Aralash funfsiyali birikmalar Reja
Download 152.44 Kb.
|
Aralash funksiyali birikmalar
|
Aralash funfsiyali birikmalar Reja: 1.Oksikislotalar. 2.Oksialdegidlar va oksiketonlar. 3.Aldegida va ketonkislotalar. 4.Aminokislotalar. ARALASH FUNKSIYALI BIRIKMALAR Aralash funksiyali birikmalarning tuzilishida bir vaqtning o‘zida ikki va undan ortiq funksional guruh ishtirok etadi. Ularga oksikislotalar, oksialdegid va oksiketonlar, aminokislotalar va boshqalar misol bo‘ladi. OKSIKARBON KISLOTALAR Molekulasi tarkibida gidroksil (OH) va karboksil –COOH gruppalar bo’lgan organik karbon kislotalar oksikarbon kislotalar yoki gidroksikarbon kislotalar deyiladi. Oksikislotalar molekulasi tarkibidagi karboksil gruppa soniga qarab bir asosli, ikki asosli, uch asosli kislotalarga, gidroksil gruppaning umumiy soniga qarab ikki atomli, uch atomli kislotalarga bo’linadi. Masalan: Sut kislota : H3C–CHOH–COOH bir asosli–ikki atomli kislota. Olma kislota : HOOC–CHOH–CH2–COOH ikki asosli–uch atomli kislota. Nomenklaturasi. Oksikislotalarning ko’pchiligi asosan trivial nom bilan ataladi, ya’ni kislotaning nomi shu kislota birinchi marta qanday xomashyodan olinganligini yoki qanday birikmalar tarkibida uchrashini ko’rsatadi. HOCH2–COOH glikol kislota H3C–CHOH–COOH sut kislota HOOC–CHOH–CH2–COOH olma kislota OH HOOC–CH2–C–CH2–COOH limon kislota COOH Ratsional nomenklaturaga binoan oksikislotalarning nomlari tegishli karbon kislotalarning trivial nomlari va oksi-, dioksi-, trioksi-, old qo’shimchasidan hosil qilinadi. Oksigruppalarning zanjirdagi holati α - ,β -, γ-, yunon harflari bilan ko’rsatiladi. Harflash karboksil gruppa bilan bog’langan C-atomidan boshlanadi. Masalan: γ β α H3C–CH2–CHOH–COOH α-oksimoy kislota γ β α H3C–CHOH–CH2–COOH β-oksimoy kislota α α` HOOC–CHOH–CHOH–COOH α, α`-dioksi qahrabo kislota(vino kislota) Oksikislotalarni sistematik nomenklaturaga binoan nomlashda uzun zanjirdagi C-atomlari sonini ifodalovchi kislota nomiga gidroksil gruppa holatini ko’rsatuvchi raqam bilan «gidroksi» old qo’shimchasi qo’shiladi. Raqamlash karboksil gruppadan boshlanadi. Masalan: 3 2 1 H3C–CHOH–COOH 2-gidroksi propan kislota 3 2 1 H3C–COH–COOH 2-gidroksi-2-metil propan kislota CH3 3 2 1 H2COH–CH–COOH 3-gidroksi-2-metil propan kislota CH3 Izomeriyasi. Oksikislotalarning izomeriyasi: 1.Molekuladagi gidroksil gruppaning karboksil gruppaga nisbatan qanday joylashganligiga; Kislota molekulasining tarmoqlangan yoki tarmoqlanmaganligiga bog’liq bo’ladi. Masalan: molekulasida 4 ta C-atomi bo’lgan oksikislotaning 5 ta izomeri bor:
Oksikislotalar molekulasida asimmetrik C-atomlari bo’lsa, fazoviy ko’zgu (optik) izomerlar vujudga keladi. Masalan: sut kislotaning shunday ko’zgu izomerlari bor: D (+) sut kislota. D (-) sut kislota. Olinishi. Oksikarbon kislotalar tabiatda ko’p tarqalgan bo’lib, m-n: (olma, sut, limon kislotalar), ular asosan o’simliklar tarkibida uchraydi. Oksi monokarbon kislotalarning molekulasida ham gidroksil gruppa, ham karboksil gruppa bo’lganligi sababli ular spirtlarga karboksil gruppa yoki kislotalarga gidroksil gruppa kiritish orqali sintez qilinadi. Oksikarbon kislotalar, 1,2-glikollar yoki ularning kamida bitta birlamchi spirt gruppasi (-CH2OH) bo’lgan hosilalarini oksidlash yo’li bilan hosil qilinadi: HOCH2–CH2OH + O2 → H2O + HOCH2–COOH glikol kislota etilenglikol HOCH2–CHOH–CH3 + O2 → H2O + H3C–CHOH–COOH sut kislota propandiol-1,2 Galogen kislotalardagi galogen atomini gidroksil gruppaga almashtirib olish. Bu reaksiya α-galoid kislotalarning ishqor yoki suv bilan qizdirish orqali amalga oshiriladi: ClCH2–COOH + HOH → HCl + HOCH2–COOH ClCH2–COOH + NaOH → NaCl + HOCH2–COOH Aldegid va ketonlardan olish. Aldegid va ketonlarga HCN kislota ta’sir ettirib, hosil bo’lgan oksinitrillarni gidrolizlash bilan sanoatda oksikislotalar olinadi: OH R–COH + HCN → R–CH–CN + 2HOH → NH3 + R–CHOH–COOH R—C=O + HCN → R—C—OH + 2HOH → R–C(OH) –COOH + NH3 R R CN R Fizik xossalari. Oksikarbon kislotalarning dastlabki vakillari suvda yaxshi eruvchan, qovushqoq suyuqlik yoki kristall moddalardir. Kimyoviy xossalari. Oksikarbon kislotalar o’ziga mos keadigan to’yingan yog’ kislotalariga nisbatan kuchli kislotalardir. Oksikarbon kislotalar bifunksional moddalardir. Molekulasida ham gidroksil, ham karboksil gruppasi bo’lganligi sababli spirtlarga va kislotalarga xos barcha reaksiyalarga kirishadi. Barcha oksikarbon kislotalar spirtlar bilan reaksiyaga kirishib murakkab efirlar hosil qiladi. H3C–CHOH–COOH + C2H5OH → H2O + H3C–CHOH–COOC2H5 sut kislotaning etil efiri Karboksil gruppa hisobiga kislotalarga xos reaksiyalarga kirishib, tuzlar, murakkab efirlar, amidlar va boshqa moddalarni hosil qiladi: H3C–CHOH–COOH + NaOH → H2O + H3C–CHOH–COONa H3C–CHOH–COOH + CH3OH → H2O + H3C–CHOH–COOCH3 H3C–CHOH–COOH + NH3 → H2O + H3C–CHOH–CONH2 Oksikarbon kislotalarga xos reaksiyalar. Oksikarbon kislotalarning o’ziga xos reaksiyalaridan biri shuki, ular bir xil sharoitda qizdirilganda molekulasidan osonlik bilan bir molekula suv ajralib, har xil moddalar hosil bo’ladi. α-oksikarbon kislotalar qizdirilganda osonlik bilan ikki molekula kislotadan, ikki molekula suv ajralib chiqib, siklik murakkab efir hosil bo’ladi: H3C–CH–OH + HO–C=O 2HOH + H3C–CH–O–C=O laktid. COOH HO–CH–CH3 CO–O–CH–CH3 Siklik murakkab efirlar laktidlar deb ataladi. Ular gidrolizlanganda α- oksikarbon kislotalar hosil bo’ladi. β- oksikarbon kislotalar qizdirilganda bir molekula suv ajralib chiqib, to’yinmagan karbon kislotalar hosil bo’ladi: β α t0 H2COH–CH2–COOH HOH + H2C=CH–COOH akril kislota γ β α t0 H3C–CHOH–CH2–COOH HOH + H3C–CH=CH–COOH kroton kislota γ-oksikarbon kislotalar erkin holda beqaror bo’lib, faqat tuz holidagina ma’lumdir. γ-oksikarbon kislotalar osonlik bilan qizdirilmasa ham sekin-asta o’zidan suv ajratib besh yoki olti a’zoli siklik birikmalar laktonlarni hosil qiladi: Shunday qilib, hosil bo’lgan moddalarning xiliga qarab α - ,β -, yoki γ- oksikarbon kislotalarni ajratish mumkin. Laktonlar barqaror modda bo’lib, qizdirilganda parchalanmasdan haydaladi. Laktonga o’yuvchi ishqor ta’sir ettirilsa, lakton halqasi uzilib, tuz hosil bo’ladi: γ-oksikarbon kislotalarning tuzlari ancha barqaror hisoblanadi. Bu tuzlarga biror kislota ta’sir ettirilsa, oksikislotalar hosil bo’ladi. Lekin spirtning OH gruppasi bilan karboksilning OH gruppasi fazoda bir-biriga yaqin turgani sababli, ular hosil bo’lishi bilan darhol besh va olti a’zoli siklik laktonlarga aylanadi. a) β-oksikarbon kislotalar oson qaytarilib, karbon kislotalarni hosil qiladi: H3C–CHOH–COOH + 2HJ → H2O + J2 + H3C–CH2–COOH b) β-oksikarbon kislotalar suyultirilgan mineral kislotalar ishtirokida qizdirilganda parchalanadi. Reaksiya natijasida chumoli kislota va aldegid yoki keton hosil bo’ladi: R–COH–COOH → HCOOH + R–CO–R R H+ R–CHOH–COOH → HCOOH + R–CHO Oksikarbon kislotalarning suvli eritmasi to’yingan kislotalarga nisbatan kuchli kislota xususiyatiga ega. Chunki oksikarbon kislotalardagi gidroksil gruppa karboksil gruppaning dissotsilanishini kuchaytiradi. M-n:oksisirka kislotaning dissotsilanish konstantasi(K=1.48.10-4), sirka kislotaning dissotsilanish konstantasi (K=1.76.10-5) dan katta. Sut kislota yoki oksipropion kislotani H3C–CHOH– COOH 1780 yilda nemis kimyogari K.B.Sheele birinchi marta qatiqdan ajratib olgan. ALDEGIDO VA KETOKISLOTALAR Tuzilishida bir vaqtning o‘zida karbonil va karboksil guruhlari ishtirok etadigan birikmalar aldegidokislotalar yoki ketonokislotalar deyiladi. Karboksil va karbonil guruhlarini o‘zaro xolatiga qarab ular -, -, - va x.k. Aldegido- va ketonokislotalarga bo‘linadilar. Ular empirik va sistematik nomenklaturalar bo‘yicha nomlanadlilar. Quyida aldegid- va ketonokislotalarni nomlashga misol keltiramiz.
Olinish usullari. Glioksil kislota tabiatda g‘o‘r mevalar tarkibida uchraydi. Uni etil spirtini, glikolin yoki glikol kislotani oksidlab hosil qilish mumkin. 2) Dixlor sirka kislotani gidrolizlab olish mumkin: CHCl2 – COOH + H2O OHC – COOH + 2HCl Xossalari. Glioksil kislota aldegidlar va kislotalar uchun xos bo‘lgan reaksiyalarga kirisha oladi. Atsetosirka kislota va uning tuzlari beqaror birikmalar bo‘lib qizdirilganda oson parchalanadi: CH3 – CO – CH2COOH CH3 – CO – CH3 + CO2 Atsetosirka kislota va uning tuzlarining beqarorligi sababi karbonil va karboksil guruhlar ta’sirida o‘ta tutashishning vujudga kelishi va -bog‘larining zaiflashuvi hisoblanadi, ya’ni O H O CH3 – C – C – C – H H Atsetosirka kislotaning etil efiri organik sintezda muxim rol o‘ynaydi. Atsetosirka efiri – 1810C da qaynaydigan yoqimli xidga ega bo‘lgan suyuqlik. Uni diketenga etil spirti ta’sir ettirib yoki etilatsetatdan olish mumkin. OKSIALDEGIDLAR VA OKSIKETONLAR Tuzilishida bir vaqtning o‘zida gidroksil va karbonil guruhlari bo‘lgan birikmalar oksialdegidlar va oksiketonlar deyiladi. Gidroksil va karbonil guruhlarning o‘zaro xolatlariga qarab, ular -, -, - va x.k. oksialdegid va oksiketonlarga bo‘linadilar CH3 – CH2 – CH – CHO CH3 – CH – CH2 – CHO OH α-oksimoy aldegid β- oksimoy aldegid 2-oksibutanal 3-oksibutanal Oksialdegid va oksiketonlar ko‘p atomli spirtlarni oksidlab, galogen saqlovchi aldegid va ketonlarni gidrolizlab, aldol kondensatlanish orqali va boshqa usullar bilan olinishi mumkin: Ko‘p atomli spirtlarni oksidlanganda oksialdegid va oksiketonlarning aralashmasi hosil bo‘lishi mumkin, maslan: 1-modda glitserin aldegid 2-modda dioksiatseton AMINOKISLOTALAR Molekulasida bir vaqtning o’zida ham aminogruppa – NH2, ham karboksil – COOH gruppa bo’ladigan azotli organik birikmalar aminokislotalar deb ataladi. Aminokislotalarni organik kislotalarning hosilalari deb – ya’ni kislotalar radikalidagi bir yoki bir necha H-atomlarining aminogruppaga almashinishining natijasi deb qarash mumkin. Ularning umumiy formulasi CnH2n(NH2)(COOH) yoki H2N–R–COOH ga to’g’ri keladi. Aminokislotalar aminogruppa – NH2 va karboksil – COOH gruppalarning soniga qarab uch xil bo’ladi: Molekulasida bitta aminogruppa - NH2 va bitta karboksil – COOH gruppa tutgan aminokislotalar. Bunday aminokislotalar monoamino-monokarbon kislotalar deyiladi. M-n: H2N–CH2–CH2–COOH Ushbu tarkibdagi aminokislotalarning eritmalari neytral muhitga ega bo’ladi. Molekulasida ikkita aminogruppa - NH2 va bitta karboksil – COOH gruppa tutgan aminokislotalar. Bunday aminokislotalar diamino-monokarbon kislotalar deyiladi. M-n: H2N–CH–CH2–COOH NH2 Ushbu tarkibdagi aminokislotalarning eritmalari asosli muhitga ega bo’ladi. Molekulasida bitta aminogruppa - NH2 va ikkita karboksil – COOH gruppa tutgan aminokislotalar. Bunday aminokislotalar monoamino-dikarbon kislotalar deyiladi. M-n: H2N–CH–CH2–COOH COOH Ushbu tarkibdagi aminokislotalarning eritmalari kislotali muhitga ega bo’ladi. Radikalning tabiatiga ko’ra aminokislotalar alifatik, aromatik, oltingugurtli, gidroksil gruppali, geterotsiklik, to’yingan va to’yinmaganlarga farqlanadi. Aminokislotalar juda muhim ahamiyatga ega, chunki hayot uchun nihoyatda zarur bo’lgan modda – oqsilning molekulalari α-aminokislotalar qoldig’idan tashkil topganligi sababli, aminokislotalar juda katta ahamiyatga egadirlar. Oqsillar gidrolizlanganda α-aminokislotalarga ajraladi. Nomenklaturasi. Aminokislotalarning gomologik qatori aminosirka kislotadan boshlanadi. Aminochumoli kislota mavjud emas. Aminokislotalarni nomlashda emperik va sistematik nomenklaturadan foydalaniladi. Empirik nomenklatura bo’yicha nomlashda aminokislotalar nomi tegishli kislota nomi oldiga amino so’zi qo’shib hosil qilinadi. Karboksil va aminoguruhlarning holati -, -, γ- kabi hariflar bilan ifodalaniladi. Chunki, 2 ta C-atomi tutgan aminokislota H2N–CH2–COOH α-aminosirka kislota yoki glikokol (grekcha «glycos» - shirin va «kolla» - yelim so’zlaridan kelib chiqqan). U shirin ta’mga ega bo’lib, birinchi marta «hayvon yelimidan» ajratib olingan. Sistematik nomenklaturada esa aminoguruhning holati raqamlar bilan ko’rsatiladi va raqamlash karboksil gruppa tomondan boshlanadi, dastlab amino gruppa joylashgan uglerod raqami keyin amino so’zi va aminokislotalarning nomi tegishli to’yingan uglevodorod nomidan hosil qilinadi. Masalan:
Aminokislotalar tuzilishida bir yoki bir necha karboksil guruhi bo’lishi mumkin. Karboksil guruhi soni, uning asosligini belgilaydi. Aminokislotalarning tarkibida bir yoki bir necha aminoguruhi bo’lishi mumkin. Aminokislotalar izomeriyasi oksikislotalarnikiga o’xshash bo’ladi. Izomeriyasi. Aminokislotalarning izomeriyasi: a) birinchidan funksional gruppalarning bir-biriga nisbatan joylashgan holatiga va ularning tarmoqlangan yoki tarmoqlanmaganligiga bog’liq: 5 4 3 2 1 CH3–CH2–CH2–CH–COOH α-aminovalerian kislota (2-aminopentan kislota) NH2 4 3 2 1
CH3 NH2 Ikkinchidan, molekulada amino – NH2 gruppaning karboksil – COOH gruppaga nisbatan joylashishiga bog’liq: 5 4 3 2 1 CH3–CH2–CH2–CH–COOH α-aminovalerian kislota (2-aminopentan kislota). NH2 5 4 3 2 1 CH3–CH2–CH–CH2–COOH β-aminovalerian kislota (3-aminopentan kislota). NH2 5 4 3 2 1 CH3–CH–CH2–CH2–COOH γ-aminovalerian kislota (4-aminopentan kislota). NH2 Uchinchidan, aminokislotalar molekulasidagi asimmetrik C-atomi hisobiga ko’zgu (optik) izomeriyaga ega. M-n: α – aminopropion kislota (alanin) D va L-shakllarda bo’lib, L-shakli tabiatda keng tarqalgan: COOH COOH H–C–NH2 H2N–C–H CH3 CH3 D - alanin L - alanin Tabiatda uchrashi va olinishi. α – aminokislotalar tabiatda o’simlik, hayvon va inson organizmlaridagi oqsillarning asosiy tarkibini tashkil etadi. Oqsillarning asosiy manbalari go’sht, un, sut, qon, teri, jelatina, jun, soch tolasi, kazein kabi tabiiy manbalar bo’lib, ulardan 22 xil α – aminokislotalar ajratib olingan. Buning uchun oqsillar kislotali muhitda gidroliz qilinadi. Oqsilli moddalarni gidrolizlash. Oqsillar gidrolizlanganda 20-25 dan ortiq α – aminokislotalar aralashmasi hosil bo’ladi. Bu aralashmalardan sof holdagi α – aminokislotalar ion almashinish xromatografiyasi usuli bilan ajratib olinadi. Bu usul bilan olingan aminokislotalar sintez yo’li bilan olishga qaraganda arzon tushadi. Bu jarayonni quyidagicha ifodalash mumkin: Oqsil → pepton → polipeptid → peptid → α – aminokislotalar Sintetik usulda aminokislotalar quyidagicha olinadi: Galogenli kislotalardan olish. Karbon kislotalarga galogen ta’sir ettirib, galogenli karbon kislotalar olinadi: CH3–COOH + Cl2 → HCl + CH2Cl–COOH α – xlorsirka kislota So’ngra hosil bo’lgan kislotalarning galogenli hosilalariga ammiak ta’sir ettirib, aminokislotalar olinadi: CH2Cl–COOH+NH3→NH4Cl+H2N–CH2–COOH α–aminosirka kislota (glitsin) Aldegidlarga ammiak va sianid kislota ta’sir ettirib, - aminokislotalar olinadi. Bunda dastlab aldemin, so’ngra - aminokislotalarning nitrili hosil bo’ladi. Hosil bo’lngan nitril gidrolizlanganda - aminokislotalarga aylanadi. N.D. Zelinskiy bu usulni ancha soddalashtirdi. U karbonil birikmaga ketma- ket ammiak va sianid kislota ta’sir ettirish o’rniga kaliy sianid bilan ammoniy xlorid aralashmasini ta’sir ettirdi: R – CHO + KCN + NH4Cl + H2O R – CH – COONH4 + KCl NH2 Nitrokislotalar va oksimlarni qaytarib olish. Nitrikislotalar yoki oksimlarni katalizator ishtirokida vodorod bilan qaytarib, α – aminokislotalar olish mumkin. M-n: Ni, Pd CH3–CH2–CH2–CH–COOH + 3H2 2H2O + CH3–CH2–CH2–CH– COOH NO2 NH2 Aldegid va ketonlardan olish. Aldegid va keton kislotalarni ammiak ishtirokida katalitik qaytarish usuli bilan α – aminokislotalar olish mumkin. M-n: Ni
NH NH2 Download 152.44 Kb. Do'stlaringiz bilan baham: 
|