Спирттер. Аминдер. Азо- және диазоқосылыстар. Оксоқосылыстар. Карбон қышқылдары

Пән: Химия
Жұмыс түрі: Материал
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 9 бет
Таңдаулыға:

Ф КГМУ 4/3-04/02

ИП №6 УМС при КазГМА

от 14 июня 2007 г.

Қарағанды мемлекеттік медицина университеті

Химия курсымен фармацевтикалық пәндер кафедрасы

ДӘРІС

Тақырыбы: «Спирттер. Аминдер. Азо- және диазоқосылыстар. Оксоқосылыстар. Карбон қышқылдары. ».

Пән: Химия

Мамандық: 5В130200 Стоматология

Курс: 1

Уақыт (ұзақтығы) : 50 минут

Қарағанды 2011

Кафедра мәжілісінде талқыланып және бекітілген

29. 08. 2011ж № 1 Хаттама

Курсқа жауапты х. ғ. к. Власова Л. М

Тақырыбы: Спирттер. Аминдер. Азо- және диазоқосылыстар. Оксоқосылыстар. Карбон қышқылдары.

Мақсаты: Спиртер, аминдер, азо- және диазоқосылыстар, оксоқосылыстар, карбон қышқылдары туралы түсініктерді қалыптастырып, олардың тірі ағзадағы және медицинадағы ролін сипаттау.

Дәріс жоспары:

Спирттер. Жіктелуі, номенклатурасы, химиялық қасиеттері.
Аминдер. Жіктелуі, номенклатурасы, химиялық қасиеттері.
Азо- және диазоқосылыстар.
Оксоқосылыстар. Жіктелуі, номенклатурасы, химиялық қасиеттері. Галоформды реакциялар Медицинада маңызы бар байқаулар.
Карбон қышқылдары. Жіктелуі, номенклатурасы, химиялық қасиеттері.

Дәріс тезистері:

Оксоқосылыстар.

Молекуласында карбонил тобы ( > CО ) болатын органикалық қосылыстар оксоқосылыстар деп аталады. Карбонил тобымен байланысқан орынбасушылардың сипатына байланысты оксоқосылыстар альдегидтер, кетондар, карбон қышқылдары және олардың туындылары болып бөлінеді.

Оксоқосылыстар

альдегидтер кетондар карбон қышқылдары

R - C - H R - C - R R -C - OH

O O O

Көмірсутегілік радикалдың құрылысына байланысты альдегидтер мен кетондар былай жіктеледі

1. алифатикалық 2. алициклды 3. ароматты

СН ₃ СНО СНО СНО

ацетальдегид циклогексан бензальдегид

карбальдегид

СН ₃ ¬С¬ СН ₃

О = О ¬ С ¬

ацетон циклогексанон бензофенон

Егер кетонның құрамындағы радикалдар бірдей болса, симметриялы, ал егер әртүрлі болса, аралас деп аталады. Мысалы, ацетон ( диметилкетон, пропанон ) симметриялы, ал ацетофенон ( метилфенилкетон ) аралас кетондарға жатады.

ИЮПАК халықаралық номенклатурасы бойынша альдегидтердің аты көмірсутегінің атынан және аль суффикісінен құралады. Мысалы, НСНО метаналь, СН ₃ СНО этаналь. Атомдардың санмен белгіленуі альдегид тобындағы көміртегі атомынан басталады. Сонымен қатар, альдегидтердің тарихи немесе ескі аттары да сақталған, мысалы, НСНО құмырсқа альдегиді немесе формальдегид, СН ₃ СНО сірке альдегиді немесе ацетальдегид.

Кетондарда халықаралық ИЮПАК номенклатурасы бойынша көмірсутегінің атына он суффиксі жалғанып, карбонил тобының орны көрсетіледі. Рационалдық номенклатура бойынша радикалдардың атына кетон деген сөз жалғанып айтылады. Мысалы

1 2 3 4

СН ₃ ¬ С ¬ СН ₂ ¬ СН ₃

бутанон 2, метилэтилкетон

Оксотоптың құрылысы.

Оксоқосылыстардың химиялық қасиеттері карбонил тобымен сипатталады. Карбонил тобының sр ² гибридтелген көміртегі атомы үш байланыс және гибридтелмеген р орбитальдар арқылы оттегі атомымен байланыс түзеді. Оттегі атомының екі бөлінбеген электрон жұбы гибридтелген орбитальдарда орналасады. Карбонил тобы және онымен тікелей байланысқан атомдар бір жазықтықта жатады, ал р орбитальдар осы жазықтыққа көлденең бағытталады.

R R

С = О С = О > С = О

R R

С және О атомдарының әртүрлі электртерістілігіне байланысты олардың арасындағы байланыс күшті полюстенген, сол себепті көміртегі атомы жартылай оң, ал оттегі атомы жартылай теріс зарядталған. Оксоқосылыстардағы С=О қос байланысы мен С=С қос байланысын салыстырғанда, С=О байланысының ұзындығы қысқа, ал энергиясы үлкен болады. С=С байланысының энергиясы 606 кДж/моль, ұзындығы 0, 134 нм болса, С=О байланысынікі 710 кДж/моль және 0, 120 нм болады. Осыған байланысты карбонил тобының көміртегі атомы электрон жетіспейтіндіктен нуклеофильдік шабуыл үшін қолайлы нысана болып табылады.

Cпирттер

Спирттер немесе алкогольдер деп құрамында бip немесе бірнеше гидроксил топтары бар көмірсутектерді айтады. Көмірсутек радикалының құрылымына қарай қаныққан спирттер (I), қанықпаған спирттер (П), ароматы оксиқосылыстар (III, IV) болып бөлінеді.

СН ₃ - СН ₂ - ОН СН ₂ = СН - СН ₂ - ОН

этил спирті (I) аллил спирті (П)

Ароматты көмірсутектерде гидроксил тобы тікелей бензол сақинасымен байланысса - фенолдар (Ш), ал гидроксил топ бүйір тізбекте орналасса - спирттер (IV) деп аталады. Гидроксил топтарының санына байланысты спирттер бip атомды және көп атомды (екі, үш және т. б. ) болып бөлінеді.

Қаныққан бip атомды спирттер

Қаныққан бip атомды спирттердің жалпы формуласы: С _n Н _2n+1 ОН. Көміртек атомының құрылымына байланысты спирттер бipiншілік (I), екіншілік (П) және үшіншілік (Ш) болып келеді:

Физикалық қасиеттері

Қаныққан бip атомды спирттер қалыпты температурада C ₁ -ден С ₁₂ -ге дейін сұйықтықтар, С ₁₃ -тен бастап және одан жоғарылары - қатты заттар. Барлық спирттер судан жеңіл, төмеңгі гомологтары суда жақсы ериді және өздеріне тен иicтepi болады. Молекулалық массасы өскен сайын сұйық спирттердің суда epiгiштігі төмендейді және олардың иicтepi жағымсыз бола бастайды. Жоғары спирттер суда ерімейді және иicтepi болмайды. Нормальды құры-лымды спирттердің молекулалық массалары өскен сайын олардын қайнау температуралары артады.

Химиялық қасиеттері

Спирттердің химиялық қасиеттері реакцияга бейімді гидроксил тобы және онымен байланысқан радикал анықтайды.

Галогендеу реакциялары, яғни галоген сутектендіру (НХ) :

HI > HBr > HCl > HF

R−OH +HX → R−X + H ₂ O

PX3(PBr3, PCl3, PI3)

R−OH + PX ₃ → R−X +H ₃ PO ₃

Дегидротация.

׀ ׀ Н ⁺ ׀ ׀

− С − С − С − С + H ₂ O

׀ ׀ ׀ ׀

Н ОН

Қанықпаған бір атомды спирттер

Қанықпаған этилен спирттерінің ең қарапайым мүшеci - винил спирті

(СН ₂ =СН - винил радикалы) немесе этенол СН ₂ =СНОН. Бipaқ, этилен спирттері тұрақсыз әдетте бос күйінде кездеспейді. Олар құрылу кезінде өте тез, өздерінің тұрақты формалары альдегидтер мен кетондарға изомерленеді (А. П. Эльтеков ережесі) :

Аллил спирті СН ₂ =СН−СН ₂ ОН (СН ₂ = СН−СН ₂ - аллил радикалы) . Химиялық қасиеттері молекуладағы гидроксил тобы мен қос байланыс арқылы анықталады. Аллил спирті хлорлы аллил аркылы пропиленнен алады:

Екі атомды спирттер (гликольдер)

Қаныққан гликольдердің жалпы формуласы: С _n H _2n (OH) ₂ .

Изомериясы. Номенклатурасы

Екі атомды спирттердің изомериясы көміртек тізбегінің құрылымына және ондағы гидроксил тобының орналасуына байланысты болады:

СН ₃ −СНОН−СН ₂ ОН СН ₂ ОН−СН ₂ −СН ₂ ОН

пропандиол-1, 2 пропандиол-1, 3

Рационалды номенклатура бойынша екі атомды спирттердің атын өздеріне сәйкес этилен көмірсутектеріне "гликоль" деген сөзді қосып айтады. Жүйелік номенклатура бойынша қаныққан көмірсутектердің атына -диол жалғауын қосып айтады, ал негізгі тізбектегі гидроксилдердің орнын цифрмен көрсетеді.

Физикалық қасиеттері

Гликольдер суда жақсы еритін қоймалжың сұйықтар немесе кристалды заттар, олардың көбінің тәтті дәмі бар. Гликольдердің қайнау температурасы бір атомды спирттердің қайнау температурасына қарағанда жоғары.

Үш атомды спирттер. Глицерин

Мұндай спирттердің әр түрлі көміртек атомдарында үш гидроксил тобы болады. Бұлардың жалпы формуласы:

C _n H _2n-1 (OH) ₃

Үш атомды спирттердің қарапайым өкілі глицерин (пропан триол-1, 2, 3) НОСН ₂ - СНОН - СН ₂ ОН.

Жеке өкілі. Глицерин (пропан триол-1, 2, 3) - тәтті дәмі бар бейтарап қоймалжың түссіз сұйықтық. Су тартқыштығы өте жоғары. Суда шексіз ериді.

Глицерин химия, тамақ (ликерлер, алкоголсіз сусындар), былғары және полиграфия өндірісінде кеңінен қолданылады.

Үш атомды спирттердің изомериясы, гликольдер сиякты көміртек тізбегінің құрылымына және ондағы үш гидроксил тобының орнына байланысты болады.

Оксоқосылыстардың нуклеофильдік қосып алу реакциялары.

Суды қосып алу.

Карбонил тобының суды қосып алуы, гидратация, қайтымды реакцияға жатады, оның барысында альдегидтердің гидраттары болып есептелетін диолдар түзіледі, бірақ олар тұрақсыз қосылыс болғандықтан, суды жоғалтып, қайтадан альдегидтерге айналады.

О ОН

СН ₃ - С + НОН СН ₃ ¬ С ¬ ОН

Н Н

ацетальдегид ацетальдегидтің гидраты

Реакция қышқылдық катализатордың қатысуымен оңай жүреді. Гидратталу дәрежесі субстраттың құрылысына байланысты болады. Электрондыакцептор үшхлорметил тобының әсерінен хлораль ( үшхлорсірке альдегиді ) толық гидратталады.

О OH

СІ ₃ С ¬ С + НОН СІ ₃ С ¬ С ¬ ОН

Н H

хлораль хлоральгидрат

Спирттерді қосып алу.

Альдегидтер спирттерді қосып алып, жарты ацетальдарға айналады, егер қышқылдық ортада спирттердің артық мөлшері түзілсе, ацетальдар түзіледі, ал кетондардан кетальдар түзілмейді.

Құрамындағы бір көміртегі атомы әрі гидроксил, әрі алкокси топтармен жалғасқан қосылыстар жарты ацетальдар деп аталады. Егер көміртегі атомы екі алкокситоппен жалғасса, қосылыстар ацетальдар деп аталады.

ОН ОR ¹

R - С - ОR ¹ R - С - ОR ¹

Н Н

жарты ацеталь ацеталь

Спирттер су сияқты әлсіз нуклефил болғандықтан реакция қышқылдық ортада оңай жүреді.

Жарты ацетальдар А _N механизм бойынша түзіледі:

О Н ОН

R ¬ С + НО ¬ R ¹ === R ¬ CН ¬ ОR ¹

Ацетальдардың түзілуі S _N механизм бойынша орындалады:

ОН Н ОR ¹

R ¬ СН ¬ ОR ¹ + НО ¬ R ¹ R ¬ СН ¬ ОR ¹ + Н ₂ О

Реакция қайтымды, түзілген өнімдер қышқылдық ортада оңай гидролизденеді. Жанды ағзалардағы әртүрлі бөтен қосылыстар ацетальдар түрінде бөлініп шығады.

Тиолдарды қосып алу.

Тиолдардың альдегидтер және кетондармен әрекеттесуі спирттерге қарағанда белсендірек жүреді, нәтижесінде жарты тиоацетальдар және тиоацетальдар түзіледі.

О ОН НS¬R ¹

R ¬ С + НS ¬ R ¹ R ¬ СН ¬ SR ¹

SR ¹

R ¬ СН ¬SR ¹ + Н ₂ О

Аминдерді қосып алу бөлу.

Оксоқосылыстардың бірінші ретті аминдермен әрекеттесуі қосып алу бөлу механизмі бойынша жүреді. Аминдер күшті нуклеофилдерге жататын болғандықтан, карбонил тобындағы қос байланыс бойынша әрекеттесіп, аминді спирт түзеді, біақ оның тұрақсыздығына байланысты су молекуласы бөлініп шығып, имин (Шифф негізі) түзіледі :

О Н ОН Н

R ¬ С + N ¬ R ¹ R ¬ С ¬ N ¬ R ¹ R ¬ СН = N ¬ R ¹

Н Н Н ₂ О имин

Иминдер қайтадан аминденгенде α амин қышқылдарын түзеді. Аммиак молекуласы да осы аталған механизм бойынша әрекеттеседі, олардың әрекеттесуі нәтижесінде түзілген иминдер тотықсызданып, аминдерге айналады.

R R

С = NН + Н ₂ → СН NН ₂

R R

Альдегидтер мен кетондар аммиакпен әрекеттескенде, циклды қосылыстар да түзілуі мүмкін. Мысалы, А. М. Бутлеров формальдегидті аммиакпен әрекеттестіріп, уротропин ( гексаметилентетрамин ) алды.

6 НСНО + 4 NН ₃ ( СН ₂ ) ₆ N ₄ + 6 Н ₂ О

Уротропин несеп жолдарының қабынуын емдеуге қолданылады, оның терапиялық әсері уротропиннің қышқылдық гидролизі нәтижесінде түзілетін формальдегидтің залалсыздандыру қасиетіне негізделген. Уротропин сілтілік ортаға төзімді, сол себепті несеп сілтілік орта көрсеткенде, оның емдік әсері болмайды.

Тотығу және тотықсыздану реакциялары.

Альдегидтер мен кетондар тотықтырғыштармен әртүрлі әрекеттеседі. Альдегидтерді карбон қышқылдарына дейін тотықтыру үшін аммиак ерітіндісіндігі Аg ₂ О ( Толленс реактиві ) және Сu (ІІ) гидроксиді ( Феллинг реактиві ) сияқты жұмсақ тотықтырғыштар қолданылады. Кетондар күшті тотықтырғыштармен тотығады.

Күміс айна реакциясы альдегид тобына сапалық реакция болып табылады.

О О

R С + Аg ₂ О → R С + 2 Аg ↓

Н ОН

Сu ( ОН ) ₂ ерітіндісінің әсерін де альдегидтер үшін сапалық реакция ретінде пайдалануға болады.

О О

R - С + Сu(ОН) ₂ → R - С + Сu ₂ О ↓ + 2 Н ₂ О

Н ОН

Кетондардың тотығуы былай жүруі мүмкін, мысалы :

хром қоспасы

СН ₃ - С - СН _{3 →} СН ₃ СООН + НСООН

Альдегидтер тотықсызданғанда, бірінші ретті спирттер түзіледі.

R - С + Н ₂ → R - СН ₂ - ОН

Кетондар тотықсызданғанда, екінші ретті спирттер түзіледі

R - С - R + Н ₂ → R - СН - R

О ОН

Диазоқосылыс. Диазоқосылыс екі топқа бөлінеді. Оның біріншісі Ar - N ═ N- Х жалпы формулаға сәйкес болады. Мұндағы Ar - арил, ал Х- қышқыл қалдығы, гидроксил тобы немесе радикал. Екінші топқа диазоний тұздары енеді. Олар аммоний тұзына сәйкес құралған [Ar - ≡ N] Х ^- Бұл екі топқа енетін қосылыстар өзара өте тығыз байланысқан мысалы, азобояғыштарды құрастыратын көптеген диазоқосылыстар диазоний тұздарынан алынады: диазоний тұздарын алу кезіндегі аралық өнім-диазоқосылыс.

Диазоний тұздары ароматты бірінші аминдерді диазоттаған кезде жеңіл алынады.

[C ₆ H ₅ H ₃ ] CI ^- + HO - N ═ O → [C ₆ H ₅ ≡ N] CI ^- + 2H ₂ O

Бұл реакцияны іс жүзінде жүзеге асырғанда, аминнің қышқылды ерітіндісіне натрий нитритін аздап, ақырын қосады, осы тұста ерітіндідегі қышқыл тұздан, яғни натрий нитритінен азотты қышқылды бос күйінде ығыстырады. Қазіргі кезде диазоттау реакциясының жалпынәтижесі қатарласа жүретін бірнеше реакциялардың қосымды теңдеуі екендігі белгілі.

Азобояғыштар Органикалық қосылыстардың әртүрлі оптарына жататын бояғыштардың құрылысын тиянақты зерттеулер көрсеткендей, олар өзінің құрамында хромофорлар және ауксохромдар дейтін атом топтары болады. Хромофорлар дегеніміз қосылыстың құрамына еніп, оған белгілі түс, рең, түр беретін атомдар тобы. Олар мыналар:

... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.