Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Органическая химия. Учебное пособие для СПО
.pdf
9. Сколько изомеров соответствует формуле С4Н8О2?
1) 5; 2) 6; 3) 3; 4) 4.
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 фото-
синтеза, если растение поглотило 2,24 л оксида углерода (IV)?
1) 22,4; 2) 2,24; 3) 0,37; 4) 5,6.
14. На омыление 5,6 г смеси этиловых эфиров уксусной
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 %;
R
R
3) 50 % и 50 %;
4) 90 % и 10 %.
15. Рассчитайте, какой объем раствора уксусной кислоты с мас-
совой долей 80 % (ρ=1,6 г/см3) потребуется для полной этерификации
целлюлозы массой 1 кг (расчет вести на одно элементарное звено
целлюлозы).
1) 1,422 л; 2) 0,289 л; 3) 0,555 л; 4) 0,868 л.
Ответы: № 1 – 2; № 2 – 2; № 3 – 4; № 4 – 1; № 5 – 3; № 6 – 3;
№ 7 – 3; № 8 – 2; № 9 – 1; № 10 – 3; № 11 – 3; № 12 – 3,4; № 13 – 2;
№ 14 – 1; № 15 – 4.
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
Первичные
R─NH2
Вторичные
R1─NН
│
Третичные
R1─N─R
2
СН3─NH2 СН3─NH СН3─N─СН3
метиламин │ │
C2H5 С2Н5
метилэтиламин диметилэтиламин
– аминогруппа.
NH
2
112
Получение и физические свойства аминов
+ IСН
3
NH3 + СН3J
-HI -HI -HI
→
СН3NH2
→
(CH3)2NН
+ IСН
3
→
Низшие амины – газообразные вещества с запахом аммиака, хорошо растворимые в воде.
Высшие амины – жидкости или твердые вещества. Их растворимость в воде уменьшается.
Химические свойства аминов
По химическим свойствам амины похожи на аммиак.
1. Взаимодействие с водой (проявляют свойства оснований):
(CH3)3N
С2Н5NH2 + Н2О
→
[С2Н5NH3]+ + ОН–
←
2. Присоединение галогенводородов:
С2Н5NH2 + НCl
→
[С2Н5NH3]Cl
хлорид этиламмония
(СН3)2 NH + HBr
→
[(CH3)2NH2] Br
бромид диметиламмония
(СН3)3N + HJ
→
[(CH3)3NH]J
иодид триметиламмония
3. Взаимодействие с галогенпроизводными углеводородов:
(С2Н5)3N + C2H5J
→
[(C2H5)4N]J
иодид тетраэтиламмония
Алкиламмониевые соли в водном растворе диссоциируют на ио-
ны (проводят электрический ток):
[(C2H5)4N]J
→
[(C2H5)4N]+ + J-
←
4. Горение:
4(С2Н5)2NH + 27O2
→
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
→
СН3─ОН + N2↑ + Н2О
б) со вторичными – образуются нитрозосоединения с характер-
ным запахом:
(СН3)2NH + НNO2
→
(СН3)2─N═NO + H2O
в) третичные амины с HNO2 не реагируют.
Анилин
С6Н5NH2 – аминобензол или фениламин:
NH2
│
Анилин – бесцветная маслянистая жидкость с характерным запа-
хом, малорастворим, ядовит [8].
Химические свойства анилина
Основные свойства анилина выражены слабо. Сказывается влия-
ние бензольного ядра на аминогруппу.
1. Реакции с участием аминогруппы:
а)
+
─NH2 + H2O
→
─NH3 OH
←
–
гидроксид фениламмония (слабое основание)
б)
+
─NH2 + HCl
→
─NH3 Cl–
хлорид фениламмония
114
2. Реакции с участием бензольного кольца:
вещ
е
ства
вещества
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):
NH
2
NH2
│ │
Br Br
+ 3Br2
→
+ 3HBr
│
Br
2,4,6-триброманилин
б) взаимодействие с серной кислотой:
t
─NH2 + H2SO4
→
HSO3─ ─NH2 + H2O
сульфаниловая кислота
Сульфаниловая кислота является важным промежуточным про-
дуктом при синтезе красителей и лекарственных препаратов.
Получение анилина
Анилин, как и другие первичные ароматические амины, получа-
ют реакцией Зинина (1842 г.) – восстановлением водородом нитросоединений.
Cut,
─NО2 + 3H2
→
─NH2 + 2H2O
нитробензол анилин
Применение анилина
Красители
Анилин
Взрывчатые
Пластмассы Фотореактивы
Лекарственные
(сульфаниламидные
препараты)
115
5.2. АМИНОКИСЛОТЫ
//
Аминокислоты – это производные углеводородов, содержащие
О
аминогруппы (-NH2) и карбоксильные группы ─С─ОН (NH2)
R(COOH)n , где m, n = 1,2.
Номенклатура
3
СН3─2СН─1СООН 5СН3─4СН─3СН─2СН2─1СООН
│ │ │
NH2 H2N CH3
2-аминопропановая 4-амино-3-метилпентановая
кислота кислота
m
Изомерия
По положению аминогруппы различают:
α-аминокислоты γСН3─βСН2─αСН─СООН
│
NH
2
β-аминокислоты γСН3─βСН─αСН2─СООН
│
NH2
γ-аминокислоты γСН2─βСН2─αСН2─СООН
│
NH2
Существуют аминокислоты, содержащие две или несколько ами-
ногрупп и карбоксильных групп:
6
СН2─5СН2─4СН2─3СН2─2СН─1СOOH
│ │
NH2 NH2
2,6–диаминогексановая кислота
НОО4С─3СН2─2СН─1СООН
│
NH2
2-аминобутандионовая кислота
116
Физические свойства
Аминокислоты – кристаллические вещества, хорошо раствори-
мые в воде.
Химические свойства аминокислот
Особенности химических свойств аминокислот обусловлены
наличием в молекулах одновременно двух функциональных групп:
Н2N ─R─ COOH
Основные свойства Кислотные свойства
(свойства аминов) (свойства карбоновых кислот)
Амфотерные свойства
1. Взаимодействие с основаниями и кислотами:
а) как кислота
О O
// //
СН2─С─ОН + NaOH
→
CH2─С─ОNa + H2O
│ │
NH2 NH2
глицин глицинат натрия
б) как основание
О O +
// //
СН2─С─ОН + H
+ Cl-
→
CH2─С─ОH Cl
-
│ │
:NH2 NH3
глицин солянокислый глицин
2. Взаимодействие внутри молекулы – образование внутренних
солей; подвергаются моноаминомонокарбоновые кислоты (нейтральные кислоты):
117
R─COOH
→
R─COO– + H+
←
→
R─COO
←
–
│ │ │
NH2 : NH2 NH
3
+
внутренняя соль
(биполярный ион или цвиттер-ион)
Водные растворы таких кислот нейтральны (рН ≈ 7).
3. Образование сложных эфиров (взаимодействие со спиртами):
+
Н
Н2N─CH2─COOH+ C2H5OH
→
Н2N─CH2─COO─C2H
4. Декарбоксилирование:
5
Н2N─CH2─COOH
→
Н2NСН3 + СО
2
метиламин
4. Образование пептидов (взаимодействие α-аминокислот друг
с другом):
O O O O
// // ║ //
katt,
R─CH─C─OH + R1─CH─C─OH
│ │
→
-H2O
│ │ │
R─CH─C─N─CH─C─OH
NH2 H─N─H NH2 H R1
пептидная связь (амидная)
Две аминокислоты образуют дипептид:
O O O O
// // ║ //
katt,
CH2─C─OH + СН3─CH─C─OH
│ │
→
CH2─C─N─CH─C─OH
О2Н−
│ │ │
NH2 H─N─H NH2 H СН3
глицин аланин глицилаланин
118
Дипептид может взаимодействовать еще с молекулой аминокис-
лоты, образуя сначала трипептид, затем тетрапептид и т. д.
O O О
║ // //
CH2─ C─N ─CH─C─ OH + ─СН2─СН─С─ОН
│ │ │ │
katt,
→
NH2 H СН
3
Н─N─H
глицилаланин фенилаланин
O O О
║ ║ //
CH2─ C─N ─CH─ C─N ─СН─С─ОН + Н2О
│ │ │ │ │
NH2 H СН
3
Н СH2–
глицилаланилфенилаланин
O R
1
║ │ //
Общая формула пептидов R─CH─(─C─N─CH─)n─C─OH
│ │
O
NH
2
H
Пептиды
Олигопептиды
(содержат до 10 аминокис-
лотных остатков)
Полипептиды (содержат
свыше 10 аминокислот-
ных остатков
)
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].
Белки
Протеины (простые белки). Макромолекулы со-
стоят только из остатков
α-аминокислот
Протеиды (сложные белки).
Макромолекулы содержат
остатки α-аминокислот,
остатки полисахаридов, ортофосфорной кислоты, катионы Mе и др.
Строение белковых молекул
Первичная структура белка – это число и последовательность ами-
нокислотных 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:
H O R
2
H O R4
│ ║ │ │ ║ │
N H C C N H C C
/ \ │ / \ / │ \ / \ │ / \ / │ \ /
C N H C C N H C
│ │ ║ │ │ ║
R
1
H O R
3
H O
пептидная связь
аминокислотный остаток структурное звено полипептида
, R2, R3, R4 – радикалы α-аминокислот.
R
1
120
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]