Загальна формула амінокислот. Кислотно-основні властивості амінокислот Будова альфа амінокислоти
Властивості амінокислотможна розділити на дві групи: хімічні та фізичні.
Хімічні властивості амінокислот
Залежно від сполук, амінокислоти можуть виявляти різні властивості.
Взаємодія амінокислот:
Амінокислоти як амфотерні сполуки утворюють солі як з кислотами, так і з лугами.
Як карбонові кислоти амінокислоти утворюють функціональні похідні: солі, складні ефіри, аміди.
Взаємодія та властивості амінокислот з підставами:
Утворюються солі:
NH 2 -CH 2 -COOH + NaOH NH 2 -CH 2 -COONa + H2O
Натрієва сіль + 2-амінооцтової кислоти Натрієва сіль амінооцтової кислоти (гліцину) + вода
Взаємодія зі спиртами:
Амінокислоти можуть реагувати зі спиртами за наявності газоподібного хлороводню, перетворюючись на складний ефір. Складні ефіри амінокислот немає біполярної структури і є леткими сполуками.
NH 2 -CH 2 -COOH + CH 3 OH NH 2 -CH 2 -COOCH 3 + H 2 O.
Метиловий ефір / 2-амінооцтової кислоти /
Взаємодія з аміаком:
Утворюються аміди:
NH 2 -CH(R)-COOH + H-NH 2 = NH 2 -CH(R)-CONH 2 + H 2 O
Взаємодія амінокислот з сильними кислотами:
Отримуємо солі:
HOOC-CH 2 -NH 2 + HCl → Cl (або HOOC-CH 2 -NH 2 *HCl)
Такі основні Хімічні властивостіамінокислот.
Фізичні властивості амінокислот
Перерахуємо Фізичні властивостіамінокислот:
- Безбарвні
- Мають кристалічну форму
- Більшість амінокислот із солодким присмаком, але в залежності від радикала (R) можуть бути гіркими або несмачними
- Добре розчиняються у воді, але погано розчиняються у багатьох органічних розчинниках
- Амінокислоти мають властивість оптичної активності
- Плавляться з розкладанням за температури вище 200°C
- Нелеткі
- Водні розчини амінокислот у кислому та лужному середовищі проводять електричний струм.
Амінокислоти – це органічні амфотерні сполуки. Вони містять у складі молекули дві функціональні групи протилежного характеру: аміногрупу з основними властивостями та карбоксильну групу з кислотними властивостями. Амінокислоти реагують як з кислотами, так і з основами:
Н 2 N -СН 2 -СООН + HCl → Сl [Н 3 N-СН 2 -СООН],
Н2N-СН2-СООН + NaOH → H2N-CH2-COONa + Н2О.
При розчиненні амінокислот у воді карбоксильна група відщеплює іон водню, який може приєднатися до аміногрупи. При цьому утворюється внутрішня сіль, молекула якої є біполярним іоном:
H 2 N-CH 2 -СООН + Н 3 N -СН 2 -СОO -.
Кислотно-основні перетворення амінокислот у різних середовищах можна зобразити наступною загальною схемою:
Водні розчини амінокислот мають нейтральне, лужне або кисле середовище в залежності від кількості функціональних груп. Так, глутамінова кислота утворює кислий розчин (дві групи -СООН, одна -NH 2), лізин - лужний (одна група -СООН, дві -NH 2).
Подібно до первинних амінів, амінокислоти реагують з азотистою кислотою, при цьому аміногрупа перетворюється на гідроксогрупу, а амінокислота - на гідроксикислоту:
H 2 N-CH(R)-COOH + HNO 2 → HO-CH(R)-COOH + N 2 + H 2 O
Вимірювання об'єму азоту, що виділився, дозволяє визначити кількість амінокислоти ( метод Ван-Слайку).
Амінокислоти можуть реагувати зі спиртами в присутності газоподібного хлороводню, перетворюючись на складний ефір (точніше, на хлороводневу сіль ефіру):
H 2 N-CH(R)-COOH + R'OH H 2 N-CH(R)-COOR' + Н 2 О.
Складні ефіри амінокислот немає біполярної структури і є леткими сполуками.
Найважливіша властивість амінокислот - їхня здатність до конденсації з утворенням пептидів.
Якісні реакції.
1) Усі амінокислоти окислюються нінгідрином
з утворенням продуктів, пофарбованих у синьо-фіолетовий колір. Імінокислота пролін дає з нінгідрин жовте фарбування. Ця реакція може бути використана для кількісного визначення амінокислот спектрофотометричним методом.
2) При нагріванні ароматичних амінокислот з концентрованою азотною кислотою відбувається нітрування бензольного кільця та утворюються сполуки, забарвлені у жовтий колір. Ця реакція називається ксантопротеїнової(Від грец. ксантос – жовтий).
© Yulia Furman - stock.adobe.com
- З тирозину в корі надниркових залоз синтезуються катехоламіни – адреналін та норадреналін – гормони, функція яких – підтримання тонусу серцево-судинної системи, миттєва реакція на стресову ситуацію.
- Триптофан – попередник гормону сну – мелатоніну, що виробляється в шишкоподібному тілі головного мозку – епіфізі. При нестачі цієї амінокислоти в раціоні процес засипання ускладнюється, розвивається безсоння та низка інших захворювань, нею зумовлених.
Амінокислоти органічні речовини, що складаються з вуглеводневого скелета та двох додаткових груп: амінної та карбоксильної. Останні два радикали обумовлюють унікальні властивості амінокислот - вони можуть виявляти властивості як кислот, так і лугів: перші - за рахунок карбоксильної групи, другі - за рахунок аміногрупи.
Отже, ми з'ясували, що таке амінокислоти з погляду біохімії. Тепер розглянемо їх вплив на організм та застосування у спорті. Для спортсменів амінокислоти важливі своєю участю. Саме з окремих амінокислот будуються нашого тіла – м'язова, скелетна, печінкова, сполучна тканини. Крім цього, деякі амінокислоти безпосередньо беруть участь в обміні речовин. Наприклад, аргінін бере участь в орнітиновому циклі сечовини - унікальному механізмі знешкодження аміаку, що утворюється в печінці в процесі перетравлення білків.
Перераховувати можна довго, проте зупинимося на амінокислоті, значення якої особливо велике для спортсменів та людей, які помірно займаються спортом.
Для чого потрібен глутамін
— амінокислота, що лімітує синтез протеїну, з якого складається наша імунна тканина — лімфатичні вузли та окремі освітилімфоїдної тканини. Значення цієї системи переоцінити важко: без належного опору інфекціям ні про який тренувальний процес годі й говорити. Тим більше, що кожне тренування – не важливо, професійне чи аматорське – це дозований стрес для організму.
Стрес є необхідною умовою, щоб зрушити з місця нашу «точку рівноваги», тобто викликати певні біохімічні та фізіологічні зміни в організмі. Будь-який стрес - це ланцюг реакцій, що мобілізують тіло. У проміжок, що характеризує регрес каскаду реакцій симпатоадреналової системи (а саме вони і є стресом), відбувається зниження синтезу лімфоїдної тканини. З цієї причини процес розпаду перевищує швидкість синтезу, а отже, імунітет слабшає. Так ось, додатковий прийом глютаміну зводить до мінімуму цей вкрай небажаний, але неминучий ефект фізичного навантаження.
Незамінні та замінні амінокислоти
Щоб зрозуміти, навіщо потрібні незамінні амінокислоти у спорті, необхідно мати загальні ставлення до білковому обміні. Споживані людиною білки лише на рівні шлунково-кишкового тракту обробляються ферментами — речовинами, що розщеплюють їжу, що ми вживали.
Зокрема, білки розпадаються спочатку до пептидів — окремих ланцюжків амінокислот, які не мають четвертинної просторової структури. І вже пептиди розпадуться на окремі амінокислоти. Ті, своєю чергою, засвоюються організмом людини. Це означає, що амінокислоти всмоктуються в кров і лише з цього етапу можуть бути використані як продукти для синтезу білка тіла.
Забігаючи наперед скажемо, що прийом окремих амінокислот у спорті скорочує цей етап — окремі амінокислоти відразу ж усмоктуватимуться в кров та процеси синтезу, а також біологічний ефект амінокислот настануть швидше.
Усього існує двадцять амінокислот. Щоб процес синтезу білка в тілі людини став можливим у принципі, в раціоні людини має бути повний спектр - всі 20 з'єднань.
Незамінні
Ось із цього моменту і з'являється поняття незамінності. До незамінних амінокислот відносяться ті, які наше тіло не здатне синтезувати самостійно з інших амінокислот. А це означає, що з'явиться їм, крім продуктів харчування, ні звідки. Таких амінокислот налічується 8 плюс 2 частково-замінні.
Розглянемо в таблиці, у яких продуктах міститься кожна незамінна амінокислота і яка її роль організмі людини:
Назва | В яких продуктах міститься | Роль в організмі |
Горіхи, овес, риба, яйця, курка, | Знижує вміст цукру в крові | |
Нут, сочевиця, кешью, м'ясо, риба, яйця, печінка, м'ясо | Відновлює м'язову тканину | |
Амарант, пшениця, риба, м'ясо, більшість молочних продуктів | Бере участь у засвоєнні кальцію | |
Арахіс, гриби, м'ясо, бобові, молочні продукти, багато зернових | Бере участь у обмінних процесах азоту | |
Фенілаланін | , горіхи, сир, молоко, риба, яйця, різні бобові | Поліпшення пам'яті |
Треонін | Яйця, горіхи, боби, молочні продукти | Синтезує колаген |
, яйця, м'ясо, риба, бобові, сочевиця | Бере участь у захисті від радіації | |
Триптофан | Кунжут, овес, бобові, арахіс, кедрові горіхи, більшість молочних продуктів, курка, м'ясо, риба, сушені | Поліпшує і робить сон глибшим |
Гістидин (частково-замінна) | Сочевиця, соєві боби, арахіс, лосось, яловиче та куряче філе, свиняча вирізка | Бере участь у протизапальних реакціях |
(частково-замінна) | Йогурт, кунжут, насіння гарбуза, швейцарський сир, яловичина, свинина, арахіс | Сприяє зростанню та відновленню тканин організму |
У достатній кількості амінокислоти містяться у тваринах джерелах білка — рибі, м'ясі, птиці. За відсутності таких у раціоні дуже доцільний прийом відсутніх амінокислот як добавки спортивного харчування, що особливо актуально для спортсменів-вегетаріанців.
Основну увагу останнім варто звернути на такі добавки, як ВСАА – суміш лейцину, валіну та ізолейцину. Саме за цими амінокислотами можлива «просідання» в раціоні, що не містить тварин джерела білка. Для спортсмена (як професіонала, так і любителя) це абсолютно не припустимо, тому що у довгостроковій перспективі призведе до катаболізму з боку внутрішніх органів та до захворювань останніх. Насамперед страждає від нестачі амінокислот печінка.
© conejota - stock.adobe.com
Замінні
Замінні амінокислоти та його роль розглянемо у таблиці ниже:
Що відбувається з амінокислотами та протеїнами у вашому тілі
Амінокислоти, що потрапили в кровообіг, насамперед розподіляються по тканинах тіла, де в них є найбільша потреба. Якщо у вас є «просідання» за певними амінокислотами, прийом додаткової кількості білка, багатого ними, або прийом додаткових амінокислот, буде особливо корисним.
Синтез білка відбувається на клітинному рівні. У кожній клітині є ядро - найважливіша частина клітини. Саме в ній відбувається зчитування генетичної інформаціїта її відтворення. Насправді, вся інформація про будову клітин закодована в послідовності амінокислот.
Як вибрати амінокислоти рядовому любителю, який помірно займається спортом 3-4 рази на тиждень? Ніяк. Вони йому просто не потрібні.
Більш важливі для сучасної людининаступні рекомендації:
- Почати харчуватися регулярно в той самий час.
- Збалансувати раціон за білками жирів та вуглеводів.
- Прибрати з раціону фастфуд та неякісну їжу.
- Почати вживати достатню кількість води – 30 мл на кілограм маси тіла.
- Відмовитись від рафінованого цукру.
Ці елементарні маніпуляції принесуть набагато більше, ніж додавання до раціону будь-яких добавок.Більш того, добавки без дотримання зазначених умов будуть абсолютно марними.
Навіщо знати, які амінокислоти вам потрібні, якщо ви харчуєтесь чимось незрозуміло? Звідки ви знаєте, з чого виготовлені котлети в їдальні? Чи сосиски? Чи що за м'ясо у котлеті у бургера? Про начинку для піци взагалі промовчимо.
Тому, перш ніж робити висновок про потребу в амінокислотах, потрібно почати харчуватися простими, чистими та корисними продуктами та виконати описані вище рекомендації.
Те саме стосується додаткового прийому білка. Якщо у вашому раціоні є білок, в кількості 1,5- 2 г на кілограм маси тіла, ніякий додатковий білок вам не потрібен. Найкраще витратити гроші на покупку якісних продуктів харчування.
Важливо також розуміти, що протеїн та амінокислоти – це не фармакологічні препарати! Це лише добавки спортивного харчування. І ключове слово тут – добавки. Додають їх за потребою.
Щоб зрозуміти, чи є потреба, потрібно контролювати своє харчування. Якщо ви вже пройшли описані вище кроки і зрозуміли, що добавки все ж таки необхідні, перше, що ви повинні зробити - піти в магазин спортивного харчування і вибрати відповідний продукт відповідно до фінансових можливостей. Єдине, чого не варто робити новачкам - це купувати амінокислоти з натуральним смаком: пити їх буде важко через надзвичайну гіркоту.
Шкода, побічні ефекти, протипоказання
Якщо у вас є захворювання, що характеризуються непереносимістю однієї з амінокислот, ви знаєте про це з народження, так само, як і ваші батьки. Цієї амінокислоти треба уникати і надалі. Якщо ж цього немає, говорити про шкоду та протипоказання добавок немає сенсу, оскільки це повністю натуральні речовини.
Амінокислоти – складова частина білка, білок – звична частина раціону людини.Все те, що продається в магазинах спортивного харчування, не є фармакологічними препаратами! Тільки дилетанти можуть говорити про якусь шкоду та протипоказання. З тієї ж причини немає сенсу розглядати таке поняття, як побічні ефекти амінокислот — за помірного споживання жодних негативних реакцій бути не може.
Тверезо підходьте до свого раціону та спортивних тренувань! Будьте здорові!
ВИЗНАЧЕННЯ
Амінокислоти- це складні органічні сполуки, які у своїй молекулі одночасно містять аміногрупу та карбоксильну групу.
Амінокислоти є твердими кристалічними речовинами, що характеризуються високими температурамиплавлення та розкладання при нагріванні. Вони добре розчиняються у воді. Дані властивості пояснюються можливістю існування амінокислот як внутрішніх солей (рис. 1).
Рис. 1. Внутрішня сіль амінооцтової кислоти.
Одержання амінокислот
Вихідними сполуками для отримання амінокислот часто є карбонові кислоти, в молекулу яких вводиться аміногрупа. Наприклад, одержання їх з галогензаміщених кислот
CH 3 -C(Br)H-COOH + 2NH 3 →CH 3 -C(NH 2)H-COOH + NH 4 Br.
Крім цього вихідною сировиною для отримання амінокислот можуть служити альдегіди (1), ненасичені кислоти (2) та нітросполуки (3):
CH 3 -C(O)H + NH 3 + HCN → CH 3 -C(NH 2)H-C≡H + H 2 O;
CH 3 -C(NH 2)H-C≡H + H 2 O (H +) → CH 3 -C(NH 2)H-COOH + NH 3 (1).
CH 2 =CH-COOH + NH 3 → H 2 N-CH 2 -CH 2 -COOH (2);
O 2 N-C 6 H 4 -COOH + [H] →H 2 N-C 6 H 4 -COOH (3).
Хімічні властивості амінокислот
Амінокислота як гетерофункціональні сполуки вступають у більшість реакцій, притаманних карбонових кислот і амінів. Наявність молекулах амінокислот двох різних функціональних груп призводить до появи низки специфічних властивостей.
Амінокислоти – амфотерні сполуки. Вони реагують як з кислотами, так і з основами:
NH 2 -CH 2 -COOH + HCl→Cl
NH 2 -CH 2 -COOH + NaOH → NH 2 -CH 2 -COONa + H 2 O
Водні розчини амінокислот мають нейтральне, лужне та кислотне середовище залежно від кількості функціональних груп. Наприклад, глутамінова кислота утворює кислий розчин, оскільки у її складі дві карбоксильні групи та одна аміногрупа, а лізин – лужний розчин, т.к. у її складі одна карбоксильна група та дві аміногрупи.
Дві молекули амінокислоти можуть взаємодіяти одна з одною. При цьому відбувається відщеплення молекули води та утворюється продукт, у якому фрагменти молекули пов'язані між собою пептидним зв'язком (-CO-NH-). Наприклад:
Отриману сполуку називають дипептидом. Речовини, побудовані з багатьох залишків амінокислот, називають поліпептидами. Пептиди гідролізуються під дією кислот та основ.
Застосування амінокислот
Амінокислоти, необхідні для побудови організму як людина, так і тварини отримують з білків їжі.
γ-аміномасляна кислота використовується в медицині (аміналон/гамалон) при психічних захворюваннях; на її основі створено цілу низку ноотропних препаратів, тобто. що впливають на процеси мислення.
ε-Амінокапронова кислота також використовується в медицині (кровоспинний засіб), а також являє собою великотоннажний промисловий продукт, що використовується для отримання синтетичного поліамідного волокна - капрону.
Антранілова кислота використовується для синтезу барвників, наприклад, синього індиго, а також бере участь у біосинтезі гетероциклічних сполук.
Приклади розв'язання задач
ПРИКЛАД 1
Завдання | Напишіть рівняння реакцій аланіну з: а) гідроксидом натрію; б) гідроксидом амонію; в) соляною кислотою. За рахунок яких груп внутрішня сіль виявляє кислотні та основні властивості? |
Відповідь | Амінокислоти часто зображують як сполуки, що містять аміногрупу та карбоксильну групу, проте з такою структурою не узгоджуються деякі їх фізичні та хімічні властивості. Будова амінокислот відповідає біполярному іону: H 3 N + -CH(R)-COO -. Запишемо формулу аланіну як внутрішньої солі: H 3 N + -CH(CH 3)-COO - . Виходячи з цієї структурної формули, напишемо рівняння реакцій: а) H3N+-CH(CH3)-COO - + NaOH = H2N-CH(CH3)-COONa + H2O; б) H 3 N + -CH(CH 3)-COO - + NH 3 × H 2 O = H 2 N-CH (CH 3)-COONH 4 + H 2 O; в) H 3 N + -CH(CH 3)-COO - + HCl = Cl -. Внутрішня сіль амінокислоти реагує з основами як кислота, із кислотами - як основа. Кислотна група - N + H 3, основна - COO -. |
ПРИКЛАД 2
Завдання | При дії на розчин 9,63 г невідомої моноамінокарбонової кислоти надлишком азотистої кислоти отримано 2,01 л азоту при 748 мм. рт. ст. і 20 o С. Визначте молекулярну формулуцього з'єднання. Чи може ця кислота бути однією з природних амінокислот? Якщо так, то яка це кислота? До складу молекули цієї кислоти не входить бензольне кільце. |
Рішення | Напишемо рівняння реакції: H 2 NC x H 2 x COOH + HONO = HO-C x H 2 x -COOH + N 2 + H 2 O. Знайдемо кількість речовини азоту при н.у., застосовуючи рівняння Клапейрон-Менделєєва. Для цього температуру та тиск виражаємо в одиницях СІ: T = 273 + 20 = 293 К; P = 101,325 × 748/760 = 99,7 кПа; n(N 2) = 99,7 × 2,01/8,31 × 293 = 0,082 моль. По рівнянню реакції знаходимо кількість речовини амінокислоти та її молярну масу. По рівнянню n(H 2 NC x H 2 x COOH) = n(N 2) = 0,082 моль. M(H 2 NC x H 2 x COOH) = 9,63/0,082 = 117 г/моль. Визначимо амінокислоту. Складемо рівняння та знайдемо x: 14x + 16 + 45 = 117; H 2 NC 4 H 8 COOH. З природних кислот такому складу може відповідати валін. |
Відповідь | Ця амінокислота – валін. |
За характером вуглеводневих заступників аміни ділять на
Загальні особливості будови амінів
Також як і в молекулі аміаку, в молекулі будь-якого аміну атом азоту має неподілену електронну пару, спрямовану в одну з вершин спотвореного тетраедра:
Тому у амінів як і в аміаку істотно виражені основні властивості.
Так, аміни аналогічно аміаку оборотно реагують з водою, утворюючи слабкі підстави:
Зв'язок катіону водню з атомом азоту молекулі аміну реалізується з допомогою донорно-акцепторного механізму з допомогою неподіленої електронної пари атома азоту. Граничні аміни є сильнішими підставами проти аміаком, т.к. у таких амінах вуглеводневі заступники мають позитивний індуктивний (+I) ефект. У зв'язку з цим на атомі азоту збільшується електронна щільність, що полегшує його взаємодію Космосу з катіоном Н + .
Ароматичні аміни, якщо аміногрупа безпосередньо з'єднана з ароматичним ядром, виявляють слабші основні властивості порівняно з аміаком. Пов'язано це з тим, що неподілена електронна пара атома азоту зміщується у бік ароматичної системи бензольного кільця внаслідок чого, електронна щільність на атомі азоту знижується. У свою чергу, це призводить до зниження основних властивостей, зокрема здатності взаємодіяти з водою. Так, наприклад, анілін реагує лише із сильними кислотами, а з водою практично не реагує.
Хімічні властивості граничних амінів
Як було зазначено, аміни оборотно реагують із водою:
Водні розчини амінів мають лужну реакцію середовища, внаслідок дисоціації основ, що утворюються:
Граничні аміни реагують з водою краще, ніж аміак, зважаючи на сильніші основні властивості.
Основні властивості граничних амінів збільшуються у ряду.
Вторинні граничні аміни є сильнішими основами, ніж первинні граничні, які є своєю чергою сильнішими основами, ніж аміак. Що стосується основних властивостей третинних амінів, то якщо йдеться про реакції у водних розчинах, то основні властивості третинних амінів виражені набагато гірше, ніж у вторинних амінів, і навіть трохи гірше ніж у первинних. Пов'язано це зі стеричними труднощами, які впливають на швидкість протонування аміну. Тобто три заступники «загороджують» атом азоту і заважають його взаємодії з катіонами H+.
Взаємодія з кислотами
Як вільні граничні аміни, і їх водні розчини вступають у взаємодію Космосу з кислотами. При цьому утворюються солі:
Оскільки основні властивості граничних амінів сильніше виражені, ніж у аміаку, такі аміни реагують навіть із слабкими кислотами, наприклад, вугільної:
Солі амінів є твердими речовинами, добре розчинними у воді і погано в неполярних органічних розчинниках. Взаємодія солей амінів з лугами призводить до вивільнення вільних амінів, аналогічно тому, як відбувається витіснення аміаку при дії лугів на солі амонію:
2. Первинні граничні аміни реагують з азотистою кислотою з утворенням відповідних спиртів, азоту N 2 та води. Наприклад:
Характерною ознакоюданої реакції є утворення газоподібного азоту, у зв'язку з чим вона є якісною на первинні аміни і використовується для їхнього розрізнення від вторинних і третинних. Слід зазначити, що найчастіше цю реакцію проводять, змішуючи амін не з розчином азотистої кислоти, а з розчином солі азотистої кислоти (нітриту) і подальшим додаванням до цієї суміші сильної мінеральної кислоти. При взаємодії нітритів з сильними мінеральними кислотами утворюється азотна кислота, яка вже потім реагує з аміном:
Вторинні аміни дають в аналогічних умовах маслянисті рідини, так звані N-нітрозамінами, але дана реакція в реальних завданнях ЄДІз хімії не зустрічається. Третичні аміни з азотистою кислотою не взаємодіють.
Повне згоряння будь-яких амінів призводить до утворення Вуглекислий газ, води та азоту:
Взаємодія з галогеналканами
Примітно, що така сама сіль виходить при дії хлороводороду на більш заміщений амін. У нашому випадку, при взаємодії хлороводню з диметиламіном:
Отримання амінів:
1) Алкілювання аміаку галогеналканами:
У разі нестачі аміаку замість аміну виходить його сіль:
2) Відновлення металами (до водню в ряду активності) у кислому середовищі:
з подальшою обробкою розчину лугом для вивільнення вільного аміну:
3) Реакція аміаку зі спиртами під час пропускання їх суміші через нагрітий оксид алюмінію. Залежно від пропорцій спирт/амін утворюються первинні, вторинні або третинні аміни:
Хімічні властивості аніліну
Анілін - тривіальна назва амінобензолу, що має формулу:
Як можна бачити з ілюстрації, у молекулі аніліну аміногрупа безпосередньо з'єднана з ароматичним кільцем. У таких амінів, як було зазначено, основні властивості виражені набагато слабше, ніж в аміаку. Так, зокрема, анілін практично не реагує з водою та слабкими кислотами типу вугільної.
Взаємодія аніліну з кислотами
Анілін реагує з сильними та середньої сили неорганічними кислотами. При цьому утворюються солі феніламонію:
Взаємодія аніліну з галогенами
Як вже було сказано на початку цієї глави, аміногрупа в ароматичних амінах, втягнута в ароматичне кільце, що у свою чергу знижує електронну щільність на атомі азоту, і як наслідок збільшує її в ароматичному ядрі. Збільшення електронної щільності в ароматичному ядрі призводить до того, що реакції електрофільного заміщення, зокрема, реакції з галогенами протікають значно легше, особливо в орто- та параположеннях щодо аміногрупи. Так, анілін з легкістю вступає у взаємодію з бромною водою, утворюючи білий осад 2,4,6-триброманіліну:
Ця реакція є якісною на анілін і часто дозволяє визначити його серед інших органічних сполук.
Взаємодія аніліну з азотистою кислотою
Анілін реагує з азотистою кислотою, але через специфічність і складність даної реакції в реальному ЄДІз хімії вона не зустрічається.
Реакції алкілування аніліну
За допомогою послідовного алкілування аніліну по атому азоту галогенпохідними вуглеводнів можна отримувати вторинні та третинні аміни:
Отримання аніліну
1. Відновлення маталами нітробензолу у присутності сильних кислот-неокислювачів:
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
Як метали можуть бути використані будь-які метали, що знаходяться до водню в ряду активності.
Реакція хлорбензолу з аміаком:
З 6 H 5 −Cl + 2NH 3 → C 6 H 5 NH 2 + NH 4 Cl
Хімічні властивості амінокислот
Амінокислотами називають сполуки в молекулах яких є два типи функціональних груп – аміно (-NH 2) і карбокси- (-COOH) групи.
Іншими словами, амінокислоти можна розглядати як похідні карбонових кислот, у молекулах яких один або кілька атомів водню заміщені на аміногрупи.
Таким чином, загальну формулуамінокислот можна записати як (NH 2) x R(COOH) y , де x і y найчастіше рівні одиниці або двом.
Оскільки молекулах амінокислот є і аміногрупа і карбоксильная група, вони виявляють хімічні властивості схожі як амінів, і карбонових кислот.
Кислотні властивості амінокислот
Утворення солей з лугами та карбонатами лужних металів
Етерифікація амінокислот
Амінокислоти можуть вступати в реакцію етерифікації зі спиртами:
NH 2 CH 2 COOH + CH 3 OH → NH 2 CH 2 COOCH 3 + H 2 O
Основні властивості амінокислот
1. Утворення солей при взаємодії із кислотами
NH 2 CH 2 COOH + HCl → + Cl
2. Взаємодія з азотистою кислотою
NH 2 -CH 2 -COOH + HNO 2 → НО-CH 2 -COOH + N 2 + H 2 O
Примітка: взаємодія з азотистою кислотою протікає так само, як і з первинними амінами
3. Алкілювання
NH 2 CH 2 COOH + CH 3 I → + I
4. Взаємодія амінокислот один з одним
Амінокислоти можуть реагувати один з одним, утворюючи пептиди – сполуки, що містять у своїх молекулах пептидний зв'язок – C(O)-NH-
При цьому слід зазначити, що у разі проведення реакції між двома різними амінокислотами, без дотримання деяких специфічних умов синтезу, одночасно протікає утворення різних дипептидів. Так, наприклад, замість реакції гліцину з аланіном вище, що призводить до гліцілананіну, може відбутися реакція, що призводить до аланілгліцину:
Крім того, молекула гліцину не обов'язково реагує на молекулу аланіну. Протікають також реакції пептизації між молекулами гліцину:
І аланіна:
Крім цього, оскільки молекули пептидів, що утворюються, як і вихідні молекули амінокислот містять аміногрупи і карбоксильні групи, самі пептиди можуть реагувати з амінокислотами та іншими пептидами, завдяки утворенню нових пептидних зв'язків.
Окремі амінокислоти використовуються для синтетичних поліпептидів або так званих поліамідних волокон. Так, зокрема, за допомогою поліконденсації 6-аміногексанової (ε-амінокапронової) кислоти в промисловості синтезують капрон:
Отримана в результаті цієї реакції капронова смола використовується для виробництва текстильних волокон та пластмас.
Утворення внутрішніх солей амінокислот у водному розчині
У водних розчинах амінокислоти існують переважно у вигляді внутрішніх солей - біполярних іонів (цвіттер-іонів):
Одержання амінокислот
1) Реакція хлорпохідних карбонових кислот з аміаком:
Cl-CH 2 -COOH + 2NH 3 = NH 2 -CH 2 -COOH + NH 4 Cl
2) Розщеплення (гідроліз) білків під дією розчинів сильних мінеральних кислот та лугів.