กรดอะมิโนทำปฏิกิริยากับแอลกอฮอล์ กรดอะมิโนองค์ประกอบและคุณสมบัติทางเคมี: ปฏิกิริยากับกรดไฮโดรคลอริกด่างซึ่งกันและกัน บทบาททางชีวภาพของกรดอะมิโนและการใช้ประโยชน์ ตัวอย่างการแก้ปัญหา

ในส่วนใหญ่ สารประกอบอินทรีย์มีองค์ประกอบพื้นฐานเพียงไม่กี่อย่าง: คาร์บอน ไฮโดรเจน ไนโตรเจน ออกซิเจน ซัลเฟอร์ และองค์ประกอบอื่น ๆ ที่ไม่ค่อยบ่อยนัก ดังนั้นความหลากหลายทั้งหมดของสารประกอบอินทรีย์จึงถูกกำหนดโดยคุณภาพและ องค์ประกอบเชิงปริมาณและในทางกลับกัน ลำดับและธรรมชาติของพันธะระหว่างอะตอม

1.1 อิเลคโตรเนกาติวีตี้ขององค์ประกอบ

อิเลคโตรเนกาติวีตี้ของอะตอมคือความสามารถในการดึงดูดองค์ประกอบต่างๆ ค่าอิเลคโตรเนกาติวีตี้ไม่ใช่ค่าคงที่ที่มีนัยสำคัญ แต่แสดงเพียงความสามารถสัมพัทธ์ของอะตอมในการดึงดูดอิเล็กตรอนไม่มากก็น้อยเมื่อก่อตัวกับอะตอมอื่น

อะตอมที่อยู่ในอนุกรมอิเล็กโทรเนกาติวีตี้หน้าคาร์บอนและมีค่าอิเล็กโทรเนกาติวีตี้น้อยกว่า 2.5 จะเพิ่มความหนาแน่นของอิเล็กตรอนบนอะตอมของคาร์บอนเมื่อสร้างพันธะกับอะตอมนั้น ในทางตรงกันข้ามอะตอมที่มีค่าอิเลคโตรเนกาติวีตี้เกิน 2.5 จะลดความหนาแน่นของอิเล็กตรอนในอะตอมคาร์บอนเมื่อสร้างพันธะ

1.2 พันธะไอออนิก

การกำหนดค่าทางอิเล็กทรอนิกส์สำหรับอะตอมใดๆ สามารถเกิดขึ้นได้สองวิธี หนึ่งในนั้นคือการถ่ายโอนอิเล็กตรอน: อะตอมของธาตุหนึ่งจะปล่อยอิเล็กตรอนออกไป ซึ่งไปยังอะตอมของธาตุอื่น ในกรณีนี้เรียกว่า พันธะไอออนิก (อิเล็กโตรวาเลนต์, เฮเทอโรโพลาร์):

อะตอมที่บริจาคอิเล็กตรอนจะกลายเป็นไอออนบวก ( ไอออนบวก- อะตอมที่รับอิเล็กตรอนจะกลายเป็นไอออนลบ ( ประจุลบ).

คุณสมบัติที่โดดเด่นสารประกอบไอออนิกเป็นปฏิกิริยาที่เกิดขึ้นทันทีการแยกตัวและการละลายของไอออนในสารละลายที่เป็นน้ำ อุณหภูมิสูงการละลายและการเดือด ความสามารถในการละลายในตัวทำละลายที่มีขั้ว การนำไฟฟ้าของสารละลายและการหลอมละลาย

พันธะเฮเทอโรโพลาร์เกิดขึ้นระหว่างอะตอมที่แตกต่างกันอย่างมากในด้านอิเลคโตรเนกาติวีตี้

1.3 พันธะโควาเลนต์

เมื่ออะตอมของอิเลคโตรเนกาติวีตี้เท่ากันหรือคล้ายกันมีปฏิสัมพันธ์กัน การถ่ายโอนอิเล็กตรอนจะไม่เกิดขึ้น การศึกษา การกำหนดค่าอิเล็กทรอนิกส์สำหรับอะตอมดังกล่าวเกิดขึ้นเนื่องจากการมีลักษณะทั่วไปของอิเล็กตรอนสอง, สี่หรือหกอิเล็กตรอนโดยการโต้ตอบอะตอม อิเล็กตรอนคู่ทั่วไปแต่ละคู่รวมกันเป็นหนึ่งเดียว พันธะโควาเลนต์ (โฮมโอโพลาร์):

พารามิเตอร์ทางกายภาพที่สำคัญที่สุด พันธะโควาเลนต์เป็นสิ่งที่ระบุลักษณะความสมมาตรมิติไฟฟ้าและความร้อน คุณสมบัติทางเคมี.

ความยาวลิงค์- นี่คือระยะห่างสมดุลระหว่างศูนย์กลางของนิวเคลียสและขึ้นอยู่กับอะตอมอื่นที่เกี่ยวข้องด้วย ใช่ความยาว การเชื่อมต่อ S-Sขึ้นอยู่กับสภาพแวดล้อมจะแตกต่างกันไปภายใน 0.154 – 0.14 นาโนเมตร

มุมบอนด์– มุมระหว่างเส้นที่เชื่อมอะตอมที่มีพันธะ ความรู้เกี่ยวกับความยาวของพันธะและมุมของพันธะเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับการสร้างแบบจำลองเชิงพื้นที่ที่ถูกต้อง แนวคิดเกี่ยวกับการกระจายความหนาแน่นของอิเล็กตรอน และใช้ในการคำนวณทางเคมีควอนตัม

ทำลายพลังงาน พันธะเคมี คือพลังงานที่ใช้ในการทำลายพันธะนี้หรือปล่อยออกมาระหว่างการก่อตัวต่อโมลของอนุภาค ในกรณีของโมเลกุลที่มีพันธะที่เหมือนกันตั้งแต่สองตัวขึ้นไป พลังงานในการทำลายพันธะใดพันธะหนึ่งหรือพลังงานเฉลี่ยในการทำลายพันธะเหล่านี้จะมีความโดดเด่น ยิ่งพลังงานพันธะเคมีสูง พันธะก็จะยิ่งแข็งแกร่งขึ้น พันธะถือว่าแข็งแกร่งหรือแข็งแกร่ง หากพลังงานของมันเกิน 500 กิโลจูล/โมล จะถือว่าพันธะอ่อนแอ หากพลังงานของมันน้อยกว่า 100 กิโลจูล/โมล หากปฏิกิริยาของอะตอมปล่อยพลังงานน้อยกว่า 15 กิโลจูล/โมล จะถือว่าไม่มีการสร้างพันธะเคมี แต่สังเกตปฏิกิริยาระหว่างโมเลกุล โดยทั่วไปความแข็งแรงของพันธะจะลดลงเมื่อความยาวของพันธะเพิ่มขึ้น

ขั้วของพันธะเคมี– ลักษณะของพันธะเคมีแสดงการเปลี่ยนแปลงการกระจายตัวของความหนาแน่นของอิเล็กตรอนในช่องว่างรอบนิวเคลียสเมื่อเปรียบเทียบกับการกระจายตัวของความหนาแน่นของอิเล็กตรอนในองค์ประกอบ การเชื่อมต่อนี้อะตอมที่เป็นกลาง ความรู้เรื่องขั้วของพันธะเป็นสิ่งจำเป็นในการตัดสินการกระจายตัวของความหนาแน่นของอิเล็กตรอนในโมเลกุล และลักษณะของปฏิกิริยาของมัน

ความสามารถในการโพลาไรซ์ของพันธบัตรแสดงออกมาในการกระจัดของพันธะอิเล็กตรอนภายใต้อิทธิพลของภายนอก สนามไฟฟ้ารวมถึงอนุภาคที่ทำปฏิกิริยาอีกตัวหนึ่ง ความสามารถในการโพลาไรซ์ถูกกำหนดโดยการเคลื่อนที่ของอิเล็กตรอน อิเล็กตรอนจะเคลื่อนที่ได้มากขึ้นเมื่ออยู่ห่างจากนิวเคลียส

1.4 การทำลายความสัมพันธ์

การทำลายพันธะโควาเลนต์ระหว่างอะตอมสองอะตอมสามารถเกิดขึ้นได้หลายวิธี:

ในกรณีที่ กแต่ละอะตอมจะถูกแยกออกจากกันด้วยอิเล็กตรอน 1 ตัว ส่งผลให้เกิดอนุภาคที่เรียกว่าอนุมูลซึ่งมีสูง ปฏิกิริยาเนื่องจากการมีอยู่ อิเล็กตรอนที่ไม่มีคู่- ช่องว่างดังกล่าวเรียกว่า ความแตกแยกแบบโฮโมไลติกการสื่อสาร ในกรณี ขและ วีอะตอมหนึ่งสามารถกักเก็บอิเล็กตรอนได้ทั้งสองตัว ปล่อยให้อีกอะตอมหนึ่งไม่มีอิเล็กตรอน ส่งผลให้เกิดไอออนลบและบวกตามลำดับ หากอะตอม R และ X ไม่เหมือนกัน การแยกตัวอาจเกิดขึ้นตามเส้นทางใดเส้นทางหนึ่งเหล่านี้ ขึ้นอยู่กับว่าอะตอม R หรือ X ใดเก็บคู่อิเล็กตรอนไว้ ช่องว่างประเภทนี้เรียกว่า ความแตกแยกแบบเฮเทอโรไลติกและนำไปสู่การก่อตัวของคู่ไอออน

กรดอะมิโนประกอบด้วยหมู่อะมิโนและคาร์บอกซิล และแสดงคุณสมบัติทั้งหมดของสารประกอบที่มีหมู่ฟังก์ชันดังกล่าว เมื่อเขียนปฏิกิริยากรดอะมิโน จะใช้สูตรที่มีกลุ่มอะมิโนและหมู่คาร์บอกซีที่ไม่แตกตัวเป็นไอออน

1) ปฏิกิริยาที่หมู่อะมิโน กลุ่มอะมิโนในกรดอะมิโนจัดแสดง คุณสมบัติปกติเอมีน: เอมีนเป็นฐานและทำหน้าที่เป็นนิวคลีโอไทล์ในปฏิกิริยา

1. ปฏิกิริยาของกรดอะมิโนเป็นเบส เมื่อกรดอะมิโนทำปฏิกิริยากับกรด จะเกิดเกลือแอมโมเนียม:

ไกลซีน ไฮโดรคลอไรด์, เกลือไกลซีน ไฮโดรคลอไรด์

2. การออกฤทธิ์ของกรดไนตรัส เมื่อกรดไนตรัสออกฤทธิ์ กรดไฮดรอกซีจะเกิดขึ้นและปล่อยไนโตรเจนและน้ำออกมา:

ปฏิกิริยานี้ใช้สำหรับ ปริมาณกลุ่มเอมีนอิสระในกรดอะมิโนและโปรตีน

3. การก่อตัวของอนุพันธ์ N - acyl ปฏิกิริยาอะซิลเลชัน

กรดอะมิโนทำปฏิกิริยากับแอนไฮไดรด์และกรดเฮไลด์ทำให้เกิดอนุพันธ์ N - acyl ของกรดอะมิโน:

เบนซิลอีเทอร์ เกลือโซเดียม N carbobenzoxyglycine - คลอโรฟอร์มิกไกลซีน

Acylation เป็นวิธีหนึ่งในการปกป้องกลุ่มอะมิโน อนุพันธ์ของ N-acyl มี คุ้มค่ามากในการสังเคราะห์เปปไทด์ เนื่องจากอนุพันธ์ของ N-acyl จะถูกไฮโดรไลซ์อย่างง่ายดายเพื่อสร้างกลุ่มอะมิโนอิสระ

4. การก่อตัวของฐานชิฟฟ์ เมื่อกรดอะมิโนทำปฏิกิริยากับอัลดีไฮด์ อิมีนที่ถูกแทนที่ (เบสชิฟฟ์) จะถูกสร้างขึ้นผ่านขั้นตอนการก่อตัวของคาร์บินอลเอมีน:

อะลานีนฟอร์มาลดีไฮด์ N-methylol อนุพันธ์ของอะลานีน

5. ปฏิกิริยาอัลคิเลชั่น หมู่อะมิโนในกรดอะมิโนถูกทำให้เป็นอัลคิเลตเพื่อสร้างอนุพันธ์ของ N-อัลคิล:

มูลค่าสูงสุดมีปฏิกิริยากับ 2,4 - ไดไนโตรฟลูออโรเบนซีน อนุพันธ์ไดไนโตรฟีนิล (อนุพันธ์ของ DNP) ที่ได้จะถูกนำมาใช้ในการสร้างลำดับกรดอะมิโนของเปปไทด์และโปรตีน ปฏิกิริยาระหว่างกรดอะมิโนกับ 2,4-ไดไนโตรฟลูออโรเบนซีนเป็นตัวอย่างหนึ่งของปฏิกิริยาการแทนที่นิวคลีโอฟิลิกในวงแหวนเบนซีน เนื่องจากมีกลุ่มถอนอิเล็กตรอนอย่างแรงสองกลุ่มในวงแหวนเบนซีน ฮาโลเจนจึงเคลื่อนที่ได้และเกิดปฏิกิริยาทดแทน:

2.4 – ไดไนโตร -

ฟลูออโรเบนซีน N - 2,4 - ไดไนโตรฟีนิล - เอ - กรดอะมิโน

(DNPB) DNP - อนุพันธ์ของกรดอะมิโน

6.ทำปฏิกิริยากับฟีนิลไอโซไทโอไซยาเนต ปฏิกิริยานี้ใช้กันอย่างแพร่หลายในการกำหนดโครงสร้างของเปปไทด์ Phenyl isothiocyanate เป็นอนุพันธ์ของกรด isothiocyanic H-N=C=S ปฏิกิริยาระหว่างกรดอะมิโนกับฟีนิลไอโซไทโอไซยาเนตเกิดขึ้นผ่านกลไกของปฏิกิริยาการเติมนิวคลีโอฟิลิก จากนั้นผลิตภัณฑ์ที่ได้จะเกิดปฏิกิริยาทดแทนภายในโมเลกุล ซึ่งนำไปสู่การก่อตัวของเอไมด์ทดแทนแบบไซคลิก: ฟีนิลไทโอไฮแดนโทอิน

สารประกอบไซคลิกได้มาจากผลผลิตเชิงปริมาณและเป็นอนุพันธ์ฟีนิลของไทโอไฮแดนโทอิน (PTH - อนุพันธ์) - กรดอะมิโน อนุพันธ์ของ PTG มีโครงสร้างของอนุพันธ์ R แตกต่างกัน

นอกจากเกลือธรรมดาแล้ว กรดอะมิโนยังสามารถก่อตัวเป็นเกลือในคอมเพล็กซ์ที่มีแคตไอออนได้ภายใต้เงื่อนไขบางประการ โลหะหนัก- กรดอะมิโนทั้งหมดมีลักษณะเฉพาะด้วยเกลือทองแดงในคอมเพล็กซ์ (คีเลต) ที่มีสีน้ำเงินตกผลึกอย่างสวยงาม:
อะลานีนเอทิลเอสเตอร์

การก่อตัวของเอสเทอร์เป็นหนึ่งในวิธีการปกป้องกลุ่มคาร์บอกซิลในการสังเคราะห์เปปไทด์

3. การก่อตัวของกรดเฮไลด์ เมื่อทำปฏิกิริยากับกรดอะมิโนที่มีกลุ่มอะมิโนที่ได้รับการป้องกันด้วยซัลเฟอร์ออกซีไดคลอไรด์ (ไทโอนิลคลอไรด์) หรือฟอสฟอรัสออกไซด์ไตรคลอไรด์ (ฟอสฟอรัสออกซีคลอไรด์) กรดคลอไรด์จะเกิดขึ้น:

การผลิตกรดเฮไลด์เป็นวิธีหนึ่งในการกระตุ้นกลุ่มคาร์บอกซิลในการสังเคราะห์เปปไทด์

4. การได้รับอะมิโนแอซิดแอนไฮไดรด์ กรดเฮไลด์นั้นมีปฏิกิริยามากซึ่งจะช่วยลดการเลือกทำปฏิกิริยาเมื่อใช้ ดังนั้นวิธีการที่ใช้กันทั่วไปในการกระตุ้นกลุ่มคาร์บอกซิลในการสังเคราะห์เปปไทด์คือการแปลงเป็นกลุ่มแอนไฮไดรด์ แอนไฮไดรด์มีฤทธิ์น้อยกว่ากรดเฮไลด์ เมื่อกรดอะมิโนที่มีหมู่อะมิโนที่ได้รับการป้องกันทำปฏิกิริยากับกรดเอทิลคลอโรฟอร์มิก (เอทิลคลอโรฟอร์เมต) จะเกิดพันธะแอนไฮไดรด์:

5. ดีคาร์บอกซิเลชัน ก - กรดอะมิโนที่มีกลุ่มถอนอิเล็กตรอนสองกลุ่มในอะตอมคาร์บอนเดียวกันจะถูกดีคาร์บอกซิเลตได้ง่าย ในห้องปฏิบัติการจะดำเนินการโดยการให้ความร้อนกรดอะมิโนด้วยแบเรียมไฮดรอกไซด์ ปฏิกิริยานี้เกิดขึ้นในร่างกายโดยมีส่วนร่วมของเอนไซม์ดีคาร์บอกซิเลสด้วยการก่อตัวของเอมีนทางชีวภาพ:

นินไฮดริน

ความสัมพันธ์ของกรดอะมิโนกับความร้อน เมื่อกรดอะมิโนถูกให้ความร้อน จะเกิดไซคลิกเอไมด์ที่เรียกว่าไดคีโทพิเพอราซีน:

ไดคีโตพิเพอราซีน

g - และ d - กรดอะมิโนแยกน้ำออกได้ง่ายและไซโคลไลซ์เพื่อสร้างเอไมด์ภายใน, แลคแทม:

กรัม - แลคแทม (butyrolactam)

ในกรณีที่หมู่อะมิโนและคาร์บอกซิลถูกแยกออกจากกันด้วยอะตอมของคาร์บอนตั้งแต่ห้าอะตอมขึ้นไป เมื่อถูกความร้อน จะเกิดปฏิกิริยาโพลีคอนเดนเสทขึ้นพร้อมกับการก่อตัวของสายโซ่โพลีเอไมด์โพลีเมอร์พร้อมกับการกำจัดโมเลกุลของน้ำ

กรดอะมิโนเป็นสารประกอบแอมโฟเทริกอินทรีย์ ประกอบด้วยหมู่ฟังก์ชัน 2 หมู่ที่มีลักษณะตรงกันข้ามกันในโมเลกุล ได้แก่ หมู่อะมิโนที่มีคุณสมบัติพื้นฐาน และหมู่คาร์บอกซิลที่มีคุณสมบัติเป็นกรด กรดอะมิโนทำปฏิกิริยากับทั้งกรดและเบส:

H 2 N -CH 2 -COOH + HCl → Cl [H 3 N-CH 2 -COOH],

H 2 N -CH 2 -COOH + NaOH → H 2 N-CH 2 -COONa + H 2 O

เมื่อกรดอะมิโนละลายในน้ำ หมู่คาร์บอกซิลจะกำจัดไฮโดรเจนไอออน ซึ่งสามารถเกาะติดกับหมู่อะมิโนได้ ในกรณีนี้เกลือภายในจะเกิดขึ้นซึ่งมีโมเลกุลเป็นไอออนสองขั้ว:

H 2 N-CH 2 -COOH + H 3 N -CH 2 -COO - .

การแปลงกรด-เบสของกรดอะมิโนเป็น สภาพแวดล้อมที่แตกต่างกันสามารถแสดงได้ด้วยแผนภาพทั่วไปดังต่อไปนี้:

สารละลายที่เป็นน้ำของกรดอะมิโนมีสภาพแวดล้อมที่เป็นกลาง เป็นด่างหรือเป็นกรด ขึ้นอยู่กับจำนวนหมู่ฟังก์ชัน ดังนั้นกรดกลูตามิกจึงเกิดสารละลายที่เป็นกรด (กลุ่ม -COOH สองกลุ่ม, หนึ่งกลุ่ม -NH 2) ไลซีนจึงเกิดสารละลายด่าง (กลุ่ม -COOH หนึ่งกลุ่ม, สองกลุ่ม -NH 2)

เช่นเดียวกับเอมีนปฐมภูมิ กรดอะมิโนทำปฏิกิริยากับกรดไนตรัส โดยหมู่อะมิโนถูกแปลงเป็นกลุ่มไฮดรอกโซ และกรดอะมิโนเป็นกรดไฮดรอกซี:

H 2 N-CH(R)-COOH + HNO 2 → HO-CH(R)-COOH + N 2 + H 2 O

การวัดปริมาตรของไนโตรเจนที่ปล่อยออกมาช่วยให้เราสามารถกำหนดปริมาณกรดอะมิโนได้ ( วิธีการของแวน สไลค์).

กรดอะมิโนสามารถทำปฏิกิริยากับแอลกอฮอล์เมื่อมีก๊าซไฮโดรเจนคลอไรด์เปลี่ยนเป็น เอสเทอร์(แม่นยำยิ่งขึ้นในเกลือไฮโดรคลอไรด์ของอีเทอร์):

H 2 N-CH(R)-COOH + R'OH H 2 N-CH(R)-COOR' + H 2 O

กรดอะมิโนเอสเทอร์ไม่มีโครงสร้างแบบไบโพลาร์และเป็นสารประกอบระเหยได้

คุณสมบัติที่สำคัญที่สุดของกรดอะมิโนคือความสามารถในการควบแน่นเพื่อสร้างเปปไทด์

ปฏิกิริยาเชิงคุณภาพ.

1) กรดอะมิโนทั้งหมดถูกออกซิไดซ์โดยนินไฮดริน

ด้วยการก่อตัวของผลิตภัณฑ์ที่มีสีเข้า สีฟ้าม่วง- โพรลีนของกรดอิมิโนให้สีเหลืองพร้อมกับนินไฮดริน ปฏิกิริยานี้สามารถใช้เพื่อวัดปริมาณกรดอะมิโนโดยสเปกโตรโฟโตเมทรี

2) เมื่อให้ความร้อนแก่กรดอะมิโนอะโรมาติกที่มีความเข้มข้น กรดไนตริกไนเตรชันของวงแหวนเบนซีนเกิดขึ้น และสารประกอบเกิดเป็นสี สีเหลือง- ปฏิกิริยานี้เรียกว่า แซนโทโปรตีน(จากภาษากรีก xanthos - สีเหลือง)

เอมีนถูกแบ่งออกเป็นตามลักษณะของสารทดแทนไฮโดรคาร์บอน

ลักษณะโครงสร้างทั่วไปของเอมีน

เช่นเดียวกับในโมเลกุลแอมโมเนีย ในโมเลกุลของเอมีนใดๆ อะตอมไนโตรเจนจะมีคู่อิเล็กตรอนตัวเดียวพุ่งตรงไปยังจุดยอดจุดหนึ่งของจัตุรมุขที่บิดเบี้ยว:

ด้วยเหตุนี้ เอมีน เช่น แอมโมเนีย จึงแสดงคุณสมบัติพื้นฐานอย่างมีนัยสำคัญ

ดังนั้นเอมีนซึ่งคล้ายกับแอมโมเนียจะทำปฏิกิริยากับน้ำแบบย้อนกลับได้ทำให้เกิดเบสที่อ่อนแอ:

พันธะระหว่างไฮโดรเจนไอออนบวกกับอะตอมไนโตรเจนในโมเลกุลเอมีนเกิดขึ้นได้โดยใช้กลไกของผู้บริจาคและตัวรับเนื่องจากอะตอมไนโตรเจนมีอิเล็กตรอนคู่เดียว เอมีนอิ่มตัวนั้นมีเบสที่แข็งแกร่งกว่าเมื่อเทียบกับแอมโมเนียเพราะว่า ในเอมีนดังกล่าว สารทดแทนไฮโดรคาร์บอนมีผลอุปนัยเชิงบวก (+I) ในเรื่องนี้ความหนาแน่นของอิเล็กตรอนในอะตอมไนโตรเจนเพิ่มขึ้นซึ่งเอื้อต่อปฏิกิริยากับ H + ไอออนบวก

อะโรมาติกเอมีน หากหมู่อะมิโนเชื่อมต่อโดยตรงกับวงแหวนอะโรมาติก ก็จะแสดงคุณสมบัติพื้นฐานที่อ่อนแอกว่าเมื่อเปรียบเทียบกับแอมโมเนีย นี่เป็นเพราะความจริงที่ว่าคู่อิเล็กตรอนเดี่ยวของอะตอมไนโตรเจนถูกเลื่อนไปทางระบบอะโรมาติก π ของวงแหวนเบนซีน ซึ่งส่งผลให้ความหนาแน่นของอิเล็กตรอนในอะตอมไนโตรเจนลดลง ส่งผลให้คุณสมบัติพื้นฐานลดลง โดยเฉพาะความสามารถในการโต้ตอบกับน้ำ ตัวอย่างเช่นสวรรค์ทำปฏิกิริยากับเท่านั้น กรดแก่และในทางปฏิบัติไม่ทำปฏิกิริยากับน้ำ

คุณสมบัติทางเคมีของเอมีนอิ่มตัว

ดังที่ได้กล่าวไปแล้ว เอมีนทำปฏิกิริยากับน้ำแบบผันกลับได้:

สารละลายเอมีนที่เป็นน้ำมีปฏิกิริยาอัลคาไลน์เนื่องจากการแตกตัวของฐานที่เกิดขึ้น:

เอมีนอิ่มตัวทำปฏิกิริยากับน้ำได้ดีกว่าแอมโมเนียเนื่องจากคุณสมบัติพื้นฐานที่แข็งแกร่งกว่า

คุณสมบัติพื้นฐานของเอมีนอิ่มตัวเพิ่มขึ้นในซีรีส์นี้

เอมีนอิ่มตัวทุติยภูมินั้นมีเบสที่แข็งแกร่งกว่าเอมีนอิ่มตัวปฐมภูมิ ซึ่งในทางกลับกันก็มีเบสที่แข็งแกร่งกว่าแอมโมเนีย ส่วนคุณสมบัติหลักของเอมีนระดับอุดมศึกษานั้นถ้าอย่างนั้น เรากำลังพูดถึงเกี่ยวกับปฏิกิริยาในสารละลายที่เป็นน้ำคุณสมบัติพื้นฐานของเอมีนระดับตติยภูมินั้นแย่กว่าเอมีนทุติยภูมิมากและแย่กว่าคุณสมบัติปฐมภูมิเล็กน้อยด้วยซ้ำ นี่เป็นเพราะอุปสรรคแบบ steric ซึ่งส่งผลกระทบอย่างมีนัยสำคัญต่ออัตราการโปรตอนของเอมีน กล่าวอีกนัยหนึ่งองค์ประกอบทดแทนสามตัว "ปิดกั้น" อะตอมไนโตรเจนและรบกวนการทำงานของมันกับ H + แคตไอออน

ปฏิกิริยากับกรด

ทั้งเอมีนอิ่มตัวอิสระและสารละลายในน้ำทำปฏิกิริยากับกรด ในกรณีนี้จะเกิดเกลือ:

เนื่องจากคุณสมบัติพื้นฐานของเอมีนอิ่มตัวนั้นเด่นชัดกว่าแอมโมเนีย เอมีนดังกล่าวจึงทำปฏิกิริยาได้แม้กับกรดอ่อน เช่น กรดคาร์บอนิก:

เกลือเอมีนนั้น ของแข็งละลายได้สูงในน้ำและละลายได้ไม่ดีในตัวทำละลายอินทรีย์ที่ไม่มีขั้ว ปฏิกิริยาระหว่างเกลือเอมีนกับด่างทำให้เกิดการปลดปล่อยเอมีนอิสระ ซึ่งคล้ายกับการแทนที่ของแอมโมเนียเมื่ออัลคาไลทำปฏิกิริยากับเกลือแอมโมเนียม:

2. เอมีนอิ่มตัวปฐมภูมิทำปฏิกิริยากับ กรดไนตรัสด้วยการก่อตัวของแอลกอฮอล์ ไนโตรเจน N2 และน้ำที่สอดคล้องกัน ตัวอย่างเช่น:

คุณลักษณะเฉพาะปฏิกิริยานี้คือการก่อตัวของก๊าซไนโตรเจน ดังนั้นจึงเป็นปฏิกิริยาเชิงคุณภาพสำหรับเอมีนปฐมภูมิ และใช้เพื่อแยกแยะพวกมันออกจากเอมีนทุติยภูมิและตติยภูมิ ควรสังเกตว่าส่วนใหญ่มักเกิดปฏิกิริยานี้โดยการผสมเอมีนไม่ใช่กับสารละลายของกรดไนตรัสเอง แต่ด้วยสารละลายเกลือของกรดไนตรัส (ไนไตรท์) จากนั้นจึงเติมกรดแร่เข้มข้นลงในส่วนผสมนี้ เมื่อไนไตรต์ทำปฏิกิริยากับกรดแร่เข้มข้น จะเกิดกรดไนตรัสขึ้น ซึ่งต่อมาจะทำปฏิกิริยากับเอมีน:

เอมีนทุติยภูมิให้ของเหลวที่มีน้ำมันภายใต้สภาวะที่คล้ายกันซึ่งเรียกว่า N-nitrosamines แต่ปฏิกิริยานี้ในความเป็นจริง งานสอบ Unified Stateไม่พบในวิชาเคมี เอมีนระดับอุดมศึกษาไม่ทำปฏิกิริยากับกรดไนตรัส

การเผาไหม้เอมีนโดยสมบูรณ์จะนำไปสู่การก่อตัว คาร์บอนไดออกไซด์, น้ำ และไนโตรเจน:

ปฏิสัมพันธ์กับฮาโลอัลเคน

เป็นที่น่าสังเกตว่าเกลือชนิดเดียวกันนั้นได้มาจากการกระทำของไฮโดรเจนคลอไรด์กับเอมีนที่ถูกแทนที่มากกว่า ในกรณีของเรา เมื่อไฮโดรเจนคลอไรด์ทำปฏิกิริยากับไดเมทิลลามีน:

การเตรียมเอมีน:

1) อัลคิเลชันของแอมโมเนียด้วยฮาโลอัลเคน:

ในกรณีที่ขาดแอมโมเนียจะได้รับเกลือแทนเอมีน:

2) การรีดิวซ์ด้วยโลหะ (เป็นไฮโดรเจนในชุดกิจกรรม) ใน สภาพแวดล้อมที่เป็นกรด:

ตามด้วยการบำบัดสารละลายด้วยอัลคาไลเพื่อปล่อยเอมีนอิสระ:

3) ปฏิกิริยาของแอมโมเนียกับแอลกอฮอล์เมื่อผ่านส่วนผสมผ่านอะลูมิเนียมออกไซด์ที่ให้ความร้อน ขึ้นอยู่กับสัดส่วนของแอลกอฮอล์/เอมีน เอมีนปฐมภูมิ ทุติยภูมิ หรือตติยภูมิจะเกิดขึ้น:

คุณสมบัติทางเคมีของสวรรค์

สวรรค์ - ชื่อเล็กๆ น้อยๆ ของอะมิโนเบนซีน มีสูตรดังนี้

ดังที่เห็นได้จากภาพประกอบ ในโมเลกุลอะนิลีน หมู่อะมิโนเชื่อมต่อโดยตรงกับวงแหวนอะโรมาติก เอมีนดังที่ได้กล่าวไปแล้วมีคุณสมบัติพื้นฐานที่เด่นชัดน้อยกว่าแอมโมเนียมาก ดังนั้นโดยเฉพาะอย่างยิ่งสวรรค์จึงไม่ทำปฏิกิริยากับน้ำและกรดอ่อนเช่นกรดคาร์บอนิก

ปฏิกิริยาของอะนิลีนกับกรด

สวรรค์ทำปฏิกิริยากับความแรงปานกลางและรุนแรง กรดอนินทรีย์- ในกรณีนี้เกลือฟีนิลแอมโมเนียมจะเกิดขึ้น:

ปฏิกิริยาของสวรรค์กับฮาโลเจน

ดังที่ได้กล่าวไว้แล้วในตอนต้นของบทนี้ หมู่อะมิโนในอะโรมาติกเอมีนถูกดึงเข้าไปในวงแหวนอะโรมาติก ซึ่งจะลดความหนาแน่นของอิเล็กตรอนในอะตอมไนโตรเจน และเป็นผลให้เพิ่มขึ้นในวงแหวนอะโรมาติก ความหนาแน่นของอิเล็กตรอนที่เพิ่มขึ้นในวงแหวนอะโรมาติกนำไปสู่ความจริงที่ว่าปฏิกิริยาการแทนที่อิเล็กโทรฟิลิก โดยเฉพาะอย่างยิ่งปฏิกิริยากับฮาโลเจน ดำเนินไปได้ง่ายขึ้นมาก โดยเฉพาะในตำแหน่งออร์โธและพาราที่สัมพันธ์กับหมู่อะมิโน ดังนั้นสวรรค์จึงทำปฏิกิริยากับน้ำโบรมีนได้ง่าย ทำให้เกิดตะกอนสีขาวเป็น 2,4,6-ไตรโบรโมอะนิลีน:

ปฏิกิริยานี้เป็นปฏิกิริยาเชิงคุณภาพสำหรับอะนิลีน และมักจะทำให้สามารถระบุได้ในหมู่สารประกอบอินทรีย์อื่นๆ

ปฏิกิริยาของสวรรค์กับกรดไนตรัส

สวรรค์ทำปฏิกิริยากับกรดไนตรัส แต่เนื่องจากความจำเพาะและความซับซ้อนของปฏิกิริยานี้ค่ะ การสอบ Unified State จริงมันไม่ปรากฏในวิชาเคมี

ปฏิกิริยาอะนิลีนอัลคิเลชัน

การใช้อัลคิเลชั่นตามลำดับของอะนิลีนที่อะตอมไนโตรเจนกับไฮโดรคาร์บอนฮาโลเจนสามารถได้รับเอมีนทุติยภูมิและตติยภูมิ:

การได้รับสวรรค์

1. การลดไนโตรเบนซีนด้วยโลหะเมื่อมีกรดที่ไม่ออกซิไดซ์อย่างแรง:

C 6 H 5 -NO 2 + 3Fe + 7HCl = +Cl- + 3FeCl 2 + 2H 2 O

Cl - + NaOH = C 6 H 5 -NH 2 + NaCl + H 2 O

โลหะใดๆ ที่อยู่ก่อนไฮโดรเจนในชุดกิจกรรมสามารถใช้เป็นโลหะได้

ปฏิกิริยาของคลอโรเบนซีนกับแอมโมเนีย:

ค 6 H 5 −Cl + 2NH 3 → C 6 H 5 NH 2 + NH 4 Cl

คุณสมบัติทางเคมีของกรดอะมิโน

กรดอะมิโน เป็นสารประกอบที่โมเลกุลประกอบด้วยหมู่ฟังก์ชันสองประเภท - หมู่อะมิโน (-NH 2) และหมู่คาร์บอกซี- (-COOH)

กล่าวอีกนัยหนึ่งกรดอะมิโนถือได้ว่าเป็นอนุพันธ์ กรดคาร์บอกซิลิกในโมเลกุลที่อะตอมไฮโดรเจนตั้งแต่หนึ่งอะตอมขึ้นไปถูกแทนที่ด้วยหมู่อะมิโน

ดังนั้นสูตรทั่วไปของกรดอะมิโนจึงสามารถเขียนได้เป็น (NH 2) x R(COOH) y โดยที่ x และ y มักจะเท่ากับหนึ่งหรือสอง

เนื่องจากโมเลกุลของกรดอะมิโนมีทั้งหมู่อะมิโนและหมู่คาร์บอกซิล จึงแสดงคุณสมบัติทางเคมีคล้ายกับทั้งเอมีนและกรดคาร์บอกซิลิก

คุณสมบัติที่เป็นกรดของกรดอะมิโน

การก่อตัวของเกลือด้วยอัลคาไลและคาร์บอเนตของโลหะอัลคาไล

เอสเทอริฟิเคชันของกรดอะมิโน

กรดอะมิโนสามารถทำปฏิกิริยากับเอสเทอริฟิเคชันกับแอลกอฮอล์ได้:

NH 2 CH 2 COOH + CH 3 OH → NH 2 CH 2 COOCH 3 + H 2 O

คุณสมบัติพื้นฐานของกรดอะมิโน

1. การก่อตัวของเกลือเมื่อทำปฏิกิริยากับกรด

NH 2 CH 2 COOH + HCl → + Cl —

2. ปฏิกิริยากับกรดไนตรัส

NH 2 -CH 2 -COOH + HNO 2 → HO-CH 2 -COOH + N 2 + H2 O

หมายเหตุ: การทำปฏิกิริยากับกรดไนตรัสจะเกิดขึ้นในลักษณะเดียวกับเอมีนปฐมภูมิ

3. อัลคิเลชั่น

NH 2 CH 2 COOH + CH 3 I → + ฉัน —

4. ปฏิกิริยาระหว่างกรดอะมิโนซึ่งกันและกัน

กรดอะมิโนสามารถทำปฏิกิริยาซึ่งกันและกันเพื่อสร้างเปปไทด์ ซึ่งเป็นสารประกอบที่มีพันธะเปปไทด์ –C(O)-NH- ในโมเลกุลของพวกมัน

ในเวลาเดียวกัน ควรสังเกตว่าในกรณีของปฏิกิริยาระหว่างกรดอะมิโนสองตัวที่แตกต่างกัน โดยไม่ปฏิบัติตามเงื่อนไขการสังเคราะห์เฉพาะบางประการ การก่อตัวของไดเปปไทด์ที่แตกต่างกันจะเกิดขึ้นพร้อมกัน ตัวอย่างเช่น แทนที่จะเกิดปฏิกิริยาของไกลซีนกับอะลานีนข้างต้น ซึ่งนำไปสู่ไกลไซลานานีน ปฏิกิริยาอาจเกิดขึ้นซึ่งนำไปสู่อะลานิลไกลซีน:

นอกจากนี้โมเลกุลไกลซีนไม่จำเป็นต้องทำปฏิกิริยากับโมเลกุลอะลานีน ปฏิกิริยาเปปไทเซชันยังเกิดขึ้นระหว่างโมเลกุลของไกลซีน:

และอะลานีน:

นอกจากนี้ เนื่องจากโมเลกุลของเปปไทด์ที่เกิดขึ้น เช่น โมเลกุลกรดอะมิโนดั้งเดิม มีหมู่อะมิโนและหมู่คาร์บอกซิล เปปไทด์เองก็สามารถทำปฏิกิริยากับกรดอะมิโนและเปปไทด์อื่นๆ ได้เนื่องจากการก่อตัวของพันธะเปปไทด์ใหม่

กรดอะมิโนแต่ละตัวถูกใช้เพื่อผลิตโพลีเปปไทด์สังเคราะห์หรือที่เรียกว่าเส้นใยโพลีเอไมด์ ดังนั้น โดยเฉพาะอย่างยิ่งการใช้โพลีคอนเดนเซชันของกรด 6-aminohexane (ε-aminocaproic) ไนลอนจึงถูกสังเคราะห์ขึ้นในอุตสาหกรรม:

ผลเรซินไนลอนที่ได้จะถูกนำมาใช้เพื่อผลิตเส้นใยสิ่งทอและพลาสติก

การก่อตัวของเกลือภายในของกรดอะมิโนในสารละลายที่เป็นน้ำ

ในสารละลายที่เป็นน้ำ กรดอะมิโนมีอยู่เป็นส่วนใหญ่ในรูปของเกลือภายใน - ไอออนไบโพลาร์ (สวิตเตอร์ไอออน):

การได้รับกรดอะมิโน

1) ปฏิกิริยาของกรดคาร์บอกซิลิกคลอรีนกับแอมโมเนีย:

Cl-CH 2 -COOH + 2NH 3 = NH 2 -CH 2 -COOH + NH 4 Cl

2) การสลาย (ไฮโดรไลซิส) ของโปรตีนภายใต้อิทธิพลของสารละลายของกรดแร่และด่างเข้มข้น