Гипоксантин, 6-гидроксипурин 4 страница

Химиялық қасиеттері. Карбон қышқылдарының қышқылдық қасиеттері айқын байқалады. Оны карбоксил тобындағы атомдарының өз ара әсері деп түсіну керек; карбоксил тобындағы электрондық тығыздығы электрофильдігі (электронакцепторлығы – электрон қосып алғыштығы) күштірек атом – оттекке қарай ығыстырылған: . Сондықтан да оттекпен сутектің арасындағы байланыс әлсіреп сутек ионының бөлінуі жеңілденген: R–COOH ↔ R–COO^- + H⁺

         Радикалдағы сутек атомдары, әсіресе карбоксил тобымен көрші көміртек атомдары электрофильдік (электрон акцепторлық – электрон тартқыш) атомдармен немесе топтармен алмасса онда органикалық қышқылдардың күші өседі.

     1. Органикалық қышқылдар металдармен, олардың оксидтері (тотықтарымен) және гидроксидтерімен әрекеттесіп тұз түзуге қабілетті келеді:

2. Органикалық қышқылдарға фосфордың галогендерімен әсер етсе қышқылдардың галоген ангидридтері түзіледі. Мұнда да, спиттердегі тәрізді, гидроксил галогенге алмасады, мысалы

Сондай-ақ органикалық қышқылды хлорлы тионилмен әрекеттестірсе қышқылдардың хлорангидридтерін алуға болады.

Қышқылдардың галогенангидридтерін қышқыл бойынша да, галоген бойынша да мысалы, сірке қышқылының хлорангидриді деп атауға болады.

Ангидридтер, галогенангидридтер, күрделі эфирлер, тиоэфирлер, амидтер және карбон қышқылдары нуклеофилге қатысты ацилдеуші реагенттер деп есептеледі, олар қатысатын реакциялар ацилдеу реакциясы деп аталады, бұл молекуладағы сутек атомының орнына ацил тобын   енгізуді білдіреді.

Галогенангидридтеріндегі галогеннің реакциялық қабілеті өте күшті. Құрамында метал атомы немесе сутектің активті атомы бар қосылыстармен әрекеттескенде, оның орнын қышқыл қалдығы басады. Ондай реакцияларды ацилирлену деп атайды, анығырақ айтқанда (жаңа түзілген молекуланың құрамында ацетил қосылған болса) ацетилдену делінеді.

Галогенангидридтер арқылы қышқылдардың барлық туындыларын: тұздар, ангидридтер, галогенангидридтер, күрделі эфирлер, амидтер, асқын тотықтар, нитрилдер және т.б. алуға болады.

3. Қышқылдардың ангидридтері қышқылдардың тұздарымен галоген-ангидридтерінің әрекеттесуі нәтижесінде түзіледі:

Кейбір қышқылдар суды күшті тартатын заттармен (Р₂О₅) әрекеттесіп, жоғары температурада катализатор қолданып және реакция өнімдерін тез суытатын, ангидридтер түзеді:

Жеңіл қышқылдардың ангидридтері - өткір иісті шайқалмалы сұйық заттар: суда нашар немесе тіпті ерімейді. Өздеріне сәйкес қышқылдарға қарағанда жоғарырақ температурада қайнайды.

Қышқылдар ангидридтерінің химиялық активтігі күшті келеді және галогенангидридтер тәрізді бұлар да ацилдегіш заттар болып саналады:

а) сумен (жай қайнатса бұлардың әрқайсысының өзіне сәйкес келетін қышқылдар түзіледі:

ә) спирттермен қышқылдың және күрделі эфирдің қоспасын түзеді:

б) аммиакпен қышқылдың және оның амидінің қоспасын береді:

Осы реакциялардың барлығы, қышқылдардың хлорангидридтерінің реакциялары тәрізденіп, нуклеофильдік қосылыс сатысы арқылы жүреді.

Сірке ангидриді құрамында гидроксилі бар органикалық қосылыстарды ацетилдеу үшін кеңінен қолданылады.

4. Қышқылдардың амидтері галогенангидридтер, қышқылдардың ангидридтері арқылы немесе қышқылдардың аммоний тұздарынан алынады:

Осы тұздарды құрғақ айдағанда су бөлініп шығып, қышқылдардың амидтері түзіледі:

Қышқылдардың амидтері – кристалды заттар (құмырсқа қышқылының сұйық амидінен – формамидтен басқасы). Амидтер химиялық оңай өзгермелі келеді:

а) Р₂О₅-мен араластырып қыздырса су бөлініп шығады да қышқылдардың нитрилдері түзіледі:

     ә) амин тобының NН₂ сутегі металға орнын едәуір оңай береді. Мысалы, ацетамид сынап тотығымен әрекеттеседі.

б) амидтерді минералдық қышқылдардың немесе сілтілердің судағы ерітінділерімен араластырып қайнатса, гидролизденеді де карбон қышқылы немесе оның тұзы түзіледі:

    Қышқылдардың амидтері нитрилдер сабынданғанда аралық өнім ретінде де түзіледі.

     5. Карбон қышқылдарының өздеріне тән өзгешеліктері де бар, мысалы, бұлар минерал қышқылдары болса спирттермен әрекеттесіп күрделі эфирлер түзгіш келеді (эфирлену, эфир түзілу реакциясы).

Эфирлер және амидтер

Қанықпаған монокарбон қышқылдары

Қаныққан дикарбон қышқылдары

7. Бақылау сұрақтары

1. Альдегидтердің функционалдық тобы:

             1) – ОН

             2) = С=О 

             3) – СНО

             4) – СООН

             5) – ОR

2.Карбонил тобындағы көміртегі атомының гибридтенуі:

             1) sp

             2) sp²d

             3) sp³

             4) sp³d

             5) sp²

3. Альдегидтердің спирттермен әрекеттесу реакциясының механизмі:

             1) A_E

             2) A_N

             3) A_R

             4) S_N

             5) S_E

4. Альдегидтердің спирттермен әрекеттесуі нәтижесінде түзіледі:

             1) жай эфирлер

             2) жартылай ацетальдар

             3) гидразондар

             4) карбон қышқылдары

             5) күрделі эфирлер

5.Альдегидтер тотықсызданғада түзіледі:

             1) екіншілік спирттер

             2) карбон қышқылдары

             3) біріншілік спирттер

             4) жай эфирлер

              5) ацетальдар

6. Ацетон тотықсызданғанда түзіледі:

             1) пропанол-1

             2) пропанол-2

             3) пропандиол-1,2

             4) пропандиол–1,3

             5) пропен

7. Толленс реактивімен [Ag(NH₃) ₂]OH реакцияға қатысады:

             1) малеин қышқылы

             2) ацетилхлорид

             3) ацетон

             4) натрий ацетаты

              5) кұмырсқа альдегиді

8. Этилацетаттың гидролиздену реакциясының механизмі:

             1) нуклеофилді косып алу A_N

             2) электрофилді косып алу A_E

             3) электрофилді орын басу S_E

             4) радикалды орын басу S_R

             5) нуклеофилді орын басу S_N

9. Карбон қышқылдарының функционалдық тобы:

             1) – СНО

             2) – СО –

             3) – ОR

             4) – СООН

             5) – ОН

10. Қышқылдардың амидтерінің функционалдық тобы:

             1) – СООН

             2) – ОR 

             3) – СОНаl

             4) – CONH₂

             5) – CO –

11. Этилбензол тотыққанда түзіледі:

             1) этилбензоат

             2) бензой қышқылы

             3) о-бензохинон

             4) п-бензохинон

             5) фталь қышқылы.

12. Метилацетат гидролизденгенде түзіледі:

            1) метанол, ацетальдегид

            2) метанол, сірке қышқылы

            3) метаналь, сірке қышқылы

            4) этанол, құмырсқа қышқылы

            5) метаналь, ацетальдегид

13. Янтарь (бутанди) қышқылын қыздырғанда түзіледі:

            1) ангидрид

            2) пропан қышқылы

            3) кымыздық қышқылы

            4) көмір қышқылы

            5) май қышқылы

14. Сірке қышқылының амиді:     

             1) NH₂CH₂COOH

             2) NH₂NHCH₂COOH

            3) NH₂CONHCH₂COOH

              4) CH₃CONHCONH₂

                 5) CH₃CONH₂

15. Май қышқылындағы карбоксил тобының саны:

             1) 2

                2) 3

             3) 4

             4) 1

             5) 5

16. Қымыздық қышқылы:

             1) HOOC–COOH                                 

             2) CH₃ –CH₂–COOH                                        

             3) HOOC–CH₂–COOH

             4) CH₃–CHOH–COOH

             5) HO–CH₂–CH₂–COOH

17.Этанальды Гриньяр реактивімен әрекеттестіру нәтижесінде алынатын зат:

             1) біріншілік спирт

             2) екіншілік

             3) үшіншілік спирт

             4) карбон қышқылы

             5) кетон

18. Альдегидтер мен кетондардың гомологтық қатарының жалпы формуласы арасындағы сәйкестікті көрсетіңіз:

             1) C_nH_2n+1CO₂H 

             2)C_nH_2n+2O

             3) C_nH_2nO

             4)C_nH_2n+1OH

             5)C_nH_2n+1H₂

19. Хлорлы сутегі қатысында альдегидтер спирттермен әрекеттеседі және нәтижесінде келесі қосылыстар түзіледі:

                                        _{құрғақ HCl}

 СН₃ СНО + 2C₂H₅OH                                  

1) жартылай ацетальдар

2) карбон қышқылдары

3) ацетальдар

4) күрделі эфирлер

5) жай эфирлер

20. Альдегидтерге қарағанда кетондардың нуклеофильді агенттерге қатысты реакцияласу қабілеті төмендеу болады. Бұл жағдай алкил топтарының мына қасиеттерімен түсіндіріледі:

1) жай байланыстың электрон тығыздығын өзгерту

2) орын басу реакцияларына түсу

3) карбонил тобының полярлығын төмендету

4) электрон акцепторлық қасиеттер

5) электрон донорлы қасиеттер

Тәжірибелік сабақ № 10

1. Тақырыбы:Гетерофункционалды органикалық қосылыстар. Гидроксиқышқылдар, оксоқышқылдар, фенолқышқылдар. Таутомерия.

2. Сабақтың мақсаты:Адам организміндегі алифатты гетерофукционал-ды қосылыстардың метаболиттік өзгерістерін түсіну үшін олардың өздеріне тән ерекше химиялық қасиеттері мен кеңістіктегі құрылысы туралы білімдерді қалыптастыру.

3. Оқыту мақсаты:

Студент білуі қажет:

1. Гетерофункционалды қосылыстардың құрылысы және олардың молекулада өзара орналасуына орай әсерін бағалау.

2. Монофункционалды қосылыстардың реакцияласу қабілеті туралы білімді гетерофункционалды қосылыстардың әрқайсысына жеке-жеке қатысты.

4. Тақырыптың негізгі сұрақтары:

1. Гетерофункционалды қосылыстар дегеніміз не?

2. Оптикалық изомерия сүт қышқылының мысалымен, асимметриялық «С» атомы, Д және L-қатары, энантиомерлер. 

3. Сүт қышқылының және b-гидроксимай қышқылының тотығу реакциясы.

4. Ацетосірке қышқылының этил эфирінің кето-енолдық таутомерия.

5. Ацетосірке қышқылы, декарбоксилдеу реакциясы.

6. a-, b-, g-гидрокси және амин қышқылдарына тән ерекше реакцияларын жазу.

7. g-аминомай қышқылы, лактам-лактимдық таутомериясы.

8. Салицил қышқылының сірке қышқылымен күрделі эфирін түзу.

9. Шарап қышқылының қышқыл, орта тұздарын түзу. 

5. Білім берудің және оқытудың әдістері: жұптасып жұмыс істеу, жаттығуларды орындау.

6. Информациялық-дидактикалық блок (аннотация)

Оксиқышқылдар.

Оксиқышқылдар деп, құрамында карбоксил топтарынан басқа бір немесе бірнеше гидроксил топтары бар органикалық карбон қышқылдарын айтады.

Мысалы, сүт қышқылы СН₃–СНОН–СООН – бір негізді екі атомды қышқыл, алма қышқылы НОСО–СНОН–СН₂–СООН – екі негізді үш атомды қышқыл, шарап қышқылы НОСО–СНОН–СНОН–СООН- екі негізді төрт атомды қышқыл.

Оксиқышқылдар аттарын көбінесе, өздеріне сәйкес карбон қышқылдарының окситуындылары ретінде алады. Сонда, гидроксил және карбоксил топтарының орналасу орындары грек алфавитінің әріптерімен көрсетіледі, мысалы:

СН₃–СНОН–СООН     a-оксипропион қышқылы;

НОСН₂–СН₂–СООН b-оксипропион қышқылы.

Систематикалық номенклатура бойынша оксиқышқылдардың аттары карбон қышқылдарының аттарынан шығарылады сөйтіп, сол аттың басына спирттерге тән окси-деген сөз қосылады (гидрокси). Нөмірлеу әдетте карбоксил тобынан басталады. Мысалы, сүт қышқылын 2-оксипропан қышқылы деп атауға болады.

Бір негізді оксиқышқылдардың гомологтық қатары оксиқұмырсқа немесе көмір қышқылынан басталады. Одан кейін гликоль немесеоксисірке қышқылы СН₂–СООН келеді. Бұл екі қышқылдардың структуралық изомерлері жоқ. Келесі гидроксил тобының орналасуына байланысты екі изомер түрінде бола алады: сүт және β-оксипропион қышқылы. Құрамында көміртектің төр атомы бар қышқыл, структуралық бес түрлі изомерлер түрінде бола алады. Олардың үшеуін нормаль май қышқылының туындылары деп қарауға болады: олар ОН-тың орналасуына қарай изомерлер болып келеді. 

СН₃–СН₂–СНОН–СООН            a-оксимай қышқылы,

                                                       2-оксибутан қышқылы

СН₃–СНОН–СН₂–СООН             b-оксимай қышқылы,

                                                       3-оксибутан қышқылы

СН₂ОН–СН₂–СН₂–СООН           g-оксимай қышқылы,

                                                       4-оксибутан қышқылы

Қалған екеуі – изомай қышқылының туындылары, демек, олардың алғашқы үшеуінен айырмасы көміртектік қаңқаларының құрылысында болады.

Оксиқышқылдардың арасында ассиметрлік көміртек атомдарының болуына байланысты оптикалық изомерияның өте жиі кездесетіндігі байқалады.

Оксиқышқылдар қышқылдардың да спирттердің де қасиеттерін көрсетеді. Бұлар қышқылдар тәрізді тұздар, күрделі эфирлер, амидтер және т.б. өнімдерді береді. Мысалы, сүт қышқылы:

Спирттер есебінде, бұлар алкоголяттар, жай эфирлер, гидроксилді галогенмен алмастырады:

       Спирттік немесе қышқылдық гидроксилінің қайсысының реакцияға қатысатындығын қолданылатын реагент пен реакция жағдайлары шешеді. Мысалы, галогенсутектермен әрекеттессе галогенмен спирттік гидроксил ғана алмасады, ал бес хлорлы фосформен әрекеттессе қышқылдық гидроксил де, спирттік гидроксил де алмасады. Сілтілермен әрекеттестірсе ең алдымен қышқылдардың тұздары түзіледі, ал содан кейін алкоголяттар пайда болады.

Оксиқышқылдардың химиялық барлық өзгерулерінде гидроксил тобының бір-біріне әсер ететіндігі есте болу керек. Егер осы топтардың бәрі бір-біріне көршілес болса, онда бұл әсердің маңызы зор. Гидроксил және карбоксил тобының өз ара әсерінен a-оксиқышқылдардың өздеріне ғана тән бірнеше реакциялары бар екендігін көрсетеді.

 1. a-оксиқышқылдар карбон қышқылдарына айналып оңай тотықсызданады, мысалы иодты сутекпен әрекеттестіргенде:

СН₃–СНОН–СООН + 2НІ → СН₃–СН₂–СООН + І₂ +Н₂О

2. Сұйытылған қышқылдармен араластырып қайнатса a-оксиқыш-қылдар ыдырап құмырсқа қышқылын бөліп шығарады:

СН₃–СНОН–СООН → СН₃–СНО + НСООН

3. Судың бөлініп шығу реакциясы a + β және a-оксиқышқылдарды бір-бірінен ажыратуға мүмкіндік береді.

Қыздырғанда a-оксиқышқылдар су бөліп шығарып лактидтер, яғни қышқылдың екі молекуласынан құралған тұйық тізбекті күрделі эфирлер түзеді:                  

     β-оксиқышқылдар судың элементтерінен айрылып қанықпаған қышқылдар береді. Сусызданудың ол бағыты карбоксил тобына көрші орналасқан сутек атомдарының көтеріңкі қозғалмалы болуына байланысты:

     γ-және δ-оксиқышқылдар қыздырғанда лактондар, яғни ішкі күрделі эфирлерді береді. Бұл реакцияны ашқан А.М.Зайцев.

     Кейбір органикалық заттар және анорганикалық заттарды кристалдық немесе сұйық күйлерінде не ерітіндіде оптикалық активті келеді. Полюстену жазықтығын қатты күйінде ғана бұратын заттар, ассиметр түрінде кристалданады. Олардың кристалдарының айналық көрінісі өзінің түпнұсқасымен дәл келмейді. Ондай заттардың кейбір молекулалары симметриялы болады (симметриялы жазықтығы болады).

Полюстену жазықтығын өзінің физикалық күйіне тәуелсіз бұратын заттардың молекула құрылысы ассиметриялы болады.

     1874 жылы Вант-Гофф пен Лебель бір мезгілде әрқайсысы былай деген: құрылыстары белгілі барлық оптикалық активті заттардың молекулаларында, әр түрлі төрт топпен байланысқан, көміртектің ең болмағанда бір атомы болады. Ондай атомдар ассиметриялыкөміртек атомдары деп қаралады. Сүт қышқылында көміртектің ассиметриялы атомы болады:

Сүт қышқылында көміртектің ассиметриялы атомы жұлдызшамен белгіленген. (+) және (-) сүт қышқылдары молекулаларының кеңістіктегі құрылыстары бір-біріне айнадағы көріністер болып келеді. Оларды энантиомерлер деп атайды. Энантиомерлердің бірдей мөлшерінің қоспасы рацемат болады.

Сүт қышқылында ассиметриялық көміртек атомы болғандықтан оның екі энантиомерлік түрі болады:

Сүт қышқылы сүттің құрамындағы лактоза және де басқа көкөніспен жеміс-жидектердегі көмірсуларының сүтқышқылдық ашуы арқылы пайда болатын затқа жатады. Сүтқышқылдық бактериялардың тіршілік әрекетінің салдарынан ашыған сүтте, айранда қышқыл капустада, сулап жібіткен алмаларда, тұздалған қияр мен помидорда, т.б. көп мөлшерде кездеседі. Осы қышқылдың тұздарын лактаттар деп атайды.

Организмде болатын L-(+)-сүт қышқылы глюкозаның басқа заттарға айналу нәтижесінде шыққан қосылыс болып саналады. Қатты жұмыс істегенде адамның бұлшық еттерінің ауыруы осы қышқылдың пайда болуына байланысты келеді. Себебі оттегі жетіспеген жағдайда кофермент НАДН пирожүзім қышқылын тотықсыздандырып сүт қышқылына айналдырады.

     Дем алған кезде сүт қышқылы қайтадын пирожүзім қышқылына айналады.

     β-гидроксимай қышқылы - СН₃СН(ОН)СН₂СООН. Бұл қышқыл көбіне шажырқай безі ауыратын адамдардың организмінде аралық зат ретінде пайда болады.

     γ-гидроксимай қышқылы – НОСН₂СН₂СН₂СООН. Бұл қышқыл улы заттарға жатпаса да адам организміне елтетін әсері бар. Оның натрий γ-гидросибутират тұзы НОСН₂СН₂СН₂СООNa ұйықтататын және анестезиологияда дененің сезімін жоятын дәрі ретінде қолданылады.

     Алма қышқылы НООССН(ОН)СН₂СООН. Бұл қышқыл әртүрлі жеміс-жидектерде және піспеген жеміс (алма, жүзім, шетен) ұрықтарында болады. Алма қышқылы негізінде фумар қышқылы гидратацияланғанда түзіледі, кофермент НАД⁺ әсерінен тотығып қымыздықсірке қышқылына айналады.

     Лимон қышқылы (2-гидроксипропанүшкарбон-1,2,3 қышқылы) –

Бұл қышқыл көп мөлшерде цитрус өсімдіктерінің (лимон, апельсин) ұрықтарында және жүзімде, қызылшада, қарлығанда, таңқурайда болады. Тұздары цитрат деп аталады.