14: آمین ها و هتروسیکل ها
- Page ID
- 216800
\( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \)
\( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)
\( \newcommand{\dsum}{\displaystyle\sum\limits} \)
\( \newcommand{\dint}{\displaystyle\int\limits} \)
\( \newcommand{\dlim}{\displaystyle\lim\limits} \)
\( \newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)
( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\)
\( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\)
\( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\)
\( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\)
\( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)
\( \newcommand{\id}{\mathrm{id}}\)
\( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)
\( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\)
\( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\)
\( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\)
\( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\)
\( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\)
\( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\)
\( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\)
\( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\AA}{\unicode[.8,0]{x212B}}\)
\( \newcommand{\vectorA}[1]{\vec{#1}} % arrow\)
\( \newcommand{\vectorAt}[1]{\vec{\text{#1}}} % arrow\)
\( \newcommand{\vectorB}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \)
\( \newcommand{\vectorC}[1]{\textbf{#1}} \)
\( \newcommand{\vectorD}[1]{\overrightarrow{#1}} \)
\( \newcommand{\vectorDt}[1]{\overrightarrow{\text{#1}}} \)
\( \newcommand{\vectE}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash{\mathbf {#1}}}} \)
\( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \)
\(\newcommand{\longvect}{\overrightarrow}\)
\( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)
\(\newcommand{\avec}{\mathbf a}\) \(\newcommand{\bvec}{\mathbf b}\) \(\newcommand{\cvec}{\mathbf c}\) \(\newcommand{\dvec}{\mathbf d}\) \(\newcommand{\dtil}{\widetilde{\mathbf d}}\) \(\newcommand{\evec}{\mathbf e}\) \(\newcommand{\fvec}{\mathbf f}\) \(\newcommand{\nvec}{\mathbf n}\) \(\newcommand{\pvec}{\mathbf p}\) \(\newcommand{\qvec}{\mathbf q}\) \(\newcommand{\svec}{\mathbf s}\) \(\newcommand{\tvec}{\mathbf t}\) \(\newcommand{\uvec}{\mathbf u}\) \(\newcommand{\vvec}{\mathbf v}\) \(\newcommand{\wvec}{\mathbf w}\) \(\newcommand{\xvec}{\mathbf x}\) \(\newcommand{\yvec}{\mathbf y}\) \(\newcommand{\zvec}{\mathbf z}\) \(\newcommand{\rvec}{\mathbf r}\) \(\newcommand{\mvec}{\mathbf m}\) \(\newcommand{\zerovec}{\mathbf 0}\) \(\newcommand{\onevec}{\mathbf 1}\) \(\newcommand{\real}{\mathbb R}\) \(\newcommand{\twovec}[2]{\left[\begin{array}{r}#1 \\ #2 \end{array}\right]}\) \(\newcommand{\ctwovec}[2]{\left[\begin{array}{c}#1 \\ #2 \end{array}\right]}\) \(\newcommand{\threevec}[3]{\left[\begin{array}{r}#1 \\ #2 \\ #3 \end{array}\right]}\) \(\newcommand{\cthreevec}[3]{\left[\begin{array}{c}#1 \\ #2 \\ #3 \end{array}\right]}\) \(\newcommand{\fourvec}[4]{\left[\begin{array}{r}#1 \\ #2 \\ #3 \\ #4 \end{array}\right]}\) \(\newcommand{\cfourvec}[4]{\left[\begin{array}{c}#1 \\ #2 \\ #3 \\ #4 \end{array}\right]}\) \(\newcommand{\fivevec}[5]{\left[\begin{array}{r}#1 \\ #2 \\ #3 \\ #4 \\ #5 \\ \end{array}\right]}\) \(\newcommand{\cfivevec}[5]{\left[\begin{array}{c}#1 \\ #2 \\ #3 \\ #4 \\ #5 \\ \end{array}\right]}\) \(\newcommand{\mattwo}[4]{\left[\begin{array}{rr}#1 \amp #2 \\ #3 \amp #4 \\ \end{array}\right]}\) \(\newcommand{\laspan}[1]{\text{Span}\{#1\}}\) \(\newcommand{\bcal}{\cal B}\) \(\newcommand{\ccal}{\cal C}\) \(\newcommand{\scal}{\cal S}\) \(\newcommand{\wcal}{\cal W}\) \(\newcommand{\ecal}{\cal E}\) \(\newcommand{\coords}[2]{\left\{#1\right\}_{#2}}\) \(\newcommand{\gray}[1]{\color{gray}{#1}}\) \(\newcommand{\lgray}[1]{\color{lightgray}{#1}}\) \(\newcommand{\rank}{\operatorname{rank}}\) \(\newcommand{\row}{\text{Row}}\) \(\newcommand{\col}{\text{Col}}\) \(\renewcommand{\row}{\text{Row}}\) \(\newcommand{\nul}{\text{Nul}}\) \(\newcommand{\var}{\text{Var}}\) \(\newcommand{\corr}{\text{corr}}\) \(\newcommand{\len}[1]{\left|#1\right|}\) \(\newcommand{\bbar}{\overline{\bvec}}\) \(\newcommand{\bhat}{\widehat{\bvec}}\) \(\newcommand{\bperp}{\bvec^\perp}\) \(\newcommand{\xhat}{\widehat{\xvec}}\) \(\newcommand{\vhat}{\widehat{\vvec}}\) \(\newcommand{\uhat}{\widehat{\uvec}}\) \(\newcommand{\what}{\widehat{\wvec}}\) \(\newcommand{\Sighat}{\widehat{\Sigma}}\) \(\newcommand{\lt}{<}\) \(\newcommand{\gt}{>}\) \(\newcommand{\amp}{&}\) \(\definecolor{fillinmathshade}{gray}{0.9}\)وقتی فصل 24 را به پایان رساندید، باید بتوانید
- تمام اهداف دقیق ذکر شده در هر بخش را انجام دهید.
- یک سنتز چند مرحله ای طراحی کنید که شامل استفاده از هر یک از واکنش های توصیف شده در این واحد و هر یک از واکنش های توصیف شده در هر واحد قبلی باشد.
- حل مشکلات نقشه راه که نیاز به دانش شیمی آمین علاوه بر هر یک از شیمی مورد بحث در واحدهای قبلی است.
- تعریف، و استفاده در متن، اصطلاحات کلیدی معرفی شده است.
آمین ها اولین ترکیبات حاوی نیتروژن هستند که در این دوره به طور مفصل مطالعه می کنیم. ما فصل را با توضیح تفاوت ساختار بین آمین های اولیه، ثانویه و سوم شروع می کنیم. ما نامگذاری آلیفاتیک و آریلامین ها را توضیح می دهیم و ساختار و پیوند این ترکیبات را بررسی می کنیم و این ویژگی ها را به خواص فیزیکی و پایه آنها مرتبط می کنیم. ما استفاده از آمین ها را برای حل مخلوط های راسمیک اسیدهای کربوکسیلیک کایرال توصیف می کنیم.
آمین ها ممکن است با تعدادی از روش های مختلف مصنوعی تهیه شوند. ما هر یک از این روش ها را توصیف می کنیم و شایستگی های نسبی هر یک را ارزیابی می کنیم. پس از توصیف واکنش های آمین های آلیفاتیک، بخش هایی را به بحث در مورد استفاده از نمک های تتراآلکیلاممونیوم به عنوان عوامل انتقال فاز اختصاص می دهیم. فصل با خلاصه ای از خواص اسپکتروسکوپی آمین ها به پایان می رسد.
- فصل 1: چرا این فصل؟
- این فصل به معرفی اهمیت آمینها و هتروسیکلها در شیمی آلی میپردازد. این برنامه کاربردهای متنوع آنها را در داروسازی، کشاورزی و علوم مواد مشخص می کند. این فصل مرحله را برای درک ساختار، خواص و واکنش آمین ها و ترکیبات هتروسیکلیک تعیین می کند و بر اهمیت آنها در سیستم های بیولوژیکی و شیمی مصنوعی تأکید می کند.
- 14.2: نامگذاری آمین ها
- بخش نامگذاری آمینها رویکرد سیستماتیک نامگذاری این ترکیبات را توضیح میدهد. آمین ها بر اساس تعداد گروه های حاوی کربن متصل به اتم نیتروژن - اولیه، ثانویه یا سوم طبقه بندی می شوند. کنوانسیون نامگذاری IUPAC شامل استفاده از «آمین» به عنوان یک پسوند است و هنگامی که جایگزین ها وجود دارند، آنها با نام های مربوطه خود پیشوند می شوند، که نشان دهنده موقعیت های روی زنجیره کربن است.
- 14.3: ساختار و خواص آمین
- بخش نامگذاری آمین ها طبقه بندی آمین ها را به عنوان اولیه، ثانویه یا سوم بر اساس تعداد گروه های کربن متصل به نیتروژن توضیح می دهد. این کنوانسیون نامگذاری IUPAC را توضیح می دهد، جایی که «آمین» به عنوان یک پسوند استفاده می شود و جایگزین ها با توجه به موقعیت آنها در زنجیره کربن نامگذاری و شماره گذاری می شوند.
- 14.4: پایه آمین ها
- بخش پایه آمین ها بحث می کند که چگونه پایه آمین ها از جفت الکترون های تنها در اتم نیتروژن ناشی می شود که می تواند پروتون ها را بپذیرد. این عوامل موثر بر پایه، مانند الکترونگاتیوی و مانع فضایی را برجسته می کند. آمینهای اولیه بهطور کلی بازایتر از آمینهای ثانویه و ثالثیه به دلیل مانع کمتر استریک هستند، در حالی که آمینهای آروماتیک به دلیل تثبیت رزونانس کمتر بازیک هستند.
- ۱۴.۵: بنیسیته آریلامینها
- این بخش به بررسی قاعده آریلامینها میپردازد که تحت تأثیر رزونانس حلقه آروماتیک است. در آریلامین ها، تنها جفت الکترون روی نیتروژن می تواند به حلقه منتقل شود، در دسترس بودن آن برای پذیرش پروتون ها و در نتیجه کاهش پایه در مقایسه با آمین های آلیفاتیک کاهش می یابد. عواملی مانند گروه های الکترون خارج کننده با تثبیت جفت تنها از طریق رزونانس، پایه را بیشتر کاهش می دهند. پایه نسبی آریلامین ها برای درک خواص شیمیایی آنها بسیار مهم است
- ۱۴.۶: آمینهای زیستی و معادله هندرسون-هاسلبالچ
- این بخش در مورد آمینهای بیولوژیکی بحث میکند که نقش مهمی در فرآیندهای مختلف فیزیولوژیکی ایفا میکنند. این امر اهمیت معادله هندرسون-هاسلبالچ را در تعیین pH محلول های حاوی این آمین ها، به ویژه در سیستم های بیولوژیکی برجسته می کند. این معادله توضیح می دهد که چگونه وضعیت پروتوناسیون یک آمین بر فعالیت بیولوژیکی آن تأثیر می گذارد. درک این رابطه برای زمینه هایی مانند فارماکولوژی و بیوشیمی بسیار مهم است.
- 14.7: سنتز آمین ها
- این بخش روش های مختلفی را برای سنتز آمین ها شامل آمیناسیون احیا کننده ترکیبات کربونیل، واکنش های جایگزینی هسته دوست و کاهش ترکیبات نیترو را پوشش می دهد. این بر اهمیت آمین ها در سنتز آلی و کاربرد آنها در داروها و مواد شیمیایی کشاورزی تأکید دارد. درک این مسیرهای مصنوعی برای توسعه ترکیبات آمین جدید برای استفاده های مختلف ضروری است.
- 14.8: واکنش آمین ها
- این بخش در مورد واکنشهای آمینها از جمله نقش آنها به عنوان نوکلئوفیل در واکنشهای شیمیایی مختلف بحث میکند. این توانایی آمین ها را برای انجام آسیلاسیون، آلکیلاسیون و اکسیداسیون برجسته می کند. علاوه بر این، هنگامی که آمین ها با اسیدها واکنش می دهند، تشکیل نمک ها را بررسی می کند. اهمیت این واکنش ها در سنتز آلی و داروها تأکید شده است، نشان دهنده تطبیق پذیری و اهمیت آمین ها است.
- 14.9: واکنش های آریلامین ها
- این بخش بر واکنش های منحصر به فرد آریلامین ها تمرکز دارد و واکنش پذیری آنها را در مقایسه با آمین های آلیفاتیک برجسته می کند. این در مورد واکنش های جایگزینی آروماتیک الکتروفیلی بحث می کند، جایی که آریلامین ها می توانند به عنوان هسته دوست عمل کنند و توانایی آنها در تشکیل نمک های دیازونیوم. این بخش همچنین اشاره می کند که حضور گروه آمینه می تواند واکنش پذیری حلقه آروماتیک را تحت تاثیر قرار دهد و تغییرات شیمیایی مختلف را تحت تاثیر قرار دهد.
- 14.10: آمین های هتروسیکلیک
- این بخش آمین های هتروسیکلیک را پوشش می دهد که ترکیبات آلی هستند که دارای اتم های نیتروژن در یک ساختار حلقه هستند. این در مورد ساختارهای متنوع، واکنش پذیری و اهمیت بیولوژیکی آنها مانند نقش پیریدین، پیرول و ایمیدازول بحث می کند. این آمین های هتروسیکلیک در داروها، مواد شیمیایی کشاورزی و به عنوان مولکول های زیستی مانند اسیدهای نوکلئیک قابل توجه هستند. این بخش همچنین سنتز و واکنش های آنها را برجسته می کند.
- ۱۴٫۱۱: طیفسنجی آمینها
- این بخش توضیح می دهد که چگونه می توان آمین ها را با استفاده از روش های مختلف اسپکتروسکوپی مانند مادون قرمز (IR)، رزونانس مغناطیسی هسته ای (NMR) و طیف سنجی جرمی شناسایی و تجزیه و تحلیل کرد. ویژگی های کلیدی عبارتند از: N-H کشش ارتعاشات در IR، تغییرات شیمیایی مشخصه در NMR، و الگوهای تکه تکه شدن در طیف سنجی جرمی. این روشها در تعیین ساختار و خواص آمینها در هر دو ترکیب ساده و پیچیده کمک میکنند.
- 14.12: مسائل شیمی - شیمی سبز II- مایعات یونی
- این بخش استفاده از مایعات یونی را به عنوان یک جایگزین پایدار برای حلال های معمولی در فرآیندهای شیمیایی برجسته می کند. مایعات یونی غیر فرار، قابل بازیافت هستند و می توانند برای کارهای خاص مهندسی شوند و اثرات زیست محیطی را کاهش دهند. آنها به ویژه در واکنش های آلی، فرآیندهای جداسازی و کاتالیز مفید هستند. این رویکرد با اصول شیمی سبز با هدف کاهش ضایعات و خطرات در تولید مواد شیمیایی همسو است.
- 14.14: خلاصه
- ما در حال حاضر همه گروه های کاربردی مشترک که در شیمی آلی و بیولوژیکی رخ می دهد را دیده ایم. از این گروه ها، آمین ها از جمله فراوان ترین ها هستند و در میان غنی ترین مواد شیمیایی قرار دارند. علاوه بر پروتئین ها و اسیدهای نوکلئیک، اکثر عوامل دارویی حاوی گروه های عاملی آمین هستند و بسیاری از کوآنزیم های رایج لازم برای واکنش های بیولوژیکی آمین ها هستند.
- ۱۴.۱۵: خلاصه واکنشها
- خلاصه ای از واکنش های مربوط به آمین ها و هتروسیکل ها، تحولات کلیدی مانند سنتز آمین ها از آلکیل هالیدها و کاهش ترکیبات نیترو را برجسته می کند. این روش آماده سازی هتروسیکل ها را از طریق روش هایی مانند چرخه سازی و واکنش های جایگزینی پوشش می دهد. این متن همچنین به رفتار آمین ها در واکنش های اسید و باز، نقش آنها به عنوان نوکلئوفیل ها و اینکه چگونه هتروسیکل ها می توانند در جایگزینی آروماتیک الکتروفیل شرکت کنند، می پردازد. برای یک مرور کلی، به origina مراجعه کنید