1,2 дәріс Органикалық заттар және олардың жіктелуі

2. Нитроқосылыстарды алу.

3. Нитрқосылыстардың физикалық және химиялық қасиеттері.

4. Нитроқосылыстардың қолданылуы.

біріншілік амин метиламин	екіншілік амин метилэтиламин	үшіншілік амин диметилэтиламин

Алифатты амин метиламин	Алициклді амин циклогексиламин	Ароматты амин анилин	Аралас амин N,N-диметиланилин

Жүйелік номенклатура бойынша радикал атына амин суффиксін қосып аминдерді атайды.

метиламмоний метиламин

хлориді

диметиламмоний диметиламин

хлориді

триметиламмоний триметиламин

хлориді

тетраметиламмоний

хлориді
3. Қышқылдар амидтері гипобромит не гипохлорит әсерінен айрылады да біріншілік аминдер береді (Гофман реакциясы):

4. Катализаторлар қатысында (Pt, Pd, Ni) нитроқосылыстар тотықсызданады:

нитроэтан этиламин

Жоғарғы аминдер қатты, суда ерімейтін, иіссіз заттар.

Химиялық қасиеттері аммиакқа ұқсас.

1. Аминдердің сулы ерітінділері негіздік орта көрсетеді:
R - NН₂ + НОН  [RNН₃]⁺ + OН^-
2. Аминдер минералды қышқылдармен әрекеттесіп, аммоний тұздарын түзеді:
R-NН₂ + НСl → R – NН₃⁺Сl^- – алкилге ауысқан
Аминдердің негіздік қасиеті аммиактан жоғары.

3. Біріншілік және екіншілік аминдер сонымен бірге әлсіз қышқылдық қасиеттер көрсетеді, олар сілтілік металдармен тұздар-алкил-не диалкиламидтер түзеді:
2R₂NН + 2 Nа → 2R₂N – Nа + Н₂
4. Аминдер алкилденеді: біріншілік, екіншілік аминдер амин тобындағы сутегіні алкилдерге ауыстырады, бұл реакция арқылы екіншілік, үшіншілік аминдерді алады:
RNН₂ + СН₃І → R – NН – СН₃ + НІ, не тұзы түзіледі R–NНСН₃ ^. НІ

RNНСН₃ + СН₃І → RN(СН₃)₂ ^. НІ

этилацетамид

ацетилэтиламин
6. Азотты қышқылмен біріншілік амин азот және спирттер, алкендер, эфирлер түзеді, екіншілік аминдер-нитрозаминдер түзеді:
RNН₂ + НОNО → R – ОН + N₂ + Н₂О,

R₂NН + НОNО → R₂N – NО + Н₂О

не R – N ≡ С , азот пен көміртегі семиполярлы байланысқан. Нитрилдерді қышқыл бойынша СН₃СN - сірке қышқылының нитрилі, СН₃СН₂СN-пропион қышқылының нитрилі деп, не көмірсутектерге нитрил қосып СН₃СN-этан нитрил СН₃СН₂СN - пропан нитрил деп атайды.

Изоцианидтерді радикалға изоцианид деген жалғау қосып оқиды:
СН₃N≡С –метилизоцианид; СН₃СН₂N≡С этилизоцианид.
Алу жолдары
Нитрилдерді және изоцианидтерді алуда құрылыстарына байланысты өзгешеліктері көп.

1. Галогеналкилдермен сілтілік металдар цианидтері әрекеттескенде көбінесе нитрилдер түзсе, күміс тұздары изоцианидтер береді:

R-Сl + КСN → R – СN + КСl ,

RСl + АgCN → R - NС + АgCl
2. Қышқылдар амидтері дегидратацияланып, нитрилдер береді:
R – СОNН₂ → R - СN + Н₂О
3. Альдегидоксимдерді (кетоксимдер емес) сірке ангидридімен дегидратациялағанда нитрилдер түзіледі.

_{қыздыру}

RСНNОН + (СН₃СО)₂О → RСN + 2СН₃СООН

Нитрилдер мен изоцианидтер химиялық қасиеттері бойынша бір-бірінен көп айырмашылықтары бар.

R - NС + 2Н₂ → R – NН – СН₃

Акрилонитрил (пропен нитрил) пропиленді аммонилиздеп алады, катализатор қатысында:

Амин қышқылдарының физиологиялық маңызы өте зор, өйткені олардың қалдықтарынан ақуыздар құрылады және олардан ферменттер, витаминдер, гормондар түзіледі. Амин қышқылдарын көбінесе тривиалды (шығу тегі бойынша) атаумен айтады.

Мысалы: NH₂ – СН₂ – СООН - глицин. Сонымен қатар, амин қышқылдарын атау үшін сәйкес карбон қышқылының атына «амино» деген сөз қосып, амин тобының орнын грек алфавитімен көрсетіп атайды. Мысалы:

- аланин немесе α-аминопропион қышқылы

Амин қышқылдарының жіктелуі
Амин қышқылдары құрылысы бойынша үш топқа бөлінеді:

1. Ациклді

2. Карбоциклді

3. Гетероциклді

Ациклді амин қышқылдары карбоксил - СООН және - NH₂ топтарының санына қарай бөлінеді:

1. Моноаминкарбон қышқылдары: аланин СН₃ - СН(NH₂) – СООН

2. Моноаминдикарбон қышқылдары:

аспарагин қышқылы НООС - СН₂ - СН(NH₂) - СООН

3. Диаминмонокарбон қышқылдары: Н₂N - (СН₂)₄ - СН(NH₂) - СООН

Изомерия

Амин қышқылдарының изомериясы функционалды топ орнына және көміртегі скелеті құрылысына байланысты.

α – аминпропион қышқылы (α-аланин)	β - аминпропион қышқылы (β-аланин)

α – аминмай қышқылы	β - аминмай қышқылы	γ – аминмай қышқылы	α – аминизомай қышқылы

	аланиннің натрий тұзы
	тұз қышқылды аланин

а) Амин қышқылдарына қыздырудың әсері: Альфа-амин қышқылдары дикетопиперазин түзеді (молекулааралық циклді диамид)

Бета-амин қышқылдарын қыздырғанда аммиак бөлінеді және қанықпаған қышқылдар түзіледі:

акрил қышқылы

Амин қышқылдары-түссіз кристалды заттар, суда жақсы ериді. Бір негізді аминқышқылдары бейтарап орта көрсетеді. Екі немесе бірнеше амин қышқылдарынан су бөлінгенде, түзілетін заттарды пептидтер деп атайды. Бұл жағдайда амин қышқылдарының арасында пептидтік байланыс пайда болады.

пептидтік байланыс

Егер пептидтер екі амин қышқылынан түзілсе дипептид, үшеуден түзілсе трипептид, ол көп амин қышқылдарынан түзілсе - полипептид деп аталады. Пептидтердің аталуы қатысқан амин қышқылдарының атымен аталады және бірінші амин қышқылының атына «ил» жалғауы қосылады. Полипептидтердің құрылысы тізбекті болады, кез келген амин қышқылдары бір - бірімен әр түрлі қосыла алады.

Ақуыздар (белоктар) деп молекуласы бір - бірінен пептидтік байланыспен қосылған α-амин қышқылдарының 20-ға жуық түрінің қалдықтарынан құралған жоғары молекулалы қосылыстарды атайды. Ақуыздар организм құрамының ең маңыздысы, олар өсімдіктер мен жануарлардың клеткаларының протоплазмасында және ядросында болады. Ақуыз жоқ жерде тіршілік жоқ, ол- тіршіліктің негізгі нышаны.

Табиғатта ақуыздардың көптеген түрлері кездеседі. Олардың атқаратын функцияларына және қасиеттеріне байланысты молекулалық массалары бірнеше мыңнан бірнеше миллионға дейін барады.

1839 жылы Голландия ғалымы Мульдер ақуыздарды «протеин» деп атауды ұсынды.

Ақуыздар бұлшық еттердің, қанның, сүттін, жұмыртқаның, өсімдіктердің, жүннің, жібектің және шаштың құрамына кіреді. Барлық ақуыздардың химиялық құрамы шамамен мынадай:

Соңғы кезде ақуыздың құрамында басқа да элементтер (магний, кобальт, сынап, күміс, қорғасын, йод, мыс т.б.) болатыны анықталады.

2. Аминдердің физикалық қасиеттері.

3. Аминдердің химиялық қасиеттері. Аминдерді алу және қолданылуы.

4. Мына аминдердің формулаларын жазу керек: а. Метилэтил амин; б. Диметил амин; с. Анилин; д. 1,4-диаминобутан; е. Метанитроанилин.

5. Амин құрамында 53,33 % С, 31,11% N және 15,56 % H болса, амин формуласы қандай болады?

6. пара-нитротолуолға сутегімен ( катализатор қатысында ) әсер етсе, түзілетін заттың аты мен формуласын

7. Амин қышқылдарын алу, қасиеттері. Ақуыз, қасиеттері.
№ 11 Зертханалық сабақтың тақырыбы

Амин қышқылдарының қасиетін зерттеу

Жұмыстың мақсаты: Амин қышқылдарының негізгі химиялық қасиеттерімен танысу

Реактивтер мен жабдықтар: 1% - глицин ерітіндісі, 0,2% - метилқызыл ерітіндісі, мыс (ІІ) оксиді, 0,2н натрий гидроксиді, 2н. тұз қышқылы, натрий гидроксидінің концентрлі ерітінідісі, азот қышқылы (=1,4г/мл), мыс(ІІ) сульфатының кристаллы және 10% - ерітіндісі , натрий ацетаты, 1% - темір(Ш) хлоридінің ерітіндісі, 40% - формальдегид ерітіндісі, 10% - қорғасын нитратының ерітіндісі.

Құралдар: пробиркалар, спирт шамы.

1- тәжірибе. Глициннің амфотерлі қасиеті. 0,5 мл глицин ерітіндісіне 1 тамшы метил қызыл тамызады. Пробиркаға тағы 2 тамшы формальдегид ерітіндісін тамызады.

2-тәжірибе. Амин қышқылдарының темір(Ш) хлоридімен реакциясы.

1 мл глицин ерітінідісіне 2 тамшы темір(Ш) хлоридін тамызады. Бұл реакция нені дәлелдейді? Реакция теңдеуін жазу керек.

Пробиркаға 1 мл глицин ерітіндісін құйып, оған мыс купоросы мен натрий ацетатының кристалдарын салу керек. Көрген құбылысты айту керек. Жүрген реакция теңдеулерін жазу керек. Натрий ацетаты не үшін қолданылады?

1. 0,012 кг сірке қышқылынан алынған аминсірке қышқылын бейтараптау үшін тығыздығы 1,140г/мл 15-пайызды калий гидроксидінің қандай көлемі жұмсалады? (Жауабы 65,5мл).

2. Аминсірке қышқылын эфирлеу үшін 2 есе көп спирт жұмсалатын болса, 1,5 кг аминсірке қышқылына 96-пайызды (тығыздығы 0,8г/мл) этил спиртінің қандай көлемі қажет?(Жауабы:2л.).

3. 15г глицин 10-пайызды (тығыздығы 1,1г/мл) 91 мл-мен әрекеттессе, қанша тұз түзіледі?(Жауабы:19,4г).

1.1. Ауа бойынша тығыздығы 1,55 болатын, 53,3% көміртегіден, 15,6% сутегіден, 31,1% азоттан тұратын қаныққан аминнің структуралық формуласын жазу керек.

1.2. Қаныққан аминнің 2,36 г массасын жаққанда 5,28 г көмірқышқыл газы мен 0,448 л азот (қ.ж.) түзілген. Аминнің сутегі бойынша (буының) тығыздығы 29,5 болса, оның структуралық формуласы.

1.3. Егер екіншілік аминнің хлорсутекті тұзының құрамында 43,55% хлор болса, оның молярлық массасы қанша?

1.4. Құрамы С₄Н₁₁N болатын аминнің изомерлерінің структуралық формуласын жазып, аттарын атау керек.

1.5. Құрамы С₄Н₉О₂N амин қышқылдарының (изомерлер-5) структуралық формулаларын жазып, аттарын атау керек.

1.6. Глутамин қышқылы мен лизиннің структуралық формуласын жазып, олардың айырмашылығын көрсету керек.

1.7. Мына амин қышқылдарының формуласын жазу керек: β-аминмай қышқылы; α-аминизокапрон қышқылы; γ-аминвалериан қышқылы; аминсірке қышқылы; δ-амин-α-метил-валериан қышқылы; α-аминпропион қышқылы.

1.8. Бір негізді диаминқышқылдарының структуралық формулаларын жазу керек: α-δ-диаминвалериан қышқылы және α-ε –диаминкапрон қышқылы.

1.9. Мына амин қышқылдарын атау керек: а) NH₂-CH₂-COOH;

б) СН₃-(NH₂)СН-СООН; в) NH₂-СН₂-СН₂-СООН; г) NH₂-(СН₂)₃-СООН;

д) СН₃-СН(СН₃)-СН(NH₂)-СН₂-СООН; е) (NH₂)СН₂-(СН₂)₃-СН(NH₂)-СООН. Бұл амин қышқылдарының тарихи атауларын келтіру керек.

1.10. Май қатарының біріншілік аминдерінің жалпы формуласы С_nH_2n+1NH₂ екенін біле отырып, 3 және 4 көміртегі атомдары бар аминдер формуласын құрып, аттарын атау керек.

1.11. Мына аминдерді негіздік қасиеттерінің азаюы бойынша орналастыру керек: а) СН₃NH₂; б) С₆Н₅NH₂; в) (СН₃)₃N; г) (С₆Н₅)₂NH₃; д)СН₃-(СН₂)₂-NH₂; е) СН₃-NH-С₂Н₅. Неге май қатарының аминдеріне қарағанда ароматты аминдердің негіздік қасиеттері әлсіздеу, түсіндіру керек.

1.12. Тұз қышқылды анилиннің (хлорлы фенил аммоний) және күкірт қышқылды анилиннің формулаларын жазу керек.

1.13. Мына формулаларға сәйкес органикалық қосылыстарды кластарға бөліп, аттарын атау керек:

а) СН₃СН₂СООН; б) СН₃-СН₂-СОNH₂; в) СН₃-СН(NH₂)-СООН

г) СН₃-СН(NH₂)-СН₃; д) NH₂-СО-NH₂ е) NH₂-(СН₂)₂-СООН;

ж) СН₃-(СН₂)₂-СН(NH₂)-СН₂-СООН з) NH₂-(СН₂)₃-СООН.

Әр класс қосылыстарына сәйкес анықтама беру керек.

2.1. Аммиак пен метиламиннің сумен әрекеттесу реакцияларының теңдеулерін жазып, аминдердің қандай қасиетін көрсететінін сипаттау керек. Электрондық көз қарас тұрғысынан неге метиламиннің аммиакқа қарағанда күштірек негіз екендігін түсіндіру керек.

2.2. Анилиннің химиялық қасиеттерін көрсететін реакциялар теңдеулерін жазу керек.

2.3. Метиламинге, диэтиламинге және фениламинге тұз қышқылының қосылу реакцияларының теңдеулерін жазу керек.

2.4. Мына өзгерістерді іске асыратын реакциялар теңдеулерін жазу керек.

а) СаС₂ → С₂Н₂ → С₆Н₆ → С₆Н₅NO₂ → С₆Н₅NН₂

б) мұнай → СН₄ → СН₃-NО₂→ СН₃-NН₂ → СН₃NН₃СI

2.5. Аминсірке қышқылының ортасы бейтарап, неге?

2.6. Аминқышқылдарының химиялық қасиеттерін көрсететін реакциялар теңдеулерін жазу керек.

2.7. Аланиннің тұз қышқылымен, аммиакпен, калий гидроксидімен, иодты метилмен және этил спиртімен әрекеттесуінің реакция теңдеулерін жазу керек.

2.8. Мына заттар түзілетін реакциялар теңдеулерін жазу керек: а) аланиннің метил эфирі; б) глициннің изопропил эфирі; в) лизиннің этил эфирі.

2.9. Амин мен амин қышқылын химиялық әдіспен қалай айыруға болады?

а) Аланиндердің екі молекуласы мен б) глициннің екі молекуласының арасындағы реакциялардың теңдеулерін жазу керек.

2.10. Құрамы С₃Н₇О₂N амин қышқылдарының изомерлерін қыздырғанда жүретін реакциялар теңдеулерін жазу керек.

2.11. Шығымы 75% болатын 27,9 г анилин алу үшін қанша көлем (ρ=880 кг/м³) бензол керек.

2.12. 268,8 л метиламинді жағу үшін қанша көлем (қ.ж.) ауа қажет? Осы жағдайдан алынған азот 170 г аммиак алу үшін жеткілікті ме?

2.13. 15 г глицин (аминсірке қышқылы) 91 мл 10%-ті натрий гидроксидімен (ρ=1.1 г/мл) әрекеттескенде қанша тұз түзіледі?

2.14. 31,2 г ароматты көмірсутекті нитрлеп, мононитротуынды алған, содан кейін оны қышқыл ортадағы темірмен тотықсыздандырғанда шығымы 60 % -ті органикалық қосылыс түзілген. Бұл зат 14,04 г натрий хлориді мен концентрлі күкірт қышқылы әрекеттескенде бөлінген газды толық жұтқан. Жүрген реакциялар теңдеулерін жазу керек. Алынған көмірсутектің құрылысы мен молекулалық массасын анықтау керек.

2.15. 50 г анилин, бензол және фенол қоспасын құрғақ хлорлы сутекпен өңдегенде түзілген 25,9 г тұнбаны фильтрлеп, қалған фильтратқа бром суын қосып 9,93 тұнба алған. Алғашқы қоспадағы заттардың процентті құрамын анықтау керек.

2.16. 9,2 г анилин, фенол, сірке қышқылы және этил спирті қоспасын гександа ерітіп, оған натрийдің артық мөлшерін қосқанда 1,68 л газ (қ.ж.) бөлінген. Осындай массадағы (9,2 г) қоспаға бром суының артық мөлшерін қосқанда 9,91 г ақ тұнба түзілген. Осындай мөлшердегі қоспа 18,5 мл ( ρ=1.1 г/мл) 11%-ті натрий гидроксидімен әрекеттеседі. Қоспадағы әр заттың процентті мөлшерін анықтау керек.

3.1. Анилинді өндірісте қалай алады және ол қайда қолданылады?

3.2. Егер шығымы 90% болса, 61,5 г нитробензолдан қанша анилин алынады?

3.3. Ацетанилидтен С₆Н₅NН-СО-СН₃ гидролиз реакциясы арқылы алынған өнімдерді атау керек.

3.4. 18,5 т анилинді цехта 1 ай ішінде алады, егер өндіріс шығымы 10% болса, көрші цехтан қанша нитробензол алу керек.

3.5. Аммиак қосу арқылы бромы бар қышқылдан аланин алған, ал глицинді хлорсірке қышқылынан алған. Осы қышқылдардың алыну реакцияларының теңдеулерін жазу қажет.

3.6. а) α-бромизомай қышқылына; б) α-хлорпропион қышқылына; в) γ-бромвалериан қышқылына аммиакпен әсер еткенде түзілетін амин қышқылдарының түзілу реакциялары теңдеулерін жазу керек.

3.7. Этил спиртінен глицин алу реакцияларының теңдеулерін жазу қажет.

3.8. Ақуыз гидролизі нәтижесінде түзілетін аминқышқылды жазу керек.

3.9. α-аминпропион қышқылын бірнеше әдіспен алу керек.

3.10. Пропион альдегидінен аланинді синтездеу керек.

3.11. Сірке қышқылынан екі сатылы синтез арқылы 30 г аминсірке қышқылы алынған. Сірке қышқылының артық мөлшерін 25 мл 19%-ті калий гидроксидімен (ρ=1,18 г/мл) бейтараптаған. Егер өнім шығымы синтездің әр сатысында 80% болса, қанша сірке қышқылы алынған?

3.17. 16,6 г этил және пропил спирттерінің қоспасына натрийдің артық мөлшерін қосқанда 3,36 л (қ.ж.) сутегі бөлінген. Спирттердің қоспадағы сандық құрамы қандай? 17,8 г 1-нитропропанды тотықсыздандырып пропиламин алу үшін сутегі осы қоспаның қандай массасынан бөлінеді?
4. Ақуыздар

4.1. Дипептидтер формуласын жазу керек: а) аланил-глицин; б) аланил-лизин; в) глутамил-глицин.

4.2. Мына дипептидтер қандай α-амин қышқылдарынан түзілген: а)NH₂-CH(CH₃)-CO-NH-СН₂-COOH; б)NH₂-СН(СН₃)-СОNH-CH₂-CH(CH₃)-COOH;

4.3. Ақуыздардан қандай амин қышқылдары бөлінеді? Олардың формулаларын жазу қажет.

4.4. Амин қышқылдары қандай мақсаттар үшін қолданылады?

4.5. Адам организмінде ақуыздар қандай функция атқарады?

4.6. Ақуыз молекулаларының біріншілік, екіншілік және үшіншілік структураларына анықтама беру керек.

4.7. Ақуыздардың қасиеттерін сипатау керек.

4.8. Ақуыздардың денатурациясы қандай жағдайларда жүреді? Осы процестің мәні неде?

4.9. Организмдегі ақуыздың өзгеру (айналу) процестерін сипаттау керек.

4.10. Мына молекулалардан түзілген трипептидтердің формуласын жазу қажет: а) глициннің бір молекуласы мен аланиннің екі молекуласынан; б) глициннің екі молекуласы мен аланиннің бір молекуласынан.