 |
|
Тема 13: Азотсодержащие органические соединения.
Аминами называют производные аммиака, у которого один или несколько атомов водорода замещены углеводородными радикалами.
В зависимости от числа углеводородных радикалов, замещающих атомы водорода в молекуле аммиака, амины могут быть первичными, вторичными и третичными:
H C6H5 H3C
C2H5 — N N — H H3C — N
H C6H5 H3C
этиламин дифениламин триметиламин
(первичный) (вторичный) (третичный)
В зависимости от характера углеводородных радикалов амины делятся на алифатические, ароматические и жирно-ароматические:
H H
CH3 — N C6H5 — N C6H5 —NH — CH
H H
метиламин фениламин метиланилин
(алмфатический амин) (ароматический амин) (жирно-ароматический амин)
Аминокислотами называют производные карбоновых кислот, у которых один или несколько атомов водорода в радикале замещены на одну или несколько аминогрупп:
O O
R — CH — C H2N(CH2)n — CH — C
| OH | OH
NH2 NH2
Названия аминокислот по рациональной номенклатуре производят из названий образующих их кислот с прибавлением приставки амино- и буквы греческого алфавита, указывающей положение аминогруппы по отношению к карбоксильной группе. Часто аминокислотам дают эмпирические названия.
В состав белков входят свыше 20 различных α-аминокислот. Все белки значительно различаются между собой по качественному и количественному содержанию различных аминокислот, по взаиморасположению аминокислотных остатков.
Аминокислоты способны связываться между собой карбоксильными и аминогруппами с образованием цепочек — полипептидов.
Молекулы белков могут состоять из одной или нескольких полипептидных цепей, которые могут быть открытыми, разветвленными или циклическими.
Важную роль в соединении различных цепей играют дисульфидные мостики —S—S—, образующиеся за счет атомов серы, содержащихся в некоторых аминокислотах (например, цистеина), а также за счет водородных связей, соединяющих атомы группы NH одной полипетидной группировки с атомом кислорода группы C = O другой. В результате такого взаимодействия образуются агрегаты, достигающие огромной величины, вследствие чего молекулярная масса белка может варьироваться от десятков тысяч до десятков миллионов.
В организме белки находятся в виде коллоидов, лишь некоторые части организма (волосы, ногти) построены их твердых белков. Белки сохраняют свои свойства лишь в определенных условиях.
При повышении температуры белки коагулируют (свертываются) и становятся нерастворимыми — это называется денатурацией белка. Белки являются амфотерными соединениями.
В нейтральном растворе основные (аминогруппы) и карбоксильные группы ионизированы, как это происходит с биполярными ионами аминокислот.
С ионами меди в щелочной среде белки образуют характерное фиолетовое окрашивание. Эта реакция называется биуретовой. С азотной кислотой при нагревании белок образует сгусток ярко-желтого цвета. Эта реакция называется ксантопротеиновой. Эти две реакции являются качественными реакциями на белок.
Контрольные задания:
241. Как можно получить из пропилового спирта следующие амины: а) пропиламин; б) бутиламин?
242. Напишите уравнения реакций получения диэтиламина, исходя из требуемых неорганических веществ. По какой реакции можно различить этиламин и диэтиламин?
243. Напишите уравнения взаимодействия первичного, вторичного и третичного аминов состава C3H9N с йодметаном и азотистой кислотой. Назовите продукты реакций.
244.Напишите уравнения реакций, с помощью которых из этилена можно получить:
а) этиламин; б) пропиламин; в) триэтиламин; г) пропилэтиламин.
245. С помощью каких реакций можно осуществить превращение:
CH3 — CH2 — CH2 — CH = CH2 —> CH3 — CH — CH2 — CH2 — CH3 —> CH3 — CH — CH2 — CH3
| |
NH — CH3 H3C — N — NO
246. Предложите способы получения 2-аминопентана и напишите для него реакцию с соляной кислотой, азотистой кислотой и уксусным ангидридом.
247. Укажите какие продукты преимущественно образуются при нитровании в условиях реакции Кучерова следующих соединений:
а) CH3 — CH2 — CH2 —CH3 ; б) CH3 — CH — CH2 —CH3
|
CH3
Какие из полученных нитросоединений будут взаимодействовать с уксусным альдегидом и азотистой кислотой. Напишите уравнения реакций.
248. Превратите пропаналь в пропиламин, а последний переведите во вторичный амин и подействуйте азотистой кислотой. Назовите соединения.
249. Исходное соединение 2-метилпропан. Проводят ряд превращений, применяя последовательно: разбавленную азотную кислоту при 1200С (1 моль), водород в присутствии никеля, уксусный ангидрид. Какое соединение образовалось?
250. Получите бутановую кислоту из бромистого пропила всеми возможными способами и введите ее во взаимодействие с: а) хлором; б) аммиаком. Продукт взаимодействия бутановой кислоты с аммиаком, нагрейте, восстановите и обработайте хлористым метилом. Назовите полученные соединения.
251. Какое строение имеет соединение состава C5H11NO2, если известно, что при действии водорода оно превращается в амин и не реагирует с азотистой кислотой?
252.Одноатомный спирт перевели в первичный амин. Последний обработали азотистой кислотой, а продукт ввели во взаимодействие с уксусной кислотой. Какова формула исходного спирта, если конечным продуктом превращений является пропилэтаноат? Приведите уравнения всех превращений.
253. Исходя их этилового спирта, получите β-аминопропиновую кислоту.
254. Какие продукты образуются при нагревании α-, β-, γ-аминокапроновой кислоты?
255. Получите α-аминоизомасляную кислоту, исходя из пропилового спирта. Обработайте ее азотистой кислотой.
256.Предложите схему синтеза 2-аминопентановой кислоты из бутилового спирта. Для аминокислоты напишите реакции с HСl и NaOH.
257. Осуществите следующие превращения:
крекинг HCN 2H2O NH3 HNO2
2CH4 ® A ® B ® C ® D ® E
Какое соединение образуется в результате нагревания вещества Е?
258. Напишите схемы образования двух возможных дипептидов:
а) из молекулы глицина и молекулы аламина; б) из молекулы глицина и молекулы валина.
Назовите дипептиды, подчеркните в них пептидную связь.
259. Как назвать трипептид строения:
NH2 — CH — CO — NH — CH2 — CO — NH — CH2 — COOH
|
CH3
260. Предложите схему синтеза α-аламина из этилового спирта. Для аминокислоты напишите уравнения реакций с: а) HСl; б) NaOH; в) HNO2.
Основная литература:
1. Глинка Н.Л. Общая химия / Н.Л.Глинка. – М..: «Интеграл – пресс», 2002. –728 с.
2. Ахметов Н.С. Общая и неорганическая химия: Учебник для вузов / Н.С.Ахметов. – 4-е изд., испр. – М.: Высшая школа, Академия, 2001.
3. Коровин Н.В. Общая химия: Учебник для вузов / Н.В.Коровин. – 2-е изд., испр. и доп. – М.: Высшая школа, 2000.
4. Шабаров Ю.С. Органическая химия: в 2-х кН.: Учебник для вузов. Ч. 1: Нециклические состояния / Ю.С. Шабаров. – М.: Химия, 1994. – 494 с.
5. Шабаров Ю.С. Органическая химия: в 2-х кН.: Учебник для вузов. Ч. 1: Циклические состояния / Ю.С. Шабаров. – М.: Химия, 1994. – 494-848 с.
6. Иванов В.Г. Органическая химия: Учебное пособие для студентов вузов / В.Г. Иванов, В.А. Горленко, О.Н. Гева. – 3-е., испр – М.: Издательский центр «Академия», 2006. – 624 с.
7. Хаханина Т.И. Органическая химия: Учебное пособие / Т.И.Хаханина, Н.Г. Осиненкова, А.А. Гурская – М.: Высшее образование, Юрайт – Издат, 2009. – 396 с.
8. Хаханина Т.И. Неорганическая химия / Т.И. Хаханина, Н.Г. Никитина, В.И. Гребенькова: Учебное пособие. – М.: Высшее образование, 2008. – 288 с.