9.3.2. Химические свойства
Подобно другим соединениям со смешанными функциями, аминокислоты проявляют свойства и кислот, и аминов.
1. Обладая карбоксильной группой, аминокислоты образуют соли, сложные эфиры, галогенангидриды, амиды и т.д.
Соли α-аминокислот с тяжелыми металлами могут иметь комплексный характер. Таким строением обладают, например, интенсивно синие соли меди:
2.Являсь аминами, аминокислоты дают соли с минеральными кислотами, образуют алкильные и ацильные производные и т.д.
3. В зависимости от взаимного расположения амино- и карбоксильной групп, аминокислоты по разному отвечают на нагревание:
3.1) α-аминокислоты образуют циклические амиды, которые называются дикетопиперазинами.
3.2) β-аминоксилоты при нагревании отщепляют аммиак с образованием непредельных кислот.
3.3) - и δ-аминокислоты легко отщепляют воду и циклизуются, образуя внутренние амиды – лактамы
3.4) В тех случаях, когда амино- и карбоксильные группы разделены пятью и более углеродными атомами, при нагревании происходит процесс поликонденсации (с отщеплением молекулы воды) с образованием полиамидных цепей:
α-аминокислоты являются составной частью белков, носителей жизни.
Задачи для самопроверки
1. Назовите следующие соединения:
2. Напишите структурные формулы аминокислот состава C4H9O2N и назовите их.
3. В какой форме находятся каждая из следующих аминокислот в водном растворе при рН 2, 6 и 12:
А) аланин; Б) лейцин; В) валин; Г) тирозин; д) лизин; Е) глутаминовая кислота.
4. Предложите схемы синтеза следующих аминокислот:
5. Из уксусной кислоты получите глицин и подвергните его нагреванию.
6. Получите из ацетилена 3-аминопропановую кислоту. Напишите для кислоты реакции с едким натром, соляной кислотой и пятихлористым фосфором.
7. Подвергните нагреванию α-, β-, и -аминовалериановые кислоты. Назовите полученные продукты.
8. Напишите уравнения реакции, соответствующие схеме и назовите все органические соединения:
Глава 10. Гетероциклические соединения
10.1. Определение и классификация гетероциклических соединений.
Гетероциклическими называются такие соединения в молекулах которых содержатся циклы, в образовании которых участвуют не только атомы углерода, но и атомы других элементов. Наиболее важное значение имеют гетероциклы, содержащие в своем составе атомы О, N, S. В образовании гетероцикла может участвовать атом любого элемента, имеющего валентность 2 и выше.
Гетероциклические соединения различаются по величине цикла, при этом в биологических системах наибольшее значение имеют пяти и шестичленные гетероциклы.
В составе гетероциклов может находиться один или несколько гетероатомов как одинаковых, так и различных.
Гетероциклы, не содержащие сопряженных систем, практически не отличаются от подобных систем алифатического ряда:
Кроме гетероциклических соединений похожих на свои алифатические аналоги существует ряд гетероциклов по своим свойствам близких к бензолу и его производным.
10.2. Пятичленные гетероциклические соединения: изомерия, номенклатура, ароматический характер.
Важнейшими ароматическими пятичленными гетероциклами с одним гетероатомом являются:
Известно, что циклическая система обладает ароматическими свойствами лишь тогда, когда она имеет:
1) плоское строение;
2) 4n+2 делокализованных электронов;
3) непрерывную цепь сопряжения.
Вышеуказанные гетероциклы отвечают этим требованиям, т.е. имеют плоское строение и содержат ароматический секстет π-электронов, из которых 4π-электрона предоставляются четырьмя атомами углерода в состоянии sp2-гибридизации, а еще два – свободной парой электронов соответствующего гетероатома.
Пятичленные ароматические гетероциклы с одним гетероатомом обладают одинаковой электронной структурой, похожими методами синтеза и сходной реакционной способностью.