Organska azotna jedinjenja

U grupu organskih jedinjenja ubrajaju se sva ona jedinjenja kod kojih je azot direktno vezan za ugljnik (C-N).
Organska azotna jedinjenja su u prirodi veoma rasprostranjenja u obliku aminokiselina, proteina i enzima.

Nitro jedinjenja

To su jedinjenja koja sadrže nitro-grupu vezanu direktno za ugljenikov atom.

nitro-grupa

Alifatična nitro jedinjenja (nitroalkani):

Aromatična nitro jedinjenja: Ar-NO₂

Nitro jedinjenja mogu biti primarna, sekundarna i tercijarna.

Dobijanje - nitrovanjem metana ili benzena (ili njegovih derivata)

CH₄ + HONO₂ ---> HOH + CH3NO₂

Primeri:

Hloramfenikol - antibiotik

                              Nitrometan                                  2-nitropropan

                                 CH₃NO₂                                              (CH₃)₂CH-NO₂

Osobine - slabo kisela svojstva imaju primarna i sekundarna nitro jedinjenja.

Reakcije:
1) Redukcija do primarnih amina:

R-NO₂ + 3H₂ ---> 2HOH + RH₂

Nitrili i izonitrili

Nitrili (R-CN) i izonitrili (R-NC) koriste se za dobijanje kiselina i amina.

Dobijanje - iz alkilhalogenida i kalijumcijanida:

R-X + KCN ---> R-CN + KX

Benzil-nitril

Reakcije:
1. Hidroliza:
        a) u kiseloj sredini - nastaju kiseline:

R-CN + 2HOH ---> R-COOH + NH₃

        b) u baznoj sredini - nastaju soli kiselina:

R-CN + HOH + NaOH ---> R-COONa + NH₃

2. Katolitička hidrogenizacija - nastaju amini:

R-CN + 2H₂ ---> R-CH2NH₂

Amini

Amini su derivati amonijaka. Oni su najznačajnije organske baze.

Dobijanje:
1) Iz R-X i amonijaka - ako je R-X u višku nastaje smeša amina, a  ako je amonijak u višku nastaju primarni amini.

2) Nitrovanjem benzena i redukcijom nastalog jedinjenja:

Reakcije:
1) Sa jakim kiselinama - nastaju alkil-amonijum soli (jonske soli koje hidrolizuju kiselo):

R-NH₂ + HCl ---> R-NH3⁺Cl^-

R₂NH + HCl ---> R₂NH2⁺Cl^-

R₃N + HCl ---> R₃NH⁺Cl^-

2) Hidroliza - nastaje alkil-amonijumhidrokisd:

R-NH₂ + HOH ---> R-NH₃⁺OH^-

3) Sa HONO - reakcija služi za razlikovanje primarnih, sekundarnih i tercijarnih amina (vrši se na niskim temperaturama):
         a) primarni:
                 -alifatični:

R-NH₂ + HONO ---> R-OH + N₂ + HOH

                 -aromatični:

         b) sekundarni - nastaju nitrozoamini (kancerogeni su):

R₂NH + HONO ---> R₂HNO + HOH        

     
         c) tercijarni - oni ne reaguju sa HONO.

Primeri:

Anilin

Reakcije:
1)

2) Bromovanje

3) Sa anhidiridom sirćetne kiseline - nastaje n-fenilacetamid:

4) Sa azotastom kiselinom - nastaje benzendiazonijum-hlorid:

Aromatični amini

Reakcije:
1) Sa azotastom kiselinom:

2) Sa hloroformom:

Diamini - sadrže dve amino grupe. Nastaju raspadanjem proteina i organizma čoveka.

kadaverin

putrescin

Aminoalkoholi - sadrže amino i hidroksilnu grupu.

holin

Azidi - soli azione kiseline ( N₃H)

Organska sumporna jedinjenja

U grupu sumpornih jedinjenja ubrajaju se ona jedinjenja kod koji je sumpor direktno vezan za ugljenik (C-S).

Tablica najvažnijih klasa organskih sumpornih jedinjenja i odgovarajuće funkcionalne grupe:

U periodnom sistemu elemenata sumpor se nalazi u VI grupi odmah ispod kiseonika i gradi jedan broj organskih sumpornih jedinjenja koju su analogna kiseoničnim jedinjenjima. Ova anlaogna jedinjenja se nazivaju obično kao i kiseonična jedinjenja, s tim što se stavlja prefiks tio- (tioalkoholi, tioetri).

Sumpor sa ugljenikom NE gradi dvostruku vezu!

Tioli

Tioli su jedinjenja koja sadrže tiolnu grupu, -S-H, vezanu za ugljenikov skelet koji može biti alifatičan, R-SH, ili aromatičan, Ar-SH.

Nomenklatura
Tioli se uobičajeno nazivaju merkaptani.
Prema IUPAC-sistemu imena tiola se izvode tako što se na odgovarajući alkan doda nastavak -tiol, a ugljenikov atom za koji je vezana -SH grupa se obeležava brojem.
Grupa -SH se naziva tiolna ili merkapto-grupa (naročito kod jedinjenja koja sadrže više funkcionalnih grupa):

Dobijanje:
Tioli se nalaze u biljnom i životinjskom svetu: iz sveže iseckanog luka oslobađa se propantiol, a prirodna aminokiselina cistein ulazi u sastav proteina:

cistein

1. Iz alkil-halogenida i natrijum-hidrosulfida:

CH₃CH₂Br + NaSH ---> CH₃CH₂SH + NaBr

2. Adicijom vodonik-sulfida na alkene:

RCH=CH₂ + H₂S ---> RCH₂CH₂SH

Osobine - tioli ključaju na temperaturama znatno nižim od odgovarajućih alkohola i maje se ratsvaraju u vodi od alkohola. Svi isparljivi tioli imaju neprijatan miris.

Reakcije:
A) Reakcije sa bazama - reaguju sa vodenim rastvorima jakih baza dajući soli:

RSH + NaOH <---> RS^-Na⁺ +H₂O

Soli teških metala (Hg, Pb, Ag) nerastvorljive su u vodi.
Soli tiola se nazivaju merkaptidi.

B) Oksidacija tiola:
     1.Dejstvom blagih oksidacionih sredstava lako se okisduju na sobnoj temperaturi i daju disulfide:

Dejstvom cinka ili kalaja u razblaženim kiselinama, disulfidi se redukuju u dva molekula tiola iz kog su postali:

2. Dejstvom jakih oksidacionih sredstava oksiduju se u odgovarajuće sulfonske kiseline:

Sulfidi

Organski sulfidi (tioetri) jesu jedinjenja opšte formule R-S-R.
Nomenklatura sulfida je analogna nomenklaturi etara.

Dobijanje - iz alkil-halogenida i natrijum-sulfida:

2RX + Na₂S ---> R-S-R + 2NaX

Reakcije:
1.Oksidacija - dejstvom oksidacionih sredstava sumpor predaje svoje elektronske parove kiseoniku. U rastvoru etanske kiseline, dejstvom vodonik-peroksida, na sobnoj temperaturi postaju sulfokisdi, a na povišenoj temperaturi sulfoni:

2. Reaguju sa alkil-halogenidima - sumpor predaje svoj elektroniski par ugljeniku i dobijaju se sulfonijum soli:

Sulfonske kiseline

To su jedinjenja koja sadrže sulfonsku grupu vezanu direktno za ugljenik. Mogu biti alifatične ili aromatične.
Nazivaju se tako što se imenu odgovarajućeg ugljovodonika doda sufiks sulfonska kiselina:

Dobijanje:
1) Alifatične sulfonske kiseline - dobijaju se oksidacijom tiola (pogledaj reakciju GORE!, tioli/jaka oksidaciona sredstva)

2) Aromatične sulfonske kiseline - dobijaju se sulfonovanjem benzena (pogledaj reakciju OVDE!)

Osobine - to su jake kiseline i u vodenom rastvoru su potpuno disosovane.

Reakcije - grade hloride, estre i amide kao i karboksilne kiseline (pogledaj reakcije OVDE!)

Karboksilne kiseline 2

Derivati karboksilnih kiselina

To su jedinjenja koja nastaju zamenom -OH grupe u karboksilnoj grupi sa nekim atomom ili atomskom grupom:

Svi ovi derivati sadrže acil grupu:

Svi ovi derivati postaju supstitucionim reakcijama na parcijalno pozitivnom ugljeniku karboksilne grupe. Svi oni lako reaguju sa vodom, alkoholom i amonijakom i lako prelaze jedan u drugi.

Hloridi kiselina

Dobijanje:
1) iz kiseline i fosfor(III)-hlorida:

3R-COOH + PCl₃ ---> 3R-COCl + H₃PO₃

2) iz kiseline i fosfor(V)-hlorida

R-COOH + PCl₅ ---> R-COCl + POCl₃ + HCl

Dobijanje fozgena:

CO + Cl₂ → COCl₂

O₂ + CH₃Cl₃ ---> COCl₂ + HCl

Hloridi karbonskih kiselina služe za dobijanje svih drugih derivata kiselina, ali i različitih organskih jedinjenja.

Reakcije:
1. Sa vodom - nastaju karboksilne kiseline:

2. Sa amonijakom (ili aminima) - nastaju amidi:

3. Sa alkoholima - nastaju estri:

4. Sa kiselinama - nastaju anhidridi kiselina:

Anhidridi kiselina

Dobijanje:
1) Dehidratacijom kiselina
    a) kod monokarboksilnih iz 2 molekula kiseline:

    b) kod dikarboksilnih iz 1 molekula kiseline:

2) Iz hlorida i soli:

Reakcije:
1. Sa vodom - nastaju karboksilne kiseline:

2. Sa amonijakom (ili aminima) - nastaju amidi:

u prvoj reakciji kod proizvoda reakcije treba da stoji NH2, a ne NH3

3. Sa alkoholima - nastaju estri:

Aspirin (acetil-salicilna kiselina)

Dobijanje - iz acetanhidrida (anhidrid sirćetne kiseline) i salicilne kiseline:

Estri

Mirisne supstancije, ima ih u voću, povrću, cveću, mastima, uljima i vosku.

Dobijanje

1) Dehidratacijom alkohola i kiselina

CH₃COOH + CH₃OH ---> CH₃COOCH₃ + HOH

2) Alkoholizom drugih derivata:

R-COCl + ROH ---> HCl + RCOOR

Svojstva - imaju niže tačke ključnja od kiselina jer ne stvaraju vodonične veze.

Reakcije:
1. Alkoholiza - reakcija sa alkoholima pri čemu se jedna alkil grupa u estru zamenjuje drugom alkil grupom iz alkohola sa kojim reaguje:

2. Hidroliza:
    a) u baznoj sredini - nastaju so kiseline i alkohol:

    b) u kiseloj sredini - nastaju kiselina i alkohol:

3. Aminoliza (sa aminima) - nastaju amidi:

Amidi

Dobijanje:
1) Aminolizom drugih derivata (pogledaj prethodne reakcije!)

2) Pirolizom amonijum soli kiselina (zagrevanjem bez kiseonika):

Svojstva - amidi su neutralni i ne reaguju sa kiselinama.

primarni, sekundarni i tercijarni amidi.

Reakcije:
1. Hidroliza - nastaju kiselina i amin:

2. Alkoholiza - nastaju estar i amin:

3. Dehidratacija - nastaju nitrili:

4. Redukcija - nastaju amini:

5. Sa HONO - nastaju kiseline:

Predstavnici: Karbamid - UREA:

Dobijanje:

1) Aminolizom fozgena:

ClCOCl + 2NH₃ ---> 2HCl + NH₂CONH₂

2) Iz ugljen-dioksida i amonijaka:

CO₂ + 2NH₃ ---> HOH +NH₂CONH₂

3) Adicijom amonijaka na izocijansku kiselinu:

H-N=C=O + NH₃ ---> NH₂CONH₂

4) Zagrevanjem amonijumkarbamata:

NH₂COONH₄ ---> HOH + NH₂CONH₂