Азосоединение (азокраситель)

 

 

Амины являются биогенными соединениями, аминогруппа содержится в аминокислотах, сульфаниламидных препаратах

 

 

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).