Органик реагентларда аналитик гурухлар тушунчасининг ўзига хослиги

Органик реагентларда аналитик гурухлар тушунчасининг ўзига хослиги • Режа: • 1. Металл ионларини аниқлашда органик реагентларда мавжуд функционал гуруҳларнинг аҳамияти • 2. Функционал гурухларнинг таснифи • 3. Функционал гуруҳларни аниқлаш • 4. Функционал гурухларни сифат ва миқдорий аниқлашдаги ўрни. Функционал гуруҳларни аниқлаш Органик моддалар таркибидаги элементлар сифат ва миқдорий жиҳатдан анализ қилингандан сўнг, функционал гуруҳларнинг борлиги аниқланади. Функционал гуруҳ деб, органик молекула таркибидаги реакцияга кириш қобилиятига эга бўлган атом ва атомлар гуруҳига айтилади. Ҳозирги пайтда 1000 дан ортиқ функционал гуруҳлар борлиги маълумдир. Масалан, -ОН, -СООН, -СООR, -СОNH2, >C=O ва бошқалар мисол бўлади. Демак, функционал гуруҳлар анализига органик молекулалар таркибига кирувчи турли гуруҳларни сифат ва миқдорий жиҳатдан аниқлаш киради. • Функционал гуруҳларни аниқлашда физикавий, кимѐвий усуллар қўлланилади. Биз бу бўлимда фақат кимѐвий ва айрим физикавий усулларга тўхталамиз. • Функционал гуруҳлар турли хил характерли сифат реакциялар ѐрдамида аниқланади. Бундай реакцияларда ранг ўзгариши, газ ажралиши ѐки чўкма тушиши кузатилади. • Функционал гуруҳларни аниқлашда қўлланиладиган реакцияларнинг сезгирлиги ва танловчанлигининг аҳамияти каттадир. • Органик модда қайси синфга мансуб эканлигини аниқлаш учун функционал гуруҳларга хос бир неча сифат реакциялари қилиб кўрилади. Кейин эса сифат реакцияларига ва физикавий-кимѐвий маълумотларга асосланиб, модда тўғрисида қилинган хулоса, кристалл ҳосилалар олиш билан тасдиқланади. Ҳар бир моддани характерлаш учун энг камида иккита кристалл ҳосиласи олинади. Олинган моддаларнинг физикавий доимийси адабиѐтларда берилган доимий билан солиштирилади ва бир хил бўлса, қайси синфга мансублиги ва қандай модда эканлиги тўғрисида хулоса қилинади. • Миқдорий функционал анализ ѐрдамида органик моддалардаги функционал гуруҳлар аниқланади, уларнинг эквивалент массаси топилади. Миқдорий функционал анализ моддаларнинг тозалиги ҳақида хулоса қилишга ва аралашмада модданинг қанча миқдорда борлигини ҳисоблаб топишга ѐрдам беради. • Номаълум органик моддаларнинг тузилишини аниқлаш учун фақат тоза моддалардан фойдаланиш зарур. • Номаълум модданинг тузилишини аниқлаш учун элементлар сифат ва миқдорий жиҳатдан аниқланади. • Айрим металл катионларининг органик реагентлар билан сифат реакциялари • 1. Ализарин – 1,2-диоксиантрахинон билан реакцияси. Алуминий катиони ализарин ва унинг ҳосилалари билан аммиакли шароитда кам эрийдиган, сирка кислотаси таъсирига нисбатан барқарор бўлган, қизил рангли «алюминий локи»ни ҳосил қилади. Бу реаксияни бажаришга хром, рух, қалай (II), темир (III) ионлари халақит беради. алуминий иони кучсиз ишқорий шароитда ализарин билан ички комплекс бирикмасини ҳосил қилиб, бунда алуминий тўрт валентли бўлади. Реакция томчи усулида бажарилади. • Магнезон (4-азо(4-нитрофенил) 1,3диоксибензол) билан реаксияси • Магнезон ишқорий шароитда қизил рангли бўлиб, магний гидроксид билан pH>10 шароитда кўк рангли адсорбсион бирикма ҳосил қилади: Кобалт (III) катиони нейтрал ёки кислотали шароитда Илинский реактиви билан тўқ қизил рангли, сувда кам эрийдиган ички комплекс ҳосил қилади. Кўп миқдордаги мис катиони ҳалақит беради: Сулфасалитсил кислотаси Fе 3+ иони билан pH шароитга қараб, хар хил комплекслар ҳосил қилади. pH=9-11 бўлганда энг турғун уч сулфасалитсилат анионли комплекси ҳосил бўлади • Спиртларни аниқлаш • Спиртларни ксантогенат тузлари ҳолида аниқлаш мумкин. Бунинг учун спиртга ишқорий муҳитда углерод сульфид таъсир эттирилади. Сўнгра эритмага мис сульфат қўшилса, сариқ рангли ксантогенат чўкмага тушади: Спиртлар Лукас реактиви (ZnCl2 + HCl) ѐрдамида аниқланади. Бу реактив ѐрдамида бирламчи, иккиламчи ва учламчи спиртларни фарқлаш мумкин: – Учламчи спиртлар уй ҳароратида бир онда реакцияга киришиб галоидбирикмага айланади. Иккиламчи спиртлар эса реактивда эриб, 15-20 дақиқа қиздирилгандан сўнг мойсимон бирикма - иккиламчи галоидбирикмани ҳосил қилади. • Бирламчи спиртлар ҳам Лукас реактивида эрийди ва қиздирилганда бир соат ичида аста- секин галоидбирикмага ўтади. Аммо этил спирти Лукас реактиви билан реакцияга киришмайди. • Мис тузлари спиртлар билан кўк рангли комплекс ҳосил қилади. Реакцияларнинг кўпи ижобий натижа берса, текширилаѐтган модданинг қайси спирт эканлигини аниқлаш учун ундан ҳосилалар олинади. Бу ҳосила, албатта кристалл модда бўлиши ва унинг суюқланиш ҳарорати тахмин қилинаѐтган модданинг адабиѐтда келтирилган ҳароратига тўғри келиши лозим. • Спиртлар учун қуйидаги ҳосилалар характерлидир: • а) Спирталарга фенилизоцианат таъсир этиб, уретанлар олинади: • Уретанлар осон тозаланадиган кристалл моддалардир. Аммо учламчи спиртлардан уретан олиш қийин, чунки реакция шароитида учламчи спиртлар алкенларга айланиб кетади. • б) Спиртлардан бензоат, нитробензоат ѐки динитробензоатлар олинади. • Бунинг учун спиртларнинг алкоголятларига кислота хлорангидриди қўшиб (Шоттен- Бауман усули) чайқатилади: • Кўп атомли спиртлар мис (II)- гидроксиди билан оч ѐки тўқ кўк ранг ҳосил қилади: Кўп атомли спиртларни периодат кислота ѐрдамида оксидланса углерод- углерод боғларининг узилиши содир бўлади ва чумоли альдегиди, чумоли кислотаси ҳосил бўлади: • Фенолларни аниқлаш • 1. Феноллардаги гидроксил гуруҳ темир (III)- хлорид билан характерли ранг ҳосил қилади. Бунинг учун фенол ва унинг гомологлари сувда ѐки СНСI3 да эритилади. Эритмага темир (III)- хлориднинг сувдаги ѐки СНСI3 даги 1% эритмаси томчилатиб қўшилади ва аралашма чайқатилади. Реакцияни пиридин қўшиб ҳам олиб бориш мумкин: Эритманинг ранги фенол ва унинг гомологларининг тузилишига қараб, бинафша, қизил, яшил, сариқ бўлади. 2. Фенолларни нитрит кислота ѐрдамида аниқлаш мумкин (Либерман реакцияси): • Феноллардаги гидроксил гуруҳга нисбатан п-ҳолатда жойлашган водород фаол бўлганлиги сабабли нитрит кислота таъсирида осонлик билан нитро- зогуруҳга алмашади. Ҳосил бўлган нитрозофенол иккинчи фенол молекуласи билан индофенолни беради: • Фенолларнинг ИҚ-спектрида ҳам бензол ҳалқасига, гидроксил гуруҳи ва С-О боғлари учун характерли бўлган ютилишлар кузатилади. • Гидроксил гуруҳнинг валент тебранишлари 3670-3000 см-1 соҳада кузатилади. • Ароматик ҳалқа С-Н боғларининг ясси бўлмаган тебранишлари 860-700 см- 1 соҳада кузатилади. Орто- диалмашган феноллар учун 770-735 см-1 бўлган соҳа тўғри келади. Мета- ва пара- диалмашган ҳосилалари учун 810-750 см-1 , 860- 800 см-1 соҳалардаги интенсив бўлган максимумлар мос келади. • Альдегид ва кетонларни аниқлаш • Альдегидлар Фелинг ѐки Бенедикт реактиви ѐрдамида осон аниқланади. Бу реактивларни ишлатишдан олдин тайѐрлаш керак. Масалан, Фелинг реактиви тайѐрлаш учун натрий, калий тартрат эритмасига янги тайѐрланган мис гидроксиди қўшилади. Мис гидроксиди комплекс бирикма ҳосил қилиб эрийди: • Альдегидлар 5,5-диметилциклогексан-1,3-дион (димедон) билан реакцияга киришади ва кристалл модда-алкилиден- бис(5,5-диметилциклогексан-1,3-дион) ни ҳосил қилади: Бу реакция альдегидларни миқдорий жиҳатдан анализ қилишда ишлатилади. Альдегид ва кетонларнинг ИҚ-спектрларида карбонил гуруҳнинг валент тебранишларининг максимуми 1900-1580 см-1 соҳада кузатилади. Альдегидлар ва кетонларнинг тузилишига қараб, бу соҳада юқори ѐки пастки частотали томон силжиши мумкин . • Карбон кислоталарнинг сувдаги ѐки спиртдаги эритмасига кўк лакмус туширилса унинг ранги қизаради. • Кислоталарни аниқлаш учун натрий бикарбонат ѐки соданинг эритмасидан фойдаланилади. Карбон кислоталар ишқорларда эрийди. Натрий бикарбонат ѐки сода билан кислоталар реакцияга киришганда, карбонат ангидрид ажралиб чиқади: Амидлар кристалл моддалар (чумоли кислотанинг амидидан ташқари) бўлиб, қайта кристаллаб осон тозаланади ва улар аниқ суюқланиш ҳароратига эга. б)Мураккаб эфир олиш учун карбон кислота тузига п-нитробензилхлорид таъсир эттирилади: • Алифатик аминлар характерли ҳидга эга ҳамда уларнинг биринчи вакиллари сувда яхши эрийди ва кучли асослик хоссасини намоѐн қилади. Шунингдек, ҳамма аминлар кислоталарнинг суюлтирилган эритмасида эрийди. Бирламчи аминларни изонитрил реакцияси ѐрдамида, яъни ишқорий муҳитда СНСI3 таъсир этиб аниқланади: • Аминокислоталарни бир неча сифат реакциялари орқали билиш мумкин. • Аминларнинг ИҚ-спектрида N-Н ва С-N боғларнинг характерли ютилиш чизиқлари кузатилади. • Бирламчи аминларнинг спектрида иккита максимум бўлиб, N-Н боғнинг асимметрик ( v as N-H 3500см-1) ва симметрик ( v s N-H 3400 см-1) тебранишлари билан боғлиқдир. • Иккиламчи аминларнинг спектрида N-Н боғнинг жуда кучсиз тебраниш чизиғи 3350-3310 см-1 соҳада кузатилади. • Учламчи аминлар бу соҳада ютилиш чизиғига эга эмас. • Аминобирикмаларда ҳам водород боғланиш бўлганлиги учун N- H боғнинг валент тебранишларининг частотаси қуйи соҳага тахминан 100 см-1 силжиган. Бирламчи алифатик аминлар 3400- 3300 см-1 ва 3300-3250 см-1 да характерли спектр чизиғига эга. • Ароматик аминлар эса 3400 см-1 дан юқори соҳада ютади. Бирламчи аминларнинг N-Н боғининг деформацион тебранишлари 1650- 1580 см-1 (1500 см-1) да пайдо бўлади. • Ароматик аминлар спектрининг бу чизиғи ароматик ҳалқанинг С-С боғларининг валент тебраниш чизиғи билан қўшилиб кетади. • Иккиламчи алифатик аминлар спектрида -N-Н ни аниқлаш қийин бўлса, ароматик аминларда тахминан 1515 см-1 да ютилиш кузатилади. • 900-650 см-1 орасида бирламчи аминлар кенг спектр чизиғига эга бўлиб, бу N-Н боғнинг елпиғичсимон деформацион тебранишларидир. • Бирламчи, иккиламчи ва учламчи алифатик аминлар учун 1250- 1020 см-1 соҳада ўртача интенсивликка эга бўлган спектр чизиғи намоѐн бўлади. Учламчи аминлар иккита максимумга эга. • Нитробирикмаларни аниқлаш • Нитробирикмаларни аниқлаш учун турли сифат реакцияларидан фойдаланилади. Шундай реакциялардан бири Коновалов реакцияси ҳисобланади. Бирламчи ва иккиламчи нитробирикмаларга ишқор эритмаси таъсир эттирилса, улар аци-шаклга ўтиб, туз ҳосил қилади: • ФОЙДАЛАНИЛГАН АДАБИЁТЛАР: • 1.Реутов О.А., Курц А.Л., Бутин К.П. Органическая химия учебник для студентов химических специальностей и аспирантов. М.: «Высшая школа». МГУ. 1999г, С. 2000. • 2.Реутов О.А., Курц А.Л., Бутин К.П. Органическая химия. М.: Изд. МГУ, Изд. «Бином». 1999-2002 г, Т. 1-4. • 3. Шабаров Ю.С. Органическая химия. М.: «Химия». 1994г. Т.1,2. • 4.Травень В.Ф. Органическая химия. М.: ИКЦ «Академкниг». 2004г. Т.1. 727с., Т.2. 582с. • 5.Артоменко А.Н. Органическая химия. М.: «Химия». 2002г. 848с. • 6.Нейланд О.Я. Органическая химия. М.: «Высшая школа», 1990г.750с. • 7.Терней А. Современная органическая химия. Т.1. 700с. Т.2. 651с. Перевод с англ. под редак. проф. Н.И.Суворова. М.: «Мир». 1981г. • 8.Гауптман З., Грефе Ю., Ремане Х. Органическая химия. Перевод с нем. под редак.