Noorganik kimyoda fundamental nazariy asos D.I.Mendeleyevning kimyoviy elementlarning davriy qonuni va davriy tizimi boʻlgani kabi, organik kimyoda ham Butlerov-Kekule-Kuperning organik birikmalar tuzilishi nazariyasi yetakchi ilmiy asos hisoblanadi.

Har qanday boshqa ilmiy nazariyalar singari, organik birikmalarning tuzilishi nazariyasi ham 19-asr boshlarida fan sifatida shakllangan organik kimyo tomonidan toʻplangan eng boy faktik materiallarni umumlashtirish natijasi edi. Ko'proq yangi uglerod birikmalari topildi, ularning soni qor ko'chkisi kabi ko'paydi (1-jadval).

1-jadval
Turli yillarda ma'lum bo'lgan organik birikmalar soni

Organik birikmalarning bu xilma-xilligini tushuntirish uchun XIX asr boshlari olimlari. olmadi. Izomeriya hodisasi yanada ko'proq savollar tug'dirdi.

Masalan, etil spirti va dimetil efir izomerlardir: bu moddalar bir xil tarkibga ega C 2 H 6 O, lekin tuzilishi boshqacha, ya'ni molekulalardagi atomlarning bog'lanish tartibi boshqacha, shuning uchun ham har xil xususiyatlarga ega.

Sizga allaqachon tanish boʻlgan F.Voller J.J.Berzeliusga yozgan maktublaridan birida organik kimyoni quyidagicha taʼriflagan: “Organik kimyo endi har qanday odamni aqldan ozdirishi mumkin. Menga bu hayratlanarli narsalarga to'la zich o'rmon, siz chiqib bo'lmaydigan, kirishga jur'at eta olmaydigan cheksiz chakalakzordek tuyuladi ... "

Kimyo fanining rivojlanishiga ingliz olimi E.Franklandning atomizm gʻoyalariga tayangan holda valentlik tushunchasini kiritgan faoliyati katta taʼsir koʻrsatdi (1853).

Vodorod H 2 molekulasida bitta kovalent kimyoviy bog'lanish H-H hosil bo'ladi, ya'ni vodorod bir valentli. Kimyoviy elementning valentligini kimyoviy elementning bir atomi o'ziga biriktiradigan yoki almashtiradigan vodorod atomlari soni bilan ifodalash mumkin. Masalan, vodorod sulfididagi oltingugurt va suvdagi kislorod ikki valentli: H 2 S yoki H-S-H, H 2 O yoki H-O-H, ammiakdagi azot esa uch valentli:

Organik kimyoda "valentlik" tushunchasi siz boshlang'ich maktabda noorganik kimyo kursida ishlashga odatlangan "oksidlanish darajasi" tushunchasiga o'xshashdir. Biroq, ular bir xil emas. Masalan, N 2 azot molekulasida azotning oksidlanish darajasi nolga teng, valentligi esa uchta:

Vodorod periks H 2 O 2 da kislorodning oksidlanish darajasi -1 va valentlik ikkiga teng:

Ammoniy ioni NH + 4 da azotning oksidlanish darajasi -3 ga, valentligi esa to'rtga teng:

Odatda, ionli birikmalarga nisbatan (natriy xlorid NaCl va ion bog'langan boshqa ko'plab noorganik moddalar) atomlarning "valentligi" atamasi ishlatilmaydi, lekin ularning oksidlanish darajasi hisobga olinadi. Shuning uchun ko'pchilik moddalar molekulyar bo'lmagan tuzilishga ega bo'lgan noorganik kimyoda "oksidlanish darajasi" tushunchasidan, ko'pchilik birikmalar molekulyar tuzilishga ega bo'lgan organik kimyoda esa, qoida tariqasida, "oksidlanish darajasi" tushunchasidan foydalanish afzalroqdir. "valentlik".

Kimyoviy tuzilish nazariyasi Yevropaning uchta davlatining yirik organik olimlari: nemis F.Kekule, ingliz A.Kuper va rus A.Butlerovlarning fikrlarini umumlashtirish natijasidir.

1857-yilda F.Kekule uglerodni tetravalent element deb tasnifladi va 1858-yilda A.Kuper bilan bir vaqtda uglerod atomlari bir-biri bilan turli zanjirlarda: chiziqli, tarmoqlangan va yopiq (tsiklik) birikishi mumkinligini taʼkidladi.

F.Kekule va A.Kuperning ishlari izomeriya hodisasini, organik birikmalar molekulalarining tarkibi, tuzilishi va xossalari oʻrtasidagi bogʻliqlikni tushuntiruvchi ilmiy nazariyani yaratishga asos boʻldi. Bunday nazariyani rus olimi A. M. Butlerov yaratgan. Aynan uning izlanuvchan aqli organik kimyoning "zich o'rmoni"ga "kirib kirishga" jur'at etgan va bu "cheksiz chakalakzor" ni yo'llar va xiyobonlar tizimi bilan quyosh nurlari bilan to'ldirilgan oddiy bog'ga aylantirishni boshlagan. Bu nazariyaning asosiy g’oyalarini ilk bor A. M. Butlerov 1861 yilda Shpeyerda bo’lib o’tgan nemis tabiatshunoslari va shifokorlarining qurultoyida bayon qilgan.

Organik birikmalar tuzilishi haqidagi Butlerov-Kekule-Kuper nazariyasining asosiy qoidalari va oqibatlarini quyidagicha qisqacha shakllantiring.

1. Moddalar molekulalaridagi atomlar valentligiga ko'ra ma'lum ketma-ketlikda bog'langan. Organik birikmalardagi uglerod har doim tetravalent bo'lib, uning atomlari bir-biri bilan qo'shilib, turli zanjirlarni (chiziqli, tarmoqlangan va tsiklik) hosil qiladi.

Organik birikmalar tarkibi, tuzilishi va xossalari bo'yicha o'xshash moddalar qatorida - gomologik qatorda joylashishi mumkin.

Butlerov Aleksandr Mixaylovich (1828-1886), rus kimyogari, Qozon universiteti professori (1857-1868), 1869 yildan 1885 yilgacha - Sankt-Peterburg universiteti professori. Sankt-Peterburg Fanlar akademiyasining akademigi (1874 yildan). Organik birikmalarning kimyoviy tuzilishi nazariyasini yaratuvchisi (1861). Ko'pgina organik birikmalarning izomeriyasini bashorat qilgan va o'rgangan. Ko'p moddalarni sintez qilgan.

Masalan, metan CH 4 to'yingan uglevodorodlarning (alkanlarning) gomologik qatorining ajdodidir. Uning eng yaqin gomologi etan C 2 H 6 yoki CH 3 -CH 3 dir. Metanning gomologik qatorining keyingi ikkita a'zosi propan C 3 H 8 yoki CH 3 - CH 2 - CH 3 va butan C 4 H 10 yoki CH 3 - CH 2 - CH 2 - CH 3 va boshqalar.

Gomologik qatorlar uchun qator uchun umumiy formulani olish mumkinligini ko'rish oson. Demak, alkanlar uchun bu umumiy formula C n H 2n + 2 dir.

2. Moddalarning xossalari nafaqat ularning sifat va miqdoriy tarkibiga, balki molekulalarining tuzilishiga ham bog'liq.

Organik birikmalar tuzilishi nazariyasining bunday pozitsiyasi izomeriya hodisasini tushuntiradi. Shubhasiz, C 4 H 10 butan uchun CH 3 -CH 2 -CH 2 -CH 3 chiziqli tuzilish molekulasiga qo'shimcha ravishda, tarvaqaylab ketgan struktura ham mumkin:

Bu o'zining individual xususiyatlariga ega bo'lgan mutlaqo yangi modda bo'lib, chiziqli butandan farq qiladi.

Molekulasida atomlari chiziqli zanjir shaklida joylashgan butan oddiy butan (n-butan), uglerod atomlari zanjiri tarmoqlangan butan esa izobutan deb ataladi.

Izomeriyaning ikkita asosiy turi mavjud - strukturaviy va fazoviy.

Qabul qilingan tasnifga ko'ra, strukturaviy izomerizmning uch turi ajratiladi.

Uglerod skeletining izomeriyasi. Aralashmalar uglerod-uglerod bog'lanish tartibida farqlanadi, masalan, n-butan va izobutan hisobga olinadi. Aynan shu turdagi izomeriya alkanlarga xosdir.

Koʻp bogʻlanish (C=C, C=C) yoki funksional guruh (yaʼni, birikmaning organik birikmalarning maʼlum bir sinfiga tegishli ekanligini aniqlaydigan atomlar guruhi) pozitsiyasining izomeriyasi, masalan:

Sinflararo izomeriya. Ushbu turdagi izomeriyaning izomerlari organik birikmalarning turli sinflariga tegishli, masalan, etil spirti (to'yingan monohidrik spirtlar sinfi) va dimetil efir (efirlar sinfi).

Fazoviy izomeriyaning ikki turi mavjud: geometrik va optik.

Geometrik izomeriya, birinchi navbatda, qo'sh uglerod-uglerod bog'iga ega bo'lgan birikmalar uchun xarakterlidir, chunki molekula bunday bog'lanish joyida tekis tuzilishga ega (6-rasm).

Guruch. 6.
Etilen molekulasining modeli

Masalan, buten-2 uchun, agar qo'sh bog'dagi uglerod atomlaridagi bir xil atomlar guruhlari C=C bog' tekisligining bir tomonida bo'lsa, u holda molekula cizizomer, agar qarama-qarshi tomonlarda u transizomer bo'lsa.

Optik izomeriya, masalan, molekulalari to'rtta bilan bog'langan assimetrik yoki chiral uglerod atomiga ega bo'lgan moddalarga ega. har xil deputatlar. Optik izomerlar ikki kaft kabi bir-birining oyna tasviridir va ular bir-biriga mos kelmaydi. (Endi, aniqki, bu turdagi izomeriyaning ikkinchi nomi sizga aniq bo'ldi: yunoncha chiros - qo'l - assimetrik figuraning namunasi.) Masalan, ikkita optik izomer shaklida 2-gidroksipropanik (laktik) mavjud. ) tarkibida bitta assimetrik uglerod atomi bo'lgan kislota.

Xiral molekulalarda izomer juftliklar paydo bo'ladi, ulardagi izomer molekulalari ob'ekt va uning oyna tasviri bir-biriga bog'langanidek, ularning fazoviy tashkil etilishida bir-biriga bog'langan. Bunday izomerlarning juftligi optik faollikdan tashqari har doim bir xil kimyoviy va fizik xususiyatlarga ega: agar bir izomer qutblangan yorug'lik tekisligini soat yo'nalishi bo'yicha aylantirsa, ikkinchisi soat miliga teskari yo'nalishda aylantirsa. Birinchi izomer dekstrorotator, ikkinchisi esa levorotator deb ataladi.

Sayyoramizdagi hayotni tashkil etishda optik izomerizmning ahamiyati juda katta, chunki optik izomerlar biologik faolligida ham, boshqa tabiiy birikmalar bilan mosligida ham sezilarli darajada farq qilishi mumkin.

3. Moddalarning molekulalaridagi atomlar bir-biriga ta'sir qiladi. Kursni keyingi o'rganishda organik birikmalar molekulalarida atomlarning o'zaro ta'sirini ko'rib chiqasiz.

Organik birikmalar tuzilishining zamonaviy nazariyasi nafaqat kimyoviy, balki moddalarning elektron va fazoviy tuzilishiga asoslanadi, bu kimyo fanini o'rganishning profil darajasida batafsil ko'rib chiqiladi.

Organik kimyoda kimyoviy formulalarning bir qancha turlari keng qo'llaniladi.

Molekulyar formula birikmaning sifat tarkibini aks ettiradi, ya'ni u moddaning molekulasini tashkil etuvchi kimyoviy elementlarning har birining atomlari sonini ko'rsatadi. Masalan, propanning molekulyar formulasi C 3 H 8 dir.

Strukturaviy formula molekuladagi atomlarning valentlikka ko'ra bog'lanish tartibini aks ettiradi. Propanning tuzilish formulasi:

Ko'pincha uglerod va vodorod atomlari orasidagi kimyoviy bog'lanishlarni batafsil tasvirlashning hojati yo'q, shuning uchun ko'p hollarda qisqartirilgan struktura formulalari qo'llaniladi. Propan uchun bunday formula quyidagicha yoziladi: CH 3 -CH 2 -CH 3.

Organik birikmalar molekulalarining tuzilishi turli modellar yordamida aks ettirilgan. Eng mashhurlari volumetrik (miqyosda) va to'p va tayoq modellari (7-rasm).

Guruch. 7.
Etan molekulasining modellari:
1 - to'p va tayoq; 2 - masshtab

Yangi so'zlar va tushunchalar

1. Izomeriya, izomerlar.
2. Valentlik.
3. Kimyoviy tuzilishi.
4. Organik birikmalar tuzilishi nazariyasi.
5. Gomologik qator va gomologik farq.
6. Molekulyar va strukturaviy formulalar.
7. Molekulalarning modellari: hajmli (masshtabli) va sferik.

Savol va topshiriqlar

1. Valentlik nima? Oksidlanish holatidan qanday farq qiladi? Atomlarning oksidlanish darajasi va valentligi qiymatlari son jihatdan bir xil va har xil bo'lgan moddalarga misollar keltiring,
2. Formulalari Cl 2, CO 2, C 2 H 6, C 2 H 4 bo‘lgan moddalardagi atomlarning valentlik va oksidlanish darajasini aniqlang.
3. Izomeriya nima; izomerlar?
4. Gomologiya nima; gomologlar?
5. Uglerod birikmalarining xilma-xilligini izomeriya va homologiya haqidagi bilimlardan foydalanib qanday tushuntirish mumkin?
6. Organik birikmalar molekulalarining kimyoviy tuzilishi deganda nima tushuniladi? Izomerlarning xossalari farqini tushuntiruvchi tuzilish nazariyasi pozitsiyasini tuzing.Organik birikmalarning xilma-xilligini tushuntiruvchi tuzilish nazariyasi pozitsiyasini tuzing.
7. Olimlarning har biri - kimyoviy tuzilish nazariyasi asoschilari bu nazariyaga qanday hissa qo'shgan? Nima uchun rus kimyogarining hissasi bu nazariyaning shakllanishida etakchi rol o'ynadi?
8. C 5 H 12 tarkibining uchta izomeri bo'lishi mumkin. Ularning to'liq va qisqartirilgan struktura formulalarini yozing,
9. Paragraf oxirida keltirilgan moddaning molekulasi modeliga ko'ra (7-rasmga qarang), uning molekulyar va qisqartirilgan strukturaviy formulalarini tuzing.
10. Gomologik alkanlar qatorining dastlabki to'rt a'zosi molekulalaridagi uglerodning massa ulushini hisoblang.

19-asrning birinchi yarmiga kelib, organik kimyoda juda ko'p faktik materiallar to'plandi, ularni keyingi o'rganish hech qanday tizimli asosning yo'qligi tufayli to'sqinlik qildi. 20-asrning 20-yillaridan boshlab organik birikmalar tuzilishining umumlashtirilgan tavsifi ekanligini da’vo qiluvchi ketma-ket nazariyalar paydo bo‘la boshladi. Ulardan biri 1990-yillarda fransuz olimi K.Jerard tomonidan ishlab chiqilgan tiplar nazariyasi edi. Bu nazariyaga koʻra barcha organik birikmalar eng oddiy noorganik moddalarning hosilalari sifatida koʻrib chiqilib, tur sifatida qabul qilingan.Sh. Jerar

A. M. Butlerovning tuzilishi nazariyasi paydo bo'lishidan biroz oldin nemis kimyogari F.A. Kekule (1857) organik birikmalarga nisbatan valentlik nazariyasini ishlab chiqdi, uglerod atomining tetravalentligi va uning uglerod atomlari bilan qoʻshilib uglerod zanjirlarini hosil qilish qobiliyati kabi faktlarni aniqladi.A. M. Butlerova F.A. Kekule

Butlergacha bo'lgan davrdagi nazariy ishlanmalar organik birikmalarning tuzilishini bilishga ma'lum hissa qo'shdi. Ammo dastlabki nazariyalarning hech biri universal emas edi. Va faqat A.M. Butlerov shu kungacha organik kimyoning ilmiy asosi bo'lib xizmat qiladigan tuzilishning shunday mantiqiy to'liq nazariyasini yaratishga muvaffaq bo'ldi. A.M.ning tuzilishi nazariyasi. Butlerov haqiqiy molekulaga materialistik yondashuvga asoslanadi va uning tuzilishini eksperimental ravishda bilish imkoniyatidan kelib chiqadi. A.M. Butlerov moddalarning tuzilishini o'rnatishda kimyoviy reaktsiyalarga asosiy ahamiyat berdi. A.M.ning tuzilishi nazariyasi. Butlerova nafaqat ma'lum faktlarni tushuntirib berdi, balki uning ilmiy ahamiyati yangi organik birikmalar mavjudligini bashorat qilishda edi.A.M. Butlerov A.M. Butlerova A.M. Butlerov A.M. Butlerov

Izomerlar bir xil molekulyar formulaga ega, ammo kimyoviy tuzilishlari har xil va shuning uchun har xil xususiyatlarga ega bo'lgan moddalardir. Izomeriyaning haqiqiy tushuntirishi faqat 19-asrning ikkinchi yarmida A.M.ning kimyoviy tuzilishi nazariyasi asosida olingan. Butlerov (struktura izomeriyasi) va Ya.G.van't-Xoffning stereokimyoviy ta'limoti (fazoviy izomeriya) Ya. G. van't Xoff

Formula nomi Izomerlar soni CH 4 metan1 C4H6C4H6 etan1 C3H8C3H8 propan1 C 4 H 10 butan 2 C 5 H 12 pentan 3 C 6 H 14 geksan 5 C 7 H 16 geptan 9 C 8 H 18 C 18 C oktann90 H 22 dekan75 C 11 H 24 undekan 19 C 12 H 26 dodekan355 C 13 H 28 tridekan802 C 14 H 30 tetradekan1 858 C 15 H 32 pentadekan4 347 C 20 H 32 pentadekan4 347 C 20 H 32 pentadekan C 347 C 20 H 26 dodekan355 C 13 H 28 tetrakontan

Strukturaviy izomerlar - bu organik birikmalarning turli tuzilish formulalariga mos keladiganlar (atomlarning ulanishining boshqa tartibi bilan). Fazoviy izomerlar har bir uglerod atomida bir xil o'rinbosarlarga ega va faqat fazoda o'zaro joylashishi bilan farqlanadi.

Fazoviy izomerlar (stereoizomerlar). Stereoizomerlarni ikki turga bo'lish mumkin: geometrik izomerlar va optik izomerlar. Geometrik izomeriya qo'sh bog' yoki halqani o'z ichiga olgan birikmalarga xosdir. Bunday molekulalarda ko'pincha shartli tekislikni shunday chizish mumkinki, turli uglerod atomlaridagi o'rinbosarlar bu tekislikning bir tomonida (cis-) yoki qarama-qarshi tomonlarida (trans-) bo'lishi mumkin. Agar bu o'rinbosarlarning tekislikka nisbatan orientatsiyasining o'zgarishi faqat kimyoviy bog'lanishlardan birining uzilishi tufayli mumkin bo'lsa, unda geometrik izomerlarning mavjudligi haqida gapiriladi. Geometrik izomerlar fizik va kimyoviy xossalari bilan farqlanadi.

Organik molekulalarning optik izomerlarini olishning yangi usuli topildi Elis o'zini o'zi, lekin "oynaga o'xshash" xonada ko'rganida, u hayratda qoldi: xona o'xshash, ammo baribir butunlay boshqacha. Kimyoviy molekulalarning ko'zgu izomerlari ham xuddi shu tarzda farqlanadi: ular o'xshash ko'rinishga ega, lekin boshqacha harakat qiladilar. Organik kimyoning eng muhim sohasi bu oyna variantlarini ajratish va sintez qilishdir. (Jon Tenniel tomonidan Lyuis Kerrollning Elis ko'zoynak orqali tasviri)

Amerikalik olimlar aldegidlar asosidagi birikmalarning optik izomerlarini qanday olish mumkinligini bilib oldilar va nihoyat kimyogarlar ko'p yillar davomida ishlagan muhim reaktsiyani amalga oshirdilar. Tajribada ular turli printsiplarga muvofiq ishlaydigan ikkita katalizatorni birlashtirdilar. Ushbu katalizatorlarning birgalikdagi ta'siri natijasida ikkita faol organik molekula hosil bo'lib, ular kerakli moddaga birlashadi. Ushbu reaksiyadan misol sifatida foydalanib, biologik muhim organik birikmalarning butun sinfini sintez qilish imkoniyati ko'rsatilgan.

Hozirgi vaqtda organik sintezning kamida 130 ta reaktsiyasi ma'lum bo'lib, ularda ko'proq yoki kamroq toza chiral izomerlar olinadi. Agar katalizatorning o'zi chiral xususiyatlarga ega bo'lsa, u holda optik faol bo'lmagan substratdan optik faol mahsulot olinadi. Ushbu qoida 20-asrning boshlarida paydo bo'lgan va bugungi kungacha asosiy bo'lib qolmoqda. Katalizatorning optik izomerlarga nisbatan selektiv ta'sir qilish printsipi qo'l siqishga o'xshaydi: katalizator uchun faqat xiral izomerlardan bittasi bilan bog'lanishi "qulay" va shuning uchun reaktsiyalarning faqat bittasi katalizlanadi. Aytgancha, "chiral" atamasi yunoncha cheir qo'lidan keladi.

Organik birikmalarning tuzilishi nazariyasi: gomologiya va izomeriya (strukturaviy va fazoviy). Molekulalardagi atomlarning o'zaro ta'siri

Organik birikmalarning kimyoviy tuzilishi nazariyasi A. M. Butlerova

Noorganik kimyo taraqqiyotining asosini D.I.Mendeleyevning kimyoviy elementlarning davriy qonuni va davriy tizimi tashkil etganidek, organik kimyo uchun A.M.Butlerovning organik birikmalar tuzilishi nazariyasi asos boʻldi.

Butlerov nazariyasining asosiy postulati bu haqidagi qoidadir moddalarning kimyoviy tuzilishi, bu atomlarning molekulalarga o'zaro bog'lanish tartibi, ketma-ketligi, ya'ni. kimyoviy bog'lanish.

Kimyoviy tuzilish deganda kimyoviy elementlar atomlarining molekuladagi valentligiga ko'ra bog'lanish tartibi tushuniladi.

Ushbu tartib atomlarning valentliklari tire bilan ko'rsatilgan tizimli formulalar yordamida ko'rsatilishi mumkin: bitta chiziq kimyoviy element atomining valentlik birligiga mos keladi. Masalan, $CH_4$ molekulyar formulasiga ega bo'lgan organik metan moddasi uchun struktura formulasi quyidagicha ko'rinadi:

A. M. Butlerov nazariyasining asosiy qoidalari

1. Organik moddalar molekulalaridagi atomlar valentligiga ko'ra bir-biri bilan bog'langan. Organik birikmalardagi uglerod har doim tetravalent bo'lib, uning atomlari bir-biri bilan qo'shilib, turli zanjirlarni hosil qiladi.
2. Moddalarning xossalari nafaqat ularning sifat va miqdoriy tarkibi, balki molekuladagi atomlarning ulanish tartibi, ya'ni moddaning kimyoviy tuzilishi bilan ham belgilanadi.
3. Organik birikmalarning xossalari nafaqat moddaning tarkibi va uning molekulasidagi atomlarning bog'lanish tartibiga, balki atomlar va atomlar guruhlarining bir-biriga o'zaro ta'siriga ham bog'liq.

Organik birikmalarning tuzilishi nazariyasi dinamik va rivojlanayotgan ta'limotdir. Kimyoviy bog'lanishning tabiati, organik moddalar molekulalarining elektron tuzilishining ta'siri haqidagi bilimlarning rivojlanishi bilan ular qo'shimcha ravishda foydalana boshladilar. empirik Va tizimli, elektron formulalar. Bunday formulalarda molekuladagi elektron juftlarning siljish yo'nalishi ko'rsatilgan.

Kvant kimyosi va organik birikmalar tuzilishi kimyosi kimyoviy bog'lanishlarning fazoviy yo'nalishi nazariyasini tasdiqladi ( cis- Va transizomerizm), izomerlardagi o'zaro o'tishlarning energiya xususiyatlarini o'rgandi, turli moddalar molekulalaridagi atomlarning o'zaro ta'sirini baholashga imkon berdi, izomeriya turlarini va kimyoviy reaktsiyalarning yo'nalishi va mexanizmini bashorat qilish uchun zarur shart-sharoitlarni yaratdi.

Organik moddalar bir qator xususiyatlarga ega:

1. Barcha organik moddalar uglerod va vodorodni o'z ichiga oladi, shuning uchun yondirilganda ular karbonat angidrid va suv hosil qiladi.
2. Organik moddalar murakkab va katta molekulyar og'irliklarga ega bo'lishi mumkin (oqsillar, yog'lar, uglevodlar).
3. Organik moddalar tarkibi, tuzilishi va xossalari bo'yicha o'xshash gomologlar qatorida joylashishi mumkin.
4. Organik moddalar uchun xarakteristikasi izomerizm.

Organik moddalarning izomeriyasi va gomologiyasi

Organik moddalarning xossalari nafaqat ularning tarkibiga, balki molekuladagi atomlarning ulanish tartibiga ham bog'liq.

izomerizm- bu turli moddalar - bir xil sifat va miqdoriy tarkibga ega bo'lgan izomerlarning mavjudligi hodisasi, ya'ni. bir xil molekulyar formula bilan.

Izomeriyaning ikki turi mavjud: tizimli Va fazoviy (stereoizomerizm). Strukturaviy izomerlar bir-biridan molekuladagi atomlarning boglanish tartibi bilan farqlanadi; stereoizomerlar - atomlarning fazoda joylashishi, ular orasidagi bog'lanish tartibi.

Strukturaviy izomeriyaning quyidagi turlari ajratiladi: uglerod skeleti izomeriyasi, pozitsion izomeriyasi, organik birikmalarning turli sinflari izomeriyasi (sinflararo izomeriya).

Strukturaviy izomeriya

Uglerod skeletining izomeriyasi molekula skeletini tashkil etuvchi uglerod atomlari orasidagi turli bog'lanish tartibi tufayli. Yuqorida aytib o'tilganidek, $S_4N_(10)$ molekulyar formulasi ikkita uglevodorodga mos keladi: n-butan va izobutan. $S_5N_(12)$ uglevodorod uchun uchta izomer mavjud: pentan, izopentan va neopentan:

$CH_3-CH_2-(CH_2)↙(pentan)-CH_2-CH_3$

Molekuladagi uglerod atomlari sonining ortishi bilan izomerlar soni tez ortadi. $S_(10)N_(22)$ uglevodorod uchun allaqachon $75$, $S_(20)N_(44)$ uglevodorod uchun $366 319$ bor.

pozitsiya izomeriyasi molekulaning bir xil uglerod skeletiga ega bo'lgan ko'p bog'lanish, o'rnini bosuvchi, funktsional guruhning turli pozitsiyasi tufayli:

$CH_2=(CH-CH_2)↙(buten-1)-CH_3$ $CH_3-(CH=CH)↙(buten-2)-CH_3$

$(CH_3-CH_2-CH_2-OH)↙(n-propil spirt (1-propanol))$

Har xil sinfdagi organik birikmalarning izomeriyasi (sinflararo izomeriya) bir xil molekulyar formulaga ega bo'lgan, ammo turli sinflarga mansub bo'lgan moddalar molekulalaridagi atomlarning turli joylashuvi va birikmasi tufayli. Shunday qilib, $S_6N_(12)$ molekulyar formulasi toʻyinmagan uglevodorod geksen-1 va siklik uglevodorod siklogeksanga mos keladi:

Izomerlar alkinlarga bog'liq uglevodorod - butin-1 va butadien-1,3 zanjirida ikkita qo'sh bog'langan uglevodorod:

$CH≡C-(CH_2)↙(butin-1)-CH_2$ $CH_2=(CH-CH)↙(butadien-1,3)=CH_2$

Dietil efir va butil spirti bir xil molekulyar formulaga ega $C_4H_(10)O$:

$(CH_3CH_2OCH_2CH_3)↙(\text"dietil efir")$ $(CH_3CH_2CH_2CH_2OH)↙(\text"n-butil spirt (butanol-1)")$

Strukturaviy izomerlar $C_2H_5NO_2$ molekulyar formulasiga mos keladigan aminoasetik kislota va nitroetandir:

Ushbu turdagi izomerlar turli funktsional guruhlarni o'z ichiga oladi va moddalarning turli sinflariga kiradi. Shuning uchun ular uglerod skeleti izomerlari yoki pozitsion izomerlardan ko'ra fizik va kimyoviy xossalari bo'yicha ancha farq qiladi.

Fazoviy izomeriya

Fazoviy izomeriya ikki turga bo'linadi: geometrik va optik. Geometrik izomeriya qo‘sh bog‘li va siklik birikmalarga ega bo‘lgan birikmalarga xosdir. Atomlarning qo'sh bog' yoki tsikl atrofida erkin aylanishi mumkin emasligi sababli, o'rinbosarlar qo'sh bog'lanish yoki tsikl tekisligining bir tomonida joylashgan bo'lishi mumkin ( cis-pozitsiya) yoki qarama-qarshi tomonlarda ( trans-pozitsiya). Belgilash cis- Va trans - odatda bir xil o'rnini bosuvchi juftlarga aytiladi:

Geometrik izomerlar fizik va kimyoviy xossalari bilan farqlanadi.

Optik izomeriya molekula oynadagi tasviriga mos kelmasa sodir bo'ladi. Bu molekuladagi uglerod atomida to'rt xil o'rinbosar mavjud bo'lganda mumkin. Bu atom deyiladi assimetrik. Bunday molekulaga misol qilib $a$-aminopropion kislotasi ($a$-alanin) $CH_3CH(NH_2)COOH$ hisoblanadi.

$a$-alanin molekulasi hech qanday harakat ostida uning oyna tasviri bilan mos tusha olmaydi. Bunday fazoviy izomerlar deyiladi oyna, optik antipodlar, yoki enantiomerlar. Bunday izomerlarning barcha fizik va deyarli barcha kimyoviy xossalari bir xil.

Optik izomerizmni o'rganish tanadagi ko'plab reaktsiyalarni ko'rib chiqishda zarur. Ushbu reaksiyalarning aksariyati fermentlar - biologik katalizatorlar ta'sirida bo'ladi. Ushbu moddalarning molekulalari qulfning kaliti kabi harakat qiladigan birikmalarning molekulalariga yaqinlashishi kerak, shuning uchun fazoviy tuzilish, molekulyar mintaqalarning nisbiy joylashuvi va boshqa fazoviy omillar ularning borishi uchun katta ahamiyatga ega. reaktsiyalar. Bunday reaktsiyalar deyiladi stereoselektiv.

Ko'pgina tabiiy birikmalar individual enantiomerlar bo'lib, ularning biologik ta'siri laboratoriyada olingan optik antipodlarning xususiyatlaridan keskin farq qiladi. Biologik faollikning bunday farqi katta ahamiyatga ega, chunki u barcha tirik organizmlarning eng muhim xususiyati - metabolizm yotadi.

Gomologik qator- bu nisbiy molekulyar og'irliklarining ortib borish tartibida joylashtirilgan, tuzilishi va kimyoviy xossalari bo'yicha o'xshash, har bir atama oldingisidan $CH_2$ gomologik farqi bilan farq qiladigan moddalar soni. Masalan: $CH_4$ - metan, $C_2H_6$ - etan, $C_3H_8$ - propan, $C_4H_(10)$ - butan va boshqalar.

Organik moddalar molekulalaridagi bog'lanish turlari. Uglerodning atom orbitallarining gibridlanishi. Radikal. funktsional guruh.

Organik moddalar molekulalaridagi bog'lanish turlari.

Organik birikmalarda uglerod har doim tetravalent bo'ladi. Qo'zg'aluvchan holatda uning atomida $2s^3$-elektron juftligi parchalanadi va ulardan biri p-orbitalga o'tadi:

Bunday atom to'rtta juftlanmagan elektronga ega va to'rtta kovalent bog'lanish hosil bo'lishida ishtirok etishi mumkin.

Uglerod atomining valentlik darajasining yuqoridagi elektron formulasiga asoslanib, unda bitta $s$-elektron (sferik simmetrik orbital) va oʻzaro perpendikulyar orbitallarga ega boʻlgan uchta $p$-elektron ($2p_x, 2p_y, 2p_z) borligini kutish mumkin. $- orbital). Aslida, uglerod atomining barcha to'rtta valentlik elektronlari butunlay ekvivalentdir va ularning orbitallari orasidagi burchaklar $109°28"$. Bundan tashqari, hisob-kitoblar shuni ko'rsatadiki, metan molekulasidagi uglerodning to'rtta kimyoviy bog'lanishi ($CH_4$) $s-$ $25%$ va $p ga teng. $75%$ $-bog'lanish, ya'ni sodir bo'ladi aralashtirish$s-$ va $r-$ elektron holatlar. Bu hodisa deyiladi gibridlanish, va aralash orbitallar gibrid.

$sp^3$-valentlik holatidagi uglerod atomi to'rtta orbitalga ega bo'lib, ularning har birida bittadan elektron mavjud. Kovalent bog'lanish nazariyasiga ko'ra, u har qanday monovalent elementlarning atomlari ($CH_4, CHCl_3, CCl_4$) yoki boshqa uglerod atomlari bilan to'rtta kovalent bog'lanish hosil qilish qobiliyatiga ega. Bunday havolalar $s$-bog'lanishlar deb ataladi. Agar uglerod atomida bitta $C-C$ aloqasi bo'lsa, u deyiladi asosiy($N_3S-CH_3$), agar ikkita bo'lsa - ikkinchi darajali($N_3S-CH_2-CH_3$), agar uchta bo'lsa - uchinchi darajali (), va agar to'rtta bo'lsa - To'rtlamchi ().

Uglerod atomlarining xarakterli xususiyatlaridan biri ularning faqat $p$-elektronlarni umumlashtirish orqali kimyoviy bog'lanish qobiliyatidir. Bunday obligatsiyalar $p$-obligatsiyalar deyiladi. Organik birikmalar molekulalarida $p$-bog'lar faqat atomlar orasidagi $s$-bog'lar mavjud bo'lganda hosil bo'ladi. Demak, etilen molekulasida $H_2C=CH_2$ uglerod atomlari $s-$ va bitta $p$-bog’ bilan, atsetilen molekulasida $HC=CH$ bitta $s-$ va ikkita $p$-bog’lar bilan bog’langan. . $p$-bog'lar ishtirokida hosil bo'lgan kimyoviy bog'lar deyiladi karrali(etilen molekulasida - ikki barobar, atsetilen molekulasida - uchlik) va bir nechta bog'langan birikmalar - to'yinmagan.

Fenomen$sp^3$-, $sp^2$- Va$sp$ - uglerod atomining gibridlanishi.

$p$-bog'larning hosil bo'lishi jarayonida uglerod atomi atom orbitallarining gibrid holati o'zgaradi. $p$-bog'larning hosil bo'lishi p-elektronlar hisobiga sodir bo'lganligi sababli, qo'sh bog'li molekulalarda elektronlar $sp^2$ gibridlanishga ega bo'ladi ($sp^3$ bo'lgan, lekin bitta p-elektron $ ga boradi. p$- orbital), va uchlik bilan - $sp$-gibridlanish (ikkita p-elektron $p$-orbitalga oʻtgan). Gibridlanish xarakteri $s$-bog'larning yo'nalishini o'zgartiradi. Agar $sp^3$ gibridlanish jarayonida ular fazoviy tarmoqlangan tuzilmalar ($a$) hosil qilsa, $sp^2$ duragaylashda barcha atomlar bir tekislikda yotadi va $s$-bog'lar orasidagi burchaklar $120°$( b) , va $sp$-gibridlanishda molekula chiziqli (c):

Bunda $p$-orbitallarning o'qlari $s$-bog' o'qiga perpendikulyar bo'ladi.

$s$- va $p$-bog'larning ikkalasi ham kovalentdir, ya'ni ular uzunlik, energiya, fazoviy orientatsiya va qutblilik bilan tavsiflanishi kerak.

C atomlari orasidagi yagona va ko'p bog'lanishning xususiyatlari.

Radikal. funktsional guruh.

Organik birikmalarning xususiyatlaridan biri shundaki, kimyoviy reaksiyalarda ularning molekulalari alohida atomlar emas, balki atomlar guruhlari almashinadi. Agar bu atomlar guruhi faqat uglerod va vodorod atomlaridan iborat bo'lsa, u deyiladi uglevodorod radikali, lekin u boshqa elementlarning atomlariga ega bo'lsa, u deyiladi funktsional guruh. Masalan, metil ($CH_3$-) va etil ($C_2H_5$-) uglevodorod radikallari va gidroksi guruhi (-$OH$), aldegid guruhi ( ), nitroguruh (-$NO_2$) va boshqalar mos ravishda spirtlar, aldegidlar va azot o'z ichiga olgan birikmalarning funktsional guruhlari.

Qoida tariqasida, funktsional guruh organik birikmaning kimyoviy xususiyatlarini aniqlaydi va shuning uchun ularni tasniflashning asosi hisoblanadi.

Ovqat pishirish, bo'yoqlar, kiyim-kechak, dori-darmonlar uchun odamlar uzoq vaqtdan beri turli xil moddalardan foydalanishni o'rgandilar. Vaqt o'tishi bilan ma'lum moddalarning xossalari to'g'risida etarli miqdordagi ma'lumotlar to'plandi, bu ularni ishlab chiqarish, qayta ishlash va hokazo usullarini takomillashtirish imkonini berdi. Va ko'plab mineral (noorganik moddalar) to'g'ridan-to'g'ri olinishi mumkinligi ma'lum bo'ldi.

Ammo inson tomonidan ishlatiladigan moddalarning bir qismi u tomonidan sintez qilinmagan, chunki ular tirik organizmlar yoki o'simliklardan olingan. Bu moddalar organik deb ataladi. Organik moddalarni laboratoriyada sintez qilish mumkin emas edi. 19-asr boshlarida vitalizm (vita - hayot) kabi ta'limot faol rivojlandi, unga ko'ra organik moddalar faqat "hayot kuchi" tufayli paydo bo'ladi va ularni "sun'iy" yaratish mumkin emas.

Ammo vaqt o'tishi va fanning rivojlanishi bilan organik moddalar haqida vitalistlarning mavjud nazariyasiga zid keladigan yangi faktlar paydo bo'ldi.

1824 yilda nemis olimi F. Voller kimyo fani tarixida birinchi marta oksalat kislotasini sintez qildi – noorganik moddalardan organik moddalar (sianid va suv):

(CN) 2 + 4H 2 O → COOH - COOH + 2NH 3

1828 yilda Wöller natriy siyanatni oltingugurtli ammoniy bilan qizdirdi va karbamid sintez qildi. Hayvon organizmlarining hayotiy faoliyati mahsuloti:

NaOCN + (NH 4) 2 SO 4 → NH 4 OCN → NH 2 OCNH 2

Bu kashfiyotlar umuman fan, xususan, kimyo rivojida muhim rol o‘ynadi. Olim-kimyogarlar asta-sekin vitalistik ta'limotdan uzoqlasha boshladilar va moddalarni organik va noorganiklarga bo'lish printsipi o'z isbotini topdi.

Hozirda moddalar hali ham organik va noorganiklarga bo'linadi lekin ajratish mezoni allaqachon bir oz boshqacha.

Moddalar organik deb ataladi tarkibida uglerod bor, ular uglerod birikmalari deb ham ataladi. 3 millionga yaqin bunday birikmalar mavjud, qolgan birikmalar esa 300 mingga yaqin.

Tarkibida uglerod boʻlmagan moddalarga noorganik moddalar deyiladi Va. Ammo umumiy tasnifga istisnolar mavjud: uglerodni o'z ichiga olgan bir qator birikmalar mavjud, ammo ular noorganik moddalarga (uglerod oksidi va dioksid, uglerod disulfidi, karbonat kislotasi va uning tuzlari) tegishli. Ularning barchasi tarkibi va xossalari bo'yicha noorganik birikmalarga o'xshash.

Organik moddalarni o'rganish jarayonida yangi qiyinchiliklar paydo bo'ldi: noorganik moddalar haqidagi nazariyalar asosida organik birikmalar tuzilishining qonuniyatlarini ochib berish, uglerodning valentligini tushuntirish mumkin emas. Turli birikmalardagi uglerod har xil valentlikka ega edi.

1861 yilda rus olimi A.M. Butlerov birinchi bo'lib shakarli moddani sintez yo'li bilan oldi.

Uglevodorodlarni o'rganishda, A.M. Butlerov ular kimyoviy moddalarning juda maxsus sinfini ifodalashini anglab etdilar. Ularning tuzilishi va xususiyatlarini tahlil qilib, olim bir nechta naqshlarni aniqladi. Ularning asosini tashkil etdilar kimyoviy tuzilish nazariyalari.

1. Har qanday organik moddaning molekulasi tasodifiy emas, molekulalardagi atomlar o'z valentliklariga ko'ra ma'lum bir ketma-ketlikda bir-biriga bog'langan. Organik birikmalardagi uglerod har doim tetravalentdir.

2. Molekuladagi atomlararo bog'lanishlar ketma-ketligi uning kimyoviy tuzilishi deb ataladi va bitta struktura formulasi (tuzilma formulasi) bilan aks ettiriladi.

3. Kimyoviy tuzilmani kimyoviy usullar bilan aniqlash mumkin. (Hozirda zamonaviy fizik usullardan ham foydalanilmoqda).

4. Moddalarning xossalari nafaqat moddaning molekulalarining tarkibiga, balki ularning kimyoviy tuzilishiga (elementlar atomlarining ulanish ketma-ketligiga) bog'liq.

5. Berilgan moddaning xususiyatlariga ko'ra siz uning molekulasining tuzilishini va molekula tuzilishini aniqlashingiz mumkin. – xususiyatlarini oldindan bilish.

6. Molekuladagi atomlar va atomlar guruhlari bir-biri bilan o'zaro ta'sir qiladi.

Bu nazariya organik kimyoning ilmiy asosiga aylandi va uning rivojlanishini tezlashtirdi. Nazariya qoidalariga asoslanib, A.M. Butlerov bu hodisani tasvirlab berdi va tushuntirdi izomerizm, turli izomerlarning mavjudligini bashorat qildi va birinchi marta ularning bir qismini oldi.

Etanning kimyoviy tuzilishini ko'rib chiqing – C2H6. Elementlarning valentligini chiziqchalar bilan belgilab, etan molekulasini atomlarning ulanish tartibida tasvirlaymiz, ya'ni struktura formulasini yozamiz. A.M nazariyasiga ko'ra. Butlerov, u quyidagicha ko'rinadi:

Vodorod va uglerod atomlari bitta zarrachaga bog'langan, vodorod valentligi bittaga teng va uglerod – to'rtta. Ikki uglerod atomi uglerod aloqasi bilan bog'langan – uglerod (C – FROM). Uglerodning C hosil qilish qobiliyati – C-bog'i uglerodning kimyoviy xossalaridan tushuniladi. Tashqi elektron qatlamda uglerod atomi to'rtta elektronga ega, elektronlarni berish qobiliyati etishmayotganlarni qo'shish bilan bir xil. Shuning uchun uglerod ko'pincha kovalent bog'lanishga ega bo'lgan birikmalarni hosil qiladi, ya'ni boshqa atomlar, shu jumladan bir-biri bilan uglerod atomlari bilan elektron juft hosil bo'lishi tufayli.

Bu organik birikmalarning xilma-xilligining sabablaridan biridir.

Tarkibi bir xil, ammo tuzilishi har xil bo'lgan birikmalar izomerlar deyiladi. Izomeriya hodisasi – organik birikmalarning xilma-xilligi sabablaridan biri

Savollaringiz bormi? Organik birikmalarning tuzilishi nazariyasi haqida ko'proq bilishni xohlaysizmi?
Repetitor yordamini olish uchun - ro'yxatdan o'ting.
Birinchi dars bepul!

sayt, materialni to'liq yoki qisman nusxalash bilan, manbaga havola talab qilinadi.

1.A.M kimyoviy tuzilish nazariyasining asosiy qoidalari. Butlerov

1. Molekulalardagi atomlar bir-biri bilan valentliklariga ko'ra ma'lum ketma-ketlikda bog'langan. Molekuladagi atomlararo bog'lanishlar ketma-ketligi uning kimyoviy tuzilishi deb ataladi va bitta struktura formulasi (tuzilma formulasi) bilan aks ettiriladi.

2. Kimyoviy strukturani kimyoviy usullar bilan aniqlash mumkin. (Hozirda zamonaviy fizik usullardan ham foydalanilmoqda).

3. Moddalarning xossalari ularning kimyoviy tuzilishiga bog'liq.

4. Berilgan moddaning xossalariga ko‘ra uning molekulasining tuzilishini, molekulasining tuzilishiga ko‘ra esa xossalarini bashorat qilish mumkin.

5. Molekuladagi atomlar va atomlar guruhlari bir-biriga o'zaro ta'sir qiladi.

Organik birikmalar molekulasi - bu ma'lum tartibda, odatda kovalent bog'lar orqali bog'langan atomlar to'plami. Bunday holda, bog'langan atomlar elektromanfiylik qiymatida farq qilishi mumkin. Elektromanfiylik qiymatlari ko'p jihatdan qutb va quvvat (hosil bo'lish energiyasi) kabi muhim bog'lanish xususiyatlarini aniqlaydi. O'z navbatida, molekuladagi bog'larning qutbliligi va mustahkamligi ko'p jihatdan molekulaning ma'lum kimyoviy reaktsiyalarga kirishish qobiliyatini aniqlaydi.

Uglerod atomining elektromanfiyligi uning gibridlanish holatiga bog'liq. Bu gibrid orbitaldagi s orbitalning ulushi bilan bog'liq: sp3 uchun kichikroq va sp2 va sp gibrid atomlari uchun kattaroqdir.

Molekulani tashkil etuvchi barcha atomlar o'zaro bog'langan va o'zaro ta'sirga ega. Bu ta'sir asosan elektron effektlar deb ataladigan kovalent bog'lanishlar tizimi orqali uzatiladi.

Elektron effektlar - o'rinbosarlar ta'sirida molekuladagi elektron zichligining siljishi.

Qutb aloqasi bilan bog'langan atomlar qisman zaryadga ega bo'lib, yunoncha "delta" (d) harfi bilan belgilanadi. s-bog'ning elektron zichligini o'z yo'nalishi bo'yicha "tortib olgan" atom manfiy zaryad d- oladi. Kovalent bog'lanish bilan bog'langan bir juft atomni ko'rib chiqayotganda, ko'proq elektron manfiy atom elektron qabul qiluvchi deb ataladi. Uning s-bog'i sherigi shunga mos ravishda teng kattalikdagi elektron zichlik taqchilligiga ega bo'ladi, ya'ni. qisman musbat zaryad d+, elektron donor deb ataladi.

Elektron zichligining s-bog'lar zanjiri bo'ylab siljishi induktiv effekt deb ataladi va I bilan belgilanadi.

2. Izomerizm- elementar tarkibi va molekulyar og'irligi bo'yicha bir xil, ammo fizik va kimyoviy xossalari bo'yicha har xil bo'lgan birikmalarning (asosan organik) mavjudligi. Bunday birikmalar izomerlar deyiladi.

Strukturaviy izomeriya- kimyoviy tuzilishdagi farqlar natijasi. Ushbu turga quyidagilar kiradi:

Uglerod atomlarining turli bog'lanish tartibi tufayli uglerod skeletining izomeriyasi. Eng oddiy misol butan CH3-CH2-CH2-CH3 va izobutan (CH3)3CH. Boshqa misollar: antrasen va fenantren (mos ravishda I va II formulalar), siklobutan va metilsiklopropan (III va IV).

Valentlik izomeriyasi - strukturaviy izomeriyaning alohida turi bo'lib, unda izomerlar faqat bog'larni qayta taqsimlash orqali bir-biriga aylanishi mumkin. Masalan, benzol (V) ning valentlik izomerlari bisiklogeksa-2,5-dien (VI, «Dyuar benzoli»), prizman (VII, «Ladenburg benzol»), benzvalin (VIII).

Funksional guruh izomeriyasi - Funksional guruhning tabiati bilan farqlanadi; masalan, etanol (CH3-CH2-OH) va dimetil efir (CH3-O-CH3).

pozitsiya izomeriyasi- bir xil funktsional guruhlar yoki bir xil uglerod skeleti bilan qo'sh bog'lanishlar holatidagi farq bilan tavsiflangan strukturaviy izomeriya turi. Misol: 2-xlorobutanoik kislota va 4-xlorobutanoik kislota.

Enantiomerlar (optik izomerlar, oyna izomerlari) - optik antipodlar juftligi - boshqa barcha fizikaviy va kimyoviy xossalari bilan yorug'likning qutblanish tekisligining aylanishlari bo'yicha qarama-qarshi va teng kattalikdagi moddalar (boshqalar bilan reaktsiyalar bundan mustasno) optik faol moddalar va chiral muhitda fizik xususiyatlar). Optik antipodlarning paydo bo'lishining zaruriy va etarli sababi molekulaning quyidagi nuqta simmetriya guruhlaridan biriga tegishli bo'lishidir: Cn, Dn, T, O yoki I (xirallik). Ko'pincha biz assimetrik uglerod atomi, ya'ni to'rt xil o'rinbosar bilan bog'langan atom haqida gapiramiz.

3. sp³ duragaylash - Bir s- va uchta p-orbitallarni aralashtirishda paydo bo'ladi. Bir-biriga nisbatan 109° 28' (109,47°), uzunligi 0,154 nm tetraedral burchak ostida joylashgan to'rtta bir xil orbitallar paydo bo'ladi.

Uglerod atomi va 2-davrning boshqa elementlari uchun bu jarayon quyidagi sxema bo'yicha sodir bo'ladi:

2s + 2px + 2py + 2pz = 4 (2sp3)

Alkanlar(to'yingan uglevodorodlar, parafinlar, alifatik birikmalar) - faqat oddiy bog'lanishlarni o'z ichiga olgan va CnH2n + 2 umumiy formulali gomologik qator hosil qiluvchi chiziqli yoki tarmoqlangan tuzilishdagi asiklik uglevodorodlar. .Alkinning kimyoviy tuzilishi(molekulalardagi atomlarning ulanish tartibi) eng oddiy alkanlar - metan, etan va propan - ularning 2-bo'limda berilgan tuzilish formulalarini ko'rsating.Bu formulalardan alkanlarda ikki xil kimyoviy bog'lanish mavjudligini ko'rish mumkin:

S-S va S-N. CC aloqasi kovalent qutbsizdir. C-H aloqasi kovalent zaif qutbli, chunki uglerod va vodorod elektromanfiylik jihatidan yaqin

gibridlanishda qatnashmaydigan p-orbital tekislikka perpendikulyar joylashgan s-bog'lar, boshqa atomlar bilan p bog' hosil qilish uchun ishlatiladi. Uglerodning bu geometriyasi grafit, fenol va boshqalarga xosdir.

Valentlik burchagi- bitta atomdan chiqadigan kimyoviy bog'lanishlar yo'nalishlaridan hosil bo'lgan burchak. Molekulalarning geometriyasini aniqlash uchun bog'lanish burchaklarini bilish kerak. Valentlik burchaklari ham biriktirilgan atomlarning individual xususiyatlariga, ham markaziy atomning atom orbitallarining gibridlanishiga bog'liq. Oddiy molekulalar uchun bog'lanish burchagi, shuningdek molekulaning boshqa geometrik parametrlari kvant kimyosi usullari bilan hisoblanishi mumkin. Eksperimental ravishda ular molekulalarning aylanish spektrlarini tahlil qilish natijasida olingan molekulalarning inersiya momentlarining qiymatlari asosida aniqlanadi (qarang: Infraqizil spektroskopiya, Molekulyar spektrlar, Mikroto'lqinli spektroskopiya). Murakkab molekulalarning bog'lanish burchagi difraksion strukturaviy tahlil usullari bilan aniqlanadi.

4. sp2 gibridlanishi (tekis-trigonal) Bir s- va ikkita p-orbital aralashadi va uchta ekvivalent sp2-gibrid orbitallar hosil bo'ladi, ular bir tekislikda 120 ° burchak ostida joylashgan (ko'k rang bilan ta'kidlangan). Ular uchta s-bog' hosil qilishi mumkin. Uchinchi p-orbital gibridlanmagan bo'lib qoladi va gibrid orbitallar tekisligiga perpendikulyar yo'naltirilgan. Bu p-AO p-bog' hosil bo'lishida ishtirok etadi . 2-davr elementlari uchun sp2 gibridlanish jarayoni quyidagi sxema bo'yicha sodir bo'ladi:

2s + 2px + 2py = 3 (2sp2)

Uglerod atomining ikkinchi valentlik holati. Uglerod atomi to'rtta emas, balki uchta qo'shni atom bilan bog'langan va tetravalent bo'lgan organik moddalar mavjud.

5. sp gibridizatsiyasi (chiziqli) Bitta s- va bitta p-orbital aralashmasi, 180 burchak ostida joylashgan ikkita ekvivalent sp-orbitallarni hosil qiladi, ya'ni. bir o'qda. Gibrid sp orbitallari ikkita s bog'lanish hosil bo'lishida ishtirok etadi. Ikki p-orbital gibridlanmagan va o'zaro perpendikulyar tekisliklarda joylashgan. -Orbitallar birikmalarda ikkita p-bog' hosil qiladi.

2-davr elementlari uchun sp-gibridlanish quyidagi sxema bo'yicha sodir bo'ladi:

2s + 2px= 2 (2sp)

2py- va 2pz-AO o'zgarmaydi.

Asetilen- to'yinmagan uglevodorod C2H2. Uglerod atomlari o'rtasida uch tomonlama aloqaga ega, alkinlar sinfiga kiradi

Asetilendagi uglerod atomlari sp-gibridlangan. Ular bir va ikkita rishta bilan bog'langan, maks. zichliklari to-rykh ikki ozaro perpendikulyar sohada joylashgan bolib, silindrsimon hosil qiladi. elektron zichlik buluti; uning tashqarisida H atomlari joylashgan.

METILASETILEN(propin, allilen) CH3C=CH. Kimyoga ko'ra. Sen-you M. atsetilenli uglevodorodlarning tipik vakili. Elektrofiz, nukleof tumaniga oson kiradi. va masalan, uchlik aloqaga radikal qo'shilish. o'zaro ta'sir bilan metanol bilan metil izopropenil efir hosil qiladi.

6. Aloqa turlari - Metall bog'lanish, Kovalent bog'lanish, Ion bog'lanish, Vodorod aloqasi

Ion aloqasi- elektron manfiyligi katta farqga ega bo'lgan atomlar o'rtasida hosil bo'lgan kuchli kimyoviy bog'lanish, bunda umumiy elektron juftligi to'liq elektronegativligi katta bo'lgan atomga o'tadi. Misol tariqasida CsF birikmasini keltirish mumkin, unda "ionlik darajasi" 97% ni tashkil qiladi.

kovalent qutbli bog'lanishning ekstremal holati. Odatda metall va metall bo'lmaganlar o'rtasida hosil bo'ladi. Bunday holda, metalldan elektronlar butunlay metall bo'lmaganga o'tadi. Ionlar hosil bo'ladi.

Agar elektromanfiylik farqi juda katta boʻlgan atomlar oʻrtasida kimyoviy bogʻlanish hosil boʻlsa (Pauling boʻyicha EO > 1,7), u holda umumiy elektron juftligi kattaroq EO boʻlgan atomga toʻliq oʻtadi. Buning natijasi qarama-qarshi zaryadlangan ionlarning birikmasi hosil bo'ladi.

kovalent bog'lanish(atom bogʻi, gomeopolar bogʻ) — bir juft valentlik elektron bulutlarining bir-birining ustiga chiqishi (sotsiallashuvi) natijasida hosil boʻlgan kimyoviy bogʻlanish. Aloqani ta'minlovchi elektron bulutlar (elektronlar) umumiy elektron juftlik deb ataladi.

Oddiy kovalent bog'lanish har bir atomdan bittadan ikkita juftlashtirilmagan valent elektrondan hosil bo'ladi:

Ijtimoiylashuv natijasida elektronlar to'ldirilgan energiya darajasini hosil qiladi. Agar bu darajadagi ularning umumiy energiyasi boshlang'ich holatidan kamroq bo'lsa (va energiyadagi farq bog'lanish energiyasidan boshqa narsa bo'lmaydi) bog'lanish hosil bo'ladi.

H2 molekulasidagi atom (qirralarda) va molekulyar (markazda) orbitallarning elektron to'ldirilishi. Vertikal o'q energiya darajasiga mos keladi, elektronlar spinlarini aks ettiruvchi o'qlar bilan ko'rsatilgan.

Molekulyar orbitallar nazariyasiga ko'ra, ikkita atom orbitalining bir-biriga yopishishi eng oddiy holatda ikkita molekulyar orbital (MO) hosil bo'lishiga olib keladi: bog'lovchi MO va antibog'lanish (bo'shashtiruvchi) MO. Birgalikda elektronlar pastroq energiya bog'lovchi MO da joylashgan.

7. Alkanlar- chiziqli yoki tarmoqlangan tuzilishga ega bo'lgan, faqat oddiy bog'larni o'z ichiga olgan va umumiy formulasi CnH2n + 2 bo'lgan gomologik qator hosil qiluvchi asiklik uglevodorodlar.

Alkanlar to'yingan uglevodorodlar bo'lib, ular vodorod atomlarining maksimal soniga ega. Alkan molekulalaridagi har bir uglerod atomi sp³-gibridlanish holatidadir - C atomining barcha 4 gibrid orbitali shakli va energiyasi bo'yicha tengdir, 4 ta elektron bulut tetraedr cho'qqilariga 109 ° 28 "burchakda yo'naltirilgan. C atomlari orasidagi yagona bog'larga, uglerod bog'i atrofida erkin aylanish.Uglerod bog'ining turi s-bog'lar, bog'lar past qutbli va yomon qutblanishga ega.Uglerod bog'ining uzunligi 0,154 nm.

To'yingan uglevodorodlarning izomeriyasi strukturaviy izomeriyaning eng oddiy turi - uglerod skeletining izomeriyasi bilan bog'liq. gomologik farq -CH2-. Uchdan ortiq uglerod atomiga ega alkanlar izomerlarga ega. Bu izomerlar soni uglerod atomlari soni ortishi bilan juda katta tezlikda ortadi. n = 1…12 bo'lgan alkanlar uchun izomerlar soni 1, 1, 1, 2, 3, 5, 9, 18, 35, 75, 159, 355.

Nomenklatura - Ratsional. Uglerod zanjirining atomlaridan biri tanlanadi, u almashtirilgan metan hisoblanadi va unga nisbatan alkil1alkil2alkil3alkil4metan nomi quriladi.

Kvitansiya. Alkanlarning galogen hosilalarini olish. Spirtli ichimliklarni qayta tiklash. Karbonil birikmalarini qayta tiklash. To'yinmagan uglevodorodlarni gidrogenlash. Kolbe sintezi. Qattiq yoqilg'ini gazlashtirish. Wurtz reaktsiyasi. Fisher-Tropsh sintezi.

8. Alkanlar past kimyoviy faollikka ega. Buning sababi shundaki, bitta C-H va C-C aloqalari nisbatan mustahkam va uzilishi qiyin.

Radikal almashtirish reaksiyalari.

Alkanlarning galogenlanishi radikal mexanizm bilan davom etadi. Reaksiyani boshlash uchun alkan va galogen aralashmasini UV nurlari bilan nurlantirish yoki qizdirish kerak. Metanni xlorlash metilxloridni olish bosqichida to'xtamaydi (agar xlor va metanning ekvimolyar miqdori olinsa), lekin metilxloriddan to uglerod to'rt xloridgacha bo'lgan barcha mumkin bo'lgan o'rnini bosuvchi mahsulotlar hosil bo'lishiga olib keladi.

Nitrlash (Konovalov reaktsiyasi)

Alkanlar gaz fazasida nitrat kislotaning 10% li eritmasi yoki azot oksidi N2O4 bilan reaksiyaga kirishib, nitro hosilalarini hosil qiladi:

RH + HNO3 = RNO2 + H2O

Barcha mavjud ma'lumotlar erkin radikal mexanizmga ishora qiladi. Reaksiya natijasida mahsulotlarning aralashmalari hosil bo'ladi.

Oksidlanish reaksiyalari. Yonish

To'yingan uglevodorodlarning yoqilg'i sifatida ishlatilishini aniqlaydigan asosiy kimyoviy xossa yonish reaktsiyasidir. Misol: CH4 + 2O2 → CO2 + 2H2O + Q

Kislorod etishmovchiligi bo'lsa, karbonat angidrid o'rniga uglerod oksidi yoki ko'mir olinadi (kislorod konsentratsiyasiga qarab).

Umuman olganda, har qanday uglevodorod CxHy uchun yonish reaktsiyasi tenglamasini quyidagicha yozish mumkin: CxHy + (x + 0,5y)O2 → xCO2 + 0,5yH2O

katalitik oksidlanish

Spirtli ichimliklar, aldegidlar, karboksilik kislotalar hosil bo'lishi mumkin.

Alkanlarning termik transformatsiyalari. Parchalanish

Parchalanish reaktsiyalari faqat yuqori harorat ta'sirida sodir bo'ladi. Haroratning oshishi uglerod aloqasining uzilishiga va erkin radikallarning paydo bo'lishiga olib keladi.

Misollar: CH4 → C + 2H2 (t > 1000 °C); C2H6 → 2C + 3H2

Yoriq

500 ° C dan yuqori qizdirilganda, alkanlar murakkab mahsulotlar aralashmasi hosil bo'lishi bilan pirolitik parchalanishga uchraydi, ularning tarkibi va nisbati harorat va reaktsiya vaqtiga bog'liq.

Dehidrogenatsiya

Alkenlarning shakllanishi va vodorod evolyutsiyasi

Oqim sharoitlari: 400 - 600 °C, katalizatorlar - Pt, Ni, Al2O3, Cr2O3;C2H6 → C2H4 + H2

Izomerizatsiya - Katalizator (masalan, AlCl3) ta'sirida alkan izomerlanishi sodir bo'ladi, masalan:

alyuminiy xlorid (AlCl3) bilan o'zaro ta'sir qiluvchi butan (C4H10) n-butandan 2-metilpropanga aylanadi.

Metan konversiyasi

CH4 + H2O → CO + H2 - Ni katalizator ("CO + H2" "sintez gazi")

Alkanlar kaliy permanganat (KMnO4) va bromli suv (Br2) bilan o'zaro ta'sir qilmaydi.

9.Alkenlar(aks holda olefinlar yoki etilen uglevodorodlar) - uglerod atomlari o'rtasida bitta qo'sh bog'ni o'z ichiga olgan, umumiy formula CnH2n bilan gomologik qator hosil qiluvchi asiklik to'yinmagan uglevodorodlar. Qo'sh bog'dagi uglerod atomlari sp² gibridlanish holatida bo'lib, 120 ° bog'lanish burchagiga ega. Eng oddiy alken eten (C2H4). IUPAC nomenklaturasiga koʻra, alkenlarning nomlari tegishli alkanlarning nomlaridan “-an” qoʻshimchasini “-en” bilan almashtirish orqali hosil boʻladi; qo'sh bog'lanish pozitsiyasi arab raqami bilan ko'rsatilgan.

Uchdan ortiq uglerod atomiga ega alkenlar izomerlarga ega. Alkenlar uglerod skeletining izomeriyasi, qoʻsh bogʻlanish oʻrni, sinflararo va fazoviyligi bilan tavsiflanadi. eten (etilen) C2H4, propen C3H6, buten C4H8, penten C5H10, geksen C6H12,

Alkenlarni olish usullari - Alkenlarni olishning asosiy sanoat usuli neft va tabiiy gaz uglevodorodlarini katalitik va yuqori haroratda kreking qilishdir. Pastki alkenlarni ishlab chiqarish uchun tegishli spirtlarning suvsizlanish reaktsiyasi ham qo'llaniladi.

Laboratoriya amaliyotida odatda kuchli mineral kislotalar ishtirokida spirtlarni suvsizlantirish, tegishli galogen hosilalarini degidrogalogenlash va degalogenlash usuli qo'llaniladi; Hoffmann, Chugaev, Wittig va Kope sintezlari.

10. Alkenlarning kimyoviy xossalari Alkenlar kimyoviy jihatdan faoldir. Ularning kimyoviy xossalari asosan qo'sh bog'ning mavjudligi bilan belgilanadi. Alkenlar uchun elektrofil qo'shilish reaktsiyalari va radikal qo'shilish reaktsiyalari eng xarakterlidir. Nukleofil qo'shilish reaktsiyalari odatda kuchli nukleofilni talab qiladi va alkenlarga xos emas.

Alkenlarda siklo yuklanish va metateza reaksiyalari ham mavjud.

Alkenlar osongina oksidlanish reaktsiyalariga kirishadi, kuchli qaytaruvchi moddalar yoki vodorod bilan katalizatorlar ta'sirida alkanlarga vodorodlanadi va shuningdek, allil radikallarini almashtirishga qodir.

Elektrofil qo'shilish reaktsiyalari. Bu reaksiyalarda hujum qiluvchi zarracha elektrofildir.Asosiy maqola: Elektrofil qoʻshilish reaksiyalari

Alkenlarning galogenlanishi, radikal reaktsiyalarning tashabbuskorlari bo'lmaganda sodir bo'ladi - elektrofil qo'shilishning odatiy reaktsiyasi. U qutbsiz inert erituvchilar muhitida amalga oshiriladi (masalan: CCl4):

Galogenlanish reaktsiyasi stereospesifikdir - qo'shilish alken molekulasi tekisligiga nisbatan qarama-qarshi tomondan sodir bo'ladi.

Gidrogalogenlash. Vodorod galogenidlarining alkenlarga elektrofil qo'shilishi Markovnikov qoidasiga ko'ra sodir bo'ladi:

Gidroboratsiya. Qo'shilish ko'p bosqichlarda oraliq siklik faollashtirilgan kompleks hosil bo'lishi bilan sodir bo'ladi va bor qo'shilishi Markovnikov qoidasiga zid - eng vodorodlangan uglerod atomiga sodir bo'ladi.

Hidratsiya. Suvning alkenlarga qoʻshilish reaksiyasi sulfat kislota ishtirokida boradi

Alkillanish. Past haroratlarda kislota katalizatori (HF yoki H2SO4) ishtirokida alkenlarga alkanlarning qoʻshilishi molekulyar ogʻirligi yuqori boʻlgan uglevodorod hosil boʻlishiga olib keladi va koʻpincha sanoatda qoʻllaniladi.

11. Alkinlar(aks holda atsetilenik uglevodorodlar) - umumiy formulasi CnH2n-2 bo'lgan uglerod atomlari o'rtasida uch marta bog'langan uglevodorodlar. Uchlik bog'dagi uglerod atomlari sp gibridlanish holatida bo'ladi.

Alkinlar qo'shilish reaktsiyalari bilan tavsiflanadi. Elektrofil qo'shilish reaktsiyalari bilan tavsiflangan alkenlardan farqli o'laroq, alkinlar nukleofil qo'shilish reaktsiyalariga ham kirishi mumkin. Bu bog'lanishning muhim s-belgisi va natijada uglerod atomining elektronegativligining oshishi bilan bog'liq. Bundan tashqari, uchlik aloqadagi vodorod atomining yuqori harakatchanligi alkinlarning almashinish reaksiyalarida kislotalilik xususiyatlarini aniqlaydi.

Asosiy sanoat olish usuli asetilen - metanning elektro- yoki termik yorilishi, tabiiy gazning pirolizi va karbid usuli

12. DIEN uglevodorodlari(dienlar), ikkita qoʻsh bogʻli toʻyinmagan uglevodorodlar. Alifatik dienes SnN2n_2 chaqirdi. alkadienlar, alitsiklik CnH2n_4 - sikloalkadienlar. Maqolada konjugatsiyalangan qo'sh bog'li dien uglevodorodlari [konjugatsiyalangan dienlar; jadvalga qarang]. Kimyoda izolyatsiyalangan qo'sh bog'lar bo'lgan dienlar. Siz asosiy. olefinlardan farq qilmaydi. Ulanish haqida. to'plangan qo'sh aloqalar bilan, Allensga qarang. Dien uglevodorodlarida konjugatsiyalangan tizimning barcha to'rtta uglerod atomi sp2 gibridlanishiga ega va bir tekislikda yotadi. To'rtta p-elektron (har bir uglerod atomidan bitta) to'rtta p-molekulyar orbitalni hosil qilish uchun birlashadi (ikkitasi bog'langan - ishg'ol qilingan va ikkita bo'shashuvchi - erkin), ulardan faqat eng pasti barcha uglerod atomlarida delokalizatsiya qilinadi. P-elektronlarning qisman delokalizatsiyasi konjugatsiya effektini keltirib chiqaradi, bu tizim energiyasining pasayishida (izolyatsiya qilingan qo'sh bog'lanish tizimiga nisbatan 13-17 kJ / mol), atomlararo masofalarning hizalanishida namoyon bo'ladi: qo'sh bog'lanishlar biroz uzunroq (0,135 nm), oddiylari esa qisqaroq (0,146 nm) konjugatsiyasiz molekulalarga qaraganda (mos ravishda 0,133 va 0,154 nm), qutblanishning kuchayishi, molekulyar sinishining kuchayishi va boshqa fizik. effektlar. Dien uglevodorodlari bir-biriga o'tadigan ikkita konformatsiya shaklida mavjud bo'lib, s-trans shakli barqarorroq.

13. spirtli ichimliklar bir yoki bir nechta gidroksil guruhini o'z ichiga olgan birikmalar deyiladi. Ularning soni bo'yicha spirtlar bir atomli, ikki atomli, uch atomli va boshqalarga bo'linadi. Metil spirtidagi bog’lanish uzunligi va bog’lanish burchaklari.

Spirtli ichimliklar uchun ularni nomlashning bir necha yo'li mavjud. Spirtli ichimliklar nomi uchun zamonaviy IUPAC nomenklaturasida uglevodorod nomiga "ol" oxiri qo'shiladi. OH funktsional guruhini o'z ichiga olgan eng uzun zanjir gidroksil guruhiga eng yaqin uchidan raqamlangan va o'rnini bosuvchi moddalar prefiksda ko'rsatilgan.

Kvitansiya. Alkenlarning hidratsiyasi. Alkenlar kislotalarning suyultirilgan suvli eritmalari bilan reaksiyaga kirishganda, asosiy mahsulot spirt hisoblanadi.

Gidroksimerkuratsiya-alkenlarning demerkuratsiyasi. Bu reaktsiya qayta tashkil etish bilan birga kelmaydi va individual spirtlarning shakllanishiga olib keladi. Reaksiya yo'nalishi Markovnikov qoidasiga to'g'ri keladi, reaktsiya miqdoriyga yaqin hosildorlik bilan yumshoq sharoitda amalga oshiriladi.

Alkenlarning gidroboratsiyasi va keyingi oksidlanishi ishqoriy muhitda vodorod periks eritmasi bilan boranlar, oxir-oqibat, qo'sh aloqaga suv qo'shilishining anti-Markovnikov mahsulotiga olib keladi.

Aldegidlar va ketonlarni lityum alyuminiy gidrid yoki natriy borgidrid bilan kamaytirish

LiAlH4 va NaBH4 aldegidlarni birlamchi spirtlarga, ketonlarni esa ikkilamchiga kamaytiradi, bunda natriy borgidrid ko'proq ishlov berish xavfsizligi tufayli afzalroqdir: u hatto suvli va alkogolli eritmalarda ham qo'llanilishi mumkin. Lityum alyuminiy gidrid suv va spirt bilan portlovchi reaksiyaga kirishadi va quruq holatda 120 ° dan yuqori qizdirilganda portlovchi parchalanadi.

Efirlar va karboksilik kislotalarni birlamchi spirtlarga qaytarish. Birlamchi spirtlar efir yoki karboksilik kislotalarni litiy alyuminiy gidrid bilan efir yoki THFda qaytarilishi natijasida hosil boʻladi. Efirlarni litiy alyuminiy gidrid bilan qaytarish usuli preparativ jihatdan ayniqsa qulaydir. Shuni ta'kidlash kerakki, natriy borgidrid ester va karboksil guruhlarini kamaytirmaydi. Bu ester va karboksil guruhlari ishtirokida karbonil guruhini NaBH4 bilan tanlab qisqartirishga imkon beradi. Qayta tiklash mahsulotlarining rentabelligi kamdan-kam hollarda 80% dan past bo'ladi. Litiy borgidrid, NaBH4 dan farqli o'laroq, efirlarni birlamchi spirtlarga kamaytiradi.

14. ko'p atomli spirtlar. Glitserin- HOCH2CH(OH)-CH2OH yoki C3H5(OH)3 formulali kimyoviy birikma. Uch atomli spirtlarning eng oddiy vakili. Bu yopishqoq shaffof suyuqlikdir. Tabiiy (o'simlik yoki hayvon) yog'lar va yog'lar (triglitseridlar) gidrolizi paytida osonlik bilan hosil bo'lgan, birinchi marta Karl Scheele tomonidan 1779 yilda yog'larni sovunlanish jarayonida olingan.

jismoniy xususiyatlar. Glitserin- rangsiz, yopishqoq, gigroskopik suyuqlik, suvda cheksiz eriydi. Ta'mi shirin, shuning uchun u o'z nomini oldi (glikos - shirin). U ko'plab moddalarni yaxshi eritadi.

Kimyoviy xossalari glitserin ko`p atomli spirtlar uchun xosdir.Glitserinning galogen vodorod yoki fosfor galogenidlari bilan o`zaro ta`sirida mono- va digalogidrinlar hosil bo`ladi.Glitserin karboksilik va mineral kislotalar bilan esterifikatsiyalanadi va tegishli efirlar hosil bo`ladi. Shunday qilib, nitrat kislota bilan glitserin trinitrat - nitrogliserin hosil qiladi (1847 yilda Ascanio Sobrero (ingliz) tomonidan olingan), hozirda tutunsiz kukunlar ishlab chiqarishda qo'llaniladi.

Suvsizlanganda u akrolein hosil qiladi:

HOCH2CH(OH)-CH2OH H2C=CH-CHO + 2 H2O,

Etilen glikol, HO-CH2-CH2-OH ko'p atomli spirtlarning eng oddiy vakili. Tozalanganda, u bir oz yog'li konsistensiyaga ega shaffof, rangsiz suyuqlikdir. U hidsiz va shirin ta'mga ega. Toksik. Etilen glikol yoki uning ichidagi eritmalarni iste'mol qilish tanadagi qaytarilmas o'zgarishlarga va o'limga olib kelishi mumkin.

Sanoatda etilen glikol hidratsiya orqali olinadi etilen oksidi 10 atm va 190-200 ° S da yoki 1 atm va 50-100 ° S da 0,1-0,5% sulfat (yoki fosforik) kislota mavjudligida, 90% hosilga etadi. Bu holda yon mahsulotlar dietilen glikol, trietilen glikol va etilen glikolning oz miqdordagi yuqori polimer gomologlaridir.

15. Aldegidlar- vodorodsiz spirtli ichimliklar; tarkibida bitta o'rinbosar bilan karbonil guruhi (C=O) bo'lgan organik birikmalar.

Aldegidlar va ketonlar juda o'xshash, farq shundaki, ikkinchisida karbonil guruhida ikkita o'rinbosar mavjud. Mezomer konjugatsiya printsipi bo'yicha "uglerod-kislorod" qo'sh aloqasining qutblanishi quyidagi rezonansli tuzilmalarni yozishga imkon beradi:

Zaryadlarning bunday ajratilishi tadqiqotning fizik usullari bilan tasdiqlangan va asosan aldegidlarning aniq elektrofillar sifatida reaktivligini aniqlaydi. Umuman olganda, aldegidlarning kimyoviy xossalari ketonlarga o'xshaydi, lekin aldegidlar faolroq bo'lib, bu bog'lanishning katta polarizatsiyasi bilan bog'liq. Bundan tashqari, aldegidlar ketonlarga xos bo'lmagan reaktsiyalar bilan tavsiflanadi, masalan, suvli eritmada hidratsiya: metanal uchun, hatto kattaroq bog'lanish polarizatsiyasi tufayli u to'liq, boshqa aldegidlar uchun esa qisman:

RC(O)H → RC(OH)2H, bu yerda R H, har qanday alkil yoki aril radikali.

Eng oddiy aldegidlar o'tkir xarakterli hidga ega (masalan, benzaldegidda bodom hidi bor).

Gidroksilamin ta'sirida ular oksimlarga aylanadi: CH3CHO + NH2OH = CH3C (=NOH)H + H2O

Formaldegid (lotincha formica - chumolidan), formal aldegid, CH2O, alifatik aldegidlarning gomologik qatorining birinchi a'zosi; o'tkir hidli rangsiz gaz, suvda va spirtda yaxshi eriydi, bp - 19 ° C. Sanoatda F. metil spirti yoki metanning atmosfera kislorodi bilan oksidlanishi natijasida hosil boʻladi. F. oson polimerlanadi (ayniqsa, 100 °C gacha haroratda), shuning uchun u saqlanadi, tashiladi va asosan formalin va qattiq past molekulyar polimerlar — trioksan (q. Trioksimetilen) va paraform (q. Paraformaldegid) shaklida qoʻllaniladi.

F. juda reaktiv; uning ko'pgina reaktsiyalari bir qator muhim mahsulotlarni olishning sanoat usullarining asosini tashkil qiladi. Demak, ammiak bilan oʻzaro taʼsirlashganda F. urotropin hosil qiladi (qarang Geksametilentetramin), karbamid bilan - karbamid-formaldegid smolalari, melamin bilan - melamin-formaldegid smolalari, fenollar bilan - fenol-formaldegid smolalari (q. Fenol-aldegid smolalari), pnol bilan. va naftalensulfonik kislotalar - ko'nchilik agentlari, keten bilan - b-propiolakton. F. polivinilformal (qarang Polivinilatsetallar), izopren, pentaeritrit, preparatlar, boʻyoqlar olishda, terini koʻnlashda, dezinfeksiyalovchi va dezodorant sifatida ham qoʻllaniladi. F.ning polimerlanishi poliformaldegidni oladi. F. zaharli; havodagi maksimal ruxsat etilgan kontsentratsiya 0,001 mg / l ni tashkil qiladi.

Asetaldegid, asetaldegid, CH3CHO, organik birikma, o'tkir hidli rangsiz suyuqlik; qaynash nuqtasi 20,8 ° S. Erish nuqtasi - 124 ° C, zichligi 783 kg / m3 ", suv, spirt, efir bilan har jihatdan aralashadi. A. aldegidlarning barcha tipik xususiyatlariga ega. Mineral kislotalar ishtirokida u suyuq trimerik paraldehit (CH3CHO) ga polimerlanadi. ) 3 va kristalli tetramer metalldegid (CH3CHO) 4. Ikkala polimer ham sulfat kislota ishtirokida qizdirilganda A ajralib chiqadi.

Asosiy mashhurlaridan biri olish usullari A. simob tuzlari ishtirokida atsetilenga 95°C atrofida suv qoʻshishdan iborat.

16. Ketonlar- Bular molekulalarida karbonil guruhi ikkita uglevodorod radikali bilan bog'langan organik moddalardir.

Ketonlarning umumiy formulasi: R1-CO-R2. Boshqa karbonil birikmalar qatorida, karbonil guruhiga bevosita bog'langan aniq ikkita uglerod atomining ketonlarda mavjudligi ularni karboksilik kislotalar va ularning hosilalari, shuningdek, aldegidlardan ajratib turadi.

jismoniy xususiyatlar. Ketonlar suv bilan yaxshi aralashadigan uchuvchan suyuqliklar yoki past eriydigan qattiq moddalardir. Molekulyar vodorod aloqalarini hosil qilishning mumkin emasligi ularning bir xil molekulyar og'irlikdagi spirtlar va karboksilik kislotalarga qaraganda bir oz ko'proq uchuvchanligini keltirib chiqaradi.

Sintez usullari. Ikkilamchi spirtlarning oksidlanishi.

Krige qayta tashkil etilishi bilan uchinchi darajali peroksoesterlardan.

Ruzicka siklizatsiyasi orqali sikloketonlar olinishi mumkin.

Aromatik ketonlarni Fridel-Crafts reaksiyasi yordamida tayyorlash mumkin

Kimyoviy xossalari. Keton reaktsiyalarining uchta asosiy turi mavjud.

Birinchisi, karbonil guruhining uglerod atomiga nukleofil hujumi bilan bog'liq. Masalan, ketonlarning siyanid anioni yoki metallorganik birikmalar bilan o'zaro ta'siri. Xuddi shu turdagi (nukleofil qo'shilish) karbonil guruhining spirtlar bilan o'zaro ta'sirini o'z ichiga oladi, bu asetal va hemiasetallarga olib keladi.

Spirtli ichimliklar bilan o'zaro ta'siri:

CH3COCH3 + 2C2H5OH → C2H5—O—C(CH3)2—O—C2H5

Grignard reagentlari bilan:

C2H5-C(O)-C2H5 + C2H5MgI → (C2H5) 3OMgI → (C2H5) 3OH, uchinchi darajali spirt. Aldegidlar va ayniqsa metanal bilan reaksiyalar sezilarli darajada faollashadi, aldegidlar bilan ikkilamchi spirtlar, metanal bilan birlamchi spirtlar hosil bo'ladi.

Shuningdek, ketonlar azotli asoslar bilan, masalan, ammiak va birlamchi aminlar bilan reaksiyaga kirishib, iminlarni hosil qiladi:

CH3—C(O)—CH3 + CH3NH2 → CH3—C(N—CH3)—CH3 + H2O

Reaksiyaning ikkinchi turi - karbonil guruhiga nisbatan beta-uglerod atomining deprotonatsiyasi. Olingan karbanion karbonil guruhi bilan konjugatsiya bilan barqarorlashadi, protonni olib tashlash qulayligi ortadi, shuning uchun karbonil birikmalari nisbatan kuchli C-H kislotalardir.

Uchinchisi - elektrofillarning kislorod atomining yolg'iz juftligi, masalan, AlCl3 kabi Lyuis kislotalari ustida muvofiqlashishi.

Reaksiyaning alohida turini ketonlarning kamayishi bilan bog'lash mumkin - Leukkart bo'yicha hosildorlik miqdoriga yaqin bo'lgan pasayish.

17. 15 va 16 savollarni solishtiring.

18. Monobazik chegaralovchi karboksilik kislotalar(monobasik to'yingan karboksilik kislotalar) - to'yingan uglevodorod radikali bitta karboksil guruhi -COOH bilan bog'langan karboksilik kislotalar. Ularning barchasi SnH2n+1COOH umumiy formulasiga ega, bu erda n = 0, 1, 2, ...

Nomenklatura. Bir asosli to'yingan karboksilik kislotalarning sistematik nomlari -ovaya qo'shimchasi va kislota so'zi qo'shilishi bilan mos keladigan alkan nomi bilan beriladi.

Uglevodorod radikalida skeletning izomeriyasi ikkita izomerga ega butanik kislotadan boshlab namoyon bo'ladi:

CH3-CH2-CH2-COOH n-butan kislotasi; CH3-CH(CH3)-COOH 2-metilpropan kislotasi.

Sinflararo izomeriya sirka kislotasidan boshlab o'zini namoyon qiladi:

CH3-COOH sirka kislotasi; H-COO-CH3 metilformat (chumoli kislotasining metil efiri); HO-CH2-COH gidroksietanal (gidroksiasetik aldegid); HO-CHO-CH2 gidroksietilen oksidi.

19. Esterlar- organik birikmalar, karboksilik yoki mineral kislotalarning hosilalari, ularda kislota funktsiyasining gidroksil guruhi -OH spirt qoldig'i bilan almashtiriladi. Ular ikkita uglevodorod radikali kislorod atomi (R1-O-R2) bilan bog'langan efirlardan farq qiladi.

Yog'lar yoki triglitseridlar- tabiiy organik birikmalar, glitserin va bir asosli yog 'kislotalarining to'liq efirlari; lipidlar sinfiga kiradi. Uglevodlar va oqsillar bilan bir qatorda yog'lar hayvonlar, o'simliklar va mikroorganizmlar hujayralarining asosiy tarkibiy qismlaridan biridir. Suyuq o'simlik yog'lari odatda sariyog' kabi yog'lar deb ataladi.

karboksilik kislotalar- molekulalarida bir yoki bir nechta funktsional karboksil guruhlari -COOH bo'lgan organik birikmalar sinfi. Kislotali xususiyatlar bu guruh protonni nisbatan oson ajratishi bilan izohlanadi. Kamdan-kam istisnolardan tashqari, karboksilik kislotalar zaifdir. Masalan, sirka kislotasi CH3COOH 1,75 10−5 kislotalik konstantasiga ega. Di- va trikarbon kislotalar monokarboksilik kislotalarga qaraganda kuchliroqdir.

Yog 'yaxshi issiqlik izolyatoridir, shuning uchun ko'plab issiq qonli hayvonlarda u teri osti yog 'to'qimasida to'planib, issiqlik yo'qotilishini kamaytiradi. Ayniqsa qalin teri osti yog 'qatlami suvda yashovchi sutemizuvchilarga (kitlar, morjlar va boshqalar) xosdir. Shu bilan birga, issiq iqlim sharoitida yashovchi hayvonlarda (tuyalar, jerboas) yog 'zaxiralari to'planadi.

strukturaviy funktsiya

Fosfolipidlar hujayra membranalarining ikki qavatining asosini tashkil qiladi, xolesterin - membrana suyuqligining regulyatorlari. Arxeyada membranalar izoprenoid uglevodorodlarning hosilalarini o'z ichiga oladi. Mumlar o'simliklarning er usti organlari (barglari va yosh kurtaklar) yuzasida kesikula hosil qiladi. Ular, shuningdek, ko'plab hasharotlar tomonidan ishlab chiqariladi (masalan, asalarilar ulardan asal qoliplarini yaratadilar, qurtlar va hasharotlar esa himoya qoplamalarini hosil qiladi).

Normativ

Vitaminlar - lipidlar (A, D, E)

Gormonal (steroidlar, eikosanoidlar, prostaglandinlar va boshqalar)

Kofaktorlar (dolichol)

Signal molekulalari (diglitseridlar, yasmonik kislota; MP3 kaskadi)

Himoya (zarbani yutuvchi)

Qalin yog 'qatlami ko'plab hayvonlarning ichki organlarini zarba shikastlanishidan himoya qiladi (masalan, og'irligi bir tonnagacha bo'lgan dengiz sherlari 4-5 m balandlikdagi qoyalardan tosh qirg'oqqa sakrashi mumkin).

20-21-22. Bir asosli to'yinmagan kislotalar- bir vodorod atomi karboksil guruhi bilan almashtirilgan to'yinmagan uglevodorodlarning hosilalari.

Nomenklatura, izomeriya. To'yinmagan kislotalar guruhida empirik nomlar ko'pincha ishlatiladi: CH2 \u003d CH-COOH - akril (propenik) kislota, CH2 \u003d C (CH3) -COOH - metakril (2-metilpropenik) kislota. To'yinmagan bir asosli kislotalar guruhidagi izomeriya quyidagilar bilan bog'liq:

a) uglerod skeletining izomeriyasi; b) qo'sh bog'lanish holati; v) sis-trans izomeriyasi.

Qanday qilib olish mumkin.bir. Galogenli kislotalarning degidrogalogenlanishi:

CH3-CH2-CHCl-COOH ---KOH(kons)---> CH3-CH=CH-COOH

2. Gidroksi kislotalarning suvsizlanishi: HO-CH2-CH2-COOH -> CH2=CH-COOH

Jismoniy xususiyatlar. Pastki to'yinmagan kislotalar - suvda eriydigan, kuchli o'tkir hidli suyuqliklar; yuqori - qattiq, suvda erimaydigan moddalar, hidsiz.

Kimyoviy xossalari to'yinmagan karboksilik kislotalar ham karboksil guruhining xususiyatlariga, ham qo'sh bog'lanish xususiyatlariga bog'liq. Karboksil guruhiga yaqin joylashgan qo'sh bog'li kislotalar - alfa, beta to'yinmagan kislotalar o'ziga xos xususiyatlarga ega. Bu kislotalar uchun galogenid vodorod qo‘shilishi va gidratlanish Markovnikov qoidasiga zid keladi: CH2 = CH-COOH + HBr -> CH2Br-CH2-COOH

Ehtiyotkorlik bilan oksidlanish bilan dihidroksi kislotalar hosil bo'ladi: CH2 \u003d CH-COOH + [O] + H20 -> HO-CH2-CH (OH) -COOH

Kuchli oksidlanishda qo`sh bog` uziladi va turli mahsulotlar aralashmasi hosil bo`ladi, undan qo`sh bog`ning holatini aniqlash mumkin. S17N33SOON oleyk kislotasi eng muhim yuqori to'yinmagan kislotalardan biridir. Bu rangsiz suyuqlik bo'lib, sovuqda qattiqlashadi. Uning tuzilish formulasi CH3-(CH2)7-CH=CH-(CH2)7-COOH.

23. Ikki asosli chegaralovchi karboksilik kislotalar(ikki asosli to'yingan karboksilik kislotalar) - to'yingan uglevodorod radikali ikkita karboksil guruhi -COOH bilan bog'langan karboksilik kislotalar. Ularning barchasi HOOC (CH2) nCOOH umumiy formulasiga ega, bu erda n = 0, 1, 2, ...

Nomenklatura. Ikki asosli to'yingan karboksilik kislotalarning sistematik nomlari tegishli alkan nomi bilan -dioik qo'shimchasi va kislota so'zi qo'shilishi bilan beriladi.

Uglevodorod radikalida skeletning izomeriyasi ikki izomerga ega butandioik kislotadan boshlab namoyon bo'ladi:

HOOC-CH2-CH2-COOH n-butandioik kislota (etan-1,2-dikarboksilik kislota);

CH3-CH(COOH)-COOH etan-1,1-dikarboksilik kislota.

24-25. OKSİATSIDALAR (gidroksikarboksilik kislotalar), molekulada, masalan, karboksil guruhi - COOH, gidroksil guruhi - OH bilan birga mavjud. HOCH2COOH (glikolik kislota). O'simlik va hayvon organizmlarida (sut, limon, tartarik va boshqa kislotalar) mavjud.

Tabiatda tarqalishi

Gidroksi kislotalar juda keng tarqalgan; Shunday qilib, tartarik, limon, olma, sut va boshqa kislotalar gidroksi kislotalardir va ularning nomi ushbu moddaning topilgan asosiy tabiiy manbasini aks ettiradi.

Sintez usullari

Reformatskiy reaksiyasi b-gidroksikarboksilik kislotalarning efirlarini sintez qilish usulidir.

"Meva kislotalari". Ko'p gidroksi kislotalar kosmetikada keratolitiklar sifatida ishlatilgan. Biroq, ism sotuvchilar tomonidan biroz o'zgartirildi - kosmetologiyada ko'proq jozibadorlik uchun ular ko'pincha "meva kislotalari" deb ataladi.

26-27. OKSİATSIDLAR (spirtli kislotalar ), ikki funktsiyali birikmalar, ham suvli qoldiq, ham karboksil guruhini o'z ichiga olgan spirtlar va kislotalar. OH ning COOHga nisbatan joylashishiga qarab (yonma-yon, bir, ikki, uch joy orqali) a-, /?-, y-, b-gidroksi kislotalar farqlanadi. O.ni olish uchun glikollarning to-rykh ehtiyotkor oksidlanishidan asosiy usullari koʻp: CH3.CH(OH).CH2.OH + 02 = CH3. .CH(OH).COOH; oksinitrillarning sovunlanishi CH3.CH(OH).CN —* CH3.CH(OH).COOH; halogen kislotalarda halogenning OH ga almashinuvi: CH2C1.COOH + KOH = CH2(OH).COOH + + KC1, HN02 ning aminokislotalarga ta'siri: CH2(NH2). COOH + HN02 = CH2 (OH) + N2 + + H20. Hayvon organizmida gidroksi kislotalar aminokislotalarning dezaminlanishida (qarang) aminokislotalarning oksidlanishida (qarang. Aseton tanachalari, metabolizm - oqsilli), glikolizda (qarang), fermentatsiyada (qarang) va boshqa kimyoviy moddalarda hosil bo'ladi. jarayonlar. Gidroksi kislotalar quyuq suyuqliklar yoki kristalldir. moddalar. Kimyoda. O. munosabati ham spirt sifatida, ham - siz kabi reaksiyaga kirishadi: bering, masalan. ham oddiy, ham esterlar; fosforning halogen birikmalari ta'sirida ikkala OH ham halogen bilan almashtiriladi; gidrogal kislotalar faqat alkogolli OH bilan reaksiyaga kirishadi.Maxsus reaksiyalar a-, /)-, y- va b-gidroksi kislotalarni xarakterlaydi: a-gidroksi kislotalar ikki molekuladan suv yo'qotib, siklik efirlar, laktidlar beradi: 2CH2 (OH).COOH = 2H20 + CH2.O.CO (glikolid); so.o.sn2 /Z-O., suvni ajratib, to'yinmagan kislotalarni hosil qiladi: CH2 (OH).CH2.COOH- H20 \u003d CH2:CH. .COOH; y- va d-gidroksi kislotalar angidridlar - laktonlar hosil qiladi: CH3.CH(OH).CH2.CH2.COOH = = H2O + CH3.CH.CH2.CH2.CO. O. hayvon va oʻsimlik organizmlarida keng tarqalgan. Alifatik a-O vakillari. glikolik kislota, CH2OH.COOH(oksiasetik), sut kislotasi; /?-gidroksi kislotalardan - gidrakril, CH2OH.CH2COOH, /9-gidroksi-butirik kislota; u-o. erkin shaklda noma'lum, chunki ular suvni yo'qotib, laktonlarga o'tadi. Ikki asosli O.lar orasida olma kislotasi (oxyamber-naya) muhim ahamiyatga ega; COOH.CHOH.CH2.COOH, o'simliklarda keng tarqalgan; kuchsiz eritmalarda chap burilish, kuchlilarda o'ng aylanishga ega; sintetik - bu faol emas. Ikki asosli tetraatomik kislotalarga tartarik kislotalar (dioksisukinik) kiradi. Boshqa O.dan - limon, HO.SO.CH2. .(COH)(COOH).CH2.COOH, oʻsimlik dunyosida juda koʻp (uzum, limonda) va hayvonlar organizmida (sutda) uchraydi; temir sitrat shaklida dorivor maqsadlarda qo'llaniladi. Aromatik O.dan (fenol kislotalari), salitsil kislotasi, gal kislotasi va ularning hosilalari tibbiyotda muhim ahamiyatga ega; salitsil kislotasining fenil efiri (salol), sulfosalitsil kislotasi, C6H3. OH.S03H.COOH (oqsil reaktivi), atsetilsalitsil kislotasi (aspirin). Oʻsimliklarda aromatik qatorning juda koʻp har xil O.lari mavjud boʻlib, ularning hosilalariga, jumladan, katta texnik ahamiyatga ega boʻlgan taninlar kiradi. Biol haqida. alohida O.ning qiymati va ularni miqdoriy aniqlash usullari haqida — qarang. Aseton tanalari, Bro-glikoliz, deaminatsiya, qon, sut kislotasi, siydik, mushaklar, Beta(^)-gidroksibutirik kislota.

28-29. ammiak molekulasida vodorod atomlarini ketma-ket uglevodorod radikallari bilan almashtirish uchun aminlar sinfiga tegishli birikmalar olinadi. Shunga ko'ra, aminlar birlamchi (RNH2), ikkilamchi (R2NH), uchinchi darajali (R3N). -NH2 guruhi aminokislota deb ataladi.

Azot atomiga qaysi radikallar biriktirilganligiga qarab alifatik, aromatik, alitsiklik va geterotsiklik aminlar mavjud.

Ominlar nomlarini qurish tegishli uglevodorod (birlamchi aminlar) nomiga amino- prefiksini yoki azot atomi bilan bog'liq bo'lgan radikallarning sanab o'tilgan nomlariga (har qanday aminlar uchun) -amin oxirini qo'shish orqali amalga oshiriladi.

Olish usullari.1. Xoffman reaktsiyasi. Birlamchi aminlarni olishning birinchi usullaridan biri ammiakni alkilgalogenidlar bilan alkillash edi. . 2. Zinin reaksiyasi— aromatik nitro birikmalarini qaytarishda aromatik aminlarni olishning qulay usuli. Qaytaruvchi moddalar sifatida quyidagilar qo'llaniladi: H2 (katalizatorda). Ba'zida vodorod to'g'ridan-to'g'ri reaktsiya vaqtida hosil bo'ladi, buning uchun metallar (rux, temir) suyultirilgan kislota bilan ishlanadi.

Aminlarning fizik xossalari. Azot atomida taqsimlanmagan elektron juftining mavjudligi mos keladigan alkanlarga qaraganda yuqori qaynash nuqtalarini keltirib chiqaradi. Ominlar yoqimsiz o'tkir hidga ega. Xona haroratida va atmosfera bosimida bir qator birlamchi aminlarning birinchi vakillari suvda yaxshi eriydigan gazlardir. Uglerod radikali ortishi bilan qaynash nuqtasi ko'tariladi va suvda eruvchanligi pasayadi.

Ominlarning kimyoviy xossalari. Ominlarning asosiy xossalari

Aminlar asoslardir, chunki azot atomi donor-akseptor mexanizmiga ko'ra (Lyuis asosliligi ta'rifiga to'g'ri keladi) elektron yetishmaydigan turlar bilan bog'lanish uchun elektron juftligini ta'minlay oladi. Shuning uchun ammiak kabi aminlar kislotalar va suv bilan ta'sir o'tkazishga qodir bo'lib, tegishli ammoniy tuzlarini hosil qilish uchun proton qo'shadi.

Ammoniy tuzlari suvda yaxshi eriydi, lekin organik erituvchilarda yomon eriydi. Ominlarning suvdagi eritmalari ishqoriydir.

Aminlarning asosiy xossalari o'rinbosarlarning tabiatiga bog'liq. Xususan, aromatik aminlar alifatiklarga qaraganda kuchsizroq asoslardir, chunki azotning erkin elektron jufti aromatik yadroning -tizimi bilan konjugatsiyaga kiradi, bu azot atomidagi elektron zichligini kamaytiradi (-M-effekt). Aksincha, alkil guruhi yaxshi elektron zichlik donoridir (+I-ta'sir).

Aminlarning oksidlanishi. Aminlarning yonishi karbonat angidrid, azot va suv hosil bo'lishi bilan birga keladi: 4CH3NH2 + 9O2 \u003d 4CO2 + 2N2 + 10H2O

Aromatik aminlar havoda o'z-o'zidan oksidlanadi. Shunday qilib, anilin oksidlanish tufayli havoda tezda jigarrang rangga aylanadi.

Alkilgalogenidlarning qo'shilishi Ominlar tuz hosil qilish uchun galoidalkanlarni qo'shadilar

Aminlarning azot kislotasi bilan o'zaro ta'siri Natriy nitritning xlorid kislotasi bilan o'zaro ta'siri natijasida in situ olingan azot kislotasi ta'sirida birlamchi aromatik aminlarning diazotlanish reaktsiyasi katta ahamiyatga ega.

Birlamchi alifatik aminlar azot kislotasi bilan reaksiyaga kirishib, spirtlar hosil qiladi, ikkilamchi alifatik va aromatik aminlar esa N-nitrozo hosilalarini beradi: R-NH2 + NaNO2+HCl=R-OH+N2+NaCl+H2O; NH+NaNO2+HCl=R2N-N=O+NaCl+H2O

Aromatik aminlarda aminokislotalar benzol halqasining orto va para pozitsiyalarida almashtirishni osonlashtiradi. Shu sababli, anilin galogenlanishi katalizatorlar bo'lmagan taqdirda ham tez sodir bo'ladi va benzol halqasining uchta vodorod atomi bir vaqtning o'zida almashtiriladi va 2,4,6-tribromanilindan iborat oq cho'kma hosil bo'ladi:

Bromli suv bilan bu reaksiya anilin uchun sifatli reaksiya sifatida ishlatiladi.

Ilova

Ominlar farmatsevtika sanoatida va organik sintezda (CH3NH2, (CH3)2NH, (C2H5)2NH va boshqalar) ishlatiladi; neylon ishlab chiqarishda (NH2-(CH2)6-NH2 - geksametilendiamin); bo'yoqlar va plastmassa (anilin) ​​ishlab chiqarish uchun xom ashyo sifatida.

30. Aminokislotalar (aminokarbon kislotalar)- molekulasi bir vaqtning o'zida karboksil va amin guruhlarini o'z ichiga olgan organik birikmalar. Aminokislotalarni karboksilik kislotalarning hosilalari deb hisoblash mumkin, ularda bir yoki bir nechta vodorod atomlari amin guruhlari bilan almashtiriladi.

Umumiy kimyoviy xossalari. 1. Aminokislotalar molekulalarida karboksil guruhi -COOH borligi uchun ham kislotalilik, ham -NH2 aminokislotalar tufayli asosiy xossalarni namoyon qilishi mumkin. Shu tufayli aminokislotalarning suvdagi eritmalari bufer eritmalar xossalariga ega.

Tsvitterion aminokislota molekulasi bo'lib, unda aminokislota molekulasi aminokislota molekulasi bo'lib, unda aminokislotalar guruhi -NH3+, karboksi guruhi esa -COO- shaklida ifodalanadi. Bunday molekula nol aniq zaryadda muhim dipol momentga ega. Ko'pgina aminokislotalarning kristallari aynan shunday molekulalardan qurilgan.

Ba'zi aminokislotalarda bir nechta aminokislotalar va karboksil guruhlar mavjud. Ushbu aminokislotalar uchun biron bir zvitterion haqida gapirish qiyin.

2. Aminokislotalarning muhim xususiyati poliamidlar, jumladan, peptidlar, oqsillar va neylon-66 hosil bo'lishiga olib keladigan polikondensatlanish qobiliyatidir.

3. Aminokislotalarning izoelektrik nuqtasi aminokislotalar molekulalarining maksimal nisbati nol zaryadga ega bo'lgan pH qiymatidir. Ushbu pH darajasida aminokislota elektr maydonida eng kam harakatchan hisoblanadi va bu xususiyat aminokislotalarni, shuningdek, oqsillar va peptidlarni ajratish uchun ishlatilishi mumkin.

4. Aminokislotalar odatda karboksilik kislotalar va aminlarga xos bo'lgan barcha reaksiyalarga kirishi mumkin.

Optik izomeriya. Tirik organizmlarni tashkil etuvchi barcha a-aminokislotalar, glitsindan tashqari, assimetrik uglerod atomini (treonin va izolösin ikkita assimetrik atomdan iborat) o'z ichiga oladi va optik faollikka ega. Deyarli barcha tabiiy a-aminokislotalar L-shakliga ega va ribosomalarda sintezlangan oqsillar tarkibiga faqat L-aminokislotalar kiradi.

"Tirik" aminokislotalarning bu xususiyatini tushuntirish juda qiyin, chunki optik jihatdan faol bo'lmagan moddalar yoki rasematlar (ko'rinib turibdiki, qadimgi Yerda organik molekulalar mavjud bo'lgan) o'rtasidagi reaktsiyalarda L va D-shakllari teng miqdorda hosil bo'ladi. Balki. shakllardan birini tanlash (L yoki D) shunchaki vaziyatlarning tasodifiy kombinatsiyasi natijasidir: matritsa sintezi boshlanishi mumkin bo'lgan birinchi molekulalar ma'lum bir shaklga ega edi va ularga mos keladigan fermentlar "moslashgan".

31. Aminokislotalar organik amfoter birikmalardir. Ular molekulada qarama-qarshi tabiatga ega ikkita funktsional guruhni o'z ichiga oladi: asosiy xususiyatlarga ega bo'lgan aminokislotalar va kislotali xususiyatlarga ega bo'lgan karboksil guruhi. Aminokislotalar ham kislotalar, ham asoslar bilan reaksiyaga kirishadi:

H2N-CH2-COOH + HCl → Sl[H3N-CH2-COOH],

H2N-CH2-COOH + NaOH → H2N-CH2-COONa + H2O.

Aminokislotalar suvda eritilganda, karboksil guruhi aminokislotalarga qo'shilishi mumkin bo'lgan vodorod ionini ajratib turadi. Bunday holda, molekulasi bipolyar ion bo'lgan ichki tuz hosil bo'ladi:

H2N-CH2-COOH + H3N-CH2-COO-.

Aminokislotalarning suvli eritmalari funktsional guruhlar soniga qarab neytral, ishqoriy yoki kislotali muhitga ega. Shunday qilib, glutamik kislota kislotali eritma (ikki guruh -COOH, bitta -NH2), lizin - ishqoriy (bir guruh -COOH, ikkita -NH2) hosil qiladi.

Birlamchi aminlar singari, aminokislotalar azot kislotasi bilan reaksiyaga kirishadi, aminokislotalar gidroksoguruhga, aminokislotalar esa gidroksid kislotaga aylanadi: H2N-CH(R)-COOH + HNO2 → HO-CH(R)-COOH + N2+ H2O

Chiqarilgan azot hajmini o'lchash aminokislotalar miqdorini aniqlash imkonini beradi (Van Slayk usuli).

Aminokislotalar gazsimon vodorod xlorid ishtirokida spirtlar bilan reaksiyaga kirishib, efirga (aniqrog'i, efirning gidroxlorid tuziga) aylanishi mumkin: H2N-CH(R)-COOH + R"OH H2N-CH(R)- COOR" + H2O.

Aminokislotalarning efirlari bipolyar tuzilishga ega emas va uchuvchan birikmalardir. Aminokislotalarning eng muhim xususiyati ularning peptidlar hosil qilish uchun kondensatsiyalanish qobiliyatidir.

32. Karboksil guruhi ikkita funksional guruhni birlashtiradi - karbonil =CO va gidroksil -OH, bir-biriga o'zaro ta'sir qiladi.

Karboksilik kislotalarning kislotali xossalari elektron zichligining karbonil kislorodga siljishi va natijada O-H bog'ining qo'shimcha (spirtlilarga nisbatan) qutblanishi bilan bog'liq.

Suvli eritmada karboksilik kislotalar ionlarga ajraladi: R-COOH = R-COO- + H+

Suvda eruvchanligi va kislotalarning yuqori qaynash nuqtalari molekulalararo vodorod bog'larining hosil bo'lishi bilan bog'liq.

Aminoguruh - bir valentli guruh -NH2, ammiak qoldig'i (NH3). Aminoguruh ko'plab organik birikmalar - aminlar, aminokislotalar, aminokislotalar va boshqalar tarkibida mavjud. -NH2 guruhini o'z ichiga olgan birikmalar, qoida tariqasida, azot atomida bo'linmagan elektron juftligi mavjudligi sababli asosiy xususiyatga ega.

Aromatik birikmalarda elektrofil o'rnini bosish reaktsiyalarida aminokislota birinchi turdagi orientant hisoblanadi, ya'ni. benzol halqasida orto va para pozitsiyalarini faollashtiradi.

33. Polikondensatlanish- ko'p funksiyali (ko'pincha bifunksional) birikmalardan polimerlarni sintez qilish jarayoni, odatda funktsional guruhlarning o'zaro ta'sirida past molekulyar og'irlikdagi qo'shimcha mahsulotlar (suv, spirt va boshqalar) ajralib chiqishi bilan birga keladi.

Polikondensatsiya jarayonida hosil bo'lgan polimerning molekulyar og'irligi boshlang'ich komponentlarning nisbatiga, reaksiya sharoitlariga bog'liq.

Ikki xil funktsional guruhga ega bo'lgan ikkala monomer ham polikondensatsiya reaktsiyasiga kirishi mumkin: masalan, e-aminokaproik kislotadan poli-e-kaproamid (neylon-6, kapron) va turli funktsional guruhlarga ega ikkita monomer sintezi, masalan, adipik kislota va geksametilendiaminning neylon-66 polikondensatsiyasining sintezi; bu holda chiziqli strukturaning polimerlari hosil bo'ladi (chiziqli polikondensatsiya, 1-rasmga qarang). Agar monomer (yoki monomerlar) ikkitadan ortiq funktsional guruhlarga ega bo'lsa, uch o'lchovli tarmoq tuzilishi (uch o'lchovli polikondensatsiya) bilan o'zaro bog'langan polimerlar hosil bo'ladi. Bunday polimerlarni olish uchun monomerlar aralashmasiga ko'pincha "o'zaro bog'lovchi" ko'p funksiyali komponentlar qo'shiladi.

Siklik monomerlardan polimerlarni halqa ochish mexanizmi bo'yicha sintez qilish reaksiyalari alohida e'tiborga loyiqdir - qo'shilish, masalan, kaprolaktamdan neylon-6 sintezi (e-aminokaproik kislotaning siklik amidi); past molekulyar og'irlikdagi fragmentning izolyatsiyasi sodir bo'lmasa ham, bunday reaktsiyalar ko'pincha polikondensatsiya deb ataladi.

Peptid aloqasi- bir aminokislotaning a-aminokislota (-NH2) ning boshqa aminokislotaning a-karboksil guruhi (-COOH) bilan oʻzaro taʼsiri natijasida oqsil va peptidlar hosil boʻlishi jarayonida yuzaga keladigan amid bogʻlanish turi.

Peptid bog'idagi C-N id qisman qo'sh xarakterga ega bo'lib, u o'zini, xususan, uzunligining 1,32 angstromgacha qisqarishida namoyon bo'ladi. Bu quyidagi xususiyatlarni keltirib chiqaradi:

4 ta bog atomi (C, N, O va H) va 2 ta a-uglerod bir tekislikda joylashgan. Aminokislotalar va vodorodlarning a-uglerodlardagi R-guruhlari bu tekislikdan tashqarida.

Peptid bog'idagi H va O, shuningdek, ikkita aminokislotalarning a-uglerodlari transorientatsiyalangan (trans-izomer barqarorroq). Barcha tabiiy oqsillar va peptidlarda uchraydigan L-aminokislotalar holatida R-guruhlari ham transorientatsiyalanadi.

C-N bog'i atrofida aylanish mumkin emas, C-C bog'i atrofida aylanish mumkin.

peptidlar (yun. pytas - to'yimli) - molekulalari -C (O) NH - peptid (amid) bog'lari bilan zanjirda bog'langan a-aminokislotalar qoldiqlaridan qurilgan moddalar oilasi.

34. Proteinlar (oqsillar, polipeptidlar) - yuqori molekulyar organik moddalar, aminokislotalardan iborat bo'lib, zanjirda peptid bog'i bilan bog'langan. Tirik organizmlarda oqsillarning aminokislotalar tarkibi genetik kod bilan belgilanadi, ko'p hollarda sintezda 20 ta standart aminokislotalar ishlatiladi. Ularning ko'pgina birikmalari oqsil molekulalarining turli xil xususiyatlarini beradi. Bundan tashqari, oqsil tarkibidagi aminokislotalar ko'pincha translatsiyadan keyingi o'zgarishlarga uchraydi, bu protein o'z vazifasini bajarishdan oldin ham, hujayradagi "ishi" paytida ham sodir bo'lishi mumkin. Ko'pincha tirik organizmlarda bir nechta oqsil molekulalari murakkab komplekslarni hosil qiladi, masalan, fotosintetik kompleks.

Protein makromolekulasining murakkab o'rashini (arxitektonikasini) tushunish uchun bir nechta narsalarni ko'rib chiqish kerak. tashkilot darajalari. Birlamchi, eng oddiy struktura polipeptid zanjiri, ya'ni peptid bog'lari bilan bog'langan aminokislotalar qatoridir. Birlamchi tuzilishda aminokislotalar orasidagi barcha aloqalar kovalent va shuning uchun kuchli. Keyingi, yuqori darajadagi tashkilot - bu ikkilamchi tuzilish bo'lib, oqsil iplari spiral shaklida o'ralgan. Vodorod bog'lari spiralning bir burilishida joylashgan -COOH guruhlari va ikkinchi burilishida -NH2 guruhlari o'rtasida hosil bo'ladi. Ular vodorod asosida paydo bo'ladi, ko'pincha ikkita manfiy atom o'rtasida joylashgan. Vodorod aloqalari kovalent bog'lanishlarga qaraganda zaifroqdir, ammo ularning ko'pligi bilan ular etarlicha kuchli strukturaning shakllanishini ta'minlaydi. Aminokislotalarning ipi (polipeptid) qo'shimcha ravishda o'ralgan bo'lib, har bir oqsilga xos bo'lgan to'p yoki fibrilla yoki globula hosil qiladi. Shunday qilib, uchinchi darajali tuzilma deb ataladigan murakkab konfiguratsiya paydo bo'ladi. Uni aniqlash odatda kristallar va kompleks birikmalardagi atomlar va atomlar guruhlarining fazodagi o'rnini aniqlash imkonini beruvchi rentgen difraksion tahlil usuli yordamida amalga oshiriladi.

Proteinning uchinchi darajali tuzilishini qo'llab-quvvatlovchi aloqalar ham zaifdir. Ular, xususan, hidrofobik o'zaro ta'sirlar tufayli paydo bo'ladi. Bular qutbsiz molekulalar orasidagi yoki suvli muhitdagi molekulalarning qutb bo'lmagan hududlari orasidagi tortishish kuchlari. Suvli eritmadagi ba'zi aminokislotalarning hidrofobik qoldiqlari birlashadi, "bir-biriga yopishadi" va shu bilan oqsilning tuzilishini barqarorlashtiradi. Proteinning uchinchi darajali tuzilishini saqlab turishda gidrofobik kuchlardan tashqari, aminokislotalar qoldiqlarining elektromanfiy va elektromusbat radikallari orasidagi elektrostatik bog'lanish muhim rol o'ynaydi. Uchinchi darajali tuzilish, shuningdek, oltingugurt o'z ichiga olgan aminokislotalarning oltingugurt atomlari o'rtasida paydo bo'ladigan oz sonli kovalent disulfid -S-S-bog'lari bilan qo'llab-quvvatlanadi. Aytishim kerakki, uchinchi darajali; oqsilning tuzilishi yakuniy emas. Xuddi shu oqsilning makromolekulalari yoki boshqa oqsillarning molekulalari ko'pincha oqsil makromolekulasiga biriktirilgan bo'lib chiqadi. Masalan, gemoglobinning murakkab molekulasi, qizil qon hujayralarida joylashgan oqsil, to'rtta globin makromolekulasidan iborat: ikkita alfa zanjiri va ikkita beta zanjiri, ularning har biri temir o'z ichiga olgan gem bilan bog'langan. Ularning kombinatsiyasi natijasida ishlaydigan gemoglobin molekulasi hosil bo'ladi. Faqatgina bunday paketda gemoglobin to'liq ishlaydi, ya'ni kislorodni tashishga qodir. Bir nechta oqsil molekulalarining bir-biri bilan birlashishi tufayli to'rtlamchi tuzilish hosil bo'ladi. Agar peptid zanjirlari g'altak shaklida joylashgan bo'lsa, unda bunday oqsillar globulyar deyiladi. Agar polipeptid zanjirlari iplar to'plamida joylashgan bo'lsa, ular fibrilyar oqsillar deb ataladi. Ikkilamchi tuzilishdan boshlab, oqsil makromolekulalarining fazoviy joylashishi (konformatsiyasi), biz aniqlaganimizdek, asosan zaif kimyoviy bog'lanishlar bilan ta'minlanadi. Tashqi omillar ta'sirida (haroratning o'zgarishi, muhitning tuz tarkibi, pH, radiatsiya va boshqa omillar ta'sirida) makromolekulani barqarorlashtiruvchi zaif bog'lanishlar va oqsilning tuzilishi, shuning uchun uning xususiyatlari o'zgaradi. Bu jarayon denaturatsiya deb ataladi. Fiziologik omillar ta'sirida (masalan, gormonlar ta'sirida) zaif bog'larning bir qismining uzilishi, oqsilning konformatsiyasi va xususiyatlarining o'zgarishi ham sodir bo'ladi. Shunday qilib, oqsillarning xususiyatlari tartibga solinadi: fermentlar, retseptorlar, tashuvchilar. Protein tarkibidagi bu o'zgarishlar odatda osongina qaytariladi. Ko'p sonli kuchsiz aloqalarning uzilishi oqsilning denaturatsiyasiga olib keladi, bu qaytarilmas bo'lishi mumkin (masalan, tuxumni qaynatishda tuxum oqining koagulyatsiyasi). Ba'zida protein denaturatsiyasi ham biologik ma'noga ega. Misol uchun, o'rgimchak bir tomchi sirni ajratadi va uni qandaydir tayanchga yopishtiradi. Keyin, sirni ochishda davom etib, u ipni biroz tortadi va bu zaif kuchlanish oqsilning eriydigan shakldan erimaydigan shaklga qadar denatüratsiyasi uchun etarli bo'ladi va ip kuchayadi.

35-36. Monosaxaridlar(yunoncha monos: yagona, sakar: shakar), - organik birikmalar, uglevodlarning asosiy guruhlaridan biri; shakarning eng oddiy shakli; odatda rangsiz, suvda eruvchan, shaffof qattiq moddalardir. Ba'zi monosaxaridlar shirin ta'mga ega. Monosaxaridlar, disaxaridlar (masalan, saxaroza) va polisaxaridlar (tsellyuloza va kraxmal kabi) sintez qilinadigan qurilish bloklari tarkibida gidroksil guruhlari va aldegid (aldozlar) yoki keto guruhi (ketozlar) mavjud. Gidroksil guruhi biriktirilgan har bir uglerod atomi (birinchi va oxirgidan tashqari) chiral bo'lib, ko'plab izomerik shakllarni keltirib chiqaradi. Masalan, galaktoza va glyukoza aldogeksozalardir, ammo ular turli xil kimyoviy va fizik xususiyatlarga ega. Monosaxaridlar, barcha uglevodlar kabi, faqat 3 elementni (C, O, H) o'z ichiga oladi.

Monosaxaridlar bo'linadi triozalar, tetrozalar, pentozalar, geksozalar va boshqalar uchun (zanjirdagi uglerod atomlari 3, 4, 5, 6 va boshqalar); 9 dan ortiq uglerod atomini o'z ichiga olgan uglerod zanjiriga ega bo'lgan tabiiy monosaxaridlar topilmadi. Tarkibida 5 a'zoli sikl bo'lgan monosaxaridlar furanozlar, 6 a'zolilar - piranozlar deyiladi.

Izomerizm. Tarkibida n ta assimetrik uglerod atomi boʻlgan monosaxaridlar uchun 2n ta stereoizomerning mavjudligi mumkin (qarang Izomeriya ).

38. Kimyoviy xossalari. Monosaxaridlar karbonil va gidroksil guruhlariga xos bo'lgan kimyoviy reaksiyalarga kirishadi. Monosaxaridlarning xarakterli xususiyati ochiq (asiklik) va siklik shakllarda mavjud bo'lish va har bir shaklning hosilalarini berish qobiliyatidir. Aksariyat monozlar suvli eritmada aylanib, alkogol va bir xil qandning karbonil guruhi oʻrtasida hemiatsetallar yoki hemiketallarni (ular aldoza yoki ketoz boʻlishiga qarab) hosil qiladi. Masalan, glyukoza o'zining C1 va O5 ni bog'lab, piranozid deb ataladigan 6 a'zoli halqani hosil qilish orqali osonlik bilan hemiatsetallarni hosil qiladi. Xuddi shu reaksiya C1 va O4 orasida sodir bo'lib, 5 a'zoli furanozid hosil qilishi mumkin.

tabiatdagi monosaxaridlar. Monosaxaridlar murakkab uglevodlar (glikozidlar, oligosaxaridlar, polisaxaridlar) va aralash uglevod o'z ichiga olgan biopolimerlar (glikoproteinlar, glikolipidlar va boshqalar) tarkibiga kiradi. Bunda monosaxaridlar bir-biri bilan va molekulaning uglevod bo'lmagan qismi bilan glikozid bog'lar orqali bog'lanadi. Kislotalar yoki fermentlar ta'sirida gidrolizlanganda, monosaxaridlarni ajratish uchun bu aloqalar uzilishi mumkin. Tabiatda D-glyukoza va D-fruktozadan tashqari erkin monosaxaridlar kam uchraydi. Oʻsimliklarda karbonat angidrid va suvdan monosaxaridlarning biosintezi sodir boʻladi (qarang Fotosintez ); monosaxaridlarning faollashtirilgan hosilalari - nukleozid difosfat shakarlari ishtirokida, qoida tariqasida, murakkab uglevodlarning biosintezi mavjud. Tanadagi monosaxaridlarning parchalanishi (masalan, spirtli fermentatsiya, glikoliz) energiya ajralib chiqishi bilan birga keladi.

Ilova. Ba'zi erkin monosaxaridlar va ularning hosilalari (masalan, glyukoza, fruktoza va uning difosfati va boshqalar) oziq-ovqat sanoati va tibbiyotda qo'llaniladi.

37. Glyukoza (C6H12O6)("uzum shakari", dekstroz) ko'plab meva va rezavorlar, jumladan, uzum sharbatida uchraydi, shuning uchun shakarning bu turi nomi. Bu olti atomli shakar (geksoza).

Jismoniy xususiyatlar. Shirin ta'mli oq kristall modda, suvda yaxshi eriydi, efirda erimaydi, spirtda yomon eriydi.

Molekulaning tuzilishi

CH2(OH)-CH(OH)-CH(OH)-CH(OH)-CH(OH)-C=O

Glyukoza tsikllarda (a va b glyukoza) mavjud bo'lishi mumkin.

a va b glyukoza

Glyukozaning Fisher proyeksiyasidan Xovort proyeksiyasiga o'tishi.Glyukoza ko'pchilik disaxaridlar va polisaxaridlarning gidrolizlanishining yakuniy mahsulotidir.

biologik roli. Glyukoza fotosintezning asosiy mahsuloti bo'lib, Kalvin siklida hosil bo'ladi.

Odamlar va hayvonlarda glyukoza metabolik jarayonlar uchun asosiy va ko'p qirrali energiya manbai hisoblanadi. Hayvon tanasining barcha hujayralari glyukozani o'zlashtirish qobiliyatiga ega. Shu bilan birga, boshqa energiya manbalaridan foydalanish qobiliyati - masalan, erkin yog 'kislotalari va glitserin, fruktoza yoki sut kislotasi - tananing barcha hujayralarida emas, balki faqat ularning ayrim turlarida mavjud.

Glyukozani tashqi muhitdan hayvon hujayrasiga tashish maxsus oqsil molekulasi - geksoza tashuvchi (tashuvchi) yordamida faol transmembran o'tkazish yo'li bilan amalga oshiriladi.

Hujayralardagi glyukoza ATP shaklida energiya bilan ta'minlash uchun glikolizga o'tishi mumkin. Glikoliz zanjiridagi birinchi ferment geksokinazadir. Hujayra geksokinazasining faoliyati gormonlarning tartibga soluvchi ta'siri ostida - masalan, insulin geksokinaza faolligini keskin oshiradi va natijada hujayralar tomonidan glyukozadan foydalanish, glyukokortikoidlar esa geksokinaza faolligini pasaytiradi.

Glyukozadan tashqari ko'plab energiya manbalari to'g'ridan-to'g'ri jigarda glyukozaga aylanishi mumkin, masalan, sut kislotasi, ko'plab erkin yog'li kislotalar va glitserin yoki erkin aminokislotalar, ayniqsa alanin kabi oddiyroq. Jigarda glyukozaning boshqa birikmalardan hosil bo'lish jarayoni glyukoneogenez deb ataladi.

Glyukozaga to'g'ridan-to'g'ri biokimyoviy konversiya bo'lmagan energiya manbalari jigar hujayralari tomonidan ATP ishlab chiqarish uchun ishlatilishi mumkin va keyinchalik glyukoneogenez jarayonlari uchun energiya, sut kislotasidan glyukoza resintezi yoki glikogen polisakkarid zahiralarini sintez qilish jarayonini energiya bilan ta'minlaydi. glyukoza monomerlaridan. Glyukoza yana oddiy parchalanish orqali glikogendan osongina hosil bo'ladi.

Qondagi glyukozaning barqaror darajasini saqlab qolishning alohida ahamiyati tufayli odamlar va boshqa ko'plab hayvonlar uglevod almashinuvi parametrlarini gormonal tartibga solishning murakkab tizimiga ega. 1 gramm glyukoza karbonat angidrid va suvga oksidlanganda 17,6 kJ energiya ajralib chiqadi. Oksidlanish darajasi -4 uglerod atomi (C-4) ko'rinishidagi glyukoza molekulasida saqlanadigan maksimal "potentsial energiya" metabolik jarayonlarda C + 4 (CO2 molekulasida) gacha kamayishi mumkin. Uni avvalgi darajaga qaytarish avtotroflar tomonidan amalga oshirilishi mumkin.

Fruktoza yoki meva shakar C6H12O6- deyarli barcha shirin rezavorlar va mevalarda erkin shaklda mavjud bo'lgan monosaxarid. Ko'pchilik shakarni sintetik dorilar bilan emas, balki tabiiy fruktoza bilan almashtirishni afzal ko'radi.

Umumjahon energiya manbai bo'lib xizmat qiladigan glyukozadan farqli o'laroq, fruktoza insulinga bog'liq to'qimalar tomonidan so'rilmaydi. U deyarli butunlay so'riladi va jigar hujayralari tomonidan metabollanadi. Inson tanasidagi deyarli hech qanday boshqa hujayralar (spermatozoidlardan tashqari) fruktoza ishlata olmaydi. Jigar hujayralarida fruktoza fosforlanadi va keyin triozlarga bo'linadi, ular yog 'kislotalari sintezi uchun ishlatiladi, bu semirishga olib kelishi mumkin, shuningdek triglitseridlar darajasining oshishi (bu o'z navbatida ateroskleroz xavfini oshiradi) yoki glikogen uchun ishlatiladi. sintez (shuningdek, glyukoneogenez jarayonida qisman glyukozaga aylanadi). Biroq, fruktozaning glyukozaga aylanishi murakkab ko'p bosqichli jarayon bo'lib, jigarning fruktozani qayta ishlash qobiliyati cheklangan. Qandli diabet bilan og'rigan bemorlarning ratsioniga fruktoza qo'shiladimi yoki yo'qmi degan savol, chunki uning so'rilishi uchun insulin kerak emas, so'nggi yillarda intensiv ravishda o'rganilmoqda.

Fruktoza sog'lom odamda qondagi glyukoza miqdorini oshirmasa ham (yoki ozgina), fruktoza ko'pincha diabet kasalligida glyukoza darajasining oshishiga olib keladi. Boshqa tomondan, hujayralardagi glyukoza etishmasligi tufayli diabetga chalinganlar o'z tanalarida yog 'yoqishi mumkin, bu esa yog' zahiralarining kamayishiga olib keladi. Bunday holda, ularni tiklash uchun osongina yog'ga aylanadigan va insulinni talab qilmaydigan fruktoza ishlatilishi mumkin. Fruktozaning afzalligi shundaki, shirin ta'mni nisbatan oz miqdorda fruktoza bo'lgan idishga berish mumkin, chunki u shakar bilan bir xil kaloriya (380 kkal / 100 g) bilan 1,2-1,8 baravar shirinroq. Biroq, tadqiqotlar shuni ko'rsatadiki, fruktoza iste'molchilari o'z ovqatlarining kaloriya tarkibini kamaytirmaydilar, aksincha ular shirin taomlarni iste'mol qiladilar.

39. Oligosaxaridlar- bu oligomerlar bo'lib, bir nechta (20 dan ortiq bo'lmagan) monomerlardan iborat - monosaxaridlar, polisaxaridlardan farqli o'laroq, o'nlab, yuzlab yoki minglab monosaxaridlardan iborat; - glikozid bog'i bilan bog'langan bir nechta monosaxarid qoldiqlaridan (2 dan 10 gacha) tuzilgan birikmalar.

Oligosakkaridlarning juda muhim va keng tarqalgan maxsus holati disaxaridlar - monosaxaridlarning ikkita molekulasidan tashkil topgan dimerlardir.

Shuningdek, siz tri-, tetra- va boshqalar haqida gapirishingiz mumkin. saxaridlar.

40. Disaxaridlar- molekulasi ikkita monomer - monosaxaridlardan tashkil topgan oligosakkaridlar kichik sinfining umumiy nomi. Disaxaridlar ikkita monosaxaridlar, odatda geksozalar orasidagi kondensatsiya reaktsiyasi natijasida hosil bo'ladi. Kondensatsiya reaktsiyasi suvni olib tashlashni o'z ichiga oladi. Kondensatsiya reaksiyasi natijasida hosil bo`ladigan monosaxaridlar orasidagi bog` glikozid bog` deyiladi.Odatda bu bog` qo`shni monosaxarid birliklarining 1 va 4-uglerod atomlari (1,4-glikozid bog`) o`rtasida hosil bo`ladi.

Kondensatsiya jarayoni son-sanoqsiz takrorlanishi mumkin, natijada katta polisaxarid molekulalari paydo bo'ladi. Monosaxarid birliklari birlashtirilgandan so'ng, ular qoldiq deb ataladi. Eng keng tarqalgan disaxaridlar laktoza va saxarozadir.

Mutarotatsiya(lot. muto-oʻzgarish va rotatio — aylanishdan), optik oʻlchamning oʻzgarishi. optik faol birikmalar eritmalarining epimerizatsiyasi tufayli aylanishi. Bu monosaxaridlar, qaytaruvchi oligosakkaridlar, laktonlar va boshqalar uchun xosdir. Mutarotatsiya kislotalar va asoslar tomonidan katalizlanishi mumkin. Glyukoza holatida mutarotatsiya muvozanatning o'rnatilishi bilan izohlanadi: Muvozanat holatida alfa shaklining 38% va beta shaklining 62% mavjud. O'rta aldegid shakli ahamiyatsiz konsentratsiyada mavjud. Afzalliklari, b-shaklning shakllanishi uning termodinamik jihatdan barqarorroq bo'lishi bilan bog'liq.

Aldegidlarga "kumush oyna" va "mis oyna" reaksiyalari xosdir

1) "Kumush oyna" reaksiyasi, probirka devorlarida Ag cho'kindi hosil bo'lishi.

2) Mis oyna reaksiyasi, qizil Cu2O cho`kmasining cho`kishi

40. O'z navbatida, davomida ba'zi hollarda yuzaga keladigan disaxaridlar polisaxaridlarning gidrolizi(kraxmal gidrolizi paytida maltoza, tsellyuloza gidrolizi paytida sellobioza) yoki organizmda erkin shaklda (laktoza, saxaroza, trehaloza va boshqalar) mavjud bo'lgan os- va p-glikozidazalarning katalitik ta'sirida individual ravishda gidrolizlanadi. monosaxaridlar. Barcha glikozidazalar, trehalaz (ot, omregaloza-glyukohidrazin) dan tashqari, u yoki bu a- yoki (3-monosaxaridlarning hosilalari bo'lgan deyarli har qanday glikozidlarning gidrolizlanishini tezlashtiradigan keng o'ziga xoslikka ega. Shunday qilib, a-glyukozidazalar). a- glyukozidlar, jumladan, maltoza, p-glyukozidaza - p-glyukozidlar, jumladan sellobioza, B-galaktozidaza - B-galaktozidlar va ular orasida laktoza va boshqalar gidrolizlanishini tezlashtiradi. A va P-glyukozidazalarning ta'siriga misollar avvalroq keltirilgan.

41. Muvaffaqiyatsizlikka ko'ra disaxaridlarning kimyoviy tuzilishi tregaloza turi (glikozid-glikozidlar) va maltoza turi (glikozid-glyukoza) sezilarli darajada farq qiluvchi kimyoviy xossalarga ega: birinchisi aldegid yoki keton guruhiga xos boʻlgan reaksiyalarni bermaydi, yaʼni ular oksidlanmaydi, qaytarilmaydi, ozon hosil qilmaydi. ular polikoidlanish reaksiyasiga kirmaydimi (qatronlanmaydi), mutatsiyaga uchramaydi va hokazo.Maltoza kabi disaxaridlar uchun yuqoridagi barcha reaksiyalar, aksincha, juda xarakterlidir. Bu farqning sababi disaxaridlarning ikki xil tuzilishi va ularning tarkibiga kiradigan monosaxarid qoldiqlarining xossalari haqida yuqorida aytilganlardan juda aniq. Buning sababi shundaki, faqat maltoza kabi disaxaridlarda halqa zanjirli tautomeriya mumkin, natijada erkin aldegid yoki keton guruhi hosil bo'lib, o'ziga xos xususiyatlarni namoyon qiladi.

Spirtli gidroksillar uchun har ikki turdagi disaxaridlar bir xil reaksiyalarni beradi: ular efir va efirlarni hosil qiladi, metall oksidlarining gidratlari bilan o'zaro ta'sir qiladi.

Tabiatda ko'p miqdorda disaxaridlar mavjud; Yuqorida aytib o'tilgan trehaloza va maltoza, shuningdek, saxaroza, sellobioza va laktoza eng muhimlari qatoriga kiradi.

42. Maltoza(ingliz tilidan malt - solod) - solod shakar, ikkita glyukoza qoldig'idan tashkil topgan tabiiy disaxarid; arpa, javdar va boshqa donlarning unib chiqqan donlarida (solodida) ko'p miqdorda topilgan; pomidor, polen va bir qator o'simliklarning nektarida ham uchraydi. M. suvda oson eriydi, shirin taʼmga ega; Bu kamaytiruvchi shakar, chunki u almashtirilmagan hemiatsetal gidroksil guruhiga ega. M.ning b-D-glyukopiranosilfosfat va D-glyukozadan biosintezi faqat bakteriyalarning ayrim turlarida maʼlum. Hayvon va oʻsimlik organizmlarida M. kraxmal va glikogenning fermentativ parchalanishida hosil boʻladi (q. Amilaza). M.ning ikkita glyukoza qoldigʻiga boʻlinishi hayvonlar va odamlarning ovqat hazm qilish shiralarida, unib chiqqan donlarda, mogʻor va xamirturushlarda boʻlgan a-glyukozidaza yoki maltaza fermenti taʼsirida sodir boʻladi. Insonning ichak shilliq qavatida bu fermentning genetik jihatdan aniqlangan yoʻqligi M.ning tugʻma intoleransiyasiga, M.ning ratsionidan kraxmal va glikogenni chiqarib tashlash yoki oziq-ovqatga maltaza fermentini qoʻshishni talab qiluvchi ogʻir kasallikka olib keladi.

Maltoza suyultirilgan kislota bilan qaynatilganda va ferment ta'sirida maltaza gidrolizlanadi (ikki molekula glyukoza C6H12O6 hosil bo'ladi). Maltoza inson tanasi tomonidan oson so'riladi. Molekulyar og'irligi - 342,32 Erish nuqtasi - 108 (suvsiz)

43. Laktoza(lot. lactis — sutdan) S12N22O11 — sut va sut mahsulotlari tarkibida boʻlgan disaxaridlar guruhiga kiruvchi uglevod. Laktoza molekulasi glyukoza va galaktoza molekulalarining qoldiqlaridan iborat. Laktoza ba'zan sut shakari deb ataladi.

Kimyoviy xossalari. Suyultirilgan kislota bilan qaynatilganda, laktoza gidrolizlanadi.

Laktoza sut zardobidan olinadi.

Ilova. Ozuqa muhitini tayyorlash uchun ishlatiladi, masalan, penitsillin ishlab chiqarishda. Farmatsevtika sanoatida yordamchi (plomba) sifatida ishlatiladi.

Laktozadan laktuloza olinadi - ich qotishi kabi ichak kasalliklarini davolash uchun qimmatli dori.

44. Saxaroza C12H22O11, yoki lavlagi shakar, qamish shakar, kundalik hayotda faqat shakar - ikkita monosaxariddan tashkil topgan disaxarid - a-glyukoza va b-fruktoza.

Saxaroza tabiatda juda keng tarqalgan disaxarid bo'lib, u ko'plab mevalar, mevalar va mevalarda mavjud. Saxaroza tarkibi, ayniqsa, qand lavlagi va shakarqamishda yuqori bo'lib, ular oziq-ovqat shakarini sanoat ishlab chiqarish uchun ishlatiladi.

Saxaroza yuqori eruvchanlikka ega. Kimyoviy jihatdan fruktoza ancha inertdir; bir joydan ikkinchi joyga ko'chganda, u metabolizmda deyarli ishtirok etmaydi. Ba'zida saxaroza zahiraviy ozuqa sifatida to'planadi.

Ichakga kirgan saxaroza ingichka ichakning alfa-glyukozidazasi yordamida glyukoza va fruktozaga tez gidrolizlanadi, keyinchalik ular qonga so'riladi. Alfa-glyukosidaza inhibitörleri, masalan, akarboza, saxaroza, shuningdek, alfa-glyukosidaza bilan gidrolizlangan boshqa uglevodlar, xususan, kraxmalning parchalanishi va so'rilishini inhibe qiladi. U 2-toifa diabetni davolashda qo'llaniladi. Sinonimlar: alfa-D-glyukopiranosil-beta-D-fruktofuranozid, lavlagi shakar, qamish shakar.

Kimyoviy va fizik xossalari. Molekulyar og'irligi 342,3 a.m.u. Yalpi formula (tepalik tizimi): C12H22O11. Ta'mi shirin. Eruvchanligi (100 gramm uchun gramm): suvda 179 (0 ° C) va 487 (100 ° S), etanolda 0,9 (20 ° C). Metanolda ozgina eriydi. Dietil efirda erimaydi. Zichlik 1,5879 g/sm3 (15°C). Natriy D-liniyasi uchun maxsus aylanish: 66,53 (suv; 35 g/100 g; 20°C). Suyuq havo bilan sovutilganda, yorqin nur bilan yoritilgandan so'ng, saxaroza kristallari fosforlanadi. Qaytaruvchi xususiyatlarni ko'rsatmaydi - Tollens reaktivi va Feling reaktivi bilan reaksiyaga kirishmaydi. Saxaroza molekulasida gidroksil guruhlarining mavjudligi metall gidroksidlari bilan reaksiya orqali osonlik bilan tasdiqlanadi. Mis (II) gidroksidga saxaroza eritmasi qo'shilsa, mis saxarozaning yorqin ko'k eritmasi hosil bo'ladi. Saxarozada aldegid guruhi mavjud emas: kumush (I) oksidning ammiak eritmasi bilan qizdirilganda u “kumush oyna”ni bermaydi, mis (II) gidroksid bilan qizdirilganda qizil mis (I) oksid hosil qilmaydi. . C12H22O11 molekulyar formulaga ega bo'lgan saxaroza izomerlari orasida maltoza va laktoza ajratilishi mumkin.

Saxarozaning suv bilan reaksiyasi. Agar saxaroza eritmasini bir necha tomchi xlorid yoki sulfat kislota bilan qaynatib, kislotani ishqor bilan neytrallashtirsangiz va keyin eritmani qizdirsangiz, aldegid guruhlari bo'lgan molekulalar paydo bo'ladi, ular mis (II) gidroksidni mis (I) oksidigacha kamaytiradi. Bu reaksiya kislotaning katalitik ta'sirida saxaroza gidrolizga uchraganligini ko'rsatadi, natijada glyukoza va fruktoza hosil bo'ladi: S12N22O11 + N2O → S6N12O6 + S6N12O6

Tabiiy va antropogen manbalar. Shakar qamish, qand lavlagi (28% gacha quruq modda), oʻsimlik sharbatlari va mevalar (masalan, qayin, chinor, qovun va sabzi) tarkibida mavjud. Saxaroza manbai - lavlagi yoki qamishdan - barqaror uglerod izotoplari 12C va 13C tarkibidagi nisbati bilan belgilanadi. Shakar lavlagi C3 karbonat angidridni qabul qilish mexanizmiga ega (fosfogliserik kislota orqali) va afzallik bilan 12C izotopini o'zlashtiradi; Shakar qamish karbonat angidridni (oksaloasetik kislota orqali) singdirish uchun C4 mexanizmiga ega va 13C izotopini afzal ko'radi.

45. Sellobioza- disaxaridlar guruhidagi uglevod, u ikkita glyukoza qoldig'idan iborat (b-glyukozid aloqasi bilan; tsellyulozaning asosiy tarkibiy birligi).

Oq kristall modda, suvda yaxshi eriydi. Sellobioza aldegid (gematsetal) guruhi va gidroksil guruhlari ishtirokidagi reaksiyalar bilan tavsiflanadi. Kislota gidrolizi paytida yoki b-glyukozidaza fermenti ta'sirida sellobioza yorilib, 2 ta glyukoza molekulasini hosil qiladi.

Sellobioza tsellyulozaning qisman gidrolizlanishi natijasida olinadi. Sellobioza erkin holatda ayrim daraxtlarning shirasida uchraydi.

46. ​​Polisaxaridlar- molekulalari o'nlab, yuzlab yoki minglab monomerlar - monosaxaridlardan iborat murakkab yuqori molekulyar uglevodlar sinfining umumiy nomi.

Polisaxaridlar hayvonlar va o'simliklar hayoti uchun zarurdir. Ular organizmdagi metabolizm natijasida hosil bo'ladigan asosiy energiya manbalaridan biridir. Ular immunitet jarayonlarida qatnashadi, to'qimalarda hujayralarning yopishishini ta'minlaydi va biosferadagi organik moddalarning asosiy qismini tashkil qiladi.

O'simlik polisaxaridlarining xilma-xil biologik faolligi aniqlangan: antibiotik, virusga qarshi, o'smaga qarshi, antidot [manba 236 kun ko'rsatilmagan]. O'simlik polisaxaridlari qon plazmasining oqsillari va lipoproteinlari bilan komplekslar berish qobiliyati tufayli lipemiya va qon tomir ateromatozini kamaytirishda muhim rol o'ynaydi.

Polisaxaridlarga, xususan:

dekstrin - polisakkarid, kraxmal gidroliz mahsuloti;

kraxmal o'simlik organizmlarida energiya zaxirasi sifatida to'plangan asosiy polisaxariddir;

glikogen - hayvon organizmlari hujayralarida energiya zahirasi sifatida to'plangan polisakkarid, lekin o'simlik to'qimalarida ham oz miqdorda mavjud;

tsellyuloza o'simlik hujayra devorlarining asosiy strukturaviy polisaxarididir;

galaktomannanlar - dukkaklilar oilasining ba'zi o'simliklari, masalan, guarana va chigirtka saqichlarining saqlash polisaxaridlari;

glyukomannan - konyak ildiz mevalaridan olingan polisakkarid, glyukoza va mannozning o'zgaruvchan birliklaridan iborat, ishtahani kamaytiradigan eriydigan xun tolasi;

amiloid - pergament qog'oz ishlab chiqarishda ishlatiladi.

tsellyuloza ( latdan. hujayra - hujayra, tola bilan bir xil) - [S6N7O2 (OH) 3] n, polisaxarid; barcha yuqori o'simliklarning hujayra membranalarining asosiy komponenti.

Tsellyuloza tsellyulozaning kislotali gidrolizi natijasida hosil bo'lgan glyukoza molekulalarining qoldiqlaridan iborat:

(C6H10O5)n + nH2O -> nC6H12O6

Tsellyuloza 300-2500 glyukoza qoldiqlarini o'z ichiga olgan uzun ip bo'lib, yon shoxlari yo'q. Ushbu iplar ko'plab vodorod aloqalari bilan o'zaro bog'langan, bu esa tsellyulozaga katta mexanik kuch beradi. Sutemizuvchilar (boshqa hayvonlar kabi) tsellyulozani parchalay oladigan fermentlarga ega emas. Biroq, ko'plab o'txo'r hayvonlarning (masalan, kavsh qaytaruvchi hayvonlar) ovqat hazm qilish traktida simbiont bakteriyalari mavjud bo'lib, ular parchalanadi va ularning uy egalariga bu polisaxaridni singdirishiga yordam beradi.

Pulpa sanoat usulida sanoat majmualari (kombinatlari) tarkibiga kiruvchi pulpa tegirmonlarida pishirish usuli bilan olinadi. Amaldagi reagentlar turiga ko'ra quyidagi pulpalash usullari ajratiladi:

Sulfit. Pishirish suyuqligi tarkibida oltingugurt kislotasi va uning tuzi, masalan, natriy gidrosulfit mavjud. Bu usul past qatronli yog'och turlaridan tsellyuloza olish uchun ishlatiladi: archa, archa.

Ishqoriy:

Soda. Natriy gidroksid eritmasi ishlatiladi. Soda usuli qattiq yog'och va yillik o'simliklardan tsellyuloza olish uchun ishlatilishi mumkin.

sulfat. Bugungi kunda eng keng tarqalgan usul. Amaldagi reagent natriy gidroksid va natriy sulfidni o'z ichiga olgan eritma bo'lib, oq suyuqlik deb ataladi. Usul o'z nomini natriy sulfatdan oldi, undan oq suyuqlik uchun sulfid pulpa tegirmonlarida olinadi. Usul har qanday o'simlik materialidan tsellyuloza olish uchun javob beradi. Uning kamchiliklari tanlovdir katta raqam yomon hidli oltingugurt birikmalari: yon reaktsiyalar natijasida metil merkaptan, dimetil sulfid va boshqalar.

Pishirgandan keyin olingan texnik tsellyuloza turli xil nopoklarni o'z ichiga oladi: lignin, gemitsellyulozalar. Agar tsellyuloza kimyoviy ishlov berish uchun mo'ljallangan bo'lsa (masalan, sun'iy tolalarni olish uchun), u holda uni tozalash - hemiselülozlarni olib tashlash uchun sovuq yoki issiq gidroksidi eritmasi bilan ishlov berish amalga oshiriladi.

Qoldiq ligninni olib tashlash va pulpani oqartirish uchun u oqartiriladi. An'anaviy xlor bilan oqartirish ikki bosqichni o'z ichiga oladi:

xlor bilan ishlov berish - lignin makromolekulalarini yo'q qilish;

gidroksidi bilan ishlov berish - ligninni yo'q qilish natijasida hosil bo'lgan mahsulotlarni olish uchun.

47. Kraxmal- monomeri alfa-glyukoza bo'lgan amiloza va amilopektinning polisaxaridlari. Yorug'lik ta'sirida (fotosintez) turli o'simliklar tomonidan sintez qilingan kraxmal bir necha xil tarkibga va don tuzilishiga ega.

biologik xossalari. Fotosintez mahsulotlaridan biri bo'lgan kraxmal tabiatda keng tarqalgan. O'simliklar uchun u ozuqa moddalarining zahirasi bo'lib, asosan mevalar, urug'lar va ildizlarda mavjud. Donli o'simliklarning donida kraxmal eng ko'p: guruch (86% gacha), bug'doy (75% gacha), makkajo'xori (72% gacha), shuningdek kartoshka ildizlari (24% gacha).

Inson tanasi uchun kraxmal saxaroza bilan birga uglevodlarning asosiy yetkazib beruvchisi - oziq-ovqatning eng muhim tarkibiy qismlaridan biridir. Fermentlar ta'sirida kraxmal glyukozaga gidrolizlanadi, u hujayralarda karbonat angidrid va suvga oksidlanadi, tirik organizmning ishlashi uchun zarur bo'lgan energiya chiqariladi.

Biosintez. Fotosintez jarayonida yashil o'simliklarda hosil bo'lgan glyukozaning bir qismi kraxmalga aylanadi:

6CO2 + 6H2O → C6H12O6 + 6O2

nC6H12O6(glyukoza) → (C6H10O5)n + nH2O

Umuman olganda, buni 6nCO2 + 5nH2O → (C6H10O5)n 6nO2 deb yozish mumkin.

Zaxira oziq-ovqat sifatida kraxmal ildiz, mevalar, o'simliklarning urug'larida to'planadi. Shunday qilib, kartoshka ildizlarida 24% gacha kraxmal, bug'doy donalari - 64%, guruch - 75%, makkajo'xori - 70%.

Glikogen polisakkariddir glyukoza qoldiqlari tomonidan hosil qilingan; odamlar va hayvonlarning asosiy zahiradagi uglevodlari. Glikogen (shuningdek, atamaning noto'g'riligiga qaramay, ba'zan hayvon kraxmal deb ataladi) hayvonlar hujayralarida glyukozaning asosiy saqlash shaklidir. U ko'plab hujayra turlarida (asosan jigar va mushaklarda) sitoplazmada granulalar shaklida to'planadi. Glikogen energiya zaxirasini hosil qiladi, agar kerak bo'lsa, to'satdan glyukoza etishmovchiligini to'ldirish uchun tezda safarbar qilinadi. Biroq, glikogenni saqlash triglitserid (yog ')ni saqlash kabi bir gramm boshiga kaloriya miqdori unchalik yuqori emas. Faqat jigar hujayralarida (gepatotsitlarda) saqlanadigan glikogen butun tanani oziqlantirish uchun glyukozaga aylanishi mumkin, gepatotsitlar esa o'z vaznining 8 foizini glikogen shaklida saqlashga qodir, bu har qanday hujayra turidagi eng yuqori konsentratsiyadir. Jigardagi glikogenning umumiy massasi kattalarda 100-120 grammga yetishi mumkin. Mushaklarda glikogen faqat mahalliy iste'mol uchun glyukozaga qayta ishlanadi va ancha past konsentratsiyalarda (umumiy mushak massasining 1% dan ko'p bo'lmagan) to'planadi, shu bilan birga mushaklarning umumiy zaxirasi gepatotsitlarda to'plangan zaxiradan oshishi mumkin. Buyraklarda oz miqdorda glikogen, miya hujayralarining (glial hujayralar) va oq qon hujayralarining ayrim turlarida ham kamroq bo'ladi.

48. Xitin (C8H13O5N) (fransuzcha xitin, yunoncha chitondan: chiton - kiyim, teri, qobiq) - azotli polisaxaridlar guruhidan tabiiy birikma. Kimyoviy nomi: poli-N-asetil-D-glyukoza-2-amin, b-(1,4)-glikozid bogʻlari bilan bogʻlangan N-asetilglyukozamin qoldiqlarining polimeri. Artropodlar va boshqa bir qator umurtqasiz hayvonlarning ekzoskeletining (kutikula) asosiy komponenti zamburug'lar va bakteriyalarning hujayra devorining bir qismidir.

tabiatda tarqalishi. Chitin tabiatdagi eng keng tarqalgan polisaxaridlardan biridir - har yili Yerdagi tirik organizmlarda 10 gigatonga yaqin xitin hosil bo'ladi va parchalanadi.

U himoya va qo'llab-quvvatlovchi funktsiyalarni bajaradi, hujayraning qattiqligini ta'minlaydi - qo'ziqorinlarning hujayra devorlarida mavjud.

Artropodlar ekzoskeletining asosiy komponenti.

Shuningdek, xitin boshqa ko'plab hayvonlarning organizmlarida hosil bo'ladi - turli xil qurtlar, koelenteratlar va boshqalar.

Chitin ishlab chiqaradigan va ishlatadigan barcha organizmlarda u sof shaklda emas, balki boshqa polisaxaridlar bilan kompleksda bo'lib, juda tez-tez oqsillar bilan bog'lanadi. Xitin tuzilishi, fizik-kimyoviy xossalari va biologik roli jihatidan tsellyulozaga juda oʻxshash modda boʻlishiga qaramay, tsellyuloza hosil qiluvchi organizmlarda (oʻsimliklar, baʼzi bakteriyalar) xitin topilmagan.

Xitin kimyosi. Tabiiy shaklda turli organizmlarning xitinlari tarkibi va xossalari bo'yicha bir-biridan biroz farq qiladi. Xitinning molekulyar og'irligi 260 000 ga etadi.

Xitin suvda erimaydi, suyultirilgan kislotalar, ishqorlar, spirt va boshqa organik erituvchilarga chidamli. Ayrim tuzlarning (rux xlorid, litiy tiosiyanat, kaltsiy tuzlari) konsentrlangan eritmalarida eriydi.

Mineral kislotalarning konsentrlangan eritmalari bilan qizdirilganda u yo'q qilinadi (gidrolizlanadi), atsetil guruhlari ajralib chiqadi.

Amaliy foydalanish. Undan sanoatda olinadigan xitin hosilalaridan biri xitozandir. Uni ishlab chiqarish uchun xom ashyo qisqichbaqasimonlar (krill, qisqichbaqa) qobig'i, shuningdek mikrobiologik sintez mahsulotlari hisoblanadi.

49. Aromatik uglevodorodlar, uglerod va vodoroddan tashkil topgan va benzol yadrolarini o'z ichiga olgan organik birikmalar. A.ning eng oddiy va eng muhim vakillari at. - benzol (I) va uning gomologlari: metilbenzol yoki toluol (II), dimetilbenzol yoki ksilen va boshqalar. stirol (III) kabi toʻyinmagan yon zanjirli benzol hosilalari ham kiradi. Bu A. da koʻp maʼlum. molekulasida bir nechta benzol yadrolari bilan, masalan, difenilmetan (IV), difenil C6H5-C6H5, bunda ikkala benzol yadrosi ham bir-biriga bevosita bog'langan; naftalinda (V) ikkala halqa ham 2 ta uglerod atomiga ega; bunday uglevodorodlar A. at deb ataladi. siqilgan yadrolar bilan.

Benzol C6H6, PhH) organik kimyoviy birikma, yoqimli shirin hidli rangsiz suyuqlik. aromatik uglevodorod. Benzol benzin tarkibiga kiradi, sanoatda keng qo'llaniladi, dori vositalari, turli plastmassalar, sintetik kauchuk, bo'yoqlar ishlab chiqarish uchun xom ashyo hisoblanadi. Benzol xom neftda bo'lsa-da, u boshqa komponentlardan tijorat maqsadida sintezlanadi. Toksik, kanserogen.

gomologlar- bir sinfga mansub, lekin tarkibi jihatidan bir-biridan CH2 guruhlarining butun soni bilan farq qiluvchi birikmalar. Barcha gomologlar to'plami gomologik qatorni hosil qiladi.

jismoniy xususiyatlar. O'ziga xos o'tkir hidli rangsiz suyuqlik. Erish nuqtasi = 5,5 °C, qaynash nuqtasi = 80,1 °C, zichlik = 0,879 g / sm³, molekulyar og'irligi = 78,11 g / mol. Barcha uglevodorodlar singari, benzol ham yonib, juda ko'p kuyik hosil qiladi. Havo bilan portlovchi aralashmalar hosil qiladi, efirlar, benzin va boshqa organik erituvchilar bilan yaxshi aralashadi va qaynash nuqtasi 69,25 ° S bo'lgan suv bilan azeotrop aralashma hosil qiladi. Suvda eruvchanligi 1,79 g/l (25 °C da).

Tuzilishi. Tarkibi bo'yicha benzol to'yinmagan uglevodorodlarga (homolog qator CnH2n-6) tegishli, ammo etilen seriyasidagi uglevodorodlardan farqli o'laroq, C2H4 og'ir sharoitlarda to'yingan uglevodorodlarga xos xususiyatlarni namoyish etadi, ammo benzol almashtirish reaktsiyalariga ko'proq moyil bo'ladi. Benzolning bunday "xatti-harakati" uning maxsus tuzilishi bilan izohlanadi: strukturada konjugatsiyalangan 6p-elektron bulutining mavjudligi. Benzoldagi bog'larning elektron tabiati haqidagi zamonaviy g'oya Linus Paulingning gipotezasiga asoslanadi, u benzol molekulasini chizilgan doira bilan olti burchakli tasvirlashni taklif qildi va shu bilan qattiq qo'sh aloqalar yo'qligini va borligini ta'kidladi. tsiklning barcha oltita uglerod atomini qoplaydigan yagona elektron buluti.

50. Aromatik birikmalar (arenalar)- tarkibida aromatik bog'lanish tizimiga ega bo'lgan tsiklik organik birikmalar. Ular to'yingan yoki to'yinmagan yon zanjirlarga ega bo'lishi mumkin.

Eng muhim aromatik uglevodorodlarga C6H6 benzol va uning gomologlari kiradi: C6H5CH3 toluol, C6H4(CH3)2 ksilen va boshqalar; naftalin C10H8, antrasen C14H10 va ularning hosilalari. O'ziga xos kimyoviy xususiyatlar- aromatik yadroning barqarorligini oshirish va almashtirish reaktsiyalariga moyillik. Aromatik uglevodorodlarning asosiy manbalari ko'mir smolasi, neft va neft mahsulotlari hisoblanadi. Sintetik olish usullari katta ahamiyatga ega. Aromatik uglevodorodlar ketonlar, aldegidlar va aromatik kislotalar, shuningdek, boshqa ko'plab moddalarni ishlab chiqarish uchun boshlang'ich mahsulotdir. Geterotsiklik arenlar ham mavjud bo'lib, ular orasida ko'pincha sof shaklda va birikmalar shaklida - piridin, pirrol, furan va tiofen, indol, purin, xinolin mavjud.

Borazol (“noorganik benzol”) ham aromatiklikka ega, ammo uning xossalari organik arenlardan keskin farq qiladi.

Elektrofil almashtirish reaktsiyalari"(Inglizcha almashtirish elektrofil reaktsiyasi) - hujum elektrofil tomonidan amalga oshiriladigan almashtirish reaktsiyalari - musbat zaryadlangan yoki elektronlar etishmasligi bo'lgan zarracha. Yangi bog'lanish hosil bo'lganda, chiquvchi zarracha - elektrofag elektron juftisiz bo'linadi. Eng mashhur chiqib ketish guruhi H+ protonidir.

51-52. Aromatik elektrofil almashtirish reaksiyalari

Aromatik tizimlar uchun aslida bitta elektrofil almashtirish mexanizmi mavjud, SEAr. SE1 mexanizmi (SN1 mexanizmiga o'xshash) juda kam uchraydi va SE2 (SN2 mexanizmiga mos keladigan) umuman topilmaydi.

SEAR reaktsiya mexanizmi yoki aromatik elektrofil almashtirish reaksiyalari (inglizcha substitution electrophilic aromatic) aromatik birikmalarning almashtirish reaksiyalari orasida eng keng tarqalgan va eng muhimi bolib, ikki bosqichdan iborat. Birinchi bosqichda elektrofil biriktiriladi, ikkinchi bosqichda elektrofug bo'linadi.

Reaktsiya jarayonida oraliq musbat zaryadlangan oraliq mahsulot hosil bo'ladi (rasmda - 2b). U Veland oraliq mahsuloti, aroniy ioni yoki s-kompleks deb ataladi. Bu kompleks, qoida tariqasida, juda reaktiv bo'lib, kationni tezda yo'q qilish orqali osongina barqarorlashadi. SEAr reaktsiyalarining aksariyatida tezlikni cheklash bosqichi birinchi qadamdir.

Reaktsiya tezligi = k**

Nisbatan zaif elektrofillar odatda hujum qiluvchi zarracha rolini o'ynaydi, shuning uchun ko'p hollarda SEAr reaktsiyasi Lyuis kislotasi katalizatori ta'sirida davom etadi. AlCl3, FeCl3, FeBr3, ZnCl2 boshqalarga qaraganda tez-tez ishlatiladi.

Bunday holda, reaktsiya mexanizmi quyidagicha (benzolni xlorlash, FeCl3 katalizatori misolida):

1. Birinchi bosqichda katalizator hujum qiluvchi zarracha bilan o'zaro ta'sirlanib, faol elektrofil agent hosil qiladi.

Ikkinchi bosqichda, aslida, SEAR mexanizmi amalga oshiriladi.

53. Geterotsiklik birikmalar(geterotsikllar) - uglerod bilan bir qatorda boshqa elementlarning atomlarini ham o'z ichiga olgan tsikllarni o'z ichiga olgan organik birikmalar. Ularni halqada geterosubstituentlar (geteroatomlar) bo'lgan karbotsiklik birikmalar deb hisoblash mumkin. Aromatik azot o'z ichiga olgan geterotsiklik birikmalar eng xilma-xil va yaxshi o'rganilgan. Geterotsiklik birikmalarning chegaralangan holatlari tsiklda uglerod atomlarini o'z ichiga olmaydi, masalan, pentazol.

pirol- aromatik besh a'zoli azotli geterotsikl, zaif asosli xususiyatlarga ega. Suyak yog'ida (suyaklarni quruq distillash yo'li bilan olinadi), shuningdek, ko'mir smolasida mavjud. Pirol halqalari porfirinlar tarkibiga kiradi - o'simlik xlorofili, gemoglobinlar va sitoxromlar gemi va boshqa bir qator biologik muhim birikmalar.

Tuzilishi va xususiyatlari. Pirol rangsiz suyuqlik bo'lib, hidi xloroformni eslatadi, havo ta'sirida asta-sekin qorayadi. Bir oz gigroskopik, suvda ozgina eriydi va ko'pchilik organik erituvchilarda yaxshi eriydi. Pirolning tuzilishi 1870 yilda Bayer tomonidan xrom kislotasi bilan maleimidgacha oksidlanishi va suksinimidni rux changi bilan distillash paytida hosil bo'lishiga asoslangan holda taklif qilingan.

Kislotalik va metalllanish. Pirol kuchsiz NH kislota (suvda pKa 17,5) va ishqoriy metallar va ularning amidlari bilan suyuq ammiak yoki inert erituvchilar bilan reaksiyaga kirishib, 1-holatda deprotonatsiyalanadi va tegishli tuzlarni hosil qiladi. Grignard reagentlari bilan reaksiya xuddi shunday davom etadi, bunda N-magniy tuzlari hosil bo'ladi. N-almashtirilgan pirrollar butil- va fenillitiy bilan reaksiyaga kirishib, a-holatga metalllanadi.

54. INDOL (benzo[b]pirol), demoq. m 117,18; rangsiz naftalinning zaif hidli kristallari; m.p. 52,5 °C, bp 254 °S; d456 1.0718; qizdirilganda sublimatsiya qiladi. 150 ° S gacha; m 7.03.10-30 S.m (benzol, 25 °C); suv bug'i, dietil efir va NH3 bilan distillangan; yaxshi sol. org da. eritmalar, issiq suv, suyuqlik NH3. Molekula planar konfiguratsiyaga ega.

Indol zaif asos (pKa -2,4). Protonlanganda u oʻzaro taʼsirlashganda 3H-indoliy kationini (f-la I) hosil qiladi. neytral molekula bilan indol dimerni (II) beradi. Kuchsiz kislota (pKa 17) sifatida suyuq NH3 tarkibidagi Na bilan indol N-natriy indol, KOH bilan 130°C da N-kaliy indol hosil qiladi. Aromatik xususiyatga ega. Aziz siz. Elektr. almashtirish Ch. arr. holatga 3. Nitrlash odatda benzoil nitrat bilan, piridin sulfotrioksid bilan sulfonlash, dioksan dibromid bilan bromlash, SO2Cl2 bilan xlorlash, faol alkilgalogenidlar bilan alkillash amalga oshiriladi. Sirka kislotasida atsetillanish ham mavjud bo'lganda 3-holatga o'tadi. CH3COONa - 1-holatga; sirka angidridida 1,3-diatsetilindol hosil bo'ladi. Indol a,b-to'yinmagan ketonlar va nitrillarning qo'sh bog'lanishiga osongina qo'shiladi.

Aminometilatsiya (Mannich okrugi) engil sharoitda 1-pozitsiyaga, og'ir sharoitlarda - 3-o'ringa o'tadi. Benzol halqasida almashtirish (asosan 4 va 6-pozitsiyalarda) faqat bloklangan holatga ega kislotali muhitda sodir bo'ladi 3. Mavjudlikda. H2O2, peratsidlar yoki yorug'likda indol indoksilga oksidlanadi, keyinchalik u aylanadi. trimer yoki indigoda. O3, MnO2 ta'sirida kuchliroq oksidlanish 2-formamidobenzaldegid hosil bo'lishi bilan pirrol halqasining yorilishiga olib keladi. Engil sharoitda indol vodorod bilan vodorodlanganda pirrol halqasi kamayadi, og'irroq sharoitlarda esa benzol halqasi ham kamayadi.

Indol yasemin va sitrus mevalarining efir moylarida mavjud, kam.-ug tarkibiga kiradi. qatronlar. Indol halqasi muhim tabiatdagi molekulalarning bir qismidir. birikmalar (masalan, triptofan, serotonin, melatonin, bufotenin). Odatda, indol kam.-ug ning naftalin fraksiyasidan ajratib olinadi. qatron yoki o-etilanilinni ikkinchisi bilan degidrogenlash natijasida olinadi. hosil bo'lgan mahsulotning siklizatsiyasi. Indol va uning hosilalari ham karbonil birikmalarining arilgidrazonlarini siklizatsiya qilish orqali sintezlanadi. (R-tion Fisher), o'zaro. a-galogen yoki a-gidroksikarbonil Comm bilan arilaminlar. (R-tion Bischler) va boshqalar. Indolning yadrosi indol alkaloidlari tarkibiga kiradi. Indolning o'zi parfyumeriyadagi hidni aniqlovchi vositadir; uning hosilalari biologik faol birikmalar ishlab chiqarishda ishlatiladi. (gormonlar, gallyutsinogenlar) va lek. Nikoh (masalan, indopan, indometazin).

55. Imidazol- geterosikllar sinfining organik birikmasi, ikki azot atomi va halqada uchta uglerod atomi bo'lgan besh a'zoli halqa, izomerdan pirazolgacha.

Xususiyatlari. O'rnini bosmagan imidazolda tautomerizm tufayli 4 va 5 pozitsiyalari (uglerod atomlari) ekvivalentdir. Aromatik, diazonium tuzlari bilan reaksiyaga kirishadi (birikma). U faqat kislotali muhitda 4-holatda nitratlanadi va sulfonlanadi, galogenlar ishqoriy muhitda 2-holatga, kislotali muhitda 4-holatga kiradi.Imin N da oson alkillanadi va asillanadi, kuchli eritmalar bilan oʻzaro taʼsirlashganda siklni ochadi. kislotalar va peroksidlar. Karboksilik kislotalarning deyarli sabunlanmaydigan efirlari va amidlarining gidrolizlanishini katalizlaydi.

Imidazol asosida juda ko'p turli xil ionli suyuqliklar ishlab chiqariladi.

Qabul qilish usullari. Orto-fenilendiamindan benzimidazol va 4,5-imidazol dikarboksilik kislota orqali.

Glyoksalning (oksalaldegid) ammiak va formaldegid bilan o'zaro ta'siri.

biologik roli. Imidazol halqasi muhim amino kislotalar histidinning bir qismidir. Gistaminning tarkibiy qismi, purin asoslari, dibazol.

56. Piridin- bir azot atomli olti a'zoli aromatik geterotsikl, o'tkir yoqimsiz hidli rangsiz suyuqlik; suv va organik erituvchilar bilan aralashadi. Piridin zaif asos bo'lib, kuchli mineral kislotalar bilan tuzlar beradi, oson qo'sh tuzlar va murakkab birikmalar hosil qiladi.

Kvitansiya. Piridin olishning asosiy manbai ko'mir smolasidir.

Kimyoviy xossalari. Piridin uchinchi darajali aminlarga xos xususiyatlarni namoyon qiladi: u N-oksidlar, N-alkilpiridiniy tuzlarini hosil qiladi va sigma-donor ligand sifatida harakat qila oladi.

Shu bilan birga, piridin aniq aromatik xususiyatlarga ega. Shu bilan birga, konjugatsiya halqasida azot atomining mavjudligi elektron zichligining jiddiy qayta taqsimlanishiga olib keladi, bu esa elektrofil aromatik almashtirish reaktsiyalarida piridin faolligining kuchli pasayishiga olib keladi. Bunday reaktsiyalarda, asosan, halqaning meta pozitsiyalari reaksiyaga kirishadi.

Piridin asosan halqaning orto-para pozitsiyalarida sodir bo'ladigan aromatik nukleofil almashtirish reaktsiyalari bilan tavsiflanadi. Bu reaktivlik piridin halqasining elektron tanqisligidan dalolat beradi, uni quyidagi asosiy qoidada umumlashtirish mumkin: aromatik birikma sifatida piridinning reaktivligi taxminan nitrobenzolning reaktivligiga mos keladi.

Ilova. U bo'yoqlar, dori vositalari, insektitsidlar sintezida, analitik kimyoda, ko'plab organik va ba'zi noorganik moddalarni erituvchi sifatida, spirtni denaturatsiya qilish uchun ishlatiladi.

Xavfsizlik. Piridin toksik, asab tizimiga, teriga ta'sir qiladi.

57. Biologik roli. Nikotinik kislota piridinning hosilasidir. U oshqozon va o'n ikki barmoqli ichakda so'riladi, so'ngra aminatsiyaga uchraydi, natijada nikotinoamid hosil bo'ladi, bu organizmda oqsillar bilan birgalikda 80 dan ortiq fermentlarni hosil qiladi. Bu B5 vitaminining asosiy fiziologik roli. Shunday qilib, nikotin kislotasi oksidlangan organik moddalardan vodorodni olib tashlashni katalizlovchi dehidrogenez kabi muhim redoks fermentlarining bir qismidir. Bu fermentlar tomonidan olib tashlangan vodorod redoks fermentlariga, jumladan riboflavinga o'tadi. Bundan tashqari, sutemizuvchilar tanasida nikotinamid (niatsin) va nikotin kislotasidan piridin nukleotidlari hosil bo'lib, ular NAD va NADP uchun koenzim bo'lib xizmat qiladi. Hayvonlarda bu prekursorlarning etishmasligi pellagra kasalligini keltirib chiqaradi, bu teri, oshqozon-ichak va ichak kasalliklari bilan tavsiflanadi. asab tizimi(dermatit, diareya, demans). NAD va NADP kofermentlari sifatida nikotinik kislota prekursorlari dehidrogenazlar tomonidan katalizlangan ko'plab redoks reaktsiyalarida ishtirok etadi. Nikotinik kislotaning biologik ta'siri oshqozon va ovqat hazm qilish bezlarining sekretor funktsiyasini rag'batlantirish shaklida namoyon bo'ladi (oshqozonda mavjud bo'lganda, erkin xlorid kislotasi kontsentratsiyasi ortadi). B5 vitamini ta'sirida glikogen biosintezining kuchayishi va giperglikemiyaning pasayishi, jigarning detoksifikatsiya funktsiyasining oshishi, qon tomirlarining kengayishi va qon mikrosirkulyatsiyasining yaxshilanishi kuzatiladi.

Nikotinik kislota va oltingugurt o'z ichiga olgan aminokislotalar o'rtasida bog'liqlik mavjud. Protein etishmovchiligi bilan metilnikotinamidning siydik bilan chiqarilishini ko'paytirish oltingugurt o'z ichiga olgan aminokislotalarning dietaga kiritilishi bilan normallashadi. Shu bilan birga, jigarda fosfopirinukleotidlarning tarkibi ham normallashadi.

58. Pirimidin (C4N2H4, Pirimidin, 1,3- yoki m-diazin, myazin) - tekis molekulaga ega bo'lgan geterotsiklik birikma, 1,3-diazinlarning eng oddiy vakili.

jismoniy xususiyatlar. Pirimidin - xarakterli hidli rangsiz kristallar.

Kimyoviy xossalari. Pirimidinning molekulyar og'irligi 80,09 g / mol. Pirimidin zaif diatsidli asosning xususiyatlarini namoyish etadi, chunki azot atomlari musbat zaryadga ega bo'lgan holda, donor-akseptor aloqasi tufayli protonlarni biriktirishi mumkin. Pirimidinning elektrofil o'rnini bosish reaktsiyalarida reaktivlik siklda ikkita azot atomining mavjudligidan kelib chiqqan 2,4,6 pozitsiyalarda elektron zichligining pasayishi tufayli kamayadi. O'zgartirish faqat elektron beruvchi o'rinbosarlar ishtirokida mumkin bo'ladi va eng kam o'chirilgan holatga yo'naltiriladi 5. Biroq, bundan farqli o'laroq, pirimidin tsikldagi 2, 4 va 6 uglerod atomlariga hujum qiluvchi nukleofil reagentlarga nisbatan faoldir. .

Kvitansiya. Pirimidin galogenlangan pirimidin hosilalarini qaytarilishi natijasida olinadi. Yoki barbiturik kislotani fosforli xlor bilan ishlov berish natijasida olingan 2,4,6-trikloropirimidindan.

Pirimidin hosilalari yovvoyi tabiatda keng tarqalgan bo'lib, ular ko'plab muhim biologik jarayonlarda ishtirok etadilar. Xususan, sitozin, timin, urasil kabi hosilalar nuklein kislotalarning tarkibiy birliklari bo'lgan nukleotidlarning bir qismidir, pirimidin yadrosi ba'zi B vitaminlari, xususan, B1, kofermentlar va antibiotiklar tarkibiga kiradi.

59. Purin (C5N4H4, Purin)- geterotsiklik birikma, imidazopirimidinlarning eng oddiy vakili.

Purin hosilalari tabiiy birikmalar kimyosida (DNK va RNKning purin asoslari; NAD kofermenti; alkaloidlar, kofein, teofillin va teobromin; toksinlar, saksitoksin va tegishli birikmalar; siydik kislotasi) va shuning uchun farmatsevtikada muhim rol o'ynaydi.

adenin- azotli asos, purinning amino hosilasi (6-aminopurin). Uratsil va timin (komplementarlik) bilan ikkita vodorod aloqasi hosil qiladi.

jismoniy xususiyatlar. Adenin rangsiz kristall bo'lib, 360-365 S haroratda eriydi. U 266 mc (pH 7) da xarakterli yutilish maksimal (lmax) ga ega, molyar so'nish koeffitsienti (emax) 13500.

Kimyoviy formula S5H5N5, molekulyar og'irligi 135,14 g / mol. Adenin asosiy xossalarini ko'rsatadi (pKa1=4,15; pKa2=9,8). Nitrat kislota bilan o'zaro ta'sirlashganda, adenin o'zining aminokislotasini yo'qotib, gipoksantinga (6-gidroksipurin) aylanadi. Suvli eritmalarda u uchta suv molekulasi bilan kristallangan gidratga aylanadi.

Eruvchanlik. Keling, suvda yaxshi eriydi, ayniqsa issiq, suv haroratining pasayishi bilan adeninning undagi eruvchanligi pasayadi. Spirtda, xloroformda, efirda, shuningdek kislotalar va ishqorlarda yomon eriydi - erimaydi.

Tabiatdagi tarqalishi va ahamiyati. Adenin tirik organizmlar uchun zarur bo'lgan ko'plab birikmalarning bir qismidir, masalan: adenozin, adenozinfosfataza, adenozin fosforik kislotalar, nuklein kislotalar, adenin nukleotidlari va boshqalar. Bu birikmalar shaklida adenin yovvoyi tabiatda keng tarqalgan.

Guanin- azotli asos, purinning amino hosilasi (6-gidroksi-2-aminopurin), nuklein kislotalarning ajralmas qismidir. DNKda replikatsiya va transkripsiya jarayonida u sitozin bilan uchta vodorod bog'ini hosil qiladi (komplementarlik). Dastlab guanodan ajratilgan.

jismoniy xususiyatlar. Rangsiz, amorf kristalli kukun. Erish nuqtasi 365 ° C. HCl dagi guanin eritmasi floresan. Ishqoriy va kislotali muhitda u ultrabinafsha spektrda ikkita yutilish maksimaliga (lmax) ega: 275 va 248 mk (pH 2) va 246 va 273 mk (pH 11).

Kimyoviy xossalari. Kimyoviy formulasi C5H5N5O, molekulyar og'irligi 151,15 g/mol. Asosiy xususiyatlarni ko'rsatadi, pKa1= 3,3; pKa2= 9,2; pKa3=12,3. Kislotalar va ishqorlar bilan reaksiyaga kirishib, tuzlar hosil qiladi.

Eruvchanlik. Kislota va ishqorlarda yaxshi eriydi, efir, spirt, ammiak va neytral eritmalarda yomon eriydi, suvda erimaydi. .

sifatli reaktsiyalar. Guaninni aniqlash uchun metafosforik va pikrik kislotalar bilan cho'ktiriladi, diazosulfon kislotasi bilan Na2CO3 eritmasida qizil rang beradi.

Tabiatda tarqalishi va ahamiyati. Nuklein kislotalar tarkibiga kiradi.

60. Nukleozidlar shakar (riboza yoki deoksiriboza) bilan bog'langan azotli asosni o'z ichiga olgan glikosilaminlardir.

Nukleozidlar shakarning birlamchi alkogol guruhidagi hujayra kinazlari bilan fosforlanishi mumkin va tegishli nukleotidlar hosil bo'ladi.

Nukleotidlar- nukleozidlarning fosforik efirlari, nukleozid fosfatlar. Erkin nukleotidlar, xususan, ATP, cAMP, ADP hujayra ichidagi energiya va axborot jarayonlarida muhim rol o'ynaydi, shuningdek, nuklein kislotalar va ko'plab kofermentlarning tarkibiy qismidir.

Nukleotidlar - nukleozidlar va fosfor kislotalarining efirlari. Nukleozidlar, o'z navbatida, azot atomi orqali shakar qoldig'ining C-1 atomiga bog'langan geterotsiklik fragmentni o'z ichiga olgan N-glikozidlardir.

Nukleotidlarning tuzilishi. Tabiatda eng keng tarqalgan nukleotidlar purinlarning b-N-glikozidlari yoki pirimidinlar va pentozalar - D-riboza yoki D-2-riboza. Pentoza tuzilishiga qarab, mos ravishda RNK yoki DNK - murakkab biologik polimerlar (polinukleotidlar) molekulalarining monomerlari bo'lgan ribonukleotidlar va deoksiribonukleotidlar ajralib turadi.

Nukleotidlardagi fosfat qoldig'i odatda ribonukleozidlarning 2'-, 3'- yoki 5'-gidroksil guruhlari bilan efir bog'ini hosil qiladi; 2'-deoksinukleozidlar bo'lsa, 3'- yoki 5'-gidroksil guruhlari esterlanadi.

Ikki nukleotid molekulasidan tashkil topgan birikmalar dinukleotidlar, uchtasi - trinukleotidlar, oz sonli - oligonukleotidlar va ko'p - polinukleotidlar yoki nuklein kislotalar deb ataladi.

Nukleotid nomlari standart uch yoki to'rt harfli kodlar ko'rinishidagi qisqartmalardir.

Agar qisqartma "d" (inglizcha d) kichik harfi bilan boshlansa, deoksiribonukleotid nazarda tutiladi; "d" harfining yo'qligi ribonukleotidni bildiradi. Agar qisqartma "c" (inglizcha c) kichik harfi bilan boshlangan bo'lsa, unda biz nukleotidning tsiklik shakli (masalan, cAMP) haqida gapiramiz.

Qisqartmaning birinchi bosh harfi ma'lum bir azotli asosni yoki mumkin bo'lgan nuklein asoslar guruhini ko'rsatadi, ikkinchi harf strukturadagi fosfor kislotasi qoldiqlari sonini ko'rsatadi (M - mono-, D - di-, T - tri-), uchinchi bosh harf esa har doim F harfi ("-fosfat"; inglizcha P).

Nuklein asoslari uchun lotin va rus kodlari:

A - A: adenin; G - G: Guanin; C - C: Sitozin; T - T: RNKda bo'lmagan timin (5-metiluratsil), DNKda urasil o'rnini egallaydi; U - U: DNKda bo'lmagan urasil RNKda timin o'rnini egallaydi.