Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

Органическая химия / Каток_Органическая химия_ссылки

.pdf
Скачиваний:
277
Добавлен:
26.03.2015
Размер:
1.91 Mб
Скачать

 

CH3

CH3 NH2 CH2CH2CH3 Br

Cl

 

C3H7

бромид

хлорид

 

метилпропиламмония

метилпропиланилиния

Аминокислоты – соединения, в молекулах которых одновременно присутствуют амино- и карбоксильные группы. Общая формула имеет вид R(NH2)COOH.

Воснове классификации аминокислот лежат свойства боковой группы R. Этот заместитель может иметь нейтральную (аланин, глицин, валин и др.), полярную (аспарагин, глутамин, серин

идр.), основную (лизин, аргинин, гистидин) или кислотную (аспарагиновая и глутаминовая кислоты) природу.

Всоответствии с расстоянием между амино- и карбоксильной группами аминокислоты подразделяют на α-, β-, γ-, δ- и ε-аминокислоты. Аминокислоты с более удаленными друг от

друга функциональными группами объединяют в обозначении ω-аминокислоты.

Взависимости от способности синтезироваться в живых организмах аминокислоты подразделяют на заменимые (способны

синтезироваться) и незаменимые (не способны синтезироваться). Для природных α-аминокислот широко используются триви-

альные названия. В табл. 53 указаны структурные формулы природных α-аминокислот, их полные, сокращенные названия, а

также значения их изоэлектрических точек (рНi). Звездочкой отмечены незаменимые аминокислоты.

Синтетические аминокислоты называют по номенклатуре ИЮПАК или с использованием тривиальных названий моно- и дикарбоновых кислот.

H2N

 

CH2

 

(CH2)2

 

COOH

NH2

 

 

 

COOH

 

 

 

4-аминобутановая кислота

2-аминобензойная кислота

(γ-аминомасляная кислота)

(антраниловая кислота)

151

Таблица 53

Природные α-аминокислоты

Тривиальное

Обозначение;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Формула

название

(рНi)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Глицин

Gly; (6,0)

CH2(NH2)–COOH

Аланин

Ala; (6,0)

СН3–CH(NH2)–COOH

Валин*

Val; (6,0)

(СН3)2СН –CH(NH2)–COOH

Лейцин*

Leu; (6,0)

(СН3)2СН–СН2–CH(NH2)–COOH

Изолейцин*

Ile; (6,0)

СН3СН2(СН3)СН–CH(NH2)–COOH

Аспарагиновая

Asp; (3,0)

НООС–СН2–CH(NH2)–COOH

кислота

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Глютаминовая

Glu; (3,2)

НООС–СН2СН2–CH(NH2)–COOH

кислота

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Аспарагин

Asn; (5,4)

NH2ОС–СН2–CH(NH2)–COOH

Глютамин

Gln; (5,7)

NH2ОС–CH2CH2–CH(NH2)–COOH

Лизин*

Lys; (9,7)

NH2–(CH2)4–CH(NH2)–COOH

*

 

NH2

 

C

 

 

NH

 

(CH2)3

 

CH(NH2)

 

COOH

 

 

 

 

 

 

 

Аргинин

Arg; (10,8)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

NH

 

 

 

 

Цистеин*

Cys; (5,0)

SH–CH2–CH(NH2)–COOH

Метионин*

Met; (5,7)

H3CS–CH2CH2–CH(NH2)–COOH

Серин

Ser; (5,7)

НО–CH2–CH(NH2)–COOH

Треонин*

Thr; (5,6)

CH3–CHOH–CH(NH2)–COOH

Фенилаланин*

Phe; (5,5)

С6Н5–СН2–CH(NH2)–COOH

Тирозин

Tyr; (5,7)

HO

 

 

 

 

 

CH2 CH(NH2) COOH

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

CH2 CH(NH2) COOH

Триптофан*

Trp; (5,9)

 

 

 

 

 

 

N

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

H

 

 

N

 

CH2 CH(NH2) COOH

Гистидин

His; (7,6)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

N

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

H

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

H

Пролин

Pro; (6,3)

H N C

 

COOH

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

* Незаменимые аминокислоты.

152

Индивидуальные задания

Задача 34

Дайте определение понятию «основность» органического соединения. Расположите вещества А, Б и В (табл. 54) в порядке возрастания их основных свойств. Дайте необходимые пояснения. Приведите формулы и классификацию представленных в задании аминов (например, вторичный алифатическо-ароматический амин). Для наиболее слабого основания напишите уравнение солеобразования с H2SO4.

 

 

 

Таблица 54

 

 

 

 

Вари-

А

Б

В

ант

 

 

 

1

анилин

2,4-диброманилин

метиламин

2

метилфениламин

дифениламин

анилин

3

пропиламин

диэтиламин

2-метиланилин

4

диметиламин

диметилфениламин

4-хлоранилин

5

втор-бутиламин

4-метиланилин

4-нитроанилин

6

2,4-динитроанилин

триэтиламин

4-метиланилин

7

2-броманилин

метилпропиламин

N-этиланилин

8

изобутиламин

4-нитроанилин

анилин

9

метилпропиламин

N,N-диэтиланилин

бутиламин

10

дифениламин

4-аминофенол

этиламин

11

2-аминобензойная кислота

2-метиланилин

пропиламин

12

метилпропиламин

трет-бутиламин

3-броманилин

13

N,N-диэтиланилин

триэтиламин

анилин

14

пропилфениламин

втор-бутиламин

диметиламин

15

трифениламин

метилфениламин

дифениламин

16

4-броманилин

пара-толуидин

бутан-2-амин

17

триэтиламин

3-иоданилин

бутиламин

18

2-аминофенол

трет-бутиламин

3-броманилин

19

4-нитроанилин

орто-толуидин

дипропиламин

20

анилин

изопропиламин

дифениламин

21

N-пропиланилин

дипропиламин

этиламин

22

трет-бутиламин

триэтиламин

анилин

23

2-хлоранилин

анилин

изобутиламин

153

 

 

 

Окончание табл. 54

 

 

 

 

 

Вари-

А

Б

 

В

ант

 

 

 

 

анилин

24

4-аминобензойная кислота

N-метиланилин

 

25

2-метиланилин

метилпропиламин

 

изобутиламин

26

метилфениламин

дифениламин

 

диметиламин

27

трифениламин

2-аминофенол

 

4-хлоранилин

28

диметилэтиламин

4-нитроанилин

 

анилин

29

бутилвтор-бутиламин

N,N-диэтиланилин

 

бутиламин

30

N-пропиланилин

изопропиламин

 

диметиламин

Задача 35

Напишите уравнения реакций соединений А и Б с соответствующими реагентами, указанными в табл. 55. Назовите, по возможности, конечные продукты реакций.

Таблица 55

Вари-

Соединения

Реагенты

ант

 

 

1

А) пропиламин

А) CH3COCl; HNO2; H2O

 

Б) тирозин

Б) T > Tпл; CuO; KOH

2

А) 4-метиланилин

А) HNO2; С2Н5I; Br2, H2O

 

Б) β-аланин

Б) T > Tпл; NaHCO3; H2SO4

3

А) N,N-диметиланилин

А) HNO2; Br2, H2O; HCl

 

Б) глицин

Б) декарбоксилаза; СН3ОН, Н ; T > Tпл

4

А) дифениламин

A) CH3COCl; H2SO4; СН3I

 

Б) 4-аминопентановая ки-

Б) T > Tпл; HNO2; NaОH

 

слота

 

5

А) трет-бутиламин

А) С2Н5I; HNO2; H2O

 

Б) валин

Б) CuO; HCl; CH3COCl

6

А) 2-хлоранилин

А) Br2, H2O; С3Н7I; (CH3CO)2О

 

Б) цистеин

Б) KOH; H2SO4; HNO2;

7

А) диметиламин

А) HNO2; С2Н5I; HCl

 

Б) 2-аминобензойнаякислота

Б) HNO3; HNO2 + β-нафтол; NaHCO3

8

А) N-пропиланилин

А) CH3COCl; HNO2; Br2, H2O

 

Б) α-аланин

Б) CuO; декарбоксилаза; H2SO4

9

А) 2-метиланилин

А) HNO2 + β-нафтол; Br2, H2O; CH3COCl;

 

Б) α-фенилаланин

Б) декарбоксилаза; HNO3; KOH

10

А) бутиламин

А) 2 С3Н7I; (CH3CO)2О; H2SO4

 

Б) триптофан

Б) 3 СН3I; СН3ОН, Н ; NaHCO3

154

 

 

 

Продолжение табл. 55

 

 

 

 

Вари-

Соединения

 

Реагенты

ант

 

 

 

 

11

А) изопропиламин

 

А) HCl; HNO2; CH3COCl

 

Б) глутаминовая кислота

Б) α-декарбоксилаза; T > Tпл; PСl5

12

А) N-этиланилин

 

А) HNO2; С2Н5I; Br2, H2O

 

Б) аспарагиновая кислота

Б) 2СН3ОН, Н ; (CH3CO)2О; β-декар-

 

 

 

боксилаза

13

А) метилэтиламин

 

А) СН3I; HNO2; HCl

 

Б) 4-аминобензойная

ки-

Б) HNO2 + β-нафтол; HNO3; С3Н7ОН,

 

слота

 

Н

14

А) 4-броманилин

 

А)HNO2 +β-нафтол; Br2,H2O; (CH3CO)2О

 

Б) лизин

 

Б) HNO2; NaОH; С2Н5I (изб.)

15

А) втор-бутиламин

 

А) HNO2; (CH3CO)2О; H2SO4

 

Б) β-фенилаланин

 

Б) T > Tпл; NH3, t, °C; HCl

16

А) этиламин

 

А) 3 СН3I; HNO2; H2O

 

Б) тирозин

 

Б) HNO3; PСl5; CH3COCl

17

А) N-пропиланилин

 

А) HNO2; Br2, H2O; CH3COCl

 

Б) δ-аминовалерьяновая

Б) T > Tпл; HNO2; NaHCO3

 

кислота

 

 

18

А) дипропиламин

 

А) CH3COCl; HNO2; H2O

 

Б) 3-аминобензойнаякислота

Б) Br2, H2O; HNO2 + β-нафтол; NH3, t, °C

19

А) пентан-2-амин

 

А) (CH3CO)2О; HNO2; 2 СН3I

 

Б) глицин

 

Б) С2Н5ОН, Н ; декарбоксилаза; CuO

20

А) 2,4,6-трихлоранилин

 

А) HNO2 + β-нафтол; H2SO4; CH3COCl

 

Б) изолейцин

 

Б) CuO; T > Tпл; 3 С2Н5I

21

А) 4-метиланилин

 

А) HNO2 + β-нафтол; Br2, H2O; С2Н5I

 

Б) лейцин

 

Б) HNO2; PСl5; T > Tпл

22

А) дипропиламин

 

А) HNO2; H2SO4; СН3I

 

Б) α-фенилаланин

 

Б) CuO; HNO3; С4Н9ОН, Н

23

А) N,N-диметиланилин

 

А) HNO2; Br2, H2O; HCl

 

Б) β-аланин

 

Б) T > Tпл; KOH; NH3, t, °C

24

А) бутиламин

 

А) 2 СН3I; HNO2; НСООН

 

Б) 4-аминобензойная

ки-

Б) HNO2 + фенол; HNO3; CH32ОН,

 

слота

 

Н

25

А) N-метиланилин

 

А) HNO2; (CH3CO)2О; Br2, H2O

 

Б) валин

 

Б) NaHCO3; CuO; 3 СН3I

26

А) втор-бутиламин

 

А) 2 С2Н5I; HNO2; СН3СООН

 

Б) триптофан

 

Б) KOH; HCl; СН3ОН, Н

155

 

 

Окончание табл. 55

 

 

 

Вари-

Соединения

Реагенты

ант

 

 

27

А) изобутиламин

А) H2SO4; HNO2; CH3COCl

 

Б) β-фенилаланин

Б) T > Tпл; PСl5; СН3I

28

А) изопропиламин

А) HNO2; НСООН; 3 СН3I

 

Б) аспарагиновая кислота

Б) NH3, t °C; HNO2; α-декарбоксилаза

29

А) N-пропиланилин

А) HNO2; CH3COCl; HCl

 

Б) γ-аминовалерьяновая ки-

Б) T > Tпл; HNO2; NH3, t, °C

 

слота

 

30

А) дифениламин

А) HNO2; CH3COCl; H2SO4

 

Б) α-аланин

Б) CuO; CH32ОН, Н ; HNO2

Задача 36

С помощью качественных реакций отличите между собой три вещества А, Б и В (табл. 56). Составьте план эксперимента в виде табл. 46. Запишите уравнения использованных реакций, опишите наблюдаемый результат.

 

 

 

Таблица 56

 

 

 

 

Вари-

А

Б

В

ант

 

 

 

1

2-метиланилин

триптофан

цистеин

2

4-аминобензойная кислота

глицин

этандиамин

3

α-аланин

анилин

δ-аминовалерьяновая

 

 

 

кислота

4

N,N-диметиланилин

тирозин

бутиламин

5

глутаминовая кислота

лейцин

N-пропиланилин

6

2-аминобензойная кислота

бутиламин

4-метиланилин

7

тирозин

анилин

β-аланин

8

2-метиланилин

α-фенилаланин

диэтиламин

9

аспарагиновая кислота

глицин

4-броманилин

10

N-метиланилин

цистеин

валин

11

α-фенилаланин

анилин

глицин

12

N,N-диметиланилин

4-метиланилин

2-аминобензойная ки-

 

 

 

слота

13

2-метиланилин

пропиламин

тирозин

14

гексаметилендиамин

α-аланин

дипропиламин

15

4-аминобензойная кислота

α-фенилаланин

цистеин

16

N-пропиланилин

анилин

4-аминобензойная ки-

 

 

 

слота

156

 

 

 

Окончание табл. 56

 

 

 

 

Вари-

А

Б

В

ант

 

 

 

17

триптофан

4-метиланилин

бутиламин

18

N,N-диметиланилин

глицин

дифениламин

19

дипропиламин

тирозин

цистеин

20

изопропиламин

α-фенилаланин

2-аминобензойная ки-

 

 

 

слота

21

N-метиланилин

цистеин

γ-аминобутановая ки-

 

 

 

слота

22

2-аминобензойная кислота

анилин

β-фенилаланин

23

цистеин

3-метиланилин

глицин

24

диэтиламин

β-аланин

глутаминовая кислота

25

N,N-диметиланилин

2-метиланилин

4-аминобензойная ки-

 

 

 

слота

26

лейцин

дифениламин

анилин

27

2-аминобензойная кислота

N-метиланилин

дипропиламин

28

4-броманилин

α-фенилаланин

3-аминобензойная ки-

 

 

 

слота

29

α-аланин

пропиламин

дифениламин

30

β-фенилаланин

3-метиланилин

тирозин

Задача 37

Установите строение соединения с молекулярной формулой А, которое соответствует приведенному в табл. 57 описанию. Обоснуйте выбор структурной формулы, сделав вывод по каждому из пунктов описания свойств. Напишите все упомянутые в условии уравнения реакций, назовите установленное вещество.

 

 

Таблица 57

 

 

 

Вари-

Молекулярная

Описание свойств соединения А

формула

ант

соединения А

 

 

 

 

1

 

а) существует в виде энантиомеров;

 

 

б) легко растворяется в HCl;

 

С8H11N

в) алкилируется и ацилируется;

 

г) с азотистой кислотой при 05 °С образует веще-

 

 

 

 

ство состава С8Н10О, окисление которого хромовой

 

 

смесью приводит к бензойной кислоте

157

 

 

Продолжение табл. 57

 

 

 

Вари-

Молекулярная

Описание свойств соединения А

формула

ант

соединения А

 

 

 

 

2

 

а) дает соли как с минеральными кислотами, так и

 

 

со щелочами;

 

 

б) при взаимодействии с PCl5 с последующим подще-

 

С3Н72

лачиванием образует вещество состава С3Н6ClNO;

 

 

в) с нингидрином дает фиолетовое окрашивание;

 

 

г) при нагревании до температуры выше Тпл пре-

 

 

вращается в вещество состава С6Н10N2О2

3

 

а) обладает оптической активностью;

 

 

б) в водном растворе имеет рН > 7;

 

C5H13N

в) ацилируется и алкилируется;

 

г) с азотистой кислотой при 05 °С моментально

 

 

 

 

выделяет азот с образованием спирта, который при

 

 

дегидратации образует пент-2-ен

4

 

а) проявляет амфотерные свойства;

 

 

б) не образует комплекс синего цвета с CuO;

 

 

в) при взаимодействии с азотистой кислотой обра-

 

С7Н72

зует соль диазония, которая при добавлении β-

 

нафтола дает азокраситель красного цвета;

 

 

 

 

г) с бромной водой образует дибромпроизводное;

 

 

д) не способно к образованию внутримолекулярной

 

 

водородной связи

5

 

а) легко растворяется в воде и кислотах;

 

 

б) алкилируется, но не ацилируется;

 

С4Н11N

в) в сильнокислой среде не реагирует с азотистой

 

кислотой;

 

 

 

 

г) получается по реакции Гофмана из этиламина и

 

 

иодметана

6

 

а) образует соли с NaOH и с HCl;

 

 

б) с этанолом в кислой среде образует вещество со-

 

 

става С7Н152;

 

С5Н112

в) при нагревании выше Тпл выделяет аммиак с об-

 

 

разованием органического соединения, которое при

 

 

жестком окислении дает смесь щавелевой кислоты

 

 

и пропанона

158

 

 

Продолжение табл. 57

 

 

 

Вари-

Молекулярная

Описание свойств соединения А

формула

ант

соединения А

 

7

 

а) обладает основными свойствами;

 

 

б) алкилируется и ацилируется;

 

 

в) при взаимодействии с азотистой кислотой образует

 

С7Н9N

соль диазония, которая при добавлении β-нафтола да-

 

 

ет азокраситель красного цвета;

 

 

г) с бромной водой дает белый осадок, молекуляр-

 

 

ная формула которого С7Н6Br3N

8

 

а) может существовать в виде двух оптических изо-

 

 

меров (энантиомеров);

 

 

б) образует соли с KOH и H2SO4;

 

С5Н112

в) не дает биуретовую и нингидриновую реакции;

 

г) в реакции с азотистой кислотой при 05 °С выде-

 

 

 

 

ляется газ;

 

 

д) при нагревании выше Тпл образует вещество со-

 

 

става С5Н9NO

9

 

а) образует соли с минеральными кислотами;

 

 

б) алкилируется;

 

 

в) не способно ацилироваться по атому N;

 

C8H11N

г) обесцвечивает бромную воду с образованием

 

светлого осадка;

 

 

д) в реакции с NaNO2 + HCl при 05 °С вначале об-

 

 

разует вещество желто-оранжевого цвета, которое

 

 

после нейтрализации Na2CO3 переходит в соедине-

 

 

ние состава C8H10N2O зеленого цвета

10

 

а) образует соли с кислотами и щелочами;

 

 

б) горячий водный раствор имеет рН < 4;

 

С4Н74

в) в реакции с азотистой кислотой выделяет газ;

 

г) при нагревании выше Тпл одновременно выделяет

 

 

аммиак, воду и образует непредельную (фумаро-

 

 

вую) кислоту и циклический дипептид (дикетопи-

 

 

перазин)

11

 

а) способно медленно растворяться в концентриро-

 

С12Н11N

ванной H2SO4;

 

б) алкилируется и ацилируется;

 

 

в) с азотистой кислотой образует соединение соста-

 

 

ва С12Н10N2О

159

 

 

Продолжение табл. 57

 

 

 

Вари-

Молекулярная

Описание свойств соединения А

формула

ант

соединения А

 

12

 

а) растворяется в растворах HCl, NaOH и NaHCO3;

 

 

б) образует комплекс синего цвета с CuO;

 

 

в) дает положительную ксантопротеиновую реак-

 

C9H11 NO3

цию (HNO3);

 

 

г) в реакции с азотистой кислотой при 05 °С выде-

 

 

ляется газ;

 

 

д) дает цветную реакцию с FeCl3

13

 

а) не обладает оптической активностью;

 

 

б) растворяется в минеральных кислотах;

 

 

в) алкилируется и ацилируется;

 

C7H9N

г) с бромной водой дает светлый осадок трибром-

 

производного;

 

 

 

 

д) в реакции с азотистой кислотой реагирует по N-

 

 

атому с образованием желтого вещества состава

 

 

C7H8N2О

14

 

а) образует соли с кислотами и основаниями;

 

 

б) не дает цветную реакцию с нингидрином;

 

 

в) дает положительную ксантопротеиновую реак-

 

С9Н112

цию (HNO3);

 

г) в реакции с азотистой кислотой при 05 °С выде-

 

 

 

 

ляется газ;

 

 

д) при нагревании выше Тпл выделяет аммиак с об-

 

 

разованием коричной кислоты

15

 

а) не может существовать в виде энантиомеров;

 

 

б) образует соли с кислотами;

 

C5H13N

в) ацилируется и алкилируется;

 

 

г) с азотистой кислотой при 0–5 °С моментально

 

 

выделяет азот с образованием вторичного спирта

16

 

а) не может существовать в виде энантиомеров;

 

 

б) образует соли с NaHCO3 и HCl;

 

 

в) не образует комплекс синего цвета с CuO;

 

С5Н112

г) в реакции с азотистой кислотой при 05 °С выде-

 

 

ляется газ;

 

 

д) при нагревании выше Тпл образует вещество со-

 

 

става С5Н9NO

160