Бір негізді екі атомды окси-ыш-ылдар Изомерия. Номенклатура

2.  Биологиялық   сұрыптау.   Өздерінің тіршілік ету процесінде кейбір микроорганизмдердің көбірек табиғатта таралғаны оптикалық актив түрлерінің біреуі   ғана   қорекететін қабілеті болады. Басқа түрі таза күйінде қалады және оны қалдықтан   бөліп шығаруға болады. Мысалы, сия зеңі оң шарап қышқылымен басымырақ қоректенеді, егер зенді жүзім қышқылының ерітіндісінде әсірсе, ерітіндіде сол шарап қышқылы ғана қалады.

 3.Диастереоизомерлерді, кристалдандыру. Диастереоизомерлердің ерімталдығының әр түрлі болатындығы жоғарыда айтылған болатын. Сонда оптикалық изомерлер қоспасынан кристалсыздандырып диастереоизомерлер қоспасының алынатын әдісі болып табылады. Егер бізде әйтеуір бір қышқылдың оптикалық екі изомерінің қоспасы болса, оны оптикалық актив негізбен әрекеттестірсе екі тұз аламыз, олардың бір-біріне арақатынастары диастереоизомерлердікіндей болады. Диастереоизомерлік тұздар ажыратылғаннан кейін күштірек қышқылдармен оларды әрекеттестіріп екі қышқыл — оптикалық антиподтар бөліп шығарамыз:

Негіз ретінде әр түрлі тұйық тізбекті (гетероциклді) күрделі қосылыстар алынады: бруцин, цинхонин, стрихнин.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ІІ тарау

2.1.Үш негізді төрт атомды оксиқышқылдар

Табиғатта лимон қышқылы кеңінен  таралған (қызылша, таңқурай, тұшала, жүзім, лимондарда оның кышқылы 6— 7% болады). Лимон қышқылы құрамды С₆Н₈О₇ • Н₂О кристалл түзеді балқу темп. 70—75° С.

Техникада лимон қышқылын ашыған глюкозадан немесе махоркадан алады.

Қыздырғанда β-оксиқышқыл тәрізденіп, аконит қышқылына айналады. Айдағанда суды және СО₂ жоғалтады және жағдайға баінланысты цитрокан (I) жәнё итакон (II) ангидридтері түзіледі:

 

 Күкірт қышқылымен әрекеттессе лимон  қышқылы өзін -оксиқышқылша көрсетеді: құмырсқа қышқылын бөліп шығарады және ацетондикарбон қышқылын береді:

 

Лимон қышқылы тамақ өнеркәсібінде  және бояу жұмысында, медицинада және басқа да салаларда кеңінен қолданылады.

 

2.2.Оксиқұмырсқа, немесе көмір қышқылы

Көмір қышқылымен оның тұздары туралы анорганикалық химияда оқылады. Органикалық химия курсында басқа да барлық органикалық қышқылдарға тән көмір қышқылының туындылары, эфирлері, хлорангидридтері, амидтері және т. с. қарастырылады.

2.2.1.Көмір қышқылының эфирлері.

Көмір қышқылының күрделі эфирлері екі типті бола алады: қышқыл және орта.

 Көмір қышқылының қышқыл эфирлері — алкилді көмір қышқылдapы, олар өздерінің тұздарынан алына алады. Тұздары сілтілік металдардың алкоголяттарының ерітінділері арқылы көміртектің қос тотығын жіберсе оңай түзіледі:

 

Эфирлердіқ бұл типі өте тұрақсыз келеді, бұлар спиртке және көмір қышқылына оңай ыдырайды. Олардың тұздары төзімдірек келеді. Эфирлер тамақтық химия үшін қажетті нәрсе, өйткені, көмірқышқылының тамақтық өнімдерімен байланысып, қышқыл эфирлер түзу мүмкіншілігі өте зор. Көмір қышқылының сондай күйде аздап сырада да болуы мүмкін.

 Көмірқышқылының орта эфирлері —  диалкил карбонаттap фосгенмен немесе хлоркөмір эфирлері алкоголяттармен әрекеттессе оңай түзіледі:

 

Диалкилді карбонаттар — өсімдік  жемістерінің иісі тәрізді суда нашар  еритін сұйық заттар. Диэтил эфирінің қайнау темп. 126° С.

 Көмірқышқылының орто эфирлері. Алкоголяттарды хлорпикринмен әрекеттестірсе орто көмір қышқылының эфирлері түзіледі.

 

 Бұл эфирлер органикалық синтезде, ортақұмырсқа эфирі тәрізді, ацеталь-  түзуші реагент ретінде қолданыла алады:

Бұл эфирлер қышқылдардық қатысуында судық әсерінен спиртке және орта эфирге ыдырайды.

 

2.2.2.Көмір қышқылының галогенангидридтері.

Теориялық тұрғыдан көмір  қышқылының галогенангидридтерінің екі типі бар деп қарауға болады.

Бірінші титпес қосылыстар галогенкөмірқышқылдары деп аталады. Олар тұрақсыз келеді. Екінші типтес қосылыстардан белгілісі фторлы карбонил (фторқұмырсқа қышқылының фторангидриді) СОҒ₂ және фосген СОС1₂. Ең маңыздылары хлорлы туындылар.

Хлоркөмір қышқылы түзілу сәтінде  HC1 және СО₂ ыдырап кетеді. Тура сол сияқты мұның тұздары да бола алмайды. Дегенмен де жеткілікті дәрежеде оның төзімді эфирлері мәлім.

Хлоркөмір қышқылының эфирлері фосгенмен  спирттерді әрекеттестіріп немесе құмырсқа қышқылының эфирлерін хлорландырып алады:

Бұл эфирлер өткір иісті сұйық заттар, күшті лакриматорлар (жас шығарғыш заттар).

Бұл қосылыстардағы хлордың атомы аса қозғалмалы келеді, сондықтан да олар әр түрлі синтездерде жиі қолданылады.

1. Оларды сумен әрекеттестірсе бүтіндей, СО₂ және HC1 ыдырайды:

2.  Алкоголяттармен көмір   қышқылының    толық   эфирлерін  түзеді:

3.  Аммиакпен карбамин  қышқылының  эфирлерін — уретан-ар түзеді:

 

 

Барлық осы реакциялардың және басқа да галогенангидридтердің  осындай реакциялар механизмдерінің  негізіне, карбонил тобы көміртегінің күшті оң полюстенген атомына  нуклеофильдік қосып алу  жатады, мысалы:

 

Хлоркөмір қышқылының метил (қайнау темп. 71,5° С) және этил (қайнау темп. 95° С) эфирлері органикалық синтезде көмір-қышқылының туындыларын алу үшін және аромат қосылыстардың құрамына карбоксил тобын енгізу үшін қолданылады.

Хлоркөмір қышқылының метил эфирінің толық хлорланған өнімі дифосген тұншықтырғыш әсер ететін күйдіріп жіберетін уландырғыш тұрақсыз зат, қайнау темп. 127°С сұйық зат. Концентрациясы аз кезінде қазтамақтың иісіндей жағымды иісі болады. Қыздырғанда дифосген ыдырап фосген түзеді:

Фосген (хлорлы карбонил, хлорқұмырсқа қышқылының хлорангидриді) 1811 жылдан белгілі.

Әдеггегі жағдайларда, бұл газ.   Бірақ   қайнау   темп. 8,2°С, сары түсті сұйықтыққа оңай айналады. Аз  концентрациясының  иісі шіріген алманікі тәрізді. Құрамында гидроксилі жоқ органикалық еріткіштерде (толуол)   жақсы ериді. Тұншықтыратындай әсері бар күйдіріп жіберетін уландырғыш тұрақсыз зат.

Фосгенді көміртектің тотығымен  хлор арасындағы қосылу реакциясын оңай   алады   (көмірдіқ   бетінде   жарық  сәулесінің  әсерінен). Жоғары температурада бұл реакция тепе-теңдік күйде болады. 500°С-дегі фосгеннің тепе-теңдік концентрациясы 67 %. 800°С-ден жоғарыда фосген болмайды.

Фосгеннің химиялық қасиеттері басқа да хлорангидридтердің химиялық қасиеттеріне ұқсас.

1.  Су әрекетінен СО₂ мен HC1 баяу ыдырайды:

2.  Спиртпен  әрекеттесіп хлоркөмір  эфирлерін береді:

немесе көмірқышқыльшың  толық эфирлерін береді:

  3.  Аммиакпен мочевина (карбамид) түзеді:

Осы кездегі техникада фосген өте  кеңінен қолданылады. Оның қатысуымен көптеген бояулар, мочевина және басқа да заттар алынады

 

 

 

2.2.3.Көмірқышқылының амидтері.

Көмірқышқылынан екі  амид шығаруға болады:   карбамин   қышқылын

 

Карбамин қышқылы бос күйінде  белгісіз. Оның көптеген туындылары — тұздары, эфирлері жақсы зерттелген.

Аммиак және СО₂ әрекеттессе карбамин қышқылының аммоний тұзы — аммоний   карібаматі түзіледі:

Уретандарды — карбамин қышқылының эфирлерін алудың жолда  көп.

1.  Хлоркөмір эфирлерінен:

2.  Қөмірқышқылының эфирлерінен:

 

3.  Мочевинадан:

Уретандар — әдеттегі қысымда қыздырғанда ыдырамай айдалып шығатын, түссіз кристалды заттар.

Олар амидтердің және күрделі зфирлердің сипатымен қасиеттерін көрсетеді. Мысалы, сумен ұзақ уақыт қайнатқанда гидролизденеді.  Уретандар медицинада ұйықтатқыш ретінде қолданылады.

Мочевина (карбамид) — көмірқышқылының толық амиді. Мочевина белокты денелердің ыдырау өнімі ретінде адамның несебінде болады (2% шамасында). Ыдыраған белоктың азоты 80% шамасында мочевина түрінде бөлініп шығады.

Мочевина — балқу темп. 133°С, суда және спиртте еритін, түссіз кристалдар.

Техникадағы мыңызы үлкен болғандықтан мочевина алудық көп әдістері зерттеліп жасалды.

Олардың ең бастылары мыналар:

Көмірқышқыл газын қыздыру  кезінде  қатты кысымда 200°С

 

2.  Фосгеннен:

3.  Цианамидтен:

4.  Аммоний карбонатын қыздырып:

 

Химиялық жағынан мочевина  амидтіқ   қасиеттерін   көрсетеді.

1.  Қышқыл немесе сілтінің қатысуында сумен қайнатса гидролизденеді:

2.  Минералдық  қышқылдармен   әрекеттестірсе   тұздар   түзеді (қышқылдың бір эквивалентімен):

Мочевинаның азотқышқыл тұзы суда нашар ериді және мочевинаны бөліп шығару үшін қолданылады, мысалы несептен.

3.  Натрий   гипобромитінің   сілтілік   ерітіндісімен  әрекеттес-тірсе азот бөлініп шығады:

 

 

4.  Мочевинаны азотты қышқылмен әрекеттестірсе   де,   тура жоғарыдағыдай азот бөлініп шығады (А. П. Бородин) :

Осы реакциялардың екеуі де мочевинаның  мөлшерін табу үшін қолданылады (босап  шыққан азоттың мөлшері бойынша).

5.  Қыздырғанда   мочевина бірнеше зат түзіп ыдырайды, ол заттардың бастысы — биурет:

Сілгілік ерітіндіде мыстың тұздарымен биурет күлгін түске  боялғанын көрсетеді.

6.  Мочевинаны алкилдегіш  заттармен   әрекеттестірсе алкил-мочевина  алынады:

7. Мочевигааны ацилдегіш   заттармен   әрекеттестіргенде уреидтер алынады:

Уреидтер ұйықтатқыштар ретінде қолданылады. Мысалы, бромизовалериян қышқылының уреиді ұйықтатқыш ретінде бромурал деген атпен мәлім:

Екі негізді қышқылдармен әрекеттесе мочевина екі қатар туындылар  береді, уров кышқылдары және уреидтер (Н. Н. Зинин). Мысалы, қымыздық қышқылмен әрекеттессе оксалуров қышқылы және парабан қышқылы алынуға мүмкін:

Медицина үшін аса маңыздысы  барбитур қышкылының туындылары-малонилмочевиналар:

веронал деген атпен мәлім, этилфенилбарбитур қышқылы — люминал деген атпен аталады

Құрамында азоты бар, көптеген табиғи заттарды (нуклеин қосылыста-ры — ксантин, гипоксантин, аденин, гуанин; алкалоидтарды — теобромин, кофеин, несеп қышқылы және т. б.  диуреидтер деп қарауға болады.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Несеп кышқылы — адам мен жануарлардын организміндегі азотты алмасу процесінің маңызды өнімі, бұл қышқылды үшхлорсүт қышқылынан алуға болады.

Бұл суда қиын еритін кристалды зат. Несеп қышқылының таутомерлік түрлерінің пурин деп аталатын біреуін гетероциклді әр түрлі тұнбасы тізбекті негіздің үшокситуындысы деп қарауға болады;

 

Пуриннің туындылары ретінде маңызды екі алкалоиді бар, кофеин, (кофе,  шай) және теобромин (какао бұршағы):

 

 

Мочевина техникада құнарландырғыш ретінде, пластмассалар синтезінде қолданылады. Мал азығына мочевина қосылса, азықтың құнарлылығы артады.       

Мочевинадан карбамидті смола деген  зат алынады. Оның өзіне тән ерекшелігі — қатты, жылтыр.

Мочевинаның құмырсқа қышқылымен конденсациялануы моно- (I) және диметилмочевина (II) түзілу арқылы жүреді. Қышқылдық ортада бұл заттар оңай полимерленетін метилен-мочевиналар (III), (IV) түзе отырып сусызданады. Бұлар полимерленгенде түзу молекулалар да, үш өлшемді молекулалар да пайда болады:

 

Гуанидинді де мочевинаның туындысы деп қарауға болады. Гуанидин ауада  көксоқталанып кететін кристалдар тәрізді. Цианамидпен хлорлы аммонийді араластырып қыздырғанда алынады:

немесе ортокөмірқышкылынық  эфирін аммиакпен әрекеттестіргенде:

және құс саңғырықтарын гуаноны тотықтырып та алады (Перу).

1. Сілтімен араластырып қыздырса  гуанидин мочевинаға айналады:

2. Күшті негіз. Қышқылдармен тұрақты тұздар түзеді:

Қануарлар организмінде гуанидиннің туындысы — креатин биологиялық «ақызды міндет атқарады, креатин бұлшық ет шырынының құрамында, қанда, мида болады:

 

2.3.Тиокөмірқышқылдары және олардың туындылары.

Органикалық химиямен техникада көмір қышқылының күкіртті аналогтарының және туындыларының маңызы бар. Күкіртті көміртек — көміртек қос тотығының аналогы. Күкіртті көміртекпен сілтілік металдардың алкоголяттарымен әрекеттестірсе дитио-көмірқышқылының қышқыл эфирлерінің тұздары алынады. Дигиокөмір қышқылының, сол қышқыл зфирлері ксантоген қышқылдары деп аталған, ал олардың тұздары ксантогенаттар деп аталады.