13 Лекция. Полифункционалды туындылар. Оксиқышқылдар.
Оксиқышқылдар дегеніміз гетерофункционалды қосылыстар, олардың құрамында бір немесе бірнеше окси- және карбоксил топтар болады. Оксиқышқылдар классификациясы: молекуладағы окситоп санымен; молекуладағы карбоксил топ санымен; окситоппен карбоксил топтың өзара жату орнына байланысты. Гидрокситоп санына қарай оксиқышқылдар бір-, екі- және полинегізді қышқылдарға бөлінеді. Бір негізді қышқылдарға сүт қышқылы жатады, екі негізді қышқылдарға –шарап және глицерин қышқылы, ал полинегізді қышқылдарға –глюкон қышқылы жатады.
Карбоксилтоптар санына қарай оксиқышқылдар монокарбон, дикарбон және поликарбон қышқылдарына бөлінеді. Карбоксил топқа қаражатда қай көміртек атомында гидроксил топ орналасуына байланысты т.б. оксиқышқылдарға бөлінеді. Сонымен қатар, оксиқышқылдарды алифатты және ароматты оксиқышқылдарға бөлуге болады.
оксиқышқылды алу жолдары
Циангидринді әдіс. Бұл әдіс бойынша карбонил топ сілтілік металдың цианидімен реакцияға түсіп, циангидрин түзеді, ал ол қышқылдық ортада гидролизге түскенде оксиқышқыл береді.
Карбонилді қосылыстың сілтілік ортада бромоформен реакциясы.
Орто-бензой қышқылындағы функционалды топты окси топқа алмастыру.
Натрий фенолятын карбоксилдеу
оксиқышқылды алу жолдары
Реформатский реакциясы. Бұл реакция негізінде цинк-органикалық қосылыс бромсірке қышқылының эфирімен қосылып, карбонил қосылыспен реакцияға түседі, кейіннен кқшқылдық гидролиз нәтижесінде оксиқышқыл түзіледі.
Сілтілік металдар цианиді және цианды сутек негізіндегі синтез. Галоидгидриндегі галогенді нитрилтопқа алмастырып және цианды сутекті олефин тотықтарымен әрекеттестіруге болады, екі жағдайда да -оксикарбон қышқылдар алынады.
Акрил қышқылының туындыларына су қосуға болады қышқылдық немесе сілтілік ортада.
және т.б. оксиқышқылдарды алу спирттерді және қышқылдарды алуға ұқсайды. Химиялық қасиеті. Оксиқышқылдарда спирттік және карбоксил топтың болуы бұл оксиқышқылдарға спирттерге және қышқылдарға тән қасиет көрсететіні анық.
Окисқышқылдарға температураның әсері.
Оксиқышқылдарға оптикалық изомерия құбылысы тән. Сүт қышқылы екі стереоизомерде болады, оларды өзара энантиомерлер деп аталады. Энантиомер себебі бір көміртек атомында симметрия элементі болмайды, ол көміртекті хиральды атом дейді. Симметрия элементі болмайды егер көміртек атомында әртүрлі орынбасар болса, оны сүт қышқылында көруге болады.
14 Лекция. Полифункционалды туындылар. Көмірсулар.
Көмірсулар өте маңызды биологиялық активті қосылыс, тірі ағза энергетикасында маңызды роль атқарады. Көмірсутәрізді заттардың ағзада көмірқышқыл газы және суға ыдырауы жылу бөліп жүреді де, ол өмірді ұстап тұруға көмектеседі.
Көмірсулар классификациясы. Олар үш топқа бөлінеді: моносахаридтер, олигосахаридтер, полисахаридтер. Мысалы, моносахаридтер - D-глюкоза және D-манноза эпимерлері.
Дисахаридтер - олар олигосахаридтерге жатады, мысалы, сахароза. Полисахаридтерге крахмал және целлюлоза жатады. Моносахаридтер изомериясы: оларға тән екі изомерия: сақиналы-тізбекті таутомерия және оптикалық изомерия.
Сақиналы-тізбекті изомерия циклдық түр және ашық тізбек арасындағы тепе-теңдікпен сипатталады. Тепе-теңдік моносахарид табиғатына байланысты. Триоз және тетрозға ашық тізбіекті түр жалғыз. Пентоздар және гексоздарда тепе-теңдік циклді түрге ығысады. Мысалы, D-глюкоза үшін ашық тізбек түрі 0,024 % құрайды. Циклогексан үшін тиімді тұрақты түр - кресла. Олай болса, альдогексоздар үшін тиімді түрақты түр – циклды түр үшін - кресла.
Оптикалық изомерия моносахарид асимметриялы көміртек атомының болуымен түсіндіріледі. Егер асимметриялы көміртек атомдар саны n болса, онда изомерлер саны 2n болады. Ашық тізбекті түрде D-глюкозаның 4 асимметриялы көміртек атомы болады және изомерлер саны 16 тең. Циклды түрде асимметриялы көміртек атомы 5-ке тең және стереоизомер саны екі еселенеді.
Стереоизомерлерде, көміртек атомдарындағы гидроксил топтың жату орнымен ғана ажыратылады. D-глюкоза, D-манноза өзара эпимерлер. Көмірсуларға екі стереоизомерлі циклды түрлер тән, оларды аномерлер дейді.
Моносахаридтерді алу жолдары. Негізгі шикізат көзі жеміс-жидек және көк-өніс. Моносахаридтер өсімдік шикізатында индивидуал немесе байланысқан түрде болады. Байланысқан түрде олар олиго- және полисахаридтерде, гликозидтерде, таннинде болады. Қышқылдық, сілтілік немесе ферментативті гидролиз нәтижесінде моносахаридтер түзіледі.Мысалы, сахароза гидролизінде глюкоза және фруктоза алынады.
Моносахаридтердің оптикалық активтілігі. Моносахаридтер стереоизомерлері поляризациялану жазықтығын бұрады. Әр моносахаридтің өз индивидуалды молярлы айналу бұрышы бар. Моносахарид ертіндісінің айналу бұрышы моносахарид табиғатына және оның концентрациясына байланысты. Айналу бұршының мәніне қарап, аномер табиғаты туралы білуге болады. Мысалы, -аномер поляризациялану жазықтығын үлкен бұрышқа айналдырады, -аномермен салыстырғанда. D-глюкозаның -аномер айналу бұрышы 1120, ал -аномердік – 180.
Уақыт өткен сайын моносахаридтер ертінділерінің айналу бұрышы өзгереді. Мысалы, -аномердің айналу бұрышы 1120 -ден 520 дейін төмендейді, ал -аномердікі 180 ден 520-ге көтеріледі. Бұндай айналу бұрыштың өзгеріп, тепе-отеңдік жағдайға келуін мутаротация дейді.
Моносахаридтердің химиялық қасиетін үш топқа бөлуге болады: моносахаридтегі карбонил топ бойынша, моносахаридтегі гидроксил топтар бойынша және жартылай ацетальды гидроксилдың ерекше қасиеті.