Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Практикум по органической химии
.pdf
ВпробиркесCuSO4вначалеобразуетсяголубойосадокCu(OH)2,
которыйрастворяетсявизбыткеметиламина.Запишитесоответствующиеуравненияреакций.
Опыт 12.6. Взаимодействие первичных аминов
с азотистой кислотой
Этуреакциюиспользуюткаккачественнуюреакциюнапервичные
аминыалифатическогоряда.Впробиркус0,2гхлоридаметиламмонияприлейте1млводы,затем,послерастворениясоли,внесите1мл
10%-ногораствораNaNO2.Смесьтщательноперемешайтеидобавьтенесколькокапельледянойуксуснойкислоты– выделяетсяазотв
видемелкихпузырьков.
ЗапишитеуравненияреакцийполученияHNO2иеереакциюсметиламином.Предложитевариантыобнаруженияосновногопродукта
реакции–первичногоспирта.
Опыт 12.7. Получение анилина
Восстановление ароматических нитросоединенийв амины носит
название реакции Зинина (1842). Эта реакция лежит в основе промышленногосинтезаароматическихаминов.
Впробиркупоместите2каплинитробензола,прибавьте5капель
концентрированнойхлороводороднойкислотыималенькуюгранулу
металлическогоцинка.Пробиркуэнергичновстряхивайте.Еслиреакцияначнетзамедляться,тослегкаподогрейтепробиркунадпламенем
горелки.Реакцию продолжайте до полногорастворения цинка (для
этогоможетбытьпридетсяприбавитьеще1–2каплихлороводороднойкислоты).Полученныйрастворсохранитедляопыта12.8.
Врезультатереакцииисчезаетмаслянистыйверхнийслойнитробензола,которыйвосстанавливаетсяванилин,хорошорастворимыйв
водеввидесолисхлороводороднойкислотой.
Вопросы и задания
1. Напишитесхемуреакциивосстановлениянитробензола.
2. Напишите схему реакции, происходящей при добавлении в
пробиркурастворагидроксиданатрия.Проделайтеэтуоперациюэкспериментально, взяв для этого часть раствора. По каким внешним
признакамможносудитьовыделениисвободногоанилина?
91
Опыт 12.8. Бромирование анилина
Реакция бромирования первичных ароматических аминов протекаетколичественноипоэтомуиспользуетсяванализеэтихсоединений.Впробиркупоместите1каплюанилина, полученноговопыте
12.7.и5–6капельводы.Хорошовзболтайтесодержимоепробиркии
прибавьтенесколькокапельбромнойводыдоисчезновенияжелтого
окрашиванияраствораипоявлениябелогоосадка.
Вопросы и задания
1. Напишитесхемуреакцииполучениятрибромоанилина.По ка-
комумеханизмуонапротекает?
2. Почему,в отличие от бензола, для бромирования анилина не
нуженкатализатор?
Опыт 12.9. Получение и гидролиз изонитрила
Образование изонитрила является специфической реакцией для
обнаруженияпервичныхаминов(изонитрильная проба).
Впробиркупоместите1каплюанилина,2–3капликонцентриро-
ванногораствора гидроксиданатрия,2 каплихлороформа,5капель
этанола.Смесьмедленнонагрейтенад пламенем горелкидоначала
кипения. Появляется характерный тошнотворный запах изонитрила
(из-подтягиневыносите!).Изонитрилследуетподвергнутьгидроли-
зу.Дляэтоговпробиркуприлейте10капель10%-ногорастворасернойкислотыипрокипятитедоисчезновениязапаха.
Вопросы и задания
1. Напишитесхемуреакцииобразованияигидролизаизонитрила.
2. Можнолиспомощьюизонитрильнойпробыобнаруживатьвто-
ричныеитретичныеамины?
92
Лабораторная работа 13
ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА АМИНОКИСЛОТ
Цель работы:изучитькачественныереакцииаминокилот,пепти-
довибелков.
Приборы:пробирки,шпатель,спиртоваягорелка,пипетка,хрома-
тографическаябумага,капилляр,хроматографическаякамера.
Реактивы:1%-ныйраствораланина,0,1%-ныйрастворхлороводороднойкислоты,индикаторконго,0,1%-ныйрастворгидроксиданатрия,фенолфталеин,1%-ныйрастворглицина,индикаторметиловый
красный,формалин,карбонатмеди(II),0,1%-ныйрастворнингидрина,5%-ныйраствор нитританатрия,концентрированнаяхлороводороднаякислота,1%-ныйраствортирозина, концентрированнаяазотнаякислота,концентрированныйраствораммиака,10%-ныйраствор
гидроксида натрия, 1%-ный раствор цистеина, 10%-ный раствора
ацетатасвинца(II),растворяичногобелка,2%-ныйрастворсульфата
меди(II), концентрированнаяазотная кислота, фенилаланин, лизин,
0,1%-ныйрастворнингидринавацетоне.
Аминокислоты (аминокарбоновые кислоты) – органические соединения, в молекуле которых одновременно содержатся карбоксильная и аминная группы. Аминокислоты могут рассматриваться
как производные карбоновых кислот, в которых один или несколько атомов водорода заменены на аминные группы. Аминокислоты
по взаимному расположению карбоксильной и аминогруппы делятсянаα-, β-, γ-аминокислотыит.д.,причемимеютсянекоторыеспецифические способы синтеза аминокислот каждого из этих классов и
свойстваих в некоторыхотношениях различаются. С биологической
точки зрения особенно важны α-аминокислоты, ряд которых можно
получитьиз природных источников,гидролизуя белки и ядралюбой
растительной или живой клетки, ряд гормонов (например, инсулин),
ферменты(например,пепсин) и др.α-аминокислоты входятв состав
белков, играющих важнейшую роль в процессе жизнедеятельности
клетки. Все природныеаминокислоты, кромеаминоуксусной(глицина), содержатасимметрический углеродныйатом.Все ониотносятся
кL-ряду.Издругихаминокислотможноотметитьаминопропионовую
β-аминокислоту,входящуювсоставвитамина–пантотеновойкислоты
иω-аминокислоты,излактамовкоторыхпроизводятсинтетическиеволокнатипакапрона.Этиаминокислотыневстречаютсявприроде.
93
α-аминокислоты можно получить действием аммиака на
α-галоидзамещенныекарбоновыекислотыприсоединением к альдегидамикетонамцианистогоаммонияпридействиисмесихлористого
аммонияи цианистогокалия,восстановлениемоксимов,гидразонов
ифенилгидразоновα-кетонокислотидр.
Аминокислотымогутпроявлятькаккислотныесвойства,обуслов-
ленныеналичиемвихмолекулахкарбоксильнойгруппы–COOH,так
иосновные свойства,обусловленныеналичием аминогруппы–NH
2
Растворыаминокислотвводеблагодаряэтомуобладаютсвойствами
буферныхрастворов.Враствореаминокислотыпредставляютсобой
внутренниесоли–цвиттер-ионы–вкоторыхаминогруппапредставленаввидекатиона–NH
+
,акарбоксигруппа–ввидеаниона–COO-.
3
Такаямолекулаобладаетзначительнымдипольныммоментомпринулевомсуммарномзаряде.Такоестроениеотражаетсянафизических
свойствахаминокислот:они высокоплавки,нелетучи,нерастворимы
вуглеводородахиэфире,большинствоизнихрастворимовводе.
Важнойособенностьюаминокислотявляетсяихспособностькполиконденсации,приводящейкобразованиюполиамидов,втомчисле
пептидов,белковидр.
Аминокислотыобычно могут вступатьво все реакции, характерныедлякарбоновыхкислотиаминов.
.
Классификация природных аминокислот:
по R-группам
– Неполярные:аланин,валин,изолейцин,лейцин,метионин,про-
лин,триптофан,фенилаланин,глицин.
– Полярныенезаряженные(зарядыскомпенсированы)приpH=7:
аспарагин,глутамин,серин,тирозин,треонин,цистеин.
– Полярные,заряженныеотрицательно,приpH=7:аспарагино-
ваякислота,глутаминоваякислота.
– Полярные,заряженныеположительно,приpH=7:аргинин,ги-
стидин,лизин.
по функциональным группам
– Алифатические.
– Моноаминомонокарбоновые: аланин, валин, глицин, изолеин,
лейцин.
– Оксимоноаминокарбоновые:серин,треонин.
94
– Моноаминодикарбоновые: аспарагиновая кислота, глутамино-
ваякислота(засчётвторойкарбоксильнойгруппынесутврастворе
отрицательныйзаряд).
– Амидымоноаминодикарбоновыхкислот:аспарагин,глутамин.
– Диаминомонокарбоновые: аргинин, гистидин, лизин (несут в
раствореположительныйзаряд).
– Серосодержащие:цистеин,метионин.
– Ароматические:фенилаланин,тирозин,триптофан,гистидин.
– Гетероциклические:триптофан,гистидин,пролин.
Опыт 13.1. Амфотерные свойства α-аминокислот
Вдвепробиркипоместитепо5капель1%-ногорастворааланина.
Впервуюпробиркудобавьтепокаплям0,1%-нуюхлороводородную
кислоту,подкрашеннуюиндикаторомконговсинийцвет,допоявлениявпробиркерозово-красногоокрашивания.Вовторуюпробирку
добавьте по каплям 0,1%-ный раствор гидроксида натрия, подкрашенныйфенолфталеином,доисчезновениявпробиркеокрашивания.
Вопросы и задания
1. Напишитесхемыреакцийаланинасхлороводороднойкислотой
исгидроксидомнатрия.
2. Очемсвидетельствуетизменениеокраскииндикаторавкаждой
изпробирок?
Опыт 13.2. Реакция α-аминокислот
с формальдегидом
Этареакцияносит названиеформольноготитрования(методСеренсена) и используется в количественном анализе аминокислот. В
пробиркупоместите5капель1%-ногораствораглицинаидобавьте1
каплюиндикатораметиловогокрасного.Растворприобретаетжелтую
окраску. Добавьтекнему равный объемформалина.Окраскасодержимогостановитсякрасной.
Вопросы и задания
1. Напишитесхемуреакцииглицинасформальдегидом.
2. Чемобусловленоизменениеокраскиметиловогокрасноговре-
зультатереакции?
95
Опыт 13.3. Общие качественные реакции
α-аминокислот
Образование комплексных солей меди (II). Всухуюпробиркупо-
местите1–2мл2%-ногораствораглицина.Добавьтенакончикелопаточкикарбонатамеди(II)и смесь нагрейте.Растворприобретает
синюю окраску. Часть раствора (над осадком)перелейте в другую
пробиркуидобавьте2капли10%-ногораствораNaOH.Выпадаетли
осадок?Приведитеобъяснение.
Вопросы и задания
1. Напишитесхемуреакцииглицинаскарбонатоммеди(II).
2. Длякакихклассовсоединенийхарактернаподобнаяреакцияс
солямимеди(II)?
3. Можетлиданнаяреакцияиспользоватьсядляколичественного
определенияаминокислот?
Реакция с нингидрином. Впробиркупоместите4капли1%-ного
раствораглицинаи2капли0,1%-ногорастворанингидрина.Содер-
жимоепробиркинагрейтедопоявлениясине-красногоокрашивания.
Вопросы и задания
1. Напишитесхемуреакцииглицинаснингидрином.
2. Какоепрактическоеприменениеимеетданнаяреакция?
Реакция с азотистой кислотой. Впробиркупоместитепо5ка-
пель1%-ногораствораглицинаи5%-ногорастворанитританатрия.
Добавьте 2 капли концентрированной хлороводородной кислоты и
осторожновзболтайте.Наблюдаетсявыделениепузырьковгаза.
96
Вопросы и задания
1.Напишитесхемуреакцииглицинасазотистойкислотой.
2.Начемоснованоприменениеданнойреакциидляколичествен-
ногоопределенияаминокислот?
3.Органическиесоединениякакихклассовбудутмешатьопреде-
лениюаминокислотэтимметодом?
Опыт 13.4. Ксантопротеиновая реакция
обнаружения ароматических аминокислот
В пробирку поместите 5 капель 1%-ного раствора тирозина и 3
капликонцентрированнойазотнойкислоты.Смесьнагрейтедопоявленияжелтогоокрашивания.Пробиркуохладитеидобавьтеконцентрированныйраствораммиакаили10%-ныйрастворгидроксиданатриядопоявленияоранжевогоокрашивания.
Вопросы и задания
1.Напишитесхемуреакциитирозинасазотнойкислотой.
2.Какаяаминокислота–тирозинилифенилаланин–легчевступа-
етвданнуюреакцию?
3.Почему при добавлении аммиака или щелочи желтая окраска
растворапереходитворанжевую?
Опыт 13.5. Качественная реакция обнаружения
цистеина
Впробиркупоместите5капель1%-ногорастворацистеинаи2капли10%-ногорастворагидроксиданатрия.Нагрейтесмесьдокипенияи
добавьте2капли10%-ногораствораацетатасвинца(II).Наблюдается
выпадениеосадкасульфидасвинца(II)серо-черногоцвета.
Вопросы и задания
1. Напишитесхемуреакциицистеинасацетатомсвинца(II).
2. Какоепрактическоезначениеимеетданнаяреакция?
Опыт 13.6. Качественные реакции пептидов
и белков
Биуретовая реакция. В пробирку поместите 5 капель раствора
яичногобелка,5капель10%-ногорастворагидроксиданатрияипо
стенкедобавьте1–2капли2%-ногорастворасульфатамеди(II).Появ-
97
ляетсякрасно-фиолетовоеокрашивание.Окрашиваниедают:биурет
(отсюданазваниереакции),полипептиды,белки,амидыинекоторые
другиесоединения.
Образующиесяприбиуретовойреакции окрашенные соединения
являютсявнутреннимимеднымикомплексамихелатногостроения:
Биуретовареакциясглицином
Вопросы и задания
1. Напишитесхемуреакциибиуретассульфатоммеди(II).
2. Даютлиположительнуюбиуретовуюреакциюα-аминокислоты?
Ксантопротеиновая реакция. Этареакцияиспользуетсядляоб-
наружения α -аминокислот, содержащих ароматические радикалы.
Тирозин, триптофан, фенилаланин при взаимодействии с концентрированной азотной кислотой образуют нитропроизводные, имеющие желтую окраску. В щелочной среде нитропроизводные этих
α-аминокислотдаютсоли,окрашенные воранжевыйцвет.Желатин,
например,несодержащийароматическихаминокислот,недаетксантопротеиновойпробы.
98
К1 мл 10 %-ногорастворабелка куриногояйца добавьте0,5 мл
концентрированнойазотнойкислоты.Врезультатекоагуляциибелка
в содержимомпробирки образуется белыйосадок или помутнение.
Принагреваниираствориосадококрашиваютсявярко-желтыйцвет.
Приэтомосадокпочтиполностьюрастворяетсяврезультатегидролиза.Послеохлаждениядобавьте1–2мл20%-ногорастворагидроксиданатрия(допоявленияоранжевойокраскираствора).
Тирозин→нитропроизводноетирозина→хиноидноепроизводное
оранжево-желтогоцветавщелочнойсреде
Вопросы и задания
1. Объясните,какиеаминокислоты,входящиевсоставбелка,об-
наруживаютсяспомощьюксантопротеиновойреакции.
2. Чемобусловленопоявлениежелтыхпятеннакожеприпопада-
ниинанееконцентрированнойазотнойкислоты?
Сульфгидрильная реакция – качественнаяреакция насеросодер-
жащие аминокислотные радикалы (цистин, цистеин). Черное окра-
шиваниеобусловленообразованиемосадкаPbS:
В пробирку поместите 1–2 мл раствора белка и добавьте 1,5 мл
30%-ногораствораNaOH.Кипятитещелочнойраствор2–3мин.Кгорячемурастворудобавьте0,5млPb(CH3COO)2ивновьнагрейтедообразованиячерногоосадка.ОбъяснитеналичиеилиотсутствиеосадкаPbS.
99
Опыт 13.7. Идентификация аминокислот
методом хроматографии на бумаге
На полоску хроматографическойбумагиразмером10×50 мм нанесите 2 пробы – испытуемого образца и контрольной смеси, содержащей фенилаланин, аланин и лизин, значения Rf которых в
используемомэлюентесоответственноравны0,64;0,35и0,15.Вхроматографическуюкамеру («пенициллиновую» склянку) налейте высотойнеболее3ммсмесьбутанол–уксуснаякислота–вода(1:1:1)и
проведитехроматографирование.Подостиженииэлюентомверхнего
краядостаньтебумагупинцетом,высушите на воздухе,азатемнад
плиткой.Дляобнаруженияпятенпогрузитебумагуна1св0,1%-ный
растворнингидринавацетоне,высушитебумагунавоздухеинагрей-
тенадплиткой.Большинствоаминокислотдаетголубоеилилиловое
окрашивание,аспарагин – оранжево-коричневое,пролиниоксипролин–желтое.Нингидриноваяреакцияширокоиспользуетсядляколориметрическогоопределенияаминокислот,иминокислот,первичных
ивторичныхаминовибелков.
ВычислитезначенияR иопределите,какаяаминокислотасодержа-
ласьванализируемомрастворе.Неследуетдопускатьпопаданиянингидринанаруки,так как при этомобразуютсяпрактическинесмываемыефиолетовыепятна.Послеповторногонагреваниянафильтре
появляютсяхарактерныеокрашивания.
Вопросы и задания
1. Объяснитеприродухроматографическогопроцессаразделения
набумаге.
2. МожнолитолькопозначениюRfидентифицироватьаминокис-
лотувисследуемомобразце?
100
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]