Sekundarni amin hcl. Amini: klasifikacija, nomenklatura; hemijska identifikacija, spektralne karakteristike. Predstavnici: anilin, n-metilanilin, n,n-dimetilanilin, toluidini, fenetidini, difenilamin. Izomerizam i nomenklatura

Aromatični amini su derivati ​​aromatičnih ugljikovodika u kojima je jedan ili više atoma vodika u benzenskom prstenu zamijenjeno amino grupama (N.H. 2 ).

Aromatični amini se također mogu smatrati derivatima amonijaka, u čijoj je molekuli jedan ili više atoma vodika zamijenjeno aromatičnim radikalima.

Kao iu alifatskoj (masnoj) seriji, aromatični amini mogu biti primarni, sekundarni i tercijarni.

U zavisnosti od toga koji su radikali (samo aromatični ili aromatični i alifatični) povezani sa atomom dušika, pravi se razlika između čisto aromatičnih i masno-aromatičnih.

Amino grupa može biti direktno povezana sa jezgrom ili locirana u bočnom lancu.

Anilin je osnivač klase aromatičnih amina, u kojima je amino grupa direktno vezana za benzenski prsten:

anilin (fenilamin, aminobenzen)

Nomenklatura aromatičnih amina

Aromatični amini se obično nazivaju trivijalna nomenklatura.

Na primjer, anilin, toluidin.

Prema sistematskoj (zamjenskoj) nomenklaturi imena amina formiraju se od imena radikala sa dodatkom završetka -amin ili konzole amino

Trivijalno: orto-toluidin meta-toluidin para-toluidin

Zamjena: orto-tolilamin meta-tolilamin para-tolilamin

orto-aminotoluen meta-aminotoluen para-aminotoluen

(2-aminotoluen) (3-aminotoluen) (4-aminotoluen)

Aromatični prsten može imati dvije ili više amino grupa.

Nazivi spojeva sa dvije amino grupe (diamini) nastaju od naziva dvovalentnog ugljičnog ostatka i završetka –diamin ili konzole diamino- i naziv odgovarajućeg ugljovodonika:

o-fenilendiamin m-fenilendiamin p-fenilendiamin

o-diaminobenzen m-diaminobenzod p-diaminobenzen

(1,2-diaminobenzen) (1,3-diaminobenzen) (1,4-diaminobenzen)

U zavisnosti od broja radikala povezanih s atomom dušika, razlikuju se i sekundarni i tercijarni aromatični amini.

Nazivi sekundarnih i tercijarnih amina najčešće se formiraju prema principima racionalna nomenklatura, navođenje radikala prisutnih u složenici i dodavanje završetka -amin:

difenilamin (sekundarni amin)

trifenilamin (tercijarni amin)

Ako su u molekuli amina i aromatični i alifatski radikali istovremeno vezani za atom dušika, tada se takvi amini nazivaju masno-aromatična.

U slučaju masnih aromatičnih amina, naziv je zasnovan na riječi "anilin" i, da bi se pokazalo da se radikal nalazi na atomu dušika, a ne u benzenskom prstenu, ispred imena radikala stoji slovo N:

N-metilanilin N,N-dimetilanilin

Racionalno: metilfenilamin dimetilfenilamin

Zamjena: N-metilaminobenzen N,N-dimetilaminobenzen

Amini sa amino grupom u bočnom lancu:

benzilamin

α-aminotoluen

Aromatični amini sa amino grupom u bočnom lancu imaju svojstva alifatskih amina.

Amini- organski derivati ​​amonijaka, u čijoj molekuli su jedan, dva ili sva tri atoma vodika zamijenjena ostatkom ugljika.

Obično izolovan tri vrste amina:

Amini u kojima je amino grupa direktno vezana za aromatični prsten nazivaju se aromatični amini.

Najjednostavniji predstavnik ovih jedinjenja je aminobenzen, ili anilin:

Basic karakteristična karakteristika elektronska struktura amina je prisustvo atoma dušika uključenog u funkcionalnu grupu, usamljeni par. Ovo uzrokuje da amini pokazuju svojstva baza.

Postoje ioni koji su proizvod formalne zamjene svih atoma vodika u amonijum ionu ugljikovodičnim radikalom:

Ovi ioni se nalaze u solima sličnim amonijevim solima. Zovu se kvaternarne amonijum soli.

Izomerizam i nomenklatura

1. Amine karakteriše strukturni izomerizam:

A) izomerija ugljeničnog skeleta:

b) izomerizam položaja funkcionalne grupe:

2. Primarni, sekundarni i tercijarni amini su izomerni jedni prema drugima ( međuklasni izomerizam):

Kao što se može vidjeti iz datih primjera, da bi se imenovao amin, navedeni su supstituenti povezani s atomom dušika (po redoslijedu) i dodaje se sufiks -amin.

Fizička svojstva amina

Najjednostavniji amini(metilamin, dimetilamin, trimetilamin) - gasovite supstance. Ostalo niži amini- tečnosti koje se dobro rastvaraju u vodi. Imaju karakterističan miris koji podsjeća na amonijak.

Primarni i sekundarni amini su sposobni za formiranje vodonične veze. To dovodi do primjetnog povećanja njihovih tačaka ključanja u poređenju sa spojevima koji imaju istu molekularnu težinu, ali nisu u stanju da formiraju vodikove veze.

Anilin je uljasta tečnost, slabo rastvorljiva u vodi, koja ključa na temperaturi od 184 °C.

Anilin

Hemijska svojstva amini se određuju u uglavnom zbog prisustva usamljenog para elektrona na atomu dušika.

Amini kao baze. Atom dušika amino grupe, poput atoma dušika u molekuli amonijaka, zbog usamljeni par elektrona može formirati kovalentnu vezu kroz mehanizam donor-akceptor, koji djeluje kao donor. S tim u vezi, amini, poput amonijaka, mogu vezati vodikov kation, odnosno djeluju kao baza:

1. Reakcija amiona sa vodom dovodi do stvaranja hidroksidnih jona:

Otopina amina u vodi ima alkalnu reakciju.

2. Reakcija sa kiselinama. Amonijak reaguje sa kiselinama i formira amonijumove soli. Amini takođe mogu da reaguju sa kiselinama:

Osnovna svojstva alifatskih amina su izraženije od onih kod amonijaka. To je zbog prisustva jednog ili više donora alkil supstituenata, čiji pozitivni induktivni učinak povećava gustinu elektrona na atomu dušika. Povećanje gustine elektrona pretvara dušik u jači donor elektronskog para, što poboljšava njegova osnovna svojstva:

Sagorevanje amina. Amini sagorevaju na vazduhu da bi se formirali ugljični dioksid, voda i azot:

Hemijska svojstva amina - sažetak

Primjena amina

Amini se široko koriste za dobijanje lijekovi, polimernih materijala . Anilin je najvažniji spoj ove klase koji se koristi za proizvodnju anilinskih boja, lijekova (sulfonamidnih lijekova) i polimernih materijala (anilin formaldehidne smole).

Referentni materijal za polaganje testa:

Periodni sistem

Tablica rastvorljivosti

Na osnovu prirode ugljikovodičnih supstituenata, amini se dijele na

Opće strukturne karakteristike amina

Baš kao u molekuli amonijaka, u molekuli bilo kojeg amina atom dušika ima usamljeni elektronski par usmjeren na jedan od vrhova iskrivljenog tetraedra:

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

Dakle, amini, slični amonijaku, reverzibilno reagiraju s vodom, formirajući slabe baze:

Veza između vodikovog kationa i atoma dušika u molekuli amina ostvaruje se pomoću mehanizma donor-akceptor zbog usamljenog elektronskog para atoma dušika. Zasićeni 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 prstenom, pokazuju slabija osnovna 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. Na primjer, anilin reaguje samo sa jake kiseline, i praktično ne reaguje sa vodom.

Hemijska svojstva zasićenih amina

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

Vodene otopine amina imaju alkalnu reakciju zbog disocijacije nastalih baza:

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

Osnovna svojstva zasićenih amina se povećavaju u nizu.

Sekundarni zasićeni amini su jače baze od primarnih zasićenih amina, koji su zauzvrat jače baze od amonijaka. Što se tiče osnovnih svojstava tercijarnih amina, onda ako govorimo o reakcijama u vodeni rastvori, tada su osnovna svojstva tercijarnih amina izražena mnogo lošije od onih sekundarnih, pa čak i nešto lošije od onih primarnih. To je zbog sterične smetnje, koja značajno utječe na brzinu protonacije amina. Drugim riječima, tri supstituenta "blokiraju" atom dušika i ometaju njegovu interakciju sa H+ kationima.

Interakcija sa kiselinama

I slobodni zasićeni amini i njihove vodene otopine reagiraju 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, kao što je ugljična kiselina:

Soli amina su čvrste materije koje su visoko rastvorljive u vodi i slabo rastvorljive u nepolarnim organski rastvarači. Interakcija soli amina sa alkalijama dovodi do oslobađanja slobodnih amina, slično istisku amonijaka kada alkalije djeluju na amonijeve soli:

2. Primarni zasićeni amini reaguju sa azotnom kiselinom i formiraju odgovarajuće alkohole, dušik N2 i vodu. na primjer:

Karakteristična karakteristika ove reakcije je stvaranje plina dušika, te je stoga kvalitativno za primarne amine i koristi se za njihovo razlikovanje od sekundarnih i tercijalnih. Treba napomenuti da se ova reakcija najčešće izvodi miješanjem amina ne s 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, pod sličnim uslovima, uljne tečnosti, takozvane N-nitrozamine, ali ova reakcija u stvarnosti Zadaci objedinjenog državnog ispita nije pronađen 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, kada hlorovodonik reaguje sa dimetilaminom:

Priprema amina:

1) Alkilacija amonijaka haloalkanima:

U slučaju nedostatka amonijaka, umjesto amina se dobiva 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 prilikom prolaska njihove smjese kroz zagrijani aluminij oksid. U zavisnosti od omjera alkohol/amin, formiraju se primarni, sekundarni ili tercijarni amini:

Hemijska svojstva anilina

Anilin - trivijalni naziv za aminobenzen, koji ima formulu:

Kao što se može vidjeti iz ilustracije, u molekuli anilina amino grupa je direktno povezana s aromatičnim prstenom. Takvi amini, kao što je već spomenuto, imaju mnogo manje izražena osnovna svojstva od amonijaka. Tako, posebno, anilin praktički ne reagira s vodom i slabim kiselinama kao što je ugljična kiselina.

Reakcija anilina sa kiselinama

Anilin reaguje sa jakim i srednjim anorganskim kiselinama. U ovom slučaju nastaju fenilamonijeve soli:

Interakcija anilina sa halogenima

Kao što je već rečeno na samom početku ovog poglavlja, amino grupa u aromatičnim aminima se uvlači u aromatični prsten, što zauzvrat smanjuje gustinu elektrona na atomu dušika, a kao rezultat je povećava u aromatičnom prstenu. Povećanje gustoće elektrona u aromatičnom prstenu 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 reagira s bromnom vodom, formirajući bijeli talog 2,4,6-tribromoanilina:

Ova reakcija je kvalitativna za anilin i često omogućava da se on identificira među ostalima organska jedinjenja.

Reakcija anilina sa azotnom kiselinom

Anilin reagira s dušičnom kiselinom, ali se zbog specifičnosti i složenosti ove reakcije ne pojavljuje na stvarnom Jedinstvenom državnom ispitu iz hemije.

Reakcije alkilacije anilina

Koristeći sekvencijalnu alkilaciju anilina na atomu dušika halogeniranim ugljovodonicima, 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 = C 6 H 5 -NH 2 + NaCl + H 2 O

Svi metali koji se nalaze prije vodonika u nizu aktivnosti mogu se koristiti kao metali.

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 su spojevi čiji molekuli sadrže 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 molekule aminokiselina sadrže i amino grupu i karboksilnu grupu, pokazuju hemijska svojstva slična i aminima i karboksilnim kiselinama.

Kisela svojstva aminokiselina

Formiranje soli sa alkalijama i karbonatima alkalnih metala

Esterifikacija aminokiselina

Aminokiseline mogu reagirati esterifikacijom s alkoholima:

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

Osnovna svojstva aminokiselina

1. Formiranje 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 – spojeve koji sadrže peptidnu vezu –C(O)-NH- u svojim molekulima.

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 vodi do glicilananina, može se dogoditi reakcija koja vodi do alanilglicina:

Osim toga, molekula glicina ne mora nužno reagirati s molekulom alanina. Reakcije peptizacije se također javljaju 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. Tako se, posebno, polikondenzacijom 6-aminoheksanske (ε-aminokaproične) kiseline, najlon sintetizira u industriji:

Dobivena najlonska smola koristi se za proizvodnju tekstilnih vlakana i plastike.

Formiranje unutrašnjih soli aminokiselina u vodenom rastvoru

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

Dobijanje aminokiselina

1) Reakcija kloriranih karboksilnih kiselina sa amonijakom:

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

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

AMINES- klasa spojeva koji su organski derivati ​​amonijaka u kojima su jedan, dva ili tri atoma vodika zamijenjena organskim grupama. Prepoznatljiva karakteristika– prisustvo R–N fragmenta<, где R – органическая группа.

Klasifikacija amina je raznolika i određena je na osnovu toga koja se strukturna karakteristika uzima kao osnova.

Ovisno o broju organskih grupa povezanih s atomom dušika, postoje:

primarni amini - jedna organska grupa na dušiku RNH2

sekundarni amini - dvije organske grupe na dušiku R2NH, organske grupe mogu biti različite R"R"NH

tercijarni amini - tri organske grupe na dušiku R3N ili R"R"R""N

Na osnovu vrste organske grupe povezane sa dušikom, razlikuju se alifatski SH3 – N< и ароматические С 6 H5 – N< амины, возможны и смешанные варианты.

Na osnovu broja amino grupa u molekulu, amini se dijele na monoamine CH3 - NH2, diamine H2N(CH2) 2 NH2, triamine itd.

Hemijska svojstva amina. Posebna sposobnost amina je da vežu neutralne molekule (na primjer, halogenidi vodonika HHal, sa stvaranjem organoamonijum soli, slično kao amonijum soli u neorganskoj hemiji. Da bi se formirala nova veza, azot obezbeđuje usamljeni elektronski par, koji deluje kao donor H + proton koji je uključen u formiranje veze (od halogenovodika) igra ulogu akceptora (prijemnika), takva veza se naziva donor-akceptor (slika 1.). potpuno ekvivalentna vezama prisutnim u aminu.

Tercijarni amini također dodaju HCl, ali kada se nastala sol zagrije u kiseloj otopini, ona se razgrađuje, a R se cijepa od N atoma:

(C 2 H 5) 3 N+ HCl  [(C 2 H 5) 3 N H]Cl

[(C 2 H 5) 3 N H]Cl  (C 2 H 5) 2 N H + C 2 H 5 Cl

Kada se uporede ove dvije reakcije, jasno je da C2H5 grupa i H izgleda mijenjaju mjesta, kao rezultat toga, sekundarni amin nastaje iz tercijarnog amina.

Otapajući u vodi, amini hvataju proton na isti način, zbog čega se u otopini pojavljuju OH – joni, što odgovara formiranju alkalne sredine, što se može detektirati pomoću konvencionalnih indikatora.

C2H5 N H2 + H2O  + + OH–

Formiranjem veze donor-akceptor, amini mogu dodati ne samo HCl, već i haloalkil RCl, formirajući tako novu N-R vezu, koja je također ekvivalentna postojećim. Ako kao polazni materijal uzmemo tercijarni amin, dobijamo tetraalkilamonijevu so (četiri R grupe na jednom atomu N):

(C 2 H 5) 3 N+ C 2 H 5 I  [(C 2 H 5) 4 N]I

Ove soli, otapajući se u vodi i nekim organskim rastvaračima, disociraju (dezintegriraju) stvarajući ione:

[(C2H5) 4 N]I  [(C2H5) 4 N] + + I–

Takve otopine, kao i sve otopine koje sadrže ione, provode električnu struju. U tetraalkilamonijevim solima, halogen se može zamijeniti HO grupom:

[(CH 3) 4 N]Cl + AgOH  [(CH 3) 4 N]OH + AgCl

Rezultirajući tetrametilamonijum hidroksid je jaka baza sa svojstvima sličnim alkalijama.

Primarni i sekundarni amini reagiraju s dušičnom kiselinom HON=O, ali reagiraju na različite načine. Primarni alkoholi nastaju iz primarnih amina:

C2H5 N H2+H N O2  C2H5OH + N 2 +H2O

Za razliku od primarnih amina, sekundarni amini formiraju žute, slabo rastvorljive nitrozamine sa azotnom kiselinom - jedinjenja koja sadrže fragment >N–N = O:

(C 2 H 5) 2 N H+H N O 2  (C 2 H 5) 2 N–N=O + H2O

Tercijarni amini ne reagiraju s dušičnom kiselinom na uobičajenim temperaturama, pa je dušična kiselina reagens koji omogućava razlikovanje primarnih, sekundarnih i tercijarnih amina.

Kada se amini kondenzuju sa karboksilnim kiselinama, nastaju amidi kiselina - jedinjenja sa –C(O)N fragmentom< (рис. 2А). Если в качестве исходных соединений взять диамин и дикарбоновую кислоту (соединения, содержащие соответственно две амино- и две карбоксильные группы, соответственно), то они взаимодействуют по такой же схеме, но поскольку каждое соединение содержит две реагирующие группы, то образуется полимерная цепь, содержащая амидные группы (рис. 2Б). Такие полимеры называют полиамидами.

Kondenzacija amina sa aldehidima i ketonima dovodi do stvaranja takozvanih Schiffovih baza - jedinjenja koja sadrže –N=C fragment< (рис. 2В). На схеме В видно, что для образования двойной связи между N и С азот должен предоставить два атома Н (для образования конденсационной воды), следовательно, в такой реакции могут участвовать только первичные амины RNH2.

Kada primarni amini stupe u interakciju sa fosgenom Cl2C=O, formiraju se jedinjenja sa –N=C=O grupom, koja se nazivaju izocijanati (slika 2D, priprema jedinjenja sa dve izocijanatne grupe).

Među aromatičnim aminima najpoznatiji je anilin (fenilamin) C 6 H 5 NH 2. Njegova svojstva su slična alifatskim aminima, ali je njegova bazičnost manje izražena - ne stvara alkalno okruženje u vodenim otopinama. Kao alifatski amini, sa jakim mineralnim kiselinama može formirati amonijumove soli [C 6 H 5 NH 3 ] + Cl–. Kada anilin reaguje sa azotnom kiselinom (u prisustvu HCl), formira se diazo jedinjenje koje sadrži R–N=N fragment u obliku jonske soli koja se zove diazonijumova so (slika 3A). Dakle, interakcija sa dušičnom kiselinom se ne odvija na isti način kao u slučaju alifatskih amina. Benzenski prsten u anilinu ima reaktivnu karakteristiku za aromatična jedinjenja (vidi AROMATIČNOST tokom halogenacije, atomi vodonika u orto i para pozicijama za amino grupu se zamenjuju, što rezultira hloranilinima sa različitim stepenom supstitucije (slika 3B); Djelovanje sumporne kiseline dovodi do sulfoniranja u para položaju do amino grupe, nastaje tzv. sulfanilna kiselina (slika 3B).

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”, a grupe se pominju abecednim redom: CH3NC3H - metilpropilamin, CH3N(C6H5)2 - metildifenilamin. Za više amine, ime je sastavljeno koristeći ugljikovodik 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 su mogući lančani izomerizam, izomerizam položaja funkcionalne grupe i izomerizam između tipova amina

Fizička svojstva

Primarni amini niske granice su gasovite supstance, imaju miris amonijaka i veoma su rastvorljivi u vodi. Amini sa većom relativnom molekulskom težinom su tečnosti ili čvrste materije, njihova rastvorljivost u vodi opada sa povećanjem molekulske mase.

Hemijska svojstva

Amini imaju slična hemijska svojstva kao amonijak.

1. Interakcija sa vodom – stvaranje supstituisanih amonijum hidroksida. Rastvor amonijaka u vodi ima slaba alkalna (bazna) svojstva. Razlog za osnovna svojstva amonijaka je prisustvo usamljenog elektronskog para na atomu dušika, koji sudjeluje u formiranju 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 stvara amonijeve soli s 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, a rjeđe aldehidi, ketoni, etri, sulfidi i diazoalkani. Katalizatori alkilacije uključuju mineralne kiseline, Lewisove kiseline i zeolite.

Acilacija. Kada se zagrijavaju s karboksilnim kiselinama, njihovim anhidridima, kiselinskim hloridima ili esterima, primarni i sekundarni amini se aciliraju da nastaju N-supstituirani amidi, spojevi sa -C(O)N ostatkom<:

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

Primarni i sekundarni amini reagiraju s dušičnom kiselinom na različite načine. Dušična kiselina se koristi za razlikovanje primarnih, sekundarnih i tercijalnih amina jedan od drugog. Primarni alkoholi nastaju iz primarnih amina:

C2H5NH2 + HNO2 → C2H5OH + N2 +H2O

Ovo oslobađa gas (azot). Ovo je znak da u boci postoji primarni amin.

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

(C2H5)2NH + HNO2 → (C2H5)2N-N=O + H2O

Sekundarne amine je teško propustiti karakterističan miris nitrozodimetilamina koji se širi po cijeloj laboratoriji.

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

Načini dobijanja

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, proizvodnja. 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-, β - Izomerizam aminokiselina, poput hidroksi kiselina, zavisi od izomerizma ugljikovog lanca i od položaja amino grupe u odnosu na karboksil - a

i γ

aminokiseline itd.). Osim toga, sve prirodne aminokiseline, osim aminosirćetne kiseline, 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 glikol ili icin, 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.

Načini dobijanja

1. Interakcija α-halokarboksilnih kiselina sa viškom amonijaka. Tokom ovih reakcija, atom halogena u halogenizovanim karboksilnim kiselinama (za njihovu pripremu, videti § 10.4) je zamenjen amino grupom. Rezultirajući klorovodik je vezan viškom amonijaka u amonijum hlorid.

2. Hidroliza proteina. Hidrolizom proteina obično nastaju složene mješavine aminokiselina, ali posebnim metodama se iz ovih mješavina 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 (alkalna sredina), budući da se kao rezultat stvaranja unutrašnjih soli ovih kiselina u otopini pojavljuje višak OH - hidroksidnih iona.

3. Interakcija aminokiselina jedna s drugom – stvaranje peptida.

4. Reagovati sa alkoholima da bi se formirali 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 sume pK vrijednosti za α- i ε-NH2 grupe Dakle, u rasponu pH od 4,0 do 9,0, gotovo sve aminokiseline postoje pretežno u obliku cwitteriona. 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 dio proteina i peptida i igra važnu ulogu u formiranju kožnog tkiva. Važan za procese detoksikacije. Empirijska formula C3H7NO2S.

Cistin (hemijski) (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 tiolne grupe cisteina 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 proteinima.

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, dio gotovo svakog proteina, neophodna 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, jedan od važnih predstavnika klase “ekscitatornih aminokiselina”. Vezivanje glutamata za specifične neuronske receptore dovodi do ekscitacije potonjih.

Jednostavni i složeni proteini. Peptidna veza. 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 (reakcije taloženja, denaturacije, reakcije boje).

Izoelektrična tačka. Značenje proteina. proteini -

To su prirodna visokomolekularna jedinjenja (biopolimeri), čiju strukturnu osnovu čine 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 (jednostavnih proteina) sadrže i neaminokiselinsku komponentu – prostetičku grupu. peptidna veza -

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

Primarna struktura je sekvenca aminokiselina u polipeptidnom lancu. Važne karakteristike primarne strukture su konzervirani motivi - kombinacije aminokiselina koje igraju ključnu ulogu u funkcijama proteina. Konzervirani motivi se čuvaju kroz evoluciju vrsta i često se mogu koristiti za predviđanje funkcije nepoznatog proteina.

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

Tercijarna struktura je 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 ključnu ulogu. U stabilizaciji tercijarne strukture učestvuju:

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

jonske veze između suprotno nabijenih bočnih grupa aminokiselinskih ostataka;

hidrofilno-hidrofobne interakcije. Kada je u interakciji sa okolnim molekulima vode, proteinski molekul „teži“ da se savija tako da se nepolarne bočne grupe aminokiselina izoluju iz vodenog rastvora; polarne hidrofilne bočne grupe pojavljuju se na površini molekule.

Kvartarna struktura (ili podjedinica, domen) - relativni 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. U stabilizaciji kvartarne strukture učestvuju iste vrste interakcija kao i u stabilizaciji tercijarne. Supramolekularni proteinski kompleksi mogu se sastojati od desetina molekula.

Fizička svojstva

Svojstva proteina su različita koliko i funkcije koje obavljaju. Neki proteini se otapaju u vodi, obično formirajući 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 učestvuju u mnogim reakcijama. Proteini prolaze kroz reakcije oksidacije-redukcije, esterifikacije, alkilacije, nitracije i mogu formirati soli i sa kiselinama i sa bazama (proteini su amfoterni).

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