Химия ғылымдарының докторы, профессор Ибраев М. К


Тема 3 Монофункционалды қосылыстар



жүктеу 0.74 Mb.
Pdf просмотр
бет2/4
Дата07.05.2017
өлшемі0.74 Mb.
1   2   3   4
Тема 3 Монофункционалды қосылыстар 

Дәріс жоспары 

1. Өндірістік қаныққан көмірсутектер. 

2. Нуклеофильді орын басу реакциясы. SN1 и SN2 механиздері 

3. Оксоқосылыстар (альдегидтер және кетондар). 

4. Карбон қышқылдары. Функционалды өндірістік карбон қышқылдары.  

5.  Нитроқосылыстар,  қасиеттері.  Аминдер,  олардың  изомериясының 

ерекшеліктері. 

6.

 

Фенолдар. Фенол гидроксилінің қасиеттері. 

8. Ароматтық карбон қышқылдары.



 

 

Молекуласында  оксо – немесе  карбонил 



>С=О  тобы  бар  қосылыстар -  

альдегидтер және кетоны деп аталады. 

 

Егер  карбонил  тобы  бір  радикалмен  және  сутекпен  байланысса,  ондай 



қосылыстарды альдегидтер деп атайды.   

 

16



Альдегид молекуласында карбонил тобы сутек атомымен және көмірсутек 

радикалымен байланысқан. 

R -

O

C



H

 

H - C = O



H

формальдегид 

H

3

C



C

O

H



ацетальдегид  (Р.Н.) 

   


 

 

Құмырсқа альдегиді 



 

  сірке альдегиді (Т.Н.) 

   

 

 



 

метаналь   

 

  этаналь  (М.Н.) 



Карбонил  тобы  екі  бірдей  немесе  әр  түрлі  радикалдармен  байланысқан 

қосылыстарды кетондар деп атайды. 

 

O

R - C - R



 

CH

3



 - C - C

2

H



5

O

 



метилэтилкетон (Р.Н.) или бутанон-2 (М.Н.) 

Қаныққан  альдегидтер  мен кетондардың жалпы формуласы  С

п

Н

2п



О. 

Карбонил  тобы  байланысқан    радикалдардың  өзгешіліктеріне  қарай  

альдегидтер  мен кетондар қаныққан, қанықпаған, циклді және ароматты болып 

бөлінеді. 

Карбонил  топтарының  санына  байланысты  моно  және  поликарбонилді 

қосылыстар болып бөлінеді. 

O

C

H



R -

+

-



 

 

Изомерлері 



Альдегидтердің 

изомериясы 

көміртектің 

қаңқасына 

байланысты. ов связана со строением углеродного скелета. 

СН

3



-СН

2

-СН



2

-СН=О  бутаналь 



 

СН

3



-СН(СН

3

)-СН=О    2-



метилпропаналь 

Кетонның  изомериясы  көміртектің  қаңқасымен  карбонил  тобының 

орналасуына байланысты: 

   СН


3

- СН


-СО-СН


2

-СН


и 

СН



3

-СН


2

-СН


2

-СО-СН


3

 

Сонымен  қоса,  альдегидтер  мен  кетондар  көміртек  атомдарының  саны 



бірдей болса, бір-біріне изомер бола алады. (ацетон және пропаналь).  

С

3



Н

6

О  СН



3

-СН


2

-СН=О  пропаналь  СН

3

-СО-СН


3

 

    ацетон, пропанон 



 Номенклатурасы. Жүйелік номенклатура бойынша қаныққан көмірсутектердің 

атына  –аль альдегидтерге және –он  кетоновдарға қосымша қосып аталады. 

Тізбекті  нөмірлегенде  альдегидтерде  альдегид  тобынан  бастайды,  ал 

кетондарда карбонил тобына жақын жақтан бастайды. 

СН

3

-СН(СН



3

)-СН


2

-СН=О 


  3-метилбутаналь 

СН

3



-СН

2

-СН



2

-СО-СН


3

  пентанон-2 



Алынуы Алкиндердің гидратациясы.  

 

17



Ацетиленнен альдегид алынады, оның  гомологынан – кетондар:  СН

3

-



С≡СН + Н

2

О 



→ СН

3

-СО-СН



3

 ; 


СН

≡СН  + Н


2

О 

→ СН



3

-СН=О 


Спирттердің тотығуы.  

Біріншілік спирттердің тотығуынан  альдегидтер түзіледі.  

СН

3

Н



2

-ОН +  [O]  =  СН

3

-СН=O  +  H



2

Біріншілік спирт           альдегид 

Кетондар екіншілік спирттердің тотыгуының нәтижесінде түзіледі. 

СН

3



- СНОН-СН

3

   +  [O]  = СН



3

- СО-СН


3  

+  H

2

O 

Екіншілік спирт 

 кетон 

Тәжірибелік  жағдайда  альдегидтер  мен  кетондарды  ыдырату  арқылы  



кальций  тұздарының  органикалық  қышқылдарын  алуға  болады  (СН

3

-СОО)



2

Са    


=   СаСО

3

    +   СН



3

- СО-СН


3

 

Физикалық қасиеттері 

Альдегидтер және кетондардың гомолгтық қатарының алғашқы өкілдері – 

сұйықтар, ал жоғары кетондар – қатты заттар. Альдегидтердің тұншықтырғыш 

иісі  болады,  оларды  көбірек  сұйылтса,  жемістердің  иісі  тәрізді  жағымды  иіс 

пайда  болады.  Кетондардың  иісі  жағымды  болып  келеді.  Альдегидтер  мен 

кетондардың  молекулалық  массалары  өскен  сайын  қайнау  температуралары 

артады. 


 Химиялық  қасиеттері.  Альдегидтер  мен  кетондар  реакцияға  түсуге 

қабілеттілігі жоғары болып келетін органикалық қосылыстарға жатады, және де 

альдегидтер кетондардан белсенді болады.  

Альдегидтер  мен  кетондар  қосылу,  орын  басу,  тотығу,  конденсациялану 

және полимерлену реакцияларына бейімкеледі. 

РСl


мен өзара байланысы. 

CH

3

CH=O   + РСl



5

  =  CH


3

CHСl


2

  +  РОСl

3

   1,1‐дихлорэтан 



СН

3

- СО-СН



3  

+  РСl


5

   = СН


3

- С(Сl


2

)-СН


3   

+  РОСl


3

   2,2‐дихлорпропан 

Гидроксиламин  реакциясымен оксимнің түзілуі: 

CH

3



CH=O  +  Н

2

N-ОН   CH

3

CH= N-ОН  + H



2

 



СН

3

- СО-СН



3  

+ Н


2

N-ОН  = CH

3

C(СH



3

)= N-ОН  + H

2



Альдегидтер  мен  кетондар    гидразиндер  және  фенилгидразинмен 



әрекеттесе отырып, тез кристалданатын гидразондар түзеді.  

CH

3



CH=O  + Н

2

N-NН-С



6

Н

5



   = CH

3

CH= N-NН-С



6

Н

5  



+  H

2



СН

3

- СО-СН



3  

+ Н


2

N- NН

2    


=    (СH

3

)



2

C = N- NН

2  

 +  H


2

 



18

Тотығу реакциясы Альдегидтер қышқылдарға дейін тотығады.: 

Альдегидтерге  тән  белгілі    «күміс  айна»  реакциясыдеп  аталатын  бұл  реакция 

альдегидтерді  сапалы  анықтау  және  өндірісте  айналар  жасау  үшін 

қолданылады.  

R-CH=O   +  Ag

2

O (аммиачный раствор)  = R-COОН   +  2Ag



↓ 

Мыс гидроксидімен тотығу реакциясы (Троммер реакциясы):  

R-CH=O   +   Cu(OH)

2

   = R-COОН   + Cu



2

O  + H


2

Cu(OH)



2

   = CuOH    = Cu

2

O

↓ 



       Көгілдір   сарығыш    сарығыш-қызыл түс 

Кротонды конденсация:  CH

3

CH=O   +  Н-CH



2

CH=O  = CH

3

CH=CH-CH=O  



+ H

2

O      кротонды альдегид 



Қолданылуы.  Ацетальдегидті  өнеркәсіпте  әр  түрлі  тәсілдер  арқылы 

ацетиленді  Кучеров  реакциясы  бойынша  гидратациялау,  этил  спиртін 

сутексіздендіру  немесе  этиленді  ауамен  катализатордың  қатысуында 

тотықтыру арқылы алады. 

Ацетальдегидтің  өнеркәсіпте  маңызы  өте  зор.  Ол  пластмассалар  сірке 

қышқылын,  сірке  ангидридін,  этил  спиртін,  сүт  қышқылын,  этилацеттаты, 

бутил  спиртін,  хлоральді  және  көптеген  басқа  өнімдерді  алу  үшін 

қолданылады. 

 

 

Ұсынылаты әдебиеттер [1-3, 8] 



СӨЖ арналған бақылау тапсырмалары  [[1-3, 8] 

1.

 



Бензолдық қатардың нитроқосылыстары. Ядро және  жанамалық 

тізбектің нитрлеу реакциясы. 

2.

 

Фенолдарды алкилдеу және ацилдеу. 



3.

 

Ароматтық  спирттер.  



 

Тема 4 Биологиялық маңызды гетерофункционалды қосылыстар  

Дәріс жоспары 

1.

 

Окси қышқылдар. Қасиеттері, функционалды туындылары 



2.

 

Карбон қышқылдары. Қасиеттері, функционалды туындылары 



3.

 

Амино қышқылдар. Классификациясы. Аминоқышқыл қасиеттері  



4.

 

Моносахаридтер. Стереохимия 



 

 

Құрамында  бір  немеше  бірнеше  спирттік  гидроксил  тобы (-ОН)  және 



карбоксил (-СООН) топтары бар  органикалық заттарды Оксиқышқылдар деп 

 

19



атаймыз. 

 

Жалпы формуласы    



НО-R-

 

Классификациясы:  

1) Атомдық және негіздік  

Окси қышқылдар карбоксил тобының санына байланысты (-СООН)  біріншілік–

,  екіншілік-…  және  көпнегізді  қышқылдар,  гидроксил  топтарының  жалпы  санына 

байланыста (-ОН) бір-, екі,  және көп атомды қышқылдар деп бөлінеді.. 

2) Радикалдарға байланысты (алифаттық, ароматтық) 

Номенклатурасы және изомериясы  

Көбінесе  қышқылдар  бірнеше  аттарға  ие  болып  келеді.  Рационалды  

номенклатура бойынша карбон қышқылдарына ОКСИ атауы қосылады, ОН-тобына 

сәйкесінше –СООН-тобы грек әріптертерімен (

α, β, ...) белгіленеді  

Бірнегізді       /    қышқыл атауы/     тұз атауы 

СН

3



ОН-СООН – гликолді (оксиуксусная)         /         гликолят 

СН

3



-СНОН-СООН – сүтті (

α-оксипропионовая) /   лактат 

СН

3

-СН



2

-СН(ОН)-СООН  

α-оксимайлы   2-оксибутанды 

СН

3



-СН(ОН)-СН

2

-СООН    β–о оксимайлы 



СН

2

(ОН)-СН



2

-СН


2

-СООН  


γ- оксимайлы  

СН

3



-С(ОН)-СООН   2-окси-2-метилпропан қышқылы   

 

  



 Екінегізді

  

        



 

 



 

 

   *           * 



 

НООС–СН–СН

2

–СООН 


 

НООС–СН–СН–СООН  

              | 

 

 



 

 

          |      | 



             OH   

 

 



 

     OH     OH 

 

Алма қышқылы / малат  



вин қышқылы / тартрат 

            COOH  

  

 | 


НООС–СН

2

-С-СН



2

-СООН     лимонқышқылы / цитрат  

 

 

Үшнегізді       



 

 | 


                  OH 

Физикалық қасиеттері 

Оксиқышқылдар  тұтқырлы  сұйықтық  немесе  кристалдық  заттар  болып 

келеді,  суда  жақсы  ериді.  Оксиқышқылдар  бір  уақытта  қышқылдық  және 

спирттік  қасиет  көрсете  алады.  Оксиқышқылдар  карбон  қышқылдарымен 

салыстырғанда  карбоксил  тобының  диссоциациясын  жеңілдетеді,  сондықтан 

 

20



оксиқышқылдарда  диссоциацияның  үлкен  константасы  бар.  Карбон 

қышқылдары  сәйкестенген  сайын,  оксиқышқылдардың  қышқылдық  қасиеті 

арта түседі. 

Оксиқышқылдар  ерекше  физикалық  қасиеті  бар – оптикалық 



белсенділікке ие органикалық қосылыстар болып табылады. 

Алынуы 

Оксиқышқылдар  табиғатта  кеңінен  тараған.  Мысалы:  сүтті,  алмалы, 

лимондық  организмде зат алмасу процесі кезінде түзіледі. 

Оксиқышқылдарда бір мезетте -ОН және –СООН топтарының болуы, бұл 

қосылыстарды спирт түрінде де, қышқыл түрінде де алуға болады. 

  

Карбон  қышқылдары – молекуласында  бір  немесе  бірнеше  карбоксил 

тоитары  бар  –СООН,  көмірсутек  радикалымен  байланысқан  органикалық 

қосылыстар. 



R–(СООН)n 

Карбон қышқылдары былай бөлінеді: 

1)  карбоксил  тобынының  санына  қарай:  бірнегізді  (монокарбонды) 

және  көп  негізді  (дикарбонды,  трикарбонды  және  т.б.) (карбоксил  тобы 

қышқылдардың негізділігін анықтайды); 

2)  көмірсутек радикалының табиғатына қарай: алициклді, ароматты 

және т.б.; 

СН

3



СН

2

СООН,   НООС-СН



2

-СООН,  


СНООС – СН

– С – СН



- СООН 


сірке   

малонды   

 

 

  ОН  СООН      лимонды 



СН

2

=СН-СООН   



С

6

Н



5

СООН  


 

- СООН 


 

 

Акрилді    



 

бензойлы   

 

- СООН ← фталді  



СООН циклогексанкарбонилді қышқыл  

3)  Органикалық  қышқылдар  молекулаға  кіретін  басқа  функционалды 



топтың 

табиғатына 

орай 

 

(кетоқышқылдар, 



оксиқышқылдар, 

аминоқышқылдар) бөлінеді. 

Кейбір қаныққан бір негізді қышқылдар 

Атауы 

Формула 

системалық 

тривиалды 

HCOOH 


метановая 

муравьиная 

CH

3

COOH 



Этановая 

уксусная 

C

2

H



5

COOH 


пропановая 

пропионовая 

C

3

H



7

COOH 


бутановая 

масляная 

C

4

H



9

COOH 


пентановая 

валерьяновая 

C

5

H



11

COOH 


гексановая 

капроновая 

C

15

H



31

COOH 


пентадекановая

пальмитиновая 

C

17

H



35

COOH 


гептадеканова 

стеариновая 



Изомериясы:  

                  1. Алифаттық қышқылдарға көмірсутек радикалының изомериясы. 

 

21


   2. 

Ароматтыққа – бензол  сақинасындағы  орын  басушылардың 

орналасу  изомериясы. 

   3. 


Күрделі  эфирлермен  класс  аралық  изомерия. (СН

3

СООН  и 



НСООСН

3



Алынуы 

Органикалық  қышқылдарды  спирт,  альдегид,  кетондарды  тотықтыру 

арқылы және т.б. алуға болады. 

Кетондар  тотығу  кезінде  симметриялы  болса 2 қышқыл  симметриялы 

емес болса  4 қышқылды береді. (Поповережесі) 

2)

 



Жоғарғы алкандардың тотығуы  

     [O] 

СН

3

-(СН



2

)

10



-СН

→ СН



3

(СН


2

)

10



-СООН 

   додекан    

     лауринді 

II өндірістік карбон қышқылдарының гидролизі 

1) нитрилдер                                              

2) галогенангидридтер 

3)

 

Күрделі эфирлер   



R-COOR

/   


+  HOH →   RCOOH  +  H

2



4)

 

галоген туындылар  



СН

3

-СCl



3

  +  2H


2

O  →  CH


3

COOH  +  3HCl 

III Карбонилді  

                P, t

0

                  H



+

 

NaOH  +  CO



  

→    HCOONa     →    HCOOH  +  Na

+

 

R-ONa + CO  →   RCOONa  →   RCOOH +  Na



IV  2-негізді қышқылды декарбоксилдеу 

   

          



0

С 

НООС-СН



2

-СООН →  СН

3

-СООН 


   

         -CO

2

 

V магний органикалық қосылыс арқылы 



   

 

 



 

 

                 HBr 



R-Mg

+

-Br



-

    +    C

+

O

-



2        

→     R-COOMgBr →    RCOOH + MgBr

2

 

   



 

 

                 



Физика-химиялық қасиеттері 

Карбон  қышқылдарының  химиялық  қасиеттері  карбоксил  тобының 

құрлымымен анықталады. 

 

Мұндағы    О–Н  байланысындағы  электрон  тығыздығы,  электртерістілігі 



жоғары  оттек  атомына  қарай  ығысады.  Сонымен  қатар,  карбонил  тобының 

 

22



польюстенуінен мұндай ығысу одан әрі күшейеді. Сондықтан да оттекпен сутек 

арасындағы байланыс әлсіреп, сутегінің протон күйіндегі бөлінуі жеңілдейді: 

 

Суда  еруі  және  жоғары  температурада  қайнау  қышқылдарды 



молекулааралық сутектік байланысқа әкелед:.  

Молекулалық  массы  көбейген  сайын  қышқылдың  суда  еруі  төмендейді. 

Жоғарғы қышқылдар – қатты түссіз, иіссіз, суда ерімейді. 

Қышқылдың  күші  байланысқан  карбоксил  тобының  радикалына 

байланысты. 

Қышқылмен  спирт  нәтижесінде  түзілген  күрделі  эфир  этерификация 

реакциясы(лат.тілінен ether - эфир)  деп аталады.  

Амидтердің түзілуі:  

Сонымен  қоса  карбон  қышқылдары  (олардың  галогенангидридтері  немесе 

ангидридтері)  органикалық  қосылыс  туындысы  аммиакпен  (аминами)  өзара 

әрекеттесу нәтижесінде  амидтер түзіледі: 

Карбон қышқылдарының тәжірибелік маңызы және қолданылуы. 

Карбон  қышқылдары  тірі  организмдерде  жүретін  процестерде  үлкен 

биологиялық маңызы бар.  

Құмырсқа  қышқылы - өткір  иісті  зат,  адамның  терісін  күйдіреді,  буы 

тыныс    жолдарын  тітіркендіреді.  Өндірісте    құмырсқа  қышқылын  көміртек 

оксидінен  синтездейді.  Құмырсқа  қышқылы  басқа  карбон  қышқылдарымен 

салыстырғанда белсенді болып келеді. Сонымен қатар:  

 «күміс айна» реакциясын береді. 

конц. күкірт қышқылымен қыздыру нәтижесінде  СО –ға дейін ыдырайды.  

Жеңіл тотығады   

НСООН   =   СО

2

 

 



+ Н

2

О 



 

Сірке  қышқылы CH

3

COOH  көптеген  органикалық  заттар  үшін  еріткіш 



 

23


ретінде қолданылады. Қалыпты температурада түссіз, өткір иісті сұйық зат. 

Сірке  қышқылы  табиғатта  кең  тараған.  Ол  тердің,  өттің  және  мал 

терілерінің, өсімдіктердің құрамында болады. 

 Сірке қышқылы химия өнеркәсіьінде ацетат жібегін, бояғыштар, күрделі 

эфирлер,  ацетон,  хлор  сірке  қышқылын,  сірке  ангидридін,  тұздар  және  т.б 

өндіруде кеңінен қолданылады. 



Фталді ангидрид, фтал қышқылдары талшық, лак, пластмасса өндіруде 

кеңінен қолданыс тапқан.. 

Ұсынылаты әдебиеттер [1, 4, 17] 

СӨЖ арналған бақылау тапсырмалары  [1, 4, 6, 7, 12] 

1.

 



Альдегидо- жәнекетоноспирттер.  

2.  Аминотоптарды  қорғау  әдістері.  Карбоксилді  топтардың  активация 

әдістері .  

3. Пиранозидтер және фуранозидтар, және олардың орнатылған құрылымы. 

 

Тема 5 Биологиялық белсенді гетероциклді қосылыстар 

Дәріс жоспары 

1. Бес мүшелі гетероциклдер бір мүшелі гетероатоммен. 

2. Алты мүшелі гетероциклдер бір мүшелі гетероатоммен. 

3. Алты мүшелі гетероциклдер бірнеше мүшелі гетероатоммен. 

 

Гетероциклдер  дегеніміз  цикл  құрамында  көміртегі  атомынан  басқа,  бір 

немесе  бірнеше  басқа  элементтердің  (гетероатомдар: N, O, S) атомдары 

болатын циклдік органикалық қосылыстар. 

Гетероциклді  қосылыстар  құрылысына  қара  бөлінеді.В  зависимости  от 

строения гетероциклические соединения классифицируются по: 

- циклдағы гетероатомдардың санына байланысты; 

- молекуладағы сақиналар санына; 

- гетероатомдар табиғатына қарай және т.б. 

Азотқұрамдас қосылыстар бес мүшелі  циклмен (пиррол) 

Пиррол молекуласы жалпақ болып келеді, сондықтан 4 көміртек атомдары 

және  азот  атомы sp2-гибридтену  түрінде  болады..  Пиррол  жануарлардың 

сүйектерін құрғақ айдағанда бөліп алынған. Пирролдың туындылары маңызды 

биогенді қосылыстар құрамына кіреді. 

Алынуы 

Пирролды  ацетиленді  аммиакпен  қыздыру  нәтижесінде  конденсация 

реакциясы арқылы алады. 

 

24



Қасиеттері 

Пиррол ауада тотығып қараяды, қышқылдық ортада тез полимерленеді. Ең 

бірінші,  пирролт  ароматтық  қасиет  көрсетеді:  сутегі  атомы  пиррол 

сақинасымен орын басу реакциясына түседі. 

Пиррол  сонымен  қосы  өте  әлсіз  қышқылдық  қасиет  көрсетеді:  металл  

каллиймен өзара әрекеттесе отыра пиррол-калий түзіледі. 



Пиразол и имидазол 

Осы  қосылыстардағы  азот  атомдары  әр  түрлі  сипат  көрсетеді:  сутегі  мен 

қосылғаны (NH тобына  кіретін)  әлсіз  қышқылдық  қасиет  көрсетеді,  ал  екінші 

азот атомы әлсіз негіздік қасиет көрсетеді. 



Азотқұрамдас қосылыстар алты мүшелі  циклмен (пиридин) 

Пиридин  молекуласы  жалпақ  болып  келеді,  сондықтан 5 көміртек 

атомдары және азот атомы sp2-гибридтену түрінде болады..  

Пиридинді  ацетилен  және  синил  қышқылын  синтездеу  арқылы  алуға 

болады.  

Пиридин қасиеттері бензол қасиетін еске түсіреді. Каталитикалық  гидрлеу 

кезінде  пиридин пипиридинге айналады. 

Пиридин әлсіз негіздік қасиет көрсетедіе. Минералды қышқылдармен өзара 

әрекеттесу нәтижесінде тұз түзеді. 



Пиримидин және пиримидиндік негіздер 

Пиридин  молекуласында      метаорналасу CH атомын  азот  атомына 

ауыстырса пиримидин молекуласын алуға болады. 

Қасиеті  жағынан    бензолға  ұқсас.  Негізгі  қасиеттері  пиридинге  қарағанда 

төменірек.  

Азотқұрамдас қосылыстар қосымша мүшелі циклдермен. 

(пурин және пуриндік негіздер) 

Пуриннің  қосымша  екі  циклі  бар:  пиримидинді  және  имидазолды.  Бізге 

негізінен  қажеттілері  нуклеин  қышқылдарының  құрамына  кіретіндері,  екі 

өндірістік (аденин және гуанин). 

 

Ұсынылаты әдебиеттер [1-3, 7] 



Контрольные задания для СРС [1-3, 7] 

1.  Пиридин  ядросындағы  электрофиль  орын  басу. . Пиридин  ядросындағы 

нуклеофилді орын басу.  

2.

 



Нуклеин қышқылдары, нуклеотидтар и нуклеозидар жайында түсінік.  

 

 



25
1   2   3   4




©emirb.org 2020
әкімшілігінің қараңыз

    Басты бет