Органикалык химияда заттарды изилдөөдө айрым бирикмелердин курамын аныктоо үчүн ондон ашык түрдүү сапаттык реакциялар колдонулат. Мындай визуалдык талдоо керектүү заттардын бар же жок экендигин дароо түшүнүүгө мүмкүндүк берет, ал эми алар жок болсо, аларды аныктоо үчүн андан аркы эксперименттерди кыйла кыскарта аласыз. Бул реакцияларга нингидрин кирет, ал амино кошулмаларды визуалдык аныктоодо эң негизги болуп саналат.
Бул эмне?
Нингидрин - бир ароматтык шакекти камтыган дикарбонилдик кошулма, ага гетероцикл кошулган, анын экинчи атому 2 гидроксил тобуна ээ (OH-). Бул зат индион - 1, 3 түз кычкылдануу жолу менен алынат, демек, эл аралык номенклатура боюнча төмөнкүдөй аталышка ээ: 2, 2 - дигидроксинандион -1, 3 (1-сүрөт).
Таза нингидрин - сары же ак кристаллысытылганда сууда жана башка полярдуу органикалык эриткичтерде, мисалы, ацетондо жакшы эрүүчү түстөр. Бул өтө зыяндуу зат, эгерде ал териге көп санда же былжыр челге тийсе, дүүлүктүрүүнү, анын ичинде дем алууда пайда кылат. Бул кошулма менен этият жана мээлей менен гана иштөө керек, анткени ал териге тийгенде теринин клеткасынын белоктору менен реакцияга кирип, кызгылт көк түскө боёйт.
Реактивдүү заттар
Жогоруда айтылгандай, нингидрин реакциясы биринчи кезекте амино бирикмелердин мазмунун визуалдык аныктоо үчүн колдонулат:
- α-аминокислоталар (анын ичинде белоктордо);
- амин канттары;
- –NH2 жана -NH топторун камтыган алкалоиддер;
- ар кандай аминдер.
Белгилей кетчү нерсе, экинчилик жана үчүнчү даражадагы аминдер кээде өтө начар реакцияга кирет, андыктан алардын бар экенин тастыктоо үчүн көбүрөөк изилдөө керек.
Сандык аныктоо үчүн хроматографиянын ар кандай ыкмалары колдонулат, мисалы, кагаз хроматографиясы (BC), жука катмар хроматографиясы (ТЛК) же катуу ташыгычтарды ар кандай чөйрөлөрдөгү нингидриндин эритмеси менен жуу.
Бул реакция амино бирикмелер үчүн өзгөчө эмес, анткени реагент ага баары менен бир убакта кире алат. Бирок реакция продуктылары тарабынан көмүр кычкыл газынын көбүкчөлөрүнүн (CO2) бөлүнүп чыгуу түрүндөгү өзгөчөлүгү бар жана бул α-амино менен өз ара аракеттенгенде гана мүнөздүү. кислоталар.
Механизмдин өзгөчөлүктөрү
БАдабиятта нингидрин реакциясынын теңдемесинин ар кандай чечмелөөлөрү бар. Кээ бир изилдөөчүлөр 2-аминоинандиондон гидриндантиндин пайда болушун жокко чыгарышат, ал аммиак менен нингидриндин катышуусу менен «Руэман кызгылт көк» (же «Руеман көк») деп аталган боёкчу затты да пайда кылат, башкалары, тескерисинче, анын гана ортолук амино продуктыларынын катышуусу жок катышуу. Реакциянын өзүндө да кызыктуу жагдайлар бар, атап айтканда, бул боёк пайда кылуу үчүн анын негизги молекуласына нингидриндин аминокислотасын туташтыруу ыкмаларына тиешелүү. Суулуу чөйрөдөн аралык амин тарабынан алынган "жөө жүрүүчү суутектин" ордун көрсөтүү дагы шектүү бойдон калууда: ал кетон тобунда же –NH2 жанында болушу мүмкүн.
Чындыгында Н атому менен болгон нюанс анча деле маанилүү эмес, анткени анын кошулмадагы абалы реакциянын жүрүшүндө өзгөчө роль ойнобойт, ошондуктан ага көңүл бурбоо керек. Мүмкүн болгон этаптардын бирин калтырууга келсек, мунун себеби теориялык аспектиде: ушул убакка чейин Руэмандын кызгылт көк түсүнүн пайда болушунун так механизми так аныктала элек, ошондуктан нингидриндик реакциянын такыр башка схемаларын табууга болот.
Төмөндө реагенттин амино бирикмелер менен аракеттешүүсүнүн эң толук мүмкүн болгон курсу сунушталат.
Реакция механизми
Биринчиден, нингидрин α-аминокислота менен өз ара аракеттенип, аны гидрокси топторунун ажыраган жерине бириктирет жана конденсация продуктусун түзөт (2а-сүрөт). Андан соң акыркысы жок кылынат, ортодогу амин, альдегид жана көмүр кычкыл газы бөлүнүп чыгат (2б-сүрөт). Кошулуудо акыркы продуктыданнингидрин, Руман кызгылт көк структурасы (дикетонидринденкетогидринамин, 2в-сүрөт) синтезделет. Аралык аминден гидриндантиндин (кичирейтилген нингидриндин) пайда болушу да көрсөтүлгөн, ал реагенттин өзүнөн ашыкча болгон аммиактын (тагыраак айтканда аммоний гидроксиди) катышуусунда боёкчу кошулмага айланат (2г-сүрөт).
Гидриндантиндин пайда болушун күкүрт суутек нингидрин молекуласына таасир эткенде Руэман өзү далилдеген. Бул кошулма Na2CO3 натрий карбонатында эрип, эритмени кочкул кызыл түскө боёйт. Ал эми суюлтулган туз кислотасын кошкондо гидриндантин чөкөт.
Эң кыязы, аралык амин, гидридантин, нингидрин жана боёктун структурасы ысытылганда туруксуздугунан улам кандайдыр бир тең салмактуулукта болот, бул бир нече кошумча стадиялардын болушуна мүмкүндүк берет.
Бул механизм –NH2 түзүмдүн калган бөлүгүн жок кылуунун натыйжасында пайда болгон кошумча продукттарды кошпогондо, нингидриндин башка амино бирикмелер менен болгон реакциясын түшүндүрүү үчүн ылайыктуу., -NH же -N.
Биурет тести жана белокторго башка реакциялар
Белок эмес структуралардын да пептиддик байланыштары үчүн сапаттык анализ жогорудагы реагенттин катышуусу менен гана жүргүзүлбөйт. Бирок белокторго нингидрин реакциясы болгон учурда өз ара аракеттенүү –CO-NH‒ топтору боюнча эмес, амин топтору боюнча жүрөт. Амин бирикмелери бар эритмеге иондордун кошулушу менен мүнөздөлүүчү «биурет реакциясы» бар.эки валенттүү жез CuSO4 же Cu(OH)2 щелочтуу чөйрөдө (3-сүрөт).
Талдоо учурунда керектүү структуралар болгондо, эритме бир реагентти экинчи реагенттен айырмалап турган түс комплексине пептиддик байланыштардын кошулуусунан улам кочкул көк түскө айланат. Мына ошондуктан биурет жана нингидрин реакциялары –CO-NH‒ тобу менен белок жана белок эмес структураларга карата универсалдуу.
Циклдик аминокислоталарды аныктоодо азот кислотасынын HNO3 концентрацияланган эритмеси менен ксантопротеиндик реакция колдонулат, ал нитрленгенде сары түс берет. Териге бир тамчы реагент да тери клеткаларындагы аминокислоталар менен реакцияга кирип, сары түскө ээ болот. Азот кислотасы күйүккө алып келиши мүмкүн жана аны колкап менен кармаш керек.
Амин бирикмелери менен өз ара аракеттенүү мисалдары
Нингидрин реакциясы α-аминокислоталар үчүн жакшы визуалдык натыйжа берет, түс пролин жана гидроксипролин түзүмдөрүн кошпогондо, алар сары түстүн пайда болушу менен реакцияга кирет. Бул таасирдин мүмкүн болгон түшүндүрмөсү нингидриндин бул структуралар менен өз ара аракеттенүүсүнүн башка экологиялык шарттарында табылган.
Амин тобу менен болгон реакция
Сыноо конкреттүү болбогондуктан, аралашмадагы нингидрин реакциясын колдонуу менен аланинди визуалдык аныктоо мүмкүн эмес. Бирок кагаз хроматографиясы аркылуу ар кандай α-аминокислоталардын үлгүлөрүн колдонууда, аларды нингидриндин суудагы эритмеси менен чачып, атайын чөйрөдө иштеп чыгууда,билдирилген кошулмалардын гана эмес, башка көптөгөн заттардын сандык курамын эсептеңиз.
Схемалык түрдө аланиндин нингидрин менен өз ара аракеттенүүсү дал ушундай принцип боюнча жүрөт. Ал амин тобундагы реагентке жабышып, активдүү гидроний иондорунун таасири астында (H3O+) көмүртекте бөлүнүп чыгат. -азот байланышы, ацетальдегидге (CH3COH) жана көмүр кычкыл газына (CO2) ажырайт. Дагы бир нингидрин молекуласы азотко жабышып, суу молекулаларын алмаштырып, боёк түзүмү пайда болот (сүрөт 4).
Гетероциклдүү амино кошулмасы менен реакция
Нингидриндин пролин менен болгон реакциясы өзгөчө хроматографиялык анализде өзгөчө мүнөзгө ээ, анткени кислота чөйрөдө мындай структуралар адегенде сары, андан кийин нейтралдуу чөйрөдө кызгылт түскө айланат. Окумуштуулар муну азоттун тышкы энергетикалык деңгээлин толуктаган көп сандагы суутек протондорунун болушу так таасир эткен аралык кошулмадагы циклдин кайра түзүлүшүнүн өзгөчөлүгү менен түшүндүрүшөт.
Гетероциклдин бузулушу болбойт жана ага 4-көмүртек атомунда дагы бир нингидрин молекуласы кошулат. Андан ары ысытканда нейтралдуу чөйрөдө пайда болгон структура Руман кызгылт көк түскө айланат (5-сүрөт).
Негизги реагентти даярдоо
Нингидрин тести кээ бир органикалык жана аминокислоталардын эрүүсүнө жараша ар кандай эритмелер менен жүргүзүлөт.органикалык эмес бирикмелер.
Негизги реагент болуп суудагы 0,2% эритмени даярдоо саналат. Бул көп тараптуу аралашма, анткени көпчүлүк кошулмалар H2O жакшы эрийт. Жаңы даярдалган реагентти алуу үчүн 0,2 г химиялык таза нингидриндин үлгүсү 100 мл сууда суюлтулган.
Кээ бир талданган эритмелер үчүн бул концентрация жетишсиз экенин белгилей кетүү керек, ошондуктан 1% же 2% эритмелерди даярдоого болот. Бул дары чийки затынан алынган экстракттар үчүн мүнөздүү, анткени аларда ар кандай класстагы аминобирикмелер бар.
Хроматографиялык изилдөөлөрдү жүргүзүүдө эритмелерди, мисалы, аралашманы колонка аркылуу катуу ташыгычта жууганда, спиртте, диметил сульфоксидде, ацетондо жана башка полярдык эриткичтерде даярдаса болот - бардыгы белгилүү бир эриткичке көз каранды болот. аминоструктуралар.
Колдонмо
Нингидрин реакциясы эритмедеги көптөгөн амино бирикмелерди аныктоого мүмкүндүк берет, бул органикалык заттардын сапаттык анализинде биринчилерден болуп колдонулду. Визуалдык аныктоо эксперименттердин санын бир топ кыскартат, айрыкча начар изилденген өсүмдүктөрдү, дарыларды жана дары формаларын, ошондой эле белгисиз эритмелерди жана аралашмаларды талдоодо.
Соттук-медициналык илимде бул ыкма ар кандай беттерде тер белгилеринин бар экенин аныктоо үчүн кеңири колдонулат.
Реакциянын өзгөчөлүгүнө карабастан, нингидрин реакциясын химиялык практикадан алып салуу мүмкүн эмес, анткенибул затты азыраак уулуу аналогдор менен алмаштыруу (мисалы, оксолин) алардын амино-группаларга сезгичтиги начар экенин жана фотометрикалык анализде жакшы натыйжа бербей турганын далилдеди.
