آمین ثانویه hcl. آمین ها: طبقه بندی، نامگذاری؛ شناسایی شیمیایی، ویژگی های طیفی. نمایندگان: آنیلین، n-متیلانیلین، n،n-دی متیلانیلین، تولویدین ها، فنتیدین ها، دی فنیل آمین. ایزومریسم و ​​نامگذاری

آمین های آروماتیک مشتقاتی از هیدروکربن های معطر هستند که در آنها یک یا چند اتم هیدروژن حلقه بنزن با گروه های آمینه جایگزین می شود.N.H. 2 ).

آمین های آروماتیک را می توان از مشتقات آمونیاک نیز در نظر گرفت که در مولکول آن یک یا چند اتم هیدروژن با رادیکال های معطر جایگزین می شود.

همانطور که در سری آلیفاتیک (چربی)، آمین های معطر می توانند اولیه، ثانویه و سوم باشند.

بسته به اینکه کدام رادیکال (فقط معطر یا معطر و آلیفاتیک) با اتم نیتروژن مرتبط است، بین صرفا معطر و معطر چرب تمایز قائل می شود.

گروه آمینه می تواند مستقیماً به هسته متصل شود یا در زنجیره جانبی قرار گیرد.

آنیلین پایه گذار کلاس آمین های معطر است که در آن گروه آمینو مستقیماً به حلقه بنزن پیوند می خورد:

آنیلین (فنیلامین، آمینو بنزن)

نامگذاری آمین های معطر

آمین های معطر معمولاً نامگذاری می شوند نامگذاری بی اهمیت

به عنوان مثال، آنیلین، تولویدین.

بر اساس نامگذاری سیستماتیک (جایگزین). نام آمین ها از نام رادیکال ها با اضافه کردن پایان تشکیل می شود -آمین یا کنسول ها آمینو

بی اهمیت: ارتو تولویدین متا تولویدین پارا تولویدین

جایگزین: ارتو-تولیلامین متاتولیلامین پاراتولیلامین

ارتو آمینوتولوئن متا آمینوتولوئن پارا آمینوتولوئن

(2-aminotoluene) (3-aminotoluene) (4-aminotoluene)

یک حلقه معطر می تواند دو یا چند گروه آمینه داشته باشد.

نام ترکیبات دارای دو گروه آمینه (دیامین ها) از نام باقیمانده کربن دو ظرفیتی و انتهای آن تشکیل شده است. – دیامین یا کنسول ها دی آمینو و نام هیدروکربن مربوطه:

o-phenylenediamine m-phenylenediamine p-phenylenediamine

o-diaminobenzene m-diaminobenzode p-diaminobenzene

(1،2-دی آمینو بنزن) (1،3-دی آمینو بنزن) (1،4-دیامینوبنزن)

بسته به تعداد رادیکال های مرتبط با اتم نیتروژن، آمین های آروماتیک ثانویه و سوم نیز متمایز می شوند.

نام آمین های ثانویه و سوم اغلب بر اساس اصول تشکیل می شود نامگذاری منطقی، فهرست کردن رادیکال های موجود در ترکیب و افزودن پایان -آمین:

دی فنیلامین (آمین ثانویه)

تری فنیلامین (آمین سوم)

اگر در یک مولکول آمین، هر دو رادیکال آروماتیک و آلیفاتیک به طور همزمان به یک اتم نیتروژن متصل شوند، آنگاه چنین آمین هایی نامیده می شوند. چرب- معطر

در مورد آمین های معطر چرب، نام بر اساس کلمه است "آنیلین" و برای نشان دادن اینکه رادیکال در اتم نیتروژن قرار دارد و نه در حلقه بنزن، قبل از نام رادیکال حرف زده می شود. ن:

N-methylaniline N,N-dimethylaniline

منطقی: متیل فنیل آمین دی متیل فنیل آمین

جایگزین: N-methylaminobenzene N,N-dimethylaminobenzene

آمین هایی با گروه آمینو در زنجیره جانبی:

بنزیلامین

α-آمینو تولوئن

آمین های معطر با یک گروه آمینو در زنجیره جانبی دارای خواص آمین های آلیفاتیک هستند.

آمین ها- مشتقات آلی آمونیاک که در مولکول آن یک، دو یا هر سه اتم هیدروژن با باقیمانده کربن جایگزین می شوند.

معمولا منزوی است سه نوع آمین:

آمین هایی که در آنها گروه آمینه مستقیماً به یک حلقه معطر پیوند می خورند آمین های معطر.

ساده ترین نماینده این ترکیبات آمینو بنزن یا آنیلین است:

اساسی ویژگی متمایزساختار الکترونیکی آمین ها وجود یک اتم نیتروژن است که در گروه عاملی قرار دارد. جفت تنها. این باعث می شود که آمین ها خواص بازها را نشان دهند.

یون هایی وجود دارند که محصول جایگزینی رسمی همه اتم های هیدروژن در یون آمونیوم توسط یک رادیکال هیدروکربنی هستند:

این یون ها در نمک های مشابه نمک های آمونیوم یافت می شوند. به آنها نمک های آمونیوم چهارتایی می گویند.

ایزومریسم و ​​نامگذاری

1. آمین ها با ایزومریسم ساختاری:

الف) ایزومریسم اسکلت کربنی:

ب) ایزومریسم موقعیت گروه عملکردی:

2. آمین های اولیه، ثانویه و سوم نسبت به یکدیگر ایزومر هستند. ایزومری بین طبقاتی):

همانطور که از مثال های داده شده مشاهده می شود، برای نامگذاری یک آمین، جانشین های مرتبط با اتم نیتروژن فهرست شده اند (به ترتیب اولویت) و پسوند اضافه می شود. -آمین.

خواص فیزیکی آمین ها

ساده ترین آمین ها(متیل آمین، دی متیل آمین، تری متیل آمین) - مواد گازی. بقیه آمین های پایین تر- مایعاتی که به خوبی در آب حل می شوند. آنها بوی مشخصی دارند که یادآور آمونیاک است.

آمین های اولیه و ثانویه قادر به تشکیل هستند پیوندهای هیدروژنی. این منجر به افزایش قابل توجه نقطه جوش آنها در مقایسه با ترکیباتی می شود که وزن مولکولی یکسانی دارند اما قادر به تشکیل پیوند هیدروژنی نیستند.

آنیلین مایعی روغنی است که کمی در آب حل می شود و در دمای 184 درجه سانتی گراد می جوشد.

آنیلین

خواص شیمیاییآمین ها در تعیین می شوند عمدتاً به دلیل وجود یک جفت الکترون تنها بر روی اتم نیتروژن است.

آمین ها به عنوان بازاتم نیتروژن گروه آمینه، مانند اتم نیتروژن در مولکول آمونیاک، به دلیل جفت تنها الکترونمی تواند تشکیل شود پیوند کووالانسی از طریق مکانیسم دهنده-پذیرنده، که به عنوان دهنده عمل می کند. از این نظر، آمین ها، مانند آمونیاک، قادر به اتصال یک کاتیون هیدروژن هستند، یعنی به عنوان یک پایه عمل می کنند:

1. واکنش آمیون ها با آبمنجر به تشکیل یون های هیدروکسید می شود:

محلول آمین در آب واکنش قلیایی دارد.

2. واکنش با اسیدهاآمونیاک با اسیدها واکنش می دهد و نمک های آمونیوم را تشکیل می دهد. آمین ها همچنین قادر به واکنش با اسیدها هستند:

خواص اساسی آمین های آلیفاتیکنسبت به آمونیاک بارزتر هستند. این به دلیل وجود یک یا چند جایگزین آلکیل دهنده است که اثر القایی مثبت آن باعث افزایش چگالی الکترون روی اتم نیتروژن می شود. افزایش چگالی الکترون، نیتروژن را به یک جفت الکترون دهنده قوی‌تر تبدیل می‌کند که خواص اساسی آن را بهبود می‌بخشد:

احتراق آمیون هاآمین ها در هوا می سوزند و تشکیل می شوند دی اکسید کربنآب و نیتروژن:

خواص شیمیایی آمین ها - خلاصه

کاربرد آمین ها

آمین ها به طور گسترده ای برای به دست آوردن استفاده می شود داروها, مواد پلیمری . آنیلین مهم ترین ترکیب این دسته است که برای تولید رنگ های آنیلین، داروها (داروهای سولفونامید) و مواد پلیمری (رزین های آنیلین فرمالدئید) استفاده می شود.

مواد مرجع برای شرکت در آزمون:

جدول تناوبی

جدول حلالیت

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

ویژگی های ساختاری کلی آمین ها

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

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

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

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

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

خواص شیمیایی آمین های اشباع شده

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

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

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

خواص اساسی آمین های اشباع در سری افزایش می یابد.

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

تعامل با اسیدها

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

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

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

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

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

آمین های ثانویه، تحت شرایط مشابه، مایعات روغنی، به اصطلاح N-nitrosamine می دهند، اما این واکنش در واقعی است. تکالیف آزمون دولتی واحددر شیمی یافت نمی شود آمین های سوم با اسید نیتروژن واکنش نمی دهند.

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

برهمکنش با هالوآلکان ها

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

تهیه آمین ها:

1) آلکیلاسیون آمونیاک با هالوآلکان ها:

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

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

پس از درمان محلول با قلیایی برای آزادسازی آمین آزاد:

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

خواص شیمیایی آنیلین

آنیلین - نام بی اهمیت آمینو بنزن با فرمول:

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

واکنش آنیلین با اسیدها

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

برهمکنش آنیلین با هالوژن ها

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

این واکنش برای آنیلین کیفی است و اغلب شناسایی آن را در میان دیگران ممکن می سازد ترکیبات آلی.

واکنش آنیلین با اسید نیتروژن

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

واکنش های آلکیلاسیون آنیلین

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

دریافت آنیلین

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

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

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

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

واکنش کلروبنزن با آمونیاک:

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

خواص شیمیایی اسیدهای آمینه

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

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

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

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

خواص اسیدی اسیدهای آمینه

تشکیل نمک با قلیاها و کربناتهای فلزات قلیایی

استری شدن اسیدهای آمینه

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

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

خواص اساسی اسیدهای آمینه

1. تشکیل نمک هنگام تعامل با اسیدها

NH 2 CH 2 COOH + HCl → + Cl —

2. تعامل با اسید نیتروژن

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

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

3. آلکیلاسیون

NH 2 CH 2 COOH + CH 3 I → + I —

4. برهمکنش اسیدهای آمینه با یکدیگر

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

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

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

و آلانین:

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

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

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

تشکیل نمکهای داخلی اسیدهای آمینه در محلول آبی

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

به دست آوردن اسیدهای آمینه

1) واکنش کربوکسیلیک اسیدهای کلردار با آمونیاک:

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

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

آمین ها- دسته ای از ترکیبات که مشتقات آلی آمونیاک هستند که در آن یک، دو یا سه اتم هیدروژن با گروه های آلی جایگزین می شوند. ویژگی متمایز- وجود قطعه R-N<, где R – органическая группа.

طبقه بندی آمین ها متنوع است و مشخص می شود که کدام ویژگی ساختاری به عنوان پایه در نظر گرفته می شود.

بسته به تعداد گروه های آلی مرتبط با اتم نیتروژن، موارد زیر وجود دارد:

آمین های اولیه - یک گروه آلی در نیتروژن RNH2

آمین های ثانویه - دو گروه آلی روی نیتروژن R2NH، گروه های آلی می توانند R"R"NH متفاوت باشند.

آمین های سوم - سه گروه آلی روی نیتروژن R3N یا R"R"R""N

بر اساس نوع گروه آلی مرتبط با نیتروژن، آلیفاتیک СH3 – N متمایز می شوند< и ароматические С 6 H5 – N< амины, возможны и смешанные варианты.

بر اساس تعداد گروه های آمینه موجود در مولکول، آمین ها به مونوآمین های CH3 - NH2، دیامین ها H2N(CH2) 2 NH2، تریامین ها و غیره تقسیم می شوند.

خواص شیمیایی آمین هاتوانایی متمایز آمین ها اتصال مولکول های خنثی است (به عنوان مثال، هالیدهای هیدروژن HHal، با تشکیل نمک های آلی آمونیوم، مشابه نمک های آمونیوم در شیمی معدنی. برای تشکیل یک پیوند جدید، نیتروژن یک جفت الکترون تنها را فراهم می کند که به عنوان دهنده عمل می کند. پروتون H + که در تشکیل پیوند نقش دارد (از هالید هیدروژن) نقش گیرنده (گیرنده) را بازی می کند کاملاً معادل باندهای موجود در آمین است.

آمین های سوم نیز HCl را اضافه می کنند، اما هنگامی که نمک حاصل در محلول اسید گرم می شود، تجزیه می شود و R از اتم N جدا می شود:

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

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

هنگام مقایسه این دو واکنش، واضح است که گروه C2H5 و H به نظر می رسد مکان خود را تغییر می دهند، در نتیجه یک آمین ثانویه از یک آمین سوم تشکیل می شود.

آمین ها با حل شدن در آب، یک پروتون را به همان روش جذب می کنند، در نتیجه یون های OH در محلول ظاهر می شوند، که مربوط به تشکیل یک محیط قلیایی است که می تواند با استفاده از شاخص های معمولی تشخیص داده شود.

C2H5 ن H2 + H2O  + + OH-

با تشکیل یک پیوند دهنده-گیرنده، آمین ها می توانند نه تنها HCl، بلکه هالوآلکیل RCl را نیز اضافه کنند، در نتیجه یک پیوند N-R جدید تشکیل می دهند که آن نیز معادل پیوندهای موجود است. اگر یک آمین سوم را به عنوان ماده اولیه در نظر بگیریم، یک نمک تترا آلکیلامونیوم (چهار گروه R در یک اتم N) به دست می آوریم:

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

این نمک ها با حل شدن در آب و برخی از حلال های آلی، تجزیه می شوند (تجزیه می شوند) و یون ها را تشکیل می دهند:

[(C2H5) 4 ن]I  [(C2H5) 4 ن] + + I–

چنین محلول هایی مانند همه محلول های حاوی یون، جریان الکتریکی را هدایت می کنند. در نمک های تترا آلکیلامونیوم، هالوژن را می توان با یک گروه HO جایگزین کرد:

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

هیدروکسید تترمتیل آمونیوم به دست آمده یک باز قوی با خواصی شبیه به قلیاها است.

آمین های اولیه و ثانویه با اسید نیتروژن HON=O واکنش می دهند، اما به روش های مختلف واکنش نشان می دهند. الکل های اولیه از آمین های اولیه تشکیل می شوند:

C2H5 ن H2+H ن O2  C2H5OH + ن 2 + H2O

برخلاف آمین‌های اولیه، آمین‌های ثانویه نیتروزآمین‌های زرد رنگ و کم محلول را با اسید نیتروژن تشکیل می‌دهند - ترکیباتی حاوی قطعه >N–N = O:

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

آمین های سوم در دماهای معمولی با اسید نیتروژن واکنش نمی دهند، بنابراین اسید نیتروژن یک معرف است که به فرد اجازه می دهد بین آمین های اولیه، ثانویه و سوم تمایز قائل شود.

هنگامی که آمین ها با اسیدهای کربوکسیلیک متراکم می شوند، آمیدهای اسیدی تشکیل می شوند - ترکیباتی با قطعه –C(O)N.< (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.

تراکم آمین‌ها با آلدهیدها و کتون‌ها منجر به تشکیل بازهای شیف می‌شود - ترکیباتی که حاوی قطعه –N=C هستند.< (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.

هنگامی که آمین های اولیه با فسژن Cl2C=O برهمکنش می کنند، ترکیباتی با گروه –N=C=O تشکیل می شوند که ایزوسیانات نامیده می شوند (شکل 2D، تهیه یک ترکیب با دو گروه ایزوسیانات).

در میان آمین های معطر، معروف ترین آنیلین (فنیل آمین) C 6 H 5 NH 2 است. خواص آن شبیه به آمین های آلیفاتیک است، اما باز بودن آن کمتر مشخص است - در محلول های آبی یک محیط قلیایی تشکیل نمی دهد. مانند آمین های آلیفاتیک، با اسیدهای معدنی قوی می تواند نمک های آمونیوم [C 6 H 5 NH 3 ] + Cl– را تشکیل دهد. هنگامی که آنیلین با اسید نیتروژن (در حضور HCl) واکنش می دهد، یک ترکیب دیازو حاوی قطعه R–N=N به شکل یک نمک یونی به نام نمک دیازونیوم به دست می آید (شکل 3). بنابراین، برهمکنش با اسید نیتروژن مانند آمین های آلیفاتیک انجام نمی شود. حلقه بنزن موجود در آنیلین دارای ویژگی واکنش پذیری ترکیبات معطر است (به عطر و طعم رجوع کنید، در طول هالوژناسیون، اتم های هیدروژن در موقعیت های ارتو و پارا به گروه آمینه جایگزین می شوند، که منجر به کلروآنیلین ها با درجات جایگزینی متفاوت می شود). عمل اسید سولفوریک منجر به سولفوناسیون در موقعیت پارا به گروه آمینه می شود، به اصطلاح اسید سولفانیلیک تشکیل می شود (شکل 3B).

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

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

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

نامگذاری

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

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

خواص فیزیکی

آمین های اولیه با حد پایین موادی گازی هستند، بوی آمونیاک دارند و در آب بسیار محلول هستند. آمین هایی با وزن مولکولی نسبی بالاتر، مایعات یا جامدات هستند.

خواص شیمیایی

آمین ها خواص شیمیایی مشابهی با آمونیاک دارند.

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

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

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

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

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

واکنش با انیدریدها در شرایط ملایم رخ می دهد. کلریدهای اسیدی حتی راحت تر واکنش نشان می دهند.

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

C2H5NH2 + HNO2 → C2H5OH + N2 +H2O

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

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

(C2H5)2NH + HNO2 → (C2H5)2N-N=O + H2O

از دست دادن آمین های ثانویه دشوار است.

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

روش های به دست آوردن

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

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

اسیدهای آمینه

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

اسیدهای آمینه - اینها مشتقات هیدروکربن های حاوی گروه های آمینه (-NH 2) و گروه های کربوکسیل -COOH هستند. فرمول کلی: (NH 2) f R(COOH) n که در آن m

و n

اغلب برابر با 1 یا 2 است. بنابراین، اسیدهای آمینه ترکیباتی با عملکردهای مخلوط هستند.

طبقه بندی (ایزومریسم-, β - ایزومریسم اسیدهای آمینه، مانند اسیدهای هیدروکسی، به ایزومریسم زنجیره کربن و به موقعیت گروه آمینه نسبت به کربوکسیل بستگی دارد. - الف

و γ

اسیدهای آمینه و غیره). علاوه بر این، تمام اسیدهای آمینه طبیعی، به جز اسید آمینه استیک، حاوی اتم های کربن نامتقارن هستند، بنابراین ایزومرهای نوری (پادپای) دارند. آمینو اسیدهای سری D و L وجود دارد. لازم به ذکر است که تمامی اسیدهای آمینه تشکیل دهنده پروتئین ها به سری L تعلق دارند. نامگذاریاسیدهای آمینه معمولاً نام‌های بی‌اهمیتی دارند (مثلاً اسید آمینه استیک به طور متفاوتی نامیده می‌شود گلیکولیا ایسین،و غیره). نام یک اسید آمینه بر اساس نامگذاری سیستماتیک شامل نام اسید کربوکسیلیک مربوطه است که مشتق آن است، با افزودن کلمه amino- به عنوان پیشوند. موقعیت گروه آمینه در زنجیره با اعداد نشان داده می شود.

روش های به دست آوردن

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

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

خواص فیزیکی

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

خواص شیمیایی

1. برهمکنش با بازها و اسیدها:

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

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

2. برهمکنش درون مولکول - تشکیل نمک های داخلی:

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

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

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

3. برهمکنش اسیدهای آمینه با یکدیگر - تشکیل پپتیدها.

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

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

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

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

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

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

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

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

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

در بدن آنها عمدتاً در پروتئین ها یافت می شوند.

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

فرمول C6H13NO2.

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

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

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

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

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

نقطه ایزوالکتریک معنی پروتئین هاپروتئین ها -

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

خواص فیزیکی

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

خواص شیمیایی

در رادیکال‌های باقی‌مانده‌های اسید آمینه، پروتئین‌ها حاوی گروه‌های عملکردی مختلفی هستند که قادر به شرکت در بسیاری از واکنش‌ها هستند. پروتئین ها تحت واکنش های کاهش اکسیداسیون، استری شدن، آلکیلاسیون، نیتراسیون قرار می گیرند و می توانند با اسیدها و بازها نمک تشکیل دهند (پروتئین ها آمفوتریک هستند).

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