Лекция №4

ТАҚЫРЫБЫ: Органикалық қосылыстардың құрлымының теориялық негізі және олардың реакциялық қабілеттіліктерін анықтайтын факторлар.

МАҚСАТЫ:

1. Органикалық қосылыстардың көп түрлігі туралы студенттердің білімдерін қалыптастыру және көміртегінің – изомерияға қабілеттілігін қасиеттерінің көптүрлігіне тәуелді екендігінен көрсету.

2. Студенттерді қосылыстардың реакциялық қабілеттіліктерін, олардың электрондық және кеңістіктік құрылымдарымен байланыстарын үйрету.

3. ИЮПАК жүйесі бойынша органикалық қосылыстардың атауларын құрастыру дағдыларын жетілдіру.

4. Органикалық реакциялардың механизмдері мен типтері туралы студенттердің негізгі білімдерін қалыптастыру.

ДӘРІС ЖОСПАРЫ:

1. Органикалық қосылыстар дегеніміз? Органикалық қосылыстардың жіктелуі.

2. Органикалық қосылыстардың изомериясы мен номенклатурасы.

3. Индуктивтік жәнемезомерлік электрондық эффектілер.

4. Органикалық реакцияларыдң типтері мен реакция механизмдері.

ДӘРІС тезисІ:

Органикалық химия – олар тәуелді болатын, органикалық қосылыстар (ОҚ) және заңдар туралы ғылым.ОҚ негізгіэлементі–көміртек.Қазіргі уақытта органикалық қосылыстардың 5 млн. түрі белгілі. ОҚ көптүрлігі мынадай себептермен негізделген:1) көміртек атомның төрт жәй, және қой байланыс түзуге қабілеттілігі; 2) түзу және тармақталған, тұйық тізбекті қосылыс түзуге икемділігі. Органикалық қосылыстардағы байланыстардың негізгі түрі коваленттік байланыс, яғни байланысатын атомдардың электрондарының жұптасуынан түзілетін химиялық байланыс болып табылады. Коваленттік байланыстың екі түрі болады:σ- (сигма)жәнеπ- (пи)байланыс. ОҚжануарлар мен өсімдіктер ағзаларындағы тіршілік көзінің тасмалдаушысы болып табылады.ОҚ көміртегі тізбегінің құрылымына (көміртек қаңқасы) және молекуладағы функционал топтардың табиғатына қарай жіктеледі. ОҚ көміртегі қаңқасының құрылымына қарай: ациклді–ашық тізбекті және циклды-тұйық тізбекті болып екі топқа бөлінеді. Молекуладафункциональды топтардың болуы –кластарға бөледі.

Органикалық қосылыстар үшін изомерия құбылысы тән. Изомерлер – бұл құрамыбірдей, құрлымы әртүрлі заттар. Изомерлер екі топқа бөлінеді: структуралық және стереоизомерлер. Стереоизомерлер молекуладағы атомдардың кеңістіктегі орналасумен ажыратылады.Витамин А көру процесіне қатысады.Оның 9-цис-изомерінің активтілігі5 есе төмен. Олл-транс-ретинол (активтілігі100%). 9-цис-ретинол (активтілігі 22%). Келтірілеген мысалдар заттың биологиялық активтілігі мен кеңістіктегі құрылымы арасындағы байланысты көрсетеді.

Әр бір қосылсты атауға мүмкіндік беретін ережелер жүйесін- номенклатура деп аталады. Қазіргі кезде ИЮПАК жүйелі номенклатурасы қолданылады. (IUРАС - теориялық және қолданбалы химияның Халықаралық одағы). Бірақ органикалық химияда әсіресе табиғи қосылыстар амин қышқылдары, көмірсулар, алкалоидтар, стероидтар үшін тривиалды аттары сақталады. ИЮПАК номенклатурасы ережелері негізінен орын басушы және радикалды-функционалдық номенклатураларынан құрылған.

Қосылыстардың реакциялық қабілеттілігі молекуладағы электрондар тығыздығының орналасуына байланысты болады. Органикалық қосылыстардың құрамына кіретін элементтердің, электртерістілігі (ЭТ) бірдей емес, яғни атомдары өзара байланыстыратын валенттік электрондарды тарту қабілеті әртүрлі болып келеді. Электртерістілігі әртүрлі атомдар байланысқан кезде клваленттік байланыстың электрондық тығыздығы электртерістілігі жоғары атомға қарай ығысады.Орынбасушының электрондық әсерінің –байланыстар тізбегі арқылы берілуін индуктивтік эффект (І) деп атайды.Орынбасушының электрондық әсерінің π-байланыс қабысу жүйесі арқылы берілуін мезомерлік эффект (қабысу эффекті - М) деп атайды.Қандағы гем 26-π-электронды қабысу жүйесі бар (11 қос байланыстары және пирролдың атом азотынан 2 жұп электроннан тұратды) негізіненгетероциклды жүйе порфиннен тұрады. Қабысу энергиясы 840 кДж/моль.

Органикалық реакциялар бірнеше әдіспен жіктеледі. Соңғы нәтижесіне қарай және субстрат пен реагенттің байланыстарының өзгеруіне қарай бөлінеді. Реакция нәтижелерінің соңғы нәтижелеріне байланысты органикалық реакциялар төмендегідей негізгі типтерге бөлінеді: а) орын басу реакциялары (S белгісі); б) қосып алу реакциялары (А белгі) және оларға қарсы реакциялар айырылу жәнеи элиминдеу (Е белгі); в) қайта топтасу, бұл нәтижесінде белгілі бір атомдардың немесе топтардың молекула ішінде орын ауыстыруына әкелетін реакциялар. Субстраттағы байланыстың үзілуіне қарап барлық химиялық реакциялар радикалды, ионды және келісімді болып бөлінеді. Коваленттік байланыстың гомолиттік үзілуі кезінде радикалдар, гетеролиттік кезінде – электрофилдер (Е) және нуклеофилдер (N) түзіледі. Электрофильді орын басу реакциялары (S_E) ароматты қосылыстарға тән, ал электрофильді қосып алу реакциялары (А_Е) қанықпаған көмірсутектерге тән. Нуклеофильді орын басу реакциялары (S_N), спиртге, галогентуындыларына және карбон қышқылдарына тән, ал нуклеофильдіқосып алу реакциялары (А_N) альдегидтер мен кетондарға тән.

Заттың химиялық реакцияға қатысу қабілетін және әрекеттесу жылдамдығын оның реакциялық қабілеті деп атайды. Субстраттың реакциялық орталығына неғұрлым зарядтың шамасы көп болса, солғұрлым реакция тез жүреді, яғни оның реакциялық қабілеті жоғары болады.

КӨРНЕКТІ материал: слайдтар, кестелер, схемалар.

ӘДЕБИЕТТЕР:

Негізгі:

1. Тюкавкина Н.А., Бауков Ю.И. Биоорганическая химия. - М., 2006. – С. 24-47, 85-99.

2. Асанбаева Р.Д. Учебно-методическое пособие по биоорганической химии для самостоятельной работы студентов 1-го курса. - Алматы. 2004.– С. 17-25.

3. Асанбаева Р.Д., Салыкова Ш.Г. Практикум по биоорганической химии. -Алматы. 2003.– 47 с.

4. Асанбаева Р.Д., Илиясова М.И., Салыкова Ш.Г. Методическое пособие по биоорганической химии для самостоятельной работы студентов 1 курса лечебного, педиатрического санитарно – гигиенического и стоматологического факультетов. - Алматы. 2003.– 50 с.

Қосымша:

1. Иванов В.Г. и др. Органическая химия, М., 2005.

2. Ч Райлс А. и др. Основы органической химии, М.,1983.

3. Степаненко Б.Н. Курс органической химии, М., 1981.

4. Артеменко А.Н. Органическая химия. Теоретические основы, углубленный курс. М., 1997.

5. Шабаров Ю.Ф. Органическая химия: учебник для ВУЗов. М., 1996., т 1-2.