Uvod
Svila je prirodno vlakno koje prede dudov svilac (Bombyx mori). Po građi, to je tanko proteinsko vlakno, što znači da u svojoj strukturi sadržava mnogo amidnih veza. Domovina svile je Kina, gdje se dudov svilac uzgaja već punih pet tisućljeća, a umijeće dobivanja svile razvijalo se i njegovalo na carskim dvorovima i držalo u strogoj tajnosti; zbog toga je Kina imala monopol u proizvodnji svile više od dva tisućljeća. Odatle se njome trgovalo diljem svijeta. Poznat je Put svile, kopneni prometni smjer kojim je svila stizala u Europu. Kao i na Dalekom istoku, svila je i u Europi postala pojam ekskluzivnog i skupocjenoga materijala u koji su se odijevali carevi, kraljevi i plemstvo.
Svila je prirodno vlakno koje prede dudov svilac (Bombyx mori).
Po građi je to tanko proteinsko vlakno.
To znači da u svojoj strukturi sadržava mnogo amidnih veza.
Domovina svile je Kina.
U Kini se dudov svilac uzgaja već punih pet tisućljeća.
Umijeće dobivanja svile razvijalo se i njegovalo na carskim dvorovima i držalo u strogoj tajnosti.
Zbog toga je Kina imala monopol u proizvodnji svile više od dva tisućljeća.
Odatle se njome trgovalo diljem svijeta.
Poznat je Put svile.
To je kopneni prometni smjer kojim je svila stizala u Europu.
Kao i na Dalekom istoku, svila je i u Europi postala pojam ekskluzivnog i skupocjenoga materijala
u koji su se odijevali carevi, kraljevi i plemstvo.
Da bi zamijenili skupocjenu svilu jeftinijim vlaknima, kemičari su krenuli u potragu za sintetskim vlaknima koja bi sličila svili. Potraga je rezultirala otkrićem najlona, poliamidnog polimera.
Strukturne osobitosti amida
Amidi su derivati karboksilnih kiselina. Karbonilna skupina (C=O) veže se na amino skupinu (–NH2) i tvori amidnu skupinu (–CONH2).
Ako je neposredno vezana samo na amino-skupinu, govorimo o primarnom aminu. Kada su u amino-skupini jedan, odnosno dva vodikova atoma, vezana na dušikov atom zamijenjena alkilnom skupinom, riječ je o sekundarnom odnosno tercijarnom amidu.
- 1° amidi (primarni) imaju jednu C–N vezu (dvije N–H)
- 2° amidi (sekundarni) ili N-supstituirani amidi imaju dvije C–N veze (jednu N–H)
- 3° amidi (tercijarni) ili N,N-disupstituirani amidi imaju tri C–N veze (bez N–H)
Imenovanje amida
Sustavna imena amida izvode se iz imena odgovarajućih karboksilnih kiselina tako da se umjesto nastavka -ska kiselina doda nastavak -amid.
Prefiks (predmetak) N- stavlja se u nazivima sekundarnih amida ispred naziva supstituenta (R) koji je vezan na dušikov atom, dok se kod tercijarnih amida stavlja prefiks N,N-.
Trivijalni nazivi amida izvode se iz trivijalnog naziva karboksilne kiseline kojoj se na imensku osnovu dodaje nastavak amid. Sjetite se da se u trivijalnim nazivima nikada ne koriste brojevi.
Zadatak:
Nacrtajte primarni amid sustavnog naziva 2-metilbutanamid, trivijalni naziv spoja je -metilbutiramid.
Rješenje:
Fizikalna i kemijska svojstva amida
Amidi su pri sobnoj temperaturi krutine uz izuzetak najjednostavnijeg metanamida (formamida) koji je tekućina. Molekule amida međusobno se povezuju C=O...H–N vodikovim vezama.
Amidi imaju viša vrelišta u odnosu na spojeve sličnih molekulskih masa. Visoko vrelište amida posljedica je, kako vodikovih veza, tako i jakih međumolekulskih interakcija koje su posljedica izrazite polarnosti amidne veze.
Amidi imaju viša vrelišta u odnosu na spojeve sličnih molekulskih masa.
Visoko vrelište amida posljedica je:
- vodikovih veza,
- jakih međumolekulskih interakcija koje su posljedica izrazite polarnosti amidne veze.
Problemski zadatak
Usporedite vrelišta prikazanih spojeva sličnih molekulskih masa i opišite vrste međumolekulskih interakcija koje utječu na visinu pojedinog vrelišta.
Zbog svoje polarnosti amidi su dobro topljivi u vodi jer stvaraju s vodom vodikove veze.
Problemski zadatak
Zaključite zašto su tališta i vrelišta primarnih amida visoka i kakva će biti njihova topljivost u vodi u odnosu na sekundarne i tercijarne amide.
Iako amidi sadrže amino-skupinu, oni u vodenim otopinama ne pokazuju bazična svojstva jer elektronski par nije lokaliziran na atomu dušika zbog čega su amidi neutralni spojevi. Amidi su kao i ostali derivati karboksilnih kiselina podložni hidrolizi, što im je najznačajnija reakcija.
Iako amidi sadrže amino-skupinu,
oni u vodenim otopinama ne pokazuju bazična svojstva.
To je zato jer elektronski par nije lokaliziran na atomu dušika.
Zbog toga su amidi neutralni spojevi.
Amidi su kao i ostali derivati karboksilnih kiselina podložni hidrolizi.
To im je najznačajnija reakcija.
Amidna veza je stabilna i za reakciju hidrolize potrebno je zagrijavanje. Zbog toga su bjelančevine, građene od aminokiselina koje su međusobno povezane s mnogo amidnih veza, stabilne u vodenim otopinama.
Problemski zadatak
Priprava amida
Amide je teško pripraviti u izravnoj reakciji karboksilnih kiselina i amonijaka, odnosno, amina jer se dušikov atom iz amonijaka ili amina veže na ugljikov atom karbonilne skupine. Zbog toga je potrebno karboksilnu kiselinu prevesti u neki od derivata karboksilnih kiselina. Derivati karboksilnih kiselina koji lako ulaze u kemijske reakcije su kiselinski kloridi (acil halogenidi), anhidridi kiselina i esteri. Oni u reakcijama s amonijakom ili aminom daju amide.
Prikažite kemijskom jednadžbom dobivanje nekog kiselinskog klorida (acil-halogenida) i njegovu reakciju supstitucije s amonijakom. Pokušajte odgovoriti zašto karboksilne kiseline nisu dobri reaktanti za sintezu amida i što se događa s aminima u kiseloj sredini.
Amide je teško pripraviti u izravnoj reakciji
karboksilnih kiselina i amonijaka,odnosno, amina.
To je zato jer se dušikov atom iz amonijaka ili amina veže na ugljikov atom karbonilne skupine.
Zbog toga je potrebno karboksilnu kiselinu prevesti u neki od derivata karboksilnih kiselina.
Derivati karboksilnih kiselina koji lako ulaze u kemijske reakcije su:
kiselinski kloridi (acil halogenidi), anhidridi kiselina i esteri.
Oni u reakcijama s amonijakom ili aminom daju amide.
Prikažite kemijskom jednadžbom dobivanje nekog kiselinskog klorida (acil-halogenida)
i njegovu reakciju supstitucije s amonijakom.
Pokušajte odgovoriti zašto karboksilne kiseline
nisu dobri reaktanti za sintezu amida i što se događa s aminima u kiseloj sredini.
Amidi u svakodnevnom životu
Najjednostavniji amid je urea ili mokraćevina (karbamid), koji nastaje u jetri kao produkt razgradnje bjelančevina, a izlučuje se preko bubrega. Urea je diamid jer se karbonilna skupina veže s dvije amino-skupine.
Amidi u prirodi pripadaju složenim polimernim molekulama koje nastaju povezivanjem više amida amidnim vezama.
Amidi u prirodi pripadaju složenim polimernim molekulama
koje nastaju povezivanjem više amida amidnim vezama.
Zadatak:
Prikažite strukturnim formulama povezivanje molekule adipinske kiseline i molekule 1,6-heksadiamina amidnom vezom i nastajanje monomera.
Rješenje:
Umjetni poliamidi (PA) danas imaju široku primjenu i postoji više od 3 000 različitih poliamida, poznatih pod nazivom najlon. Ovi se polimeri daju izvlačiti u duge niti od kojih se može tkati tekstil koji se može primijeniti za razne tehničke svrhe i za izradu odjeće. Najpoznatiji među njima, najlon-6,6 dobiva se sintezom od monomernih jedinica sa šest ugljikovih atoma: heksanske dikiseline (adipinske kiseline) i 1,6-heksadiamina.
Umjetni poliamidi (PA) danas imaju široku primjenu.
Postoji više od 3 000 različitih poliamida, poznatih pod nazivom najlon.
Ovi se polimeri daju izvlačiti u duge niti od kojih se može tkati tekstil.
Tako dobiven tekstil se može primijeniti za razne tehničke svrhe i za izradu odjeće.
Najpoznatiji među njima, najlon-6,6 dobiva se sintezom od monomernih jedinica sa šest ugljikovih atoma:
heksanske dikiseline (adipinske kiseline) i 1,6-heksadiamina.
Dobivanje najlona-6,10
Otkriće najlona 1930. godine je primjer neočekivanog ishoda eksperimenta sinteze umjetnih vlakana u američkoj tvrtki DuPont. Na tržištu se najlon pojavio 1938. godine, a tijekom Drugog svjetskog rata korišten je za izradu padobrana. Najlon je materijal koji se naziva umjetna svila, pa je nakon rata u proizvodnji odjeće uvelike zamijenio svilu.
Otkriće najlona 1930. godine je primjer
neočekivanog ishoda eksperimenta sinteze umjetnih vlakana u američkoj tvrtki DuPont.
Na tržištu se najlon pojavio 1938. godine.
Tijekom Drugog svjetskog rata korišten je za izradu padobrana.
Najlon je materijal koji se naziva umjetna svila.
Nakon rata je u proizvodnji odjeće uvelike zamijenio svilu.
Tvrtka DuPont nastavila je i dalje s istraživanjima te su njeni kemičari 1965. godine prvi put dobili kevlar. Kevlar je čvrsto polimerno vlakno čije su građevne jedinice u lance povezane amidnim vezama, a među lancima se javljaju vodikove veze koje dodatno učvršćuju strukturu. Kevlar je pet puta izdržljiviji od čelika i podnosi visoke temperature. Koristi se za izradu dijelova u formuli 1, avionima, satelitima i sl. Najpoznatija uporaba kevlara je u izradi pancirki.
