Функции азота: какие они, примеры, упражнения

К азотные функции представляют собой группу органические соединения которые имеют атомы азот присоединяется к углеродной цепи. Они отличаются соответствующими функциональными группами, которые представляют собой наборы атомов, соединенных в определенной конфигурации и определяющие характерные свойства каждой функции.

Функции азота:

• амины;

• амиды;

• нитросоединения;

• нитрилы;

• изонитрилы.

Читайте также:Каковы функции кислорода?

Резюме функций азота

• Азотсодержащие функциональные группы представляют собой органические соединения, содержащие атомы азота.

• Амины, амиды, нитросоединения, нитрилы и изонитрилы представляют собой азотсодержащие функции.

• Неорганические функции различаются по функциональной группе.

• Амины получают заменой водороды аммиака по алкильным радикалам.

• Амиды имеют один и тот же атом углерода, соединенный с азотом и углеродом. кислород.

• Нитросоединения содержат группу -NO.₂.

• Нитрилы характеризуются наличием тройной связи между углеродом и азотом.

• Изонитрилы имеют тройную связь между азотом и углерод, с азотом, присоединенным к углеродной цепи.

Видео урок по азотистым функциям

Каковы функции азота?

Азотные функции представляют собой совокупность органические функции, в структуре которых есть атом азота, помимо атомов углерода и водорода. Это: амины, амиды, нитросоединения, нитрилы и изонитрилы,

Что отличает азотсодержащие функции, так это соответствующие функциональные группы, которые представляют собой структурное расположение атомов, ответственное за свойства вещества.

Каковы функции азота?

• • амины

Органическая функция шахта характеризуется путем связывания по крайней мере одной углеродной цепи с атомом азота. Функциональная группа аминов -N-R₁р₂р₃ (группы R представляют собой углеродные цепи или атомы водорода, по крайней мере, один из которых является углеродной цепью).

амины получают из аммиака (НХ₃), с одним или несколькими атомами водорода, замененными атомами углерода или алкильными лигандами. Они являются основными веществами, оставляя рН более 7 в водном растворе.

Они классифицируются по количеству атомов водорода, замещенных углеродными лигандами (алкильными или арильными группами), которые называются заместителями.

- Первичные амины: имеют один углеродный заместитель.

- Вторичные амины: имеют два углеродных заместителя.

- Третичные амины: имеют три углеродных заместителя, то есть атом азота больше не связан ни с одним атомом водорода, образуя три Соединения простой с атомами углерода.

А номенклатура аминов следует рекомендациям IUPAC (Международный союз теоретической и прикладной химии). В случае первичных аминов при построении названия учитывается число атомов углерода (префикс), характер связи между атомами углерода (инфикс) и используется термин шахта для суффикса (конец слова).

См. пример:

Присваивая номера атомам углерода для расположения радикалов, присваивайте наименьший возможный номер атому, ближайшему к группе NH.₂.

Для вторичных и третичных аминов в номенклатуре учитывается самая длинная группа заместителей, присоединенная к атому азота. как основная цепь, а другие лиганды записываются с префиксом, обозначающим количество атомов углерода, и суффиксом -иль, с буквой N перед ними.

Пример:

• • Амиды

Органическая функция амид характеризуется связывание карбонильной группы (C=O) с атомом азота, где азот может быть связан с атомами углерода или водорода.

Амиды являются основными веществами, оставляя рН выше 7 в водном растворе. Вещество мочевина относится к группе амидов и представляет собой соединение, естественным образом присутствующее в моче, полученное в результате процессов деградации, происходящих в живых организмах.

Мочевина является амидом.

Амиды характерны в зависимости от уровня замещения азота. Так:

- Первичные амиды: удерживать два атома водорода вместе с азотом.

- Вторичные амидыили монозамещенный: один из атомов водорода заменен на углеродная цепь, поэтому азот поддерживает одинарную связь с водородом.

- третичные амидыили перемещенный: Азот больше не имеет водородных связей, все они заменены углеродом.

Амиды Назван в соответствии с IUPAC, молекулы названы последовательностью:

В разветвленном амиде атом углерода амидной группы участвует в основной цепи, и счет углерода должен начинаться с него. Смотреть:

В монозамещенных или двузамещенных амидах буква N указывает на положение ветки который присоединен к атому азота. Если в цепочке есть другой радикал, он будет записан после идентификации радикала, относящегося к N.

• • нитросоединения

Ты нитросоединения это органические соединения, которые содержат нитрогруппу (-NO₂) присоединен к углеродной цепи, которые могут быть алифатическими (открытыми или линейными) или ароматическими.

А Основной характеристикой этих веществ является их взрывная сила.. Взрывная способность связана с ароматическими нитросоединениями, причем чем больше число нитрогрупп, тем сильнее взрыв. Алифатические нитросоединения используются в лабораториях в качестве органических растворителей.

Тринитротолуол (ТНТ) представляет собой нитросоединение, используемое в качестве взрывчатого вещества.

Номенклатура этих соединений образована словом нитро за которым следует имя углеводород (префикс + инфикс + окончание -О).

Посмотрите несколько примеров:

• нитрилы

Нитрилы – органические соединения, характеризующиеся тройная связь между атомом углерода и атомом азота, представляющий функциональную группу – C ≡ N. В нитрилах азот находится на конце, а углерод присоединен непосредственно к углеродной цепи.

нитрилы Также известен как цианиды, так как они образуются в результате реакций с синильной кислотой (HCN).

они вещества токсичен для человека, так как в организме они могут образовывать синильную кислоту при контакте с желудочным соком, препятствуя процессам клеточное дыхание клеток.

В природе нитрилы можно найти в некоторых косточковых плодах, но в очень низкой концентрации, не представляющей опасности, и в листьях дикой маниоки.

Дикая маниока содержит соединения, полученные из нитрилов.

Правило Юпака для номенклатуры нитрилов определяет, что термин нитрил добавить в качестве суффикса:

Посмотрите несколько примеров:

Обычная форма номенклатуры нитрилов: цианид + имя радикала.

• • изонитрилы

Изонитрилы, или изонитрилы, представляют собой соединения, образованные тройная связь между атомом углерода и атомом азота, представляющий функциональную группу – R ≡ C. В изонитрилах углерод находится на конце, а азот присоединен непосредственно к углеродной цепи.

Изонитрилы отличаются от нитрилов расположением атомов азота и углерода. В изонитрилах азот характеризуется как гетероатом., так как он расположен между двумя атомами углерода.

Они нестабильны и могут превращаться в нитрилы при повышенных температурах. Реакции изоцианидной кислоты приводят к изонитрилам, поэтому эти соединения также известны как изоцианиды.

Молекулы изонитрила следуют правилу Юпака для наименования:

Посмотрите несколько примеров:

Применение функций азота

Вещества, относящиеся к азотистым функциональным группам, имеют многочисленные применения, главным образом в промышленности, для производства полимеры, каучук, синтетические волокна, фармацевтические препараты, агрохимикаты, пестициды и взрывчатые вещества.

К амины используются в производстве красителей, мыло, наркотики, в процессе вулканизация резины, взрывчатые вещества и другие промышленные процессы, а также встречаются в растениях и образуются в процессах разложения органических веществ.

Красители получают из анилина, который является амином.

К амиды имеют широкое применение в промышленном и химическом секторе, присутствующих в производстве полимеров (таких как нейлон и полиуретан), смол, взрывчатых веществ, удобрения, средства от насекомых, удобрения и лекарства.

Нейлон получают из амидов.

Ты нитросоединенияЕго основное применение – производство взрывчатых веществ. которые используются в военной, промышленной и металлургической сфере (для добычи сырья). Одним из самых известных нитросоединений является тринитротолуол, широко известный как тротил. Другое применение нитросоединений – производство пестициды, бактерициды, красители, нефтепереработка и т.д.

Взрывчатые вещества образуются из нитросоединений.

К нитрилы используются в качестве органических растворителей в лаборатории и в промышленности, участвуя в процессах добычи и производства некоторых синтетических волокон, пластиковых полимеров, красителей и удобрений.

Акрилонитрил — это нитрил, используемый для производства различных видов пластмасс.

К изонитрилы используются в различных процессах получения органических соединений., таких как растворители, и участвуют в производстве агрохимикатов, пестицидов, каучуков и пластмасс.

Читайте также:Галогениды — вещества, атомы галогенов которых присоединены к углеродной цепи.

Решенные упражнения на функции азота

Вопрос 1

(ФПС-ПЭ-модифицированный) Применение азотистых соединений в синтетической органической химии очень разнообразно и связано с получением лекарств, красителей, взрывчатых веществ и витаминов. Посмотрите на соединения ниже.

Об этих соединениях отметьте неверное утверждение.

а) ТНТ представляет собой нитросоединение.

б) Азотсодержащая часть флуоксетина представляет собой вторичный амин.

в) Амфетамин классифицируется как первичный амид.

г) Индиго имеет в своей структуре гетероароматические кольца.

д) Азотсодержащая часть парацетамола представляет собой амид.

Разрешение:

Буква С

Предмет правильно, потому что тротил является нитросоединением, потому что он не имеет групп₂.

Предмет Б верно. Азотистая часть флуоксетина представляет собой вторичный амин, поскольку он связан с двумя углеродными сегментами.

Предмет ж неверно, так как амфетамин классифицируется как первичный амин, а не амид. Обратите внимание, что настоящая группа - NH₂. Итак, в этом суть вопроса.

Предмет д верно, так как индиго имеет в своей структуре гетероароматические кольца, то есть кольца, образованные атомами углерода и другого элемента — в данном случае азота.

Предмет Это правильно, потому что парацетамол представляет собой амид, представляющий углерод, связанный с азотом и кислородом.

вопрос 2

(УФМС) Йерба мате (Ilex paraguariensis), родом из Южной Америки, используется как тонизирующий и стимулирующий напиток. Продукт, полученный при обработке листьев мате, можно использовать для приготовления чимаррао и терере, среди других напитков, широко и культурно потребляемых в регионах Аргентины, Парагвая и Бразилия. Большой интерес к мате обусловлен присутствующими в нем химическими соединениями, обладающими антиоксидантными, стимулирующими и мочегонными свойствами.

(Доступно в: http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/bitstream/1/3158/1/PG_PPGEP_Henrique%2C%20 Флавия%20Aparecida_2018.pdf. Дата обращения: 01 нояб. 2018. Адаптировано).

Стимулирующие свойства мате связаны с содержанием в нем метилксантинов, одним из основных из которых является кофеин, структура которого представлена ​​ниже:

Анализируя структурную формулу кофеина, правильно констатировать, что он обладает следующими органическими функциями и свойствами:

а) альдегидные и амидные, основные.

б) аминные и амидные, щелочные.

в) амино-кетоновые, щелочные.

г) кетоновые и амидные, амфотерные.

д) карбоновая кислота и амин, основные.

Разрешение:

Буква Б

При анализе структуры кофеина были идентифицированы функциональные группы амина и амида, как показано на изображении ниже. Поскольку эти две группы имеют основные или щелочные характеристики, кофеин также имеет эту характеристику, а это означает, что водные растворы кофеина имеют рН выше 7.

Ана Луиза Лоренцен Лима
Учитель химии

Источник: Бразильская школа - https://brasilescola.uol.com.br/quimica/funcoes-nitrogenadas.htm