Nitrogéntartalmú szerves vegyületek 6. előadás
Aminok Funkciós csoport: NH 2 (amino csoport) Az ammónia (NH 3 ) származékai Attól függően, hogy hány H-t cserélünk le, kapunk primer, szekundner és tercier aminokat Aminovegyületek általánosan elterjedtek (Me 3 N halszag, kokain, nikotin, aminosavak, nukleinsavak)
Aminok elnevezése
H-híd kötéssel Aminok fizikai tulajdonságai magas op, fp. C5-ig vízoldékonyak sp 3 hibridállapotú N Jellegzetes szagúak
Sav bázis tulajdonság Bázisként viselkednek, savakkal sót képeznek
Anilinek bázicitása A bázicitás változik a rendűséggel (elektronküldő R csoport növeli, de a térigényük csökkenti) Anilinek bázicitása kisebb, mivel részt vesz a konjugációban Aromás aminoknál (anilinek) elektronküldő csoportok növelik, elektronszívó csoportok csökkentik a bázicitást fiziológiás ph n gyakorlatilag a primer, szekunder, tercier aminok protonálva vannak
Aminok előállítása Alkil-halogenidből kiindulva, nitrilen / azidon át Karbonsavból amidon át
Aminok előállítása Nitrovegyületek reduciójával
Aminok előállítása Nukleofil szubsztitúcióval
Aminok nukleofil szubsztitúciós reakciói Reakció oxovegyületekkel redukció
Aminok nukleofil szubsztitúciós reakciói Reakció oxovegyületekkel majd redukció : reduktív aminálás Aminok alkilezése
Acilezés Aminok acilezése
Aminok diazotálása
Aromás aminok elektrofil aromás szubsztitúciója Túl reaktív
N tartalmú aromás heterociklusos vegyületek pirrol piridin pirimidin
Pirrol 6 elektron 5 atomon = elektrondús aromás rendszer (aktivált aromás rendszer elektrofil szubsztitúciós reakciókban) Pl. A nitrogén protonálása elrontaná az aromás rendszert nem bázikus, inkább savas (pka = 0,4)
Imidazol Sav és bázis is, a fehérjékben (Hisztidin) puffer szerepet tölt be,illetve H-transzferben játszik szerepet Nagy dipólusmomentuma van (D ~ 3.5)
Piridin 6 elektron 6 atomon = az aromás elektronrendszert a N-atom maga felé húzza, a C-atomoknak kisebb lesz az elektronsűrűsége, dezaktivált lesz a gyűrű aromás elektrofil szubsztitúciónál A nitrogén nemkötő e-párja közelebb van a maghoz (sp 2 ) kevésbé bázikus, mint az aminok (pka = 5,25) Rákkeltő, nagyobb dózisban halálos, bőrön át felszívódik
Pirimidin 6 elektron 6 atomon = az aromás elektronrendszert a 2 N-atom maga felé húzza, a C-atomokon még kisebb lesz az elektronsűrűség, még jobban dezaktiválja a gyűrűt aromás elektrofil szubsztitúciónál A nitrogén nemkötő e-párja közelebb van a maghoz (sp 2 ) kevésbé bázikus, mint az aminok és kevésbé bázikus, mint a piridin, mert a két N egymástól is elszívja az elektronokat (-I effektus) (pka = 1,3)
Aminok előfordulása, élettani szerepük aminosavak, nukleinsavak (pirimidin), morfin, nikotinsav (piridin) anyagcsere termékek kinin triptofán Anilin (festékek, gyógyszerek, robbanóanyagok) Adenin (purin váz)
Nitrogén heterociklusok előfordulása Nukleinsav bázisok, aminosavak (hisztidin, triptofán, hisztamin neurotranszmitter, gyulladásgátlót indukál) Porfirinek (Hem fehérjében, klorofillban)
Nitrovegyületek Funkciós csoport: NO 2 Erősen elektronszívő csoport Természetben ritkán fordul elő (pl. klóramfenikol, antibakteriális hatás) Robbanóanyagok (TNT, Trinitroglicerin) Előállításuk: - alifás halogenidek nukleofil szubsztitúciós (NO 2- ) reakciójával (nitrálás) - aromás vegyületek elektrofil szubsztitúciójával (NO 2+ ) primer aminná redukálhatóak
Kéntartalmú szerves vegyületek Tiolok: R-SH -Gyenge savak (pka ~ 10) - Nukleofilként viselkednek - Jellemző (büdös) szag - előfordulás pl. városi gáz szaga, fehérjék (Cisztein) - diszulfidhidak (fehérjék, tartós hullám) Tioéterek: R-S-R pl. metioninban Szulfátészterek (kénsav észterek): R-O-SO 3 H - pl. mosószerek Kéntartalmú aromás vegyületek pl. tiofén - A kén aktiválja a gyűrűt, de kisebb mértékben, mint a pirrol