Aminler neyle reaksiyona girer? Aminler

Hidrokarbon ikame edicilerinin doğasına bağlı olarak aminler ikiye ayrılır:

Aminlerin genel yapısal özellikleri

Tıpkı amonyak molekülünde olduğu gibi, herhangi bir amin molekülünde de nitrojen atomu, çarpık tetrahedronun köşelerinden birine yönlendirilmiş yalnız bir elektron çiftine sahiptir:

Bu nedenle amonyak gibi aminler de önemli ölçüde temel özelliklere sahiptir.

Böylece amonyağa benzer aminler suyla tersinir şekilde reaksiyona girerek zayıf bazlar oluşturur:

Amin molekülündeki hidrojen katyonu ile nitrojen atomu arasındaki bağ, nitrojen atomunun yalnız elektron çifti nedeniyle bir donör-alıcı mekanizması kullanılarak gerçekleştirilir. Doymuş aminler amonyağa göre daha güçlü bazlardır çünkü bu tür aminlerde hidrokarbon ikame edicileri pozitif indüktif (+I) etkiye sahiptir. Bu bakımdan nitrojen atomundaki elektron yoğunluğu artar, bu da H+ katyonuyla etkileşimini kolaylaştırır.

Aromatik aminler, eğer amino grubu doğrudan aromatik halkaya bağlıysa, amonyağa kıyasla daha zayıf bazik özellikler sergilerler. Bunun nedeni nitrojen atomunun yalnız elektron çiftinin benzen halkasının aromatik π sistemine doğru kayması ve bunun sonucunda nitrojen atomundaki elektron yoğunluğunun azalmasıdır. Bu da temel özelliklerin, özellikle de suyla etkileşim yeteneğinin azalmasına yol açar. Örneğin anilin yalnızca güçlü asitlerle reaksiyona girer, ancak pratikte suyla reaksiyona girmez.

Doymuş aminlerin kimyasal özellikleri

Daha önce de belirtildiği gibi aminler suyla tersinir şekilde reaksiyona girer:

Aminlerin sulu çözeltileri, elde edilen bazların ayrışması nedeniyle alkali bir reaksiyona sahiptir:

Doymuş aminler, daha güçlü bazik özelliklerinden dolayı su ile amonyaktan daha iyi reaksiyona girerler.

Doymuş aminlerin temel özellikleri seri halinde artar.

İkincil doymuş aminler, birincil doymuş aminlerden daha güçlü bazlardır ve bunlar da amonyaktan daha güçlü bazlardır. Üçüncül aminlerin temel özelliklerine gelince, sulu çözeltilerdeki reaksiyonlardan bahsediyorsak, üçüncül aminlerin temel özellikleri ikincil aminlerden çok daha kötü, hatta birincil olanlardan biraz daha kötü ifade edilir. Bunun nedeni, amin protonasyon hızını önemli ölçüde etkileyen sterik engellerdir. Başka bir deyişle, üç ikame edici nitrojen atomunu "bloke eder" ve onun H + katyonları ile etkileşimine müdahale eder.

Asitlerle etkileşim

Hem serbest doymuş aminler hem de sulu çözeltileri asitlerle reaksiyona girer. Bu durumda tuzlar oluşur:

Doymuş aminlerin temel özellikleri amonyaktan daha belirgin olduğundan, bu tür aminler karbonik asit gibi zayıf asitlerle bile reaksiyona girer:

Amin tuzları, suda yüksek oranda çözünür, polar olmayan organik çözücülerde ise az çözünür olan katılardır. Amin tuzlarının alkalilerle etkileşimi, alkalilerin amonyum tuzlarına etki etmesi durumunda amonyağın yer değiştirmesine benzer şekilde serbest aminlerin salınmasına yol açar:

2. Birincil doymuş aminler nitröz asitle reaksiyona girerek karşılık gelen alkolleri, nitrojen N2'yi ve suyu oluşturur. Örneğin:

Bu reaksiyonun karakteristik bir özelliği nitrojen gazının oluşmasıdır ve bu nedenle birincil aminler için nitelikseldir ve onları ikincil ve üçüncül olanlardan ayırmak için kullanılır. Çoğu zaman bu reaksiyonun, aminin bir nitröz asit çözeltisiyle değil, bir nitröz asit tuzu (nitrit) çözeltisiyle karıştırılması ve daha sonra bu karışıma güçlü bir mineral asit eklenmesiyle gerçekleştirildiğine dikkat edilmelidir. Nitrit güçlü mineral asitlerle etkileşime girdiğinde nitröz asit oluşur ve bu daha sonra aminle reaksiyona girer:

Benzer koşullar altında ikincil aminler, N-nitrozaminler adı verilen yağlı sıvılar verir, ancak bu reaksiyon kimyadaki gerçek USE testlerinde meydana gelmez. Üçüncül aminler nitröz asitle reaksiyona girmez.

Herhangi bir aminlerin tamamen yanması karbondioksit, su ve nitrojen oluşumuna yol açar:

Haloalkanlarla etkileşim

Tamamen aynı tuzun, hidrojen klorürün daha ikame edilmiş bir amin üzerindeki etkisi ile elde edilmesi dikkat çekicidir. Bizim durumumuzda hidrojen klorür dimetilamin ile reaksiyona girdiğinde:

Aminlerin hazırlanması:

1) Amonyağın haloalkanlarla alkilasyonu:

Amonyak eksikliği durumunda amin yerine tuzu elde edilir:

2) Asidik bir ortamda metallerle (aktivite serisinde hidrojene) indirgenme:

ardından serbest amini serbest bırakmak için çözeltinin alkali ile işlenmesi gerekir:

3) Karışımlarını ısıtılmış alüminyum oksitten geçirirken amonyağın alkollerle reaksiyonu. Alkol/amin oranlarına bağlı olarak birincil, ikincil veya üçüncül aminler oluşur:

Anilinin kimyasal özellikleri

Anilin - aminobenzenin aşağıdaki formüle sahip önemsiz adı:

Şekilden de görülebileceği gibi anilin molekülünde amino grubu doğrudan aromatik halkaya bağlıdır. Bu tür aminler, daha önce de belirtildiği gibi, amonyaktan çok daha az belirgin temel özelliklere sahiptir. Bu nedenle özellikle anilin pratikte su ve karbonik asit gibi zayıf asitlerle reaksiyona girmez.

Anilinin asitlerle reaksiyonu

Anilin güçlü ve orta kuvvette inorganik asitlerle reaksiyona girer. Bu durumda fenilamonyum tuzları oluşur:

Anilinin halojenlerle reaksiyonu

Bu bölümün başında da söylendiği gibi, aromatik aminlerdeki amino grubu aromatik halkaya çekilir, bu da nitrojen atomundaki elektron yoğunluğunu azaltır ve sonuç olarak aromatik halkada elektron yoğunluğunu arttırır. Aromatik halkadaki elektron yoğunluğunun artması, elektrofilik ikame reaksiyonlarının, özellikle de halojenlerle reaksiyonların, özellikle amino grubuna göre orto ve para pozisyonlarında çok daha kolay ilerlemesine yol açar. Böylece anilin, bromlu su ile kolayca reaksiyona girerek beyaz bir 2,4,6-tribromoanilin çökeltisi oluşturur:

Bu reaksiyon anilin için nitelikseldir ve sıklıkla diğer organik bileşikler arasında tanımlanmasına olanak sağlar.

Anilinin nitröz asitle reaksiyonu

Anilin nitröz asitle reaksiyona girer, ancak bu reaksiyonun özgüllüğü ve karmaşıklığı nedeniyle kimyadaki gerçek Birleşik Devlet Sınavında görünmez.

Anilin alkilasyon reaksiyonları

Anilinin nitrojen atomunda halojenlenmiş hidrokarbonlarla sıralı alkilasyonu kullanılarak ikincil ve üçüncül aminler elde edilebilir:

Anilin elde etme

1. Güçlü oksitleyici olmayan asitlerin varlığında nitrobenzenin metaller tarafından indirgenmesi:

C6H5-NO2 + 3Fe + 7HCl = +Cl- + 3FeCl2 + 2H2O

Cl - + NaOH = C6H5-NH2 + NaCl + H20

Aktivite serisinde hidrojenden önce yer alan herhangi bir metal, metal olarak kullanılabilir.

Klorobenzenin amonyakla reaksiyonu:

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

Amino asitlerin kimyasal özellikleri

Amino asitler molekülleri iki tip fonksiyonel grup içeren bileşiklerdir - amino (-NH2) ve karboksi- (-COOH) grupları.

Başka bir deyişle amino asitler, moleküllerindeki bir veya daha fazla hidrojen atomunun amino gruplarıyla değiştirildiği karboksilik asitlerin türevleri olarak düşünülebilir.

Dolayısıyla amino asitlerin genel formülü (NH2) x R(COOH) y olarak yazılabilir; burada x ve y çoğunlukla bir veya ikiye eşittir.

Amino asit molekülleri hem amino grubu hem de karboksil grubu içerdiğinden, hem aminlere hem de karboksilik asitlere benzer kimyasal özellikler gösterirler.

Amino asitlerin asidik özellikleri

Alkaliler ve alkali metal karbonatlarla tuz oluşumu

Amino asitlerin esterifikasyonu

Amino asitler alkollerle esterleşmeyle reaksiyona girebilir:

NH2CH2COOH + CH3OH → NH2CH2COOCH3 + H20

Amino asitlerin temel özellikleri

1. Asitlerle etkileşime girdiğinde tuz oluşumu

NH2CH2COOH + HCl → + Cl —

2. Azotlu asitle etkileşim

NH2-CH2-COOH + HNO2 → HO-CH2-COOH + N2 + H2O

Not: nitröz asitle etkileşim, birincil aminlerle aynı şekilde ilerler

3. Alkilasyon

NH2CH2COOH + CH3I → + I —

4. Amino asitlerin birbirleriyle etkileşimi

Amino asitler birbirleriyle reaksiyona girerek peptidler (moleküllerinde –C(O)-NH- peptid bağı içeren bileşikler) oluşturabilirler.

Aynı zamanda, iki farklı amino asit arasında, bazı spesifik sentez koşulları gözetilmeden reaksiyon oluşması durumunda, farklı dipeptitlerin oluşumunun aynı anda meydana geldiğine dikkat edilmelidir. Dolayısıyla, örneğin, glisinin yukarıda alanin ile reaksiyona girerek glisilenine yol açması yerine, alanilglisine yol açan reaksiyon meydana gelebilir:

Ayrıca glisin molekülünün alanin molekülü ile reaksiyona girmesi zorunlu değildir. Glisin molekülleri arasında da peptizasyon reaksiyonları meydana gelir:

Ve alanin:

Ek olarak, ortaya çıkan peptidlerin molekülleri, orijinal amino asit molekülleri gibi, amino grupları ve karboksil grupları içerdiğinden, peptidlerin kendisi de yeni peptid bağlarının oluşması nedeniyle amino asitler ve diğer peptidlerle reaksiyona girebilir.

Bireysel amino asitler, sentetik polipeptitler veya poliamid lifleri olarak adlandırılan üretmek için kullanılır. Böylece, özellikle 6-aminoheksan (ε-aminokaproik) asidin polikondensasyonu kullanılarak endüstride naylon sentezlenir:

Ortaya çıkan naylon reçine, tekstil elyafları ve plastiklerin üretiminde kullanılıyor.

Sulu çözeltide amino asitlerin iç tuzlarının oluşumu

Sulu çözeltilerde amino asitler ağırlıklı olarak iç tuzlar - bipolar iyonlar (zwitteryonlar) formunda bulunur:

Amino asitlerin elde edilmesi

1) Klorlu karboksilik asitlerin amonyakla reaksiyonu:

Cl-CH2-COOH + 2NH3 = NH2-CH2-COOH + NH4Cl

2) Güçlü mineral asitler ve alkali çözeltilerin etkisi altında proteinlerin parçalanması (hidrolizi).

Aminler, bir NH2 amino grubu ve bir organik radikal içeren amonyağın organik türevleridir. Genel olarak bir amin formülü, hidrojen atomlarının bir hidrokarbon radikaliyle değiştirildiği bir amonyak formülüdür.

sınıflandırma

• Amonyakta kaç hidrojen atomunun bir radikal ile değiştirildiğine bağlı olarak, birincil aminler (bir atom), ikincil ve üçüncül aminler ayırt edilir. Radikaller aynı veya farklı tipte olabilir.
• Bir amin birden fazla amino grubu içerebilir. Bu özelliğe göre mono, di-, tri-, ... poliaminlere ayrılırlar.
• Azot atomuyla ilişkili radikallerin türüne bağlı olarak, alifatik (siklik zincirler içermeyen), aromatik (bir döngü içeren, en ünlüsü benzen halkalı anilindir), karışık (yağlı-aromatik, siklik ve olmayan) vardır. siklik radikaller).

Özellikler

Organik radikaldeki atom zincirinin uzunluğuna bağlı olarak aminler gaz halinde (tri-, di-, metilamin, etilamin), sıvı veya katı olabilir. Zincir ne kadar uzun olursa madde o kadar sert olur. En basit aminler suda çözünür, ancak daha karmaşık bileşiklere geçtikçe suda çözünürlük azalır.

Gaz halinde ve sıvı aminler, belirgin bir amonyak kokusuna sahip maddelerdir. Katı olanlar neredeyse kokusuzdur.

Aminler kimyasal reaksiyonlarda güçlü bazik özellikler gösterirler; inorganik asitlerle etkileşimleri sonucunda alkil amonyum tuzları elde edilir. Nitröz asitle reaksiyon bu sınıftaki bileşikler için nitelikseldir. Birincil amin durumunda, alkol ve nitrojen gazı elde edilir; ikincil amin durumunda, belirgin bir nitrosodimetilamin kokusuna sahip, çözünmeyen sarı bir çökelti elde edilir; üçüncül ile reaksiyon meydana gelmez.

Oksijen (havada yanma), halojenler, karboksilik asitler ve bunların türevleri, aldehitler, ketonlar ile reaksiyona girerler.

Nadir istisnalar dışında hemen hemen tüm aminler zehirlidir. Böylece sınıfın en ünlü temsilcisi anilin cilde kolayca nüfuz eder, hemoglobini oksitler, merkezi sinir sistemini baskılar, metabolizmayı bozar ve hatta ölüme bile yol açabilir. İnsanlar ve buharlar için zehirlidir.

Zehirlenme belirtileri:

Nefes darlığı,
- burnun, dudakların, parmak uçlarının maviliği,
- Hızlı nefes alma ve kalp atışının artması, bilinç kaybı.

İlk yardım:

Kimyasal reaktifi pamuk ve alkolle yıkayın,
- temiz havaya erişim sağlamak,
- Ambulans çağırın.

Başvuru

Epoksi reçineler için sertleştirici olarak.

Kimya endüstrisinde ve metalurjide katalizör olarak.

Naylon gibi poliamid suni elyafların üretimi için hammaddeler.

Poliüretanların, poliüretan köpüklerin, poliüretan yapıştırıcıların üretimi için.

Anilin üretimi için başlangıç ​​ürünü, anilin boyalarının temelidir.

İlaç üretimi için.

Fenol-formaldehit reçinelerinin üretimi için.

Kovucuların, mantar öldürücülerin, böcek öldürücülerin, böcek ilaçlarının, mineral gübrelerin, kauçuk vulkanizasyon hızlandırıcılarının, korozyon önleyici reaktiflerin, tampon çözeltilerinin sentezi için.

Motor yağlarına ve yakıtlara katkı maddesi olarak kuru yakıt.

Işığa duyarlı malzemelerin üretimi için.

Heksamin, gıda katkı maddesi olarak ve ayrıca kozmetikte bir bileşen olarak kullanılır.

Çevrimiçi mağazamızda amin sınıfına ait reaktifleri satın alabilirsiniz.

Metilamin

Birincil alifatik amin. İlaç, boya ve pestisit üretiminde hammadde olarak talep görmektedir.

Dietilamin

İkincil amin. Pestisitlerin, ilaçların (örneğin novokain), boyaların, kovucuların, yakıt katkı maddelerinin ve motor yağlarının üretiminde başlangıç ​​​​ürün olarak kullanılır. Korozyona karşı koruma, cevher zenginleştirme, epoksi reçineleri sertleştirme ve vulkanizasyon işlemlerini hızlandırma amaçlı reaktifler ondan yapılır.

trietilamin

Üçüncül amin. Kimya endüstrisinde kauçuk üretiminde katalizör olarak kullanılır, epoksi reçineler, poliüretan köpükler. Metalurjide yanma dışı işlemlerde sertleştirici bir katalizördür. İlaçların, mineral gübrelerin, yabani ot kontrol maddelerinin, boyaların organik sentezindeki hammaddeler.

1-butilamin

Tert-butilamin, bir tert-butil organik grubunun nitrojene bağlandığı bir bileşik. Bu madde, kauçuğun vulkanizasyon arttırıcılarının, ilaçların, boyaların, tanenlerin, yabani otların ve böcek kontrol maddelerinin sentezinde kullanılır.

Heksamin (heksamin)

Polisiklik amin. Ekonomide talep gören bir madde. Gıda katkı maddesi, ilaç ve ilaç bileşeni, kozmetikte içerik maddesi, analitik kimya için tampon çözeltileri olarak kullanılır; kuru yakıt olarak, polimer reçineler için sertleştirici olarak, fenol-formaldehit reçinelerinin, fungisitlerin, patlayıcıların ve korozyon koruma maddelerinin sentezinde.

Tüm organik bileşiklerin en ortak özelliği yanma kabiliyetleridir. Amonyağın kendisi yanar ve genel olarak kolayca yanar, ancak onu ateşe vermek her zaman kolay değildir. Bunun tersine, aminler kolayca tutuşur ve çoğunlukla renksiz veya hafif renkli bir alevle yanar. Bu durumda, nitrojen oksitler kararsız olduğundan, aminlerin nitrojeni geleneksel olarak moleküler nitrojene oksitlenir.

Aminler havada amonyaktan daha kolay tutuşur.

4NH3 + 3O2 = 2N2 + 6H20;

4C2H5NH2 + 15O2 = 8CO2 + 14H20 + 2N2.

Temel özellikler

Birincil, ikincil ve üçüncül aminler üç değerlikli nitrojene uygun olarak mutlaka yalnız bir çift elektron içerir. Yani çözeltideki aminler bazik özellikler gösterir veya çözeltileri bazdır. Bu nedenle sulu bir çözeltideki aminler turnusol mavisine ve fenolftalein kırmızıya dönüşür. Pirinç. 12.

Pirinç. 1 .

Pirinç. 2 .

Bu elektron çifti sayesinde hidrojen iyonu ile bir verici-alıcı bağı oluşturulabilir:

C2H5NH2 + H+ = C2H5NH3+.

Dolayısıyla amonyak gibi aminler de bazların özelliklerini gösterir:

NH3 + H20 NH4OH;

C2H5NH2 + H20 C2H5NH3OH.

Amonyak asitlerle tuz oluşturur amonyum ve aminler alkilamonyumdur :

NH3 + HBr = NH4Br ( amonyum bromür)

C2H5NH2 + HBr = C2H5NH3Br ( etilamonyum bromür)

Amonyağın asitlerle amonyum tuzları oluşturması gibi, aminler de karşılık gelen tuzları oluşturur. Bu tuzlar, amonyak durumunda olduğu gibi, yalnızca sulu çözeltilerin reaksiyonu sırasında değil, aynı zamanda aminlerin yeterince uçucu olması durumunda gaz fazında da oluşturulabilir.

Yani, konsantre hidroklorik asit veya hatta asetik asit gibi organik bir uçucu asit içeren kapları ve uçucu amin içeren bir kabı yan yana yerleştirirseniz, o zaman çok geçmeden aralarındaki boşlukta ateşsiz dumana benzeyen bir şey görünecektir. yani bir alkilamin tuzuna karşılık gelen kristaller oluşacaktır. Pirinç. 3.

Pirinç. 3 .

Alkaliler aminlerin yerini alır amonyak gibi, zayıf alkil amonyum tuzlarından bazlar:

NH4Cl + KOH = NH3 - + KCl + H20;

CH3NH3Cl + KOH = CH3NH2 - + KCl + H20.

Aminlerin temel özellikleri amonyaktan daha yüksektir. Neden? Bir hidrojen iyonu ile bir verici-alıcı bağının oluşumu, nitrojen atomundaki elektron yoğunluğu ne kadar yüksek olursa, o kadar kolay gerçekleşir. Hidrokarbon radikalleri çok sayıda elektron içerir ve bunları nitrojen atomuyla kolayca "paylaşır" (Şekil 4).

Pirinç. 4. Hidrojen iyonu ile verici-alıcı bağı

Bununla birlikte, üçüncül aminlerin temel özellikleri ikincil olanlardan daha azdır (bazlık sabitlerini karşılaştırın). Neden? Üçüncül bir aminde nitrojen atomu her taraftan hidrokarbon radikalleri ile çevrilidir ve reaksiyona girme yeteneği engellenir.

Amonyak gibi aminler halojen atomunun yerini alarak haloalkanlarla reaksiyona girebilir:

CH3Br + NH3 = CH3NH2 + HBr;

CH3NH2 + CH3Br = (CH3)2NH + HBr;

(CH3)2 NH + CH3Br = (CH3)3N + HBr.

Üçüncül aminler halojenin yerini de alabilir, böylece reaksiyon daha da ileri gidebilir. Bir kuaterner amonyum tuzu oluşur - tetrametilamonyum bromür (CH3)4 NBr:

(CH3)3N + CH3Br = (CH3)4N+ + Br-.

Dersi özetlemek

Bu ders “Amino bileşikleri” konusunu kapsıyordu. Sınıflandırma, izomerizm, isimler ve fiziksel özellikler." Oksijen içeren organik bileşiklerin oluşumunu incelediniz ve amonyak ile suyun bazı genel özelliklerini hatırladınız. Daha sonra amino bileşiklerinin nasıl elde edileceğine baktık. Sınıflandırmalarını, izomerliklerini, isimlerini ve doğal fiziksel özelliklerini inceledik. .

Kaynakça

1. Rudzitis G.E., Feldman F.G. Kimya: Organik kimya. 10. sınıf: genel eğitim kurumları için ders kitabı: temel düzey/G. E. Rudzitis, F.G. Feldman. - 14. baskı. - M.: Eğitim, 2012.
2. Kimya. Sınıf 10. Profil düzeyi: akademik. genel eğitim için kurumlar/V.V. Eremin, N.E. Kuzmenko, V.V. Lunin, A.A. Drozdov, V.I. Terenin. - M .: Bustard, 2008. - 463 s.
3. Kimya. Derece 11. Profil düzeyi: akademik. genel eğitim için kurumlar / V.V. Eremin, N.E. Kuzmenko, V.V. Lunin, A.A. Drozdov, V.I. Terenin. - M .: Bustard, 2010. - 462 s.
4. Khomchenko G.P., Khomchenko I.G. Üniversitelere girenler için kimya problemlerinin toplanması. - 4. baskı. - M .: RIA "Yeni Dalga": Yayıncı Umerenkov, 2012. - 278 s.

1. İnternet sitesi ().
2. Kimya.ssu.samara.ru ().
3. Khimik.ru ().
4. Promobud.ua ().

Ev ödevi

1. No. 3, 4 (s. 14) Rudzitis G.E., Feldman F.G. Kimya: Organik kimya. 10. sınıf: genel eğitim kurumları için ders kitabı: temel düzey/G. E. Rudzitis, F.G. Feldman. - 14. baskı. - M.: Eğitim, 2012.
2. Sınırlayıcı aminlerin ve alkollerin özelliklerini karşılaştırın.
3. Aminlerin bazlığını doğrulayan reaksiyon denklemlerini yazın.

Aminler - bunlar molekülünde bir, iki veya üç hidrojen atomunun hidrokarbon radikalleri ile değiştirildiği amonyak (NH3) türevleridir.

NH3 molekülündeki hidrojen atomlarının yerini alan hidrokarbon radikallerinin sayısına göre tüm aminler üç türe ayrılabilir:

-NH2 grubuna amino grubu denir. İki, üç veya daha fazla amino grubu içeren aminler de vardır.

İsimlendirme

Azotla ilişkili organik kalıntıların adına “amin” kelimesi eklenir ve gruplar alfabetik sırayla belirtilir: CH3NC3H - metilpropilamin, CH3N(C6H5)2 - metildifenilamin. Daha yüksek aminler için ad, hidrokarbon temel alınarak, karbon atomunun sayısal indeksini gösteren "amino", "diamino", "triamino" önekinin eklenmesiyle derlenir. Bazı aminler için önemsiz isimler kullanılır: C6H5NH2 - anilin (sistematik ad - fenilamin).

Aminler için zincir izomerizmi, fonksiyonel grup pozisyonu izomerizmi ve amin türleri arasındaki izomerizm mümkündür.

Fiziki ozellikleri

Düşük limitli birincil aminler gaz halindeki maddelerdir, amonyak kokusuna sahiptirler ve suda oldukça çözünürler. Bağıl molekül ağırlığı daha yüksek olan aminler sıvı veya katıdır; molekül ağırlığının artmasıyla sudaki çözünürlükleri azalır.

Kimyasal özellikler

Aminler amonyağa benzer kimyasal özelliklere sahiptir.

1. Su ile etkileşim - ikame edilmiş amonyum hidroksitlerin oluşumu. Sudaki bir amonyak çözeltisi zayıf alkalin (bazik) özelliklere sahiptir. Amonyağın temel özelliklerinin nedeni, nitrojen atomu üzerinde, bir hidrojen iyonu ile bir donör-alıcı bağının oluşumunda rol oynayan yalnız bir elektron çiftinin varlığıdır. Aynı sebepten dolayı aminler de zayıf bazlardır. Aminler organik bazlardır.

2. Asitlerle etkileşim - tuz oluşumu (nötralizasyon reaksiyonları). Amonyak baz olarak asitlerle amonyum tuzları oluşturur. Benzer şekilde aminler asitlerle reaksiyona girdiğinde ikame edilmiş amonyum tuzları oluşur. Alkaliler, daha güçlü bazlar olarak, amonyak ve aminleri tuzlarından uzaklaştırır.

3. Aminlerin yanması. Aminler yanıcı maddelerdir. Aminlerin yanma ürünleri, diğer nitrojen içeren organik bileşikler gibi karbondioksit, su ve serbest nitrojendir.

Alkilasyon, bir organik bileşiğin bir molekülüne bir alkil ikame edicisinin eklenmesidir. Tipik alkilleyici maddeler alkil halojenürler, alkenler, epoksi bileşikleri, alkoller ve daha az yaygın olarak aldehitler, ketonlar, eterler, sülfürler ve diazoalkanlardır. Alkilasyon katalizörleri arasında mineral asitler, Lewis asitleri ve zeolitler bulunur.

Asilasyon. Karboksilik asitler, bunların anhidritleri, asit klorürleri veya esterleri ile ısıtıldıklarında, birincil ve ikincil aminler, N-sübstitüe edilmiş amidler, -C(O)N kısmına sahip bileşikler oluşturmak üzere açillenir.<:

Anhidritlerle reaksiyon ılımlı koşullar altında gerçekleşir. Asit klorürler daha da kolay reaksiyona girer; reaksiyon, elde edilen HCl'yi bağlayacak bir bazın varlığında gerçekleştirilir.

Birincil ve ikincil aminler nitröz asitle farklı şekillerde reaksiyona girer. Nitröz asit birincil, ikincil ve üçüncül aminleri birbirinden ayırmak için kullanılır. Birincil alkoller birincil aminlerden oluşur:

C2H5NH2 + HNO2 → C2H5OH + N2 +H2O

Bu gaz (azot) açığa çıkarır. Bu, şişede birincil amin bulunduğunun bir işaretidir.

İkincil aminler, nitröz asit ile sarı renkte, az çözünen nitrozaminler oluşturur - >N-N=O parçasını içeren bileşikler:

(C2H5)2NH + HNO2 → (C2H5)2N-N=O + H2O

İkincil aminlerin gözden kaçırılması zordur; nitrosodimetilaminin karakteristik kokusu laboratuvarın her tarafına yayılır.

Üçüncül aminler normal sıcaklıklarda nitröz asitte kolayca çözünür. Isıtıldığında alkil radikallerinin ortadan kaldırılmasıyla bir reaksiyon mümkündür.

Elde etme yöntemleri

1. Katalizör olarak Al 2 0 3 varlığında ısıtıldığında alkollerin amonyakla etkileşimi.

2. Alkil halojenürlerin (haloalkanlar) amonyakla etkileşimi. Ortaya çıkan birincil amin, fazla alkil halojenür ve amonyakla reaksiyona girerek ikincil bir amin oluşturabilir. Üçüncül aminler benzer şekilde hazırlanabilir

Amino asitler. Sınıflandırma, izomerizm, isimlendirme, üretim. Fiziksel ve kimyasal özellikler. Amfoterik özellikler, bipolar yapı, izoelektrik nokta. Polipeptitler. Bireysel temsilciler: glisin, alanin, sistein, sistin, a-aminokaproik asit, lizin, glutamik asit.

Amino asitler- bunlar amino grupları (-NH2) ve karboksil grupları -COOH içeren hidrokarbonların türevleridir.

Genel formül: (NH2) fR(COOH)n burada m ve n çoğunlukla 1 veya 2'ye eşittir. Dolayısıyla amino asitler karışık işlevlere sahip bileşiklerdir.

sınıflandırma

İzomerizm

Amino asitlerin izomerizmi, hidroksi asitler gibi, karbon zincirinin izomerizmine ve amino grubunun karboksil grubuna göre konumuna bağlıdır. (A-, β - ve γ - amino asitler vb.). Ayrıca aminoasetik asit dışındaki tüm doğal amino asitler asimetrik karbon atomları içerir, dolayısıyla optik izomerlere (antipodlara) sahiptirler. D ve L serisi amino asitler vardır. Proteinleri oluşturan tüm amino asitlerin L serisine ait olduğu unutulmamalıdır.

İsimlendirme

Amino asitlerin genellikle önemsiz isimleri vardır (örneğin, aminoasetik asit farklı şekilde adlandırılır) glikol veya için, ve aminopropionik asit - alanin vesaire.). Sistematik terminolojiye göre bir amino asidin adı, türevi olduğu karşılık gelen karboksilik asidin adından ve önek olarak amino- kelimesinin eklenmesinden oluşur. Amino grubunun zincirdeki konumu sayılarla gösterilir.

Elde etme yöntemleri

1. α-halokarboksilik asitlerin aşırı amonyakla etkileşimi. Bu reaksiyonlar sırasında, halojenlenmiş karboksilik asitlerdeki halojen atomunun (bunların hazırlanması için bkz. § 10.4) bir amino grubu ile değiştirilir. Ortaya çıkan hidrojen klorür, amonyum klorür oluşturmak üzere fazla amonyakla bağlanır.

2. Protein hidrolizi. Proteinlerin hidrolizi genellikle amino asitlerin karmaşık karışımlarını üretir, ancak özel yöntemler kullanılarak bu karışımlardan ayrı ayrı saf amino asitler izole edilebilir.

Fiziki ozellikleri

Amino asitler, suda kolaylıkla çözünebilen, erime noktası 230-300°C olan renksiz kristal maddelerdir. Birçok a-amino asitin tatlı bir tadı vardır.

Kimyasal özellikler

1. Bazlar ve asitlerle etkileşim:

a) asit olarak (bir karboksil grubu dahil).

b) baz olarak (bir amino grubu dahil).

2. Molekül içindeki etkileşim - iç tuzların oluşumu:

a) monoaminomonokarboksilik asitler (nötr asitler). Monoaminomonokarboksilik asitlerin sulu çözeltileri nötrdür (pH = 7);

b) monoaminodikarboksilik asitler (asidik amino asitler). Monoaminodikarboksilik asitlerin sulu çözeltilerinin pH'ı vardır< 7 (кислая среда), так как в результате образования внутренних солей этих кислот в растворе появляется избыток ионов водорода Н + ;

c) diaminomonokarboksilik asitler (temel amino asitler). Diaminomonokarboksilik asitlerin sulu çözeltileri pH> 7'ye (alkali ortam) sahiptir, çünkü bu asitlerin iç tuzlarının oluşumunun bir sonucu olarak çözeltide fazla miktarda OH - hidroksit iyonu ortaya çıkar.

3. Amino asitlerin birbirleriyle etkileşimi - peptitlerin oluşumu.

4. Esterler oluşturmak için alkollerle reaksiyona girer.

İlave NH2 veya COOH grupları içermeyen amino asitlerin izoelektrik noktası, iki pK değeri arasındaki aritmetik ortalamadır: sırasıyla alanin için .

Ek asidik veya bazik gruplar (aspartik ve glutamik asitler, lizin, arginin, tirozin, vb.) içeren bir dizi diğer amino asidin izoelektrik noktası aynı zamanda bu amino asitlerin radikallerinin asitliğine veya bazlıklarına da bağlıdır. Örneğin lizin için pI, a- ve ε-NH2 grupları için pK değerlerinin toplamının yarısından hesaplanmalıdır. Bu nedenle, 4,0 ila 9,0 arasındaki pH aralığında neredeyse tüm amino asitler ağırlıklı olarak zwitteryon formunda bulunur. protonlanmış bir amino grubu ve ayrışmış bir karboksil grubu ile.

Polipeptitler ondan fazla amino asit kalıntısı içerir.

Glisin (aminoasetik asit, aminoetanoik asit) en basit alifatik amino asittir ve optik izomerleri olmayan tek amino asittir. Ampirik formül C2H5NO2

Alanin (aminopropanoik asit) alifatik bir amino asittir. α-alanin birçok proteinin bir parçasıdır, β-alanin ise bir dizi biyolojik olarak aktif bileşiğin parçasıdır. Kimyasal formül NH2 -CH -CH3 -COOH. Alanin karaciğerde kolayca glikoza dönüştürülür ve bunun tersi de geçerlidir. Bu sürece glukoz-alanin döngüsü denir ve karaciğerdeki glukoneojenezin ana yollarından biridir.

Sistein (a-amino-β-tiyopropiyonik asit; 2-amino-3-sülfanilpropanoik asit), alifatik kükürt içeren bir amino asittir. Optik olarak aktif, L- ve D-izomerleri formunda bulunur. L-Sistein proteinlerin ve peptidlerin bir parçasıdır ve cilt dokusunun oluşumunda önemli bir rol oynar. Detoksifikasyon süreçleri için önemlidir. Ampirik formül C3H7NO2S.

Sistin (kimyasal) (3,3"-ditiyo-bis-2-aminopropiyonik asit, disistein), suda çözünen, renksiz kristaller olan, alifatik kükürt içeren bir amino asittir.

Sistin, sisteinin oksidatif dimerizasyonunun bir ürünü olan kodlanmamış bir amino asittir; bu sırada sisteinin iki tiyol grubu bir sistin disülfür bağı oluşturur. Sistin iki amino grubu ve iki karboksil grubu içerir ve bir dibazik diamino asittir. Ampirik formül C6H12N2O4S2

Vücutta esas olarak proteinlerde bulunurlar.

Aminokaproik asit (6-aminoheksanoik asit veya ε-aminokaproik asit), profibrinolizinin fibrinolizine dönüşümünü inhibe eden hemostatik bir ilaçtır. Brüt-

formül C6H13NO2.

Lizin (2,6-diaminoheksanoik asit), belirgin baz özelliklerine sahip bir alifatik amino asittir; esansiyel amino asit. Kimyasal formül: C6H14N2O2

Lizin proteinlerin bir parçasıdır. Lizin, büyüme, doku onarımı, antikorların, hormonların, enzimlerin, albüminlerin üretimi için gerekli olan hemen hemen her proteinin parçası olan esansiyel bir amino asittir.

Glutamik asit (2-aminopentandioik asit) alifatik bir amino asittir. Canlı organizmalarda glutamat anyonu formundaki glutamik asit, proteinlerde, bir dizi düşük moleküllü maddede ve serbest formda bulunur. Glutamik asit nitrojen metabolizmasında önemli bir rol oynar. Kimyasal formül C5H9N1O4

Glutamik asit aynı zamanda “uyarıcı amino asitler” sınıfının önemli temsilcilerinden biri olan bir nörotransmitter amino asittir. Glutamatın spesifik nöronal reseptörlere bağlanması ikincisinin uyarılmasına yol açar.

Basit ve karmaşık proteinler. Peptit bağı. Bir protein molekülünün birincil, ikincil, üçüncül ve dördüncül yapısı kavramı. Protein molekülünün uzaysal yapısını belirleyen bağ türleri (hidrojen, disülfür, iyonik, hidrofobik etkileşimler). Proteinlerin fiziksel ve kimyasal özellikleri (çökelme reaksiyonları, denatürasyon reaksiyonları, renk reaksiyonları). İzoelektrik nokta. Proteinlerin anlamı.

Proteinler - Bunlar, yapısal temeli a-amino asit kalıntılarından oluşturulan polipeptit zincirlerinden oluşan doğal yüksek moleküler bileşiklerdir (biyopolimerler).

Basit proteinler (proteinler), bir zincire bir peptit bağıyla bağlanan alfa-amino asitlerden oluşan yüksek moleküler organik maddelerdir.

Kompleks proteinler (proteidler), peptit zincirlerine (basit protein) ek olarak amino asit olmayan bir bileşen - bir protez grubu içeren iki bileşenli proteinlerdir.

Peptit bağı - protein ve peptidlerin oluşumu sırasında bir amino asidin α-amino grubunun (-NH2) başka bir amino asidin α-karboksil grubu (-COOH) ile etkileşimi sonucu oluşan bir tür amid bağıdır.

Birincil yapı, bir polipeptit zincirindeki amino asitlerin dizisidir. Birincil yapının önemli özellikleri, protein fonksiyonlarında anahtar rol oynayan amino asitlerin kombinasyonları olan korunmuş motiflerdir. Korunan motifler türlerin evrimi boyunca korunur ve sıklıkla bilinmeyen bir proteinin işlevini tahmin etmek için kullanılabilir.

İkincil yapı, hidrojen bağları ile stabilize edilmiş bir polipeptit zincirinin bir fragmanının lokal düzenidir.

Üçüncül yapı, polipeptit zincirinin uzaysal yapısıdır (proteini oluşturan atomların uzaysal koordinatları kümesi). Yapısal olarak, hidrofobik etkileşimlerin kritik bir rol oynadığı, çeşitli etkileşim türleri ile stabilize edilmiş ikincil yapı elemanlarından oluşur. Üçüncül yapının stabilize edilmesinde aşağıdakiler rol oynar:

kovalent bağlar (iki sistein kalıntısı arasında - disülfür köprüleri);

amino asit kalıntılarının zıt yüklü yan grupları arasındaki iyonik bağlar;

hidrojen bağları;

hidrofilik-hidrofobik etkileşimler. Çevredeki su molekülleri ile etkileşime girdiğinde protein molekülü, amino asitlerin polar olmayan yan gruplarının sulu çözeltiden izole edileceği şekilde "katlanma eğilimi gösterir"; molekülün yüzeyinde polar hidrofilik yan gruplar belirir.

Kuaterner yapı (veya alt birim, alan) - tek bir protein kompleksinin parçası olarak birkaç polipeptit zincirinin göreceli düzenlenmesi. Kuaterner yapıya sahip bir proteini oluşturan protein molekülleri, ribozomlarda ayrı ayrı oluşturulur ve ancak sentezin tamamlanmasından sonra ortak bir supramoleküler yapı oluşturur. Kuaterner yapıya sahip bir protein, hem aynı hem de farklı polipeptit zincirleri içerebilir. Üçüncül yapının stabilizasyonunda olduğu gibi dördüncül yapının stabilizasyonunda da aynı türde etkileşimler yer alır. Supramoleküler protein kompleksleri düzinelerce molekülden oluşabilir.

Fiziki ozellikleri

Proteinlerin özellikleri, yerine getirdikleri işlevler kadar çeşitlidir. Bazı proteinler suda çözünerek genellikle kolloidal çözeltiler oluşturur (örneğin yumurta akı); diğerleri seyreltik tuz çözeltilerinde çözünür; yine de diğerleri çözünmezdir (örneğin, kabuk dokularının proteinleri).

Kimyasal özellikler

Amino asit kalıntılarının radikallerinde proteinler, birçok reaksiyona katılabilen çeşitli fonksiyonel gruplar içerir. Proteinler oksidasyon-redüksiyon reaksiyonlarına, esterleşmeye, alkilasyona, nitrasyona uğrar ve hem asitlerle hem de bazlarla tuzlar oluşturabilir (proteinler amfoteriktir).

Örneğin, albümin - yumurta akı - 60-70° sıcaklıkta çözeltiden çöker (pıhtılaşır), suda çözünme yeteneğini kaybeder.