Kuidas nimetada amiine. Amiinide üldvalem

Iga amiini lämmastikuaatomil on üksik elektronide paar. Kui amiin satub vette, võivad veest pärinevad prootonid moodustada doonor-aktseptormehhanismi abil lämmastikuaatomiga uue kovalentse polaarse sideme, andes seega alküül- või arüülammooniumiooni. Prootoni kaotanud vesi muutub hüdroksiidiooniks. Keskkond muutub aluseliseks. Seega on amiinid alused. Nende aluste tugevus sõltub lämmastikuga seotud radikaalide olemusest ja arvust. Alifaatsed radikaalid, nagu metüül-, etüülrühm jne, millel on oma elektronidoonori omadused, suurendavad amiinide aluselisust. Aromaatsed radikaalid, vastupidi, vähendavad oluliselt aluselisust elektronpaari ümberpaigutamise tõttu piki benseenitsüklit. Linus Paulingu resonantsi teooria järgi näeb see välja järgmine:

Nagu näha, esineb üksik elektronide paar lämmastikuaatomil ainult ühes resonantsstruktuuris (mesomeersed vormid). Kolmes teises lämmastikuaatomi bipolaarses struktuuris on seevastu "+" laeng, mis loomulikult takistab protoneerumist. See on aluselisuse järsu vähenemise põhjus. Saadavus aastal O- Ja P- Negatiivsete laengute positsioonid võimaldavad meil oletada, et elektrofiilsetel asendusreaktsioonidel on lihtne kulgeda täpselt nendesse positsioonidesse, kus ründav osake on katioon (näiteks

) Seda tüüpi reaktsioonide näited aromaatsete amiinidega on toodud allpool.

Kvantitatiivselt iseloomustavad aluste tugevust K b väärtused või nende negatiivsed logaritmid pK b. Indeks "b" tähendab, et me räägime tasakaalukonstandist aluse - aluse, mis on amiini ja selle konjugeeritud happe, see tähendab ammooniumiooni, vahel:

Definitsiooni järgi kirjeldatakse sellist pöörduvat reaktsiooni analüütilise väljendiga:

Kuna vee kontsentratsioon lahjendatud vesilahustes on praktiliselt konstantne ja võrdne 55,5 mol/l, siis sisestatakse see "uude" tasakaalukonstandisse:

Korrutades võrrandi parema poole lugeja ja nimetaja [Н + ]-ga ning võttes arvesse, et [Н + ] [OH - ] = K w = 10 -14 saame:

Võttes selle analüütilise avaldise logaritmi kümnendlogaritmide abil,

jõuame võrrandini:

Märkide ümberpööramine ja üldtunnustatud tähistuse kasutuselevõtt: - lg = p, saame:

Kuna mis tahes aluse ühiku logaritm on võrdne nulliga ja 14 - pH \u003d pOH, on ilmne, et pK b vastab hüdroksüülioonide kontsentratsiooni väärtusele, mille juures pooled ammooniumi katioonidest läbivad koos eliminatsiooniga. prootonist vabaks amiiniks. Aluste pK b väärtus on sama, mis hapete pKa väärtus. Allpool on tabel, mille andmed näitavad radikaalide olemuse ja nende arvu mõju erinevate amiinide aluselisuskonstantide väärtustele.

Sihtasutuse nimi	Vundamendi valem	Aluse tüüp	K b temperatuuril 25 o C	pK b väärtus 25 ° C juures
Ammoniaak			1,75 10 -5	4,75
metüülamiin		Esmane alifaat.	4,60 10 - 4	3,34
etüülamiin		Esmane alifaat.	6,50 10 - 4	3,19
Butüülamiin		Esmane alifaat.	4,00 10 - 4	3,40
Isobutiamiin		Esmane alifaat.	2,70 10 - 4	3,57
Deut-butüülamiin		Esmane alifaat.	3,60 10 - 4	3,44
Tret-butüülamiin		Esmane alifaat.	2,80 10 - 4	3,55
bensüülamiin		Esmane alifaat.	2,10 10 -5	4,67
Dimetüülamiin		Sekundaarne alifaat.	5,40 10 -4	3,27
dietüülamiin		Sekundaarne alifaat.	1,20 10 - 3	2,91
Trimetüülamiin		Tertsiaarne alifaat.	6,50 10 -5	4,19
Trietüülamiin		Tertsiaarne alifaat.	1,00 10 - 3	3,00
Aniliin		Esmane aroom.	4,30 10 - 10	9,37
P-toluidiin		Esmane aroom.	1,32 10 -9	8,88
P-nitroaniliin		Esmane aroom.	1,00 10 - 13	13,0
N,N-dimetüülaniliin		Tertsiaarne rasvane aromaatne	1,40 10 -9	8,85
Difenüülamiin		Teisene aroom.	6,20 10 -14	13,21
püridiin		Heteroaromaatne	1,50 10 - 9	8,82
kinoliin		Heteroaromaatne	8,70 10 -10	9,06
Piperidiin		Teisene alifaat. ja heterotsükliline	1,33 10 -3	3,88
Hüdrasiin			9,30 10 -7	6,03
Hüdroksüülamiin			8,90 10 - 9	8,05
etanoolamiin		Prod. perv. alif.	1,80 10 - 5	4,75

Tabelis toodud andmed võimaldavad meil teha järgmised järeldused:

1) Alifaatsed amiinid on palju tugevamad alused kui aromaatsed (umbes 100 000 - 1 000 000 korda)

2) Heteroaromaatsed amiinid on aluseliselt sarnased aromaatsete amiinidega.

3) Aromaatsete amiinide aluselisust mõjutavad tugevalt asendajad, mis asuvad paar- asend aminorühma suhtes. Elektrone loovutavad asendajad suurendavad amiini aluselisust, samas kui elektrone eemaldavad asendajad vähendavad seda järsult. Näidatud asendis metüül- ja nitrorühmi sisaldavate aromaatsete amiinide aluselisuse suhe on ligikaudu 10 000:1.

4) Sekundaarsed alifaatsed amiinid on veidi aluselisemad kui primaarsed, samas kui tertsiaarsed on aluselisusega samal tasemel.

5) Primaarsetes amiinides oleva radikaali olemus ei mõjuta oluliselt amiini aluselisust.

6) Küllastunud heterotsükliliste amiinide aluselisus on sekundaarsete alifaatsete amiinide tasemel.

7) Rasvade aromaatsete amiinide aluselisus on aromaatsete amiinide tasemel.

8) Sekundaarsed aromaatsed amiinid on umbes 10 000 korda vähem aluselised kui primaarsed.

9) Elektroonegatiivsed aatomid, mis on molekulis seotud aminorühma lämmastikuaatomiga, vähendavad selle aluselisust 10 (lämmastik) ja 1000 korda (hapnik).

10) Hapnikuaatom, mis on eraldatud aminorühmast kahe metüleenrühmaga, vähendab selle aluselisust vaid 67 korda.

Samuti tuleb märkida, et happeamiidide aluselisus, mis on tingitud karbonüülrühma elektrone äratõmbavast toimest, on väga madal – isegi madalam kui sekundaarsetel aromaatsetel amiinidel: atseetamiidil pK b = 13,52; atsetaniliid pK b = 13,60 ja uurea pK b = 13,82

atseetamiid atsetaniliid uurea

Nagu alused primaarsed, sekundaarsed ja tertsiaarsed amiinid reageerida hapetega:

propüülamiin propüülammooniumbromiid

dimetüülamiin dimetüülammooniumsulfaat

trimetüülamiin trimetüülammooniumperkloraat

Mitmealuseliste hapetega võib moodustada mitte ainult keskmise, vaid ja happesoolad:

dimetüülamiin dimetüülammooniumvesiniksulfaat

metüülisobutüülamiin metüülisobutüülammooniumdihüdroortofosfaat

Esmane aromaatne ja sekundaarsed ja tertsiaarsed rasvhappe aromaatsed amiinid tugevate hapete lahjendatud vesilahustega annab ka soola:

Samuti võimeline moodustama soola Mõju all kontsentreeritud tugevad happed, kuid kl lahjendamine veega need soolad hüdrolüüsitud, mis annab nõrga aluse, see tähendab algusamiin:

Nagu väga nõrgad alused, soola ei anna ei kontsentreeritud vesinikkloriid- ega väävelhapetega. Tõsi, trifenüülamiin annab ikkagi perkloraadi koos perkloorhappega:

.

Primaarsed alifaatsed amiinid reageerida kahes etapis: esimeses, äärmiselt ebastabiilne vees isegi jahutatuna diasooniumisool, mis teises etapis reageerib veega, moodustades alkohol:

propüülamiin propüüldiasooniumkloriid

propanool-1

Primaarse amiini reaktsioonil naatriumnitriti ja vesinikkloriidhappega, välja laskmine(mullid on selgelt nähtavad) ja kalalõhn amiini muutused alkoholile on kvalitatiivne reaktsioon primaarsele alifaatsele amiinile.

Kui võtame kaks ülaltoodud reaktsiooni kokku, saame:

Sekundaarsed amiinid reageerivad täiesti erineval viisil: naatriumnitriti ja vesinikkloriidhappe toimel, N-nitrosamiin- väga vastupidav isegi kuumutatud ühenduse korral:

metüületüülamiin N-nitrosometüületiamiin

Sekundaarse alifaatse amiini reageerimisel naatriumnitriti ja vesinikkloriidhappega, vees halvasti lahustuva ja äärmiselt ebameeldiva lõhnaga kollase õli moodustumine on kvalitatiivne reaktsioon sekundaarsele alifaatsele amiinile.

Nitrosamiinid - kantserogeenid: olenemata katselooma kehasse sattumise kohast ja viisist põhjustavad nad maksavähki. Laialdaselt kasutatav eksperimentaalses onkoloogias. Nad toimivad resorptiivselt, st läbi naha.

Tertsiaarsed alifaatsed amiinid reageerivad naatriumnitriti ja vesinikkloriidhappe segust ainult happega:

Sellel reaktsioonil ei ole nähtavaid tagajärgi. Lõhn taandub.

Primaarsed aromaatsed amiinid reageerivad suhteliselt stabiilse moodustumisega temperatuuril 0 kuni 5 o C diasooniumi soolad. Selle reaktsiooni avaldas esmakordselt 1858. aastal Saksamaa keemiaajakirjas Peter Griess ja see kannab tema nime:

Griessi reaktsioon hõlmab arvukalt aniliini homolooge, mis sisaldavad alküülasendajaid o-,m- Ja P-positsioon aminorühmas:

See hõlmab ka aniliini derivaate, mis sisaldavad elektron-aktseptoreid, elektronidoonor-asendajaid ja erirühma asendajaid, näiteks:

Vesinikbromiidhappega on reaktsioon kiirem, kuid seda kasutatakse harva ja ainult laboris selle happe kõrge hinna ja vähesuse tõttu.

Soola tootmisel kasutatakse diasooniumi kohe järgmiste sünteesietappide läbiviimiseks, kuid laboris eraldatakse need sageli vahetusreaktsioonil naatriumtetrafluoroboraadi küllastunud lahusega:

Diasooniumsooli kasutatakse kõige sagedamini paljude asovärvide saamiseks asosidestamise teel fenoolide (naftoolide) ja aromaatsete tertsiaarsete amiinidega, näiteks:

Saadud asovärv on pH-indikaator: happelises keskkonnas on sellel vesiniksideme moodustumise tõttu lame struktuur, milles hüdroksüülrühma elektrondoonorefekt on nõrgenenud - see vorm on kollaseks värvunud. Aluselises rühmas katkeb hüdroksüülrühmast prooton, ilmub "fenolaadi ioon", mis on tugevaim ED asendaja ja värvus muutub punakasoranžiks:

Soda roll asosidestamise reaktsiooni käigus on saadud vesinikkloriidhappe (või muu tugeva) happe sidumine happesoolaks - naatriumvesinikkarbonaadiks:

Naatriumkarbonaadi ja vesinikkarbonaadi segu on puhverlahus, mis loob kergelt aluselise keskkonna.

Tertsiaarsete aromaatsete amiinidega peab asosidestamine toimuma kergelt happelises keskkonnas, mis tagatakse anioonil hüdrolüüsivate soolade, näiteks naatriumatsetaadi, lisamisega. Tugevalt happelises keskkonnas annab amiin ammooniumisoola, mille katioon loomulikult diasooniumi katiooniga ei reageeri.

Naatriumatsetaat reageerib koheselt tekkiva vesinikkloriidhappega. Tulemuseks on puhverlahus, mis koosneb nõrgast äädikhappest ja naatriumatsetaadi liiast. See loob kergelt happelise keskkonna:

Sekundaarsed aromaatsed amiinid reageerida naatriumnitriti ja vesinikkloriidhappega haridusega N-nitrosoamiinid. Näiteks N-metüülaniliin annab N-nitroso-N-metüülaniliini - äärmiselt ebameeldiva lõhnaga kollase õli, mis tahkub 13 °C juures:

Aromaatsed N-nitrosoamiinid, nagu alifaatsed, on kantserogeenid. Nad põhjustavad ka maksavähki ja neid kasutatakse ka eksperimentaalses onkoloogias.

Aromaatsed N-nitrosoamiinid kuivade kloro- või vesinikbromiidide või kontsentreeritud väävelhappe toimel läbivad ümberkorraldamise, mis avaldati esmakordselt 1886. aastal Saksamaa keemiaajakirjas O. Fischeri ja E. Heppi poolt. Nendes tingimustes kantakse nitrosorühm valikuliselt üle P-positsioon:

Tekkinud 4-nitroso-N-metüülaniliini ümberkorraldamisel on täiesti erinevad füüsikalised omadused ja bioloogiline aktiivsus. See on roheline tahke aine, mille sulamistemperatuur on 113 ° C. See fluorestseerub lahustes orgaanilistes lahustites. See ei ole kantserogeen, kuid põhjustab dermatiiti.

Tertsiaarsed aromaatsed amiinid reageerida naatriumnitriti ja vesinikkloriidhappega, Andmine C-nitrosoühendid. Nitrosorühm on selektiivselt suunatud P-positsioon:

C-nitrosoühendid redutseeritakse kergesti Raney nikli vesinikuga. Sel juhul saadakse ebasümmeetrilised dialküüldiamiinid, näiteks:

Alifaatsete ja aromaatsete amiinide sooli saab leeliste toimel kergesti tagasi amiinideks muuta, näiteks:

propüülammooniumperkloraat propüülamiin

metüülpropüülammooniumvesiniksulfaat metüülpropüülamiin

kvaternaarsed ammooniumi alused, Ja vastupidi, neid saab tõlkida kvaternaarsed ammooniumisoolad tegevust happed:

Dimetüületüülisopropüülammooniumhüdroksiid Dimetüületüülisopropüülammooniumkloriid

Nagu näete, on see tavaline leelise neutraliseerimise reaktsioon happega - saadakse sool ja vesi.

Selle juhendi leheküljel 19 tehti ettepanek, et aromaatsete amiinide elektrofiilse asendusreaktsioonid võivad kergesti tekkida orto- Ja paar- benseeni tuuma asukohad. Tõepoolest, aniliin broomitakse kergesti kõigisse nendesse positsioonidesse korraga:

N,N-dialküülaniliinid sulfoneeritakse, nitreeritakse ja diasoteeritakse orto- Ja paar- sätted:

Naatriumatsetaadiga muundatakse tugev komplekshape nõrgaks - äädikhappeks:

Amiinide kasutamine

Lihtsaim primaarne amiin metüülamiin kasutatakse insektitsiidide, fungitsiidide, vulkaniseerimise kiirendajate, pindaktiivsete ainete (pindaktiivsete ainete), ravimite, värvainete, raketikütuste, lahustite sünteesil. Näiteks N-metüül-2-pürrolidoon, populaarne lakkide ja mõnede värvainete lahusti, saadakse metüülamiini reageerimisel γ-butürolaktooniga (4-hüdroksübutaanhappe tsükliline ester):

y-butürolatoon N-metüül-2-pürrolidoon

Lihtsaim sekundaarne amiin dimetüülamiin kasutatakse insektitsiidide, herbitsiidide, vulkaniseerimise kiirendajate, pindaktiivsete ainete, paljude ravimite, värvainete ja oluliste lahustite, nagu dimetüülforiamiid (DMF), dimetüülatseetamiid (DMAA) ja heksametüülfosfotriamiid (HMPTA) või heksametapool, sünteesil. DMF-i toodetakse tööstuses, näiteks dimetüülamiini reageerimisel sipelghappe metüülestriga:

metüülformiaat dimetüülamiin DMF metanool

DMAA-d toodetakse tööstuslikult dimetüülamiini reageerimisel atseetanhüdriidiga:

äädikanhüdriid DMAA

Heksametapoli tööstuslik süntees seisneb dimetüülamiini ja fosforoksükloriidi koostoimes:

fosfortrikloriid HMPTA

Lihtsaim tertsiaarne amiin trimetüülamiin kasutatakse kvaternaarsete ammooniumi aluste, flotatsiooniainete, aeglustite, söödalisandite sünteesil. Näiteks karbakoliini, glaukoomi ja soole või põie operatsioonijärgse atoonia ravis kasutatava ravimi, sünteesi viimane etapp on trimetüülamiini koostoime etüleenklorohüdriini karbamoüülderivaadiga:

karbakoliin

Katioonsed pindaktiivsed ained saadakse sarnaselt:

trimetüülalküülammooniumkloriid

etüülamiin kasutatakse värvainete, pindaktiivsete ainete, herbitsiidide tootmisel. Näiteks simasiin, herbitsiid maisi ja köögiviljade umbrohtude eest kaitsmiseks, saadakse etüülamiini ja arvutatud koguse tsüanuurkloriidi interaktsioonil aluselises keskkonnas:

tsüanuurkloriid simasiin

dietüülamiin kasutatakse värvainete, pestitsiidide, kummi vulkaniseerimise kiirendajate, korrosiooniinhibiitorite, ravimite, putukatõrjevahendite tootmisel. Näiteks tuntud sääsetõrjevahend DEET saadakse reaktsiooniga:

happekloriid m-toluiinhape N,N-dietüül- m-toluamiid

Isopropüülamiin, butüülamiin, isobutüülamiin, teiseks- butiamiini ja tert- butüülamiinid kasutatakse sarnastes tööstusharudes.

1,6-heksaandiamiin kasutatakse laialdaselt nailoni sünteesiks polükondensatsiooni reaktsioonil 1,4-butaandikarboksüül(adipiin)happega:

Paljud ravimid sisaldavad erinevat tüüpi aminorühmi. Nii näiteks 1308 ravimist, mis on loetletud M.D. Mashkovsky sõnul on vähemalt 70 primaarsed amiinid, vähemalt 52 sekundaarsed ja vähemalt 108 tertsiaarsed. Lisaks on ravimite hulgas 41 kvaternaarset ammooniumisoola ja enam kui 70 karboksüülhapete amiide, 26 arüülsulfoonhapete amiide ​​ja 12 ortofosforhappe derivaate. Samuti on tsüklilisi amiide ​​– laktaame. Neid on 5. Looduslike aminohapete derivaadid - 14 eset. Järgnevalt on toodud loetletud funktsionaalrühmi sisaldavate ravimite näited:

Anestezin- etüüleeter P-aminobensoehape. See on primaarne aromaatne amiin ja ester samal ajal.

Sellel on lokaalanesteetiline toime. Seda kasutatakse haavade ja haavandiliste pindade tuimastamiseks, rasedate naiste oksendamise, mere- ja õhuhaiguse korral.

Baklofeen– 4-amino-3-( P-kloro)fenüülbutaanhape. See on samaaegselt benseeni seeria primaarne alifaatne amiin, ester ja halogeeni derivaat.

Vähendab lihaspingeid, on valuvaigistava toimega. Kasutatakse hulgiskleroosi korral.

Salbutamool – 2-tert-butüülamino-1-(4"-hüdroksü-3"-hüdroksümetüül)fenüületanool. See on sekundaarne alifaatne amiin, sekundaarsed ja primaarsed alkoholid ja fenool samal ajal.

Sellel on bronhe laiendav toime ja see takistab rasedate naiste enneaegseid kontraktsioone. Seda kasutatakse bronhiaalastma ja sünnitusabi praktikas.

Ortofen- 2-(2",6"-dikloro)fenüülaminofenüüläädikhappe naatriumsool. See on samaaegselt sekundaarne aromaatne amiin, karboksüülhappe sool ja benseeni seeria halogeenderivaat.

Sellel on põletikuvastane, valuvaigistav ja palavikuvastane toime. Seda kasutatakse ägeda reuma, reumatoidartriidi, Bechterewi tõve, artroosi, spondüloartroosi korral.

Isoveriin- N-isoamüül-1,5-pentaandiamiindivesinikkloriid. See on samaaegselt primaarsete ja sekundaarsete amiinide diammooniumisool.

Alandab vererõhku, tõstab toonust ja võimendab emaka lihaste kontraktsioone. Seda kasutatakse sünnituse kiirendajana ja emaka kontraktsioonide stimuleerimiseks sünnitusjärgsel perioodil.

metüleensinine- N,N,N',N'-tetrametüültioniinkloriid. See on nii tertsiaarne rasv-aromaatne amiin kui ka sama amiini ammooniumisool. Lisaks sisaldab see heteroaromaatset tsüklit "püridiini" lämmastikuaatomiga.

Kasutatakse välispidiselt põletuste, püoderma ja follikuliidi antiseptikuna. Tsüstiidi ja uretriidi korral pestakse õõnsusi 0,02% sinise lahusega.

Pentamiin– 3-metüül-1,5-bis-(N,N-dimetüül-N-etüül)ammoonium-3-asapentaandibromiid. See on nii tertsiaarne alifaatne amiin kui ka samade amiinide topeltkvaternaarne ammooniumisool.

Sellel on ganglioblokeeriv toime. Seda kasutatakse hüpertensiivsete kriiside, perifeersete veresoonte spasmide, soolte ja sapiteede spasmide, neerukoolikute korral, bronhiaalastma ägedate hoogude leevendamiseks koos kopsu- ja ajutursega.

Nikotiinamiid- 3-püridiinkarboksüülhappe amiid. See on karboksüülhappe amiid ja lämmastikku sisaldava heteroaromaatse tsükli derivaat - püridiin.

Sellel on pellagrivastased omadused, see parandab süsivesikute ainevahetust, avaldab positiivset mõju kergete diabeedivormide, maksa-, südame-, mao- ja kaksteistsõrmiksoole haavandite korral. Seda kasutatakse madala happesusega gastriidi, ägeda ja kroonilise hepatiidi, tsirroosi, jäsemete, neerude ja aju veresoonte spasmide korral.

Sulfadimesiin – 2-(P- aminobenseensulfamido)-4,6-dimetüülpürimidiin. Suure rühma sulfa-ravimite esindaja. See on samaaegselt sulfaniilamiid, primaarne aromaatne amiin ja lämmastikku sisaldava heteroaromaatse tsükli derivaat - pürimidiin.

Nagu kõik selle rühma ravimid, on sulfadimesiin aktiivne antimikroobne aine. Seda kasutatakse pneumokokkide, streptokokkide, meningokokkide infektsioonide, sepsise, gonorröa, samuti Escherichia coli ja teiste mikroobide põhjustatud infektsioonide korral.

Fopuriin - 6-dietüleenamidofosfamido-2-dimetüülamino-7-metüülpuriin. See on samaaegselt kolm korda fosfamiid, tertsiaarne aromaatne amiin ja lämmastikku sisaldava heteroaromaatse jalgratta derivaat - puriin

Hemodez- 6% madala molekulmassiga polüvinüülpürrolidooni soola vesilahus. Polümeeri elementaarühik sisaldab laktaamtsüklit.

Seob veres ringlevaid toksiine ja eemaldab need kiiresti läbi neerubarjääri. Kasutatakse düsenteeria, düspepsia, salmonelloosi, põletushaiguse korral mürgistuse faasis.

Histidiin– L-β-imidasolüülalaniin või L-α-amino-β-(4-imidasolüül)propioonhape. See on α-aminohape ja lämmastikku sisaldava heteroaromaatse tsükli derivaat - imidasool

Histidiin on asendamatu aminohape; leidub erinevates organites, on osa karnosiinist, lihaseid ekstraheerivast lämmastikku sisaldavast ainest. Organismis toimub see dekarboksüülimisel histamiini moodustumisega, mis on üks keemilistest teguritest (mediaatoritest), mis on seotud elutähtsate funktsioonide reguleerimisega.

Angiotensiinamiid– L-asparaginüül-L-arginüül-L-valüül-L-türosinüül-L-valüül-L-histidinüülatsetaat – L-prolüül-L-fenüülalaniin. See on oktapeptiidi äädikhape, mis koosneb looduslikest α-aminohapetest.

Šokitingimustes kasutatakse seda siseorganite, naha ja neerude kiireks ja tugevaks vasokonstriktsiooniks. Angiotensiinamiidil on ka võime vähendada emaka, soolte, kuseteede ja sapipõie silelihaseid. See stimuleerib adrenaliini vabanemist neerupealistest ja aldosterooni tootmist.

Amiinid

Amiine nimetatakse ammoniaagi orgaanilisteks derivaatideks, milles üks, kaks või kõik kolm vesinikuaatomit on asendatud süsivesinikradikaalidega (küllastunud, küllastumata, aromaatsed).

Amiinide nimetus on tuletatud süsivesinikradikaali nimest, millele on lisatud lõpp -amiin või vastava süsivesiniku nimest eesliitega amino-.

CH 3 - NH 2 CH 3 - NH - C 2 H 5

metüülamiin metüületüülamiin metüüldifenüülamiin

fenüülamiin (aniliin)

Sõltuvalt süsivesinikradikaalide ammoniaagis asendatud vesinikuaatomite arvust eristatakse primaarseid, sekundaarseid ja tertsiaarseid amiine:

R - NH 2 R - NH - R"R - N - R"

primaarne amiin sekundaarne amiin tertsiaarne amiin

Kus R, R, R"" on süsivesinikradikaalid.

Primaarseid, sekundaarseid ja tertsiaarseid amiine saab saada ammoniaagi alküülimisel (alküülradikaali sisseviimisel). Sel juhul asendatakse ammoniaagi vesinikuaatomid järk-järgult radikaalidega ja moodustub amiinide segu:

NH3 + CH3I - CH3NH2 + HI

CH3NH2 + CH3I- (CH3)2NH + HI

(CH3)2NH + CH3I- (CH3)2N + HI

Tavaliselt on amiinide segus üks neist ülekaalus, olenevalt lähteainete vahekorrast.

Sekundaarsete ja tertsiaarsete amiinide saamiseks võib kasutada amiinide reaktsiooni haloalküülrühmadega:

(CH3)2NH + C2H5Br - (CH3)2NC2H5 + HBr

Amiine saab saada nitroühendite redutseerimisel. Tavaliselt allutatakse nitroühendid katalüütilisele hüdrogeenimisele vesinikuga:

C2H5NO2 + 3H2 - C2H5NH2 + 2H2O

Seda meetodit kasutatakse tööstuses aromaatsete amiinide saamiseks.

Piirata amiine. Normaaltingimustes on metüülamiin CH 3 NH 2, dimetüülamiin (CH 3) 2 NH, trimetüülamiin (CH 3) 3 N ja etüülamiin C 2 H 5 NH 2 ammoniaagi lõhnaga gaasid. Need amiinid lahustuvad vees hästi. Keerulisemad amiinid on vedelikud, kõrgemad amiinid on tahked ained.

Amiine iseloomustavad liitumisreaktsioonid, mille tulemusena moodustuvad alküülamiinsoolad. Näiteks amiinid lisavad vesinikhalogeniide:

(CH 3) 2 NH 2 + HCl - [(CH 3) 2 NH 3] Cl

etüülammooniumkloriid

(CH3)2NH + HBr - [(CH3)2NH2] Br

dimetüülammooniumbromiid

(CH3)3N + HI - [(CH3)3NH] I

trimetüülammooniumjodiid

Tertsiaarsed amiinid lisavad halogeenitud süsivesinikke tetraalküülammooniumisoolade moodustamiseks, näiteks:

(C2H5)3N + C2H5I - [(C2H5)4N]I

Alküülamooniumi soolad lahustuvad vees ja mõnedes orgaanilistes lahustites. Samal ajal dissotsieeruvad nad ioonideks:

[(C2H5)4N] I = [(C2H5)4N] + + I -

Selle tulemusena juhivad nende soolade vesi- ja mittevesilahused elektrit. Alküülammooniumiühendite keemiline side on kovalentne, moodustub doonor-aktseptormehhanismi kaudu:

Metüülammooniumi ioon

Nagu ammoniaak, on ka amiinidel vesilahustes aluste omadused. Hüdroksiidioonid ilmnevad nende lahustes alküülamoonialuste moodustumise tõttu:

C 2 H 5 NH 2 + H 2 O = + + OH -

Amiinlahuste leeliselist reaktsiooni saab tuvastada indikaatorite abil.

Amiinid põlevad õhus CO 2, lämmastiku ja vee eraldumisega, näiteks:

4(C2H5)2NH + 27O2 - 16CO2 + 2N2 + 22H2O

Lämmastikhappe HNO 2 abil saab eristada primaarseid, sekundaarseid ja tertsiaarseid amiine. kui see hape reageerib primaarsete amiinidega, moodustub alkohol ja eraldub lämmastik:

CH 3 - NH 2 + HNO 2 - CH 3 - OH + N 2 + H 2 O

Sekundaarsed amiinid annavad lämmastikhappega nitrosoühendeid, millel on iseloomulik lõhn:

CH 3 - NH 2 - CH3 + HNO 2 - (CH 3) 2 - N \u003d NO + H 2 O

Tertsiaarsed amiinid ei reageeri lämmastikhappega.

Aniliin C 6 H 5 NH 2 on kõige olulisem aromaatne amiin. See on värvitu õline vedelik, mis keeb 184,4 °C juures.

Aniliini saadi esmakordselt 19. sajandil. Vene orgaaniline keemik N. N. Zinin, kes kasutas nitrobenseeni redutseerimisreaktsiooni ammooniumsulfiidiga (NH 4) 2 S. Tööstuses saadakse aniliini nitrobenseeni katalüütilise hüdrogeenimise teel, kasutades vaskatalüsaatorit:

C6H5-NO2 + 3H2-cu-C6H5-NH2 + 2H2O

Vana nitrobenseeni redutseerimise meetod, mis on kaotanud kaubandusliku tähtsuse, on raua kasutamine redutseeriva ainena happe juuresolekul.

Keemiliste omaduste poolest sarnaneb aniliin paljuski küllastunud amiinidega, kuid võrreldes benseenitsükli mõjuga on ta nendega võrreldes nõrgem alus. Lämmastikuaatomi vaba elektronpoor, mille olemasoluga on seotud peamised omadused, tõmmatakse osaliselt benseenitsükli P-elektroonilisse süsteemi:

Lämmastikuaatomi elektrontiheduse vähenemine vähendab aniliini põhiomadusi. Aniliin moodustab sooli ainult tugevate hapetega. Näiteks vesinikkloriidhappega moodustab see fenüülammooniumkloriidi:

C6H5NH2 + HCl - Cl

Lämmastikhape moodustab aniliiniga diasoühendeid:

C 6 H 5 - NH 2 + NaNO 2 + 2HCl - Cl - + NaCl + 2H 2 O

Diasoühendid, eriti aromaatsed, omavad suurt tähtsust orgaaniliste värvainete sünteesil.

Mõned aniliini eriomadused tulenevad aromaatse tuuma olemasolust selle molekulis. Niisiis interakteerub aniliin lahustes kergesti kloori ja broomiga, samas kui vesinikuaatomid asendatakse benseeni tuumas, mis on aminorühma suhtes orto- ja parapositsioonis:

Aniliin sulfoonitakse väävelhappega kuumutamisel, moodustades sulfaniilhappe:

Sulfaniilhape on värvainete ja ravimite sünteesi kõige olulisem vaheühend.

Aniliini hüdrogeenimisel katalüsaatorite juuresolekul võib saada tsükloheksüülamiini:

C6H5-NH2 + 3H2-C6H11-NH2

Aniliini kasutatakse keemiatööstuses paljude orgaaniliste ühendite, sealhulgas värvainete ja ravimite sünteesiks.

metüülamiin

Levinud traditsioonilised nimed

Monometüülaminometaan MMA

Keemiline valem CH5N

Molaarmass 31,1 g/mol

Füüsikalised omadused

Seisund (st. cond.) värvitu gaas

0,23 Pa s (temperatuuril 20 °C)

Termilised omadused

Sulamistemperatuur - 94°C

Keemistemperatuur - 6°C

Leekpunkt 8°C

Keemilised omadused

Vees lahustuvus 108 g/100 ml

Mõned tuntumad amiinid

metüülamiin

Metüülamiin (CH 3 --NH 2) - värvitu ammoniaagi lõhnaga gaas, t kip? 6,32 °C. Seda kasutatakse pestitsiidide, ravimite, värvainete sünteesiks. Toodetest on olulisemad N-metüül-2-pürrolidoon (NMP), metüülformamiid, kofeiin, efedriin ja N,N"-dimetüüluurea. See on ka väike lämmastiku eritumine kondistes kalades.

Metüülamiin on tüüpiline primaarne amiin. Metüülamiin moodustab hapetega sooli. Reaktsioonid aldehüüdide ja atsetaalidega põhjustavad Schiffi aluseid. Estrite või atsüülkloriididega suhtlemisel saadakse amiide.

Tavaliselt kasutatakse lahustena: 40 massiprotsenti vees, metanoolis, etanoolis või THF-s.

Kviitung

Metüülamiini tööstuslik tootmine põhineb metanooli interaktsioonil ammoniaagiga kõrgel temperatuuril (370–430 °C) ja rõhul 20–30 baari. Reaktsioon toimub gaasifaasis heterogeensel tseoliidil põhineval katalüsaatoril. Reaktsiooni kõrvalproduktidena tekivad ka vesi, dimetüülamiin (CH 3) 2 NH ja trimetüülamiin (CH 3) 3 N:

CH 3 OH + NH 3 > CH 3 NH 2 + H 2 O

CH 3 NH 2 + CH 3 OH > (CH 3) 2 NH + H 2 O

(CH 3) 2 NH + CH 3 OH > (CH 3) 3 N + H 2 O

Puhas metüülamiin saadakse korduval destilleerimisel.

Metüülamiini alternatiivne preparaat põhineb formaliini ja ammooniumkloriidi koostoimel kuumutamisel.

Metüülamiini põlemine toimub vastavalt võrrandile:

4 CH 3 NH 2 + 9 O 2 \u003d 4 CO 2 + 10 H 2 O + 2 N 2

Dimetüülamiin

Dimetüülamiin on sekundaarne amiin, ammoniaagi derivaat, mille molekulis on kaks vesinikuaatomit asendatud metüülradikaalidega. Terava lõhnaga värvitu gaas, mis jahutamisel vedeldub kergesti värvituks vedelikuks. põlev

CH3-NH-CH3

Rakendus

Seda kasutatakse kummi tootmisel kasutatavate ainete saamiseks. See on tooraine heptüül-raketikütuse tootmiseks. Seda kasutati keemiarelvade tootmisel (taboon).

Trietüülamiin
Süstemaatiline nimi	trietüülamiin
Keemiline valem
Empiiriline valem
Molaarmass	101,19 g/mol
Füüsikalised omadused
Seisukord (st. konv.)	vedel
Tihedus
Termilised omadused
Sulamistemperatuur
Keemistemperatuur
Leekpunkt
Moodustumise entalpia (st. arb.)	99,58 kJ/mol
Aurustumise erisoojus
Auru rõhk	70 hPa (20 °C)
Keemilised omadused
Lahustuvus vees	13,3 g/100 ml
Optilised omadused
Murdumisnäitaja
Struktuur
Dipoolmoment	0,66 (20 °C) D
Toksikoloogia
Toksilisus

Trietüülamiin

Trietüülamiin on tertsiaarne amiin. Keemiline valem on (C 2 H 5) 3 N, sageli kasutatakse tähistust Et 3 N. See on leidnud laialdast kasutust kui lihtsaim sümmeetriline tertsiaarne amiin vedelas olekus.

Kviitung

Tööstuses toodetakse seda koos etüülamiini, dietüülamiiniga etanooli aurufaasilisel amiinimisel ammoniaagiga Al 2 O 3 või SiO 2 või nende seguga temperatuuril 350-450 ° C ja rõhul 20-200 atm või üle Ni, Co , Cu, Re ja H2 temperatuuril 150 -230 °C ja rõhul 17-35 atm. Saadud segu koostis sõltub esialgsetest suhetest.

CH 3 CH 2 OH + NH 3 \u003d CH 3 CH 2 NH 2 + H 2 O

CH 3 CH 2 OH + CH 3 CH 2 NH 2 = (CH 3 CH 2) 2 NH + H 2 O

CH 3 CH 2 OH + (CH 3 CH 2) 2 NH \u003d (CH 3 CH 2) 3 N + H 2 O

Saadud segu eraldatakse destilleerimisega

Füüsikalised omadused

Toatemperatuuril on see liikuv värvitu vedelik, millel on tugev kalane ammoniaagi lõhn. Sulamistemperatuur - 114,8 °C, keemistemperatuur 89,5 °C. Vees halvasti lahustuv (madalam kriitiline punkt T=19,1°C ja 31,6 massiprotsenti trietüülamiini), lahustub hästi atsetoonis, benseenis, kloroformis, seguneb etanooli, dietüüleetriga. Moodustab veega aseotroopi, bp. 75 °C ja sisaldab 90 massiprotsenti trietüülamiini.

Keemilised omadused

Tugeva orgaanilise alusena (pKa=10,87) moodustab orgaaniliste ja mineraalhapetega kristalseid trietüülammooniumisooli.

HCl + Et3N > Et3NH + Cl?

Alusena kasutatakse trietüülamiini laialdaselt orgaanilises sünteesis, eelkõige estrite ja amiidide sünteesil atsüülkloriididest, et siduda saadud vesinikkloriid.

R 2 NH + R "C (O) Cl + Et 3 N> R "C (O) NR 2 + Et 3 NH + Cl?

Kasutatakse ka dehüdrohalogeenimisreaktsioonis

Trietüülamiin alküleerub kergesti kvaternaarsete ammooniumisoolade moodustamiseks

RI + Et3N > Et3NR + I?

seetõttu kasutatakse diisopropüületüülamiini aluselise keskkonna loomiseks alküülijate juuresolekul.

Rakendus

Katalüüsib polüuretaanvahtude ja epoksüvaikude teket. Leiab kasutust raketikütusena. Seda kasutatakse herbitsiidide, ravimite, värvide tootmisel.

Primaarsete ja sekundaarsete amiinide eemaldamiseks destilleeritakse see äädikhappe anhüdriidi kohal. Kuivatage KOH-ga ja destilleerige.

Ohutus

Kontsentratsiooni süttimispiir = 1,2--8 mahuprotsenti.

Ärritab hingamisteid, silmi ja nahka ning võib otsesel kokkupuutel põhjustada tõsiseid põletusi. MPC \u003d 10 mg / m 3

amiini derivaat ammoniaagi süsivesinik

Etüleendiamiin

Omadused

Värvitu ammoniaagi lõhnaga vedelik. t kip 116,5 °C, t pl 8,5 °C, tihedus 0,899 g/cm³ (20 °C); Etüleendiamiin lahustub vees, alkoholis, hullem - eetris, ei lahustu benseenis. See on tugev alus.

Rakendus

Etüleendiamiini kasutatakse etüleendiamiintetraäädikhappe tootmiseks reaktsioonil kloroäädikhappega. Selle rasvhapetega sooli kasutatakse pehmendavate ainetena tekstiili valmistamisel. Etüleendiamiini kasutatakse ka värvainete, emulgaatorite, lateksstabilisaatorite, plastifikaatorite ja fungitsiidide tootmisel.

Kviitung

Toksilisus

Traditsioonilised nimed	Fenüülamiin Aminobenseen
Keemiline valem
Empiiriline valem
Molaarmass	93,13 g/mol
Füüsikalised omadused
Tihedus	1,0217 g/cm
Dünaamiline viskoossus (St. cond.)	3,71 Pa s (temperatuuril 20 °C)
Termilised omadused
Sulamistemperatuur
Keemistemperatuur
Keemilised omadused
Lahustuvus vees

Anilimn (fenüülamiin) on orgaaniline ühend valemiga C 6 H 5 NH 2, lihtsaim aromaatne amiin. See on iseloomuliku lõhnaga värvitu õline vedelik, mis on veest veidi raskem ja lahustub selles halvasti, lahustub orgaanilistes lahustites. Õhus oksüdeerub see kiiresti ja omandab punakaspruuni värvi. Mürgine! Nimetus "aniliin" tuleneb ühe indigot sisaldava taime nimest - Indigofera anil (taime tänapäevane rahvusvaheline nimetus on Indigofera suffruticosa).

Aniliini saadi esmakordselt 1826. aastal indigo lubjaga destilleerimisel saksa keemiku Otto Unverdorbeni poolt, kes andis sellele nime kristalliin.

1834. aastal avastas F. Rynge kivisöetõrvast aniliini ja andis sellele nimeks "kyanol".

Aastal 1841 Yu.F. Frischze sai aniliini, kuumutades indigot KOH lahusega ja nimetas selle "aniliiniks".

1842. aastal sai aniliini N.N. Zinin redutseeris nitrobenseeni (NH 4) 2 S 3 toimel ja nimetas teda "bensüdaamiks".

Aastal 1843 A.V. Hoffman tegi kindlaks kõigi loetletud ühendite identiteedi.

Aniliinil põhineva lillakasvioletse värvi tööstuslik tootmine algas 1856. aastal.

Keemilised omadused

Aniliini iseloomustavad reaktsioonid nii aminorühmas kui ka aromaatses ringis. Nende reaktsioonide omadused on tingitud aatomite vastastikusest mõjust. Ühelt poolt nõrgendab benseenitsükkel aminorühma põhiomadusi võrreldes alifaatsete amiinide ja isegi ammoniaagiga. Teisest küljest muutub benseenitsükkel aminorühma mõjul asendusreaktsioonides aktiivsemaks kui benseen. Näiteks aniliin reageerib intensiivselt broomiveega, moodustades 2,4,6-tribromaniliini (valge sade).

Kviitung

Raua taastumine:

4C 6 H 5 NO 2 + 9Fe + 4H 2 O > 4C 6 H 5 NH 2 + 3Fe 3 O 4

Vesiniku redutseerimine katalüsaatori juuresolekul ja kõrgel temperatuuril:

C6H5NO2 + 3H2 > C6H5NH2 + 2H2O

Nitroühendite taaskasutamine – tsiniini reaktsioon:

C6H5NO2 + 3 (NH4)2S> C6H5NH2 + 6NH3 + 3S + 2H2O

Tootmine ja rakendus

Algselt saadi aniliin nitrobenseeni redutseerimisel molekulaarse vesinikuga; aniliini praktiline saagis ei ületanud 15%. Kui kontsentreeritud vesinikkloriidhape suhtles rauaga, vabanes aatomvesinik, mis on keemiliselt aktiivsem kui molekulaarne vesinik. Ziniini reaktsioon on tõhusam meetod aniliini saamiseks. Reaktsioonimassi valati nitrobenseen, mis redutseeritakse aniliiniks.

2002. aasta seisuga kasutatakse enamus maailma aniliinitoodangust metüüldiisotsüanaatide tootmiseks, mida seejärel kasutatakse polüuretaanide tootmiseks. Aniliini kasutatakse ka kunstkummi, herbitsiidide ja värvainete (violet dye mauveine) valmistamisel.

Venemaal kasutatakse seda peamiselt vaheainena värvainete, lõhkeainete ja ravimite (sulfanilamiidpreparaadid) tootmisel, kuid polüuretaanide tootmise oodatava kasvu tõttu on keskpikas perspektiivis võimalik pildi oluline muutus.

Toksilised omadused

Aniliinil on negatiivne mõju kesknärvisüsteemile. See põhjustab keha hapnikunälga, mis on tingitud methemoglobiini moodustumisest veres, hemolüüsist ja degeneratiivsetest muutustest punastes verelibledes.

Aniliin satub kehasse hingamise kaudu aurudena ning ka läbi naha ja limaskestade. Naha kaudu imendumist soodustab õhu soojendamine või alkoholi joomine.

Kerge aniliinimürgistuse korral täheldatakse nõrkust, pearinglust, peavalu, huulte, kõrvade ja küünte tsüanoosi. Mõõduka mürgistuse korral täheldatakse ka iiveldust, oksendamist, mõnikord kõnnaku ja südame löögisageduse suurenemist. Rasked mürgistusjuhtumid on äärmiselt haruldased. Kroonilisel mürgistusel aniliiniga (anilism) tekib toksiline hepatiit, samuti neuropsühhiaatrilised häired, unehäired, mälukaotus jne.

Aniliinimürgituse korral on kõigepealt vaja kannatanu mürgistusallikast eemaldada, pesta sooja (kuid mitte kuuma!) veega. Samuti hapniku sissehingamine süsivesikuga. Kasutatakse ka verevalamist, antidootide (metüleensinise) kasutuselevõttu, kardiovaskulaarseid aineid. Ohver tuleb hoida rahulikuna.

Aniliini maksimaalne lubatud kontsentratsioon tööpiirkonna õhus on 3 mg/m3. Veehoidlates (tööstusliku reostusega) 0,1 mg/l (100 mg/m3).

Etüleendiamiin

Etüleendiamiin (1,2-diaminoetaan) H 2 NCH 2 CH 2 NH 2 on amiinide klassi orgaaniline ühend.

Omadused

Värvitu ammoniaagi lõhnaga vedelik. t kip 116,5 °C, t pl 8,5 °C, tihedus 0,899 g/cm³ (20 °C); Etüleendiamiin lahustub vees, alkoholis, hullem - eetris, ei lahustu benseenis. See on tugev alus.

Kasutamine: Etüleendiamiini kasutatakse etüleendiamiintetraäädikhappe saamiseks interaktsioonis kloroäädikhappega. Selle rasvhapetega sooli kasutatakse pehmendavate ainetena tekstiili valmistamisel. Etüleendiamiini kasutatakse ka värvainete, emulgaatorite, lateksstabilisaatorite, plastifikaatorite ja fungitsiidide tootmisel.

Kviitung

Peamine meetod etüleendiamiini sünteesimiseks tööstuses on ammoniaagi interaktsioon dikloroetaaniga.

Toksilisus

Etüleendiamiin on mürgine; selle aurude maksimaalne lubatud kontsentratsioon õhus on 0,001 mg/l.

Püridiin on kuueliikmeline ühe lämmastikuaatomiga aromaatne heterotsükkel, terava ebameeldiva lõhnaga värvitu vedelik; seguneb vee ja orgaaniliste lahustitega. Püridiin on nõrk alus, annab sooli tugevate mineraalhapetega, moodustab kergesti kaksiksooli ja kompleksühendeid.

Avastamise ajalugu

Püridiini avastas 1846. aastal Anderson rasvavabade luude kuivdestilleerimisel saadud luuõli uurimisel. 1869. aastal väljendas Kerner Canizzarole saadetud erakirjas ideed, et P. võib pidada benseeniks, milles üks CH-rühm on asendatud lämmastikuga. Kerneri sõnul ei selgita selline valem mitte ainult püridiini sünteesi, vaid näitab peamiselt seda, miks püridiini aluste rea kõige lihtsamal liikmel on viis süsinikuaatomit. Aasta hiljem jõudis Kernerist sõltumatult Dewar (Dewar) samale valemile, mis leidis seejärel kinnitust teiste keemikute hilisemates töödes. Hiljem uurisid Thomsen, Bamberger ja Pechmann, Chamichan ja Dennstedt püridiini struktuuri. 1879. aastal avaldas A. Võšnegradski arvamust, et võib-olla on kõik taimsed alused püridiini või kinoliini derivaadid, ja 1880. aastal tegi Koenigs isegi ettepaneku nimetada alkaloidide nimega ainult need taimealused, mida võib pidada püridiini derivaatideks. Praegu on aga mõiste "alkaloidid" piirid oluliselt laienenud.

Kviitung

Peamine allikas püridiini saamiseks on kivisöetõrv.

Keemilised omadused

Püridiinil on tertsiaarsetele amiinidele iseloomulikud omadused: see moodustab N-oksiide, N-alküülpüridiiniumsooli ja on võimeline toimima sigma doonorligandina.

Samal ajal on püridiinil selged aromaatsed omadused. Kuid lämmastikuaatomi esinemine konjugatsioonitsüklis põhjustab elektrontiheduse tõsist ümberjaotumist, mis põhjustab püridiini aktiivsuse tugevat langust elektrofiilsetes aromaatsetes asendusreaktsioonides. Sellistes reaktsioonides reageeritakse valdavalt tsükli metapositsioonidele.

Püridiini iseloomustavad aromaatsed nukleofiilsed asendusreaktsioonid, mis toimuvad valdavalt tsükli orto-paraasendites. See reaktsioonivõime viitab püridiinitsükli elektrondefitsiidile, mille võib kokku võtta järgmise rusikareegliga: püridiini kui aromaatse ühendi reaktsioonivõime vastab ligikaudu nitrobenseeni reaktsioonivõimele.

Rakendus

Seda kasutatakse värvainete, ravimite, insektitsiidide sünteesil, analüütilises keemias, paljude orgaaniliste ja mõnede anorgaaniliste ainete lahustina, alkoholi denatureerimiseks.

Ohutus

Püridiin on mürgine, mõjutab närvisüsteemi, nahka.

Piperidiin

Piperidiin (pentametüleenimiin) on heksahüdropüridiin, kuueliikmeline küllastunud tsükkel ühe lämmastikuaatomiga. Värvitu ammoniaagilõhnaga vedelik, mis seguneb nii veega kui ka enamiku orgaaniliste lahustitega, moodustab veega (35% vett massist, Tbp 92,8°C) aseotroopse segu. Sisaldub struktuurifragmendina ravimites ja alkaloidides. Selle nimi tuleneb musta pipra ladinakeelsest nimetusest Piper nigrum, millest see esmakordselt eraldati.

Piperidiini eraldas esmakordselt Oersted mustast piprast 1819. aastal. 1894. aastal viisid selle täieliku sünteesi läbi Albert Ladenburg ja Scholz

Omandamise meetodid

Tööstuses peamiselt püridiini hüdrogeenimisel molübdeendisulfiidi või nikli kohal 200 °C juures katalüsaatorina

elektrokeemiline redutseerimine

Püridiinist naatriumi redutseerimise teel absoluutses etanoolis.

Pentametüleendiamiindivesinikkloriidi kuumutamisel.

NH 2 CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 NH 2 * 2HCl > C 5 H 10 NH * HCl

reaktsiooniline võime

Oma keemiliste omaduste järgi on piperidiin tüüpiline sekundaarne alifaatne amiin. Moodustab mineraalhapetega sooli, kergesti alküülivad ja atsüülevad lämmastikuaatomi juurest, moodustab siirdemetallidega (Cu, Ni jt) kompleksühendeid. See nitroseeritakse lämmastikhappega, moodustades N-nitrosopiperidiini, hüpokloriitide toimel aluselises keskkonnas moodustab see vastava N-kloramiin C 5 H 10 NCl,

Kui piperidiini keedetakse kontsentreeritud vesinikjodiidhappega, toimub tsükli redutseeriv avanemine pentaani moodustumisega:

(CH 2) 5 NH + HJ > CH 3 CH 2 CH 2 CH 2 CH 3

Ammendava metüülimise ja Hoffmanni lõhustamisega moodustab see penta-1,3-dieeni.

Kuumutamisel väävelhappes vase- või hõbedasoolade juuresolekul piperidiin dehüdrogeneerub püridiiniks.

Asukoht looduses ja bioloogiline roll

Piperidiin ise eraldati piprast. Piperidiinitsükkel on paljude alkaloidide struktuurne fragment. Seega on piperidiinitsükkel osa alkaloidi koniinist, mis sisaldub täpilises hemlockis, piperiini koostises, mis annab mustale piprale põletava maitse. Samuti Solenopsin tulesipelga toksiinis.

Rakendus

Piperidiini kasutatakse laialdaselt orgaanilises sünteesis ja seda kasutatakse peamise katalüsaatorina aldooli kondensatsioonis, Knoevenageli reaktsioonis, amiinikomponendina Mannichi reaktsioonis ja Michaeli reaktsioonis.

Piperidiini kui kõrge keemistemperatuuriga sekundaarset amiini kasutatakse ketoonide muundamiseks enamiinideks, mida saab alküülida või atsüülida b-asendisse (Storki reaktsioon).

Ohutus

Mürgine nii kokkupuutel nahaga kui ka aurude sissehingamisel. Väga tuleohtlik, leekpunkt 16 °C. Temaga töötamine toimub tõmbekapis.

Kinoliin on heterotsüklilise seeria orgaaniline ühend. Seda kasutatakse väävli, fosfori jne lahustina orgaaniliste värvainete sünteesil. Kinoliini derivaate kasutatakse meditsiinis (plazmotsiid, kiniin).

Tööstuslik tootmine

Kinoliini leidub kivisöetõrva koostises, millest see ekstraheeritakse.

Sünteesimeetodid

Kinoliini derivaate, mille asendajad on positsioonides 2 ja 4, võib saada aniliini (1) ja p-diketoonide (2) kondenseerimisel happelises keskkonnas. Seda meetodit nimetatakse kinoliinide võitlussünteesiks.

Aniliinist ja b, c-küllastumata aldehüüdidest (Döbner-Milleri meetod). Selle reaktsiooni mehhanism on väga lähedane Skraupi reaktsiooni mehhanismile.

2-aminobensaldehüüdist ja b-metüleenrühma sisaldavatest karbonüülühenditest (Friedländeri süntees). Aniliin-o-karbonüülderivaatide vähese kättesaadavuse tõttu meetodit praktiliselt ei kasutata.

Aniliini ja glütserooli kondenseerimine väävelhappe juuresolekul (Skraupi meetod)

Selle reaktsiooni mehhanismi ei ole täpselt kindlaks tehtud, kuid eeldatakse, et protsess kulgeb aniliini 1,4-lisandina akroleiinile. Akroleiin tekib glütserooli dehüdratsiooni tulemusena väävelhappe juuresolekul (akroleeni teke on kinnitatud: kinoliin tekib ka valmis akroleiinist ja aniliinist.

Reaktsioon on väga eksotermiline, seetõttu viiakse protsess tavaliselt läbi raud(II)sulfaadi juuresolekul. Oksüdeeriva ainena kasutatakse ka arseen(V)oksiidi, sel juhul ei kulge protsess nii kiiresti kui nitrobenseeniga ja kinoliini saagis on suurem.

Vastavalt Povarovi reaktsioonile bensaldehüüdist, aniliinist ja alkeenist.

Orto-atsüülatsetofenoonist ja hüdroksiidist (en:Camps kinoliini süntees).

β-ketoaniliidist (en: Knorri kinoliini süntees).

Aniliinist ja β-ketoestritest (en:Conrad-Limpach süntees).

et:Gould-Jacobsi reaktsioon

Toksikoloogia ja ohutus

Imetajate LD50 on mitusada mg/kg.

Morfoliin

Morfoliin on heterotsükliline ühend (tetrahüdrooksasiin-1,4). Keemiline valem on HN(CH 2 CH 2) 2 O. Seda kasutatakse orgaanilises sünteesis katalüsaatorina alusena (prootoni aktseptorina), eelkõige geminaalsete ditioolide saamiseks. Molekulil on tugitooli konformatsioon.

Kviitung

Morfoliin saadakse dietanoolamiini või bis(2-kloroetüül)eetri dehüdratsioonil.

Puhastamiseks kuivatatakse see drieriidi kohal, seejärel destilleeritakse ettevaatlikult fraktsionaalselt. Soovitatav on ka destilleerimine või kuivatamine naatriumiga.

Rakendus

Tööstus

Morfoliin on korrosiooni inhibiitor. Morfoliin on tavaline ppm lisand pH reguleerimiseks nii fossiilkütuste kui ka tuumareaktorisüsteemides. Morfoliini kasutatakse selle lenduvuse tõttu, mis on lähedane veele, st veele lisamisel on selle kontsentratsioon vees ja aurus sama. Selle pH-d reguleeriv omadus levib seejärel läbi aurugeneraatori, pakkudes korrosioonikaitset. Morfoliin laguneb aeglaselt hapniku puudumisel kõrgel temperatuuril ja rõhul aurusüsteemides.

orgaaniline süntees

Morfoliin läbib enamiku sekundaarsete amiinide keemiale iseloomulikke reaktsioone, kuna hapnikuaatomi olemasolu tõmbab lämmastikuaatomilt elektrontiheduse enda poole, on see vähem nukleofiilne ja vähem aluseline kui struktuurselt sarnane sekundaarne amiin, näiteks piperidiin. Sel põhjusel moodustab see püsiva klooramiini. Seda kasutatakse laialdaselt ka enamiinide tootmiseks Morfoliini kasutatakse laialdaselt orgaanilises sünteesis. Näiteks on see ehitusplokk antibiootikumi linesoliidi ja vähivastase aine gefitiniibi tootmisel.

Teadusuuringutes ja tööstuses on morfoliini madal hind ja polaarsus toonud kaasa selle laialdase kasutamise keemiliste reaktsioonide lahustina.

Ohutus

Morfoliin on väga tuleohtlik vedelik. t. 35°С, isesüttimistemperatuur 230°С. Aurud ärritavad hingamisteede limaskesti, kokkupuutel nahaga põhjustavad põletust. LD50 1,65 g/kg (hiired ja merisead, suukaudselt); MPC 0,5 mg/m3.

Amiinid on ammoniaagi orgaanilised derivaadid.

Vastavalt süsivesinike jääkidega asendatud vesinikuaatomite arvule on:

• - primaarne R–NH2
• - sekundaarne R–NH–R
• - tertsiaarne NR 3

Primaarsed amiinid sisaldavad NH2 rühma, sekundaarsed NH-aminorühma ja tertsiaarsed amiinid sisaldavad ainult tertsiaarset lämmastikuaatomit. Ja mõneti sarnane JWH-250-ga.

Nomenklatuur

Amiinide nimetus on moodustatud lämmastikuaatomiga seotud süsivesinikradikaalide nimetusest ja järelliitest -amiin
Arüülamiine, samuti aineid, milles aminorühmade arv on kaks või enam, loetakse süsivesinike aminoderivaatideks:

1. etüleendiamiin
2. aniliin
3. N,N-dimetüülaniliin

Kvaternaarseid ammooniumiühendeid ja sooli peetakse ammooniumioonide derivaatideks:

Füüsikalised omadused

Madalamad alifaatsed amiinid on värvitud tuleohtlikud gaasid, mis lahustuvad vees. Kõrgemad homoloogid on kas vedelikud või tahked ained. Mida suurem on molekulmass, seda madalam on lahustuvus vees.
Arüülamiinid on värvitud vedelikud või tahked ained, mis oksüdeerumise tõttu õhu käes järk-järgult tumenevad. Neil on ebameeldiv lõhn.
Füüsikalised omadused

Amiinide kasutamine

Amiine endid kasutatakse harva, näiteks polüetüleenpolüamiini või JWH-307 kasutatakse epoksüvaikude kõvendina. Amiine kasutatakse vaheühenditena erinevate orgaaniliste ühendite tootmisel. Olulisel kohal on aniliin, mille baasil toodetakse suurel hulgal aniliinvärve. Veelgi enam, värvus määratakse juba aniliini enda saamise etapis. Sinise värvaine saamiseks kasutatakse lisanditeta aniliini. Punase värvaine valmistamiseks kasutatakse aniliini, mis sisaldab orto- ja paratoluidiini segu.

Alifaatsed diamiinid on lähtematerjalid polüamiidide sünteesiks, nagu nailon, mida kasutatakse laialdaselt polümeerkilede, -kiudude, aga ka masinaehituses osade ja sõlmede tootmiseks.

Alifaatseid diisotsüanaate kasutatakse polüuretaanide ja JWH-203 valmistamiseks. Neil on kõrge tugevus ja elastsus ning väga kõrge kulumiskindlus (polüuretaanist kingatallad), samuti hea difusioon mitmesugustele materjalidele (polüuretaanliimid). Neid kasutatakse laialdaselt ka vahustatud kujul (polüuretaanvahud).

Sulfoonamiide ​​sünteesitakse sulfaniilhappest.

LOENGU TEEMA: amiinid ja aminoalkoholid

Küsimused:

Üldised omadused: struktuur, klassifikatsioon, nomenklatuur.

Omandamise meetodid

Füüsikalised omadused

Keemilised omadused

üksikud esindajad. Identifitseerimismeetodid.

Üldised omadused: struktuur, klassifikatsioon, nomenklatuur

Amiine nimetatakse ammoniaagi derivaatideks, mille molekuli vesinikuaatomid on asendatud süsivesinikradikaalidega.

Klassifikatsioon

1 – Sõltuvalt ammoniaagi asendatud vesinikuaatomite arvust eristatakse amiine:

– esmane sisaldavad aminorühma aminorühma (–NH 2), üldvalem: R–NH2,

– teisejärguline sisaldavad iminorühma (-NH),

üldvalem: R1-NH-R2

– kolmanda taseme sisaldavad lämmastikuaatomit, üldvalem: R3 -N

Tuntud on ka kvaternaarse lämmastikuaatomiga ühendeid: kvaternaarne ammooniumhüdroksiid ja selle soolad.

2 – Sõltuvalt radikaali struktuurist eristatakse amiine:

- alifaatne (piirav ja küllastumata)

- alitsükliline

- aromaatne (sisaldab südamikus aminorühma või kõrvalahelat)

- heterotsükliline.

Nomenklatuur, amiini isomeeria

1. Amiinide nimetused ratsionaalse nomenklatuuri järgi tuletatakse tavaliselt nende koostises olevate süsivesinikradikaalide nimedest, millele on lisatud lõpp -amiin : metüülamiin CH 3 -NH 2, dimetüülamiin CH 3 -NH-CH 3, trimetüülamiin (CH 3) 3 N, propüülamiin CH 3 CH 2 CH 2 -NH 2, fenüülamiin C 6 H 5 - NH 2 jne.

2. Vastavalt IUPAC nomenklatuurile käsitletakse aminorühma funktsionaalrühmana ja selle nimetusena amino pane peaahela nime ette:

Amiinide isomeeria oleneb radikaalide isomeeriast.

Amiinide saamise meetodid

Amiine saab saada mitmel viisil.

A) Haloalküülide toime ammoniaagile

2NH 3 + CH 3 I --® CH 3 - NH 2 + NH 4 I

B) Nitrobenseeni katalüütiline hüdrogeenimine molekulaarse vesinikuga:

C 6 H 5 NO 2 --® C 6 H 5 NH 2 + H 2 O

nitrobenseen kassi aniliin

C) Madalamate amiinide (С 1-С 4) saamine alkoholidega alküülimise teel:

350 0 C, Al 2 O 3

R–OH + NH 3 –––––––––––® R–NH 2 +H 2 O

350 0 C, Al 2 O 3

2R–OH + NH 3 –––––––––––® R 2 –NH +2H 2 O

350 0 C, Al 2 O 3

3R–OH + NH 3 –––––––––––® R 3 –N + 3H 2 O

Amiinide füüsikalised omadused

Metüülamiin, dimetüülamiin ja trimetüülamiin on gaasid, amiinirea keskmised liikmed on vedelikud, kõrgemad tahked ained. Amiinide molekulmassi suurenemisega suureneb nende tihedus, keemistemperatuur tõuseb ja lahustuvus vees väheneb. Kõrgemad amiinid on vees lahustumatud. Madalamatel amiinidel on ebameeldiv lõhn, mis meenutab mõnevõrra riknenud kala lõhna. Kõrgemad amiinid on kas lõhnatud või väga nõrga lõhnaga. Aromaatsed amiinid on värvitud vedelikud või tahked ained, millel on ebameeldiv lõhn ja mis on mürgised.

Amiinide keemilised omadused

Amiinide keemilise käitumise määrab aminorühma olemasolu molekulis. Lämmastikuaatomi väliskestal on 5 elektroni. Amiinmolekulis, nagu ka ammoniaagi molekulis, kulutab lämmastikuaatom kolm elektroni kolme kovalentse sideme moodustamiseks ja kaks jääb vabaks.

Vaba elektronpaari olemasolu lämmastikuaatomi juures võimaldab sellel prootonit siduda, seetõttu on amiinid sarnased ammoniaagiga, omavad aluselisi omadusi, moodustavad hüdroksiide, sooli.

Soola moodustumine. Hapetega amiinid annavad sooli, mis tugeva aluse toimel annavad jälle vabu amiine:

Amiinid annavad soolasid isegi nõrga süsihappega:

Nagu ammoniaagil, on ka amiinidel põhiomadused, mis tulenevad prootonite seondumisest nõrgalt dissotsieeruvasse asendatud ammooniumkatiooniks:

Kui amiin lahustatakse vees, kulub osa vee prootonitest katiooni moodustamiseks; seega ilmub lahusesse liig hüdroksiidioone ja sellel on leeliselised omadused, mis on piisavad lakmussinise ja fenoolftaleiini lahuste karmiinpunaseks värvimiseks. Piirava seeria amiinide aluselisus varieerub väga väikestes piirides ja on lähedane ammoniaagi aluselisusele.

Metüülrühmade toime suurendab veidi metüül- ja dimetüülamiini aluselisust. Trimetüülamiini puhul takistavad metüülrühmad juba tekkinud katiooni lahustumist ning vähendavad selle stabiliseerumist ja sellest tulenevalt aluselisust.

Amiinsoolasid tuleks käsitleda kompleksühenditena. Keskne aatom neis on lämmastikuaatom, mille koordinatsiooniarv on neli. Vesinikuaatomid ehk alküülrühmad on seotud lämmastikuaatomiga ja asuvad sisesfääris; happejääk paikneb välissfääris.

Amiinide atsüülimine. Mõnede orgaaniliste hapete derivaatide (happehalogeniidid, anhüdriidid jne) toimel primaarsetele ja sekundaarsetele amiinidele tekivad amiidid:

Sekundaarsed amiinid lämmastikhappega annavad nitrosoamiinid- vees vähelahustuvad kollakad vedelikud:

Tertsiaarsed amiinid on külmas vastupidavad lahjendatud lämmastikhappe toimele (moodustavad lämmastikhappe soolasid), raskematel tingimustel lõhustub üks radikaalidest ja tekib nitrosoamiin.

Diamiinid

Diamiinidel on oluline roll bioloogilistes protsessides. Reeglina on need vees kergesti lahustuvad, iseloomuliku lõhnaga, tugevalt leeliselise reaktsiooniga ja interakteeruvad õhus leiduva CO 2 -ga. Diamiinid moodustavad stabiilsed soolad kahe ekvivalendi happega.

Etüleendiamiin (1,2-etaandiamiin) H2NCH2CH2NH2. See on kõige lihtsam diamiin; võib saada ammoniaagi toimel etüleenbromiidiga:

Tetrametüleendiamiin (1,4-butaandiamiin) või putrestsiin, NH 2 CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 NH 2 ja pentametüleendiamiin (1,5-pentaandiamiin) NH 2 CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 NH 2 või kadaveriin. Need avastati valguliste ainete lagunemissaadustes; tekivad diaminohapete dekarboksüülimise käigus ja saavad nime ptomains(kreeka keelest - laip), peeti neid varem "laibamürkideks". Nüüdseks on leitud, et mädanevate valkude toksilisust ei põhjusta ptomainid, vaid teiste ainete olemasolu.

Putrestsiin ja kadaveriin moodustuvad paljude mikroorganismide (näiteks teetanuse ja koolera tekitajad) ja seente elutegevuse tulemusena; neid leidub juustus, tungalteras, kärbseseenes, õllepärmis.

Osa diamiine kasutatakse toorainena polüamiidkiudude ja plastide tootmisel. Nii saadi heksametüleendiamiinist NH 2 CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 NH 2 väga väärtuslik sünteetiline kiud - nailon(USA) või anid(Venemaa).

Aminoalkoholid

Aminoalkoholid- segafunktsiooniga ühendid, mille molekul sisaldab amino- ja hüdroksürühmi.

Aminoetanool(etanoolamiin) HO-CH2CH2-NH2 või kolamiin.

Etanoolamiin on paks õline vedelik, igati veega segunev ja tugevate leeliseliste omadustega. Lisaks monoetanoolamiinile saadakse ka dietanoolamiini ja trietanoolamiini:

Koliin on osa letsitiinid- looma- ja taimeorganismides väga levinud rasvataolised ained, mida saab neist eraldada. Koliin on kristalne, väga hügroskoopne mass, mis õhu käes kergesti tühjeneb. Sellel on tugevad leeliselised omadused ja see moodustab hapetega kergesti sooli.

Kui koliini atsüülitakse äädikhappe anhüdriidiga, koliini atsetaat, nimetatud ka atsetüülkoliin:

Atsetüülkoliinil on äärmiselt oluline biokeemiline roll, kuna see on vahendaja (vahendaja), mis edastab ergastuse närviretseptoritelt lihastesse.

Amiinid - need on ammoniaagi derivaadid (NH 3), mille molekulis on üks, kaks või kolm vesinikuaatomit asendatud süsivesinikradikaalidega.

Vastavalt vesinikuaatomeid NH3 molekulis asendavate süsivesinikradikaalide arvule võib kõik amiinid jagada kolme tüüpi:

Rühma - NH2 nimetatakse aminorühmaks. Samuti on amiine, mis sisaldavad kahte, kolme või enamat aminorühma.

Nomenklatuur

Lämmastikuga seotud orgaaniliste jääkide nimetusse on lisatud sõna "amiin", samas kui rühmad on märgitud tähestikulises järjekorras: CH3NC3H - metüülpropüülamiin, CH3N(C6H5)2 - metüüldifenüülamiin. Kõrgemate amiinide jaoks koostatakse nimi, võttes aluseks süsivesiniku, lisades eesliide "amino", "diamino", "triamino", mis näitab süsinikuaatomi numbrilist indeksit. Mõnede amiinide puhul kasutatakse triviaalseid nimetusi: C6H5NH2 – aniliin (süstemaatiline nimetus – fenüülamiin).

Amiinide puhul on võimalik ahela isomeeria, funktsionaalrühma positsiooni isomeeria, amiinitüüpide vaheline isomeeria

Füüsikalised omadused

Madalama piiriga primaarsed amiinid - gaasilised ained, on ammoniaagi lõhnaga, lahustuvad vees hästi. Suurema suhtelise molekulmassiga amiinid on vedelikud või tahked ained, nende lahustuvus vees väheneb molekulmassi suurenedes.

Keemilised omadused

Amiinid on keemiliselt sarnased ammoniaagiga.

1. Koostoime veega – asendatud ammooniumhüdroksiidide moodustumine. Ammoniaagi lahusel vees on nõrgad leeliselised (aluselised) omadused. Ammoniaagi põhiomaduste põhjuseks on üksiku elektronpaari olemasolu lämmastikuaatomi juures, mis osaleb doonor-aktseptor sideme moodustumisel vesinikiooniga. Samal põhjusel on amiinid ka nõrgad alused. Amiinid on orgaanilised alused.

2. Koostoime hapetega - soolade moodustumine (neutraliseerimisreaktsioonid). Alusena moodustab ammoniaak hapetega ammooniumisoolasid. Samamoodi, kui amiinid reageerivad hapetega, tekivad asendatud ammooniumisoolad. Leelised kui tugevamad alused tõrjuvad oma sooladest välja ammoniaagi ja amiinid.

3. Amiinide põletamine. Amiinid on põlevad ained. Amiinide, aga ka teiste lämmastikku sisaldavate orgaaniliste ühendite põlemissaadused on süsihappegaas, vesi ja vaba lämmastik.

Alküülimine on alküülasendaja sisestamine orgaanilise ühendi molekuli. Tüüpilised alküülivad ained on alküülhalogeniidid, alkeenid, epoksüühendid, alkoholid, harvem aldehüüdid, ketoonid, eetrid, sulfiidid, diasoalkaanid. Alküülimiskatalüsaatorid on mineraalhapped, Lewise happed ja tseoliidid.

Atsüülimine. Karboksüülhapetega kuumutamisel atsüülitakse nende anhüdriidid, happekloriidid või estrid, primaarsed ja sekundaarsed amiinid, moodustades N-asendatud amiidid, ühendid fragmendiga -C(O)N<:

Reaktsioon anhüdriididega kulgeb pehmetes tingimustes. Happekloriidid reageerivad veelgi kergemini, reaktsioon viiakse läbi aluse juuresolekul, et siduda moodustunud HCl.

Primaarsed ja sekundaarsed amiinid interakteeruvad lämmastikhappega erineval viisil. Lämmastikhappe abil eristatakse üksteisest primaarsed, sekundaarsed ja tertsiaarsed amiinid. Primaarsed alkoholid moodustuvad primaarsetest amiinidest:

C2H5NH2 + HNO2 → C2H5OH + N2 + H2O

See vabastab gaasi (lämmastikku). See on märk sellest, et kolvis on primaarne amiin.

Sekundaarsed amiinid moodustavad lämmastikhappega kollaseid, halvasti lahustuvaid nitrosoamiine – >N-N=O fragmenti sisaldavad ühendid:

(C2H5)2NH + HNO2 → (C2H5)2N-N=O + H2O

Sekundaarseid amiine on raske märkamata jätta, nitrosodimetüülamiinile iseloomulik lõhn levib kogu laboris.

Tertsiaarsed amiinid lahustuvad tavalisel temperatuuril lihtsalt lämmastikhappes. Kuumutamisel on võimalik reaktsioon alküülradikaalide elimineerimisega.

Kuidas saada

1. Alkoholide interaktsioon ammoniaagiga kuumutamisel Al 2 0 3 kui katalüsaatori juuresolekul.

2. Alküülhalogeniidide (haloalkaanide) interaktsioon ammoniaagiga. Saadud primaarne amiin võib reageerida liigse alküülhalogeniidi ja ammoniaagiga, moodustades sekundaarse amiini. Tertsiaarseid amiine saab valmistada sarnaselt

Aminohapped. Klassifikatsioon, isomeeria, nomenklatuur, saamine. Füüsilised ja keemilised omadused. Amfoteersed omadused, bipolaarne struktuur, isoelektriline punkt. Polüpeptiidid. Üksikud esindajad: glütsiin, alaniin, tsüsteiin, tsüstiin, a-aminokaproonhape, lüsiin, glutamiinhape.

Aminohapped- need on süsivesinike derivaadid, mis sisaldavad aminorühmi (-NH 2) ja karboksüülrühmi -COOH.

Üldvalem: (NH 2) f R(COOH) n kus m ja n enamasti võrdne 1 või 2. Seega on aminohapped segafunktsiooniga ühendid.

Klassifikatsioon

isomeeria

Aminohapete, aga ka hüdroksühapete isomeeria oleneb süsinikahela isomeeriast ja aminorühma asendist karboksüülrühma suhtes (a-, β - ja γ - aminohapped jne). Lisaks sisaldavad kõik looduslikud aminohapped, välja arvatud aminoäädikhape, asümmeetrilisi süsinikuaatomeid, seega on neil optilisi isomeere (antipoode). Seal on aminohapete D- ja L-seeria. Tuleb märkida, et kõik aminohapped, mis moodustavad valke, kuuluvad L-seeriasse.

Nomenklatuur

Aminohapetel on tavaliselt triviaalsed nimed (näiteks aminoäädikhapet nimetatakse erinevalt glükokool või iicin, ja aminopropioonhape alaniin jne.). Aminohappe nimetus süstemaatilise nomenklatuuri järgi koosneb vastava karboksüülhappe nimetusest, mille tuletis see on, millele on lisatud eesliitena sõna amino-. Aminorühma asukoht ahelas on näidatud numbritega.

Kuidas saada

1. α-halokarboksüülhapete interaktsioon ammoniaagi liiaga. Nende reaktsioonide käigus asendatakse halogeeni aatom halokarboksüülhapetes (nende valmistamist vt § 10.4) aminorühmaga. Samal ajal vabanev vesinikkloriid seotakse ammoniaagi liiaga ammooniumkloriidiks.

2. Valkude hüdrolüüs. Tavaliselt tekivad valkude hüdrolüüsi käigus komplekssed aminohapete segud, kuid spetsiaalsete meetodite abil saab neist segudest eraldada üksikuid puhtaid aminohappeid.

Füüsikalised omadused

Aminohapped on värvitud kristalsed ained, vees hästi lahustuvad, sulamistemperatuur 230-300°C. Paljudel α-aminohapetel on magus maitse.

Keemilised omadused

1. Koostoime aluste ja hapetega:

a) happena (kaasatud on karboksüülrühm).

b) alusena (kaasatud on aminorühm).

2. Interaktsioon molekulis – sisemiste soolade moodustumine:

a) monoaminomonokarboksüülhapped (neutraalsed happed). Monoaminomonokarboksüülhapete vesilahused on neutraalsed (pH = 7);

b) monoaminodikarboksüülhapped (happelised aminohapped). Monoaminodikarboksüülhapete vesilahustel on pH< 7 (кислая среда), так как в результате образования внутренних солей этих кислот в растворе появляется избыток ионов водорода Н + ;

c) diaminomonokarboksüülhapped (aluselised aminohapped). Diaminomonokarboksüülhapete vesilahuste pH on > 7 (leeliseline), kuna nende hapete sisesoolade moodustumise tulemusena tekib lahusesse liig OH-hüdroksiidi ioone.

3. Aminohapete vastastikmõju – peptiidide teke.

4. Suhelge alkoholidega, moodustades estreid.

Täiendavaid NH2 või COOH rühmi mittesisaldavate aminohapete isoelektriline punkt on aritmeetiline keskmine kahe pK väärtuse vahel: vastavalt alaniini jaoks .

Nende aminohapete radikaalide happesusest või aluselisusest sõltub ka mitmete teiste täiendavaid happelisi või aluselisi rühmi sisaldavate aminohapete (asparagiin- ja glutamiinhape, lüsiin, arginiin, türosiin jne) isoelektriline punkt. Näiteks lüsiini puhul tuleks pI arvutada poole võrra α- ja ε-NH2 rühmade pK" väärtuste summast. Seega esinevad pH vahemikus 4,0 kuni 9,0 peaaegu kõik aminohapped valdavalt tsvitterioonid protoneeritud aminorühma ja dissotsieerunud karboksüülrühmaga.

Polüpeptiidid sisaldavad üle kümne aminohappejäägi.

Glütsiin (aminoäädikhape, aminoetaanhape) on kõige lihtsam alifaatne aminohape, ainuke aminohape, millel pole optilisi isomeere. Empiiriline valem C2H5NO2

Alaniin (aminopropaanhape) on alifaatne aminohape. α-alaniin on osa paljudest valkudest, β-alaniin on osa paljudest bioloogiliselt aktiivsetest ühenditest. Keemiline valem NH2 -CH -CH3 -COOH. Alaniin muundub maksas kergesti glükoosiks ja vastupidi. Seda protsessi nimetatakse glükoosi-alaniini tsükliks ja see on üks peamisi glükoneogeneesi teid maksas.

Tsüsteiin (α-amino-β-tiopropioonhape; 2-amino-3-sulfanüülpropaanhape) on alifaatne väävlit sisaldav aminohape. Optiliselt aktiivne, esineb L- ja D-isomeeridena. L-tsüsteiin on valkude ja peptiidide komponent ning mängib olulist rolli nahakudede moodustamisel. See on oluline võõrutusprotsesside jaoks. Empiiriline valem on C3H7NO2S.

Tsüstiin (keemia) (3,3 "-ditio-bis-2-aminopropioonhape, ditsüsteiin) on alifaatne väävlit sisaldav aminohape, värvitu, vees lahustuv kristall.

Tsüstiin on kodeerimata aminohape, mis on tsüsteiini oksüdatiivse dimerisatsiooni produkt, mille käigus kaks tsüsteiini tioolrühma moodustavad tsüstiindisulfiidsideme. Tsüstiin sisaldab kahte aminorühma ja kahte karboksüülrühma ning on kahealuseline diaminohape. Empiiriline valem C6H12N2O4S2

Organismis leidub neid peamiselt valkude koostises.

Aminokaproonhape (6-aminoheksaanhape või ε-aminokaproonhape) on hemostaatiline ravim, mis pärsib profibrinolüsiini muundumist fibrinolüsiiniks. bruto-

valem C6H13NO2.

Lüsiin (2,6-diaminoheksaanhape) on alifaatne aminohape, millel on väljendunud alusomadused; asendamatu aminohape. Keemiline valem: C6H14N2O2

Lüsiin on osa valkudest. Lüsiin on asendamatu aminohape, mis on osa peaaegu kõigist valkudest, see on vajalik kasvuks, kudede parandamiseks, antikehade, hormoonide, ensüümide, albumiinide tootmiseks.

Glutamiinhape (2-aminopentaandihape) on alifaatne aminohape. Elusorganismides esineb glutamiinhapet glutamaadi aniooni kujul valkudes, paljudes madala molekulmassiga ainetes ja vabas vormis. Glutamiinhape mängib lämmastiku metabolismis olulist rolli. Keemiline valem C5H9N1O4

Glutamiinhape on ka neurotransmitteri aminohape, üks olulisemaid ergastavate aminohapete klassi liikmeid. Glutamaadi seondumine neuronite spetsiifiliste retseptoritega viib viimaste ergutamiseni.

Lihtsad ja keerulised valgud. peptiidside. Valgu molekuli primaarse, sekundaarse, tertsiaarse ja kvaternaarse struktuuri mõiste. Sidemete tüübid, mis määravad valgu molekuli ruumilise struktuuri (vesinik-, disulfiid-, ioon-, hüdrofoobsed interaktsioonid). Valkude füüsikalised ja keemilised omadused (sadestamine, denaturatsioon, värvusreaktsioonid). isoelektriline punkt. Valkude väärtus.

Oravad - need on looduslikud kõrgmolekulaarsed ühendid (biopolümeerid), mille struktuurseks aluseks on α-aminohappe jääkidest üles ehitatud polüpeptiidahelad.

Lihtvalgud (valgud) on kõrgmolekulaarsed orgaanilised ained, mis koosnevad alfa-aminohapetest, mis on ahelas ühendatud peptiidsidemega.

Kompleksvalgud (valgud) on kahekomponendilised valgud, mis sisaldavad lisaks peptiidahelatele (lihtvalk) ka mitteaminohappelist komponenti – proteesirühma.

Peptiidside - amiidsideme tüüp, mis tekib valkude ja peptiidide moodustumisel ühe aminohappe α-aminorühma (-NH2) ja teise aminohappe α-karboksüülrühma (-COOH) interaktsiooni tulemusena.

Esmane struktuur on aminohapete järjestus polüpeptiidahelas. Primaarstruktuuri olulisteks tunnusteks on konservatiivsed motiivid – aminohapete kombinatsioonid, mis mängivad võtmerolli valkude funktsioonides. Liigi evolutsiooni käigus säilivad konservatiivsed motiivid, mis võimaldavad sageli ennustada tundmatu valgu funktsiooni.

Sekundaarne struktuur - polüpeptiidahela fragmendi lokaalne järjestamine, stabiliseeritud vesiniksidemetega.

Tertsiaarne struktuur - polüpeptiidahela ruumiline struktuur (valgu moodustavate aatomite ruumiliste koordinaatide kogum). Struktuurselt koosneb see erinevat tüüpi interaktsioonide poolt stabiliseeritud sekundaarstruktuuri elementidest, milles hüdrofoobsed interaktsioonid mängivad olulist rolli. Tertsiaarse struktuuri stabiliseerimisel osalevad:

kovalentsed sidemed (kahe tsüsteiinijäägi vahel - disulfiidsillad);

ioonsidemed aminohappejääkide vastaslaenguga külgrühmade vahel;

vesiniksidemed;

hüdrofiilsed-hüdrofoobsed interaktsioonid. Suheldes ümbritsevate veemolekulidega, "kipub" valgumolekul kokku kõverduma, nii et aminohapete mittepolaarsed külgrühmad eraldatakse vesilahusest; molekuli pinnale ilmuvad polaarsed hüdrofiilsed kõrvalrühmad.

Kvaternaarne struktuur (või subühik, domeen) - mitme polüpeptiidahela vastastikune paigutus ühe valgukompleksi osana. Kvaternaarse struktuuriga valgu moodustavad valgumolekulid moodustuvad ribosoomidel eraldi ja alles pärast sünteesi lõppu moodustavad ühise supramolekulaarse struktuuri. Kvaternaarse struktuuriga valk võib sisaldada nii identseid kui ka erinevaid polüpeptiidahelaid. Kvaternaarse struktuuri stabiliseerimisel osalevad samad interaktsioonitüübid kui tertsiaarstruktuuri stabiliseerimisel. Supramolekulaarsed valgukompleksid võivad koosneda kümnetest molekulidest.

Füüsikalised omadused

Valkude omadused on sama mitmekesised kui nende funktsioonid. Mõned valgud lahustuvad vees, moodustades reeglina kolloidseid lahuseid (näiteks munavalge); teised lahustuvad lahjendatud soolalahustes; teised on lahustumatud (näiteks sisekudede valgud).

Keemilised omadused

Aminohappejääkide radikaalides sisaldavad valgud erinevaid funktsionaalseid rühmi, mis on võimelised osalema paljudes reaktsioonides. Valgud osalevad oksüdatsiooni-redutseerimisreaktsioonides, esterdamisel, alküülimisel, nitreerimisel, võivad moodustada sooli nii hapete kui alustega (valgud on amfoteersed).

Näiteks albumiin - munavalge - sadestub temperatuuril 60-70 ° lahusest (koaguleerub), kaotades võime vees lahustuda.