Skip to main content
Global

20.3: Pombe na Ethers

  1. Last updated
  2. Save as PDF
  • Page ID
    188916

    • \( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)\(\newcommand{\AA}{\unicode[.8,0]{x212B}}\)

    Malengo ya kujifunza

    Mwishoni mwa sehemu hii, utaweza:

    • Eleza muundo na mali ya pombe
    • Eleza muundo na mali ya ethers
    • Jina na kuteka miundo ya pombe na ethers

    Katika sehemu hii, tutajifunza kuhusu pombe na ethers.

    Alkoholi

    Kuingizwa kwa atomi ya oksijeni ndani ya molekuli za kaboni na hidrojeni husababisha makundi mapya ya kazi na familia mpya za misombo. Wakati atomi ya oksijeni inaunganishwa na vifungo moja, molekuli ni ama pombe au ether.

    Pombe ni derivatives ya hidrokaboni ambamo kundi —OH limebadilisha atomi ya hidrojeni. Ingawa pombe zote zina makundi ya kazi moja au zaidi ya hidroxyl (-OH), hayana tabia kama besi kama vile NaOH na KOH. NaOH na KOH ni misombo ionic ambayo yana OH — ions. Pombe ni molekuli za covalent; kikundi cha -OH katika molekuli ya pombe kinaunganishwa na atomi ya kaboni kwa dhamana ya covalent.

    Ethanol, CH 3 CH 2 OH, pia huitwa pombe ya ethyl, ni pombe muhimu sana kwa matumizi ya binadamu. Ethanoli ni pombe inayozalishwa na baadhi ya spishi ya chachu ambayo hupatikana katika divai, bia, na vinywaji vyenye distilled. Kwa muda mrefu imekuwa tayari na wanadamu kuunganisha jitihada za kimetaboliki za chachu katika kuvuta sukari mbalimbali:

    Takwimu hii inaonyesha majibu ya glucose kuzalisha ethanol na C O subscript 2. majibu inaonyesha C subscript 6 H subscript 12 O subscript 6 (q) mshale kinachoitwa “chachu” 2 C subscript 2 H subscript 5 O H (q) pamoja 2 C O subscript 2 (g). O H katika ethanol inavyoonekana kwa nyekundu.

    Kiasi kikubwa cha ethanol hutengenezwa kutokana na mmenyuko wa kuongeza maji na ethylene kwa kutumia asidi kama kichocheo:

    Mmenyuko huu unaonyesha kaboni mbili zilizounganishwa na dhamana mbili, kila mmoja akiwa na atomi mbili za H zilizounganishwa pamoja na mshale wa H O H unaoitwa “H subscript 3 O superscript plus” ikifuatiwa na atomi mbili za kaboni zilizounganishwa na dhamana moja na atomi 5 za H zilizounganishwa na kundi la O H lililoonyeshwa kwa nyekundu upande wa kulia wa molekuli. O ya kundi hili inaonyeshwa kwa jozi 2 za dots za elektroni.

    Pombe zenye makundi mawili au zaidi ya hydroxyl zinaweza kufanywa. Mifano ni pamoja na 1,2-ethanediol (ethylene glycol, kutumika katika antifreeze) na 1,2,3-propanetriol (glycerine, kutumika kama kutengenezea kwa vipodozi na madawa):

    Fomu za miundo kwa 1 comma 2 dash ethanediol na 1 comma 2 comma 3 dash propanetriol zinaonyeshwa. Muundo wa kwanza una mnyororo wa atomi mbili za C hidrokaboni pamoja na kundi la O H lililounganishwa na kila kaboni. Makundi ya O H yanaonyeshwa kwa nyekundu na kila atomu O ina seti mbili za nukta za elektroni. Kila atomu C pia ina atomi mbili za H zilizounganishwa nayo. Muundo wa pili unaonyesha mnyororo wa atomu tatu za C hidrokaboni na kundi la O H lililounganishwa na kila kaboni. Makundi ya O H yanaonyeshwa kwa rangi nyekundu, na kila atomu O ina seti mbili za nukta za elektroni. Atomu ya kwanza ya C ina atomi mbili za H zilizounganishwa nayo. Atomu ya pili ya C ina atomu moja ya H iliyounganishwa nayo. Atomu ya tatu ya C ina atomi mbili za H zilizounganishwa nayo.

    Kumtaja Alkoholi

    Jina la pombe linatokana na hydrocarbon ambayo ilitokana. Mwisho -e kwa jina la hydrocarbon inabadilishwa na -ol, na atomi ya kaboni ambayo kundi la -OH linaunganishwa linaonyeshwa na namba iliyowekwa kabla ya jina. 5

    Mfano 20.8

    Kumtaja Alkoholi

    Fikiria mfano unaofuata. Je, inapaswa kuitwa jina gani? Muundo wa molekuli wa mnyororo wa hydrocarbon wenye urefu wa atomi tano za C huonyeshwa. Atomu ya kwanza ya C (kutoka kushoto kwenda kulia) imeunganishwa na atomi tatu za H. Atomu ya pili ya C imeunganishwa kwenye atomu moja ya H na atomu O ambayo pia huunganishwa na atomu ya H. Atomu O ina seti mbili za nukta za elektroni. Atomu ya tatu ya C imeunganishwa na atomi mbili za H. Atomu ya nne ya C imeunganishwa na atomi mbili za H. Atomu ya tano ya C imeunganishwa na atomi tatu za H. Vifungo vyote vilivyoonyeshwa ni moja.

    Suluhisho

    Mlolongo wa kaboni una atomi tano za kaboni. Ikiwa kundi la hydroxyl halikuwepo, tungeita jina hili la molekuli pentane. Ili kushughulikia ukweli kwamba kundi la hydroxyl liko sasa, tunabadilisha mwisho wa jina kwa -ol. Katika kesi hii, tangu -OH ni masharti ya kaboni 2 katika mlolongo, tunataka jina hili molekuli 2-pentanol.

    Angalia Kujifunza Yako

    Jina la molekuli ifuatayo: muundo umeonyesha ina C H subscript 3 kundi Bonded up na haki ya C atomi. C atomi ni bonded chini na haki ya C H subscript 2 kundi. C H subscript 2 kundi ni bonded up na haki ya C H subscript 2 kundi. C H subscript 2 kundi ni bonded chini na haki ya C H subscript 3 kundi. Chembe ya pili ya C (kutoka kushoto kwenda kulia) imeunganishwa na kikundi cha C H subscript 3 na kikundi cha O H.

    Jibu:

    2-methyl-2-pentanol

    Ethers

    Ethers ni misombo ambayo yana kikundi cha kazi -O—. Ethers hazina suffix iliyochaguliwa kama aina nyingine za molekuli ambazo tumeziita hadi sasa. Katika mfumo wa IUPAC atomi ya oksijeni na tawi ndogo la kaboni huitwa kama mbadala ya alkoxy na salio la molekuli kama mnyororo wa msingi, kama katika alkanes. Kama inavyoonekana katika kiwanja kinachofuata, alama nyekundu zinawakilisha kundi ndogo la alkyl na atomi ya oksijeni, ambayo ingeitwa “methoxy.” Tawi kubwa la kaboni lingekuwa ethane, na kufanya molekuli methoxyethane. Ether nyingi zinajulikana kwa majina ya kawaida badala ya majina ya mfumo wa IUPAC. Kwa majina ya kawaida, matawi mawili yanayounganishwa na atomi ya oksijeni huitwa tofauti na kufuatiwa na “ether.” Jina la kawaida kwa kiwanja kilichoonyeshwa katika Mfano 20.9 ni ethylmethyl ether:

    Muundo wa Masi unaonyeshwa na kundi nyekundu la C H subscript 3 linalounganishwa na haki ya atomi nyekundu O. O atomi ni bonded chini na haki ya C H subscript 2 kundi. C H subscript 2 kundi ni bonded up na haki ya C H subscript 3 kundi.

    Mfano 20.9

    Kutaja Ethers

    Kutoa IUPAC na jina la kawaida kwa ether inavyoonekana hapa: muundo Masi inaonyesha C H subscript 3 kundi Bonded chini na haki ya C H subscript 2 kundi. C H subscript 2 kundi ni bonded up na haki ya O atomi. O atomi ni bonded chini na haki ya C H subscript 2 kundi. C H subscript 2 kundi ni bonded up na haki ya C H subscript 3 kundi.

    Suluhisho

    IUPAC: Molekuli imeundwa na kundi la ethoksi lililounganishwa na mnyororo wa ethane, hivyo jina la IUPAC lingekuwa ethoxyethane.

    Kawaida: Makundi yaliyounganishwa na atomi ya oksijeni ni makundi yote ya ethyl, hivyo jina la kawaida litakuwa diethyl ether.

    Angalia Kujifunza Yako

    Kutoa IUPAC na jina la kawaida kwa ether inavyoonekana: muundo Masi inaonyesha C H subscript 3 kundi Bonded up na haki ya O atomi. O atomi ni bonded chini na haki ya C H kundi. Kikundi cha C H kinaunganishwa na haki ya C H subscript 3 kikundi. Kikundi cha C H pia kinafungwa chini na haki ya kikundi kingine cha C H kilichojisajili 3.

    Jibu:

    IUPAC: 2-methoxypropane; kawaida: isopropylmethyl ether

    Ethers zinaweza kupatikana kutoka kwa pombe kwa kuondoa molekuli ya maji kutoka kwa molekuli mbili za pombe. Kwa mfano, wakati ethanol inatibiwa na kiasi kidogo cha asidi ya sulfuriki na inapokanzwa hadi 140 °C, ether ya diethyl na maji hutengenezwa:

    Takwimu hii inaonyesha majibu. Molekuli ya kwanza, ambayo inaitwa, “ethanol,” ni mnyororo wa atomi mbili za C. Atomu ya kwanza ya C inaunganishwa na atomi tatu H na atomi ya pili ya C. Atomu ya pili ya C inaunganishwa na atomi nyekundu ya O yenye seti mbili za nukta za elektroni. Atomu O ina dhamana nyekundu kwa atomi nyekundu H. Kuna ishara ya pamoja. Molekuli inayofuata, ambayo inaitwa, “ethanol,” ni atomi nyekundu ya H yenye dhamana nyekundu kwa atomi ya O nyekundu yenye jozi mbili za nukta za elektroni. Atomu O inaunganishwa na atomi ya C ambayo inaunganishwa na atomi mbili H na atomi ya pili ya C. Atomu ya pili ya C imeunganishwa na atomi tatu za H. Kuna kijani dotted sanduku kuzunguka nyekundu H atomi katika molekuli ya kwanza, pamoja na ishara, na nyekundu H na O atomi katika molekuli ya pili. Kwa haki ya molekuli ya pili kuna mshale ulioitwa H subscript 2 S O subscript 4 hapo juu na Kigiriki mji mkuu delta chini. Mshale umeandikwa, “asidi sulfuriki.” Molekuli zinazosababisha ni atomi ya C iliyounganishwa na atomi tatu H na atomi ya pili ya C. Atomu ya pili ya C imeunganishwa na atomi mbili H na atomi nyekundu O. Atomu ya O nyekundu ina seti mbili za dots za elektroni. Atomu O inaunganishwa na atomi ya tatu C ambayo inaunganishwa na atomi mbili H na atomi ya nne ya C. Atomu ya nne ya C imeunganishwa na atomi tatu za H. Molekuli hii imeandikwa, “diethyl ether.” Kuna ishara ya pamoja na H O H nyekundu.

    Kwa formula ya jumla ya ethers, R— O -R, makundi ya hydrocarbon (R) yanaweza kuwa sawa au tofauti. Diethyl ether, kiwanja kinachotumiwa sana cha darasa hili, ni kioevu isiyo na rangi, yenye tete ambayo inaweza kuwaka sana. Ilikuwa ya kwanza kutumika mwaka wa 1846 kama anesthetic, lakini anesthetics bora sasa imechukua nafasi yake kwa kiasi kikubwa. Diethyl ether na ethers nyingine kwa sasa hutumiwa hasa kama vimumunyisho kwa ufizi, mafuta, waxes, na resini. Elimu ya juu -butyl methyl ether, C 4 H 9 OCH 3 (sehemu iliyofupishwa ya mtbe—italicized ya majina si kuhesabiwa wakati cheo makundi alfabeti - hivyo butyl inakuja kabla methyl kwa jina la kawaida), hutumiwa kama nyongeza kwa petroli. MTBE ni wa kundi la kemikali linalojulikana kama oksijeni kutokana na uwezo wao wa kuongeza maudhui ya oksijeni ya petroli.

    Unganisha na Kujifunza

    Unataka mazoezi zaidi kumtaja ethers? Mapitio haya mafupi ya video yanafupisha utaratibu wa majina ya ethers.

    Kemia katika Maisha ya Kila siku

    Karodi na ugonjwa wa kisukari

    Karodi ni biomolecules kubwa yenye kaboni, hidrojeni, na oksijeni. Aina ya malazi ya wanga ni vyakula vyenye matajiri katika aina hizi za molekuli, kama pasta, mkate, na pipi. Jina “kabohaidreti” linatokana na formula ya molekuli, ambayo inaweza kuelezewa na formula ya jumla C m (H 2 O) n, ambayo inaonyesha kwamba wao ni kwa maana “kaboni na maji” au “hydrates ya kaboni.” Mara nyingi, m na n zina thamani sawa, lakini zinaweza kuwa tofauti. Karoli ndogo hujulikana kama “sukari,” neno la biochemical kwa kundi hili la molekuli ni “saccharide” kutoka kwa neno la Kigiriki kwa sukari (Mchoro 20.12). Kulingana na idadi ya vitengo vya sukari vilivyounganishwa pamoja, vinaweza kuhesabiwa kama monosaccharides (kitengo kimoja cha sukari), disaccharides (vitengo viwili vya sukari), oligosaccharides (sukari chache), au polysaccharides (toleo la polymeric la sukari-polima zilielezwa kwenye sanduku la kipengele mapema katika sura hii juu ya kuchakata plastiki). Majina ya kisayansi ya sukari yanaweza kutambuliwa na suffix -ose mwishoni mwa jina (kwa mfano, sukari ya matunda ni monosaccharide inayoitwa “fructose” na sukari ya maziwa ni disaccharide inayoitwa lactose linajumuisha monosaccharides mbili, glucose na galactose, zilizounganishwa pamoja). Sugars vyenye baadhi ya makundi ya kazi tuna kujadiliwa: Kumbuka makundi pombe sasa katika miundo na jinsi monosaccharide vitengo ni wanaohusishwa na kuunda disaccharide kwa malezi ya ether.

    Takwimu hii inaonyesha mifano ya miundo na mpira-na-fimbo kwa sukari ya kawaida fructose na lactose. Atomi za kaboni zinaonyeshwa kwa rangi nyeusi, atomi za oksijeni ni nyekundu, na atomi za hidrojeni ni nyeupe katika mifano ya mpira-na-fimbo.
    Mchoro 20.12 Mfano unaonyesha miundo ya Masi ya fructose, monosaccharide ya kaboni tano, na lactose, disaccharide iliyo na isomeric mbili, sukari sita kaboni.

    Viumbe hutumia wanga kwa kazi mbalimbali. Karodi zinaweza kuhifadhi nishati, kama vile polysaccharides glycogen katika wanyama au wanga katika mimea. Pia hutoa msaada wa miundo, kama selulosi ya polysaccharide katika mimea na chitin iliyobadilishwa ya polysaccharide katika fungi na wanyama. Ribose ya sukari na deoxyribose ni vipengele vya mgongo wa RNA na DNA, kwa mtiririko huo. Sukari nyingine hucheza majukumu muhimu katika kazi ya mfumo wa kinga, katika utambuzi wa seli za kiini, na katika majukumu mengine mengi ya kibiolojia.

    Ugonjwa wa kisukari ni kundi la magonjwa ya kimetaboliki ambayo mtu ana mkusanyiko mkubwa wa sukari katika damu yao (Mchoro 20.13). Ugonjwa wa kisukari unaweza kusababishwa na uzalishaji wa insulini haitoshi kwa kongosho au kwa seli za mwili zisizoitikia vizuri insulini inayozalishwa. Katika mtu mwenye afya, insulini huzalishwa wakati inahitajika na inafanya kazi za kusafirisha glucose kutoka damu ndani ya seli ambapo inaweza kutumika kwa nishati. Matatizo ya muda mrefu ya ugonjwa wa kisukari yanaweza kujumuisha kupoteza macho, ugonjwa wa moyo, na kushindwa kwa figo.

    Mwaka 2013, ilikadiriwa kuwa takriban asilimia 3.3 ya wakazi wa dunia (~ watu milioni 380) walipata ugonjwa wa kisukari, na kusababisha vifo zaidi ya milioni kila mwaka. Kuzuia kunahusisha kula chakula cha afya, kupata mazoezi mengi, na kudumisha uzito wa kawaida wa mwili. Matibabu inahusisha mazoea haya yote ya maisha na inaweza kuhitaji sindano za insulini.

    Hata baada ya itifaki za matibabu kuletwa, haja ya kuendelea kufuatilia viwango vyao vya glucose vilikuwa changamoto kwa watu wenye ugonjwa wa kisukari. Vipimo vya kwanza vinahitaji daktari au maabara, na hivyo upatikanaji mdogo na mzunguko. Hatimaye, watafiti walitengeneza vidonge vidogo ambavyo vinaweza kuguswa na uwepo wa glucose katika mkojo, lakini haya bado yanahitaji mchakato mgumu. Mtaalamu wa dawa Helen Free, ambaye alikuwa akifanya kazi kwenye maboresho kwenye vidonge, alipata kifaa rahisi: kipande kidogo cha mtihani. Pamoja na mumewe na mpenzi wa utafiti, Alfred Free, alitunga bidhaa hiyo ya kwanza kwa kupima glucose; muda mfupi baada ya, alipanua teknolojia ili kutoa vipande vya mtihani kwa misombo na hali nyingine. Wakati maendeleo ya hivi karibuni (kama vile vipimo vya pumzi, yaliyojadiliwa mapema katika maandiko) yameonyesha ahadi katika kuchukua nafasi ya vipande vya mtihani, vimetumiwa sana kwa miongo kadhaa na kubaki njia ya msingi leo.

    Hii ni mchoro wa mkono na droplet ya damu kwenye kidole cha index na kitu kilicho karibu na kalamu. Kidole kinaonyeshwa ijayo kugusa mstari mweupe na kijani wa mtihani na mishale inayoelezea eneo la kijani ambapo kidole cha damu kinagusa mstari. Mshale unaonyesha kifaa kidogo cha mstatili ambapo mwisho wa kijani wa mstari umeingizwa. kuonyesha L C D hutoa kusoma.
    Kielelezo 20.13 Ugonjwa wa kisukari ni ugonjwa unaojulikana na viwango vya juu vya glucose katika damu. Kutibu ugonjwa wa kisukari kunahusisha kufanya mabadiliko ya maisha, kufuatilia viwango vya sukari ya damu, na wakati mwingine sindano za insulini. (mikopo: “Blausen Medical Communications” /Wikimedia Commons)

    maelezo ya chini

    • 5 IUPAC ilipitisha miongozo mpya ya majina mwaka 2013 ambayo inahitaji namba hii kuwekwa kama “kiambishi” badala ya kiambishi awali. Kwa mfano, jina jipya la 2-propanol litakuwa propan-2-ol. Kuenea kwa kupitishwa kwa utaratibu huu mpya utachukua muda, na wanafunzi wanahimizwa kuwa na ujuzi na itifaki zote za zamani na mpya za kumtaja.