Программа по химии для поступающих в вузы (ответы)
нутрь подобного «пучка» растворитель проникнуть не
может, а следовательно, не происходит и отрыва молекул друг от друга.
Целлюлоза растворима в растворе гидроксида меди в концентрированном водном
аммиаке (реактив Швейцера). Концентрированные кислоты и концентрированный
раствор хлорида цинка также растворяет целлюлозу, но при этом происходит ее
частичный распад (гидролиз), сопровождающийся уменьшением молекулярной
массы. Химические свойства целлюлозы определяются, прежде всего,
присутствием гидроксильных групп. Действуя металлическим натрием, можно
получить тринатрийалкоголят целлюлозы [C6H7O2(ONa)3]n. Под действием
концентрированных водных р-ров щелочей происходит мерсеризация – частичное
образование алкоголятов целлюлозы, приводящее к набуханию волокна и
повышению его восприимчивости к красителям. В результате окисления в
макромолекуле целлюлозы появляется некоторое число карбонильных и
карбоксильных групп. Под влиянием сильных окислителей происходит распад
макромолекул. Гидроксильные группы целлюлозы способны алкилироваться и
ацилироваться, давая простые и сложные эфиры. Целлюлоза используется
человеком с очень давних пор. Сначала применяли древесину как горючий и
строительный материал; затем хлопковые, льняные и др. волокна стали
использоваться как текстильное сырье. Первые промышленные способы
переработки целлюлозы возникли в связи с развитием бумажной промышленности.
Бумага – это тонкий слой клетчатки, спрессованных и проклеенных для
создания механической прочности, а также гладкой поверхности для
предотвращения растекания чернил. Целлюлоза применяется не только как сырье
в бумажном производстве, но идет еще на дальнейшую химическую переработку.
Наибольшее значение имеют простые и сложные эфиры целлюлозы. Так, при
действии на целлюлозу смесью серной и азотной кислот получают нитраты
целлюлозы. Все они горючи и взрывчаты. Максимальное число остатков азотной
кислоты, которые можно ввести в клетчатку, равно 3 на каждое звено глюкозы:
[C6H7O2(OH)3]n + nHNO3 > [C6H7O2(ONO2)3]n + nH2O
При действии на целлюлозу смеси уксусного ангидрида, уксусной к-ты и
серной к-ты образуется триацетат целлюлозы:
(CH3CO)2O
[C6H7O2(OH)3]n ———> [C6H7O2(OCOCH3)3]n
Из ацетатов целлюлозы готовят лаки, негорючую кинопленку, а также
ацетатное волокно. Нашли техническое применение и простые эфиры целлюлозы.
Так, обрабатывают целлюлозу сначала щелочью, а затем хлористым метилом (под
давлением), получают метилцеллюлозу:
[C6H7O2(OH)3]n + 2NaOH + 2CH3Cl > [C6H7O2(OH)(OCH3)2]n + 2NaCl + 2H2O
При метилировании целлюлоза приобретает некоторую растворимость в воде;
применяется главным образом как загуститель в текстильной, косметической и
пищевой промышленности. Аналогично получают этицеллюлозу, которую
используют для производства прочных морозостойких пленок. Искусственные
волокна на основе целлюлозы ныне занимают видное место в общем балансе
текстильного сырья.
Амины, их строение и номенклатура. Амины как органические основания,
взаимодейст-вие с кислотами. Анилин. Сравнение свойств алкил- и
арилзамещенных аминов. Получение анилина из нитробензола (реакция Зинина).
Амины – органические производные аммиака, которые можно рассматривать
как продукты замещения атомов водорода аммиака на углеводородные радикалы.
В зависимости от числа замещенных на радикалы атомов водорода различают
первичные (1), вторичные (2) и третичные (3) амины:
1. R–NH2 2. R–NH–R’ 3.R3N.
Низшие амины – газы, средние – жидкости, а начиная с С12 - твердые
вещества. Запах низших аминов напоминает запах аммиака. С ростом числа
атомов углерода растворимость в воде ухудшается. Являясь производными
аммиака, они сохраняют основные свойства. Причина этому – свободная
электронная пара азота.
Химические свойства:
1. Присоединение алкилгалогенидов:
C6H5NH2 + C2H5Cl > [C6H5–NH2–C2H5]+Cl–
2. Взаимодействие с HCl:
C2H5NH2 + HCl > [C2H5NH3]+Cl–
3. Реакции с азотистой кислотой:
а) первичные CH3NH2 + HNO2 > CH3OH + N2 + H2O
б) вторичные (CH3)2NH + HNO2 > (CH3)2N–N=O + H2O
в) третичные не реагируют.
Простейшие алифатические амины – метиламин, диметиламин - используются
при синтезе лекарственных веществ, в качестве ускорителей вулканизации и в
других органических синтезах. Гексаметилендиамин NH2–(CH2)6–NH2 является
исходным веществом для синтеза важного полимерного материала – найлона.
Анилин – важнейший из ароматических аминов. Получается по реакции
Зинина:
C6H5NO2 + 6H > C6H5NH2 + 2H2O.
В промышленности получают каталитическим восстановлением нитробензола
водородом; пропуская хлорбензол с аммиаком над одновалентной медью. Анилин
применяется для получения красителей, лекарственных препаратов,
вулканизаторов и стабилизаторов для резины, пластмасс, фотографических
проявителей.
Аминокислоты, их строение и кислотно-основные свойства. Синтетические
полиамидные волокна. Понятие о строении белковых молекул. ?-аминокислоты
как структурные единицы белков. Свойства и биологическая роль белков.
Аминокислотами называются соединения, содержащие в молекуле амино- и
карбоксильную группы. В зависимости от взаимного положения групп различают
?-, ?- и ?-аминокислоты. Одновременное присутствие в молекуле аминокислоты
кислотной и основной групп приводит к внутримолекулярной нейтрализации.
Учитывая это, свободные аминокислоты правильнее представлять в виде
внутренних солей типа:
[pic]
Это сказывается и на физических свойствах аминокислот: подобно обычным
неорганическим солям, аминокислоты представляют собой кристаллические
вещества, растворимые в воде и мало растворимые в органических
растворителях. Они плавятся при высоких температурах и обычно при этом
разлагаются. Переходить в парообразное состояние они не способны.
Получение:
ClCH2–COOH + 3NH3 > H2N–CH2–COONH4 + NH4Cl (р-ция Фишера);
СH3–CHO > CH3–CH(OH)–CN > CH3–CH(NH2)–CN >
> H3–CH(NH2)–COOH (р-ция Зелинского).
Химические свойства аминокислот в первом приближении являются суммой
свойств имеющихся в их составе функций. Своеобразие аминокислот
определяется, прежде всего, тем, что в них имеются две функции
противоположного химического характера – аминогруппа со свойствами
основания и карбоксильная группа со свойствами кислоты. Аминокислоты
являются амфотерами.
1. H2N–CH2–COOH + HCl > HCl?H2N–CH2–COOH
2. H2N–CH2–COOH + NaOH > H2N–CH2–COONa
|Реакции по карбоксильной группе |
|H2NCH2COOH + NaOH > H2NCH2COONa + H2O |
|2H2NCH2COOH + Na > H2NCH2COONa + H2 |
|H2NCH2COOH + CH3OH > H2NCH2COOCH3 + H2O |
|H2NCH2COOH > CH3NH2 + CO2 |
|Реакции по аминогруппе |
|H2NCH2COOH + HCl > HCl·H2NCH2COOH |
|H2NCH2COOH + HNO2 > HOCH2COOH + N2 + H2O |
|H2NCH2COOH + CH3COCl > CH3CONHCH2COOH + HCl |
Аминокислоты способны взаимодействовать друг с другом, образуя длинные
цепи:
H2NCH2COOH + HNНСН2COOH > H2NCH2COHNCH2COOH + H2O
Высокомолекулярные соединения, построенные из аминокислотных остатков,
называются белковыми веществами – белками. Внешний вид, физическое
состояние белков может быть столь же разнообразным, как и функции, которые
они выполняют в организме. Несмотря на внешнее несходство, различные
представители белков обладают некоторыми общими свойствами. Так, растворы
всех белков имеют коллоидный характер. При повышении температуры, УФ-
излучения или радиации, под влиянием кислот, щелочей и других реагентов
происходят изменения физико-химических свойств белков, называемые
денатурацией. При этом теряется биологическая активность. Денатурацию в
настоящее время связывают с изменением конформации[1] белковых молекул.
Белковые вещества осаждаются фосфорно-вольфрамовой, фосфорно-молибденовой,
пикриновой, трихлоруксусной, салициловой и другими кислотами, а также
солями многих тяжелых металлов. Белки дают и многие цветные реакции.
Например, специфические окраски возникают при взаимодействии их со
щелочными растворами солей меди (биуретовая реакция).
Главной составной частью белковых веществ являются двадцать ?-
аминокислот.
Молекулы аминокислот связаны в белках по амидному типу. В данном случае
эта связь называется пептидной, а соединения амидного типа, образованные
несколькими молекулами аминокислот, называют пептидами. Синтез пептидов
можно осуществить, например, ацилированием аминокислот хлорангидридами
галогензамещенных кислот и действием аммиака:
H2N–CH(CH3)–COOH + Cl–CH2–COCl >
| |  скачать работу |
Программа по химии для поступающих в вузы (ответы) |
