ORGANSKA JEDINJENJA SA SUMPOROMJedinjenja kod kojih je sumpor
direktno vezan za ugljenik, to jest jedinjenja sa vezom C-S
SUMPORosobine Sumpor se nalazi u VI grupi periodnog sistema
odmah ispod kiseonika Gradi organska jedinjenja koja su analogna
kiseoninim jedinjenjima Sumpor je manje elektronegativan od
kiseonika Sumpor sa ugljenikom ne gradi dvostruku vezu (C=S) kao
kiseonik (C=O)
OAtomski broj 8
S16
Atomska masaMogua oksidaciona stanja Elektronegativnost
15,9-2; -1 3,5
32,1-2; +2; +4; +6 2,5
Pregled najvanijih klasa organskih jedinjenja sa sumporom sa
funkcionalnim grupamaFunkcionalna grupaStrukturaS H S S S
Klasa jedinjenjaNazivtiolna (merkapto) sulfidna disulfidna
Opta formulaR-S-H R-S-R R-S-S-R R-SO-R
NazivTioli, tioalkoholi Sulfidi (tioetri) disulfidi
sulfoksidi
O S
O S OO S O H O
R-SO2-R
sulfoni
sulfonska
R-SO2OH (R-SO3H)
Sulfonske kiseline
Tiolitioalkoholi, merkaptani Organska jedinjenj koja imaju SH
grupu IUPAC nomenklatura ALKANTIOLI Na naziv ugljovodonika (najdui
niz koji sadri SH grupu) doda se sufiks tiol Poloaj SH grupe se
oznaava brojevima
Tiolifizike osobine Take kljuanja tiola su znatno nie od
odgovarajuih alkohola jer sumpor ne gradi vodonine veze. Tioli su
manje rastvorljivi u vodi od alkohola (rastvorljivost C2H5SH u vodi
je 1,5 g/ 100 cm3 na 25 oC) jer sumpor ne gradi vodonine veze sa
vodom. Isparlljivi merkaptani imaju veoma neugodan miris (moe se
osetiti jedna zapremina metantiola u 50 milijardi zapremina
vazduha). Koriste se za odorizaciju prirodnog gasa. Vii tioli (sa
vie od 9 C atoma) imaju prijatan miris. Nii tioli su toksini.
Jedinjenje
Taka kljuanja (oC)
CH3OHCH3SH
656
C2H5OHC2H5SH
7837
Tiolihemijske osobine: kiselost i laka oksidacija Tioli su
kiseliji od alkohola i u vodenim rastvorima daju proton vodi:
C2H5SH + H2O C2H5S- + H3O+ Reaguju sa vodenim rastvorima jakih baza
dajui soli: C2H5SH + NaOH C2H5S- Na+ + H2O Soli tekih metala (Pb,
Hg, Cu, Cd i Ag) su nerastvorne vodi. Ime merkaptan (lat. mercurium
captans, oteta iva) potie od lakoe stvaranja nerastvornih ivinih
soli.
Tiolihemijske osobine: laka oksidacija Tioli se lako oksiduju do
disulfida dejstvom blagih oksidacinih sredstava (jod, kiseonik iz
vazduha) Primenom blagih redukcionih sredstava (npr. Zn u HCl)
disulfidi se lako redukuju do tiolaO
R S H + R S H tiol R S S R + 2 H
R S S R disulfid 2 R S H
Zn, HCl
Ostaci cisteina obezbeuju strukturnu stabilnost proteina
stvaranjem intramolekulskih i intermolekulskih disulfidnih veza
Tiolinalaenje u prirodi
Biomolekuli sa sumporom
Organska jedinjenja sa sumporom pesticidi
Fitohelatini i metalotioneiniOligomeri glutationa Uloga
dekoksifikacija tekih metala (Cd, Hg, Pb) kod biljaka i
ivotinja
Organska jedinjenja sa sumporom lekovi
Organska jedinjenja sa sumporom deterdenti
ORGANSKA JEDINJENJA SA AZOTOMjedinjenja gde je ostvarena
direktna veza ugljenik-azot (C-N veza) Nitro jedinjenja Amini
AZOT
Nitro jedinjenja Funkcionalna grupa nitro jedinjenja je NO2
grupa Opta formula nitro jedninjenja je R-NO2 gde R moe biti
ostatak bilo alifatinog ili aromatinog ugljovodonika. Alifatnina
nitro jedinjenja nemaju neki vei praktini znaaj.CH3 CH3 + HONO2 CH3
CH2 NO2 + H2O
Aromatina nitrojedinjenjaLako se dobijaju reakcijom aromatine
elektrofilne supstitucije reakcija nitrovanja
NO2 + HONO2 benzenCH3 NO2 + 3 HONO2 NO2 trinit rotoluenOH NO2 +
3 HONO2 NO2 trinitrofenol NO2 + 3 H2O
+ H2O nitrobenzenCH3 NO2 + 3 H 2O
toluen
OH
fenol
Redukcijom nitrobenzena nastaje anilin
NO2 + 3 H2 nitrobenzen (Fe, HCl)
NH2 + 2 H2O anilin
TrinitrotoluenTROTIL uta, vrsta supstanca Topi se na 80 oC Najei
eksploziv za vojnu i industrijsku upotrebu Koristi se u smei sa
drugim ekspolozivima (Amatol TNT i NH4NO3) Reakcija razlaganja pri
eksploziji: 2 C 7 H 5 N 3 O6 3 N 2 + 5 H 2 O +7 CO + 7 C Reakcija
je egzotermna ali ima visoku Ea Zbog nastajanja ugljenika
eksplozije su aave
Amini mogu se smatrati derivatima amonijaka dele na primarne,
sekundarne i tercijerne u zavisnosti od broja vodonikovih atoma u
amonijaku koji su zamenjeni alkil ili aril grupama Alifatini i
aromatini amini prema karakteru RH H H H R H R R
H N
R N
R N
R N
amonijak
primarni amin
sekundarni amin
tercijerni amin
Struktura amina Tri grupe i slobodni elektronski par na azotu
imaju tetraedarski raspored.
Amini su alkilamini ili alkanamini
H
CH3 CH3 N CH3Trimetil-amin
CH3NH2Kao alkil- Metil-amin amini IUPAC metanamin
CH3 N CH3Dimetil-amin
CH3CH2CH2CH2CHCH3 NH22-heksil-amin
N-meilmetanamin
N,N-dimetilmetanamin
2-heksanamin
Aromatini amini se imenuju kao derivati benzenamina (anilina)NH2
NHCH2CH3
benzenamin anilin
N-etilbenzenamin N-etilanilin
Osobine amina Prva tri lana homologogog niza amina (sadre do tri
Catoma) su vodorastvorni gasovi sa mirisom na amonijak ili ribu.
Amini koji sadre od 3 do 11 C atoma su tenosti a vii homolozi su
vrste supstance.
Vodonina veza kod amina Polarna N-H veza omoguava graenje
vodonine veze kod primarnih i sekundarnih amina ali ne i kod
tercijernih Meutim, N-H veza kod amina nije tako polarna kao O-H
veza kod alkohola
Take kljuanja amina su vie nego kod alkana ali nie nego kod
alkohola slinih molskih masaJedinjenje NH3 CH4 CH3-NH2 CH3-OH
CH3-CH3 T. kljuanja (oC) -33 -162 -7 65 -89 Jedinjenje T. kljuanja
(oC) -42 3 36 48 97
Jedinjenja sa 3 C atoma CH3-CH2-CH3 (CH3)2-N-CH3 CH3-CH2-NH-CH3
CH3-CH2-CH2-NH2 CH3-CH2-CH2-OH
Jedinjenja sa 1 C atomom
Jedinjenja sa 2 C atoma
CH3-NH-CH3CH3-CH2-NH2 CH3-CH2-OH
717 79
Rastvorljivost amina u vodi N atom kod amina gradi vodonine veze
sa polarnom O-H vezom kod molekula vode. Amini sa 1-5 C atoma su
rastvorljivi u vodi
Hemijske osobine amina Reakcije amina skoro uvek ukljuuju
slobodni elektronski par na azotu:
Osobine amina Amini su glavne organske bazeR NH2 + H2O R NH3+
OH
Konstante baznosti nekih amina Naziv Struktura (CH3CH2)3N
CH3CH2NH2 pKb 2,99 3,19
Amino azot ima slobodan elektronski par i moe biti akceptor
protona (baza prema Bronsted Lorijevoj teoriji kiselina i baza) ili
donor elektronskog para (baza prema Luisovoj teoriji kiselina i
baza).
Trietilamin Etilamin
DimetilaminMetilamin Dietilamin Trimetilamin Amonijak
(CH3)2NHCH3NH2 (CH3CH2)2NH (CH3)3N NH3
3,273,34 3,51 4,19 4,74
Anilin
C6H5-NH2
9,37
Amini reaguju sa kiselinama dajui amonijum soli slino
amonijaku
Mada je miris veine amina neprijatan (na trulu ribu) njihove
soli su bez mirisa.
Supstituisani amonijum hidroksidiDejstvom alkil-halogenida na
tercijarni amin nastaju kvaternerne amonijum soli koje se bazom
mogu prevesti u hidrokside. Mogu se smatrati supstituisanim
amonijum hidroksidom.
H CH3 N + H O H H
H CH3 N H H
+ OH
metil-amonijum-hidroksid CH3 +
H3C N CH3 OH CH3 tetrametilamonijum-hidroksid
Amini su nukleofili Reakcija alkilovanja
Reakcije acilacije prevoenje u amide kiselina
CH3
CH2
N
H H
O + CH3
O CH3 CH3
O C N H CH2 CH3 + CH3COOH
C O C
Reakcija sa azotastom (nitritnom) kiselinom Sa primarnim
alifatinim aminima azotasta kiselina gradi N-nitrozo jedinjenja
koja spontano prelaze u diazonijum soli koje se odmah razlau na
odgovarajui alkohol i azot. Pri izvoenju reakcije zapaa se penuanje
rastvora usled izdvajanja azota. Sekundarni amini u reakciji sa
azotastom kiselinom grade N-nitrozoamine, pri izvoenju reakcije
nastaju u vodi nerastvorna uta ulja. Tercijerni amini ne reaguju na
ovaj nain sa azotastom kiselinom, mogu samo graditi soli.primarni
amin CH3 NH2 + H O N O CH3OH + H2O + N2
sekundarni amin CH3 CH2 N H + H O N O CH3
CH3 CH2 N N O + H2O CH3 N-nitrozoetilmetil-amin
DiaminiNH2 NH2 CH2 CH2 NH2 1,2 - diaminoet an CH2 CH2 CH2 NH2
1,3 - diaminopropan CH CH2 NH2 NH2 1,2 - diaminopropan
CH3
NH2
CH2
CH2
CH2
CH2
NH2
putrescin NH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 NH2
kadaverin
Aromatini aminiNH2 CH3 CH3
N H
N
anilin
difenilamin
dimetilanilin
Reakcija sa azotastom kiselinom (reakcija diazotovanja)NH2 + H O
N O + HCl + N N Cl+ 2 H2O
O oC
benzendiazonijum hlorid
Azo jedinjenja azo bojeDiazonijumove soli reaguju kao
elektrofili sa reaktivnim aromatinih jedinjenjima kao to su fenoli
ili aromatini tercijerni amini. Reakcija se naziva diazo
kuplovanje.
azo grupa CH3 N N Cl+ N CH3 N N N CH3 CH3
p-dimetilaminoazobenzen azo boja
Azo boje
Organska jedinjenja koja sadre azo grupu (-N=N-) Koriste se za
bojenje tekstila, posebno pamuka a takoe i svile, vune, viskoze i
sintetike Lako se koriste, relativno su jeftine, daju jasne, jake i
stabilne boje Na tritu se nalazi oko 2000 azo boja Veina azo boja
je rastvorna u vodi Bojenje pojedinih tekstilnih artikala sa azo
bojama koje mogu oslobaati karcinogene aromatine amine je
zabranjeno u EU
Azo bojebenzen nitrobenzen anilin azoboje
Polazna sirovina za proizvodnju azo boja je benzen Nitrovanjem
benzena sa smeom sumporne i azotne kiseline dobija se nitrobenzen
95% nitrobenzena se dalje prerauje u anilin Ostali deo se koristi u
proizvodnji pesticida, gume i lekova (paracetamol)
Azo bojeanilin Anilin se dobija iz nitrobenzena redukcijom Obino
su postrojenja povezana Upotreba: 85% za proizvodnju
metilendifenilizocijanata 9% za hemikalije u proizvodnji gume 2% za
proizvdnju herbicida 2% za proizvodnju boja i pigmenata
conc. HNO3 conc. H2SO4 50 - 60 oC - H2O
NO2 + 3 H2
NH2 Ni 600 oC
Azo bojeotkrie Prvu azo boju otkrio je William Henry Perkin kao
18-togodinji student na Royal College of Chemistry kod August
Wilhelm von Hofmann-a. Hofmann i Perkin su svoj pronalazak
patentirali i komercijalizovali Od tada poinje intenzivna
proizvodnja i razvoj azo boja.
BASF BASF je osnovao 1865 godine Friedrich Engelhorn u Manhajmu,
Nemaka radi proizvodnje boja. Badische Anilin- und Soda-Fabrik
(Badenska fabrika anilina i sode)
Azo bojeprimeri
Azo bojemetil oran Azo boja poznata kao kiselo bazni
indikator
Poznati amini Amini su veoma rasprostranjeni meu biomolekulima
alkaloidi hormoni neuro amini
Mnogi alkaloidi su amini Kofein
Stimulator centralnog nernvog sistema Nalazi se u kafi, aju,
okoladi, osveavajuim piima
Nikotin Poveava nivo adrenalina u krvi Uzrokuje zavisnost prema
duvanu
N
N CH3
Nicotine
Alkaloidi maka
Anestetici
Acetilholin neurotransmiter miii su osetljivi na acetilholin
O CH3 C O CH2 CH2 N(CH3)3
Kateholamini hormoni: norepinefrin, adrenalin... reakcija na
stres kroz poveanje protoka krvi kroz miie, plua, mozak stimulacija
elijskog metabolizmaHO HO H C CH2 NH CH3 OH adrenalin
Stimulativne droge Amfetamini Stimulatori kroz oponaanje
delovanja neuro amina Amfetamini indukuju: uzbuenost, uznemirenost,
drhtanje, nesanicu, proirene zenice, poveani krvni pritisak i puls,
halucinacije i psihoze
Serotonin Nalazi se u centralnom nervnom sistemu gde deluje kao
transmiter spavanjaH3+N CH2 CH2
OH HN
serotonin
Gama amino buterna kiselina (GABA) nalazi se u visokim
koncentracijama u mozgu inhibira sinaptiku transmisijuH3+N CH2 CH2
CH2 C OO
GABA
Histamin oslobaa se u alergijama dovodi do proirenja kapilara i
otoka ovo dovodi do pada krvnog pritiska to moe izazvati ok+ H3
N
CH2 CH2
N N+H2
histamine
AMIDIKod amida atom azota je direktno vezan za ugljenikov atom
karbonilne grupe.
AMIDInomenklatura Amidi karboksilnih kiselina nazivaju se tako
to se od imena odgovarajue kiseline odbije nastavak ska i doda re
amid:O H C OH metanska kiselina (mravlja kiselina) O CH3 C OH
etanska kiselina (sircetna kiselina) O H C NH2 metanamid (formamid)
O CH3 C NH2 etanamid (acetamid) benzamid O C NH2
AMIDIfizike i hemijske osobine
Amidi grade vodonine veze sa vodom tako da su nii amidi
rastvorljivi u vodi Za razliku od amina amidi nisu bazni zbog
prisustva acil grupe Mogu se hidrolizovati kako u baznoj tako i u
kiseloj sredini
O CH3 C NH2
VANI AMIDI
Diamid ugljene kiselineKarbamid (urea)
H2O + CO2
H2CO3 HO C OH O UGLJENA KISELINA
HO C NH2 O monoamid karbaminska kiselina
H2N C NH2 O diamid karbamid urea
Dobijanje i upotreba karbamida Industrijski se dobija iz CO2 i
NH3
CO2 + NH3 CO(NH2)2 + H2O koristi se kao azotno ubrivo
proizvodnja plastinih masa
Karbamidvetako ubrivo160 140 120
Miliona tona
100 80 60 40 20 0 1995 2000 2005 2010 2015
Godina
Karbamidvetako ubrivo Sadri 46,5% N U zemljitu se razlae
oslobaajui azot u prihvatljivom obliku za biljke
H+ H2N C NH2 O OH-
ureaza NH + CO 3 2
NH4+ + CO2 NH3 + CO32-
Derivati karbamidaH2N C NH2 O H2N C NH C NH2 O H2N C NH2 NH H2N
C NH CH2 CH2 CH2 CH COOH NH H2N C N CH2 COOH NH CH3 NH2 kreatin
arginin O iminokarbamid guanidin biuret karbamid (urea)
UREIDI Acil derivati karbamidaH2N C NH2 + CH3 C Cl O O urea
acetil-hlorid O O C NH2 NH2 urea + C2H5O C etilmalonat C2H5O C CH2
O NaOC2H5, 1100 - 2 C2H5OH CH3 C NH C NH2 + HCl O O acetilurea
UREID H N C O C N C H O CH2 O
barbiturna kiselina (malonilurea) ureid
