Мазмұны Кіріспе І тарау Бір негізді екі атомды оксиқышқылдар



жүктеу 448.7 Kb.
бет1/3
Дата14.06.2016
өлшемі448.7 Kb.
  1   2   3
Мазмұны

Кіріспе

І тарау

1.1.Бір негізді екі атомды оксиқышқылдар

1.1.1. Алу әдістері.

1.1.2. Физикалық қасиеттері.

1.1.3.Химиялық қасиеттері.

1.1.4.Жеке өкілдері.

1.2.Eкі нгізді үш атомды оксиқышқылдар

1.3.Екі негізді төрт атомды оксиқышқылдар

1.3.1.Рацематтардың оптикалық антиподтарға ажыратып бөлу әдістері.



ІІ тарау

2.1.Үш негізді төрт атомды оксиқышқылдар

2.2.Оксиқұмырсқа, немесе көмір қышқылы

2.2.1.Көмір қышқылының эфирлері.

2.2.2.Көмір қышқылының галогенангидридтері.

2.2.3.Көмірқышқылының амидтері.

2.3.Тиокөмірқышқылдары және олардың туындылары.

2.4.Альдегид- және қетонқышқылдары

2.4.1.Ацетосірке эфирінің оргаликалық синтезде қолданылуы.

Қорытынды

Қолданылған әдебиеттер

Ұсыныстар




Кіріспе

Оксиқышқылдар

Оксиқышқылдар деп, құрамында карбоксил топтарынан басқа бір немесе бірнеше гидроксил топтары бар органикалық карбон қышқылдарын айтады. Оксиқышқылдардың негізділігі карбоксил тобының санымен тағайындалады. Гидроксилдердің саны, оның ішіне карбоксил топтарының құрамындағы гидроксилдері бар, оксиқышқылдардың атомдылығын тағайындайды. Мысалы, сүт қышқылы СН3—СНОН—СООН — бір негізді екі атомды қышқыл, алма қышқылы НОСО—СНОН—СН2— СООН — екі негізді үш атомды, шарап қышқылы НОСО— СНОН—СНОН—СООН — екі негізді төрт атомды.




І тарау

1.1.Бір негізді екі атомды оксиқышқылдар

Изомерия. Номенклатура. Қарапайым оксиқышқылдар әдетте өздері алынатын табиғат заттарының аттарымен аталады (мысалы сүт қышқылы).

Оксиқышқылдар аттарын көбінесе, өздеріне сәйкес карбон қышқылдарының окситуындылары ретінде алады. Сонда, гидроксил және карбоксил топтарының орналасу орындары грек алфавитінің әріптерімен көрсетіледі, мысалы, -оксипропион СН3—СНОН—СООН, β-оксипропион НОСН2—СН2—СООН.

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

Бір негізді оксиқышқылдардың гомологтық қатары оксиқұмырсқа немесе көмір қышқылынан басталады. Одан кейін гликоль немесе оксисірке қышқылы СН2ОН — СООН келеді. Бұл екі кышқылдың структуралық изомерлері жоқ. Келесі гидроксил тобының орналасуына байланысты екі изомер түрінде бола алады: сүт және β-оксипропион қышқылы. Құрамында көміртектің төрт атомы бар қышқыл, структуралық бес түрлі изомерлер түрлерінде бола алады. Олардың үшеуін нормаль май қышқылының туындылары деп қарауға болады: олар ОН-тың орналасуына қарай изомерлер болып келеді.

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

Бір негізді екі атомды оксиқышқылдардың алу әдістерін және олардың қасиеттерін қарастыралық. Көмір қышқылы өзінің қасиеттері және туындылары бойынша басқа гомологтардан тіпті өзгеше, сондықтан оны қарапайым бір негізді екі атомды оксиқышқылдардан басталық. Көмір қышқылы тараудың аяғында жеке қаралады.
1.1.1. Алу әдістері.

Оксиқышқылдарды құрамына гидроксил тобын енгізіп, қышқылдардан немесе құрамына карбоксил тобын енгізіп, спирттерден алуға болады.

1. Оксиқышқылдарды галогеналмасқан қышқылдарды гидролздендіріп алу. Бұл әдіс әсіресе -оксиқышқылдарды синтездеу үшін қолайлы: -галогеналмасқан қышқылдар карбон қышқылдарын галогендендірсе оңай алынады, суға араластырып қыздырғанның өзінде ешқандай қосалқы процессіз-ақ қышқылдың галогені судың гидроксилімен оңай алмасады:

СН3—CHC1—СООН+НОН↔ СН3—СНОН—СООН+НСl

Алкоголяттармен -галогеналмасқан қышқылдардың эфирлеріне әрекет жасап оксиқышқылдардың жай эфирлері алынады.










2.Оксинитрилдердің сабындануы. Оксинитрилдердің гидролизі -оксиқышқылдар береді. Бұл -оксиқышқылдар алудың көбірек қолданылатын әдістерінің бірі:

3. Реформатскийдің реакциясын қолданып галогеналмасқан қышқылдардың эфирлерінен β-оксиқышқылдарды алу. Галогеналмасқан қышқылдың эфирімен альдегидтің немесе кетонның қоспасынан мырышпен әрекеттестіріп оксиқышқыл эфирінің мырыш алкоголяты алынады (1), ол алкоголятты сумен әрекеттестіргенде оксиқышқыл алынады:

4. Қанықпаған қышқылдарға судың қосылуы. Акрил қышқылы, мысалы, H2SO4 барында су қосып алып β-оксипропион (гидракрил) қышқылын түзеді.
Мұнда судың қосылу бағыты екі еселенген байланыстың полюстелуіне карбоксил тобының тигізетін әсерімен тағайындалады. Соңғы көміртек атомдарының оң полюстілігі басымырақ келеді.

5.Оксиальдегидтердің және гликольдердің тотығуы. Оксиальдегидтерді, мысалы күміс тотығының аммиактағы ерітіндісімен, ептеп тотықтырып, бастапқы қосылыстағыдай топтардың орналасуына байланысты, құрылыстары әр турлі оксиқышқылдар алынады:
Оксиальдегидтер гликольдер тотыққанда түзілетіндіктен оқсиқышқылдар алу үшін гликольдерді пайдалануға да болады.

1.1.2. Физикалық қасиеттері.

Оксикышқылдар — сұйық немесе көбінесе кристалды заттар. Гидроксилі жоқ өздеріне сәйкес карбон қышқылдарына қарағанда, бұлар суда жақсы ериді. Жеңіл оксиқышқылдар сумен кез келген мөлшерде араласады. Көміртек атомдарының саны бірдей карбон қышқылдарымен салыстырғанда, оксиқышқылдардың қышқылдық қасиеттерінің басымырақ екендігі байқалады. Мысалы, гликоль қышқылының диссоциациялану константасы, сірке қышқылынікіне қарағанда, 8,5 есе көп.


1.1.3.Химиялық қасиеттері.

Оксиқышқылдар қышқылдардың да, спирттердің де қасиеттерін көрсетеді. Бұлар қышқылдар тәрізді тұздар, күрделі эфирлер, амидтер және т. с. береді. Мысалы, сүт қышқылы:
Спирттік немесе қышқылдық гидроксилінің қайсысының реакцияға қатысатындығын қолданылатын реагент пен реакция жағдайлары шешеді. Мысалы, галогенсутектермен әрекеттессе галогенмен спирттік гидроксил ғана алмасады, ал ібес хлорлы фосформен әрекеттессе қышқылдық гидроксил де, спирттік гидроксил де алмасады. Сілтілермен әрекеттестірсе ең алдымен қышқылдардың тұздары түзіледі, ал содан кейін алкоголяттар пайда болады.

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



1.-Оксиқышқылдар карбон қышқылдарына айналып оңай тотықсызданады, мысалы иодты сутекпен әрекеттестіргенде:

2.Сұйытылған қышқылдармен араластырып қайнатса -оксиқышқылдар ыдырап құмырсқа қышқылын бөліп шығарады:




3.Судың бөлініп шығу реакциясы +β және -оксикышқылдарды бір-бірінен ажыратуға мүмкіндік береді.



Қыздырғанда -оксиқышқылдар су бөліп шығарып лактидтер, яғни қышқылдың екі молекуласынан құралған тұйық тізбекті күрделі эфирлер түзеді:
β-Оксиқышқылдар судың элементтерінен айырылып қанықпаған қышқылдар береді. Сусызданудың ол бағыты карбоксил тобына көрші орналасқан сутек атомдарының көтеріңкі қозғалмалы болуына байланысты:










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



Зайцев Александр Михайлович

А.М.Зайцев (1841-1910) – атақты орыс органик-химигі, А.М.Бутлеров шәкірті.

1862 жылы Қазан университетін аяқтаған соң, зайцев өз есебінен шет елге аттанды, дәне Г.Кольбе мен А.Вюри лабораторияларында жұмыс істеді. Шет елді жасаған жұмыстары үшін оған химия кандидаты және философия докторы дәрежелері берілді.

1865 жылы Зайцев Қазанға қайта оралды. 1868 жылы магистрлік диссертация қорғап, (1869ж) Бутляров Петербург университетіне ауысқан соң, химия кафедрасы бойынша доцент болып сайланды.

1870 жылы «Майлы қышқылдардың өздеріне сәйкес алкогольдерге айналудың жаңа әдісі» тақырыбында докторлық диссертация қорғады.

1885 жылы Петербург Ғылым Академиясы А.М.Зайцевті өзінің корреспондент-мүшесі етіп таңдады, ал 1907 жылы оның академикка кандидатурасын жариялады. Қазан университетімен қштасуды қаламай, ұсынысты қабылдаған жоқ. 1905 жылы Зайцев Орыс физико-химиялық қоғамның президенті болып сайланды.

1870 жылы Зайцев қаныққан спирттерді зерттеумен айналысты, оның барысында спирттердің әр түрлі класстарының алыну әдістерін істеп шығарды, ол химия тарихында «Зайцев синтездері» және «Зайцев спирттері» атауына ие болды. Атақты В.Гриьяр реакциясы Зайцев спирттер синтезінің түр өзгерісі болып табылады.

1871 жылдан 1900 жылға дейін Қазан Университетінде химияны оқытуды басқарды және химик-органиктер мектебін құрды.

А.М.Зайцев тамаша педагог болған. Оның шәкірттерін арасында даңқты ғалымдар: С.Н.Пеформатский, А.Н.Реформатский, е.ЕВагнер, А.А.Альбицкий, И.И.Канонников, А.Я.Арбузов.
1.1.4.Жеке өкілдері.

Бір негізді екі атомды оксиқышқылдардың ең маңызды өкілдерінің бірі сүт қышқылы СН3—СНОН—СООН. Сүт қышқылын сүт қышқылының нитрилінен (ацетальдегидтің циангидридінен) қантты заттарды сүт қышқылымен ашытып, моноқанттардың судағы ерітінділерін сілтілермен әрекеттестіріп алады. Ашыту арқылы алынған сүт қышқылы техникада қолданылады (басытқылап бояуда, былғары өндірісінде және т. с.).

Сүт қышқылы табиғатта, бір-біріне жазық поляризацияланған жарықка қарым-қатынастарымен өзгешеленетін, үш түрде кездеседі.

Оптикалық изомерия. Әдетте көзге көрінетін жарық, оның таралу бағытына тік бұрышталып, мүмкіндік бағыттың бәріне таралатын (көлденең толқындар) электр-магниттік тербеліс (толқын), болып келеді. Жарықтың сәулесі кейбір оптикалық аспаптар арқылы, мысалы Николь призмасы арқылы өткенде белгілі бір жазықтықтағыларынан басқалары толқынымен жоғылады. Бөлініп шыққан сәуле жазық полюстенген деп аталады (сурет). Ол сәуле бірінші призма сияқты бағытталған болса Никольдің екінші призмасы арқылы да өте алады. Егер Никольдің екінші призмасын жарық сәулесінің бағытына қарай 90°-қа бұрып қойса, ол бірінші призма арқылы өткен, толқынды сіңіреді.



Ішінде зерттелетін сұйық заты немесе ерітіндісі бар және араларына түтік қойылатын кеңістігі бар Никольдің екі призмасынан құралған (екеуінің біреуі құралдың өсін айналады) аспапты поляриметр деп атайды. Оның схемасы суретте көрсетілген.




Бірінші призмада Р —полюстенуші, екіншісі A — анализатор, S — монохроматикалық жарық көзі (мысалы натрийлі шам), Т — сұйық затқа немесе ерітіндіге арналған екі ұшы жалпайтылған түтік деп аталады.

Егер, түтігінде суы бар, поляриметрдің анализаторын, жарық толық өшкенше айналдырса және орнына судың еттен шаймалап алынған сүт қышқылының (ет-сүт қышқыл деп аталатын) ерітіндісін пайдаланса, жарықтың жарым-жартысы анализатор арқылы өтеді: бірақта анализаторды оңға қарай (жарык көзіне қарсы қарағанда, сағат тілінің жүру бойымен) белгілі бір бұрышқа бұрып айналдырса, жарық тағы да өшеді.

Сөйтіп, полюстенген тербелістері жүретін жазықтық жалпақ полюстенген жарық ерітінді арқылы өткенде, оңға бұрылды. Сондықтан сүт қышқылының бұл түрі оңға бұрғыш деп аталады және оң сүт қышқылы, яғни ( + ) сүт қышқылы (d-сүт қышқылы) ретінде белгіленеді. Ол қышқыл жануарлардың бұлшық еттерінен бөлінеді.

Жарықтың полюстену жазықтығын солға (сағат тілінің қозғалысына кері) бұратын сүт қышқылының түрі, Bacillus acidi laevoloctici бактериясының жәрдемімен сахароза ферменттелгенде алынады. Сүт қышқылының бұл түрі солға бұрушы (сол) сүт қышқылы немесе ( —) сүт қышқылы (1-сүт қышқылы) деп аталады.

Полюстену жазықтығын бұратын, қосылысты оптикалық пәрменді немесе оптикалық актив деп атайды.

Тек бұрылыс белгілері (таңбаларында) ғана бар изомерлер антиподтар (қарама-қарсы) деп аталады.

Қышқыл сүттен немесе синтезбен алынған сүт қышқылы, жарықтың полюстенуіне әсер етпейді, яғни поляриметрдегі жарықты өшіру үшін анализатордың айналуын қажет етпейді. Ондай қышқыл бірдей мөлшердегі оң және сол қышқылдардың араласуынан құралады және оптикалық пәрменсіз (актив емес), ( + , — )-сүт қышқылы (dl-немесе r-сүт қышқылы) деп аталады.

Бір заттың бірдей мөлшерде оң және сол изомерлері пәрменсіз молекулалық қосылыс — рацемат бере алады.

Соныменен, сүт қышқылының үш түрі бар: ( + )-сүт қышқылы, ( —)сүт қышқылы және ( + , —)сүт қышқылы. ( + ) және ( —)-сүт қышқылдары қандай болмасын қасиеттері жағынан бір-бірінен айырмасы жоқ, олардың айырмасы өздері бұратын полюстену жазықтықтың бағытына қарым-қатынасында ғана (әрқайсысының бұру шамасы бірдей, айырма белгілерінде).

Сұйық заттың немесе ерітіндінің жасайтын бұру шамасы: а) полюстенген жарық өтетін сұйық заттың немесе қабатының қалыңдығына ә) ерітіндінің концентрациясына, б) температураға, в) жарық толқының ұзындығына тәуелді болады.

Сөйтіп, тәжірибе үшін монохроматикалық жарықты пайдалану керек. Әдетте натрийлі жарықты (натрий сызығы D) пайдаланады.

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

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



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

Бұрын қарастырылған қосылыстар арасындағы мұндай атом мысалы оптикалық актив амил спиртінде болады:



Осы екеуінде де көміртектің ассиметриялы атомы жұлдызшамен белгіленген. ( + ) және ( —) сүт қышқылдары молекулаларының кеңістіктегі құрылыстары бір-біріне айнадағы көріністер болып келеді. Ол қышқылдардың тетраэдрлік моделі суретте көрсетілген.









Оңдағы моделді сол жақтағыға салса, оған дәл келмейтіндігі суреттен көрініп тұр: СН3 және СООН топтары дәл келеді, ал Н және ОН дәл келмейді. Кеңістіктегі осы тұлғалардың дәл келмеуін сурет,  сутек атомынан гидроксилға бару СООН арқылы сағат тілінің қозғалу бағытымен орындалып тұрғанынан көруге болады. Сол сурет, δ оған керісінше. Бұл құбылыс оң қолмен сол қолдың дәл келмеуіне ұқсайды, мұны да заттың айнадағы көрінісі деп қарауға болады. Оң қолды сол қолдың үстіне салсаң екеуінің саусақтары дәл келмейді.

Оптикалық қажырлы қосылыстарды сызып көрсеткенде әдетте проекциялық формулалар қолданылады, проекциялық формулалар дегеніміз чертеж жазықтығына түсірілген тиісті молекулалардын, тетраэдрлік моделінің проекциялары

Молекулалардың бір түрлі немесе әр түрлі екендігіне көз жеткізу үшін, проекциялық формулалардың орналасу күйін өзгертуге, олардың бір-бірінің үстіне салуға болады, тек оларды чертеж жазықтығында ғана қозғалту керек. Екі формуланы біріне-бірін салу, кітаптың екі бетін бір-біріне жабуға болмайты-ны тәрізді, мүмкін емес, өйткені онда мысалы 1 және 2 формулалардағыдай, дәл келгені тәрізді болып қана көрінеді, екі топ әр түрлі жазықтықтарда болады — сызық жазықтығының алдында және сыртында.

Полюстену жазықтығы бұрылысының бағыты және шамасы қосылыстың тұлғасымен қандай болмасын бір жай аралық қатынаста емес. Бұлшық ет шырынынан алынған сүт қышқылы онға бұрғыш келеді, ал бірақ оның металдармен беретін барлық тұздары және күрделі эфирлер жарықтың полюстену жазықтығын солға бұрады.

Оңға бүрғыш сүт қышқылының метилді және этилді жай эфирлері, тұлғалары, бос күйіндегі ет-сүт қышқылынікіндей бола тұра, солға бұрғыштықтары күшті келеді.




Сөйтіп, қатардың бір мүшесінің бұру таңбасы қатардын, мүшелерінің бәріне бірдей ортақ, тұлғаның сенімді сипаттамасы бола алмайды. Оптикалық актив молекулалардың нақтылы дәл тұлғаларын тағайындарлық химиялық әдістер жоқ. Дегенмен де оптикалық актив қосылыстардың ассиметриялы центрлерінің тұлғаларын бұзбай химиялық жолмен бірін-біріне айналдыруға болады. Сондай жолмен қосылыстардың қатары жасалған, олардың тұлғаларының бір-біріне аралық қатынастары белгілі.

Қатардық бір мүшесінің абсолют дәл тұлғасы белгілі болса, сол қатардағы әр заттың дәл тұлғасын тағайындауға болады.

1951 жылға дейін абсолют дәл тұлғаны тағайындау мүмкін болмады. Э. Фишер (1891 ж.) және Розанов (1906 ж.) салыстырмалы үлгі ретінде оңға бұрғыш ( + ) глицерин ангидридін пайдалануды ұсынды, ол ангидридке төменд көрсетілгендей дәлелсіз тұлға Д берілді.

Оған сәйкес солға бұрғыш антипод, (қарама-қарсы) L әрпімен белгіленетін болады.





Эмиль Герман Фишер

(1852-1912)

Неміс органик-химигі, Нобель сыйпығының лауреаты, Петербург ғылым академиясының шетелдік мүшесі. Ғылыми еңбектері көмірсулар химиясына, пурин қосылыстарына, ақуыздарға арналған. Көмірсулардың номенклатурасын, олардың рациомал формуласы мен жіктеуін жасады. Глюкоза, фруктоза, маннозаны синтетикалық жолмен алды. Пурин қосылыстарының құрылысын зерттеді. Аминқышқылдары бір-бірімен карбоксил және амин топтарының әрекеттесіп, су бөлу арқылы байланысатынын көрсетті. Попипептидтер синтезіне жол ашты. Ақуыз молекуласының полипептидтік құрылыс теориясын жасады.


Сүт қышқылының салыстырмалы тұлғасы глицерин ангидриді сүт қышқылына айналдырылып тағайындалды. Глицерин ангидридінің альдегидтік тобын тотықтырып карбоксил тобына, ал СН2—ОН топты тотықсыздандырып СН3 — топқа айналдырылды. Тұлғасы жағынан солға бұрғыш сүт қышқылының Д-глицерин ангидридіне сәйкес екендігін тәжірибе көрсетті, олай болса Д (—) сүт қышқылы.

Осылайша көптеген заттардың салыстырмалы тұлғалары тағайындалды.

Глицерин альдегидін үлгі ретінде алудың дұрыс екендігі 1951 жылы дәлелденді;

Оптикалық актив заттардың тұлғаларын белгілеу үшін латын әріптері Д және L қолданылады, заттардың бұрылыс бағыттары d және 1 әріптерімен, немесе, олардан да гөрі ( + ) және ( —) деп белгіленеді.

Тағы да есте болатын бір жәйт: оптикалық пәрменділік заттардың молекулаларында ассиметриялы атомдар жоқта да байқалады, бірақ бүтіндей алғанда олар да ассиметриялы заттар (симметриялық жазықтығы жоқ). Ондай уақиғада әңгіме молекулалық ассиметрия жөнінде болады.
1.2.Eкі нгізді үш атомды оксиқышқылдар

Екі негізді оксиқышқылдарды алу үшін де, бір негізді оксиқышқылдарды алудағы жалпы әдістерді қолдануға болады. Мысалы, екі негізді үш атомды оксиқышқылдардың маңызды өкілдерінің бірі — алма қышқылын бромянтарь қышқылын гидролиздендіріп немесе малеин және фумар қышқылдарына суды қосып алуға болады.

Бұл топтың қышқылдары — кристалды заттар.

Химиялық жағынан бүлар да басқа оксиқышқылдар тәрізді. Мысалы, алма қышқылы -және β-оксиқышқылдардың қасиеттерін байқатады, өйткені мұның гидроксил тобының біреуі карбоксилге -күйде, ал екіншісі карбоксилге β-күйде орналасқан. Тотықсызданғанда алма қышқылы янтарь қышқылына, сусызданғанда этилендикарбон (малеин немесе фумар) қышқылдарына айналады.

Синтездік әдістерде рацематтық алма қышқылы алынады (балқу темп. 130—131°). Табиғатта сол айтылған алма қышқылы тараған (піспеген бетіқышық, алмалар, жүзім, зерек) балқу темп. 100° С. Oң жақтағы алма қышқылы d-шарап қышқылын тотықсыздырып алады, оң жақтағы алма қышқылы 1-алма қышқылынан жарықтық полюстену жазықтығынын. бұрылу таңбасымен ғана өзгеше.
1.3.Екі негізді төрт атомды оксиқышқылдар

Бұл топтың ең маңызды өкілдері — шарап қышқылдары НООС—СНОН—СНОН—СООН. Бұлардың бір-бірінен кеңістік структураларымен ғана өзгешеленеді.

Диоксиянтарь немесе шарап қышқылында көміртектін, ассиметриялы екі атомы бар екендігі формуладан көрініп түр. Әрбір ассиметриялы атомға екі антипод және бір рацемат сәйкес келеді. Оптикалық изомерлердің санын табатын жалпы формула N=2п, мұндағы п — көміртектің ассиметриялы атомының саны. Сонымен, диоксиянтарь қышқылы үшін төрт оптикалық қажырлы изомерлер және екі рацематтардың болуы кәміл еді. Шарап қышқылдарының оптикалық қажырлы изомерлерінін проекциялық формулаларын графикалық түрде былай көрсетуге болады.

Бұл формулалар — чертеж жазықтығына түсірілген тәрізді молекулалардық тетраэдрлік моделінің проекциялары. Бұл кезде егер ортадағы төрт топ және атом чертеждің жазықтығында жатқан болса, шеткі топтар чертеж жазықтығының сыртында немесе алдында болатындығын ұмытпау керек. Мұндай жағдай сол сияқты формулалармен операция жасауға мүмкіндік береді.

Мысалы, егер проекцияны 1 сызық жазықтығына тік тұрған, ось айналасында 180°-қа бұрып 2 проекцияға салса, онда карбоксил топтары дәл келеді, ал Н және ОН дәл келмейді. Бұл 1 мен және 2 проекцияларының әр түрлі молекулалардікі болғандықтан.

Бұрын танысқан проекциялық формулаларды пайдалану ережесіне сай, формулалары 3 және 4 заттар бірдей болып шығады. Сөйтіп, төрт қосылыстың орнына алғашқы екі стереоизомердің үш оң рацематы ғана бар екен. Стереоизомер 3 бұрылыстың іштей жойылу салдарынан пәрменсіз келеді. Жоғарыда орналасқан тетраэдрдің жасайтын бұрылысы, жағынан оған кері, ал шамасы жағынан бірдей, төмен орналасқан тетраэдрдің жасаған бұрылысымен жойылады. Бұны егер ойша жоғарғы тетраэдрді алып, сызыққа тік тұрған, осьті айналдыра 180°-қа бұрып, төменгі тетраэдрдің үстіне әкеліп салса, дәл келушілік болмайтындығымен дәлелдеуге болады. Бұл сипаты және бұрылысы кері тетраэдрлер, бірін-бірі жояды деген сөз. Демек, ассиметриялы көміртек атомдары бар қосылыстар да бола алады, бірақ олар молекулалық симметрия салдарынан оптикалық пәрменсіз келеді.

Алғашқы екі шарап қышқылдары, d және l-шарап қышқылдары деп аталады, 3 изомер мезошарап қышқылы деп аталады, алғашқы екі изомердің рацематы — жүзім қышқылы және шарап қышқылдары — оптикалық антиподтар. Мезошарап қышқылы бұл қышқылдарға қарағанда диастереоизомер деп аталатын және олардың изомері болып табылады, бірақ олардың антиподы емес.

ермен немесеШарап қышқылдарын синтездік әдіст табиғи заттардан алады.

1.Дибромянтарь қышқылдарының (рацемат және изоформа) гидролизінде мезошарап және жүзім қышқылдарының қоспасы алынады.

2.Малеин және фумар қышқылдарына сутектін, асқын тотығының элементтері қосылса: алғашқысы мезошарап қышқылын, екіншісі жүзім қышқылын береді:




d-шарап немесе шараптас қышқылы өсімдіктер дүниесінде (жүзімде, бетіқышықта және т. с.) көп таралған. Оның қышқыл калий тұзы жүзім шырыны ашығанда шараптас түрінде ұраларда тұнып қалады. Шарап қышқылы балқу температуралы 170° С кристалды зат, суда оңай ериді. Басқа да көптеген ,β--диоксиекінегізді қышқылдар тәрізді, қыздырғанда бұл да сусызданады және карбоксилсізденеді, нәтижесінде басымырақ түрде пирожүзім қышқылы түзіледі.



Шарап қышқылының және оның тұздарының қолданылу орындары әр түрлі. Шарап қышқылы астағам индустриясында және бояу жұмыстарында шарап қышқылының тұздары, мысалы сегнет тұзы C4H4O6KNa∙H2O — радиотехникада (пьезокристалдар), анализ жасауда қолданылады. (мысалы, фелинг сұйықтығы түрінде). Дәл сол анализдегідей қышқылдық натрий тұзы да қолданылады (калий ионын ашу үшін). Медицинада және басытқылы бояу жұмыстарында құстырғыш тас 2С4Н4О6К2∙ (SbO)2∙H2O деген атпен калий мен антимонилдін қос тұзы белгілі.

Бұрылыс таңбасынан басқа қасиеттері жағынан 1-шарап қышқылының оң изомерінен практикалық айырмасы жоқ. Бұл қышқыл жүзім қышқылынан алынады.

Екеуі де оптикалық пәрменді қышқылдар, ерітінділері ұзақ қыздырылса рацематтық жүзім қышқылы түзіледі (онымен бір мезгілде мезошарап қышқылы да түзіледі). Бірдей мөлшердегі екі антиподты араластырса да сол қышқыл түзіледі.

Жүзім қышқылы физикалық қасиеттері жөнінен шарап қышқылдарынан өзгеше. Жүзім қышқылы бір молекула сумен кристалданады, балқу темп. 204° С. Ерімталдығы жөнінен бұл қышқылдық тұздары да өзгеше. Ерітіндідегі оның молекулалық салмағы, екі еселенген емес, нормаль мөлшерінде болады. Демек, ерігенде рацемат диссоциацияланады.

Мезошарап қышқылы ерітінділерін күйдіргіш сілтілермен араластырып ұзақ қыздыру арқылы изомерден алынады. Бұл шарап қышқылдарының арасында ең тұрақтырағы. Бұл да, жүзім қышқылы тәрізденіп, су бөлшегімен кристалданады. Сусыз күйінде 140°С-де балқиды.

  1   2   3


©dereksiz.org 2016
әкімшілігінің қараңыз

    Басты бет