Aromaattiset amiinit esillä. Amiinit
Koska amiinit, jotka ovat ammoniakin johdannaisia, ovat rakenteeltaan samanlaisia (ts. niillä on yksittäinen elektronipari typpiatomissa), niillä on samanlaisia ominaisuuksia kuin se. Nuo. amiinit, kuten ammoniakki, ovat emäksiä, koska typpiatomi voi tarjota elektroniparin muodostamaan sidoksia elektronivajaisten lajien kanssa luovuttaja-akseptorimekanismin kautta (täyttää Lewisin emäksisyyden määritelmän).
I. Amiinien ominaisuudet emäksinä (protonin vastaanottajat)
1. Alifaattisten amiinien vesiliuokset osoittavat alkalisen reaktion, koska kun ne ovat vuorovaikutuksessa veden kanssa, muodostuu ammoniumhydroksidin kaltaisia alkyyliammoniumhydroksideja:
CH 3 NH 2 + H 2 O CH 3 NH 3 + + OH −
Aniliini ei käytännössä reagoi veden kanssa.
Vesiliuokset ovat emäksisiä:
Protonisidos amiinin kanssa, kuten ammoniakin kanssa, muodostuu luovuttaja-akseptorimekanismista johtuen typpiatomin yksinäisestä elektroniparista.
Alifaattiset amiinit ovat vahvempia emäksiä kuin ammoniakki, koska alkyyliradikaalit lisäävät elektronitiheyttä typpiatomissa johtuen +:sta minä-vaikutus. Tästä syystä typpiatomin elektroniparia pidetään vähemmän tiukasti kiinni ja se on helpommin vuorovaikutuksessa protonin kanssa.
2. Vuorovaikutuksessa happojen kanssa amiinit muodostavat suoloja:
C 6 H 5 NH 2 + HCl → (C 6 H 5 NH 3) Cl
fenyyliammoniumkloridi
2CH 3 NH 2 + H 2 SO 4 → (CH 3 NH 3) 2 SO 4
metyyliammoniumsulfaatti
Amiinisuolat ovat kiinteitä aineita, jotka liukenevat hyvin veteen ja huonosti ei-polaarisiin nesteisiin. Reagoiessaan alkalien kanssa vapautuu vapaita amiineja:
Aromaattiset amiinit ovat heikompia emäksiä kuin ammoniakki, koska typpiatomin yksittäinen elektronipari siirtyy kohti bentseenirengasta konjugoituen aromaattisen renkaan π-elektronien kanssa, mikä vähentää typpiatomin elektronitiheyttä (-M-ilmiö). Päinvastoin, alkyyliryhmä on hyvä elektronitiheyden luovuttaja (+I-vaikutus).
tai 
Elektronitiheyden lasku typpiatomissa johtaa heikkenemiseen kyvyssä poistaa protoneja heikoista hapoista. Siksi aniliini on vuorovaikutuksessa vain vahvojen happojen (HCl, H 2 SO 4) kanssa, eikä sen vesiliuos muutu lakmussiniseksi.
Amiinimolekyylien typpiatomissa on yksittäinen elektronipari, joka voi osallistua sidosten muodostukseen luovuttaja-akseptorimekanismin mukaisesti.
aniliiniammoniakki primaarinen amiini sekundaarinen amiini tertiäärinen amiini
typpiatomin elektronitiheys kasvaa.
Koska molekyyleissä on yksittäinen elektronipari, amiinit, kuten ammoniakki, osoittavat perusominaisuuksia.
aniliini ammoniakki primaarinen amiini sekundaarinen amiini
perusominaisuudet paranevat radikaalien tyypin ja lukumäärän vaikutuksesta.
C6H5NH2< NH 3 < RNH 2 < R 2 NH < R 3 N (в газовой фазе)
II. Amiinin hapetus
Amiinit, erityisesti aromaattiset, hapettuvat helposti ilmassa. Toisin kuin ammoniakki, ne voivat syttyä avotulesta. Aromaattiset amiinit hapettavat spontaanisti ilmassa. Siten aniliini muuttuu nopeasti ruskeaksi ilmassa hapettumisen vuoksi.
4СH 3 NH 2 + 9O 2 → 4CO 2 + 10H 2 O + 2N 2
4C 6 H 5 NH 2 + 31O 2 → 24CO 2 + 14H 2 O + 2N 2
III. Vuorovaikutus typpihapon kanssa
Typpihappo HNO 2 on epästabiili yhdiste. Siksi sitä käytetään vain valinnan yhteydessä. HNO 2 muodostuu, kuten kaikki heikot hapot, sen suolan (nitriitti) vaikutuksesta vahvan hapon kanssa:
KNO 2 + HCl → HNO 2 + KCl
tai NO 2 − + H + → HNO 2
Reaktiotuotteiden rakenne typpihapon kanssa riippuu amiinin luonteesta. Siksi tätä reaktiota käytetään erottamaan primaariset, sekundaariset ja tertiaariset amiinit.
· Primääriset alifaattiset amiinit muodostavat alkoholeja HNO 2:n kanssa:
R-NH2 + HNO2 → R-OH + N2 + H2O
- Erittäin tärkeä on primaaristen aromaattisten amiinien diatsotointireaktio typpihapon vaikutuksesta, joka saadaan natriumnitriitin reaktiolla suolahapon kanssa. Ja sen jälkeen muodostuu fenolia:
· Sekundaariset amiinit (alifaattiset ja aromaattiset) HNO 2:n vaikutuksesta muuttuvat N-nitrosojohdannaisiksi (aineiksi, joilla on ominainen haju):
R2NH + H-O-N=O → R2N-N=O + H20
alkyylinitrosamiini
· Reaktio tertiääristen amiinien kanssa johtaa epästabiilien suolojen muodostumiseen, eikä sillä ole käytännön merkitystä.
IV. Erikoisominaisuudet:
1. Monimutkaisten yhdisteiden muodostuminen siirtymämetallien kanssa:
2. Alkyylihalogenidien lisääminen Amiinit lisäävät halogeenialkaaneja suolan muodostamiseksi:
Käsittelemällä saatua suolaa alkalilla saat vapaan amiinin:
V. Aromaattinen elektrofiilinen substituutio aromaattisissa amiineissa (aniliinin reaktio bromiveden tai typpihapon kanssa):
Aromaattisissa amiineissa aminoryhmä helpottaa substituutiota bentseenirenkaan orto- ja para-asemissa. Siksi aniliinihalogenoituminen tapahtuu nopeasti ja ilman katalyyttejä, ja kolme bentseenirenkaan vetyatomia korvataan kerralla, ja valkoinen 2,4,6-tribromianiliinin sakka saostuu:
Tätä reaktiota bromiveden kanssa käytetään aniliinin kvalitatiivisena reaktiona.
Nämä reaktiot (bromaus ja nitraus) tuottavat pääasiassa orto- Ja pari- johdannaiset.
4. Menetelmät amiinien valmistamiseksi.
1. Hoffmannin reaktio. Yksi ensimmäisistä menetelmistä primääristen amiinien valmistamiseksi oli ammoniakin alkylointi alkyylihalogenideilla:
Tämä ei ole paras menetelmä, koska tuloksena on seos amiinien substituutioasteista:
jne. Alkylointiaineina voivat toimia paitsi alkyylihalogenidit, myös alkoholit. Tätä varten ammoniakin ja alkoholin seos johdetaan alumiinioksidin yli korkeassa lämpötilassa.
2. Zininin reaktio- kätevä tapa saada aromaattisia amiineja pelkistämällä aromaattisia nitroyhdisteitä. Pelkistysaineina käytetään seuraavia: H2 (katalyytillä). Joskus vetyä syntyy suoraan reaktion aikana, jolloin metalleja (sinkki, rauta) käsitellään laimealla hapolla.
2HCl + Fe (lastut) → FeCl2 + 2H
C6H5NO2 + 6[H]C6H5NH2 + 2H20.
Teollisuudessa tämä reaktio tapahtuu, kun nitrobentseeniä kuumennetaan höyryllä raudan läsnä ollessa. Laboratoriossa vety "vapautumishetkellä" muodostuu sinkin reaktiossa alkalin tai raudan ja suolahapon kanssa. Jälkimmäisessä tapauksessa muodostuu aniliniumkloridia.
3. Nitriilien vähentäminen. Käytä LiAlH 4:ää:
4. Aminohappojen entsymaattinen dekarboksylaatio:
5. Amiinien käyttö.
Amiineja käytetään lääketeollisuudessa ja orgaanisessa synteesissä (CH3NH2, (CH3)2NH, (C2H5)2NH jne.); nailonin valmistuksessa (NH2-(CH2)6-NH2-heksametyleenidiamiini); raaka-aineena väriaineiden ja muovien (aniliini) sekä torjunta-aineiden valmistukseen.
Luettelo käytetyistä lähteistä:
- O.S. Gabrielyan et ai., Chemistry. Luokka 10. Profiilitaso: oppikirja yleissivistävälle oppilaitokselle; Bustard, Moskova, 2005;
- "Chemistry Tutor", toimittanut A. S. Egorov; "Phoenix", Rostov-on-Don, 2006;
- G. E. Rudzitis, F. G. Feldman. Kemia 10 luokka. M., Education, 2001;
- https://www.calc.ru/Aminy-Svoystva-Aminov.html
- http://www.yaklass.ru/materiali?mode=lsntheme&themeid=144
- http://www.chemel.ru/2008-05-24-19-21-00/2008-06-01-16-50-05/193-2008-06-30-20-47-29.html
- http://cnit.ssau.ru/organics/chem5/n232.htm
Amiinit ovat ammoniakin orgaanisia johdannaisia, jotka sisältävät NH2-aminoryhmän ja orgaanisen radikaalin. Yleensä amiinikaava on ammoniakkikaava, jossa vetyatomit on korvattu hiilivetyradikaalilla.
Luokittelu
- Sen perusteella, kuinka monta vetyatomia on korvattu radikaalilla ammoniakissa, erotetaan primääriset amiinit (yksi atomi), sekundaariset ja tertiaariset amiinit. Radikaalit voivat olla samanlaisia tai erilaisia.
- Amiini voi sisältää useamman kuin yhden aminoryhmän. Tämän ominaisuuden mukaan ne jaetaan mono-, di-, tri-, ... polyamiineihin.
- Typpiatomiin liittyvien radikaalien tyypin perusteella on alifaattisia (ei sisällä syklisiä ketjuja), aromaattisia (sisältää syklin, tunnetuin on aniliini, jossa on bentseenirengas), sekoitettuja (rasva-aromaattinen, sisältää syklisiä ja ei-syklisiä). sykliset radikaalit).
Ominaisuudet
Orgaanisen radikaalin atomiketjun pituudesta riippuen amiinit voivat olla kaasumaisia (tri-, di-, metyyliamiini, etyyliamiini), nestemäisiä tai kiinteitä. Mitä pidempi ketju, sitä kovempi aine. Yksinkertaisimmat amiinit ovat vesiliukoisia, mutta kun siirrymme monimutkaisempiin yhdisteisiin, vesiliukoisuus heikkenee.
Kaasumaiset ja nestemäiset amiinit ovat aineita, joilla on voimakas ammoniakin haju. Kiinteät ovat käytännössä hajuttomia.
Amiineilla on vahvoja emäksisiä ominaisuuksia kemiallisissa reaktioissa; vuorovaikutuksen seurauksena epäorgaanisten happojen kanssa saadaan alkyyliammoniumsuoloja. Reaktio typpihapon kanssa on kvalitatiivinen tälle yhdisteluokalle. Primaarisen amiinin tapauksessa saadaan alkoholia ja typpikaasua, sekundaarisella amiinilla liukenematon keltainen sakka, jossa on voimakas nitrosodimetyyliamiinin haju; tertiäärisellä reaktiolla ei tapahdu.
Ne reagoivat hapen (palavat ilmassa), halogeenien, karboksyylihappojen ja niiden johdannaisten, aldehydien, ketonien kanssa.
Melkein kaikki amiinit ovat harvinaisia poikkeuksia lukuun ottamatta myrkyllisiä. Siten luokan tunnetuin edustaja, aniliini, tunkeutuu helposti ihon läpi, hapettaa hemoglobiinia, painaa keskushermostoa, häiritsee aineenvaihduntaa, mikä voi jopa johtaa kuolemaan. Myrkyllistä ihmisille ja höyryille.
Myrkytyksen merkit:
Hengenahdistus,
- nenän, huulten, sormenpäiden sinistäminen,
- nopea hengitys ja kohonnut syke, tajunnan menetys.
Ensiapu:
Pese kemiallinen reagenssi pois vanulla ja alkoholilla,
- tarjota puhdasta ilmaa,
- soita ambulanssi.
Sovellus
Epoksihartsien kovettimena.
Katalyyttinä kemianteollisuudessa ja metallurgiassa.
Raaka-aineet polyamidin tekokuitujen, esimerkiksi nailonin, valmistukseen.
Polyuretaanien, polyuretaanivaahtojen, polyuretaaniliimojen valmistukseen.
Aniliinin valmistuksen lähtötuote on aniliinivärien perusta.
Lääkkeiden tuotantoon.
Fenoli-formaldehydihartsien tuotantoon.
Karkotteiden, sienitautien, hyönteismyrkkyjen, tuholaismyrkkyjen, mineraalilannoitteiden, kumin vulkanointikiihdyttimien, korroosionestoreagenssien, puskuriliuosten synteesiin.
Moottoriöljyjen ja polttoaineiden lisäaineena kuiva polttoaine.
Valoherkkien materiaalien tuotantoon.
Heksamiinia käytetään elintarvikelisäaineena ja myös kosmetiikan ainesosana.
Verkkokaupastamme voit ostaa amiinien luokkaan kuuluvia reagensseja.
Metyyliamiini
Ensisijainen alifaattinen amiini. Sillä on kysyntää raaka-aineena lääkkeiden, väriaineiden ja torjunta-aineiden valmistuksessa.
Dietyyliamiini
Sekundaarinen amiini. Sitä käytetään lähtöaineena torjunta-aineiden, lääkkeiden (esim. novokaiinin), väriaineiden, karkotteiden, polttoaineiden ja moottoriöljyjen lisäaineiden tuotannossa. Siitä valmistetaan reagensseja korroosiosuojaukseen, malmin rikastamiseen, epoksihartsien kovettumiseen ja vulkanointiprosessien nopeuttamiseen.
Trietyyliamiini
Tertiäärinen amiini. Käytetään kemianteollisuudessa katalysaattorina kumin valmistuksessa, 
epoksihartsit, polyuretaanivaahdot. Metallurgiassa se on kovettuva katalyytti ei-polttoprosesseissa. Raaka-aineet lääkkeiden, mineraalilannoitteiden, rikkakasvien torjunta-aineiden, maalien orgaanisessa synteesissä.
1-butyyliamiini
Tert-butyyliamiini, yhdiste, jossa tert-butyyliorgaaninen ryhmä on sitoutunut typpeen. Ainetta käytetään kumin vulkanointia edistävien aineiden, lääkkeiden, väriaineiden, tanniinien, rikkakasvien ja hyönteisten torjunta-aineiden synteesissä.
Heksamiini (heksamiini)
Polysyklinen amiini. Taloudessa kysytty aine. Käytetään elintarvikelisäaineena, lääke- ja lääkekomponenttina, kosmetiikan ainesosana, analyyttisen kemian puskuriliuoksina; kuivana polttoaineena, polymeerihartsien kovettimena fenoli-formaldehydihartsien, fungisidien, räjähteiden ja korroosiosuoja-aineiden synteesissä.
Amiinit - nämä ovat ammoniakin (NH 3) johdannaisia, joiden molekyylissä yksi, kaksi tai kolme vetyatomia on korvattu hiilivetyradikaaleilla.
NH3-molekyylissä vetyatomeja korvaavien hiilivetyradikaalien lukumäärän mukaan kaikki amiinit voidaan jakaa kolmeen tyyppiin:
Ryhmää - NH2 kutsutaan aminoryhmäksi. On myös amiineja, jotka sisältävät kaksi, kolme tai useampia aminoryhmiä
Nimikkeistö
Typpeen liittyvien orgaanisten tähteiden nimeen lisätään sana "amiini", ja ryhmät mainitaan aakkosjärjestyksessä: CH3NC3H - metyylipropyyliamiini, CH3N(C6H5)2 - metyylidifenyyliamiini. Korkeammille amiineille nimi kootaan käyttämällä hiilivetyä perustana lisäämällä etuliite "amino", "diamino", "triamino", joka osoittaa hiiliatomin numeerisen indeksin. Joillekin amiineille käytetään triviaaleja nimiä: C6H5NH2 - aniliini (systeeminen nimi - fenyyliamiini).
Amiineille ketju-isomeria, funktionaalisten ryhmien asema-isomeria ja amiinityyppien välinen isomeria ovat mahdollisia
Fyysiset ominaisuudet
Alhaisen rajan primaariset amiinit ovat kaasumaisia aineita, niillä on ammoniakin haju ja ne liukenevat hyvin veteen. Amiinit, joilla on suurempi suhteellinen molekyylipaino, ovat nesteitä tai kiinteitä aineita; niiden liukoisuus veteen laskee molekyylipainon kasvaessa.
Kemialliset ominaisuudet
Amiineilla on samanlaiset kemialliset ominaisuudet kuin ammoniakilla.
1. Vuorovaikutus veden kanssa - substituoitujen ammoniumhydroksidien muodostuminen. Ammoniakin vesiliuoksella on heikkoja alkalisia (emäksisiä) ominaisuuksia. Syynä ammoniakin perusominaisuuksiin on typpiatomissa olevan yksinäisen elektroniparin läsnäolo, joka osallistuu luovuttaja-akseptorisidoksen muodostumiseen vetyionin kanssa. Samasta syystä amiinit ovat myös heikkoja emäksiä. Amiinit ovat orgaanisia emäksiä.
2. Vuorovaikutus happojen kanssa - suolojen muodostuminen (neutralointireaktiot). Emäksenä ammoniakki muodostaa ammoniumsuoloja happojen kanssa. Samoin kun amiinit reagoivat happojen kanssa, muodostuu substituoituja ammoniumsuoloja. Alkalit vahvempina emäksinä syrjäyttävät ammoniakin ja amiinit suoloistaan.
3. Amiinien poltto. Amiinit ovat syttyviä aineita. Amiinien, kuten muidenkin typpeä sisältävien orgaanisten yhdisteiden, palamistuotteita ovat hiilidioksidi, vesi ja vapaa typpi.
Alkylointi on alkyylisubstituentin lisäämistä orgaanisen yhdisteen molekyyliin. Tyypillisiä alkyloivia aineita ovat alkyylihalogenidit, alkeenit, epoksiyhdisteet, alkoholit ja harvemmin aldehydit, ketonit, eetterit, sulfidit ja diatsoalkaanit. Alkylointikatalyyttejä ovat mineraalihapot, Lewis-hapot ja zeoliitit.
Asylointi. Kuumennettaessa karboksyylihappojen kanssa, niiden anhydridit, happokloridit tai esterit, primaariset ja sekundääriset amiinit asyloidaan muodostaen N-substituoituja amideja, yhdisteitä, joissa on -C(O)N-osa.<:
Reaktio anhydridien kanssa tapahtuu miedoissa olosuhteissa. Happokloridit reagoivat vielä helpommin; reaktio suoritetaan emäksen läsnä ollessa syntyvän HCl:n sitomiseksi.
Primääriset ja sekundääriset amiinit reagoivat typpihapon kanssa eri tavoin. Typpihappoa käytetään primääristen, sekundaaristen ja tertiääristen amiinien erottamiseen toisistaan. Primaariset alkoholit muodostuvat primaarisista amiineista:
C2H5NH2 + HNO2 → C2H5OH + N2 + H2O
Tämä vapauttaa kaasua (typpeä). Tämä on merkki siitä, että pullossa on primääristä amiinia.
Sekundaariset amiinit muodostavat keltaisia, huonosti liukenevia nitrosamiineja typpihapon kanssa - yhdisteet, jotka sisältävät fragmentin >N-N=O:
(C2H5)2NH + HNO2 → (C2H5)2N-N=O + H2O
Sekundaarisia amiineja on vaikea jättää huomiotta, nitrosodimetyyliamiinille ominainen haju leviää kaikkialle laboratorioon.
Tertiaariset amiinit yksinkertaisesti liukenevat typpihappoon tavallisissa lämpötiloissa. Kuumennettaessa reaktio alkyyliradikaalien eliminoinnilla on mahdollinen.
Hankintamenetelmät
1. Alkoholien vuorovaikutus ammoniakin kanssa kuumennettaessa Al 2 0 3:n läsnä ollessa katalyyttinä.
2. Alkyylihalogenidien (halogeenialkaanien) vuorovaikutus ammoniakin kanssa. Saatu primaarinen amiini voi reagoida ylimäärän alkyylihalogenidin ja ammoniakin kanssa muodostaen sekundaarisen amiinin. Tertiäärisiä amiineja voidaan valmistaa samalla tavalla
Aminohappoja. Luokittelu, isomeria, nimikkeistö, tuotanto. Fysikaaliset ja kemialliset ominaisuudet. Amfoteeriset ominaisuudet, bipolaarinen rakenne, isoelektrinen piste. Polypeptidit. Yksittäiset edustajat: glysiini, alaniini, kysteiini, kystiini, a-aminokapronihappo, lysiini, glutamiinihappo.
Aminohappoja- nämä ovat hiilivetyjen johdannaisia, jotka sisältävät aminoryhmiä (-NH 2) ja karboksyyliryhmiä -COOH.
Yleinen kaava: (NH 2) f R(COOH) n missä m ja n useimmiten yhtä kuin 1 tai 2. Siten aminohapot ovat yhdisteitä, joilla on sekafunktioita.
Luokittelu
Isomerismi
Aminohappojen, kuten hydroksihappojen, isomeria riippuu hiiliketjun isomeriasta ja aminoryhmän asemasta suhteessa karboksyyliin. (a-, β - ja γ - aminohapot jne.). Lisäksi kaikki luonnolliset aminohapot, paitsi aminoetikkahappo, sisältävät asymmetrisiä hiiliatomeja, joten niissä on optisia isomeerejä (antipodeja). Aminohappoja on D- ja L-sarjat. On huomattava, että kaikki aminohapot, jotka muodostavat proteiineja, kuuluvat L-sarjaan.
Nimikkeistö
Aminohapoilla on yleensä triviaaleja nimiä (esimerkiksi aminoetikkahappoa kutsutaan eri tavalla glykoli tai icin, ja aminopropionihappo - alaniini jne.). Aminohapon nimi systemaattisen nimikkeistön mukaan koostuu vastaavan karboksyylihapon nimestä, jonka johdannainen se on, lisättynä etuliitteenä sana amino-. Aminoryhmän asema ketjussa on osoitettu numeroilla.
Hankintamenetelmät
1. α-halokarboksyylihappojen vuorovaikutus ylimääräisen ammoniakin kanssa. Näiden reaktioiden aikana halogenoiduissa karboksyylihapoissa oleva halogeeniatomi (katso niiden valmistus, katso § 10.4) korvataan aminoryhmällä. Tuloksena oleva kloorivety sitoo ylimääräisen ammoniakin muodostaen ammoniumkloridia.
2. Proteiinin hydrolyysi. Proteiinien hydrolyysi tuottaa tavallisesti monimutkaisia aminohapposeoksia, mutta erityismenetelmillä näistä seoksista voidaan eristää yksittäisiä puhtaita aminohappoja.
Fyysiset ominaisuudet
Aminohapot ovat värittömiä kiteisiä aineita, liukenevat helposti veteen, sulamispiste 230-300°C. Monilla α-aminohapoilla on makea maku.
Kemialliset ominaisuudet
1. Vuorovaikutus emästen ja happojen kanssa:
a) happona (karboksyyliryhmä on mukana).
b) emäksenä (aminoryhmä on mukana).
2. Vuorovaikutus molekyylin sisällä - sisäisten suolojen muodostuminen:
a) monoaminomonokarboksyylihapot (neutraalit hapot). Monoaminomonokarboksyylihappojen vesiliuokset ovat neutraaleja (pH = 7);
b) monoaminodikarboksyylihapot (happamat aminohapot). Monoaminodikarboksyylihappojen vesiliuoksilla on pH< 7 (кислая среда), так как в результате образования внутренних солей этих кислот в растворе появляется избыток ионов водорода Н + ;
c) diaminomonokarboksyylihapot (emäksiset aminohapot). Diaminomonokarboksyylihappojen vesiliuosten pH on > 7 (emäksinen ympäristö), koska näiden happojen sisäisten suolojen muodostumisen seurauksena liuokseen ilmaantuu ylimäärä OH-hydroksidi-ioneja.
3. Aminohappojen vuorovaikutus keskenään - peptidien muodostuminen.
4. Reagoi alkoholien kanssa muodostaen estereitä.
Aminohappojen, jotka eivät sisällä ylimääräisiä NH2- tai COOH-ryhmiä, isoelektrinen piste on kahden pK-arvon aritmeettinen keskiarvo: 
vastaavasti alaniinille 
.
Useiden muiden aminohappojen, jotka sisältävät ylimääräisiä happamia tai emäksisiä ryhmiä (asparagiini- ja glutamiinihappo, lysiini, arginiini, tyrosiini jne.), isoelektrinen piste riippuu myös näiden aminohappojen radikaalien happamuudesta tai emäksisyydestä. Esimerkiksi lysiinille pI tulisi laskea puolesta α- ja ε-NH2-ryhmien pK-arvojen summasta, joten pH-alueella 4,0-9,0 lähes kaikki aminohapot esiintyvät pääasiassa kahtaisionien muodossa protonoidun aminoryhmän ja dissosioituneen karboksyyliryhmän kanssa.
Polypeptidit sisältävät yli kymmenen aminohappotähdettä.
Glysiini (aminoetikkahappo, aminoetaanihappo) on yksinkertaisin alifaattinen aminohappo, ainoa aminohappo, jolla ei ole optisia isomeerejä. Empiirinen kaava C2H5NO2
Alaniini (aminopropaanihappo) on alifaattinen aminohappo. α-alaniini on osa monia proteiineja, β-alaniini on osa useita biologisesti aktiivisia yhdisteitä. Kemiallinen kaava NH2-CH-CH3-COOH. Alaniini muuttuu helposti glukoosiksi maksassa ja päinvastoin. Tätä prosessia kutsutaan glukoosi-alaniinisykliksi ja se on yksi maksan glukoneogeneesin pääreiteistä.
Kysteiini (α-amino-β-tiopropionihappo; 2-amino-3-sulfanyylipropaanihappo) on alifaattinen rikkiä sisältävä aminohappo. Optisesti aktiivinen, esiintyy L- ja D-isomeerien muodossa. L-kysteiini on osa proteiineja ja peptidejä ja sillä on tärkeä rooli ihokudoksen muodostumisessa. Tärkeää detoksifikaatioprosesseille. Empiirinen kaava C3H7NO2S.
Kystiini (kemiallinen) (3,3"-ditio-bis-2-aminopropionihappo, disysteiini) on alifaattinen rikkiä sisältävä aminohappo, värittömiä kiteitä, liukenee veteen.
Kystiini on koodaamaton aminohappo, joka on kysteiinin oksidatiivisen dimerisoitumisen tuote, jonka aikana kaksi kysteiinin tioliryhmää muodostavat kystiinidisulfidisidoksen. Kystiini sisältää kaksi aminoryhmää ja kaksi karboksyyliryhmää ja on kaksiemäksinen diaminohappo. Empiirinen kaava C6H12N2O4S2
Kehossa niitä löytyy pääasiassa proteiineista.
Aminokapronihappo (6-aminoheksaanihappo tai ε-aminokapronihappo) on hemostaattinen lääke, joka estää profibrinolysiinin muuttumisen fibrinolysiiniksi. Ällöttävä-
kaava C6H13NO2.
Lysiini (2,6-diaminoheksaanihappo) on alifaattinen aminohappo, jolla on selvät emäsominaisuudet; välttämätön aminohappo. Kemiallinen kaava: C6H14N2O2
Lysiini on osa proteiineja. Lysiini on välttämätön aminohappo, osa melkein mitä tahansa proteiinia, välttämätön kasvulle, kudosten korjaamiselle, vasta-aineiden, hormonien, entsyymien, albumiinien tuotannolle.
Glutamiinihappo (2-aminopentaanidihappo) on alifaattinen aminohappo. Elävissä organismeissa glutamiinihappoa on glutamaattianionin muodossa proteiineissa, useissa pienimolekyylisissä aineissa ja vapaassa muodossa. Glutamiinihapolla on tärkeä rooli typen aineenvaihdunnassa. Kemiallinen kaava C5H9N1O4
Glutamiinihappo on myös välittäjäaineaminohappo, yksi tärkeimmistä "kiihottavien aminohappojen" luokan edustajista. Glutamaatin sitoutuminen spesifisiin hermosolureseptoreihin johtaa jälkimmäisten virittymiseen.
Yksinkertaiset ja monimutkaiset proteiinit. Peptidisidos. Proteiinimolekyylin primaarisen, sekundaarisen, tertiäärisen ja kvaternaarisen rakenteen käsite. Sidostyypit, jotka määräävät proteiinimolekyylin avaruudellisen rakenteen (vety, disulfidi, ioni, hydrofobinen vuorovaikutus). Proteiinien fysikaaliset ja kemialliset ominaisuudet (saostumisreaktiot, denaturaatioreaktiot, värireaktiot). Isoelektrinen piste. Proteiinien merkitys.
Proteiinit - Nämä ovat luonnollisia suurimolekyylisiä yhdisteitä (biopolymeerejä), joiden rakenteellisen perustan muodostavat α-aminohappotähteistä rakennetut polypeptidiketjut.
Yksinkertaiset proteiinit (proteiinit) ovat suurimolekyylisiä orgaanisia aineita, jotka koostuvat alfa-aminohapoista, jotka on yhdistetty ketjuun peptidisidoksella.
Monimutkaiset proteiinit (proteiinit) ovat kaksikomponenttisia proteiineja, jotka sisältävät peptidiketjujen (yksinkertainen proteiini) lisäksi ei-aminohappokomponentin - proteettisen ryhmän.
Peptidisidos - eräänlainen amidisidos, joka syntyy proteiinien ja peptidien muodostumisen aikana yhden aminohapon a-aminoryhmän (-NH2) ja toisen aminohapon a-karboksyyliryhmän (-COOH) vuorovaikutuksen seurauksena.
Primäärirakenne on aminohapposekvenssi polypeptidiketjussa. Primaarirakenteen tärkeitä piirteitä ovat konservoituneet motiivit - aminohappojen yhdistelmät, joilla on keskeinen rooli proteiinien toiminnassa. Konservoituneet motiivit säilyvät koko lajin evoluution ajan, ja niitä voidaan usein käyttää tuntemattoman proteiinin toiminnan ennustamiseen.
Toissijainen rakenne on polypeptidiketjun fragmentin paikallinen järjestys, joka on stabiloitu vetysidoksilla.
Tertiäärinen rakenne on polypeptidiketjun (proteiinin muodostavien atomien spatiaalisten koordinaattien joukko) avaruudellinen rakenne. Rakenteellisesti se koostuu erityyppisten vuorovaikutusten stabiloimista toissijaisista rakenneelementeistä, joissa hydrofobisilla vuorovaikutuksilla on kriittinen rooli. Seuraavat osallistuvat tertiäärisen rakenteen vakauttamiseksi:
kovalenttiset sidokset (kahden kysteiinitähteen välillä - disulfidisillat);
ionisidokset aminohappotähteiden vastakkaisesti varautuneiden sivuryhmien välillä;
vetysidokset;
hydrofiilis-hydrofobiset vuorovaikutukset. Kun proteiinimolekyyli on vuorovaikutuksessa ympäröivien vesimolekyylien kanssa, sillä on taipumus laskostua niin, että aminohappojen ei-polaariset sivuryhmät eristetään vesiliuoksesta; pooliset hydrofiiliset sivuryhmät ilmestyvät molekyylin pinnalle.
Kvaternäärinen rakenne (tai alayksikkö, domeeni) - useiden polypeptidiketjujen suhteellinen järjestys osana yhtä proteiinikompleksia. Proteiinimolekyylit, jotka muodostavat kvaternaarisen rakenteen omaavan proteiinin, muodostuvat erikseen ribosomeihin ja vasta synteesin päätyttyä muodostavat yhteisen supramolekyylirakenteen. Kvaternäärisen rakenteen omaava proteiini voi sisältää sekä identtisiä että erilaisia polypeptidiketjuja. Kvaternaarisen rakenteen stabiloitumiseen osallistuvat samantyyppiset vuorovaikutukset kuin tertiäärisen rakenteen stabiloinnissa. Supramolekulaariset proteiinikompleksit voivat koostua kymmenistä molekyyleistä.
Fyysiset ominaisuudet
Proteiinien ominaisuudet ovat yhtä erilaisia kuin niiden suorittamat toiminnot. Jotkut proteiinit liukenevat veteen muodostaen tavallisesti kolloidisia liuoksia (esimerkiksi munanvalkuaista); muut liukenevat laimeisiin suolaliuoksiin; toiset ovat liukenemattomia (esimerkiksi sisäkudosten proteiinit).
Kemialliset ominaisuudet
Aminohappotähteiden radikaaleissa proteiinit sisältävät erilaisia funktionaalisia ryhmiä, jotka voivat osallistua moniin reaktioihin. Proteiinit käyvät läpi hapetus-pelkistysreaktioiden, esteröitymisen, alkyloinnin, nitraamisen ja voivat muodostaa suoloja sekä happojen että emästen kanssa (proteiinit ovat amfoteerisia).
Esimerkiksi albumiini - munanvalkuainen - saostuu 60-70°:n lämpötilassa liuoksesta (koaguloituu) menettäen kykynsä liueta veteen.
Amiinit tulivat elämäämme täysin odottamatta. Viime aikoihin asti nämä olivat myrkyllisiä aineita, joiden törmäys saattoi johtaa kuolemaan. Ja nyt, puolitoista vuosisataa myöhemmin, käytämme aktiivisesti synteettisiä kuituja, kankaita, rakennusmateriaaleja ja amiinipohjaisia väriaineita. Ei, niistä ei tullut turvallisempia, ihmiset yksinkertaisesti kykenivät "kesyttämään" heidät ja alistamaan heidät, saaden tiettyjä etuja itselleen. Puhutaan vielä kumpi.
Määritelmä
Aniliinin kvalitatiiviseen ja kvantitatiiviseen määritykseen liuoksissa tai yhdisteissä käytetään reaktiota, jonka lopussa valkoinen sakka putoaa 2,4,6-tribromianiliinin muodossa koeputken pohjalle.
Amiineja luonnossa
Amiineja esiintyy kaikkialla luonnossa vitamiinien, hormonien ja aineenvaihduntatuotteiden muodossa; niitä löytyy sekä eläinten että kasvien kehosta. Lisäksi elävien organismien hajoaminen tuottaa myös keskikokoisia amiineja, jotka nestemäisessä tilassa erittävät epämiellyttävää silakan suolaveden hajua. Kirjallisuudessa laajalti kuvattu "kadaverinen myrkky" ilmestyi nimenomaan amiinien erityisen meripihkan ansiosta.
Pitkän aikaa harkitsemamme aineet sekoitettiin ammoniakkiin niiden samankaltaisen hajun vuoksi. Mutta 1800-luvun puolivälissä ranskalainen kemisti Wurtz pystyi syntetisoimaan metyyliamiinia ja etyyliamiinia ja osoittamaan, että poltettaessa ne vapauttavat hiilivetyjä. Tämä oli perustavanlaatuinen ero mainittujen yhdisteiden ja ammoniakin välillä.
Amiinien tuotanto teollisissa olosuhteissa
Koska amiinien typpiatomi on alimmassa hapetustilassa, typpeä sisältävien yhdisteiden pelkistys on yksinkertaisin ja helpoin tapa saada niitä. Juuri tätä tyyppiä käytetään laajalti teollisessa käytännössä sen alhaisten kustannusten vuoksi.
Ensimmäinen menetelmä on nitroyhdisteiden pelkistys. Tiedemies Zinin on nimennyt reaktion, jonka aikana aniliini muodostuu, ja se suoritettiin ensimmäisen kerran 1800-luvun puolivälissä. Toinen menetelmä on pelkistää amideja litiumalumiinihydridillä. Primääriset amiinit voidaan ottaa talteen myös nitriileistä. Kolmas vaihtoehto on alkylointireaktiot, toisin sanoen alkyyliryhmien lisääminen ammoniakkimolekyyleihin.
Amiinien käyttö
Pelkästään puhtaiden aineiden muodossa amiineja käytetään harvoin. Yksi harvoista esimerkeistä on polyeteenipolyamiini (PEPA), joka kotioloissa helpottaa epoksihartsin kovettumista. Pohjimmiltaan primaarinen, tertiäärinen tai sekundaarinen amiini on välituote erilaisten orgaanisten aineiden tuotannossa. Suosituin on aniliini. Se on suuren aniliiniväripaletin perusta. Lopulta saatava väri riippuu suoraan valitusta raaka-aineesta. Puhdas aniliini tuottaa sinisen värin, mutta aniliinin, orto- ja paratoluidiinin seos on punainen.
Alifaattisia amiineja tarvitaan polyamidien, kuten nailonin ym. valmistukseen, joita käytetään koneenrakennuksessa sekä köysien, kankaiden ja kalvojen valmistuksessa. Lisäksi polyuretaanien valmistuksessa käytetään alifaattisia di-isosyanaatteja. Poikkeuksellisten ominaisuuksiensa (keveys, lujuus, joustavuus ja kyky kiinnittää mihin tahansa pintaan) ansiosta niillä on kysyntää rakentamisessa (vaahtomuovi, liima) ja jalkineteollisuudessa (liukumista estävät pohjat).
Lääketiede on toinen ala, jolla amiineja käytetään. Kemia auttaa syntetisoimaan niistä sulfonamidiryhmän antibiootteja, joita käytetään menestyksekkäästi toisen linjan lääkkeinä eli varmuuskopioina. Jos bakteerit kehittävät vastustuskykyä välttämättömille lääkkeille.
Haitalliset vaikutukset ihmiskehoon
Tiedetään, että amiinit ovat erittäin myrkyllisiä aineita. Kaikki vuorovaikutus niiden kanssa voi aiheuttaa terveyshaittoja: höyryjen hengittäminen, kosketus avoimen ihon kanssa tai yhdisteiden nieleminen kehoon. Kuolema johtuu hapen puutteesta, koska amiinit (erityisesti aniliini) sitoutuvat veren hemoglobiiniin ja estävät sitä sieppaamasta happimolekyylejä. Hälyttäviä oireita ovat hengenahdistus, nasolaabiaalisen kolmion ja sormenpäiden sinertyminen, takypnea (nopea hengitys), takykardia, tajunnan menetys.
Jos näitä aineita joutuu paljaille kehon alueille, sinun on poistettava ne nopeasti alkoholiin kostutetulla vanulla. Tämä on tehtävä mahdollisimman huolellisesti, jotta kontaminaatioalue ei kasva. Jos myrkytysoireita ilmenee, on ehdottomasti otettava yhteys lääkäriin.
Alifaattiset amiinit ovat myrkkyä hermo- ja sydän- ja verisuonijärjestelmälle. Ne voivat aiheuttaa maksan toiminnan masennusta, maksadystrofiaa ja jopa virtsarakon syöpää.
Johtuen typpiatomeissa olevien yksinäisten elektroniparien läsnäolosta. Siten amiineilla on samanlaisia perusominaisuuksia kuin alkoholilla, eettereillä ja muilla orgaanisilla yhdisteillä, jotka kuuluvat Lewis-emästen ryhmään. Typpiatomit ovat kuitenkin vähemmän elektronegatiivisia kuin happiatomit, joten amiinit ovat protoniin nähden paljon vahvempia Lewis-emäksiä kuin happea sisältävät emäkset, ts. kuin alkoholit ja eetterit ja niiden substituoidut johdannaiset.
Kuva 1.
Amiinien emäksisyyden kvantifiointi
Amiineilla on vahvemmat emäksiset ominaisuudet kuin vedellä, ja siksi amiinien vesiliuoksilla on emäksisiä ominaisuuksia. Veden ja amiinien happo-emäs-vuorovaikutuksen tasapainovakiot merkitään $K_B$ ja toimivat amiinien vesiliuosten perusominaisuuksien kvantitatiivisena ominaisuutena.
Kuva 2.
Itse veden pitoisuus ei sisälly näihin lausekkeisiin $K_B$:lle, koska liuoksissa olevaa vettä on merkittävä ylimäärä (tässä tapauksessa otetaan huomioon laimeisiin amiiniliuoksiin liittyvät mittaukset) ja veden pitoisuutta pidetään vakiona (sen muutos voidaan jättää huomiotta). $K_B$-arvojen sijasta on kätevämpää käyttää $K_a$-arvoja, jotka kuvaavat konjugoitujen alkyyliammoniumionien happamuutta:
Kuva 3.
Tässä tapauksessa $pK_a$-käsite on yleensä samanlainen kuin $pH$-käsite, ja se on helppo mitata. Useiden alifaattisten amiinien vesiliuoksissa mitatut $pK_a$ (25 $^\circ$C) -arvot on annettu alla olevassa taulukossa:
Kuva 4.
Amiinien emäksisyyden riippuvuus niiden rakenteesta
Analysoimalla yllä olevia $pK_a$-arvoja voimme päätellä, että koska kaikille alifaattisille amiineille on tunnusomaista $pK_B$-arvot, jotka ovat pienempiä kuin ammoniakin $pK_B$-arvo, niiden vesiliuoksilla on vahvempia emäksisiä ominaisuuksia kuin vastaavilla ammoniakkiliuoksilla.
Amiinien vesiliuosten emäksisyys vähenee seuraavassa järjestyksessä:
$R_2NH > RNH_2 $~$ R_3N$
Ja tällainen ominaisuuksien muutos ei ole yhdenmukainen alkyyliryhmien positiivisen $I$-vaikutuksen kanssa, koska tertiääristen amiinien liuokset ovat emäksisempiä kuin sekundääristen amiinien liuokset. Tämä selittyy yleensä steeristen esteiden esiintymisellä protonien siirron ja solvataation aikana tertiaaristen amiinien liuosten tapauksessa.
Kaasufaasissa tai yksittäisissä aineissa amiinien emäksisyys muuttuu järjestyksessä oikein elektronisten vaikutusten kannalta:
$R_3N > RNH_2 > R_2NH > R_3N$
Aryyliamiinien emäksisyys
Aromaattisille amiineille on tunnusomaista alifaattisiin analogeihin verrattuna huomattavasti pienempi emäksisyys. Siten aniliinin $pK_B$-arvo on 9,37 ja aniliiniperäisen kationin $(C_6H_5NH_3)^+$ ($pK_a$ = 4,63) happamuus on vastaavasti paljon korkeampi kuin alkyyliammoniumkationien.
Kuva 5.
Tällainen merkittävä (kuuden suuruusluokan) aniliinin perusominaisuuksien heikkeneminen suhteessa metyyliamiiniin ja muihin alifaattisiin amiineihin johtuu aromaattisen renkaan negatiivisesta $I$-vaikutuksesta ja aminoryhmän positiivisesta $M$-vaikutuksesta. . Typpiatomien yksinäisten elektroniparien siirtymisellä bentseenirenkaita pitkin on ratkaiseva rooli aniliinin perusominaisuuksien heikkenemisessä. Tällainen delokalisaatio yleensä vähentää aminoryhmän kykyä sitoa protoneja tai muita vastaanottajia.
Kuva 6.
Kuten voidaan nähdä, aniliinimolekyyleissä olevat typpiatomien yksinäiset elektroniparit ovat "siirtyneet" pääasiassa bentseenirenkaiden orto- ja para-asemiin, mikä aiheuttaa orto/para-orientaation vaikutuksen aniliinimolekyylien substituution aikana.
Lisäksi aryyliamiinien aromaattisissa järjestelmissä substituenttien läsnä ollessa niillä on merkittävä vaikutus niiden perusominaisuuksiin. Tämä vaikutus voidaan arvioida sekä laadullisesti että määrällisesti. Substituentit, joilla on elektroneja luovuttavia ominaisuuksia, lisäävät amiinien perusominaisuuksia, kun taas elektroneja vetävät substituentit päinvastoin vähentävät aryyliamiinien emäksisyyttä. Joten eri substituoitujen aniliinijohdannaisten $pK_a$-arvot on annettu alla olevassa taulukossa:
Kuva 7.
$N$-metyyli- ja $N,N$-dimetyylianiliinit osoittavat vahvemmat emäsominaisuudet kuin alkuperäinen aniliini itse. Joten arvolle $C_5H_5N(CH_3)_2$ $pK_a$ on yhtä suuri kuin 5,07 ja $C_5H_5N(C_2H_5)_2$:lle $pK_a$ on 6,57. Aniliini protonoituu lähes täydellisesti (muodostaa fenyyliammoniumkloridia) jopa laimeissa happoliuoksissa, esimerkiksi 0,1 $H$ $HCl$-liuoksessa. 4-nitroaniliini protonoituu täydellisesti vain väkevien happojen liuoksissa - 50 % $H_2SO_4$, ja 2,4-dinitroaniliini ($pK_a$=-4,4) on liuennut vain rikkihappoon, jonka pitoisuus on yli 80 %. Amiinisuolat ovat pääsääntöisesti helposti liukenevia veteen jopa niissä tapauksissa, joissa emoamiini on veteen liukenematon. Tätä käytetään laajalti amiinien erottamisessa vähäisistä epäpuhtauksista. Amiini muunnetaan suolaksi käsittelemällä seosta vahvan hapon vesiliuoksella, vesikerros erotetaan, josta emäksisen käsittelyn jälkeen eristetään puhdas vapaa amiini.
Ladataan...
