11 himpopel p u

Червоним кольором виділено ОН-групи, що є в кожному залишку молекули глюкози. За участю цих груп відбуваються реакції целюлози з утворенням її ацетатних і нітратних естерів.

Глікоген

Глікоген — білий аморфний порошок. На відміну від крохмалю він добре розчиняється у воді, утворюючи колоїдний розчин, і сполучається з білками. Із йодом дає червоне забарвлення різних відтінків, що зникає під час нагрівання і з'являється при охолодженні. За іншими властивостями глікоген подібний до крохмалю. При його кислотному гідролізі спочатку утворюються декстрини, потім — мальтоза і глюкоза.

1 Назва походить від грецьких слів £Іукуз — солодкий і £епо8 походження.

.218

Узагальнення знань про оксигеновмісні

органічні сполуки

Матеріал параграфа допоможе вам:

повторити класифікацію оксигеновмісних органічних сполук; пригадати особливості ізомерії цих сполук;

обгрунтувати їх найважливіші властивості.

У цьому п а р а г р а ф і зібрано головне із вивченого в а м и матеріалу . З о к р е м а , згадано про в а ж л и в і к л а с и о к с и г е н о в м і с н и х о р г а н і ч н и х сполук, їх ізомерію, у з а г а л ь н е н о хімічні властивості.

Класифікація. М о л е к у л и багатьох оксиге- н о в м і с н и х о р г а н і ч н и х сполук с к л а д а ю т ь с я із в у г л е в о д н е в и х з а л и ш к і в і ф у н к ц і о н а л ь н и х груп атомів . У к о ж н і й ф у н к ц і о н а л ь н і й групі є один або два атоми Оксигену .

подібні за с к л а д о м с п о л у к и , я к і р і з н я т ь с я дов- ж и н о ю й особливостями будови карбонового л а н ц ю г а м о л е к у л .

.219

І з о м е р и о к с и г е н о в м і с н и х сполук м о ж у т ь на- л е ж а т и д о р і з н и х к л а с і в . П р и к л а д и м і ж к л а с о - вої ізомерії: етанол С 2 Н 5 ОН і д и м е т и л о в и й етер СН 3 ОСН 3 , етанова к и с л о т а СН 3 СООН і метило - в и й естер м у р а ш и н о ї к и с л о т и НСООСН 3 .

.220

Якщо оксигеновмісна сполука є ненасиченою, то кількість її ізомерів зростає через можливість різного розміщення кратних зв'язків у карбоновому ланцюзі, а в разі наявності подвійного зв'язку — ще й за рахунок цис- і транс-ізомерів.

Фізичні властивості. Д л я оксигеновмісних

к и п і н н я с п о л у к у к о ж н о м у г о м о л о г і ч н о м у р я д у зростають .

мів беруть участь в утворенні водневих з в ' я з - ків м і ж м о л е к у л а м и . Тому т е м п е р а т у р и плав- л е н н я і к и п і н н я спиртів та карбонових к и с л о т з н а ч н о в и щ і , н і ж відповідних вуглеводнів .

Унаслідок у т в о р е н н я водневих з в ' я з к і в м і ж м о л е к у л а м и води і спирту або к и с л о т и ч и м а л о

атоми електронегативного елемента Оксигену . Ці атоми з м і щ у ю т ь до себе електронну густину к о в а л е н т н и х з в ' я з к і в і с п р и ч и н я ю т ь їх поляр - ність у ф у н к ц і о н а л ь н і й групі. Вуглеводневі з а л и ш к и , н а в п а к и , є п р а к т и ч н о н е п о л я р н и м и . Різні ч а с т и н и м о л е к у л оксигеновмісних орга- н і ч н и х сполук зазнають взаємного впливу .

Кислотні властивості. М о л е к у л и спиртів, фенолу і карбонових кислот м і с т я т ь одну або к і л ь к а ОН - груп . Кислотні властивості спо-

на до атома Оксигену, тобто н а с к і л ь к и поляр - н и м є з в ' я з о к О - Н .

Вищі спирти і вищі карбонові кислоти у воді практично нерозчинні.

.221

п е р е т в о р ю ю т ь с я н а с п о л у к и і н ш о г о к л а с у :

спирт —> альдегід -» карбонова кислота.

П е р е т в о р е н н я с п и р т у н а а л ь д е г і д м о ж н а роз- г л я д а т и я к в т р а т у м о л е к у л о ю с п и р т у д в о х а т о м і в Гідрогену

С 2 Н 5 О Н СН3СНО, а а л ь д е г і д у на к и с л о т у — як п р и є д н а н н я до його м о л е к у л и атома О к с и г е н у :

С Н 3 С Н О - ± ^ > СН 3 СООН .

• Я к і с п о л у к и о к и с н ю ю т ь с п и р т и , а л ь д е г і д и ?

Із а л ь д е г і д у м о ж н а д о б у т и с п и р т . Це — р е а к ц і я в і д н о в л е н н я :

СН 3 СНО + 2 [ Н ] > С 2 Н 5 ОН .

Вона в і д б у в а є т ь с я , н а п р и к л а д , п р и взаємодії

а л ь д е г і д у з воднем .

Реакції дегідратації характерні для сполук,

.223

Сполуки з кількома однаковими функціональними групами подібні за хімічними властивостями до сполук, у молекулах яких є одна така група. Більшість реакцій за їх участю відбувається в кілька стадій. Гак, дикарбонова кислота НООС-СООН (щавлева) реагує з лугами з утворенням не тільки середніх, а й кислих солей.

Хімічні властивості та методи добування насичених оксигеновмісних сполук узагальнено в Додатку (с. 322—328).

шшшшшшшшшшшшт

Оксигеновмісні органічні сполуки містять у молекулах різні функціональні групи атомів. Залежно від наявності тієї чи іншої функціональної групи сполуки поділяють на класи спиртів, альдегідів, карбонових кислот та ін.

Ізомерія оксигеновмісних органічних сполук зумовлена різним розміщенням функціональних груп у молекулах і різною будовою карбонових ланцюгів.

На фізичні властивості оксигеновмісних сполук впливають довжина карбонового ланцюга молекул, а також можливість утворення ними водневих зв'язків.

Наявність тієї чи іншої функціональної групи в молекулах зумовлює характерні хімічні властивості сполук даного класу.

266. Знайдіть відповідність і поясніть свій вибір.

.224

267. Як складають систематичні назви спиртів, альдегідів, кислот, естерів?

268. Назвіть сполуки, які мають наведені нижче формули, і вкажіть

270. Напишіть по одному рівнянню реакцій зазначених типів за уча-

273. Запишіть схему перетворень, які потрібно здійснити, щоб добути: а) пропілацетат із етилену; б) етилбутаноат із 1-хлоробутану. Наведіть відповідні хімічні рівняння.

.225

274. Обчисліть масу оцтової кислоти, яку можна добути із 66 л ацетилену (н. у.), якщо відносний вихід кислоти становить 60 %.

275. Змішали 39,2 г розчину з масовою часткою калій гідроксиду 10 % і 90 г розчину найпростішої двохосновної карбонової кислоти з масовою часткою сполуки 5 %. Добутий розчин випарили досуха. Який якісний і кількісний склад (у масових частках) твердого залишку?

для допитливих

В с т а н о в л е н н я б у д о в и м о л е к у л о р г а н і ч н и х с п о л у к с п е к т р а л ь н и м и м е т о д а м и

Важливу інформацію про органічну сполуку можна отримати, досліджуючи її хімічні властивості. Проте хімічні методи неуніверсальні. Наприклад, ними часто не вдається розрізнити гомологи або ізомери, що належать до одного класу сполук.

Існує низка фізичних методів, які дають змогу встановити склад і будову молекул більшості органічних сполук. Серед цих методів — спектроскопія ядерного магнітного резонансу (ЯМР) та інфрачервона (ІЧ) спектроскопія1. Вони грунтуються на поглинанні речовиною електромагнітного випромінювання в окремих діапазонах довжин хвиль. Результат реєструє спеціальний прилад, який видає відповідний графік (його називають спектром) — криву з різкими максимумами або мінімумами (піками, смугами або сигналами). Для дослідження звичайно беруть 1 — 5 0 мг речовини.

Спектроскопія ЯМР яка надає інформацію про атоми Гідрогену в молекулі, має абревіатуру ПМР (протонний магнітний резонанс). У спектрі ПМР кількість груп піків (іноді — окремих піків) дорівнює кількості різних видів атомів Гідрогену в молекулі. Висота піків приблизно пропорційна кількості атомів Гідрогену кожного виду. У спектрі ПМР етанолу СН3 СН2 0Н (мал. 96) наявні дві групи піків, а також окремий пік. Вони відповідають атомам Гідрогену груп СН3, СН2 і ОН. Група найбільших піків належить атомам Гідрогену могильної групи (цих атомів — три), а найменший пік — атому Гідрогену гідроксильної групи.

Інший тип спектра ЯМР фіксує стан (оточення) атомів Карбону в молекулах. У такому спектрі атоми Карбону із різним оточенням мають свої піки (мал. 97).

1 Крім цих методів, науковці використовують електронну спектроскопію, мас-спектроскопію.

.226

ІЧ-спектри дають змогу виявити хімічні зв'язки між атомами, визначити їх кратність, а також наявність тих чи інших функціональних груп у молекулі. ІЧ-спектр етанолу (мал. 98) містить смуги (напрямлені донизу піки), що відповідають зв'язкам С - Н , С- 0 і О - Н 1 .

Мал. 98.

ІЧ-спектр етанолу

За результатами спектральних досліджень органічної сполуки можна відтворити карбоновий ланцюг її молекули, визначити відга- луження в ньому і функціональні групи.

ПРАКТИЧНА РОБОТА № З

Виконання експериментальних завдань

У ц і й п р а к т и ч н і й роботі ви маєте здійснити хімічні перетво- р е н н я за участю оксигеновмісних о р г а н і ч н и х сполук і довести

1 Походження інших смуг не розглядаємо.

.227