Александр Артеменко - Удивительный мир органической химии

Реакция Зинина легла в основу производственных процессов, возникших в ХIХ в. в промышленности синтетических красителей, взрывчатых веществ, лекарственных препаратов и многих других соединений.

Анилин — бесцветная маслообразная жидкость, малорастворимая в воде. Легко окисляется кислородом воздуха. При этом она желтеет, а потом приобретает темно-бурый цвет.

Химические свойства анилина определяются аминогруппой и бензольным кольцом. Как и в случае обычных аминов, атом азота имеет неподеленную пару электронов, которые способны присоединять протон кислоты:

Как видите, анилин также обладает основными свойствами. Однако они выражены гораздо слабее, чем у аммиака, а тем более у алифатических аминов. Это можно объяснить тем, что неподеленная электронная пара на атоме азота в молекуле анилина вступает во взаимодействие с π - электронами бензольного кольца. В результате этого электронная пара несколько смещается в сторону кольца, а атом азота приобретает более положительный характер. Поэтому его склонность к присоединению протонов снижается.

Анилин вступает в те же реакции, что и алифатические амины. Однако у него имеются и свои особенности. Например, он легко окисляется. При этом, как говорилось выше, анилин даже на воздухе меняет свой цвет до темной окраски. Но особенно легко анилин окисляется под влиянием сильных окислителей. В этом случае он превращается в «черный анилин» — краситель черного цвета. Особенно легко окисляются ароматические диамины (например, фенилендиамин). Продукты, которые при этом образуются, используют для окраски искусственного меха в черный цвет, а также в косметике (краситель «урсол»).

Из анилина можно получать много очень ценных веществ. Это — анилиновые красители, лекарственные препараты, фотоматериалы, полимеры и др. Например, число анилиновых красителей (азокрасителей) в настоящее время превышает 2 тыс. Первый и самый простой азокраситель — «анилиновый желтый» был получен в 1861 г.

Сама реакция (реакция диазотирования), благодаря которой стало возможным получение азокрасителей, была открыта немецким химиком Петером Гриссом (1829-1888) раньше — в 1858 г. Вот эта реакция:

В результате взаимодействия образовавшейся соли диазония с ароматическими аминами или фенолами получают азокрасители.

Приведем пример еще одного азокрасителя — «метилового оранжевого»:

Окраска этого красителя меняется в зависимости от характера раствора: в щелочной и нейтральной среде его цвет желтый, а в кислой — красный. Поэтому такой краситель применяют в качестве индикатора (метилоранж).

Несмотря на то что сам анилин — довольно ядовитое вещество (разрушает красные кровяные тельца), его некоторые производные находят применение в медицине. Наверное, вы слышали о препарате — фенацетине , который раньше использовали в качестве жаропонижающего и болеутоляющего средства:

В наши дни фенацетин заменил близкий по строению парацетамол :

Среди многомиллионной «армии» органических соединений есть такие вещества, которые сочетают в себе свойства двух или даже более веществ. Кстати, таких соединений немало. Сейчас мы расскажем о веществах, молекулы которых содержат одновременно и карбоксильную группу, и аминогруппу. Такие соединения называются аминокислотами. Нетрудно догадаться, что они обладают свойствами как кислоты, так и основания. Это и понятно: карбоксильная группа отвечает за кислотные свойства, а аминогруппа — за основные. И все же удивительно! Одно и то же вещество, а ведет себя по-разному в зависимости от условий.

Самой простой по строению аминокислотой является аминоуксусная кислота — глицин.

В молекуле этой кислоты аминогруппа и карбоксильная группа связаны с одним и тем же углеродным атомом. Такие кислоты называются α-аминокислотами. Если эти группы разъединяются двумя группами СН 2, то кислоты относят к β-кислотам, если между ними три группы СН 2, — к γ-кислотам и т. д.

Аминоуксусную кислоту (глицин) выделил в 1820 г. французский химик и ботаник Анри Браконно (1780-1854) путем гидролиза белка желатины. Однако есть сведения, что первая аминокислота была получена еще в 1808 г. из сока спаржи.

Аминокислоты — очень важные соединения. Они являются основными «кирпичиками», из которых построены огромные молекулы белков. Это было впервые установлено немецким химиком Эмилем Фишером (1852-1919), который много сделал для установления строения этих сложных веществ. Впоследствии открытие Э. Фишера было подтверждено исследованиями многих ученых мира.

Вначале аминокислоты получали гидролизом белковых веществ. Затем были сделаны первые попытки получить эти соединения синтетическим путем. Первой аминокислотой, полученной синтетически в 1897 г., был лейцин.

В настоящее время существует достаточно много способов получения аминокислот. Чаще всего их получают замещением атома галогена на аминогруппу в галогенозамещенных кислотах:

Удобный метод получения α-аминокислот предложил Н. Д. Зелинский. Для этого он использовал альдегиды и кетоны: