Kā nosaukt amīnus. Amīnu vispārīgā formula

Katram amīnam uz tā slāpekļa atoma ir vientuļš elektronu pāris. Kad amīns nonāk ūdenī, protoni no ūdens var izveidot jaunu kovalento polāro saiti ar slāpekļa atomu ar donora-akceptora mehānismu, tādējādi radot alkil- vai arilamonija jonu. Ūdens, kas zaudējis protonu, pārvēršas par hidroksīda jonu. Vide kļūst sārmaina. Tādējādi amīni ir bāzes. Šo bāzu stiprums ir atkarīgs no ar slāpekli saistīto radikāļu rakstura un skaita. Alifātiskie radikāļi, piemēram, metilgrupa, etilgrupa utt., uzrādot to elektronu donoru īpašības, palielina amīnu bāziskumu. Gluži pretēji, aromātiskie radikāļi ievērojami samazina bāziskumu elektronu pāra delokalizācijas dēļ gar benzola gredzenu. Saskaņā ar Linusa Paulinga rezonanses teoriju tas izskatās šādi:

Kā redzams, vientuļais elektronu pāris uz slāpekļa atoma atrodas tikai vienā no rezonanses struktūrām (mezomeriskās formas). Trīs citās slāpekļa atoma bipolārās struktūrās, gluži pretēji, ir “+” lādiņš, kas dabiski novērš protonēšanu. Tas ir iemesls straujam bāziskuma samazinājumam. Pieejamība O- Un P- Negatīvo lādiņu pozīcijas ļauj domāt, ka elektrofīlajām aizvietošanas reakcijām ir viegli virzīties tieši uz šīm pozīcijām, kur uzbrūkošā daļiņa ir katjons (piemēram,

) Šāda veida reakciju piemēri ar aromātiskajiem amīniem tiks sniegti tālāk.

Kvantitatīvi bāzu stiprumu raksturo K b vērtības vai to negatīvie logaritmi pK b. Indekss "b" nozīmē, ka mēs runājam par līdzsvara konstanti starp bāzi - bāzi, kas ir amīns un tā konjugēto skābi, tas ir, amonija jonu:

Pēc definīcijas šādu atgriezenisku reakciju apraksta ar analītisku izteiksmi:

Tā kā ūdens koncentrācija atšķaidītos ūdens šķīdumos ir praktiski nemainīga un vienāda ar 55,5 mol/l, tad to ievada “jaunajā” līdzsvara konstantē:

Reizinot vienādojuma labās puses skaitītāju un saucēju ar [Н + ] un ņemot vērā, ka [Н + ] [OH - ] = K w = 10 -14, iegūstam:

Ņemot šīs analītiskās izteiksmes logaritmu, izmantojot decimāllogaritmus,

mēs nonākam pie vienādojuma:

Apgriežot zīmes un ieviešot vispārpieņemto apzīmējumu: - lg = p, mēs iegūstam:

Tā kā vienības logaritms jebkurai bāzei ir vienāds ar nulli un 14 - pH \u003d pOH, ir acīmredzams, ka pK b atbilst hidroksiljonu koncentrācijas vērtībai, kurā puse no amonija katjoniem iziet ar elimināciju. no protona par brīvu amīnu. PK b vērtība bāzēm ir tāda pati kā pK a vērtība skābēm. Zemāk ir tabula, kuras dati parāda radikāļu rakstura un to skaita ietekmi uz dažādu amīnu bāzes konstantu vērtībām.

Fonda nosaukums	Pamatu formula	Bāzes tips	K b 25 o C temperatūrā	pK b vērtība 25 ° C temperatūrā
Amonjaks			1,75 10 -5	4,75
metilamīns		Primārs alifāts.	4,60 10 - 4	3,34
etilamīns		Primārs alifāts.	6,50 10 - 4	3,19
Butilamīns		Primārs alifāts.	4,00 10 - 4	3,40
Izobutiamīns		Primārs alifāts.	2,70 10 - 4	3,57
Deut-butilamīns		Primārs alifāts.	3,60 10 - 4	3,44
Tret-butilamīns		Primārs alifāts.	2,80 10 - 4	3,55
benzilamīns		Primārs alifāts.	2,10 10 -5	4,67
Dimetilamīns		Sekundārais alifāts.	5,40 10 -4	3,27
dietilamīns		Sekundārais alifāts.	1,20 10 - 3	2,91
Trimetilamīns		Terciārais alifāts.	6,50 10 -5	4,19
Trietilamīns		Terciārais alifāts.	1,00 10 - 3	3,00
Anilīns		Primārs aromāts.	4,30 10 - 10	9,37
P-toluidīns		Primārs aromāts.	1,32 10 -9	8,88
P-nitroanilīns		Primārs aromāts.	1,00 10 - 13	13,0
N,N-dimetilanilīns		Terciārais taukains aromātisks	1,40 10 -9	8,85
Difenilamīns		Sekundārais aromāts.	6,20 10 -14	13,21
piridīns		Heteroaromātisks	1,50 10 - 9	8,82
Hinolīns		Heteroaromātisks	8,70 10 -10	9,06
Piperidīns		Sekundārais alifāts. un heterociklisks	1,33 10 -3	3,88
Hidrazīns			9,30 10 -7	6,03
Hidroksilamīns			8,90 10 - 9	8,05
etanolamīns		Prod. perv. alif.	1,80 10 - 5	4,75

Tabulas dati ļauj izdarīt šādus secinājumus:

1) Alifātiskie amīni ir daudz spēcīgākas bāzes nekā aromātiskās (apmēram 100 000 - 1 000 000 reižu)

2) Heteroaromātiskie amīni pēc bāziskuma ir līdzīgi aromātiskajiem.

3) Aromātisko amīnu bāziskumu spēcīgi ietekmē aizvietotāji, kas atrodas pāri- pozīcija aminogrupā. Aizvietotāji, kas nodod elektronus, palielina amīna bāziskumu, bet elektronus izvadošie aizvietotāji to strauji samazina. Aromātisko amīnu, kas satur metilgrupas un nitrogrupas, bāziskuma attiecība norādītajā pozīcijā ir aptuveni 10 000:1.

4) Sekundārie alifātiskie amīni ir nedaudz bāziskāki nekā primārie, savukārt terciārajiem amīniem ir vienāds bāziskums.

5) Primāro amīnu radikāļu raksturs būtiski neietekmē amīna bāziskumu.

6) Piesātinātajiem heterocikliskajiem amīniem ir bāziskums sekundāro alifātisko amīnu līmenī.

7) Taukskābju aromātiskajiem amīniem ir bāziskums aromātisko amīnu līmenī.

8) Sekundārajiem aromātiskajiem amīniem ir aptuveni 10 000 reižu mazāks bāziskums nekā primārajiem.

9) Elektronegatīvie atomi, kas molekulā saistīti ar aminogrupas slāpekļa atomu, samazina tā bāziskumu par 10 (slāpeklis) un 1000 reižu (skābeklis).

10) Skābekļa atoms, kas atdalīts no aminogrupas ar divām metilēngrupām, samazina tā bāziskumu tikai 67 reizes.

Jāņem vērā arī tas, ka skābju amīdu bāziskums karbonilgrupas elektronu izvilkšanas efekta dēļ ir ļoti zems – pat zemāks nekā sekundārajiem aromātiskajiem amīniem: acetamīdam pK b = 13,52; acetanilīda pK b = 13,60 un urīnvielas pK b = 13,82

acetamīds acetanilīds urīnviela

Tāpat kā pamatojums primārie, sekundārie un terciārie amīni reaģēt ar skābēm:

propilamīna propilamonija bromīds

dimetilamīna dimetilamonija sulfāts

trimetilamīna trimetilamonija perhlorāts

Ar daudzbāziskām skābēm var veidot ne tikai vidēju, bet un skābie sāļi:

dimetilamīna dimetilamonija hidrogēnsulfāts

metilizobutilamīns metilizobutilamonija dihidroortofosfāts

Primārais aromātisks, un sekundārie un terciārie taukskābju aromātiskie amīni ar atšķaidītiem stipru skābju ūdens šķīdumiem arī dod sāls:

Spēj arī veidot sāls Reibumā koncentrētas stipras skābes, bet plkst atšķaidīšana ar ūdenišie sāļi hidrolizēts, dodot vāju bāzi, tas ir sākuma amīns:

Tāpat kā ļoti vāji pamati, nedod sāli ne ar koncentrētu sālsskābi, ne ar sērskābi. Tiesa, trifenilamīns joprojām dod perhlorātu ar perhlorskābi:

.

Primārie alifātiskie amīni reaģēt divos posmos: pirmajā, ārkārtīgi nestabilsūdenī pat atdzesētā stāvoklī diazonija sāls, kas otrajā posmā reaģē ar ūdeni, veidojot alkohols:

propilamīna propildiazonija hlorīds

propanols-1

Primārā amīna reakcijā ar nātrija nitrītu un sālsskābi, gāzu izvadīšana(burbuļi ir skaidri redzami) un zivju smarža amīnu izmaiņas uz alkoholu ir kvalitatīva reakcija uz primāro alifātisko amīnu.

Ja mēs summējam divas iepriekš minētās reakcijas, mēs iegūstam:

Sekundārie amīni reaģē pavisam citādi: nātrija nitrīta un sālsskābes iedarbībā, N-nitrozamīns- ļoti izturīgs pat apsildāmā savienojumā:

metiletilamīns N-nitrozometiletiamīns

Sekundārā alifātiskā amīna reakcijā ar nātrija nitrītu un sālsskābi, dzeltenas eļļas veidošanās, slikti šķīst ūdenī un ar ārkārtīgi nepatīkamu smaku ir kvalitatīva reakcija uz sekundāro alifātisko amīnu.

Nitrozamīni - kancerogēni: neatkarīgi no iekļūšanas vietas un metodes izmēģinājuma dzīvnieka ķermenī tie izraisa aknu vēzi. Plaši izmanto eksperimentālajā onkoloģijā. Tie darbojas rezorbtīvi, tas ir, caur ādu.

Terciārie alifātiskie amīni reaģē no nātrija nitrīta un sālsskābes maisījuma tikai ar skābi:

Šai reakcijai nav redzamu seku. Smarža mazinās.

Primārie aromātiskie amīni reaģē ar relatīvi stabilu veidošanos temperatūrā no 0 līdz 5 o C diazonija sāļi. Šo reakciju pirmo reizi publicēja 1858. gadā Vācijas ķīmijas žurnālā Pīters Grīss, un tā ir viņa vārds:

Griesa reakcijā ir iesaistīti daudzi anilīna homologi, kas satur alkil-aizvietotājus o-,m- Un P- pozīcija aminogrupā:

Tas ietver arī anilīna atvasinājumus, kas satur elektronu akceptoru, elektronu donoru aizvietotājus un īpašas grupas aizvietotājus, piemēram:

Ar bromūdeņražskābi reakcija notiek ātrāk, taču to izmanto reti un tikai laboratorijā šīs skābes augsto izmaksu un trūkuma dēļ.

Sāls ražošanā diazoniju nekavējoties izmanto, lai veiktu šādus sintēzes posmus, bet laboratorijā tos bieži izolē apmaiņas reakcijā ar piesātinātu nātrija tetrafluorborāta šķīdumu:

Diazonija sāļus visbiežāk izmanto, lai iegūtu daudzas azo krāsvielas, izmantojot azo savienojumu ar fenoliem (naftoliem) un aromātiskiem terciāriem amīniem, piemēram:

Iegūtā azo krāsviela ir pH indikators: skābā vidē ūdeņraža saites veidošanās dēļ tai ir plakana struktūra, kurā ir vājināta hidroksilgrupas elektronu donora iedarbība - šī forma ir iekrāsota dzeltenā krāsā. Sārmainā grupā no hidroksilgrupas atdalās protons, parādās “fenolāta jons”, kas ir spēcīgākais ED aizvietotājs, un krāsa mainās uz sarkani oranžu:

Sodas loma azo-savienojuma reakcijas gaitā ir iegūtās sālsskābes (vai citas spēcīgas) skābes saistīšanās skābes sālī - nātrija bikarbonātā:

Nātrija karbonāta un bikarbonāta maisījums ir buferšķīdums, kas rada nedaudz sārmainu vidi.

Ar terciārajiem aromātiskajiem amīniem azo-savienošanai jānotiek viegli skābā vidē, ko nodrošina, pievienojot sāļus, kas hidrolizējas pie anjona, piemēram, nātrija acetātu. Stipri skābā vidē amīns veido amonija sāli, kura katjons dabiski nereaģē ar diazonija katjonu.

Nātrija acetāts uzreiz reaģē ar iegūto sālsskābi. Rezultāts ir buferšķīdums, kas sastāv no vājas etiķskābes un nātrija acetāta pārpalikuma. Tas nodrošina nedaudz skābu vidi:

Sekundārie aromātiskie amīni reaģēt ar nātrija nitrītu un sālsskābi ar izglītību N-nitrozamīni. Piemēram, N-metilanilīns dod N-nitrozo-N-metilanilīnu - dzeltenu eļļu ar ārkārtīgi nepatīkamu smaku, kas sacietē 13 ° C temperatūrā:

Aromātiskie N-nitrozoamīni, tāpat kā alifātiskie, ir kancerogēni. Tie izraisa arī aknu vēzi, kā arī tiek izmantoti eksperimentālajā onkoloģijā.

Aromātiskie N-nitrozoamīni sausu hlor- vai ūdeņraža bromīdu vai koncentrētas sērskābes iedarbībā tiek pārkārtoti, un to pirmo reizi publicēja 1886. gadā Vācijas ķīmijas žurnālā O. Fišers un E. Heps. Šādos apstākļos nitrozo grupa tiek selektīvi pārnesta uz P- pozīcija:

Rezultātā iegūtajai 4-nitrozo-N-metilanilīna pārkārtošanai ir pilnīgi atšķirīgas fizikālās īpašības un bioloģiskā aktivitāte. Tā ir zaļa cieta viela ar kušanas temperatūru 113 ° C. Tā fluorescē šķīdumos organiskos šķīdinātājos. Tas nav kancerogēns, tomēr izraisa dermatītu.

Terciārie aromātiskie amīni reaģēt ar nātrija nitrītu un sālsskābi, Došana C-nitrozo savienojumi. Nitrozo grupa ir selektīvi vērsta uz P- pozīcija:

C-nitrozo savienojumus viegli reducē ūdeņradis uz Raney niķeļa. Šajā gadījumā iegūst nesimetriskus dialkildiamīnus, piemēram:

Alifātisko un aromātisko amīnu sāļus var viegli pārvērst atpakaļ amīnos sārmu ietekmē, piemēram:

propilamonija perhlorāts propilamīns

metilpropilamonija hidrogēnsulfāts metilpropilamīns

kvartāra amonija bāzes, Un otrādi, tos var tulkot kvaternārie amonija sāļi darbība skābes:

Dimetiletilizopropilamonija hidroksīds Dimetiletilizopropilamonija hlorīds

Kā redzat, šī ir izplatīta reakcija, neitralizējot sārmu ar skābi - tiek iegūts sāls un ūdens.

Šīs rokasgrāmatas 19. lpp. tika ieteikts, ka aromātisko amīnu elektrofilās aizvietošanas reakcijas var viegli notikt orto- Un pāri- benzola kodola pozīcijas. Patiešām, anilīns ir viegli bromējams visās šajās pozīcijās vienlaikus:

N,N-dialkilanilīni tiek sulfonēti, nitrēti un diazotēti orto- Un pāri- noteikumi:

Ar nātrija acetātu spēcīga kompleksā skābe tiek pārveidota par vāju - etiķskābi:

Amīnu pielietošana

Vienkāršākais primārais amīns metilamīns izmanto insekticīdu, fungicīdu, vulkanizācijas paātrinātāju, virsmaktīvās vielas (virsmaktīvās vielas), zāļu, krāsvielu, raķešu degvielas, šķīdinātāju sintēzē. Piemēram, N-metil-2-pirolidonu, populāru laku un dažu krāsvielu šķīdinātāju, iegūst, metilamīnam reaģējot ar γ-butirolaktonu (4-hidroksibutānskābes ciklisko esteri):

γ-butirolatons N-metil-2-pirolidons

Vienkāršākais sekundārais amīns dimetilamīns izmanto insekticīdu, herbicīdu, vulkanizācijas paātrinātāju, virsmaktīvo vielu, daudzu zāļu, krāsvielu un svarīgu šķīdinātāju, piemēram, dimetilforiamīda (DMF), dimetilacetamīda (DMAA) un heksametilfosfotriamīda (HMPTA) vai heksametapola sintēzē. DMF tiek ražots rūpniecībā, piemēram, dimetilamīnam reaģējot ar skudrskābes metilesteri:

metilformiāts dimetilamīns DMF metanols

DMAA ražo rūpnieciski, dimetilamīnam reaģējot ar etiķskābes anhidrīdu:

etiķskābes anhidrīds DMAA

Heksametapola rūpnieciskā sintēze sastāv no dimetilamīna mijiedarbības ar fosfora oksihlorīdu:

fosfora trihlorīds HMPTA

Vienkāršākais terciārais amīns trimetilamīns izmanto kvartārā amonija bāzu, flotācijas līdzekļu, retardantu, barības piedevu sintēzē. Piemēram, pēdējais solis karbaholīna sintēzē, ko lieto glaukomas un pēcoperācijas zarnu vai urīnpūšļa atonijas ārstēšanā, ir trimetilamīna mijiedarbība ar etilēna hlorhidrīna karbamoilatvasinājumu:

karbaholīns

Katjonu virsmaktīvās vielas iegūst līdzīgi:

trimetilalkilamonija hlorīds

etilamīns izmanto krāsvielu, virsmaktīvo vielu, herbicīdu ražošanā. Piemēram, simazīns, herbicīds kukurūzas un dārzeņu aizsardzībai no nezālēm, tiek iegūts, mijiedarbojoties etilamīnam ar aprēķināto ciānurskābes hlorīda daudzumu sārmainā vidē:

ciānurskābes hlorīds simazīns

dietilamīns izmanto krāsvielu, pesticīdu, gumijas vulkanizācijas paātrinātāju, korozijas inhibitoru, medikamentu, insektu atbaidītāju ražošanā. Piemēram, labi zināms moskītu atbaidīšanas līdzeklis - DEET tiek iegūts ar reakciju:

skābes hlorīds m-toluīnskābe N,N-dietil- m-toluamīds

izopropilamīns, butilamīns, izobutilamīns, otrais-butiamīns un tert- butilamīni izmanto līdzīgās nozarēs.

1,6-heksāndiamīns plaši izmanto neilona sintēzei polikondensācijas reakcijā ar 1,4-butāndikarbonskābi (adipīnskābi):

Starp narkotikām daudzas satur dažāda veida aminogrupas. Tā, piemēram, no 1308 zālēm, kas uzskaitītas M.D. Mashkovsky, vismaz 70 ir primārie amīni, vismaz 52 ir sekundāri un vismaz 108 ir terciāri. Turklāt starp zālēm ir 41 kvaternārais amonija sāls un vairāk nekā 70 karbonskābju amīdi, 26 arilsulfonskābju amīdi un 12 ortofosforskābes atvasinājumu amīdi. Ir arī cikliskie amīdi – laktāmi. Ir 5 no tiem. Dabisko aminoskābju atvasinājumi - 14 vienības. Tālāk ir sniegti tādu zāļu piemēri, kas satur uzskaitītās funkcionālās grupas:

Anestezin- etilēteris P- aminobenzoskābe. Tas ir primārais aromātiskais amīns un esteris vienlaikus.

Tam ir vietēja anestēzijas efekts. To lieto brūču un čūlainu virsmu anestēzijai, grūtnieču vemšanas, jūras un gaisa slimību gadījumos.

Baklofēns– 4-amino-3-( P-hlor)fenilbutānskābe. Tas ir primārais alifātiskais amīns, esteris un benzola sērijas halogēna atvasinājums vienlaikus.

Samazina muskuļu sasprindzinājumu, ir pretsāpju efekts. Lieto multiplās sklerozes gadījumā.

Salbutamols – 2-tert-butilamino-1-(4"-hidroksi-3"-hidroksimetil)feniletanols. Tas ir sekundārs alifātisks amīns, sekundārie un primārie spirti un fenols vienlaikus.

Tam ir bronhodilatējoša iedarbība un novērš priekšlaicīgas kontrakcijas grūtniecēm. To lieto bronhiālās astmas un dzemdību praksē.

Ortofēns- 2-(2,6"-dihlor)fenilaminofeniletiķskābes nātrija sāls. Tas ir sekundārs aromātisks amīns, karbonskābes sāls un benzola sērijas halogēna atvasinājums vienlaikus.

Tam ir pretiekaisuma, pretsāpju un pretdrudža iedarbība. Lieto pie akūta reimatisma, reimatoīdā artrīta, Behtereva slimības, artrozes, spondilartrozes.

Isoverin- N-izoamil-1,5-pentāndiamīna dihidrohlorīds. Tas ir vienlaicīgi primāro un sekundāro amīnu diamonija sāls.

Pazemina asinsspiedienu, paaugstina tonusu un pastiprina dzemdes muskuļu kontrakcijas. To lieto kā dzemdību paātrinātāju un dzemdes kontrakciju stimulēšanai pēcdzemdību periodā.

metilēnzils- N,N,N',N'-tetrametiltionīna hlorīds. Tas ir gan terciārais taukains aromātiskais amīns, gan tā paša amīna amonija sāls. Turklāt tas satur heteroaromātisku gredzenu ar "piridīna" slāpekļa atomu.

Lieto ārēji kā antiseptisku līdzekli apdegumu, piodermas un folikulīta gadījumos. Cistīta un uretrīta gadījumā dobumus mazgā ar 0,02% zilu šķīdumu.

Pentamīns– 3-metil-1,5-bis-(N,N-dimetil-N-etil)amonija-3-azapentāna dibromīds. Tas ir gan terciārais alifātiskais amīns, gan to pašu amīnu divkāršs kvaternārais amonija sāls.

Tam ir gangliobloķējoša darbība. To lieto hipertensīvām krīzēm, perifēro asinsvadu spazmām, zarnu un žults ceļu spazmām, nieru kolikām, akūtu bronhiālās astmas lēkmju mazināšanai ar plaušu un smadzeņu tūsku.

Nikotīnamīds- 3-piridīnkarbonskābes amīds. Tas ir karbonskābes amīds un slāpekli saturoša heteroaromātiskā cikla atvasinājums - piridīns.

Tam piemīt pretpelagriskas īpašības, tas uzlabo ogļhidrātu vielmaiņu, pozitīvi ietekmē vieglas cukura diabēta formas, aknu, sirds, kuņģa čūlas un divpadsmitpirkstu zarnas čūlas slimības. To lieto gastrīta ar zemu skābumu, akūtu un hronisku hepatītu, cirozi, ekstremitāšu, nieru un smadzeņu trauku spazmām.

Sulfadimezīns – 2-(P- aminobenzolsulfamido)-4,6-dimetilpirimidīns. Lielas sulfa zāļu grupas pārstāvis. Tas vienlaikus ir sulfanilamīds, primārais aromātiskais amīns un slāpekli saturoša heteroaromātiskā cikla atvasinājums - pirimidīns.

Tāpat kā visas šīs grupas zāles, sulfadimezīns ir aktīvs pretmikrobu līdzeklis. To lieto pneimokoku, streptokoku, meningokoku infekciju, sepses, gonorejas, kā arī Escherichia coli un citu mikrobu izraisītu infekciju gadījumā.

Fopurīns - 6-dietilēnamidofosfamido-2-dimetilamino-7-metilpurīns. Tas vienlaikus ir trīs reizes fosfamīds, terciārais aromātiskais amīns un slāpekli saturoša heteroaromātiskā velosipēda atvasinājums - purīns

Hemodezs- 6% zemas molekulmasas polivinilpirolidona ūdens sāls šķīdums. Polimēra elementārā vienība satur laktāma gredzenu.

Saista toksīnus, kas cirkulē asinīs, un ātri izvada tos caur nieru barjeru. Lieto pie dizentērijas, dispepsijas, salmonelozes, apdegumu slimības intoksikācijas fāzē.

Histidīns– L-β-imidazolilalanīns vai L-α-amino-β-(4-imidazolil)propionskābe. Tā ir α-aminoskābe un slāpekli saturoša heteroaromātiskā cikla atvasinājums - imidazols

Histidīns ir neaizstājama aminoskābe; atrodams dažādos orgānos, ir daļa no karnozīna, muskuļu slāpekļa ekstrakcijas vielas. Organismā tas tiek pakļauts dekarboksilēšanai, veidojot histamīnu, kas ir viens no ķīmiskajiem faktoriem (mediatoriem), kas iesaistīts dzīvībai svarīgo funkciju regulēšanā.

Angiotenzīnamīds– L-asparaginil-L-arginil-L-valil-L-tirozinil-L-valil-L-histidinilacetāts – L-prolil-L-fenilalanīns. Tas ir oktapeptīda etiķskābes sāls, kas sastāv no dabīgām α-aminoskābēm.

Šoka apstākļos to lieto ātrai un smagai iekšējo orgānu, ādas un nieru vazokonstrikcijai. Angiotenzīnamīdam ir arī spēja samazināt dzemdes, zarnu, urīnceļu un žultspūšļa gludos muskuļus. Tas stimulē adrenalīna izdalīšanos no virsnieru dziedzeriem un aldosterona veidošanos.

Amīni

Amīnus sauc par amonjaka organiskajiem atvasinājumiem, kuros viens, divi vai visi trīs ūdeņraža atomi ir aizstāti ar ogļūdeņraža radikāļiem (piesātinātiem, nepiesātinātiem, aromātiskiem).

Amīnu nosaukums ir atvasināts no ogļūdeņraža radikāļa nosaukuma, pievienojot galotni -amīns vai no atbilstošā ogļūdeņraža nosaukuma ar priedēkli amino-.

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

metilamīns metiletilamīns metildifenilamīns

fenilamīns (anilīns)

Atkarībā no ūdeņraža atomu skaita, kas amonjakā aizvietoti ogļūdeņražu radikāļos, izšķir primāros, sekundāros un terciāros amīnus:

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

primārais amīns sekundārais amīns terciārais amīns

Kur R, R, R"" ir ogļūdeņraža radikāļi.

Primāros, sekundāros un terciāros amīnus var iegūt, alkilējot (ievadot alkilgrupu) amonjaku. Šajā gadījumā amonjaka ūdeņraža atomi pakāpeniski tiek aizstāti ar radikāļiem, un veidojas amīnu maisījums:

NH 3 + CH 3 I - CH 3 NH 2 + HI

CH 3 NH 2 + CH 3 I - (CH 3) 2 NH + HI

(CH 3) 2 NH + CH 3 I - (CH 3) 2 N + HI

Parasti viens no tiem dominē amīnu maisījumā atkarībā no izejvielu attiecības.

Lai iegūtu sekundāros un terciāros amīnus, var izmantot amīnu reakciju ar haloalkilgrupām:

(CH 3) 2 NH + C 2 H 5 Br - (CH 3) 2 NC 2 H 5 + HBr

Amīnus var iegūt, reducējot nitro savienojumus. Parasti nitro savienojumus pakļauj katalītiskajai hidrogenēšanai ar ūdeņradi:

C2H5NO2 + 3H2 - C2H5NH2 + 2H2O

Šo metodi izmanto rūpniecībā aromātisko amīnu iegūšanai.

Ierobežot amīnus. Normālos apstākļos metilamīns CH 3 NH 2, dimetilamīns (CH 3) 2 NH, trimetilamīns (CH 3) 3 N un etilamīns C 2 H 5 NH 2 ir gāzes ar smaržu, kas atgādina amonjaku. Šie amīni labi šķīst ūdenī. Sarežģītāki amīni ir šķidrumi, augstāki amīni ir cietas vielas.

Amīniem raksturīgas pievienošanās reakcijas, kuru rezultātā veidojas alkilamīna sāļi. Piemēram, amīni pievieno ūdeņraža halogenīdus:

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

etilamonija hlorīds

(CH 3) 2 NH + HBr - [(CH 3) 2 NH 2] Br

dimetilamonija bromīds

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

trimetilamonija jodīds

Terciārie amīni pievieno halogenētus ogļūdeņražus, veidojot tetraalkilamonija sāļus, piemēram:

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

Alkilamonija sāļi šķīst ūdenī un dažos organiskos šķīdinātājos. Tajā pašā laikā tie sadalās jonos:

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

Rezultātā šo sāļu ūdens un neūdens šķīdumi vada elektrību. Ķīmiskā saite alkilamonija savienojumos ir kovalenta, ko veido donora-akceptora mehānisms:

Metilamonija jons

Tāpat kā amonjaks, ūdens šķīdumos amīniem piemīt bāzes īpašības. Hidroksīda joni parādās to šķīdumos, jo veidojas alkilamonija bāzes:

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

Amīnu šķīdumu sārmainu reakciju var noteikt, izmantojot indikatorus.

Amīni deg gaisā, izdalot CO 2, slāpekli un ūdeni, piemēram:

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

Izmantojot slāpekļskābi HNO 2 , var atšķirt primāros, sekundāros un terciāros amīnus. šai skābei reaģējot ar primārajiem amīniem, veidojas spirts un izdalās slāpeklis:

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

Sekundārie amīni ar slāpekļskābi veido nitrozo savienojumus, kuriem ir raksturīga smarža:

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

Terciārie amīni nereaģē ar slāpekļskābi.

Anilīns C 6 H 5 NH 2 ir vissvarīgākais aromātiskais amīns. Tas ir bezkrāsains eļļains šķidrums, kas vārās 184,40 C temperatūrā.

Anilīnu pirmo reizi ieguva 19. gadsimtā. Krievu organiskais ķīmiķis N. N. Zinins, kurš izmantoja nitrobenzola reducēšanas reakciju ar amonija sulfīdu (NH 4) 2 S. Rūpniecībā anilīnu iegūst, katalītiski hidrogenējot nitrobenzolu, izmantojot vara katalizatoru:

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

Vecā nitrobenzola reducēšanas metode, kas ir zaudējusi komerciālo nozīmi, ir izmantot dzelzi kā reducētāju skābes klātbūtnē.

Pēc ķīmiskajām īpašībām anilīns daudzējādā ziņā ir līdzīgs piesātinātajiem amīniem, tomēr, salīdzinot ar tiem, tas ir vājāka bāze, pateicoties benzola gredzena ietekmei. Slāpekļa atoma brīvās elektronu poras, ar kuru klātbūtni ir saistītas galvenās īpašības, daļēji tiek ievilktas benzola gredzena P - elektroniskajā sistēmā:

Elektronu blīvuma samazināšanās uz slāpekļa atoma samazina anilīna pamatīpašības. Anilīns veido sāļus tikai ar stiprām skābēm. Piemēram, ar sālsskābi tas veido fenilamonija hlorīdu:

C 6 H 5 NH 2 + HCl - Cl

Slāpekļskābe ar anilīnu veido diazo savienojumus:

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

Diazo savienojumiem, īpaši aromātiskajiem, ir liela nozīme organisko krāsvielu sintēzē.

Dažas no anilīna īpašajām īpašībām ir saistītas ar aromātiskā kodola klātbūtni tā molekulā. Tātad anilīns viegli mijiedarbojas šķīdumos ar hloru un bromu, savukārt ūdeņraža atomu aizstāšana benzola kodolā, kas atrodas orto un para pozīcijās pret aminogrupu:

Karsējot ar sērskābi, anilīns tiek sulfonēts, veidojot sulfanilskābi:

Sulfanilskābe ir vissvarīgākais starpprodukts krāsvielu un zāļu sintēzē.

Hidrogenējot anilīnu katalizatoru klātbūtnē, var iegūt cikloheksilamīnu:

C6H5-NH2+3H2-C6H11-NH2

Anilīnu izmanto ķīmiskajā rūpniecībā daudzu organisko savienojumu, tostarp krāsvielu un zāļu, sintēzei.

metilamīns

Parastie tradicionālie nosaukumi

Monometilaminometāns MMA

Ķīmiskā formula CH5N

Molmasa 31,1 g/mol

Fizikālās īpašības

Nosacījums (st. nosacījums) bezkrāsaina gāze

0,23 Pa s (pie 20°C)

Termiskās īpašības

Kušanas temperatūra - 94°C

Vārīšanās temperatūra - 6°C

Uzliesmošanas temperatūra 8°C

Ķīmiskās īpašības

Šķīdība ūdenī 108 g/100 ml

Daži no labāk zināmajiem amīniem

metilamīns

Metilamīns (CH 3 --NH 2) - bezkrāsaina gāze ar amonjaka smaku, t kip? 6,32°C. To izmanto pesticīdu, zāļu, krāsvielu sintēzei. Vissvarīgākie no produktiem ir N-metil-2-pirolidons (NMP), metilformamīds, kofeīns, efedrīns un N,N"-dimetilurīnviela. Tā ir arī neliela slāpekļa ekskrēcija kaulu zivīs.

Metilamīns ir tipisks primārais amīns. Metilamīns veido sāļus ar skābēm. Reakcijās ar aldehīdiem un acetāliem veidojas Šifa bāzes. Mijiedarbojoties ar esteriem vai acilhlorīdiem, rodas amīdi.

Parasti izmanto kā šķīdumus: 40% no svara ūdenī, metanolā, etanolā vai THF.

Kvīts

Metilamīna rūpnieciskās ražošanas pamatā ir metanola mijiedarbība ar amonjaku augstā temperatūrā (370 līdz 430 °C) un spiedienā no 20 līdz 30 bāriem. Reakcija notiek gāzes fāzē uz neviendabīga katalizatora, kura pamatā ir ceolīts. Kā reakcijas blakusprodukti veidojas arī ūdens, dimetilamīns (CH 3) 2 NH un trimetilamīns (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

Tīru metilamīnu iegūst, atkārtoti destilējot.

Alternatīva metilamīna preparāta pamatā ir formalīna mijiedarbība ar amonija hlorīdu, kad to karsē.

Metilamīna sadegšana notiek saskaņā ar vienādojumu:

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

Dimetilamīns

Dimetilamīns ir sekundārs amīns, amonjaka atvasinājums, kura molekulā divi ūdeņraža atomi ir aizstāti ar metilradikāļiem. Bezkrāsaina gāze ar asu smaku, kas atdzesējot viegli sašķidrinās par bezkrāsainu šķidrumu. degošs

CH3-NH-CH3

Pieteikums

To izmanto, lai iegūtu vielas, ko izmanto gumijas ražošanā. Tas kalpo kā izejviela heptila - raķešu degvielas ražošanai. To izmantoja ķīmisko ieroču ražošanā (tabūns).

Trietilamīns
Sistemātisks nosaukums	trietilamīns
Ķīmiskā formula
Empīriskā formula
Molārā masa	101,19 g/mol
Fizikālās īpašības
Stāvoklis (st. reklāmguv.)	šķidrums
Blīvums
Termiskās īpašības
Kušanas temperatūra
Vārīšanās temperatūra
Uzliesmošanas punkts
Veidošanās entalpija (st. arb.)	99,58 kJ/mol
Īpatnējais iztvaikošanas siltums
Tvaika spiediens	70 hPa (20 °C)
Ķīmiskās īpašības
Šķīdība ūdenī	13,3 g/100 ml
Optiskās īpašības
Refrakcijas indekss
Struktūra
Dipola moments	0,66 (20°C) D
Toksikoloģija
Toksicitāte

Trietilamīns

Trietilamīns ir terciārais amīns. Ķīmiskā formula ir (C 2 H 5) 3 N, bieži tiek lietots apzīmējums Et 3 N. Tas ir plaši izmantots kā vienkāršākais simetriskais terciārais amīns šķidrā stāvoklī.

Kvīts

Rūpniecībā to ražo kopā ar etilamīnu, dietilamīnu, etanola tvaika fāzē aminējot ar amonjaku virs Al 2 O 3 vai SiO 2 vai to maisījumu 350-450 ° C temperatūrā un 20-200 atm spiedienā vai virs Ni, Co. , Cu, Re un H 2 pie 150 -230°C un spiediena 17-35 atm. Iegūtā maisījuma sastāvs ir atkarīgs no sākotnējām attiecībām.

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

Iegūto maisījumu atdala ar destilāciju

Fizikālās īpašības

Istabas temperatūrā tas ir kustīgs, bezkrāsains šķidrums ar spēcīgu zivju smaržu, kas atgādina amonjaku. Kušanas temperatūra 114,8°C, viršanas temperatūra 89,5°C. Slikti šķīst ūdenī (zemākais kritiskais punkts pie T=19,1°C un 31,6 masas % trietilamīna), labi šķīst acetonā, benzolā, hloroformā, sajaucas ar etanolu, dietilēteri. Ar ūdeni veido azeotropu, bp. 75°C un satur 90% no svara trietilamīna.

Ķīmiskās īpašības

Kā stipra organiskā bāze (pKa=10,87) veido kristāliskus trietilamonija sāļus ar organiskām un minerālskābēm.

HCl + Et 3 N > Et 3 NH + Cl ?

Kā bāzi trietilamīnu plaši izmanto organiskajā sintēzē, jo īpaši esteru un amīdu sintēzē no acilhlorīdiem, lai saistītu iegūto hlorūdeņradi.

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

Izmanto arī dehidrohalogenēšanas reakcijā

Trietilamīns viegli alkilē, veidojot ceturtdaļas amonija sāļus

RI + Et 3 N > Et 3 NR + I ?

tādēļ diizopropiletilamīnu izmanto, lai alkilatoru klātbūtnē izveidotu bāzes vidi.

Pieteikums

Katalizē poliuretāna putu un epoksīdsveķu veidošanos. Atrod kādu pielietojumu kā raķešu degvielu. To izmanto herbicīdu, zāļu, krāsu ražošanā.

Lai atdalītu primāros un sekundāros amīnus, to destilē virs etiķskābes anhidrīda. Nosusiniet virs KOH un destilējiet.

Drošība

Koncentrācijas uzliesmošanas robeža = 1,2--8 % pēc tilpuma.

Kairina elpceļus, acis un ādu un tiešā saskarē var izraisīt smagus apdegumus. MPC \u003d 10 mg / m 3

amīna atvasinājums amonjaka ogļūdeņradis

Etilēndiamīns

Īpašības

Bezkrāsains šķidrums ar amonjaka smaržu. t kip 116,5°C, t pl 8,5°C, blīvums 0,899 g/cm³ (20°C); Etilēndiamīns šķīst ūdenī, spirtā, sliktāk - ēterī, nešķīst benzolā. Tā ir spēcīga bāze.

Pieteikums

Etilēndiamīnu izmanto etilēndiamīntetraetiķskābes iegūšanai, reaģējot ar hloretiķskābi. Tā sāļus ar taukskābēm izmanto kā mīkstinošus līdzekļus tekstilizstrādājumu ražošanā. Etilēndiamīnu izmanto arī krāsvielu, emulgatoru, lateksa stabilizatoru, plastifikatoru un fungicīdu ražošanā.

Kvīts

Toksicitāte

Tradicionālie nosaukumi	Fenilamīns Aminobenzols
Ķīmiskā formula
Empīriskā formula
Molārā masa	93,13 g/mol
Fizikālās īpašības
Blīvums	1,0217 g/cm
Dinamiskā viskozitāte (St. cond.)	3,71 Pa s (pie 20°C)
Termiskās īpašības
Kušanas temperatūra
Vārīšanās temperatūra
Ķīmiskās īpašības
Šķīdība ūdenī

Anilimns (fenilamīns) ir organisks savienojums ar formulu C 6 H 5 NH 2, vienkāršākais aromātiskais amīns. Tas ir bezkrāsains eļļains šķidrums ar raksturīgu smaržu, nedaudz smagāks par ūdeni un slikti šķīst tajā, šķīst organiskajos šķīdinātājos. Gaisā tas ātri oksidējas un iegūst sarkanbrūnu krāsu. indīgs! Nosaukums "anilīns" cēlies no viena no indigo saturoša auga nosaukuma - Indigofera anil (auga mūsdienu starptautiskais nosaukums ir Indigofera suffruticosa).

Pirmo reizi anilīnu 1826. gadā, destilējot indigo ar kaļķi, ieguva vācu ķīmiķis Otto Unverdorbens, kurš deva tam nosaukumu kristalīns.

1834. gadā F. Rynge atklāja anilīnu akmeņogļu darvā un nosauca to par "kjanolu".

1841. gadā Yu.F. Frischze ieguva anilīnu, karsējot indigo ar KOH šķīdumu, un nosauca to par "anilīnu".

1842. gadā anilīnu ieguva N.N. Zinin reducēja nitrobenzolu, iedarbojoties ar (NH 4) 2 S 3, un sauca viņu par "benzidāmu".

1843. gadā A.V. Hofmans noteica visu uzskaitīto savienojumu identitāti.

Purpura violetas krāsas rūpnieciskā ražošana uz anilīna bāzes tika sākta 1856. gadā.

Ķīmiskās īpašības

Anilīnu raksturo reakcijas gan aminogrupā, gan aromātiskajā gredzenā. Šo reakciju iezīmes ir saistītas ar atomu savstarpējo ietekmi. No vienas puses, benzola gredzens vājina aminogrupas pamatīpašības salīdzinājumā ar alifātiskajiem amīniem un pat amonjaku. No otras puses, aminogrupas ietekmē benzola gredzens kļūst aktīvāks aizvietošanas reakcijās nekā benzols. Piemēram, anilīns enerģiski reaģē ar broma ūdeni, veidojot 2,4,6-tribromanilīnu (baltas nogulsnes).

Kvīts

Dzelzs atgūšana:

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

Ūdeņraža reducēšana katalizatora klātbūtnē un augstā temperatūrā:

C6H5NO2 + 3H2 > C6H5NH2 + 2H2O

Nitro savienojumu atgūšana -- zinīna reakcija:

C 6 H 5 NO 2 + 3 (NH 4) 2 S> C 6 H 5 NH 2 + 6 NH 3 + 3S + 2H 2 O

Ražošana un pieteikums

Sākotnēji anilīnu ieguva, reducējot nitrobenzolu ar molekulāro ūdeņradi; anilīna praktiskā iznākums nepārsniedza 15%. Koncentrētai sālsskābei mijiedarbojoties ar dzelzi, izdalījās atomu ūdeņradis, kas ir ķīmiski aktīvāks nekā molekulārais ūdeņradis. Zinīna reakcija ir efektīvāka anilīna iegūšanas metode. Reakcijas masā tika iebērts nitrobenzols, kas tiek reducēts līdz anilīnam.

Kopš 2002. gada lielākā daļa pasaulē saražotā anilīna tiek izmantota metildiizocianātu ražošanai, kurus pēc tam izmanto poliuretānu ražošanai. Anilīnu izmanto arī mākslīgo kaučuku, herbicīdu un krāsvielu (violet dye mauveine) ražošanā.

Krievijā to galvenokārt izmanto kā starpproduktu krāsvielu, sprāgstvielu un medikamentu (sulfanilamīda preparātu) ražošanā, taču, ņemot vērā sagaidāmo poliuretānu ražošanas pieaugumu, vidējā termiņā iespējamas būtiskas attēla izmaiņas.

Toksiskas īpašības

Anilīnam ir negatīva ietekme uz centrālo nervu sistēmu. Tas izraisa organisma skābekļa badu sakarā ar methemoglobīna veidošanos asinīs, hemolīzi un deģeneratīvām izmaiņām sarkanajās asins šūnās.

Anilīns iekļūst organismā caur elpošanu, tvaiku veidā, kā arī caur ādu un gļotādām. Uzsūkšanās caur ādu tiek uzlabota, sildot gaisu vai dzerot alkoholu.

Ar vieglu saindēšanos ar anilīnu tiek novērots vājums, reibonis, galvassāpes, lūpu, ausu un nagu cianoze. Vidēji smagas saindēšanās gadījumā tiek novērota arī slikta dūša, vemšana, dažreiz satriecoša gaita un paātrināta sirdsdarbība. Smagi saindēšanās gadījumi ir ārkārtīgi reti. Hroniskas saindēšanās gadījumā ar anilīnu (anilisms) rodas toksisks hepatīts, kā arī neiropsihiski traucējumi, miega traucējumi, atmiņas zudums u.c.

Saindēšanās gadījumā ar anilīnu, pirmkārt, ir nepieciešams izvest cietušo no saindēšanās avota, mazgājot ar siltu (bet ne karstu!) ūdeni. Arī skābekļa ieelpošana ar karbogēnu. Tiek izmantota arī asins nolaišana, pretlīdzekļu (metilēnzilā) ievadīšana, sirds un asinsvadu līdzekļi. Cietušajam jābūt mierīgam.

Maksimālā pieļaujamā anilīna koncentrācija darba zonas gaisā ir 3 mg/m3. Rezervuāros (ar rūpniecisko piesārņojumu) 0,1 mg/l (100 mg/m3).

Etilēndiamīns

Etilēndiamīns (1,2-diaminoetāns) H 2 NCH 2 CH 2 NH 2 ir amīnu klases organisks savienojums.

Īpašības

Bezkrāsains šķidrums ar amonjaka smaržu. t kip 116,5°C, t pl 8,5°C, blīvums 0,899 g/cm³ (20°C); Etilēndiamīns šķīst ūdenī, spirtā, sliktāk - ēterī, nešķīst benzolā. Tā ir spēcīga bāze.

Pielietojums: Etilēndiamīnu izmanto, lai iegūtu etilēndiamīntetraetiķskābi, mijiedarbojoties ar hloretiķskābi. Tā sāļus ar taukskābēm izmanto kā mīkstinošus līdzekļus tekstilizstrādājumu ražošanā. Etilēndiamīnu izmanto arī krāsvielu, emulgatoru, lateksa stabilizatoru, plastifikatoru un fungicīdu ražošanā.

Kvīts

Galvenā etilēndiamīna sintēzes metode rūpniecībā ir amonjaka mijiedarbība ar dihloretānu.

Toksicitāte

Etilēndiamīns ir toksisks; tā tvaiku maksimāli pieļaujamā koncentrācija gaisā ir 0,001 mg/l.

Piridīns ir sešu locekļu aromātisks heterocikls ar vienu slāpekļa atomu, bezkrāsains šķidrums ar asu nepatīkamu smaku; sajaucas ar ūdeni un organiskiem šķīdinātājiem. Piridīns ir vāja bāze, dod sāļus ar stiprām minerālskābēm, viegli veido dubultsāļus un kompleksos savienojumus.

Atklājumu vēsture

Piridīnu 1846. gadā atklāja Andersons, pētot kaulu eļļu, kas iegūta, sausai destilējot beztauku kaulus. 1869. gadā Kerners privātā vēstulē Kanicaro izteica domu, ka P. var uzskatīt par benzolu, kurā viena CH grupa ir aizstāta ar slāpekli. Pēc Kernera teiktā, šāda formula ne tikai izskaidro piridīna sintēzi, bet galvenokārt norāda, kāpēc piridīna bāzu sērijas vienkāršākajā loceklī ir pieci oglekļa atomi. Gadu vēlāk Dewar (Dewar), neatkarīgi no Kernera, nonāca pie tās pašas formulas, kas pēc tam tika apstiprināta citu ķīmiķu vēlākajos darbos. Vēlāk Tomsens, Bambergers un Pechmann, Chamichan un Dennstedt pētīja piridīna struktūru. 1879. gadā A. Višņegradskis izteica viedokli, ka, iespējams, visas augu bāzes ir piridīna vai hinolīna atvasinājumi, un 1880. gadā Kēnigs pat ierosināja ar alkaloīdu nosaukumu nosaukt tikai tās augu bāzes, kuras var uzskatīt par piridīna atvasinājumiem. Tomēr šobrīd jēdziena "alkaloīdi" robežas ir ievērojami paplašinājušās.

Kvīts

Galvenais piridīna iegūšanas avots ir akmeņogļu darva.

Ķīmiskās īpašības

Piridīnam piemīt terciārajiem amīniem raksturīgas īpašības: tas veido N-oksīdus, N-alkilpiridīnija sāļus un spēj darboties kā sigma-donora ligands.

Tajā pašā laikā piridīnam ir skaidras aromātiskas īpašības. Tomēr slāpekļa atoma klātbūtne konjugācijas gredzenā izraisa nopietnu elektronu blīvuma pārdali, kas izraisa spēcīgu piridīna aktivitātes samazināšanos elektrofīlās aromātiskās aizvietošanas reakcijās. Šādās reakcijās pārsvarā tiek reaģētas gredzena metapozīcijas.

Piridīnu raksturo aromātiskas nukleofīlas aizvietošanas reakcijas, kas notiek galvenokārt gredzena orto-para pozīcijās. Šī reaktivitāte liecina par piridīna gredzena elektronu deficīta raksturu, ko var apkopot šādā īkšķa noteikumā: piridīna kā aromātiska savienojuma reaktivitāte aptuveni atbilst nitrobenzola reaktivitātei.

Pieteikums

To izmanto krāsvielu, zāļu, insekticīdu sintēzē, analītiskajā ķīmijā, kā šķīdinātāju daudzām organiskām un dažām neorganiskām vielām, spirta denaturēšanai.

Drošība

Piridīns ir toksisks, ietekmē nervu sistēmu, ādu.

Piperidīns

Piperidīns (pentametilēnimīns) ir heksahidropiridīns, sešu locekļu piesātināts gredzens ar vienu slāpekļa atomu. Bezkrāsains šķidrums ar amonjaka smaržu, sajaucas ar ūdeni, kā arī ar lielāko daļu organisko šķīdinātāju, veido azeotropu maisījumu ar ūdeni (35% ūdens pēc masas, Tbp 92,8°C) Iekļauts kā strukturāls fragments farmaceitiskajos produktos un alkaloīdos. Tā nosaukums ir cēlies no melno piparu latīņu nosaukuma Piper nigrum, no kura tas pirmo reizi tika izolēts.

Pirmo reizi piperidīnu no melnajiem pipariem izdalīja Oersted 1819. gadā. 1894. gadā tā pilnīgu sintēzi veica Alberts Ladenburgs un Šolcs

Iegūšanas metodes

Rūpniecībā galvenokārt hidrogenējot piridīnu ar molibdēna disulfīdu vai niķeli 200 °C kā katalizatoru

elektroķīmiskā reducēšana

No piridīna, reducējot nātriju absolūtā etanolā.

Karsējot pentametilēndiamīna dihidrohlorīdu.

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

reakcionārs spēja

Pēc ķīmiskajām īpašībām piperidīns ir tipisks sekundārs alifātisks amīns. Veido sāļus ar minerālskābēm, viegli alkilējas un acilējas pie slāpekļa atoma, veido kompleksus savienojumus ar pārejas metāliem (Cu, Ni u.c.). Tas tiek nitrozēts ar slāpekļskābi, veidojot N-nitrozopiperidīnu, hipohlorītu iedarbībā sārmainā vidē tas veido atbilstošo N-hloramīnu C 5 H 10 NCl,

Kad piperidīnu vāra ar koncentrētu jodūdeņražskābi, gredzena reducējošā atvēršana notiek, veidojot pentānu:

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

Ar izsmeļošu metilēšanu un Hofmaņa šķelšanos tas veido penta-1,3-diēnu.

Karsējot sērskābē vara vai sudraba sāļu klātbūtnē, piperidīns dehidrogenējas par piridīnu.

Atrašanās vieta dabā un bioloģiskā loma

Pats piperidīns tika izolēts no pipariem. Piperidīna gredzens ir vairāku alkaloīdu strukturāls fragments. Tātad piperidīna cikls ir daļa no alkaloīda konīna, ko satur plankumainais hemloks, piperīna sastāvā, kas piešķir melnajiem pipariem dedzinošu garšu. Arī Solenopsīna ugunsskudru toksīnā.

Pieteikums

Piperidīns tiek plaši izmantots organiskajā sintēzē un tiek izmantots kā galvenais katalizators aldola kondensācijā, Knoevenagela reakcijā, kā amīna komponents Manniha reakcijā un Mihaela reakcijā.

Piperidīnu kā augstas viršanas temperatūras sekundāro amīnu izmanto, lai pārvērstu ketonus enamīnos, kurus var alkilēt vai acilēt b-pozīcijā (Stārķa reakcija).

Drošība

Toksisks gan saskaroties ar ādu, gan ieelpojot tvaikus. Viegli uzliesmojošs, uzliesmošanas temperatūra 16 °C. Darbs ar viņu tiek veikts velkmes pārsegā.

Hinolīns ir heterocikliskās sērijas organisks savienojums. To izmanto kā sēra, fosfora uc šķīdinātāju organisko krāsvielu sintēzei. Medicīnā izmanto hinolīna atvasinājumus (plazmocīdu, hinīnu).

Rūpnieciskā ražošana

Hinolīns ir atrodams akmeņogļu darvas sastāvā, no kuras to iegūst.

Sintēzes metodes

Hinolīna atvasinājumus ar aizvietotājiem 2. un 4. pozīcijā var iegūt, kondensējot anilīnu (1) un p-diketonus (2) skābā vidē. Šo metodi sauc par hinolīnu kaujas sintēzi.

No anilīna un b, c-nepiesātinātajiem aldehīdiem (Dēbnera-Millera metode). Šīs reakcijas mehānisms ir ļoti tuvs Skraup reakcijas mehānismam.

No 2-aminobenzaldehīda un karbonila savienojumiem, kas satur b-metilēngrupu (Friedländer sintēze). Metode praktiski netiek izmantota anilīna o-karbonila atvasinājumu zemās pieejamības dēļ.

Anilīna un glicerīna kondensācija sērskābes klātbūtnē (Skraup metode)

Šīs reakcijas mehānisms nav precīzi noteikts, taču tiek pieņemts, ka process norisinās kā anilīna 1,4 pievienošana akroleīnam. Akroleīns veidojas glicerīna dehidratācijas rezultātā sērskābes klātbūtnē (akrolēna veidošanās tiek apstiprināta: hinolīns veidojas arī no gatavā akroleīna un anilīna.

Reakcija ir ļoti eksotermiska, tāpēc procesu parasti veic dzelzs(II) sulfāta klātbūtnē. Kā oksidētājs tiek izmantots arī arsēna (V) oksīds, šajā gadījumā process nenotiek tik strauji kā ar nitrobenzolu un hinolīna iznākums ir lielāks.

Saskaņā ar Povarova reakciju no benzaldehīda, anilīna un alkēna.

No orto-acilacetofenona un hidroksīda (en:Camps hinolīna sintēze).

No β-ketoanilīda (en: Knorr hinolīna sintēze).

No anilīna un β-ketoesteriem (en:Conrad-Limpach sintēze).

lv:Gould-Jacobs reakcija

Toksikoloģija un drošība

LD 50 zīdītājiem ir vairāki simti mg/kg.

Morfolins

Morfolins ir heterociklisks savienojums (tetrahidrooksazīns-1,4). Ķīmiskā formula ir HN(CH 2 CH 2) 2 O. To izmanto organiskajā sintēzē kā katalizatoru kā bāzi (protonu akceptoru), jo īpaši, lai iegūtu geminālos ditiolus. Molekulai ir atzveltnes krēsla konformācija.

Kvīts

Morfoliīnu iegūst, dehidratējot dietanolamīnu vai bis(2-hloretil) ēteri.

Attīrīšanai to žāvē virs drierīta, pēc tam rūpīgi frakcionēti destilē. Ieteicama arī destilācija vai žāvēšana virs nātrija.

Pieteikums

Rūpniecība

Morfolins ir korozijas inhibitors. Morfoliīns ir izplatīta ppm piedeva pH regulēšanai gan fosilā kurināmā, gan kodolreaktoru sistēmās. Morfoliīnu izmanto, jo tā gaistamība ir tuvu ūdens gaistam, tas ir, pievienojot ūdenim, tā koncentrācija ūdenī un tvaikos ir vienāda. Tā pH regulējošā īpašība pēc tam izplatās caur tvaika ģeneratoru, nodrošinot aizsardzību pret koroziju. Morfoliīns lēni sadalās bez skābekļa augstā temperatūrā un spiedienā tvaiku sistēmās.

organiskā sintēze

Morfolinā notiek lielākā daļa reakciju, kas raksturīga sekundāro amīnu ķīmijai, jo skābekļa atoma klātbūtnes dēļ, kas velk elektronu blīvumu uz sevi no slāpekļa atoma, tas ir mazāk nukleofils un mazāk bāzisks nekā strukturāli līdzīgs sekundārais amīns, piemēram, piperidīns. Šī iemesla dēļ tas veido noturīgu hloramīnu. To plaši izmanto arī enamīnu ražošanai. Morfolīnu plaši izmanto organiskajā sintēzē. Piemēram, tas ir celtniecības bloks antibiotikas linezolīda un pretvēža līdzekļa gefitiniba ražošanā.

Pētniecībā un rūpniecībā morfolīna zemās izmaksas un polaritāte ir izraisījusi tā plašu izmantošanu kā ķīmisko reakciju šķīdinātāju.

Drošība

Morfoliīns ir viegli uzliesmojošs šķidrums. t. 35°С, pašaizdegšanās temperatūra 230°С. Tvaiki kairina elpceļu gļotādas, saskaroties ar ādu izraisa apdegumus. LD50 1,65 g/kg (pelēm un jūrascūciņām, iekšķīgi); MPC 0,5 mg/m3.

Amīni ir amonjaka organiskie atvasinājumi.

Saskaņā ar ūdeņraža atomu skaitu, kas aizstāts ar ogļūdeņražu atlikumiem, ir:

• - primārais R–NH2
• - sekundārais R–NH–R
• - terciārais NR 3

Primārie amīni satur NH 2 grupu, sekundārie satur NH aminogrupu, bet terciāro amīnu sastāvā ir tikai terciārais slāpekļa atoms. Un nedaudz līdzīgs JWH-250.

Nomenklatūra

Amīnu nosaukums ir izveidots no ogļūdeņražu radikāļu nosaukuma, kas saistīti ar slāpekļa atomu, un sufiksa -amīns
Arilamīnus, kā arī vielas, kurās aminogrupu skaits ir divas vai vairāk, uzskata par ogļūdeņražu aminoatvasinājumiem:

1. etilēndiamīns
2. anilīns
3. N,N-dimetilanilīns

Kvartāra amonija savienojumus un sāļus uzskata par amonija jonu atvasinājumiem:

Fizikālās īpašības

Zemākie alifātiskie amīni ir bezkrāsainas, viegli uzliesmojošas gāzes, kas šķīst ūdenī. Augstāki homologi ir šķidrumi vai cietas vielas. Jo lielāka molekulmasa, jo zemāka šķīdība ūdenī.
Arilamīni ir bezkrāsaini šķidrumi vai cietas vielas, kas oksidēšanās dēļ gaisā pakāpeniski kļūst tumšākas. Viņiem ir nepatīkama smaka.
Fizikālās īpašības

Amīnu pielietošana

Pašus amīnus izmanto reti, piemēram, polietilēnpoliamīnu vai JWH-307 izmanto kā epoksīdsveķu cietinātāju. Amīnus izmanto kā starpproduktus dažādu organisko savienojumu ražošanā. Nozīmīgu vietu ieņem anilīns, uz kura bāzes tiek ražots liels daudzums anilīna krāsvielu. Turklāt krāsa tiek noteikta jau paša anilīna iegūšanas stadijā. Anilīnu bez piemaisījumiem izmanto, lai iegūtu zilu krāsvielu. Anilīnu, kas satur orto- un paratoluidīna maisījumu, izmanto sarkanās krāsvielas ražošanai.

Alifātiskie diamīni ir izejmateriāli poliamīdu sintēzei, piemēram, neilons, ko plaši izmanto polimēru plēvju, šķiedru, kā arī detaļu un mezglu ražošanā mašīnbūvē.

Alifātiskos diizocianātus izmanto poliuretānu un JWH-203 ražošanai. Tiem ir augsta izturība un elastība un ļoti augsta nodilumizturība (poliuretāna apavu zoles), kā arī laba difūzija uz plašu materiālu klāstu (poliuretāna līmes). Tos plaši izmanto arī putu veidā (poliuretāna putas).

Sulfonamīdus sintezē no sulfanilskābes.

LEKCIJAS TĒMA: amīni un aminospirti

Jautājumi:

Vispārējie raksturojumi: struktūra, klasifikācija, nomenklatūra.

Iegūšanas metodes

Fizikālās īpašības

Ķīmiskās īpašības

atsevišķi pārstāvji. Identifikācijas metodes.

Vispārējie raksturojumi: struktūra, klasifikācija, nomenklatūra

Amīnus sauc par amonjaka atvasinājumiem, kuru molekulas ūdeņraža atomi ir aizstāti ar ogļūdeņraža radikāļiem.

Klasifikācija

1 – Atkarībā no amonjaka aizvietoto ūdeņraža atomu skaita izšķir amīnus:

– primārs satur aminogrupu aminogrupu (–NH 2), vispārējā formula: R–NH 2,

– sekundārais satur imino grupu (-NH),

vispārīgā formula: R1-NH-R2

– terciārais satur slāpekļa atomu, vispārējā formula: R3 -N

Ir zināmi arī savienojumi ar ceturkšņa slāpekļa atomu: ceturtdaļējais amonija hidroksīds un tā sāļi.

2- Atkarībā no radikāļa struktūras izšķir amīnus:

- alifātisks (ierobežojošs un nepiesātināts)

- aliciklisks

- aromātisks (satur aminogrupu vai sānu ķēdi kodolā)

- heterociklisks.

Nomenklatūra, amīnu izomērija

1. Amīnu nosaukumi saskaņā ar racionālo nomenklatūru parasti tiek atvasināti no to sastāvā esošo ogļūdeņražu radikāļu nosaukumiem, pievienojot galotni - amīns : metilamīns CH 3 -NH 2, dimetilamīns CH 3 -NH-CH 3, trimetilamīns (CH 3) 3 N, propilamīns CH 3 CH 2 CH 2 -NH 2, fenilamīns C 6 H 5 - NH 2 utt.

2. Saskaņā ar IUPAC nomenklatūru aminogrupa tiek uzskatīta par funkcionālo grupu un tās nosaukumu amino likt pirms galvenās ķēdes nosaukuma:

Amīnu izomērija ir atkarīga no radikāļu izomērijas.

Amīnu iegūšanas metodes

Amīnus var iegūt dažādos veidos.

A) Haloalkilgrupu iedarbība uz amonjaku

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

B) Nitrobenzola katalītiskā hidrogenēšana ar molekulāro ūdeņradi:

C 6 H 5 NO 2 --® C 6 H 5 NH 2 + H 2 O

nitrobenzola kaķu anilīns

C) Zemāko amīnu (С 1-С 4) iegūšana, alkilējot ar spirtiem:

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

Amīnu fizikālās īpašības

Metilamīns, dimetilamīns un trimetilamīns ir gāzes, amīnu sērijas vidējie locekļi ir šķidrumi, augstākie ir cietas vielas. Palielinoties amīnu molekulmasai, palielinās to blīvums, paaugstinās viršanas temperatūra un samazinās šķīdība ūdenī. Augstākie amīni ūdenī nešķīst. Zemākiem amīniem ir nepatīkama smaka, kas nedaudz atgādina bojātu zivju smaržu. Augstāki amīni ir vai nu bez smaržas, vai tiem ir ļoti vāja smaka. Aromātiskie amīni ir bezkrāsaini šķidrumi vai cietas vielas ar nepatīkamu smaku un ir indīgas.

Amīnu ķīmiskās īpašības

Amīnu ķīmisko uzvedību nosaka aminogrupas klātbūtne molekulā. Slāpekļa atoma ārējā apvalkā ir 5 elektroni. Amīna molekulā, kā arī amonjaka molekulā slāpekļa atoms tērē trīs elektronus, veidojot trīs kovalentās saites, un divi paliek brīvi.

Brīvā elektronu pāra klātbūtne pie slāpekļa atoma ļauj tam piesaistīt protonu, tāpēc amīni ir līdzīgi amonjakam, uzrāda bāzes īpašības, veido hidroksīdus, sāļus.

Sāls veidošanās. Amīni ar skābēm dod sāļus, kas spēcīgas bāzes iedarbībā atkal dod brīvus amīnus:

Amīni veido sāļus pat ar vāju ogļskābi:

Tāpat kā amonjaks, amīniem ir pamata īpašības, pateicoties protonu saistīšanai vāji disociējošā aizvietotā amonija katjonā:

Kad amīns tiek izšķīdināts ūdenī, daļa no ūdens protoniem tiek iztērēta katjona veidošanai; tādējādi šķīdumā parādās hidroksīda jonu pārpalikums, un tam piemīt sārmainas īpašības, kas ir pietiekamas, lai lakmuszilā un fenolftaleīna šķīdumus krāsotu tumši sarkanā krāsā. Ierobežojošās sērijas amīnu bāziskums mainās ļoti mazās robežās un ir tuvu amonjaka bāziskumam.

Metilgrupu iedarbība nedaudz palielina metil- un dimetilamīna bāziskumu. Trimetilamīna gadījumā metilgrupas jau kavē iegūtā katjona šķīdināšanu un samazina tā stabilizāciju un līdz ar to arī bāziskumu.

Amīnu sāļi jāuzskata par sarežģītiem savienojumiem. Centrālais atoms tajos ir slāpekļa atoms, kura koordinācijas skaitlis ir četri. Ūdeņraža atomi jeb alkilgrupas ir saistīti ar slāpekļa atomu un atrodas iekšējā sfērā; skābes atlikums atrodas ārējā sfērā.

Amīnu acilēšana. Dažu organisko skābju atvasinājumu (skābju halogenīdu, anhidrīdu uc) iedarbībā uz primārajiem un sekundārajiem amīniem veidojas amīdi:

Sekundārie amīni ar slāpekļskābi dod nitrozamīni- dzeltenīgi šķidrumi, nedaudz šķīst ūdenī:

Terciārie amīni ir izturīgi pret atšķaidītas slāpekļskābes iedarbību aukstumā (tie veido slāpekļskābes sāļus), smagākos apstākļos tiek atdalīts viens no radikāļiem un veidojas nitrozoamīns.

Diamīni

Diamīniem ir svarīga loma bioloģiskajos procesos. Parasti tie viegli šķīst ūdenī, tiem ir raksturīga smarža, tiem ir izteikti sārmaina reakcija un tie mijiedarbojas ar CO 2 gaisā. Diamīni veido stabilus sāļus ar diviem skābes ekvivalentiem.

Etilēndiamīns (1,2-etāndiamīns) H 2 NCH 2 CH 2 NH 2 . Tas ir vienkāršākais diamīns; var iegūt, iedarbojoties ar amonjaku uz etilēnbromīdu:

Tetrametilēndiamīns (1,4-butāndiamīns) vai putrescīns, NH 2 CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 NH 2 un pentametilēndiamīns (1,5-pentāndiamīns) NH 2 CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 NH 2 vai kadaverīns. Tie tika atklāti olbaltumvielu vielu sadalīšanās produktos; veidojas diaminoskābju dekarboksilēšanas laikā un tiek nosaukti ptomains(no grieķu valodas - līķis), tās iepriekš tika uzskatītas par "laķu indēm". Tagad ir noskaidrots, ka puves proteīnu toksicitāti neizraisa ptomains, bet gan citu vielu klātbūtne.

Putrescīns un kadaverīns veidojas daudzu mikroorganismu (piemēram, stingumkrampju un holēras izraisītāju) un sēnīšu dzīvībai svarīgās aktivitātes rezultātā; tie ir sastopami sierā, melnajā graudā, mušmirē, alus raugā.

Daži diamīni tiek izmantoti kā izejvielas poliamīda šķiedru un plastmasas ražošanā. Tātad no heksametilēndiamīna NH 2 CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 NH 2 tika iegūta ļoti vērtīga sintētiskā šķiedra - neilons(ASV) vai anid(Krievija).

Aminospirti

Aminospirti- savienojumi ar jauktām funkcijām, kuru molekula satur amino- un hidroksigrupas.

Aminoetanols(etanolamīns) HO-CH 2 CH 2 -NH 2 vai kolamīns.

Etanolamīns ir biezs eļļains šķidrums, kas visos aspektos sajaucas ar ūdeni, un tam piemīt spēcīgas sārmainas īpašības. Kopā ar monoetanolamīnu iegūst arī dietanolamīnu un trietanolamīnu:

Holīns ir daļa no lecitīni- taukiem līdzīgas vielas, ļoti bieži sastopamas dzīvnieku un augu organismos, un tās var izolēt no tām. Holīns ir kristāliska, ļoti higroskopiska masa, kas viegli izplūst gaisā. Tam ir spēcīgas sārmainas īpašības un tas viegli veido sāļus ar skābēm.

Kad holīnu acilē ar etiķskābes anhidrīdu, holīna acetāts, ko sauc arī par acetilholīns:

Acetilholīnam ir ārkārtīgi svarīga bioķīmiskā loma, jo tas ir starpnieks (starpnieks), kas pārraida ierosmi no nervu receptoriem uz muskuļiem.

Amīni - tie ir amonjaka (NH 3) atvasinājumi, kuru molekulā viens, divi vai trīs ūdeņraža atomi ir aizstāti ar ogļūdeņraža radikāļiem.

Pēc ogļūdeņraža radikāļu skaita, kas aizstāj ūdeņraža atomus NH3 molekulā, visus amīnus var iedalīt trīs veidos:

Grupu - NH 2 sauc par aminogrupu. Ir arī amīni, kas satur divas, trīs vai vairākas aminogrupas.

Nomenklatūra

Ar slāpekli saistīto organisko atlikumu nosaukumā ir pievienots vārds "amīns", savukārt alfabētiskā secībā minētas grupas: CH3NC3H - metilpropilamīns, CH3N(C6H5)2 - metildifenilamīns. Augstākiem amīniem nosaukums tiek apkopots, par pamatu ņemot ogļūdeņradi, pievienojot priedēkli "amino", "diamino", "triamino", norādot oglekļa atoma skaitlisko indeksu. Dažiem amīniem tiek izmantoti triviāli nosaukumi: C6H5NH2 - anilīns (sistemātisks nosaukums - fenilamīns).

Amīniem iespējama ķēdes izomērija, funkcionālās grupas pozīcijas izomērija, izomērija starp amīnu veidiem

Fizikālās īpašības

Apakšējā limita primārie amīni – gāzveida vielas, ar amonjaka smaržu, labi šķīst ūdenī. Amīni ar lielāku relatīvo molekulmasu ir šķidrumi vai cietas vielas, to šķīdība ūdenī samazinās, palielinoties molekulmasai.

Ķīmiskās īpašības

Amīni ķīmiski ir līdzīgi amonjakam.

1. Mijiedarbība ar ūdeni – aizvietoto amonija hidroksīdu veidošanās. Amonjaka šķīdumam ūdenī ir vājas sārmainas (bāzes) īpašības. Amonjaka galveno īpašību iemesls ir vientuļa elektronu pāra klātbūtne pie slāpekļa atoma, kas ir iesaistīts donora-akceptora saites veidošanā ar ūdeņraža jonu. Tā paša iemesla dēļ amīni ir arī vājas bāzes. Amīni ir organiskas bāzes.

2. Mijiedarbība ar skābēm - sāļu veidošanās (neitralizācijas reakcijas). Kā bāze amonjaks veido amonija sāļus ar skābēm. Līdzīgi, amīniem reaģējot ar skābēm, veidojas aizvietoti amonija sāļi. Sārmi kā stiprākas bāzes izspiež no sāļiem amonjaku un amīnus.

3. Amīnu sadedzināšana. Amīni ir degošas vielas. Amīnu, kā arī citu slāpekli saturošu organisko savienojumu sadegšanas produkti ir oglekļa dioksīds, ūdens un brīvais slāpeklis.

Alkilēšana ir alkil-aizvietotāja ievadīšana organiskā savienojuma molekulā. Tipiski alkilētāji ir alkilhalogenīdi, alkēni, epoksīda savienojumi, spirti, retāk aldehīdi, ketoni, ēteri, sulfīdi, diazoalkāni. Alkilēšanas katalizatori ir minerālskābes, Lūisa skābes un ceolīti.

Acilēšana. Karsējot ar karbonskābēm, to anhidrīdi, skābes hlorīdi vai esteri, primārie un sekundārie amīni tiek acilēti, veidojot N-aizvietotus amīdus, savienojumus ar fragmentu -C (O) N<:

Reakcija ar anhidrīdiem notiek vieglos apstākļos. Skābes hlorīdi reaģē vēl vieglāk, reakcija tiek veikta bāzes klātbūtnē, lai saistītu izveidoto HCl.

Primārie un sekundārie amīni mijiedarbojas ar slāpekļskābi dažādos veidos. Ar slāpekļskābes palīdzību viens no otra tiek atšķirti primārie, sekundārie un terciārie amīni. Primārie spirti veidojas no primārajiem amīniem:

C2H5NH2 + HNO2 → C2H5OH + N2 + H2O

Tas izdala gāzi (slāpekli). Tā ir zīme, ka kolbā ir primārais amīns.

Sekundārie amīni ar slāpekļskābi veido dzeltenus, slikti šķīstošus nitrozamīnus - savienojumus, kas satur >N-N=O fragmentu:

(C2H5)2NH + HNO2 → (C2H5)2N-N=O + H2O

Sekundāros amīnus ir grūti nepamanīt, nitrozodimetilamīnam raksturīgā smarža izplatās visā laboratorijā.

Terciārie amīni parastā temperatūrā vienkārši izšķīst slāpekļskābē. Sildot, ir iespējama reakcija ar alkilradikāļu likvidēšanu.

Kā nokļūt

1. Spirtu mijiedarbība ar amonjaku karsēšanas laikā Al 2 0 3 kā katalizatora klātbūtnē.

2. Alkilhalogenīdu (haloalkānu) mijiedarbība ar amonjaku. Iegūtais primārais amīns var reaģēt ar lieko alkilhalogenīdu un amonjaku, veidojot sekundāro amīnu. Terciāros amīnus var pagatavot līdzīgi

Aminoskābes. Klasifikācija, izomērija, nomenklatūra, iegūšana. Fizikālās un ķīmiskās īpašības. Amfoteriskās īpašības, bipolārā struktūra, izoelektriskais punkts. Polipeptīdi. Atsevišķi pārstāvji: glicīns, alanīns, cisteīns, cistīns, a-aminokaproīnskābe, lizīns, glutamīnskābe.

Aminoskābes- tie ir ogļūdeņražu atvasinājumi, kas satur aminogrupas (-NH 2) un karboksilgrupas -COOH.

Vispārīgā formula: (NH 2) f R(COOH) n kur m un n visbiežāk vienāds ar 1 vai 2. Tādējādi aminoskābes ir savienojumi ar jauktām funkcijām.

Klasifikācija

izomerisms

Aminoskābju, kā arī hidroksi skābju izomērija ir atkarīga no oglekļa ķēdes izomērijas un aminogrupas stāvokļa attiecībā pret karboksilgrupu. (a-, β - un γ - aminoskābes utt.). Turklāt visas dabiskās aminoskābes, izņemot aminoetiķskābi, satur asimetriskus oglekļa atomus, tāpēc tām ir optiskie izomēri (antipodi). Ir aminoskābju D un L sērijas. Jāņem vērā, ka visas aminoskābes, kas veido olbaltumvielas, pieder L sērijai.

Nomenklatūra

Aminoskābēm parasti ir triviāli nosaukumi (piemēram, aminoetiķskābi sauc atšķirīgi glikokols vai iicīns, un aminopropionskābe alanīns utt.). Aminoskābes nosaukums saskaņā ar sistemātisko nomenklatūru sastāv no atbilstošās karbonskābes nosaukuma, no kuras tas ir atvasinājums, kā prefiksu pievienojot vārdu amino-. Aminogrupas pozīciju ķēdē norāda ar cipariem.

Kā nokļūt

1. α-halokarbonskābju mijiedarbība ar amonjaka pārpalikumu. Šo reakciju gaitā halogēna atoms halokarbonskābēs (par to sagatavošanu sk. § 10.4) tiek aizstāts ar aminogrupu. Tajā pašā laikā izdalītais hlorūdeņradis ar amonjaka pārpalikumu tiek piesaistīts amonija hlorīdam.

2. Olbaltumvielu hidrolīze. Proteīnu hidrolīzes laikā parasti veidojas kompleksi aminoskābju maisījumi, tomēr, izmantojot īpašas metodes, no šiem maisījumiem var izdalīt atsevišķas tīras aminoskābes.

Fizikālās īpašības

Aminoskābes ir bezkrāsainas kristāliskas vielas, viegli šķīst ūdenī, kušanas temperatūra 230-300°C. Daudzām α-aminoskābēm ir salda garša.

Ķīmiskās īpašības

1. Mijiedarbība ar bāzēm un skābēm:

a) kā skābe (ir iesaistīta karboksilgrupa).

b) kā bāze (ir iesaistīta aminogrupa).

2. Mijiedarbība molekulā – iekšējo sāļu veidošanās:

a) monoaminomonokarbonskābes (neitrālas skābes). Monoaminomonokarbonskābju ūdens šķīdumi ir neitrāli (pH = 7);

b) monoaminodikarbonskābes (skābās aminoskābes). Monoaminodikarbonskābju ūdens šķīdumiem ir pH< 7 (кислая среда), так как в результате образования внутренних солей этих кислот в растворе появляется избыток ионов водорода Н + ;

c) diaminomonokarbonskābes (bāzes aminoskābes). Diaminomonokarbonskābju ūdens šķīdumiem ir pH > 7 (sārmains), jo šo skābju iekšējo sāļu veidošanās rezultātā šķīdumā parādās OH - hidroksīda jonu pārpalikums.

3. Aminoskābju mijiedarbība savā starpā – peptīdu veidošanās.

4. Mijiedarbojieties ar spirtiem, veidojot esterus.

Aminoskābju, kas nesatur papildu NH2 vai COOH grupas, izoelektriskais punkts ir vidējais aritmētiskais starp divām pK vērtībām: attiecīgi alanīnam .

Vairāku citu aminoskābju, kas satur papildu skābes vai bāzes grupas (asparagīnskābes un glutamīnskābes, lizīna, arginīna, tirozīna u.c.), izoelektriskais punkts ir atkarīgs arī no šo aminoskābju radikāļu skābuma vai bāziskuma. Piemēram, lizīnam pI jāaprēķina no pusi no pK" vērtību summas α- un ε-NH2 grupām. Tādējādi pH diapazonā no 4,0 līdz 9,0 gandrīz visas aminoskābes pārsvarā pastāv kā cviterioni ar protonētu aminogrupu un disociētu karboksilgrupu.

Polipeptīdi satur vairāk nekā desmit aminoskābju atlikumus.

Glicīns (aminoetiķskābe, aminoetānskābe) ir vienkāršākā alifātiskā aminoskābe, vienīgā aminoskābe, kurai nav optisko izomēru. Empīriskā formula C2H5NO2

Alanīns (aminopropānskābe) ir alifātiska aminoskābe. α-alanīns ir daļa no daudziem proteīniem, β-alanīns ir daļa no vairākiem bioloģiski aktīviem savienojumiem. Ķīmiskā formula NH2 -CH -CH3 -COOH. Alanīns aknās viegli pārvēršas glikozē un otrādi. Šo procesu sauc par glikozes-alanīna ciklu, un tas ir viens no galvenajiem glikoneoģenēzes ceļiem aknās.

Cisteīns (α-amino-β-tiopropionskābe; 2-amino-3-sulfanilpropānskābe) ir alifātiska sēru saturoša aminoskābe. Optiski aktīvs, pastāv L- un D-izomēru formā. L-cisteīns ir olbaltumvielu un peptīdu sastāvdaļa, un tam ir svarīga loma ādas audu veidošanā. Tas ir svarīgi detoksikācijas procesiem. Empīriskā formula ir C3H7NO2S.

Cistīns (ķīm.) (3,3 "-ditio-bis-2-aminopropionskābe, dicisteīns) ir alifātiska sēru saturoša aminoskābe, bezkrāsaini kristāli, šķīst ūdenī.

Cistīns ir nekodēta aminoskābe, kas ir cisteīna oksidatīvās dimerizācijas produkts, kura laikā divas cisteīna tiola grupas veido cistīna disulfīda saiti. Cistīns satur divas aminogrupas un divas karboksilgrupas un ir divvērtīga diaminoskābe. Empīriskā formula C6H12N2O4S2

Organismā tie atrodami galvenokārt olbaltumvielu sastāvā.

Aminokaproīnskābe (6-aminoheksānskābe vai ε-aminokaproskābe) ir hemostatiskas zāles, kas inhibē profibrinolizīna pārvēršanos fibrinolizīnā. Bruto-

formula C6H13NO2.

Lizīns (2,6-diaminoheksānskābe) ir alifātiska aminoskābe ar izteiktām bāzes īpašībām; neaizstājamā aminoskābe. Ķīmiskā formula: C6H14N2O2

Lizīns ir daļa no olbaltumvielām. Lizīns ir neaizstājama aminoskābe, kas ir daļa no gandrīz jebkura proteīna, tas ir nepieciešams augšanai, audu atjaunošanai, antivielu, hormonu, enzīmu, albumīnu ražošanai.

Glutamīnskābe (2-aminopentāndiskābe) ir alifātiska aminoskābe. Dzīvos organismos glutamīnskābe glutamāta anjona veidā atrodas olbaltumvielās, vairākās vielās ar zemu molekulmasu un brīvā veidā. Glutamīnskābei ir svarīga loma slāpekļa metabolismā. Ķīmiskā formula C5H9N1O4

Glutamīnskābe ir arī neirotransmitera aminoskābe, viena no svarīgajām ierosinošo aminoskābju klases pārstāvjiem. Glutamāta saistīšanās ar specifiskiem neironu receptoriem izraisa pēdējo ierosmi.

Vienkārši un sarežģīti proteīni. peptīdu saite. Proteīna molekulas primārās, sekundārās, terciārās un kvartārās struktūras jēdziens. Saišu veidi, kas nosaka proteīna molekulas telpisko struktūru (ūdeņraža, disulfīda, jonu, hidrofobās mijiedarbības). Olbaltumvielu fizikālās un ķīmiskās īpašības (izgulsnēšanās, denaturācija, krāsu reakcijas). izoelektriskais punkts. Olbaltumvielu vērtība.

Vāveres - tie ir dabiski lielmolekulārie savienojumi (biopolimēri), kuru strukturālais pamats ir no α-aminoskābju atlikumiem uzbūvētas polipeptīdu ķēdes.

Vienkāršas olbaltumvielas (olbaltumvielas) ir augstas molekulārās organiskās vielas, kas sastāv no alfa-aminoskābēm, kas savienotas ķēdē ar peptīdu saiti.

Kompleksie proteīni (proteīdi) ir divkomponentu proteīni, kas papildus peptīdu ķēdēm (vienkāršs proteīns) satur ne-aminoskābju rakstura sastāvdaļu - protezēšanas grupu.

Peptīdu saite - amīda saites veids, kas rodas proteīnu un peptīdu veidošanās laikā vienas aminoskābes α-aminogrupas (-NH2) mijiedarbības rezultātā ar citas aminoskābes α-karboksilgrupu (-COOH).

Primārā struktūra ir aminoskābju secība polipeptīdu ķēdē. Svarīgas primārās struktūras pazīmes ir konservatīvie motīvi - aminoskābju kombinācijas, kurām ir galvenā loma olbaltumvielu funkcijās. Sugas evolūcijas gaitā tiek saglabāti konservatīvie motīvi, kas bieži vien ļauj paredzēt nezināma proteīna darbību.

Sekundārā struktūra - polipeptīdu ķēdes fragmenta lokāla sakārtošana, stabilizēta ar ūdeņraža saitēm.

Terciārā struktūra - polipeptīdu ķēdes telpiskā struktūra (proteīnu veidojošo atomu telpisko koordinātu kopums). Strukturāli tas sastāv no sekundārās struktūras elementiem, kurus stabilizē dažāda veida mijiedarbības, kurās liela nozīme ir hidrofobām mijiedarbībām. Terciārās struktūras stabilizācijā piedalās:

kovalentās saites (starp diviem cisteīna atlikumiem - disulfīda tiltiem);

jonu saites starp pretēji lādētām aminoskābju atlikumu sānu grupām;

ūdeņraža saites;

hidrofilā-hidrofobā mijiedarbība. Mijiedarbojoties ar apkārtējām ūdens molekulām, proteīna molekula "tiecas" saritināties tā, ka aminoskābju nepolārās sānu grupas tiek izolētas no ūdens šķīduma; uz molekulas virsmas parādās polāras hidrofilās sānu grupas.

Kvartārā struktūra (vai apakšvienība, domēns) - vairāku polipeptīdu ķēžu savstarpēja izkārtošanās kā daļa no viena proteīna kompleksa. Olbaltumvielu molekulas, kas veido proteīnu ar kvartāru struktūru, veidojas atsevišķi uz ribosomām un tikai pēc sintēzes beigām veido kopēju supramolekulāru struktūru. Proteīns ar kvartāru struktūru var saturēt gan identiskas, gan dažādas polipeptīdu ķēdes. Kvartārās struktūras stabilizācijā piedalās tādi paši mijiedarbības veidi kā terciārās struktūras stabilizācijā. Supramolekulārie proteīnu kompleksi var sastāvēt no desmitiem molekulu.

Fizikālās īpašības

Olbaltumvielu īpašības ir tikpat dažādas kā to veiktās funkcijas. Daži proteīni izšķīst ūdenī, parasti veidojot koloidālus šķīdumus (piemēram, olu baltumu); citi izšķīst atšķaidītos sāls šķīdumos; citi ir nešķīstoši (piemēram, integrālo audu olbaltumvielas).

Ķīmiskās īpašības

Aminoskābju atlikumu radikāļos proteīni satur dažādas funkcionālās grupas, kas spēj iesaistīties daudzās reakcijās. Olbaltumvielas nonāk oksidēšanās-reducēšanās reakcijās, esterificēšanā, alkilācijā, nitrācijā, var veidot sāļus gan ar skābēm, gan bāzēm (olbaltumvielas ir amfotēriskas).

Piemēram, albumīns - olu baltums - 60-70 ° temperatūrā tiek nogulsnēts no šķīduma (koagulē), zaudējot spēju izšķīst ūdenī.