4-Амалий машғулот 4-Мавзу: Оптик фаоллик ва унинг назарий асослари

4-Амалий машғулот

4-Мавзу: Оптик фаоллик ва унинг назарий асослари

Энантиомерларнинг суюқланиш ва қайнаш ҳароратлари, зичлиги, синдириш кўрсаткичи, одатдаги эритувчиларда эрувчанлиги бир хил бўлиб, фақат қутбланган нур текислигини ўнгга ёки чапга буриши билан фарқ қилади. Хирал молекулаларнинг эритмалари қутбланган нур текислигини ўнгга ёки чапга буриш хусусиятига эга.

Оптик фаоллик ҳодисасини ўрганишда француз олимлари Д. Араго, Ж. Био, Л. Пастер, э. Коттон, О. Френел катта ҳисса қўшдилар. 1815-йилда Ж. Биософскипидарнинг, кейинчалик бир қатор органик моддалар эритмалари ва буғларининг оптик фаоллигини кашф қилди. 1874-йилда Вант-Гофф ва Ле-Бел ўзларининг оптик изомерия назариясини яратганларида, тузилиши аниқланган атиги 13 та оптик фаол органик бирикма маълум эди. 1927-йилга келиб оптик фаол органик бирикмаларнинг сони 12700 тага етди. Шу даврдан бошлаб уларнинг сони ҳар йили кескин ошиб бормоқда.

Организм учун зарур бўлган оқсиллар, углеводлар, нуклеин кислота-лар, алкалоидлар ва бошқа табиий бирикмалар оптик фаол моддаларга киради. Оптик фаоллик ҳодисаси муҳим биологик аҳамиятга эга. Табиий оптик фаолликни намоён қиладиган моддаларнигина оптик фаол моддалар дейилади. Сунъий оптик фаоллик ҳам бор. Магнит майдонида жойлаштирил-ган оптик фаолмас моддалар сунъий оптик фаолликни намоён қилади. Бундан кейин биз табиий оптик фаолликга эга моддаларнигина кўриб чиқамиз ва уларни тўғридан-тўғри “оптик фаол моддалар” деб юритамиз. Турли текисликда ҳаракат қилаётган оддий ёруғлик нури, махсус Никол призмасидан ўтказилганда қутбланиб, муайян текисликда йўналса, бундай нур қутбланган нур дейилади (24-расм).

Қутбланган нурнинг ҳаракат текислигига перпендикуляр бўлган текислик қутбланиш текислиги дейилади.

1-расм. Ёруғлик нурининг Никол призмаси орқали ўтиши ва оптик фаол модданинг қутбланган ёруғлик текислигини буриши схемаси. 1-қутбланмаган нур; 2-Никол призмаси; 3-қутбланган нур; 4-оптик фаол модда эритмаси; 5-ёруғлик қутбланиш текислигининг ўзгариши.

Органик моддаларнинг оптик фаоллиги поляриметр ёрдамида аниқла-нади ва ўлчанади. Оптик фаол модданинг кузатилган буриш бурчаги “α” ҳарфи билан белгиланади. Бу нурнинг тўлқин узунлигига (λ), нур ўтадиган қаватнинг қалинлигига (l), ҳароратга (t) боғлиқ бўлиб, қуйидаги формула билан топилади.

Бу ерда [α]–солиштирма бурувчанлик қиймати; t–оптик фаоллик ўлчанган вақтдаги ҳарорат (одатда у хона ҳароратига яни 25⁰C га тенг); λ–нурнинг тўлқин узунлиги ; α – эритманинг тажрибада аниқланган буриш бурчаги; l–кювета узунлиги, дм; C – модда концентрацияси, 100 мл эритмада-ги модданинг граммлар сони, ρ – модданинг зичлиги, г/см³.

Солиштирма бурувчанлик–модданинг оптик фаоллигини тавсифлайди-ган физикавий доимийлик ҳисобланади. У суюқланиш ва қайнаш ҳарорат-лари сингари моддаларни идентификасиялашда муҳим аҳамиятга эга.

Қутбланган нур текислигини ўнгга бурадиган энантиомер ўнгга бурувчи энантиомер дейилади ва у (+) билан белгиланади. Қутбланган нур текислигини чапга бурадиган энантиомер чапга бурувчи энантиомер дейилади ва у (-) билан белгиланади. Иккита энантиомернинг бир хил эритувчида эритилган, тенг концентрацияли, ўхшаш кюветаларга жойлаштирилган эритмалари қутбланган нур текислигини бир хил бурчакга, лекин қарама-қарши томонларга буради. Масалан, (+)-2-бутанолнинг солиштирма бурувчанлиги _ +13,52⁰, (−)-2-бутанолнинг солиштирма бурувчанлиги _ -13,52⁰. Энантиомерларнинг тенг миқдордаги аралашма-си бир-бирининг оптик фаоллигини компенсациялаб сўндиради ва бу оптик фаоллиги йўқолган эритма ратсемат аралашма (рацемик шакл, рацемик модификация) дейилади ва (±) билан белгиланади.

ХIХ асрда киритилган “оптик фаоллик” атамаси хирал бирикмаларни изоҳлашда бирмунча ноқулайликлар туғдиргани учун қарор “хираллик” атамасидан фойдаланиш қабул қилинган. Хирал молекулалар бир неча хил бўлади: Уларнинг биринчи хили бир ёки бир неча C^*-асимметрик углерод атоми тутади . Иккинчи хил хирал молекулаларда C^* ва симметрия элементи бўлмайди. Буларга функционал алмашинган алленлар (25-расм, а) ва умумий “C” атомига эга бўлган бициклик бирикма – спиранлар (25-расм, б) киради.

Учинчи хил хирал молекулалар би- ёки полиҳалқали аренлар бўлиб, уларнинг энг оддийси орто-ҳолатларда турли ўринбосарлар тутган бифенил-лар мисол бўлади. Бу молекулаларда бензол ҳалқалари икки хил текисликда жойлашган, аммо о-ҳолатлардаги фазовий ҳажми катта ўринбосарлар бензол ҳалқалари қолдиғини бир-бирига нисбатан бурилиб, бир текисликда жойлашувига имкон бермайди (26-расм). Бу иккита (R ва S) изомерлар атропоизомерлар дейилади.

25-расм. Оптик фаол аллен – (а) ва спиро-2,2-пентан – (b).

Назорат саволлари

1. Энантиомерларнинг суюқланиш ва қайнаш ҳароратлари, зичлиги, синдириш кўрсаткичи ҳақида фикрингизни баён қилинг.

2. Организм учун зарур бўлган оқсиллар, углеводлар, нуклеин кислота-лар, алкалоидлар ва бошқа табиий бирикмалар оптик фаол моддаларга кирадими. Фикрингизни исботланг.

3. Қандай нур қутбланган нур дейилади.

Aдабиётлар

1. Великогородов А.В. Стереохимия. Стереоселективньш синтез. Астрахань. Издательский дом “Астраханский университет”, 2012. -124 с.

2. Илиел Э. Основь! стереохимии. М.: Бином. Лаборатория знаний 2005 -

119 с. '

3. Травень В.Ф. Органическая химия. М.: ИКЦ “Академкнига”, 2004 Т 1

727 с. Т. 2. -582 с. ’ ‘

4. Смит В.А., Дильман А.Д. Основн современного органического синтеза. М.: Бином. Лаборатория знаний, 2009. -750 с.

5. Реутов О.А., Курц А.Л., Бутин К.П. Органическая химия. Учебник для вузов: В 4-х т. М.: Бином. Лаборатория знаний, 2004-2005 гг.

6. Потапов В.М. Стереохимия. М.: Химия, 1988. -464 с.

Интернет сайтлари

1. www.natlib.uz

2. www.nuuz.uz

3. www.Ziyo.net.

4. www.chernistry.ru.