیایی NH2 -CH -CH3 -COOH. آلانین به راحتی در کبد به گلوکز تبدیل می شود و بالعکس. این فرآیند چرخه گلوکز-آلانین نامیده می شود و یکی از مسیرهای اصلی گلوکونئوژنز در کبد است.

سیستئین (آ-آمینو-β-تیوپروپیونیک اسید؛ اسید 2-آمینو-3-سولفانیل پروپانوئیک) یک اسید آمینه آلیفاتیک حاوی گوگرد است. از نظر نوری فعال، به شکل ایزومرهای L و D وجود دارد. ال سیستئین بخشی از پروتئین ها و پپتیدها است و نقش مهمی در تشکیل بافت پوست دارد. برای فرآیندهای سم زدایی مهم است. فرمول تجربی C3H7NO2S.

سیستین (شیمیایی) (3،3 اینچ دیتیو-بیس-2-آمینوپروپیونیک اسید، دی سیستئین) یک اسید آمینه آلیفاتیک حاوی گوگرد، کریستال های بی رنگ، محلول در آب است.

سیستین یک آمینو اسید غیر کدگذاری شده است که محصول دیمریزاسیون اکسیداتیو سیستئین است که طی آن دو گروه تیول سیستئین پیوند دی سولفید سیستین را تشکیل می دهند. سیستین حاوی دو گروه آمینه و دو گروه کربوکسیل است و یک دی آمینو اسید دوبازیک است. فرمول تجربی C6H12N2O4S2

در بدن آنها عمدتاً در پروتئین ها یافت می شوند.

اسید آمینوکاپروئیک (6-aminohexanoic acid یا ε-aminocaproic acid) یک داروی هموستاتیک است که از تبدیل پروفیبرینولیزین به فیبرینولیزین جلوگیری می کند. ناخالص-

فرمول C6H13NO2.

لیزین (2،6-دیامینو هگزانوئیک اسید) یک اسید آمینه آلیفاتیک با خواص باز مشخص است. اسید آمینه ضروری فرمول شیمیایی: C6H14N2O2

لیزین بخشی از پروتئین است. لیزین یک اسید آمینه ضروری است که تقریباً بخشی از هر پروتئینی است که برای رشد، ترمیم بافت، تولید آنتی بادی ها، هورمون ها، آنزیم ها، آلبومین ها ضروری است.

اسید گلوتامیک (2-آمینوپنتاندیوئیک اسید) یک آمینو اسید آلیفاتیک است. در موجودات زنده، اسید گلوتامیک به شکل آنیون گلوتامات در پروتئین ها، تعدادی از مواد کم مولکولی و به صورت آزاد وجود دارد. گلوتامیک اسید نقش مهمی در متابولیسم نیتروژن دارد. فرمول شیمیایی C5H9N1O4

اسید گلوتامیک همچنین یک اسید آمینه انتقال دهنده عصبی است که یکی از نمایندگان مهم کلاس "اسیدهای آمینه تحریکی" است. اتصال گلوتامات به گیرنده های عصبی خاص منجر به تحریک دومی می شود.

پروتئین های ساده و پیچیده پیوند پپتیدی مفهوم ساختار اولیه، ثانویه، سوم و چهارم یک مولکول پروتئین. انواع پیوندهایی که ساختار فضایی مولکول پروتئین را تعیین می کنند (هیدروژن، دی سولفید، برهمکنش های یونی، آبگریز). خواص فیزیکی و شیمیایی پروتئین ها (واکنش های رسوب، واکنش های دناتوراسیون، واکنش های رنگی). نقطه ایزوالکتریک. معنی پروتئین ها

پروتئین ها -اینها ترکیبات طبیعی با مولکولی بالا (بیوپلیمرها) هستند که اساس ساختاری آنها از زنجیره های پلی پپتیدی ساخته شده از بقایای اسیدهای آمینه α تشکیل شده است.

پروتئین های ساده (پروتئین ها) مواد آلی با مولکولی بالا هستند که متشکل از اسیدهای آمینه آلفا هستند که در یک زنجیره توسط یک پیوند پپتیدی به هم متصل شده اند.

پروتئین‌های پیچیده (پروتئین‌ها) پروتئین‌های دو جزئی هستند که علاوه بر زنجیره‌های پپتیدی (پروتئین ساده)، حاوی یک جزء غیر اسید آمینه - یک گروه مصنوعی است.

پیوند پپتیدی -نوعی پیوند آمیدی که در طی تشکیل پروتئین ها و پپتیدها در نتیجه برهمکنش گروه α-آمینه (-NH2) یک اسید آمینه با گروه آلفا-کربوکسیل (-COOH) یک اسید آمینه دیگر ایجاد می شود.

ساختار اولیه توالی اسیدهای آمینه در یک زنجیره پلی پپتیدی است. ویژگی های مهم ساختار اولیه، نقوش حفظ شده است - ترکیبی از اسیدهای آمینه که نقش کلیدی در عملکرد پروتئین دارند. نقوش حفاظت شده در طول تکامل گونه ها حفظ می شوند و اغلب می توانند برای پیش بینی عملکرد یک پروتئین ناشناخته استفاده شوند.

ساختار ثانویه نظم محلی یک قطعه از یک زنجیره پلی پپتیدی است که توسط پیوندهای هیدروژنی تثبیت شده است.

ساختار سوم، ساختار فضایی زنجیره پلی پپتیدی (مجموعه ای از مختصات فضایی اتم های سازنده پروتئین) است. از نظر ساختاری، از عناصر ساختاری ثانویه تشکیل شده است که توسط انواع مختلفی از برهمکنش‌ها تثبیت شده‌اند، که در آن برهمکنش‌های آبگریز نقش مهمی دارند. موارد زیر در تثبیت ساختار سوم نقش دارند:

پیوندهای کووالانسی (بین دو باقی مانده سیستئین - پل های دی سولفید)؛

پیوندهای یونی بین گروه های جانبی با بار مخالف باقی مانده اسید آمینه؛

پیوند های هیدروژنی؛

فعل و انفعالات آب دوست - آبگریز هنگام تعامل با مولکول‌های آب اطراف، مولکول پروتئین تمایل به تا شدن دارد به طوری که گروه‌های جانبی غیرقطبی اسیدهای آمینه از محلول آبی جدا می‌شوند. گروه های جانبی آبدوست قطبی روی سطح مولکول ظاهر می شوند.

ساختار کواترنر (یا زیر واحد، دامنه) - آرایش نسبی چندین زنجیره پلی پپتیدی به عنوان بخشی از یک مجتمع پروتئینی واحد. مولکول های پروتئینی که یک پروتئین با ساختار چهارتایی را می سازند به طور جداگانه روی ریبوزوم ها تشکیل می شوند و تنها پس از اتمام سنتز یک ساختار فوق مولکولی مشترک را تشکیل می دهند. یک پروتئین با ساختار چهارتایی می تواند دارای زنجیره های پلی پپتیدی یکسان و متفاوت باشد. همان نوع برهمکنش ها در تثبیت ساختار کواترنر مانند تثبیت ساختار ثالثی شرکت می کنند. مجتمع های پروتئینی فوق مولکولی می توانند از ده ها مولکول تشکیل شوند.

مشخصات فیزیکی

خواص پروتئین ها به اندازه عملکردهایی که انجام می دهند متنوع است. برخی از پروتئین ها در آب حل می شوند و معمولا محلول های کلوئیدی تشکیل می دهند (به عنوان مثال، سفیده تخم مرغ). بقیه در محلول های نمک رقیق حل می شوند. برخی دیگر نامحلول هستند (به عنوان مثال، پروتئین های بافت پوششی).

خواص شیمیایی

در رادیکال های باقی مانده اسیدهای آمینه، پروتئین ها حاوی گروه های عملکردی مختلفی هستند که می توانند وارد واکنش های زیادی شوند. پروتئین ها تحت واکنش های کاهش اکسیداسیون، استری شدن، آلکیلاسیون، نیتراسیون قرار می گیرند و می توانند با اسیدها و بازها نمک تشکیل دهند (پروتئین ها آمفوتریک هستند).

به عنوان مثال، آلبومین - سفیده تخم مرغ - در دمای 60-70 درجه از محلول رسوب می کند (منعقد می شود) و توانایی خود را برای حل شدن در آب از دست می دهد.