Многоатомные алифатические и ароматические спирты. Полиамины и аминоспирты

Размещено на http://www.allbest.ru/

Модуль I

Тема занятия: “Многоатомные алифатические и ароматические спирты. Полиамины. Аминоспирты”



Цель занятия: изучение номенклатуры, классификации, строения и химических свойств спиртов и фенолов, аминов и аминоспиртов.

Студент должен знать:

- классификацию спиртов, фенолов и аминов;

- номенклатуру спиртов, фенолов и аминов;

- строение спиртов, фенолов, аминов и аминоспиртов;

- химические свойства спиртов, фенола, аминов и аминоспиртов.

Студент должен уметь:

- называть по заместительной номенклатуре спирты, фенолы, амины и аминоспирты; спирт фенол одноатомный алифатический

- сравнивать по кислотности спирты, по основности амины;

- сравнивать реакционную способность одноатомных и многоатомных спиртов, алифатических и ароматических (фенолов) спиртов, алифатических и ароматических аминов.

Спирты - это производные углеводородов, в молекулах которых один или несколько атомов Н замещены на -ОН группу.

Классификация спиртов

I. По количеству групп ОН различают: одноатомные, двухатомные и многоатомные спирты:

СН3СН2ОН

Этанол Этиленгликоль Глицерин

II. По характеру углеводородного радикала различают:

предельные СН3-СН2-ОН - этанол

непредельные СН2 = СНСН2ОН - пропен-2-ол



циклические

циклогексанол

ароматические

бензиловый спирт

Гомологический ряд одноатомных спиртов.

Первым членом гомологического ряда спиртов является метанол Н3С - ОН, каждый последующий член гомологического ряда отличается на группу СН2 (гомологическую разницу)

Формула спирта	Название по радикало-функциональной номенклатуре	Название по заместительной номенклатуре
СН3ОН	метиловый спирт	метанол
С2Н5ОН	этиловый спирт	этанол
С3Н7ОН	пропиловый спирт	пропанол
С4Н9ОН	бутиловый спирт	бутанол
С5Н11ОН	амиловый спирт	пентанол
С6Н13ОН	гексиловый спирт	гексанол

Радикало-функциональная и заместительная номенклатуры спиртов.

Название спиртов по заместительной номенклатуре ИЮПАК образуется от названия соответствующих алканов прибавлением окончания «ол»; по радикало - функциональной номенклатуре название образуется от названия соответствующего радикала с добавлением окончания «-овый спирт».

Нумерация главной цепи начинают с того конца, ближе к которому находится группа ОН.

В зависимости от того, при каком атоме углерода находится гидроксильная группа, различают первичные (пропанол-1), вторичные (пропанол-2) и третичные (2-метилпропанол-2) спирты.

пропанол-1 пропанол-2 2-метилпропанол-2

Изомерия спиртов.

Для спиртов характерна структурная изомерия:

Изомерия углеродной цепи;

бутанол-1 2-метилпропанол-1

Изомерия положения функциональной группы.

пропанол-1пропанол-2

Физические свойства спиртов. Водородная связь.

Первые представители гомологического ряда спиртов - жидкости, высшие спирты - твердые вещества. Отсутствие газообразных спиртов объясняется способностью молекул к образованию межмолекулярных водородных связей. Первые представители спиртов (метанол, этанол, пропанол) смешиваются с водой в любых соотношениях за счет образования водородной связи с молекулами воды. С ростом молекулярной массы растворимость спиртов в воде резко падает. Высшие спирты практически нерастворимы в воде.

Низшие спирты обладают характерным алкогольным запахом, запах средних гомологов сильный и неприятный. Высшие спирты практически не имеют запаха, а третичные спирты обладают неприятным запахом плесени.

Спирты обладают аномально высокими температурами кипения по сравнению с алканами, тиолами простыми эфирами. Эти различия объясняются наличием межмолекулярных связей в молекулах спиртов.

Механизм образования межмолекулярных связей.

Атом кислорода в молекуле спирта обладает большой электроотрицательностью и оттягивает на себя электронную плотность от атома водорода. при этом на атоме водорода возникает д+, а на атоме кислорода д-. Поэтому атом водорода электростатически притягивается к атому кислорода другой молекулы и между ними возникает водородная связь. Молекулы связанные между собой водородными связями, образуют ассоциаты.

Образование ассоциатов как бы увеличивает массу спирта и понижает его летучесть. Для разрыва этих связей требуется дополнительная энергия, этим и объясняется высокие температуры кипения.

Наибольшую склонность к образованию водородных связей проявляют первичные спирты. Для вторичных и особенно третичных спиртов способность к ассоциации снижается, так как образованию водородных связей препятствуют разветвленные углеводородные радикалы.

Строение спиртов.

Строение молекулы спирта

Химические свойства спиртов обусловлены их электронным строением.

В молекуле спирта кислород как более электроотрицательный атом тянет на себя электронную плотность от углеводородного радикала и от водорода. при этом связь С - О и О - Н поляризуется и на атомах углерода и водорода возникают д+, а на атоме кислорода д-. Полярность связи О - Н определяет её склонность к гетеролитическому разрыву. Атом водорода становится более подвижным и способен отщепляться в виде Н+. Следовательно, спирты проявляют свойства ОН-кислот. В то же время у кислорода имеется неподелённая донорная электронная пара и спирты проявляют основные свойства. Поэтому можно сказать, что спирты являются амфотерными соединениями.

За счет поляризации связи С - О возможен гетеролитический разрыв и для спиртов возможны реакции нуклеофильного замещения (SN). Они, как правило, идут в кислой среде, т.к. протонирование атома кислорода увеличивает +

Химические свойства

Кислотно-оснувные свойства. Спирты - слабые амфотерные соединения.

Взаимодействие с натрием (кислотные свойства)



2С2H5-ОН + 2Nа 2 С2H5-ОNа + Н2

этилат натрия

Алкоголяты легко гидролизуются, что показывает - спирты более слабые кислоты, чем вода:

С2H5- ОNа + НОН С2H5-ОН + NаОН

Взаимодействие с сильной кислотой НС1 (основные свойства). Оснувным центром в спиртах является атом О, обладающий неподелённой парой электронов. При действии на спирты сильными кислотами происходит присоединение Н+ к атому кислорода группы ОН и образуется неустойчивый алкилоксониевый ион:

Этилоксоний хлорид

II. Реакции SN по гр. -ОН

Гр. ОН является плохоуходящей группой (связь мало полярна), поэтому большинство реакций проводят в кислой среде. Механизм р-ции:

СН3СН2ОН + Н+ СН3СН2Н СН3СН2+ + Н2О

Взаимодействие с галогеноводородами:

Если реакция идет с галогеноводородами, то присоединяться будет галогенид-ион: СН3СН2 - ОН + НСl СН3СН2Сl + Н2О

Реакция алкилирования (введение алкила R в молекулу).

Заместить -ОН гр. на галоген можно при действии РСl3, РСl5 и SОСl2, например:

С2Н5ОН + РСl5 > С2Н5Сl + HCl + POCl3

С2Н5ОН + SOСl2 > С2Н5Сl + HCl + SO2

По такому механизму легче реагируют третичные спирты.

Реакции SЕ .

К ним относятся реакции взаимодействия спиртов с органическими и минеральными кислотами с образованием сложных эфиров:

Взаимодействие с уксусной кислотой.

С2H5 - О Н + Н О - СН3 - О - + Н2О

этиловый эфир уксусной кислоты

Взаимодействие с азотной кислотой:

этилнитрат

IV. Реакции Е (отщепления, или элиминирования)

Эти реакции конкурируют с реакциями SN.



При избытке Н2SО4 и более высокой температуре, чем в случае реакции образования простых эфиров, идет регенерация катализатора и образуется алкен:

СН3СН2+ + НSО4 СН2 = СН2 + Н2SО4

Легче идет реакция SE для третичных спиртов, труднее для вторичных и первичных, т.к. в последних случаях образуется менее стабильные катионы. В данных реакциях выполняется правило А. Зайцева: «При дегидратации спиртов атом Н отщепляется от соседнего атома С с меньшим содержанием атомов Н».

СН3СН = СН СН3

Бутанол-2 бутен - 2

В организме гр. -ОН превращается в легкоуходящую путем образования эфиров с Н3РО4:

СН3СН2ОН + НО-РО3Н2 СН3СН2ОРО3Н2

V. Реакции окисления

1. Первичные и вторичные спирты окисляются СuО, растворами КМnО4, К2Сr2О7 при нагревании с образованием соответствующих карбонилсодержащих соединений:



Ацетон (кетон)

5CH3OH + 6KMnO4 + 9H2SO4 > 5CO2^ + 6MnSO4 + K2SO4 + 19H2O

5C2H5OH + 4KMnO4 + 6H2SO4 > 5CH3COOH + 4MnSO4 + 2K2SO4 + 11H2O

Окисление спиртов под действием дихроматов натрия или калия является качественной реакцией. В результате взаимодействия спирт окисляется, а дихромат - ион восстанавливается до Cr+3, в результате чего оранжевое окрашивание переходит в сине-зеленое.

Cr2O72- + 14H+ + 6 ? > 2Cr3+ + 7H2O

оранжевый сине-зеленый

на холоду протекает реакция по уравнению:

3С2Н5ОН + 2K2Cr2O7 + 8H2SO4 > 3CH3COOH + 2Cr2(SO4)3 + 2K2SO4 + 11H2O

При нагревании:

3С2Н5ОН + K2Cr2O7 + 4H2SO4 > 3CH3COH + Cr2(SO4)3 + K2SO4 + 6H2O

2. Третичные спирты окисляются с трудом.

К реакциям окисления относятся и реакции дегидрирования:

СН3 ОН СН3 = О + Н2

Спирты горят: С2Н6О + 2О2 > 2СО2 + 3Н2О

VI. По радикалу (R) протекают реакции, характерные для соответствующих углеводородов (УВ). В случае предельных - SR, непредельных - АN, ароматических - SЕ:

Реакции по б- углеродному атому с галогенами:

СН3СН2ОН + 3Вr2 СВr3СН2ОН + 3НВr

Этанол Нарколан

Реакции с галогенами в непредельных спиртах:

СН2 = СНСН2ОН + Вr2 СН2 Вr-СНВr-СН2ОН

Аллиловый спирт 2,3- Дибромпропанол

Реакции по ароматическому кольцу:

Бензиловый спирт n-Нитрофенилметанол



Многоатомные спирты

Многоатомные спирты можно рассматривать как производные углеводородов, в которых несколько атомов водорода замещены на группы ОН.

Двухатомные спирты, называются диолами или гликолями, трехатомные - триолы или глицерины.

Названия многоатомных спиртов образуются по общим правилам номенклатуры ИЮПАК. Представителями многоатомных спиртов являются:

этандиол-1,2 пропантриол-1,2,3

Этиленгликоль глицерин

Физические свойства спиртов.

Многоатомные спирты - это вязкие жидкости, сладкого вкуса, хорошо растворимые в воде и этаноле, плохо - в других органических растворителях. Этиленгликоль сильный яд.

Химические свойства спиртов.

Для многоатомных спиртов характерны реакции одноатомных спиртов и они могут протекать с участием одной или нескольких групп -ОН.

Взаимодействие с активными металлами:

Взаимодействие со щелочами. Введение в молекулу дополнительных групп ОН, являющихся электроноакцепторами, усиливает кислотные свойства спиртов, так как происходит делокализация электронной плотности.

Взаимодействие с гидроксидами тяжелых металлов (гидроксидом меди) - качественная реакция на многоатомные спирты.

Взаимодействие с галогеноводородами:

Взаимодействие с кислотами с образованием сложных эфиров:

а) с минеральными кислотами

нитроглицерин

Нитроглицерин - бесцветная маслянистая жидкость. В виде разбавленных спиртовых растворов (1%) применяется при стенокардии, т.к. оказывает сосудорасширяющее действие.

При взаимодействии глицерина с фосфорной кислотой образуется смесь б- и в-глицерофосфатов:



Глицерофосфаты - структурные элементы фосфолипидов, применяются как общеукрепляющее средство

б) с органическими кислотами. При взаимодействии глицерина с высшими карбоновыми кислотами образуются жиры:

Реакции дегидратации

диоксан (циклический диэфир)

При нагревании глицерин разлагается с образованием слезоточивого вещества - акролеина:



Окисление:

При окислении глицерина образуется ряд продуктов. При мягком окислении - глицериновый альдегид (1) и дигидроксиацетон (2):

При окислении в жестких условиях образуется 1,3-диоксоацетон (3):

Биологически значимыми являются пяти- и шестиатомные спирты.

Накопление -ОН групп ведет к появлению сладкого вкуса. Ксилит и сорбит - заменители сахара для больных диабетом

Инозиты - шестиатомные спирты циклогексанового ряда. В связи с наличием ассиметрических атомов углерода у инозита существует несколько стереоизомеров; наиболее важен мезоинозит (миоинозит)

инозит мезоинозит

Мезоинозит относится к витаминоподобным соединениям (витамины группы В) и является структурным компонентом сложных липидов. В растениях широко распространена фитиновая кислота, представляющая собой гексафосфат мезоинозита. Её кальциевая соль, называемая фитином, стимулирует кроветворение, улучшает нервную деятельность при заболеваниях, связанных с недостатком фосфора в организме.

Фенолы

Фенолы - это производные ароматических углеводородов, в которых один или несколько атомов водорода замещены на гидроксильные группы.

Классификация фенолов.

В зависимости от числа групп ОН фенолы делятся на: одноатомные и двухатомные фенолы:



трехзамещенные фенолы: (пирогаллол), симметричный и несимметричный

Номенклатура и изомерия.

Названия фенолов составляют с учетом того, что для родоначальной структуры по правилам ИЮПАК сохранено тривиальное название «фенол». Нумерацию атомов углерода бензольного кольца начинают от атома, непосредственно связанного с группой ОН и продолжают в такой последовательности, чтобы имеющиеся заместители получили наименьшие номера.

Строение фенола, взаимное влияние бензольного кольца и гидроксильной группы.

В молекуле фенола бензольное кольцо и группа ОН взаимно влияют друг на друга. Неподеленная пара электронов атома кислорода группы ОН находится в р, р-сопряжение с бензольным кольцом. Поэтому в феноле группа ОН, помимо отрицательного индуктивного эффекта проявляет положительный мезомерный эффект. Величина +М-эффекта больше, чем -I-эффекта. Поэтому группа ОН является электронодонором (Э.Д) по отношению к бензольному кольцу и повышает полярность связи О - Н и, следовательно происходит увеличение подвижности атома водорода и тем самым усиливаются кислотные свойства.

Кроме того, +М-эффект группы ОН повышает электронную плотность в орто-и пара-положениях бензольного кольца и в положениях 2, 4, 6 возникает частичный отрицательный заряд что облегчает реакции электрофильного замещения.

Кислотный центр

-I< +М, ЭД

Физические свойства.

Фенол - это бесцветное кристаллическоевещество с резким запахом, плохо растворим в воде при обычной температуре, а при температуре выше 660 смешивается с водой в любых соотношениях. На воздухе окисляется и становится розовым. Фенол - токсичное вещество, вызывает ожоги кожи, его 10% водный раствор называется карболовой кислотой и применяется как антисептик.

Химические свойства.

Химические свойства фенолов обусловлены наличием группы ОН и бензольного кольца.

Реакции с участием гидроксильной группы.

Диссоциация в водных растворах:

фенолят - ион

Взаимодействие с активными металлами (сходство с простыми спиртами):

Взаимодействие со щелочами (отличие от спиртов):

Образующиеся феноляты легко разлагаются при действии кислот. Поэтому при действии Н2СО3 (СО2 + Н2О) и др. кислот феноляты легко разлагаются и обратная реакция не возможна.

С6Н5ОNа + СО2 + Н2О С6Н5ОН + NаНСО3

Взаимодействие с галогеналканами с образованием простых эфиров:

метилфениловый эфир

Взаимодействие с ангидридами кислот с образованием сложных эфиров:

фенилацетат

Взаимодействие с солями (хлоридом железа III). Данная реакция является качественной реакцией на фенольный гидроксид

Каждый фенол дает свое характерное окрашивание в качественной реакции с FеС13:

Фенол Фиолетовое, Гидрохинон Грязно-зеленое,

Пирокатехин Зеленое, Пирогаллол Красное.

Резорцин Фиолетовое

3С6Н5ОН + FеС13 (С6Н5О)3Fе + 3НС1

Фиолетовое окрашивание

Р-ция восстановления с цинковой пылью при нагревании:

С6Н5ОН + 3Н2 С6Н12 + ZnО



.Р-ции по бензольному кольцу (SЕ )

Как было сказано выше, -ОН группа - ориентант I рода, облегчает реакции по бензольному кольцу, направляя атаку электрофильного реагента преимущественно в орто- и пара- положения:

Галогенирование фенола:

2,4,6-трибромфенол

Происходит обесцвечивание бромной воды и образование белого осадка. Эта реакция используется как качественная реакция на фенол.

Нитрование фенола. Под действием 20% раствора азотной кислоты на холожу фенол превращается в смесь орто- и пара-нитрофенол:

2-нитрофенол - 40% 4-нитрофенол - 10%

Для получения 2,4,6-тринитрофенола (пикриновой кислоты) фенол предварительно растворяют в концентрированной серной кислоте, а зате6м подвергают нитрованию концентрированной азотной кислотой:



пикриновая кислота

Сульфирование фенола:

Р-ция конденсации. При взаимодействии с формальдегидом фенол образует полимеры различного строения (линейного, разветвленного, сетчатого) - фенолформальдегидные смолы.

Фрагмент Фенолоформальдегидной смолы

5.Р-ция гидрирования (восстановление):



Окисление. Фенолы легко окисляются под действием кислорода воздуха:

хинон

Многие биологические вещества содержат «хиноидную» систему: витамин К2 (фактор свертываемости крови), окислительно-восстановительные ферменты тканевого дыхания - убихиноны.

Фенол. Резорцин. Адреналин. Применение в медицине. Трехатомные фенолы.

Фенол и его производные обладают дезинфицирующим свойством.. Карболовая к-та - 3%-ный раствор фенола - для дезинфекции хирургических инструментов. В промышленности фенол используют для получения фенолоформальдегидных смол и ряда красителей.

Резорцин - используется при лечении кожных заболеваний в составе примочек или мазей.

Гидрохинон - в организме восстановительная способность замещенного гидрохинонового фрагмента делает его участником важного процесса транспоста электронов от окисляемого субстрата к кислороду.

Пирокатехин применяется для синтеза адреналина - гормона надпочечников. Адреналин является одним из важнейших регуляторов жизнедеятельности организма. Это первый гормон, который удалось получить синтетически.

Амины - Это производные аммиака NH3, где один, два или три атома Н замещены на радикал R (алифатический или ароматический).

Классификация

По количеству NH2 групп различают: моноамины, диамины:

СН3СН2NH2 NH2 - CH2 - CH2 - NH2

Этиламин Этилендиамин

В зависимости от числа атомов Н, замещенных на R, различают первичные, вторичные и третичные амины. NH2 - аминогруппа, -NH - иминогруппа.

СН3СН2NH2 - этиамин, первичный амин

СН3СН2NH - СН3СН3 - диэтиламин, вторичный амин

- триэтиламин, третичный амин

По характеру углеводородного радикала различают:

алифатические СН3-СН2-NH2 - этиламин

ароматические С6Н5NH2 - аминобензол, анилин

Номенклатура

Рациональная - название радикала (R) + «амин»:

СН3 - СН2- СН2- NН2 СН3 - NН- СН3

Пропиламин Диметиламин

МН рассматривает гр. -NH2 как заместитель в первичных аминах и ее название ставят в приставке перед названием основной цепи (корня):

2-Аминопропан

Изомерия

Для первичных аминов - изомерия углерод-углеродной цепи и положения гр. - NH2 (1, 2); для вторичных и третичных аминов - изомерия радикала - метамерия

СН3 - СН2- СН2- NН2

Пропиламин Изопропиламин

СН3 - СН2- СН2- СН2- NН2

Бутиламин Изобутиламин

СН3 - СН2- СН2-NН-СН3 СН3 - СН2-NН - СН2-СН3

Метилпропиламин Диэтиламин

Физические свойства

Метиламин, диметиламин, триметиламин - газы, хорошо растворимые в воде; средние члены гомологического ряда аминов - жидкости, высшие - твердые вещ-ва.

Амины в заметных количествах образуются при гниении органических остатков, содержащих белки. Ряд аминов образуется в организме человека и животных из -аминокислот под действием ферментов. Такие амины принято называть биогенными аминами, например, кадаверин и путресцин.

Строение молекулы амина

Связи N - H, C - N полярны, однако полярность NH связи больше, чем CN согласно различной ЭО атомов N, С, Н. Поэтому первичные и вторичные амины, подобно спиртам, склонны к образованию Н-связей.

Нуклеофильный и оснувный центры

В связи с меньшей полярностью связи С - N (0,45 D) по сравнению с полярностью N - Н (1,3 D) для аминов не характерны реакции замещения гр. NН2 - и кислотные свойства.

Важнейшее свойство аминов связано с наличием свободной электронной пары у атома N и его способностью присоединять «+» частицы. С этим связано проявление аминами свойств оснований, т.е. присоединять Н+ от воды и кислот, а также вступать в р-ции алкилирования, ацилирования, выполняя при этом роль Nu.

Химические свойства

I. Оснувные свойства

Амины более сильные основания, чем NH3. Это объясняется + I эффектом радикалов. Чем больше электронная плотность на атоме N, тем больше основность. Вторичные амины более сильные основания, чем первичные. Основность третичных аминов уменьшается, что объясняется экранирующим влиянием атома N тремя алкильными группами.

Поскольку электроотрицательность атома N меньше электроотрицательности атома О, амины образуют менее прочные ассоциаты, чем соответствующие спирты и имеют более низкие температуры кипения. Температура кипения этанола 78 оС, а этиламина - 17 оС.

При растворении в воде к аминам присоединяется Н+ от молекулы НОН, поэтому растворы аминов имеют щелочную реакцию:



С2Н5H2 + HOH [С2Н5H3]OH

Гидроксидэтиламмония

При взаимодействии с кислотами образуются соли:

С2Н5H2 + HС1 [С2Н5H3]Сl

Хлоридэтиламмония

Щелочи разлагают соли аминов и выделяют свободные амины:

[С2Н5H3]Сl + NaOH NaCl + С2Н5NH2 + H2O

Особенно сильные оснувные свойства у чертвертичных аммониевых оснований, которые по силе соответствуют щелочам:

Оснувные свойства ароматических аминов ослаблены за счет р,-сопряжения NH2 - группы с бензольным кольцом. Поэтому анилин образует соли только с сильными минеральными к-тами. Водный р-р анилина не изменяет окраску индикаторов.

II. Реакции алкилирования и ацилирования

В этом случае амины проявляют нуклеофильные свойства за счет электронной пары атома азота.

Реакция алкилирования (замещение атомов водорода в гр. NH2 на углеводородный радикал, в результате чего образуется вторичный амин):

С2Н5NH2 + СН3CI > С2Н5NH-CH3 + HCI

метилэтиламин

Реакция ацилирования (замещение атомов водорода в гр. NH2 на ацильный радикал):

Подобным образом алкилируется и ацилируется С6Н5NH2.

С6Н5NH2 + СН3CI > С6Н5NH-CH3 + HCI (реакция алкилирования)

С6Н5NH2 + СН3 COCI > С2Н5NH-C-CH3 + HCI (реакция ацилирования)

¦

О

III. Реакция с альдегидом с образованием основания Шиффа:

С2Н5 - NH2 + O = - СН3 С2Н5 - N = - СН3

IV. Качественные реакции на амины (реакция с HNO2)

С2Н5 - NH2 + O = N - OH [С2Н5 - N= N - OH] С2Н5OH

+ HONO -NO

Желтый

Нитрозоамины

Нитрозоамины являются канцерогенными веществами. Нитраты в организме восстанавливаются до нитритов.

R3N: + НNO2 [R3NH]+NO2

Соль

При действии HNO2 на соли анилина образуется не фенол, а соли диазония (широко используемые в химии красителей), которые при нагревании выделяют азот N2 с образованием фенола:

[С6Н5H3]Cl + HONO [С6Н5N]Cl + 2Н2О

Соль диазония

[С6Н5N]Cl + 2Н2О N2 + HCl + С6Н5OH

Реакции по радикалу



Сульфаниловая кислота - важный продукт в синтезе лекарственных веществ (сульфаниламидных препаратов) и красителей. Наибольшую активность имеют производные сульфаниламидов, в которых атом Н в группе - SO2NH2 замещен на гетероцикл. Например, сульфадиметоксин:

Сульфаниламиды, являясь антиметаболитами n-аминобензойной к-ты (ПАБК), блокируют биосинтез фолиевой к-ты (витамин Вс), необходимой для нормального развития и размножения микроорганизмов. Сульфаниламиды имеют сходные геометрические параметры с ПАБК, что позволяет им встраиваться вместо последней в синтез фолиевой к-ты.

Диамины.

Простейшим диамином является этилендиамин. Он образуется при аммонолизе 1,2-дихлорэтана.

Тетраметилендиамин (путресцин) и пентаметилендиамин (кадаверин), образуются при декарбоксилировании диаминокислот и обусловливают ядовитость гниющих белков.

Аминоспирты

Это соединения, содержащие в молекуле одновременно гр. -NН2 и -ОН. Первый член гомологического ряда

2-Аминоэтанол-1, моноэтаноламин, коламин

Коламин входит в состав сложных липидов. Производное коламина - димедрол - обладает противоаллергическим и слабым снотворным действием.

Коламин по гр. -NН2 проявляет свойства аминов и спиртов.

Р-ции, протекающие по -ОН гр: с Ме, РС15, НС1, R-C1, R-COC1; р-ции окисления и дегидратации.

Взаимодействие с активными металлами.

Взаимодействие с РCl5 и НСl (реакции SN)

Взаимодействие с галогеналканами:

Взаимодействие с ангидридами кислот:

Реакции по NH2- группе.

Взаимодействие с сильными кислотами приводит к образованию устойчивых солей.

гидрохлорид 2- аминоэтанола

Взаимодействие с водой.

Взаимодействие с ангидридами кислот.

В реакции алкилирования коламин образует метилированное производное по типу четвртичного аммониевого основания - холин - триметилоксиэтилгидроксид аммония:

В организме донором метильных групп является аминок-та метионин

Холин является составной частью фосфолипидов. Особенно его много в нервных тканях, мозге, печени, мышцах сердца, почках. Сложный эфир холина и уксусной кислоты - ацетилхолин, является посредником при передаче нервного импульса в тканях организма.

в организме образуется при ацетилировании холина с помощью ацетилкофермента А.

Вопросы для самоконтроля

Классификация спиртов.

Виды изомерии спиртов.

Номенклатура спиртов

Физические свойства спиртов. Водородная связь.

Электронное строение спиртов.

Химические свойства спиртов.

Механизмы реакции нуклеофильного замещения SN1 и SN2.

Механизм реакции элиминирования

Применение спиртов

Классификация фенолов.

Номенклатура и изомерия.

Строение фенола, взаимное влияние бензольного кольца и гидроксильной группы.

Физические свойства.

Химические свойства фенола.

Фенол. Резорцин. Гидрохинон. Пирокатехин. Применение в медицине. Фенолы как антиоксиданты.

Какие вещества называются аминами.

Классификация аминов.

Виды изомерии аминов..

Номенклатура аминов.

Физические свойства аминов

Электронное строение аминов.

Какие из алифатических аминов проявляют более выраженные основные свойства и почему?

Химические свойства аминов.

Докажите, что анилин является сопряженной системой.

Какие эффекты проявляет группа NH2 в анилине?

Строение этилендиамина.

Строение коламина. Как влияют функциональные группы в коламине друг на друга.

Строение холина и ацетилхолина.

Упражнения

Изобразите строение молекулы этилового спирта. Укажите четыре реакционных центра.

Напишите реакцию, доказывающую кислотные свойства пропанола.

Напишите реакцию этерификации бутанола-1 с уксусной кислотой.

Сравните кислотные свойства этанола и этадиола и напишите соответствующие реакции.

Напишите качественную реакцию на многоатомные спирты.

В присутствии серной кислоты и при нагревании этиловый спирт претерпевает внутримолекулярную дегидратацию. Укажите механизм и напишите реакцию.

Напишите реакцию окисления пропанола-2.

Напишите реакцию взаимодействия бутанола с хлороводородом. Укажите механизм реакции и назовите продукты.

Напишите реакцию образования простого эфира из пропанола-1 и пропанола-2.

Нитроглицерин в спиртовом растворе применяется при стенокардии в качестве сосудорасширяющего средства, напишите реакцию его образования.

Напишите реакции фенола с хлорангидридом уксусной кислоты.

Напишите качественную реакцию на фенол.

Напишите реакции фенола с бромом и азотной кислотой.

Напишите реакцию окисления диоксибензола.

Напишите реакцию взаимодействия фенола с гидроксидом натрия и объясните, почему фенол реагирует сщелочами, а одноатомные спирты нет.

Пикриновая кислота входит в состав взрывчатых веществ. Напишите реакцию её образования.

18. Напишите все изомеры формулы С4H11N. Назовите их по м.н.

19. Напишите реакции взаимодействия этиламина с HNO3, CH3Cl.

20. Напишите реакции взаимодействия анилина Br2, HO-NO2, HO-SO3H

21. Какое из соединений: метиламин или анилин проявляет более выраженные основные свойства. Напишите соответствующие реакции.

22. Напишите качественную реакцию на первичные, вторичные и третичные амины.

23. Напишите уравнение реакции взаимодействия анилина с ангидридом уксусной кислоты. Укажите механизм реакции.

24. Коламин - проявляет амфотерные свойства. Докажите эти свойства соответствующими реакциями.

25. Холин - структурный элемент сложных липидов. Он способен предотвращать ожирение печени и удаляет уже отложенный жир из печени. Напишите реакцию его образования.

26. Ацетилхолин - сложный эфир холина и уксусной кислоты, участвует при передаче нервного возбуждения в нервных тканях, т. е. является нейромедиатором. Напишите реакцию его образования.

Лабораторная работа

“Свойства спиртов, фенолов”

Опыт 1 Получение глицерата меди (II)

В пробирку внесите 2-3 капли раствора сульфата меди (II) и 2 капли раствора гидроксида натрия. Что наблюдаете? К полученному осадку гидроксида меди (II) добавьте 4 капли глицерина и встряхните пробирку. Что наблюдаете? Напишите соответствующую реакцию.

Для каких спиртов эта реакция является качественной?

Опыт 2 Образование фенолята натрия и разложение его кислотой

В пробирку с 5 каплями воды поместите кристаллик фенола и встряхните. К образовавшейся мутной эмульсии добавьте по каплям р-р гидроксида натрия до получения прозрачного р-ра. Добавьте к этому р-ру несколько капель соляной кислоты. Что наблюдаете?

Напишите реакцию фенола с гидроксидом натрия. Какие свойства проявляет фенол в этой реакции? Почему фенолят натрия не разлагается водой?

Опыт 3 Качественная реакция на фенол

В пробирку внесите 6 капель прозрачного водного раствора фенола и 1 каплю раствора хлорида железа (III) FeCI3. Что наблюдаете? Напишите соответствующую реакцию.

Тесты для самостоятельной работы студентов

Вариант 1

Предельный одноатомный спирт имеет строение:

С точки зрения протонной теории основания - это:

а) молекулы или ионы, отдающие протон;

б) молекулы или ионы, принимающие протон;

в) молекулы или ионы, отдающие любую положительную частицу;

г) молекулы или ионы, принимающие любую положительную частицу.

При взаимодействии фенола с уксусной кислотой образуется:

а) сложный эфир; б) спирт; в) простой эфир; г) альдегид.

Свойства, которые проявляют тиолы при взаимодействии с оксидами тяжелых металлов, это:

а) основные; б) амфотерные; в) кислотные; г) нуклеофильные.

Качественной реакцией на фенолы является реакция с:

а) NaOH; б) Br2; в) ; г) FeCl3.

Вариант 2

Фенол имеет строение:

Более сильной кислотой является:

Этанол образует простой эфир при взаимодействии с:

а) карбоновой кислотой; б) спиртом;

в) альдегидом; г) галогенводородом.

При окислении тиола образуется:

а) сероводород; б) спирт; в) соль; г) дисульфиды.

Качественной реакцией на глицерин является реакция с:

а) Cu(OH)2; б) NaOH; в) FeCl3; г) НBr.

Вариант 3

4 - нитрофенол имеет строение:

С точки зрения протонной теории кислоты - это:

а) молекулы или ионы, принимающие протон;

б) молекулы или ионы, отдающие протон;

в) молекулы или ионы, отдающие любую положительную частицу;

г) молекулы или ионы, принимающие любую положительную частицу.

Пропанол образует сложный эфир при взаимодействии с:

а) спиртом; б) альдегидом; в) карбоновой кислотой; г) галогенводородом.

В присутствии серной кислоты и при нагревании этиловый спирт претерпевает внутримолекулярную дегидратацию по механизму:

а) SR; б) AN; в) AЕ; г) элиминирование.

Качественной реакцией на этандиол является реакция с:

а) НBr; б) FeCl3; в) NaOH; г) Cu(OH)2.

Вариант 4

Предельный двухатомный спирт имеет строение:

Более сильным основанием является:

При окислении пропанола-2 образуется:

а) простой эфир; б) уксусная кислота; в) ацетон; г) пропаналь.

Фенол вступает в реакцию с бромом по механизму:

а) AЕ; б) SN; в) SЕ; г) AN.

Качественной реакцией на этиламин является реакция с:

а) НCl; б) HNO3; в) СН3СООН; г) HNO2.

Вариант 5

Алифатические амины имеют строение:

Фенол при взаимодействии с гидроксидом натрия проявляет:

а) основной характер; б) амфотерный характер;

в) кислый характер; г) нуклеофильный характер.

При окислении этанола образуется:

а) уксусная кислота; б) простой эфир; в) ацетон; г) уксусный альдегид.

Бутанол вступает в реакцию с хлороводородом по механизму:

а) SE; б) SN; в) AE; г) AN.

Качественная реакция на метиламин - это реакция с:

а) HCl; б) HNO3; в) HNO2; г) CH3COOH.

Ответы к тестам “Спирты. Амины. Тиолы.”

	1	2	3	4	5
1	в	в	а	в	г
2	г	в	б	б	в
3	а	б	в	в	г
4	в	г	г	а	б
5	г	а	г	г	в



Литература

Тюкавкина Н.А., Бауков Ю.И. Биоорганическая химия, стр. 153 - 167.

Размещено на Allbest.ru

...