С карбонатом кальция и с этанолом молочная кислота реа¬ гирует как обычная карбоновая кислота:

/, н*

СН3СН(ОН)СООН+С2Н5ОН >СН3СН(0Н)С00С2Н5+Н20

ГЛАВА 25. Амины. Аминокислоты

§ 25.1. Амины

Амины органические соединения, которые рассматри¬ вают как производные аммиака, в котором атомы водорода

(один, два или три) замещены на углеводородные радикалы.

Амины делятся на первичные, вторичные, третичные в зави¬ симости от того, сколько атомов водорода замещено на ра¬

дикал:

В зависимости от природы радикалов, амины могут быть

алифатическими (предельными и непредельными), алицикли-

ческими, ароматическими или смешанными. Общая формула

предельных алифатических аминов CnH2n+3N.

Строение. Атом азота в молекулах аминов находится в

состоянии ^-гибридизации. Три из четырех гибридных ор¬

биталей участвуют в образовании a-связей N-C и N-H, на

четвертой орбитали находится неподеленная электронная

пара, которая обусловливает основные свойства аминов.

Электронодонорные заместители (например, предельные уг¬

леводородные радикалы) увеличивают электронную плот¬

ность на атоме азота и усиливают основные свойства ами¬

нов. Электроноакцепторные заместители (например,

бензольное кольцо) уменьшают электронную плотность и ослабляют основные свойства.

Изомерия аминов связана со строением углеродного ске¬

лета. Кроме того, первичные, вторичные и третичные амины,

246

Амины в чистом виде или в растворах взаимодействуют с

кислотами, образуя соли, которые являются аналогами солей

аммония (см. задачи 2, 3):

Соли аминов - твердые вещества, хорошо растворимые в во¬

де и плохо растворимые в неполярных органических раство¬

рителях. Щелочи превращают соли аминов в свободные

амины подобно тому, как из солей аммония щелочи вытес¬

няют аммиак.

t

[CH3NH3]CI + NaOH > CH3NH2t + NaCI + H20.

Некоторые реакции аминов происходят с участием угле¬ водородных радикалов. Так, простейший ароматический

амин анилин C6H5NH2 - легко вступает в реакции электро-

фильного замещения, поскольку аминогруппа NH2 увеличи¬ вает электронную плотность в бензольном кольце в орто- и

пара-положениях. Анилин реагирует с бромной водой, давая

белый осадок 2,4,6-триброманилина:

Вг

2,4,6-трнброманилин Применение. Низшие алифатические амины и анилин ис¬

пользуются для синтеза лекарственных средств, а анилин,

кроме того, для синтеза красителей.

§ 25.2. Аминокислоты

Аминокислоты - это органические бифункциональные со¬ единения, в состав которых входят карбоксильная группа -

СООН и аминогруппа -NH2. В зависимости от взаимного

расположения обеих функциональных групп различают а-,

Р* и у-аминокислоты:

248

снз-сн-соон снг-снг-соон

Греческая буква при атоме углерода обозначает его уда¬ ленность от карбоксильной группы. В природе встречаются

только а-аминокислоты, некоторые из них приведены в таб¬ лице 25.1.

Изомерия. Структурная изомерия аминокислот связана со

строением углеродного скелета и с положением функцио¬

нальных групп в углеродной цепи. Пространственная изоме¬

рия связана с существованием асимметрического атома угле¬

рода. Во всех a-аминокислотах, кроме глицина, а-

углеродный атом связан с четырьмя разными заместителями,

поэтому все эти аминокислоты могут существовать в виде

двух изомеров, являющихся зеркальными отражениями друг друга.

Таблица 25.1. a-Аминокислоты общей формулы

HoN-CH-COOH

А

Физические свойства. Аминокислоты представляют собой твердые кристаллические вещества, хорошо растворимые в воде и мало растворимые в органических растворителях.

Многие аминокислоты имеют слад кий вкус.

249

Получение. Основной способ получения аминокислот -

замещение атома галогена на аминогруппу в соответствую¬

щих галогензамещенных кислотах. Этот способ аналогичен

получению аминов из алкилгалогенидов и аммиака. Выде¬

ляющийся при замещении галогеноводород связывают из¬

бытком аммиака:

Химические свойства. Аминокислоты - это органические

амфотерные соединения. Они содержат в составе молекулы две функциональные группы противоположного характера:

аминогруппу с основными свойствами и карбоксильную

группу с кислотными свойствами. Аминокислоты реагируют

как с кислотами, так и с основаниями:

При растворении аминокислот в воде карбоксильная

группа отщепляет ион водорода, который может присоеди¬

ниться к аминогруппе. При этом образуется внутренняя соль, молекула которой представляет собой биполярный ион:

H2N-CH2 СООН ===== +H3N СН2 СОО'.

Водные растворы аминокислот имеют нейтральную, ще¬

лочную или кислотную среду в зависимости от количества

функциональных групп. Так, глутаминовая кислота образует

кислый раствор (две группы -СООН, одна -NH2), лизин -

щелочной (одна группа -СООН, две -NH2).

Важным свойством аминокислот является их способность

к конденсации. Две молекулы аминокислоты могут реагиро¬

вать друг с другом с отщеплением молекулы воды и образо¬

ванием продукта, в котором фрагменты связаны пептидной

связью -CO-NH-.

H2N-CH-C-IOH + HfNH-CH-C-OH

L.-J

H2N СН С NH СН С ОН + Н2О

дипептид

250