Часть 2. Амины и аминокислоты

Цель работы: знакомство с реакциями аминов и аминокислот.

Краткая теория

Амины.

Аминами называются производные аммиака, в которых один, два или все три атома водорода замещены на углеводородные радикалы. Амины могут быть первичными - RNH₂, вторичными - R₂NH и третичными – R₃N.

При выполнении работы следует помнить следующее:

1. Химические свойства аминов определяются наличием неподеленной электронной пары у атома азота. Эта пара электронов обуславливает то, что амины являются основаниями (акцепторами протонов), а также выступают в роли нуклеофилов. Основные свойства аминов зависят от количества и строения радикалов, связанных с азотом. Электронодонорные заместители усиливают основность аминов, так как увеличивают электронную плотность на атоме азота. Растворимые в воде алифатические амины образуют гидроксиды алкиламмония:

R₂NH + H₂O (R₂NH₂)OH R₂NH₂⁺ + OH^-

2. В ароматических аминах неподеленная пара электронов атома азота участвует в сопряжении с ароматическим ядром и становится менее склонной к образованию связи с протоном. Поэтому ароматические амины являются более слабыми основаниями и образуют соли только с достаточно сильными кислотами:

ArNH₂ + H⁺ ArNH₃⁺

3. Как нуклеофилы амины вступают в реакции алкилирования и ацилирования. При взаимодействии с азотистой кислотой в кислой среде первичные амины образуют диазониевые соли:

HX

RNH₂ + HNO₂ (R-N=N)⁺ X^-

4. Соли диазония алифатических аминов очень неустойчивы и сразу разлагаются с выделением азота, поэтому продуктами реакции диазотирования первичных алифатических аминов являются спирты:

HX H₂O

AlkNH₂ + HNO₂ (Alk-N=N)⁺ X^- AlkOH + N₂ + HX

5. Соли диазония ароматических аминов более устойчивы и могут реагировать без выделения азота. При их взаимодействии с фенолами или ароматическими аминами (реакция азосочетания) образуются окрашенные соединения. Реакция азосочетания является качественной реакцией на первичные ароматические амины.

Ar^,OH

(Ar-N=N)X Ar-N=N-Ar^,OH-п

Аминокислоты

Аминокислоты - органические соединения, которые содержат две функциональные группы, противоположные по характеру: кислую карбоксильную и основную аминогруппу. Это создает возможность образования внутренних солей – бетаинов: ⁺NH₃(CH₂)_nCOO^-.

1. Аминокислоты вступают в реакции по карбоксильной группе – этерификация, солеобразование. С основаниями образуют обычные соли, а с ионами тяжелых металлов комплексные соли:

O=C-O NH₂-CH₂

Cu

CH₂-NH₂ O-C=O

2. Аминокислоты также дают все реакции аминов: образуют соли с кислотами, алкилируются, ацилируются, вступают в реакции конденсации с карбонильными соединениями. При реакции аминокислот, содержащих первичную алифатическую аминогруппу, с азотистой кислотой происходит диазотирование и распад соли диазония с образованием гидроксикислоты:

H₂O

R-CH-COO^- + HNO₂ (R-CH-COO^-) R-CH-COOH

⁺NH₃ N₂⁺ -N₂ OH

Эта реакция используется для качественного определения -аминокислот в растворе.

3. Кроме реакций по амино- и карбоксильной группам аминокислоты могут вступать в реакции и за счет радикалов. Например, аминокислоты, которые содержат ароматические кольца, нитруются концентрированной азотной кислотой.