Класифікація нітрогеновмісних сполук

Размещено на http://www.allbest.ru/

Реферат

на тему: "Класифікація нітрогеновмісних сполук"

Виконала: Кравчук М.

м. Києва

Органічні сполуки

Клас сполук, до складу яких входить елемент Карбон (за винятком карбідів, карбонатної кислоти, карбонатів, оксидів Карбону і ціанідів). Окрім карбону, вони майже завжди містять гідроген, досить часто - оксиген, нітроген та галогени, рідше фосфор, сульфур та інші елементи. В органічних сполуках Карбон завжди виявляє валентність IV.

Загальна характеристика

Аміни.

До складу амінів належать багато сполук, утворених трьома елементами - Карбоном, Гідрогеном і Нітрогеном. Аміни - це продукти заміщення атомів Гідрогену в молекулі аміаку NH3 на вуглеводневі залишки.

Аміни - це клас органічних сполук, які містять у своєму складі аміногрупу (NH2). Аміногрупа є функціональною для цього класу сполук. Простий представник цього класу - метиламін (CH3 - NH2). Загальна формула насичених амінів:

CnH2n+1 - NH2 або CnH2n+3N.

Номенклатура амінів.

Назва амінів походить від назви відповідного вуглеводню, при цьому перед назвою вуглеводню ставиться номер атома Карбону, з яким сполучена аміногрупа, і префікс "аміно".

Залежно від кількості атомів Гідрогену і від кількості замісників, безпосередньо сполучених з атомом Нітрогену, аміни класифікують на первинні, вторинні, третинні та четвертинні:

Методи добування.

Реакція Гофмана (алкілування амоніаку галогеналканами):

Добування аніліну в промислових масштабах проводять за реакцією, відкритою великим російським ученим Зініним. При цьому нітробензен відновлюється до аніліну під дією відновників:

Хімічні властивості.

1) Кислотно-основні властивості амінів: Водні розчини амінів показують лужну реакцію, аналогічно амоніаку, за рахунок гідролізу:

2) Реагують з мінеральними кислотами:

3) Повне окиснення (горіння):

4. При взаємодії аніліну з бромом утворюється 2,4,6 - триброманілін - осад білого кольору:

Найпростішим за складом аміном є метиламін CH3NH2. Молекула сполуки містить групу атомів - NH2, її називають аміногрупою.

Метиламін - токсичний газ із різким запахом, який добре розчиняється у воді. Водний розчин цієї сполуки містить йони ОН . Метиламін - органічна основа. Він взаємодіє з кислотами, утворюючи солі, які містять катіони СН 3NH3.

Застосування амінів:

Головним чином, аміни та їхні похідні використовуються в лакофарбовій промисловості для добування барвників різноманітних відтінків, штучних волокон, а також як високоефективні розчинники. У наш час, анілін переважно застосовується для синтезу поліуретанових матеріалів, а також як напівпродукт у виробництві барвників, вибухових речовин і лікарських засобів (сульфаніл амідні препарати).

Амінокислоти

Номенклатура та ізомерія амінокислот

Амінокарбонові кислоти, або амінокислоти - це клас органічних сполук, які містять одночасно дві функціональні групи: аміногруппу NH2 ? та карбоксильну групу -COOH

.

Назви амінокислот походять від назв відповідних карбонових кислот із зазначенням положення аміногрупи. У сполуках, в яких присутні дві різні функціональні групи, їхнє взаємне розташування зазначають грецькими літерами. Так, залежно від того, до якого атома вуглецю приєднана аміногрупа, амінокислоти поділяють на а, b, y тощо.

Фізичні властивості амінокислот.

Амінокислоти являють собою тверді кристалічні речовини, добре розчинні у воді й малорозчинні в органічних розчинниках. Розчинність амінокислот може бути пояснена присутністю карбоксильної групи, що обумовлює розчинність карбонових кислот, і залишку молекули амоніаку (аміногрупи). Багато амінокислот солодкі на смак.

Хімічні властивості амінокислот.

Оскільки до складу амінокислот входять дві функціональні групи, то амінокислоти проявляють властивості двох класів сполук: карбонових кислот та органічних амінів.

1. Кислотно-основні взаємодії. У нейтральних водних розчинах амінокислот карбоксильна група відщеплює йон Гідрогену, що може приєднатися до аміногрупи. При цьому утворюється так звана внутрішня сіль, яка існує у вигляді біполярних йонів (цвітеріонів). Вони поводяться як амфотерні сполуки, тобто проявляють властивості і кислот, і основ:

Водні розчини амінокислот мають нейтральне, лужне або кисле середовище залежно від кількості функціональних груп. Так, глутамінова кислота утворює кислий розчин (дві групи ?COOH, одна NH2), лізин - лужний (одна група - COOH, дві - NH2). Амінокарбонові кислоти, як уже згадувалося раніше, мають амфотерні властивості через наявність основних аміногруп та кислотних карбоксильних груп, це позначається й на їхніх хімічних властивостях. При взаємодії з кислотами й лугами утворюють солі.

2. Утворення пептидного зв'язку:

3. Взаємодія з нітритною кислотою (дезамінування):

4. Взаємодія зі спиртами (естерифікація):

Добування амінокислот.

Основний спосіб добування амінокислот - заміщення атома галогену на аміногрупу в галогенозамінених кислотах. Цей спосіб аналогічний до добування амінів з алкілгалогенів та аміаку. Галогеноводень, який виділяється при заміщенні, зв'язують надлишком аміаку:

Амінокислоти застосовують як лікувальні засоби при нервових захворюваннях, в тваринництві. Амінокапронова і аміноенантова кислоти застосуються для одержання синтетичних волокон.

Білки

Білки (білкові речовини) - макромолекулярні природні сполуки (біополімери), структурну основу яких становлять поліпептидні ланцюги, побудовані із залишків _ - амінокарбонових кислот. Білки неодмінно містять елементи C, H, N та O, майже завжди S, часто P, рідше Fe, Cu, Zn тощо.

За складом білки поділяють на:

-- протеїни - прості білки, що складаються із залишків амінокислот;

-- протеїди - складні білки, що складаються із залишків амінокислот та різних небілкових речовин.

Будова білків

У складі білків зустрічаються залишки 20 амінокислот. Властивості білків залежать не тільки від того, які амінокислотні залишки утворюють їх, але і від того, в якій послідовності вони з'єднуються одна з одною. Таку послідовність називають первинною структурою білка:

Поліпептидний ланцюг зазвичай згорнутий у спіраль, що має певну просторову структуру - a-спіраль. Спіраль у свою чергу може приймати певну просторову будову, що є власною для кожного білка: спіраль згортається в клубок (глобулу). Таку будову називають третинною структурою білка:

Білки - це будівельний матеріал клітин. З них побудовані опорні, м'язові, покривні тканини.

Білки-рецептори сприймають і передають сигнали, що надходять від сусідніх клітин або з навколишнього середовища. Наприклад, дія світла на сітківку ока сприймає білок родопсин.

Білки життєво необхідні будь-якому організму і тому є найважливішою складовою частиною продуктів харчування. У процесі травлення вони гідролізуються до амінокислот, які служать вихідною сировиною для синтезу інших білків, необхідних даному організму. Існують такі амінокислоти, які організм не в змозі синтезувати сам і одержує тільки з їжею,-- їх називають незамінними.

Отже білки - це поліпептиди, " побудовані " із залишків молекул альфа - амінокислот, які виконують специфічні біологічні функції в живих організмах. Ці сполуки здійснюють і регулюють обмін речовин у клітинах, а також є для них "будівельним " матеріалом. До організмів тварин і людини білки надходять із їжею. Вони розщеплюються ферментами на амінокислоти, з яких утворюються інші білки, властиві даному організму.

У білках містяться карбон, оксиген, нітроген, гідроген, сульфур, а іноді ще й деякі інші елементи.

Розрізняють первинну, вторинну, третинну й четвертинну структури білка.

При нагріванні розчину білка або добавлянні до нього кислот, лугів або ферментів білки зазнають гідролізу.

Размещено на Allbest.ru