Органическая химия (стр. 10 )

Задание. Написать уравнение реакции окисления глюкозы.

Опыт 4. ОКИСЛЕНИЕ МОНОСАХАРИДОВ ГИДРОКСИДОМ СЕРЕБРА В АММИАЧНОМ РАСТВОРЕ

Реактивы:

Глюкоза (1 %-ный раствор)

Азотнокислое серебро (1 %-ный р-р)

NаОН (2 н р-р)

NH4ОН (5 %-ный р-р)

Поместите в пробирку 1 каплю раствора АgNO3. Подщелочите раствор, прибавив 2 капли раствора NаОН, и добавьте 2-4 капли раствора NН4ОН до растворения образующегося осадка гидрата оксида серебра.

Полученный прозрачный бесцветный аммиачный раствор гидрата окиси серебра является реактивом, которым можно окислить глюкозу. Для этого добавьте к реактиву одну каплю глюкозы и слегка подогрейте пробирку, держа её над пламенем горелки, только до начала побурения раствора. Далее реакция идет без нагревания, и металлическое серебро выделяется либо в виде черного осадка, либо, если стенки пробирки были чисты, в виде блестящего зеркального налета. Отсюда и название реакции «серебряного зеркала». Реакция восстановления оксида серебра:

Аg2О → 2 Аg + ½ О2.

Освобождающийся при восстановлении оксида серебра кислород идет на окисление глюкозы.

Нужно помнить, однако, что в условиях лабораторного анализа получение зеркального налета отнюдь не является обязательным. Простое побурение бесцветного реактива уже является положительной реакцией.

Реакция восстановления аммиачного раствора окиси серебра глюкозой применяется в технике для серебрения зеркал. При этом большое значение имеет тщательная очистка поверхности стекла (обезжиривание).

Задание. Написать уравнение реакции.

Опыт 5. РЕАКЦИЯ СЕЛИВАНОВА НА ФРУКТОЗУ

Реактивы:

Фруктоза (0,5 %-ный р-р)

Резорцин

Соляная кислота (конц.)

Поместите в пробирку крупинку сухого резорцина и две капли концентрированной соляной кислоты. Добавьте 2 капли 0,5 %-ного раствора фруктозы и нагрейте только до начала кипения. Постепенно жидкость приобретает красное окрашивание. Реакция обусловлена образованием нестойкого соединения - оксиметилфурфурол:

Под влиянием концентрированной соляной кислоты последний конденсируется с резорцином, давая окрашенное соединение. Реакция Селиванова характерна для фруктозы (для других кетогексоз) только при выполнении указанных выше условий. Эта реакция позволяет различить альдозы и кетозы. Альдозы могут дать эту реакцию, но протекает она очень медленно.

Задание. Написать уравнение реакции.

Дисахариды

Опыт 6. ДОКАЗАТЕЛЬСТВО НАЛИЧИЯ ГИДРОКСИЛЬНЫХ ГРУПП В ДИСАХАРИДЕ

Реактивы:

Дисахарид (сахароза, лактоза, мальтоза – 1 %-ный р-р)

NаОН (10 %-ный р-р)

СuSO4 (5 %-ный р-р)

В пробирку наливают 1 мл раствора дисахарида, 1 мл гидроксида натрия, перемешивают и по каплям добавляют раствор сульфата меди. При этом образуется светло-голубой осадок гидроксида меди, который при встряхивании растворяется, образуя прозрачный синий раствор комплексной соли сахарата меди.

Задание. Написать уравнение реакции.

Опыт 7. РЕАКЦИЯ НА ОКСОГРУППУ ДИСАХАРИДОВ.

ОТНОШЕНИЕ ДИСАХАРИДОВ К ОКИСЛИТЕЛЯМ.

Реактивы:

Восстанавливающие дисахариды (мальтоза, лактоза – 1 %-ный р-р)

Невосстанавливающие дисахариды (сахароза – 1 %-ный р-р)

Реактив Фелинга

В две пробирки наливают по 1,5 мл восстанавливающего (мальтоза, лактоза) и невосстанавливающего (сахароза) дисахарида, добавляют в каждую по 1,5 мл реактива Фелинга. Смеси в пробирках перешивают и нагревают в пламени горелки до начала кипения. В пробирке с восстанавливающим дисахаридом появляется оранжево-красный осадок (Cu2O). В пробирке, содержащей сахарозу, изменение окраски не происходит. Сахароза не окисляется реактивом Фелинга из-за отсутствия в ее молекуле свободной альдегидной группы.

Задание. Написать уравнение реакции.

Полисахариды

Опыт 8. ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ КРАХМАЛА И ГЛИКОГЕНА

С ЙОДОМ

Реактивы:

Крахмал (1 %-ный р-р)

Гликоген (1 %-ный р-р)

Раствор йода в йодистом калии

В две пробирки наливают по 1 мл раствора крахмала и раствора гликогена, в каждую по несколько капель добавляют раствора йода в йодистом калии. Раствор крахмала приобретает интенсивно синее окрашивание, при нагревании его до кипения синяя окраска исчезает, а при охлаждении появляется вновь. Гликоген с раствором йода имеет красно-бурое окрашивание.

Крахмал состоит из амилозы (линейное строение) и амилопектина (разветвленное строение). Амилоза с йодом дает синюю окраску, так как ее макромолекулы имеют структуру спирали. Во внутрь канала спирали амилозы внедряются молекулы йода, образуя «соединения включения» - окрашенные комплексы в результате взаимодействия с гидроксигруппами остатков α-D-глюкопиранозы. При нагревании макромолекулы амилозы теряют спиралевидную структуру, и окрашенные комплексы разрушаются, а при охлаждении восстанавливается структура спирали – также восстанавливаются окрашенные комплексы.

Для амилопектина и гликогена с разветвленными цепями наряду с процессами образования комплексов, возможно, имеет место адсорбции йода на поверхности боковых цепей. Если боковые цепи в макромолекуле гликогена короткие, то приобретает бурую окраску, а с длинными цепями – темно-красную.

Задание. Сделать вывод.

Опыт 9. ГИДРОЛИЗ КЛЕТЧАТКИ

Реактивы:

Клетчатка (кусочки фильтровальной бумаги)

Серная кислоты (конц.)

Гидроксид натрия (10 %-ный р-р)

Реактив Фелинга

Индикаторная бумага (универсальная)

Стеклянная палочка

Водяная баня

Пробирки

В сухую пробирку с мелко нарезанными кусочками фильтровальной бумаги приливают 1 мл концентрированной серной кислоты. Тщательно перемешивают стеклянной палочкой до полного разрушения бумаги и образования бесцветного вязкого раствора. Затем осторожно к раствору при перемешивании по каплям добавляют 1 мл дистиллированной воды, ставят в кипящую водяную баню на 10-15 минут, не прекращая перемешивание. Дают остыть, нейтрализуют раствором NaOH, проверяя по индикаторной бумаге. После этого проводят реакцию смеси с фелинговой жидкостью для обнаружения в продуктах гидролиза наличия восстанавливающих сахаров.

Задание. Сделать вывод. Написать уравнения реакций.

АЗОТСОДЕРЖАЩИЕ ОРГАНИЧЕСКИЕ

СОЕДИНЕНИЯ

Лабораторная работа 8

АМИНЫ. АМИНОКИСЛОТЫ. БЕЛКИ

Амины (R-NН2-первичный, R2NН-вторичный, R3N-третичный) представляют как производные аммиака, обладающего основным характером. Амины являются более сильными основаниями за счет индукционного эффекта.

ArNH2 – анилин, слабое основание за счет индукционного и мезомерного эффектов.

Для аминов характерны виды изомерии углеродного скелета и положения аминной группы в углеводородной цепи.

Реакции получения:

1.  R-Cl + NH3 ® R-NH2 + HCl

2.  R-NO2 + [H] ® R-NH2 + 2 H2O

3.  R-CºN + 2H2 ® R-CH2-NH2

4.  R-CONH2 + Na-O-Br ® R-NH2 + CO2 + NaBr

Химические свойства:

1.  R-NH2 + HOH ® [R-NH3]OH (гидроксид)

2.  R-NH2 + HCl ® R-NH3Cl или R-NH2HCl (соль)

R-NH2 + H2SO4 ® R-NH2HSO4 (сернокислая соль аминов)

3. Реакция алкилирования:

R-NH2 + R-Cl ® R-NH-R + HCl

4. Реакция ацилирования:

R-NH2 + R-COOH ® R-NH-CO-R + H2O

R-NH2 + R-COCl ® R-NH-CO-R + HCl

R-NH2 + (R-CO)2O ® R-NH-CO-R + R-COOH

5. R-NH2 + HO-NO (HNO2) ® R-OH + N2 + H2O

R2NH + HO-NO ® R2N-NO

1.  Реакция диазотирования:

Цель работы. Ознакомление студентов с соединениями, имеющими в своем составе азот (нитросоединения, амины, анилины и др.), приобретение навыков экспериментального проведения реакций получения и химических превращений аминов и их производных.

Сдать задания СРС по теме «Амины».

Опыт 1. ОБРАЗОВАНИЕ И РАЗЛОЖЕНИЕ СОЛИ АНИЛИНА

Реактивы:

Анилин

Соляная кислота (2 н р-р)

Щелочь (2 н р-р)

К 0,5 мл анилина добавляют 1 мл воды, встряхивают. Анилин не растворяется в воде. При добавлении нескольких капель соляной кислоты образуется растворимая солянокислая соль анилина. При добавлении NaOH раствор соли разлагается с выделением анилина, всплывающего над водным раствором.

Задание. Написать уравнение реакции, дать названия продуктам реакции.

Опыт 2. ЦВЕТНАЯ РЕАКЦИЯ СОЛЕЙ АНИЛИНА

С ЛИГНИНОМ

Реактивы:

C6H5NH2*HCl – раствор

Бумага

Капельку раствора из опыта 1 с помощью пипетки помещают на кусочек газетной бумаги, которая всегда содержит много лигнина. Немедленно появится желто-оранжевое пятно. Также можно поместить каплю этого же раствора на образец другой бумаги, на страницу своего рабочего журнала. Чем лучше сорт бумаги, чем меньше в ней древесной массы, тем слабее будет окраска пятна. На фильтровальной бумаге и на ватмане, который представляет собой чистую клетчатку и не содержит лигнина, окрашивания совсем не получается.

Задание. Сделать вывод.

Опыт 3. ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ АНИЛИНА С БРОМОМ

Реактивы:

C6H5NH2*HCl – раствор

Бромная вода (насыщ.)

В пробирку приливают 3 капли насыщенного раствора брома в воде – бромной воды. С помощью пипетки добавляют из первого опыта одну каплю разбавленного раствора солянокислого анилина. Немедленно выпадает белый осадок хлористоводородной соли симметричного триброманилина.

Задание. Написать уравнение реакции, дать названия продуктам реакции.

Соединения общей формулы X-R-COOH называют замещенными карбоновыми кислотами. Наиболее распространенными функциональными группами в качестве X являются галогены, гидрокси-, оксо-, аминогруппы. Галогенокислоты – Hal-R-COOH; гидроксикислоты (оксикислоты) – HO-R-COOH, оксокислоты (альдегидо-, кетокислоты) – H-CO-R-COOH, R-CO-R-COOH; аминокислоты – NH2-R-COOH.

Замещенные карбоновые кислоты являются более сильными кислотами, чем соответствующие карбоновые кислоты, что связано с взаимным влиянием атомов в молекуле за счет J - индукционного, М - мезомерного эффектов.

Например: хлоруксусная кислота (Ка=1,55*10-3)