تحقیق شناسایی گروه های عاملی آمیدی

به نام خدا

موضوع تحقیق:
شناسایی گروه عاملی آمیدی

نام دانشجو:
نام استاد:

فهرست

مقدمه………………………………………………………………………………………………………………..1
نامگذاری آمیدها……………………………………………………………………………………………….1
خواص آمیدها…………………………………………………………………………………………………..1
انحلال پذیری آمیدها……………………………………………………………………………………….2
سنتز آمیدها……………………………………………………………………………………………………..2
تست های شناسایی آمیدها……………………………………………………………………………..2
مشتق سازی آمیدها…………………………………………………………………………………………5
کاربرد آمیدها…………………………………………………………………………………………………….5
نتیجه گیری……………………………………………………………………………………………………..5
منابع…………………………………………………………………………………………………………………6

مقدمه
آمیدها ، جزو مشتقات عاملی اسیدهای کربوکسیلیک می باشند. یعنی بجای گروه هیدروکسیل اسید در RCOOH ، یک گروه NR2 جایگزین شده است که R می تواند هیدروژن یا گروه آلکیل باشد. در بین مشتقات اسید کربوکسیلیک، آمیدها در برابر واکنش های نوکلئوفیلی، کمترین فعالیت را دارند. زیرا گروه های عاملی آنها (NR2) ، ترک کننده ضعیفی می باشد.
آمیدها از لحاظ دارویی اهمیت زیادی دارند. پنی سیلین که آنتی بیوتیک مهمی می باشد، حاوی حلقه B- لاکتام (آمید حلقه ای) می باشد. حلقه B- لاکتام ، مسئول فعالیت آنتی بیوتیکی این داروها است. امروزه مشتقات مختلفی از پنی سیلین سنتز شده است، مانند سفالوسفورین ها که دارای استخلافهای مختلف متصل به گروه آمیدی می باشند. این آنتی بیوتیک ها در مواردی که پنی سیلین ها فعال هستند، از خود فعالیت نشان می دهند.
نامگذاری آمیدها
در نامگذاری آیوپاک آمیدها ، e انتهای alkane- با amide- جایگزین شده است. در نامهای متداول ، ic- انتهای نام اسید با پیوند amide- جایگزین می شود. در سیستم های حلقوی اسید کربوکسیلیک ، انتهای کربوکسی با آمید جایگزین می شود. آمیدهای حلقوی ، لاکتام نامیده می شوند و نام آیوپاک آنها آزا1 -2سیکلو آلکانون می باشد.
خواص آمیدها
آمیدها بازهای بسیار ضعیفی در مقایسه با آمین ها هستند. اسید مزدوج یک آمید، pKa برابر با 0.5- دارد، درحالیکه اسید مزدوج یک آمین دارای pKa برابر با 9.5 است. این خاصیت ضعیف بازی را می توان در طبیعت الکترون گیرنده گروه کربونیل جستجو کرد، جایی که جفت الکترون های ناپیوندی نیتروژن بوسیله رزونانس از آن جدا می شوند. در مقابل، آمیدها نسبت به کربوکسیلیک اسیدها، آلدهیدها، استرها و کتون ها، بازهای قوی تری هستند.
به دلیل الکترونگاتیوی بیشتر اکسیژن، گروه کربونیل (C=O)، خاصیت دو قطبی (Dipole) بیشتری نسبت به پیوند N-C دارد. این ویژگی سبب می شود تا آمید به عنوان پذیرنده پیوند هیدروژنی عمل کند. در آمیدهای نوع اول و دوم، حضور پیوند N-H عاملی است تا آمیدها به عنوان دهنده پیوند هیدروژنی نیز عمل کنند. در نتیجه آمیدها می توانند در تشکیل پیوندهای هیدروژنی با آب و دیگر حلال های پروتون دار نقش داشته باشته باشند.
علاوه بر این، اتم اکسیژن می تواند پذیرای پیوند هیدروژنی از آب باشد و همچنین اتم هیدروژن در پیوند N-H به عنوان دهنده پیوند هیدروژنی عمل می کند. در نتیجه این برهم کنش ها، حلال پذیری آمیدها در آب نسبت به هیدروکربن های متناظر خود بیشتر است.
پروتونِ آمیدهای نوع اول یا دوم به سادگی و تحت شرایط معمول تفکیک نخواهند شد. به عکس، تحت شرایط به شدت اسیدی، اکسیژن گروه کربونیل پروتون دهی می شود و pKa در حدود 1- خواهد داشت. این اتقاق نه تنها به دلیل بار مثبت نیتروژن، بلکه به خاطر رزونانس و بار منفی روی اکسیژن نیز صورت می گیرد.
انحلال پذیری آمیدها
آمیدها و استر ها حلال پذیری خوبی دارند. به طور معمول، آمیدها از آمین ها و کربوکسیلیک اسیدها حلال پذیری کمتری دارند. لازم به ذکر است که آمیدهای نوع سوم به جز N,N-dimethylformamide حلال پذیری کمی در آب دارند.
سنتز آمیدها
روش های بسیاری برای سنتز آمیدها وجود دارد. ساده ترین روش در تولید آمید، "جفت شدن" (coupling) یک کربوکسیلیک اسید با آمین است. این واکنش به لحاظ ترمودینامیکی نیز امکان پذیر است اما برای انجام آن به "انرژی فعال سازی" (Activation Energy) زیادی نیاز داریم. در حقیقت کاستن پروتون از کربوکسیلیک اسید به انرژی زیادی نیاز دارد. در نتیجه، انجام واکنش زیر نیازمند دمای بالا است:

روش های متعددی بر روی هدایت واکنش ها به طرف راست تمرکز دارند. به عبارت دیگر، با فعال سازی کربوکسیلیک اسید و تبدیل آن به موادی همچون استرها، اسیدکلریدها (آسیل کلریدها) یا اسید انیدریدها که همگی الکترون دوست های بهتری هستند، می توان سنتز آمیدها را عملی کرد.
تست های شناسایی آمیدها
1 . تست سدیم هیدروکسید: به 0.1 گرم از نمونه مجهول، 10 قطره محلول سدیم هیدروکسید اضافه میکنیم و آن را به جوش می آوریم. اگر آمین در نمونه موجود باشد، آمونیاک تولید میشود که کاغذ لیتموس را به رنگ آبی در می آورد.

2 . تست هیدروکسامیک اسید ( مخصوص آمیدهای آلیفاتیک): به 0.2 گرم از نمونه مجهول، 2 میلی لیتر هیدروکسیل آمین هیدروکلرید می افزاییم و 5 دقیقه در حمام آب قرار میدهیم. سپس محلول را خنک میکنیم و چند قطره فریک کلرید الکلی (محلول الکل) به آن اضافه میکنیم. جواب مثبت، مشاهده رنگ سرخابی است.

3 . تست نیتروز اسید: به 0.2 گرم از نمونه مجهول، 2 میلی لیتر HCl رقیق و 2 میلی لیتر محلول NaNO2
اضافه میکنیم. جواب مثبت، تشکیل سریع بخار گاز N2 است.
4 . تست هیدروژن پراکسید (مخصوص آمیدهای آروماتیک نوع اول): به 0.2 گرم از نمونه مجهول، 1 میلی لیتر آب و 7 الی 8 قطره H2O2 اضافه کرده و میجوشانیم. سپس محلول را خنک میکنیم و چند قطره فریک کلرید به آن می افزاییم. جواب مثبت، ایجاد رنگ سرخابی است.

5 . آزمون بیوره (Biuret test) (مخصوص دی آمیدهای آلیفاتیک): یون مس در محیط قلیایی با دی آمید آلیفاتیک(که در ابتدا حرارات دیده) واکنش داده و کمپلکس بنفش رنگی تولید می کنند.

مشتق سازی آمیدها
1 . زانتیدرول با آمیدها واکنش داده و 9-آسیل آمیدو-زانتان را ایجاد میکند. این تنها مشتقی است که بصورت مستقیم از آمیدها بدست می آید.

کاربرد آمیدها
آمیدها در طبیعت و فناوری بسیار پرکاربرد هستند. تشکیل پیوندهای آمیدی بسیار ساده است و موجب افزایش استحکام ساختاری و مقاوت در برابر هیدرولیز می شود. نایلون ها، "آرامید" (Aramide)، "توارن" (Twaron) و "کولار" (Kevlar) همگی در دسته پلی آمیدها قرار می گیرند. پیوندهای آمید موجب تعریف ویژگی مولکولی پروتئین ها می شود. در حقیقت بخشی از ساختار دوم پروتئین ها به دلیل قابلیت پیوند هیدروژنی آمیدها است. در متون بیوشیمی، زمانی که پیوندهای آمیدی در زنجیره اصلی پروتئین ها اتفاق بیافتند با نام "پیوندهای پپتیدی" (Peptide Bonds) و زمانی که در زنجیره جانبی آن ها اتفاق بیافتند به نام "پیوندهای ایزوپپتیدی" شناخته می شوند. آمیدهای با جرم مولی پایین، همچون دی متیل فرمامید از جمله حلال های پرمصرف قلمداد می شوند. بسیاری از داروها مانند پنی سیلین و استامینوفن نیز در دسته بندی آمیدها قرار می گیرند.

نتیجه گیری
با وجود اینکه فعالیت آمید ها در مقایسه با استرها کمتر است، اما در واکنش های شیمیایی بسیاری شرکت می کنند. آمیدها در شرایط بازی و همچنین شرایط اسیدی قوی هیدرولیز می شوند. در شرایط اسیدی، کربوکسیلیک اسید و یون آمونیوم به تولید می رسند و در شرایط بازی، یون کربوکسیلات و آمونیاک. هسته دوست ها (الکتروفیل ها) به اکسیژن متصل به گروه کربونیل حمله می کنند. این مرحله به طور معمول قبل از هیدرولیز انجام و با اسیدهای لوری-برونستد کاتالیز می شوند.
منابع

کتاب شناسایی سیستماتیک ترکیبات آلی

http://daneshnameh.roshd.ir/mavara/mavara-index.php?page=%d8%a2%d9%85%db%8c%d8%af&SSOReturnPage=Check&Rand=0

https://www.onlinebiologynotes.com/biuret-test-principle-requirements-reagents-preparation-procedure-and-result/

https://www.pdfprof.com/PDF_Image.php?idt=108465&t=40

https://www.todaypk.video/s/test-for-ester-group/amp

https://angkoo.com/t/nitrous-acid-test-is-a-qualitative-test-for/536701

https://www.chegg.com/homework-help/products-formed-amide-problem-1377-hydrolyzed-water-naoh-chapter-13-problem-78ap-solution-9780077385651-exc