În funcție de natura substituenților hidrocarburi, aminele sunt împărțite în
Caracteristicile structurale generale ale aminelor
Ca și în molecula de amoniac, în molecula oricărei amine, atomul de azot are o pereche de electroni neîmpărtășită direcționată către unul dintre vârfurile tetraedrului distorsionat:
Din acest motiv, aminele, precum amoniacul, au proprietăți de bază semnificativ pronunțate.
Deci, aminele, precum amoniacul, reacţionează reversibil cu apa, formând baze slabe:
Legătura cationului de hidrogen cu atomul de azot din molecula de amină se realizează folosind mecanismul donor-acceptor datorită perechii de electroni singure a atomului de azot. Aminele limită sunt baze mai puternice în comparație cu amoniacul, deoarece. în astfel de amine, substituenții hidrocarburi au un efect inductiv pozitiv (+I). În acest sens, densitatea electronilor pe atomul de azot crește, ceea ce facilitează interacțiunea acestuia cu cationul H +.
Aminele aromatice, dacă gruparea amino este direct legată de nucleul aromatic, prezintă proprietăți de bază mai slabe în comparație cu amoniacul. Acest lucru se datorează faptului că perechea de electroni singuratică a atomului de azot este deplasată către sistemul π aromatic al inelului benzenic, în urma căruia densitatea electronilor pe atomul de azot scade. La rândul său, acest lucru duce la o scădere a proprietăților de bază, în special a capacității de a interacționa cu apa. Deci, de exemplu, anilina reacționează numai cu acizi puternici și practic nu reacționează cu apa.
Proprietățile chimice ale aminelor saturate
După cum sa menționat deja, aminele reacționează reversibil cu apa:
Soluțiile apoase de amine au o reacție alcalină a mediului, datorită disocierii bazelor rezultate:
Aminele saturate reacţionează cu apa mai bine decât amoniacul datorită proprietăţilor lor de bază mai puternice.
Principalele proprietăți ale aminelor saturate cresc în serie.
Aminele limitatoare secundare sunt baze mai puternice decât aminele limitatoare primare, care la rândul lor sunt baze mai puternice decât amoniacul. În ceea ce privește proprietățile de bază ale aminelor terțiare, dacă vorbim de reacții în soluții apoase, atunci proprietățile de bază ale aminelor terțiare sunt mult mai slabe decât cele ale aminelor secundare, și chiar puțin mai slabe decât ale celor primare. Acest lucru se datorează obstacolelor sterice, care afectează semnificativ rata de protonare a aminei. Cu alte cuvinte, trei substituenți „blochează” atomul de azot și împiedică interacțiunea acestuia cu cationii H +.
Interacțiunea cu acizii
Atât aminele saturate libere, cât și soluțiile lor apoase interacționează cu acizii. În acest caz, se formează săruri:
Deoarece proprietățile de bază ale aminelor saturate sunt mai pronunțate decât cele ale amoniacului, astfel de amine reacționează chiar și cu acizi slabi, cum ar fi carbonic:
Sărurile de amine sunt solide care sunt foarte solubile în apă și slab solubile în solvenți organici nepolari. Interacțiunea sărurilor de amine cu alcalii duce la eliberarea de amine libere, similar modului în care amoniacul este înlocuit prin acțiunea alcalinelor asupra sărurilor de amoniu:
2. Aminele limitatoare primare reacţionează cu acidul azot pentru a forma alcoolii corespunzători, azot N2 şi apă. De exemplu:
O trăsătură caracteristică a acestei reacții este formarea azotului gazos, în legătură cu care este calitativ pentru aminele primare și este folosit pentru a le distinge de secundare și terțiare. Trebuie remarcat faptul că, cel mai adesea, această reacție se efectuează prin amestecarea aminei nu cu o soluție de acid azotat în sine, ci cu o soluție de sare de acid azot (nitrit) și apoi adăugarea unui acid mineral puternic la acest amestec. Când nitriții interacționează cu acizi minerali puternici, se formează acid azot, care reacţionează apoi cu o amină:
Aminele secundare dau lichide uleioase în condiții similare, așa-numitele N-nitrozamine, dar această reacție nu are loc în sarcinile reale de USE în chimie. Aminele terțiare nu reacţionează cu acidul azot.
Arderea completă a oricăror amine duce la formarea de dioxid de carbon, apă și azot:
Interacțiunea cu haloalcanii
Este de remarcat faptul că exact aceeași sare se obține prin acțiunea clorurii de hidrogen asupra unei amine mai substituite. În cazul nostru, în timpul interacțiunii clorurii de hidrogen cu dimetilamină:
Obținerea de amine:
1) Alchilarea amoniacului cu haloalcani:
În cazul lipsei de amoniac, în locul unei amine, se obține sarea acestuia:
2) Reducerea prin metale (la hidrogen din seria de activitate) într-un mediu acid:
urmat de tratarea soluției cu alcali pentru a elibera amina liberă:
3) Reacția amoniacului cu alcoolii prin trecerea amestecului lor prin oxid de aluminiu încălzit. În funcție de proporțiile de alcool/amină, se formează amine primare, secundare sau terțiare:
Proprietățile chimice ale anilinei
Anilină - denumirea banală de aminobenzen, care are formula:
După cum se poate observa din ilustrație, în molecula de anilină gruparea amino este direct legată de inelul aromatic. În astfel de amine, așa cum sa menționat deja, proprietățile de bază sunt mult mai puțin pronunțate decât în amoniac. Deci, în special, anilina practic nu reacționează cu apa și acizii slabi, cum ar fi carbonicul.
Interacțiunea anilinei cu acizii
Anilina reacționează cu acizii anorganici puternici și moderat puternici. În acest caz, se formează săruri de fenilamoniu:
Reacția anilinei cu halogenii
După cum sa menționat deja la începutul acestui capitol, gruparea amino din aminele aromatice este atrasă în inelul aromatic, care, la rândul său, reduce densitatea electronilor pe atomul de azot și, ca urmare, o crește în nucleul aromatic. O creștere a densității electronilor în nucleul aromatic duce la faptul că reacțiile de substituție electrofilă, în special, reacțiile cu halogeni, au loc mult mai ușor, în special în pozițiile orto și para față de grupa amino. Deci, anilina interacționează ușor cu apa cu brom, formând un precipitat alb de 2,4,6-tribromanilină:
Această reacție este calitativă pentru anilină și adesea vă permite să o determinați printre alți compuși organici.
Interacțiunea anilinei cu acidul azotat
Anilina reacționează cu acidul azot, dar datorită specificității și complexității acestei reacții, nu apare la examenul real la chimie.
Reacții de alchilare a anilinei
Cu ajutorul alchilării secvenţiale a anilinei la atomul de azot cu derivaţi de halogen ai hidrocarburilor se pot obţine amine secundare şi terţiare:
Proprietățile chimice ale aminoacizilor
Aminoacizi numiți compuși în moleculele cărora există două tipuri de grupări funcționale - grupări amino (-NH 2) și carboxi- (-COOH).
Cu alte cuvinte, aminoacizii pot fi considerați derivați ai acizilor carboxilici, în moleculele cărora unul sau mai mulți atomi de hidrogen sunt înlocuiți cu grupări amino.
Astfel, formula generală a aminoacizilor poate fi scrisă ca (NH 2) x R(COOH) y, unde x și y sunt cel mai adesea egale cu unul sau doi.
Deoarece aminoacizii au atât o grupare amino, cât și o grupare carboxil, ei prezintă proprietăți chimice similare atât cu aminele, cât și cu acizii carboxilici.
Proprietățile acide ale aminoacizilor
Formarea sărurilor cu alcalii și carbonați de metale alcaline
Esterificarea aminoacizilor
Aminoacizii pot intra într-o reacție de esterificare cu alcooli:
NH 2 CH 2 COOH + CH 3 OH → NH 2 CH 2 COOCH 3 + H 2 O
Proprietățile de bază ale aminoacizilor
1. Formarea sărurilor la interacțiunea cu acizii
NH 2 CH 2 COOH + HCl → + Cl -
2. Interacțiunea cu acidul azot
NH2-CH2-COOH + HNO2 → HO-CH2-COOH + N2 + H2O
Notă: interacțiunea cu acidul azot are loc în același mod ca și cu aminele primare
3. Alchilare
NH 2 CH 2 COOH + CH 3 I → + I -
4. Interacțiunea aminoacizilor între ei
Aminoacizii pot reacționa între ei pentru a forma peptide - compuși care conțin în moleculele lor o legătură peptidică -C (O) -NH-
Totodată, trebuie remarcat faptul că în cazul unei reacții între doi aminoacizi diferiți, fără respectarea unor condiții specifice de sinteză, se produce simultan formarea diferitelor dipeptide. Deci, de exemplu, în loc de reacția de mai sus a glicinei cu alanină, care duce la glicilanină, poate apărea o reacție care duce la alanilglicină:
În plus, o moleculă de glicină nu reacționează neapărat cu o moleculă de alanină. Reacțiile de peptizare au loc și între moleculele de glicină:
Si alanina:
În plus, deoarece moleculele peptidelor rezultate, ca și moleculele originale de aminoacizi, conțin grupări amino și grupări carboxil, peptidele în sine pot reacționa cu aminoacizi și alte peptide datorită formării de noi legături peptidice.
Aminoacizii individuali sunt utilizați pentru a produce polipeptide sintetice sau așa-numitele fibre de poliamidă. Deci, în special, folosind policondensarea acidului 6-aminohexanoic (ε-aminocaproic), nailonul este sintetizat în industrie:
Rășina de nailon obținută în urma acestei reacții este utilizată pentru producția de fibre textile și materiale plastice.
Formarea sărurilor interne ale aminoacizilor în soluție apoasă
În soluțiile apoase, aminoacizii există în principal sub formă de săruri interne - ioni bipolari (zwitterioni).
Amine
Clasificare și nomenclatură
Aminele sunt derivați organici ai amoniacului, în molecula cărora unul, doi sau trei atomi de hidrogen sunt înlocuiți cu radicali. Pe această bază, se distinge primar (RNH 2) secundar (R2NH) şi terţiar (R 3 N) amine.
În funcție de natura radicalului, aminele pot fi limitative sau aromatice, precum și aromatice limitative (metilamină, anilină și respectiv metianilină). Un radical ramificat poate fi, de asemenea, atașat la atomul de azot (de exemplu, tert butilamină) și policondensat, ceea ce este demonstrat prin exemplul de adamantilamină (aminoadamantan), care are efect biologic și este utilizat în medicină
Conform principiilor nomenclaturii raționale, denumirea acestei clase de substanțe constă din denumirea radicalilor de la atomul de azot, numite amină.În denumirea aminelor primare conform nomenclaturii internaționale, atomului de azot al aminei i se dă denumirea ami-dar, folosit cu locația înaintea denumirii lanțului de hidrocarburi. Cu toate acestea, multe amine și-au păstrat numele triviale, de exemplu, anilină".
În plus față de gruparea amino, în moleculele substanțelor organice pot fi prezenți și alți substituenți, așa cum este cazul, de exemplu, în cazul acidului sulfanilic. Atomul de azot al aminei poate fi de asemenea inclus în ciclul saturat. Aminele heterociclice saturate includ o tulpină construită cu trei membri etilenimină, cu activitate mutagenă puternică. Ciclul etileniminei face parte din moleculele unor medicamente. Inelele de tetrahidropirol și piperidină prezente în moleculele unui număr de alcaloizi (inclusiv nicotină și anabazină, vezi Secțiunea 20.4) sunt construite fără tulpini. Cu participarea lor, precum și cu ajutorul inelului morfolin, se construiesc moleculele multor medicamente.
Aminele aromatice heterociclice sunt, de exemplu, pirolul și piridina. În cele din urmă, gruparea amino poate fi, de asemenea, legată de un heterociclu, care este ilustrat de exemplul adeninei (6-aminopurină), un fragment indispensabil de acizi nucleici.
Derivații de amoniac includ, de asemenea, substanțe organice care pot fi construite din sărurile de amoniu sau din hidroxidul acestuia prin înlocuirea tuturor celor patru atomi de hidrogen cu diverși radicali de hidrocarburi, așa cum se poate observa în exemplul hidroxidului de tetrametilamoniu:
Un alt exemplu de derivați de amoniu tetrasubstituit - baze de amoniu cuaternar sau sărurile acestora - este neuron, o substanță toxică formată în timpul degradarii țesuturilor animale.
Atomul de azot cuaternar poate face parte din heterocicluri, de exemplu, sarea corespunzătoare din seria piridinei - sare de N-alchilpiridiniu. Aceste săruri cuaternare includ unii alcaloizi. În plus, atomul de azot cuaternar face parte din multe substanțe medicinale și din unele biomolecule.
Exemplele de mai sus demonstrează diversitatea compușilor amino și marea lor semnificație biomedicală. La aceasta trebuie adăugat că gruparea amino face parte din clase de biomolecule precum aminoacizi și proteine, acizi nucleici și este prezentă într-o serie de derivați naturali ai carbohidraților numiți aminozaharuri. Grupa amino este cea mai importantă grupă funcțională de alcaloizi și numeroase medicamente pentru diverse scopuri. Câteva exemple de astfel de substanțe vor fi date mai jos.
24.3.2. Aminele ca baze organice
Prezența unei perechi de electroni liberi de azot conferă aminelor proprietățile bazelor. Prin urmare, o trăsătură caracteristică a aminelor este reacția cu acizii cu formarea sărurilor de amoniu corespunzătoare, așa cum se poate vedea din reacția pentru amina limitatoare primară:
În mod similar, sarea de anilină se formează din anilină, sarea de piridiniu din piridină etc. Ca și amoniacul, aminele din soluții apoase creează un mediu alcalin, conform ecuației:
Cantitativ, bazicitatea bazelor care conțin azot într-un mediu apos este reflectată de valoarea constantei de echilibru (LA b ) (utilizați mai des valoarea RK b ) ilip / C a (BH +), care caracterizează aciditatea acidului conjugat al unei baze date.
Cele mai puternice baze vor fi compușii care conțin un atom de azot, în care perechea singură de azot se află în singurul orbital hibrid 5p 3 (amine alifatice, amoniac, aminoacizi), iar cei mai slabi vor fi cei la care această pereche participă la p. , p-conjugare (amide, pirol, piridină).
Substituenții donatori de electroni, care includ grupări alchil, ar trebui să crească bazicitatea aminelor, deoarece cresc densitatea electronilor la atomul de azot. Da, metilamină (pK b = 3.27) este o bază mai puternică decât amoniacul (pK b = 4,75) și dimetilamină (pK b = 3.02) este o bază mai puternică decât metilamina. Cu toate acestea, mergând la trimetilamină, contrar așteptărilor, bazicitatea scade oarecum. (pK b = 4,10). Motivul pentru aceasta este că, pe măsură ce numărul de substituenți de pe atomul de azot crește, apropierea protonului devine din ce în ce mai dificilă. Astfel, aici nu vorbim de efectul electronic, ci de efectul spațial al substituenților. Acest efect al substituenților se numește steric factor.
Aminele aromatice sunt baze mai slabe decât cele saturate datorită efectului de atragere de electroni al inelului aromatic. Prin urmare, bazicitatea piridinei este, de asemenea, scăzută. Acumularea de substituenți fenil suprimă vizibil activitatea perechii de electroni a atomului de azot. Asa de, pK, difenilamina este 13,12, iar trifenilamina nu prezintă deloc proprietățile bazei.
Bazicitatea extrem de scăzută a pirolului se datorează faptului că în molecula sa perechea de electroni a atomului de azot este implicată în formarea unei legături aromatice bl-electron. Legarea lui cu un proton necesită o cheltuială suplimentară semnificativă de energie. Ca urmare a formării sărurilor de pirol, legătura aromatică și, în consecință, stabilitatea moleculei dispar. Acest lucru explică faptul că pirolul într-un mediu acid este rapid rășinificat.
Este interesant de observat că efectul puternic de atragere de electroni exercitat de inelul pirolic asupra atomului de azot duce la o slăbire a legăturii N-H, datorită căreia pirolul este capabil să prezinte proprietățile unui acid slab. (pK A = 17,5).
Sub acțiunea unui metal activ precum potasiul, se poate prepara sarea sa de potasiu, pirol-potasiu.
Proprietățile acide ale legăturii N-H a inelului pirol explică, în special, capacitatea porfinei și a derivaților săi naturali de a forma săruri cu cationi metalici. Două inele de pirol ale moleculei porfirinei sunt coordonate cu cationul datorită perechilor de electroni ale atomilor lor de azot, iar celelalte două - înlocuind atomii de hidrogen, ca molecula de pirol în sine în timpul formării pirol-potasiului. Aceste săruri sunt clorofila și hemoglobina.
Amine- sunt compusi organici in care atomul de hidrogen (poate mai multi) este inlocuit cu un radical de hidrocarburi. Toate aminele sunt împărțite în:
- amine primare;
- amine secundare;
- amine terțiare.
Există, de asemenea, analogi ai sărurilor de amoniu - săruri cuaternare de tipul [ R 4 N] + Cl - .
În funcţie de tipul de radical amine poate fi:
- amine alifatice;
- amine aromatice (mixte).
Amine limitatoare alifatice.
Formula generala C n H 2 n +3 N.
Structura aminelor.
Atomul de azot este în hibridizare sp 3. Pe al 4-lea orbital nehibrid se află o pereche de electroni singuratică, care determină principalele proprietăți ale aminelor:
Substituenții donatori de electroni cresc densitatea electronilor pe atomul de azot și sporesc proprietățile de bază ale aminelor, din acest motiv, aminele secundare sunt baze mai puternice decât cele primare, deoarece 2 radicali la atomul de azot creează o densitate de electroni mai mare decât 1.
La atomii terţiari factorul spaţial joacă un rol important: din moment ce 3 radicali ascund perechea singură de azot, care este greu de „apropiat” de alți reactivi, bazicitatea unor astfel de amine este mai mică decât a celor primare sau secundare.
Izomeria aminelor.
Aminele se caracterizează prin izomerie a scheletului de carbon, izomerie a poziției grupării amino:
Cum se numesc aminele?
Numele enumeră de obicei radicalii de hidrocarburi (în ordine alfabetică) și adaugă terminația -amină:
Proprietățile fizice ale aminelor.
Primele 3 amine sunt gaze, membrii mijlocii ai seriei alifatice sunt lichide, iar cele superioare sunt solide. Punctul de fierbere al aminelor este mai mare decât cel al hidrocarburilor corespunzătoare, deoarece în faza lichidă, în moleculă se formează legături de hidrogen.
Aminele sunt foarte solubile în apă; pe măsură ce radicalul de hidrocarbură crește, solubilitatea scade.
Obținerea de amine.
1. Alchilarea amoniacului (metoda principală), care are loc atunci când o halogenură de alchil este încălzită cu amoniac:
Dacă halogenura de alchil este în exces, atunci amina primară poate intra într-o reacție de alchilare, transformându-se într-o amină secundară sau terțiară:
2. Recuperarea compușilor nitro:
Se folosește sulfura de amoniu Reacția Zinin), zinc sau fier în mediu acid, aluminiu în mediu alcalin sau hidrogen în fază gazoasă.
3. Recuperarea nitrililor. utilizare LiAlH 4:
4. Decarboxilarea enzimatică a aminoacizilor:
Proprietățile chimice ale aminelor.
Toate amine- bazele puternice, iar cele alifatice sunt mai puternice decât amoniacul.
Soluțiile apoase sunt de natură alcalină.
Fiecare amină are o singură pereche de electroni pe atomul său de azot. Când o amină intră în apă, protonii din apă pot forma o nouă legătură polară covalentă cu atomul de azot prin mecanismul donor-acceptor, dând astfel un ion alchil- sau arilamoniu. Apa care a pierdut un proton se transformă într-un ion hidroxid. Mediul devine alcalin. Astfel aminele sunt baze. Puterea acestor baze depinde de natura și numărul de radicali asociați cu azotul. Radicalii alifatici, cum ar fi metil, etil etc., arătându-și proprietățile donoare de electroni, cresc bazicitatea aminelor. Radicalii aromatici, dimpotrivă, reduc foarte mult bazicitatea datorită delocalizării unei perechi de electroni de-a lungul inelului benzenic. Conform teoriei rezonanței lui Linus Pauling, arată astfel:
După cum se poate observa, perechea singură de electroni este prezentă pe atomul de azot doar într-una dintre structurile rezonante (formele mezomerice). În alte trei structuri bipolare de pe atomul de azot, dimpotrivă, există o sarcină „+”, care previne în mod natural protonarea. Acesta este motivul scăderii accentuate a bazicității. Disponibilitate în despre-și P- pozițiile sarcinilor negative ne permite să sugerăm că este ușor pentru reacțiile de substituție electrofilă să se desfășoare exact în aceste poziții, unde particula atacatoare este un cation (de exemplu,
) Exemple de reacții de acest tip cu amine aromatice vor fi date mai jos.
Cantitativ, puterea bazelor este caracterizată de valorile lui K b sau de logaritmii lor negativi pK b. Indicele „b” înseamnă că vorbim despre constanta de echilibru între bază - bază, care este amina și acidul său conjugat, adică ionul de amoniu:
Prin definiție, o astfel de reacție reversibilă este descrisă de expresia analitică:
Deoarece concentrația apei în soluții apoase diluate este practic constantă și egală cu 55,5 mol/l, apoi se introduce în „noua” constantă de echilibru:
Înmulțind numărătorul și numitorul părții drepte a ecuației cu [Н + ] și ținând cont că [Н + ] [OH - ] = K w = 10 -14 obținem:
Luând logaritmul acestei expresii analitice folosind logaritmi zecimali,
ajungem la ecuația:
Inversând semnele și introducând notația general acceptată: - lg = p, obținem:
Deoarece logaritmul unei unități pentru orice bază este egal cu zero și 14 - pH \u003d pOH, este evident că pK b corespunde valorii concentrației ionilor hidroxil la care jumătate din cationii de amoniu vor trece odată cu eliminarea. a unui proton într-o amină liberă. Valoarea pK b pentru baze este aceeași cu valoarea pK a pentru acizi. Mai jos este un tabel, ale cărui date arată influența naturii radicalilor și a numărului lor asupra valorilor constantelor de bazicitate ale diferitelor amine.
| Numele fundației | Formula de bază | Tip de bază | Kb la 25°C | Valoarea pK b la 25 ° C |
| Amoniac | 1,75 10 -5 | 4,75 | ||
| metilamină | Primar alifat. | 4,60 10 - 4 | 3,34 | |
| etilamină |  | Primar alifat. | 6,50 10 - 4 | 3,19 |
| Butilamină | Primar alifat. | 4,00 10 - 4 | 3,40 | |
| izobutiamină |  | Primar alifat. | 2,70 10 - 4 | 3,57 |
| Deut-butilamină |  | Primar alifat. | 3,60 10 - 4 | 3,44 |
| Tret-butilamină | Primar alifat. | 2,80 10 - 4 | 3,55 | |
| benzilamină |  | Primar alifat. | 2,10 10 -5 | 4,67 |
| Dimetilamină | Secundar alifat. | 5,40 10 -4 | 3,27 | |
| dietilamina | Secundar alifat. | 1,20 10 - 3 | 2,91 | |
| Trimetilamină | Terţiar alifat. | 6,50 10 -5 | 4,19 | |
| Trietilamina |  | Terţiar alifat. | 1,00 10 - 3 | 3,00 |
| Anilină | Primar aromă. | 4,30 10 - 10 | 9,37 | |
| P-toluidina |  | Primar aromă. | 1,32 10 -9 | 8,88 |
| P-nitroanilina |  | Primar aromă. | 1,00 10 - 13 | 13,0 |
| N,N-dimetilanilină | Terţiar aromatice grase | 1,40 10 -9 | 8,85 | |
| Difenilamină | Secundar aromă. | 6,20 10 -14 | 13,21 | |
| piridină | Heteroaromatic | 1,50 10 - 9 | 8,82 | |
| Chinolina | Heteroaromatic | 8,70 10 -10 | 9,06 | |
| Piperidina | Secundar alifat. și heterociclică | 1,33 10 -3 | 3,88 | |
| Hidrazina | 9,30 10 -7 | 6,03 | ||
| Hidroxilamina | 8,90 10 - 9 | 8,05 | ||
| etanolamină | Prod. perv. alif. | 1,80 10 - 5 | 4,75 |
Datele din tabel ne permit să tragem următoarele concluzii:
1) Aminele alifatice sunt baze mult mai puternice decât cele aromatice (de aproximativ 100.000 - 1.000.000 de ori)
2) Aminele heteroaromatice sunt asemănătoare ca bazicitate cu cele aromatice.
3) Bazicitatea aminelor aromatice este puternic influențată de substituenții aflați în pereche- poziție față de grupa amino. Substituenții donatori de electroni măresc bazicitatea aminei, în timp ce substituenții care atrage electroni o scad brusc. Raportul de bazicitate al aminelor aromatice care conțin grupări metil și nitro la poziția indicată este de aproximativ 10.000:1.
4) Aminele alifatice secundare sunt puțin mai bazice decât cele primare, în timp ce cele terțiare au o bazicitate la același nivel.
5) Natura radicalului din aminele primare nu afectează în mod semnificativ bazicitatea aminei.
6) Aminele heterociclice saturate au bazicitate la nivelul aminelor alifatice secundare.
7) Aminele aromatice grase au bazicitate la nivelul aminelor aromatice.
8) Aminele aromatice secundare au o bazicitate de aproximativ 10.000 de ori mai mică decât cele primare.
9) Atomii electronegativi legați în moleculă de atomul de azot al grupării amino își reduc bazicitatea de 10 (azot) și de 1000 de ori (oxigen).
10) Un atom de oxigen separat de gruparea amino prin două grupări metilen își scade bazicitatea de numai 67 de ori.
De asemenea, trebuie remarcat faptul că bazicitatea amidelor acide datorită efectului de atragere de electroni al grupării carbonil este foarte scăzută – chiar mai mică decât cea a aminelor aromatice secundare: pentru acetamidă pK b = 13,52; acetanilid pK b = 13,60 și uree pK b = 13,82
acetamidă acetanilid uree
Ca motive amine primare, secundare și terțiare reacţiona cu acizi:
bromură de propilamină propilamoniu
sulfat de dimetilamină dimetilamoniu
perclorat de trimetilamină trimetilamoniu
Cu acizi polibazici poate forma nu numai mediu, ci și săruri acide:
dimetilamină sulfat acid de dimetilamoniu
metilizobutilamină dihidroortofosfat de metilizobutilamoniu
Aromatic primar, precum și amine aromatice grase secundare și terțiare cu soluţii apoase diluate de acizi tari mai dau sare:
De asemenea, capabil să se formeze sare Sub influenta acizi tari concentrați, dar la diluare cu apă aceste săruri hidrolizat, dând o bază slabă, adică pornind amina:
Ca niște fundații foarte slabe, nu da sare nici cu acizi clorhidric concentrat nici cu acizi sulfuric. Adevărat, trifenilamina dă încă perclorat cu acid percloric:
.
Amine alifatice primare reacționează în două etape: în prima, un extrem instabilîn apă chiar și atunci când este răcită sare de diazoniu, care în a doua etapă reacţionează cu apa pentru a se forma alcool:
clorură de propilamină propildiazoniu
propanol-1
În reacția unei amine primare cu nitritul de sodiu și acidul clorhidric, degajarea de gaze(bulele sunt clar vizibile) și miros de pește modificări ale aminei la alcool este o reacție calitativă la o amină alifatică primară.
Dacă însumăm cele două reacții de mai sus, obținem:
Amine secundare reacționează într-un mod complet diferit: sub acțiunea nitritului de sodiu și a acidului clorhidric, N-nitrozamină- foarte rezistent chiar si la conexiune incalzita:
metiletilamină N-nitrozometiltiamină
În reacția unei amine alifatice secundare cu nitritul de sodiu și acidul clorhidric, formarea unui ulei galben, slab solubil în apă și cu miros extrem de neplăcut este o reacție calitativă la o amină alifatică secundară.
Nitrozamine - cancerigeni: indiferent de locul și metoda de intrare în corpul animalului de experiență, provoacă cancer la ficat. Folosit pe scară largă în oncologia experimentală. Acţionează resorbtiv, adică prin piele.
Amine alifatice terțiare reacţionează dintr-un amestec de nitrit de sodiu şi acid clorhidric numai cu acid:
Nu există efecte vizibile în această reacție. Mirosul dispare.
Amine aromatice primare reacţionează cu formarea de relativ stabile la temperaturi de la 0 la 5 o C săruri de diazoniu. Această reacție a fost publicată pentru prima dată în 1858 într-un jurnal german de chimie de Peter Griess și îi poartă numele:
Reacția Griess implică numeroși omologi de anilină care conțin substituenți alchil în o-,m- și P-pozitia fata de grupa amino:
De asemenea, include derivați de anilină care conțin acceptor de electroni, substituenți donor de electroni și substituenți ai unui grup special, de exemplu:
Cu acidul bromhidric, reacția este mai rapidă, dar este rar folosită și numai în laborator, din cauza costului ridicat și a deficitului acestui acid.
În producția de sare, diazoniul este utilizat imediat pentru a efectua următoarele etape de sinteză, dar în laborator sunt adesea izolate printr-o reacție de schimb cu o soluție saturată de tetrafluoroborat de sodiu:
Sărurile de diazoniu sunt cel mai adesea folosite pentru a obține numeroși coloranți azoici prin cuplarea azo cu fenoli (naftoli) și amine terțiare aromatice, de exemplu:
Colorantul azoic rezultat este un indicator de pH: într-un mediu acid, datorită formării unei legături de hidrogen, are o structură plată în care efectul donator de electroni al grupării hidroxil este slăbit - această formă este colorată în galben. În grupul alcalin, un proton se desprinde din grupul hidroxil, apare un „ion fenolat”, care este cel mai puternic substituent ED, iar culoarea se schimbă în roșu-portocaliu:
Rolul sodei în cursul reacției de cuplare azoică este legarea acidului clorhidric (sau alt acid puternic) rezultat într-o sare acidă - bicarbonat de sodiu:
Un amestec de carbonat de sodiu și bicarbonat este o soluție tampon care creează un mediu ușor alcalin.
Cu aminele aromatice terțiare, cuplarea azoală trebuie să aibă loc într-un mediu ușor acid, care este asigurată prin adăugarea de săruri care se hidrolizează la anion, de exemplu, acetat de sodiu. Într-un mediu puternic acid, amina dă o sare de amoniu, al cărei cation nu reacționează în mod natural cu cationul diazoniu.
Acetatul de sodiu reacţionează instantaneu cu acidul clorhidric rezultat. Rezultatul este o soluție tampon constând din acid acetic slab și acetat de sodiu în exces. Oferă un mediu ușor acid:
Amine aromatice secundare reacţiona cu nitrit de sodiu si acid clorhidric cu educația N-nitrozamine. De exemplu, N-metilanilina dă N-nitrozo-N-metilanilina - un ulei galben cu un miros extrem de neplăcut care se solidifică la 13 ° C:
N-nitrozaminele aromatice, ca și cele alifatice, sunt cancerigene. De asemenea, provoacă cancer la ficat și sunt, de asemenea, utilizați în oncologia experimentală.
N-nitrozaminele aromatice sub acțiunea bromurilor de clor sau hidrogen uscate sau sub acțiunea acidului sulfuric concentrat suferă o rearanjare publicată pentru prima dată în 1886 într-un jurnal de chimie german de O. Fischer și E. Hepp. În aceste condiții, gruparea nitrozo este transferată selectiv la P-poziţie:
Rearanjarea rezultată a 4-nitrozo-N-metilanilinei are proprietăți fizice și activitate biologică complet diferite. Este un solid verde cu un punct de topire de 113 ° C. Are fluorescență în soluții în solvenți organici. Nu este cancerigen, dar provoacă dermatită.
Amine aromatice terțiare reacţiona cu azotat de sodiu și acid clorhidric, Dăruind compuși C-nitrozo. Gruparea nitrozo este direcționată selectiv către P-poziţie:
Compușii C-nitrozo sunt ușor de redus cu hidrogenul pe nichel Raney. În acest caz, se obțin dialchildiamine nesimetrice, de exemplu:
Sărurile aminelor alifatice și aromatice pot fi ușor transformate înapoi în amine prin acțiunea alcalinelor, de exemplu:
perclorat de propilamoniu propilamină
sulfat acid de metilpropilamoniu metilpropilamină
baze cuaternare de amoniu,În schimb, ele pot fi traduse în săruri cuaternare de amoniu acțiune acizi:
Hidroxid de dimetiletilizopropilamoniu Clorura de dimetiletilizopropilamoniu
După cum puteți vedea, aceasta este o reacție comună de neutralizare a unui alcalin cu un acid - se obține sare și apă.
La pagina 19 a acestui manual, s-a sugerat că reacțiile de substituție electrofilă în aminele aromatice pot avea loc cu ușurință în orto- și pereche- poziţiile nucleului benzenic. Într-adevăr, anilina este ușor bromurată în toate aceste poziții simultan:
N,N-dialchilanilinele sunt sulfonate, nitrate și diazotate în orto- și pereche-dispozitii:
Cu acetat de sodiu, un acid complex puternic este transformat într-unul slab - acetic:
Aplicarea aminelor
Cea mai simplă amină primară metilamină utilizate în sinteza insecticidelor, fungicidelor, acceleratorilor de vulcanizare, substanțelor tensioactive (surfactanților), medicamentelor, coloranților, combustibililor pentru rachete, solvenților. De exemplu, N-metil-2-pirolidona, un solvent popular pentru lacuri și unii coloranți, se obține prin reacția metilaminei cu γ-butirolactonă (ester ciclic al acidului 4-hidroxibutanoic):
y-butirolatonă N-metil-2-pirolidonă
Cea mai simplă amină secundară dimetilamină utilizat în sinteza insecticidelor, erbicidelor, acceleratorilor de vulcanizare, substanțelor tensioactive (surfactanți), multor medicamente, coloranți și solvenți importanți precum dimetilforiamida (DMF), dimetilacetamida (DMAA) și hexametilfosfotriamidă (HMPTA) sau hexametapolul. DMF este produs în industrie, de exemplu, prin reacția dimetilaminei cu esterul metilic al acidului formic:
formiat de metil dimetilamină DMF metanol
DMAA este produs industrial prin reacția dimetilaminei cu anhidrida acetică:
anhidridă acetică DMAA
Sinteza industrială a hexametapolului constă în interacțiunea dimetilaminei cu oxiclorura de fosfor:
triclorura de fosfor HMPTA
Cea mai simplă amină terțiară trimetilamină utilizat în sinteza bazelor de amoniu cuaternar, agenți de flotație, retardanți, aditivi pentru furaje. De exemplu, ultimul pas în sinteza carbacolinei, un medicament utilizat în tratamentul glaucomului și al atoniei postoperatorii a intestinului sau vezicii urinare, este interacțiunea trimetilaminei cu un derivat carbamoil al etilenclorhidrinei:
carbacolină
Agenții tensioactivi cationici se obțin în mod similar:
clorură de trimetilalchilamoniu
etilamină utilizat la producerea coloranților, agenților tensioactivi, erbicidelor. De exemplu, simazina, un erbicid pentru protejarea porumbului și legumelor de buruieni, este obținută prin interacțiunea etilaminei cu cantitatea calculată de clorură de cianură într-un mediu alcalin:
clorură de cianură simazină
dietilamina utilizat în producția de coloranți, pesticide, acceleratori de vulcanizare a cauciucului, inhibitori de coroziune, medicamente, insecticide. De exemplu, un repelent de țânțari bine-cunoscut - DEET este obținut prin reacția:
clorura acidă m-acid toluic N,N-dietil- m-toluamidă
Izopropilamină, butilamină, izobutilamină, al doilea-butiamina si tert- butilamine utilizate în industrii similare.
1,6-hexandiamină utilizat pe scară largă pentru sinteza nailonului prin reacția de policondensare cu acid 1,4-butandicarboxilic (adipic):
Printre medicamente, multe conțin grupuri amino de diferite tipuri. Deci, de exemplu, din 1308 medicamente enumerate în M.D. Mashkovsky, cel puțin 70 sunt amine primare, cel puțin 52 sunt secundare și cel puțin 108 sunt terțiare. În plus, printre medicamente există 41 de săruri cuaternare de amoniu și mai mult de 70 de amide de acizi carboxilici, 26 de amide de acizi arilsulfonici și 12 amide de derivați ai acidului ortofosforic. Există și amide ciclice - lactame. Sunt 5 dintre ele. Derivați ai aminoacizilor naturali - 14 articole. Următoarele sunt exemple de medicamente care conțin grupele funcționale enumerate:
Anestezin- eter etilic P-acid aminobenzoic. Este o amină aromatică primară și un ester în același timp.
Are efect anestezic local. Se folosește pentru anestezia rănilor și a suprafețelor ulceroase, cu vărsături ale gravidelor, boală de mare și aer.
Baclofen– 4-amino-3-( P acid -cloro)fenilbutanoic. Este o amină alifatică primară, un ester și un derivat de halogen din seria benzenului în același timp.
Reduce tensiunea musculară, are efect analgezic. Folosit pentru scleroza multiplă.
Salbutamol – 2-tert-butilamino-1-(4"-hidroxi-3"-hidroximetil)feniletanol. Este o amină alifatică secundară, alcooli secundari și primari și fenol în același timp.
Are efect bronhodilatator si previne contractiile premature la gravide. Este folosit pentru astmul bronșic și în practica obstetrică.
Ortofen- sare de sodiu a acidului 2-(2",6"-diclor)fenilaminofenilacetic. Este o amină aromatică secundară, o sare a unui acid carboxilic și un derivat de halogen din seria benzenului în același timp.
Are efecte antiinflamatorii, analgezice și antipiretice. Se foloseste pentru reumatism acut, artrita reumatoida, boala Bechterew, artroza, spondiloartroza.
Isoverină- Diclorhidrat de N-izoamil-1,5-pentandiamină. Este o sare de diamoniu a aminelor primare și secundare simultan.
Scade tensiunea arterială, mărește tonusul și îmbunătățește contracțiile mușchilor uterine. Este folosit ca accelerator al travaliului si pentru a stimula contractiile uterine in perioada postpartum.
albastru de metil- clorură de N,N,N',N'-tetrametiltionină. Este atât o amină aromatică terțiară, cât și o sare de amoniu a aceleiași amine. În plus, conține un inel heteroaromatic cu un atom de azot „piridină”.
Se aplica extern ca antiseptic pentru arsuri, piodermie si foliculita. Pentru cistita si uretrita, cariile se spala cu o solutie albastra 0,02%.
Pentamină– Dibromură de 3-metil-1,5-bis-(N,N-dimetil-N-etil)amoniu-3-azapentan. Este atât o amină terțiară alifatică, cât și o sare de amoniu dublu cuaternară a acelorași amine.
Are activitate de blocare a ganglionilor. Se foloseste pentru crize hipertensive, spasme ale vaselor periferice, spasme ale intestinelor si cailor biliare, colici renale, pentru ameliorarea crizelor acute de astm bronsic, cu edem pulmonar si cerebral.
Nicotinamida- Amida acidului 3-piridincarboxilic. Este o amidă a unui acid carboxilic și un derivat al ciclului heteroaromatic care conține azot - piridina.
Are proprietăți antipelagrice, îmbunătățește metabolismul carbohidraților, are un efect pozitiv asupra formelor ușoare de diabet, boli ale ficatului, inimii, ulcerului peptic al stomacului și duodenului. Se utilizează pentru gastrită cu aciditate scăzută, hepatită acută și cronică, ciroză, spasme ale vaselor extremităților, rinichilor și creierului.
Sulfadimezin – 2-(P- aminobenzensulfamido)-4,6-dimetilpirimidină. Reprezentant al unui grup mare de medicamente sulfatice. Este simultan o sulfanilamidă, o amină aromatică primară și un derivat al ciclului heteroaromatic care conține azot - pirimidină.
Ca toate medicamentele din acest grup, sulfadimezina este un agent antimicrobian activ. Este utilizat pentru infecții pneumococice, streptococice, meningococice, sepsis, gonoree, precum și infecții cauzate de Escherichia coli și alți microbi.
Fopurina - 6-dietilenamidofosamido-2-dimetilamino-7-metilpurină. Este simultan de trei ori o fosfamidă, o amină aromatică terțiară și un derivat al unei biciclete heteroaromatice care conține azot - purină.
Hemodez- Soluție apoasă de sare 6% de polivinilpirolidonă cu greutate moleculară mică. Unitatea elementară a polimerului conține un inel lactam.
Leagă toxinele care circulă în sânge și le elimină rapid prin bariera renală. Folosit pentru dizenterie, dispepsie, salmoneloză, arsuri în faza de intoxicație.
Histidină– acid L-β-imidazolilalanină sau L-α-amino-β-(4-imidazolil)propionic. Este un α-aminoacid și un derivat al ciclului heteroaromatic care conține azot - imidazol
Histidina este un aminoacid esențial; găsit în diferite organe, face parte din carnozina, o substanță extractivă azotată a mușchilor. In organism, sufera decarboxilarea cu formarea histaminei, unul dintre factorii chimici (mediatori) implicati in reglarea functiilor vitale.
Angiotensinamidă– L-asparaginil-L-arginil-L-valil-L-tirosinil-L-valil-L-histidinil acetat – L-prolil-L-fenilalanina. Este o sare acetică a unei octapeptide constând din α-aminoacizi naturali.
În condiții de șoc, este utilizat pentru vasoconstricția rapidă și severă a organelor interne, a pielii și a rinichilor. Angiotensinamida are, de asemenea, capacitatea de a reduce mușchii netezi ai uterului, intestinelor, urinare și vezicii biliare. Stimulează eliberarea de adrenalină din glandele suprarenale și producerea de aldosteron.
| Amine. Definiție | |
| Clasificarea aminelor în funcție de numărul de atomi de hidrogen din amoniac, înlocuite cu radicali | |
| Clasificarea aminelor în funcție de natura radicalilor asociați atomului de azot | |
| Izomeria și nomenclatura aminelor alifatice | |
| Metode de obţinere a aminelor | |
| Obținerea aminelor din alți compuși care conțin azot | |
| Din compuși nitro | |
| Din compuși nitrozoși | |
| Din oxime | |
| Din hidrazone | |
| Din amidele acizilor carboxilici | |
| Din nitrili ai acizilor carboxilici: 7 | |
| Obținerea aminelor din compuși din alte clase | |
| Din aldehide și cetone prin reacția Leuckart-Wallach | |
| Prepararea aminelor alifatice primare prin alchilarea amoniacului | |
| Obținerea aminelor alifatice secundare prin alchilarea primarelor | |
| Obținerea aminelor alifatice terțiare prin alchilarea secundară | |
| Prepararea sărurilor de amoniu cuaternar din amine terțiare | |
| Prepararea bazelor de amoniu cuaternar din săruri de amoniu cuaternar | |
| Termoliza bazelor de amoniu cuaternar | |
| Alchilarea aminelor aromatice primare la cele simetrice | |
| amine terțiare | |
| Sinteza în patru etape a aminelor secundare graso-aromatice | |
| Obținerea aminelor primare pure conform lui Gabriel | |
| Obținerea aminelor din alcooli | |
| Obținerea aminelor aromatice | |
| Recuperarea compușilor nitro aromatici conform N.N. Zinina | |
| Recuperarea compușilor nitro aromatici conform Béchamp | |
| Reducerea catalitică a compușilor nitro aromatici cu hidrogen | |
| Proprietățile fizice ale aminelor alifatice | |
| Starea agregată a aminelor alifatice | |
| Dependența punctelor de fierbere ale aminelor alifatice de structură | |
| Solubilitatea aminelor alifatice în apă și solvenți organici | |
| Proprietățile fizice ale aminelor aromatice | |
| Starea agregată și solubilitatea aminelor aromatice | |
| Proprietățile chimice ale aminelor | |
| Relația structurii electronice a aminelor cu bazicitatea | |
| Constantele de bazicitate și valorile pK b pentru aminele alifatice, aromatice și heterociclice și unii compuși înrudiți | |
| Reacțiile aminelor cu acizii | |
| Reacția aminelor cu nitritul de sodiu și acidul clorhidric | |
| Conversia aminelor alifatice primare în alcooli prin compuși diazo | |
| Conversia aminelor alifatice secundare în compuși N-nitrozo | |
| Carcinogenitatea N-nitrozaminelor alifatice | |
| Interacțiunea aminelor alifatice terțiare cu nitritul de sodiu | |
| si acid clorhidric | |
| Conversia aminelor aromatice primare în săruri de diazoniu | |
| Izolarea sărurilor de diazoniu din soluții sub formă de tetrafluoroborați | |
| Reacție de cuplare azoică cu fenoli (naftoli) | |
| Coloranți azoici ca indicatori de pH | |
| Reacție de cuplare azo cu amine aromatice terțiare | |
| Conversia aminelor aromatice grase secundare în N-nitrozamine | |
| Carcinogenitatea N-nitrozaminelor gras-aromatice | |
| Rearanjare Fischer-Hepp | |
| Conversia aminelor aromatice terțiare în compuși C-nitrozo | |
| Reducerea catalitică a compușilor aromatici C-nitrozo cu hidrogen | |
| Interacțiunea sărurilor aminelor alifatice și aromatice cu alcalii | |
| Interacțiunea bazelor cuaternare de amoniu cu acizi | |
| Reacții de substituție electrofilă în amine aromatice | |
| Aplicarea aminelor | |
| Utilizarea metil și dimetilaminelor | |
| Prepararea solvenților organici populari: DMF, DMAA și HMPTA | |
| Utilizarea trimetil- și etilaminelor | |
| Utilizarea dietilaminei | |
| Utilizarea diaminelor pentru obținerea polimerilor poliamidici | |
| Medicamente - amine și derivați ai aminei | |
| Anestezin | |
| Baclofen | |
| Salbutamol | |
| Ortofen | |
| Isoverină | |
| albastru de metil | |
| Pentamină | |
| Nicotinamida | |
| Sulfadimezin | |
| Fopurina | |
| Hemodez | |
| Histidină | |
| Angiotensinamidă | |
| Conţinut |
amine - aceștia sunt derivați ai amoniacului (NH 3), în molecula cărora unul, doi sau trei atomi de hidrogen sunt înlocuiți cu radicali de hidrocarburi.
În funcție de numărul de radicali de hidrocarburi care înlocuiesc atomii de hidrogen din molecula de NH3, toate aminele pot fi împărțite în trei tipuri:
Gruparea - NH2 se numește grupare amino. Există, de asemenea, amine care conțin două, trei sau mai multe grupări amino.
Nomenclatură
La denumirea de reziduuri organice asociate cu azotul se adaugă cuvântul „amină”, în timp ce grupele sunt menționate în ordine alfabetică: CH3NC3H - metilpropilamină, CH3N(C6H5)2 - metildifenilamină. Pentru aminele superioare, denumirea este compilată, luând ca bază hidrocarbura, adăugând prefixul „amino”, „diamino”, „triamino”, indicând indicele numeric al atomului de carbon. Pentru unele amine se folosesc denumiri banale: C6H5NH2 - anilina (denumire sistematica - fenilamina).
Pentru amine, izomeria lanțului, izomeria poziției grupului funcțional, izomeria între tipuri de amine este posibilă
Proprietăți fizice
Aminele primare cu limitare inferioară - substanțe gazoase, au miros de amoniac, se dizolvă bine în apă. Aminele cu o greutate moleculară relativă mai mare sunt lichide sau solide, solubilitatea lor în apă scade cu creșterea greutății moleculare.
Proprietăți chimice
Aminele sunt similare chimic cu amoniacul.
1. Interacțiunea cu apa - formarea hidroxizilor de amoniu substituiți. Soluția de amoniac în apă are proprietăți alcaline (de bază) slabe. Motivul principalelor proprietăți ale amoniacului este prezența unei perechi de electroni singure la atomul de azot, care este implicată în formarea unei legături donor-acceptator cu un ion de hidrogen. Din același motiv, aminele sunt și baze slabe. Aminele sunt baze organice.
2. Interacțiunea cu acizii – formarea sărurilor (reacții de neutralizare). Ca bază, amoniacul formează săruri de amoniu cu acizi. În mod similar, atunci când aminele reacţionează cu acizii, se formează săruri de amoniu substituite. Alcaliile, ca baze mai puternice, înlocuiesc amoniacul și aminele din sărurile lor.
3. Arderea aminelor. Aminele sunt substanțe combustibile. Produșii de combustie ai aminelor, precum și a altor compuși organici care conțin azot, sunt dioxidul de carbon, apa și azotul liber.
Alchilarea este introducerea unui substituent alchil în molecula unui compus organic. Agenții de alchilare tipici sunt halogenuri de alchil, alchene, compuși epoxidici, alcooli, mai rar aldehide, cetone, eteri, sulfuri, diazoalcani. Catalizatorii de alchilare sunt acizi minerali, acizi Lewis și zeoliți.
Acilare. Când sunt încălzite cu acizi carboxilici, anhidridele lor, clorurile sau esterii acizilor, aminele primare și secundare sunt acilate pentru a forma amide N-substituite, compuși cu un fragment -C(O)N<:
Reacția cu anhidride are loc în condiții blânde. Clorurile acide reacționează și mai ușor, reacția se efectuează în prezența unei baze pentru a lega HCl format.
Aminele primare și secundare interacționează cu acidul azot în moduri diferite. Cu ajutorul acidului azot, aminele primare, secundare și terțiare se disting unele de altele. Alcoolii primari sunt formați din amine primare:
C2H5NH2 + HNO2 → C2H5OH + N2 + H2O
Aceasta eliberează gaz (azot). Acesta este un semn că există amină primară în balon.
Aminele secundare se formează cu acid azot galben, nitrozamine puțin solubile - compuși care conțin fragmentul >N-N=O:
(C2H5)2NH + HNO2 → (C2H5)2N-N=O + H2O
Aminele secundare sunt greu de ratat, mirosul caracteristic al nitrozodimetilaminei se răspândește în laborator.
Aminele terțiare se dizolvă pur și simplu în acid azotic la temperaturi obișnuite. Când este încălzit, este posibilă o reacție cu eliminarea radicalilor alchil.
Cum să obțineți
1. Interacțiunea alcoolilor cu amoniacul în timpul încălzirii în prezența Al 2 0 3 ca catalizator.
2. Interacțiunea halogenurilor de alchil (haloalcani) cu amoniacul. Amina primară rezultată poate reacţiona cu excesul de halogenură de alchil şi amoniac pentru a forma o amină secundară. Aminele terțiare pot fi preparate în mod similar
Aminoacizi. Clasificare, izomerie, nomenclatură, obținere. Proprietati fizice si chimice. Proprietăți amfotere, structură bipolară, punct izoelectric. Polipeptide. Reprezentanti individuali: glicina, alanina, cisteina, cistina, acidul a-aminocaproic, lizina, acidul glutamic.
Aminoacizi- sunt derivați ai hidrocarburilor care conțin grupări amino (-NH 2) și grupări carboxil -COOH.
Formula generală: (NH 2) f R(COOH) n unde m si n cel mai adesea egal cu 1 sau 2. Astfel, aminoacizii sunt compuși cu funcții mixte.
Clasificare
izomerie
Izomeria aminoacizilor, precum și a hidroxiacizilor, depinde de izomeria lanțului de carbon și de poziția grupării amino în raport cu carboxil. (A-, β - și γ - aminoacizi etc.). În plus, toți aminoacizii naturali, cu excepția aminoaceticii, conțin atomi de carbon asimetrici, deci au izomeri optici (antipozi). Există serii D și L de aminoacizi. Trebuie remarcat faptul că toți aminoacizii care alcătuiesc proteinele aparțin seriei L.
Nomenclatură
Aminoacizii au de obicei nume banale (de exemplu, acidul aminoacetic este numit diferit glicocol sau iicină,și acid aminopropionic alanina etc.). Denumirea unui aminoacid conform nomenclaturii sistematice constă din denumirea acidului carboxilic corespunzător, din care este un derivat, cu adăugarea cuvântului amino- ca prefix. Poziția grupării amino în lanț este indicată prin numere.
Cum să obțineți
1. Interacțiunea acizilor α-halocarboxilici cu un exces de amoniac. În cursul acestor reacții, atomul de halogen din acizii halocarboxilici (pentru prepararea lor, vezi § 10.4) este înlocuit cu o grupare amino. Acidul clorhidric eliberat în același timp este legat de un exces de amoniac în clorură de amoniu.
2. Hidroliza proteinelor. Amestecuri complexe de aminoacizi se formează de obicei în timpul hidrolizei proteinelor, cu toate acestea, folosind metode speciale, aminoacizii puri individuali pot fi izolați din aceste amestecuri.
Proprietăți fizice
Aminoacizii sunt substanțe cristaline incolore, ușor solubile în apă, punct de topire 230-300°C. Mulți α-aminoacizi au un gust dulce.
Proprietăți chimice
1. Interacțiunea cu baze și acizi:
a) ca acid (este implicată gruparea carboxil).
b) ca bază (este implicată gruparea amino).
2. Interacțiunea în cadrul moleculei - formarea sărurilor interne:
a) acizi monoaminomonocarboxilici (acizi neutri). Soluțiile apoase de acizi monoaminomonocarboxilici sunt neutre (pH = 7);
b) acizi monoaminodicarboxilici (aminoacizi acizi). Soluțiile apoase de acizi monoaminodicarboxilici au pH< 7 (кислая среда), так как в результате образования внутренних солей этих кислот в растворе появляется избыток ионов водорода Н + ;
c) acizi diaminomonocarboxilici (aminoacizi bazici). Soluțiile apoase de acizi diaminomonocarboxilici au pH > 7 (alcalin), deoarece în urma formării sărurilor interne ale acestor acizi, în soluție apare un exces de ioni OH - hidroxid.
3. Interacțiunea aminoacizilor între ei - formarea peptidelor.
4. Interacționează cu alcoolii pentru a forma esteri.
Punctul izoelectric al aminoacizilor care nu conțin grupări suplimentare NH2 sau COOH este media aritmetică dintre cele două valori pK: 
respectiv pentru alanină 
.
Punctul izoelectric al unui număr de alți aminoacizi care conțin grupări acide sau bazice suplimentare (acizi aspartic și glutamic, lizină, arginină, tirozină etc.) depinde și de aciditatea sau bazicitatea radicalilor acestor aminoacizi. Pentru lizină, de exemplu, pI ar trebui calculat din jumătate din suma valorilor pK" pentru grupările α- și ε-NH2. Astfel, în intervalul de pH de la 4,0 la 9,0, aproape toți aminoacizii există predominant sub formă de zwitterionii cu o grupare amino protonată și o grupare carboxil disociată.
Polipeptidele conțin mai mult de zece resturi de aminoacizi.
Glicina (acid aminoacetic, acid aminoetanoic) este cel mai simplu aminoacid alifatic, singurul aminoacid care nu are izomeri optici. Formula empirică C2H5NO2
Alanina (acidul aminopropanoic) este un aminoacid alifatic. α-alanina face parte din multe proteine, β-alanina face parte dintr-un număr de compuși biologic activi. Formula chimică NH2 -CH -CH3 -COOH. Alanina este ușor transformată în glucoză în ficat și invers. Acest proces se numește ciclul glucoză-alanină și este una dintre principalele căi de gluconeogeneză în ficat.
Cisteina (acid α-amino-β-tiopropionic; acid 2-amino-3-sulfanilpropanoic) este un aminoacid alifatic care conține sulf. Activ optic, există sub formă de izomeri L și D. L-cisteina este o componentă a proteinelor și peptidelor și joacă un rol important în formarea țesuturilor pielii. Este important pentru procesele de detoxifiere. Formula empirică este C3H7NO2S.
Cistina (chim.) (acid 3,3"-ditio-bis-2-aminopropionic, dicisteină) este un aminoacid alifatic care conține sulf, cristale incolore, solubil în apă.
Cistina este un aminoacid necodant care este un produs al dimerizării oxidative a cisteinei, în timpul căreia două grupări tiol de cisteină formează o legătură disulfură a cistinei. Cistina conține două grupe amino și două grupe carboxil și este un diaminoacid dibazic. Formula empirică C6H12N2O4S2
În organism, se găsesc în principal în compoziția proteinelor.
Acidul aminocaproic (acidul 6-aminohexanoic sau acidul ε-aminocaproic) este un medicament hemostatic care inhibă conversia profibrinolizinei în fibrinolizină. Brut-
formula C6H13NO2.
Lizina (acidul 2,6-diaminohexanoic) este un aminoacid alifatic cu proprietăți de bază pronunțate; aminoacid esențial. Formula chimică: C6H14N2O2
Lizina face parte din proteine. Lizina este un aminoacid esențial care face parte din aproape orice proteină, este necesar pentru creștere, repararea țesuturilor, producerea de anticorpi, hormoni, enzime, albumine.
Acidul glutamic (acidul 2-aminopentandioic) este un aminoacid alifatic. În organismele vii, acidul glutamic sub formă de anion glutamat este prezent în proteine, o serie de substanțe cu greutate moleculară mică și în formă liberă. Acidul glutamic joacă un rol important în metabolismul azotului. Formula chimică C5H9N1O4
Acidul glutamic este, de asemenea, un aminoacid neurotransmițător, unul dintre membrii importanți ai clasei de aminoacizi excitatori. Legarea glutamatului de receptori specifici ai neuronilor duce la excitarea acestora din urmă.
Proteine simple și complexe. legătură peptidică. Conceptul structurii primare, secundare, terțiare și cuaternare a moleculei proteice. Tipuri de legături care determină structura spațială a moleculei proteice (hidrogen, disulfură, interacțiuni ionice, hidrofobe). Proprietățile fizice și chimice ale proteinelor (precipitare, denaturare, reacții de culoare). punct izoelectric. Valoarea proteinelor.
veverite - aceștia sunt compuși naturali cu molecule înalte (biopolimeri), a căror bază structurală sunt lanțuri polipeptidice construite din reziduuri de α-aminoacizi.
Proteinele simple (proteinele) sunt substanțe organice cu molecul înalt, formate din alfa-aminoacizi legați într-un lanț printr-o legătură peptidică.
Proteinele complexe (proteide) sunt proteine cu două componente care, pe lângă lanțurile peptidice (o proteină simplă), conțin o componentă de natură non-aminoacizică - un grup protetic.
Legătură peptidică - un tip de legătură amidă care apare în timpul formării proteinelor și peptidelor ca urmare a interacțiunii grupării α-amino (-NH2) a unui aminoacid cu gruparea α-carboxil (-COOH) a altui aminoacid.
Structura primară este secvența de aminoacizi dintr-un lanț polipeptidic. Caracteristicile importante ale structurii primare sunt motivele conservatoare - combinații de aminoacizi care joacă un rol cheie în funcțiile proteinelor. Motivele conservatoare sunt păstrate în cursul evoluției speciilor; ele fac adesea posibilă prezicerea funcției unei proteine necunoscute.
Structura secundară - ordonarea locală a unui fragment dintr-un lanț polipeptidic, stabilizat prin legături de hidrogen.
Structura terțiară - structura spațială a lanțului polipeptidic (un set de coordonate spațiale ale atomilor care alcătuiesc proteina). Structural, este format din elemente de structură secundară stabilizate prin diferite tipuri de interacțiuni, în care interacțiunile hidrofobe joacă un rol important. La stabilizarea structurii terțiare participă:
legături covalente (între două reziduuri de cisteină - punți disulfură);
legături ionice între grupările laterale încărcate opus ale resturilor de aminoacizi;
legături de hidrogen;
interacţiuni hidrofil-hidrofobe. Atunci când interacționează cu moleculele de apă din jur, molecula proteică „tinde” să se încurce astfel încât grupele laterale nepolare ale aminoacizilor să fie izolate din soluția apoasă; pe suprafața moleculei apar grupări laterale hidrofile polare.
Structura cuaternară (sau subunitate, domeniu) - aranjarea reciprocă a mai multor lanțuri polipeptidice ca parte a unui singur complex proteic. Moleculele proteice care alcătuiesc o proteină cu structură cuaternară se formează separat pe ribozomi și abia după terminarea sintezei formează o structură supramoleculară comună. O proteină cu o structură cuaternară poate conține atât lanțuri polipeptidice identice, cât și diferite. La stabilizarea structurii cuaternare participă aceleași tipuri de interacțiuni ca și la stabilizarea celei terțiare. Complexele de proteine supramoleculare pot consta din zeci de molecule.
Proprietăți fizice
Proprietățile proteinelor sunt la fel de diverse ca și funcțiile pe care le îndeplinesc. Unele proteine se dizolvă în apă, formând, de regulă, soluții coloidale (de exemplu, albuș de ou); altele se dizolvă în soluții de sare diluată; altele sunt insolubile (de exemplu, proteinele țesuturilor tegumentare).
Proprietăți chimice
În radicalii reziduurilor de aminoacizi, proteinele conțin diferite grupe funcționale care sunt capabile să intre în multe reacții. Proteinele intră în reacții de oxidare-reducere, esterificare, alchilare, nitrare, pot forma săruri atât cu acizi, cât și cu baze (proteinele sunt amfotere).
De exemplu, albumina - albușul de ou - la o temperatură de 60-70 ° este precipitată dintr-o soluție (coagulează), pierzând capacitatea de a se dizolva în apă.
