3 деңгейлі смж құжаты поәК поәК 042-18-10. 1


Өзін-өзі тексеру сұрақтары



бет15/16
Дата06.07.2018
өлшемі4,63 Mb.
#47988
1   ...   8   9   10   11   12   13   14   15   16

Өзін-өзі тексеру сұрақтары
1. Эфирлеу реакциясындағы күкірт қышқылының ролі.

2. Эфирлер номенклатурасы.

3. Эфирлерді алу және химиялық қасиеттері.

4. Дифенил эфир, метил изопропил эфир, метил этил эфир, ди-н-пропил эфир формулаларын жазу керек.

5. CH3OCH2CH2CH3 эфирін синтездеу реакциясының теңдеуін жазу керек.

0,2 моль эфирді жағуға 268,8 литр ауа ( қ.ж.) жұмсалған болса, эфирдің формуласы қандай?

6. 14,8 грамм бутил спирті мен метил пропил эфирінің қоспасы натрий металымен әрекеттескенде, 0,025 моль сутегі газы бөлінген болса, қоспадағы спирттің массалық үлесі канша болады? Жауабы: 25%.
10 Зертханалық сабақтың тақырыбы

Күрделі эфирлер алу және химиялық қасиеттері
Жұмыстың мақсаты: Күрделі эфирлерді алу және олардың қасиеттерін зерттеу.

Реактивтер мен құралдар: амил спирті, сірке қышқылы, концентрлі күкірт қышқылы, этанол, 2н. натрий гидроксиді, спирт шамы, пробиркалар.

1-тәжірибе. Сірке қышқылының амил эфирін алу.

Жұмыс барысы: Пробиркаға 2 мл амил спиртін, 2 мл сірке қышқылын және 1 мл концентрлі күкірт қышқылын құяды. Қоспаны абайлап араластырады. Пробирканы 20 минут қайнап жатқан су моншасында ұстайды. Содан кейін пробирканы суытып, қарайған сұйықты суы бар пробиркаға құяды. Сұйық екі қабатқа бөлінеді, жоғары қабатта- алмұрт иісті сірке қышқылының амил эфирі түзіледі. Оны бөлгіш воронкамен бөліп алады. Реакция теңдеуін жазу керек.

3 – тәжірибе. Күрделі эфирлердің айрылуы

2-ші тәжірибе нәтижесінде алынған күрделі эфирді пробиркаға құйып, үстеріне 2 мл-дей натрий гидроксидінің ерітіндісін қосу керек. Не байқалады? Реакция теңдеулерін жазу керек.



Өзін- өзі бақылауға және зертханалық жұмыстарды қорғауға арналған сұрақтар

1. Толық және толық емес күрделі эфирлерді алу: малон қышқылының диэтил эфирін және оның моноэтил эфирін алу керек.

2. 176,8 кг триолеин глицеридті толық гидролиздегенде(сабындағанда) 40-пайызды (=1,43г/мл) натрий гидроксидінің қандай көлемі жұмсалады? (Жауабы: 42л).

3. 47-пайыз сіркеэтил эфирі бар 11,2г сірке және құмырсқа этил эфирлерінің қоспасын гидролиздеу үшін 2,8М калий гидроксидінің ( = 1,13г/мл) қандай массасы қажет? (Жауабы: 56,5г).


Күрделі эфирлер. Майлар тақырына есептер мен жаттығулар
1. Изомерия және номенклатура

1.1. Құрамы С4Н8О2 болатын күрделі эфирлердің изомерлерін (4 изомер) жазып, аттарын атау керек.

1.2. а) құмырсқа этил эфирінің; б) сірке этил эфирінің; в) пропионоамил эфирінің структуралық формуласын жазып, аттарын атау керек.

1.3. Жай және күрделі эфирлердің аттарын атау керек:

а) СН3-О-СН3; б) СН3СООС2Н5; в) С2Н5ОС2Н5 г) С3Н7СООС4Н9;

д) НСООС2Н5; е) СН3-СН2-СН2-СООСН3; ж) С3Н7ОС3Н7

1.4. Ара... пальмитин қышқылы мен мирицил спиртінің С30Н61ОН күрделі эфирі кіреді, формуласын жазу керек.

1.5. Тамақ өндірісінде жеміс эссенциясы ретінде қолданылатын күрделі эфирлер формулаларын жазу керек.


2. Химиялық қасиеттері

2.1. Цех жылына 13,76 т алма эссенциясын (изовалериан изоамил эфирі) шығарады, оған 10,2 т изовалериан қышқылы және 8,8 т изоамил спирті жұмсалған. 1 т эфирге жұмсалған шикізатты санау керек және ол теориялық шығымның қанша пайызы?

2.2. Күрделі эфирлерге қандай реакция тән? Мысал келтіру керек.Бұл реакция қандай жағдайда аяғына дейін жүреді?

2.3. Мына күрделі эфирлерді а) сіркебутил эфирі; б) пропилизобутил эфирі;

в) майизопропил эфирі; г) валерианпропил эфирі сумен қыздырғанда жүретін реакциялар теңдеулерін жазу керек, түзілген заттарды атау керек.

2.4. С4Н8О2 формуласына сәйкес екі заттың біреуі натрий карбонатымен көмір қышқыл газын бөліп әрекеттеседі, ал екіншісі әрекеттеспейді, бірақ сілтімен қыздырғанда спирт және тұз түзеді. Осы қосылыстардың структуралық формуласын жазу керек.

2.5. 232 т май этилэфирін сабындандырғанда қанша мөлшерде және қандай заттар бөлінеді?

2.6. Күрделі эфирлерді тотықсыздандырғанда спирттер түзіледі. Сірке амил эфирін сутегімен тотықсыздандырғанда түзілген спирттерді атау керек.

2.7. Сірке этил эфирін ацетиленнен алу теңдеулерін жазу керек.

2.8. Майлар органикалық қосылыстар кластарының қайсысына жатады?

Майларға анықтама беріп, олардың жалпы формулаларын жазу керек.

2.9. Өсімдіктер мен жануарлар майларының құрамы мен қасиеттерінде қандай айырмашылық бар? Мысалдар келтіру керек.

2.10. Майлардың биологиялық мәнін сипаттау керек.

2.11. а) глицерин мен үш олеин қышқылының молекулалар арасындағы; б) глицерин мен үш стеарин қышқылының молекуласы арасындағы реакциялар теңдеулерін жазу керек.

2.12. 1 т өсімдік майын, құрамында 80% олеин глицериді бар, қатты майға айналдыру үшін қанша көлем (қ.ж.) сутегі қажет?

2.13. Құрамында 85,4% стеарин қышқылы глицериді және 14,6% суы және сабынданбайтын қоспасы бар 10 т техникалық майдан сабын шығаратын зауод қанша тонна глицерин алады?

2.14. 1780 кг майдан (С3Н5(-ООС-С17Н35)3 егер оның 80%-ті сабындалса (гидролиз сілтілік) қанша натрийлі сабын алынады?

2.15.100 м3 бутанды (200С және 101 кПа жағдайында) тотықтырғанда, егер шығымы 65% болса, сонда қанша 90%-ті сірке қышқылын алуға болады?

2.16. 8,9 т тристеаратты толық сабындау (гидролиздеу) үшін қанша көлем (ρ = 1220 кг/м3) 20%-ті натрий гидроксиді ерітіндісін алуға болады?

2.17. Радикалында бір қос байланысы бар бір негізді қанықпаған органикалық карбон қышқылының триглицериді оливка майының 80%-ін (массасы бойынша) құрайды. Егер 1,105 кг оливка майында 1 моль осы триглицерид болса, осы триглицерид формуласын анықтау керек.


3. Алу әдістері

3. 1. Күрделі эфирлерді мына заттар аралындағы реакциялар арқылы алу керек: а) капрон қышқылы мен этил спирті; б) сірке қышқылы мен бутил спирті; в) май қышқылы мен амил спирті.

3.2. Күрделі эфирдің түзілу механизмін анықтау үшін изотопты әдіс қолданылады. Сірке қышқылына құрамында 188О изотобы бар метил спиртімен әрекет еткенде түзілген эфирдің формуласын жазып, қай заттан гидроксил тобының бөлінгенін көрсету керек.

3.3. Мына күрделі эфирлерді алу керек: а) метилэтил эфирі; б) дибутил эфирі; в) сірке қышқылды изопропил эфирі; Реакция теңдеулерін жазу керек.

3.4. 25,8 г этил спирті мен сірке қышқылын концентрлі күкірт қышқылы, қатысында қыздырғанда 14,08 г күрделі эфир түзіледі. Дәл осындай мөлшердегі осы заттар қоспасын толық жаққанда 23,4 мл су түзілген. Алғашқы заттардағы әр компоненттің массалық үлесін (%) анықтау керек. Эфирлену реакциясы қандай шығыммен жүргенін есептеу керек.

3.5. Құмырсқа және сірке қышқылдарының 11,2 г этил эфирлерінің қоспасын, құрамында 47% сірке этил эфирі бар, гидролиздеу үшін қанша масса 2,8 м калий гидроксиді (ρ = 1,13 г/мл) ерітіндісі қажет?


АЗОТТЫ ОРГАНИКАЛЫҚ ҚОСЫЛЫСТАР. НИТРОҚОСЫЛЫСТАР

Жалпы формуласы. Изомериясы, жіктелуі, аталуы
Қаныққан нитроқосылстардың жалпы формуласы СnH2n+1NO2 не R-NO2. Нитроқосылыстардың изомериясы пропан туындыларынан басталады. Нитроқосылыстар біріншілік R – СН2-NO2, екіншілік R2 – СН-NO2 және үшіншілік R3С-NO2 болады. Оларды нитро-деген сөз қосып көмірсутек бойынша оқиды. Жүйелік номенклатура бойынша нитротоптың орнын цифрмен көрсетеді.

СН3-NO2

CH3-CH2-NO2

CH3-CH2-CH2-NO2



нитрометан

нитроэтан

нитропропан

2-нитропропан


Алу жолдары
1. Көмірсутектердегі сутегі атомдары нитротопқа алмасады, нитрлеу реакциясы деп аталады (Коновалов М.И.реакциясы)

(НNO3 + H2SO4 – нитрлеуші агент).


2.Зертханада галогеналкандар мен нитриттер арасындағы реакция арқылы алады:
С6Н5СН2Сl + NaNO2 → C6H5CH2NO2 + NaCl
Физикалық және химиялық қасиеттері
Алкандардың нитроқосылыстары сұйық, әдемі иісті, суда аз ериді, улы, сулы ортасы бейтарап реакция көрсетеді. Нитроқосылыстар-полярлы заттар,сондықтан спирттер мен карбонил қосылыстарына қарағанда жоғарырақ температурада қайнайды.

Негізгі химиялық қасиеттері нитротоптың структурасымен байланысты.



1. Нитроқосылыстар тотықсызданғанда біріншілік аминдер түзеді:
R- NO2 + 6H→ R - NН2 + 2Н2О
2. Біріншілік және екіншілік нитроқосылыстар сілтілерде еріп тұз түзеді, себебі нитротоп байланысып тұрған көміртегі атомы жанындағы сутегі атомдары нитротоп әсерінен активтеледі, сілтілік ортада нитротоп аци-нитро-түрге айналады (қышқылдық). Сонда нитротоп екі түрде нитро-және аци-нитро-бола алады, яғни таутомерлі заттар.




Нитро-түрі

Аци-нитро-түрі


3. Нитротоп байланысып тұрған көміртегі атомы жанындағы сутегі атомдарының активтелетіндігін басқа реакциялардан да көруге болады. Біріншілік және екіншілік нитроқосылыстар азотты қышқылмен әрекеттеседі, ал үшіншілік-әрекеттеспейді:

нитрол қышқылы


псевдонитрол


Нитрол қышқылдарының сілтілік тұздары ерітіндіде қызыл түсті, псевдонитролдар-көк түске боялады.

4. Біріншілік және екіншілік нитроқосылыстар сілті қатысында альдегидтермен әрекеттесіп, нитроспирттер түзеді.

Нитрометан формальдегидпен әрекеттесіп три (оксиметил) нитрометан О2N-C(CH2OH)3 түзеді, оны тотықсыздандырса, амино-спирт

Н2N-C(CH2OH)3 түзіледі, ол жуғыш заттар мен эмульгаторлар өндірісінде қолданылады.

Нитроспирттердің азотқышқылды эфирлері, мысалы, О2N-C(CH2ONO2)2 қопарылғыш зат ретінде қолданылады.

5. Біріншілік және екіншілік нитроқосылыстардың аци-түрдегі тұздарына минералды қышқылдармен әсер етсе, альдегидтер не кетондар түзіледі.


6. Біріншілік нитроқосылыстар 85%-ті күкірт қышқылымен (қыздырғанда) карбон қышқылына айналады.
R-CH2-NО2Na + H2SO4 + Н2О → R – CООH + NН2 - OН + NaHSO4

гидроксиламин


Осы әдіс бойынша өндірісте гидроксиламинді алады.

Қолданылуы
Альдегидтерді, қышқылдарды, қопарылғыш заттарды алғанда нитропарафиндер техникада еріткіштер ретінде қолданылады, сонымен бірге еріткіштер ретінде резенке өндірісінде (вулканизаторлар), пластмассалар алуда қоланылады.

Өзін-өзі тексеру сұрақтары

1. Нитротоптың құрылысы. Изомериясы. Жіктелуі және аталуы.

2. Нитроқосылыстарды алу.

3. Нитрқосылыстардың физикалық және химиялық қасиеттері.

4. Нитроқосылыстардың қолданылуы.
АЛИФАТТЫ ҚАТАРЫНЫҢ АМИНДЕРІ

Аминдердің құрылысы. Изомериясы. Жіктелуі. Аталуы
Аминдерді аммиактағы сутегі атомдарының алкил (R-) топтарына алмасқан қосылыстар деп қарайды. Біріншілік, екіншілік, үшіншілік аминдерде 1,2,3 сутегі атомдары радикалдарға ауысқан.




біріншілік амин

метиламин



Екіншілік амин

метилэтиламин



үшіншілік амин

диметилэтиламин



Аминдердің изомериясы көміртек тізбегіндегі амин тобының орнына, олардың санына және азот атомымен байланысқан радикалдар құрылысына байланысты.



Алифатты амин

метиламин



Алициклді амин

циклогексиламин



Ароматты амин

анилин


аралас амин

N,N-диметиламин


Жүйелік номенклатура бойынша радикал атына амин суффиксін қосып аминдерді атайды.


Аминдерді алу, қолданылуы
1.Спирттер мен аммиактың буларын 3000С температурада катализатор (АІ2О3; ТhO2) арқылы өткізсе, аминдер қоспасы (біріншілік,екіншілік,үшіншілік) алынады:

2. Аммиакпен галогентуындыларға әрекет етсе, әр түрлі аминдер тұздарының қоспасы алынады.

хлорлы метиламин метиламин



3. Қышқылдар амидтері гипобромит не гипохлорит әсерінен айрылады да біріншілік аминдер береді (Гофман реакциясы):

4.Катализаторлар қатысында (Pt, Pd, Ni)нитроқосылыстар тотықсызданады:

5. Тотықсыздандырғыштар не катализаторлар Pt, Pd, Ni қатысында сутегімен нитрилдер біріншілік аминдер түзеді.
,
ал изоцианидтер екіншілік аминдерді береді:
R- NС + 2Н2 → R – NН – СН3
Аминдер органикалық негіздер ретінде және аминирлеу реакцияларында қолданылады. Күкірт қышқылды ерітінділерден кей аминдер уранды алу үшін қолданылады. Балықтың иісі сияқты аминдерді дала кемірушілерімен күресу үшін қолданады.
Физикалық және химиялық қасиеттері
Қарапайым аминдер-метиламин, диметиламин, триметиламин газдар, суда жақсы ериді, аммиак сияқты иісі бар. Басқа төменгі аминдер-аммиак иісті сұйықтар. Күрделі аминдер ұнамсыз (жағымсыз) балық иісті сұйықтар.

Жоғарғы аминдер қатты, суда ерімейтін, иіссіз заттар.

Химиялық қасиеттері аммиакқа ұқсас.

1. Аминдердің сулы ерітінділері негіздік орта көрсетеді:
R- NН2 + НОН  [RNН3]+ + OН-
2. Аминдер минералды қышқылдармен әрекеттесіп, аммоний тұздарын түзеді:
R-NН2 + НСl → R – NН3+Сl- – алкилге ауысқан
Аминдердің негіздік қасиеті аммиактан жоғары.

3. Біріншілік және екіншілік аминдер сонымен бірге әлсіз қышқылдық қасиеттер көрсетеді,олар сілтілік металдармен тұздар-алкил-не диалкиламидтер түзеді:
2R2NН + 2 Nа → 2R2N – Nа + Н2
4. Аминдер алкилденеді:біріншілік, екіншілік аминдер амин тобындағы сутегіні алкилдерге ауыстырады, бұл реакция арқылы екіншілік, үшіншілік аминдерді алады:
RNН2 + СН3І → R – NН – СН3 + НІ, не тұзы түзіледі R–NНСН3. НІ

RNНСН3 + СН3І → RN(СН3)2 . НІ


5. Аминдерді ацилдеуге болады, яғни сірке ангидридімен не хлорлы ацетилмен әрекеттестіріп:
С2Н5-NН2 + (СН3-СО)2О → С2Н5-NН-СО-СН3 + СН3СООН

этилацетамид не ацетилэтиламин


6.Азотты қышқылмен біріншілік амин азот және спирттер, алкендер, эфирлер түзеді, екіншілік аминдер-нитрозаминдер түзеді:
RNН2 + НОNО → R – ОН + N2 + Н2О,

R2NН + НОNО → R2N – NО + Н2О


7. Біріншілік аминдерге изонитрильді реакция тән:күйдіргіш калий (КОН) қатысында біріншілік аминдер хлороформмен изоцианидтер түзеді, иістері өте жаман:
R –NН2 + СНСl3 + 3КОН → RNС + 3КСl + 3Н2О
Екіншілік және үшіншілік аминдер бұл реакцияларды бермейді, сондықтан біріншілік аминдерді ашуға қолданылады.

НИТРИЛДЕР ЖӘНЕ ИЗОЦИАНИДТЕР

Изомерия, атауы, алу, қасиеттері
Нитрилдердің жалпы формуласы R – С ≡ N, ал изоцианидтердікі R – N ≡ С

+ -

не R – N ≡ С , азот пен көміртегі семиполярлы байланысқан. Нитрилдерді қышқыл бойынша СН3-СN - сірке қышқылының нитрилі, СН3СН2СN-пропион қышқылының нитрилі деп, не көмірсутектерге нитрил қосып СН3-СN-этан нитрил СН3СН2СN-пропан нитрил деп атайды.

Изоцианидтерді радикалға изоцианид деген жалғау қосып оқиды:
СН3-N≡С –метилизоцианид; СН3СН2N≡С этилизоцианид.
Алу жолдары

Нитрилдерді және изоцианидтерді алуда құрылыстарына байланысты өзгешеліктері көп.



1. Галогеналкилдермен сілтілік металдар цианидтері әрекеттескенде көбінесе нитрилдер түзсе, күміс тұздары изоцианидтер береді:
R-Сl + КСN → R – СN + КСl ,

RСl + АgCN → R- NС + АgCl


2. Қышқылдар амидтері дегидратацияланып, нитрилдер береді:
R – СОNН2 → R - СN + Н2О
3.Альдегидтерді (кетоксимдер емес) сірке ангидридімен дегидратациялағанда нитрилдер түзіледі.

қыздыру

RСНNОН + (СН3СО)2О → RСN + СН3СООН


Физикалық және химиялық қасиеттері
Төменгі нитрилдер (С11-ге дейін) эфир иісті сұйық заттар, СН3СN және С2Н5СN суда жақсы ериді. Сәйкесінше изоцианидтер нитрилдерге қарағанда төменірек температурада қайнайды.

Нитрилдер мен изоцианидтер химиялық қасиеттері бойынша бір-бірінен көп айырмашылықтары бар.



1. Нитрилдер минералды қышқылдар мен сілтілер ерітінділерінде сәйкес органикалық қышқылдар түзіп, сабындалады (гидролиз жүреді).

2. Изоцианидтер тек қышқылдармен гидролизге түсіп, құмырсқа қышқылы мен біріншілік аминдер түзеді.
R-NС + 2Н2О → RNН2 + НСООН
3. Нитрилдер мен изоцианидтерді тотықсыздандыру әсерінен аминдер алынады:
R - СN + 2Н2 → R – СН2 - NН2

R - NС + 2Н2 → R – NН – СН3


Ацетонитрил СН3-СN , Т қайнау = 820C, ацетамидтердің дегидратациясы арқылы алынады, полярлы еріткіш ретінде қолданылады және әр түрлі синтездерде алғашқы зат ретінде қолданылады.

Акрилонитрил СН2=СН-СN – сұйық, Тқайнау= 780С, хош иісті, акрилан (нитрон) синетикалық талшықтарын алу үшін, синтетикалық каучук СКН маркалы алу үшін қолданылады, ол майға және бензинге төзімді.

Акрилонитрил (пропен нитрил) пропиленді аммонилиздеп алады, катализатор қатысында:


СН2= СН-СН3 + NH3 +1,5 О2 СН2= СН-СN + 3 Н2О
АМИН ҚЫШҚЫЛДАРЫ

Амин қышқылдары деп - карбон қышқылының молекуласындағы көмірсутегідегі сутегінің орнын амин тобы басқан органикалық қосылыстарды айтады.

Амин қышқылдарының физиологиялық маңызы өте зор, өйткені олардың қалдықтарынан ақуыздар құрылады және олардан ферменттер, витаминдер, гормондар түзіледі. Амин қышқылдарын көбінесе тривиалды (шығу тегі бойынша) атаумен айтады.

Мысалы: NH2 – СН2 – СООН - глицин. Сонымен қатар, амин қышқылдарын атау үшін сәйкес карбон қышқылының атына «амино» деген сөз қосып, амин тобының орнын грек алфавитімен көрсетіп атайды.Мысалы:




- аланин немесе α- аминопропион қышқылы


Амин қышқылдарының жіктелуі
Амин қышқылдары құрылысы бойынша үш топқа бөлінеді:

1. Ациклді

2. Карбоциклді

3. Гетероциклді

Ациклді амин қышқылдары карбоксил- СООН және - NH2 топтарының санына қарай бөлінеді:

1. Моноаминкарбон қышқылдары: аланин СН3- СН(NH2) – СООН

2. Моноаминдикарбон қышқылдары:

аспарагин қышқылы НООС- СН2- СН(NH2)- СООН

3. Диаминмонокарбон қышқылдары: Н2N (СН2)4 СН(NH2) СООН

Изомерия
Амин қышқылдарының изомериясы функционалды топ орнына және көміртегі скелеті құрылысына байланысты.






α – аминпропион қышқылы (α-аланин)

β - аминпропион қышқылы (β-аланин)












α – аминмай қышқылы

β - аминмай қышқылы

γ – аминмай қышқылы

α – аминизомай қышқылы


Химиялық қасиеттері
Амин қышқылдарының құрамында негіздік амин және қышқылды карбоксил топтары болғандықтан, олар амфотерлік қасиет көрсетеді.

1.Тұздар түзу реакциялары.Амин қышқылдары қышқылдармен де, негіздермен де әрекеттесіп, тұздар түзіледі.



аланиннің натрий тұзы



тұз қышқылды натрий


2. Амин қышқылдары қышқылдар сияқты күрделі эфирлер, хлорангидридтер түзеді.



  1. Амин қышқылдары декарбоксилденіп, амидтер түзеді.



4. Амин қышқылына азотты қышқылмен әсер етсе, оксиқышқыл және азот түзіледі.
NH2 – СН2- СООН + НNО2 → НО - СН2- СООН + N2 + Н2О
5. Амин қышқылдары дезаминдеу реакциясына түседі, нәтижесінде амин тобы жойылады.Бұл реакция организмдерде ферменттердің әсерінен жүреді.
ферменттер


6. Амин қышқылдарының құрамында негіздік қасиет беретін амин тобы және қышқылдық қасиет беретін карбоксил тобы болғандықтан олардың молекулалары өзара әрекеттесіп,полимерлер түзіледі.

7. Амин қышқылдарына ғана тән қасиеттері.

а) Амин қышқылдарына қыздырудың әсері: Альфа-амин қышқылдары дикетопиперазин түзеді (молекулааралық циклді диамид)



Бета-амин қышқылдарын қыздырғанда аммиак бөлінеді және қанықпаған қышқылдар түзіледі:

акрил қышқылы


Гамма-амин қышқылдары молекула ішіндегі дегидратацияға ұшырап, циклді аминдер – лактамдар - түзіледі:


б) амин қышқылдарына мыс(ІІ) иондарымен комплекс қосылыстар түзу реакциясы тән:


Алу жолдары
I. α – амин қышқылдарын алу

1. Хлоралмасқан қышқылдарға аммиакпен әсер етіп:
NH3 + Сl – СН2СООН → НСl +NH2 – СН2СООН
2. Альдегидтерге аммиак пен циан қышқылымен әрекет етіп (Штрекер реакциясы):


3. Ақуыздардың гидролизі нәтижесінде 25 әр түрлі аминқышқылдары алынады.

II. β – аминқышқылдарын алу

1.Қанықпаған қышқылдарға аммиак қосып, катализатор қатысында

2. Малон қышқылынан алу (В.М. Родионов реакциясы):
СН3-СНО + СН2(СООН)2 + NH3 → СН3 –СНNH2 – CН2 СOOH +Н2О+СО2
Пептидтер және пептиттік байланыстар. Ақуыздар
Амин қышқылдары-түссіз кристалды заттар, суда жақсы ериді. Бір негізді аминқышқылдары бейтарап орта көрсетеді. Екі немесе бірнеше амин қышқылдарынан су бөлінгенде, түзілетін заттарды пептидтер деп атайды. Бұл жағдайда амин қышқылдарының арасында пептидтік байланыс пайда болады.

пептидтік байланыс


Егер пептидтер екі амин қышқылынан түзілсе дипептид, үшеуден түзілсе трипептид, ол көп амин қышқылдарынан түзілсе - полипептид деп аталады. Пептидтердің аталуы қатысқан амин қышқылдарының атымен аталады және бірінші амин қышқылының атына «ил» жалғауы қосылады. Полипептидтердің құрылысы тізбекті болады, кез келген амин қышқылдары бір - бірімен әр түрлі қосыла алады.

Ақуыздар (белоктар) деп молекуласы бір - бірінен пептидтік байланыспен қосылған α-амин қышқылдарының 20-ға жуық түрінің қалдықтарынан құралған жоғары молекулалы қосылыстарды атайды. Ақуыздар организм құрамының ең маңыздысы, олар өсімдіктер мен жануарлардың клеткаларының протоплазмасында және ядросында болады. Ақуыз жоқ жерде тіршілік жоқ, ол- тіршіліктің негізгі нышаны.

Табиғатта ақуыздардың көптеген түрлері кездеседі. Олардың атқаратын функцияларына және қасиеттеріне байланысты молекулалық массалары бірнеше мыңнан бірнеше миллионға дейін барады.

1839 жылы Голландия ғалымы Мульдер ақуыздарды «протеин» деп атауды ұсынды.

Ақуыздар бұлшық еттердің, қанның, сүттін, жұмыртқаның, өсімдіктердің, жүннің, жібектің және шаштың құрамына кіреді. Барлық ақуыздардың химиялық құрамы шамамен мынадай:




С- 50- 55 %

S- 0,2- 2,4 %

Н- 6,5- 7,3 %

О- 21,5- 23,5 %

N- 15- 17 %

Р- 0,8 %

Ғе- 0,4 %






Соңғы кезде ақуыздың құрамында басқа да элементтер (магний, кобальт, сынап, күміс, қорғасын, йод, мыс т.б.) болатыны анықталады.


Өзін-өзі тексеру сұрақтары
1. Аминдердің номенклатурасы және структурасы.

2. Аминдердің физикалық қасиеттері.

3. Аминдердің химиялық қасиеттері. Аминдерді алу және қолданылуы.

4. Мына аминдердің формулаларын жазу керек: а. Метилэтил амин; б. Диметил амин; с. Анилин; д. 1,4-диаминобутан; е. Метанитроанилин.

5. Амин құрамында 53,33 % С, 31,11% N және 15,56 % H болса, амин формуласы қандай болады?

6. пара-нитротолуолға сутегімен ( катализатор қатысында ) әсер етсе, түзілетін заттың аты мен формуласын

7. Амин қышқылдарын алу, қасиеттері. Ақуыз, қасиеттері.
11 Зертханалық сабақтың тақырыбы

Амин қышқылдарының қасиетін зерттеу
Жұмыстың мақсаты: Амин қышқылдарының негізгі химиялық қасиеттерімен танысу

Реактивтер мен жабдықтар: 1% - глицин ерітіндісі, 0,2% - метилқызыл ерітіндісі, мыс (ІІ) оксиді, 0,2н натрий гидроксиді, 2н. тұз қышқылы, натрий гидроксидінің концентрлі ерітінідісі, азот қышқылы (=1,4г/мл), мыс(ІІ) сульфатының кристаллы және 10% - ерітіндісі , натрий ацетаты, 1% - темір(Ш) хлоридінің ерітіндісі, 40% - формальдегид ерітіндісі, 10% - қорғасын нитратының ерітіндісі.

Құралдар: пробиркалар, спирт шамы.

1- тәжірибе. Глициннің амфотерлі қасиеті. 0,5 мл глицин ерітіндісіне 1 тамшы метил қызыл тамызады. Пробиркаға тағы 2 тамшы формальдегид ерітіндісін тамызады.

2-тәжірибе. Амин қышқылдарының темір(Ш) хлоридімен реакциясы.

1 мл глицин ерітінідісіне 2 тамшы темір(Ш) хлоридін тамызады. Бұл реакция нені дәлелдейді? Реакция теңдеуін жазу керек.



3-тәжірибе. Мыс тұздарымен реакция.

Пробиркаға 1 мл глицин ерітіндісін құйып, оған мыс купоросы мен натрий ацетатының кристалдарын салу керек. Көрген құбылысты айту керек. Жүрген реакция теңдеулерін жазу керек. Натрий ацетаты не үшін қолданылады?



Өзін- өзі бақылауға және зертханалық жұмыстарды қорғауға арналған сұрақтар:

1. 0,012 кг сірке қышқылынан алынған аминсірке қышқылын бейтараптау үшін тығыздығы 1,140г/мл 15-пайызды калий гидроксидінің қандай көлемі жұмсалады? (Жауабы 65,5мл).

2. Аминсірке қышқылын эфирлеу үшін 2 есе көп спирт жұмсалатын болса, 1,5 кг аминсірке қышқылына 96-пайызды (тығыздығы 0,8г/мл) этил спиртінің қандай көлемі қажет?(Жауабы:2л.).

3. 15г глицин 10-пайызды (тығыздығы 1,1г/мл) 91 мл-мен әрекеттессе, қанша тұз түзіледі?(Жауабы:19,4г).


Аминдер. Амин қышқылдары. Ақуыздар тақырыптарына

есептер мен жаттығулар
1. Изомерия және номенклатура

1.1. Ауа бойынша тығыздығы 1,55 болатын, 53,3% көміртегіден, 15,6% сутегіден, 31,1% азоттан тұратын қаныққан аминнің структуралық формуласын жазу керек.

1.2. Қаныққан аминнің 2,36 г массасын жаққанда 5,28 г көмірқышқыл газы мен 0,448 л азот (қ.ж.) түзілген. Аминнің сутегі бойынша (буының) тығыздығы 29,5 болса, оның структуралық формуласы.

1.3. Егер екіншілік аминнің хлорсутекті тұзының құрамында 43,55% хлор болса, оның молярлық массасы қанша?

1.4. Құрамы С4Н11N болатын аминнің изомерлерінің структуралық формуласын жазып, аттарын атау керек.

1.5. Құрамы С4Н9О2N амин қышқылдарының (изомерлер-5) структуралық формулаларын жазып, аттарын атау керек.

1.6. Глутамин қышқылы мен лизиннің структуралық формуласын жазып, олардың айырмашылығын көрсету керек.

1.7. Мына амин қышқылдарының формуласын жазу керек: β-аминмай қышқылы; α-аминизокапрон қышқылы; γ-аминвалериан қышқылы; аминсірке қышқылы; δ-амин-α-метил-валериан қышқылы; α-аминпропион қышқылы.

1.8. Бір негізді диаминқышқылдарының структуралық формулаларын жазу керек: α-δ-диаминвалериан қышқылы және α-ε –диаминкапрон қышқылы.

1.9. Мына амин қышқылдарын атау керек: а) NH2-CH2-COOH;

б) СН2-( NH2)СН-СООН; в) NH2-СН2-СН2-СООН; г) NH2-(СН2)3-СООН;

д) СН3-СН(СН3)-СН(NH2)-СН2-СООН; е) (NH2)СН2- (СН2)3-СН(NH2)-СООН. Бұл амин қышқылдарының тарихи атауларын келтіру керек.

1.10. Май қатарының біріншілік аминдерінің жалпы формуласы СnH2n+1NH2

екенін біле отырып, 3 және 4 көміртегі атомдары бар аминдер формуласын құрып, аттарын атау керек.

1.11. Мына аминдерді негіздік қасиеттерінің азаюы бойынша орналастыру керек: а) СН3NH2; б) С6Н5NH2; в) (СН3)3N; г) (С6Н5)2NH3; д)СН3-(СН2)2-NH2; е) СН3- NH- С2Н5. Неге май қатарының аминдеріне қарағанда ароматты аминдердің негіздік қасиеттері әлсіздеу, түсіндіру керек.

1.12.Тұз қышқылды анилиннің (хлорлы фенил аммоний) және күкірт қышқылды анилиннің формулаларын жазу керек.

1.13. Мына формулаларға сәйкес органикалық қосылыстарды кластарға бөліп, аттарын атау керек:

а) СН3СН2СООН; б) СН3-СН2-СОNH2; в) СН3-СН(NH2)-СООН

г) СН3-СН(NH2)-СН3; д) NH2-СО- NH2 е) NH2-(СН2)2-СООН;

ж) СН3-(СН2)2-СН(NH2)-СН2-СООН з) NH2-(СН2)3-СООН.

Әр класс қосылыстарына сәйкес анықтама беру керек.
2. Химиялық қасиеттері

2.1. Аммиак пен метиламиннің сумен әрекеттесу реакцияларының теңдеулерін жазып, аминдердің қандай қасиетін көрсететінін сипаттау керек. Электрондық көз қарас тұрғысынан неге метиламиннің аммиакқа қарағанда күштірек негіз екендігін түсіндіру керек.

2.2. Анилиннің химиялық қасиеттерін көрсететін реакциялар теңдеулерін жазу керек.

2.3. Метиламинге, диэтиламинге және фениламинге тұз қышқылының қосылу реакцияларының теңдеулерін жазу керек.

2.4. Мына өзгерістерді іске асыратын реакциялар теңдеулерін жазу керек.

а) СаС2 → С2Н2 → С6Н6 → С6Н5NO2 → С6Н52

б) мұнай → СН4 → СН3-NО2→ СН3- NН2 → СН33СI

2.5. Аминсірке қышқылының ортасы бейтарап, неге?

2.6. Аминқышқылдарының химиялық қасиеттерін көрсететін реакциялар теңдеулерін жазу керек.

2.7. Аланиннің тұз қышқылымен, аммиакпен, калий гидроксидімен, иодты метилмен және этил спиртімен әрекеттесуінің реакция теңдеулерін жазу керек.

2.8. Мына заттар түзілетін реакциялар теңдеулерін жазу керек: а) аланиннің метил эфирі; б) глициннің изопропил эфирі; в) лизиннің этил эфирі.

2.9. Амин мен амин қышқылын химиялық әдіспен қалай айыруға болады?

а) Аланиндердің екі молекуласы мен б) глициннің екі молекуласының арасындағы реакциялардың теңдеулерін жазу керек.

2.10. Құрамы С3Н7О2N амин қышқылдарының изомерлерін қыздырғанда жүретін реакциялар теңдеулерін жазу керек.

2.11. Шығымы 75% болатын 27,9 г анилин алу үшін қанша көлем (ρ=880 кг/м3) бензол керек.

2.12. 268,8 л метиламинді жағу үшін қанша көлем (қ.ж.) ауа қажет? Осы жағдайдан алынған азот 170 г аммиак алу үшін жеткілікті ме?

2.13. 15 г глицин (аминсірке қышқылы) 91 мл 10%-ті натрий гидроксидімен (ρ=1.1 г/мл) әрекеттескенде қанша тұз түзіледі?

2.14. 31,2 г ароматты көмірсутекті нитрлеп, мононитротуынды алған, содан кейін оны қышқыл ортадағы темірмен тотықсыздандырғанда шығымы 60 % -ті органикалық қосылыс түзілген. Бұл зат 14,04 г натрий хлориді мен концентрлі күкірт қышқылы әрекеттескенде бөлінген газды толық жұтқан. Жүрген реакциялар теңдеулерін жазу керек. Алынған көмірсутектің құрылысы мен молекулалық массасын анықтау керек.

2.15. 50 г анилин, бензол және фенол қоспасын құрғақ хлорлы сутекпен өңдегенде түзілген 25,9 г тұнбаны фильтрлеп, қалған фильтратқа бром суын қосып 9,93 тұнба алған. Алғашқы қоспадағы заттардың процентті құрамын анықтау керек.

2.16. 9,2 г анилин, фенол, сірке қышқылы және этил спирті қоспасын гександа ерітіп, оған натрийдің артық мөлшерін қосқанда 1,68 л газ (қ.ж.) бөлінген. Осындай массадағы (9,2 г) қоспаға бром суының артық мөлшерін қосқанда 9,91 г ақ тұнба түзілген. Осындай мөлшердегі қоспа 18,5 мл ( ρ=1.1 г/мл) 11%-ті натрий гидроксидімен әрекеттеседі. Қоспадағы әр заттың процентті мөлшерін анықтау керек.


3. Алу жолдары

3.1. Анилинді өндірісте қалай алады және ол қайда қолданылады?

3.2. Егер шығымы 90% болса, 61,5 г нитробензолдан қанша анилин алынады?

3.3. Ацетанилидтен С6Н5NН-СО-СН3 гидролиз реакциясы арқылы алынған өнімдерді атау керек.

3.4. 18,5 т анилинді цехта 1 ай ішінде алады, егер өндіріс шығымы 10% болса, көрші цехтан қанша нитробензол алу керек.

3.5. Аммиак қосу арқылы бромы бар қышқылдан аланин алған, ал глицеринді хлорсірке қышқылынан алған. Осы қышқылдардың алыну реакцияларының теңдеулерін жазу қажет.

3.6. а) γ-бромизомай қышқылына; б) α-хлорпропион қышқылына; в) γ-бромвалериан қышқылына аммиакпен әсер еткенде түзілетін амин қышқылдарының түзілу реакциялары теңдеулерін жазу керек.

3.7. Этил спиртінен глицин алу реакцияларының теңдеулерін жазу қажет.

3.8. Ақуыз гидролизі нәтижесінде түзілетіен аминқышқылды жазу керек.

3.9. α- аминпропион қышқылын бірнеше әдіспен алу керек.

3.10. Пропион альдегидінен аланинді синтездеу керек.

3.11. Сірке қышқылынан екі сатылы синтез арқылы 30 г аминсірке қышқылы алынған. Сірке қышқылының артық мөлшерін 25 мл 19%-ті калий гидроксидімен ( ρ=1.18 г/мл) бейтараптаған. Егер өнім шығымы синтездің әр сатысында 80% болса, қанша сірке қышқылы алынған?

3.17. 16,6 г этил және пропил спирттерінің қоспасына натрийдің артық мөлшерін қосқанда 3,36 л (қ.ж.) сутегі бөлінген. Спирттердің қоспадағы сандық құрамы қандай? 17,8 г 1-нитропропанды тотықсыздандырып пропиламин алу үшін сутегі осы қоспаның қандай массасынан бөлінеді?
4. Ақуыздар

4.1. Дипептидтер формуласын жазу керек: а) аланил-глицин; б) аланил-лизин; в) глутамил-глицин.

4.2. Мына дипептидтер қандай α-амин қышқылдарынан түзілген: а)NH2-CH(CH3)-CO-NH-COOH; б)NH2-СН(СН3)-СОNH-CH2-CH(CH3)-COOH;

4.3. Ақуыздардан қандай амин қышқылдары бөлінеді? Олардың формулаларын жазу қажет.

4.4. Амин қышқылдары қандай мақсаттар үшін қолданылады?

4.5. Адам организмінде ақуыздар қандай функция атқарады?

4.6. Ақуыз молекулаларының біріншілік, екіншілік және үшіншілік структураларына анықтама беру керек.

4.7. Ақуыздардың қасиеттерін сипатау керек.

4.8. Ақуыздардың денатурациясы қандай жағдайларда жүреді? Осы процестің мәні неде?

4.9. Организмдегі ақуыздың өзгеру (айналу) процестерін сипаттау керек.

4.10. Мына молекулалардан түзілген трипептидтердің формуласын жазу қажет: а) глициннің бір молекуласы мен аланиннің екі молекуласынан;

б) глициннің екі молекуласы мен аланиннің бір молекуласынан.


АРОМАТТЫ КӨМІРСУТЕКТЕР (АРЕНДЕР)
Бензолдың жалпы формуласы. Гомологтық қатары.

Изомериясы және номенклатурасы (аталуы)
Ароматты көмірсутектер (арендер) деп – молекуласында циклогексатриендік цикл бар, физикалық және химиялық қасиеттерімен ерекшеленетін көмірсутектерді атайды. Ароматты қосылыстардың барлығына циклдік құрылыс және жоғары қанықпаушылық тән. Жалпы формуласы: СnH2n-6. Ароматты көмірсутектердің қарапайым өкілі - бензол- С6Н6. Бензол молекуласында көміртек пен сутек атомдары бір жазықтықтың бойында орналасқан. Көміртек атомдар арасындағы барлық байланыстардың ұзындығы бірдей - 1,4 А0, байланыстар арасындағы бұрыш 1200 тең болады. Бензол молекуласы С6Н6. Бензолдың қарапайым моноорынбасқан туындыларын атау үшін, «бензол» деген сөздің алдында орынбасарды атайды.






метилбензол

этилбензол



Винилбензол (стирол)

Бензолдың кейбір орынбасарлы туындыларын тривиалдық атаулармен атайды. Мысалы: метилбензол - толуол С6Н5СН3; аминобензол - анилин С6Н5NH2, винилбензол стирол С6Н5С2Н3



Екі орынбасарлы бензолдар. Бензол сақинасында екі орынбасар болса, оларды атағанда, орынбасардың тұрған орнын да көрсету қажет. Үш мүмкін изомерлерді орто- мета-, пара- (қысқаша о-, м-, n-) деп белгілейді.

Егер екі орынбасар көрші көміртегі атомдарында қатар орналасса, ондай изомерді орто- о-изомер дейді.

Егер орынбасар бір көміртегі атомынан кейін орналасса, ондай изомерді мета- м-изомер дейді.

Егер орныбасар екі көміртегі атомынан кейін орналасса, ондай изомерді пара- n-изомер дейді.




Химиялық қасиеттері
Барлық ароматты көмірсутектер орынбасу реакциясына бейімді, ал қосып алу реакциясына өте қиын түседі. Арендер галогендеу, нитрлеу,сульфирлеу реакцияларына, ал гомологтары тотығу реакциясына қатысады. Бензол сақинасында π-электрон бұлттары бір келкі таралғандықтан нуклеофильдік реакциялар қиын, ал электрофильдік орынбасу реакциялары оңай жүреді.

1. Нитрлеу реакциясын жүргізу үшін, концентрлі азот пен күкірт қышқылдарының қоспасын алады. Бұл нитрлейтін агент нитроний ионын NO2+ береді.
НО – NO2 + 2H2SO4 ↔ NO2+ + H3O+ + 2HSO4-
Электрофильдік орын басу реакциясы екі сатыда жүреді. Алдымен электрофильдік топ бензол сақинасының π- орбитальдарын шабуылдап, π- комплекс түзеді. Екінші сатыда π- комплекс, тұрақсыз σ- комплекске өтеді. Содан кейін пайда болған тұрақсыз карбокатионнан протон бөлініп, нитробензол түзіледі.

2. Галогендеу реакциясы. Бензол және оның гамологтары хлорланады, бромданады,иодталады. Реакция жүру үшін галогенді полярлайтын катализатор қажет: темір немесе алюминий галогенидтері.

3. Сульфирлеу реакциясы (күкірт қышқылын қосу):

бензолсульфоқышқыл


4. Алкилдеу реакциясы. Бензол сақинасына алкил тобын енгізу үшін бензолды галогеналкандармен әрекеттестіреді.

этилбензол


Реакция тек катализатор қатысында жүреді. Катализатор ретінде алюминий хлориді немесе темір (III) бромиді қолданылады. Бұл катализатордың тиімділігін бірінші рет Фридель мен Дж. Крафтс ашқандықтан, мұндай реакцияларды Фридель- Крафте реакциялары деп атайды.

5.Фридель –Крафтс реакциясы бойынша ацилирлеу- молекулаға ацил тобын енгізу. Ацилирлеу процесін Льюис қышқылы қатысында карбон қышқылдарының галогенангидридтерімен жүргізеді.

6.Тотығу реакциясы.Қалыпты жағдайда мына тотықтырғыштар - азот қышқылы, хром қоспасы, калий перманганаты, сутегі пероксиді – бензолға әсер етпейді.Тек жоғары температурада, ванадий(V)оксиді қатысында бензол ауамен малеин ангидридіне дейін тотығады.

малеин ангидриді


Бензол гомологтарын катализатор (КМnO4, К2Сr2О7) қатысында тотықтырса, ароматты қышқылға айналады.

пропилбензол бензой қышқылы


Бензол молекуласы озонды қосып алып, алдымен триозонид түзеді, ол су әсерінен бұзылып, глиоксаль-диальдегид түзеді, сосын дикарбон қышқылы түзіледі.

.

глиоксаль қымыздық қышқылы

Бензол сақинасындағы бағытталу ережесі
Бензол сақинасындағы барлық көміртегі атомдары бір - бірімен тең, сондықтан электрофильді агенттер сақинадағы кез келген көміртегі атомын шабуылдайды. Егер бензол сақинасында бір орынбасар болса, онда келесі жаңа орынбасар белгілі орынға ие болады. Бензол қатарындағы көмірсутектердің электрофильдік орын басу реакциялары орынбасардың химиялық табиғаты және бағыттаушы қабілеті бойынша екі топқа бөлінеді.

1. о-, n- бағыттаушы орынбасарлар бірінші текті орынбасарлар(ориентанттар) деп аталады. Олар электрон беруге (электрондонорлар) бейім топтар: алкил ( -СН3, -СН2R), галогендер жатады, тағы - ОН, -NH2, - NHR, - NR2, -ОН, OR, - NHCOR, -OCOR, -SH.



2.м- бағыттаушы орынбасарлар екінші текті орынбасарлар (ориентанттар) деп аталады. Олар электрон қабылдауға (электрон акцепторлы) бейім топтар: – CF3, - NO2, - SO3H, - COOH, - CN, -COR, -COOR, -CCl3жатады.

Мысалы: толуолды нитрлеу реакциясын қарастырайық. Толуолда метил тобы бар, ол бірінші текті орынбасарға жатады. Метил тобы электрон бұлттарын сақинадағы көміртегіне ығыстырып индуктивтік эффект көрсетеді. Сондықтан о- және n- орындарында электрон тығыздығы өсіп, сол жерде орын басу реакциясы жүреді.


Ал екінші текті орынбасарлар, керісінше сақинадағы көміртегі атомдарының электрон бұлттарын өзіне тартып қосарлану (мезомерлік) эффект көрсетеді. Сондықтан м- орында электрон тығыздығы өсіп, осы жерде орынбасу реакциясы жүреді.




Өзін-өзі тексеру сұрақтары
1. Изомерия, номенклатура, мысалдар.

2. Алу, химиялық қасиеттері.

3. Бензол, қасиеттері.

4. Мына қосылыстардың структуралық формуласын жазу керек: м-нитротолуол; м-динитробензол; о-бромфенол; 2,6-дибром-4-хлортолуол; о-хлоранилин.

5. 7,2 г бензоат натрий 600мл 0,5М натрий гидроксиді ерітіндісімен әрекеттескенде неше грамм бензол түзіледі? Жауабы: 3,9г.
12 Зертханалық сабақтың тақырыбы

Бензол және оның гомологтарының қасиеттерін зерттеу

Жұмыстың мақсаты: Бензол және толуолды мысал ретінде алып, ароматты көмірсутектердің химиялық қасиеттерімен танысу

Реактивтер мен жабдықтар: Бензол, толуол, бром суы, калий перманганатының ерітіндісі, 10% күкірт қышқылы, пробиркалар .

1-тәжірибе. Бензол гомологтарын бромдау

Жұмыс барысы: Пробиркаға 5 тамшы толуол құйып, үстіне 5 тамшы бром суын қосыңыздар. Реакция бірден жүрмейді, пробирканы шайқап, аздап қыздырыңыздар. Бром суы түссізденеді.Осы тәжірибені бензолмен де жүргізіңдер, реакция жүре ме?

2-тәжірибе: Ароматты көмірсутек молекуласындағы бүйір тізбектің тотығуы.

Жұмыс барысы: Екі пробирка алып, екеуіне 5- тамшы калий перманганатының ерітіндісін және 5-тамшы күкірт қышқылының ерітіндісін құйындар. Бірінші пробиркаға бір тамшы бензол, екінші пробиркаға бір тамшы толуол тамызыңыздар. Екі пробирканы ақырындап қайнағанша қыздырыңдар.

Өзін-өзі бақылауға және зертханалық жұмыстарды қорғауға арналған сұрақтар:

1. Қалыпты жағдайда бүйір тізбектегі сутегінің орнын бром басатын орынбасу реакциясының теңдеуін жазыңдар.

2. Неліктен бензол гомологтары орынбасу реакциясына жеңіл түседі?

3. Екі пробиркада түстерінде өзгеріс бар ма? Неліктен? (2-тәжірибедегі)

4. Неліктен толуол тотығады, ал бензол тотықпайды?

5.Толуолдың бүйір тізбегінің тотығу реакциясы теңдеуін жазындар. Реакция өнімі бензой қышқылы болатынын ескеріндер. С6Н5 – СООН бензой қышқылы

6. Бензол және оның гомологтарының тотықтырғыштарға әсері туралы түйін жасаңыздар.

Ароматты көмірсутектер тақырыбына есептер мен жаттығулар

1. Изомерия және номенклатура

1.1. а) триметилбензол; б) тетраметилбензол; в) метилдиэтилбензол қосылыстары изомерлерінің структурасын жазып, атау керек.

1.2. Ароматты көмірсутектерді көрсетіңдер С2Н4; С2Н2; С6Н6; С2Н6; С6Н4(СН3)2; С6Н5СН3? Аттарын жазу керек.

1.3. С8Н10 изомерлердің структуралық формуласын жазып, аттарын атау керек.

1.4. Барлық изомерлерінің С7Н7Сl формуласын жазып, аттарын атау керек.

2. Химиялық қасиеттері

2.1. Бензол үшін реакция теңдеулерін (бір ғана алмасу болған туындылар түзілу керек); а) сульфирлеу; б) нитрлеу; в) бромдау; г) хлорлау жазып реакциялардың жүру жағдайларын көрсетіңдер. Түзілген қосылыстарды атау керек.

2.2. Толуолды бромдау реакциясының теңдеуін (монобромалмасқан қосылыс түзілген) а) катализаторсыз, қыздырып; б) катализатор ретінде темір не алюминий алып, жазыңдар.

Алынған заттары атаңдар.

2.3.Бензолға қосылу реакцияларының теңдеулерін: 2) бромның үш молекуласының қосылуын; б) хлордың үш молекуласының қосылуын; в) толық гидрленуінің, жазу керек. Бұл реакциялар жүруінің жағдайларын көрсетіп, алынған заттарды атау керек.

2.4. Мына қосылыстардың қайсылары бромды оңай түссіздендіреді және қайсылары түссіздендірмейді: а) фенилэтилен (стирол) б) этилбензол; в) n-толуилацетилен; г) n- метилэтилбензол; д) 1-фенил-2-бутен? Бромның сәйкесінше қосылу реакцияларының теңдеулерін жазу керек. Түзілген галогентуындыларды атаңдар.

2.5.Тотығу реакцияларының теңдеулерін (бүйірдегі тізбектердің толық тотығуының) а) толуолдың; б) изопропилбензолдың; в) n-метилизопропилбензолдың, жазу керек. Тотығу реакцияларының өнімдері ?

2.6. С9Н10 ароматты көмірсутек бром ерітіндісін оңай түссіздендіреді, бұл жағдайда тек бір бром молекуласын қосып алады, ал ол қосылысты С9Н10 тотықтырғанда қышқыл түзіледі. Қосылыстың формуласын жазып, жүрген реакциялар теңдеулерін жазу керек.

2.7. Екі ароматты көмірсутек С10Н10 бром ерітіндісін оңай түссіздендіреді, екеуі де бромның екі молекуласын қосып ала алады. Егер олар сутегінің екі молекуласын қосып алса, п-этилбензолға айналады. Осы көмірсутектердің бірі [Cu(NH3)2]Cl қосылысымен тұнба береді. Реакция теңдеулерін жазу керек, екі көмірсутектің де формуласын көрсету қажет.

2.8. Мына өзгерістерді жүзеге асыратын реакциялар теңдеулерін жазу керек:

а) С2Н6 →С2Н2 → С6Н6 → С6Н12

б) СаС2 → С2Н2 → С6Н6 →С6Н5NO2

в) С→СаС2 → С2Н2 → С6Н6 →С6Н5Cl6

2.9. 67,2 л ацетиленнен (қ.ж.) а) шығымы теориялыққа тең; б) шығымы 25% болса, неше грамм бензол алынады?

2.10. 117 г бензол 280 г броммен әрекеттескенде 157 г бромбензол түзілсе, ол теориялық шығымның неше пайызын құрайды?

3. Бензол қатарының көмірсутектерін алу әдістері

3.1.Бензол қатарының көмірсутектерін каталитикалық дегидрлеу арқылы а) циклогександы; б) циклогексенді; в) 1,4-диметилциклогександы, алу керек. Алынған заттарды атау керек.

3.2. Метилацетиленді полимерлегенде қандай зат алынады?

3.3. Вюрца-Фиттиг әдісін пайдаланып мына ароматты көмірсутектерді алу керек: а) этилбензолды; б) изопропилбензолды; в) 2-метил-2-фенилбутанды. Әр жағдайда қандай қосымша өнімдер түзіледі? Реакция теңдеулерін жазу керек.

3.4. Фридель-Крафтс әдісі арқылы бензолды алкилдеу арқылы мына көмірсутектерді алу керек: а) пропилбензолды; б) вторбутилбензолды; в) изобутилбензолды. Реакциялардың жүру жағдайларын көрсету керек.

3.5.Каталитикалық дегидрлеу арқылы а) изопропилбензолды; б) этилбензолды; изопропилбензолды (сутегінің бір молекуласын алып) жүретін реакциялар теңдеулерін жазу керек, алынған заттардың аттары.

3.6. 1 т гексахлоран (гексахлорбензол) алу үшін қанша циклогексан және хлор (массалары бойынша) алу керек? Гексахлоранның структуралық формуласын жазып, ондағы хлордың пайызды мөлшерін көрсету керек.

3.7. Полистиролдың макромолекуласын алу реакциясының теңдеуін жазу керек.

3.8. Стиролдың бутадиенмен сополимеризация реакциясының теңдеуін жазу керек. Алынған қосылыстың негізі қолданылу саласы.

3.9. Дивинилстирол каучугін алу үшін қандай қатынаста (масса бойынша) дивинил мен стиролды алу керек?

3.10. Полистирол деген не? Оның қандай қасиеттері бар және қай жерде қолданылады?

3.11.Тығыздығы 0,88 г/мл 22,17 мл бензолдан бромбензол алынғанда бөлінген газды 4,48 л изобутиленмен әрекеттестірген. Қандай заттар түзілді және олардың массасы қанша, егер бромбензол шығымы теориялықпен салыстырғанда 80% болса, изобутиленмен реакция 100% жүрсе.


ФЕНОЛДАР

Изомериясы. Номенклатурасы

Фенолдар деп бензол сақинасындағы сутегінің біреуі немесе бірнешеуі гидроксил тобымен алмасқан қосылыстарды айтады.

Құрамындағы гидроксил тобының санына қарай бір - С6Н5ОН, екі С6Н4(ОН)2үш С6Н3(ОН)3атомды фенолдар болып бөлінеді.



Бір атомды фенолдар






Екі атомды фенолдар


Үш атомды фенолдар


Бір атомды фенолдардың ішіндегі ең қарапайымы – фенол - С6Н5ОН. Гидроксил тобының электрондарының сақинаға ығысуына байланысты, фенол әлсіз қышқылдық қасиет көрсетеді.

Алу әдістері
1.Фенолдың табиғи көздері. Таскөмірлі шайырды құрғақтай айдау арқылы фенол алынады.

2. Бензолдың галогентуындыларын катализатор қатысында сілтілермен қыздырып:

3.Сульфоқышқылдардың натрий тұздарын сілтілермен балқытып:




Бензолсульфоқышқылы

Бензолсульфоқышқылдың натрий тұзы

Натрий феноляты

Фенол


4.диазоний тұздарының айрылуы:

5. Кумолдың тотығуы (кумолды әдіс). Фенолды алудың негізгі өндірістік әдісі:

Химиялық қасиеттері
1. Фенолдар сілтілермен әрекеттесіп, феноляттар түзеді.
С6Н5ОН +NaOH → C6H5ONa + H2O

натрий феноляты


2. Нитрлеу реакциясы. Фенолдар нитрлеу реакциясына жеңіл түседі. Бөлме температурасында фенолды сұйытылған азот қышқылымен нитрлейді.

Егер фенолды концентрлі азот қышқылымен әрекеттестірсе, пикрин қышқылы (үш нитрофенол) түзіледі.

пикрин қышқылы



3. Жай және күрделі эфирлер түзу. Феноляттарды галогенарендермен әрекеттестіргенде ароматты жай эфирлер түзіледі, ал феноляттарды галогенангидридтермен не карбон қышқылдарының ангидридтерімен әрекеттестіргенде күрделі эфирлер түзіледі.



4.Сульфирлеу. Бұл процесс жеңіл (оңай) жүреді және температураға байланысты о- не n-изомерлер түзіледі.

5. Алкилирлеу және ацилирлеу - Фридель-Крафтс реакциялары жағдайларында жүргізеді.



6. Тотықсыздану реакциясы. Фенолды катализатор қатысында гидрлеу (тотықсыздандыру) нәтижесінде циклогексанол түзіледі.

Өзін-өзі тексеру сұрақтары

1. Изомерия,номенклатура, мысалдар келтіру керек.

2. Физикалық, химиялық қасиеттері.

3. Алу, қолданылуы.

4. Мына қосылыстардың структуралық формулаларын келтіру керек: 3-пентен-2-ол; 2-хлор-1-пропанол; 3-метил-3-пентанол;

5. Егер бір негізді спирт құрамында 60% көміртегі болса, оның формуласы қандай болады?

6. Мына реакциялар теңдеулерін жазу керек: 1-бромбутаннан 1-бутанол алу; 2-бутеннен 2-бутанол алу; толуолдан бензил спиртін алу.
13 Зертханалық сабақтың тақырыбы

Бір атомды фенолдың қосылыстарын алу және қасиеттерін зерттеу

Жұмыстың мақсаты: фенолдың қосылыстарын алу, фенолдың қасиеттерін зерттеу

Реактивтер: 5 % фенол ерітіндісі, 5 % м-крезол ерітіндісі, 5 % п-крезол ерітіндісі, 5% темір (3) хлорид ерітіндісі, бромды су, 5% натрий нитриті, коцентрлі күкірт қышқылы, 2 н. натрий гидроксиді ерітіндісі, 2 н. натрий карбонаты, 2 н. күкірт қышқылы, 2н.натрий гидрокарбонаты, гидрохинон, пирокатехин, 10% темір (3)хлориді ерітіндісі, пирогаллол.

Құрал-жабдық: пипетка, пробирка, газ шығарғыш түтігі бар тығын, химиялық стакандар

1-тәжірибе. Фенолдардың қасиеттерін зерттеу

Реактивтер мен жабдықтар: Пробиркалар, спирт шамы, 1% фенол ерітіндісі, концентрлі НNO3, 10% NaOH ерітіндісі, 1% ҒеСl3 ерітіндісі, 10% HCl ерітіндісі, кристалдық фенол.

а) Натрий фенолятын алу

Жұмыс барысы: Аздаған кристалдық фенолды 10% NaJ(NaOH ерітіндісінде) ерітеді. Натрий феноляты алынады. Оған 10% HCl ерітіндісінің 1 мл қосады. Ерітінді майланады, ол бос күйінде фенол түзілгенін көрсетеді.

Ерітіндінің сыртқы түрі қалай өзгереді? Неліктен ерітінді түссізденеді? Фенол мен сілті арасындағы реакция теңдеуін жазыңдар.Фенол мен бір атомды спирттің сілтіге қатынасы арасындағы қандай айырмашылық бар?



ә) Фенолды нитрлеу реакциясы

1 мл концентрлі азот қышқылына 1 мл фенол ерітіндісін қосады және абайлап спирт шамымен қайнағанша қыздырады. Салқындатқаннан кейін пикрин қышқылының сары кристалдары түскенін бақылайды.

1. Реакция механизмін түсіндіріндер.

2. Реакция теңдеуін жазыңыздар.



б) Фенолға темір хлоридінің сапалық реакция. Пробиркаға 1 мл фенол ерітіндісін және 1 тамшы темір(ІІІ) хлоридінің ерітіндісін қосады.( фенол-күлгін, м-крезол -қызыл-күлгін ,п-крезол- қою көк түс береді). Реакция нәтижесінде не байқалады? Абайла! Фенол тері күйдіргіш зат

2-Тәжірибе. Азотты қышқылмен фенолдың реакциясы

Пробиркаға 0,5 концентірлі күкірт қышқылы және 2-3 тамшы фенол ерітіндісін қосады. Алынған түссіз ерітіндіге тамшылап натрий нитритын қосады. Түс пайда болады. Сұйытылған қышқылда-ашық қызыл түс,сілтіде-жасыл-көк түс пайда болады. Реакция теңдеуін жазыңдар.



3-Тәжірибе. Фенолят түзілуі мен ыдырауы

а) 0,1-0,3 г фенолға 1-2 мл натрий гидроксидін қосады.Біртіндеп фенол ериді.Қоспаны қыздырады. Суытылған ерітіндіге сұйытылған күкірт қышқылын қосады. Ол лайланады. Натрий фенолятының түзілу реакциясын жазыңдар.

б ) Екі пробиркаға 0,1-0,3 г фенол салып бірінші пробиркаға 1-2 мл натрий карбонатын, ал екінші пробиркаға натрий гидрокарбонатын құяды. Екі пробиркада да фенолдың еруі мен біртекті сұйықтықтың түзілуі байқала ма? Фенолдың натрий карбонтымен реакциясы теңдеуін жазыңдар. Фенол сілтімен және натрий карбонатымен әрекеттескенде қандай қасиет көрсетеді?.

4-Тәжірибе. Фенолды бромдау

Пробиркаға 1 мл сусыз фенол ерітіндісін салып, шайқай отыра тамшылап бромды су құяды. Ерітінді түссізденіп, ақ тұнба түзіледі. Бромды суды артық қосқан кезде тұнба сары түске айналады. Теңдеуді жазыңдар: фенолды бромдау және оның механизмін қарастырыңдар. Бензол мен толуолға қарағанда фенолдың бромдалу жеңілдігін түссіндіріңдер.



5-Тәжірибе. Фенолды сульфирлеу

3мл концентірлі күкірт қышқылына 2г фенол қосады. Қоспаны 2 пробиркаға бөледі. Біреуіне біртіндеп 3-5мл суық су қосады, сонда фенол лайланып, иіс пайда болады. Басқа пробирканы су моншасында 5мин қыздырып, суығаннан кейін 10мл суық су құяды. Қоспа біртекті болып, фенол иісі білінбейді. Қоспадағы пайда болған өзгерісті түсіндіріңдер. Фенолды сульфирлеу реакциясының теңдеуін жазыңдар.



6-Тәжірибе. Фенолдың бензоилденуі

Үлкен пробиркада 4г фенолды 8-10мл суда ерітеді (тартқыш шкаф астында!) және оған 1мл хлорлі бензоилді (Абайла! Хлорлы бензоил улы зат !) және 5мл натрий гидроксидін қосады. Қоспаны шайқай отырып, хлорлы бензоил иісі жоғалғанша абайлап қыздырады, одан 15мл суық суы бар стаканға құйып алады. Зат суығаннан кейін бөлінген бензоат қышқылының фенил эфирі түссіз кристаллды май түрінде түзіледі. Реакция теңдеулерін жазу керек.



Өзін өзі бақылауға және зертханалық жұмысты қорғауға арналған сұрақтар:

1. Фенолды алу, физикалық қасиеттері

2. Фенол мен спирттердің қасиеттеріндегі ұқсастық және айырмашылық

3. Фенолдың қолданылуы.



Фенолдар тақырыбына есептер мен жаттығулар

1. Изомерия және номенклатура

1.1. С7Н8О сәйкес барлық фенолдар мен ароматты спирттердің формулаларын жазып, аттарын (тривиалды атауларды) атау керек.

1.2. С8Н10О сәйкес ароматты спирттер формулаларын жазып, аттарын атау керек.

1.3. С8Н10О сәйкес фенолдар формулаларын, бензол сақинасына бір алкил радикалын енгізіп жазып, аттарын атау керек.

1.4. Мына ароматты спирттер формулаларын а)метилфенилкарбинол; б) фенилбензилкарбинол; в) метил-n-нитрофенилкарбинол жазу қажет.

1.5. Мына формулаларды а) м-хлорфенол; б) 2-хлорфенол; в) 1-нитро-2-нафтол; г) 4-хлор-1-нафтол; д) n-бромбензил спирті жазып, оларға басқа мүмкін бола алатын атауларын жазыңдар.


2. Химиялық қасиеттері

2.1. 39 т бензолдан егер өндірістік шығыны 10% болса, қанша фенол алуға болады?

2.2. 19 г метил спирті мен фенол қоспасын бром суымен әрекеттестіргенде 33,1 г тұнба пайда болған. Алынған қоспадағы метил спиртінің массалық үлесін (%) анықтау қажет.

2.3. Массалық үлесі 5% 300 г фенол ерітіндісі натрий гидроксидімен толық реакцияға түскен. Түзілген натрий фенолятінің массалық үлесін (%) ерітіндідегі анықтау керек.

2.4. Этил спиртіндегі фенол ерітіндісіне натрий металымен әрекет етсе , 6,72 л қ.ж. газ бөлінеді, ал дәл осындай мөлшердегі қоспаға бром суымен әсер еткенде 16,55 г тұнба түзілген болса, фенолдың спирттегі ерітіндісінің сандық құрамын анықтау қажет.

2.5. Егер 47% ыстық судағы 50 г фенол ерітіндісін 5% бромы бар 50 г бром суымен араластырса, қанша грамм реакция өнімі түзіледі?

2.6. 2%-ті 20 кг карбол қышқылының ерітіндісін дайындау үшін қанша масса фенол алу қажет? Осындай ерітінді қандай мақсаттарда қолданылады?

2.7. а) n-крезол; б) резорцин (м-диоксибензол); в) α-нафтол; г) бензил спирті; д) 2-фенилэтанол, осы заттардың қайсысы сілтінің сулы ерітіндісімен реакцияға түседі? Реакция теңдеулерін жазып, алынған қосылыстарды атау қажет.

2.8. Мына реакциялар теңдеулерін жазу керек: а) тұз қышқылы мен натрий феноляты арасындағы; б) натрий о-крезоляты мен сұйытылған күкірт қышқылы арасындағы; в) калий β-нафтоляты мен көмір қышқылы арасындағы; г) тұз қышқылы мен натрий феноляттарының барлық диоксибензолдар изомерлері арасындағы.

2.9. а) фенол; б) n-крезол; в) 2,4-диметилфенол қосылыстарымен гидрлену реакцияларының теңдеулерін жазу керек. Алынған қосылыстарды атау қажет.

2.10. Мына заттар өзара әрекеттескенде қандай қосылыстар түзіледі: а) фенол бромның артық мөлшерімен әрекеттессе; б) м-крезол азот қышқылының артық мөлшерімен әрекеттессе; в) n-крезол азот қышқылының артық мөлшерімен әрекеттессе, қосылыстардың атын атау қажет.
3.Фенолдарды алу әдістері

3.1. а) бромбензолдан; б) о-хлортолуолдан; в) α-хлор нафталиннен; г) м-нитрохлорбензолдан фенолдар алу жағдайларын көрсетіп, реакция теңдеулерін жазу қажет. Түзілген қосылыстарды атау керек.

3.2. а) 2,4-динитрохлорбензолдан; б) 2,4,6-тринитрохлорбензолдан фенолдарды алу реакциялар теңдеулерін жазу қажет. Алынған қосылыстарды атау қажет.

3.3. Біртіндеп жүретін реакциялар пайдаланып а) толуолдан n-крезол алу; б) нитробензолдан м-нитрофенол алу; в) бензолдан n-фенилсульфоқышқылын алу; г) бензолдан пикрин қышқылын (2,4,6-тринитрофенол) алу керек. Реакция теңдеулерін жазу керек.



АРОМАТТЫ АМИНДЕР

Құрылысы. Номенклатура, изомерия

Ароматты аминдер де аммиактің туындылары деп қаралады. Амин тобы бензол сақинасында не бүйректегі тізбекте болады. Ароматты аминдер де біріншілік, екіншілік, үшіншілік болады. Аминдерде алифатты және ароматты радикалдар да болады. Ароматты аминдердің жалпы формуласы Аг-NН2, мысалы, анилин (фениламин не бензенамин) С6Н52,СН36Н4-NН2 о- , м- , n- амин-толуолдар (толуенаминдер не толуидиндер).










Алу әдістері
І. Біріншілік ароматты аминдерді нитроқосылыстарды тотықсыздандырып алады (Зинин реакциясы)

(тотықсыздандырғыш (Н2) алу үшін темір мен тұз қышқылын не күкірт қышқылын; қалайы мен тұз қышқылын алады).

1. Ароматты қатардың галогентуындыларынан және аммиактан алады:

2. Гофман реакциясы арқылы қышқылдардың амидтері арқылы алады:
С6Н5 - СО NH2 + NаОВr→ С6Н5-NH2 + СО2 + NаВr
ІІ. Екіншілік аминдер, жалпы формуласы Аr2NН, Ar-NH-R мысалы, дифениламин (С6Н5)2NH, метилфениламин (метиланилин) С6Н5-NH- СН3

1.Оларды алу үшін біріншілік ароматты аминдерді галогентуындылармен не спирттермен алкилдейді.

2. Шифф негіздерін (азометиндерді) гидрлеп
С6Н5 N = СН-CH3+ H2 → С6Н5 - NH- СН2-CH3

этиланилин



3. Ароматты аминдерді олардың тұздарымен әрекеттестіріп
С6Н52 + С6Н5NH2 . HСl → (С6Н5)2 NH + NH4Сl
ІІІ. Үшіншілік аминдерді-трифениламин (С6Н5)3 N; дифенилметиламин

6Н5)2 N-СН3

1.Біріншілік не екіншілік аминдерді алкилдеп не арилдеп алады.

2. Екіншілік аминдер мыс ұнтағы қатысында арилйодидпен қыздырады:

Физикалық және химиялық қасиеттері

Ароматты аминдер - сұйық не қатты жағымсыз иісті заттар. Өте улы, суда нашар ериді. Ароматты аминдердің негіздік қасиеті алифатты аминдерінен төмен. КД, С6Н5NH2 = 3,8.10-10; КД, СН3NH2 = 4,4.10-5



Ароматты аминдер химиялық реакцияларға аминтобы не ароматты сақина бойынша түседі.

1. Амин тобындағы сутегі алкиндерге ауысады.
С6Н52 + СН3І → С6Н5NН – СН3 + НІ


2. Аминдердің сутегі атомдары ацил қалдықтарына ауысады да ацетанилидтер түзеді.

3. Шифф негізін (азометин) алу

бензой альдегиді Шифф негізі


4. Хлороформмен спирттегі сілтімен ароматты аминдер әрекеттескенде карбиламиндер (өте жаман иісті зат) не изоцианидтер түзіледі.

5. Азотты қышқылымен әрекеттесу. Біріншілік аминдер азотты қышқылмен әрекеттескенде диазоний тұздарын береді.

Екіншілік ариламиндер және N- алкиариламиндер азотты қышқылмен әрекеттесіп, N-нитрозоаминдер түзеді:

Үшіншілік ариламиндер азотты қышқылмен әрекеттескенде бензол сақинасындағы n-орынға нитрозотобы барады, егер n-орын бос болмаса, онда нитрозотоп о-орынға орналасады:

6. Аминдердің тотығуы.


7.Галогендену реакциясы. Анилин катализатор қатысынсыз бром суымен әрекеттескенде 2,4,6-триброманилин түзіледі.

Анилин-түссіз, суда қиын еритін май тәрізді зат, сақтағанда қоңырланады, буы өте улы. Өндірісте пенопластар, бояғыш заттар, дәрі алуға қолданылады.

Диметиланилин-бояғыш заттар мен қопарылғыш (жарылғыш) заттар алу үшін қолданылатын сұйық зат.

Дифениламин-кристалды қатты зат, бояғыш заттар алуға қолданылады. Бүйірдегі амин тобы бар ароматты аминдер алифатты аминдерге ұқсас.

β-фенилэтиламин дәрі алуға қолданылады: эфедрин, бензедрин, адреналин.

ГЕТЕРОЦИКЛДІ ҚОСЫЛЫСТАР

Жалпы сипаттамасы,

физикалық және химиялық қасиеттері
Құрамында көміртегіден басқа да элемент атомдары бар сақиналы қосылыстарды гетероциклді қосылыстар деп атайды, яғни көміртегімен бірге цикл құруға қатысатын атомдарды гетероатомдар деп атайды. Олар көбінесе азот, оттегі, күкірт атомдары болады. Гетероатомдар санына байланысты моно-, ди-, три- т.б. гетероатомды сақиналар болады. Кей гетероциклдер алифатты қосылыстарға жақын болса, кейбіреулері ароматты көмірсутектерге жақын. Қасиеттері бензолға жақын, сондықтан гетероциклдер көбінесе алмасу реакцияларына түседі, ал қосылу реакцияларына азырақ түседі. Бензолға тән галогендеу, сульфирлеу, нитрлеу, Фридель-Крафтс реакцияларына да түседі. Гетероциклдер циклдің ашылу реакциясына және гетероатомдардың алмасу реакцияларына түсе алады, бірақ гетероциклдер тотықтырғыштарға да, тотықсыздандырғыштарға да тұрақты, сондықтан тотығу-тотықсыздану реакцияларына түсулері қиын.

Гетероциклді қосылыстар витаминдердің, нуклеин қышқылдарының, алкалоидтардың, бояулардың, дәрі- дәрмек заттарының, ферменттердің құрамына кіреді, сондықтан олар өте маңызды органикалық қосылыстарға жатады. Гетероциклді қосылыстар циклдегі атомдардың жалпы саны бойынша, содан кейін гетероатомының саны мен түрі бойынша топтарға бөлінеді. Бір гетероатомы бар циклде номерлеу сол гетероатомнан басталады, егер бірнешеу болса, номерлеу былай жүреді О, S, N , егер NH болса, онда О, S, NН, N белгіленеді.



  1. Бес мүшелі гетероциклдер

а) бір гетероатомды: фуран - циклде оттегі, тиофен - циклде күкірт, пиррол – циклде NH болады.

ә) екі гетероатомды: пиразол, имидазол, тиазол, оксазол деп аталады.










пиразол

имидазол

тиазол

оксазол

  1. Алты мүшелі гетероциклдер

а) бір гетероатомды: пиран, пиридин, пиперидин








Пиран

Пиридин

Пиперидин

ә) екі гетероатомды:пиридазин, пиразин, пиримидин










Пиридазин

Пиримидин

Пиразин




  1. Басқа циклдермен біріккен гетероциклдер: индол (бензпиррол), пурин, хинолин болады.










Индол

Хинолин

Пурин

Гетероциклдерді атау үшін –окса(О), -тиа- (S), - аза- (N) қолданылады.



Пиррол және оның туындылары гемоглобиннің (адам және жануарлар ағзаларында оттегіні тасымалдаушы рөлін атқаратын, қанды бояушы зат), сондай-ақ хлорофиллдің құрамына кіреді.

Тиофен қалыпты жағдайда түссіз сұйық зат, қайнау температурасы 840С, суда ерімейді. Тиофен тас көмір шайырының құрамында болады. Оның туындылары ихтиол, медицинада тері ауруларын емдеу үшін қолданылады.

Фуран түссіз сұйық зат, 320С температурада қайнайды. Фуранның маңызды туындыларының бірі фурфурол болып табылады. Фурфуролды қағаз өнеркәсібі қалдықтарының құрамындағы пентозаларды минералды қышқылдармен қыздыру арқылы алады. Фурфурол- өткір иісті, майлы сұйықтық, қайнау температурасы 1620С. Фурфурол пластмасса алуда қолданылады.

Екі гетероатомы бар бес мүшелі гетероциклді қосылыстарға пиразол мен имидазол жатады.



Пиразол пиррол сияқты әлсіз қышқыл, оңай сульфирлеу, нитрлеу, галогендеу реакциясына түседі. Пиразолдың туындылары медицинада дәрі- дәрмек ретінде қолданылады (антипирин, пирамидон т.б.).

Имидазол- күшті негіздік қасиет көрсетеді. Имидазолдың маңызды табиғи туындыларының бірі ақуыздың (белоктың) амин қышқылы- гистидин. Гистидин ферменттердің әсерінен ыдырап, гистаминге айналады.

Гистамин- күшті физиологиялық әсерлі зат. Оның аз концентрациясы қан қысымын төмендетеді және қан тамырларын ұлғайтады.

Құрамында бір гетероатомы бар алты мүшелі гетероциклдерге пиридин, ал біріккен гетероциклге хинолин жатады.



Пиридин - түссіз, өткір иісті сұйықтық, қайнау температурасы 115,40С. Сумен, органикалық еріткіштермен жақсы араласады, сондықтан органикалық және бейорганикалық заттарға еріткіш болып табылады. Пиридин және оның туындылары әлсіз негіздер, органикалық, минералды қышқылдармен әрекеттесіп, кристалды тұздар түзеді. Пиридинді тотықсыздандырғанда, пиперидин түзіледі. Пиридин және оның туындыларын тас көмір шайырынан немесе жануарлар сүйектерін құрғақ айдау арқылы алады. Синтетикалық пиридинді ацетилен мен көгерткіш қышқылды әрекеттестіру арқылы алады. Пиридин ядросы көптеген алкалоидтардың құрамына кіреді. Пиридиннің маңызды өкілдерінің бірі РР витамині. Бұл витамин организмде зат алмасу процесінде өте күшті роль атқарады. Сондай - ақ пиридиннің туындысы (сульфидин) медицинада жұқпалы ауруларды емдеуге қолданылады.

Хинолин - бензол және пиридин сақиналарынан тұратын біріккен гетероциклді қосылыс. Хинолин - түссіз, ерекше иісі бар, майлы сұйық зат, суда ериді. Хинолин пиридинге ұқсас, негіздік және ароматтық қасиеттер көрсетеді. Хинолинді тотықтырғанда, қышқылға айналады. Хинолин ядросы кейбір алкалоидтардын молекулаларының, дәрі- дәрмек құрамына кіреді.

Пиримидин - өте тұрақты кристалды зат, әлсіз негіздік қасиет көрсетеді. Пиримидиннің туындылары ағзалардың өмір сүру процесінде өте маңызды роль атқаратын нуклеин қышқылының құрамына кіреді. Олар: урацил, тимин, цитозин.

Пурин - пиримидин және имидазол сақиналарының біріккен гетероцикл. Пуриннің маңызды туындыларына аденин және гуанин жатады. Пуриннің туындылары: аденин, гуанин нуклеин қышқылының құрамына кіреді.

Алу әдістері

Фуран, тиофен, пирролдарды былай алады:

1. 1,4-диоксоқосылыстарды не олардың күкірт,не азоты бар аналогтарын дегидратациялап, циклдеу арқылы.

а)

фуран



б)

тиофен


в)

пиррол
Химиялық қасиеттері


Бес мүшелі гетероатомды циклдердің химиялық қасиеттері қос байланысқа, ароматты циклге және гетероатомдардың болуына байланысты. Олардың арасындағы ең ұқсас қасиеттер қос байланыс қатысында жүретін өзгерістерде және ароматты цикл қатысатын реакциялардан көрінеді, ал гетероатомдар табиғаттары әр түрлі болғандықтан ұқсастық азырақ болады.

Гетероциклдердегі химиялық өзгерістерді былай жіктеуге болады:



1. гетероатом қатысында жүретін қышқыл негіздік өзгерістер

2. Қосылу реакциялары

3. алмасу реакциялары

4. Циклдің ұлғаю реакциялары

5. Гетероатомды алмастыру реакциялары – Юрьев реакциясы

Бес мүшелі екі гетероатомды циклді қосылыстар (пиразол,имидазол,тиазол) - оларды азолдар деп атайды. Химиялық қасиеттері бойынша пиразол негіз болып табылады, имидазол пиразолға изомер болады. Тиазол табиғатта табылмаған, бірақ пиницилин тиазол туындысы болып табылады.
Өзін-өзі тексеру сұрақтары
1. Гетероциклді қосылыстар қалай жіктеледі?

2. Гетероциклді қосылыстардың қолданылуы, олардың алу әдістері.

3. Бес және алты мүшелі гетероциклді қосылыстарға тән химиялық реакциялар, мысал келтіру керек.

4. Фуранға сутегі және галоген қосылу реакциясының теңдеуін жазу керек.

5. Фуранның, тиофеннің және пирролдың алмасу (галогендеу, нитрлеу, сульфирлеу, ацилдеу) реакцияларының теңдеулерін жазу керек

6. Фуран, тиофен, пиррол атомдарындағы гетероатомдардың алмастыру реакцияларының (фуран+Н2S → тиофенге; тиофен+ NH3 → пиррол; пиррол + Н2О→ фуран) теңдеулерін жазу керек.

7. Пеницилмен, пиперидин, аминопиридиннің қолданылуы.

8. Не себепті гетероциклді қосылыс деп аталады?


14 Зертханалық сабақтың тақырыбы

Гетероқосылыстардың негізгі қасиеттерін зерттеу

Жұмыстың мақсаты: пиридиннің кейбір қасиеттерін тәжірибе арқылы зерттеу.

Реактивтер мен жабықтар: пиридин, темір (ІІІ) хлориді, калий перманганатының (1%-тік) ерітіндісі, (1%-тік) сода ерітіндісі, пикрин қышқылы, пробиркалар, лакмус қағазы, спирт шамы.

1-тәжірибе. Пиридинің суда ерігіштігі

Жұмыс барысы: Пробиркаға 1 тамшы пиридин және 5 тамшы су құяды. Түзілген түссіз ерітіндіге лакмус қағазын салғанда, қағаз көк түске боялады. Лакмус қағазының көгеруі, пиридиннің сумен қосылып, диссоциацияланатын гидроксил ионын түзуінен болады.

2-тәжірибе. Пиридиннің тотықтырғышқа тұрақтылығы

Жұмыс барысы: Пробиркаға 1 тамшы пиридин ерітіндісін, 1 тамшы калий перманганатының 1%-тік ерітіндісін, 1 тамшы 1%-тік сода ерітіндісін құяды. Пробиркадағы қоспаны шайқап, 1-2 минутқайнатады. Қоспаның түсі өзгермейді. Соған қарағанда пиридин бензол тотығуға тұрақты келеді.

3-тәжірибе. Пиридиннің темір (ІІІ) хлоридімен әрекеттеседі.

Жұмыс барысы: Пробиркадағы 5 тамшы пиридин ерітіндісіне 3 тамшы темір (ІІІ) хлоридінің ерітіндісіне тамызады. Пробиркада қоңыр қызық-түсті тұнба түзіледі.

4-тәжірибе. Пиридин пикратын алу.

Жұмыс барысы: Пробиркаға 3 мл пикрин қышқылын құйып, үстіне 0,5 мл пиридин ерітіндісін қосады. Қоспаны 3-5 минут қояды. Пробиркада әдемі түсті пиридин пикратының ине тәрізді кристалдар түзіле бастайды.

Өзін өзі бақылауға және зертханалық жұмысты қорғауға арналған сұрақтар:

1. Пиридиннің судағы және органикалық ерігіштігі туралы түйін жасаңыздар.

2. Пиридиннің темір (ІІІ) хлоридімен әрекеттесуінің реакция теңдеуін жазыңыздар.

3. Пиридиннің тотықтырғыштарға тұрақтылығы неге негізделген?

4. Пиридин мен пикрин қышқылының әрекеттесуінің реакция теңдеуін жазыңыздар.

5. Пиридинді алу жолдарын көрсетіңіздер.

6. Пиридинді сутегімен тотықсыздандырудың реакция теңдеуін жазыңыздар. Түзілген затты атаңыздар.

7. Келесі қосылыстардың құрылымдық формулаларын жазыңыздар.

а) 2,5-диметилфуран; ә)2-хлорфуран; б)2,5-диметилпиррол; в)2-аминпиридин

8. Реагенттің бір молекуласымен жүретін реакция теңдеуін жазу керек: а) фуранды хлорлау; б) тиофенді сульфирлеу; в) тиофенді нитрлеу. Алынған қосылыстардың атын атау керек.


Гетероциклді қосылыстар тақырыбына есептер мен жаттығулар
1. а) β,β1-диметилтиофеннің; б) α,α1-диметилфуранның; в) α-этилпирролдың; г) N- метилпирролдың; д) N- этилпирролдың формулаларын жазып, әріптерді цифроларға ауыстырып, қосылыстарды атау қажет.

2. а) фуранды; б) 2-этилфуранды; в) тиофенді; г) α,α1- диметилтиофенді;

д) β,β1-диэтилпирролды; е) 2,3-диметилпирролды гидрлеу реакциясының теңдеуін жазып, түзілген қосылыстарды атау қажет.

3. Фурфуролға (2-фуральдегид) мына реакциялар теңдеулерін жазу керек: а) тотығу; б) альдегид тобының тотықсыздану түзілген қосылыстарды атау керек.

4. α- пиранның; б) γ-пиранның; в) тетригидропирранның формулаларын жазу керек.

5. а) β-метилпиридиннің; б) α-метилпиридиннің; в) α,α1-диметилпиридиннің тотығу реакциясының теңдеулерін жазу керек. Түзілген заттарды атау керек.

6. а) пиридинді; б) α- метилпиридінді; в) 2,4-диметилпиридинді толық гидрлену реакцияларының теңдеулерін жазу керек. Түзілген қосылыстарды атау керек.

КӨМІРСУЛАР

Жалпы мәліметтер, құрылысы
Көмірсулар табиғатта өте кең таралған және адам өмірінде аса маңызды роль атқарады. Олар қоректі заттардың құрамына кіреді, адамға қажетті энергия негізінен осы көмірсулармен толтырылады.

Ақуыздың биосинтезіне және тұқым қуалау қасиеттерінің берілуіне қажетті нуклеин қышқылдары осы көмірсулардың туындыларынан құралған. Әсіресе көмірсулар туындыларының фотосинтез процесінде маңызы зор.

Фотосинтез процесі деп қарапайым заттардан (Н2О және СО2) күн сәулесінің энергиясын пайдаланып жасыл пигмент хлорофильдің қатысуы арқылы көмірсулардың түзілуін айтады.

Фотосинтездің сызба нұсқасы:

Реакция нәтижесінде түзілген глюкоза өсімдік организмінде түзілетін басқа заттардың (крахмал, май) негізі болып табылады.

Барлық өсімдіктер әлемінде жүріп жатқан фотосинтез процесінің үлкен экологиялық маңызы бар. Себебі жер шарының өсімдіктері 550 млрд тонна СО2 сіңіріп, 400 млрд тонна оттегіні бөліп шығарады.

Кейбір көмірсуларды химиялық жолмен өңдеу арқылы маталар, қопарылғыш заттар және т.б. алады.

Көмірсулардың жалпы формуласы: СmH2nOn, олардың қасиеттері оксиальдегидтер меноксикетондарғажуық. Өсімдіктердің құрғақ заттарының 80%, жануарлардың 20 % көмірсулар үлесіне тиеді.


Моносахаридтер

Көмірсулар негізінен үш топқа бөлінеді: моносахаридтер, дисахаридтер, полисахаридтер.



Моносахаридтер деп молекуласында бір карбонил (альдегид немесе кетон) және бірнеше гидроксил топтары бар қосылыстарды атайды. Альдегид тобы бар моносахаридтер альдоздар, ал кетон тобы бар моносахаридтер кетоздар деп аталады.

Көмірсулар молекуласындағы көміртегі атомының санына байланысты былай бөлінеді:

3 көміртегі атомы болса - триоза – глицеральдегид және диоксиацетон;

4 көміртегі атомы болса - тетроза – эритроза және эритрулоза;

5 көміртегі атомы болса - пентоза – рибоза және рибулоза;

6 көміртегі атомы болса - гексоза – глюкоза және фруктоза.

Бұлардың ішінде ең көп тарағандары пентозалар мен гексозалар.

Биологиялық маңызы зор гексозаларға: глюкоза (жүзім қанты) – альдоза (альдоспирт), фруктоза (жеміс қанты)- кетоза (кетоспирт) жатады.



Моносахаридтер - қатты заттар, суда жақсы ериді, дәмі тәтті, реакция ортасы бейтарап. Монозалардың ациклді түрімен қатар циклді түрлері бар. Моносахаридтердің циклді түрлерін жарты ацетальді дейді. Сулы ерітінділерде екі циклді формалар – пираноза және фураноза болады.

Алты мүшелі цикл альдегид тобы ОН тобымен әрекеттескенде түзіледі, егер С5 болса, альдогексоза, С6 болса, кетогексоза түзіледі. Осындай циклдер пираноздар деп аталады.Бес мүшелі альдогексоз циклі түзілу үшін С4, ал С5 болса, кетогексоздар – фураноздар түзіледі.





Мысалы, глюкоза сулы ерітіндіде 5 таутомерлік форма түрінде болуы мүмкін: ашық, альфа- мен бета-пираноза және альфа- мен бета-фураноза. Таутамерияның осындай түрі цикло-оксо-таутомерия деп аталады.

Циклді формаға ауысатын моносахарид ерітінділері ерекше қасиетке ие: олардың ерітінділері тұрған кезде моносахаридтің бір формасы екінші формаға біртіндеп ауысады. Мұндай жаңадан дайындалған моносахарид ерітіндісінің оптикалық белсенділігінің өзгеру құбылысын мутаротация деп атайды.
Химиялық қасиеттері
Моносахаридтердің химиялық қасиеттері оның құрамындағы гидроксо- және альдегид (немесе фруктозадағы кето-) топтарына байланысты.

1. Спирттер сияқты моносахаридтер сілтілермен әрекеттесіп, алкоголяттар немесе сахараттар түзеді. Мысалы: қалыпты температурада глюкоза мыс (II) гидроксидімен әрекеттесіп, көк түсті мыс сахаратын түзеді.

2. Тотығу реакциясы. Барлық гексоза - альдозалар жеңіл тотығады. Олар альдегидтер сияқты күміс айна реакциясына түседі және Фелинг сұйығын тотықсыздандырып қызыл түсті мыс (І) оксидін береді. Бұл реакция альдоздар мен кетоздарды анықтауға қолданылатын сапалық реакцияларға жатады, глюкозанда альдегид тобы бар екендігін дәлелдейді.




глюкоза

Фелинг сұйығы

Глюкон қышқылы

Сегнет тұзы


3. Қосып алу реакциясы. Гексоза - альдозалар қосып алу реакциясына бейімді. Олар сутегіні қосып алып, көп атомды спирттер түзеді.

Моносахаридтерді тотықсыздандыруға сутек, натрий боргидриді және катализатор (палладий, никель) қолданылады.

4. Орын басу реакциясы. Моносахаридтерді фенилгидразинмен қыздырғанда, суда қиын еритін - озазондар түзеді. Бұл реакция карбонил тобын алу үшін пайданылады.

5. Гликозидтер түзілуі. Реакция кезінде жай эфирлер сияқты заттар түзіледі, оларды гликозидтер дейді.

6. Сілтілердің әсерінен өзгеруі. Моносахаридтер сілтілік ортада оңай енольдық түріне өтеді. Глюкоза, манноза және фруктоза енольдық түріне өткенде олардың бірінші және екінші көміртегі атомдарындағы бір бірінен айырмашылықтары жоғалады. Сондықтан, енольдық түрінен барлық үш моносахаридтер түзіледі.




D-глюкоза

Енол түрі

D-фруктоза












D-манноза




7.Ферменттер (энзимдер) қатысында көмірсулар ашиды:
С6Н12О6  2 СН3 – СНОН-СООН – сүт қышқылды ашу
8. Май қышқылды ашу С6Н12О6  2СО2 + 2Н2 + СН3-(СН2)2СООН
9. Спиртті ашу С6Н12О6  2СО2 + 2 С2Н5ОН
Полисахаридтер, құрылысы. Физикалық және химиялық қасиеттері
Дисахаридтер деп гидролиздегенде екі молекула моносахаридтерге ыдырайтын көмірсуларды атайды. Дисахаридтерге сахароза (тағам ретінде қолданылатын қант), мальтоза, лактоза (сүт қанты) және целлюбиоза жатады. Олардың жалпы формуласы С12Н22О11. Табиғатта ең көп тараған дисахарид- сахароза. Осы дисахаридтер гидролизденгенде келесі моносахаридтер түзіледі.

Сахароза +Н2О → глюкоза + фруктоза

Лактоза +Н2О → глюкоза + галактоза

Мальтоза+ Н2О → глюкоза + глюкоза



Мальтоза. Бос күйінде табиғатта кездеспейді, крахмал толық гидролизбегенде түзіледі. Мальтоза гидролизденіп екі глюкозаның молекуласын түзеді.

Целлобиоза. Мальтоза тәріздес дисахарид, айрмашылығы тек β-глюкозадан тұрады. Табиғатта клетчатканың құрамында кездеседі, сондықтан клетчатканы гидролиздеу арқылы алады.


Достарыңызбен бөлісу:
1   ...   8   9   10   11   12   13   14   15   16




©engime.org 2024
әкімшілігінің қараңыз

    Басты бет