11. vika – 15. kafli fyrri hluti

Heil og sæl. Áður en við skoðum 15. kafla þá skulum við skoða kafla 14.9 og félaga (lauslega).

Kafli 14.9 (448) fjallar um fosforsýru, anhydríð og estera af fosforsýru. Fosforsýra er ólífræn sýra sem getur gefið frá sér 3 prótónur. Sé fosfórsýra hituð þá myndast anhydríð eins og sýnd eru neðst á bls. 448 og 449. Þessi anhydríð koma við sögu í líffræði og lífefnafræði.

Einnig er rétt að benda á að fosfórsýra getur einnig myndað ester við alkohol eins og sýnt er á bls. 449.

Kafli 14.10 fjallar um estera af saltpétursýru (nitric acid) og nitrous acid (HNO₂). Alkohol hvarfast við saltpétursýru og mynda alkylnítröt. Frægasti esterinn er ester glyseróls og saltpétursýru þ.e. glyceryl trínítrat eða Nitroglyserín. Nitroglyserín er daufgulur vökvi, óstöðugur, sprengifimur vökvi sem er viðkvæmur fyrir höggi. Þetta gerði alla meðhöndlun mjög hættulega þangað til Alfred Nobel blandaði því við kisilgur og bjó til “létta drullu” úr því sem fékk nafnið dýnamit.

Annar frægur ester er isoamyl nitrat eða “sprengitöflur” sem hjartasjúklingar nota við angina pectoris sem ég man ekki hvað heitir á íslensku en er súrefnisskortur í hjartavöðva.

Ég vil að lokum benda ykkur á yfirlit efnahvarfa á bls. 452-454. Snúum okkur nú að efni vikunnar.

15. AMIN og AMIÐ

Amin og amið eru tveir ólíkir efnaflokkar sem eiga það sameiginlegt að innihalda nitur (N). Þessir flokkar eiga það líka sameiginlegt að koma mjög við sögu í líkamsstarfseminni sbr. vítAMIN, en einnig í súlfalyfjum, staðdeyfilyfjum, nyloni, geðdeyfðarlyfjum, svefnlyfjum og eiturlyfjum (481-485).

15.1. Amin

Amin eru aðleiður ammoníaks(NH₃) þar sem alkyl eða aryl hópur kemur í stað vetnisatóms. Grunnformúla amina er sýnd á bls. 461. Þar er eins og þið sjáið amínum skipt í prímer, sekunder og tertier amin eða 1°, 2° og 3° amín. Takið eftir að þetta þýðir ekki alveg það sama og það gerði hjá alkoholum, þrátt fyrir að “lógíkin” sé sú sama.

Nafnakerfi alifatískra amína er fremur einfalt. Alkylhópur sem tengdur er nituratómi er nefndur og endingunni amin bætt við. Sjá bls. 461n. CH₃-NH₂ heitir metylamin, (CH₃)₂NH myndi þá heita dímetylamín, (CH₃)₃N myndi þá heita trímetylamin.

Á sama hátt heitir CH₃-NH-CH₂CH₃ etylmetylamin, (CH₃)₂-N-CH₂CH₃heitir þá etyldímetylamin og þannig koll af kolli.

Skoðið example 15.1 og leysið Practice excercise 15.1.

Nafnakerfi aromatískra er svipað og hér á undan ef frá er talið að nokkur verslunarnöfn eru viðurkennd. Ef þið skoðið bls. 462m. þá sjáið þið að efni sem hefði átt að heita fenylamin heitir anilin. Þar sést einnig að efni sem hefði átt að heita fenylmetylamin heitir N-metylanilin og það sem hefði átt að heita fenyldímetylamin heitir N,N-dímetylanilin. Þessi tilvísun, N, vísar til þess að metylhóparnir séu báðir tengdir Nituratóminu en ekki tengdir beint á bensenhringinn.

Neðst á sömu síðu sjást svo dífenylamín (ekkert anilin dót) og trifenylamin. Efst á bls. 463 kemur einnig fram að efni sem hefði átt að heita (2-metylfenyl)amin er kallað, og aldrei kallað annað, en o-Toluidin. Sé staðan á milli aminhópsins og metylhópsins 1,3 þá heitir efnið m-Toluidin og svo p-toluidin séstaðan 1,4 eða para-toluidin.

Skoðið example 15.2 og leysið Pr.Ex. 15.2. þar sem nefna og flokka á í 1°,2°,3°.

Skoðið einnig example 15.3. og PR. Ex. 15.3. þar sem teikna á byggingaformúlur

Á bls. 464 er talað um heterocyclic amin sem þýðir raunverulega að nituratóm verður hluti af kolefnishring, eða cyclo- eins og það var kallað. Þessi amin eru mjög mikilvæg í lífefnafræði. Það sama má segja um þau aromatisku þar sem við finnum purin og pyramidin í DNA. Að lokum á bls. 465 eru nefnd til sögunnar tvö díamín, putrescine og cadaverine. Þessi tvö efni finnast í rotnandi kjöti eins og nöfnin bera með þér og lyktin af þeim er eftir því.

15.2. Amin sem basar

Á sama hátt og ammoníak er daufur basi, þá eru amin daufir basar þar sem stakt rafeindapar nituratómsins getur tekið við prótónu, H⁺. Almennt hvarf er sýnt neðst á bls. 465.

Þegar amín hefur tekið við prótónu eða róteind eins og þær heita víst, þá verður amín að jónefni og kallast alkylammonium jón eða arylammonium jón.

Hvarfist t.d. etylamín við HCl þá myndast pósitiv etylammonium jón og neikvæð klórjón.

Efnið myndi heita etylammoniumklóríð, en samheiti þessara salta er ammoniumsölt. Nokkur hvörf eru sýnd á bls. 466.

Á sama hátt eru amínosölt veikar sýrur. Það er svo að amin eru notuð í svokölluð buffer kerfi þar sem halda þarf sýrustigi óbreyttu eins og t.d. í blóði.

Leysni amína í vatni er mjög háð keðjulengd, þau styttri eru auðleyst en séu keðjurnar stærri en 4-5 C þá minnkar leysnin mjög.

Ammoniumsölt eða protonated amin, þ.e. jónefnin eru á hinn bóginn nær alltaf leysanleg í vatni og því er það að mörg lyf sem eru amin eru gefin sem sölt af t.d. saltsýru. Þá eru lyfin auðleystari í vatni og upptaka líkamans eru venjulega betri heldur en ef amínið væri óhlaðið.

Leysið nú Pr.Ex. 15.5

15.3 Að búa til amín

Það eru til alllmargar aðferðir til þess að búa til amín en líklega er ein sú einfaldasta að láta ammoníak hvarfast við halogenalkan eins og sýnt er á bls. 467.
NH₃ + R-I ® R-NH₃⁺ + I^-

R táknar einhvern alkylhóp. Saltið er svo meðhöndlað með basa til þess að fjarlægja H⁺ svo til verði óhlaðið amín.

R-NH₃⁺ + I^- + NaOH ® R-NH₂ + NaI + H₂O

Við þessa aðferð er hins vegar sá galli að ekki er gott að stjórna myndefnum, þ.e. það geta myndast 1°, 2°,3° og jafnvel kvaternær ammoniumsambönd eins og sýnt er á bls. 468. Ef þið þurfið að svara svona dæmum hjá mér þá bætið þið eingöngu einum alkyl hóp við amín eða ammoníak.

Kvaternær eða quaternary ammonium sambönd eru talsvert notuð t.d. í ákveðin þvottaefni.

Leysið nú dæmi 15.15 og 15.23

-------------------------------------------------

Skiladæmi

1. Hvað heita þessi efni

2. Segið til um í dæmi 1. a og b hvort aminin séu 1° 2° eða 3°

3. Hvernig lykt er af stuttum aminum?