Органик кимё фанидан Ўқув-услубий мажмуа
Download 29.83 Mb. Pdf ko'rish
|
|
Ammiak tipi. Bu tip orqali aminlar, aminokislotalar va boshqa birikmalarning sistemaga solingan tuzilishi tushuntirilgan: NH 3
CH 3 −NH 2
CH 3 −NH−CH 3 H 2 N−CH 2 −COOH
metil amin dimetil amin aminosirka kislota CH 3 −CONH 2 HO−CH 2 −CH 2 −NH 2 sirka kislota amidi etanolamin Metan tipi. Bu tipni 1858-yili nemis kimyogari Kekulye taklif qilgan bo’lib, u metandagi vodorod atomlari o’rniga atomlar gruppasining almashinishidan uglevodorodlar, spirtlar, galogenli va boshqa birikmalarning hosil bo’lishi bilan tushuntiriladi: CH 4 CH 3 −CH 3 CH 3 −OH CH 3 −Cl CH 2 Cl 2 metan metilmetan metil spirt metilxlorid dixlormetan Tiplar nazariyasi organik kimyoning rivojlanishiga ancha hissa qo’shdi. Tiplar nazariyasi sun’iy va zo’rma-zo’rakilik bilan XIX asr o’rtalarida boshlangan katta tajribalar natijasida
23
olingan moddalarni sinflashga imkon berdi. Lekin bu nazariya organik birikmalarning yangi sinflari mavjudligini va ularni olish usullarini oldindan aytib berishga ojizlik qildi. Organik kimyoning keyingi taraqqiyoti tubdan yangi nazariya yaratishni taqozo etar edi. XIX asrning 60 yillariga kelib organik kimyoda katta boy materiallar to’plangan edi,
yaratilishiga asos bo’ldi. 1852/53-yillari E.Franklend tomonidan valentlik tushunchasi kiritildi. 1857-yili nemis kimyog’arlari Kekule va Kolbelar organik birikmalarda uglerodning doimo to’rt valentliligini, 1858-yili F.Kekulye va shotlandiyalik olim Kuper bilan bir vaqtda
birika olishligini, bunda u o’zining bir, ikki, yoki uch valentliligini sarflashini isbotladilar. Kuper kimyoviy birikmalardagi bog’lanishni chiziqcha bilan ifodalashni taklif etadi. 1858 yildan boshlab A.M.Butlerov kimyoviy tuzilish nazariyasi ustida ishlay boshladi. Bu nazariyani yaratishda u M.V. Lomonosov va Daltonning atomistik va materialistik qarashlariga asoslangan. XIX asrning o’rtalariga kelib amaliy kimyoning rivojlanishi natijasida ko’p tajriba ma’lumotlari to’planib qoldi. Organik kimyoda to’plangan ma’lumotlarga va o’zining boy tajribasiga asoslangan holda A.M.Butlerov 1861-yilda «organik birikmalarning
birikkan va ularning birikish tartibini kimyoviy usullar yordamida isbotlash mumkin, degan xulosaga asoslanadi. Nazariyaning ikki xil ta’rifi mavjud: A.M.Butlerov ta’rifi va uning hozirgi
va ayniqsa, moddaning tuzilishiga qarab xossalarini aytib berish mumkinligini isbotladi. Shved kimyogari I.Ya.Berselius tomonidan aniqlangan izomeriya hodisasining mohiyatini birinchi bo’lib tushunturib berdi (1864-yil), izobutilenni sintez qildi va uning polimerlanish reaksiyasini amalga oshirdi (1867-yil), bu bulan yuqori molekular birikmalar sinteziga asos soldi. Ko’p organik moddalarni sintez qildi. A.M.Butlerov «organik birikmalarning kimyoviy tuzilish» nazariyasining asosiy g’oyalarini 1861-yilda Shpeyerda tabiatshunoslarning qurultoyida «ximiyaviy moddalarning tuzilishi» haqidagi ma’ruzasida quyidagicha bayon qilgan: 1. Organik modda molekulasidagi atomlar tartibsiz joylashgan emas, balki ular bir-biri bilan o’z valentliklariga muvofiq ravishda, ketma-ketlikda, ma’lum bir izchillikda bog’langanlar. Molekulada atomlarning bunday izchillikda birikishi kimyoviy tuzilish deyiladi. 2. Organik moddalarning fizik va kimyoviy xossalari uning molekulasi tarkibiga qanday atomlar va qancha miqdorda bo’lishigagina emas, balki ularning o’zaro qanday joylashganligiga ya’ni kimyoviy tuzilishiga ham bog’liqdir. Tuzilish nazariyasining bu qoidasi, organik kinyoda keng uchraydigan izomeriya hodisasining mohiyatini tushuntirib beradi.
deb hisoblanar edi. Ko’pchilik olimlar hatto molekulada atomlar real mavjudligini inkor etar edi. A.M.Butlerov bu fikrlarni noto’g’ri ekanligini isbotlab berdi. U moddalarning xossalarini 24
o’rganish orqali molekulaning tuzilishini, aksincha, molekulaning tuzilishi orqali ba’zi kimyoviy xossalarini aytib berish mumkinligini amalda ko’rsatib berdi. Bu nazariya avvalgi barcha mavjud nazariyalardan tubdan farq qilib, ko’p noma’lum birikmalarning olinish usullarini tushuntirib bera oldi. Bu nazariya keyinchalik Kekule tomonidan yaratilgan aromatik birikmalarning
joylashish nazariyasini stereokimyoviy nazariyalar bilan to’ldirildi. 4. Organik moddalar molekulasidagi atomlar va atomlar gruppasi o’zaro bir-biriga doimiy ta’sirda bo’ladilar. Bevosita bog’langan atomlar bir-biriga ko’proq, bevosita bog’lanmaganlari esa kamroq ta’sir etadi. Organik moddalarning kimyoviy reaksiyalarga kirishish aktivligi mana shu ta’sirlarga bog’liq. Bizga molekulasi tarkibida bir xil gruppa bo’lgan, lekin turli xossalarga ega bo’lgan moddalar ma’lum. Misol uchun:
larda gidroksil gruppalar mavjud. Shunga qaramay, ularning xossalari turlicha:
– kuchli asos, C 2 H 5 OH – amalda neytral modda, NO 2 OH va
SO 2 (OH) 2
– kuchli kislotalar hisoblanadi. Bunga sabab bu moddalar bilan bog’langan atomlar hamda atomlar gruppasining o’zaro ta’siridir. Bir-biriga bevosita bog’lanmagan atomlar ham o’zaro ta’sir ko’rsatadi. M-n: xloretan
bilan vinil xlorid H 2 C=CH−Cl da xlorning reaksiyaga kirishish qobilyati turlicha bo’lishligi xlor atomiga etil va vinil radikallarining turlicha ta’siri natijasidir.
M-n: etil spirti bilan Na metalining o’zaro ta’sirini olish mumkin: 2C 2 H 5 OH + 2Na → 2C 2 H 5 ONa + H 2 ↑ Bu reaksiyada gidroksil gruppasi (OH) dagi vodorodning o’rnini Na oladi, natijada H 2 ajralib chiqadi. Reaksiya natijasida C 2 H 5 O- atomar gruppasi o’zgarishsiz qoladi. Shu sababli bu reaksiyani barcha spirtlar uchun umumiy holda ruyidagicha yozish mumkin:
Organik moddalar kimyoviy tuzilish nazariyasining yaratilishi XIX asrning oxirlarida «Organik kimyo» fani va sanoatining gurkirab o’sishiga sabab bo’ldi. Bu davrga kelib organik kimyoning sintetik usullari kimyo sanoatiga kirib kela boshladi. A.M.Butlerovning organik moddalarning kimyoviy tuzilish nazariyasi organik kimyo nazariy asosining poydevori hisoblanadi. Ahamiyati jihatidan uni D.I.Mendeleyevning elementlar davriy qonuni bilan bir qatorga qo’yish mumkin. Davriy qonun yangi elementlar borligini oldindan aytishga imkon bergan bo’lsa, bu nazariya orqali hali topilmagan yangi moddalarning borligi va ularning tuzilishini aniqlashga imkon yaratdi va bir nechtasini A.M.Butlerov o’zi sintez qilishga muyassar bo’ldi. Tuzilish nazariyasining kashf etilganiga 140 yildan ortiq vaqt o’tgan bo’lsa ham o’z ahamiyatini yo’qotgan emas. Fanning yangi yutuqlari bu nazariyani yangi dalillar bilan boyitmoqda va uning asosiy ma’nosining to’g’ri ekanligini isbotlamoqda. Koks kimyosi asosida sintetik bo’yoqlar, portlovchi moddalar, tibbiy dori-darmonlar ishlab chiqarila boshlandi. XX asrning 20 yillariga qadar kimyo sanoati Germaniyada gurkirab o’sdi. 1920 yillardan boshlab AQSH kimyo sanoatining rivojlanishi bo’yicha dunyoda birinchi o’ringa chiqib oldi. Bu yerda organik birikmalarning asosiy xom ashyosi bo’lgan neftdan foydalanildi. Neft asosida sun’iy yoqilg’i va surkov moylari, erituvchilar, lak va bo’yoqlar, keyinroq esa plastik massalar ishlab chiqarildi. Yirik kimyogar olimlar, akademik O.S. Sodiqov, S. Yunusov, M.N. Nabiyev, X.U. Usmonov, A.S. Sultonov, Yu.T. Toshpo’latov, M.A. Asqarov, N.R. Yusupbekov, A.B. Qo’chqorovlarning nomi chet ellarda ham ma’lum. 25
Diyorimizda tabiiy gaz, neft, paxta, gaz kondensati kabi arzon xom ashyolarning mavjudligi organik kimyo fani va sanoatining rivojlanishiga muhim omil bo’ldi. Hozirgi kunga kelib organik kimyo fani yuksak darajada rivojlandi. Jonli dunyoning hayot faoliyatida muhim ahamiyatga ega bo’lgan gemin, gemoglobin, xlorofill, vitaminlar,
sintez qilib olindi. Ularning oqsil sintezidagi ahamiyati nasl belgilarining saqlanishi va o’tishidagi ahamiyati aniqlandi. Kimyo fani va sanoatining rivojlanishi natijasida birikmalarni fizik-kimyoviy tekshirishning yadro va elektron para-magnit rezonansi, mass-spektroskopiya, infraqizil
davomida bajariladigan ishlar yuqoridagi usullar yordamida bir necha soat yoki daqiqa davomida bajarilishi mumkin.
IZOMERIYA
Birgina C-elementi asosida topilgan organik birikmalar sonining 4 mln. dan oshib ketishi izomeriya hodisasi bilan tushuntiriladi. Organik moddalarning anorganik moddalardan farqi ular orasidagi izomeriya hodisasining juda keng uchrashidir. Izomeriya grekcha ikki so’zdan tashkil topgan bo’lib «izos» teng va «meros» -qism ma’nosini bildiradi. Bu terminni fanga XIX asrning 30-yillarida (1830) shved olimi Ya.Berselius tomonidan kiritilgan. Kimyoviy tarkibi va molekulyar massasi bir xil, lekin molekulalarining tuzilishi har xil, shu sababli fizik-kimyoviy xossalari ham turlicha bo’lgan moddalar - izomer moddalar yoki izomeriya deyiladi. M-n: etil spirt (vino spirti) bilan dimetil efirning tarkibi bitta emperik formula C 2 H 6 O
bilan ifodalaniladi, lekin ularning xossalari turlicha: etil spirtining qaynash temperaturasi 78.3 C bo’lgan suyuqlik, dimetil efir esa -23,6 C da suyuqlikka aylanadigan gaz. Organik kimyoning rivojlanishi jarayonida izomeriya tushunchasi chuqurlashib, fazoviy kimyo tasavvurlari hisobiga yangi mazmun bilan boyidi. Hozirgi vaqtda izomerlar deb – tarkibi, molekulyar massasi bir xil, ammo ularning fazoda joylashishi bilan farqlanadigan birikmalarga aytiladi. Izomeriya bir necha turlarga bo’linadi:
Izomerlar ikkita asosiy gruppaga bo’linadi: tuzilish izomerlar va fazoviy izomerlar. Tuzilish izomerlari – kimyoviy tuzilishi bilan o’zaro farqlanadi, shuning uchun ular tuzilish izomerlari deb ataladi. Tuzilish izomerlari, o’z navbatida, qator gruppalarga bo’linadi: 1. Zanjir izomerlar. 2. Holat izomerlari. Zanjir izomerlar - to’g’ri zanjirli ko’rinishdagi birikmalarga normal birikmalar deyiladi va n-harfi bilan belgilanadi. Izobutan, izopentan va neopentandagi uglerod zanjiri esa tarmoqlangan. Bunday birikmalar izobirikmalar deyiladi. Bu izomeriya struktura
26
uglerod atomlarining soni ortib borishi bilan izomerlarning soni ham tez ortib boradi. Metan, etan, propanning izomeri yo’q. Butanning ikkita, pentanning uchta izomeri mavjud.
CH 3 – CH 2 – CH 2 – CH 3 CH 3 – CH – CH 3 CH 3 normal-butan n-butan izobutan CH 3 – CH 2 – CH 2 – CH 2 – CH 3 CH 3 – CH – CH 2 – CH 3 CH 3 normal-pentan n-pentan izopentan CH 3 – C – CH 3 CH 3 neopentan CH 3
atomlari o’zaro birikib to’g’ri zanjir hosil qilsa normal (n), tarmoqlangan bo’lsa izo- birikmalar deyiladi. C- atomining soni oshgansari izomerlar soni juda tez oshib boradi. Holat izomerlari – ular ham bir necha turlarga bo’linadi: a) funktsional gruppaning joylashgan o’rniga qarab hosil bo’lgan izomeriya. CH 3 –CH 2 –CH 2 –OH CH 3 –CHOH–CH 3 propanol-1 propanol-2 b) karrali bog’larning joylashgan o’rniga qarab hosil bo’lgan izomeriya. CH 3 –CH 2 –CH 2 –CH 2 –CH=CH 2 geksen-1 CH 3 –CH 2 –CH 2 –CH=CH–CH 3 geksen-2 CH 3 –CH 2 –CH=CH–CH 2 –CH 3 geksen-3 c) radikallar (metameriya) izomeriyasi. Bunday izomeriya oddiy va murakkab efirlar, aminlar, ketonlarda uchraydi.
bir-biri bilan ma’lum muvozanatda bo’lishidir. Bunday izomeriya uglevodlarda ko’p uchraydi. e) optik izomeriya. 1874 yilda Vant-Goff va Lebel bir-biridan bexabar holda deyarli bir vaqtda tarkibida kamida bitta to’rtta har xil funksional guruh bilan bog’langan uglerod atomi bo’lgan organik birikmalar yorug’likning qutblanish tekisligini o’ngga yoki chapga burish hodisasini kashf etdilar. To’rtta har xil funksional guruh bilan bog’langan uglerod atomini asimmetrik uglerod atomi deyiladi va S bilan belgilanadi. Yorug’likning qutblanishi tekisligini soat strelkasi bo’yicha yuradigan izomerni d (–) yoki (+) ishorasi bilan chapga buradigan izomerini esa l (–) yoki (+) ishorasi bilan belgilanadi. Asimmetrik uglerod atomi (p) bilan optik izomerlar soni (m) o’rtasida quyidagi matematik bog’liqlik mavjud. m = 2 n M-n: n = 2 bo’lganda m = 2 2 = 4; n = 3 bo’lganda m = 2 3 = 8; n = 4 bo’lganda m = 2 4 = 16; n = 5 bo’lganda m = 2 5 = 32;
Sut kislotasi misolida optik izomerlarning ifodalanishini ko’rib chiqamiz. HO – C – H COOH Download 29.83 Mb. Do'stlaringiz bilan baham: 
|