Властивості аліфатичних амінів

Алкіламіни─це рідини або гази. Середні аміни меє неприємний запах, вищі аміни запаху не мають. Температура кіпіння або плавлення первинних амінів вища ніж вторинних або третинних, для сполук з однаковою молекулярною массою. Це пояснюється існуванням водневих зв”язків.

Хімічні властивості: хімічні властивості амінів визначаються аміногрупою, азот якої містить пару неподілених електронів. Тому для амінів у першу чергу характерні основні властивості і нуклеофільна реакційна здатність.

1. водні розчини амінів мають лужну реакцію:

R─NH₂+HOH ó R─N⁺H₃+OH^─

Реакцією амінів з мінеральними кислотами одержують відповідні солі амонію: R─NH₂+HCl => R─NH₃⁺·Cl^─

хлористий алкіл амоній

У неводних розчинах сила основності амінів зростає від первинних до третинних. Але у водних розчинах основність третинних амінів знижується порівняно з вторинними.

2. реакції алкілювання (реакція Гофмана):

R─CH₂─NH₂+R─CH₂─Br => (RCH₂)₂NH+HBr

(RCH₂)₂NH+ R─CH₂─Br => (RCH₂)₃N+HBr

(RCH₂)₃N+ R─CH₂─Br => (RCH₂)₄N⁺Br^─

3. реакції ацилювання:

δ^─

δ⁺

третинні аміни не ацилюються.

4. взаємодія з нітритною кислотою.

Первинні аміни утворюють спирти:

R─NH₂+HNO₂ => R─OH+N₂+H₂O

Вторинні аміни утворюють нітрозоаміни:

СH₃─NH─CH₃+HO─NO => CH₃─NСН₃─N=O+H₂O

Третинні аміни при кімнатній температурі з нітритною кислотою не взаємодіють.

О.Х.

26. Методи синтезу α- та β-амінокислот

1.Гідроліз білкових речовин. Гідролізом білків у присутності кислот утворюються складні суміші, які містять 20 різних амінокислот і які потім розділяють на індивідуальні.

2.Мікробіологічний синтез заснований на збатності деяких мікроорганізмів виробляти певні амінокислоти. У такий спосіб у промисловості з поживного середовища (меляси, білкових гідролізатів) добувають кормовий концентрат лізину (2,6-діаміногексанової кислоти).

3.Одержання з галогенозаміщених кислот (Фішер). Даний метод застосовується для синтезу α-амінокислот:

4.Одержання з ціангідринів (α-гідроксинітрилів):

5.Одержання з ціанангідридів (метод Зелінського):

δ+ δ─

альдімін

6.Амінавання α-кетокислот у присутності паладію.

7.Приєднання аміаку до насичених α-, β-кислот.

8.Одержання з малонової кислоти:

О.Х.

27.Хімічні властивості амінокислот.

у водних розчинах форма існування амінокислот залежить від рН середовища у вигляді рівноважних форм:

рН>7 рН<7

аніонна форма цвітер-іон катіонна форма

значення рН розчину, при якому концентрація цвітер-іонів максимальна називається ізоелектричною точкою.

у хімічному відношенні амінокислоти проявляють практично всі властивості аміну і карб.кислоти.

1.реакції за аміногрупою.

-алкілювання

гліцин N-метилгліцин

при подальшому алкілюванні утворюються третинні алкілпохідні, а також четвертинні амонійні основи, внутрішні солі, які наз.бетаїни.

-ацилювання:

-при дії нітритної кислоти АК перетворюються у відповідні гідроксикислоти:

2.реакції за карбоксильною групою.

-утворення галогенангідридів:

-утворення естерів:

-декарбоксилювання:

3.утворення комплексних сполук з важкими металами

глікоколят купруму

4.реакції, що розрізняють α-,β-,γ-амінокислоти:

по відношенню АК до нагрівання можна зробити висновок про місце знаходження аміно групи

α-амінокислоти:

Диметилдикетопіперазин

β-амінокислоти:

γ-амінокислоти:

О.Х.

1.Номенклатура в о.х.,як засіб позначення хім-х сполук. Відомі три основні різновиди номенклатур для органічних сполук: 1)тривіальна, 2)раціональна, 3)систематична, або міжнародна(IUPAC).

Тривіальні, або емпіричні назви органічних сполук були першими, які давалися речовинам згідно з: 1)природними джерелами одержання; 2)методами одержання;3)ім’ям першовідкривача.

Номенклатура IUPAC допускає декілька варіантів утворення назв органічних сполук,з яких найуживанішими є замісників і радикально-функціональний варіанти.

Послідовність складання назви, для замісникової IUPAC включає: 1)визначення головної(старшої) групи, 2)вибір родоначальної структури, 3)нумерація родоначальної структури, 4)послідовність складання назви в загальному вигляді: Назва = префікс+корінь+суфікс.

О.Х.

2. Класифікація реакцій за їх наслідком.

1. Заміщення: R-X + Y => R-Y + X

2. Приєднання:

3. Відщеплення(елімінування):

4. Ізомеризація та перегрупування:

О.Х.

16.Хімічні властивості моногалогеналканів.

Дія нуклеофільних реагентів на електрофільні центри галогеналканів приводить до заміщення атома галогену за схемою:

Нуклеофіли реагують як аніони або нейтральні молекули,а субстрати як нейтральні сполуки або як катіони.

До нуклеофільних реагентів належать аніони(CR₃-, NH₂-, HO-, Hal-, RCOO-, RO-, RS-, ArO-, NO₂-, CN- тощо) або сполуки з неподіленою парою електронів(NH₃, NH₂OH, NR₃, H₂O, ROH, ROR, RSH, NaHSO₃ тощо)

Заміна одного галогену іншим(реакція Фінкельштейна):

Утворення етерів(реакція О.Вільямсона):

Утворення естерів:

Утворення амінів(реакція Гофмана):

Утворення амінів(реакція З.Габріеля):

Утворення нітрилів(реакція Кольбе):

Реакції заміщення галогену воднем є відновленням галогеналканів під дією HI, каталітично збудженого або атомарного водню (Na+NH₃). Для відновлення застосовують також тетрагідроалюмінат літію та тетрагідроборат натрію.

Реакції галогеналканів з металами проходить по різному взалежності від умов:

СH₃Br + Na => CH₃-Na + NaBr

CH₃Br + Na => C₂H₆ + 2NaBr,

Можливе утворення реактивів Гріньяра:

СH₃Br + Mg => CH₃-MgBr

Реакції відщеплення(бувають мономолекулярні Е1 та Бімолекулярні Е2)

О.Х.

19.Гліколі,способи одержання та властивості.

Гліколі – двоатомні насичені спирти або алкандіоли, загальною формулою СnНn(OH)2. Назву утворюють додаванням до назви алкану закінчення –діол з позначенням місця ОН-груп у головному ланцюгу.

Одержання : 1)гідроліз дигалогенопохідних або галогеногідринів

2)гідратація органічних оксидів

3)окиснення алкенів водними розчинами KMnO4, H2O2.

4)відновлення естарів дикарбонових кислот за методом Буво-Блана.

5)відновлення кетонів за допомогою Na, Zn, Mg або електрохімічне відновлення

Гліколіз це високов’язкі рідини або кристалічні речовини з солодким смаком,із зростанням кількості ОН-груп солодкий смак посилюється.

Властивості: 1)кислотні властивості зумовлені наявністю другої ОН-групи

2)утворення етерів і естерів:

3)реакції дегідратації для спиртів можливі як внутрішньо молекулярні так і міжмолекулярні, також сюда відносять реакцію пінаколінового перегрупування.

4)окиснення гліколів:

О.Х.

4.Будова σ-зв”язку.sp³-гібридизація атома вуглецю в орг.сп.

при збудженні атома вуглецю під дією тепла або опромінення відбуваєтьсі перехід одного електрона з нижнього підрівня на вищій (з s-підрівня на р). залишкова s-орбіталь зміщується або гібридизується з трьому іншими р-орбіталями з утворенням чотирьох однагових sp³-гібридних орбіталей. Гібридна sp³-орбіталь за формою нагадує витягнутий деформований еліпс. Між собою вини утворюють кут 109˚28΄ і є орієнтовані до вершини тетраедра, що з їх максимальним віддаленям одна від одної внаслідок взаємного електростатичного відштовхування. У процессі перекривання sp³-орбіталей з іншими орбіталями утворюється міцніші напрямлені до вершини тетраедра ковалентні σ-зв”язки, внаслідок чого загальна енергія молекули зменшується. Подібне перкривання називається осьовим.

Таким чином, σ-зв”язок─ зв”язок, утворений перекриванням s-, р- і гібридних орбіталей вздовж осі, що з”єднує ядра двох атомів. σ-зв”язок має одну ділянку перекривання орбіталей, завжди одинарний. Стан sp³-гібридизації характерний для алканів.