Strona główna

Analiza amin I aminokwasóW


Pobieranie 31.42 Kb.
Data19.06.2016
Rozmiar31.42 Kb.



ANALIZA AMIN I AMINOKWASÓW



Cel ćwiczenia: zapoznanie z niektórymi reakcjami charakterystycznymi na wykrywanie grup funkcyjnych amin i aminokwasów.
Aminy to pochodne amoniaku, w których jeden lub kilka atomów wodoru zostało zastąpionych resztami alkilowymi lub arylowymi. Aminy są klasyfikowane na podstawie liczby podstawników alkilowych lub arylowych związanych z atomem azotu.

Aminy pierwszorzędowe RNH2 mają jeden podstawnik i dwa atomy wodoru połączone z atomem azotu, zawierają grupę NH2, zwaną grupą aminową. Aminy drugorzędowe R2NH mają dwa podstawniki i jeden atom wodoru połączony z atomem azotu, zaś aminy trzeciorzędowe R3N są trójpodstawionymi pochodnymi amoniaku i nie zawierają atomów wodoru związanych z atomem azotu.

Osobną grupę stanowią połączenia, w których atom azotu związany jest z czterema podstawnikami, są to czwartorzędowe związki amoniowe R4N+X-.

Oprócz rzędowości charakterystyczną cechą amin jest ich zasadowość, którą określa się jako zdolność do wiązania protonów odszczepionych od cząsteczek kwasów.


Aminokwasy to związki o szczególnym znaczeniu biologicznym, ponieważ stanowią podstawową jednostkę budulcową białek. Aminokwasy uczestniczą w biosyntezie wielu związków w komórkach roślin, zwierząt i drobnoustrojach. Niektóre z nich stanowią produkty wyjściowe do biosyntezy ważnych hormonów, np. z tyrozyny powstaje tyroksyna i adrenalina. Wszelkie rodzaje procesów fizjologicznych związanych z uprawnianiem sportu- regeneracja energii, rozwój mięśni, spalanie tłuszczów, a także funkcjonowanie naszych nastrojów i praca umysłu- pozostają w ścisłym związku
z aminkwasami.

Jak wskazuje ich nazwa, aminokwasy są związkami dwufunkcyjnymi. Zawierają zarówno zasadową grupę aminową (-NH2), jak i kwasową grupę karboksylową (-COOH).

W zależności od położenia grup aminowych i karboksylowych możemy wyróżnić α, β, γ, δ i ε- aminokwasy.

Ze względu na liczbę grup aminowych i karboksylowych wyróżniamy aminokwasy:



  • obojętne – gdy jest tyle samo (zwykle po jednej) grup aminowych i karboksylowych

  • kwaśne – gdy przeważa liczba grup karboksylowych

  • zasadowe – gdy przeważa liczba grup aminowych

Aminokwasy w roztworach wodnych są jonami (99,9%). Jony te mogą mieć charakter kwasowy lub zasadowy w zależności od stężenia jonów wodorowych w środowisku.


WYKONANIE ĆWICZENIA



Reakcje charakterystyczne na wykrywanie amin




  1. Badanie odczynu amin

Zasada:


Aminy alifatyczne wobec lakmusu mają odczyn słabo zasadowy, a aminy aromatyczne obojętny.

Odczyn amin można także badać wobec czerwieni Kongo.


Sprzęt i materiały:

probówki, papierki czerwieni Kongo, papierki lakmusowe

Odczynniki:

a. roztwór aniliny

b. roztwór dietyloaminy

c. 2M roztwór kwasu solnego


Wykonanie:

  1. na papierek lakmusowy nakropić anilinę, obserwować barwę roztworu

  2. papierek Kongo zwilżyć rozcieńczonym kwasem solnym do uzyskania zabarwienia niebieskiego.
    Na tak przygotowany papierek wprowadza się kroplę aniliny, powstanie czerwonej plamy świadczy, że pH amin jest >3

  3. identyczną procedurę postępowania wg pkt. a, b zastosować w przypadku roztworu dietyloaminy



  1. Tworzenie soli amoniowych

Zasada:


Aminy drugorzędowe w reakcji z kwasem solnym tworzą chlorek aminy w postaci osadu.
Sprzęt i materiały:

probówki


Odczynniki:

  1. stężony HCl

  2. dietyloamina

Wykonanie:



  1. ok. 1 cm3 dietyloaminy umieścić w probówce

  2. do probówki dodać 1-2 krople stężonego kwasu solnego (Uwaga! roztwór nagrzewa się bardzo gwałtownie, należy zachować szczególną ostrożność). Pojawiają się białe dymy i wydziela się osad chlorowodorku dietyloaminy.



  1. Rozróżnienie rzędowości i rodzaju amin

Sprzęt i materiały:

probówki,

łaźnia wodna

lód

2 zlewki,



rękawiczki,

pipety pasterowskie


Odczynniki:

  1. etyloamina (pierwszorzędowa amina alifatyczna),

  2. difenyloamina (drugorzędowa amina aromatyczna),

  3. anilina (pierwszorzędowa amina aromatyczna)

  4. oziębiony 10% roztwór NaNO2

  5. 5% roztwór HCl

  6. roztwór jodu w jodku potasu

  7. rozcieńczony roztwór NaOH

  8. roztwór 2-naftolu w 5% NaOH

Wykonanie:



  1. do probówki pobrać 1 cm3 wybranej aminy (szczyptę w przypadku difenyloaminy) i rozpuścić ją w 0,5cm3 5% roztworze HCl

  2. roztwór ochłodzić na łaźni wodnej z lodem przez 10 minut

  3. dodać kroplami 2cm3 oziębionego 10% roztworu wodnego NaNO2

  4. czynności z pkt. a), b) i c) powtórzyć dla każdej z amin

Wskazówki:



  1. Jeżeli badaną aminą jest pierwszorzędowa amina alifatyczna, wówczas przy ogrzaniu takiego roztworu wydzielają się pęcherzyki azotu, a w roztworze powstaje alkohol, którego obecność można stwierdzić próbą jodoformową

R-NH2 + HNO2  R-OH + N2 + H2O


Próba jodoformowa:
Próba jodoformowa jest charakterystyczna dla etanolu i drugorzędowych alkoholi typu
R-CHOH-CH3, a także dla niektórych ketonów.

Do ok. 2 ml rozcieńczonego roztworu badanego alkoholu w probówce dodaje się taka samą objętość roztworu jodu w jodku potasu, a następnie po kropli rozcieńczonego roztworu wodorotlenku sodu aż płyn odbarwi się (należy unikać nadmiaru NaOH!). Przy ostrożnym ogrzewaniu do temp.


ok. 60oC w łaźni wodnej wydziela się jodoform w postaci żółtych kryształków o specyficznym zapachu.
R-CHOH-CH3 + 4 I2 + 6 NaOH  CHI3 + RCOONa + 5 NaI + 5 H2O


  1. Przy obecności pierwszorzędowych amin aromatycznych (aniliny) tworzą się sole diazoniowe - reakcja diazoniowania:

Ar- NH2 + HNO2 + HCl  (ArN2)+ Cl- + 2 H2O


które wchodzą w reakcje sprzęgania z fenolami dając jaskrawo zabarwione barwniki azowe.

Do otrzymanego roztworu (silnie ochłodzonego) dodaje się 1 ml roztworu 2-naftolu w 5% NaOH. Powstanie pomarańczowoczerwonego osadu barwnika azowego jest dowodem obecności pierwszorzędowej aminy aromatycznej.




  1. Jeśli w roztworze obecne są drugorzędowe aminy aromatyczne nie wydziela się azot i tworzą się przeważnie żółto zabarwione oleiste nitrozoaminy:

R(Ar)- NH + HNO2  R(Ar)- N-N=O + H2O

R(Ar) R(Ar)


  1. Jeżeli badaną aminą jest trzeciorzędowa amina alifatyczna, wówczas reakcja z kwasem azotowym(III) w ogóle nie zachodzi, a przy ogrzaniu roztworu obserwuje się wydzielanie brunatnych tlenków azotu pochodzących z rozkładu kwasu azotowego(III).

UWAGA: We wszystkich opisanych próbach kwas azotowy(III) jako nietrwały i łatwo utleniający się jest wytwarzany w środowisku reakcji przez działanie kwasu solnego na azotan(III) sodu.
Do każdego wykonanego testu-próby na obecność aminy o odpowiedniej rzędowości należy przygotować notatkę z obserwacji.


Reakcje charakterystyczne na wykrywanie aminokwasów



  1. Reakcja ninhydrynowa

Zasada:


α Aminokwasy pod wpływem ninhydryny ulegają utlenieniu do aldehydów z jednoczesną dekarboksylacją, a potem deaminacją. Powstały amoniak daje z ninhydryną barwny związek. Reakcja ta nie jest specyficzna dla α aminokwasów. Podobnie reagują aminy I-rzędowe, aminocukry.
Sprzęt i materiały:

probówki szklane, łaźnia wodna, papierki wskaźnikowe uniwersalne.

Odczynniki:

a.1% wodne roztwory aminokwasów: glicyny, proliny

b.0,1% roztwór ninhydryny w 50% etanolu

Wykonanie:

a.odmierzyć do probówek po 1cm3 roztworów aminokwasów (glicyny i proliny)

b. do probówek dodać po 0,5cm3 etanolowego roztworu ninhydryny

c. próby ogrzać do wrzenia we wrzącej łaźni wodnej

d. zaobserwować pojawienie się charakterystycznego zabarwienia




  1. Reakcja ksantoproteinowa

Zasada:


Aminokwasy aromatyczne (tyrozyna, fenyloalanina, tryptofan) ulegają reakcji nitrowania. Otrzymane nitropochodne mają barwę żółtą.
Sprzęt i materiały:

probówki szklane, łaźnia wodna.


Odczynniki:

  1. 1%roztwory aminokwasów: tyrozyny i tryptofanu w 0,1 M HCl

  2. 1%wodny roztwór glicyny

  3. 1% wodny roztwór albuminy

  4. stężony kwas azotowy(V)

  5. 20%roztwór NaOH

Wykonanie:



  1. do probówek odmierzyć po 1cm3 roztworów: tyrozyny, tryptofanu, glicyny i białka

  2. do wszystkich probówek dodać po 1cm3 stężonego kwasu azotowego(V)

  3. 5 minut ogrzewać we wrzącej łaźni wodnej

  4. probówki oziębić pod bieżącą wodą i dodać po 4cm3 20% roztworu NaOH -reakcja silnie egzotermiczna

  5. zaobserwować, w których probówkach roztwór zabarwi się na kolor żółtopomarańczowy



  1. Wykrywanie grup tiolowych

Zasada:


Grupy tiolowe –SH tworzą z nitroprusydkiem sodu związek kompleksowy o zabarwieniu czerwonofiołkowym.
Sprzęt i materiały:

probówki szklane


Odczynniki:

  1. 0,1% świeże roztwory aminokwasów: cysteiny i cystyny w 0,1M HCl

  2. 1% wodny roztwór albuminy

  3. stężony NH3 aq.

  4. 1% wodny roztwór nitroprusydku sodu

  5. siarczan amonu in subst.

Wykonanie:



  1. do 3 probówek odmierzyć po 1cm3 roztworów cysteiny, cystyny i albuminy

  2. do wszystkich probówek dodać po: 1% roztworu nitroprusydku sodu, następnie siarczanu amonu in subst. do nasycenia roztworu

  3. zalkalizować próby amoniakiem (pod digestorium)

  4. pojawienie się czerwonofiołkowego zabarwienia prób oznacza dodatni wynik na obecność grup tiolowych.


  1. M.J.Korohoda, J.R.Paśko „Ćwiczenia z analizy i preparatyki organicznej”, Wydawnictwo Naukowe Akademii Pedagogicznej – Kraków 2005

  2. J.Bober, D.Chlubek, B.Dołęgowska „ Przewodnik do zajęć z chemii medycznej dla studentów
    I roku PAM”, Wydawnictwo Pomorskiej Akademii Medycznej, Szczecin 2003


©snauka.pl 2016
wyślij wiadomość