Η χρήση αμινών και ανιλίνης. Χημικές ιδιότητες των αμινών. Βασικότητα αμινών (Zagorsky V.V.). Χημικές ιδιότητες αμινοξέων
Αμίνες- πρόκειται για οργανικές ενώσεις στις οποίες το άτομο υδρογόνου (ίσως περισσότερα από ένα) αντικαθίσταται από μια ρίζα υδρογονάνθρακα. Όλες οι αμίνες χωρίζονται σε:
- πρωτοταγείς αμίνες;
- δευτεροταγείς αμίνες;
- τριτοταγείς αμίνες.
Υπάρχουν επίσης ανάλογα αλάτων αμμωνίου - τεταρτοταγών αλάτων του τύπου [ R 4 Ν] + Cl - .
Ανάλογα με το είδος της ρίζας αμίνεςμπορεί να είναι:
- αλειφατικές αμίνες;
- αρωματικές (μεικτές) αμίνες.
Αλειφατικές περιοριστικές αμίνες.
Γενικός τύπος C n H 2 n +3 Ν.
Η δομή των αμινών.
Το άτομο αζώτου βρίσκεται σε υβριδισμό sp 3. Στο 4ο μη υβριδικό τροχιακό βρίσκεται ένα μοναχικό ζεύγος ηλεκτρονίων, το οποίο καθορίζει τις κύριες ιδιότητες των αμινών:
Οι υποκαταστάτες δότη ηλεκτρονίων αυξάνουν την πυκνότητα ηλεκτρονίων στο άτομο αζώτου και ενισχύουν τις βασικές ιδιότητες των αμινών, για το λόγο αυτό, οι δευτεροταγείς αμίνες είναι ισχυρότερες βάσεις από τις πρωτοταγείς, επειδή 2 ρίζες στο άτομο αζώτου δημιουργούν μεγαλύτερη πυκνότητα ηλεκτρονίων από 1.
Στα τριτογενή άτομα, ο χωρικός παράγοντας παίζει σημαντικό ρόλο: αφού 3 ρίζες κρύβουν το μοναχικό ζεύγος αζώτου, το οποίο είναι δύσκολο να «προσεγγιστεί» με άλλα αντιδραστήρια, η βασικότητα τέτοιων αμινών είναι μικρότερη από τις πρωτογενείς ή δευτερογενείς.
Ισομερισμός αμινών.
Οι αμίνες χαρακτηρίζονται από ισομέρεια του σκελετού άνθρακα, ισομέρεια της θέσης της αμινομάδας:
Ποιο είναι το όνομα των αμινών;
Το όνομα συνήθως απαριθμεί τις ρίζες υδρογονάνθρακα (με αλφαβητική σειρά) και προσθέτει την κατάληξη -αμίνη:
Φυσικές ιδιότητες των αμινών.
Οι πρώτες 3 αμίνες είναι αέρια, τα μεσαία μέλη της αλειφατικής σειράς είναι υγρά και τα ανώτερα στερεά. Το σημείο βρασμού των αμινών είναι υψηλότερο από αυτό των αντίστοιχων υδρογονανθράκων, γιατί στην υγρή φάση, σχηματίζονται δεσμοί υδρογόνου στο μόριο.
Οι αμίνες είναι πολύ διαλυτές στο νερό· καθώς η ρίζα υδρογονάνθρακα μεγαλώνει, η διαλυτότητα μειώνεται.
Λήψη αμινών.
1. Αλκυλίωση της αμμωνίας (η κύρια μέθοδος), η οποία συμβαίνει όταν ένα αλκυλαλογονίδιο θερμαίνεται με αμμωνία:
Εάν το αλκυλαλογονίδιο είναι σε περίσσεια, τότε η πρωτοταγής αμίνη μπορεί να εισέλθει σε μια αντίδραση αλκυλίωσης, μετατρέποντας σε δευτεροταγή ή τριτοταγή αμίνη:
2. Ανάκτηση νιτροενώσεων:
Χρησιμοποιείται θειούχο αμμώνιο Αντίδραση ζινίνης), ψευδάργυρος ή σίδηρος σε όξινο περιβάλλον, αλουμίνιο σε αλκαλικό περιβάλλον ή υδρογόνο στην αέρια φάση.
3. Ανάκτηση νιτριλίων. χρήση LiAlH 4:
4. Ενζυματική αποκαρβοξυλίωση αμινοξέων:
Χημικές ιδιότητες των αμινών.
Ολα αμίνες- οι ισχυρές βάσεις και οι αλειφατικές είναι ισχυρότερες από την αμμωνία.
Τα υδατικά διαλύματα είναι αλκαλικής φύσης.
Η δομή της ανιλίνης
Το απλούστερο μέλος της κατηγορίας των αρωματικών αμινών είναι η ανιλίνη. Είναι ένα ελαιώδες υγρό, ελαφρώς διαλυτό στο νερό (Εικ. 1).
Ρύζι. 1. Ανιλίνη
Μερικές άλλες αρωματικές αμίνες (Εικόνα 2):
ορθο-τολουιδίνη 2-ναφθυλαμίνη 4-αμινοδιφαινυλ
Ρύζι. 2. Αρωματικές αμίνες
Πώς ο συνδυασμός ενός βενζολικού δακτυλίου και ενός υποκαταστάτη με ένα μη κοινό ζεύγος ηλεκτρονίων επηρεάζει τις ιδιότητες μιας ουσίας; Το ζεύγος ηλεκτρονίων του αζώτου έλκεται στο αρωματικό σύστημα (Εικ. 3):
Ρύζι. 3. Αρωματικό σύστημα
Σε τι οδηγεί αυτό;
Οι κύριες ιδιότητες της ανιλίνης
Το ζεύγος ηλεκτρονίων της ανιλίνης «έλκεται» στο κοινό αρωματικό σύστημα και η πυκνότητα ηλεκτρονίων στο άζωτο της ανιλίνης μειώνεται. Αυτό σημαίνει ότι η ανιλίνη θα είναι πιο αδύναμη βάση από τις αμίνες και την αμμωνία. Η ανιλίνη δεν αλλάζει το χρώμα της λακκούβας και της φαινολοφθαλεΐνης.
Ηλεκτρόφιλη υποκατάσταση σε ανιλίνη
Η αυξημένη πυκνότητα ηλεκτρονίων στον βενζολικό δακτύλιο (λόγω της συστολής του ζεύγους ηλεκτρονίων του αζώτου) οδηγεί στη διευκόλυνση της ηλεκτρονιόφιλης υποκατάστασης, ιδιαίτερα στις θέσεις ορθο και παρά.
Η ανιλίνη αντιδρά με βρωμιούχο νερό,ενώ σχηματίζεται αμέσως
2,4,6-τριβρωμανιλίνη - λευκό ίζημα (ποιοτική αντίδραση σε ανιλίνη και άλλα αμινοβενζόλια).
Θυμηθείτε: το βενζόλιο αλληλεπιδρά με το βρώμιο μόνο παρουσία καταλύτη (Εικ. 4).
Ρύζι. 4. Αλληλεπίδραση ανιλίνης με βρώμιο
Οξείδωση ανιλίνης
Η υψηλή πυκνότητα ηλεκτρονίων στον δακτύλιο βενζολίου διευκολύνει την οξείδωση της ανιλίνης. Η ανιλίνη έχει συνήθως καφέ χρώμα λόγω του γεγονότος ότι μέρος της οξειδώνεται από το ατμοσφαιρικό οξυγόνο ακόμη και υπό κανονικές συνθήκες.
Η χρήση ανιλίνης και αμινών
Από τα προϊόντα οξείδωσης της ανιλίνης, λαμβάνονται βαφές ανιλίνης, οι οποίες διακρίνονται για την αντοχή και τη φωτεινότητά τους.
Η ανεστεζίνη και η νοβοκαΐνη που χρησιμοποιούνται για τοπική αναισθησία λαμβάνονται από ανιλίνη και αμίνες. αντιβακτηριακός παράγοντας streptocid; δημοφιλές αναλγητικό και αντιπυρετικό παρακεταμόλη (Εικ. 5):
Anestezin novocaine
στρεπτοκτόνο παρακεταμόλη
(παρα-αμινοβενζολοσουλφαμίδιο (παρα-ακετοαμινοφαινόλη)
Ρύζι. 5. Παράγωγα ανιλίνης
Η ανιλίνη και οι αμίνες είναι πρώτες ύλες για την παραγωγή πλαστικών, φωτοαντιδραστικών και εκρηκτικών. Εκρηκτική ουσία εξύλιο (εξανιτροδιφαινυλαμίνη) (Εικ. 6):
Ρύζι. 6. Εξυλ
Λήψη ανιλίνης και αμινών
1. Θέρμανση αλογονοαλκανίων με αμμωνία ή λιγότερο υποκατεστημένες αμίνες (αντίδραση Hoffmann).
CH3Br + NH3 = CH3NH2 + HBr (πιο σωστό CH3NH3Br);
СH3NH2 + CH3Br = (CH3)2NH + HBr (πιο σωστά (CH3)2NH2Br);
(CH3)2NH + CH3Br = (CH3)3N + HBr (πιο σωστά (CH3)3NHBr).
2. Μετατόπιση αμινών από τα άλατά τους με θέρμανση με αλκάλια:
CH3NH3Cl + KOH = CH3NH2- + KCl + H2O.
3. Ανάκτηση νιτροενώσεων (αντίδραση Ζινίνης):
С6Н5NO2 + 3Fe + 6HCl = C6H5NH2 + 3FeCl2 + 2H2O;
С6Н5NO2 + 3H2 С6Н5NH2 + 2H2O.
Συνοψίζοντας το μάθημα
Στο αυτό το μάθηματο θέμα «Χαρακτηριστικά των ιδιοτήτων της ανιλίνης. Λήψη και εφαρμογή αμινών. Σε αυτό το μάθημα, μελετήσατε τις ιδιότητες της ανιλίνης λόγω της αμοιβαίας επιρροής της αρωματικής δομής και του ατόμου που συνδέεται με τον αρωματικό δακτύλιο. Εξετάσαμε επίσης μεθόδους για την παραγωγή αμινών και τους τομείς εφαρμογής τους.
Βιβλιογραφία
Rudzitis G. E., Feldman F. G. Chemistry: Organic chemistry. 10η τάξη: εγχειρίδιο για εκπαιδευτικά ιδρύματα: βασικό επίπεδο / Γ. Ε. Ρουτζίτης, Φ. Γ. Φέλντμαν. - 14η έκδοση. - Μ.: Εκπαίδευση, 2012. Χημεία. Βαθμός 10. Επίπεδο προφίλ: σπουδές. για γενική εκπαίδευση ιδρύματα / V. V. Eremin, N. E. Kuzmenko, V. V. Lunin, A. A. Drozdov, V. I. Terenin. - M.: Bustard, 2008. - 463 σελ. Χημεία. Βαθμός 11. Επίπεδο προφίλ: σχολικό βιβλίο. για γενική εκπαίδευση ιδρύματα / V. V. Eremin, N. E. Kuzmenko, V. V. Lunin, A. A. Drozdov, V. I. Terenin. - M.: Bustard, 2010. - 462 σελ. Khomchenko G. P., Khomchenko I. G. Συλλογή προβλημάτων στη χημεία για υποψήφιους στα πανεπιστήμια. - 4η έκδ. - M.: RIA "New Wave": Εκδότης Umerenkov, 2012. - 278 σελ.
Νο 5, 8 (σελ. 14) Rudzitis G. E., Feldman F. G. Chemistry: Organic chemistry. 10η τάξη: εγχειρίδιο για εκπαιδευτικά ιδρύματα: βασικό επίπεδο / Γ. Ε. Ρουτζίτης, Φ. Γ. Φέλντμαν. - 14η έκδοση. - M.: Enlightenment, 2012. Συγκρίνετε τις ιδιότητες των αμινών της περιοριστικής σειράς και της ανιλίνης. Χρησιμοποιώντας το παράδειγμα της ανιλίνης, εξηγήστε την ουσία της επίδρασης των ατόμων σε ένα μόριο.
Οργανική χημεία. Ιστότοπος για τη χημεία. Διαδικτυακή πύλη promobud.
Ανάλογα με τη φύση των υποκαταστατών υδρογονάνθρακα, οι αμίνες χωρίζονται σε
Γενικά δομικά χαρακτηριστικά των αμινών
Όπως στο μόριο αμμωνίας, στο μόριο οποιασδήποτε αμίνης, το άτομο αζώτου έχει ένα μη κοινό ζεύγος ηλεκτρονίων που κατευθύνεται σε μία από τις κορυφές του παραμορφωμένου τετραέδρου:
Για το λόγο αυτό, οι αμίνες, όπως και η αμμωνία, έχουν σημαντικά έντονες βασικές ιδιότητες.
Έτσι, οι αμίνες, όπως η αμμωνία, αντιδρούν αναστρέψιμα με το νερό, σχηματίζοντας αδύναμες βάσεις:
Ο δεσμός του κατιόντος υδρογόνου με το άτομο αζώτου στο μόριο της αμίνης πραγματοποιείται χρησιμοποιώντας τον μηχανισμό δότη-δέκτη λόγω του μοναχικού ζεύγους ηλεκτρονίων του ατόμου αζώτου. Οι οριακές αμίνες είναι ισχυρότερες βάσεις σε σύγκριση με την αμμωνία, γιατί. Σε τέτοιες αμίνες, οι υποκαταστάτες υδρογονάνθρακα έχουν θετική επαγωγική (+Ι) επίδραση. Από αυτή την άποψη, η πυκνότητα ηλεκτρονίων στο άτομο αζώτου αυξάνεται, γεγονός που διευκολύνει την αλληλεπίδρασή του με το κατιόν H +.
Οι αρωματικές αμίνες, εάν η αμινομάδα είναι απευθείας συνδεδεμένη με τον αρωματικό πυρήνα, εμφανίζουν ασθενέστερες βασικές ιδιότητες σε σύγκριση με την αμμωνία. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι το μοναχικό ζεύγος ηλεκτρονίων του ατόμου αζώτου μετατοπίζεται προς το αρωματικό π-σύστημα του δακτυλίου βενζολίου, με αποτέλεσμα να μειώνεται η πυκνότητα ηλεκτρονίων στο άτομο αζώτου. Με τη σειρά του, αυτό οδηγεί σε μείωση των βασικών ιδιοτήτων, ιδίως της ικανότητας αλληλεπίδρασης με το νερό. Έτσι, για παράδειγμα, η ανιλίνη αντιδρά μόνο με ισχυρά οξέα και πρακτικά δεν αντιδρά με το νερό.
Χημικές ιδιότητες κορεσμένων αμινών
Όπως ήδη αναφέρθηκε, οι αμίνες αντιδρούν αναστρέψιμα με το νερό:
Τα υδατικά διαλύματα αμινών έχουν αλκαλική αντίδραση του περιβάλλοντος, λόγω της διάστασης των βάσεων που προκύπτουν:
Οι κορεσμένες αμίνες αντιδρούν με το νερό καλύτερα από την αμμωνία λόγω των ισχυρότερων βασικών τους ιδιοτήτων.
Οι κύριες ιδιότητες των κορεσμένων αμινών αυξάνονται στη σειρά.
Οι δευτερογενείς περιοριστικές αμίνες είναι ισχυρότερες βάσεις από τις πρωτοταγείς περιοριστικές αμίνες, οι οποίες με τη σειρά τους είναι ισχυρότερες βάσεις από την αμμωνία. Όσον αφορά τις βασικές ιδιότητες των τριτοταγών αμινών, όταν πρόκειται για αντιδράσεις σε υδατικά διαλύματα, οι βασικές ιδιότητες των τριτοταγών αμινών είναι πολύ χειρότερες από αυτές των δευτεροταγών αμινών, και ακόμη ελαφρώς χειρότερες από αυτές των πρωτοταγών. Αυτό οφείλεται σε στερεοχημικά εμπόδια, τα οποία επηρεάζουν σημαντικά τον ρυθμό πρωτονίωσης των αμινών. Με άλλα λόγια, τρεις υποκαταστάτες «μπλοκάρουν» το άτομο αζώτου και εμποδίζουν την αλληλεπίδρασή του με τα κατιόντα Η+.
Αλληλεπίδραση με οξέα
Τόσο οι ελεύθερες κορεσμένες αμίνες όσο και τα υδατικά τους διαλύματα αλληλεπιδρούν με οξέα. Σε αυτή την περίπτωση, σχηματίζονται άλατα:
Δεδομένου ότι οι βασικές ιδιότητες των κορεσμένων αμινών είναι πιο έντονες από εκείνες της αμμωνίας, τέτοιες αμίνες αντιδρούν ακόμη και με ασθενή οξέα, όπως το ανθρακικό:
Τα άλατα αμίνης είναι στερεά που είναι πολύ διαλυτά στο νερό και ελάχιστα διαλυτά σε μη πολικούς οργανικούς διαλύτες. Η αλληλεπίδραση των αλάτων αμίνης με τα αλκάλια οδηγεί στην απελευθέρωση ελεύθερων αμινών, παρόμοια με το πώς η αμμωνία εκτοπίζεται από τη δράση των αλκαλίων στα άλατα αμμωνίου:
2. Οι πρωτογενείς περιοριστικές αμίνες αντιδρούν με το νιτρώδες οξύ για να σχηματίσουν τις αντίστοιχες αλκοόλες, το άζωτο N 2 και το νερό. Για παράδειγμα:
Χαρακτηριστικό γνώρισμα αυτής της αντίδρασης είναι ο σχηματισμός αέριο άζωτο, σε σχέση με το οποίο είναι ποιοτικό για πρωτοταγείς αμίνες και χρησιμοποιείται για τη διάκρισή τους από δευτεροταγείς και τριτοταγείς. Θα πρέπει να σημειωθεί ότι πιο συχνά αυτή η αντίδραση πραγματοποιείται με ανάμειξη της αμίνης όχι με ένα διάλυμα νιτρώδους οξέος, αλλά με ένα διάλυμα άλατος νιτρώδους οξέος (νιτρώδη) και στη συνέχεια με την προσθήκη ενός ισχυρού ανόργανου οξέος σε αυτό το μείγμα. Όταν τα νιτρώδη αλληλεπιδρούν με ισχυρά μεταλλικά οξέα, σχηματίζεται νιτρώδες οξύ, το οποίο στη συνέχεια αντιδρά με μια αμίνη:
Οι δευτεροταγείς αμίνες δίνουν ελαιώδη υγρά υπό παρόμοιες συνθήκες, τις λεγόμενες Ν-νιτροζαμίνες, αλλά αυτή η αντίδραση σε πραγματικές ΧΡΗΣΗ Εργασιώνδεν εμφανίζεται στη χημεία. Οι τριτοταγείς αμίνες δεν αντιδρούν με το νιτρώδες οξύ.
Η πλήρης καύση οποιασδήποτε αμίνης οδηγεί στο σχηματισμό διοξείδιο του άνθρακα, νερό και άζωτο:
Αλληλεπίδραση με αλογονοαλκάνια
Είναι αξιοσημείωτο ότι ακριβώς το ίδιο άλας λαμβάνεται με τη δράση του υδροχλωρίου σε μια πιο υποκατεστημένη αμίνη. Στην περίπτωσή μας, κατά την αλληλεπίδραση υδροχλωρίου με διμεθυλαμίνη:
Λήψη αμινών:
1) Αλκυλίωση αμμωνίας με αλογονοαλκάνια:
Σε περίπτωση έλλειψης αμμωνίας, αντί για αμίνη, λαμβάνεται το άλας της:
2) Αναγωγή από μέταλλα (σε υδρογόνο στη σειρά δραστηριότητας) σε όξινο μέσο:
ακολουθούμενη από επεξεργασία του διαλύματος με αλκάλιο για την απελευθέρωση της ελεύθερης αμίνης:
3) Η αντίδραση της αμμωνίας με τις αλκοόλες περνώντας το μείγμα τους από θερμαινόμενο οξείδιο του αργιλίου. Ανάλογα με τις αναλογίες αλκοόλης/αμίνης, σχηματίζονται πρωτοταγείς, δευτεροταγείς ή τριτοταγείς αμίνες:
Χημικές ιδιότητες της ανιλίνης
Ανιλίνη - το ασήμαντο όνομα του αμινοβενζολίου, το οποίο έχει τον τύπο:
Όπως φαίνεται από την εικόνα, στο μόριο ανιλίνης η αμινομάδα συνδέεται απευθείας με τον αρωματικό δακτύλιο. Σε τέτοιες αμίνες, όπως ήδη αναφέρθηκε, οι βασικές ιδιότητες είναι πολύ λιγότερο έντονες από ό,τι στην αμμωνία. Έτσι, συγκεκριμένα, η ανιλίνη πρακτικά δεν αντιδρά με νερό και αδύναμα οξέα όπως το ανθρακικό.
Η αλληλεπίδραση της ανιλίνης με τα οξέα
Η ανιλίνη αντιδρά με ισχυρά και μέτρια ισχυρά ανόργανα οξέα. Σε αυτή την περίπτωση, σχηματίζονται άλατα φαινυλαμμωνίου:
Αντίδραση ανιλίνης με αλογόνα
Όπως αναφέρθηκε ήδη στην αρχή αυτού του κεφαλαίου, η αμινομάδα στις αρωματικές αμίνες έλκεται στον αρωματικό δακτύλιο, ο οποίος με τη σειρά του μειώνει την πυκνότητα ηλεκτρονίων στο άτομο αζώτου και ως αποτέλεσμα την αυξάνει στον αρωματικό πυρήνα. Η αύξηση της πυκνότητας των ηλεκτρονίων στον αρωματικό πυρήνα οδηγεί στο γεγονός ότι οι αντιδράσεις ηλεκτρόφιλης υποκατάστασης, ιδιαίτερα οι αντιδράσεις με αλογόνα, προχωρούν πολύ πιο εύκολα, ειδικά στις θέσεις ορθο και παρά σε σχέση με την αμινομάδα. Έτσι, η ανιλίνη αλληλεπιδρά εύκολα με το βρωμιούχο νερό, σχηματίζοντας ένα λευκό ίζημα 2,4,6-τριβρωμανιλίνης:
Αυτή η αντίδραση είναι ποιοτική για την ανιλίνη και συχνά σας επιτρέπει να την προσδιορίσετε μεταξύ άλλων οργανικών ενώσεων.
Η αλληλεπίδραση της ανιλίνης με το νιτρώδες οξύ
Η ανιλίνη αντιδρά με το νιτρώδες οξύ, αλλά λόγω της ειδικότητας και της πολυπλοκότητας αυτής της αντίδρασης, δεν εμφανίζεται στην πραγματική εξέταση στη χημεία.
Αντιδράσεις αλκυλίωσης ανιλίνης
Με τη βοήθεια της διαδοχικής αλκυλίωσης της ανιλίνης στο άτομο αζώτου με παράγωγα αλογόνου υδρογονανθράκων, μπορούν να ληφθούν δευτεροταγείς και τριτοταγείς αμίνες:
Χημικές ιδιότητες αμινοξέων
Αμινοξέα καλούμε ενώσεις στα μόρια των οποίων υπάρχουν δύο τύποι λειτουργικών ομάδων - αμινο (-NH 2) και καρβοξυ- (-COOH) ομάδες.
Με άλλα λόγια, τα αμινοξέα μπορούν να θεωρηθούν ως παράγωγα καρβοξυλικών οξέων, στα μόρια των οποίων ένα ή περισσότερα άτομα υδρογόνου αντικαθίστανται από αμινομάδες.
Έτσι, ο γενικός τύπος των αμινοξέων μπορεί να γραφτεί ως (NH 2) x R(COOH) y, όπου τα x και y είναι πιο συχνά ίσα με ένα ή δύο.
Δεδομένου ότι τα αμινοξέα έχουν αμινο ομάδα και καρβοξυλική ομάδα, εμφανίζουν χημικές ιδιότητες παρόμοιες με τις αμίνες και τα καρβοξυλικά οξέα.
Όξινες ιδιότητες αμινοξέων
Σχηματισμός αλάτων με αλκάλια και ανθρακικά αλκαλιμέταλλα
Εστεροποίηση αμινοξέων
Τα αμινοξέα μπορούν να εισέλθουν σε μια αντίδραση εστεροποίησης με αλκοόλες:
NH 2 CH 2 COOH + CH 3 OH → NH 2 CH 2 COOCH 3 + H 2 O
Βασικές ιδιότητες των αμινοξέων
1. Σχηματισμός αλάτων κατά την αλληλεπίδραση με οξέα
NH 2 CH 2 COOH + HCl → + Cl -
2. Αλληλεπίδραση με νιτρώδες οξύ
NH 2 -CH 2 -COOH + HNO 2 → HO-CH 2 -COOH + N 2 + H 2 O
Σημείωση: η αλληλεπίδραση με το νιτρώδες οξύ προχωρά με τον ίδιο τρόπο όπως και με τις πρωτοταγείς αμίνες
3. Αλκυλίωση
NH 2 CH 2 COOH + CH 3 I → + I -
4. Αλληλεπίδραση αμινοξέων μεταξύ τους
Τα αμινοξέα μπορούν να αντιδράσουν μεταξύ τους για να σχηματίσουν πεπτίδια - ενώσεις που περιέχουν στα μόριά τους έναν πεπτιδικό δεσμό -C (O) -NH-
Ταυτόχρονα, πρέπει να σημειωθεί ότι σε περίπτωση αντίδρασης μεταξύ δύο διαφορετικών αμινοξέων, χωρίς να τηρούνται κάποιες συγκεκριμένες συνθήκες σύνθεσης, ο σχηματισμός διαφορετικών διπεπτιδίων συμβαίνει ταυτόχρονα. Έτσι, για παράδειγμα, αντί της αντίδρασης της γλυκίνης με την αλανίνη παραπάνω, που οδηγεί σε γλυκυλανίνη, μπορεί να συμβεί μια αντίδραση που οδηγεί σε αλανυλογλυκίνη:
Επιπλέον, ένα μόριο γλυκίνης δεν αντιδρά απαραίτητα με ένα μόριο αλανίνης. Οι αντιδράσεις πεπτοποίησης λαμβάνουν χώρα επίσης μεταξύ των μορίων γλυκίνης:
Και αλανίνη:
Επιπλέον, δεδομένου ότι τα μόρια των πεπτιδίων που προκύπτουν, όπως και τα αρχικά μόρια των αμινοξέων, περιέχουν αμινομάδες και καρβοξυλομάδες, τα ίδια τα πεπτίδια μπορούν να αντιδράσουν με αμινοξέα και άλλα πεπτίδια λόγω του σχηματισμού νέων πεπτιδικών δεσμών.
Μεμονωμένα αμινοξέα χρησιμοποιούνται για την παραγωγή συνθετικών πολυπεπτιδίων ή των λεγόμενων πολυαμιδικών ινών. Έτσι, συγκεκριμένα, χρησιμοποιώντας την πολυσυμπύκνωση του 6-αμινοεξανοϊκού (ε-αμινοκαπροϊκού) οξέος, το νάιλον συντίθεται στη βιομηχανία:
Η νάιλον ρητίνη που λαμβάνεται ως αποτέλεσμα αυτής της αντίδρασης χρησιμοποιείται για την παραγωγή υφαντικών ινών και πλαστικών.
Σχηματισμός εσωτερικών αλάτων αμινοξέων σε υδατικό διάλυμα
Στα υδατικά διαλύματα, τα αμινοξέα υπάρχουν κυρίως με τη μορφή εσωτερικών αλάτων - διπολικών ιόντων (διπολικά ιόντα).
Η πιο κοινή ιδιότητα όλων των οργανικών ενώσεων είναι η ικανότητά τους να καίγονται. Η ίδια η αμμωνία καίγεται και, γενικά, εύκολα, αλλά το να της βάλεις φωτιά δεν είναι πάντα εύκολο. Αντίθετα, οι αμίνες αναφλέγονται εύκολα και καίγονται πιο συχνά με άχρωμη ή ελαφρώς χρωματιστή φλόγα. Στην περίπτωση αυτή, το άζωτο των αμινών παραδοσιακά οξειδώνεται σε μοριακό άζωτο, αφού τα οξείδια του αζώτου είναι ασταθή.
Οι αμίνες αναφλέγονται πιο εύκολα στον αέρα από την αμμωνία.
4NH3 + 3O2 = 2N2 + 6H2O;
4C 2 H 5 NH 2 + 15O 2 \u003d 8CO 2 + 14H 2 O + 2N 2.
Βασικές ιδιότητες
Πρωτοταγείς, δευτεροταγείς και τριτοταγείς αμίνες περιέχουν αναγκαστικά ένα μη κοινό ζεύγος ηλεκτρονίων, όπως αρμόζει στο τρισθενές άζωτο. Δηλαδή, οι αμίνες στο διάλυμα εμφανίζουν βασικές ιδιότητες ή τα διαλύματά τους είναι βάσεις. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο οι αμίνες σε υδατικό διάλυμα χρωματίζουν λίθο Μπλε χρώμακαι φαινολοφθαλεΐνη σε βατόμουρο. Ρύζι. 12.
Ρύζι. ένας .
Ρύζι. 2 .
Χάρη σε αυτό το ζεύγος ηλεκτρονίων, μπορεί να σχηματιστεί ένας δεσμός δότη-δέκτη με ένα ιόν υδρογόνου:
C 2 H 5 NH 2 + H + \u003d C 2 H 5 NH 3 +.
Έτσι, όπως και η αμμωνία, οι αμίνες παρουσιάζουν τις ιδιότητες των βάσεων:
NH 3 + H 2 O NH 4 OH;
C 2 H 5 NH 2 + H 2 O C 2 H 5 NH 3 OH.
Η αμμωνία σχηματίζει άλατα με οξέα αμμώνιο, και αμίνες - αλκυλαμμώνιο :
NH 3 + HBr = NH 4 Br ( βρωμιούχο αμμώνιο)
C 2 H 5 NH 2 + HBr \u003d C 2 H 5 NH 3 Br ( βρωμιούχο αιθυλαμμώνιο)
Όπως η αμμωνία σχηματίζει άλατα αμμωνίου με οξέα, οι αμίνες σχηματίζουν τα αντίστοιχα άλατα. Αυτά τα άλατα μπορούν να σχηματιστούν, όπως στην περίπτωση της αμμωνίας, όχι μόνο στην αντίδραση υδατικών διαλυμάτων, αλλά και στην αέρια φάση, εάν οι αμίνες είναι επαρκώς πτητικές.
Δηλαδή, εάν βάλετε κοντά δοχεία με πυκνό υδροχλωρικό οξύ ή ακόμα και οργανικά πτητικά, όπως οξικό, και ένα δοχείο με πτητική αμίνη, τότε σύντομα θα εμφανιστεί κάτι που μοιάζει με καπνό χωρίς φωτιά μεταξύ τους στο διάστημα, δηλαδή θα σχηματιστούν κρύσταλλοι που αντιστοιχούν σε το άλας της αλκυλαμίνης. Ρύζι. 3.
Ρύζι. 3 .
Τα αλκάλια εκτοπίζουν τις αμίνες , που, όπως η αμμωνία, αδύναμοςβάσεις, από άλατα αλκυλαμμωνίου:
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.
Οι βασικές ιδιότητες των αμινών είναι υψηλότερες από αυτές της αμμωνίας. Γιατί; Ο σχηματισμός ενός δεσμού δότη-δέκτη με ένα ιόν υδρογόνου είναι όσο ευκολότερος, τόσο μεγαλύτερη είναι η πυκνότητα ηλεκτρονίων στο άτομο αζώτου. Οι ρίζες υδρογονάνθρακα περιέχουν πολλά ηλεκτρόνια και πρόθυμα τα «μοιράζονται» με το άτομο αζώτου (Εικ. 4).
Ρύζι. 4. Δεσμός δότη-δέκτη με ιόν υδρογόνου
Ωστόσο, οι βασικές ιδιότητες των τριτοταγών αμινών είναι μικρότερες από αυτές των δευτεροταγών (συγκρίνετε σταθερές βασικότητας). Γιατί; Σε μια τριτοταγή αμίνη, το άτομο αζώτου περιβάλλεται από όλες τις πλευρές από ρίζες υδρογονάνθρακα και η ικανότητά του να εισέρχεται σε αντιδράσεις παρεμποδίζεται.
Οι αμίνες, όπως η αμμωνία, είναι σε θέση να αντιδράσουν με αλογονοαλκάνια, αντικαθιστώντας το άτομο αλογόνου:
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.
Οι τριτοταγείς αμίνες μπορούν επίσης να αντικαταστήσουν το αλογόνο, οπότε η αντίδραση μπορεί να προχωρήσει περαιτέρω. Σχηματίζεται ένα άλας τεταρτοταγούς αμμωνίου - βρωμιούχο τετραμεθυλαμμώνιο (CH 3) 4 NBr:
(CH 3) 3 N + CH 3 Br = (CH 3) 4 N+ + Br-.
Συνοψίζοντας το μάθημα
Σε αυτό το μάθημα, το θέμα «Αμινοενώσεις. Ταξινόμηση, ισομέρεια, ονόματα και φυσικές ιδιότητες". Επαναλάβατε τη γένεση των οργανικών ενώσεων που περιέχουν οξυγόνο και θυμηθήκατε μερικές κοινές ιδιότητες της αμμωνίας και του νερού. Στη συνέχεια, εξετάσαμε πώς να λάβουμε αμινο ενώσεις. Μελέτησε την ταξινόμηση, την ισομέρεια, τα ονόματα και τις εγγενείς φυσικές τους ιδιότητες .
Βιβλιογραφία
- Rudzitis G.E., Feldman F.G. Χημεία: Οργανική Χημεία. 10η τάξη: εγχειρίδιο για εκπαιδευτικά ιδρύματα: βασικό επίπεδο / Γ. Ε. Ρουτζίτης, Φ.Γ. Φέλντμαν. - 14η έκδοση. - Μ.: Εκπαίδευση, 2012.
- Χημεία. Βαθμός 10. Επίπεδο προφίλ: σχολικό βιβλίο. για γενική εκπαίδευση ιδρύματα / V.V. Eremin, Ν.Ε. Kuzmenko, V.V. Lunin, Α.Α. Drozdov, V.I. Τερενίν. - M.: Bustard, 2008. - 463 σελ.
- Χημεία. Βαθμός 11. Επίπεδο προφίλ: σχολικό βιβλίο. για γενική εκπαίδευση ιδρύματα / V.V. Eremin, Ν.Ε. Kuzmenko, V.V. Lunin, Α.Α. Drozdov, V.I. Τερενίν. - M.: Bustard, 2010. - 462 σελ.
- Khomchenko G.P., Khomchenko I.G. Συλλογή προβλημάτων στη χημεία για όσους εισέρχονται στα πανεπιστήμια. - 4η έκδ. - M.: RIA "New Wave": Εκδότης Umerenkov, 2012. - 278 σελ.
- ιστοσελίδα ().
- Chemistry.ssu.samara.ru ().
- Himik.ru ().
- Promobud.ua ().
Εργασία για το σπίτι
- Nos. 3, 4 (σελ. 14) Rudzitis G.E., Feldman F.G. Χημεία: Οργανική Χημεία. 10η τάξη: εγχειρίδιο για εκπαιδευτικά ιδρύματα: βασικό επίπεδο / Γ. Ε. Ρουτζίτης, Φ.Γ. Φέλντμαν. - 14η έκδοση. - Μ.: Εκπαίδευση, 2012.
- Συγκρίνετε τις ιδιότητες των περιοριστικών αμινών και αλκοολών.
- Γράψτε τις εξισώσεις αντίδρασης που επιβεβαιώνουν τη βασικότητα των αμινών.
