Төмен молекулалық биологиялық заттар Лектор: х.ғ.д., профессор Шоинбекова Сабина Алимжановна
Табиғи биологиялық белсенді қосылыстар. Органикалы қ қ осылыстардың классификациясы ; Функционалды топтар, түрлері ; Химиялық байланыстар; Индуктивті және мезомерлі эффекттер.
« Төмен молекулалы биологиялық заттар » - ол тірі организмнің құрамындағы заттардың құрамын, құрылысын, қасиеттерін, атқаратын қызметтерін, құбылыстарын зерттейтін пән. «Төмен молекулалы биологиялық заттар » органикалық химияның теориялық негіздерімен, биологиямен (биохимия, физиология) және физикамен ( физикалық химия, биофизика) тығыз байланысты.
Органикалық химия органикалық қосылыстардың алу әдістерін, құрамын, құрылысын, қасиеттерін, құбылыстары мен ыдырауын зерттейді. Бұл терминді швед химигі Й.Я. Берцелиус 1808 жылы енгізген, тарихи аты осы күнге дейін қолданылады ( карбидтер, карбонаттар, оксидтер, СО 2 -бейорг. қос-р ).
Органикалық қосылыстардың ерекшеліктері: Изомерия; Молекулалардың конформациясы; Органикалық қосылыстардың алуантүрлілігі және күрделі құрылысы; Молекулалардың төмен реакциялық қабілеттілігі; Атомдардың өзара әсері және орынбасушылардың электронды эффекттері; С С, СН байланыстарындағы химиялық реакциялардың қайтымсыздығы; Стериалық (кеңістік) факторлар; Молекулаларда бос радикалды ыдырауы басымды келеді; С С, СН байланыстар д ын төмен полярлығы. 5
6 «Төмен молекулалық биологиялық қосылыстар» органикалық химия пәнімен тікелей байланысты. «Органикалық химия адамды ақыл есінен айыра алады. Ол жұмбақ, ғажайыпқа толы, қызықтыратын тропикалық орман секілді. Бұл сұмдық қорқынышты шексіз орманнан шығу мүмкін емес, оған кіру қорқынышты….». Фридрих Велер (1835) Фридрих Велер (1800-1882)
7 Органикалық қосылыстардың құрылымдық теориясы. Радикалдар теориясы (Л. Гей-Люссак (1815), Ф. Велер (1832). Типтер теориясы (Ш. Жерар, 1840-1854); Фридрих Кекуле (1857) – көміртек – төрт атомды. Фридрих Август Кекуле 7. IX. 1829 – 13. VII. 1896 ЖЕРАР Шарль Фредерик (21.VIII.1816 - 19.VIII.1856)
8 О рганикалық қосылыстардың құрылымдық теориясының негізгі қағидалары: (1861) БУТЛЕРОВ Александр Михайлович 3(15) қыркүйек 1828 ж. – 5(17) тамыз 1886 ж.
1) Атомдар молекулада өздерінің валенттілігіне сәйкес химиялық байланыстармен байланысқан ; 2) Атомдар органикалық қосылыстардың молекулаларында өзара белгілі ретпен орналасады ; 3) Органикалық қосылыстардың қасиеттері молекуланың құрамына кіретін тек атомдардың санына, табиғатына ғана емес, химиялық құрылысына тәуелді ; 4) Молекулада тікелей байланысқан және байланыспаған атомдар бір біріне әсер етеді ; 5) Заттың химиялық құрылысы оның қасиеттерін сиппаттайды, керісінше заттың химиялық алмасуларын зерттеп, заттың химиялық құрылысын анықтауға болады.
Функционалды топтар – ол – қосылыстың химиялық қасиеттерін анықтайтын және белгілі бір класқа жіктейтін атомдар немесе атом топтары. Функционалды топтардың құрамына: Н, О, N, Р, S элементтері және галогендер – олар - органогендер деп аталады.
Функционалды топ – ол органикалық қосылысты белгілі классқа жатқызатын және сәйкес қасиеттермен сипаттайтын атом немесе белгілі ретпен байланысқан атомдар тобы. Сірке қышқылы бензой қышқылы глицин (амин қышқылы )
21.12.2014 13 3.2. функционалды топтары бойынша Таблица 1. Классы органических соединений Класс Функционалды топ Мысалы Карбон қышқылдары Карбоксил тобы, карбокситоп сульфоқышқылдар сульфотоп галогенангидридтер галогенокарбонильді Күрделі эфирлер алкоксикарбонильді
21.12.2014 14 амидтер карбоксамидті ( амидті топ) нитрил дер Нитрил тобы альдегидтер формил, Альдегид тобы кетондар Оксо - немесе кетотоп, Карбонил тобы Спирттер, фенолдар Гидрокситоп, окситоп
21.12.2014 15 меркаптандар, тиолдар Меркапто -, Тио-, Сульфанильді топ аминдер аминотоп Қарапайым эфирлер алкокситоп нитроқосылыстар нитротоп нитрозоқосылыстар нитрозотоп галогентуындылары - F, - Cl, -Br, -I галоген
Органикалық қосылыстарда бірнеше функционалды топтар болуы мүмкін: Ф ункционалды топтар бірдей болса, олар полифункционалды деп аталады; Ф ункционалды топтар әртүрлі болса, олар гетерофункционалды қосылыстар деп аталады.
- байланыс түрлері:
Семиполярлы байланыс – ковалентті әрекеттесумен теріс зарядтардың тартылысының нәтижесінде пайда болатын байланыс :
в) байланыс реті бойынша 1. Дара байланыс ( бір байланыс ) мысалы, этандағы көміртек атомдары. 2. Қос байланыс (1 байланыс және 1 байланыс ), мысалы, этиленде. 3. Үштік байланыс (1 байланыс және 2 байланыс ), мысалы, ацетилена молекуласында. 4. Төртіншілік байланыс (1 байланыс, 2 байланыс және 1 d - байланыс ) – бейорганикалық қосылыстарда кездеседі, мысалы, металлдарда.
F > O > С l > N > Вг > С > Н Полярлығы: Коваленттік байланыс поляриацияланумен сипатталады — сыртқы факторладың әсерінен полярлікті өзгерту қабілеті. - байланыстар -байланыстарға қарағанда жылдам поляризацияланады.
Гибридтелген орбитальдер бір-бірін теуіп, үшбұрышты ( тригональді ) құрылым құрады, сондықтан көміртек атомын sp 2 -күйінде тригоналды деп атайды : Гибридтелмеген p -орбиталь үш гибридтелген орбитальдар орналасқан жазықтыққа перпендикулярлы орналасады (қырынан және үстінен көрініс келтірілген ):
Екі гибридтелмеген орбитальдар бүркеттесіп, жазықтыққа перпендикулярлы орналасқан - байланыс түзеді:
Екі sp -гибридтелген орбиталь бір-бірін теуіп, электрондық тығыздықтарының максимумдері бір түзуде (Х) шоғырланады : Екі гибридтелмеген p -орбитальдар бір жазықтықта өзара перпендикулярлы және Х түзуіне перпендикулярлы орналасады :
Коваленттік байланыс С атомының гибриди - Зация түрі Байланыс ұзындығы, нм Гибридтелген орбиталь арасындағы бұрыштар ) Энергия, кДж/моль Молекуланың формасы С С sp 3 0,154 109° 28' 350 Тетраэдр С С sp 2 0,134 120° 610 Жазық С С sp 0,120 180° 830 Тізбекті
12,5—20 кДж/моль
Индуктивті эффект метан хлорметан метанол C–H байланыс аз полярланған C– Cl байланыс полярланған C–O байланыс полярланған Электрондық тығыздықтың - байланыс бойында жылжуы индуктивті эффект деп аталады және I әріпімен белгіленеді.
Электронакцепторлы орынбасушылар, яғни -байланыстың электрондық тығыздығын көміртек атомынан тартатын атом немесе атомдар тобы, теріс индуктивті эффектті көрсетеді ( -I-эффект ). Электрондонорлы орынбасушылар, яғни -байланыстың электрондық тығыздығын көміртек атомына тартатын атом немесе атомдар тобы, оң индуктивті эффект ( +I-эффект ).
+ I -Эффект алифатты көмірсутекті немесе алкилды радикалдар (– CH 3, –C 2 H 5, т. б.) көрсетеді. Функционалды топтар : – Hal, – NH 2, – OH, > С= O, – COOH көбіне - I -эффект көрсетеді. пропен
Делокализацияланған байланыс
