หน้าที่ของไนโตรเจน: พวกมันคืออะไร ตัวอย่าง แบบฝึกหัด

ถึง ฟังก์ชั่นไนโตรเจน เป็นกลุ่มของ สารประกอบอินทรีย์ ที่มีอะตอมของ ไนโตรเจน ติดอยู่กับโซ่คาร์บอน พวกมันมีความแตกต่างตามกลุ่มการทำงานตามลำดับ ซึ่งเป็นชุดของอะตอมที่เชื่อมต่อในการกำหนดค่าบางอย่างและกำหนดคุณสมบัติลักษณะเฉพาะของแต่ละฟังก์ชัน

ฟังก์ชั่นไนโตรเจนคือ:

• เอมีน;

• เอไมด์;

• สารประกอบไนโตร;

• ไนไตรล์;

• ไอโซไนไตรล์.

อ่านด้วย:หน้าที่ออกซิเจนคืออะไร?

หัวข้อของบทความนี้

• 1 - สรุปการทำงานของไนโตรเจน
• 2 - บทเรียนวิดีโอเกี่ยวกับฟังก์ชันไนโตรเจน
• 3 - หน้าที่ของไนโตรเจนคืออะไร?
• 4 - หน้าที่ของไนโตรเจนคืออะไร?
  • เอมีน
  • เอไมด์
  • สารประกอบไนโตร
  • ไนไตรล์
  • ไอโซไนไตรล์
• 5 - การประยุกต์ใช้ฟังก์ชันไนโตรเจน
• 6 - แบบฝึกหัดที่ได้รับการแก้ไขเกี่ยวกับฟังก์ชันไนโตรเจน

สรุปหน้าที่ของไนโตรเจน

• ไนโตรเจนฟังก์ชันเป็นสารประกอบอินทรีย์ที่มี อะตอม ของไนโตรเจน

• เอมีน เอไมด์ ไนโตรคอมพาวด์ ไนไตรล์ และไอโซไนไทรล์เป็นฟังก์ชันของไนโตรเจน

• ฟังก์ชันอนินทรีย์มีความแตกต่างตามกลุ่มการทำงาน

• เอมีนได้มาจากการแทนที่ของ ไฮโดรเจน ของแอมโมเนียโดยอนุมูลอัลคิล

• เอไมด์มีอะตอมของคาร์บอนตัวเดียวกันกับไนโตรเจนและคาร์บอน ออกซิเจน.

• สารประกอบไนโตรประกอบด้วยหมู่ -NO₂.

• ไนไตรล์มีลักษณะเป็นพันธะสามชั้นระหว่างคาร์บอนและไนโตรเจน

• ไอโซไนไทรล์มีพันธะสามระหว่างไนโตรเจนและ คาร์บอนโดยมีไนโตรเจนติดอยู่กับโซ่คาร์บอน

บทเรียนวิดีโอเกี่ยวกับฟังก์ชันไนโตรเจน

ฟังก์ชั่นไนโตรเจนคืออะไร?

ฟังก์ชั่นไนโตรเจนเป็นชุดของ ฟังก์ชันอินทรีย์ที่มีอะตอมของไนโตรเจนในโครงสร้างนอกเหนือจากอะตอมของคาร์บอนและไฮโดรเจน ได้แก่ เอมีน เอไมด์ ไนโตรคอมพาวด์ ไนไตรล์ และไอโซไนไทรล์

สิ่งที่ทำให้การทำงานของไนโตรเจนแตกต่างกันคือหมู่ฟังก์ชันตามลำดับ ซึ่งเป็นการจัดเรียงโครงสร้างของอะตอมที่รับผิดชอบต่อคุณสมบัติของสาร

อย่าหยุดตอนนี้... มีเพิ่มเติมหลังจากการประชาสัมพันธ์ ;)

ไนโตรเจนมีหน้าที่อะไร?

• • เอมีน

ฟังก์ชั่นอินทรีย์ เหมือง มีลักษณะ โดยสร้างพันธะคาร์บอนอย่างน้อยหนึ่งสายกับอะตอมของไนโตรเจน. หมู่ฟังก์ชันของเอมีนคือ -N-R₁ร₂ร₃ (หมู่ R คือสายโซ่คาร์บอนหรืออะตอมของไฮโดรเจน อย่างน้อยหนึ่งในนั้นก็คือสายโซ่คาร์บอน)

เอมีน มาจากแอมโมเนีย (น₃) โดยมีอะตอมของไฮโดรเจนหนึ่งอะตอมหรือมากกว่านั้นถูกแทนที่ด้วยอะตอมของคาร์บอนหรือลิแกนด์ที่เป็นอัลคิล เป็นสารพื้นฐานออกจาก ค่าความเป็นกรดด่าง มากกว่า 7 ในสารละลายที่เป็นน้ำ

พวกมันถูกจำแนกตามจำนวนอะตอมของไฮโดรเจนที่ถูกแทนที่ด้วยแกนด์คาร์บอน (หมู่อัลคิลหรืออะริล) ซึ่งเรียกว่าองค์ประกอบย่อย

- เอมีนหลัก: มีคาร์บอนเป็นองค์ประกอบเดียว

- เอมีนทุติยภูมิ: มีคาร์บอนสององค์ประกอบ

- เอมีนตติยภูมิ: มีหมู่ธาตุคาร์บอนิกสามหมู่ กล่าวคือ อะตอมของไนโตรเจนไม่สร้างพันธะกับอะตอมของไฮโดรเจนอีกต่อไป เกิดเป็นสามธาตุ การเชื่อมต่อ อย่างง่ายด้วยอะตอมของคาร์บอน

ก ระบบการตั้งชื่อสำหรับเอมีน ตามแนวทางของ IUPAC (สหภาพเคมีบริสุทธิ์และเคมีประยุกต์ระหว่างประเทศ) ในกรณีของเอมีนปฐมภูมิ การสร้างชื่อจะคำนึงถึงจำนวนของคาร์บอน (คำนำหน้า) ลักษณะของพันธะระหว่างคาร์บอน (อินฟิกซ์) และคำที่ใช้ เหมือง สำหรับคำต่อท้าย (ท้ายคำ)

ดูตัวอย่าง:

เมื่อกำหนดหมายเลขให้กับคาร์บอนสำหรับตำแหน่งของอนุมูล ให้กำหนดจำนวนที่ต่ำที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ให้กับอะตอมที่อยู่ใกล้กับหมู่ NH มากที่สุด₂.

สำหรับเอมีนทุติยภูมิและตติยภูมิ ระบบการตั้งชื่อจะพิจารณาหมู่แทนที่ที่ยาวที่สุดที่ติดอยู่กับไนโตรเจน เป็นสายโซ่หลัก ส่วนลิแกนด์อื่นๆ เขียนด้วยคำนำหน้าที่หมายถึงจำนวนคาร์บอนและคำต่อท้าย -อิลลินอยส์โดยมีตัวอักษร N นำหน้า

ตัวอย่าง:

• • เอไมด์

ฟังก์ชั่นอินทรีย์ เอไมด์ มีลักษณะเป็น สร้างพันธะระหว่างหมู่คาร์บอนิล (C=O) กับอะตอมของไนโตรเจนซึ่งไนโตรเจนสามารถสร้างพันธะกับอะตอมของคาร์บอนหรือไฮโดรเจนได้

เอไมด์ เป็นสารพื้นฐานปล่อยให้ค่า pH สูงกว่า 7 ในสารละลายที่เป็นน้ำ สารยูเรียอยู่ในกลุ่มของเอไมด์และเป็นสารประกอบตามธรรมชาติในปัสสาวะซึ่งได้มาจากกระบวนการย่อยสลายที่เกิดขึ้นในสิ่งมีชีวิต

ยูเรียเป็นเอไมด์

เอไมด์มีลักษณะเฉพาะขึ้นอยู่กับระดับของการทดแทนไนโตรเจน แบบนี้:

- เอไมด์หลัก: ยึดไฮโดรเจน 2 อะตอมกับไนโตรเจน

- เอไมด์ทุติยภูมิหรือโมโนแทน: ไฮโดรเจนตัวใดตัวหนึ่งถูกแทนที่ด้วย โซ่คาร์บอนดังนั้นไนโตรเจนจึงรักษาพันธะเดี่ยวกับไฮโดรเจน

- เอไมด์ระดับตติยภูมิหรือพลัดถิ่น: ไนโตรเจนไม่มีพันธะไฮโดรเจนอีกต่อไป ซึ่งทั้งหมดถูกแทนที่ด้วยคาร์บอน

เอไมด์เป็น ตั้งชื่อตาม IUPAC, โมเลกุลที่ถูกตั้งชื่อตามลำดับ:

ในเอไมด์ที่แตกแขนง อะตอมของคาร์บอนของกลุ่มเอไมด์จะเข้าร่วมในสายโซ่หลัก และจำนวนคาร์บอนจะต้องเริ่มต้นด้วยอะตอมนั้น ดู:

ในเอไมด์ที่ถูกแทนที่เชิงเดี่ยวหรือถูกแทนที่, the ตัวอักษร N หมายถึงตำแหน่งของสาขา ซึ่งจับกับอะตอมของไนโตรเจน หากมีอนุมูลอื่นในสายโซ่ จะถูกเขียนหลังจากระบุรากที่อ้างอิงถึง N

• • สารประกอบไนโตร

คุณ สารประกอบไนโตร เป็นสารประกอบอินทรีย์ที่ มีหมู่ไนโตร (-NO₂) ติดอยู่กับโซ่คาร์บอนซึ่งอาจเป็นอะลิฟาติก (เปิดหรือเชิงเส้น) หรืออะโรมาติก

ก ลักษณะสำคัญของสารเหล่านี้คือพลังการระเบิด. ความสามารถในการระเบิดนั้นสัมพันธ์กับสารประกอบไนโตรอะโรมาติก และยิ่งกลุ่มไนโตรมีจำนวนมากขึ้น การระเบิดก็จะยิ่งมากขึ้นเท่านั้น สารประกอบอะลิฟาติกไนโตรใช้ในห้องปฏิบัติการเป็นตัวทำละลายอินทรีย์

Trinitrotoluene (TNT) เป็นสารประกอบไนโตรที่ใช้เป็นวัตถุระเบิด

ระบบการตั้งชื่อสำหรับสารประกอบเหล่านี้เกิดจากคำ ไนโตร ตามด้วยชื่อของ ไฮโดรคาร์บอน (คำนำหน้า + infix + ลงท้าย -อ).

ดูตัวอย่าง:

• ไนไตรล์

ไนไตรล์เป็นสารประกอบอินทรีย์ที่มีลักษณะเป็น พันธะสามระหว่างอะตอมของคาร์บอนกับอะตอมของไนโตรเจน, นำเสนอหมู่ฟังก์ชัน – C ≡ N. ในไนไตรล์ ไนโตรเจนจะอยู่ที่ปลายสุดและคาร์บอนจะถูกต่อเข้ากับสายโซ่คาร์บอนโดยตรง

ไนไตรล์ หรือที่เรียกว่าไซยาไนด์เนื่องจากได้มาจากปฏิกิริยากับกรดไฮโดรไซยานิก (HCN)

พวกเขาเป็นสาร เป็นพิษต่อมนุษย์เนื่องจากภายในร่างกายสามารถสร้างกรดไฮโดรไซยานิกเมื่อสัมผัสกับกรดในกระเพาะอาหาร ขัดขวางกระบวนการต่างๆ การหายใจระดับเซลล์ ของเซลล์

ในธรรมชาติ สามารถพบไนไตรล์ได้ในผลไม้หินบางชนิด แต่มีความเข้มข้นต่ำมาก ไม่มีความเสี่ยง และในใบของมันสำปะหลังป่า

มันสำปะหลังป่ามีสารประกอบที่ได้จากไนไตรล์

กฎ Iupac สำหรับการตั้งชื่อไนไตรล์กำหนดว่าคำนี้ ไนไตรล์ เพิ่มเป็นคำต่อท้าย:

ดูตัวอย่าง:

รูปแบบปกติของการตั้งชื่อสำหรับไนไตรล์คือ ไซยาไนด์ + ชื่ออนุมูล.

• • ไอโซไนไตรล์

ไอโซไนไตรล์ หรือ ไอโซไนไทรล์ เป็นสารประกอบที่เกิดจาก พันธะสามระหว่างอะตอมของคาร์บอนกับอะตอมของไนโตรเจนนำเสนอหมู่ฟังก์ชัน – R ≡ C ในไอโซไนไตรล์ คาร์บอนจะอยู่ที่ปลายสุดและไนโตรเจนจะถูกต่อเข้ากับสายโซ่คาร์บอนโดยตรง

ไอโซไนไตรล์แตกต่างจากไนไตรล์เนื่องจากตำแหน่งของอะตอมไนโตรเจนและคาร์บอน และ ในไอโซไนไตรล์ ไนโตรเจนมีลักษณะเป็นเฮเทอโรอะตอมเนื่องจากอยู่ในตำแหน่งระหว่างคาร์บอนสองตัว

พวกมันเป็นสายพันธุ์ที่ไม่เสถียรและสามารถเปลี่ยนเป็นไนไตรล์ที่อุณหภูมิสูง ปฏิกิริยาของกรดไอโซไซยาไนดิกก่อให้เกิดไอโซไนไตรล์ ซึ่งเป็นสาเหตุที่เรียกสารประกอบเหล่านี้ว่าไอโซไซยาไนด์

โมเลกุล Isonitrile เป็นไปตามกฎ Iupac สำหรับการตั้งชื่อ:

ดูตัวอย่าง:

การประยุกต์ใช้ฟังก์ชันไนโตรเจน

สารที่เป็นของฟังก์ชันไนโตรเจนมีการใช้งานมากมาย ส่วนใหญ่ในพื้นที่อุตสาหกรรม สำหรับการผลิต โพลิเมอร์, ยาง, ใยสังเคราะห์, ยา, เคมีเกษตร, ยาฆ่าแมลง และวัตถุระเบิด

ถึง เอมีนใช้ในการผลิตสีย้อม,สบู่,ยา, ในกระบวนการ การหลอมโลหะยางวัตถุระเบิดและกระบวนการทางอุตสาหกรรมอื่นๆ และยังพบในพืชและก่อตัวขึ้นในกระบวนการย่อยสลายสารอินทรีย์

สีย้อมได้มาจากสวรรค์ซึ่งเป็นเอมีน

ถึง เอไมด์มีการใช้งานอย่างกว้างขวางในภาคอุตสาหกรรมและเคมีมีอยู่ในการผลิตโพลิเมอร์ (เช่น ไนลอนและโพลียูรีเทน) เรซิน วัตถุระเบิด ปุ๋ย,ยาไล่แมลง, ปุ๋ยและยา.

ไนลอนได้มาจากเอไมด์

คุณ สารประกอบไนโตรการใช้งานหลักคือการผลิตวัตถุระเบิด ที่ใช้ในทางการทหาร ภาคอุตสาหกรรม และโลหะวิทยา (สำหรับการสกัดวัตถุดิบ) สารประกอบไนโตรคอมพาวด์ที่รู้จักกันดีที่สุดชนิดหนึ่งคือ ไตรไนโตรโทลูอีน ซึ่งรู้จักกันแพร่หลายในชื่อ ทีเอ็นที. การประยุกต์ใช้ไนโตรคอมพาวด์อื่นๆ ในการผลิต สารกำจัดศัตรูพืช,สารฆ่าเชื้อแบคทีเรีย ,สีย้อม ,การกลั่นปิโตรเลียม เป็นต้น

วัตถุระเบิดเกิดจากสารประกอบไนโตร

ถึง ไนไตรล์ใช้เป็นตัวทำละลายอินทรีย์ ในห้องปฏิบัติการและในอุตสาหกรรม มีส่วนร่วมในกระบวนการสกัดและการผลิตเส้นใยสังเคราะห์ โพลิเมอร์พลาสติก สีย้อม และปุ๋ยบางชนิด

อะคริโลไนไตรล์เป็นไนไตรล์ที่ใช้ในการผลิตพลาสติกประเภทต่างๆ

ถึง ไอโซไนไตรล์ถูกนำไปใช้ในกระบวนการต่างๆ เพื่อผลิตสารประกอบอินทรีย์เช่น ตัวทำละลาย และมีส่วนร่วมในการผลิตเคมีเกษตร ยาฆ่าแมลง ยางและพลาสติก

อ่านด้วย:ฮาไลด์ — สารที่มีอะตอมของฮาโลเจนติดอยู่กับโซ่คาร์บอน

เฉลยแบบฝึกหัดเกี่ยวกับฟังก์ชันไนโตรเจน

คำถามที่ 1

(FPS-PE-modified) การประยุกต์ใช้สารประกอบไนโตรเจนในเคมีอินทรีย์สังเคราะห์นั้นมีความหลากหลายมากและเกี่ยวข้องกับการเตรียมยา สีย้อม วัตถุระเบิด และวิตามิน ดูสารประกอบด้านล่าง

เกี่ยวกับสารประกอบเหล่านี้ ทำเครื่องหมายข้อความไม่ถูกต้อง

ก) ทีเอ็นทีเป็นสารประกอบไนโตร

b) ส่วนที่เป็นไนโตรเจนของฟลูออกซิทีนเป็นเอมีนทุติยภูมิ

ค) แอมเฟตามีนจัดเป็นสารเอไมด์หลัก

d) Indigo มีวงแหวนเฮเทอโรอะโรมาติกในโครงสร้างของมัน

e) ส่วนที่มีไนโตรเจนของพาราเซตามอลคือเอไมด์

ปณิธาน:

ตัวอักษร C

รายการ เดอะ ถูกต้อง เนื่องจากทีเอ็นทีเป็นสารประกอบไนโตรเนื่องจากไม่มีหมู่₂.

รายการ ข ถูกต้อง. ส่วนที่เป็นไนโตรเจนของฟลูออกซิทีนเป็นเอมีนทุติยภูมิเนื่องจากเชื่อมโยงกับส่วนคาร์บอนสองส่วน

รายการ ว ไม่ถูกต้อง เนื่องจากแอมเฟตามีนถูกจัดประเภทเป็นเอมีนหลัก ไม่ใช่เอไมด์ โปรดทราบว่ากลุ่มปัจจุบันคือ NH₂. นี่คือส่วนสำคัญของคำถาม

รายการ ง ถูกต้อง เนื่องจากสีครามมีวงแหวนเฮเทอโรอะโรมาติกในโครงสร้างของมัน นั่นคือวงแหวนที่เกิดจากอะตอมของคาร์บอนและธาตุอื่น ในกรณีนี้คือไนโตรเจน

รายการ มันคือ ถูกต้อง เนื่องจากพาราเซตามอลเป็นเอไมด์ซึ่งมีคาร์บอนเชื่อมโยงกับไนโตรเจนและออกซิเจน

คำถามที่ 2

(UFMS) เยอบาเมท (Ilex พารากัวเรียนซิส) มีพื้นเพมาจากอเมริกาใต้ใช้เป็นยาชูกำลังและเครื่องดื่มกระตุ้น ผลิตภัณฑ์ที่ได้จากการแปรรูปใบเยอร์บามาเตสามารถนำมาใช้ในการเตรียมได้ chimarrão และ tereré ท่ามกลางเครื่องดื่มอื่นๆ ที่บริโภคกันทั่วไปและวัฒนธรรมในภูมิภาคต่างๆ ของอาร์เจนตินา ปารากวัย และ บราซิล. ความสนใจอย่างมากใน yerba mate เกิดจากสารประกอบทางเคมีที่มีอยู่ เนื่องจากคุณสมบัติในการต้านอนุมูลอิสระ สารกระตุ้น และขับปัสสาวะ

(มีอยู่ใน: http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/bitstream/1/3158/1/PG_PPGEP_Henrique%2C%20 Flavia%20Aparecida_2018.pdf. เข้าถึงเมื่อ: 01 พ.ย. 2018. ดัดแปลง).

คุณสมบัติกระตุ้นของเยอร์บาเมทนั้นเกี่ยวข้องกับปริมาณเมทิลแซนทีน ซึ่งหนึ่งในองค์ประกอบหลักคือคาเฟอีน โครงสร้างที่แสดงด้านล่าง:

เมื่อวิเคราะห์สูตรโครงสร้างของคาเฟอีน มันถูกต้องที่จะระบุว่ามันมีหน้าที่และคุณสมบัติของสารอินทรีย์ดังต่อไปนี้:

ก) อัลดีไฮด์และเอไมด์ พื้นฐาน

b) เอมีนและเอไมด์, อัลคาไลน์

c) เอมีนและคีโตน, อัลคาไลน์

ง) คีโตนและเอไมด์, แอมโฟเทอริก

จ) กรดคาร์บอกซิลิกและเอมีน เบสิก

ปณิธาน:

จดหมาย B

การวิเคราะห์โครงสร้างคาเฟอีน กลุ่มฟังก์ชันเอมีนและเอไมด์จะถูกระบุตามที่ไฮไลต์ในภาพด้านล่าง เนื่องจากทั้งสองกลุ่มนี้มีลักษณะพื้นฐานหรือเป็นด่าง คาเฟอีนจึงมีลักษณะนี้เช่นกัน หมายความว่าสารละลายคาเฟอีนที่เป็นน้ำมีค่า pH สูงกว่า 7

โดย Ana Luiza Lorenzen Lima
ครูสอนเคมี

เรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับการจำแนกประเภทเอไมด์ตามหมู่แทนที่ เรียนรู้วิธีการตั้งชื่อของสารประกอบและการใช้งานหลัก

เอมีน, การจำแนกประเภทของเอมีน, คุณสมบัติของเอมีน, เอมีนปฐมภูมิ, สารประกอบอินทรีย์ไนโตรเจน, อนุมูลอัลคิล, ไดเมทิลลามีน เอทิลเอมีน ไตรเมทิลลามีน สารประกอบที่สกัดจากพืช พุเตรสซีน แคดาเวอรีน เบสอินทรีย์ สารสังเคราะห์ โดยธรรมชาติ

เรียนรู้การจัดเรียงองค์ประกอบนี้ในสตริง

รู้จักองค์ประกอบทางเคมี แหล่งผลิต และการประยุกต์ใช้สารประกอบอินทรีย์หลายชนิด เช่น อะซีโตน แอลกอฮอล์ อีเทอร์ และอื่นๆ

ไนไตรล์เป็นสารประกอบอินทรีย์ประเภทหนึ่งที่มีลักษณะเป็นหมู่ฟังก์ชัน -CN

สังเกตลักษณะสำคัญของสารประกอบไนโตรคอมพาวด์อะโรมาติกและอะลิฟาติก และกฎที่ต้องปฏิบัติตามในการตั้งชื่ออย่างเป็นทางการของสารเหล่านี้คืออะไร

ค้นหาว่า IUPAC Nomenclature ถูกสร้างขึ้นมาอย่างไร จุดประสงค์หลักคืออะไร และเรียนรู้กฎพื้นฐานที่ต้องปฏิบัติตามเพื่อตั้งชื่อสารประกอบอินทรีย์

เรียนรู้ทีละขั้นตอนวิธีการตั้งชื่อสาขาของสารประกอบอินทรีย์

TNT ย่อมาจาก trinitrotoluene ซึ่งมีชื่อทางเคมีว่า 2-methyl-1,3,5-trinitrobenzene