Файл: Методичка по органике.doc

Приводим уравнение реакции получения бензилнитрометана из соответствующего галогенопроизводного углеводорода, указываем условия ее протекания и называем исходное соединение:

Пишем уравнения реакций данного соединения с реагентами NaOH, H₂O; HNO₂, называем полученные продукты:

Пример решения задачи 34

Дайте определение понятию «основность» органического соединения. Расположите вещества N,N-диметиланилин, пропан-2-амин и 2-хлоранилин в порядке возрастания их основных свойств. Дайте необходимые пояснения. Приведите формулы и классификацию представленных в задании аминов (например, вторичный алифатическо-ароматический амин). Для наиболее слабого основания напишите уравнение солеобразования с H₂SO₄.

Основания с точки зрения протолитической теории БренстедаЛоури  это соединения способные присоединять протон (Н⁺), т. е. акцепторы протона. Основность аминов обусловлена наличием у атома азота неподеленной электронной пары. Чем выше электронная плотность на N-атоме, тем легче идет присоединение протона, тем выше основность.

Электронодонорные (ЭД) группы, связанные с N-атомом, повышают на нем электронную плотность и тем самым повышают основность амина. Электроноакцепторные (ЭА) группы, наоборот, понижают основность амина. Из этого следует, что алифатические амины являются более сильными основаниями, чем аммиак. В ароматических аминах вследствие +М-эффекта неподеленная электронная пара N-атома втянута в бензольное кольцо, что понижает их основные свойства по сравнению с аммиаком и алифатическими аминами. Ряд основности аминов:

Благодаря основным свойствам, амины образуют соли с кислотами. Чем ниже основность амина, тем с более сильной кислотой он способен образовать соль. Амины с высокой основностью образуют соли даже с низшими монокарбоновыми кислотами.

формиат диалкиламмония

Алифатические амины в силу высокой основности способны присоединять протон молекулы воды. Поэтому водные растворы таких аминов имеют рН > 7. Это качественная проба на алифатические амины.

Решение

N,N-диметиланилин пропан-2-амин 2-хлоранилин

Располагаем предложенные амины в порядке возрастания их основности:

Для наиболее слабого основания приводим реакцию солеобразования с серной кислотой:

Пример решения задачи 35 Основные химические свойства аминов

1. Алкилирование аминогруппы можно проводить галогеналканами (реакция Гофмана) или спиртами (в промышленности). Алкилироваться могут первичные, вторичные и третичные амины.

2. Ацилирование аминогруппы проводится ангидридами или галогенангидридами карбоновых кислот. Ацилируются только первичные и вторичные амины.

3. Реакции аминов с азотистой кислотой позволяют различить между собой первичный, вторичные и третичные амины, так как образуются различные продукты реакций. Эти реакции являются качественными на различные по замещенности аминогруппы.

а) первичные алифатические амины при взаимодействии с HNO₂ образуют спирты и молекулярный азот. Реакция сопровождается «моментальным закипанием» реакционной смеси:

б) первичные ароматические амины при взаимодействии с HNO₂ при 05 ^оС образуют соли диазония, которые при добавлении β-нафтола дают красно-оранжевый азокраситель. При нагревании соль диазония разлагается с выделением азота и образованием фенола:

в) вторичные амины при взаимодействии с HNO₂ образуют N-нитрозосоединения, которые выпадают в виде желтых осадков или тяжелых маслянистых жидкостей:

г) третичные амины в HNO₂ только растворяются с образованием солей. Исключение составляют третичные диалкилариламины со свободным пара-положением. Такие амины нитрозируются по бензольному кольцу с образованием пара-нитрозопроизводных, которые выделяются в виде зеленого осадка:

4. Реакции ароматических аминов по бензольному кольцу протекают легко в мягких условиях и часто без использования катализаторов. Аминогрупа является заместителем I рода, сильным электронодонорным заместителем, активирует бензольное кольцо в S_E-реакциях и является, соответственно, орто- и пара-ориентантом. Реакция с бромной водой, как и для фенолов, является качественной для ароматических аминов  происходит обесцвечивание бромной воды и выпадает творожистый осадок полибромпроизводного.

Химические свойства аминокислот

1. Образование солей. Аминокислоты  это амфотерные соединения, поэтому они способны образовывать соли как с кислотами, так и с основаниями.

-Аминокислоты способны также образовывать устойчивые комплексные соли с ионами некоторых двухвалентных металлов: Cu²⁺, Ni²⁺, Zn²⁺, Co²⁺. С ионами Cu²⁺ получаются кристаллические хелатные соли синего цвета, которые используются для выявления, выделения и очистки аминокислот (качественная реакция):

2. Реакции по карбоксильной группе:

3. Реакции по аминогруппе:

3. Реакции аминокислот под действием ферментов:

4. Превращения аминокислот под действием температуры Т > Т_пл:

а) -аминокислоты при нагревании до температуры выше температуры их плавления отщепляют две молекулы воды с образованием циклического дипептида  дикетопиперазина:

б) β-аминокислоты при нагревании дезаминируются с выделением аммиака и образованием непредельной кислоты:

в) γ- и δ-аминокислоты при нагревании претерпевают внутримолекулярную дегидратацию с образованием циклического внутреннего амида  лактама:

Качественные реакции на аминокислоты

1. Нингидриновая реакция  качественная реакция на -аминокислоты  при взаимодействии с нингидрином происходит окислительное дезаминирование -аминокислот с образованием продукта конденсации сине-фиолетового цвета:

2. Ксантопротеиновая реакция  качественная реакция на ароматические и гетероциклические аминокислоты  появление желто-оранжевой окраски после добавления аммиака к продукту нитрования ароматического кольца

3. Реакция Фоля  качественная реакция на серосодержащие аминокислоты (цистеин, метионин)  образование черного осадка PbS при добавлении ацетата свинца к продуктам щелочного гидролиза серосодержащих аминокислот:

Решение

Приводим уравнения реакций 2-фенилэтанамина с HNO₂; CH₃COOH; С₂Н₅Br:

Приводим уравнения реакций α-фенилаланина с дегидрогеназой; NH₃; T > T_пл.

Пример решения задачи 36 Решение

С помощью качественных проб и реакций отличите между собой три вещества: пара-толуидин (А), пропандиамин (Б) и валин (В).

А  пара-толуидин  первичный ароматический амин

Б  пропандиамин  первичный алифатический амин

В  валин  алифатическая -аминокислота

Составим план эксперимента в виде таблицы:

Опыт	Реагент	Наблюдаемый результат и вывод
Опыт	Реагент	Пробирка 1	Пробирка 2	Пробирка 3
1 2 3	Н₂О NaNO₂+ HCl, 05C + β-нафтол нингидрин	Не растворяется Гомогенный раствор Красно-оранжевое окрашивание  первичная ароматическая аминогруппа Без изменений	Растворяется, рН > 8  сильное основание Выделение газа  первичная алифатическая аминогруппа  Без изменений	Растворяется, рН = 5 Выделение газа  первичная алифатическая аминогруппа  Фиолетовое окрашивание  -аминокислота
Общий вывод		пара-толуидин	пропандиамин	валин