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)

качественные реакции алифатических углеводородов - student2.ru

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 4Н10) для заполнения аэрозольных упаковок лекарств;

- вазелин5Н12 – С25Н52) и парафин19 –С35) являются основой для мазей; - вазелиновое масло5Н12 – 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

-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.

2Н2 + 8КмпО4 +4Н2О ---- > 3Н2С2О4 + 8МпО2 ↓+ 8КОН

ацетилен щавелевая

кислота

Мп+7 + 3е ---- Мп+4 8 окислитель

- - 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.

Н24 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 +4Н24 ----> 3 СН3 – С (О) Н + Сг2(SО4)3 + К24 +

2О

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

-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)-.

качественные реакции алифатических углеводородов - student2.ru

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.

качественные реакции алифатических углеводородов - student2.ru

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 + NН22Н5 ----> 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. качественные реакции алифатических углеводородов - student2.ru

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

Т*, Н24 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.

6Н5- 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.

качественные реакции алифатических углеводородов - student2.ru

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

качественные реакции алифатических углеводородов - student2.ru

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.

качественные реакции алифатических углеводородов - student2.ru + 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.

качественные реакции алифатических углеводородов - student2.ru

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
качественные реакции алифатических углеводородов - student2.ru качественные реакции алифатических углеводородов - student2.ru качественные реакции алифатических углеводородов - student2.ru качественные реакции алифатических углеводородов - student2.ru качественные реакции алифатических углеводородов - student2.ru качественные реакции алифатических углеводородов - student2.ru качественные реакции алифатических углеводородов - student2.ru качественные реакции алифатических углеводородов - student2.ru качественные реакции алифатических углеводородов - student2.ru качественные реакции алифатических углеводородов - student2.ru Т*

качественные реакции алифатических углеводородов - student2.ru качественные реакции алифатических углеводородов - student2.ru

– ОН ОН
R – CH – COOH + 2

|| О
|

NH2

Аминокислота Нингидрин

 
 
OH |

качественные реакции алифатических углеводородов - student2.ru качественные реакции алифатических углеводородов - student2.ru качественные реакции алифатических углеводородов - student2.ru качественные реакции алифатических углеводородов - student2.ru качественные реакции алифатических углеводородов - student2.ru

= N –

 
  качественные реакции алифатических углеводородов - student2.ru

+ R – C = O + CO2 + 3 H2O

|

H

Дикетогидриндилиден-

Дикетогидриндамин

(сине-фиолетовый)

a – Аминокислоты способны образовывать комплексные соединения за счет – СООН и –NН2. Это свойство используют для качественного анализа глютаминовой кислоты.

2НООС – СН2 – СН2 – СН – СООН

| + CuSO4 +2NaOH --------------->

NH2

О

//

НООС – СН2 – СН2 – СН – С

| \

NH2 O

качественные реакции алифатических углеводородов - student2.ru /

Na2SO4 + Си +Н2О

качественные реакции алифатических углеводородов - student2.ru \

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).

качественные реакции алифатических углеводородов - student2.ru

- 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.

качественные реакции алифатических углеводородов - student2.ru

- 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.

качественные реакции алифатических углеводородов - student2.ru

- 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:

качественные реакции алифатических углеводородов - student2.ru

- 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:

качественные реакции алифатических углеводородов - student2.ru

- 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:

качественные реакции алифатических углеводородов - student2.ru

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

качественные реакции алифатических углеводородов - student2.ru

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

качественные реакции алифатических углеводородов - student2.ru

На стенках пробирки налет металлического серебра в виде зеркала.

C+1 - 2e ----> C+3 1 восстановитель

Ag+ + 1e ----> Ag 2 окислитель

2) Реактив Фелинга

качественные реакции алифатических углеводородов - student2.ru

выпадает кирпично – красный осадок.

С+1 – 2е ----> С+3 1 восстановитель

Си+2 + 1е---> Си+1 2 окислитель

3) свежеприготовленный Си(ОН)2

качественные реакции алифатических углеводородов - student2.ru

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.

качественные реакции алифатических углеводородов - student2.ru

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.

качественные реакции алифатических углеводородов - student2.ru

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)

качественные реакции алифатических углеводородов - student2.ru

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 4Н10) для заполнения аэрозольных упаковок лекарств;

- вазелин5Н12 – С25Н52) и парафин19 –С35) являются основой для мазей; - вазелиновое масло5Н12 – 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

-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

Наши рекомендации