Занятие № 2 Биологически важные азотсодержащие соединения

Мотивация цели. Амины являются одним из важнейших в биологическом отношении классов органических соединений. Аминогруппа содержится в таких биологически важных соединениях, как α-аминокислоты, нуклеиновые основания, ацетилхолин, адреналин. Многие лекарственные препараты являются аминами по своей структуре. Знание свойств аминов необходимо для понимания свойств многих гетерофункциональных соединений, в том числе, лекарственных, для выбора методов их качественного и количественного анализа.

Цель самоподготовки. Необходимо усвоить классификацию, номенклатуру, способы получения, химические свойства аминов, а также методы их идентификации.

План изучения темы

1. Классификация, изомерия, номенклатура аминов.

2. Способы получения алифатических и ароматических аминов.

3. Электронное строение атома азота в алифатических и ароматических аминах (тип гибридизации, электронная конфигурация). Реакционные центры в молекулах аминов.

4. Основные свойства аминов. Факторы, влияющие на основные свойства (строение и число углеводородных радикалов, сольватационный эффект). Сравнение основных свойств алифатических и ароматических аминов, первичных, вторичных и третичных аминов.

5. Нуклеофильные свойства аминов:

- реакции алкилирования;

- реакции ацилирования;

- реакции с оксосоединениями (образование иминов);

- карбиламинная реакция и её аналитическое значение;

- раскрытие эпоксидного цикла с образованием α-алканоламинов (коламин, холин);

- сравнение нуклеофильных свойств алифатических и ароматических аминов.

6. Реакции первичных, вторичных и третичных алифатических и ароматических аминов с азотистой кислотой. Аналитическое значение этих реакций. Работы Ван-Слайка.

7. Реакции электрофильного замещения в ароматических аминах. Ориентирующее и активирующее влияние аминогруппы в реакциях S_E.

8. Реакции галогенирования, сульфирования, нитрозирования ароматических аминов. Особенность реакции нитрования анилина (необходимость защиты аминогруппы от окисления).

9. Дезактивирующее влияние протонированной аминогруппы на реакционную способность ароматического кольца.

10. Важнейшие представители аминов: метиламин, диметиламин, триметиламин, анилин, N-метиланилин, N,N-диметиланилин, толуидины, фенетидины, нафтиламины.

11. Спектральные характеристики аминов.

Рекомендуемая литература

1. Оганесян,Э.Т. Органическая химия: учеб. для студентов учреждений высш. проф. образования , обучающихся по специальности " Фармация"/ Э.Т.Оганесян.- М.: Академия, 2011.- 425 с. (Высш. проф. образование).

2. Органическая химия: учебник для студентов высш. учеб. заведений, обуч. по специальности " Фармация" : В 2 кн. / В.Л.Белобородов, С.Э.Зурабян, А.П.Лузин, Н.А.Тюкавкина; Под ред. Н.А.Тюкавкиной. - М.: Дрофа, - (Высш.образование : Соврем. учеб.). Кн. 1: Основной курс. -2002.-640 с.

3. Руководство к лабораторным занятиям по органической химии : учеб. пособие для студентов фармацевт. высш.учеб. заведений/ Н.Н.Артемьева, В.Л.Белобородов, С.Э.Зурабян и др.; Под ред. Н.А.Тюкавкиной. - 3-е изд., стер. - М. :Дрофа, 2003, 2009.

4. Методические рекомендации по изучению курса органической химии для студентов фармацевтического и биотехнологического факультетов/ сост. : Г.А.Чалый, И.В.Зубкова, Ю.И.Гуторов и др./ под ред. Г.А.Чалого ; КГМУ, каф. орган. химии. - Курск. Ч.1. - 2003. - 114 с..

5. Интерактивный мультимедиа учебник «Органическая химия» http://www.chemistry.ssu.samara.ru/

Вопросы для самоконтроля (задания, обозначенные*, обязательны для выполнения в письменном виде).

1. Запишите формулы аминов и классифицируйте их по количеству радикалов и их характеру: метиламин, метилэтиламин, циклогексиламин, N,N-диметиланилин, 3-метиланилин, изопропиламин, бензиламин.

2*. Сравните основные свойства следующих соединений:

• метиламин, диметиламин, триметиламин;

• метиламин, диметиламин, анилин;

• этиламин, анилин, п-хлоранилин;

• анилин, метиламин, п-нитроанилин.

Ответ поясните.

3. Сравните нуклеофильные свойства следующих аминов:

• метиламин, диметиламин, анилин;

• анилин, п-нитроанилин, п-метиланилин;

• аммиак, метиламин, диметиламин.

4*. Приведите схемы взаимодействия диметиламина с а) соляной кислотой; б) водой; в) уксусным ангидридом; г) метилйодидом; д) азотистой кислотой.

5. Приведите схемы реакций анилина с концентрированной серной кислотой при комнатной температуре и при нагревании (170^оС).