Качественные реакции алифатических углеводородов

УЧЕБНОЕ ПОСОБИЕ

ПО ОРГАНИЧЕСКОЙ ХИМИИ

«КАЧЕСТВЕННЫЕ РЕАЦИИ ОРГАНИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ»

для студентов очной и очно - заочной форм обучения

(базовый уровень средне-профессионального образования)

Екатеринбург

2017 г.

КАЧЕСТВЕННЫЕ РЕАКЦИИ АЛИФАТИЧЕСКИХ УГЛЕВОДОРОДОВ

АЛКАНЫ

Алканы не окисляются перманганатом калия на холоде, вследствие этого раствор не будет изменять окраску. Предельные углеводороды в обычных условиях химически инертны: они не взаимодействуют с концентрированными серной и азотной кислотами, не окисляются сильными окислителями – КмпО₄, К₂Сг₂О₇. Этим свойством алканов пользуются в фармации, когда хотят открыть примеси, например, в вазелиновом масле:

1) при прибавлении к испытуемому маслу раствора перманганата калия в сернокислой среде при комнатной температуре розовая окраска не исчезает, или

2) при добавлении к испытуемому маслу бромной воды при комнатной температуре желто-бурая окраска не исчезает, то это служит признаком отсутствия в вазелиновом масле примесей.

Применение алканов в медицине.

-бутан (С₄Н₁₀) для заполнения аэрозольных упаковок лекарств;

- вазелин(С₅Н₁₂ – С₂₅Н₅₂) и парафин(С₁₉ –С₃₅) являются основой для мазей; - вазелиновое масло(С₅Н₁₂ – С₁₅Н₃₂)применяется в качестве слабительного средства, наружно как смягчающее средство;

- парафини озокерит применяются для лечения теплом при невралгиях, невритах, артритах, артрозах и т.д. Озокерит представляет собой воскоподобный продукт нефтяного происхождения и состоит из смеси твердых углеводородов парафинового ряда с большей или меньшей примесью жидких, газообразных углеводородов, входящих в состав нефти.

АЛКЕНЫ И АЛКИНЫ

Для непредельных связей характерны реакции присоединения, такие реакции являются качественными для обнаружения двойных и тройных связей.

СН₂ = СН₂ + Вг₂ ---> СН₂ – СН₂

| |

Вг Вг

этилен 1,2 -дибромэтан

Вг Вг

+ Вг₂ | |

СН ≡ СН + Вг₂ à СН=СН à СН - СН

| | | |

Вг Вг Вг Вг

ацетилен 1,2 -дибромэтилен 1,1,2,2- тетрабромэтан

Бурая окраска брома быстро исчезает, присоединение брома идет легко, при комнатной температуре.

При окислении алкенов КмпО₄ в нейтральной или слабощелочной среде происходит разрыв п-связи и присоединение гидроксильной группы к каждому атому углерода, т.е. реакция гидроксилирования. В результате получаются двухатомные спирты (гликоли). Эта реакция носит имя открывшего ее русского химика Е.Е.Вагнера (1888), она используется как качественная реакция для обнаружения двойной связи. В результате этой реакции окрашенный раствор перманганата калия быстро обеспечивается и выпадает коричневый осадок оксида марганца (IV).

3СН₂=СН₂ + 2КмпО₄ +4Н₂О -----> 3СН₂ – СН₂ +2КОН +2МпО₂↓

| |

ОН ОН

этилен этандиол-1,2 (этиленгликоль)

Мп⁺⁷ +3е ----> Мп⁺⁴ 2 окислитель

2С^-2 - 2е ----> 2С^- 3 восстановитель

Введение в формулу лекарственного препарата двойной связи усиливает биологическое действие препарата на организм.

Алкины легко окисляются различными окислителями, в частности перманганатом калия. При этом раствор перманганата калия обесцвечивается, что служит указанием на наличие тройной связи. Ацетилен окисляется КмпО₄ в нейтральной среде до щавелевой кислоты.

3С₂Н₂ + 8КмпО₄ +4Н₂О ---- > 3Н₂С₂О₄ + 8МпО₂ ↓+ 8КОН

ацетилен щавелевая

кислота

Мп⁺⁷ + 3е ---- Мп⁺⁴ 8 окислитель

2С^- - 8е ---- 2С⁺³ 3 восстановитель

Реакция отличия алкинов, имеющих концевую тройную связь НС ≡, от алкенов и алканов – образование соли, называемые ацетиленидами. Ацетилениды серебра и меди (I) легко образуются и выпадают в осадок при пропускании ацетилена через аммиачный раствор оксида серебра или хлорида меди (I).

С₂Н₂ + Аg₂О ----- > Аg - С º С - Аg ↓ + Н₂О

ацетилен ацетиленид серебра

СН₃- С º СН + СиС1 -----> СН₃- С º С - Си + НС1

пропин метилацетиленид меди (1)

Ацетилениды серебра и меди как соли очень слабых кислот легко разлагаются при действии сильной минеральной кислоты с выделением исходного алкина.

Ацетилен используется при получении таких химических веществ, как уксусная кислота, ароматические углеводороды, этиловый спирт; обладает наркотическими свойствами.

КАЧЕСТВЕННЫЕ РЕАКЦИИ ГОМОФУНКЦИОНАЛЬНЫХ ОРГАНИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ

СПИРТЫ

Для спиртов характерна реакция этерификации – взаимодействие с карбоновыми кислотами.

Н₂SО₄ конц.,Т*

С₂Н₅ОН + СН₃- СООН --------------------> СН₃ – СО-ОС₂Н₅ + Н₂О

этанол уксусная этиловый эфир

кислота уксусной кислоты

(фруктовый запах)

В результате реакции этерификации образуются сложные эфиры, которые имеют приятный запах фруктов.

Первичные спирты окисляются в альдегиды, вторичные спирты окисляются в кетоны, третичные спирты более устойчивы к окислению. Окисление спиртов обычно проводят сильными окислителями. Этанол окисляют К₂Сг₂О₇ в кислой среде, при нагревании ощущается запах уксусного альдегида (запах свежих яблок) и раствор из оранжевого (Сг₂О₇^-2 ) переходит в изумрудно – зеленый (Сг⁺³).

3 С₂Н₅ОН + К₂Сг₂О₇ +4Н₂SО₄ ----> 3 СН₃ – С (О) Н + Сг₂(SО₄)₃ + К₂SО₄ +

7Н₂О

2Сг⁺⁶ + 6е ----> 2 Сг⁺³ 1 окислитель

С^- - 2е ---- > С⁺ 3 восстановитель

Подлинность этилового спирта устанавливают по реакции образования йодоформа (желтый осадок и характерный запах) – йодоформная проба.

С₂Н₅ОН + 4I₂ + 6NаОН ----> СНI₃ ↓+ 5NаI + Н-СООNа + 5Н₂О

I₂ + 2е ---> 2I^- 4 окислитель

2С^-2 – 8е ---> 2 С⁺² 1 восстановитель

Многоатомные спирты при взаимодействии с Си(ОН)₂ в щелочной среде образуют комплексное соединение синего цвета . Этой реакцией часто пользуются для качественного обнаружения соединений, имеющих в молекуле диольный фрагмент (глицерин ,глюкоза, фруктоза, винная кислота) - СН(ОН)СН(ОН)-.

глицерат меди,

раствор ярко – синего цвета

Это реакция отличия многоатомных спиртов от одноатомных.

Этиловый спирт (этанол, С₂Н₅ОН) используется для приготовления спиртовых растворов, компрессов, для обработки инъекционного поля. Глицерин ( пропантриол – 1,1,1) применяют в качестве растворителя (раствор Люголя), наружно для смягчения кожи, в промышленности для получения нитроглицерина. Многие лекарственные препараты содержат спиртовую группу в своем составе: глюкоза, адреналин, эфедрин, ментол, терпингидрат и т.д.

ПРОСТЫЕ ЭФИРЫ

Способность простых эфиров к окислению необходимо учитывать при работе с этими веществами, т.к. некоторые из них, например, диэтиловый эфир, используются в фармацевтической и медицинской практике. Эфир окисляется кислородом воздуха в пероксид. Учитывая взрывоопасность пероксидов и гидропероксидов, необходимо при работе с простыми эфирами всегда проверять их на наличие пероксидных соединений. Проба на наличие пероксидных соединений проводится с раствором КI. Если в эфире содержатся пероксидные соединения, то они окисляют КI до свободного I₂, окрашивающего раствор в буро-коричневый цвет. Образование небольших количеств йода можно легко обнаружить, добавляя в пробу раствор крахмального клестера, который дает при взаимодействии с йодом синее окрашивание.

Наиболее характерной для дифенгидрамина гидрохлорида (димедрола) является реакция образования окрашенных оксониевых солей с концентрированными кислотами. Так, при действии на дифенгидрамина гидрохлорид концентрированной серной кислоты образуется оксониевая соль, имеющая окрашивание от желтого до кирпично-красного. При добавлении воды окраска исчезает, что связано с разложением этой соли.

Диэтиловый эфир (медицинский эфир) применяют в анализе в качестве растворителя; дифенгидрамина гидрохлорид (димедрол) применяют в медицине как гистаминное средство; бутилвиниловый эфир является исходным веществом для препарата «Винилин» (бальзам Шостаковского), который применяют наружно для лечения долго незаживающих ран.

АЛИФАТИЧЕСКИЕ АМИНЫ

Реакция с азотистой кислотой позволяет отличить первичные, вторичные и третичные амины.

Первичные амины при взаимодействии с азотистой кислотой вступают в реакцию дезаминирования с образованием спирта.

С₂Н₅-NН₂ + НО-NО ----> С₂Н₅ОН + N₂↑ + Н₂О

этиламин этанол

(характерный запах)

Вторичные амины превращаются в нитрозамины (окрашенные соединения).

СН₃-NН-СН₃ + НО-NО -----> (СН₃)₂- N-N = О + Н₂О

диметиламин диметилнитрозамин

Третичные амины под действием азотистой кислоты практически не изменяются.

Первичные амины при температуре с хлороформом и спиртовой щелочью образуют изонитрилы – вещества с сильным тошнотворным запахом. Данная реакция используется для открытия первичных аминов в фармацевтическом анализе.

СН₃ –NН₂ + СНС1₃ + 3NаОН ----> СН₃-N ≡ С + 3NаОН +3Н₂О

метиламин метилизонитрил

(запах)

Амины встречаются в природе повсеместно в виде витаминов, гормонов, промежуточных продуктов обмена, есть они и в организме животных и в растениях. Кроме того, при гниении живых организмов также получаются средние амины, которые в жидком состоянии распространяют неприятный запах селедочного рассола.

АЛЬДЕГИДЫ

Альдегиды легко окисляются в соответствующие карбоновые кислоты. Для их окисления можно использовать различные окислители. Одной из качественных реакций для обнаружения альдегидной группы является реакция «серебряного зеркала» - окисление реактивом Толленса. Катион серебра восстанавливается в металлическое серебро, которое дает блестящий налет на стенках пробирки.

Т*

СН₃-С(О)Н + 2Аg(NН₃)₂ОН -------> СН₃СООNН₄ + 2Аg↓ + 3NН₃ + Н₂О

уксусный ацетат

альдегид аммония

Аg ⁺ +1е ---> Аg 2 окислитель

С⁺ - 2е ---> С⁺³ 1 восстановитель

Другая качественная реакция на альдегиды заключается в окислении их гидроксидом меди (11). При окислении альдегида гидроксид меди(11), имеющий светло-голубой цвет, восстанавливается в гидроксид меди (1) желтого цвета. Этот процесс протекает при комнатной температуре. Если подогреть испытуемый раствор, то гидроксид меди (1) желтого цвета превращается в оксид меди (1) красного цвета, который плохо растворим в воде и выпадает в осадок.

Т*

СН₃- С (О) Н + 2Си (ОН)₂ ------> СН₃ - СООН + 2СиОН↓ + Н₂О

С⁺¹ -2е ---> С⁺³ 1 восстановитель

Си⁺² + 1е ---> Си⁺¹ 2 окислитель

Т*

2СиОН↓-------> Си₂О↓ + Н₂О

С реактивом Несслера в щелочной среде из альдегида образуется соответствующая карбоновая кислота, в результате этой реакции выпадает в осадок восстановленная ртуть темного цвета.

СН₃- С (О) Н + [К₂Нg]I₄ +3 КОН ---> СН₃СООК + Нg↓ + 4КI +2Н₂О

С⁺¹ – 2е ---> С⁺³ 1 восстановитель

Нg⁺² +2е---> Нg 1 окислитель

Также проводят реакцию с реактивом Фелинга , при нагревании реакционной смеси постепенно выпадает осадок оксида меди (1) кирпично –красного цвета.

СН₃-С(О)Н+2NаООС-СН-СН-СООК+3Н₂О--->СН₃СООН + 2NаООС-СН- СН-СООК+

| | | |

О О ОН ОН

\ /

Си сегнетова соль

(тартрат калия-натрия)

Си₂О↓ + Н₂О

С^+! – 2е ---> С⁺³ 1 восстановитель

Си⁺² +1е ---> Си⁺¹ 2 окислитель

Для альдегидов (и кетонов) можно предложить качественную реакцию – реакцию образования оснований Шиффа, окрашенные соединения. Реакцию проводят с аммиаком и производными аммиака (гидразин, фенилгидразин, гидроксиламин, амины).

СН₃ –С (О) Н + NН₃ -------> СН₃- С (NН) Н + Н₂О

уксусный основание Шиффа

альдегид

СН₃ –С (О) Н + NН₂- NН₂ -----> СН₃- С (N-NН₂)Н + Н₂О

основание Шиффа

СН₃- С (О) Н + NН₂-NН-С₆Н₅ -----> СН₃ –С(N-NН-С₆Н₅)Н + Н₂О

основание Шиффа

СН₃- С (О) Н + NН₂-С₂Н₅ ----> СН₃- С(N-С₂Н₅)Н + Н₂О

основание Шиффа

Многие лекарственные препараты и биологические соединения содержат оксогруппу. Формальдегид (формалин) – применяют для дезинфекции, из формальдегида получают метенамин (гексаметилентетрамин, уротропин). Так как формалин предотвращает разложение, он используется в качестве бальзамирующего средства для длительного хранения биологических препаратов. Метенамин применяют как противовоспалительное средство при заболевании мочевой системы. Широкое применение в медицине имеет глюкоза – общеукрепляющее, в составе растворов кровезамещающих, плазмозамещающих, дезинтоксикационных электролитов, а также для улучшения вкуса препаратов. Камфора – кардиотоническое, бромкамфора – успокаивающее ЦНС.

КАРБОНОВЫЕ КИСЛОТЫ

Все карбоновые кислоты в водном растворе диссоциируют на ионы, окрашивают лакмус и метиловый оранжевый в красный цвет (рН < 7), фенолфталеин и тимолфталеин окраску не изменяют в кислой среде.

Для всех карбоновых кислот характерна реакция этерификации - взаимодействие со спиртами.

Т*, Н₂SО₄ конц.

СН₃-СООН + С₂Н₅ОН---------------------------> СН₃- С (О)-ОС₂Н₅ + Н₂О

уксусная этанол этиловый эфир

кислота уксусной кислоты

(фруктовый запах)

Муравьиная кислота обладает восстановительными свойствами, что и используют в качественном анализе. Реакцию проводят с реактивом Толленса при нагревании, в результате реакции на стенках пробирки появляется серебристый налет – восстановленное серебро.

Т*

НСООН +2Аg(NН₃)₂ОН --------> 2Аg ↓+4NН₃ +СО₂ + 2Н₂О

Аg⁺ + 1е ----> Аg 2 окислитель

С⁺² – 2 е ----> С⁺⁴ 1 восстановитель

Уксусную кислоту и ее соли определяют раствором хлорида железа (III). В результате реакции образуется ацетат железа (III) – раствор красно-бурого цвета.

3СН₃ –СООNa + FeC1₃ -----> (CH₃ –COO)₃ Fe + 3NaC1

ацетат железа (+3)

Качественную реакцию на бензойную кислоту проводят строго в слабощелочной среде, в результате образуется основной бензоат железа (III) - осадок розово-желтого цвета.

С₆Н₅-СООН + NаОН ----> С₆Н₅ –СООNа + Н₂О

1 кап.

6С₆Н₅- СООNa + 2FeC1₃ + 10 H₂O ----> (C₆H₅ –COO)₃Fe Fe(OH)₃ *7H₂O↓

основной бензоат железа (III)

+ 3C₆H₅-COOH + 6NаС1

Реакцию нельзя проводить в щелочной среде (образуется бурый осадок гидроксид железа (III)), нельзя проводить в кислой среде (образуется белый осадок бензойной кислоты).

ГИДРОКСИКИСЛОТЫ

Качественную реакцию на винную(виннокаменную) кислоту проводят при строгом соблюдении нейтральной среды с КС1 (для инактивации, выделившейся в результате реакции НС1, добавляют СН₃-СООNa), с добавлением С₂Н₅ОН.

СН₃- СООNa, С₂Н₅ОН

Н₂С₂Н₄О₆ + КС1 ----------------------------> КНС₂Н₄О₆↓ + НС1

винная гидротартрат

кислота калия

НС1 + СН₃- СООNa -------> CH₃-COOH + NaC1

Растворимость КНС₂Н₄О₆ - белого кристаллического осадка возрастает с повышением температуры, поэтому реакцию надо вести при охлаждении. Кроме того, этот осадок образует пересыщенный раствор; для ускорения образования кристаллов требуется механическое воздействие (трение, взбалтывание). Данную реакцию используют в аналитической химии и в фармацевтическом анализе для определения ионов К⁺.

Винная кислота в своем составе имеет диольный фрагмент –

СН (ОН)-СН(ОН)-, наличие гидроксильных групп в винной кислоте доказывают со свежеприготовленным Си(ОН)_2.

ОН ОН О О

\ /

Си

комплексное соединение винной кислоты

и меди (+2), раствор синего цвета

Лимонную кислоту и ее соли определяют при нагревании с солями Са⁺², в результате реакции образуется белый осадок цитрат кальция.

Качественная реакция на глюконовую кислоту и ее соли проводится с раствором железа хлорида (+3), образуется глюконат железа (+3) – раствор желто – зеленого цвета.

Цитрат натрия применяется для консервации донорской крови. Противосвертывающее действие основано на том, что цитрат натрия связывает участвующие в процессе свертывания ионы кальция в нерастворимый цитрат кальция. Глюконат кальция восполняет дефицит кальция – вещества, необходимого для формирования костной ткани, сокращения гладких, скелетных мышц, передачи нервных импульсов, деятельности миокарда, свертывания крови. Применение глюконата кальция оказывает меньшее раздражающее действие, чем кальция хлорид. Гидроксикислоты широко распространены в природе. Молочная кислота – конечный продукт анаэробного распада глюкозы в мышцах человека, образуется при молочнокислом брожении глюкозы. Яблочная кислота содержится в ягодах и фруктах, особенно много в ягодах барбариса и рябины. Винная кислота применяется в медицине как легкое слабительное в виде «шипучих порошков», в качестве вкусового средства (лимонады), а также как противоядие при отравлении щелочами. Главный источник винной кислоты – зрелые плоды винограда. Вещество выделяется при брожении ягодного напитка, образуя труднорастворимые калиевые соли, называемые винным камнем. Лимоннаякислота-исходная кислота цикла трикарбоновых кислот в митохондриях живых клеток; кроме этого используется для консервирования крови. В наибольшей концентрации лимонная кислота содержится в ряде растений: в ягодах, плодах цитрусовых, хвое, стеблях и листьях махорки в виде соединения с никотином, особенно много её в китайском лимоннике и в большей концентрации чем в зрелых — в недозрелых лимонах.

ФЕНОЛОКИСЛОТЫ

Фенолокислоты в своем составе имеют фенольную гидроксильную группу, поэтому качественную реакцию на салициловую кислоту и другие фенолокислоты, проводят с раствором хлорида железа (III), появляется комплекс фиолетового цвета.

+ FeC1₃ -----> комплекс фиолетового цвета

Салициловая кислота – это ароматическое соединение, можно предложить реакцию с бромной водой, в результате чего выпадает белый осадок 2,4,6 –трибромфенол.

Салициловая кислота - содержится в коре ивы, плодах и листьях малины и других растениях. В аптеке продается салициловый спирт 1%, 2% – это спиртовой раствор салициловой кислоты, применяется как антисептическое средство наружно. Ацетилсалициловая кислота («Аспирин», «Кардиомагнил», «Аспирин – Кардио» и другие) – известное жаропонижающее, болеутоляющее средство, применяется в профилактике тромбоэмболии после операций и в профилактике тромбоза глубоких вен. Метилсалицилат - основной компонент винтегреневого масла (эфирного масла гаультерии лежачей), а также эфирного масла берёзы вишнёвой. Применяют наружно в качестве обезболивающего и противовоспалительного средства.

АМИНОКИСЛОТЫ

Общей качественной реакцией для обнаружения α - аминокислот служит реакция с нингидрином (реакция Руэманна). Конечным продуктом сложных превращений является вещество сине-фиолетового цвета. Реакция основана на окислительном дезаминированиии одновременном декарбоксилировании a - аминокислот. Эта очень чувствительная реакция используется для обнаружения a - аминокислот на хроматограммах и в спектрофотометрическом анализе при количественном определении a - аминокислот.

= О

|| О

|| О

= О

Т*

– ОН ОН

R – CH – COOH + 2

|| О

|

NH₂

Аминокислота Нингидрин

	OH |

= N –

+ R – C = O + CO₂ + 3 H₂O

|

H

Дикетогидриндилиден-

Дикетогидриндамин

(сине-фиолетовый)

a – Аминокислоты способны образовывать комплексные соединения за счет – СООН и –NН_2. Это свойство используют для качественного анализа глютаминовой кислоты.

2НООС – СН₂ – СН₂ – СН – СООН

| + CuSO₄ +2NaOH --------------->

NH₂

О

//

НООС – СН₂ – СН₂ – СН – С

| \

NH₂ O

/

Na₂SO₄ + Си +Н₂О

\

NH₂ O

| /

НООС – СН₂ – СН₂ – СН – С

\\

О

Пептиды и белки представляют собой высокомолекулярные органические соединения, построенные из остатков a- аминокислот, соединенных между собой пептидными связями.

Качественные реакции на белки:

- биуретовая реакция (реакция Пиотровского) – качественная на все без исключения белки, а также продукты их неполного гидролиза, которые содержат не менее двух пептидных связей. Биуретовая реакция обусловлена присутствием в белках пептидных связей (- СО – NH -), которые в щелочной среде образуют с сульфатом меди (ІІ) окрашенные в красно-фиолетовый цвет солеобразные комплексы меди (+2). Биуретовую реакцию дают также некоторые небелковые вещества, например биурет (NH₂-CO-NH-CO-NH₂ и другие).

- цистеиновая реакция (реакция на «слабосвязанную серу», реакция Фоля). Это реакция на цистеин и цистин. При щелочном гидролизе «слабосвязанная сера» в цистеине и цистине достаточно легко отщепляется, в результате чего образуется сероводород, который, реагируя со щелочью, дает сульфиды натрия или калия. При добавлении ацетата свинца (II) образуется осадок сульфида свинца (II) серо-черного цвета.

- ксантопротеиновая реакция белков. Эта реакция используется для обнаружения a-аминокислот, содержащих ароматические радикалы. Тирозин,триптофан, фенилаланин при взаимодействии с концентрированной азотной кислотой образуют нитропроизводные, имеющие желтую окраску. В щелочной среде нитропроизводные этих a-аминокислот дают соли, окрашенные в оранжевый цвет. Желатин, например, не содержащий ароматических аминокислот, не дает ксантопротеиновой пробы.

- реакция Адамкевича (на присутствие в белках триптофана). Белки, содержащие триптофан, в присутствии глиоксиловой и серной кислот дают красно-фиолетовое окрашивание. Реакция основана на способности триптофана взаимодействовать в кислой среде с альдегидами глиоксиловой кислоты (являющейся примесью к концентрированной уксусной кислоте) с образованием окрашенных продуктов конденсации. Реакция протекает по уравнению:

- реакция Шульце - Распайля обусловлена наличием в белке остатков триптофана. Они, взаимодействуя с оксиметилфурфуролом, дают продукты конденсации, окрашенные в вишнево-красный цвет. Оксиметилфурфурол образуется из фруктозы в присутствии концентрированной серной кислоты:

- реакция Сакагучи. Эта реакция на аминокислоту аргинин основана на взаимодействии аргинина с a-нафтолом в присутствии окислителя. Ее механизм еще полностью не выяснен. По-видимому, реакция осуществляется по следующему уравнению:

- реакция Миллонасостоит из нитратов ртути (I) и (II) в HNO₃ с примесью HNO₂. Реакция реактива Милона с белками обусловлена присутствием в них остатка тирозина.

Аминокислоты имеют огромное значение для живых организмов – из аминокислот построены белки, без которых невозможна жизнь Незаменимыми аминокислотами являются валин, лейцин, изолейцин, треонин, метионин, фенилаланин, триптофан, лизин, гистидин, аргинин. Отдельные аминокислоты используются в качестве лекарственных средств:глицин - снижает раздражительность, улучшает сон, уменьшает депрессивные явления; глутаминовая кислота–используется в медицинской практике при лечении заболеваний ЦНС: психозов, реактивных состояний, депрессий, снятия нейротоксических явлений; метионин – для лечения и предупреждения заболеваний печени: жировой дегенераций печени, поражении печени гепатотоксическими ядами, дистрофии в результате белкового голодания; гистидин – используют в медицине для лечения гепатитов, язвенных процессов в желудке и двенадцатиперстной кишки; ГАМК– (γ –аминомасляная кислота)–при лечении психических заболеваний;анестезин,новокаин,лидокаин,тримекаин–местноанестезирующее средство в хирургической практике.

УГЛЕВОДЫ

Углеводы широко распространены в природе и играют очень большую роль жизнедеятельности человека. Из углеводов мы рассмотрим качественные реакции на глюкозу, фруктозу и крахмал.

Глюкоза по своему строению относится к альдегидоспиртам, что и используют при качественном анализе.

Благодаря наличию альдегидной группы в составе, проводят окислительные реакции, используя восстановительные свойства глюкозы. Для проведения реакций можно применить:

1) реактив Толленса

На стенках пробирки налет металлического серебра в виде зеркала.

C⁺¹ - 2e ----> C⁺³ 1 восстановитель

Ag⁺ + 1e ----> Ag 2 окислитель

2) Реактив Фелинга

выпадает кирпично – красный осадок.

С⁺¹ – 2е ----> С⁺³ 1 восстановитель

Си⁺² + 1е---> Си⁺¹ 2 окислитель

3) свежеприготовленный Си(ОН)₂

выпадает кирпично – красный осадок.

С⁺¹ – 2е ---> С⁺³ 1 восстановитель

Си⁺² +1е ---> Си⁺¹ 2 окислитель

В составе глюкозы наблюдается диольный фрагмент – СН (ОН) –СН(ОН)-, наличие гидроксильных групп доказывают при помощи Си(ОН)₂.

хелатный комплекс меди (+2) и глюкозы,

ярко-синего цвета

Фруктоза, подобно глюкозе, дает реакцию «серебряного зеркала» и восстанавливает Си(ОН)₂, хотя и не содержит альдегидной группы. Это объясняется тем, что под действием гидроксидов щелочных металлов фруктоза превращается в глюкозу и расщепляется на ряд легко окисляющихся веществ. Характерной реакцией фруктозы, отличающей ее от других моносахаридов, является реакция Селиванова: при нагревании раствора фруктозы с крепкой хлороводородной кислотой и резорцином быстро появляется интенсивное вишнево-красное окрашивание и при больших концентрациях фруктозы – красно-бурый осадок. Сущность этой реакции сводится к образованию из фруктозы оксиметилфурфурола. Фруктоза образует сложно построенный высокомолекулярный полисахарид инулин, содержащийся в некоторых растениях.

Крахмал определяют с помощью раствора иода, реакция очень чувствительная: даже при наличии малых концентраций крахмала образуется комплекс синего цвета.

Крахмал + I₂ -----> синее окрашивание.

В медицине чистую глюкозу применяют в виде растворов для введения в кровь при ряде заболеваний; глюкоза применяется при производстве различных таблеток и т.д. В медицине и фармации крахмал используют при приготовлении присыпок, паст (густых мазей), а также при производстве таблеток и т.д.

Углеводы имеют большое биологическое значение: в питании человека и животных на долю углеводов приходится 60 – 70% пищевого рациона, а у травоядных – 90%. В сутки человеку необходимо 450 – 600 г углеводов. В организме человека в печени и мышцах из глюкозы, поступившей из крови, синтезируется гликоген. Большую роль в пищеварении имеет клетчатка, хотя она не переваривается в ЖКТ, но способствует выделению ферментов переваривания и создает объем пищи. Углеводы в организме используется как энергетический материал (окисляясь, дают энергию в виде АТФ), так и как пластический материал (входя в состав нуклеиновых кислот, мукополисахаридов, сложных липидов мозга).

УЧЕБНОЕ ПОСОБИЕ

ПО ОРГАНИЧЕСКОЙ ХИМИИ

«КАЧЕСТВЕННЫЕ РЕАЦИИ ОРГАНИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ»

для студентов очной и очно - заочной форм обучения

(базовый уровень средне-профессионального образования)

Екатеринбург

2017 г.

КАЧЕСТВЕННЫЕ РЕАКЦИИ АЛИФАТИЧЕСКИХ УГЛЕВОДОРОДОВ

АЛКАНЫ

Алканы не окисляются перманганатом калия на холоде, вследствие этого раствор не будет изменять окраску. Предельные углеводороды в обычных условиях химически инертны: они не взаимодействуют с концентрированными серной и азотной кислотами, не окисляются сильными окислителями – КмпО₄, К₂Сг₂О₇. Этим свойством алканов пользуются в фармации, когда хотят открыть примеси, например, в вазелиновом масле:

1) при прибавлении к испытуемому маслу раствора перманганата калия в сернокислой среде при комнатной температуре розовая окраска не исчезает, или

2) при добавлении к испытуемому маслу бромной воды при комнатной температуре желто-бурая окраска не исчезает, то это служит признаком отсутствия в вазелиновом масле примесей.

Применение алканов в медицине.

-бутан (С₄Н₁₀) для заполнения аэрозольных упаковок лекарств;

- вазелин(С₅Н₁₂ – С₂₅Н₅₂) и парафин(С₁₉ –С₃₅) являются основой для мазей; - вазелиновое масло(С₅Н₁₂ – С₁₅Н₃₂)применяется в качестве слабительного средства, наружно как смягчающее средство;

- парафини озокерит применяются для лечения теплом при невралгиях, невритах, артритах, артрозах и т.д. Озокерит представляет собой воскоподобный продукт нефтяного происхождения и состоит из смеси твердых углеводородов парафинового ряда с большей или меньшей примесью жидких, газообразных углеводородов, входящих в состав нефти.

АЛКЕНЫ И АЛКИНЫ

Для непредельных связей характерны реакции присоединения, такие реакции являются качественными для обнаружения двойных и тройных связей.

СН₂ = СН₂ + Вг₂ ---> СН₂ – СН₂

| |

Вг Вг

этилен 1,2 -дибромэтан

Вг Вг

+ Вг₂ | |

СН ≡ СН + Вг₂ à СН=СН à СН - СН

| | | |

Вг Вг Вг Вг

ацетилен 1,2 -дибромэтилен 1,1,2,2- тетрабромэтан

Бурая окраска брома быстро исчезает, присоединение брома идет легко, при комнатной температуре.

При окислении алкенов КмпО₄ в нейтральной или слабощелочной среде происходит разрыв п-связи и присоединение гидроксильной группы к каждому атому углерода, т.е. реакция гидроксилирования. В результате получаются двухатомные спирты (гликоли). Эта реакция носит имя открывшего ее русского химика Е.Е.Вагнера (1888), она используется как качественная реакция для обнаружения двойной связи. В результате этой реакции окрашенный раствор перманганата калия быстро обеспечивается и выпадает коричневый осадок оксида марганца (IV).

3СН₂=СН₂ + 2КмпО₄ +4Н₂О -----> 3СН₂ – СН₂ +2КОН +2МпО₂↓

| |

ОН ОН

этилен этандиол-1,2 (этиленгликоль)

Мп⁺⁷ +3е ----> Мп⁺⁴ 2 окислитель

2С^-2 - 2е ----> 2С^- 3 восстановитель

Введение в формулу лекарственного препарата двойной связи усиливает биологическое действие препарата на организм.

Алкины легко окисляются различными окислителями, в частности перман