Органикалык химия №14

№ 14- сабак

I.Сабактын темасы. Азоту бар органикалык бирикмелер. Нитробирикмелер

Аминдер. Аминокислоталар жана белоктор

Нитробирикмелер

Азот кислотасынын глицерин, целлюлоза менен аракеттенишкенде пайда болгон заттар татаал эфирлер классына кирет. Нитроцеллюлоза жана нитроглицерин азот кислотасынын татаал эфири болуп саналат.

Углеводороддук радикалдар нитро тобу менен биригишкенде нитробирикмелер пайда болот. Анын жалпы формуласы R – NO_2.

Азот кислотасы – НNO₃ же HO – NO₂ мындай формада органикалык химияда көп колдонулат.

- NO₂ нитро тобу деп аталат. Углеводороддордун радикалдарынын жаратылышына жараша нитробирикмелер чектүү, чексиз жана ароматикалык болуп бөлүнүшөт.

Чектүү углеводороддордун нитробирикмелерине төмөнкүлөр кирет.

СН₃ - NO₂ нитрометан, С₂Н₅ - NO₂ нитроэтан, жыпар жыттуу углеводороддордун нитробирикмесинин биринчи өкүлү С₆Н₅ - NO₂ нитробензол болуп саналат Бензолго азот кислотасын кошуп күкүрт кислотасын катализатар катарында таасир этип ысытканда ачык сары түстөгү суюктук – нитробензол пайда болот.

H ₂SO₄ t ⁰ C

С₆Н₆ + HO – NO₂ С₆Н₅ - NO₂ + H₂O

Нитробензол ачуу бадам сыяктуу жагымдуу жытуу болгондуктан парфюмерияда ж.б. заттарды синтездөөдө алгачкы зат катары колдонулат. Бензолдун гомологдору толуолду, фенолду нитрлөөгө болот.

Нитробирикмелер жарылгыч зат катары согуштук техникада колдонулат. Фенолду нитирлөөдөн сары түстөгү катуу кристаллдык зат – тринитрофенол пайда болот. Тринитрофенол (тротил) пикрин кислотасына салыштырмалуу колдонууда коркунучсуз жана арзан.

2.Аминдер

Аммиактын туундулары болгон, азоту бар органикалык бирикмелер аминдер деп аталат.

Аммиактын молекуласындагы суутектин атомдорунун бирөө же бир нечеси углеводороддук радикалдар менен алмашкан органикалык бирикмелер аминдер деп аталат.

Аммиактын молекуласындагы суутектин атомдорунун углеводороддук радикал менен алмашкан санына жараша, аминдер үчкө бөлүнүшөт:

-NH₂ тобу амин тобу деп аталат.

Аминдер күчтүү негиздер болуп саналат. Азоту бар органика­лык бирикмелердин курамына көмуртек, суутек, кычкылтектен башка азот дагы камтылгандыгын билдик.

Радикалдары окшош жана ар түрдүү болушу мүмкүн.

Номенклатурасы жана изомерлери. Систематикалык номенклатура боюнча аминдерди туура келген углеводороддун атына «амин» сөзүн кошуу менен аташат. Номерлөө амин тобу жайгашкан жагынан башталат.

4 3 2 1 1 2 3 4

Н ₃С – СН₂ – СН₂ – СН₂ – NH₂ Н ₃С – СН– СН₂ – СН

|

1 – аминобутан NH₂ 2 – аминобутан

Аминдерддин физикалык, химиялык касиеттери, алынышы жана колдонулушу

Аминдер радикалдардын түзүлүшүнө жараша алифатикалык (метиламин СН₃NH₂), алициклдүү (циклогексиламин (С₆Н₁₁- NH₂), ароматикалык (фениламин же анилин

С₆Н₅ - NH₂). Молекуласындагы амин топторунун санына жараша моно-, ди-, три -, жана полиаминдер деп аталат.

Жөнөкөй аминдер – аммиак жыттуу газдар, жогорку молекулалуу аминдер суюктук жана катуу заттар. СН₃ NH₂ - метиламин, (СН₃ ) ₂ NH–диметиламин, (СН₃ ) ₃ N– триметиламин түссүз, мүнөздүү жыты бар күйүүчү газдар, сууда жакшы эрийт, эритмеси негиздик чөйрөгө ээ. Аминдер аммиак сыяктуу негиздик жана нуклеофилдик касиетке ээ.

1. Аминдер абадагы кычкылтек менен женил кычкылданат. Абада күйөт.

4Н₃С – СН₂ – NH₂ + 15 О₂ 8 СО₂ + 14 Н₂О + 2N₂

1. Аминдер негиздик касиетке ээ, кислоталар менен сууда эрүүчү туздарды пайда кылат.

СН₃ NH₂ + НС1 [ СН₃ NH₃ ] CI

Метиламин метиламмоний хлорид

Анилин - С₆Н₅ - NH₂. Анилинди 1842-жылы Н.Н. Зинин нитробензолду кычкыл чөйрөдө калыбына келтирүү жолу менен алган.

С₆Н₅ - NО₂ + 3Н₂ С ₆Н₅ - NH₂ + 2Н ₂О

Мына ошол азоту бар органикалык бирикмелердин эң манилүүлөрүнөн бири – ами­нокислоталар. Аминокислоталардын курамында углеводород­дук радикал менен бириккен карбоксил тобу - СООН жана амин тобу - NH₂ бар. Аминокисло­талардын курамын төмөнкү жалпы формула менен көрсөтүүгө болот: H₂N - R - COOH

1. Аминокислоталар – амфотердик органикалык бирикмелер

Бир эле учурда карбоксил жана амин тобун камтыган органикалык кислоталар аминокислоталар деп аталат.

Аминокислоталар жаратылышта кеңири таралган, белоктордун курамына кирет. Карбоксил тобуна карата амин тобунун алган орду боюнча α, β – аминокислоталарга бөлүнүшөт.

NH₂

|

СН₃ - СН₂ – СООН СН₃ – СН- СООН H₂N - CH₂ – CH₂ - COOH

Прапион кислотасы α- аминпропион кислота β – аминпропион кислотасы

Белоктордун курамына α- аминокислоталар кирет. Карбоксил тобуна жараша моно - , дикарбондук кислоталар болуп бөлүнүшөт. Амин тобунун саны боюнча моно- жана диаминокислоталар деп аталат. Углеводороддордук радикалдын жаратылышы боюнча аминокислоталар алифатикалык жана жыпар жыттуу болуп бөлүнүшөт.

Аминокислоталардын эл аралык аталышы туура келген углеводороддордун аттарынын алдына «амин» деген мүчөнү улап айтылат Мисалы, аминоэтан кисотасы (гликокол), 2 – аминопропан кислотасы ( аланин) ж.б.

Чектүү углеводороддордон алынган аминокислоталардын кээ бир өкүлдөрү Таблица 11.

Аминокислоталар катуу кристаллдык заттар, сууда жакшы эришет жана органикалык эриткичтерде эрибейт, даамы таттуу. Суудагы эритмеси нейтралдуу чөйрөнү берет. Аминокислоталардан тирүү организмдердин органдардын ткандардын белоктору, гормондор, ферментер ж.б. биологиялык манилүү заттар пайда болот.

α- аминокислоталар өндүрүштө синтетикалык буланы алууда колдонулат.

Аминокислоталарды радикалдагы суутек атому амин тобуна алмашкан карбон кислоталарынан өндүрүлгөндөр катары кароого болот. Мисалы, уксус кислотасынан аминоуксус кислотасы өндүрүлөт. Анын курамы төмөндөгүдөй

NH₂-CH₂-COOH аминоуксус кислотасы, эски аталышы боюнча «гликокол» деп аталат.

Аминокислоталардын молекуласындагы - NH₂ тобу жана карбоксил тобу – СООН бири-бирине таасир этүүсүнөн биполярдык иондорду пайда кылат.

[ Н₂N - CH₂-COOH ] H ₃N⁺ - CH₂ – COO^—

Аминокислоталар органикалык амфотердик бирикмелер болуп саналат. Булардын амфотердик касиетке ээ болорунун себеби, бир эле учурда негиздик- NH₂ тобу жана кислоталык – СООН тобунун болушу менен шартталат. Ошондуктан чөйрөгө жараша аминокислоталар катион жана анион түрүндө боло алышат: кычкыл чөйрөдө амин тобу протондошот, жегичтик чөйрөдө – карбоксил тобу анионго айланат. Нейтралдуу чөйрөдө аминокислоталар биполярдык ион түрүндө болот.

Күчтүү кислоталар менен аминокислоталар амин тобу боюнча туздарды пайда кылат.

НООС - CH₂- NH₂ + НС1 [ НООС - CH₂ – NH₃ ⁺ ] C1^--

Глицин глициндин гидрохлориди

Н₂N - CH₂-COOH + NaOH Н₂N - CH₂-COONa + H₂O

Практика жүзүндө аминокислоталарды карбон кислоталарынын радикалдарындагы суутектин атомун галогенге алмаштырып, андан кийин аммиакты таасир этүү аркылуу галогенди амин тобуна алмаштыруу менен алышат, мисалы:

Амин –NН₂, карбоксил -СООН топтору экөө бирдей аминокислоталардын химиялык касиеттерин аныктайт. Амин тобу -NH₂ заттын негиздик касиетин көрсөтөт, анткени ал суутектин катионун донор-акцептор механизми менен азоттун сарпталбаган жуп электрондорунун эсебинен өзүнө тартып алат:

Донор-акцептор механизми менен аммиакты өткөндө таанышкансынар, аммиактагы азоттун жалкы үч электрону суутектин атомдору менен байланышууга сарпталган, ал эми сарпталбаган жуп электронунун эсебинен суутектин катионун өзүнө тартып алып, аммонийди пайда кыларын эсинерге түшүргүлө:

Демек аминокислотанын курамындагы амин тобу өзүн аммиак сыяктуу алып жүрөт.

Карбоксил тобу -СООН аминокислоталардын кислоталык касиеттерин аныктайт.

Молекуласында углеводороддук радикал менен байланыш­кан амин тобу (— NH₂) жана карбоксил тобу (— СООН) бар орга­никалык бирикмелер аминокислоталар деп аталат.

Аминокислоталарда (аминдерде) амфотердүүлүк касиет бар экендиги алардын туздар менен болгон көп сандагы комплекстик бирикмелеринен байкалат. Бир эле мезгилде мындай эки касиетке (негиздик жана кислоталык) ээ болгон заттар амфотердик заттар деп аталат.

Мындай касиеттерге органикалык эмес химия курсунан ай­рым металлдардын оксиддери жана гидроксиддери ээ болорун билесинер, мисалы, Zn(OH)₂, A1(ОH)₃.

Молекуласында негиздик жана кислоталык топтору болгондуктан, аминокислоталар бири-бири менен аракеттенишип, белоктордун полимерлерин пайда кылат:

Төмөнкү молекулалуу заттарды, мисалы, сууну кошумча пайда кылуу менен полимерлерди алуу реакциялары поликонден­сация реакциялары деп аталат.

Аминокислоталардын бири-бири менен аракеттенишүү реакцияларында бир молекуланын амин тобу менен экинчи молекуланын карбоксил тобунун ортосунда пептиддик байла­ныш пайда болот:

Пептиддик байланыш

Полимерде бул байланыш көп жолу кайталанат, ошондуктан полимерди полипептид деп да аташат.

Аминокислоталардын молекулаларынан белоктор - полипептиддер түзүлөт. 2Одан ашык аминокислоталар белгилүү, ал эми белоктор өтө көп. Бе­локторду ажыратуу менен, алардын курамы көптөгөн аминокислоталардан тура тургандыгын далилдеген немец окумуштуусу, Нобель сыйлыгынын лауреаты Э. Г. Фишер болгон.

Жер жүзүндөгү ар бир организмде өзүнө тиешелүү белоктордун жыйындысы бар. Айрым учурда өтө жакын туугандардын, эгиздердин белокторунун жыйындысы окшош болушу мүмкүн.

Белоктун молекуласындагы полипептиддик чынжырда аминокислоталардын ирети белоктун түзүлүшүн аныктайт. Мындай түзүлүш биринчилик түзүлүш деп аталат (29-cүpөт). Белоктордун экинчилик жана үчүнчүлүк, төртүнчүлүк түзүлүштөрү да белгилүү (30-31-32-cүpөттөp). Алар менен жалпы биология предметин окуганда таанышасынар. Белоктун молекуласын тереӊ изилдеген орус окумуштуусу, биохимик А. Я. Данилевский болуп саналат.

Белоктордун адамдын организми үчүн кандай мааниси бар экендиги тууралуу кошумча маалыматтарды топтогула, баяндап жазгыла.

Белоктор тирүү организмдерде көптөгөн манилүү кызматтарды аткарат: куруучу, катализаторлук, сактоочу, ташуучу, энергиялык ж. б.

Белоктордун баары кислоталардын, жегичтердин таасиринде гидролизге учурайт, аминокислоталар пайда болот. Бул касиет тамак синирүүнүн негизин түзөт.

Айрым таасирлердин астында белоктордун табигый түзүлүштөрү бузулат, башкача айтканда денатурацияга учурайт. Миса­лы, жумуртканын белогу сууга салып ысытканда уюп калат. Бе­локтор мүнөздүү жыт чыгаруу менен күйөт.

V. Бышыктоо

1. Азоту бар органикалык бирикмелер кайсылар?

2. Нитробирикмелер деп кандай заттарды атайбыз?

3.Эмне үчүн аминокислоталар бир эле мезгилде эки касиетти (негиздик жана кислоталык) алып жүрөт?

4.Полимерлешүү реакцияларынан поликонденсация реакциясы кандай айырмаланат?

5.Белоктордун түзүлүштөрү эмне менен аныкталат?

6. Белоктор кандай кызматтарды аткарат?

7. Төмөнкү айланыштар ишке аша турган реакциялардын тендемелерин түзгүлө: этан→ этил спирти→ уксус альдегиди → уксус кислотасы→ хлоруксус кислотасы→ аминоуксус кислотасы→ полипептид (белок).