Органическая химия для поступающих в вузы. Учебное пособие

9. Сколько изомеров соответствует формуле С4Н8О2?

10.Альдозу от изомерной ей кетозы можно отличить по реакции:

1)с Н2;

2)с NaHSO3;

3)с аммиачным раствором оксида серебра;

4)с фуксинсернистой кислотой.

11.Назовите неизвестное вещество Х в схеме превращений

С6Н12О6 → Х → CH3CОOH:

1)СО2;

2)СН3ОН;

3)C2H5OH;

4)CH3CН(ОН)СОOH.

12.Целлюлозу применяют:

1)не применяют, так как это вещество получено искусственным путем, дорогое и экологически вредное;

2)для получения глюкозы, из которой потом получают «гидролизный» этанол;

3)для получения искусственных волокон;

4)в строительстве.

13.Какой объем (л) кислорода выделится (н.у.) в процессе фотосинтеза, если растение поглотило 2,24 л оксида углерода (IV)?

и муравьиной кислот потребовалось 25,96 мл раствора с массовой долей NaOH 10 % (ρ=1,08 г/мл). Массовые доли эфиров в смеси составляют:

1) 47,1 % и 52,9 %;

111

2)52,9 % и 47,1 %;

3)50 % и 50 %;

4)90 % и 10 %.

15.Рассчитайте, какой объем раствора уксусной кислоты с массовой долей 80 % (ρ=1,6 г/см3) потребуется для полной этерификации целлюлозы массой 1 кг (расчет вести на одно элементарное звено целлюлозы).

Глава 5. АМИНЫ. АМИНОКИСЛОТЫ. БЕЛКИ

5.1. АМИНЫ

Амины – это производные аммиака, в молекуле которого один, два или три атома водорода замещены углеводородными радикалами.

Амины

NH2 – аминогруппа.

112

Получение и физические свойства аминов

Химические свойства аминов

По химическим свойствам амины похожи на аммиак.

1.Взаимодействие с водой (проявляют свойства оснований):

С2Н5NH2 + Н2О ¬¾¾¾¾® [С2Н5NH3]+ + ОН–

2.Присоединение галогенводородов:

С2Н5NH2 + НCl ¾® [С2Н5NH3]Cl

хлорид этиламмония

(СН3)2 NH + HBr ¾® [(CH3)2NH2] Br

бромид диметиламмония

(СН3)3N + HJ ¾® [(CH3)3NH]J

иодид триметиламмония

3. Взаимодействие с галогенпроизводными углеводородов:

(С2Н5)3N + C2H5J ¾® [(C2H5)4N]J

иодид тетраэтиламмония Алкиламмониевые соли в водном растворе диссоциируют на ио-

ны (проводят электрический ток): [(C2H5)4N]J ¬¾¾¾¾® [(C2H5)4N]+ + J-

4. Горение:

4(С2Н5)2NH + 27O2 ¾® 16CO2 + 2N2 + 22H2O

113

5. Взаимодействие с азотистой кислотой НNO2 – качественная реакция на амины:

а) с первичными аминами образуется спирт и выделяется азот:

СН3─NH2 + HNO2 ¾® СН3─ОН + N2↑ + Н2О

б) со вторичными – образуются нитрозосоединения с характерным запахом:

(СН3)2NH + НNO2 ¾® (СН3)2─N═NO + H2O

в) третичные амины с HNO2 не реагируют.

Анилин

С6Н5NH2 – аминобензол или фениламин: NH│ 2

Анилин – бесцветная маслянистая жидкость с характерным запахом, малорастворим, ядовит [8].

Химические свойства анилина

Основные свойства анилина выражены слабо. Сказывается влияние бензольного ядра на аминогруппу.

1. Реакции с участием аминогруппы: а)

гидроксид фениламмония (слабое основание)

б)

хлорид фениламмония

114

2. Реакции с участием бензольного кольца:

а) анилин легко вступает в реакцию в растворах с хлором и бро- мом, при этом происходит замещение водорода в бензольном кольце в орто- и пара-положениях к аминогруппе (аминогруппа – заместитель I рода):

│

Br 2,4,6-триброманилин

б) взаимодействие с серной кислотой:

─NH2 + H2SO4 ¾¾®t HSO3─ ─NH2 + H2O

сульфаниловая кислота

Сульфаниловая кислота является важным промежуточным продуктом при синтезе красителей и лекарственных препаратов.

Получение анилина

Анилин, как и другие первичные ароматические амины, получают реакцией Зинина (1842 г.) – восстановлением водородом нитросоединений.

115

5.2. АМИНОКИСЛОТЫ

Аминокислоты – это производные углеводородов, содержащие

О

//

Изомерия

По положению аминогруппы различают:

NH2

Существуют аминокислоты, содержащие две или несколько аминогрупп и карбоксильных групп:

2,6– диаминогексановая кислота

НОО4С─3СН2─2СН─1СООН

│

NH2

2-аминобутандионовая кислота

116

Физические свойства

Аминокислоты – кристаллические вещества, хорошо растворимые в воде.

Химические свойства аминокислот

Особенности химических свойств аминокислот обусловлены наличием в молекулах одновременно двух функциональных групп:

2. Взаимодействие внутри молекулы – образование внутренних солей; подвергаются моноаминомонокарбоновые кислоты (нейтральные кислоты):

117

внутренняя соль (биполярный ион или цвиттер-ион)

Водные растворы таких кислот нейтральны (рН ≈ 7).

3. Образование сложных эфиров (взаимодействие со спиртами):

+

Н2N─CH2─COOH+ C2H5OH ¾¾®Н Н2N─CH2─COO─C2H5

4. Декарбоксилирование:

Н2N─CH2─COOH ¾¾®t Н2NСН3 + СО2

метиламин

4. Образование пептидов (взаимодействие α-аминокислот друг с другом):

пептидная связь (амидная)

Две аминокислоты образуют дипептид:

118

Дипептид может взаимодействовать еще с молекулой аминокислоты, образуя сначала трипептид, затем тетрапептид и т. д.

Аминокислоты используют для получения синтетических поли- пептидов (полиамидные волокна, полимер капрон).

119

5.3. БЕЛКИ

Белки – это природные высокомолекулярные соединения (биопо- лимеры), структурную основу которых составляют полипептидные цепи, построенные из остатков α-аминокислот [1].

Строение белковых молекул

Первичная структура белка – это число и последовательность аминокислотных остатков в полипептидной цепи (Фишер, начало ХХ в.).

В организме человека свыше 10 000 различных белков. Все они построены из одних и тех же 20 α-аминокислот. Число остатков аминокислот варьируется от 50 до 105.

Фрагмент полипептидной цепи:

пептидная связь

аминокислотный остатокструктурное звено полипептида

R1, R2, R3, R4 – радикалы α-аминокислот.

120