Программа для поступающих в вузы (ответы) (стр. 22 из 24)

[C₆H₇O₂(OH)₃]_n + nHNO₃ → [C₆H₇O₂(ONO₂)₃]_n + nH₂O

При действии на целлюлозу смеси уксусного ангидрида, уксусной к-ты и серной к-ты образуется триацетат целлюлозы:

(CH₃CO)₂O

[C₆H₇O₂(OH)₃]_n ———→[C₆H₇O₂(OCOCH₃)₃]_n

Из ацетатов целлюлозы готовят лаки, негорючую кинопленку, а также ацетатное волокно. Нашли техническое применение и простые эфиры целлюлозы. Так, обрабатывают целлюлозу сначала щелочью, а затем хлористым метилом (под давлением), получают метилцеллюлозу:

[C₆H₇O₂(OH)₃]_n + 2NaOH + 2CH₃Cl → [C₆H₇O₂(OH)(OCH₃)₂]_n + 2NaCl + 2H₂O

При метилировании целлюлоза приобретает некоторую растворимость в воде; применяется главным образом как загуститель в текстильной, косметической и пищевой промышленности. Аналогично получают этицеллюлозу, которую используют для производства прочных морозостойких пленок. Искусственные волокна на основе целлюлозы ныне занимают видное место в общем балансе текстильного сырья.

Амины, их строение и номенклатура. Амины как органические основания, взаимодейст-вие с кислотами. Анилин. Сравнение свойств алкил- и арилзамещенных аминов. Получение анилина из нитробензола (реакция Зинина).

Амины – органические производные аммиака, которые можно рассматривать как продукты замещения атомов водорода аммиака на углеводородные радикалы. В зависимости от числа замещенных на радикалы атомов водорода различают первичные (1), вторичные (2) и третичные (3) амины:

1. R–NH₂ 2. R–NH–R’ 3.R₃N.

Низшие амины – газы, средние – жидкости, а начиная с С₁₂ - твердые вещества. Запах низших аминов напоминает запах аммиака. С ростом числа атомов углерода растворимость в воде ухудшается. Являясь производными аммиака, они сохраняют основные свойства. Причина этому – свободная электронная пара азота.

Химические свойства:

1. Присоединение алкилгалогенидов:

C₆H₅NH₂ + C₂H₅Cl → [C₆H₅–NH₂–C₂H₅]⁺Cl^–

2. Взаимодействие с HCl:

C₂H₅NH₂ + HCl → [C₂H₅NH₃]⁺Cl^–

3. Реакции с азотистой кислотой:

а) первичные CH₃NH₂ + HNO₂ → CH₃OH + N₂ + H₂O

б) вторичные (CH₃)₂NH + HNO₂ → (CH₃)₂N–N=O + H₂O

в) третичные не реагируют.

Простейшие алифатические амины – метиламин, диметиламин - используются при синтезе лекарственных веществ, в качестве ускорителей вулканизации и в других органических синтезах. Гексаметилендиамин NH₂–(CH₂)₆–NH₂ является исходным веществом для синтеза важного полимерного материала – найлона.

Анилин – важнейший из ароматических аминов. Получается по реакции Зинина:

C₆H₅NO₂ + 6H → C₆H₅NH₂ + 2H₂O.

В промышленности получают каталитическим восстановлением нитробензола водородом; пропуская хлорбензол с аммиаком над одновалентной медью. Анилин применяется для получения красителей, лекарственных препаратов, вулканизаторов и стабилизаторов для резины, пластмасс, фотографических проявителей.

Аминокислоты, их строение и кислотно-основные свойства. Синтетические полиамидные волокна. Понятие о строении белковых молекул. α-аминокислоты как структурные единицы белков. Свойства и биологическая роль белков.

Аминокислотами называются соединения, содержащие в молекуле амино- и карбоксильную группы. В зависимости от взаимного положения групп различают α-, β- и γ-аминокислоты. Одновременное присутствие в молекуле аминокислоты кислотной и основной групп приводит к внутримолекулярной нейтрализации. Учитывая это, свободные аминокислоты правильнее представлять в виде внутренних солей типа:

Это сказывается и на физических свойствах аминокислот: подобно обычным неорганическим солям, аминокислоты представляют собой кристаллические вещества, растворимые в воде и мало растворимые в органических растворителях. Они плавятся при высоких температурах и обычно при этом разлагаются. Переходить в парообразное состояние они не способны.

Получение:

ClCH₂–COOH + 3NH₃ → H₂N–CH₂–COONH₄ + NH₄Cl (р-ция Фишера);

СH₃–CHO ® CH₃–CH(OH)–CN ® CH₃–CH(NH₂)–CN ®

→ H₃–CH(NH₂)–COOH (р-ция Зелинского).

Химические свойства аминокислот в первом приближении являются суммой свойств имеющихся в их составе функций. Своеобразие аминокислот определяется, прежде всего, тем, что в них имеются две функции противоположного химического характера – аминогруппа со свойствами основания и карбоксильная группа со свойствами кислоты. Аминокислоты являются амфотерами.

1. H₂N–CH₂–COOH + HCl → HCl·H₂N–CH₂–COOH
2. H₂N–CH₂–COOH + NaOH → H₂N–CH₂–COONa

Реакции по карбоксильной группе1. H₂NCH₂COOH + NaOH → H₂NCH₂COONa + H₂O2. 2H₂NCH₂COOH + Na → H₂NCH₂COONa + H₂3. H₂NCH₂COOH + CH₃OH → H₂NCH₂COOCH₃ + H₂O4. H₂NCH₂COOH → CH₃NH₂ + CO₂Реакции по аминогруппе1. H₂NCH₂COOH + HCl → HCl·H₂NCH₂COOH2. H₂NCH₂COOH + HNO₂ → HOCH₂COOH + N₂ + H₂O3. H₂NCH₂COOH + CH₃COCl → CH₃CONHCH₂COOH + HCl

Аминокислоты способны взаимодействовать друг с другом, образуя длинные цепи:

H₂NCH₂COOH + HNНСН₂COOH → H₂NCH₂COHNCH₂COOH + H₂O

Высокомолекулярные соединения, построенные из аминокислотных остатков, называются белковыми веществами – белками. Внешний вид, физическое состояние белков может быть столь же разнообразным, как и функции, которые они выполняют в организме. Несмотря на внешнее несходство, различные представители белков обладают некоторыми общими свойствами. Так, растворы всех белков имеют коллоидный характер. При повышении температуры, УФ-излучения или радиации, под влиянием кислот, щелочей и других реагентов происходят изменения физико-химических свойств белков, называемые денатурацией. При этом теряется биологическая активность. Денатурацию в настоящее время связывают с изменением конформации[1] белковых молекул. Белковые вещества осаждаются фосфорно-вольфрамовой, фосфорно-молибденовой, пикриновой, трихлоруксусной, салициловой и другими кислотами, а также солями многих тяжелых металлов. Белки дают и многие цветные реакции. Например, специфические окраски возникают при взаимодействии их со щелочными растворами солей меди (биуретовая реакция).

Главной составной частью белковых веществ являются двадцать α-аминокислот.

Молекулы аминокислот связаны в белках по амидному типу. В данном случае эта связь называется пептидной, а соединения амидного типа, образованные несколькими молекулами аминокислот, называют пептидами. Синтез пептидов можно осуществить, например, ацилированием аминокислот хлорангидридами галогензамещенных кислот и действием аммиака:

H₂N–CH(CH₃)–COOH + Cl–CH₂–COCl →

→ Сl–CH₂–CO–NH–CH(CH₃)–COOH + HCl,

Cl–CH₂–CO–NH–CH(CH₃)–COOH + NH₃ →

→ H₂N–CH₂–CO–NH–CH(CH₃)–COOH + HCl.

Белки, дающие при гидролизе исключительно аминокислоты, называются протеинами. Сложные белки или протеиды являются соединениями белков с небелковой частью. В зависимости от природы небелковой части различают следующие группы протеидов:

1. Фосфопротеиды содержат фосфор (казеин).

2. Липопротеиды – соединения белков с веществами, родственными жирам (зрительный пурпур).

3. Гликопротеиды, мукопротеиды – соединения белков с углеводами (альбумины и глобулины сыворотки).

4. Металлопротеиды – сложные белки, содержащие комплексно связанный металл (гемоглобин).

5. Нуклеопротеиды – соединения белков с нуклеиновыми кислотами.

Аминокислотный состав и последовательность связи аминокислот в молекуле белка определяют его первичную структуру. Полипептидная цепь может иметь различные конформации, которые определяют его вторичную структуру. Имеющая определенную конформацию цепь может далее складываться с созданием третичной структуры.

Нет ни одного живого организма, растительного или животного, в котором белки не выполняли бы жизненно важных функций. Многочисленные ферменты – катализаторы обмена веществ в живых организмах – все без исключения относятся к белковым веществам. Всюду, где есть жизнь, встречаются и белковые вещества.

1. Алкан → Алкен + Н2 (t, Pt);

2. Алкен + Н2 → Алкан (t, Pt);