آمین های اولیه و ثانویه آمین های اولیه نهایی

پایه های آلی - این نام اغلب در شیمی برای ترکیباتی که از مشتقات آمونیاک هستند استفاده می شود. اتم های هیدروژن در مولکول آن با رادیکال های هیدروکربنی جایگزین می شوند. ما در مورد آمین ها صحبت می کنیم - ترکیباتی که خواص شیمیایی آمونیاک را تکرار می کنند. در مقاله ما با فرمول کلی آمین ها و خواص آن ها آشنا می شویم.

ساختار مولکولی

بسته به اینکه چند اتم هیدروژن با رادیکال های هیدروکربنی جایگزین می شوند، آمین های اولیه، ثانویه و سوم متمایز می شوند. به عنوان مثال، متیل آمین یک آمین اولیه است که در آن گونه هیدروژن با یک گروه -CH 3 جایگزین شده است. فرمول ساختاری آمین ها R-NH 2 است و می توان از آن برای تعیین ترکیب یک ماده آلی استفاده کرد. نمونه ای از آمین ثانویه دی متیل آمین است که به شکل زیر است: NH 2 -NH-NH 2 . در مولکول های ترکیبات درجه سوم، هر سه اتم هیدروژن آمونیاک با رادیکال های هیدروکربنی جایگزین می شوند، به عنوان مثال تری متیل آمین دارای فرمول (NH 2) 3 N است. ساختار آمین ها بر خواص فیزیکی و شیمیایی آنها تأثیر می گذارد.

خصوصیات فیزیکی

وضعیت تجمع آمین ها به جرم مولی رادیکال ها بستگی دارد. هرچه کوچکتر باشد، وزن مخصوص ماده کمتر می شود. مواد پایین تر از کلاس آمین با گازها (مثلا متیل آمین) نشان داده می شوند. آنها بوی آمونیاک مشخصی دارند. آمین های متوسط ​​مایعاتی با بوی ضعیف هستند و ترکیبات با جرم زیاد رادیکال هیدروکربنی جامدات بی بو هستند. حلالیت آمین ها به جرم رادیکال نیز بستگی دارد: هر چه بزرگتر باشد، ماده کمتر در آب حل می شود. بنابراین، ساختار آمین ها وضعیت فیزیکی و ویژگی های آنها را تعیین می کند.

خواص شیمیایی

خصوصیات مواد عمدتاً به دگرگونی های گروه آمینه بستگی دارد که در آن نقش اصلی به جفت الکترون تنها آن داده می شود. از آنجایی که مواد آلی از کلاس آمین مشتقات آمونیاک هستند، قادر به انجام واکنش های مشخصه NH 3 هستند. به عنوان مثال، ترکیبات در آب حل می شوند. محصولات چنین واکنشی موادی خواهند بود که خواص هیدروکسیدها را نشان می دهند. به عنوان مثال، متیل آمین، که ترکیب اتمی آن از فرمول کلی آمین های اشباع R-NH 2 پیروی می کند، ترکیبی را با آب تشکیل می دهد - متیل آمونیوم هیدروکسید:

CH 3 - NH 2 + H 2 O = OH

بازهای آلی با اسیدهای معدنی واکنش می دهند و نمک در محصولات یافت می شود. بنابراین، متیل آمین با اسید هیدروکلریک، متیل آمونیوم کلرید می دهد:

CH 3 -NH 2 + HCl -> Cl

واکنش آمین ها که فرمول کلی آن R-NH 2 است با اسیدهای آلی با جایگزینی اتم هیدروژن گروه آمینه با آنیون پیچیده باقیمانده اسید رخ می دهد. به این واکنش های آلکیلاسیون می گویند. همانطور که در واکنش با اسید نیتریت، مشتقات آسیل فقط می توانند آمین های اولیه و ثانویه را تشکیل دهند. تری متیل آمین و سایر آمین های سوم قادر به چنین فعل و انفعالاتی نیستند. اجازه دهید همچنین اضافه کنیم که آلکیلاسیون در شیمی تحلیلی برای جدا کردن مخلوط آمین ها به کار می رود. در بین آمین های حلقوی، آنیلین نقش مهمی ایفا می کند. با احیای نیتروبنزن با هیدروژن در حضور یک کاتالیزور از نیتروبنزن استخراج می شود. آنیلین ماده اولیه ای برای تولید پلاستیک، رنگ، مواد منفجره و مواد دارویی است.

ویژگی های آمین های سوم

مشتقات آمونیاک سوم از نظر خواص شیمیایی با ترکیبات تک یا دو جایگزین متفاوت هستند. به عنوان مثال، آنها می توانند با ترکیبات هالوژنه هیدروکربن های اشباع شده تعامل کنند. در نتیجه نمک های تترا آلکیلامونیوم تشکیل می شوند. اکسید نقره با آمین های سوم واکنش می دهد و آمین ها به هیدروکسیدهای تترا آلکیلامونیوم تبدیل می شوند که بازهای قوی هستند. اسیدهای آپروتیک، مانند تری فلوراید بور، می توانند ترکیبات پیچیده ای را با تری متیل آمین تشکیل دهند.

آزمایش کیفی برای آمین های اولیه

یک معرف که می تواند برای تشخیص آمین های تک یا دو جایگزین استفاده شود می تواند اسید نیتروژن باشد. از آنجایی که در حالت آزاد وجود ندارد، برای به دست آوردن آن در محلول، ابتدا واکنشی بین اسید کلرید رقیق و نیتریت سدیم انجام می شود. سپس آمین اولیه محلول اضافه می شود. ترکیب مولکول آن را می توان با استفاده از فرمول کلی آمین ها بیان کرد: R-NH 2. این فرآیند با ظهور مولکول های هیدروکربن غیر اشباع همراه است که می تواند با واکنش با آب برم یا محلول پرمنگنات پتاسیم مشخص شود. واکنش ایزونیتریل را نیز می توان کیفی در نظر گرفت. در آن، آمین های اولیه با کلروفرم در محیطی با غلظت بیش از حد آنیون های گروه هیدروکسیل واکنش می دهند. در نتیجه، ایزونیتریل ها تشکیل می شوند که دارای بوی خاص نامطبوع هستند.

ویژگی های واکنش آمین های ثانویه با اسید نیتریت

تکنولوژی تولید معرف HNO 2 در بالا توضیح داده شده است. سپس یک مشتق آلی آمونیاک حاوی دو رادیکال هیدروکربنی، به عنوان مثال، دی اتیل آمین، که مولکول آن مطابق با فرمول کلی آمین های ثانویه NH 2 -R-NH 2 است، به محلول حاوی معرف اضافه می شود. در محصولات واکنش یک ترکیب نیترو پیدا می کنیم: N-nitrosodiethylamine. اگر در معرض اسید کلرید قرار گیرد، این ترکیب به نمک کلرید آمین اصلی و نیتروزیل کلرید تجزیه می شود. اجازه دهید همچنین اضافه کنیم که آمین های سوم قادر به واکنش با اسید نیتروژن نیستند. این با واقعیت زیر توضیح داده می شود: اسید نیتریت یک اسید ضعیف است و نمک های آن هنگام تعامل با آمین های حاوی سه رادیکال هیدروکربنی، به طور کامل در محلول های آبی هیدرولیز می شوند.

روش های به دست آوردن

آمین ها که فرمول کلی آن R-NH 2 است، می تواند با احیای ترکیبات حاوی نیتروژن تولید شود. به عنوان مثال، این می تواند کاهش نیتروآلکان ها در حضور یک کاتالیزور - نیکل فلزی - هنگام گرم شدن تا +50 ⁰C و در فشار تا 100 اتمسفر باشد. نیترواتان، نیتروپروپان یا نیترومتان در نتیجه این فرآیند به آمین تبدیل می شوند. موادی از این دسته را می توان با احیای ترکیبات گروه نیتریل با هیدروژن نیز به دست آورد. این واکنش در حلال های آلی انجام می شود و نیاز به حضور کاتالیزور نیکل دارد. اگر از سدیم فلزی به عنوان یک عامل کاهنده استفاده شود، در این مورد فرآیند در محلول الکل انجام می شود. اجازه دهید دو روش دیگر را به عنوان مثال بیاوریم: آمیناسیون آلکان ها و الکل های هالوژنه.

در حالت اول مخلوطی از آمین ها تشکیل می شود. آمیناسیون الکل ها به روش زیر انجام می شود: مخلوطی از متانول یا بخار اتانول با آمونیاک روی اکسید کلسیم که به عنوان کاتالیزور عمل می کند عبور می کند. آمین های اولیه، ثانویه و سوم حاصل را معمولاً می توان با تقطیر جدا کرد.

در مقاله ما ساختار و خواص ترکیبات آلی حاوی نیتروژن - آمین ها را مطالعه کردیم.

طبقه بندی آمین ها متنوع است و مشخص می شود که کدام ویژگی ساختاری به عنوان پایه در نظر گرفته می شود.

بسته به تعداد گروه های آلی مرتبط با اتم نیتروژن، موارد زیر وجود دارد:

آمین های اولیه یک گروه آلی روی نیتروژن RNH 2

آمین های ثانویه دو گروه آلی در نیتروژن R 2 NH، گروه های آلی می تواند متفاوت باشد R "R" NH

آمین های سوم سه گروه آلی روی نیتروژن R3N یا R"R"R""N

بر اساس نوع گروه آلی مرتبط با نیتروژن، CH3N6H5N آلیفاتیک متمایز می شود.

بر اساس تعداد گروه‌های آمینه موجود در مولکول، آمین‌ها به مونوآمین‌های CH 3 NH 2، دی آمین‌های H 2 N(CH 2) 2 NH 2، تریامین‌ها و غیره تقسیم می‌شوند.

نامگذاری آمین ها

کلمه "آمین" به نام گروه های آلی مرتبط با نیتروژن اضافه می شود و گروه ها به ترتیب حروف الفبا ذکر می شوند، به عنوان مثال، CH 3 NHC 3 H 7 متیل پروپیلامین، CH 3 N (C 6 H 5) 2 متیل دی فنیل آمین. قوانین همچنین اجازه می دهد نام بر اساس هیدروکربنی که در آن گروه آمینه به عنوان یک جایگزین در نظر گرفته شده است. در این مورد، موقعیت آن با استفاده از یک شاخص عددی نشان داده می شود: C 5 H 3 C 4 H 2 C 3 H(NH 2) C 2 H 2 C 1 H 3 3-aminopentane (شاخص های عددی آبی بالایی ترتیب شماره گذاری را نشان می دهد. اتم های C). برای برخی از آمین ها، نام های بی اهمیت (ساده شده) حفظ شده است: آنیلین C 6 H 5 NH 2 (نام طبق قوانین نامگذاری فنیل آمین است).

در برخی موارد، از نام‌های ثابت استفاده می‌شود که نام‌های صحیح تحریف شده است: H 2 NCH 2 CH 2 OH monoethanolamine (به درستی 2-aminoethanol). (OHCH 2 CH 2) 2 NH دی اتانول آمین، نام صحیح بیس (2-هیدروکسی اتیل) آمین است. نام‌های بی‌اهمیت، تحریف‌شده و سیستماتیک (که طبق قوانین نام‌گذاری تدوین شده‌اند) اغلب در شیمی همزیستی دارند.

خواص فیزیکی آمین ها

اولین نمایندگان یک سری از آمین های متیل آمین CH 3 NH 2، دی متیل آمین (CH 3) 2 NH، تری متیل آمین (CH 3) 3 N و اتیلام C 2 H 5 NH 2 در دمای اتاق گازی هستند، سپس با افزایش تعداد از اتم‌های R، آمین‌ها به مایع تبدیل می‌شوند و با افزایش طول زنجیره R به 10 اتم C مواد کریستالی می‌شوند. حلالیت آمین ها در آب با افزایش طول زنجیره R و افزایش تعداد گروه های آلی مرتبط با نیتروژن (انتقال به آمین های ثانویه و سوم) کاهش می یابد. بوی آمین ها شبیه بوی آمونیاک است.

خواص شیمیایی آمین ها

توانایی متمایز آمین ها برای اتصال مولکول های خنثی (به عنوان مثال، هالیدهای هیدروژن HHal، با تشکیل نمک های آلی آمونیوم، مشابه نمک های آمونیوم در شیمی معدنی. برای تشکیل یک پیوند جدید، نیتروژن یک جفت الکترون تنها را فراهم می کند که به عنوان دهنده عمل می کند. پروتون H + که در تشکیل پیوند نقش دارد (از هالید هیدروژن) نقش گیرنده (گیرنده) را بازی می کند، چنین پیوندی گیرنده دهنده نامیده می شود (شکل 1 پیوند کووالانسی حاصل از NH کاملاً معادل است). پیوندهای NH موجود در آمین.

آمین های سوم نیز HCl را اضافه می کنند، اما هنگامی که نمک حاصل در محلول اسید گرم می شود، تجزیه می شود و R از اتم N جدا می شود:

(C 2 H 5) 3 ن+ HCl® [(C 2 H 5) 3 ن H]Cl

[(C 2 H 5) 3 ن H]Cl® (C 2 H 5) 2 ن H + C 2 H 5 Cl

هنگام مقایسه این دو واکنش، واضح است که گروه C 2 H 5 و H به نظر می رسد مکان خود را تغییر می دهند، در نتیجه یک آمین ثانویه از یک آمین سوم تشکیل می شود.

آمین ها با حل شدن در آب، یک پروتون را به همان روش جذب می کنند، در نتیجه یون های OH در محلول ظاهر می شوند که مربوط به تشکیل یک محیط قلیایی است که با استفاده از شاخص های معمولی قابل تشخیص است.

C2H5 ن H 2 + H 2 O ® + + OH

با تشکیل یک پیوند دهنده-گیرنده، آمین ها می توانند نه تنها HCl، بلکه هالوآلکیل RCl را نیز اضافه کنند، در نتیجه یک پیوند NR جدید تشکیل می دهند که آن نیز معادل پیوندهای موجود است. اگر یک آمین سوم را به عنوان ماده اولیه در نظر بگیریم، یک نمک تترا آلکیلامونیوم (چهار گروه R در یک اتم N) به دست می آوریم:

(C 2 H 5) 3 ن+ C 2 H 5 I ® [(C 2 H 5) 4 ن]من

این نمک ها با حل شدن در آب و برخی از حلال های آلی، تجزیه می شوند (تجزیه می شوند) و یون ها را تشکیل می دهند:

[(C 2 H 5) 4 ن]I ® [(C 2 H 5) 4 ن] + + من

چنین محلول هایی مانند همه محلول های حاوی یون، جریان الکتریکی را هدایت می کنند. در نمک های تترا آلکیلامونیوم، هالوژن را می توان با یک گروه HO جایگزین کرد:

[(CH 3) 4 ن]Cl + AgOH® [(CH 3) 4 ن]OH + AgCl

هیدروکسید تترمتیل آمونیوم به دست آمده یک باز قوی با خواصی شبیه به قلیاها است.

آمین های اولیه و ثانویه با اسید نیتروژن HON=O واکنش می دهند، اما به روش های مختلف واکنش نشان می دهند. الکل های اولیه از آمین های اولیه تشکیل می شوند:

C2H5 ن H2+H ن O 2 ® C 2 H 5 OH + ن 2 + H 2 O

برخلاف آمین‌های اولیه، آمین‌های ثانویه نیتروزامین‌های زرد رنگ و کم محلول را با اسید نیتروژن تشکیل می‌دهند - ترکیباتی که حاوی قطعه >NN = O هستند:

(C 2 H 5) 2 ن H+H ن O 2 ® (C 2 H 5) 2 ن– ن=O + H2O

آمین های سوم در دماهای معمولی با اسید نیتروژن واکنش نمی دهند، بنابراین اسید نیتروژن معرفی است که به فرد اجازه می دهد بین آمین های اولیه، ثانویه و سوم تمایز قائل شود.

هنگامی که آمین ها با اسیدهای کربوکسیلیک متراکم می شوند، آمیدهای اسیدی تشکیل می شوند - ترکیباتی با قطعه C(O)N.

تراکم آمین ها با آلدهیدها و کتون ها منجر به تشکیل به اصطلاح بازهای شیف - ترکیبات حاوی قطعه N=C2 می شود.

هنگامی که آمین های اولیه با فسژن Cl 2 C=O برهم کنش می کنند، ترکیباتی با گروه N=C=O تشکیل می شوند که ایزوسیانات نامیده می شوند (شکل 2D، تهیه یک ترکیب با دو گروه ایزوسیانات).

در بین آمین های معطر، معروف ترین آنیلین (فنیل آمین) C 6 H 5 NH 2 است. خواص آن شبیه به آمین های آلیفاتیک است، اما باز بودن آن در محلول های آبی، محیط قلیایی را تشکیل نمی دهد. مانند آمین های آلیفاتیک، می تواند نمک های آمونیوم [C 6 H 5 NH 3 ] + Cl را با اسیدهای معدنی قوی تشکیل دهد. هنگامی که آنیلین با اسید نیتروژن واکنش می دهد (در حضور HCl)، یک ترکیب دیازو حاوی قطعه RN=N تشکیل می شود که به شکل یک نمک یونی به نام نمک دیازونیوم به دست می آید (شکل 3). بنابراین، برهمکنش با اسید نیتروژن مانند آمین های آلیفاتیک انجام نمی شود. حلقه بنزن موجود در آنیلین دارای ویژگی واکنش پذیری ترکیبات معطر است. سانتی متر. AROMATICITY)، در طول هالوژناسیون، اتم های هیدروژن در ارتو- و جفتموقعیت‌های گروه آمینه جایگزین می‌شوند و در نتیجه کلروآنیلین‌ها با درجات جایگزینی متفاوت ایجاد می‌شوند (شکل 3B). عمل اسید سولفوریک منجر به سولفوناسیون در داخل می شود جفتدر موقعیت گروه آمینه، به اصطلاح اسید سولفانیلیک تشکیل می شود (شکل 3B).

تهیه آمین ها

هنگامی که آمونیاک با هالوآلکیل هایی مانند RCl واکنش می دهد، مخلوطی از آمین های اولیه، ثانویه و سوم تشکیل می شود. محصول جانبی HCl حاصل با آمین ها ترکیب می شود و نمک آمونیومی را تشکیل می دهد، اما اگر آمونیاک اضافی وجود داشته باشد، نمک تجزیه می شود و به فرآیند اجازه می دهد تا نمک های آمونیوم چهارتایی ایجاد شود (شکل 4A). بر خلاف آلکیل هالیدهای آلیفاتیک، آریل هالیدها، به عنوان مثال، C 6 H 5 Cl، سنتز با آمونیاک تنها با کاتالیزورهای حاوی مس امکان پذیر است. در صنعت، آمین های آلیفاتیک از برهمکنش کاتالیزوری الکل ها با NH 3 در دمای 300-500 درجه سانتی گراد و فشار 1-20 مگاپاسکال به دست می آیند و در نتیجه مخلوطی از آمین های اولیه، ثانویه و سوم به دست می آیند (شکل 4B).

هنگامی که آلدئیدها و کتون ها با نمک آمونیوم اسید فرمیک HCOONH 4 برهمکنش می کنند، آمین های اولیه تشکیل می شوند (شکل 4C) و واکنش آلدئیدها و کتون ها با آمین های اولیه (در حضور اسید فرمیک HCOOH) منجر به آمین های ثانویه می شود (شکل 4C) 4 بعدی).

ترکیبات نیترو (حاوی گروه NO 2) پس از احیا آمین های اولیه را تشکیل می دهند. این روش که توسط N.N.Zinin ارائه شده است، برای ترکیبات آلیفاتیک کاربرد چندانی ندارد، اما برای تولید آمین های معطر مهم است و اساس تولید صنعتی آنیلین را تشکیل می دهد (شکل 4D).

آمین ها به ندرت به عنوان ترکیبات جداگانه مورد استفاده قرار می گیرند، به عنوان مثال، پلی اتیلن پلی آمین [-C2H4NH-] در زندگی روزمره استفاده می شود. n(نام تجاری PEPA) به عنوان سخت کننده رزین های اپوکسی. کاربرد اصلی آمین ها به عنوان محصولات واسطه ای در تهیه مواد آلی مختلف است. نقش اصلی متعلق به آنیلین است که بر اساس آن طیف گسترده ای از رنگ های آنیلین تولید می شود و "تخصص" رنگ در حال حاضر در مرحله به دست آوردن خود آنیلین ایجاد شده است. آنیلین فوق خالص بدون همولوگ در صنعت "آنیلین برای آبی" (به معنای رنگ رنگ آینده) نامیده می شود. "آنیلین برای قرمز" باید علاوه بر آنیلین، مخلوطی نیز داشته باشد ارتو- و جفت-تولویدین (CH 3 C 6 H 4 NH 2).

دی آمین های آلیفاتیک ترکیبات اولیه برای تولید پلی آمیدها هستند، به عنوان مثال، نایلون (شکل 2)، که به طور گسترده برای ساخت الیاف، فیلم های پلیمری، و همچنین اجزا و قطعات در مهندسی مکانیک (دنده های پلی آمید) استفاده می شود.

از دی ایزوسیانات های آلیفاتیک (شکل 2) پلی یورتان ها به دست می آیند که دارای مجموعه ای از خواص فنی مهم هستند: استحکام بالا همراه با خاصیت ارتجاعی و مقاومت سایشی بسیار بالا (کف کفش پلی اورتان) و همچنین چسبندگی خوب به طیف وسیعی از مواد (پلی اورتان) چسب). آنها همچنین به طور گسترده در فرم فوم (فوم های پلی اورتان) استفاده می شوند.

داروهای ضد التهابی سولفونامیدها بر اساس اسید سولفانیلیک سنتز می شوند (شکل 3).

نمک های دیازونیوم (شکل 2) در مواد حساس به نور برای فتوکپی استفاده می شود، که امکان به دست آوردن تصویری را با دور زدن عکاسی از هالید نقره معمولی فراهم می کند. سانتی متر. کپی سیاه).

میخائیل لویتسکی

آمین ها- اینها ترکیبات آلی هستند که در آنها یک اتم هیدروژن (شاید بیش از یک) با یک رادیکال هیدروکربنی جایگزین می شود. تمام آمین ها به دو دسته تقسیم می شوند:

• آمین های اولیه;
• آمین های ثانویه;
• آمین های سوم.

همچنین مشابه نمک های آمونیوم - نمک های چهارتایی مانند [ آر 4 ن] + Cl - .

بسته به نوع رادیکال آمین هامی تواند:

• آمین های آلیفاتیک؛
• آمین های معطر (مخلوط).

آمین های اشباع آلیفاتیک

فرمول کلی CnH 2 n +3 ن.

ساختار آمین ها

اتم نیتروژن در هیبریداسیون sp 3 است. چهارمین اوربیتال غیر هیبریدی حاوی یک جفت الکترون است که ویژگی های اساسی آمین ها را تعیین می کند:

جایگزین‌های دهنده الکترون، چگالی الکترون روی اتم نیتروژن را افزایش می‌دهند و ویژگی‌های پایه آمین‌ها را افزایش می‌دهند، به همین دلیل آمین‌های ثانویه بازهای قوی‌تری نسبت به اولیه هستند، زیرا 2 رادیکال روی یک اتم نیتروژن چگالی الکترونی بیشتری نسبت به 1 ایجاد می کنند.

در اتم های درجه سوم، عامل فضایی نقش مهمی ایفا می کند: زیرا 3 رادیکال جفت نیتروژن تنها را پنهان می کند، که برای دیگر معرف ها "نزدیک شدن" به آن دشوار است.

ایزومر آمین ها

آمین ها با ایزومریسم اسکلت کربن و ایزومریسم موقعیت گروه آمینه مشخص می شوند:

آمین ها چه نام دارند؟

این نام معمولاً رادیکال‌های هیدروکربن را (به ترتیب حروف الفبا) فهرست می‌کند و پایان -amine را اضافه می‌کند:

خواص فیزیکی آمین ها

3 آمین اول گاز، اعضای میانی سری آلیفاتیک مایع و آمین های بالاتر جامد هستند. نقطه جوش آمین ها بالاتر از هیدروکربن های مربوطه است، زیرا در فاز مایع، پیوندهای هیدروژنی در مولکول تشکیل می شود.

با رشد رادیکال هیدروکربنی، آمین ها به شدت در آب حل می شوند.

تهیه آمین ها

1. آلکیلاسیون آمونیاک (روش اصلی)، که زمانی رخ می دهد که یک آلکیل هالید با آمونیاک گرم شود:

اگر آلکیل هالید بیش از حد باشد، آمین اولیه می تواند تحت یک واکنش آلکیلاسیون قرار گیرد و به یک آمین ثانویه یا سوم تبدیل شود:

2. کاهش ترکیبات نیترو:

سولفید آمونیوم استفاده می شود ( واکنش زینینروی یا آهن در محیط اسیدی، آلومینیوم در محیط قلیایی یا هیدروژن در فاز گاز.

3. کاهش نیتریل. استفاده کنید LiAlH4:

4. دکربوکسیلاسیون آنزیمی اسیدهای آمینه:

خواص شیمیایی آمین ها

همه آمین ها- پایه های قوی و آلیفاتیک قوی تر از آمونیاک هستند.

محلول های آبی ماهیت قلیایی دارند.

آمین ها -اینها مشتقاتی از آمونیاک (NH 3) هستند که در مولکول آن یک، دو یا سه اتم هیدروژن با رادیکال های هیدروکربنی جایگزین می شوند.

با توجه به تعداد رادیکال های هیدروکربنی که جایگزین اتم های هیدروژن در مولکول NH 3 می شوند، تمام آمین ها را می توان به سه نوع تقسیم کرد:

گروه - NH 2 یک گروه آمینه نامیده می شود. آمین هایی نیز وجود دارند که حاوی دو، سه یا چند گروه آمینه هستند

نامگذاری

کلمه "آمین" به نام باقی مانده های آلی مرتبط با نیتروژن اضافه می شود و گروه ها به ترتیب حروف الفبا ذکر می شوند: CH3NC3H - متیل پروپیلامین، CH3N(C6H5)2 - متیل دی فنیل آمین. برای آمین های بالاتر، نام با استفاده از هیدروکربن به عنوان پایه، با اضافه کردن پیشوند "آمینو"، "دیامینو"، "تریامینو" جمع آوری شده است که نشان دهنده شاخص عددی اتم کربن است. برای برخی از آمین ها از نام های بی اهمیت استفاده می شود: C6H5NH2 - آنیلین (نام سیستماتیک - فنیلامین).

برای آمین ها، ایزومری زنجیره ای، ایزومری موقعیت گروه عاملی و ایزومری بین انواع آمین ها امکان پذیر است.

مشخصات فیزیکی

آمین های اولیه با حد پایین موادی گازی هستند، بوی آمونیاک دارند و در آب بسیار محلول هستند. آمین هایی با وزن مولکولی نسبی بالاتر، مایعات یا جامدات هستند.

خواص شیمیایی

آمین ها خواص شیمیایی مشابهی با آمونیاک دارند.

1. تعامل با آب - تشکیل هیدروکسیدهای آمونیوم جایگزین. محلول آمونیاک در آب دارای خواص قلیایی (اساسی) ضعیفی است. دلیل خواص اساسی آمونیاک وجود یک جفت الکترون تنها بر روی اتم نیتروژن است که در تشکیل پیوند دهنده - گیرنده با یون هیدروژن نقش دارد. به همین دلیل، آمین ها نیز بازهای ضعیفی هستند. آمین ها بازهای آلی هستند.

2. تعامل با اسیدها - تشکیل نمک (واکنش های خنثی سازی). آمونیاک به عنوان پایه، نمک های آمونیوم را با اسیدها تشکیل می دهد. به طور مشابه، هنگامی که آمین ها با اسیدها واکنش می دهند، نمک های آمونیوم جایگزین تشکیل می شوند. قلیایی ها به عنوان بازهای قوی تر، آمونیاک و آمین ها را از نمک هایشان جابجا می کنند.

3. احتراق آمین ها. آمین ها مواد قابل اشتعال هستند. محصولات احتراق آمین ها، مانند سایر ترکیبات آلی حاوی نیتروژن، دی اکسید کربن، آب و نیتروژن آزاد است.

آلکیلاسیون وارد کردن یک جایگزین آلکیل به یک مولکول یک ترکیب آلی است. عوامل آلکیله کننده معمولی عبارتند از آلکیل هالیدها، آلکن ها، ترکیبات اپوکسی، الکل ها و به ندرت آلدئیدها، کتون ها، اترها، سولفیدها و دیازوآلکان ها. کاتالیزورهای آلکیلاسیون شامل اسیدهای معدنی، اسیدهای لوئیس و زئولیت هستند.

اسیلاسیون. هنگامی که با اسیدهای کربوکسیلیک، انیدریدها، کلریدهای اسید یا استرها، آمین‌های اولیه و ثانویه آن‌ها حرارت داده می‌شوند، برای تشکیل آمیدهای جایگزین N، ترکیباتی با نصف -C(O)N آسیله می‌شوند.<:

واکنش با انیدریدها در شرایط ملایم رخ می دهد. کلریدهای اسیدی حتی راحت تر واکنش نشان می دهند.

آمین های اولیه و ثانویه به روش های مختلف با اسید نیتروژن واکنش می دهند. از اسید نیتروژن برای تشخیص آمین های اولیه، ثانویه و سوم از یکدیگر استفاده می شود. الکل های اولیه از آمین های اولیه تشکیل می شوند:

C2H5NH2 + HNO2 → C2H5OH + N2 +H2O

این باعث آزاد شدن گاز (نیتروژن) می شود. این نشانه وجود آمین اولیه در فلاسک است.

آمین های ثانویه با اسید نیتروژن نیتروزامین های زرد رنگ و کم محلول تشکیل می دهند - ترکیباتی که حاوی قطعه >N-N=O هستند:

(C2H5)2NH + HNO2 → (C2H5)2N-N=O + H2O

از دست دادن آمین های ثانویه دشوار است.

آمین های سوم در دمای معمولی به سادگی در اسید نیتروژن حل می شوند. هنگامی که گرم می شود، واکنش با حذف رادیکال های آلکیل امکان پذیر است.

روش های به دست آوردن

1. برهمکنش الکل ها با آمونیاک هنگام گرم شدن در حضور Al 2 0 3 به عنوان کاتالیزور.

2. برهمکنش آلکیل هالیدها (هالوآلکان ها) با آمونیاک. آمین اولیه حاصل می تواند با آلکیل هالید و آمونیاک اضافی واکنش داده و آمین ثانویه را تشکیل دهد. آمین های سوم را می توان به همین ترتیب تهیه کرد

آمینو اسید.

طبقه بندی، ایزومریسم، نامگذاری، تولید. خواص فیزیکی و شیمیایی. خواص آمفوتریک، ساختار دوقطبی، نقطه ایزوالکتریک. پلی پپتیدها نمایندگان فردی: گلیسین، آلانین، سیستئین، سیستین، اسید a-aminocaproic، لیزین، اسید گلوتامیک.آمینو اسید

- اینها مشتقات هیدروکربن های حاوی گروه های آمینه (-NH 2) و گروه های کربوکسیل -COOH هستند. فرمول کلی: (NH 2) f R(COOH) n که در آن m و n

اغلب برابر با 1 یا 2 است. بنابراین، اسیدهای آمینه ترکیباتی با عملکردهای مخلوط هستند.

طبقه بندی

ایزومریسم (ایزومریسم اسیدهای آمینه، مانند اسیدهای هیدروکسی، به ایزومریسم زنجیره کربن و به موقعیت گروه آمینه نسبت به کربوکسیل بستگی دارد.-, β - آ - و γ

اسیدهای آمینه و غیره). علاوه بر این، تمام اسیدهای آمینه طبیعی، به جز اسید آمینه استیک، حاوی اتم های کربن نامتقارن هستند، بنابراین ایزومرهای نوری (پادپای) دارند. آمینو اسیدهای سری D و L وجود دارد. لازم به ذکر است که تمامی اسیدهای آمینه تشکیل دهنده پروتئین ها به سری L تعلق دارند.

نامگذاری اسیدهای آمینه معمولاً نام‌های بی‌اهمیتی دارند (مثلاً اسید آمینه استیک را متفاوت می‌نامندگلیکول یاایسین، و اسید آمینه پروپیونیک -آلانین

روش های به دست آوردن

و غیره.). نام یک اسید آمینه بر اساس نامگذاری سیستماتیک شامل نام اسید کربوکسیلیک مربوطه است که مشتق آن است، با افزودن کلمه amino- به عنوان پیشوند. موقعیت گروه آمینه در زنجیره با اعداد نشان داده می شود. 1. برهمکنش اسیدهای آلفا هالوکربوکسیلیک با آمونیاک اضافی.

در طی این واکنش ها، اتم هالوژن در اسیدهای کربوکسیلیک هالوژنه (برای تهیه آنها، به § 10.4 مراجعه کنید) با یک گروه آمینه جایگزین می شود. کلرید هیدروژن به دست آمده توسط آمونیاک اضافی برای تشکیل کلرید آمونیوم متصل می شود. هیدرولیز پروتئین ها معمولاً مخلوط های پیچیده ای از اسیدهای آمینه تولید می کند، اما با استفاده از روش های خاص می توان اسیدهای آمینه خالص منفرد را از این مخلوط ها جدا کرد.

مشخصات فیزیکی

آمینو اسیدها مواد کریستالی بی رنگ هستند که به آسانی در آب محلول هستند و نقطه ذوب 230-300 درجه سانتیگراد هستند. بسیاری از اسیدهای آمینه α طعم شیرینی دارند.

خواص شیمیایی

1. برهمکنش با بازها و اسیدها:

الف) به عنوان یک اسید (یک گروه کربوکسیل درگیر است).

ب) به عنوان یک پایه (یک گروه آمینه درگیر است).

2. برهمکنش درون مولکول - تشکیل نمک های داخلی:

الف) اسیدهای مونوآمینو مونو کربوکسیلیک (اسیدهای خنثی). محلول های آبی اسیدهای مونوآمینو مونو کربوکسیلیک خنثی هستند (pH = 7).

ب) اسیدهای مونو آمینو دی کربوکسیلیک (اسیدهای آمینه اسیدی). محلول های آبی اسیدهای مونوآمینو دی کربوکسیلیک دارای pH هستند< 7 (кислая среда), так как в результате образования внутренних солей этих кислот в растворе появляется избыток ионов водорода Н + ;

ج) اسیدهای دی آمینو مونو کربوکسیلیک (اسیدهای آمینه پایه). محلول های آبی اسیدهای دی آمینو مونو کربوکسیلیک دارای pH > 7 (محیط قلیایی) هستند، زیرا در نتیجه تشکیل نمک های داخلی این اسیدها، یون های هیدروکسید OH - اضافی در محلول ظاهر می شود.

3. برهمکنش اسیدهای آمینه با یکدیگر - تشکیل پپتیدها.

4. با الکل ها واکنش دهید تا استرها تشکیل شود.

نقطه ایزوالکتریک اسیدهای آمینه که حاوی گروه های NH2 یا COOH اضافی نیستند، میانگین حسابی بین دو مقدار pK است: به ترتیب برای آلانین .

نقطه ایزوالکتریک تعدادی از اسیدهای آمینه دیگر حاوی گروه های اسیدی یا بازی اضافی (اسیدهای آسپارتیک و گلوتامیک، لیزین، آرژنین، تیروزین و غیره) نیز به اسیدیته یا بازی رادیکال های این اسیدهای آمینه بستگی دارد. به عنوان مثال، برای لیزین، pI باید از نیمی از مجموع مقادیر pK برای گروه های α- و ε-NH2 محاسبه شود، بنابراین، در محدوده pH از 4.0 تا 9.0، تقریباً همه اسیدهای آمینه عمدتاً به شکل زوئیتریون وجود دارند. با یک گروه آمینه پروتونه و یک گروه کربوکسیل جدا شده.

پلی پپتیدها حاوی بیش از ده اسید آمینه هستند.

گلیسین (اسید آمینه استیک، اسید آمینه اتانوئیک) ساده ترین اسید آمینه آلیفاتیک است، تنها اسید آمینه ای که ایزومرهای نوری ندارد. فرمول تجربی C2H5NO2

آلانین (آمینو پروپانوئیک اسید) یک آمینو اسید آلیفاتیک است. α-آلانین بخشی از بسیاری از پروتئین ها است، بتا آلانین بخشی از تعدادی از ترکیبات فعال بیولوژیکی است. فرمول شیمیایی NH2 -CH -CH3 -COOH. آلانین به راحتی در کبد به گلوکز تبدیل می شود و بالعکس. این فرآیند چرخه گلوکز-آلانین نامیده می شود و یکی از مسیرهای اصلی گلوکونئوژنز در کبد است.

سیستئین (آ-آمینو-β-تیوپروپیونیک اسید؛ اسید 2-آمینو-3-سولفانیل پروپانوئیک) یک اسید آمینه آلیفاتیک حاوی گوگرد است. از نظر نوری فعال، به شکل ایزومرهای L و D وجود دارد. ال سیستئین بخشی از پروتئین ها و پپتیدها است و نقش مهمی در تشکیل بافت پوست دارد. برای فرآیندهای سم زدایی مهم است. فرمول تجربی C3H7NO2S.

سیستین (شیمیایی) (3،3 اینچ دیتیو-بیس-2-آمینوپروپیونیک اسید، دی سیستئین) یک اسید آمینه آلیفاتیک حاوی گوگرد، کریستال های بی رنگ، محلول در آب است.

سیستین یک آمینو اسید غیر کدگذاری شده است که محصول دیمریزاسیون اکسیداتیو سیستئین است که طی آن دو گروه تیول سیستئین پیوند دی سولفید سیستین را تشکیل می دهند. سیستین حاوی دو گروه آمینه و دو گروه کربوکسیل است و یک دی آمینو اسید دوبازیک است. فرمول تجربی C6H12N2O4S2

در بدن آنها عمدتاً در پروتئین ها یافت می شوند.

اسید آمینوکاپروئیک (6-aminohexanoic acid یا ε-aminocaproic acid) یک داروی هموستاتیک است که از تبدیل پروفیبرینولیزین به فیبرینولیزین جلوگیری می کند. ناخالص-

فرمول C6H13NO2.

لیزین (2،6-دیامینو هگزانوئیک اسید) یک اسید آمینه آلیفاتیک با خواص باز مشخص است. اسید آمینه ضروری فرمول شیمیایی: C6H14N2O2

لیزین بخشی از پروتئین است. لیزین یک اسید آمینه ضروری است که تقریباً بخشی از هر پروتئینی است که برای رشد، ترمیم بافت، تولید آنتی بادی ها، هورمون ها، آنزیم ها، آلبومین ها ضروری است.

اسید گلوتامیک (2-آمینوپنتاندیوئیک اسید) یک آمینو اسید آلیفاتیک است. در موجودات زنده، اسید گلوتامیک به شکل آنیون گلوتامات در پروتئین ها، تعدادی از مواد کم مولکولی و به صورت آزاد وجود دارد. اسید گلوتامیک نقش مهمی در متابولیسم نیتروژن دارد. فرمول شیمیایی C5H9N1O4

اسید گلوتامیک همچنین یک اسید آمینه انتقال دهنده عصبی است که یکی از نمایندگان مهم کلاس "اسیدهای آمینه تحریکی" است. اتصال گلوتامات به گیرنده های عصبی خاص منجر به تحریک دومی می شود.

پروتئین های ساده و پیچیده پیوند پپتیدی مفهوم ساختار اولیه، ثانویه، سوم و چهارم یک مولکول پروتئین. انواع پیوندهایی که ساختار فضایی مولکول پروتئین را تعیین می کنند (برهم کنش های هیدروژن، دی سولفید، یونی، آبگریز). خواص فیزیکی و شیمیایی پروتئین ها (واکنش های رسوب، دناتوره شدن، واکنش های رنگی). نقطه ایزوالکتریک. معنی پروتئین ها

پروتئین ها -اینها ترکیبات طبیعی با مولکولی بالا (بیوپلیمرها) هستند که اساس ساختاری آنها از زنجیره های پلی پپتیدی ساخته شده از بقایای اسیدهای آمینه α تشکیل شده است.

پروتئین های ساده (پروتئین ها) مواد آلی با مولکولی بالا هستند که متشکل از اسیدهای آمینه آلفا هستند که در یک زنجیره توسط یک پیوند پپتیدی به هم متصل شده اند.

پروتئین‌های پیچیده (پروتئین‌ها) پروتئین‌های دو جزئی هستند که علاوه بر زنجیره‌های پپتیدی (پروتئین ساده)، حاوی یک جزء غیر اسید آمینه - یک گروه مصنوعی است.

پیوند پپتیدی -نوعی پیوند آمیدی که در طی تشکیل پروتئین ها و پپتیدها در نتیجه برهمکنش گروه α-آمینه (-NH2) یک اسید آمینه با گروه آلفا-کربوکسیل (-COOH) یک اسید آمینه دیگر ایجاد می شود.

ساختار اولیه توالی اسیدهای آمینه در یک زنجیره پلی پپتیدی است. ویژگی های مهم ساختار اولیه، نقوش حفظ شده است - ترکیبی از اسیدهای آمینه که نقش کلیدی در عملکرد پروتئین دارند. نقوش حفاظت شده در طول تکامل گونه ها حفظ می شوند و اغلب می توانند برای پیش بینی عملکرد یک پروتئین ناشناخته استفاده شوند.

ساختار ثانویه نظم محلی یک قطعه از یک زنجیره پلی پپتیدی است که توسط پیوندهای هیدروژنی تثبیت شده است.

ساختار سوم، ساختار فضایی زنجیره پلی پپتیدی (مجموعه ای از مختصات فضایی اتم های سازنده پروتئین) است. از نظر ساختاری، از عناصر ساختاری ثانویه تشکیل شده است که توسط انواع مختلفی از برهمکنش‌ها تثبیت شده‌اند، که در آن برهمکنش‌های آبگریز نقش مهمی دارند. موارد زیر در تثبیت ساختار سوم نقش دارند:

پیوندهای کووالانسی (بین دو باقی مانده سیستئین - پل های دی سولفید)؛

پیوندهای یونی بین گروه های جانبی با بار مخالف باقی مانده اسید آمینه؛

پیوند های هیدروژنی؛

فعل و انفعالات آب دوست - آبگریز هنگام تعامل با مولکول‌های آب اطراف، مولکول پروتئین تمایل به تا شدن دارد به طوری که گروه‌های جانبی غیرقطبی اسیدهای آمینه از محلول آبی جدا می‌شوند. گروه های جانبی آبدوست قطبی روی سطح مولکول ظاهر می شوند.

ساختار کواترنر (یا زیر واحد، دامنه) - آرایش نسبی چندین زنجیره پلی پپتیدی به عنوان بخشی از یک مجتمع پروتئینی واحد. مولکول های پروتئینی که یک پروتئین با ساختار چهارتایی را می سازند به طور جداگانه روی ریبوزوم ها تشکیل می شوند و تنها پس از اتمام سنتز یک ساختار فوق مولکولی مشترک را تشکیل می دهند. یک پروتئین با ساختار چهارتایی می تواند دارای زنجیره های پلی پپتیدی یکسان و متفاوت باشد. همان نوع برهمکنش ها در تثبیت ساختار کواترنر مانند تثبیت ساختار ثالثی شرکت می کنند. مجتمع های پروتئینی فوق مولکولی می توانند از ده ها مولکول تشکیل شوند.

مشخصات فیزیکی

خواص پروتئین ها به اندازه عملکردی که انجام می دهند متفاوت است. برخی از پروتئین ها در آب حل می شوند و معمولا محلول های کلوئیدی تشکیل می دهند (به عنوان مثال، سفیده تخم مرغ). بقیه در محلول های نمک رقیق حل می شوند. برخی دیگر نامحلول هستند (به عنوان مثال، پروتئین های بافت پوششی).

خواص شیمیایی

در رادیکال های باقی مانده اسیدهای آمینه، پروتئین ها حاوی گروه های عملکردی مختلفی هستند که می توانند وارد واکنش های زیادی شوند. پروتئین ها تحت واکنش های کاهش اکسیداسیون، استری شدن، آلکیلاسیون، نیتراسیون قرار می گیرند و می توانند با اسیدها و بازها نمک تشکیل دهند (پروتئین ها آمفوتریک هستند).

به عنوان مثال، آلبومین - سفیده تخم مرغ - در دمای 60-70 درجه از محلول رسوب می کند (منعقد می شود) و توانایی خود را برای حل شدن در آب از دست می دهد.

آمین ها مشتقات آلی آمونیاک هستند.

بر اساس تعداد اتم های هیدروژن جایگزین شده با بقایای هیدروکربن، آنها متمایز می شوند:

• - R–NH 2 اولیه
• - R–NH–R ثانویه
• - NR 3

آمین های اولیه حاوی یک گروه NH 2، آمین های ثانویه حاوی یک گروه آمینه NH و آمین های سوم فقط حاوی یک اتم نیتروژن سوم هستند. و تا حدودی شبیه به JWH-250.

اسیدهای آمینه و غیره). علاوه بر این، تمام اسیدهای آمینه طبیعی، به جز اسید آمینه استیک، حاوی اتم های کربن نامتقارن هستند، بنابراین ایزومرهای نوری (پادپای) دارند. آمینو اسیدهای سری D و L وجود دارد. لازم به ذکر است که تمامی اسیدهای آمینه تشکیل دهنده پروتئین ها به سری L تعلق دارند.

نام آمین ها از نام رادیکال های هیدروکربنی متصل به اتم نیتروژن و پسوند آمین تشکیل شده است.
آریل آمین ها و همچنین موادی با دو یا چند گروه آمینه به عنوان مشتقات آمینه هیدروکربن ها در نظر گرفته می شوند:

1. اتیلن دی آمین
2. آنیلین
3. N، N-دی متیلانیلین

ترکیبات و نمک های آمونیوم چهارتایی به عنوان مشتقات یون آمونیوم در نظر گرفته می شوند:

مشخصات فیزیکی

آمین های آلیفاتیک پایین، گازهای بی رنگ و قابل اشتعال هستند که در آب محلول هستند. همولوگ های بالاتر مایعات یا جامدات هستند. هر چه وزن مولکولی بیشتر باشد، حلالیت در آب کمتر است.
آریلامین ها مایعات یا جامدات بی رنگی هستند که در اثر اکسید شدن در معرض هوا به تدریج تیره می شوند. بوی نامطبوعی دارند.
مشخصات فیزیکی

نام	فرمول	ذوب T	نقطه جوش	pK a (H 2 O، 298 K)
متیل آمین	CH 3 - NH 2	-92.5	-6.5	10.62
دی متیل آمین	(CH3)2NH	-96	7.4	10.77
تری متیل آمین	(CH3)3N	-124	3.5	9.80
اتیلامین	CH 3 - CH 2 - NH 2	-80.6	16.6	10.63
دی اتیل آمین	(CH 3 -CH 2) 2 NH	-50	55.8	10.93
تری اتیلامین	(CH 3 – CH 2) 3 N	-11.5	89.5	10.87
n-پروپیلامین	CH 3 - CH 2 - CH 2 - NH 2	-83	48.7	10.58
اتیلن دی آمین	H 2 N-CH 2 - CH 2 - NH 2	-8.5	116.5

کاربرد آمین ها

آمین ها به ندرت مورد استفاده قرار می گیرند، به عنوان مثال، پلی اتیلن پلی آمین یا JWH-307 به عنوان سخت کننده رزین های اپوکسی استفاده می شود. آمین ها به عنوان واسطه برای تهیه مواد آلی مختلف استفاده می شوند. جایگاه مهمی را آنیلین اشغال می کند که بر اساس آن تعداد زیادی رنگ آنیلین تولید می شود. علاوه بر این، رنگ از قبل در مرحله به دست آوردن خود آنیلین تعیین می شود. برای به دست آوردن رنگ آبی از آنیلین بدون ناخالصی استفاده می شود. آنیلین که حاوی مخلوطی از ارتو و پارا تولویدین است برای تولید رنگ قرمز استفاده می شود.

دی آمین های آلیفاتیک مواد اولیه برای سنتز پلی آمیدها هستند، به عنوان مثال، نایلون، که به طور گسترده برای ساخت فیلم های پلیمری، الیاف، و همچنین قطعات و مجموعه ها در مهندسی مکانیک استفاده می شود.

دی ایزوسیانات های آلیفاتیک برای تولید پلی یورتان ها و JWH-203 استفاده می شود. آنها دارای استحکام و کشش بالا و مقاومت در برابر سایش بسیار بالا (کف کفش پلی اورتان) و همچنین انتشار خوب به طیف گسترده ای از مواد (چسب های پلی اورتان) هستند. آنها همچنین به طور گسترده در فرم فوم (فوم های پلی اورتان) استفاده می شوند.

داروهای ضد التهابی سولفونامیدها از اسید سولفانیلیک سنتز می شوند.