Рецснзсиши

др Page Марковић Радојка Ђурђевић ( 'чстлана Зековић

Уредник

мр Никола Стојанац

Ogi оворни уредник

М ипорад Марјановић

За издавача

Милољуб Албијанић, директор u Јлавни уредник

Министарство просвете Републике Србије одобрилоje употребу овог уџбсника својим решењем број 650-02-00036/93-02 од 16. јула 1993. године

ISMN 978-86-17-17096-5

«5 ЗДНОДЗД Уl.UHil 1ИК1 v, 1ко1'рнд(|9«34(Ж1)Ono дело се ne сме умиожаиити, фоТОКИГЈИјЈЛТИ И llfl бинп коЈи мачим рспродукова i и, у 11 i*ii м 11 и мити v мслппимп. без ПиемШИ' d ii f lB l lM МИДвИ«'1И.

САДРЖАЈ

I ДЕО

ПРЕДГОВОР .............................................................................................1. СТРУКТУРА И РЕАКЦИЈЕ ОРГАНСКИХ МОЛЕКУЛА, ЕНЕР-

ГЕТСКЕ КАРАКТЕРИСГИКЕ ОРГАНСКИХ РЕА К Д Ш А ..............1.1. Унутрашња енергија и енталпија ...........................................................1.2. Слободна снергија и ентропија ...............................................................2. АЛКАНИ ....................................................................................................3. АЛКЕНИ И АЛКИНИ ...........................................................................4. АРОМАТИЧНИ УГЉОВОДОНИЦИ ..................................................5. НАФТА И ЗЕМНИ ГАС ........................................................................6. ХАЛОГЕНИ ДЕРИВАТИ УГЉОВОДОНИКА ..................................7. ОПТИЧКА ИЗОМЕРИЈА .....................................................................8. АЛКОХОЛИ И ФЕНОЛИ ......................................................................9. ЕТРИ ...........................................................................................................

10. АЛДЕХИДИ И КЕТОНИ ......................................................................11. КАРБОНСКЕ КИСЕЛИНЕ И ДЕРИВАТИ .........................................12. АМИНИ И НИТРО-ЈЕДИЊЕЊА .........................................................13. ОРГАНСКА ЈЕДИЊЕЊА СА СУМПОРОМ .......................................14. ХЕТЕРОЦИКЛИЧНА ЈЕДИЊЕЊА ....................................................15. ОСНОВИ СПЕКТРОСКОПС&ИХ МЕТОДА ......................................17. РЕШ ЕЊ А ЗА Д А Т А К А ........................................... .............................18. Прилози ..................... ' . ..............................................................................19. Литература ..................................................................................................

d

38404445 48 58 60 61 62 64 87 89

П Д Е О

1. УТЉЕНИ ХИДРАТИ ............................................................................. 932. ЛИПИДИ .................................................................................................... 1053. АМИНОКИСЕЛИНЕ И ПЕПТИДИ ....................................................... 1114. ПРОТЕИНИ И ЕШИМИ ......................................................................... 1165. АЛКАЛОИДИ И АНТИБИОТИЦИ ....................................................... 1236. ВИТАМИНИ И ХОРМОНИ .................................................................... 1297. НУКЛЕИНСКЕ КИСЕЛИНЕ .................................................................. 1358. ОСНОВИ МЕТАБОЛИЗМА .................................................................... 1429. ПОЛИМЕРИ ................................................................................................ 151

10. РЕШЕЊА ЗАДАТАКА ............................................................................. 15511. Лиггература .......................................................................... 185

1. СТРУКГУРА И РЕАКЦШЕ ОРГАНСКИХ МОЛЕКУЛА

ЕНЕРГЕТСКЕ КАРАКТЕРИСТИКЕ ОРГАНСКИХ РЕАКЦИЈА

1 .1 . Унутрашња енергнја н еаталшгја

Свака материја садржи одређену количину енергије. Ова енергија се састоји од кинетичке енергије молекула и од потенцијалне енергије садржане у хемијским всзама. Ове енергије заједно дају тзв. унутрашњу енергију мате- рије. Често се дешава да се tokom хемијских реакција извесна количина топло- те ослобађа или апсорбује. Апсорбована топлота у једној реакцији једнака je разлици унутрашње енергије производа реакције и унутрашње енергије ре- актаната плус извршен рад од стране система према околини. Пошто се већина лабораторијских експеримената одвија при константном притиску (у отвореном балону), при чему je сваком насталом racy дозвољен одлазак у атмосферу, рад се троши на ширење:

( апсорбована топлота \_ /пром ена унутрашње\ / извршен рад \ при константном притискуЈ у енергије Ј упрема околини/

Апсорбована топлота при конставтном притиску представља промецу еаталпвје и означава се симболом AH. Енталпија je представљена једначи- ном

H =U +P V ,где je Н = енталпија, U = унутрашња енергијa, Р = притисак, и У=запре- мина.Према томе следи

Д Н =AU+PAV.

При ширењу запремине, AV je позитивна и ДН> AU.При контракцлји, AV je негативна и ДН < AU.A ko се реакција одвија при константној запремшш, AV=0, и AH=AU.

Реакције чврстих и течних супстанци не изазивају велике промене залремине na je AH блиска AU. Код реакције гасова AV je велика и она се може израчунати из ошхгге једначине гасног стања. Поигго je

PV = nRTPAV = AnRT,

An представља повећање количине гасовитик молекула и налази се из једначине реакције. Например, за реакцију

CaC03(s)->- CaO(s) + C 0 2(g)An = 1.

^ ^ " Т Г Ш М Е И Л СГАНДАРДШ ЕН ГЛЈЈШЈЕ ХЕМИЈСКЕ РЕА1СЦШЕ

Промена стандардне ентадпије хемгјске реакције, Д,Не , може се ШШЧувати ако се од збира стандардних енталпија стварања (формирања), AfH°, продухата реакције одузме збир стандарднкх енталпија стварања ршктаната.

Променастандарда

Збир ставдардних енталпија стварања

Збир стандардних енталпија стварања

енталпијереакције

ггродуката реактаната

Односно,

ArHe = EAfHe (продуката) — EAfH° (реактаната)Стандардне енталпије стварања појединих једиљења дате су у табли-

ци 2. на крају збирке. Стандардне енталпије стварања елемената су no договору једнаке нули.

ПРИМ ЕР 1Израчунајте стандардну енталпију реаације адиције хлороводоника на етен.

ПОСТУПАК

CHj = СН2(в) + HCl(g) -» C2H5a(g )

дле=дле(с2н5а)-д л е(с2н*)-дл0(нс1)ДЛе = -105 —[+52—92]= -65

ODGOVOR

Д,Не = — 65kJ mol- 1

Негативан предзнак значи да производи садрже мању енергију од енергије реактаната и да се разлика у енергији ослобађа у виду топлоте реакцнје. Реакцдја je егзотермна. Пвзитивна вредност за ArHe означава ендотермну реакцију.

ПРИМ ЕР 2Израчунајте стандардну енталпију реакције хдрогенизације етена

ПОСТУПАК

CH2 = CH2(g) + H 2(g) - C2H6(g)

Д.Н 0 = Д Л 0(С2Н6)—Д Л °(С2Н*)

Д Л 0 = —85 — 52= —137

ODGOVOR

д Л ° = - 1 3 7 к Ј m ol-1

Стаодардца енталшф реакцф зависи само од разлике азмеђу стандардних енталпија реахтаната и стандардннх снталшгја цродуката1 рсакцдје, a ве зависи од пута no коме се реакција одвија. Ова иде- ја je изражена Хесовим законом no коме je целокупна промена ен- талпиЈе неке хемијске реакције увек једна те иста без обзира на реак- циони пут.

СТАНДАРДНА ЕНТАЛПИЈА САГОРЕВАЊА

ПРИМЕР 3Стандардна еиталпвја сагоревања течног етанола je — 1368 kJ mol-1. Израчунај- те топлоту сагоревања при константној задреминн.

ПОСТУПАК

C2HjOH(l) + 3 0 2(g) - 2COj(g) + ЗН20 (1)

Повећање броја гасовитих молекула Дд = 2 —3 = —1

AHe =A U e + AnRT

Заменивши Д Н °= —1368 в R = 8,31 х 10-3kJ mol-1K -1

добићете —1368 = Д1Ј0 + (—1 х 8,31 х IO3 х 298)

Д и 0= - 1365,5 kJmol-1

ОДГОВОР

Стандардна топлота сагоревања при константној запремини je — 1366 kJ mol-1.

ИНДИРЕКТНО ИЗРАЧУНАВАЊЕ СТАНДАРДНЕ ЕНТАЈТПИЈЕ ЈЕДИЊЕЊА

Понекад се стнадардна енталпија стварања неког једињења може директно одредити мерешем количине ослобођене топлоте из неке реакци- је када се спајају одређене количине елемената у награђено једињење. Најчешће су реакције превшпе сложене те се и стандардна енталпија тих реакција израчунава индиректно.

Одређивање стандардне енталпије стварања етина на директан начин je немогуће пошто најстојање, добијање етина из угљеника и во- дониха

2C(s) + H2(g) -* C2H2(g)

резултује стварањем смеше угљоводониха. Стандардна енталпија сагоре- ван>а се да експериментално одредити, и затим се израчунава стандардна енталпија стварања.

Стандардне енталпије сагоревања угљеника и водошпса такође су потребне.

ПРИМЕР 4Иарачунајте стандардиу енталикју стварања етнна. Стандардне енталпкје саго- реваша угљеника, водоника и етина дате су у таблици 3.

ПОСТУПАК 1Израчунава&е се заснива на једначннама сагореваља етиза, угљенвзса и аодоника:

C(s) + 0 2(g)-»C 0 2 A H f= —394 kJ mol-1 (1)

H2( g ) + io 2( g ) - H 20 (l) ДН°= —286 kJ mol- ’ (2)

CjH 2(g) + 2^ 0 j(g) 2C0 2(g) + HjO ДН?= - 1301 U т о Г ' (3)

Посматраљем једначвне (!) може се мпазати да je сталдардна енталпија сагоре-вања угљевика иста као и сгандардна ептадпвја стварања утљен-диоксида. Сличво, једвачина (2) цоказује да je сгандардна еаташшја сагоревања водониха всто што н стандардна евталпија стаараља воде.Сгандардни еиталпијски садржај једпе суистанце je једнак евталлији стварања те супстанце од њених елемената у њиховнм стандардивм стањима.Заменом стандардних енталпијских садржаја сваке супсганце у једпачину (3) добија се

CaH 2(g)+ 2i 0 2(g) - 2CO2(g)+H aO0); A fH ?- - 1301 i i mol- 1

Д .Н °= 2Д,Н°(С0 2) +Д,Не012О )-Д ,Н е(С3Н 2)

AfH e(C2H 2)—2Д{Н е(СО 2) + ДгН°(Н 20)—д,н е ДјН °(С2! 12) = 2(—394) + 1301 -286 Д,Н9(С2Н2)=227 kJ mol 1

ОДГОВОР

Славдардва еиталпија сгвараља етина je +227kJ mol-1.

ПОСТУПАК2

Овом методом сс решава проблсм конструисаи>ем дијаграма епталсшја:

2C(s) + H2(g)~]Д,Н°(С2Н2)

AH? \ v ^ Д Н ?

i 2CQ )+»»oQ)lПрема Хесовом закону промена стандардне енталпије ори сагореван>у угљетиса н водоиика у угљен-двоксид u воду je иста као и збир промена стандардних енталпија прв спајању угљеннха и водоншса у етнн a затам сагоревање етана у утљен-дмоксид ti воду. Због тога je у горњем дијаграму

ДН?=ДгН 9(С2Н2)+ д н ! .

Вамсном4Н?=2(дНе за car. С) + (ДН° за car. Н2)

доБијамо

ДН ?= 2(—394) + (—286) - -1074

Д,На(С2Н 2)= Д Н ? - ДН?= - 1 074 -(—1301)

ОДГОВОР Д(Не(С2Н2)=* +227 kJ m ol'1 (tcao раннје)

ПРИМ ЕР 3

Израчуиајтс стандардну енталпцју сгваран>а 1-прооанола када су дате стандар- дае енталпиЈЕ сагореванл за

C jH 7OH(l), О Д , в Hi(g).

ПОСТУПАК 1

Једвачнна сагоревања je осаова за рачунање na се мора пажл>иво нзједначити.

CJH 7OH(1)+4fOJ(g)-»3CO1(g)+4H2O0) A,H9 = -2 0 2 5 k i m o l'1

Заменом сгандардних екталххија ств&рања COj(g) и Н70(1) у горњу једначииу, *ао аод ПРИМЕРА 4, добијамо

Л,Н9 - 3-ДГН 0(С 03) + 4ЛгН9(Н 20 ) - Д, Н°(С3Н 7ОН)

Д,Н®(С3Н 7ОН) = 3 • AfH 9{C 0j) + 4 • Д, Не(Н 20 ) - ДгН е

ДгН е(С3Н 7ОН) - 3-( - 394) + 4-( - 286)-(-2025 )

ДгНе(С3Н ,О Н П ))=-301 kJ mol-'

ОДГОВОР

Стандардна енталпија сггварааа течног 1-проаанола je —301 kJ mol-1.

ПОСТУПАК2

Еигатгајски дијаграм стварања пропанола je следећи

ДН?=3(ДН° за сагореваље С)+4{ДН0 за сагоревање H j)

ЛНј “ 3(—394) + 4( —286)«« -2326

Према Хесовом ia*oay следа:

ДН?=Д,Не +Д Н ?

Д,Н9 ~ Д Н ?-Д Н ?

ДгНе = —2326—(—2025)

одге^орД(Н°*» — 301 kJ mol”1 (као рације)

Можете приметити да je у примерима 4 и 5

( СтандарднаЧ / Збир сгандардвих\ / ЗБир сгаддарднах'евггалпија I = I ен тал тд а сагоре- 1 — { еиталпија carope- реагције Ј \ ваа>а реагганата Ј \ в а љ а продуаата

i2

СТАНДАРДНА ЕНТАЈПТИЈЛ ДИСОЦИЈЛЦИЈЕ ВЕЗЕ

Стандардна енталпија дисоцијације хемијске везе je она количина апсорбоване енергије која je потребна за раздвајање међусобно везаних атома, на пример:

HCl(g)->H(g) + Cl(g); AH®=432 kJmol-1Стандардна енталшгја дисоцијације везе Н —Cl код НС1-а je

432 kJ mol-1.

ПРОСЕЧНА СТАНДАРДНА ЕНТАЛПИЈА ВЕЗЕ

Када желите назначитн вредност стандардне енталпије дисоцијације С—Н везе код метана, проблем je другачији. Енергија потребна за раски- дање прве С—Н везе код метана није једнаха са енергијом потребном за одстран>иван>е водониковог атома са метил радикала. За дисоцијацију важи:

СН4(g)-♦ C(g) + 4Н(g); АН® = 1663 kJmol-1Дељењем промене стандардне енталпије на четири везе добијемо просечну вредност стандардне енталпије за С —Н везу у износу од 416 kJ mol-1. Ова просечна стандардна енталпија везе често се назква еаергнјом везе. Може се рећи да енергија везе за С—Н везу износи 416 kJmol-1. Збир енергије свих веза неког једињења једнаха je промени енталпије која се апсорбује при атомизацији једињеша у гасовитом стању. Стандардна енталпвја стварања неког угљоводоника садржи збир енергија веза као и стандардну енталпију атомизације угљениковог и водониковог атома.

ПРИМЕР б

Израчунајте стандардну енталпију стварањем метана. Енергија С —Н везе je 416 kJm ol-1; ставдардне енталпије атомизадије су C(s)=716 kJ mol-1; Hi(g) = 218 kJ (mol H атома)-1.

ПОСТУПАК 1

Збир еиергије веза код мегава je 1663 кЈто1- | .Уврштавањем овог податка у једначину са стандардним енталпијама добићете:

C(g)+4H(g)-CH*(g); д н 0 = - 1663 kJmol-1

ДгНе =ДГН0(СН*)—[AfHs(C(g))+4AfHe(H)]

ДгНе(СН«)=Д,Н0 + [ДгНе(С) + 4ДгНв(Н)]

ДгН е(СН«)= —1663 + [716 + 4(218)]

ОДГОВОРДгНе(Н * )= -7 5 kJmol-1

ПОСТУПАК 2

Подаци могу бвта приказани у облику енталпијског дијаграма

A H f= ДН® за атомвзацију С + 4ДН0 за атомиаацију Н

ДН0 = — (35ир енергија веза за СНД

Према Хесовом зажону следа:

д,нв=дн?+дн?= 716 + 4(218) —(4 х 416)

ОДГОВОР

ДгНе = —75 kJm ol-1 (sao раније)

СТАНДАРДНА ЕНТАЛПИЈА РЕАКЦИЈЕ Ш ПРОСЕЧНИХ СТАНДАРДНИХ ЕНТАЛПИЈА ВЕЗА

Просечна сгандардна енталпија веза се може корисгити за приближ- но одређивање промене стандардне енталпије неке хемијске реахције. У току реакцвгје енергија се троши за раскидање веза у реактантима, a ослобађа се приликом изградње веза у производима реакције. Разлшса између збира стандардних енталпија веза продуката и стандардних ентал- пија веза реактаната je стандардна енталпија реакције. Ha овај начин добијена вредност je ман>е реална од оне која се добија експерименталним мерењем.

ПРИМЕР 7

Израчунајте стандардну енталпнгју реакције

СН j = СН 2(g) + Н 2( g ) - СН jCH 3(g)

Просечне стандардне енталпвје појединвх веза дате су у таблици 1.

ПОСТУПАК

Прв овој реахцвјв раскида се двоструаа веза у молекулу етена јачвне 612 kJ mol ~1 в веза у молесулу водоникајачине 436 kJm ol- '. Према томе, укупна аисорбована енергија взносв

ДНз =Е(с-с) + Е(н-к) = 612 + 435= +1048 kJm ol-1.

При oraapaiby отепа формора со јодпа угљеишс-угљешис иезајачлдо 348 kl m o l'1 и длс угљеишс-оодопн* иозо Јачиис 416 к Јm o l'1 и том прилшсом со снсргцја ослобпђа. Укупив ослобођена еиергнја износи

AHi -E ( c- c)+2E<c- kj- — 348-f 2(—416) = - 1180 kJmol

Спшдардна енталпнја реагције израчунааа се сабврањем апсорбоване u ослобо- ђене снергије.

Д ,Н °=Д Н , + ДН2= + 1048-1180= -132 kJm ol"1

ОДГОВОР

Д,Н®«=> —132 kJm ol-1

ПРИМЕР 8Ставдардна енталпија стварања бензева je +83 kJmol-1. Израчунајте стаддар- дну енталпију сгварааа бевзене корвстећн податке за атомизацију угљеника и водонжжа в потребне иросечне енергије веза аз таблице 1.

НI

u _______ u6О Д + ЗН 2(г) - I II „ (£)

нДобијеву теоријску вредносг AfHs (C$He(g)) упоредите са експеримевталном.

ПОСТУПАКЕиергија се апеорбује при атомизаднју угљеапика и водоника, a ослобађа при стварању веза у молеаулу бевзена.

ДН 'W p s o ^ o )= 6 (+ 716)+3(436)=4296+ 1744

ДН0<ujn>p8ошо)“ 5604 kJmol-1ДНвсосов<*«о)= 6Д,Н е(С -Н ) + 3-ДгНа(С= С) +3-Д,НЧ(С - С)ДН 0(,В1оВ(* ш<1) ~ б{- 415) + 3{ - 6 1 2 )+ (- 348)

ДН0<омобоб«о)= -2 4 9 0 -1836-1044ДН(ослобо о)= -5 3 7 0 kJmol-1

Д(Н (С6Н6) = Н (1псорбов4ио) ^ (осдобођено)

ОДГОВОР

ДГН°(С6Н * )= +5604-5370 = 234 k Jm o l'1

Рачуната вредност сгандардне енталпије стварања бензева je већа од експери- ментално одређеве вредноссги: молегул беазена je дакле стаБилннјн од рачупом предвиђеног. Ова разлиаа je вредвост евергије делоаализадије или „резонадцвје" в извоси 151 kJm ol-1.

1.2. Слободва енергија н еш ропија

Неке реакције које се одвијају сповтано, no топлотном ефекту спадају сндотермне реакције. Разлика између енталпнја продухга и реактаната

рсохццјо ratje јешшн фантор којн одређује да ли ће се реокццја одшуати. Мора се размотрнти и један други фактор. Често се запажа да се код реакција које ое одвијају споатано повсћава псуређеност система. Ha пример, када се јонске соли растварају, пролазе од правилно уређеног распорсда гристалне решетке до неуређевог стања јона у раствору. Ово се озвачава хао повећање снтропцје система. Комбинаццја претходна два фактора одређује промену слободне енергвје свстема према следећем изразу:

Слободнаенергија С = Евталпија Н —Темпсратура К х Ептропија S

G = H —TSДаље слсдин AG=AH—TAS.

За одвијање физичких шш хемцјскшс промена AG мора бнти негатпвна. Промева je дакле праћена смаљивашем енталпије (AH вегативпа) и повећа- ваљем ентропије (AS позитивна). Уколико се ггромсна одвија при стал- дарднм условима, тј. са једшгачном концентрадај ом (шш притиском) сва- ког реактавта и производа, тада je промена слободне енергвсје једнака вромени стандардне слободне енергије, AG8. Уколнко се реакдаја не одвија при стандардним условима, промена слободне енергцје AG се разликује од AG9. Из таблица стандардшгх енталвија и стаддардпих ентрогшја AG® се лахо одређује, a уколихо желимо знати вредност AG при реалним условима то уопште није лак задатак. У сваком случају, ако AG® има довољво веллку вегатквну шга познтивну вредпост, може утицати на могућност одвијања реакције за широку скалу концентраднје (или притиска).

НЗРАЧУНЛВАЊЕ ПРОМЕНЕ СГАНДАРДНЕ ЕНТРОПИЈЕ

Један од вачина за израчунавање промеае стандардне ептровије неког процеса je коршпђење израза

( Промена \ / Збир стандардних \ / Збир стапдардних \сгандардве } = { ентропија I—I ентропија Ј

ентропоје / ' производа ‘ ' реактапата /

ПРИМ ЕР 9Израчунајте промену сгаидардве ентропије у реажцији адицаје хлора на етен у JK -'m oI-1:

223; S0(CH1 = CHJ(g))=219;s 9{CH2a c H za(i)^ 2 0 8

ПОСТУПАКЈедначина реахцнје jeCHi-CHi(g)+ci,(g)-*cH,ciCH2a(i)SQ (прошвод)=208 Ж -'m ol-1 S9 (реахтанти)=219 + 223 = 442 Ж - ‘то1~'

AS° = 208—442«= —234 Ж ' ‘mol

0ДГОВОРПромена стапдардне ентропије за реавццју je - 234 ЈК." 'mol' 1.Иегатншга предзнаж озпачава опадање неуређености.Неуређеност опада због тога mro 2 мола raca (реактантн) граде један мол точвог проазаода, те се добијени резултат слажс са очекивааим.

Друпа начин израчунавања промене стандардне ентрошде користи промеву стандардее ееталпије и стандардне слободне епергије. Једначина која повезује ове изразе je

AGe = AHe —TASe.Уколико се систем налази у равнотежи, AGe = 0, и промена стандар-

днс ентропије je просто једнака односу промене стандардне ееталпије и апсолутне температуре:

ASe =AHe/T.Један од процеса у којем се успоставља равнотежа je внр. испараваље

течности na аепој тачкн кључаља пошто ое оно одаија реверзибилно при константној температури. Један друга ароцес за који AGe = 0 je топљеше чврстих сусптанција на њнховим тачкама топљења. За хемвдске реакције у којама AGe = G промена сгандардне евтрошгје се израчунава из једиачине

ASe =ДНе —AGe

Т

ПРИМ ЕР 10

Израчунајте ставдардну ентропвју топљења леда. Стандардва еагалпија топље&а леда je 6,00 kJ mol-1.

ПОСТУПАК

ASe =A H a топљ./Т=6,00/273

ОДГОВОРД5е =»2,20х 10—2kJ m o l- 'K - '

ПРИМ ЕР 11

Израчунајте ставдардну ентропију испараваља воде.Стандардна ентажгаја испарааања je 41,0 kJ mol"1.

ПОСТУПАКAS 3—AH ° вспарааања/Т= 41,0/373

ОДГОВОРAS®-0,110kJ m o l- 'K '1Напомена: Сгандардна енталпија топљења ое раиије звала молареа латентна топлота тоољења, a сгандардна еаталпија вспаравања je раније имала назив моларна латевтна тодлота аспараванл.

ИЗРЛЧУНАВАЊЕ ПРОМЕНЕ СГАНДАРДНЕ СЛОБОДНЕ ЕНЕРГИЈЕ

Да Би се израчунале промене стандардне слободне енергије морцју се знати промене сгандардне енталпије, промеве стандардне ентрогшје и температура.

AG® = ДНе —TAS®

ПРИМЕР 12

Израчунајте промену слободве евергаје и одредите да лн ће е* реавдија

Fe2 0 3 (s) + 3H,(g) -» 2Fe(s) + 3H20(g)

одвијати при a) 20"С, влн б) 500 °С.

Употребиге сдедеВе вредности (у kJ mol"1):

Сгандардаа енталпија: Стандардна ентропија:

Fe^Oj-8 2 20,090

Н*00,131

Fe00,027

н3о-2420,189

ПОСТУПАК

AGs =A H 9 ~TAS0

AH0 « (0 + 3 (~ 2 4 2 ))-< -8 2 2 + 0 ) = +96 kJ mol"'

A S0 » (2 х 0,027)+(3 х 0,189) - 0,090- ( 3 x 0,131)

= 0,054 + 0,567 - 0,090 - 0,393 = + 0,138 kJ mol

а) при 20’C,

AG0 = A H °-T A S 0

«. + 9 6 -(293 x 0,138)=96 - 52,74 = +43,26 kJ mol"1

ОДГОВОР

AGe (43,3 kJ mol"1) je познтивна a реакцнја ce због тога не одвија.

б) прн 500 *С,

AG0= + 9 6 - (773 х 0,138) = -10 ,7 kJ mol"1

ОДГОВОР

AG9 (—10,7 kJ mol"1) je вегативва н реакгод'а ће ce одвијати пра 500’C. (Приметитн апроксимацију да ДН° не залнси од температуре)

ЗАДАЦИ1

1. Нашштате елеггронсху ковфвтурацвју следећнх атома у основном сгаау: водо- шјг, угљепвж, кисеовик.

2. Напишите Луисове формуле следећих молекула:а) вода r) ег&нб) амовијаа д) етсав) метан ђ) етад

3. Нашшпггв Луисоао формуло следећих молекула:а) етнл-хлорид г) адегонб) метил-алкохол д) етнл-амиив) ацетаддехид ђ) етвл-метнл-етар

47 Наднаште VB (сграћсиица од Valence Bond) и МО (скраћеница од Molecular Orbital) струггуре за;a) CHjCOCH3; б) 1,3-бутадиев;в) CH2 = CHCOCHs; г) Бевзев.

5. Koja од следећих једињеша нмају диполнв момент Br2, Ш, Cli2Q 2, CHCIj, ССЦ, CHjOH, CH3OCH3, (CH,)jNH, H 20 , CH«, COj.BrCl, BF3, CH3COCH3? ОБразло- *вте одгоаор.

6. Редослед дужина аеза аод халогсиводоааха je следећи: W > H B r> H G > H F ; редослед no величики њахоаих двполних момената je слсдећи: HF>H C1> >H B r> H I. Понуднте једво образложеше.

7. Објасните појам хомолнтичке u хетеролитичке днсоцијацнје.

8. Наведите облнхе енергнје номоћу хојох се ховалеатна веза може хомолитички расгинути.

9. Израчунајте моларну евергију фотона (у kJ m ol'1) жуте (Х=600 nm) и љубичасте (Хо.400 nm) светлостн.

10. Израчунајте таласву дуживу светлости soja изазива хомолизу молскулу хлора одкосао брома.

Ецисоцкјацнјс С1}“*243 kЈ mol Едасоцијацајс Brj — 1 93 kJ mol

11. Израчунајте однос нзомера (у процевтима) насталих у реакцвјц монохлоровања у гасној фази a) Бутана, б) изобугааа, в) 2-метилбутана.Релатнвна рсактавност примардих С—Н веза je 1,

„ „ секундарних С - Н веза je 3.9,„ „ терцијарпих С - Н веза je 5.1.

l i Израчунајте однос нзомера (у пропевтима) насталих у реакцији монобромоваља изоБутагш.Релативва реахтиввост џримарнид С—Н веза je 1,

„ „ секуадарних С - Н веза je 32,„ „ терпвјарвнх С - Н веза je 1600.

13. Израчунајте стагдардну енталпију сагореваља хексана н пропана из следсћих података добијеиих мерењем у халораметарској бомбв:a) Сагореаањем 1,720 g хехсана ослобађа се 84,06 U топлоте.Б) Сагореваљем 1,100 g rrponaaa температура аалориметра са садржајем порасте

за 6,4 К . Топлотии мшшвтет калориметра са садржајем изаоси 8,575 kJ К~'.

14. Корнстећи таблицу 3 у којој су дате стандардне евталпије сагоревања прн 298 К решите следеће задатте:a) Израчунајтс промеау стандардне енталггаје за реакцију

2С (графит) + 2Hi(g) + Oa(g) -> СН3С 0 2Н(1)

S) Израчунајте промену ставдардне евталпије стварања 1,3-бутадиева, C*H«(g).в) Израчунајте стандардну енталпију стварања метана CH*(g) a етена,

CH2- C H 2(g).

г) Изрочунијтс промсиу стшшарлне снталпијс при хидрогснизццдји creim (fj) у етин (g).

д) Израчунајте оромену сгандардае енталдије за спсдећу теорнјску рсакцију: CH,OCH,(g) -* C ,H }OH(g)

ђ) Израчуеајте егандардну енталпвју стварааа оропава (g) и бутана (g).

е) Израчунајте стандардну енталпвју стварања метааола (1), етавола (1), стнл- -ентаноата (1), циклохексана (I).

15. Стандардве енталпијс ствараља COj(g) i Н30(1) су -3 9 4 в —286 kJ mol-1. Сган- дардна снталпија сагореваља етана je —1561 Id mol ' 1. Сгавдардна енталпија редухцвје етена до стана гасовитим водоииком нзвосн —137 kJ mol-1. Израчувај- те сгаадардну енгалпвју сгварааа етена.

16. Корвстећи таблицу 2 са стандарднам енталпијама стварања решите следеће задатже:а) Израчувајте промену стандардве енталпвје за реахцнју

CH*(g) + 20 j(g) -> CX)j(g) + 2HjO(l).

б) Израчунајте промену евталпије при стандарднжм условима код потпуаог сагоревања следећих суастанцв:1) 1.00 kg водоних, 2) 1.00 kg етапол (1),3) 1.00 kg п-огган 0).

17. Шта значе појмови стандардна енталпија дисоцијације везе в евергије везе? Сгандардва ентажшја дисоцијашгје нрве, друге, треће в четврте С—Н везе *од метала je 423, 480, 425 в 335 kJ mol-1. Израчунајте енергију С—Н везе метана.

18. Корвстећл податхе из таблнце 1 решите следеће задатхе:а) Израчунајте стандардну енталпцју стварааа етала и етена;б) Израчунајте промену стандардне енталпије реакције

СН 2 = СН - C H s{g) + Br2(g) - CH2BrCHBcCH3(g).

в) Израчунајте стандардну енталпију стварања метожсвметана, CH3OCH3(g).г) Израчунајте стандардну енталпнју ствараља гасовитог етилетаноата,

CH}COaG,H3{g).г) Израчунајте ставдардну енталпију стаараља Бевзева узимајућв у обзир да je

његова сгруггура првхазана формулом:

НI

/ Чн-с с-н

II Iн-с с-н\ /

IнОбјасните разлнгу између вредносги добијеве рачуном и еаспервментално нађеве вредноста 83 kJ m o l'1.

ђ) Израчунајте ставдардну евтадаију стеараља гасоввтог 1,3-бутадиена, CHi -» СН — СН = CHj(g). Упоредите добнјеву вредност са вредношћу добије- ном у задатту 14(6). Karo се објашнлва приметва разлиха?

3. Нанншите Луисовс формулс следећих молекула:а) етил-хлорид r) ацетонб) метил-алкохол д) етил-аминв) ацеталдехид ђ) етил-метил-етар

4t Напишитс VB (скраћеиица од Valence Bond) и МО (скраћеница од Molecular Orbital) струпуре за:a) СН3СОСН3; б) 1,3-бутадиен;в) СН2 = CHCOCHj; г) бензеи.

5. Koja од следећих једињења имају диполни момент Br2, HI, C H iQ i, C H G 3, C Q 4, CHjOH, CH3OCH3, (CH3)aNH, H20 , CH4, CO2) BrCl, BF3) CH3COCH3? Образло- жите одговор.

6. Редослед дужина веза код халогенводоника je следећи: H I>H B r> H C l> H F; редослед no величини њихових диполних момената je следећи: HF>HC1> >Н В г>Ш . Понудиге једно образложење.

7. Објасните појам хомолитичке и хетеролитичке дисоцијације.

8. Наведите облике енергије помоћу којнх се ковалевтна веза може хомолитички расгинути.

9. Израчунајте моларну енергију фотопа (у kJ mol-1) жуте (Х = 600 nm) и љубичасте (X. = 400 nm) светлости.

10. Израчунајте таласну дужину светлости која изазива хомолизу молекулу хлора односно брома.

Едисоцијадије а , = 243 kJ mol Едисоцијацнје Brj= 193 kJ mol

11. Израчунајте однос изомера (у ироцентима) насталих у реакцији монохлоровања у гасној фази a) бутана, б) изобугава, в) 2-метнлбутана.Релатнваа реактивност примарних С —Н веза je 1,

„ „ сегундарвих С —Н веза je 3.9,„ „ терцијарних С —Н веза je 5.1.

12. Израчунајте однос изомера (у процентнма) насталих у реакцији монобромовања изобутана.Релативиа реаЈствввост сримариих С —Н веза je 1,

„ „ секуадарних С —Н веза je 32,„ „ тсрцијарвих С—Н веза je 1600.

13. Израчунајте стаг^ардну енталпију сагоревања хексана и пропана из следећих података добијених мерењем у калориметарској бомби:а) Сагоревањем 1,720 g хексана ослобађа се 84,06 kJ топлоте.б) Сагоревањем 1,100 g пропана температура калориметра са садржајем иорасте

за 6,4 К. Топлотни капацитет галориметра са садржајем износи 8,575 kJ К -1.

14. Користећи таблицу 3 у хојој су дате стандардне енталпије сагоревања при 298 К решите следеће задатке:а) Израчунајте промену стандардне енталпије за реакцију

2С (графит) + 2Н2(g) + О a(g) -> СН3СО2Н0)

б) Израчунајте промену стандардне енталоије стварања 1,3-бутадиена, GJIeCg).в) Израчунајте стандардну енталпнју стварања метана CH4(g) и етена,

CH a-C H j(g).

i) Израчуннјтс промсиу стиндарднс снталиијс при хидрогснишцији CICHil (g) У стан (g).

д) Израчунајгс иромсну стаидардис енталпије за следећу тсорнјску рсакцију:

CH3OCH3(g) -> C 2H3OII(g)

ђ) Израчунајте сгандардну енггалпију стварања пропана (g) и бутана (g).

е) Израчунајте стандардну енталпију стварања метанола (1). етанола (1), етил- -ентаноата (1), циклохексана (1).

15. Сгандардне енталпије сгварања C 02(g) i H2Ofl) су —394 и —286 U mol-1. Сган- дардна енталпија сагоревања етана je — 1561 kJ mol-1. Стандардна енталпија редукцнје етена до етана гасовитим водонихом износи — 137 кЈ mol-1. Израчунај- те стандардну енталпију стварања етена.

16. Користећи таблицу 2 са стандардним енталпијама стварања решите следеће задатке:а) Израчунајте промену стандардне енталпије за реагцију

ClU(g) + 2 0 2(g) -> C 0 2(g) + 2H20(1).

б) Израчунајте промену енталпије при стандардним условима код потпуног сагоревања следећих супстанцн:1) 1.00 kg водоннк, 2) 1.00 kg етанол (1),3) 1.00 kg п-огган (1).

17. Шта значе појмови стандардна енталпија дисоцијације везе и енергије везе? Сгандардна енталпија дисоцијације прве, друге, треће и четврте С —Н везе код метана je 423, 480, 425 и 335 kJ mol-1. Израчунајте енергију С—Н везе метана.

18. Корисгећи податке из таблице 1 решите следеће задапсе:а) Израчунајте стандардну енталинју стварања етаиа и етена;б) Израчунајте промену стандардне енталпије реакције

C H 2 = C H - C H 3(g) + Br2(g) - CH2BrCHBrCH3(g).

в) Израчунајте стандардну енталпију стварања метоксиметана, CH3OCH3(g).г) Израчунајте стандардну енталпију стварања гасовитог етилетаноата,

CH3C 0 2C2H3(g).г) Израчунајте стандардну енталпију ствараља бензена узимајући у обзир да je

његова струпура прихазана формулом:

НI

/ Чн-с с-нII Iн-с с-н\ /

IнОбјасните разлигу шмеђу вредности добијене рачуном и експериментално нађеае вредности 83 kJ mol-1.

ђ) Израчунајте стандардну енталпију ствараља гасовнтог 1,3-бутадиена, СН2 = СН —CH = CH2(g). Упоредите добијену вредвост са вредношћу добије- ном у задатку 14(6). Каго се објалш>ава приметна разлика?

o) Одредите премепу отолдардио тОЈшфааадодоћо рошецф:1) а*+сн4->-сн9а+н*2) а*+сш-*снЈ*+наKoja ое ре&кција одвија лакше?

19. Израчувајте стандардву ентропију испаравања етавола на његовој тачки кључа- ња од 352 К. Дато je

A1 1 нспаравањаш 43.5 kJ m ol-1.

20. Израчувајте промену стандардне евтропије испаравања бензена при 298 К.

21. Израчувајте промену слободне евергије при 298 К: a) при промени сп-2-Бутева у trans-2-бутен,Б) при промени trans-2-Ђутен у cir-2-Бутен.Подацв за eis-оБлшс; ДгНе = —5,7 kJ m o l'1, S0 = 3O1 JK -'m ol-1.Подаци за trans-оБлик A(HS= —10,1 kJ mol*1, S0 = 296 JK -'m ol"1.Који je изомер стаБвлнијв?

22. a) Kaso и под којим условима Бензен и циклохексев реагују са хлором? Напиши-те једвачине реакција, потреБве услове и називе производа.

Б) 1) Топлота хидрогеввзације цвклохексена je —120 kJ mol"1. С оБзиром ва приказаву струггуру вафталена, коју вредвост топлоте хвдрогенизадије

предвађате за вафтален? Нашшште једвачиву реакције хидрогевизације.2) Корвстећв доле ваведеве епергије веза израчунајте вредност за топлоту

хидрогенизацвје вафталева с обзиром ва rope представљену структурву формулу.

Е(С С)просечно — 346 kJ mol Е(С — Q)iipoc«4Ho — 610 kJ mol E(C—Н)Пр0сетно=“413 kJ mol-1 E (H -H )= 4 3 6 k Jm o l-‘.

3) Кахва je разлика взмеђу одговора под 1) и 2)? Kaso се оБјашњава ова разлика?

4) Топлота хидрогенизације вафталева,.до5ијева експерименталво, знагно je нижа од теоријсквх вредвосгв доБијевих у 1) и 2). Како се оБјашњавају разлике између експерименталве вредности и теоријских вредвости?

23. a) Шта je евтропија?Б) За сваку доле ваведену реакцвју предвидите да ли ће евтропча порасти,

опасти или ће остатв вста.ОБразложите одговор.1) H 2(g) + C2m ( g ) - > C 2H 6(g)2) N 2(g) + 3H2(g) -> 2NH3(g)3) 2N aN 03(s) 2N aN 02(s) + 0 2(g).

в) Који условв морају Бати задовол>еви да Би се века физичка или хемијскапромена сповтаво одвијала?

r) Ставдардве ентропије су следеће у JK 'm o l Н 2, 131; С2НЧ, 220; С2Нб, 230.Израчунајте промену стандардне евтропије у реакцији

H2(g)+C 2H*(g)-> C2H 6(g).

Дефшшшито етандардиу еггшшцју caropoaaita orana (С2Н«) в столдардиу онталпцју ствараља пропапа (С9Нв).1) Укратао ошшште одређввање стандардне енталпије сагоревања чврстих и

течних супстанци позвате молекулске масе.2) 5,6 dm3 смеше пропана и Бутана (при нормалвим условима) потпуним

сагоревањем разввја топлоту од 654 kJ. Израчунајте процентви (запремвв- ски) састав смеше.

Користећи податке који се односе на количину ослобођеве евергије при потпу- ном сагоревању 1 g сваже супстанце, взрачунајте стандардну евталпвју ствара- ња етена:супстанца ослобођева енергија kJ

графит 32водоник 143етен 50

25. Топлота сагоревања нафталена (CioHg) je одређена сагоревањем, у вшшсу кисео- ввка, у затвореном суду познатом под имевом калориметрвјска бомба. Топлотви капацитет калорвметра са нлговим садржајем извоси 3.87 kJK”1. Уједном огледу температура калориметра се повећала од 25.00'С до 29.48’ C као резултат сагоревааа 3.36 х IO"3 mol вафталева.a) Нашшште једвачину реакције која се одвија у калориметру.Б) Koja се од две величиве, AH илв AU, взводв непосредно употребом калори-

метријске бомбе? Објаснвте одговор.в) Израчувајте промену топлоте сагоревања вафталева за ону величину која je

изабрава под Б).г) Koja од две велвчине, AH или AU, мереве прв 25‘С, прв сагоревању вафталена

je вумерички ман>а?Образложвте одговор.

26. Кратко објасните следеће евталпије хидрогеннзације етева (С2Н2) в бензена (С6Н 6) у светлу хемијских веза у молекулу бевзева.

C2H*(g) + H 2(g) = C2Ht (g) АНс298 к.>= —132 kJ mol-1

С6Н 6(g) + 3H2(g) = C6H12(g) AH?298 w ■= - 246 kJ m ol-1.

24 a)

Б)

в)

2. АЖАНИ

Алкани су засићени угљоводоници (парафиии) у којима je сваки угљеников атом везан за четири друга атома. Алкани отвореног низа имају емпиријску формулу CnH2n+2. Моноциклични алкани задовољавају ошпту формулу CnH2n. Низ нормалних угљоводоншса (неразгранатих) у којима се суседни чланови разлшсују за no једну метиленску (—СН2—) групу, назива се хомологним редом. Називи алхана се завршавају на AH, a из њих изведене алкил групе имају завршетак ИЈ1 (таблица 2.1).

Таблида 2.1. Називв и формуле најједноставнвјих засићенвх угљоводоника и алкил група

метан сн4 метил С Н з-

етан СН јСНз етил СНзСНз-

пропан СНзСНјСНз пропил СНјСНјСНз -

бутан СНзСНзСНзСНз бутил CHjCHzCHjCHj -

2-метил-пропан(изобутан) (СНз)2СНСНз изобутил (СН3)2СНСН2-

пентан СНз(СНз)зСНз сек-бутил СНзСНјСНСНзi

2-метил-бутан (СНз)2СНСН2СНз терц-бутл (СНз)зС-(изопентан)

2,2-диметил-проошан (СН 3)4С неопентил (СНз)зССН:-(неопентан) 1

циклопропан д терц-иентил СНзСН2С(СН3)з

циклобутан □ циклопропил сн2-сн -\ /

о CHjциклохексан циклобутил сн2-сн -

1 11 1 сн2~сн2

Помоћу неколихо примера приказаћемо употребу најважнијих пра- вила давања назива угљоводоницима no IUPAC номенклатури (Union of Pure and Applied Chemistry).

CH3-C H 2-C H -C H 2-C H 2-C H 3I

CH33 -м ети л х ек сан

CH3-C H 2-C H -C H 2-C H -C H 2-C H 3I I •

C2H5 CH3З-етил-5-метилхептан

C H a —С И а - С Н а - С Н ^ - С Н - С Н 2- С Н - С Н 8I I

С4Н 9 СНз4-бутил-2-метилоктан

сн3-с н 2-с н 2-с н -с н 2-с н 2-сн 3I

С Н 3 -С Н -С Н 3

4-изопропилхептан

С Н з-С Н 2 -С Н 2 -С Н 2 -С Н -С Н 2 -С Н 2 -С Н -С Н 3

I IС Н з-С -С Н 3 СН3

IСНз

2-метш1-5-тер1/-бутшшонан

СН3

IСНз СН3 —С—сн2—сн3I I

С Н з-С Н -С Н 2 - С Н -С Н -С Н 2 -С Н 2-С Н зI

С Н з-С Н -С 2Н5

2-метил-4-сек-бутил-5-(1, 1 -диметалпропил)-октан

СН3

IС Н з-С Н 2 -С Н 2 - С Н - С - С Н 2-С Н з

I I С2Н 5 СНз

4-етил-З, 3-диметил-хептан

С Н з-С Н 2 -С Н 2 - С Н -С Н -С Н 2 -С Н 2-С Н зI I

СНз СН2 —СН3

4-етил-5-метилоктан

СН3 -С Н 2 -С Н 2 -С Н -С Н -С Н 2 -С Н 2 -С Н 3

I IСН2 СН -СН зI I

СН3СН2 СНз 4-изопропил-5-пропилоктан

СНз

СН3 -С Н 2 - С - С Н 2 -С Н 3

СНз3, 3-даметшшентан

С Н 3 -С Н -С Н 3

СН2

С Н з-С Н 2 - С Н -С Н -С Н 2СН -СН з

СНз СНз4-изобутил-2, 5-диметилхептан

ПРИМЕР 13

Потпуним сагореваљем одређене количине засвћеног угљоводоника настаје 0,66 g угљен-диоксида и 0,36 g воде.Одредити емггиријсгу формулу угљоводоника.

ПОСТУПАК

Претпостављена рсисииона једначина je

Попгго je сва количила угљеника прешла у угљен-диоксид, a сва количина водоника у воду, може се вапнсати да je

n(C)= n(COa)=0,66 g : 44 gm ol'1 = 0,015 mol

n(H з)= n(H 20 ) = 0,36 g : 18 g шоГ1 = 0,02 mol

n(C): n(H) ■= 0,015:0,04

n(Q :n(H ) = l,5 :4 = 3:8

Значи, однос Броја атома угљеннка и водоншса у молекулу угљоводоннка je 3:8.

ОДГОВОР

Емпиријска формула угљоводонига je С3Н8.

ПРИМ ЕР 14

За авалвзу непознатог органског једињења одмерено je 4,329 mg. Након сагоре- вав>а, производн сагоревања су ироведенн кроз цев са литијум-хидроксидом и цев са калцијум-хлоридом. Maca цева са литвјум-хидроксидом порасте за 5,623 mg, a маса цеви са галцијум хлоридом за 2,312 mg. Одредити процентни састав угљеника и водоиика у том једињењу.

ПОСГУПАК

m(COa)-5 ,623 mg

m(H30 ) —2,312 mg

12m(C) = 5,623x— = 1,533 mg

n(C02)=n(C)

n(HaO)=»2n(H)

2m(H) =з 2.312 х — = 0,256 mg

1 533VoC” 4Ј329 x 100 “ 35'4 %

ОДГОВОР

Једињење садржи 35,4%C и 5,9%H,

ПРИМЕР 15

За потпуно сагоревање једног мола неког неразгранатог засићеног угл>ово- доника потребно je 179,2 dm 3 кисеоника мереног при нормалним условима. Који je тај угљоводоник?При нормалним условима запремина од 179,2 dm* квсеовика одговара количвни од 8 мола. Дагле, може да се напвше следећа релација:

СжН, + 8 0 2-> х С 0 ;,+ | HjO

За у/2 mol воде потребно je у/4 mol кисеоника a за х mol угљендиоксидз по- требно je узети х mola кисеоника. Због тога je

СХНУ засићенн угљоводониг има огшпу формулу CnH ^+j. Дакле

4n+2n + 2 = 32

n = 5

РЕШЕЊЕ

Формула траженог једињења je CjHia •

ПРИМЕР 16

Дати су подаци:

CH4(g) + 202(g) -* C 02(g) + 2HjO(g)

AH0 - - 8 0 2 ,5 U m ol-'

Д О ° - -800,8 kJm ol-1

Колико je AS0 - ?

26

ПОСТУПАК

AG0 —ДН9—TAS0TASe = ДНе - AG® = - 802,5 + 800,8 = - 1 ,7 kJ.

РЕЗУЛТАТ

AS9 = -1700/298 K = -5 ,7 I K '1

Ово je веома мала вредност каква се в очекује на основу разматрања промене голвчине гасоввтвх супстанци које улазе в које насггају у реакцнји. Овде заправо и нема цромене, пошто 3 мола гасовитвх реактаната улазе у реахцију a истовре- мено настају в 3 мола гасоввтих производа.

ЗАДАЦИ 21. Одабервте тачан назвв no 1UPAC номенхлатурв.

CH3- C H - C H a - C H - C H - C H jI I I

СНз СНз СНз

(fa)^2, 3. 5-трвметалхексан б) 2, 4, 5-триметалхексан

2. Који je од предложена два назива тачан no IUPAC номенклатурв?

СНз —СНз —СН —СН —СНз —СНз —СНз -С Н ј —СН —СНзI I I

СН 3 СН 3 CHj

a) 3, 4, 9-трвметилдекан Гбр 2, 7, 8-триметилдекан

3. Предложите тачан вазвв за једвњење следеће струггуре.

СНз—CH j—СНз —CHj—СН —СН —CH j—си2—сн3I I

СНз СН2- С Н 2- С Н 3

^ај1) 5-метил-4-пропвлнонан Б) 5-метвл-6-пропилнонан

4. Напишвте стругтурне формуле следеђвх једињења:

д) 4-етнл-2, 4-диметилхептан ђ) 2, 5-диметвлхексане) З-етил-2-метнлпентанж) 2, 2, 4-триметилпентан

a) 2, 2, 3, З-тетраметилпентан Б) 2, 3-двметвлбутанв) 3, 4, 4, 5-тетраметвлхептанг) 4-етил-З, 4-диметилхептан

5. Напишвте све могуће структуре за формулу С6Н 14. Одредвте број примар- ивх, секундарннх, терцијарних в кватернернвх угљенвкових атома у сваком взомеру в њихове називе no IUPAC номенклатури.

6. Колвко килограма угљен-тетрахлорвда настаје хлороваљем 1 mJ метана (ме- рево при 20'С в 0,1 МРа) ако су губвцв у реакцији 15 %?

7. Одредвте емпирвјску (најједноставнвју) формулу хористећи следеће резултате аналвзе у процентима:

а) С - 89,93; Н -10,1б) С - 62,03; Н-10,4; 0 -2 7 ,5a) С—40,66; Н-8,53; N -23,7; 0 -2 7 ,1 .

27

8. При 20 *С и 0,1 MPa 1 dm3 неког угљоводоника има масу 1,83 g. Авалвза показује да 1 g овог угљоводоника садржи 0,818 g угљенвка и 0,182 g водоншса. Којв je то угљоводоннк?

9. Ha собној температури гасовити угљоводоник има следећи састав: 83,3% С; 16,6% Н. При нормалним условима 1 dm3 овог једиљења има масу од 3,2 g. Одредите молекулску формулу једињења.

10. Напнпште једналвне реакција метава са гасеоником и образложите практичпи значај ових реакција.

11. Израчунајте вдеални запремнвски однос год експлозивне смеше метан/ваздух.

12. Како објашњаваге чињеницу да се у саставу већиве у пракси коршпћеннх експло- зива налази С, Н и О?

28

3. ЛЛКЕНИ И АЈПСИНИ

Алкени су угљоводоници који имају једну шга више двоструких веза угљеник-угљеник. Ова једињења се често називају олефинима шш незаси- ђеним једињењима. Називи алкена се завршавају на EH.

Алкини су такође незасићени угљоводоници али су са бар једном троструком везом. Најједноставнији алхин je познати гас ацетилен (С2Н2). Називи алкина се формирају додавањем наставка ИН.

Таблнца 3.1. Назвви в формуле неких алкена, алкина и незасвћених група

етен (етнлен) CHj=CH2 етин (ацетвлен) X о III n sc

пропен (пропвлен) CHj = CHCH3 ирогган НСн ССНј

1-бутен СНз = СНСН2СНј 1-бутвн НС = ССН3СН3

Z-2-бутен Z -C H 3CH = CHCH3 1-хексвн HC = C(CHj)3CH3

E-2-бутен Е—СН3 СН =СН СН3 винил CHj = C H -

2-метвл-пропен СН3 = С(СН3)2 алил сн2=снсн2-циклохексен о стинил 1uIIIoX

Са неколико примера илустроваћемо IUPAC номенклатуру алкепа и алкина.

С Н з-С Н = С Н -С Н -С Н 3I

СН34-метил-2-пентен

CH3-C H -C H 2- C s C - C H 2-C H 3I

СН3

6-метил-З-хептин

СН3-С Н = С Н -С = С Н -С Н -С Н 2-С Н 3I I

СН3 СН3

4, 6-диметил-2, 4-октадиен

СН3- С = С -С Н -С Н 2-С Н = СН2

СН = СН2

4-винил-1 -хептен-5-ин

29

CH3I

СН3 -С Н -С Н 2 -С Н -С Н 2 -С Н 2 -С Н 3Iс=сн

5-метил-З-пропил-1-хексин

ПРИМЕР 17

При сагоревању 0,2500g веког угљоводоника у струји кисеоника настаје 0,7860 g угљен-диоксида н 0,3210 g воде. При претвараљу 0,2500 g једвљења X у пару оно заузнма запремину од 80,0 a n 3 (прерачунато на нормалне услове). Одредите молекулску формулу X.

ПОСТУПАК

X, сагоревањем даје угљен-диоксид и воду. Маса угљевика у 0,7860 g уг- љен-диоксида je:

m(C)=^ X 0,7860 = °,2143 g'Маса водоника у 0,3210 g воде je:

2,02m (H )=— x 0 ,3210 = 0,0360 g.

18,0

Према томе, 0,2500 g једвоења X садржи 0,2143 gC и 0,0360 gH. Ове масе се користе за добијање моларног односа за

„ „ 0,2143 0,0360С: Н=------ : -------12,0 1,01

С : Н = 1 :2.

= 0,0178:0,0360

Значи, емпиријска формула je C i l j . Пошто 0,2500 gX заузима заггремину од 80,0 cm3 (нормални услови), моларна маса једињења X ће заузети запремиву од 22,4 dm3.

М = ---- 2-2’-- ■■■ х 0,2500 = 70,0gmol- 1.80,0x10-’

Формулска маса CHj je 14. За добијаље моларве масе од 70,0 g m o l'1 емвиријска формула се множи са 5. Због тога je:

(СН2)5

ОДГОВОР

Молекулсаа формула je CjHio.

ЗАДАЦИ 31. Напшиите вазиве следећих једвњења no IUPAC номенклатури

б) (CHa)jC -C H = C H -C H -C H sI

а) CHj—С = СН — CHj — CHjI

CHj

30

в) С Н з-С Н 2-С Н -С Н = СН2I

СНз

г) СН ј - С - С Н ј

IICHj

д) H C = C -C H = C H -C H = CH2

ђ) сн3-сн = сн-с=сн

е) НС = С -С Н 2-С Н = СН2

ж) C H i- C = C - C H - C H 2-C H = CH2Iсн=сн2

2. Koje од ових струггура спадају у ковјуговане системе:

г)а) СН2 = С Н -С Н 2-С Н = СН2

б) CH2 = C H -C H = C H -C H j

в) СН3- С Н = СН2

/СН2\ д) / “ Nнс сн нс снII II II IIнс сн нс сн

\ с 'о

3. Нацртајте само геометријске изомере

a) 2-пентена б) изопентена

4. Напишите формуле следећих једињења:

а) 2, 5-диметил-4-етвл-2-хе«:сен в) 2-етал-3-метил-1-циклопентевб) 3, 7-диметил-1, 3, б-оггатриен

5. Напишите структурне формуле следећих једињења:

а) 2, З-диметил-1-бутен в) (Е)-2-хлор-2-бутенб) cii-2-метил-З-хептев

6. Да ли се очекује изомервја и који вндови код следећих једињења?а) етен в) 2-метилпропенб) 2-бутен г) пропадиен

7. Код којих од паиедепих јсдиљеи.а je могућа гсометријска (ds-irans) изомерија?

а) 1-бутенб) 2-бутенв) 1, 1-дихлор-етенг) 1, 2-дихлор-етенд) 2-метил-2-бутев ђ) 1-пентен

е) 2-пентенж) 1-хлор-пропенз) 1-хлор-2-метил-2-бутен н) З-метил-4-етил-З-хексев ј) 2, 4-хексадиен

8. Напвшите структуре изомерних пентена (без обзира на стереохемију) и дајте њихове називе no 1UPAC воменклатурв. Напишите стружтуре производа васта- лих озонолизом ових пентена.

9. Помоћу жојег једноставног експеримента je могуће разликовати, да ли се ради о засићеном или везасићевом угљоводонику?

10. Koje од ових једнњеша се могу жористити за сушење везасићених једиње- ња: концентрована сумпорна квселвва, жалцијум-хлорид, силикагел, фосфор-(У)- -оксид.

11. Поређајте следеће алкеве no редоследу растуће стабилности и образложите одговор.СН2 = СН2 CH2 = C(CHj)2 СН3СН = СНСН3CHSC H -C H 2 (СН 3)2С= СН СН з (СН з)2С = С(СН з)2

12. Напишите структуре алкена које могу послужити за добијаље следеђих ал- кил-халогснида.

Ј^ С Н —СНВг —СНз3

y C B r - C H j- C H j

Б) СНзчС Н з-^С -В гс н У

a) CHj

CHj

в) CHj

СН3

13. Којом од следећих формула je представљен алкев?

а) С«Н« г) СзН«б) CSH 5-C H = CH3 д) C*Hioв) С2Н 3

14. Koje од наведених једињења реагујс одмах са бромом?

a) етан б) етен

15. Трећи члан једног хомологног виза je једињење са сумарном формулом С3Н 8. Од ваведевих формула која je осми члан тог низа?

а) CeHi*б) CgHioв) С8Н 8

г) С8Н16 }С8Н18

16. Koja од наведених формула припада истом хомологном низу у којем се налази и једињење збирне формуле CjHi*.

/а)/С зН *б) СзН3в) С7Н 8

17. Koje једињење настаје када се кроз бромну воду проводи 1-бутеп?

а) бутнл-бромид ' G 1, 2-дибромбутанб) 1, 2-дибромбуген д) бромоводоникв) 1, 4-дибромбутан

г) СјН ,з

д) СзН6

18. Адицијом хлороводониха на етен настаје етил-хлорид. Колико грама етил-хлори- да вастаје (теоријски) из 1 m3 етена (нормалнв услови).

19. Koja голичвва брома се адирала ва мол адетален ако из 1,3 g ацетнлева настаје9,3 g бромованог деривата?

20. Изобутен у присусгву HjSO*. гради два изомерна алкена C8H i6. Напшпите реахције. Како можете разликовати ова два алкена иа основу хемијских реах- ција?

21. Колнко o n 3 раствора брома у угљентетрахлориду (160 g бром/1 dm3) може обезбојити 0,84 g хексена?

22. Колико процевата хексана садржи смеша хексана и хексена чвји 1 g за обезбојава- ње троши 5 cm3 раствора брома у угљевтетрахлорнду (160 g бром/dm3)?

23. За хидрогенизацију 5 g смеше 1-пентена н певтава угрошено je 1 dm3 raca водони- ка (0*С; 0,101 МРа). Колико процеиата певтена садржв ова смсша?

24. Напншите следеће иишсфазио рспкциЈс:a) како рсагујс стсм, iipoilOH, 1-бутеи и 2-бугеи са бромооодоником no Мпрков-

HHKODOM прциилу.

32

Б) Ha основу истог праввла напишите реакцвју адицвје НВг-а, НС1-а в НОН m изобутен.

в) Напишнте реажцнју 1, 3-бутадвева са једвнм и са два мола брома. r) Како реагује изопрен са једним в са два мола брома као и са једним в са два

мола бромоводонвка (взопрен je СН а = С— СН = СН2).

СН,

25. Напишвте полимервзованв облик 2-хлор-1, 3-бутадиева (СН2 = С—СН = СН2).Ia

26. Колико грама ацетилева може насгати вз 200 g чвстог калцвјум-карбвда в колвхо грама хлора може везати ова количина ацетвлева?

27. ИндустријсЕим поступком вз 250 m3 ацетвлена (нормалнн услови) добија се 160 kg бензева. Израчувајте првнос бевзена у процеитима првменом овог по- ступка.

28. Како je могуће хемијски разликоватв етан, етев в ацетвлен?

29. Напишвте назвве no IUPAC номешслатурв сввх взомера алхнва следеће молекул- ске формуле:

а) С*Н6, б) C5Hg, в) C6Hio.

30. Прв хидратацвји пропина (у присуству Н + в HgJt јона) настаје ацетон а не пропанал. Кахав закључак можете взвеств вз наведених података о оријснтацијв адвције воде? Шта je узрок ове оријеатадије?

31. Гасовитв алкен запремине 100 cm3 (стгандарднв услови, Vm=24 dm3/mol) има масу 0,233 g; 25,0 cm3 овог алкена реагује са 25,0 cm3 водоника.

а) нађате моларну масу алкева, вб) налшпите његову молекулску формулу.

Поред тога, вахгашвте називе в структурне формуле два алкена којв имају ову молекулску формулу.

32. Прв стандардним условвма 272 g гасне смеше етилена в адетилена заузвма 245 dm3. Колвкв je процентуалнв (запремински) састав смеше? Колихо мола НС1-а je потребво за засвћење гасве смеше?

33. Коју колвчнну гасоввтог хлороводовика може да адвра ова количина ацетилева која настаје вз 256 g галцијум-карбвда који садржи 25% нечвстоће?

34. Зашго су етвлев в ацетвлев важве сироввве у ввдустрвјв пласгвчних маса? Набројвте веколико вештачхих матервја на базв ових сироввва.

33

4. АРОМАТИЧНИ УГЉОВОДОНИЦИ — АРЕНИ

Ароматични угљоводоници (шш арени) су незасиђени угљоводоници са врло специфичном, такозваном ароматичном структуром. Ароматичну струггуру карактерише циклична конјугација двоструких веза, планарност система и само одређен број л-електрона (број тг-електрона мора да задовољи ошпти израз 4n+2 гдс je n=0, 1, 2 ...)- Најважнији представни- ци ароматичних једињења су бензен, нафтален као и њихови дериватн.

СН3 СН3

A1

A А ) - С Н 3 t x O1 у % /

i u % /

1 II 3

% / v v

бензен толуен 1,2-диметилбензен (орто- ксилен)нафтален

ЗАДАЦИ 4.

1. Нашшште стругтуре свих взомера алшлбевзева формуле CgHn.

2. Колнго dm1 водоника (мереног прн нормалним условвма) je потребво за катали* твчко хидрогевовање 100 g бевзева?

3. Колихо грама бензева се може Бромоватн са 0,5 g брома?

4. Бромовањем 78 g бензена вастаје иста маса бромбевзена. Колико je то процсиата од ове масе xoja би настала бромовањем целе количине бензева?

5. Напишвте формулу овог бромбензева којв вастаје када 200 g бевзева реагује в настаје 604,6 g супституисавог бензеновог деривата.

6. Како реагује бевзен са:

а) смешом ковцевтроване сумпорве в азотве квселвве,б) бромом (у првсуству каталвзатора),в) калијум-перм&вганатом?

7. Налишите формулу једињења добијеног тримеризазшјом пропвна.

8. Колнко грама внтробевзева се може добвтв вз 80 cm’ бевзева прв всхоришћец>у од 80 %? Гусгвна бевзева je 0,88 kg/dm’.

3 4

5. НАФТА И ЗЕМНИ ГАС

ПРИМ ЕР 18

Мотор неког аутомобвла троши 8 dm3 бензина на 100 km. Претпоставимо да бензив садржв само хептан (C7H i6, густина хептана je 0,7 g/cm3). Израчувајте roja запремина ваздуха мора да прође гроз гарбуратор да Би се са 8 dm3 хептана (вормалвв услови) ваграднла вајвовољввја смеша бензина и ваздуха за развија- ње максималве сваге мотора.

ПОСТУПАК

Једначина сагоревања хептава je:

C7H le + H O j = 7COj + 8НдО

100 g 11X22,4 dm3 Maca 8 dm3 хептана:

m = V ■ p = 8 x 0,7 = 5,6 kg = 5600 g

Ha освову једвачвве следи:

1 mol (100 g) хевтава за сагореваље трошв 11 mol кисеоника 56 mol (5600 g) хевтава „ „ „ X mol „

X = ^ x l l = 616mol Oj.100

Запремива кисеовика V = 616x22,4 = 13798,4 dm3 = 13,8 m3.

РЕШЕЊЕ

Попгго ваздух садржи отприлиге 20 % гисеовига, ову количиву кисеонига обез-1°° ™ 3беђује 13,8 х — =69 m ваздуха.

ЗАДАЦИ 5

1. Завгго вафта вема коастантну тачху кључања?

2. Објашите међусобву зависност боје, вискозности в старости нафте?

3. Сврови бензив се раније пречишћавао помоћу сумворве гвселвве. Каква je била улога сумпорве кнселиве?

4. У три епрувете валази се бевзин. У прву епрувету додамо мало говцевтроване сумворне гиселиве, у другу мало воде a у трећу мало бензена. Где ће се валазити бевзив у воједввим епруветама?

5. Каква je разлика взмеђу биљних и минералвих уља?

6. За одређввање садржаја воде у мивералвим уљнма горвсти се ватрвјум-амалгам. Шта je хемнјска освова овог поступжа?

3 S

fi Узмимо да je бензин смеша разннх взохептана в взрачунајте колико je m] ваздуха Ш 1/5 делова кисеонвка потребно за потпуно сагоревање 1 kg бевзвна рачунато прн пормалвнм условвма.

8i A ko супербевзвн сматрамо смешом изооктана, напишите једначвну потпуног епгореван>а и одредите колвчину топлоте која се ослобађа при сагоревању 1 kg вевзина: стандардна енталпија сгварања изооггана je 208 kJ m o l1.

9i Како објашњавате чињеницу да су у горнву бензвнсквх мотора врсднији разгра- КЛТН угљоводоници, a у горвву Дизел-мотора вреднијв нормални угљоводоницв?

'10? Отпорвост према компресији код бензина се повећава додатком тетраетил-олова, Pb(CjHj)*. Напнпште реакцвју његовог добијања. 11

11. Којв процесн се одвијају првлвком термидхе обраде, тј. краковањем внших угљоводоввка. Напвшвте могуће процесе ва првмеру бутана.

3 6

6. ХАЛОГЕНИ ДЕРИВАТИ УГЉОВОДОНИКА

Супстанце у хојима je за угљеник везан атом халогена називају се органохалогена једиаења,Ј)ва једиљења се ретко среЂуУприроди. Д^би- јцју се синтезом у хемијској индустрији и значајни су као међуароизводи и растварачи. Кашбзнатвди халогендеривати су датн у табЈшци "6.ТГ

Таблаца 6.1. Називи и формуле најпознатвјих халогендерввата

хлорметан(метилхлорнд)

CHjCl тетрахлоругљеник(угљентетахлорид)

ССЦ

бромметан(метнлбромид)

СН јВг хлоретан(етилхлорид)

C ^ C l

дихлорметан(мстнленхлорид)

СН3С12 хлоретен(винвлхлорид)

CHj = CHCl

трихлорметан(хлороформ)

CHClj хлорбензен с 6н 5а

ЗАДАЦИ 6

1. Одредиге називе следећих једнњења.

a) СН3I б) с н 2а

i

Л Г \!1

а

2. Од пршсазаннх формула пронађите 1,2-дихлор-пропан.

<0 н н н1 1 1

б) н а н! 1 1

Н - С - С - С - Н 1 1 i

1 1 IН - С - С - С - Н

! i 11 1 1 а н а

1 i 1а н н

в) н а н1 1 1

г) н н аi i i

н - с - с - с - н 1 1 1

i i iн - с - с - с - н

1 1 s1 i 1н а н

1 1 ! н н а

Д) а н нi i ii i i

а - с - с - с - нi i ii i i

н н н

3 7

3. Одредите нагшве следећих једињења no IUPAC номенклатури:

a) СНз - С Н - С Н ј -С Н = С Н -С Н (С Н 3)ј

a *■ " i ' v e,c»u.сји

3 -брсч "3,^^,. ■ ^ецшом

в) Br

(СНз)зС—сн—с—CHj w aI 91 н * ' W

Вг СН(СНз)з

4. Напишите струггуре и вазнве свих дихлоро-деривата а) бутана и б) изобутава.

5. Објасните следеће реакције:

а) CjH jOH + HI -> С зН 51б) CjH jOH + HCN -*■ нема реахције

6. Како можете једноставно (рекацијом у спрувети) разликовати:а) алил-бромид и 1 -пропил-бромидб) бензил-бромид н р-бромтолуенв) винил-хлорид и Бензил-хлорид?

7. Ажо кроз бромну воду проводимо 1-бутен, roje једињење настаје:

а) бутилбромид, г) 1,2-днбромбутан,Б) 1,2-дибромбуген, бромоводоник.в) 1,4-дибромбутан,Одаберите тачан одговор.

8. Монобром-дериват једног шесточланог прстенастог угљоводоиика садржи 49,07% брома. Одредите да ли je то ароматични нли засићени угљоводоник.

9. Колнко мола брома може адирати 9,8 dm3 (при нормалним условима) етена, пропена, адетилена н 1,3-бутадиена?

10. Како се понашају при дехидрохлороваљу: а) 1,1-; б) 2,2-; в) 1,2-; г) 1,3-; вд) 2,3-дихлорбутан? Нашшпгге реагције.

6. ХАЛОГЕНИ ДЕРИВАТИ УГЉОВОДОНИКА

Судстанце у којима je за угљетпг везан атом халогена називају се ганохалогена једиње&а. 0>ва једињења се perao'cpely у природи. Доби- у сс синтезом у хемијској индустрији и значајни су као међупроизводи и стварачи. НајпознатиЈИ халогендеривати су дати у таолиди 6.1.

Илаца 6.1. Називи и формуле најпознатвјих халогендернвата

хлорметан(метилхлорид)

сн3а тетрахлоругљеник(угљентетахлорид)

ССЦ

бромметан(метнлбромид)

СНзВг хлорстан(стилхлорид)

C jH 3a

дахлорметан(метиленхлорид)

CHjClj хлоретен(винилхлорид)

СН2 = СНС1

трихлорметан(хлороформ)

сна3 хлорбензен с6н5а

4.ДАЦИ 6

1. Одреднте називе следећих једињења.

сн3 б) снааiЛ A1 У % /

i1a

2. Од приказаних формула пронађнте 1,2-днхлор-пропан.

<o H H H1 1 1 6) H a

i iH11 i I

H - C - C - C - H 1 1 1i i

H - C - C - 1 1

- C -H1-a-SC

-0 1 1 a H1H

e) H a Hi i i r) H H

t ia

i i iH - C - C - C - H

1 1 1

i-u

-1-u

-1X

- C - Hi1 1 iH a H H H a

Д) a H Hi i ii i iа - с - с - с - н

м u н

номенглатури:

3 7

3. Одредите назвве следећих једињења no IUPAC

a) СН з - СН - СН j - СН = СН - СН(СН 3)а

a "" c»':s ' . u ’i 11 2) 11 v - a <ve.i. Г->■* o - f

б) Вг CHj

CH3-Дс-СН -* h la --'fcHJ сн

i n ,s 3 -Spes'vv* ~ u a ■ ^ е п ш о н

в) Br

(СНз)зС—СН — С—СНз % \X\UfS -GeCujpcs v A - 3 ,ч "sr<ur p e j j - x«s* ccuh

Br 'С Н (^Н ј)ј

4. Наиишите струггуре и вазиве свих дихлоро-дериватаа) бутана и Б) изобутана.

5. Објасните следеће реагције:а) CjH,O H + HI ^ - С јНДб) CjH jOH + HCN -> вема реагцнје

6. Каго мохете једноставно (регацијом у епруветн) раалиговати:а) алил-Бромид и 1-пропил-бромидб) беизил-бромид н р-бромтолуенв) винил-хлорид и бензил-хлорид?

7. A ro гроз бромну воду проводимо 1-бутен, roje једињење настаје:

а) бугилбромид, г) i ,2-дибромбутан,б) 1,2-дибромбуген, д) брОМОВОДоник.в) 1,4-дибромбутан,Одаберите тачав одговор.

8. Монобром-дериват једног шесточланог прсгенастог угљоводонига садрхи 49,07% брома. Одредите да ли je то ароматични или засићени угљоводониг.

9. Колиго мола брома мохе адирати 9,8 dm3 (при нормалним условима) етена, пропена, ацетилена и 1,3-бутаднена?

10. Каго се понашају при дехидрохлоровању: а) 1,1-; б) 2,2-; в) 1,2-; г) 1,3-; нд) 2,3-дихлорбутан? Напишите реагције.

38СТ5-Г

7. ОПТИЧКА ИЗОМЕРИЈА

ЗАДАЦИ 7

1. Одредите roja врста изомерије се јавља год следећих парова једињен>а:

a) CHj - O - C H j И СНз - С Н ј -О Н

б) СНз - С Н ј - С Н ј - В г и С Н з-С Н -С Н з

Br

в) СН ј - С Н = С - С Н ј и С Н з-С Н 2 - С =

CHj

г) СН u/ С = С \ч н

CHj

д) КB r . . .C - Н

ђ) С Н з-С -С Н 3

0

е) СНОIн -с-онICHjOH

ж) СООН1н-с-онIно-с-нIсоон

з) СООНIн-с-онIно-с-нIшон

и) C H j CFf ј

k z

СНз

CH3N /Нч/uIIuл

н / ч сн

Br\I 'С - На/CH j - C = C H j

он

сноIно-с-нI

CH2OH

соонIно-с-нIн-с-онIсоонсоонIн-с-онIн-с-онIсоон

сн,k z iсн*

2. Од напедоних једин>ења, soja су оптички ахтивна?

a) CHj 6) CHj в) соон1Н -С -О Н H - C - B r но-с-нј

СН2 CHj1 CHj

CHj CHj

г) СНО1 д) СНј -О Н1 ђ) CHj

н о-с-н1 H -C -O H1 н-с-онCHj CH j-O H

1но-с-н

CHj

е) CHj *) сн2-он1 з) СНО

Н -С -О Н1 H -C -O H1 H -C -O H

н-с-он H -C -O H1 H -C -O H

CHj C H j-O H C H j-O H

и) СООН 1 ј) соон ж) соонН -С -О Н H -C -O H но-с-нН -С -О Н1 но-с-н

1H -C -O H

Н -С -О Н1

1H -C -O H1

1H -C -O H

СООН соон1соон

3. Којн je најједноставнији оптички ахгиван: a) алкан, Б) алкохол, в) етар?

4. Од наведених једињења одабернте она чији су молегули хирални.

а) 1 -хлорпропанб) хлорбромј одметанв) 1 -хлор-2 -метилпропанг) 2 -хлор-2 -метнлпропан

д) 2 -бромбутан ђ) 1 -хлорпентане) 2 -хлорпентанж) 3-хлорпентан

8. АЛКОХОЈШ И ФЕНОЈШ

А л кохојш су органска једињеља која садрже хидроксшшу групу ( -Ј^НГ1а>ануТза~ алхш1 осхатак. Пд.ШРАС ЈБмјЖМатури 'називи алхохо- да_се завршавај-у аа-ОJI. По 6poiv хидроксилних група разликзду се -диоли, -ТРЈИОЛИ.. -полиоли, a iiq врсти угл>ениковог атдма^а^јафијс .хидроксиЈтаШУШ везана алкрхоли ,се деле на.примарне ... секундарне и тсрцијарнеалкохоле. Код фенола. хлпроксилна rpvna ie везана за угљеников атом који je истовремено и члан аро.матичиог црсхеда.

Таблнца 8.1. Називи и формуле веквх алкохола и фенола

метавол СН3ОН

етанол CHjCHjOH

1 -прошшол СНзСНјСНјОН

2 -пропанол(изопрогшл-алкохол)

(СН3)2С Н -О Н

2 -метил- 1 -пропанол (Иерч-бутил-алкохол)

(СН3)2СНСН2ОН

фенилметанол(бензнл-алкохол)

C6 H5CHjOH

циклохексанол О он1 .2 -стандиол(етилен-гликол)

НОСНзСН2ОН

1,2,3-пропантриол (глицерол, глицервв)

НОСНјСНОНСНзОН

хидроксибензен, фенол С6Н5ОН

1 ,2 -дихидрокснбензен, катехол С6Н*(ОН)з

1,3-дихидроксибензен, резорцинол С6Н*(ОН) 2

1,4-дихидроксибензен, хидрохинов С6Н*(ОН)з

1-хидроксн-З-метнлбевзев, т-крезол СН3С6Н4ОН

ЗАДАЦИ 8

1. Напншнте назнве следећих алхохола no 1UPAC номенхлатури:

a) СН ј - С Н - С Н з - С Н ј -О Н

СН,

б) C H ,-C H -C H -C H -C H j

СНз OH CHj

в) С Н з-С Н = С -С Н ,-О Н

С Н з-С Н з

г) С Н з-С Н з-С Н з-С Н з

он он2. Напишите сгруктурне формуле следећих једињен>а:

а) 3-стил-2-метил-2-пентанолб) 2,4-диметил-З-пентанол.

3. Кахо мохете синтетизовати:

a) изопропил-алкохолБ) 1 -пентанол?

4. Предложите начин за синтезу З-метил-2-Бутанола?

5. Полаћези од 1-бутанола каао бисте добили:а) бутенб) Бутаналв) бутанску киселивуг) бутилестар бутерне гиселине?

6 . Који од наведених алкохола се не могу добвтв редукцијом алдехида или кетона:

a) CHj б) CHj CHj\ \ 1.

C H j-C -O H C H -C -C H 2 -C H 3/ f \

CHj CHj OH

В) CHj Г) CH, <\ \ /

с н - о н C H -C H 3-C H -C H/ / 1 \

CHj CHj OH

СН3

СН3

7. Напишите струггурне формуле 1,2-, 1,3- и 1,4-дихвдрокснбензена.

8. Поређајте једињења no јачини гаслости:

L a) фенолб) водав) етил-алгохол

IL a) угљева киселина Б) фенолв) сумпорна кнселива r) вода

9. Индустрвјски вачвн добијања метил-алкохола се одвија no следећој једвачивв:

CO(g)+2H3(g)------- ► CH3OH(g).

Процес се одвија на 400 *СОбјасните утицаЈ иригисса ва ову реакцвју.

10. У једној епрувети валазв се адсолутна алкохола a у другој алкохол који садржи воду. Како можете догазатв urra која ерпувега садржи?

11. Koja од оввх једињеша се ве могу користити за сушење алкохола. Образложите одговоре.

конц. HjSO*, CaCla, MgSO*, Na2SO*

12. У 20 cm1 апсолутног етил-алгохола (густина = 0,79 g/cm3) убацимо 20 g натрију- ма. Колвко cm3 водоввка се развија при нормалннм условима?

13. Изопропил-алгохол можете добити на два начина:а) редукцијом ацетонаб) адицијом воде на прооен Напипште реагције.

14. Изобутил-алкохол, roja je важна сировина у производњи синтетилког бензвна, може се добити из угљен-моноксида и водонига (свнтетачки rac):

4CO(g) + 8Hj(g) - - - - - СНз- СН- СН2- OH(g) + ЗН30(g)итгишзатор |

CHj

а) Кагав иритнсах погодује току реагције?б) Полазећи од lm 3 гасне смеше (нормални услови), колико килограма изобу-

тил-алгохола се добије aro je привос 60%.

15. Кагва je разлнга између фенола и ароматичних алгохола?

16. Упоредите степен дисоцијације етил-алгохола, сирћетне киселиве a фенола у води.

17. Какав карахтер вма водени раствор ватријум-феволата?

18. Како се може једноставно добвта фенол из натријум-фенолата?

19. У случају да на кожу кане ran фенола (roja проузрокује тешко лечиве ране), треба je прата разблаженим раствором натрвјум-хндроксвда; затим са пуно воде. Објасните зашто.

ПРИМЕР 19

Квантитативна авализа февола се засвива ва реакдвјв познате колиливе брома (roja ое гевераше у ввшгу вз позвате количине K B r+ K B r0 3 смеше) са фенолом:

ОН ОНI I

^ + ЗВгј - B r- | ^ NiT Br +3HBry

Вг

Ввшак Брома затим се корвств за ослобађање егвивалевтве колиливе јода вз галвјум-јодида, a ослобођеви јод се одређује ва некв начин впр. ватријум- -тиосулфатом.

2К1+Вгз 2K B r+Ij

———— -—ДД—mSmmmmm " " " — ' ■ —.. ... .

ЗАДЛТЛК:Израчунајте колико je грама фенола било у узорку када je из КВг и КВгОз у ки- селој средини настало 1 ,2 1 g брома и након реакције са фенолом вишак брома ослободио je из калијум-јодида 0,633 g јода.

ПОСТУПАК

126,9 g јода се ослобађа дејством 79,9 g брома 0,633 g јода се ослобађа дејством X g брома

Х=0,39 g бром (вишас брома)

Пошто je од насталог (1,21 g) брома важон реахције са фенолом остало 0,39 g, са феволом je реаговало 0,82 g брома.

Са 94 g фенола реагује 480 g бром Са Y g фенола реагује 0,82 g бром

у=0,16 g

ОДГОВОР

Узорак je садржао 0,16 g фенола.

9. ЕТРИ

З А Д А Ц И 9

1. Напишите називе следећих једињења:

a) С Н з - 0 - С Н 2- С Н 3 б) С Н зС Н г-О -С Н гС Н зeAAJUvA- ч)Ј^»и,^ -- 0 -----

в) СН 3СН2- 0 - С Н = СН2 г) / \ _ Q _ S \Си»иЈ-6 м «м д - Oui«4p 1 - .1 I !

д) СН2С 1 - С Н - С Н 2 ђ) у О ^ **

\ / сн2 сн2 . . .Ox. рч и u 0 pa ф|у р« к<■ ,1-■ ej-»o£.o. ° ^ О.Г

е) / ° \ сн2—сн2 ^

сн2-с н 2

2. Нацртајте структурне формуле следећих једањења:

а) диизопропил-етар д) етил-те/иу-бутил-етарб) 2-метокси-2-металбутан ђ) З-метокси-1-пропанолв) 1-етокси-пропан е) дивинил-етарг) 1-изопропокси-пропан ж) диалил-етар

3. Арил-етри због реактивног ароматичног прстена обезбојавају рас- твор брома у угљен-тетрахлориду. Како можете разликовати ову појаву од уобичајене пробе на присуство незасићене везе?

см,., CM - О - Oh

. CM,

"CM .б) Сн3 - o - ' C - O ' l - CM, (=) С и у - 0 , - 0 - CMt ~ CAl -Cm ,

Cm

Ckr x - on t . c m- , - O h

CM, 0 ' Ch ,

e \ CM , - rjn - J .. си e Г^ . yc_) 0> t -- o . _ _ o - си 7 - CM ». o ,

10. А Л Д Е Х И Д И И К Е Т О Н И

Алдехиди и..к е т о н и _ с у једиње.ша-.ЖОЈа..садрже карбодилну групу

номенклатури н азти ‘ато^Ј^У1№ЈЈу наставак ал, a називи кетона ои.

Таблшда 10.1. Начиви и формуле веквх једвоставвих алдехида в кетона

Прв провзводњв ацеталдехнда адетилен се проводв гроз разблажен растпор сумпорне гаселиве који садржи н жввин сулфат као катализатор. Како Но со промеикти садржај сумпорве квселвне у раствору за време ваведеве pcniriuijo када се кроз 40 kg раствора H2SO* који садржи 20 масевих % проведе 2ш* (0,1 МРа; 20'C ) ацетвлена под претпоставком да je гтринос ггретварања ацетило- ва у ацеталдехвд 75%.

C)c = 0)- Код алдехида за карбонилну групу се всзује једа.н врдррик a један угљеников атом (изузетак je' формалдехид), a код кетона карбоншша угљеник je у хемијској вези са два угљеникова атома.. Према IUPAC

метавал

егадад___(ацеталдехид)

СНзСНО------------ -- цI

пропавал(пропвовалдехид)

CHjCH2C H = 0 ■Н И Н ?— ---------- -- ■ и ~ с - i - с ~ иCH3CH2C H = 0

Бутанал___(бутиралдехвд)

сн3сн2сн2сн=о

2--пррг::.ал(а|фолевн)

CH2 = C H -C H = 0

бензалдехвд -сн = о

2 -пропанон(ацетов)

Q l j - C - C H j

a

2 -буханон C ll3.— C СН2СН зIIо

ПРИМЕР 20

ПОСГУПАК

C2H2 + H20 ------ ► CHjCHO

24 dm* 18 g

1500 dm* x a . x * 1I2S a18 8

4 6

Значв, 1,5 m 1 (2x0,75) ацетилена реагује са 1,125 kg воде. У 40 kg 20% гиселиви налази се 8 kg сумпорне шселнве и 32 kg воде од roje изреагује 1,125 kg и остаје30.875 kg воде.Према томе,38.875 kg раствора садржи 8 kg сумпорее киселнне 10 0 kg раствора садржи xkg сумпорне киселине

х = 20,6 kg HjSO*

За одређввање струггурс кетона вајчешће се гористе њихове реагције окси- дације. Одредите cipyrrype оних кетона чијом огсидацијом настају следећа једињења:а) сирћетна квселина, пропионска киселина, Бутерна киселина и водаб) пропиовсга киселина, бутерва киселина, изобутерна киселина и изовалернјан-

ска киселина

Оксидацијом овог гетона год везе I добија се сирћетва гиселина и бутерна квселина. Оксидацијом уз расгидање везе П настаје пропионска киселина.

Оксидацијом год везе I вастаје бутерва и изобутерна квселвва. Огсидацијом год везе 1 1 вастаје пропвовска киселива и шовалервјавска киселива.

ОДГОВОР

Раствор сумпорне гиселиве ће се гонцентровати ва 20,6%.

ПРИМ ЕР 21

РЕШЕЊЕ

ЗАДАЦИ 101. Напипште струггуре следећвх једињења:

а) изобутил-метилгетонб) трвметил-ацеталдехидв) З-метил-2-певтанон

г) бевзил-фенил-гетонд) 2 -метил-2 -пропенал

*‘2. Дајте називе следећих једињења no 1UPAC номевглатури:a) СН ј - С Н - С Н ј -С Н О Б) CH3COCHjCH(OH)CH3

CH(CHS) 2

d) (CH ,)3C -C H C O C H j g) C H j= C H -C O -C H 3

4 7

Написати сумарну формулу алдехида чија je молекулска маса 114.

* 4. Напшпв све могуће сгружтурне формулс алдехида молекулске формуле C5H i0O.

^ Напшпите стружтуре и називе взомерних ароматичних алдехида бруто формуле C„HeO.

4 6 . Напшпнте формулу 2,5-диметилбензалдехида.

5'7. Налишите формулу најједноставнијег везасићеног алдехида.

а) Напишите једначину добијања овог алдехида из глицерола.б) Koja се једињења могу добити полазећв од овог незасићеног алдехида?

Колико грама формалдехида може издвојити 1 грам сребра из амонијачног раствора сребро-нитрага?

^ Од 5 g гристалног Бакар(П)-сулфата (CuSO* ■ 5Н20 ) припрсмљсн je Фелингов раствор. Колнко грама ацеталдехида се може оксидовати овим раствором.

10. Колнко грама ацеталдехида je оксвдовано ако je у Фелинговој реакцији добијено 5 g бакар (1)-оксида?

l i t Дејством калијум-хидроксида променв се бензалдехид на интересантан начин: један део се оксидује у бешоеву киселину (односно у њену со), a други део се редукује у бензил-алкохол. Напинште једначину реакције. (Каницарова реакција).

^ l i , Каталитичшсом оксидацијом толоул прелази у једно течно једињење са мирисом на горки бадем. Ова течност стајањем на ваздуху прелази у безбојно гристално једињење. Напишитс формуле ових једињења.

.13. Једна органска телност интензивног в карактеристилног мириса оксндацијом топлим раствором галиј ум-пермаиганата у киселсгј средини прелази у сирћетну киселину н угљен-диоксид. Koja je то течност?

14. Напиптте структуре в назвве засићенвх кетова са пет С атомом у отвореном низу. Од ксјнх алхохола се могу добити?

!> 15. Који алкохоли су полазне супстанце за добијање следећих кетона:

а) диетил-хетон, в) метилетил-кетон.б) метилизопропил-кетон,

i* 16. Који производн могу настати при оксидацији следећих кетона: a) метилетил-кетон, б) метилпропил-кетон.

\ /Ј& . Напишите формуле оних алдехида чијом оЕсидадијом настају киселиие идевтилне

производима оксидације етшшзобутил-кетона.

Џ . Каталитичжом хидрогенизашђом угљоводоника C3H i0 настаје 2-метилбутан. Ка- да се на полазни угљоводоник адира НВг и на производ адиције делује среб- ро-хидроксидом, настаје алхохол који оксидацијом даје кетон. Одредите струк- турну формулу полазног угллводоника. (У реахцији адиције водоншс се везује за угљеншс са вшпе водонига.)

*7*

11. КАРБОНСКЕ КИСЕЛИНЕ И ДЕРИВАТИ

Карбонске кисслине су органске киселине које садрже.карбоксилнуrpvnv Г-Ш Н 1 Карбонске се киселине обично називају тривијалним именима, која потичу од извора тих једињења (таблица 11.1).

Дериватима карбонских киселина називају се .једињења у којима je хидооксилна група карбоксшше групе замењена другима атомом или другом групом (халогениди киселина, апхцдриди киселина, естри, а>аиди). Деривати киселива хидролизом дају одговарајуће карбонске киселине (алдехиди и кетони нису деривати киселина).

Таблкца 11.1. Називи и формуле важнијкх карбовских Еиселива и неккх деривата

v/ метанска киселина, мравља нсо2н/етанска киселнна, снрћетна CHjCOzHv пропансжа кнсслина, пропионска СНјСНјСОјН

бутанска киселина, бутерна CH3(CH2)2C 0 2H

2 -метнл-пропанска кнселина, изобутерна (CH3)jCH C02H

пентанска киселина, валеријанска СНз(СН2)зС02Нхексанска киселина, капронска СНз(СН2)*ТО2Ногганска киселина, каприлна СНз(СН2)6С 02Н

У етан-димселина, оксалва но2ссо2н1/ пропан-дикиселива, малонска но2ссн2со2н

бутан-дикиселнна, ћшшбарва но2ссн2сн2со2н/ 2 -хидрогснпропансга киселина, млечна CHjCHOHC02H

пропенсха кнселина, акрилна сн2=снсо2н1/ бензешсарбонска жвселина, бензоева с*н3со2н

Беизен-1 ,2 -дшсарбонска гнселнна, фталва o - C ćH 4(C 0 2H) 2

Ј 2 -хндрогсибенченкарбонска киселина, салнднлва о - Н О С 6Н4С 0 2Нетил~ацстат СНзСООС2Н 5диетнл-малонат СН2(СООС2Н 5)2

ацеткл-хлорид CHjCOCl

анхвдрид сирћетне киселиве (СНзСО)20формамнд h c o - n h 2

хексаиамид CH j(CH2)*C O -N H 2

етан-нБтрил, ацетоннтрнл CH 3CN

пропионитрил CH 3CH2CNбевзонвтрвл c 6h 5c n

акрилвитркл СН2 = С Н -С К i

ПРИМ ЕР 22

Израчунајте молекулску формулу оне засићене монокарбонске киселине чија густива napa у односу на водонкк износн 44.

ПОСТУПАК

M r=D„.-2

M r = 44-2 = 88

Општа формула засићене монокарбонске киселине je CnH 2o tlCOOH.

М, = 12n + 2n +1 + 45

88 = 14n + 46

' n = 4 2 :14

n = 3

ОДГОВОР

Молекулска формула je C3H 7COOH.

ПРИМ ЕР 23

Израчувајте молекулску формулу монокарбонске жиселине soja садржи 54,5% угљенига, 36,4% касеоннка и 9,1 % водоника.

ПОСГУПАК

CxHyOr

ш (С) = 54,5 ш(Н) = 9,1 ш (0)= 36,4

х:у :z= 54,5.9,1 36,4 = 1 2 : 1 : 16

х : у : z = 2 : 4 : 1

Емпнријска (вајједноставвија) формула je C2H40 . Попгго један mol монокарбон- ске киселине садржи 2 mol атома кнсеониха, емпиријска формула се мвожи са 2 .

ОДГОВОР

Молекулска формула je C*H80 2.

ПРИМЕР 24

Дехидратацвјом веке једвобазве засићене карбонске киселине настаје једиљење са молекулском масом 1,875 пута већом од молеаулске масе полазне киселине. Koja je то шселива?

CnH 2o + 1 -С О О Н - (С..Н2П + i)a (С0)30(12n + 2n+ 1+45) х l,875 = 2(12n + 2n+ 1) + (12 + 16)х2+16

n = 7

ОДГОВОР

Тражена формула гасолиивЈе: CHj — (CHa)e-COOH.

Израчунајте запремину raca (на 50'С и при вормалвом притисгу) који настаје термнчгим разлагањем 300 g натријум-формијата.

ПРИМЕР 25

ПОСТУПАК

Једначина термичжог распада je:

H -C O O N a OOONa------- ► I + H 2

H -C O O N a COONa

2 mol 1 mol

136 g натрнјум-формијат 22,41 dm3 H 2

300 g X dm5 H 2

X = 49,43 dm* 1 H2 (при нормалвим условима)

V0e V50 To Tjo

V3 0 » ^ T j0 1 0

v50 =^1^23 =58,49 dm’. 273

ОДГОВОР

Из 300 g натријум-формијата настаје 58,49 dm’ водоника рачунато на 50 "С и 0,1 МРа.

ПРИМЕР 26

Дејством угљен-моноксида ј (200°С, бМРа) na калцијум-хидроксид добија се илцвјум-формијат индустријски. Полазећн од 1 0 m 3 таквог угљен-моноксида, колико kg жалцијум-хидрогсида je потребно узети и колнко kg мравље киселине ће настатн при нскорншћешу од 70 %?

ПОСТУПАК

Ca(OH)j + 2C O ------ . Са(ООСН) 2

1 mol 2 mol 1 mol

P fV i p 2 V2

T 2 " T 2 ’

За 74 kg Ca(OH) 2

X k g „

, , 6 MPa x 10 m3 x 293 , , , , 2 „ „ 473 х O.IMPa ~ 3 7 1 -6 m СО

потребно je 48 m’ угљен-моноксада

„ 371,6 m3

X - 572,8 kg Са(ОН) 2

Из 24 m 3 угљев-монокснда настаје 46 kg мравља киселиаа

371,6 m3 „ X kg „

X=«7I2,2 kg мравља киселина (исжоришћење 100%)

РЕШЕЊЕ

712,2 х 70 100 1498,5 kg мравља кнселнва (исхоришћење 70 %)

У воденом раствору сирћетне киселине концентрације 0,05 mol/dm3 израчунајте концентрадије

а) ацетатних јона, в) недисоцираве сирћетне квселине.б) водониковихјоаа иКонстанта дисоцијације сирћетне шселине je 1,86 х 10~!.

ПОСТУПАК

СНзСООН^СНзСОО- +н*Caiiooo- = С Н»=Х

Ссн.ооои = 0,05—X

X 2 X 2

ПРИМЕР 27

1 ,8 6 х 1 0 ~5=0,05- X 0,05

Х = ч/1 ,8 6 1 0 ‘ 5 0,05 = 9,6 x 10-“

С(н *)=С(СН,схх)-)= 9!6 х 10* mol/dm3

ОДГОВОР

C ( c h , c o o h )=4.9 IO' 2 mol/dm3

ПРИМ ЕР 28

У 1 dm3 раствора сирћетне кнселиве концентрације 0,01 mol/dm3 укупан бррј молекула сирћетне киселине и ацетатног јона взносн 6,26 х IO21. Одредите сте- пен дисоцијације сирђетве киселнне у овом раствору.

ПОСГУПАК

Од 6 х 1023 х0,01 = 6 х 1 0 21 молегула сирђетне киселине дисоцира X, а бррј недисоцираних молегула 6 х IO21 — X, док je укупан број јона 2 пуга X.

(6 х 102 1 —Х) + 2 х Х = 6 ,2 6 х 1021

Х =0,26х IO21 што извоси 4,3% од укупног броја молекула, дакле,

ОДГОВОР

a =0,043 * У

ПРИМЕР 29

Колижо грама ватријумовог сапуна (натријум-стеарат) мохе да веже 4,5 dm3

воде са тврдоћом од 14 немачхих степена? (Претпоставите да вода садржи само Са1+ јоне)

ПОСТУПАК

Са2+ + 2C1 7 H3,C O O N a-------► (С17Н „COO)jCa + 2Na *

У 4,5 dm3 воде, тпрдоћс 14 иемачких степена, налази се оиолиао магисзи- јумових в галццјумооих ешш колнко одговара 0,63 g СаО, одиосно 0,45 g Cft1 * " 5 dm3-14-10 tm СаО đflT*),

40 g Ca:t јона везују 2 x 306 g натријум-стеарата 0,45 g Ca1*' јона везују X g „X = 6 ,8 8 g

ОДГОВОР4,5 dm3 воде ca тврдоћом од 14 немачких степена везује 6 ,8 8 g сапуна.

ПРИМЕР 30Нека органска течност Р садржи 52,2% угљеника, 13,0% водоника и 34,8% кисеоника (масени проценти). Благом сжсидадајом Р прелази у Q, a даљом оксидацнјом настаје R. Р и Q заједно у присусгву анхидрованог калцијум-хлорида дају S ca молекулском формулом С6Н ц 0 2. Р и R реагују и дају Т, које има молекулску формулу CaH b0 2. Шта су Р, Q, R, S и Т? Објаснвте наведене реакције.

ПОСТУПАКНајпре израчунајте емпиријску формулу једињења Р (CjHeO). Пошто Р садржи један кисеоников атом, оно може бити или алкохол, алдехид, кетон или можда етар. Оксидација у две фазе сугерише могућност да je Р један алкохол који се прво сжсидује у алдехид a затим у киселину. Сходно формули, Р може бвти СјН јОН, Q —CHjCHO, a R — CHjCOOH. Реахција између P и Q одговара теорији no toj oj алдехиди ca алкохолима дају ацетале.2CiH 3OH(l) + CHjCHOO)-------► СН3СН(ОС2Н3)2(1) + Н 2О0)Реажција између Р и R се може представети као CHjCOOH(l) + C2H 5OH(l)------► CH3C 0 2C2H 3(1) + H 20(I)Молекулска формула C«Hi*02 за S се уклапа у СН3СН(ОС2Н 5) 2 a молекулска формула C*Hg02 за Т се слаже ca CH3C 0 2C2H5.

ОДГОВОРP = C2HjOH, етанол; Q = C H 3CHO, етанал; R = CH 3COOH, етанска квселшза; S = C H 3CH(OC2H 3)2, 1,1-диетоксиетан; T = C H 3C 0 2C2H3, етил-етаноат.

ПРИМЕР 31Растворено je 1,220 g неке алифатичне дикарбонске киселвне у води и разблаже- но до 250 cm3. За неутрализацију 25 ,0ст3-тог раствора утрошено je 21,0 cm3

раствора натријум-хидроксида хонцентрације 0,100 mol/dm3. Koja je молекулска в сгружтурна формула ове киселиве?

ПОСТУПАКЈедначина реахције аеутралвзације je

R (C 0 2H ) 2 (aq) + 2NaOH (aq )---- —* R (C 0 2Na) 2 (aq) + 2H 20(1)П(м.он)=2 1 ,0 x 1 0 -3 x 0 , 1 0 0 = 2 ,1 0 x 1 0 -3 mol Ha основу једначиие следи:

D<ki*> = n(NaOH) = 1,05 x 1 0 ~ 3 mol

m<kU>.=^x 1,220 g=0,1220g

mflds.)n<u* )=,M(kiio

M — m:nM - 0,U20 g: (1,05 ■ 10-3 mol) = 116,2 g • mol' 3

Моларпа Maca je 1l6g т о Г ‘. Одузиманлм 90, за (C 0 2H)2, од моларне масе остаје 26 g mol-1. Ово одговара маси sa (СН)2. Молекулска формула je C4 II4 O4 , a структурне формуле су:

Н С -С О О Н НО ОС-СНII и II

нс-соон нс-соонОДГОВОР

cis- н fra/u-бутендикарбонска кисслина.

ЗАДАЦИ 11}<3една оргавска киселина обезбојава бромну воду и има молекуласу масу 72. Koja

je структурна формула ове игиселине?

2. Налишите струггурне формуле следећнх једвн^нл:а) бутанска киселинаб) 2 -метил-пеитанска киселинав) 2-метил-З-бутенска киселиааг) 2 -метил-ггропанска киселина.

3. Напишите називе следећих једиљењаа) a - C H j- C O O Hб) C l-C H -C O O H

Ia

в) aa -с-соон

/a

Br

д) C l-C H 2-CO O Naђ) C H j-C H 2 - C H - C H 2-CO O U

IBr

е) C l-C H 2 - C H 2 -C O O C H 3

ж) C H j-C H -C H -C O O H

a Br

4. Нагшшите сгруктурну формулу анхидрида прогшонске киселине.

5. Напишите реагције које се одвијају између следећнх супстанцн:

а) мравља гаселина+ магнезнјум,б) сирћегна киселина + алуминијум-хидроктид,в) мравља киселива + амонијак,г) бутерна киселвна + амонијак,д) палмитинска киселина + калијум-карбонат.

6. Напишите једначине реакција илмеђу следећих једии>ен>а:а) сирђстна киселина + натријум-хидроксид,б) сирћетва хиселииа + натријум-карбонат,в) просионсеа гаселина + магнезијум,г) натријум-бутират (со бутанске киселине) + хлоридна киселина,д) мравља киселшт + кплцјум-псрманганат (у киселој средиии) ђ) сребро-адетат+хлервдип кмсслина,е) алумннијум+ оирћвгни кисмшна.

7. Koje оргааско једињење je узето за испитив&ње ако се пошииа ua следећи начиша) дејством калијум-перманганата у првсуству сумпорве киселине на непозва-

ту течност ослобађа се гас који проузрокује замућење ако се уводи у кречну воду,

б ) загревање са раствором амонијачног сребро-ниграта изазива појаву сребр- ног огледала,

в) у реакција са конпентрованом сумпорном киселином издваја се гас.Напишитс једвачиве реахција soje се одввјају у експервментвма a), 6 ) и в).

8 . Шта настаје дејством: a) разблажеве сумпорне киселвне, 6 ) додатком топле гонцентроване сумпорне киселане у вишжу на ватрвјум-формијат?

9. У једној епрувети жаримо ватрвјум-формвјат. Примећујемо да на отвор епрувете налазв запаљвв гас. Ha крају реакције остатаг у епрувети растварамо у води и додамо раствор који садржи Са3+ јоне. Запажамо издвајањс талога. Нашшште једначине ових реакција.

10. Колиго грама цвнка се раствара у 500 cm3 20 % сирћетне квселвве и колико cm3

водоника (нормални услови) се разввја? (р = 1 g cm-3.)11. Плочида мегала из II групе ПСЕ масе 2g реагује са 6 g сирћетнс киселиве. Који je

то метал?12. Колико o n 3 раствора сумпорне квселиве концевтрацнје 1 mol/dm3 je потребно за

потпуно ослобађаље сирћетве киселине из 8 g натријум-ацетата?

13. Ацетати алумннвјума, хрома и гвожђа се користе за штављаае обсјених текстила пошто дејством водене nape хвдролизују.а) Напишите структурне формуле ових једињења.б) Напшпите једвачине потпуне хидролизе.

14. Монохлорсирћетна гиселина се добија у лабораторији реакцијом гасовитог хлора и гладијалне сирћетне киселиве у првсуству црвеаог фосфора као каталвзатора.

СН3-СООН + С12 — снаа-соон + наа) Колико dm3 гасовитог хлора (рачунато прв нормалним условима) треба узети

за реакцвју са 150 g чисте глацвјалне киселине.б) Колико je искоришће&е у овом лабораторнјском поступку изражено у процен-

тима , када се након двоструке дестнладвје добаје 135 g монохлор-сирћетве гиселиве?

15. Жарењем калцијум-ацетата ослобађа се rac интеизнвног мириса који се хлађењем кондензује. Када се на остатаг у епруветв сипа хлоридна квселвна примећује се снажно развијање raca. Увођењем овог raca у гречну воду ona се замутв. Напишите једвачине ових реахција.

16. Кахо бисте добвли:а) ацеталдехид,б) сирћетну Еиселину,в) етил-алхохол,r) етил-ацетат, полазећи од угљеника в вегашеног крсча?

17. Од којвх алкохола се оксидацвјом могу добити:

а) бутерна киселинаб) изобутерва квселива?

18. Koja једвњсил настају када смеша палмитинске и стеаринске киселинске реагује са ватријум-карбонатом?

19. Ha 5 dm3 поде дејством натријум-стеарата (сапуп) издиоЈцло ое 8 g калци- јум-отепрата. Израчунајте тврдоћу воде у немачким стеоснима.

2 0 . Колвко dm5 водоника (мерево при нормалним условима) je потребво за претва- рање 1 mol олеивске киоелвве у стеаринску киселиву?

21. У 10 g смеше олеинске в стеаринске киселине додат je бром. За потпуво засићење олсинске кнселине у овој смеши утрошево je 0,82 cm3 брома густине 3,14 g/cm3. Колико ггроцената олеивске киселвве садржи ова смеша?

22. Који алкохол оссвдацијом даје оссалну киселину?

23. Нашшште једвачнну реакцнје оксалве киселине са амонијасом.

24. У реаншји оссидације оксалне киселвне помоћу водоник-иероксида ослобађа се гас. Нагтитите једвачину реагције.

25. a) Нахшшнте соефвцнјенте у следећој једначини реасције:

(СООН)а+ KMnO* + H2SO*-------► MnSO* + С 02+ K2SO* + Н20б) За свавтнтативву авализу гвожђе-оксалата сорвсги се стандардви раствор ха-

лијум-перманганата. У Tory одређивања Fe1* јов прелази у Fe3' јон, док окса- латша јов даје угљев-диоксид. Иапшпите једначину реакцвје у киселој срсдини.

в) Колико je грама гво*ђе(11 )-огсалата оксидовано aro je аа титрацију утрошево 2 1 , 6 cm3 раствора галијум-перманганата концентрације 0 ,1 mol/dm3?

26. Молекул аскорбннске киселине (С-витамин) садрхи једву двостругу везу roja адира један молекул водоника. Колика je молекулска маса аскорбинске киселине око 13 2 g квселнве може да веже 0,15 g водоника?

27. Нашшште структурне формуле следећих једињења:а) етил-формијатб) метил-формнјатв) етнл-ацетатг) метил-адетатд) етил-пропноват ђ) иропил-ацетат

Kaco бисте имевовали ваведена једињења користећи реч естар у њиховим на- зивима?

28. Од следећнх једињења одаберите естре.а) С јН т- О - С јН ,б) СН3СН2 - 0 - Ж >2

в) С12Н23-СООСН3

29. Напишите називе следећих једиње&а.a) CH j COOCHj

Б) H C O O -C H -C H jI

СНз

в) С Н з-С Н 2 - С Н 2 -С О О -С Н з

30. Рецнте roja једињења настају при дужем загреваљу етил-алкохола са следећим једињеаима у прнсуству сумпорне киселиве:а) пропиовска киселиваб) оссална киселивав) стеаринска квселнна.

31. Наведите вазиве следећах једвњеша:

a) C H j - O - C - C H j

I />CH - O - C - C H j

o

б) C H i-СООСНз I

CH -СООСНз !

CH2 -C O O C H 3

CH j - O - C - C H j

Од којих алкохола и киселвна се могу добвти ова једињења?

32. У маслацу добвјеном од грављег млека налазв се глвцерински естар бутерне киселине. Напишите структурну формулу овог естра.

33. Како се од СаС2 може добити етил-естар сирћстне кпселине употребом само неорганских супстанци?

34. Колико грама сирћетне киселине ће ое утрошити за добијање 70,4 g етил-ацетата при практвчном приносу од 80 %?

35. Глицерил-тринитрат je естар азотне киселвне са глицеролом. Реакцвја настајања je:

СН2-О Н c h 2- o - n o 2I k o n c . H 2S O 4 I

C H -O H + 3HONGj------------ ► C H -O -N O jI - З Н ј О i

C H i-O H CHj - O - N O j

Израчунајте колвко грама глвцервна (глицерола) je погребно за добвјање 500 g глицерол-тршштрата, претпостављајућн да je естервфвкацвја потпуна.

36. Колика je заггремина вастале гасне смеше (2000 *С, 0,1 МРа) при експлозвја 500 грама глвцерол-трвнвтрата? Једначина експлозвје je следећа:2CjH 5 (0N 02)3 = 6 СО 2 + 3N2 +0,50 2 + 5Н20

37. Добвјање адетнл-салнцвлне киселвне (аспврви) однија се no следећој реакцијв:

(о)\у -он-соон

0 = С —СН3

о-оос-сн-соон 3+ С Н 3СООН

0 = С —СНз ацетилсалвцвлна киселина

Ako се пође од 5 g салицилне квселине в 4 g анхидрвда сврћетне кисслине a добвја4.5 g крвсталног естра, взрачунајте практичнв првнос у процентвма. Koja je супстанца употреблена у ввшку у овој реакцији?

38. Шта се дешава када се ацетвл-салвцилна киселнна (аспирин) загрева са NaOH? Напишвте једначину реакцнје.

39. Једна монобазна органска квселвпа С je растворена у води в твтрована je раствором натрцум-хвдроксвда. За неутралвзацију 0,388 g једиилња С угрошв се46.5 cm3 раствора натрвјум-хвдроксвда концентрацвје 0,095 mol d m '3. Израчунај- те моларну масу в формулу једвњења С.

40. Неко органско једвњење вма следећв масени удео: 83,5% С; 6,4% Н; 10,1 % О. Моларна маса je 158 g m o l'1. Израчунајте молекулску формулу в предложвте структурну формулу овог једвњеаа.

41. Алкен A садржв једну двосгруку везу. За иогпуну реакцију 0,294 g једињења A потребво je 0,560 g брома. Када се A третвра са озовом, провзвод хвдролизује a затим оксидује, настаје мовобазна киселина В. За неутрализацију 0,740 g ове квселвне утроши се 100 cm3 раствора NaOH,С = 0,100mol dm-3. Одредите форму- ле једињења A в В в структурну формулу за A.

42. Рецнте које су заједничке особине етена и олеинске киселиис.

а) при нормалним условима су течног агрегатног станл,б) не растварају се у води,в) са натријум-хидроксидом граде со,г) рсагују са бромом,д) настају из алкохола одузимааем воде.

43. Неко органско једињење непознатог састава дејством базе хидролизује a један од производа je етил-алкохол са масом од 62 % масе полазног једињења. Koja je формула овог једињења?

44. Напишите формуле сирћетне киселине, амида сирћетне киселине и амино-сирћет- не Евселине.

45. Напшпите како реагује амино-сирћетна киселина са

а) хлоридном киселином,б) натријум-хидроксидом.Објаснитс реахције.

57ПЈ«— -wlUJUUOTasri! “ W .4

12. АМИНИ И НИТРО-ЈЕДИЊЕЊА

Амини су органски деривати амонијака. Јсдна, две шш три алкил групе могу заменити водовик у амопијаку дајући примарде; секундарне, односно тсрцијарне амине. ~~

Нитро- једињења садржс нитро-групу (—N 0 2). У њима je нитро-гру- па везана прек о азота за угљеников атом за остатак молекула.

Таблхца 12.1. Називи н формуле једвоставвих амина и ншро-једињења

метанамнн, метиламин c h 3n h 2

етан&мин, етиламин CHjCHjNH j

N -метилметанамин, двметнламвн (CH3)2NHN, К-диметилметанамин, триметиламин (CHj)jN2 -пропанамин, изоиропнламин (CH3)2CHNH2

N -етилетанамин, диетиламив (CH3CH2)2NHбевзиламин c 6h 3c h 2n h 2

бензенамин, анилив c 6h 5n h 2

нитрометан CHjNO j

нвтробевзен c «h 5n o 2

ЗАДАЦИ 121. Нацртајте сгруктурве формуле следећих амино-једињења:

а) циклохексиламин,б) бензнламин,в) р-аминобензоева киселина,г) 2 -вафтиламин,д) 2,7-дихлордиетиламин.

2. Налишиге струггурне формуле следећих нитроједињеља:а) нитрометав,б) 2 -нитробутан,в) нитробензен,г) 1,3-данитробевзен,д) 2,4,6-триннтрофенол.

3. Напншнте вазнве следећвх амива:а) CH3CH2N H 2|б ) CHjCH jCHj CHjNH j ,в) CH jCHjCH jCHjN H -C H j ,г) (CjHjJjN,д) C»Hj—N Hj.

4. Напишите једиачииу рсакцијо етиламива са хлороводоничвом киселнпом.

5. Напипште стругтуре и вазиве изомервих амива молекулске формуле C*HuN.

6 . У једној групи изомсрннх амива терцијарни амини су са вајнижом тачхом кључа- ња. Објасните запгго.

7. Једињење A садржи 5,20 % азота. Остали присугни елементи су угљениж, водоник и шсеоник. Сагоревањем у сгрују ивсеоввка 0,0850 g једињење A даје 0,224 g угл>ев-диоксида и 0,0372 g воде. Израчунајте емпирвјску формулу једињења A. ,,,

i. K i8 . Органско једињеае A следећег масеног сасгава: С, 71,1%; N, 10,4%; О, 11,8%; Н,

6,7% в моларве ш се 135 g mol- 1 хидролизом вомоћу раствора ватрвјум-хвдрок- свда даје уллсту течвосг В. Састав једвњења В представљен je следећим масеним процевтнма: С, 77,1%; N, 15,1%; Н, 7,5%; a моларна маса je 93 g mol-1. По карактеру В je база в даје талог са бромвом водом. Нађвте молекулску формулу за A и В. Ha освову њиховнх реакдвја вдентификујте једињење A в В.

6 0

13. ОРГАНСКА ЈЕДИЊЕЊА СА СУМПОРОМ

ЗАДАЦИ 131. Напишите структурне формуле следећих једињења:

а) етантиол,б) пропантиол,в) 1,4-бутандвтнол,г) цвклопентантиол,д) тиофенол,ђ) натрвјум-етантволат.

2. Напипште називе следећих сулфида:а) CH jCHj - S - C H j CHj

б) C H j-S -C H jC H jC H j !в) CH2 = C H -C H 2 - S - S - C H a-C H = CH2

3. Напишите формуле следећвх твоквселвна:

а) тиосарћетва квселинаб) хексавтиоквселвнав) р-меркаптобензоева квселина

4? Реахција RX + RS N a+ -* RjS +N aX ce одввја брже од реахције RX + R O N a + - R jO+N aX .Објасвате зашто?

5. Узорах органског једињења састојв ce од угљеника, водоника в сумпора. Сагоре- вањем даје 5,28 g угљен-диоксвда, 3,24 g воде в 3,84 g сумпор-диоксвда. Одредите емпиријску формулу једињења.

6* Бензенов водоишс може бвти замењен — SOjH групом из сумпорне киселине. Процес je познат под вменом сулфоновање бензена. За колико ће ce повећатв маса ако ce пође од 50 cm3 бензена густине 0,88 kg/dm3, рачунајућв да настаје моносуп- ституисан сулфонованв дервват са привосом од 85%.

6 1

14. ХЕТЕРОЦИКЈШЧНА ЈЕДИЊЕЊА

ЗАДАЦИ141. Израчунајте проценат азота у пурину.

2. Израчунајте масу твазола која садржи исту количину азота као 15,3 g имидазола.

3. Израчунајте масу азота и сумпора у 3 mg пенвдилииа G.

4. Анализиран узорак који садржи викотин садржи 2,5 mmol никотива. Израчунајте масу никотина у узорку.

5. Како се индустријски производи:а) пирол,б) тиофен,в) пиридин?

6 . ОБјасните разлвчито понашање фурана и пнрола у реакцији са анхидридом малеанске киселнне.

7. Напишите реахцију пиролидона са етином.

8 ? Напишите реакцију синтезе амида нвкотинске киселине полазећи од пиридина.

9? Напишите синтезу индига полазећи од:а) нафталена,б) бевзена.

10? Представите синтезу кумарвна полазећи од салицилалдехида.

6 2

15. ОСНОВИ СПЕКТРОСКОПСКИХ МЕТОДА

250 MHZ H - l NMR SPEKTAR ETILACETATA

PPM

Слика 15.1. 250 MHz 'H-NM R cnerrap етил-ацетата

ПРИМ ЕР 1

Ha слвцв 15.1. првказан je ‘Н-NMR cnerrap етил-естра сирћетне гиселине (СНзСОјСјН з).Одредите:а) Број сигвалаб) релатввве внтензитете снгналав) мултиплетност појединих сигналаг) релативне интензитете мултиплетних линија.

РЕШЕЊЕ

a) три в) квартет, свнглет, триплетБ) 2 :3 : 3 r) у квартету 1:3 :3:1, у тридлету 1:2 :1

ЗАДАЦИ 15.1. У ннфрацрвеном спежтру цвхлохегсанона валази се интензивна абсорпциона трага

на 1710 c m '1. Израчунајте:а) еиергију једног фотова дотвчне радвјацвје,б) радлигу еиергије no молу фотова прелаза взмеђу два ввбрапвона вввоа.

6 3

2. ИзрачунцЈтс оноргију no молу фотона радвофреквснтпс олоктромагиетие радијади- јо NMR спектрометра, v=90M Hz.

3. Колнко сигнала се очежује у 'Н —NMR спеггрима једнњења:а) асн2сн2сзб) СН јОСНј

в) CH jOCHjCH j

г) сн3снас2н5

д) CHjCOCHj ђ) CH jCHjCHOе) CH3C » 2CHjж) (CH3)2CHCH2Br?

4. Који je одвос релативних интензитета NMR сигнала једињења в, г, ђ, е, ж вз претходиог задатка?

5. Одредите 5pqj, релатнвне интензитете, мултиплетносги 'Н —NMR сигнала као и релативни одвос ивтензитета мултиплетних лннија једињења:a) CHjCHO Б) ВгСН јСНВгј

в) СХ>зСН2СН ј .

6 4

РЕШЕЊА ЗАДАТАКА

ЗАДАЦИ 11. iH ls 1

6С Is1 2s3 2р3

gO ls 2 2 s3 2p*

2. a) H: O :H

H Hг) Н: С :С :Н

Н Н

Н Н3. a) Н :С :С :С 1 :

Н Н

Н ' O 'в) Н: С :Ć ’

Н Н

И И Нд) H :C :C :N :

н н н

нБ) H :N :H s) Н: С

Н Н

Н нд) С ::С ' ђ) Н :С

н ’ ' Н

нб) Н: С: 0:н

НН н

г) Н: С: С : С :Нн. О: Н

Н Н Нђ) Н: С : С :0 : С:Н

Н Н Н

5. ДНПОЈШИ момент неког молекула je векторски збир диполних момената веза узи- маЈући у обзир и диполне моменте слободних електронских парова на централ- ном атому (на другим местима слободни електронски парови се занемарују). Си- метрични молекули немају диполни момент. Диполи појединих веза су усмерени према електронегативнијем атому. Ha показаним дијаграмима смер резултујућег дипола (j. je означен масном стрелицом или са О.

6. јј.= q ■ 1 где je р — диполни момевт, q — наелектрисање на једном крају дипола, 1

— дужина дипола. Вредност за q je одређена с електронегативношћу халогеаа која има следећн редослед:

F(4,0) > Cl(3,0) > Вг(2,8) >1(2,5).

Уколико q 5рже расте од јода до флуора него пгго 1 опада од јодоводоника до флуороводоника, њихов производ q х 1 ће расти од Ш до HF.

7. Хомолитвчха дисодијадија je симетрично цепање атомских веза, при чему настоју слободни радикали.

*A'-yX -.2A <1

Хетеролитичка дисоцијација je асимстрично цспање атомс \ всза при чсму ое стварају јони.

A -l?-*A ® +B s : ијш' ^ — D—*Ai®-t-Вш

6 6

8. Топлотна енергија (пвролвза, гермолиза), радвациона енергија (фотолиза, радво- лиза), хемијска енергија, механичка енергија.

9. Еиергија фотона таласне дужине X je

h cТ'

Енергија 1 мола фотона таласне дужине X je

E = h v = -

h -cE = - . N ,

где jeh = 6 ,6 2 x lO -M J sc= 3 х IO10 cm s“' = 3 х 10' m - s ' 1

N = 6,023 х 10ЈЗ т о Г ‘6,62 х IO- 3 4 J • s х 3 х 10a m ■ s~* х 6,023 х IO23 mol

600 х 1 0 ~’ m ~~E = 199,4 kJ за жуту светлост E = 299,0 kJ за љубвчасту светлосг.

h -c -N10. Х=-

кXci,=492imi

XBr, = 620nm

11. a) Следећа два нзомера су могућа:СНзСНзСН јСНз -С Ј

1-хлорбутанA

СН3 СН3 С Н -С Н 3

a2 -хлорбутан

ВСупсгитуција једног примарног Н атома од могућих 6 даје A, а супституција једног секундарног Н атома од расположивих 4 даје В. Дакле, взомери A и В настају у следећвм односима:А:В = ( 6 х 1):(4 х 3,9)A: В = 6 : 15,6

•/.A- - • 1 0 0 = -6 + 15,6

- • 1 0 0А +В

%В = 100 — % A A = 28 %В = 72 %

б) Следећа два изомера су могућа:(c h 3)2c h c h 2ci ( с Н з ) з С -а1-хлор-2 -метилпропан 2 -хлор-2 -метвлпропан(взобутил-хлорвд) (терцбутнл-хлорид)

С DСупсгитуција једног првмарног Н атома од могућих 9 даје С, а супституција једног Н атома даје D.C :D = (9 х 1): (1 х 5,1)С :D = 9 :5,1 С = 64 %D -3 6 %

d) едедећа чотири взомера су могућа: (C H s h C H jC H j-a

Е

(СНз)јС Н - С Н - С Н зIa

2-хлор-З-метил-бутанG Н

E:F:G:H = (3 х 1):(6 х 1):(2 х 3,9):(1 х 5,1) Е : F : G : Н = 3 : 6 :7,8:5,1

Е = 13,7 % F = 27,4 %

G = 35,6 % Н = 23,3 %

12. Могући изомерн су: (СНз)јСНСНј - В г и

A(СНз)зС-Вг

вСтатистичха расподсла A : В = 9:1 помножена релатшшнм рсахтивностима А :В = 9 : 1600 одавде jeA = 0,6%, В=99,4 %.

13. а) -4212 kJ m ol'1, б) -2203 kJ mol-'14. а) — 486 kJ mol-1 б) 108 kJ mol-1 в) за метан — 75 kJ mol-1, за етен

4-52 kJ mol-1 г) —137 kJ mol-1 д) —55kJmol-' ђ) за пропан (g) —104 kJ mol-1, за n-бутан (g) —126 kJ mol-1 e) за мстанол (1) — 239, за етанол (1) —278, за етил-етаноат (1) -463, за цихлохексан (1) —156 kJ mol-1.

15. 52kJmol-‘16. а) —891 kJ mol-1,

б) 1) -1,43 х 10s kl, 2) —2,97 x 104 kJ, 3) -4,80xl0*kJ17. 416 kJ mol-118. а) за етан — 76 kJ mol'1, за етен 4-48 kJ mol-1 б) — 95 kJ mol-1 в)

— 200 U mol-1 г) — 343 kJ mol-1 д) 4-264 kJ mol-1, разлика jc тзн. „енергија делокализацијс веза“ ход бензена ђ) 4-136 kJ mol-1, за 28 kJ mol-1 снергија je всћа од енергије сагореваља бутадисна, тј. за толико je стабшшија због делокалшације веза е) 1) -|-74kJ mol-1, 2)— 20 kJ mol-1, одвија ce реакција под 2).

19. 124JK-‘mol-'20. 96,3 ЈК -' m ol'121. a) —2,91 kJ mol-1, b) 4-2,91 kJ mol'1, trans изомср jc стабшшији.22. б) 1) — 600 kJ mol-1, 2) — 630 kJ mol-1, 3) сисргија всза imjc иста 3U

различита јсдињсња, 4) снсргија дслокализацијс всза.

23. б) 1 ) опада, 2 ) опада, 3) растев) АО je негативно г) —121 JK ' 1 mol' 1

24. б) 40 % пропан, 60 % буган в) 60 кЈ mol' 1

25. б) AU в) -5161 кЈ mol' 1 г) ДН (AV je негатавна)

ЗАДАЦИ 21 . a

2. 6

3. a

4. a) C H j- C -----C -C H a -C H j

CHj CHj

CHj CHj

' 1 6 ) CH3 -----С Н -С Н -С Н з

CH3 СН3

СН 3 СНз CH jCHj

в) СН3СН2 - С Н - С -----С Н -С Н 3 - С Н 3 г) СНзСНј - С Н - С - С Н ј СНјСНз

C H j С Н ј СИз СНз

CHj

д) С Н 3С Н -С Н 2-С ---- СН2СН2СН3

СНз СН2СН3

е) С Н 3 -С Н -С Н -С Н 2 С Н 3

CHj СНзСНј

5. a) CH3CH2CH2CH2CH2CH3

хексан2 прим. С; 4 сек. С

B) CH3CH2CHCH2CH3

CHjЗ-метилпентан 3 прим. С; 2 сек. С; 1 терц. С

д) СН ј - С Н - С Н - С Н ј

CHj CHj 2,3-диметилбЈтан 4 прим. С; 2 терц. С

ђ) CH3 - C H - C H 2 - C H 2 - C H - C H 3

CHjCH j

CHj

ж) C H j - c - c H i - a i - c H j

CHj CHj

б) CH3CHCH2CH2CH 3

CHj2 -метилпентан 3 прим. C; 2 сек. Q 1 терц. C

CHj

r) CH3 - C - C H 2 - C H 3

CHj2 ,2 -диметилбутан 4 прим. C; 1 сек. Q 1 кћатр. C

6 . 5.45 kg CO*

6 9

7. o) C 3m б) C 3HtO в) C2 H5NO

8 . С 3 Н .

9. С 5 Н1 3

10. C H * + 0 3 = C + 2H jO (чађ)CH* + 20 j = C 0 j+ 2 H 30 (топлотна енергвја)2СН* + Ој = 2СО+4Н ј (синтетички гас).

11. 1:9,5.

12. У свом саставу истовремено садржс материје које обезбеђују сагоревање и које сагоревају.

ЗАДАЦИ 31 . a) 2 -метил-2 -пентсн

б) 2,2,5-триметил-З-хексенв) З-метил-1-пентенг) 2 -метилпропен

2 - 6 , д

3. a) С јН 5ч /С Н 3

д) 1,3-хексадиен-5-ин ђ) З-пентен-1-ине) 1 -пентен-4-инж) 4-винил-1 -хептеа-5-ин

> - <W 'Нcis-

С2Н 5Ч / Н

н > С- < с „trans-

б ) изопентени немају геометријсхе изомере.

СН3

4. a) СН 3 С = С Н С Н -С Н С Н 3

СН 3 С 2 Н5

в)

б) н ас = с н - с = . с н - с н 2- с н = с - с н 3I I

СН 3 СН 3

- с 2н ,- с н 3

5. a) CH 3 - C H - C = C H j б)I I

СН , СНз

®)

с и / \ i

6. Нема изомервје код: a, б, г, сп-ггољг-изомерија: 6.

7. cis-trans-uioMepc имају: б, г, е, i, л, м.

. 0 1 = .с н ј - ( ј:н / т Н јШ зШ з

СНз

8 . СНјСН 1 СН 1 С Н = С Н ј ♦ с н 3с н 2с н 2с н = о + с н 2» о2. Zđ/C H jLOOH

1 - пентен

CH 3 CH 2 C H -C H C H s у ~ - С Н 3 СН3СН = 0 + СН 3С Н - 0

2- пентен

7 0

C H j- C H - C H = CH i

З-метил-1-бутен

t. Оз___________2. Zn/СНзСООН

CH 3

с н ј - с н - с н = о + с н 2= о

СН 3

СН3 С=СН СН з 2 . Zn/CHjCOOH 2 -метил-2 -бутен

CHjI

СНзС = 0 + СН3СН = 0

CH2 = CCH 2CHj

2 -метил-1 -бутен

!.О з___________2. Zn/CHjCOOH

СН 2

ОII

0 + СН3 —С —СН2 —СН3

9. Незасићени угљоводоници обезбојавају раствор брома у угљен-тетрахлориду као и раствор калијум-перманганата.

10. CaClj, силикагел, Р 20 5.

1 1 . Сгабилност ових једињења првенствено je одређена степеном супституције (бро- јем метил-група) a не стерним ефектима (релативно мала метил-група не захтева велики простор). Из тога следи следећи низ no расгућој сгабилности:

CH2 = CH j<M eCH = CHj<M eCH = C H M e<M ejC =C H 2 <M e2C =C H M e< <М е2С =С М е2

12. a) CH3 - a i - C H = CH2 б) СНз-С==СН 2

I ICH j СНз

в) СН 2 = С - С Н 2 - С Н 3 г) C H j- C = C H - C H 3

CHj СНз

13. б, г

14. б

15. д

16. а

17. г

18. 2879 g C2H 5Q

19. 1 mol Вг2 тј. 160 g

j-j® Ф20. СН 3 - С = С Н 2 ------ > СН3 - С - С Н 3

Ć U , СН з

CHjФ I ©

СН з- С - С Н ј + СН 2 = С - С Н з - СН ј- С - С Н 2 - С - С Н з1 I I IСНз CHj a i j CHj

CHj CHj

—H* I I--------- * СН ј - С - С Н = С - С Н ј + СНз- С - С Н 2 - С = С Н 2

I I I ICH j CH , CHj СН з

1rxnrtrw

Озоиолшом (Oj, затим Za + CH3COOH) први алкен (2-алхен) даје адетон a други алкен ( 1-алкев) даје формалдехвд.

21. Релативна молекулска маса С6Н 12 je 84. Један мол хексена троши 1 dm3 раствора брома, a 0 ,0 1 mol хексена утрошиће 1 0 cm3 бромног раствора.

22. Еквиваленто je 5 cm3 раствора Брома са 0,005 mol хексена (види претходни зада- так). 35ог тога l g смеше садржи 84 x 0,005 = 0,42 g хексена и 0,58 g хексава. Одговор: 58 %.

23. Ha 1 mol пентена се троиш 22,4 dm’ Н2. Због тога 1 dm3 водоника je еквивалентан са =0,0446 mol пентева. Моларва маса С3Н 10 je 70, a то значи да се у 5g смеше налази 70x0,0446 = 3,12 g пентена, пгго у процентима износн

^ј ^ х 100 = 62,4% пентена.

24. a) CH 2 = CH2 + HBr СН3 - С Н 2Вг

СН2 = С Н -С Н 3+НВг - СН3 - С Н - С Н 3

Br

СНз = СН —СН2 —СНз + НВг -► СНј - С Н - С Н з - С Н ј

Br

СН з—СН = СН —СНз + НВг - СН3 - С Н 2 - С Н - С Н 3

Br

5) СН 3 = С -С Н з + НВг - С Н з -С В г-С Н зI I

СНз СНз

СН 2 = С - С Н 3 + НС1 - C H j- C C l- C H j

СНз СНз

СН 2 = С - С Н , + НОН -> CH ,N I CH 3 -

CH j СН 3/

3\С Н з^ С -О Н

в) CH2 = C H -C H = CH2 +Br2 -♦ СНз-СН = СН -СН зI IBr Br

CH2 = C H -C H = CH2 + 2 Br2 C H j-C H -C H -C H 2

I I I IBr Br Br Br

г) CH2 = C -C H = CH2 +Br2 -♦ СН2 -С В г-С Н = СН2 + СН2- С = С Н -С Н 2I I I I I ICH з Br СН з Br СН з Br .

СН2 = С—CH = CH2 + 2Br2 -♦ СН2 -С В г-С Н -С Н 2I l i l i

CH з Br CH 3 Br Br

CH2 = C -C H = CH2 + HBr - СНз-СВг—с н = с н 2 + с н 2 = р —<^н —СН8

СН3 СН3 СН3 Br

СН2 = С -С Н = СН2 + 2НВг - C H j-C B r-C H -C H jI I I

СНз CH, Br

т з г

25. (CHj-C-CH-CHi).a

26. 81,2 g ацетилен н 443,8 g хлор.

27. 55%

28. Етен и ацеткпен адирају бром. Етан не адира. Адетилен гради сребро-ацетилвд са амонијачвим раствором сребро-хлорида, етен не реагује.

29. а) СН ј - С Н 2 - С з СН 1 -бутин

б) СН3 - С Н 2 - С Н 2 -С = С Н 1 -пентин

СН ј - С Н - С з СН

СН3

З-метил-1-бутнн

ц) СН3СН2СН2СН2С =С Н 1 -хекснн

C H j—СН2 —С з С —СН2—CHj 3 -хексин

CHj

СН з- С Н ј - С Н - С = СН З-метил-1-пентин

CH j —С = С —СН3

2 -бутин

СН ј - С Н 2 - С = С - С Н ј2 -певтин

СНјСН2СН2С з ССНз 2 -хексин

C H j- C H - C H 2- C = CHICH j

4-метил-1 -пентин

CH j

С Н з - С - С = С Н

CHj3,3-диметил-1-бутин

30. Адиција водониковог јона тече no Марковниковом правилу

Н 'С Н ,-С з С Н - C H j- C = C H 2 С Н з -С = С Н 2 ^ С Н з - С - С Н з

он о31. а) 56gm ol-‘ б) С*Н„ ц) СН3СН2СН =СН 2 СН3-С Н = С Н -С Н 3

1 -бутен 2 -бутен

32. 33% етилен, 67% ацетилен, 17,2mol HC1

33. 6 mol H Q

34. Зато што су реактввни, незасићени, маломолекулнн угљоводоници- PVC, полие- тилен, хлоропрен, изоореа, бутадиен итд.

ЗАДАЦИ 4

СНјСНјСНј СНј - С Н - С Н ј1 .

7 3

H j

c 2H, CiH,

СНз

сн

СНз

:Нз

CHj2. 86,15 dm3 Н 2

3. 0,24 g бензен

4. 50%

5. C6H*Br2, дибромбевзев

6 . a) витрује себ) супституција халогевав) не реагује

1. Иафта je смеша угљоводовика. Различити угљоводошци имају различиту тачку кључања.

2. Што je нафта светлија и мање вискозва, пш е je старија.

3. Сумпорна Еиселнва реагује са незасићеним угљоводоницима при чему настају производи који сс растварају у сумпорној киселинв која се иначе ве меша са бевзивом.

4. 1. извад сумпорве кисслине, 2. изнад воде, 3. мешају се.

5. Бвљва уља су естри глицерива са везасићевнм маснвм киселинама. Миверално уље je смеша развих угљоводовика.

6 . Натријум-амалгам реагује с водом при чему се развија водоввх.

7. 12,3 m3 ваздуха.

8 . 44,9 103 kJ.

9. У дизел-моторима гориво се распршује. Смеша, распршено уље-ваздух, запади се услед ослобођења топлоте због компресије (самозапаљивање).

10. 5 Pb + 4 Na + 4 C jH 5Cl = Pb(CaH5)* + 4 N a d + 4 Pb.

11. CH* + C H i- C H » C H i CHj —СНз + С Н з-С Н з СНј-С Н з-С Н -С Н , + И ј

CH j

8 . 8 8 , 8 g витробевзев

ЗАДАЦИ 5

З А Д А Ц И 6

1 . a) р-хлортолуен, б) бензил-хлорид.

2 . б)

3. a) 6-хлор-2-метил-3-хептен

б) 3-бром-3,4-двметилхептан

в) 2,2,4,5-тетраметил-3,4-ди5ромхексан.

4. a) СН 3СН2СН2С12 CH3CH2CH2CICH2a CH3CHClCH2CH2a1,1-дихлорБутан 1,2-дихлорбутан 1,3-двхлорбутав

асн2сн2сн2сн2а1,4-дихлорбутан

СН3СН2СС12СН3

2 ,2 -днхлорБутанСН3СНС1СНС1СН3

2,3-дахлорБутан

сн3I

Б) сн3-с н -с н 2а 21 , 1 -дихлор-2 -метилпропан

СН3

СН3 - CC1 - СН2С1 1 ,2 -дихлор-2 -метнлпропан

acH2-cH-cH2a1 ,3-дихлор-2-метилпропан

5. а) HI je јака кисела и може да протонује С2Н5ОН, при нему се успоставља следећа равнотежа

С2Н 5ОН т±С2Н 5ОН2 +1.

Попгго je ОН 2 добро одлазећа група, одвија се следећа реакција:

© © I ec 2h 5o h 2 **h 2o + c 2h s ------- *C2H5I.

б) HCN je слаба киселина, не настаје протоновани алхохол. Надал>е, ОН група je слабо одлазећа група и због тога се не одвија никаква реакција.

6 . а) Вг2 б) A gN 03/eTaHcm в) Br2 шга AgNOj/етанол

7. г) 1,2-дибромбутан

8 . Засићени бромни дервват

9. 0,44m olBr2, 0,44molBr2, 0,88 molВг2, 0,88 molBr2

з а г р с в а њ е10. a) СН3СН2СН2СНС12 + 2 К О Н --------- ► C H 3- C H 2 - C = C H + 2H20 + 2KC1

1 ,1 -дихлорбутан 1 -бутинaI загреваљс

б) СН3СН2 - С - С Н + 2К О Н ----------► C H j—С = C—СНз + 2Н20 + 2КС1

a2 ,2 -дихлорбутан 2 -Бутин

загревањеСН jCH j - С=СН + 2Н jO + 2KC1

1 -бутин(1 ,2 -Бутадиен не насстаје)

та'

d) С Н ,С Н ,-С Н -С Н ј + 2К0Н

a a1 ,2 -дихлорбутан

загреаа&ег) СН ј - С Н - С Н ј - С Н 2 + 2К О Н -------- » С Н ^ С Н -С Н = СН2 + 2Н20 +2KC1

1,3-бутадиенa a

1,3 -дихлорбутан

д) CH 3 - C H - C H - C H j + 2KOHI I a a

загреваае— -----*CHj = C H -C H = С Н ј + 2Н20 + 2КС1

1,3-бутадиен

Загључах: Из геминалних дихалоген-алкана настају алкини, при чему су терминали алкини мање стабилии. Из вициналних дихалогенида алкини настају само у случају када нема могућдости за настајање конјугованих диена.

ЗАДАЦИ 7

1. Структурна изомерија: а, 6 , вГеометријска (cis-trans-) изомерија: г, и Оптичка изомерија (енантиомери): д, е, ж Кето-енол таутомерија: ђ Оптичка изомерија (диастереоизомери): з

а-г, ђ, и, ла) С3Н 7- C H - C jH j

1

6 ) С2 Н 5 -С Н -С Н з1

1

СН 3 онв) СзН ј - С Н -С Н з

OCHj

4. Хиралви су: 6 , е; г.

ЗАДАЦИ 8

1. а) З-метил-1-бутанол,Б) 2,4-диметил-З-пентанол,в) 2 -етил-2 -бутен-1 -ол,г) 1,4-бутандиол.

ОНI

2. а) СН ј - С - С Н - С Н 3 - С Н зI I

CHj Сј Н ј

OH

б) СН ј - С Н - С Н - С Н - С Н з

СНз СНз

3. a) редухцијом апетоваБ) редукцијом валералдехида (пентанал).

4. Редугција метил-изопропил-кетова СН 3 — С —СН — СН з

О CHj

5. a) дехвдратацијом са конц. H 2SO*б) помоћу Благог сжсидациовог средсгва, нпр. CuOв) помоћу јачег оксидапионог средства, нпр. KMnO* у киселој срединиг) Бутанол + Бутерна гиселина доБијева под д) + сумпорна киселина

6 . a) и Б) јер су терцијарни алкохоли

7. ОН ОНI

ОНiј

—OH1 1

II—ОН 1 JIч / % /

i

OH1 ,2 - 1,3- 1,4-дихидроксибензен

(оршо-) ( мета- ) (п а р а -)

8 . 1 а > в > Б1 1 ц > Б > г

9. Целисходво je користити висохи притисаг (20 МРа) пошто je процес праћенсмањењем запремине тако да високи притисак погодује тоху реакције.

10. У обе епрувете стави се безводни Бакар(П)-сулфат. Он ће у епрувети у којој се валази алкохол са водом апсорбоватн кристалву воду в оБојиће се у плаво.

1 1 . He одговарају: ковцевтрована сумпорна киселина (одузима воду од алкохола), калцијум-хлорид (везује алкохоле). Друга два једињења се могу користити за сушење алкохола.

12. 3840 cmЈ

13. a) С Н з - С - С Н з С Н з -С Н -С Н зII Iо он

Б) CH2 = C H -C H 3+HjO СН3 - С Н - С Н 3

OH

14. a) високи притисак, б) 0,165 kg

15. Феноли су једињења код којих се хидрохсилна група непосредно везује за Бензен- ски-. односно ароматичви прстев. Ароматичнв алкохоли имају хидроксилну групу у Бочвом низу.

16. Запажа се различити степен днсоцијацаје.

17. Базав — долази до хидролизе.

18. Уводи се угљен-дисиссид. Пошто je угљена киселниа јача киселина, ослоБађа се февол из фенолата.

ЗАДАЦИ 9

l . a ) етил-метил-етар

б) диетил-етарв) етнл-винил-етарг) циклопентил-фенил-етар

2. a) C H j- C H - O - C HI

CHj

СН3

[\ СНз

б) CHj - C - C H j -C H jI

OCHj

в) CHjCHjO -C H jCHjCHj

CH jг) Х Ш - О - С Н ј -С Н ј -С Н ;

с н /

д) 1,2-епокси-З-хлор-пропан ђ) тетрахндрофуране) стиленоасид

CHjI

Д) СјН ј - О - С - С Н зICHj

ђ) СНз - С Н ј - С Н з -О НI

OCHj

е) СНз = С Н - 0 - С Н = СН2

ж) СНј = С Н -С Н ј - 0 - С Н ј -С Н = СН ј

3) R —СН = С Н —R +ВгзССЦ

R — CHBr — CHBr — R

R _ CC1* —\ Y ° R + Br> ------- ^ L ^ + HBr

Код арил-етара одвија ce супститудија и ослобађа ce бромоводоншс, a код уобича- јене реакције незасићених једињења бром ce адара.

\ з Н - С Н з - С - С Н 3 / II - '

о

ЗАДАЦИ 10

1. a) CHjv.

СН3

СНзI

в) C H j—C H j—СН —С —CHjII

о

д) H jC = C -C H OI

CHj

2. a) 3,4-диметил-пентанал,б) 4-Јшдрокси-2-пентанонв) 4-метил-3-пентен-2-оиг) З-бутен-2-он.

б) CHjI

C H j-C -C H OI

CHj

r) f V CH- ? - Ao X /

8 0

6 . a) CHjCOOH+NaOH - CH3C 0 0 N a + H 20б) 2CH jCOOH + N ajCO 3 - 2CH3C 00N a + H20 + C 0 2

b) 2C2H 5CXJOH + Mg (C2H 5COO)2M g+ H 2

г) C 3H 7COONa + HCl -+ C3H7COOH +NaClд) 5HCOOH + 2KMnO* + 6HCI -» 5C 02 + 8H20 + 2KCl + 2MnCl2

ђ) C H jC O O A g+ H a CHjCOOH + AgClе) 2Al + 6 CHjCOOH - 2(CH3COO)jA1 + 3H2

7. Мравља квселиваa) 2KMnO* + 3H2SO*=K 2SO*+ 2MnSO*+ 3H20 + 5*0'

5HCOOH + 5 "0 ' 5C02 + 5H206 ) 2[Ag(NH3)2](OH) + HCOOH - 2Ag + 2H20 + C 0 2 +4N H 3

b) HCOOH - C 0 + H 20

8 . а) Разблажена сумпориа киселина ослобађа слабију населину:2NaOOH + H 2SO* -* 2НСООН + N a2S04.

6 ) Концентрована сумпорва киселнва одузима воду од ослобођенс мравље кисе- лине:

-н 2оHCOOH --------— .CO

9. 2HCOONa -► (COONa)2 + H 2

(COONa) 2 + Ca2t - (COO)2Ca + 2Na+

10. 54,5 g Zn, 18666,7 cm3H 2

1 1 . Калцијум

12. 48,8 cm3 H 2SO*

13. a) Al(OOCCH3)3; Ct(OOCCH3)3: Fe(OOCCH3) 3

6 ) Al(OOCCH3)3+H jO A1(OOCCH3)2O H +C H 3COOH Al(OOCCH3)2OH + H 20 ** Al(OOCH3)(OH ) 2 + CH3COOH A1(00CCH3)(0 H ) 2 + H20 ** Al(OH) 3 + CH jCOOH

14. a) 56.02 dm3 6 ) 57,1 %

15. (CH3COO)2Ca - CaC03 + CH3COCH3

C aC 03 + 2HCl - CaCl2 + H 20 + C 0 2

C 0 2 + Ca(0H ) 2 - C aC03 + H20

16. a) 3C + CaO = CaC2 + COCaC2 + 2H20 - C2H2+ Ca(OH) 2

C2H 2 + H 20 CHjCHO

б) CH 3CHO - i - U CH jCOOH H 2

b) CH3CHO ---- -> C2H 5OH

r) CH3- c € ° + C2H3OH CH3- c € ° + H 20X)H X ) - C 2H 5

17. a) бутил-алкохолб) изобутил-алкохол

18. N a-палмитат, N a-стеарат, угљев-двохсид и'вода.

19. 14,8 иемачких степева

20. 22,4 dm321. 45 % олеивске киселиве22. СН2-ОН

СН2-ОН

23. (COOH)j + 2NH3 - ICOONH*

COONH*24. (C00H)2+H20 2-» 2H20 + 2C02

25. a) 5(C00H)2 + 2KMn04 + 3H2S04- 2MnS04+10C02+K2S04 + 8H206) 6KMn04+lOFe(COO)2+24H2SO4=5Fe2(SO4)j +

+ 3K2S04 + 6M nS04 + 20CO2 + 24H 20b) Ha основу једвачине под a) 6000 cm3, 0,1 mol/dm3 раствора KMn04 pearyje ca

g гвожђе-оксалата. Према томе 21,6.cm3 pearyje ca xg гвож-ђе-ох^алата.

„ 21,6x10x143,8 ^X~ K)"x 6000 8 ре-°*салатаx —0,52 g гвожђе-оксалата

26. 17627. a) H-COO-C2H5

етилестар мрављс киселннеб) H-COO-CHj

метилестар мравље еиселинев) СНј—СХЗО—C2Hj, етил-естар сврћетне киселинег) СНз—СОО —CHj, метил-естар сирћегне киселннед) C2Hj — COO — С2Н3, етил-естар пропионске киселиве ђ) СНз—COO —С3Н7, пропил-естар сирћетве киоелине

29. a) метил-ацетат (метил-есгар сирћетне хиселинс)Б) изопропил-формиат (нзопропнл-естар мравље киселиие) в) метил-бутират (метл-есгар бугерне киселиве)

30. a) етил-пропионат,б) дветвл-оксалат,в) етнл-стеарат.

31. a) глицерин-триацетат (грнцерижзси ecrap сирћетне киселнне), добијаше: сирћст-на киселине + глицерин (глицерол)

б) триметвлсстар пропантрикарбонске киселине, добијање: пропантрикарбонска гаселина+метилалхохол

28. б, в

33. CaC2+H20 - НСзСН + Са(ОН)г

8 2

CH=CH + HiO СНз-СНО °КСИДа ]а» СНзСООНацеталдехид CuO сирћетна гиселина

С Н ,-С Н О — СјН јОН”Н”

СН 3СООН + С2 Н 5ОН »

34. 60 g сирћетна киселина

етил-алкохолСН3С0 0 - С 2Н5 + Н 2 0

етил-адетат

36. 202,6 g глицерол

36. 2978 dm5

37. Принос 72 %, м о л с е и однос полазних супсганци првближно je један ( а д е т а н х и д -

рид се налазн у визпку).

- r ) - 0 - C O - C H 3

-соон + 2NaOH-O H-C O O N a + C H jC 0 0 N a+ H 20

39. 8 8 g m ol-1, C3H 7COOH

OCHj

40. C1 1 H 1 0O;

1 \ J% / \ 7

41. A je C e H u СН јСНјСН=СНСН јСНз B je C2H 50 0 2H

42. б, г.

43. Релатнвна молегулска маса алкохола С2Н 5ОН je 46. Даклс, релативна молекул- cra маса полазног једнњења roje je вероватно естар:46 62 %х 1 0 0 %х=74Други производ хидролизе je киселина. Један mol есгра за хидролизу троши 1 mol воде. Из тога мохемо израчунати релативну молекулску масу киселине 74+18 = 92 9 2 -4 6 = 46Релативна молекулска маса киселиие je 46. — СООН група има масу 45. Тражена киселвна je НСООН, тј. мравља киселипа; формула естра je НСООС2Н 5.

44.

сирћетна гиселина ацетамид

сн2-с ^ °I \>н

N H iпрагти-шо не

постоји

Нl_

Н—N®—CH j—СI

. н©

ГЛИЦИН„цвитерјон1*

45. [H 3N +- C H a-C O O -]+ H * + CT - СГ H 3N + - С Н 2-С О О Н глидин

Дејством хлоридне квселинс карбоксилатна група глипш л прима протон.

Na® + OH® + H,N® — CH2 -C O O 0 - H -O H + H 2N -C H 2-C O O N a 0

У odoJ реакцији —NH3 цвитерјона предаје протон хидроксидном јону.

ЗАДАЦИ 12.

1 - a) N H 2

\ У

б) ^ - C H 2 - N H 2

Ч /

2. a) CH jNOj

б) СНзСНј СНСНз

n o 2

^ - N O j

Ч .

в) H2N - ^ ^ - C O O H

Г)Ч / Ч /

д) n h (c h 2c h 2 cj) 2

n o 2

A .Ч /

no2

OH

д) OjN - ^ - N O j

Ч /

3. а) етиламинб) бутиламинв) N-метилбутиламинг) триетиламинд) анилин

0

4. c 2H3-N H 2+ H ® + a e - c 2H3NH3 + a e

5. CH 3CH2CH2CK2NH 2 c h 3c h c h 2n h 2

Iбутиламин СН3

изобутиламин

N 0 2

n h 2

IСНзСН2СНСНз

s-бутиламин

СНз

СНз

С Н з - С - С Н з

NH2t-бутиламин

CH jCH2CH2NHCH 3

мет влпропиламинCHjCH2NHCH2CH3 CH3CHNHCH3 (CH3)2N C 2H j

диетиламин изопропилметил- етилдиметилами-амин

(. Присуство водоничне везе взмеђу молегула повсћава тачку кључања једињења.

Примарнв (—N H 2) и секундарни амвнв (^>NH) могу формирати водоничне везе, док терцијерни аминн (y>N—) не могу. Због тога t-амини вмају најнижу тачку гључања унутар једве групе изомерни* амина.

7. C16H1303N

8 . A je CeHs>ON NHCOCHj B je C 6H ,N

ЗАДАЦИ 131. a) CH3CH2SH

б) CH jCHjCH jSHв) H S -C H 2CH3CH2CH2-S Hг) Г "

2. a) диетил-сулфидБ) метилпропил-сулфид в) диалил-дисулфид

вSHOH

5) СН jCH jCH 2СН 2СН jCOSH

4. Ове реакције спадају у нуклеофилне супституције:

RZe r ^ R —X - R - Z - R + X 9

Пошто je алкилсулфидни јон, RSa, јата нухлеофил од алкоксидног јона, RO9 прва реахција се одвија брже од друге.

5. C*HyS,

nco, = = 0 , 1 2 mo.

пИј “ = 0,06 mol

nHjO=-jg- = ° . 1 8 m o 1

х :y : z = ( 0,12) : (2 х 0,18): (0,06) x :y :z =2 :6 : 1Емпиријска формула je CiH<,S.

6. 38.36 g

ЗАДАЦИ 141. 46,67 % N

2. 38,26 g

3. 8,37 % N; 9,57 %S.

4. 405,5 mg.

*> oфуран

Hпирол

85

б) С Н а-С Н —CH = CH, + 2S

1,3-бутадиен

600'С <^>+н,зтиофен

в)2С Н 3С Н = 0 + H 2C = 0 + NH3 -» |'

етанал метадал амонвјак пвридинО

6 . Фуран и пирол су хетероциклична једињења код којих електронски пар са хетеро- атома учествује у изградњи ароматичног п-елеггронског сехстета. Ароматични характер, односно диенсхе особине зависе од електронегативности хетероатома. Код фурана у рсакцији са анхидридом малеинске киселине доминира диенски карактер и настаје диенски адукт:

Пирол, за разлику од фурана, има изразити ароматични карахтер и не долази до диенске сшггезе него се пирол, чувајући електронски секстет, адира на анхидрид малеинске киселине:

ОII

, '/С\ + » о

I ч с ^н II

+н2о ^ Л -с н -с о о нN K I

ј[ СН2-С О О Н

^ C H a - C H j

н,с C = 0 + HCsCHOH£

H3C -C H 2/ \

'N 'Iн

-+ HjC c=o\ N - ^

ICH = CHj

N -ввни л-пиролидон

8- Г Л + н 2SO* ------ ^ j ^ V 8 0 *«+NaOH

\ N^ - Н ^ ° % / -H jO

SO'Na +NaCN/400*C CN + H 20/H®—N a2SO} ^ n /

У једном другом поступку полази се од техничког (5-пиколинаоксидуЈе до ннкотннсхе киселине, која се затим преведе у амид.

0

IIOII

, .> m v2o3 ^ V / c \ (NH*)2co3 ^ \ Л \------- ♦ 1 fl O -------------- ♦ 1 II NH -*■

% / \ f % / \ / \ / ^ q /IIIIo II

0

анхидрид фталио кисолиио фталимил

4N H j

— л - < „^ N H ,антранилнаЕиселина

c ic h 2c o o h А -с о о н ___-н а * ~NH—сн2 -jcooH

фенил-глицив-О-карбонскакиселина

NaOH, 200‘С -C O j, -HjO*

с

\СН2

.N/Iн

индоксвл

О Н

6 ) ^ NHQ3 /H 2 SO4 ^ \ j _ N 0 2 Редукција

нитробензен аавлин

CHaO + HCN ^ - N H - C H j - C N н з° / н ® ^ - N H - C H j -C O O H - Н 20 \ / % /

0II

NaNH3 / \ / С ' 4 [O2 ]-------------------—» I Ii ĆU ј ----- индиго200° С % / \ ^ /

1н

ИНДОКСИЛ

10. СН3 — С ^ _ Na-ацетат

^Хн +анхидрид сирћетне кумарин

киселине

ЗАДАЦИ 151 . v=1710cm ~l (таласни број)

v = c v = 3 x I O 10 cm -s" 1 х 1710 cm_1 = 5 1 3 x 1013s_lа) E - h - v - e ^ x l O - ^ J - s x S . n x l O 'V ^ . M x IO" 20 J

б) E «3 ,40x 10-” J х 6,02 х IO23 mol- 1 = 20,4 kJ т о Г 1

2. E - h v - N * ^ , 6 2 x 1 0 ” J x s x 9 0 x 106s_l х 6,02 х 1023 mol - 1

E «3,59 х 10' 1 J • т о Г \

3. в) Једап ош тлБ) Један сигналв) трн сигналаг) четири сигвалад) један сигнал ђ) трз сигналае) два сигналаж) три сигнала

4. в) 3 :2 : 3 г) 3 :1 : 2 :3 ђ) 3:2:1е) 1:1ж) 6 : 1 : 2

5. a) два снгнала, релативни интензитети 3:1 (СН3 : СН), мултиплетност

СНз — с н = одублет квартет

1 : 1 1 :3 :3 : 1

б ) два сигнала, релативни интензитети 2:1 (СН i : СН), мултиплетност

ВгСНј ----СНВг2дублет триплет

1:1 1: 2:1

в) два сигнала, релативни антензитети 2: 3 (СН2 : СН3), мултиплетностCD з---- СН 2'—— СН з

квартет триплет 1 :3 :3 : 1 1 : 2 : 1

ПРИЛОЗИ

Таблида 1. Енергије неких хемијских веза у kJ mol~'

н - н 436 H - F 563

C(s) атомизације 716 H -C l 432

С - С 348 Н -В г 366

S i-S i 187 H - I 299

N - N 159 с - н 416

0 - 0 143 S i-H 295

F - F 158 N - H 391

C l-C l 243 P - H 322

B r-B r 193 0 - H 463

I - I 151 S -H 368

n и п 612 с - н 292

c = c 837 C - 0 360

N - N 418 C - f 443

N = N 946 C -C l 338

0 = 0 496 С -В г 276

c = o 743 C - I 240

Таблшш 2. Сгаидардне енталпије стваранл је/шњења, ДЛ° [кЈ mol'1]

СШ (g) метап -75 HjO (g) вода -242

C2H2 (g) ацстилсн + 227 Н20 (1) вода -286

CjH* (g) етсн + 52 Н20 2 0) водоник-пероксид -188

C2H6(g) етан -85 CO (g) угљен-моноксид - 1 1 1

CjH« (g) пропен + 2 0 COj (g) угљен-диоксид -394

C,H,(g) пропан -104 CH jOH (g) метил-алкохол - 2 0 1

С Л 6 (g) 1,3-бутаднен 108 СН3ОН 0) метил-алкохол -239

СЛ » (g) Z-2-бутен - 6 CjHjOH (g) етил-алхохол -235

СЛ » (g) E-2 -буген - 1 0 C2H5OH (1) етил-алкохол -278

C*Hio (g) п-бутан -126 С3Н 7ОН (g) n-пропил-алкохол -256

C*Hio (g) изобутан -132 СН3СООН (1) сирћетна иаселипа -486

С6Нб (g) Бензен +83 С јНјО* (s) оксална киселина -827

С6Нв 0) бензен + 49 C6HjCH3H (s) бензоева гнселина -390

C6H ij (g) цшслохексан -123 (ОН)СбН6СООН (s) салицилва к. -782

С6Н ц (1) циклохексаи -156 С4Н 4 О* (s) малеинска киселина -789

C6H i4 (g) n-хсксан -167 С Л * 0 4 (s) фумарна киселина -812

C9Hi* (1) п-хехсан -199 CO(NH2) 2 (s) карбамид -331

CeHie (g) п-октан -209 CH3C 0 2C2H5 (g) етил-ацетат -427

CBHie 0 ) п-октан -250 СНзС02С 2Н5 (1) етил-адетат -463

CioH» (s) нафталин +75 C6HjOH 0) феиол -156

C3H7OH (1) п-пропил-алкохол -301 Fe20 3 (s) гвожђе(Ш)-оксид -822

СјНтОН (g) изопропил-алкохол -261 А12Оз (s) алуминијум-оксид -1670

CjH,OH (1) взопропил-алхохол -311 HF (g) флуороводоник -269

СЛ вО з (1) глицерин - 6 6 6 HC1 (g) хлороводоник -9 2

СН3а (g) метилхлорид - 8 6 HBr (g) бромоводоник -3 6

CHQ3 (g) хлороформ -99 Ш (g) јодоводоник + 26

С3Н5а (g) етил-хлорид -105 H2S (g) сумпорводоник - 2 0

C2H*0 (g) диметил-етар -180 SO 1 (g) сумпор(1У)-оксид -297

CjH60 (1) диметил-етар -215 SO3 (g) сумпор(У1)-оксид -395

C*HioO 0) диметил-етар -273 H2SO* 0) сумпорна киселина -812

CH20 (g) формалдехид -118 H2SO* (aq.) сумпорна киселина -908

CHjCHO (g) ацеталдсхид -166 NH3 (g) амонијак -4 6

СН јСОСНј (g) ацетон -217 N20 (g) азот(1)-оксид + 82

CH1 COCH3 (1) ацеггон -248 NO (g) азот(Ш)-оксид + 90

НСООН (g) мравља киселина -363 N 0 2 (g) азот(1У)-окгид + 34

НСООН (1) мрааља киселина -410 N 20 5 (g) азот(У)-оксид + 3

СН jCOOH (g) сирћетна киселина -438 N 2Oj (s) азот(У)-оксид -4 2

Таблица 3. Сгпшфдис онталпије сагоревања у кЈ mol-1

С (графит) -394 п-СјНц (g) -5517Hi (g) -286 n-CgHig (1) -5476CH*(g) -891 CHjOH 0 ) -727C2Hi(g) -1301 CjHjOH (g) -1411CiH*(g) -1412 CiH5OH G) -1368C2H6 (g) -1561 П-С3 Н 7 ОН 0) -2025С3н 8 (g) - 2 2 2 2 CH3 0 CH3 (g) -1466n-C*H10 (g) -2880 СН3 Ш О Н 0) -874CeHu(l) -3924 СНзСОјСјНј О) -2257C6H,i(g) -3957

Литература

1. Владимир Павловић, Раде Марковић: ОРГАНСКА ХЕМИЈА, Научна књига, Београд, Завод за издавањс уџбеника, Нови Сад, 1991.

2. Рагко Јавков: ХЕМИЈА, Научва кљига, Београд, Завод за издавање уџбеншса, Нови Сад, 1989.

II ДЕО

"V V T

1. УГЉЕНИ ХИДРАТИ

Угљени хидрати су ириродна једаљења чији једноставни представни- ци имају бруто формулу CnH2nOn. Поред тога постоји и велик број сложених угљепих хидрата који не одговарају поменутој сумарној форму- ли и представљају деривате једноставних угљенжх хидрата. У погледу сложености молекула деле се у три основне групе:

1. моносахариди — једноставни угљепи хидрати који се не могу хидролизовати на једноставније молекуле;

2. олигосахариди — изграђени од 2 до 10 молекула моносахарида;3. полисахариди — макромолекули који садрже на стотине и хиљаде

моносахаридних јединки.Олигосахариди и полисахариди припадају сложеним угљеним хидра-

тима јер хидролизом дају моиосахариде.

МОНОСАХАРИДИПо хемијском саставу моносахариди представљају полнхидроксшше

алдехиде (алдозе) или полихидроксилне кетоне (кетозе). Обе поменуте групе даље се деле no величини молекула на триозе (3 С-атома), тетрозе (4 С-атома), пентозе (5 С-атома), хексозе (6 С-атома) итд.

Ha шемама 1.1. и 1.2. приказани су адиклични облици алдоза и кетоза D-cepuje*, који су систематизовани повезивањем конфигурације на претпоследшем С-атому са истом код D -глицералдехида. Ha сличан начин из L-глицералдехида могу се извести шећери L-сервгје. Према томе, сваком представнику моносахарида D-cepnje одговара изомер из L-сернје, са супротном конфигурацијом свих асиметричвих центара који стога пред- ставља његов оптичхи антипод шш енантиомер.

• Питање: Фишеровим п р о је к ц и о н и м формулама прикажите D- и L-глукозу. У каквом се стереохемпјском односу налазе ова два молекула?

— • Ogiobop --------------------------------------------------------------------------------сно 1 сно-о н 1 но-

но—-о н

11 но-

-он-о н 1 но-

CH2OH 1\ CH2OH

D-глукоза L-глукозаЕнантиомери — лик и предмет у огледалу

* Шеме су дате у целини само због илустративности. Поред глицералдехида, од учеиика со очекује позвавање структуре свих тетроза н пентоза (осим ликсозе) као u слсдсћих хексоза: глукозе, манозе, галактозе и фруктозе.

3 C

H2O

H

D-г

лице

ралд

ехид

a: х11

ECОгчX

■ u

cdпо&a?•Q

оXu

EC EC

11oEC

sEC oO g~ lO X cd

• u £cdQ

EC ac EC

111

/»

\

5 39 5X eu 9-Q

\

OXa

/

l iT oX EC

X X X

U loX

oXu

X X X X

m

x SSiu Q

x s O 2

X qu

X X X

1 1 1

a

x So g.x fu ?

X «o 3Ж cdU Q

\

OXa

xx o s

O'X

5 &4 Q

OXo

/ oX X

\

g ?- 9 X So 1 i !— o a- M Q< «

oX

a U„ x a<f * |

\

x x o 8 '

Q \

x1

o o oX X X

Š ? 9

sc x

oxu5

hLh Hi-

ULo

X X

n X X X

§ n u«-• N «n Q IO

X

X S O O « ч X 2

X o9 . §x 1U 5

X cjo 3

ГЧ Д .x 9u A

XoГЧ

Xoo0

П1Е

МА

1.1

. С

тере

охем

ијск

и од

носи

код

D-а

лдоз

а (Ф

ишер

ове

прој

екци

оне

фор

мул

е)

9 5

1 CHjOH

2 = o3 -O H4 CHjOH

D-еритрулоза

1 CHjOH CHjOH2 = о = о

н о - 3 -O HА -О Н -O H5 СН2ОН CHjOHD -ксилулоза D-рибулоза

✓ \ ✓ \

1 СН2ОН СН2ОН СН2ОН

2 = о = о = о3 -O H н о - Н О -

HO— * н о - —о н5 -O H — ОН —о нб СН2ОН CHjOH : н 2о н

CHjOH= o-O H—OH- O H: h 2o h

D -сорбоза D-тагатоза D-фруггоза D-псикоза

Шема 1.2. Ацшсличне форме D -кетоза (Фишерове пројекционе формуле)

Моносахариди чија се структура разликује у конфигурацији само једног С атома називају се епимери (епимерни шећери).

• Питап>е: Фишеровим пројекционим формулама пршсажите струк- туру и наведите назив С-4 епимера Lrарабинозс.

— • OgiobopСНО

Н О —-ОН

* -ОНСН2ОН

D-арабиноза

сно-он

но—НО— 4

СН2ОН

L-араБиноза (енантномер D-арабинозе)

сно —он

но—4Ј-ОНСН2ОН

D -ксилоза(С-4 епимер Г арабинозе)

Мада су ацшсличне структуре корисне за разумевање стереохемиј- ских односа у моносахаридима, они практично не постоје у овим форма- ма. Већина моносахарида егзистира у хемиацеталним (хемикеталздам) формама у облику петочланих (фуранозннх) шш шесточланих (гатраноз- них) цккличних система (шема 1.3). Како je у овим облицима C-l асимет- ричан, сваки молскул може постојати у виду два стерео-изомера који со зову аиомери.При томо а-аномср представља онај изомер чцја je коифигу-

ot-D-еритрофураноза oc-D-треофураноза

a-D-рибофураноза a-D-арабинофураноза a-D-ксилофураноза a-D-рибулоза(кетопентоза)

'О

ЧИ О \ 3

OH)l

OH

HO OH

p-D-рибопираноза P-D-арабинопираноза

чОН

Н О '\OIl

OH

P-D-ксилопираноза

6 iH O C H . / ° \ OH.OH

HO

131,011

а-О-глукофураноза ot-D-манофураноза a-D-галактофураноза a-D-фруктофураноза(кетохексоза)

СИ.ОН

vOH

CM,OH

■ ° O H;i

HO

OTI -() 0 1 1 , 0 1 1

Xh o V OH

O H OH HO

P-D-глукогшраноза P-D-манопираноза P-D-галаЈстопираноза a-D-фруктопираноза(кетохексоза)

ШЕМА: 1.3. Одабрани представници цикличних форми моносахарида ,

т г т

рација на C-l иста као конфигурација претпоследњег С-атома, док |3-ано- меру одговара супротна конфигурација.

• Питање: Прикажите аномере D-глукопиранозе помоћу: a) Фише- рових пројекционих формула; б) Хејвортових перспек- тивних формула.

- • Ogiobop ------------------------------------------------------------------------------

a) Фшперове пројекционе формуле

1 1 ------------

Н—С—OII

-OH

НО-

Н О -С —Н

-О НО

-ОНн о

о

-OII

СН2ОНa-D-глукшшраноза

5) Хејвортове перспективне формуле

СН2ОН(З-О-глукоцираноза

a-D-глукопиравоза P-D-глукопираноаа

ДИСАХАРИДИ

Дисахариди су О-гликозиди код којих je алкохолна компонента (аг- ликон) гакође моносахарид, па се молекул дисахарида састоји од два моносахарида који су повезани ишкозидним (ацеталним, кеталним) везама. Од великог броја могућих дисахарида на шеми 1.4. су приказани пајзпачај- нији: малтоза, лактоза и сахароза.

»L

C)

садарта

лактоза (млечни шећер)

Шема 1.4. Хејвортове перснективне формуле најважнијих дисахарида

• IJuwaibe Посматрајте шему 1.4. и утврдите:

а) Који су од приказаних дисахарида хомодисахаршда a који су хетеродасахариди?

б) Који су гипови гликозидних веза присутни у иомеиу- тим дисахаридима?

— • Ogiobop-----------------------------------------------------------------------------

a) Малтоза je хомодисахарид јер се састоји од два молекула глукозе. Лакгоза (саставл>ена од галактозе и глукозе) и сахароза (састав- љена од глукозе и фруктозе) су хетеродисахариди.

5) малтоза: а(1->-4); лактоза: {3(1->4); сахароза: а(1 >2)

Према хемијским особвоаама дисахариди се деле на редукујуће и нередукујуће. Код редукујуђих дисахарида једна полуацетална хидрокспл- на група je слободна па они редукују Фелингов, одпосно Толенсов рас- твор. Нередукујући дисахариди немају ове особиве јер су им обе полуаце- талве хидроксилне групе ангажовапе за грађење гликозидне везе. С обзи-

w

ром на оријетадцју слободнс полуацеталне хидроксилне групе, сви редуку- јући шећери постоје у облику a- или Р-аномера.

• П и т а њ е На основу шеме 1.4. утврдите:а) Који су од прихазаних дисахарида редукујући, а који су

нередукујући.б) Којим аномерима одговарају поменути редукујући

дисахариди.

— • Ogiobop --------------------------------------------------------------------------------------------------------------

а) Малтоза и лактоза су редукујући док je сахароза нсредукујући дасахарид.

б) Малтоза: a -аномер; лактоза: /3-аномер.

ПОЛИСАХАРИДИ

Полисахариди су сложени угл>ени хидрати који садрже велик број моносахарида међусобно повезаних гликозидним везама. Најзначајнији представници су скроб и целулоза. Скроб се сасгоји од два сгруктурна изомера: амклозе (линеарна компонента) и амнлопектнна (разграната ком- понента). Основне физичко-хемијске особине поменутих полисахарида прижазане су у табели 1.1.

Табела 1.1. Фвзвчко-хемијске особине распрострањених полисахарида

амилоза _ амвлоаектив > целулсоа. '

%.•; мономерва једанвца D-глукоза D-глукоза D-глукоза

глвкозиднавеаа « ( 1 ^ 4 ) * ( 1 “ ►4)

a ( l-» - 6) 3 d ->4)

монокулскамаса IO3 —5 х 10* 2.5 х IO5 —1 0 ® 5 х 1 0 4 — Ј ' 5 х 1 0 ®

расгворл>ш»ост у води

хидрагасавсмицеле не не

Прнмери решених задатака

ПРИМЕР 1

Колиго грама бакар(1)-оесЕда настаје tokom Фелингове реакцвје раствора којм садржи 5 g D-арабвнозе?

ПОСТУПАК

На основу једиачине поменуте хемијске реакдије провзилазд да један mol араБи- нозе (ISOg) вздвојв један мол бакар(1)-оксвда (143 g):

R —СНО+ 2Cu(OH) 2 + NaOH R - COONa+ Cu20 j + 3H 20 (араБиноаа)

Прсма томе: 150:143 = 5: х

РЕЗУЈГТАТ

х=4,77 g Cu20

ПРИМЕР 2

Хидролизом малтозе добијају се два мола глукозе. Благом охсидацијом хндро- лизата, уз накнадну неутрализацију са Са(ОН) 2 добија се талог Са- глуконата. Од soje масе малтозе треба nohu да би се добило 8 .6 g Са-глуконата?

ПОСГУПАК

За поменуте трансформације важе следеће једначине:

C ijH jjO n + Н20 -»2 СбНи0 6

(малтоза) (глукоза)

C4H 1 2 0 6 - C 6H 12 0 7

(глукоза) (глу^опска кис.)

2СбН1207-»Са(0Н)-»(СбНц07)2Са + Н20(глукопска Kiic.) (Са-глуконат)

Дахле, 1 mol малтозе (342 g) даје lmol Са-глуконата (430 g) na je:

342:439 = х: 8 ,6

РЕЗУЈГГАТ

x=6,84g малтозе

ПРИМЕР 3

Колико се грама елементарног сребра издвоји при Толенсовој реакцији раствора soja садржи 0,5 g D-глукозе?

ЛОСГУПАК

Ha основу реакције произилази да lmol глукозе (180g) издвоји 2 mol сребра (215,74 g):

R —СНО+ 2Ag(NH з)2ОН -* R - COONH* + 2Ag| + H 20 + 3NH 3

Према томе: 180:215,74 = 0,5:x

РЕЗУЈГГАТ

х = 0,599g Ag

IIPUMliP 4Од колико кмлограма 18.75% растнорн nixupoie трсба упармтн 84 kg воде да би te доГшо 30% растпор?

ПОСТУПЛК’ia рсшашш.с оног чадатки rpofltl постшштн дни јсдиампио са дие iieiioaimTO.

1 0 1

Прва једначхнаУ 100 kg почетвог раствора вма 18,75 kg сахарозе. Тражена запремива овог раствора (х) садржи у kg сахарозе:100:18.75 = х:у нли 100у = 18,75х

Друга једначжна:A ko (х-84) kg расгвора вакон упаравања садржи у g сахарозе, 100 kg овог раствора треба да садржи 30 kg сахарозе:(х-84):у= 100:30 или ЗОх - 2520 = 100 у

РЕЗУЈГГАТ

х = 224 kg.

Питања н задацн1. У каквом сс сгереохемнјском односу валазе:

a) D -араБиноза н L-арабивоза; б) D -ксилоза и L-арабиноза;в) a-D-арабинопираноза и P-D-арабинопиравоза?

2. Фвшеровим пројекционим формулама прикажите аномере:a) 2-деокси-13-ри5опиранозе; б) 2 -деокси-0 -рибофуранозе.

3. Наведите групу D -алдоза чији представнвци егзисгирају вскључнво у фуранозним формама. Првкажвте Хејвортове перспективне формуле ових мовосахарвда. (Корвствте шему 1.3)

4. При Фелннговој реакцији 10 ml раствора глукозе издвоји се 0,286 gCujO (М —143). Израчунајте концентрацију помевугог раствора глукозе (mol/1) уз претпоставку да je реакцвја квантвтативна.

5. Фишеровим пројекционвм формулама прикажите сгруктуре в наведнте називе следећвх моносахарида:a) енантвомер D -глукозе; б) С-4 епимер D -глукозе;в) С-2 епимер D -глукозе; г) аномер a-D-манопиранозе.(Корвствте шему 1.1)

6 . Хејвортоввм перспективним формулама ирикажите структуре в наведвте вазиве следећвх моносахарвда:a) С-2 епимер a-D -манопиранозе; б) С-4 епимер P-D-галактопиранозе;в) С-2 епимер p-D-глукофуравозе; г) С-4 епвмер a-D-глукофуранозе.(Користвте шему 1.3)

7. Израчунајте масену концевтрацвју раствора рвбозе (mg/ml) ако 6 ml овог раство- ра, вакон Фелввгове реакције, даје 14.3 mg CujO.

8. Израчунајте масевв удео малтозе у смеши са сахарозом ако 2 g ове смсшс, при Фелинговој реакцвјв, даје 286 mg Cu20 .

9. Израчунајте масу чврстог CuSO+x5HjO (М = 249.55) потребву за npu- прсмаље Фелввговог раствора сојв може потпуно оксвдовати 1,71 g лшстозе (Си Н ј јОц ).

1 0 . Хилролизом сахарозе (СцН цО ц) добија се еквимоларна смеша глукозе и фрук- тозе. Клагом оксидацијом хмдролизата глукоза ct преводи у глукошдсу киселину (C *H „07), док фрукотза остаје непромењена. Реакцијом са Са(ОН) 2 глуконска кнселина се преволи у слабо растворни Са-глуконат (М = 430). Уз претпоставку да су поменуге рсагције квантитативне, израчунајте масу сахарозе soja даје 4,3 g Са-глуконата.

11. Оксидацијом глукозс са Бромипм водом у присуству CaC03 добија се Са-глуко- иат. Колико се грама Са-глуконача добија из 18 g глукозе ахо je прииос поменуте реакције 80 %?

127 Две алдоиентозе редукцијом дају исти полихидроксилнв алкохол (арабинитол). Напишите поменуте реакције редукције и називе полазних алдоза.

13. Нашшште структуре и називе производа реакције D-манозс са:a) CuSO, у базној средини; 5) Н 2 - Pt.

14. Хидро* еновањем D-ксилозе (С,Н,0О5) добија се ксилитол (CjHuOj). Израчуиај- те количину ксилозе потребну за добијање 1,52 kg ксилитола ако поменута реакшф тече у приносу од 75 %

15. ИзрачунаЈ гк запремииу водоиика (н.у.) аоја се утропш за хидрогсловање 30 g ксилозе.

16. Глукоза реагује са металолом у киселој средини и на повлшеној температури при чему насгају два производа. Напишите реакције u називе ових производа. Kojoj групи оргапских једињења, у ширсм смислу, 1фипадају ови деривати?

17* Koja једињења, ггоред алкохола и феиола, могу градити О-гликозиде?

18. Зашто гликозиди не дају карактеристичне реакције на редукујуће шећере?

19. Напишите сгруктуре следећих једињења:а) глукоза-6-фосфат; в) рибоза-5-фосфатб) х-В-глукоза-1 -фосфат.Kojoj грутш органскнх једињен>а припадају овн деривати?

20. У soje се групе органскнх јг.дињења могу сврстати:a) циклични облици моносахарида; 6 ) гликозиди?

217 Koje жарактеристичне ре&кције на алдехиде дају моносахариди?

22. Напишите струггуре н назиае реахције концентроване H2SO* и a) глукозе; б) ксилозе.

23* Непотпуним хндрогеновањем 396 g глукозе добијена je смеша сорбитола (C6H u 0 6) и глуаозе. Израчуиајте масени удео неизреаговане глукозс ако je за процес утрошено 44,8 1 водоника (н.у.).

247 Koje алдонске киселине настају редукцијом алдехидне групе код: a) D-килуронасе киселиде; 6 ) О малуронске киселине?

25. Дисахариди настају из моносахарида грађеклм:а) глшсозидне везе уз издвајаљс иодоншш;б) естарссе везе уз нздвајање иодо;в) гликозндне всзе уз изшмјаш! водс; r) полуацеталне везе уз и здтЈтм иоде.Зпокружите тачаи одговор.

26. Диоохариди ca а-глшсозвдном везом нзграђени су од два моаосахарида при чему: a) обе структурве јединке морају Бити а-аиомери;5) изомер ca слоБодном полуацеталном ОН групом мора бити а-аномер; в) изомер чија полуадетална ОН група улази у састав глиаозидне везе мора Битиа-аномер.Заожружите тачан одговор.

27.0л нижс нанедсних uichepa заокружнтс дисахарид који имаа (1-*4) гликозидиу

(Користите таБелу 1.4)

28. Хејвортовом перспеггивном формулом прикажите структуру сахарозе. Који тип гликозидне везе има овај дисахарид?

29. Дефинишите појам нередукујућих дисахарида.

30. Израчунајте концентрацију расгвора фруктозе (mmol/l) ако 25 ml овог раствора, накои Толенсове реакције, даје 21,6 mg среБра (A, = 108).

31. Редукујући дисахариди називају се и шећери:a) сахарозног типа; Б) глуаозног типа;в) малтозног типа; г) лактозног типа.Заокружите тачан одговор.

32. Који од ниже наведених шећера припада нередугујућим дисахаридима:a) глукоза; Б) сахароза;в) малтоза; г) ксилоза.Заокружите тачан одговор.

33. Заокружите редужујуће дисахариде:

a) лаатоза; б) галаггоза;в) сахароза; r) малтоза.

34. Коју запремину раствора малтозе (C 12H22O 11) масене концентрације с = 3,42 mg/ml треба применити за Теленсову реакцију да 6 и се добило 108 mg елементарног сребра?

35. Реакциона смеша након инверзије 684 mg сахарозе оксидована je Бромом у првсуству CaCOj. Издвојени Са-глукоеат се одвоји филтровањем. Колико се елементарног сребра издвоји при Толевсоврј реакцији ca филтратом аао су све операције авантитативе?

36. Колико воде треба додати у 100 ml раствора глукозе, масене концентрацвје C“ 1.8 mg/ml, да Би се добио раствор аонцентрације 5 mmol/l?

37? Напилште струтгуру производа peaiimje D -лаггозе ca CuSO* у Базној средиви.

38? Напжшите струггуре производа Фелингове реапшје ca инвертВим шећером.

39. СкроБје:a) структурни полисахарид; б) хомополисахарид;в) хетерополисахарид; г) складишни полисахарид.Заокружите тачве одговоре.

40. Kao главни пронзвод при евзимској хидролизи скроБа доБија се један дисахарид ca « (1-*4) глнкозидвом везом. Нашшшге његову структуру и назио.

везу:

а) сахароза; в) лактоза;

Б) малтоза;г) галаатоза.

m41. Сгроб je смсса два полнмера глукозе којв се разликује само no типу гликозидне

везе. Како се зову та два структурва взомсра скроба и које глвкозвдне везе садрже?

42. Kaso се зоае карагтервстнчна доказва реакција на скроб и како се изводи?

43. Шта су декстрввв и како се добијају?

44? При хвдролвзи скроба у првсуству специфичиих ензима (амилаза) поред малтозе добија се још један двсахарвд којв садржв ot (1 ->6 ) глвкозвдну везу (изомалтоза). Прикажите структуру изомалтозе и објаснвте из којег структуриог взомера сгроБа потиче.

45? Мада амилоза и амвловектив на такозваннм „релукујућим крајевима" имају слободне полуацеталне ОН групе, схроб ве редусује Фелннгов раствор. Објасните задгго.

46. Како се ва основу Луголове пробе може разлвковатв скроб од декстрина?

47. Колико ml воде треба удаљити из 400 ml раствора сахарозе (с= 1 mmol/1) да би се добио раствор концентрадвје 2,5 mmol/1?

48. Наведите основне сличности и разлике у структури скроба и глшсогена.

49. Целулозаје:а) сгруктурни полисахарид животињског порекла;б) структураи полисахарид Биљног порекда;в) бвљнв хомоволисахарид;г) биљнн хегерополисадарид.Заогружите тачне одговоре.

50? Прн хидролизи целулозе у присуству ензима целулаза, добија се дисахарид целобиоза. Првкажите његову структуру вмајући на уму да целулоза садржи искључиво р (1-*4) гликозвдне везе.

51? Кахо се у погледу ковформације међусобно разликују амилоза и целулоза?

52. Који je полисахарвд растворљивији у води: скроб или целулоза? Објасните.

53. Koja je основна улога целулозе у бвљном органвзму?

2. ЛИПИДИ

Липиди су биомолегули разповрсне структуре чија je заједничка одлиха слаба растворљивосг у води и поларним органским растварачима. Расгворни су у неполарним растварачима као што je адетон хлороформ, етар, петролетар итд.

Ha основу хемијског састава деле се у две групе:1. сложени шш осапуњиви липидн и2. једноставни (неосадуњиви) лшшди.Структуре основних представника сложених липида сумиране су на

шеми 2.1. и у табели 2.1.

о c h 2- o - c - rII I

R i - C - O - C H Оi II

c h 2- o - c - r 2

неутрална маст

о c h 2- o - c - rII I

R i - C - O - C H OI II

c h 2- o - p - o x

OHфосфоглицерид

OHI o

O CH-CH = CH(CH2)12CH3 IIII I R—C —O—X

R - C - N - C H H I

CH2- O Xсфинголшшд восак

Шема 2.1. Представницн сложених липида

ТаБела 2.1. Огругтура сложеннх липида (уз шему 2.1)

неутралвемаста фосфог лндариди ii; афивгрлипида;:;;:г воскови

; * Cie —Ć uугљоводоничнм низ

C1 6 - C i , парафински низ

Ci6 —Ci8

угљоводонични низС |4~С ц

□арафински нвз

' R» Ci6 ~ Cl*угљоводоничнн низ

Ci*—Ci» олефински виз

R* Ci6 ~ C iiУГЉОВОДОНИЧНИ UH3

X Н нли остатак аминоалкохола, серина, односно

инозитола

остатак фосфохоли- на ,моносахарида‘

олигосахарида

С ц —Сзо алифатични низ

шаем естарске естарске,

фосфодиестарсксамндне, фосфо-

дисстарсже, гликозидне

естарско

T W

• Питшне: Који представници фосфоглидерида и сфинголтшда имају исту „поларну глану“? Прикажиле заједнички део молекула општом структурном формулом.

— • Ogiobop --------------------------------------------------------------------------------

Лецитини (R = остатак диациглицерола) и сфингомиелини (R=ocTa- так N-ацилсфингозина).

ОII •

R - 0 - P - 0 - C H 2-C H 2-N (C H 3)3

/ О е \неполарни pen поларна глава

Основни представници групе једноставпих (неосапуњивих) лшшда су лгеронди и терпсни.

г• Пишан>е: Који je заједнички назив за стероиде и терпене и одакле

потиче?• Ogiobop ------------------------------------------------------------------------------

Стероиди и терпепи се заједничким именом зову изопрепоиди. Назив je дат због заједничког биолошког прекурсора (изопентенил алкохол) који формално представља дериват изопрена.

н2о

1,4 - адиција

in o n p cii 11'зонciiTciuiJi алкохол

Ha слиди je пршсазана структура тетрацикличног угљоводониха cije­pana који представља структурну окосницу свих стероида.18

TUT

Код засићепих стсроида сви шесточлани прстени су у облику стабил- није столичасте конформацијс, при чему je стереоизомерни одлос прстеиа В/С no правилу trans.

• IJuuiaibe: Који стеропдни молекули имају A и В прстеие повезанс cis? Прикажите пардијалну структуру оних молекула као и један ггример стероида са A/B irons геометријом.

ПРИМЕР 1

Колики je садржај слободне етеаринске киселинс (CiSH j60 2) у 1 g неке масти ако je за неутрализацију 2,8 g те масти узрошено 3 ml раствора KOM, с = 0,1 mol/1?

ПОСТУПАК:Прво треба израчунати масу КОН утрошену за неутрализацију.Aico 1000 ml раствора KOII (с = 0,1 mol/1) оцгржи 5,6 g КОН (0,1 mol), тада 3ml тог раствора садржи х g KOM, односцо;1000:5, 6 = 3 :х х = 16,8 mgKOH.C 17H j SCOOH + lCOH - с , 7н Ј5с о с ж + и до

Ha основу горње једначине произилази да je за неутрализацију 284 mg (1 mmol/1) стеаринске киселиие потребно утрошити 56 mg (1 mmol) КОН. Према томе:284:56= у: 168у = 85,2 mg стеаринске киселине у 2,8 g мастиAko 2,8 g масти садржи 85,2 mg слободне стеаринске киселине, 1 g масти садржа- he xg:2,8:85,2=1 :х

РЕЗУЛТАТ:x«»30,4mg стеаринске киселине у 1 g масти

ПРИМЕР 2Колико се грама глицерола добвгја вакон сапоннфвкадије 704 g мовостеарвлгли- церола (Cj i H*j0 4) ако je прннос реакције 90 %?

ПОСГУПАКсн,онснон

CHjOH

+ NaOH - CHOH+Cn H35COONa

СН2ОСОС17Н 33 CH2OHHa освову реакције вронзалази да 352 g (1 mol) моностеарилглицерола даје 92 g (1 mol) глицерола. Према томе, 704 g естра даће теоријски х g глицерола:352:92=704:* х= 184 g глицерола.Израчувата вредност представлл количвву глицерола soja Бв се добила да реакцнја тече у привосу од 100%. Како je пирнос реакције 90 %, стварву масу глицерола (у) добвјамо из следеће пропорције:184:100 = у : 90

РЕЗУЈГГАТу = 165,6 g глицерола

ПРИМЕР 3Израчувајте запремнну водовиаа (в.у.) хоја je потребна за сотпуво хидрогенова- н>е 56 g ливолве киселилс ако претпоставимо да je реакција кваититативна (тече у приносу од 1 0 0 %).

ПОСТУПАКШ 3(СН2)4ОТ = СНСН2СН = СН(СН2)7СООН+2Н 2 -» CI7H3sCOOHHa освову прнказане реакције вроизилази да je за хидрогевовање 280 g (1 mol) линолве квселиве вотребво 44,8 1 Н 2 (2 mola) a 56 g х 1 Н 2

280 :44.8 = 56 :х

РЕЗУЛТАТх = 8,96 1 водоника (н.у.)

ПРИМЕР 4

Израчувајте масу ливолне гиселине (Ci8H 32 0 2) inja адира 253,8 mg Ј 2.

ПОСТУПАК

CHj(CH2)4CH =CH C H 2CH = CH(CH2)7COOH + 2J2 -» лнволва квселива

СН3(СН2)4(СНЈ)2СН2(СНЈ)2(СН2)7СХ)ОНИз реакције се види да 280mg (mmol) линолне киселине везује 507,6mg Ј2

(2mmola). Према томе 253,8 mg Ј2 адира се na х mg линолне киселине. 280:507,6= х:253,8

РЕЗУЈГГАТх - 140 mg линолне кнселине

1 0 9

Питања и задаци1. Прикажите ошнту структурну формулу триацилглицерола в објасните разлог

њихове растворљивости у неполарним растварачима.

2. Наведите основне улоге липида у живим организмима.

3. Наведите освовве прсдставншсе сложевих липида који садрже више масне кисели- ве.

4. Наведите основве представвике сложевих лиоида и одговарајуће алкохолве ком- поненте из њиховог састава. (Користите табелу 2 .1 )

5. Прикажите сгруггуре палмитинске и сгеаринске кнселиве.

6 . Koje су заједничкс струггурне каражтеристике засиБеиих и незасићених масвих киселнна?

7. Прикажите структуру олеинске, линолне, линоленске и арахидонске киселине.

8 . Како се засићене и незасићеве масне гиселине разлвкују у погледу заступљености у првродаим липндима?

9. Шта су есенцијалне масве квселнве? Наведите пример.

10. Прикажите структуру триадилглицерола, диацилглицерола и моноацилглицеро- ла. Озвачите како се у наведевом визу мења растворљивост:a) у води; 6 ) у неполарним оргавским растварачима.

11. Прикажите стругтуру једиог једвоставвог в једног сложевог триацилглицерола.

12. Kaso састав внших масних шселива утвче на агрегатво стање триацилглнцерола?

13. Наведите пример салонифихације неутралве масги. Како се зову пронзводи ове реакције?

14. Шта су липазе. Коју улогу имају? Одајсле потичу?

15. Хидролизом једвог триацилглвцерола, поред глицерола добија се и једав мол стеаринске и два мола линолне киселине. Прикажнте могуће структуре овог липида.

16. Напишите реакцију добзјг^р бдлде масти (маргарина) из уља.

17. Шта су BocitOBH?

18. Израчунајте садржај слободне палмитинске киселине (Ci«H3jO j) у 1 g масти ако се 8 g те масти веутралише са 5 ml раствора КОН, с = 0.01 mol/1.

19. Напншите струггуру естра из пчелињег воска који садржи једав С26 алкохол и С]в-масву кнселнну.

20. Koja je основва иримена виших масвих алкохола (С]2 —Сц)?

217 Лаурил-алкохол [CH3(CH2)ioCH2OH] реагује са сумпорвом киселивом уз форми- рање киселог естра A. Неутралнзацијом A са једним молом NaOH добија со јоиски детерџенгнатријум-лаурилсулфатНашшште реакције добијап>а помевутог детерџента.

22. Колико грама глицерола настаје ако се сапонификује 100 g чистог тристеарил- глицерола (С5 7Н 109О6)?

23. Колико се шлограма натријум-стеарата (CieH 3s 0 2Na) добија сапонификшшјом 1 t тристеарилглицерола (CjtH iodO*) ако je прннос реакције 89 %?

24. Објасвите зашто су детероентн у тврдој води ефихасвија срсдства за npuiiaj од conyiia.

25. Напишнте оишту формулу фосфоглицерида.

26. Наведите основну улогу фосфоглицернда у ждвим оргавизмима.

277 Прикажите струггуре и вазиве фосфоглицерида који као поларну главу садржс:

28. Потиуном хидролизом фосфатидинских гаселина добија се глицерол, два мола виших масних хиселвна и један мол фосфорне киселнне. Прнкажнте њихову структуру. Koja je биолописа улога фосфатидннских гиселина?

29. При поттгуној хндролизн јсдног фосфоглиперида добија се еквимоларца смсша глицерола, олеинске и слеаридске киселине, етаноламина и фосфорце киселине. Нашшште структуру помеиутог фосфолшшда и утврдите којој групи прииада.

307 Пршсажите струхтуре два иредсгевншса различитих група сложсвих липида који у молекулу садрже линолиу киселину в холии.

31. Коју масу чврстог КОН треба употребити за сапонификашју 4,3 t масти која садржи палмитинсху (Ci*HS20 2), стеаринсху (Ci8H 360 2) и олеинску киселину (Cu H M0 2) у истом моларном одвосу?

32. Kajco се зову стероиди са хидроксилним групама у молекулу? Лрикажите структу- ру холестерола и нумерииште све С-атоме.

33. Напишите конформациону формулу холне хнселиие Нумерншите све С-атоме и означиге хидрофобну и хидрофилну страну молекула.

34. Објасните улогу ковјуговавах жучвнх киселина у метаболизму липида.

35. Koja маса масти сапонификацијом даје 5,88 t глицерола ако je та маст чист трипалмвтоилглшдерол (С5 1Н980 8) и акоје принос рсакције 85 %?

36. Израчунајте заоремвну раствора NuOH(c-3 mol/ll иотребиог за потпуиу саиони- фикацију 40,3 g трилалмитоилглицерола (С5 |Н 980»).

37. Израчувајте запремину водоаиха (н.у.) потребну за потпуно хидрогецовање 22,1 g чистог глиперинског естра олеинске хисепипе (C«-H.n<Of).

38. За хидрогеновање 1000 ganenHCKe киселине (C,,H„02) утрошена je запремина од 45 m3 водоника (н.у.). Израчунајте колико je олеинске киселине (%) изреаговало ако je реакција квантитативна.

39. Колшсо двосгрукид веза садржи незаевћсна масна киселана (Mr = 278) ахо 3,89 g те киселане адира 6,72 g брома? (Мг= 160)

407 Након потнуне саповифшсацвје ueaor удд u захшиељаваља раствора добија се смеша линолне (C i8H j20 2) и стеаринсхе киееливе (C)8H 360 2). Израчунајте масе- ии удео линолне гиселннс ахо 2g помснуте смеше адира 2,3 g јода (Mr = 253,8).

a) холив; в) серин;

б) егаиоламин (холамин);г) инозитол.

г3. АМИНОКИСЕЛИНЕ И ПЕПТИДИ

ттт

Аминокиселине у свом молекулу садрже 5ар no једну карбоксилну и ашшо-груну. Хидролизом већине природних протеина добија се двадесе- так а-аминокиселина код којих су карбоксилна и амино-фунхција везане за исти С-атом. Ове аминокиселине, чија je општа формула прихазана на шеми 3.1, називају се протеииогене аминокиселине и no правилу све (сем глицина) имају L-конфигурацију на а-С-атому.

соонI

h 2n - c - h

RL-аминокисслвна

сноIн о -с -нI

СН2ОНL-глицералдехнд

Шема 3.1.

У зависности од природе функдионалне групе у бочном низу (R) све протеиногене аминокнселине могу се поделити у 7 група (табела 3.1). Поред основних аминокиселина из табеле 3.1. у протеинима могу бити присутни и одређени деривати који настају секундарним трансформа- цнјама одговарајућшс основних амшкжиселина. To су: цистин који настаје

Твблвца 3.1. Класификацнја и структура протеиногених амннокнселива

Група аминоаиселана; A

Бочва ino (R) Нази» Офвђе*ци

Са неполарним (хидрофобним) Н - глицин Gly

! бонним низом CHj — алинин Ala

C H j - C H - валин Val

CHj

С Н з - С Н - С Н 2- леуцин Leu

CHj

С Н ,- С Н з - С Н - изолеудин lie

СНз

f (потпуна т г XIOOH структура)

пролин Pro

Н

1 1 2

Груп* амнвокиселвна Бочни ш » (R) Назив Crpafie- пи на.адв

Са аромагнчиам Вочмш внзом < о > - с н 2-

н о - ^ ^ - сН ј -

^ V ' <V CH2~

о с /н

фенилаланин

тврознн

тршггофан

Phe

Туг

Trp

Са Б&зном NH j — CHj — СН2 — CH2 - CH2 — ЈШЗИН Lysфушцијом у ботаом uBjy '•

NHII аргкшин Arg

n h 2 - c - n h - c h 2 - c h 2 - c h 2-

хнстидин HisX N / x C H j-

н

Са квселиасквм -C H j-C O O H аспарагинска кис. Aspостатжом убочном нвзу -C H j -C H j -COOH глутаминска кис. Glu

Саамвдвом —C H j—CONHj аспарагин Asnфуиишјом убочвом ВИЈУ -C H j -C H j -CO N H j глутамин Gin

Са хвдроксилованим H O -C H j - серин Serбочвим низом

С Н з-С Н -1

греонин Гћг

о н

Ga сумнором ? H S -C H j- цнстеин Cysу ђочтм низу

CHjS -C H j -C H j - метионин Met

оксидацијом цистеина, хидроксилизин и хидроксипролин који се формира- ју хидроксиловаљем лизина, односно пролива (шема 3.2).

соон тоонI I

H jN - C - H H jN - C - H

CHj —S S—CHjцистин (Cys-Cys)

COOHI

H jN -C -H онHO

CHj —CHj —CH —C H j—N H j N соонхидрокснлнзин (HyLys) хидрокси^ Л0Н (н уРго) Шема 3.2.

1 1 3

ri Протеиногене аминокиселине које човеков организам не синтетизује,V a нсопходне су за његов правилан развој и фунхцију, зову се есенцијалне

аминокиселине. Набројане су у табели 3.2.

Твбела 3.2. Есенцијалне аминосиселине

* треонин (Thr) . 6 валин (Val)

леуцин (Leu) 7 лизин (Lys)

изолеуцин (Dc) 8 аргинин (Arg)

4' февилалаввн (Phe) 9 шстиднн (His)

триптофан (Trp) : io метиовин (Met)

• Пишање: Koje есенцијалне аминокиселине имају диастереоизомере?

— • Ogiobop --------------------------------------------------------------------------------Да би нека аминокиселина могла имати диастереоизомере, мора у молекулу садржати барем два хирална угљеникова атома. Из табе- ла 3.1. и 3.2. уочава се да изолеуцин и треонин једини задовољ^вају тај услов.

С обзиром да све аминокиселинс имају у молекулу бар no једну киселинску (—СООН) и базну функцију (—NH2), у кристалном стању, постоје искључиво у облику „унутрашњих соли“ — диполарних структура које се зову још и цвитер јони. Како диполарна структура има једнаку количину позитивног и негативног наелектрисања. она је.у целиви ненае- лектрисана.

У воденом раствору аминокиселине подлежу протолитичким проме- вама a у зависности од рН-медијума могу бити у анјопском, катјонском или диполарном облику (шема 3.3).

соое соо0 соон1 +Н + © 1 +н+ ш 1

h 2n - c - h -------- ><-------- H 3N —С —Н ч--------> H 3N —С—Н

I -н+ 1 -н+ ТR R R

анјовсхн облис двполарна струггура катјонсхи облик(цвитер јон)

Шема 3.3. Протолитичке промене амннокиселина у зависности од pH

Вредност pH при којој се аминокиселина налази у дшоларној форми назива се изоелектрично pH (pl).

• Питање: При којој се вредности pH лизин налази у дииолариој (цвитерјонској) форми?

C обзиром да лизин има једну карбоксилну и две амино-функције, диполарви облик лизина (са дасосованом карбоксилном групом и једном протонованом амино-групом) егзистира у базној средини Col = 9,74).

— • O g lo b o p ------------------------------------------------------------------------ -------- — __________

Једињења која у молекулу садрже две шш више аминокиселина које су везане пептидном везом, називају се пептиди. У зависности од броја аминокиселина присутних у молекулу, деле се на дипептиде, трипедтиде, тетрапептиде итд. Крајња аминокиселина са слободиом амино-гру- пом (карбоксилна група улази у састав пептидне везе) зове се N-крајња аминокиселпна, док се аминокиселина са слободном карбоксшшом гру- пом (амино-група je ангажована у пептидној вези) зове С-крајња амино- киселина.

• Задатак: Напишите дипептид са аланином као N-крајњом и глици- ном као С-крајњом аминокиселином.

— • Решење:

Питања и задаци1. Напишите струггуру и назив природне аминокиселине која не подлеже оптичкој

изомерији. У каи ом се облику она налази прн физиолошком pH (7,4)?

2* Нашшште диполарне структуре амвнокиселива са алифатичиим бочним ввзом roje не подлежу диастереоизомеријн.

3? Нашшште диполарне сгруггуре и називе основних аминокиселива roje подлежу диастереовзомерији.

4. Напишнте днполарне структуре н називе:

a) ароматичних амиаокиселина; б) аминокиселина са сумпором.

5. Напипште диполарне струггуре в назнве основннх аминокиселвва са:

a) киселим групама у бочном низу; б) базним групама у Бочном низу.

6 . Прикажнте диполарае стругтуре могућнх сгереоизомера L-треонина.

7. Прв нзоелегтричном pH амивошселше егзистирају у диполарким облвцвма (цвитер јонн). Прикажите струггуру и ваведите у каквсј ће средини (кисела, веутрална нлв базва) бита изоелектрнчно pH:a) пролина; б) лизина;в) глутамввсге гиселиие; r) аспарагина.

8. Прикпижо цротолитичке промене аспарагввсже квселвве, када се pH растнора MOiba од Јако Базие (pH 11), преко слабо базне (pH 8) в слабо квселе (pH 3), до јахо киселе средине (pH 1).

9. Шта je пептидна веза?10. Напишнте могуће дипептвде којв садрже валвн в леуцвв.

11. Напишите могуће дипептиде који садрже аланин и тирозин.

12. Напишвте трвпептад састављеп из метвонвна, хвствдвна в трвптофана са хвсти- дивом ва N-крају в метвовввом ва С-грају.

13. Којвм спецвфвчнвм реакцијама се доказује:a) пептвдна веза; б) слоБодна NHj-rpyna.

4. ПРОТЕИНИ И ЕНЗИМИ

ПРОТЕИНИ

Протеини су широко распрострањени биомолекули изграђени од a-L-аминокиселкна међусобно повезаних пептидним везама. Протеини су магромолекули и као већина осталих природних макромолекула они су полимери. He постоји јасна гранкца у погледу броја мономерних јединки потребних да би се наградно протеин. У новије време опште je прихваћено да се доње граниде молекулских маса протеина крећу око 10000 daltona. Једиљења нижих молекулских маса називају се полипептиди и садрже до 50 аминохиселина.

Протеини представљају основне састојке ћелија и имају важпе и разноврспе улоге у свим живим организмима. У табели 4.1. дата je подела протеина заснована на њиховој биолошкој фуикцији.

Табела 4.1. Класификаци;а протеииа на осиову бволошке функције

Врсга протснн« Функција

i ензими биолошки каталазагори

струггурни изградња телесиих струггура

с . Ј Ш -схладишнн депо амиБокиселина

4 . протеггивни заштита организма

5 траиспортни транспорт материје у организму

6 контрагтилни основне компоненте снстема контракције

. 1 протеохормони регуладија метаболизма

s токсинв различита од организма до организма

Ha основу хемијског састава, протеини се могу поделити у две ве- лике групе:

1. jegnoauabnu протеини који потпуном хидролизом дају искључиво ot-аминокиселине и њихове деривате;

2. Konjyiobam протеини у чијем сс хидролизату, поред аминокисели- на, јављају и друга оргалска једињсша, односио мегални јони. Ове не-аминокиселинске компопенте коцјуготших иротсина зову се просте- Шичке ipyQe.

Једноставни протеини су даље водељсии у 7 подгрупа, углавпом према растворљивости (табела 4.2).

П 7

Табела 4.2. Класификацвја једноставних протеина

Група протенна Физдчхохемцјске харахтервсгвхе

албумиви растворви у води и разблажевнм растворима соли

| | глобулини нерастворни у води; растворни у разблаженим расгворима соли

ш ш ш проламини нерасгворни у води; расгворнв у смешама етанол-вода (50—90 %)

4 протамини садрже 70 — 80 % аргинина

5 глутелинн нерастворви у водн; растворни у киселинама и базама

6 хистони внсоЕ садржај Базних амивокиселива

7 склер опр отсшш струпурнн протенни везивних и површинских ткива

Према природи простетичке групе за коју су везани, конјуговани протешш су подељени у 5 подгрула (табела 4.3).

Твбела 4Ј. К ласи ф и кац и ја коијугованих протеина

Називв подгрупе Простстичка груоа

М ш Њ ш гликопротеини угљени хидрати

]2у\х липопротеини липиди

г нуклеопротеини вуклеивске киселине

4 фосфоиротеиви фосфорва киселива (у облику соли)

• 5 хромоггротеини гшгменти или метални јони

У структури протеина разлшсујемо четири нивоа организације и то: примарну, секундарну, терцијарну и кватернерну структуру.

• Питање: Шта сс подразумева под примарном структуром про- теина?

— • Ogiobop------------------------------------------------------------------------------ - |

Примарна структура протеина обухвата секвенцу (редослед) амнноки- селина у полипсптидном ншу, као и положај дисулфидвих мостова.

• Пишање: Шта сс подразумева под следећим појмовима:a) секундарна структура; б) терцијарна структура; в) кватернерна струхтура; r) копформацкја протсшм?

а) Секундарна структура ce односи на распоред и оријентацију поли- пептидног ланца у просгору, при чему ce не узима у обзир бријентација бочних низова из аминокиселинских остатака (R).

б) Терцијарна струхтура обухвата просторни распоред свих функци- оналних група у молекулу (полипепгидног низа и бочних низова).

в) Кватернерна структура обухвата међусобну оријентацију и про- сторни распоред више независних полипептидних низова (субједи- ница) код такозваннх олигомерних протеина.

г) Секундарна, терцијарна и кватернерна струхтура заједно пред- стављају конформацију протеинског молекула.

— • O giobop -------------------------------------------------------------------------------------------------------------

У погледу конформације молекула протеини ce деле на фибриларне и глобуларне. Фибриларни протеини ce састоје од више полипептид- них ланаца међусобно паралелно оријентисаних дуж једне осе. Поли- пептидни лаици глобуларпих протеина увијени су у компактне, приближ- но сферне форме. Већина глобуларних протеина ce no правилу добро раствара у води.

ЕНЗИМИ

Ешими су протеини који имају улогу биолошких катализатора у хемијским реахцијама које ce одв!д'ају у живим оргапизмима. Већина ензима су конјуговани протешш, при чему одговарајућа простетичка група активно учествује у каталитичком процесу. Ове непротеинске компоненте ензима називају ce кофактори и најчешће представљају деривате витамина нз групе В или извесне металне јоне. Уколико je кофактор везан за ензим ховалентном везом, зове ce простетичка ipyQa, a ако je везан нековален- тном везом, назива ce коензим.

Место на ензиму на којем ce одвија трансформација супстрата, назива ce каталитички центар. Фунхционалое групе које улазе у састав каталитичког центра имају строго дефшшсан просторни распоред и ори- јентацију, која омогућује специфично везивању супстрата за епзгш.

Називи већине ензима изводе ce додатком суфикса -аза на кореп назива одговарајућег супстрата у ензимској реакцији.

• Задатак: Наведите називе суистрата за следеће ензиме: a) сахараза; б) липаза;в) фосфатаза; r) протеаза.

— • Ogiobop ---------------------------------------- -------------------------

a) сахароза; 6) липиди; в) фосфатни естри г) протеини.

Исто тако, називи поједиикх група ензима изводе ce додатком су- фикса -аза на корен назива pettKiuqc коју ензим катализује.

• П и ш а њ е : Koje реокције катализују следеће групе ензима: a) оксидоредуггазе; б) хидролазе?

— • Ogiobop -----------------------------------------------------------------------------

а) Оксидоредуктазе су ензими који катализују биолошкс редокс-ре- акције.

б) Хидролазе катализују реакцлје хидролизе.

У табели 4.4 прнказана je класифшсација евзима у групе на основу њихове функције.

Табела 4.4. Класифвсација ензнма ва освову каталнтичке фунхције

Назив груве евзијв Каталвтачка функција i l i

. 1 оксид оредугта зе реакције оксидо-рсдукције

2 травсферазе превос функцвовалних група

3. хидролазе реахцнјс хидролнзе

4 . лиазе адиције ва двогубе везе

5 Езомеразе реажцнје изомеризације

6 лигазе грађеље С —С, С —О, и С—N веза

Брзине ензнмских реакција изузетно су велике и зависе од концентра- ције супстрата и ензима, од pH средиве и од темпсратуре. Ha дијаграму 4.1. пршсазана je зависност брзине ензимске реакције од концентрације супстрата

V брзина реакције

[S] ковцевтрацвјасупстрата

Км Михаилисоваковставта

реапшја 1 реда реакцнја нултог реда

Дијаграм 4.1. Зазисвост брзиве евзвмске реажције од ковцевтрацвје супстрата

Концентрација супстрата при којој се достиже половина максималне брзине ензимске реакције зове се Михашшсова константа (Км). Нижа вредност Км значи већи афинитет ензима према супстрату и обрнуто.

• Задатак: Исти ензим трансформише два различита супстрата Si и S2. За трансформацију Si одређено je Км = IO-1 mol/1 за S2 Км= IO-5 mol/1. Према којем супстрату дати ензим пока- зује мањи афинитет?

— • Ogiobop ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Поменути ензим показује мањи афшштет према Si јер je вредпост Км за тај супстрат већа.

Питања и задаци1. Наведите гравнцу између полипеотида и протеина на основу:

a) броја присутиих амиаокиселина; б) молекулских маса.

2. Чиме се мохе објаснити велика разволикосг протеина у живом свету?

3. Шта je аминокиселински састав? Шта je примарва структура протевва?

4. Чиме je одређева примарна структура протеииа и који je н>ен основни звачај?

5. Од чега зависи секувдарва c-rpyi ура протепиа н чиме je стабилизовава?

67 Објасните у каквој су узајамној w ш секундарва и терцијарва структура прогеива.

7. Који протеини имају кватернерпу струггуру и шта овај сгруктурни ниво обу- хвата?

8? Напишите реахцију формирања L-циствна из L-цистеина. Како се зове новофор- мирава ковалевтна веза у L-цистину?

9. Koje интерахцвје (секувдарне везе) стабшшзуј'а) секундарву структуру;б) терцијарву струхтуру;в) кватерверну сгруктуру иротеина?

10. Koje структурне вивое протеива стабилизују, взмеђу осталих, јовске везе?

11. Koja нвво структуре протевва, између осталих, стабнлизују дисулфидне везе? Кахо се ове везе могу раскквути? Прикажите на чримеру цистива.

12. Koje аминокиселине могу формирати хидрофобне везе? Набројте те аминокисели- не. (Користите табелу 3.1. стр. 11’'

13. Koje амивокиселиве садрже у бочном визу фунхционалне групе погодне за формирање водслилвих веза? Прикажвте њнхове структуре. (Види табелу 3.1)

14. Наведите вајраспрострањечије видове секундарне структуре протеина.

157 Шта стабилизује пс-хеликс? Каква je просторва оријентација полвпептидвог пиза a како су оријентисани бочни вазовн у onoj структури?

167 Како су оријевтисани полипептидни, a кихо бочаи иизови у набраиој [3-конфор- маднји. Шта сгабилизује овпЈ пид сек у "»iv* фуктуре?

J i l

17. Да ли су познати протеини са секундарном структуром а-хеликса у митавом мо-лекулу?

18. * Koju типови секундарне структуре могу постојати унутар истог полипептидногланца'.’

19. Који тип секундарве струггуре домвнира код фвброипа свиле, изграђеног од више полипетвдвих ланаца soja се паралелно пружају и међусобво су повезани чнтермолекулским водоничним везама?

2 0 . Који тип секундарне струггуре доминира ход колагена ако се зна да je полапептид- ни виз спирално уввјен и стабвлизован шапрамолекулским водовичним везама?

21. Наведите могуће струггурвс нивое сротевва сасгављеног од једиог полипетидног внза.

22. Наведвте могуће структурне нивое протеина који су изграђени од више полипеп- твдних нвзова међусобно повезапих нековалевтним везама.

23. Протенн хемоглобвн садржи четири независна полипептидна низа који су правил- но распоређени у простору. Који су структурни нввои присутии у молекулу хемоглобвна?

24. Протеин миоглобин, поред једног полипестидиог низа, у молекулу садржи један порфврввска дериват (хем) као простетичку групу. Може ли овај протеин имати кватернерну струггуру? Објасните.

25. Шта je денатурација протеина? Koje je физичке в биолошке последиде иајчешће прате денатурадију?

26. Наведите вајчешће узроке деватурације протевна.

27. Шга je изоелектрична тачха протеина и од којих фунхционалних група зависи?

28. У кахвој ће средини бити взоелеггрична тачха протеина који се одликује високим садржајем:a) аспарагинске н глутаминске киселине; б) лизина, аргиниаа и хистидива?

29. Објасните узрох слабе растворљивости протеина ва изоелектричвој тачки.

30. Кахо су оријевтвсала бочнн визови код глобуларвих протеина којв су:a) растворллви у води; б) слабо расгворл>иви у води?

31. Молекул рибовуклеазе изграђен je од једног полипеатидвог низа са 124 аминокв- селвне. Катализује хидролвзу вуклеивских киселина. У које групе протеина се може сврстати ';бонут теаза у погледу:a) хемијсздг састава; б) биолошке функције?

32. Хемоглобин je глобуларни протеин крвв који превоси кисеониг. Хидролизом, поред аминокиселана, даје в комплексви оргаиски молекул са гвожђем (хем). Одредите место хемоглобина у систему класифакације протевва ва освову:a) хемвјског састава; б) бволошке фунхције.

33. Протевн p-кератин потпуном хидролнзом даје смешу амввокиселвна. Егзаствра у Р-набраној конформацији и нерастворен je у води. Улази у састав површинских ткава. Одредите његову припадвост у систему класифшсације протеина ва освову:a) хемијског састава; б) облнка молекула;в) бволошке фувкиије.

34. Инсулин je глобуларни протеин soja регулише ниво глукозе у крви. Потпувом хидролизом даје само амивохвселнне a добро je растворан у води. Сврстајтс ra у свстем Еласвфакације гтрема:a) хсмијском саставу; б) бволошкој фуикцији.

35. Молекул миоглобива je састављен од једног полипептидног ланца soja je компак- тно увијен у скоро правилну сферу. Хидролизом, поред амввокиселина, даје и комплексвн органска молекул са гвожђем (хем). У soje групе протеина можемо сврстати мвоглобин с обзиром на:a) хемијски састав; 5) облик молегула?

36. Kaso се једним именом зову ензимн soja катализују реагције хвдролвзе?

37. Kaso се зове евзим soja катализује хвдролнзу сахарозе? Шта су производи ове ензимске реакције?

38. Ензимв позватв под називом липазе гатализују хидролизу естарских веза.a) Шта су супстратн липаза? б) Kojoj ipyna ензима припадају?

39. Каква je разлика између коевзвма a простетвчхих група? Којим молехулским врсгама припадају ова једињења?

40. Koja je улога коензима односно простетичхе групе у ензимској реакцији?

41. Дефввашвте појмове холоевзвма a апоензама.

42. Шта je каталитачхи центар a у кахвој je ое вези са супстратом?

43*.Објасните raso аминогиселине взвав каталитачког центра могу улествовати у ензимској реахцвјв.

44. Koje вивое снсцифичности деловања ензвма разликујемо?

45*.Прн којим условвма брзиаа ензимске реакцајеа) линеарно зависв од гонцентрацвје супстрата (реакција 1 реда);б) не зависв од хонцентрације супстрата (реагција нултог реда)?(Ввдн двјаграм 4.1)

46. Шта je Михаилисова константа a у гојнм се јединицама взражава?

47. Kaso ће се разлвговатв Михаилвсове хонстанте за поједвначне ензимске тран- сформацвје два супстрата (Si a Si) встам евзвмом, aso тај еазам показује већи афинитет према Si?

48. Свавн ензим показује махсвмалву ефикасност при одређеној температури. Kaso промена температуре утиче ва евзимсгу реагцију?

49. ОБјасните зашто брзива евзимске реагцијс заввси од pH средиве?

50. Kaso се зову супставце sojeа) убрзавају ензимсгу рсагцију;б) успоравају ензимсгу реахцију?

шТ'

5. АЛКАЛОИДИ И АНТИБИОТИЦИ*

АЈ1КАЛОИДИ

Алкалоиди су циклична органска једињења биљног порекла са ато- мом азота у молекулу, који у минималним концентрацијама показујуфизиолошко дејство.

Углавном се добијају екстракцвгјом из њихових природних извора, a извесстан број представника се добија и синтезом.

У малим концентрадијама показују одређено терапеутско дејство, док су у већим количинама углавом јако токсични na се морају примењи- вати под строгом лекарском контролом.

• Задатак Наведите основни проблем и последице злоупотребе ал- калоида.

— • Peiueibe ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Злоупотреба алкалоида изазвала je један од највећих социјалноздрав- ствених проблема данашњице — норкоманију. Неконтролисано ко- ришћење већине алколоида изазива навиху и зависност, праћену трајним оштећењем организма које се обично завршава фатално.

Према својој структури алхалоиди се деле у две групе:1. алкалоиди са атомом азота изван прстена2. алкалоиди хетероцикллчне структуре (са атомом азота у прстепу).

Табелв 5.1: Класифик&ција, особине в примена алк&лоида са хетероциклнчним системом

Групаалкалоада Прсдсшншш ■ Порекло Фнзаолошко

лејство - Примсна ^

са онрвдннскам прстеном никотин лвшће дувава токсичан ередство протвв

биљних штеточина

са пиродадинским « пипервдинским

• скедстом

атропинхокаин

велебиље кока врста

делује на нервни систем

за ширсње зеница локални анесгетшс

санзохаиоаанскиМ

Скелетом

морфинсодеинхероин

чауре мака

ацстадоваљем морфнва

дејство на нервни систем

токсичан

анелгетикантитусикзабрањена

са шздолоаим М П Г С р о Ц И К Л И Ч Н И М

С В С Т С М О М :

стрихшш лнсергна киселина

(LSD)

стрихинос врста ражева главвца

(синтезом вз лисергне )

токсичанковтрахција

материде(халуциноген)

уништаваље штсточина

у гинекологији забрањеиа

* Сложене структуре алкалоида и автвбиотнка прнк&зане су само као илусградије na стога ве треба иисистирати да их ученици рсородукују a меморишу.

У табели 5.1. дата je подела алкалоида са хетероцтсличпом структу- ром у подгрупе, зависпо од врсте хетероцикллчног система. Поред тога, прихазане су и типичне особпне најважшгјих представдика.

• Задатак Ha слици 5.1. приказана je структура стрихнина, алкалоида са индоловим скелетома) Означите на слици индолов хетероциклични скелет

стрихпина.б) нацртајте структуру хетероцикличног једињења индола.

— • Peiueibe------------------------------------------------------------------------------

а) Индолов скелет стрихппна озпачен je на слиди 5.1. испрекидамом кружном линијом.

б) индол:

н

Биосинтеза алкалоида у биллсама je сложен продес у којсм учествују одређеие амштокиселине као биолошки прекурсори, односпо сиптетички интермедијери.

• Задатак Посматрајте структуру стрртхнипа на слипл 5.1. и утвр- дите која je амипокиселина могући биолошки прекур- сор у његовој биосинтези. (Кориетити табелу 3.1. на стр. 111.)

— © Ogiobop --------------------------------------------------------------------------------

Са слике 5.1. се види да стрихгаш садржи ипдолов хетероцикличпи скелст. Из табеле 3.1. се види да амипокиселина тритггофан садржи исти хетеро1џпсличии систем, na je она вероватпи прекурсор у био- сиптези стрихнина.

АНТИБИОТИЦИ

Антибиотиди су производи метаболизма одређених микроорганиза- ма и неких виших биљних врста који спречавају раст извесних патогених бактерија, гљива и вируса.

Антибиотици се ипдустријски најчешће добијају микробиолопжи (ферментацијом), што обухвата претходно гајење чистог соја михроорга- низма ради продукције датог антибиотика. Затим следи његово изоловање и пречишћавање. Неки антибиотицн се добију полусинтетички, што обух- вата хемијске модификације природних антибиотика или неког од његових биолошких прекурсора. Мањи број антибиотшса производи се дапас и синтетички.

® Питап>е Koje су предности микробиолошхих метода добијања ан- тибиотика у односу на чисго хемијске (синтетичке) методе?

— • Ogiobop---------------------------------------------------------------------------------Већина антибиотика има изузетно сложену структуру na њихова хемијска синтеза обухвата велшс број синтетичких фаза. To најчешће резултује малим укупним припосом жељеног ироизвода и знатпо повеђава трошкове производње. Насупрот томе, микробиолошке методе се обично одвијају у једној до две фазе, na je такав поступак рационалан и економичан. Проблеми који се јављају код микробио- лошких метода своде се на очување чистих сојева микроорганизама и на тешкоће нри изоловању финалног производа из комплекспе реакционе смеше.

Ha основу n руктуре, антибиотици су под ЈБепи у седам група. У табели 5.2. пршсазана je класифихација и важније карактеристике типичних предсставиика сзаке групе.

Табела 5.2. Класификација, особинс и примена аитибиогика

Група ПредсггшншЈИ Мехаиизам дејства Примена

, 1 р-лактамскиантибиотици

оеницилини и цсфалосиорини

спречавају формиранл ћелијског зила

против стрсптокока стафилокока

спирохега2 полипеитидни

антибиотициграмидидил S поремсћај трансиорта

јона кроз мембранебахтсриостатик

3 гликозидниантибиотици

стрептомицин омета биосинтезу нуклеинских киселипа

туберкулостатик

4 макролидниантибиотици

еритромицин омета биосинтезу нуклеинскнх киселина

против стафилокока и стресггокока

5 тстраци к линска антебиотици

окситетрациклин омета биосинтезу протеина

против бактерија неких вируса и протозоа

6 □олиенскиантибиотици

микомицин омета транспорт јона кроз мембране

против ГЛЛ1ВИМИИХ оГ)ол»сп.»а

7 антибиотици типа хлорамфеникола

хлорамфсникол омета биосинтезу нуклеииских киселина

ПрОТИВ rjlillltllMIIIIX0Г)0Л*СМ»И

Задатак: Ha слици 5.2. приказана je структура еритромицина из групе махролидпих антибиотика Његовом структуром до- минира четрнаесточлани лактонски прстен (макролидни прстен) са две карбонилне групе. Како се у хемијском погледу разликују ове две карбонилне групе?

О

Слика 5.2. Еритромицнн

— • Peiueibe ----------------------------------------------------------------------

Карбонилна група са C-l je лактонска док je карбонилна група на С-9 кето-функција

Пнтања н задацн1 . Шта су алкалондн н који су њихови вриродни взворв?

2. Како се алкалонди tokom изолације одвајају од неутралних и киселих примеса?

3. Каква je прврода примеса присутних у сировом екстракту алкалоида?

4 Који je основни значај и примена алкаловда?

5. Ha слици 5.3. приказана je струггура ефедрина којв не садржи хетероцикличне прстене. Kojoj групи алкалоида припада ефедрин?

C H -C H -C H j

OH NHCHj

Слика 5.3. Ефедрин

6 . Нвкотав je алхалоид са пврвдввсгам хетероцикличним системом. Ha основу стругтуре нвкотнна првказаве ва слици 5.4 вацртајте структуру пиридина.

N

С Њ

Слика 5.4. Нихотнв

7*. Известан број амвноквселвиа садржв хетероцикличне снстеме na су оне могући баолошхи прекурсора олређених алкаловда. Користећи таблицу 3.1. на crp. I l l ваведвте аминокиселине хетероциклвчве струггуре.

8 . Ha слицв 5.5. приказава je струхтура лнзергне киселвне представника такозваних ергот алхаловда (алкалоиди ражене главнице). Kojoj групв алкалоида припада дизергна квселвна у погледу њене структуре?

9*. Koja амивокиселива представл^ могући прегурсор за биосинтезу ергот алхалоида који у основи садрже вндолов хетероцвкличнв свстем? Прикажвте структуру те амввоквселвне.

10. LSD je полусвнтетички алкаловд (слика 5.6) и једав je од вајјачих халуцввогева. Може се добити дејством диетиламина на хлорид лизергне киселине.а) Kaso се зову производв реакције хлорада карбонсквх киселина в амина?

Напвшвте општу реакцвју ва примеру сехундарвог амвна.б) Kojoj врсти деривата' кнселина припада LSD?

Слика 5.5. Лазергва хвселвва

о

Слвка 5.6. LSD

11. Морфин, кодеин в хероин су најпознатији алхалоиди опијума. Koja je швхова примена у медицвни и кахо се злоупотребљавају?

12* Ha слици 5.7. приказава je сгруктура агропина из групе пиролидинских и шшери- динских алкалоида.а) Напишите структуру хетероцикличног једињеша пиролидина.б) Koje аминокиселине садрже исти хетероцшслични систем? Прикажите структу-

ре тих аминокиселина користећи табелу 3.1. и шему 3 .2 . на стр. 111. и 112.

СНз

13. Шта су антибиотици и како се могу добити?

14. Због чега се са правом сматра да откриће антибиотика представља један од најважнијих проналазака у историји медицине?

15. Ha слици 5.8. пршсазана je структура псницилииа V, представника р-лактамских антибиотика. (Лактамска функција озаачева je на цртежу) Kojoj груии деривата киселина припадају лактами? Наведите једноставан пример.

Слика 5.8. Пенвцшшн V

16. Ha слици 5.2. (стр. 124) приказана je структура еритромицина, антибиотика из групе макролидина са четрнаесточланим лактонским прстеном.а) Koje супституисане киселине могу градити лактове?б ) Kojoj групи деривата киселаиа припадају лактони?

1 2 9

6. ВИТАМИНИ И ХОРМОНИ

ВИТАМИНИ

Витамини су органска једињења разповрсне структуре неопходна за правилну фунхцију организма. Само биљке и микроорганизми могу да синтетизују витамине a људи и животиње морају да их уносе у организам путем исхране. Како су витамнни потребии у минималним количинама, нормалном и разноврсном исхраном углавном се обезбеђују довољне количине витамина. У организам се могу унети у активном облику шш као провитамини, супстанце које се у организму накнадно трансформишу у витамипе.

Питање Шта су: a) хиповитаминозе; б) авитаминозе и в) хппервита- минозе?

— • Ogiobop--------------------------------------------------------------------------------1а) Хиповитаминозе су поремећаји изазвани недовољним уноше-

њем витамина у организам.б) Авитаминозе су поремећаји изазвани потдуним недостатком ви-

тамина у организму.в) Хипервитаминозе су поремећаји којн се јављају услед уношења

великих количина извесних витамина у организам.

Биолошка улога свих познатих витамина у потпуности je разјашње- на. Они учествују у многим реакцијама метаболизма, при чему најчешће улазе у састав коензима или простетичких група.

Ha основу растворљивости подељени су у две велике групе:1. витамини расворни у уљима (липосолубилни) и2. витамини растворни у водн (хидросолубилни).У табели 6.1. дати су представници лнпосолубилних виклушна зајед*

но са дневном потребом и њиховом биолошхом улогом. Витамини ове групе присутни су у храни богатој липидима (јетра, млеко, jaja и уља), слабо су растворви у води na се тешко излучују из организма.

Табела 6.1. Представницн липосолубилних витамина

Вигамин Хемијски иааив Дивевна потреба {mg] Биолошка улога

1 ввтамин D галцаферол 0.0005 регулише метаболизам калпијума2 витамин A ретинол 2 учествује у процесу вида

i ватамвн Е токоферол 10заштита лигшдних мембрапа

од оксидадијо

4 витамиц К меналинон 1умествује у

процесима коагулаццјо

Задашак Наведите основну улогу витамина из групе D и последице њиховог недостатка у организму.

— • P e u i e i b e ----------------------------------------------------------------------------

Витамини из групе D учествују у регулацпји метаболизма калдијума и фосфора, што je од пресудвог значаја за пормалан развој костију. Кедосгатак витамина D изазива рахитис.

Витамшш растворни у води обухватају витамиле В комплекса и витамин С.

H u iiia ib e Зашто хвдросолубилни витамини не изазивају хипервитами- нозе?

— ф O g io b o p ------- ------------ --------------------------------------------------------

Због добре растворљивости у води, витамини ове групе се свакодаев- но излучују из органшма на нема могућности за њихово нагомила- вање.

У табсди 6.2. дат je преглед најважлијих представшгка из ipyne хидросолубилпнх. вдташгаа, њихове диевце потребе и тшшчне авитамино- зе.

Табела 6.2. Типични оредстапиици хидросолубиннх витамика

Ватамнн Хсмијски иашв Двсвиа - погрсба (mg] Ааатаминозе

в , тиамиа 1,4 берибери

Bj рибофлавин 1,7 упала слузокоже

РР ивкогииамид 20 пелагра

в$ пантотенска киселина 10 депигментација

В6 гшридоксал 2 анемија

В ч иобаламин 0,005 пернициозна анемија

с - ' аскорбинска киселииа 3 0 - 7 0 скорбут

F . фолва киеелина 0,4 рааличити облици анемије

Н биолин 0,3 заостатак у расту

Хпдросолубини витамшш имају важну улогу у метаболпзму јер представљају биосннтетнчке прекурсоре за коензиме и простетичке груие одређених ензима. У табели 6.3. прихазани су важннји коензими са својим витаминским прекурсорима и болошком улогом.

m

Табела 6.3. Коензими н простетичхе групе

Назив Јсоеиаима Офаћеки назив Витамин прекурсор Биолошка улога

тиамиваврофосфат ТРР в ,реакције

дежарбоксиловања

флавииаденин- динуклеотнд и*;: FAD редожс-реакције

кнЕоткиамададенви- ’■ динукпеотид NAD* PP ред ожс-реакциј е

коеазим A CoASH пантотенска киселина пренос ацил-прупа

пврндоксалфосфат В6реакције

трансаминације

тетрахидрофолвакиселииа FH* F пренос

C i-фрагмента

бИОТИН*-простегтичка груиа биотин реахције

карбоксаловања

• Питање Тиаминпирофосфат je дериват витамина Bi и има улогу коензима у метаболичким процесима декарбоксиловања. Како се зове одговарајућа група ензима која катализује поменуте процесе?

— • Ogiobop --------------------- -----------------------------------------------------------

Kao што je у поглављу 4 поменуто, имена појединих група ензима добијају се додатком суфшсса -аза на корен назива реакције у којој тај ензим учествује. Како се у овом случају ради о реакцијама декарбоксиловања, одговарајуђа група ензима имаће назив декар- боксилазе.

ХОРМОНИ

Хормони су органска једињења која регулишу метаболизам, одржавају сталан ниво телесних течности и утичу на раст и функцију ткива и органа. Синтетизују се у жлездама са унутрашшш лучењем, a крвотоком се преносе до ткива или органа где остварују своју функцију.

Ha основу хемијског састава хормони се деле у групе:1. деривати аминокиселина;2. протеохормони (олигопептидни и протекпски) и3. стероидни хормони.У 'тбсли 6,4. дат je преглед представника хормоиа из груие дсривата

trn » imUU

Табела 6.4. Представници хормона из групе деривата аминокиселива

Хормон Жлезда У л о r aадревалин и

норадрснадинсрж надбубрежне

жлездеактивација шлрацелуларних липаза; посред-

на регулација нивоа глужозе у крви

ТарОГСШ! Итријодтнровиц иггитна жлезда регулација процеса респирације

• Питање Тироидни хормони у штитној жлезди настају хидролизом једног гликопротеида под дејством специфичних протео- литичких ензима. У коју групу ензима можемо сврстати поменуте протеолитдчке ензиме?

— • O g io b o p ----------------------------------------------------------------------------

С обзиром да поменути ензими катализују реакцију хидролизе, при- падаће групи хидролаза.

Табела 6.5. Класифвкација, особиве и функција представинка протеохормона■V

Нази хормоиа Број аманокцселина Жлеада Фушсција

ж>ргнкотроааихормоа 39 предјњи режањ

хиоофизестимулише биосинтезу

кортикостероида

; : хормов

гликопротеин молекулске масс око 30000 D

предњи режањ хипофизе

стимулише лучење хормона штитне жлезде

соматотропвц 150 предњи режањ хипофизе хормон раста

ЦКСИТОЦИН 8 задњи режањ хипофизе

утиче на контрахцију глатких мишића

васопресин 8 задњи режањ хипофизе повећаза крваи ггритисак

гдуаагов 29 панкреас повећава концентрацију глукозе у крви

- внсудин : 51 панкреас смањује концентрацију глукозе у крви

• Задашак Ha основу података у табели 6.5. разврстајте наведене хормоне no њиховом оиолошком пореклу.

— • O g io b o p ----------------------------------------------------------------------------1. Хормони предњег режња хипофизе су: кортикотрошга, тиреотроп-

ни и соматотропни.2. Хормонп задњег режња хипофизе су: окситоцин и васопресин.3. Хормони панкреаса су: глукагон и инсулин.

1 3 3

Табела 6.6. Класификација в бисшошка фунхција стеровдннх хормона

Група Подгрупа Представшши Биолошка фуакција

хормонииад-

бубрежаежлезде

ГЈШКОКОРТИКОИДИ

минерал-кортикоиди

кортизон

алдостерон

регуладија метаболизма угљених хидрата

одржавање оптималне концнтра- ције електролита у телесним

течиостима

. лормрв жутог то*а

прогестерон одржавање трудноће

хсфмоаджеиски (естрогени)

мугшсв (андрогенв)

естрон, естрадиол

андростерон,тестостерон

развој и одржаваље секундарних појших карактсристика

Питања и задаци

1. Шта су витамвии? Како су подељени према расгворљивости?

2. Каквог су порекла витамили? Шта проузрокује и>ихов потпуни недостатак у организму?

3. Објасните запгго липосолубилни витамини најчешће изазивају хипервитаминозе.

4. Наведите основне улоге внтамина A као н последице изазване његовим недостат- ком у органвзму.

5. Витамин Е (токоферол) спречава разорно деловање слободних радикала и перок- сида ва незасићене липвде вз ћелнјских мембрана.а) У коју групу једињења можемо сврстати витамин Е имајући у виду поменуте

хемијске особине?

б) Наведвте авитаминозу проузроковаву недостатком витамила Е.

6 . Иако сисарн не могу синтетвзовд^ч витамине, витамин К може настатв учовековом организму. Објасните како.

7. Зашто су авитаминозе услед недостатка витамина К релативно ретке? Када оне могу настатв?

8 . За разлвку од липосолубилних, хидросолубилни витамини се морају чешће уноси- тн храном у организам. Објаните зашто.

9. Који значајни Биомолекули настају даљим биотрансформацијама хидросолубил- них витамина?

10. FAD и NAD* су коензими који учествују у биолошким оксидо-редукционим процесима. Kajco се зове група одговарајућих ензима који каталвзују помекуте процесе?

11. Конзим-А учествује у реакцијама преноса ацил-остатка. Како се зове групп одговарајућвх еизима којв катализују поменуте процесе?

127 Koja део молекула NAD* преносв водоникове атоме? Колико електрона учосгпу- је у овом процесу?

137 Шта je активии део молекула FAD? Колвко атома водошмш npeuocn о»(\ј SOOU8IIM?

1 3 4

14? Коевзим-А je преносилац ацил-остатаха. Шта je ахтивна функциовална група у овом молекулу и roja, евергијом богата веза, насгаје tokom процеса?

15. Шта су хормонн? Koje су њихове освовве функцвје?

16. Гдс се луне хормонв? Како доспевају до места деловања?

17. Ha освову података у табели 6.5. закључите који од иаведевих хормона припада- ју: a) пептидима; б) полипептидима; в) протешшма..

18. Тироксин je хормон штитве жлезде који у молекулу садржи јод. Kojoj групи хормона прнпада тироксин ва освову своје структуре?

19. Инсулив и глукагов су протеохормони који регулишу метаболизам глукозе. Koja жлезда лучи ове хормоне? Како оаи утичу на садржај глукозе у крви?

20. Наведите вазив бволошког прекурсора за биосивтезу сгероидних хормона.

21. Шта су гликокортикоиди? Шта су минералкортикоиди? Наведите вазиве типич- них представвика.

22. Шта су андрогени? Где настају? Koja je њихова освовва улога? Наведите најваж- ввје представвике.

23. Kojoj групи хормона припадају естрогени? Где вастају? Koja je њихова основва улога? Наведате освовне предсгаввике.

1 3 5

7. Н У К Л ЕИ Н С К Е К И С ЕЈШ Н Е

Нуклеинске киселипе су природни макромолекули састављепи из великог броја мономерних структурпих јединки које се зову нуклеотиди (мопонуклеотиди). За разлику од једноставних мономера који изграђују протеине односно полисахариде (амжнокиселипе, моносахариди), нуклео- тиди су сложена једшвења изграђена од фосфорне киселине, петоугл>енич- ног шећера и азотне базе у еквимоларном односу (тема 7.1.).

Шема 7.1. Сгруктурне компсшенте нуклеинских киселина

У зависности од прмсутне пентозе, нуклеинске киселпне се деле на рибонуклеинске (RNK), које садрже D-рибофураиозу (види шему 1.3, поглав- ље 1) и деоксирибонукленнске киселине(ОМК), којесадржс2-деоксн-0-рибо- фураиозу (видп задатак 2, поглавље 1).

• Питање: Како се зову мононуклеотиди који улазе у саетав RNK, одиосно DNK?

— • O g i o b o p -------------------------------------------------------------------------

RNK садржи рибозу na се њени нуклеотиди зову рибонуклеотиди, док DNK садржи 2-деокси-рибозу, na сс одговарајући мопонуклеоти- ди зову деоксирнбонуклеотиди.

Од азотнлх 5аза у нуклеииским киселипама сс јављају дерива п^пурива — иуринске базе, и деривати пиримидипа — пиримидинске бм:»0 /_____ n лч

пурин

ПУРИНСКЕ БАЗЕ

N H ,

t i 4

1

!).° * Ц г

пиримидин цитозин (С)

О О

урацкп(и) тимин (Т)

ПИРИМИДИНСКЕ БАЗЕ

Шема 7.2. Пуринске и пиримидв-- -е базе из састава нухленнских киселиИа

• П и т а њ е : Осим поменуте разлихе у шећерној компоненти RNK и DNK се разлихују и no саставу база. Наведите како.

— • O g l o b o p ---------------------------------------------------------------------------------

У саставу RNK улазе аденин, гуашш, цитозин и урацнл, a никад тимин. У састав DNK, поред првс три, улази тимин, a никад урацил.

Базе су увек везапс за аномерни цснтар P-N-гликозидном везом, при чему je иентоза увек у фуранозној форми. Овакви N -гликозиди на- зивају се нухлеозиди и могу се добити гелективном хидролизом пуклео- тида.

• П и ш ањ е : Како из нуклеозида настају одговарајући нуклеотиди?

— • O g io b o p ----------------------------------------------------------------------------------

Нуклеодити настају естерификацијом шећерних хидроксилних група (обичио na С-5) са молекулом фосфорне киселине.

1 3 7

Формирањем 3’5’-фосфодиестарске везе између два моионуклеотида настају динуклеотиди. Поред нуклеотида који улазе у састав нуклеинских киселина, у ћелијама су присутне и друге врсте мононуклеотида и динукле- отида специфичних функција, које су углавном условл>ене присуством различитих азотних база. Ту припаају већ поменути дошуклеотидни коен- зими N A D + и FAD (види поглавље 6) који поред адепина садрже и никотинамид, односно диметшшзоалоксазин.

• П и т а њ е : Поред тога што садрже неуобичајепе базе, нуклеотидни коензими се разликују од нуклеотида из нухлеинских киселина и у фосфатном делу. Објасните како.

— • O g io b o p ---------------------------------------------------------------------------цЗа разлику од нуклеотида из нуклеивских киселина који садрже естарски везану фосфорну киселину, у нуклеотидиим коеизимима јавља се пирофосфорна или трифосфорна киселина.

Нуклеинске киселине су изграђене од великог броја нуклеотида пове- заних 3’-5’-фосфодисстарским везама, при чему je редослед (секвенда) базг од есенцпјалног значаја за конформацију молекула и за њихову биолоиио фунхцију. Секвевда база (примарна структура) R N K ,owiocho DNK мож( се приказати шематски или скраћено („стенографски")-

• З а д а т а к : Шематсхи и скраћено (,,стенографски“) прикажите пента нуклеотид са редоследом база AUGCG.

— • P e i u e i b e ------------------------------------------------------------------------------—-A U G C G

5’-rpaj 3’-крај

„Стенографски" приказ: pApUpGpCpG.

1 3 8

Просториа стрктура DNK обухвата два антипаралелна полинуклео- тидпа лапца који су увијепи у десно око исте осе (двоструки ос-хеликс). Лапци су међусобно повезани интермолекулским водоничннм везама из- међу наспрамних парова комплементарних база (Л-Т односно G-C), што стабнлизује конформацију DNK. У процесу реплиуатшје (сиптеза DNK) из једног молекула DNK „родитеља“ настају два идентична моле- кула „потомка“, urro прелставља молекулски основ чувања и преношења гепетских ипформација. Делови DNK са секвендом база која представља „шифру“ за синтезу специфпчних протеина и нухлеинских киселигна нази- вају се гсни.

Постоје три врсте RNK са спепифичним особипама и функцнјама (шема 7.1).

Табела 7.1. Рибовуклеинске гаселине

НачивRNK

Сграћсви Молекулска Осноананаанв маса биолошка улога

информацноиа iRNK 25000—1000000 пренос информапија из једра до рибозома

трансиортна tRNK 23000 - 30000 активирање и пренос аминокиселина до рибозома

рибозомална rRNK 35000 -1100000 изградља рибозома

Све рибопуклеинске киселиле се синтетизују у процесу транскрипцп- је, који се састоји у индиректпом преггисивахву секвепце одређеног сегмен- та DNK (гена) no принципу комплементарних база. Ha тај начин, прп синтези неког протеина, секвенцу аминокиселипа у растућем полкнептид- ном низу одређује редослед база у молекулу iRNK који представља комплемептарпу копију одговарајућег гена. При томе свакој аминокисели- 1 Ш одговара барједав тршшет база из iRNK који се зове кодон.

У процесу биосинтезе протеииа (транслација) секвепца појсдшшх кодона се, у рибозому, преводи у секвенцу одговарајућих амипокиселина уз учешће tRNK.

• Задатак: Наведите четири основне етапе транслације.

— • Peiuetbe --------------------------------------------------------------------------------

1. Активирање аминокиселииа;2. Иницнјација полипептидног ланда;3. Продуживање полипептидног ланца (елонгација);4. Завршавање полипептидног низа (термипација).

АктивираЕве сваке ашшокиселине укључује њено везивањс естарском везом за слободну хидроксшшу групу аденшше киселине, на 3’-крају одговарајуће tRNK, при чему се формнра активирапи иптермед^ер који се зовс амипоацил tRNK (шема 7.1).

r

Антикодон

Слшса 7.1. Аминоацил-tRNK

Фаза иницијације започиље дисоцијацијом рибозома на малу и вели- ку подједшшцу. За малу подјединицу затим се везује iRNK, a за њу се даље везује прва аминоацил tRNK формираљсм Н-веза између антиходо- на и одговарајућег кодона. За овај комплекс затим се везује велика подјединица рибозома формирајући тако функциовални рибозом у којем се одигравају наредне етапе синтезе.

Елонгација обухвата понављање процеса формирања пептидних Be­sa, при чему се рибозом помера дуж низа iRNK, „очитава“ њену секвенцу и ,,преводи“ je у секвенцу аминокиселииа растућег полипептидног низа (слика 7.2).

В£ЗИвАК>£ АМИНОКИСЕЛИНЕ ЗА растуви пептидни низ

Слиаа 7.2. Биосинтеза протеина

Терминацлја je процес завршавања сннтезе и одвија се када рибозом дође до такозваног терминационог кодона који ue одговара ни једној аминокиселипи.

Питаља и задаци1. Шта су нуклеввсве хиселине и soja им je основна улога у живом свету?

2. Koje трупе једињења настају при пошуној хидролизи нуклеинских киселина?

3. Kaso се деле нуклеинске киселине ва основу хемијског састава?

4 Kaso се зову мономерне једвнке нуклеинских квселина? Шта се добија из ових молекула вакон хвдролвтичаог уклањања фосфорне хиселине?

5. Напишите стругтуре и називе моносахарида хоји улазе у састав:а) рибонужлеотида; б) деоксирибонуклеотнда.

6 . Шта су no хемвјсхом саставу: a) нуклеозиди; б) нухлеотидв; в) noлину клеотиди?

7. Првкажите струггуре пурина и пиримидина. Нумеришите све атоме ових хетеро- цисличних система.

8 . Представите сгрувтуре: a) пуринских и б) сиримидинских база. Наведите њихове називе и сграћенице којима се најчешће обележавају.

9. Наведите вазиве пиримидинских база soje улазе у састав a) RNK и б) DNK .

10. У чему je основни значај секвенце база ход DNK?

11. Прикажите шематска и скраћено секвенпу азотних база у следећем делу DNK:GTCAT.

12. Кахва je просторна структура DNK и чиме je стабилизована?

13. Kaso су међусобно оријентисани полинуклеотидни внзови у DNK?

14. Шта су комплементарне базе? Зашто се тимин и урацил понекад вазивају и „идентичне" базе?

15.1 Прикажите водоничне везе код следећих парова комплементарних база:А-Т н C-G.

16. Прика^ките шематскп секвенцу база код олигонуклеотида који je комплемента- ран са d(pGpTpApT)-

17. Kaso се зову органеле ћелија еукариота у хојима je лоцирана DNK?

18. Набројте три главва процеса који учествују у чувању и преношењу генетсаих информација.

19. Kaso се зове a где ое одввја удвостручавање DNK?

20. Објаснвте почетне фазе рсшшаације DNK. Шта je арајњи резултат овог процеса?

21. Чиме je утврђен редослед везавања нухлеотида у новом низу добијеном накоп решшхације?

22. Koja се азотна база, прв репллхацији DNK, уграђује насупрот a) тимина;б) гуанвна?

23. Шга je транскрвпција? Уаратао објасните saso се одвија овај процес.

24. Шта су гени a saso утвчу ва популацију iRNK?

25. Наведите редослед база у iRNK soja настаје пра TpaHCspanmjja дела DNK сеавенце d(pApCpGpT).

26. Koje врсте RNK разликујемо? Ha основу ког критеријума je извршена ова поде- ла?

27. Koja RNK настаја у процесу трансхрипције? Коју улогу има?

28. У каквим се међусобним односима налазе секвенце база делова DNK и одгооа- рајуће iRNK формиране у процесу транскрипције?

29. Шта су рибозоми? Од чега су взграђенв?

30. Koja je освовна улога tRNK? Како се она разликује од iRNK у погледу молекул- ске масе?

31. KaiBOM везом и som месту се аминокиселина везује за tRNK?

32. Шта je то кодон? Шта je антикодон?

33. У каквом су међусобиом односу секвевце база кодона н ангикодоиа?

34. Напшлите секвенцу база (антиЈсодон) код аланил-tRNK ако аланииу одговара кодон GCU.

35. Шта je транслација в где се одиграва?

36. Шта одражава примарва струггура синтетизованог полапептвда у односу на DNK?

8. ОСНОВИ METАБОЛИЗМА

Скуп свих хемијских реакција које се одвијају у организму назива се метаболизам. Ови процеси обезбеђују енергију организма пеопходпу за обављање животних процеса, обављање разних врста рада итд.

Ha основу хемијског облшса угљеника који користе, сви организми се дсле на аутотрофне и хетеротрофне. Аутотрофни организми (биљке и зелене алге) користс угљен-диоксид као извор угљеника и из њега у присуству сунчеве светлости граде угљенични скелет свих других биомоле- кула. Хетеротрофни организми, у исту сврху, користе угљеник у редукова- ној форми, као што je на пример глухоза.

• Питање: Кахо се разликују аутотрофни и хетеротрофни организми у погледу снабдевања енергијом из своје околиие?

— • Ogiobop --------------------------------------------------------------------------------

Аутотрофни организми корисге сунчеву светлост као извор енергије за изградњу сложенијих молекула (глукозе) из угљен-диоксида и воде. Хетеротрофни организми користе хемијску енергију која се ослобађа to k o m деградадије сложенијих биомолекула унетих у opra- низам храном.

Метаболизам се дели у две основне фазе: катаболизам (деградацио- ша процеси при којима се добија енергија) и анаболизам (процеси биосин- тезе при којима се троши ееергија).

У катаболичким процесима сложени биомолекули се деградирају до мањих молекула, при чему се ослобађа унутрашња енергија раскинутих хемијских веза у полазним једињењима. Део ослобођене евергије се одмах гроши, a вшпак се поново трансформише у хемијску енергију формнрањем гнергијом богатих фосфатних једињења, међу којима je најзначајнији age- чозинтрифосфат (АТР).

АТР настаје реакцијом аденозиндифосфата (ADP) и неорганског ј>осфата (Pn) уз утрошак (везивање) енергије из околине (шема 8.1)

Шема 8.1. АТР

f1 4 3

У молекулу ATP, поред једне естарске, присутне су и две анхидридне везе богате енергијом. Због тога je његова хидролиза енергетски повољан процес прађен високом негативном променом стандардне слободне енер- гије (AG° = —30,51 kJ/mol). Према томе, АТР се града уз везивање хемиј- ске енергије ослобођене у катаболичким процесима, a хидролизује се уз ослобађање хемијске енергије која се троши у анаболичким процесима.

• Питање: Којим биомолекулима припада АТР у погледу: a) хемиј- ског састава и б) биолошке улоге?

— • Ogiobop ---------------------------------------------------------------------------------

а) ATP je 5’-трифосфатни естар аденозила (нуклеозида) na стога припада мононуклеотидима.

б) С обзиром да учествује у процесима преноса енергије, припада грухш мононуклеотидних коензима.

ВАРЕЊЕ И РЕСОРПЦИЈА ПРОТЕИНА, МАСГИ И УГЉЕНИХ ХИДРАТАЋiВелики биомолекули који се уносе у органмзам храном (протеиии,

скроб, масти) не могу да прођу кроз зид танког црева, већ се прво разлажу на основне састојке (аминокиселине, глукозу, глицерол u масне киселине). Овп процеси сеодвијају у дигестпвном тракту и зову се варење (дпгестија). Произ- води варења се ресорбују и пу гем крви доспевају до различптихткива и органа где се корксте за добијање енергије или за изгралњу других једињења нео- пходних за организам.

Варење протеина представља њихову еезимску хидролизу до амино- киселина. Преглед протеолитинких евзима пробавпог тракта дат je у табели 8.1.

Табела 8.1. Преглед протсолвтичких ензима

: Егаим (проензим)

Место : сивтем Раалаже лептилис вепе са

оепсии(цепсшшген) желудац аминогрупом из ароматичиих или дшсарбоиских

аминокиселина

; трипсуи (трипсиногеп) панкреас карбоксилном групом вз базних амипокиселша

химотрипсин(хвмотрипсиногеп) панкреас карбоксилном групом из ароматичних амииокиселина

еластаза(ороеластаза) панкреас карбоксилном групом из хидрофобних аминокисслииа

• Пишање: Који протеолитички ензими могу потпуно хидролизовати трипеатид Yal-Arg-Ser?

1 4 4

— • Ogiobop-----------------------------------------------------------------------------

Прву пептцдну везу, са карбоксшшом групом из треонина (хидро- фобна аминокиселина), хидролизоваће еластаза, a другу са карбок- силном функцијом аргинина (базна аминокиселина) хидролизоваће трипсин.

Варење неутралних масти и уља представља њихову хидролизу до глицерола и масних киселина и катализована je ензимима који се зову липазе. Дејство липаза je потпомогнуто солима конјугованих жучвих киселина које као површински активне материје фино емулгују неутрал- не масти, што убрзава њихову хидролизу и олакшава ресорпцију наста- лих масних киселина.

Варење угљених хидрата обухвата ензимску хидролизу скроба деј- ством ос- и р-амилаза, као и даљу разградњу формираних дисахарида (малтозе и изомалтозе), односно олигосахарида (малтотриозе) до глукозе, дејством специфичних глихозидаза.

Преглед ензима који катализују ове процесе дат je у табели 8.2.

Табела 8.2. Преглед ензима који учествују у варењу скроба

Еизим ; Порвкло Производхидролизе . Деловаље

а-амнлаза пљувачка декстрини сх(1->4),--гликозидне везе у унутрашњости молекула

(3-амилаза панкреас малтоза и глукоза

отцепљује крајње молекуле малтозе

. малтада панкреас глукоза a (l—>4)-глик:озидне везе малтозе

а (1 • 6 )-гликозидаза пангреас глукоаа а(1 ^ 6 )-гликозидне везе изомалтозе u малтотриозе

• Пишање: Шта je изомалтоза? Шта je малтотриоза? Објасните како настају ови олигосахариди.

— • Ogiobop --------------------------------------------------------------------------------

Изомалтоза je дисахарид састављен од два молекула глукозе повеза- них а(1->6)-клнкозидном везом. Малтотриоза je трисахарид код ко- јег су два молекула глукозе повезани а(1->4)- док je трећи молекул глукозе повезан а( 1 ->6)-глижозидпом везом. 06a олнгосахарида на- стају при ензимској хидролизи амилопектина и представљају сегмен- те око тачке рачваља.

ДЕГРАДАЦИЈА АМИНОКИСЕЈШНА, МАСНИХ КИСЕЛИНА И ГЛУКОЗЕ

Аминокиселине добијене хвдролизом протеина углавном се користе за поновну синтезу телесних протеина и других биомолекула. Вшпак

1 4 5

аминокиселина се даље деградира, при чему уклањање амино-групе пред- ставља прву фазу деградације у скоро свим случајевима. To се остварује реакцијом трансаминације или оксидативном деаминацијом.

Реакције трансамипације обухватају трансфер амино-групе из амино- киселине на неку а-кето-киселину a катализују их ензими трансаминазе уз пиридоксалфосфат као коензим.

• Задатак: Напшдите реакцију трансаминације између аланина и а-кетоглутарне киселине.

С Н з-С Н -С О О Н

NHj

о=с-соон+ I “*

CHJCHJCOOH

CH3 -C -C O O H

о+

HjN -С Н -С О О НIСНзСНзСООН

аланин а-кетоглутарнакиселнна

пнрогрожђанакнселина

глутамвнскакиселина

Оксидативна деаминација je процес уклањања аминијака из аминоки- селина при дејству оксидоредукционих ензима (дехидрогеназа) уз NAD+ као коензим.

• Задатак: Напинште реакцију оксидативве деаминације глутаминске киселине.

— • Решење:H jN -C H -C O O H

CHjCHjCOOHглутаминска

киселнна

+ NAD* + Н20о=с-соон

' ICH2CHjCOOH

ot-кетоглугарвакиселина

+ NADH + Н" +

+ NH3

Угљеиични скелет добијених а-кетокиселина даље се може дегради- рати до пирогрожђане киселине, до ацетил-СоА, шш до неког од интерме- дијера циклуса тршсарбонских киселина.

Масне киселине добијене хидролизом масти прво се активирају пре- вођењем у одговарајући ацил-СоА који се затим постепено деградира до ацетил-СоА. Процес обухвата цихлично понављање следеће четири реакције:

1. дехидрогеновање актнвиране масне киселиие (I оксидација);2. хидратација добијене Д2’3-незасићене масне киселине;3. оксидација награђеног ^-хидроксиестра (II оксидација);4. отцешБење једног молекула ацетил-СоА уз формирање ацил-СоА

чији je низ за два С-атома краћи у односу на полазну масну киселипу.

• Задатак: Напишите поменуте четири фазе деградације стеаршЈСКе киселине које дају први молекул ацетил-СоА. Коллко пута се овај процес мора поновити да би се стсаринеки киселина потпуно прсвела у адетил-СоА?

— • Региење:

FAD FADHj

CHjCCHO^CHj -C H j -COSCoA

стеарил-СоА

О NADH+H+ NAD+ OH

CHjCCH^i - C - C H j -COSCoA <— - CH3(CH2),4C H -C H 2-C O SC oA

(4) 4 HSCoA

CH3(CH2)i*COSCoA + CH3COSC0A палмитоил-СоА ацетил-СоА

Да би ee стеаринска киселина потпуно деградирала у 9 молова ацетил-СоА, наведени цшслус ce мора поновити 8 пута.

Глукоза добијена дигестијом скроба даље ce деградира у процесу гликолизе (шема 8.2). Код анаеробних организама и у мшпићима кичме- шака (при тежем физичком напору), као крајњи производ гликолизе доби- ја ce лактат. Процес гликолизе са анаеробним завршетком може ce пршса- зати следећем збирном реакцијом:

С6Н120б + 2ADP + 2Р„ -> 2СН2—СН—СООН + 2АТР + 2Н20

Код аеробних организама гликолиза ce завршава грађењем пирува- га, што ce може приказати следећом збирном једначином:

Код ових организама пируват дал>е подлеже оксидативној декарбок- силацкји, при чему ce добија ацетил-СоА:

CHj —C-COOH + NAD+ + HSCoA -» CH3COSCoA + C 02 + NADH + H +

• Пишање: Шта je у енергетском погледу коначни биланс гликолизе

— • Ogiobop -— —— ---------------------------------------------------------------------------------------------

При разградњи 1 мола глукозс добијају ce два мола АТР и два мола

глугоза он

CsHuOs + lADP + . + ŽNAD* 2СН3-С -С О О Н +2ATP + 2H30 + 2NADH + H +

глугоза О

о

једног мола глукозе7

NADH.

ЦИКЛУС ТРИКАРБОНСКИХ КИСЕЈШНА

Адетил-СоА добијен као заједнички производ катаболизма амино- киселина виншх масних киселина и глукозе, даље се деградира у циклу- су тршсарбонских киселина. Процес започиње реакцијом кондензације ацстил-СоА са оксалоацетатом a завршава се оксвдацијом L-малата у оксалоацетат (шема 8.2). Према томе, два угљеникова атома (из јед- ног молекула ацетил-СоА) су ушла у циклус и два су га напустила у облшсу угљен-диоксида (фазе 4. и 5). Поред тога, у циклусу се одигравају и четирн редокс реакције у којима се на коензиме преносе четири napa водоникових атома (три napa на NAD+ и један na FAD). Овако доби- јени редуковани коензими (NADH и FADH2) поново се реоксидују у респираторном низу и у оксидованом облкку се враћају у цнклус трикар- бонских киселина.

Шема 8.2. Циклус трикарбонских киселина

• ЗадатаК: у цшслусу трикарбонских киселина не настаје АТР, већ једно друго фосфатно једињење Богато енергијом. Koje je то једањење? У којој фази циклуса настаје?

— • Реш ењ е

При превођењу сукцинил-СоА у сукцинат (фаза 6) настаје гуанозин- трифосфат (GTP), мононуклеотидни коензим који такође преноси енергију.

РЕСПИРАТОРНИ НИЗ И ОКСИДАТИВНО ФОСФОРИЛОВАЊЕ

Респираторни низ обухвата скуп редокс-ензима и коензима који прихватају атоме водоника (заједно са електронима) из редукованих ко- ензима (NADH и FADH2) и преносе их постепено смањујући њихову енергију до финалног акцептора-молекулског кисеоника, уз формирање воде.

Ензими респираторног низа поређани су no опадајућим стандардним редокс потенцијалима: први члан низа je NAD+-Be3aHa дехидрогеназа, затим следе флавопротеини (FMN или FAD-везане дехидрогеназе), ко- ензнм-Q и на крају цитохроми (b, с,, с, a и а3).

Збирна једначина респираторног низа гласи:

NADH+H + + l /2 0 2->NAD++ H 20 AG° = —220,3 kJ/mol.Да би се избегло нагло ослобађаље овако велшсе количине енергије,

електрони се дуж њиховог тока у респираторном низу постепено ослоба- ђају дела своје унутрашње енергије, при чему се градн АТР:

ADP + P„->ATP + H20 AG“ = + 30.51 kJ/molОвај процес се зове оксидат\А>но фосфорилоВање. T okom респиратор-

ног низа три реакције су праћене довољно великом променом стандардпе слободне енершје да се награди АТР . При томе првн молекул настаје када NADH преда атом водоника флавопротеину. Други настаје при преносу електрона са цитохрома b на цитохром Ci и трећи када електрони прелазе са цитохрома с на цитохром a.

• Питање Шта би се догодило када би NADH директно предао водоншсове атоме и електроне молекулском кисеонику?

— • Ogiobop-----------------------------------------------------------------------------

Дошло би до наглог ослобађања велике количине топлоте која би могла изазвати денатурацију осетљивих биомолекула, што би довело до оштећења, или чак до уншхггења ћелије.

Пнтања и задацн1 . За обављање нормалвих животних процеса организма. неопходно je присуство

псрмаиевтног нзвора енергије. Како се жива бића снабдевају енергијом?

2. Дсфикишитс аутотрофпс организме. Како се зонс процес којим обсзбеђују енергију?

1 4 5

3. Човек и остале жввотвњске врсте припадају хетеротрофним органвзмвма. Који облнк енергије жористе ови организми? Kaso се зове проаес којим се они свабдевају енергнјом?

4. ОБјасните узајамну везу взмеђу аутотрофввх и хетеротрофввх организама.

5. Који су велижи органски молекули посебно значајнв взвори енергије за човека в остале хетеротрофве организме? Kaso ти молекули доспевају у организам?

6 . При којим реакцијама се ослобађа енергија? Kaso се зове основни молекул за „конзервирање” енергије?

7. Како се зове скуп свих реажција soje се одигравају у органвзму? Наведите основну поделу.

8 . Шта je варење? Где се варење одвија.

9. Kaso се једним именом зову евзими који учествују у процесу варења протевна? Наведите најпознатије представннке.

10. Наведите вазвве инагтивних облвка протеолитичких ензвма. Наведите основвв разлог њвховог постојаља.

11. Шта су провзводн делова&а пепсина на протевве?

12. Kaso се зову инактивнв облицн трипсина в химотрипсина? Одакле потичу в где делују ови ензими?

13*. Kaso се у погледу специфнчности разлижују трвпсвн и химсггрвпсин у односу на пепсин?

14. Наведите прсггеолитичхе ензиме soja каталвзују раскидање пептвдних веза између:

а) треонвна в аспарагвнсхе киселине; б) февилалавнна в серииа.б) лвзвна н серина; г) валива в глвцвва.

15. За чега све могу битв искоришћене амввоквселвве добијене варењем протевна унетах храном?

16. Koja ензвми учесгвују у процесу варења веутралнвх масти в уља? Из ког органа потичу и где делују ови евзвмв?

17. Наведите производе варења трвацилглицерола.

18. Заигго je вареае лвпвда ефвкасвнје у присуству соли жучних киселииа?

19. Где ое одвија вареље схроба? Којв ензимв учествују у процесу в шта су воаачвв производи?

20. Kaso се разликује деловање а-амвлазе пљувачке и (3-амилазе панкреаса?

21. Који ензим катализује хидролизу малтозе у глукозу?

22. Наведите rpajtfce производе вареша угљенвх хвдрата, липида в протеина који се могу ресорбовати гроз зид танког врева.

23. Ha soje се вачвне уклања амиво-група при деградацији амввосвселвна?

24. Нашшште ошпти облих реахције трансаминацвје. Kaso се зову евзимв soja жаталнзују ову реакцију в који коевзвм учествује?

25. Koje кетокиселине представљају ажцепторе амиво-групе у реажцијама трансами- нацвје?

26. У чему се с&стојн осаовви звачај глутамвнске киселине у метаболизму?

27. Напишите општи облнж реажције оасвдативе деамивације.

ISO

28. Шта ce даље дешава са кетокиселинама добијевим трансаминацијом одвосво оксидативвом деамвдадвјом аминокнселина?

29. Шта je заједннчки резултат процеса трансамивације н оксидативне деаминације амнвокиселвва?

30. Како ce зове процес деградације масних киселина? Где ce остварује тај процес?31* Наведите освовве етапе примеве масних киселива за оксидативну деградацију.

Шта je основва сврха овог процеса?32. Наведите четнри етапе (3-оксидације масннх киселина. Који акцептори водоника

учетвују у овом процесу?33. Напишите збирну реакцију деградагшје палмитинске киселине у којој вастаје

први молекул ацетил-СоА. Који акцептори водонихових атома учествују у овом процесу?

34. Напишите збирну реакцију потпуне деградације палмитивске квселине у аце- тил-СоА. Колико ce парова електрова и у каквом облику ослобађа tokom овог процеса?

35. Шта ce дешава са ввшком масвих киселива у организму?36. Како ce зове основни пут за деградацију глукозе у организму?37. Каква je разлвка између гликолизе у:

a) анаеробним условима: б) аеробиним условима?38. Напишите збирве једвачине гликолизе са:

a) анаеробним завршетком: б) аеробаим завршетком.39*. Већива реакција у процесу гликолвзе су повратне, мада има и неколико неповрат-

них. Наведите неповратне фазе гликолизе.40. Шта ce дешава са вшпком глукозе у организму?41. Шта ce даље дешава са пируватом у аеробним условима? Напнпште реакцију.42. Koja je заједнички интермедијер при деградацији моносахарида, масвих киселина

н аминокиселииа?43. Како ce зове основни метаболички пут деградације ацетил-СоА? Где ce одвија

овај процес?44. Који катаболичги путеви могу дати супстрате за циклус трикарбовскнх киселина?45. Наведите основне етапе циклуса трикарбонских киселина. Да ли ce нека од тих

фаза остварује уз учешће иасеоника?46. Да ли у циклусу трикарбонских киселина настаје АТР?47. Шта су коначни производи деградације ацетил-СоА у циклусу трикарбонских

киселива? Шта ce даље дешава са редукованим коензимима (NADH и FADH 2)?48. Наведите фазе циклуса трикарбовских иаселина у којима ce са супстрата одводи

водовик.49. У којим фазама циклуса трикарбонских киселива као акцептор водоника учсству-

је: a) NAD*; б) FAD?50. Кахо ce одвија процес оксвдације редукованих коевзима у респираторном низу?51. Како ce одиграва транспорт елеггрова у респираторвом визу? Чиме je ов праћен?52. Набројте основне евзиме в протеиве који превосе електроне у респираторном низу.53. Који коевзими респираторног низа преносе: a) атоме водовика б) електроне?54. Шта je оксидативно фосфориловање? Прикажите процес збирвом хемвјском

једвачивом.55. Прикажите збирну једначиву оксидације NADH у респираторвом низу.56. ОБјасните основни значај оксидативног фосфориловаае код аеробних оргаввзама.

9. ПОЛИМЕРИ

Полимери су макромолекули састављени од великог броја малих молекула (мономера) мсђусобно повезаних ковалентним везама.

Према свом пореклу деле се на природне и синтетичке полимере. Према броју и врсти мономера деле се на хомополимере (састављене од једног мономера) и хетерополимера (у саставу садрже најмање два разли- чита мономера).

Природни каучук je смеша угљоводоника емпиријске формуле CsHs и представља полиизопрен:

I~С Н 2 —С==СН —CH2J-n

Cis-изомер се назива природна гума, a trans-изомер je познат под називом гутаперка. За разлику од гуме, гутаперка није еластична, већ рожната. У циљу побољшања механичких особина, природна гума се умрежава са елементарним сумпором (вулханизација) чиме се знатно повећава њена еластичност и чврстина.

Синтетички полимери представљају најважније производе органске хемијске индустрије, при чему се за њихово добијање на располагању две групе метода:

1. адициона полимеризација и2. кондензациона полимеризација (поликондензација).Адициона полимеризација се може остварити no слободно-радикал-

ском, катјопском шш анјонском механизму.

• Задатак Наведите основне фазе слободно-радакалске адиционе полимеризације винилацетата.

— • Решење -----------------------------------------------------------------------------------------------------------

I фем: иннпијација (формирање радикала)

R - 0 - 0 - R - 2 R - 6

R - 0*+ Ch 7 ^ C H -O A c- R O - C H j - Ć H - O A c

П фаза: пропагацнја (продуживање ланца)

R O -C H j-C H -O A c + C H i» C H -O A e -» R O -C H a-C H -C H i-C H +C H ji=C H -*iiT fl.I I I

OAc OAc OAc

III фаза: терминацнја (завршетак ланца)

R O -C H j-C H - CHz-CH- CHj-CH-OAc! I

2RO-CHj -C H 4C H 2-C H 4C H j -CH-OAC-> AcO L AcO J .

AcO AcORO-CH 2-CH

IAcO

CHi—CH-f CHj—CH—OAcI

AcO

Kao иницијатори катјонских полимеризација најчешће се приме- њују минералне или Луисове киселине.

• Задатак Наведите неколихо примера Луисових киселина хоје се могу применити као иницијатори у катјонским полимери- зацијама.

— • Решење -----------------------------------------------------------------------------------------------------------

Алуминијум-трихлорид (А1С1з), бортрифлуорид (BF3) калај(1У)-хло- рид (SnCl4).

Kao шшцијатори анјонске полимеризације најчешће се примењују такозвани оргавометални катализатори, као што на пример Циглер-Ната катализатор, који представља смешу титан(ТУ)-хлорида (TiCU) и трие- тил-алуминијума [Al(Et)3].

У реакцијама полихондензације формирање полимера je no правилу праћено издвајашем неког молекула мале масе (Н20 , NH3, алкохол итд). При томе се поред линерарних могу добити и такозвани умрежени поли- мери, који због своје карактеристичне тродимензионалне структуре често показују низ нових корисних особина. Изабрани примери кондензационих полимера сумирани су у табели 9.1 .

Табела 9.1. Представници коидензациоиих полимера

Врста полимера Предсчавинци Моиомери Примена/особиие

аодиестри тсрилсн етилсн гликол и метилтерефталат

вештачка влакна фотографскв филмови

иодиамшш најлон хексаметилендиамин и адипинска киселина вештачка влагва

полиетри ждрбитол етиленоксид и етилеиглшсол лакови

уреа-формалдехиднеСМОЛв .... аминопласти уреа и

формалдехидтермостабилне пластичие масе

феиол- ,формалдехидие смоле бакслит феиол и

формалдехндтермостабилне пластичне масе

Т 5 Г

Питаља и задаци

1. Наведите основне групе полимера према: a) пореклу; б) врсги мономера;в) начину добијаља; г) облику махромолекула.

2 . Наведите основну разлику између адиционнл и ковдевзационих реахција полиме- ризације.

3 . Папишитс струхтуру природпе гумс и гутапсрке.

4. Како се изводи вулканизација природве туме? До којих промеиа у струггури полимера при томе долазв и које се фвзичке особине побољшавају?

5. Kojoj групи свнтетвчквх полимера припадају: a) полиетилен; б) полиахрилонит- рил; в) полистирен; г) тефлон?

6 . Koje се супстанце начешће примеаују као вницијаторв слободно-радихалских полимеризацнја? Наведите једав пример.

7. Првкажите освовне фазе механизма реахције којом се добија полввинихлорид.

8 . Нашшште механизам слободно-радихалске полимеризације 1,3-бутадиена. Којем типу реакција припада овај процес и кахо се зове добијени провзвод?

9. Напишите реакцију полимеризације изобутена у киселој средини. Kaso се зове овај тип полимеризације и којв се производ добија?

10. Koje Еиселвне могу послужити као иницијатори катјонске полимеризације?

11. Виншша полимеризација може се остварити и ва ниским температурама приме- вом органометалних каталвзатора. Kaso се зове ова врста полимеризације? Koja je њена најзначајнвја карактеристика?

12. Шта je Циглер-Ната каталвзатор? Напишите реакцију полимеризације изопрена у присуству овог катализатора.

13. Kojoj групн свнтетичхнх полвмера припадају полиестри, полиамиди и полиетри?

14. Нашшште реажцију кополнмеризације етиленглнкола и диетилтерефталата. Како ое зове овај полимер и којрј групи припада?

15. Напшиите реакцвју добвјања вајлова. Kojoj групи кондевзацвових полимера припада овај провзвод?

16. Напииште реахцију полимеризације етиленоксвда у киселој средини. Како се зове добијеви производ в којој групи полимера припада?

17. Кондев^ацијом урее ч формалдехида васгаје лвнеарни полимер који загревањем са вишком формалдехида даје умрежеви полимер (уреа-формалдехидна смола). Напишите реакцију добијања поменутог ливеарвог полимера.

18. Кондензацијом фенола и формаддехида вастаје линеарви полимер који даљвм загревањем прелази у умрежени полимер (бакелит). Нашппите реакцију добвјања лввеарног прехурсора бакелита.

Т5У

РЕШЕЊА ЗАДАТАКА

1. УГЈБЕ11И ХИДРАТИ

1. a) СНО с н о Б) 'СНО сГНОHO- -OH 2 - о н - о н

-OH н о - н о - 1 н о --OH н о - 4- о н н о -

CHjOHD-арабиноза

CKjOHL-арабиноза

CHjOHD-гсилоза

евантиомери(лик н иредмет у огледалу)

СН2ОН L-арабиноза

C-4-епимерн

в> н -с ;-о н НО-(: -нно- но-

-он о -он о

с-он :н2------ ,

-ОН i:н2------ 1

tx-D-арабннопираноза P-D-арабинопнраноза

Аномери

2. a)н - с - о н

н нон

1-он

с н 22-fleoKCH-a-D-

-рибопираноза

НО-( : -н б)1 н -с 1:-о н НО-( 1: -н 1н - -н н - -н о н - -н о

0 -он о -он 1

:н,— 1

-он I -он|

с с:н3он с:Н2ОН2-деокси-р-0-

-рибопираноза

3. Алдотетрозе:

~О Н

2-fleoKCH-a-D- 2-деокси-р-0- -рибофураноза -рвбофураноза

~О Н

НО ОН D -еритроза

4. с — 0.2 mol/1

5. a) L-глужоза:

СНО

б) D -галаггоза:

‘с н оно- 2-он но-

-он но - 3 но-но - но - 4но- 5-он

CH2OH СНјОН

в) D-маноза:

СНО

CHjOH

г) p-D-MOHO- пираноза

гн о -с -н но - но-

1-оно

CHjOH

6. a) tx-D-глуко- пираноза:

CH2OH

б) P-D-глуко- пнраноза:

СН2ОН

в) fJ-D-мано- фураноза:

г) a-D-галагто- фураноза:

СН2ОН

н о -

8. 34,2%

9. 2,5gCuSO *x5H jO

10. 6,84 g сахарозе

11. 17,2 g Са-глуконата

1 2 * сноно-

-он Ред.Н О -

-О НН О -Н О -

2кЛ1 Vно-

Ред. Н О --О Н -О Н -он

13.

D-араБиноза

СООН НО НО

СН2ОН D-арабинитол

СТГО

a) сно

CHjOHD-ликситол

б)

CHjOHD-ликсоза

Н О - но--он-он

1. Cu3 t<OH Н О --О Н-О Н

H3/Pt H O -2. Н30 +

D-манонскаквселина

D-маноза

-ОН -ОН

CHjOHD-манитол

14. 2 kg ксилозе.

15. 4,48 1 H 2.

1 5 7

метил cx-D-глуго пнранозид

метил P-D-глуко- пиранозид

Гликозиди у ширем смислу припадају ацеталима.

17. Моносахариди, при чему настају двсахариди.

18. Зато што ве садрже слободну полуадеталну хндрогсилну ipyny.

19. a) глукоза-6 -фосфат б) а-П-глугоза-1 -фосфат в) рибоза-5-фосфат

CH jO PO f0

-ОИОРО

OH OH

OH

Естарски деривати моносахарида

2 0 . a) полуадетали б) ацеталн.

21. Само иреверзибилне реакције.

22. a) СНО-Н О

Н О --О Н-О Н ос H 2SO*

CHjOHD-глукоза

/ \H O C H j- ^ V c h o

хидроксиметнл фурфорал

Б) СНО -Н О

Н О --ОН

ccHjSO* / ° \--------------- % # ,-С НО

CHjOHD-гсилоза

фурфурал

23. 9% глуаозе.

1 5 8

24.

25.

26.

27.

28.

29.

30.

31.

32.

33.

34.

35.

36.

®) COOH

~OH

OHD-ксилуроцска киселина

б)

OHOH

D-мануронска кисешша

в)

в)

б)

Ред

Ред

Н О -

СН2ОН

OH

hO H

COOH

н о -

ноч-O H

COOH CH2OHL-ксилонска гиселина

CHjOH COOH

HO-HO-

Н О -Н О -

-он-он

COOH

-O H-O H

СН2ОНL-манонска киселина

сахароза a(l-> 2 ) гликозидна веза

Нередукујући дисадариди су они дисахариди код којих су обе полуацеталне хидроксилие групе авгажоваве за грађеше глнкозидне везе.

c= 4 m m o l/l.

в) шећери малтозиог типа.6 ) Сахароза.

а) Лактоза; б) малтоза.

50 ml.

432 mg елементарног сребра.

100 ml воде.

1 5 9

б-лактон D-лактонске киселине

38.

HO

СООН-OH

-OH-OH

СНзОН

+

D -глуконска кнселина (вз глукозе н фруггозе)

СООНН О -Н О -

-ОН-ОН

сн2онD -мавовска кнселина

(из фруктозе)

39. Б) хомоволвсахарид; г) складишнн полисахарид

40.СН2ОН CHjOH

OH

41. Амилоза а(1 -» 4)-глшсозвдне везе.Амилопектин a(l ->-4)- и ot(l -> 6)-глнкозидве везе.

42. Луголова проба. Раствор јода у водевом калијум-јодиду (Луголоз раствор) са скробом даје интензивно плаво-љубвчасту боју.

43. Декстрннн су олигосахариди (6 — 10 осгатака глукозе) који се добијају парцијалвом хидролизом асроба са а-амилазом.

44. CHjOH

(вастаје ензимском хидролизом амнлопеггива)

ОН

45. Молекули амвлозе и амилопектина су макромолекулв всликих молскулссих маса. С тога присуство једне полуацеталне хвдроксвлне групе у овако всликим молекулима не може Бвтв детегговано.

46. Луголова проба са скробом — плаво-љубнчаста боја.„ „ са декстрвннма — црвена боја.

47. 240 ml воде.

48. Гликоген као в амилопектин садржи основни низ остатака глукозе међусобно повезаних о(1 — 4)-гликозиднвм везама, творн бочне низове са а(1 ->-6)-гликозидним везама. Међу- тим, Бочни низови год глихогена су дужи в јављају се учестадије па je гликоген знатно рачвастији од амвлопсктвна.

49. б) Сгруктурни полисахарид биљног порекла.в) Биллга хомополвсахарид.

50.a i jO H с н / ж

51. Просториа структура a-амвлозе je у облвку спирале стабилизоване интрамолекулским Н-везама. Целулоза се састоји од паралелних линеарних низова међусобно повезаних ннтермолекулским водоничним всзама.

52. Сгроб je растворљивијв јер у води гради хидратисане мицеле. Целулоза због своје гомпактне линеарне струггуре има микрокрвсталну структуру па je верастворна у водв.

53. Целулоза улаза у састав структурних елемената ћелијских зидова в обезбеђујс чврстину в еластичност биљаха.

2. ЛИПИДИ

1. CH2- 0 - C - ( C H j ) . - C H ,

о

сн — О - С - (СН j).CH з

оCHj —О —С —(СНј).СНз

о

Доминаитнеструкгуриејединкетриацилглицеролаеу осгаци виших масних киселина са дугим алифа гичним низом (n = 16 - 18). Ови угљоводопични низови су хидрофобни na je стога и триацилглицерол иераство- раи у води.

2 . Липиди су једињења богата енергијом и иредставллју кондензовани извор енергије организма. Улазе у састав ћелијских мембрана и других телесних структура.

3. Триацилглицероли, воскови, фосфоглицериди, сфинголипиди, гликолипиди.

4. Триадилглидероли — глицерол; воскови — виши масни алкохоли; фосфоглицериди — глицерол в амивоалкохол вли серин или ннозвтол; сфинголиггади — сфингозвн; глико- липиди — сфингозин н шећер (олигосахарид).

5. /СН 2\ /СНзЧ /С Нп уСН2\ /СН ’ ч /СН2ч уСН]\ /с н / хс н / 'сн / \ : н / х с н / х с н / хс н / х н /

ИЛИ / / \ ^ / \ y /\ v / \ v / x^/\^A\^/COOH палшТЈШСхагисеЈШМ[О |з(о ]1)и(Х)0Н]

со о н

/ W V W V W ■СООНстеаринсха гаселина [СН3(СНд)и СООН]

6 . Све више масне гиселнне (засвћене н незасићене) садрже у молекулу паран број угљеникових атома. * r 1

10 9 1

> л \ / \ / \ А / W X / V 00011 олешаахиселина[СН3(СН1)7СН=СН(СН1)7СООН1

П s

*л* /Лч/Ач// V W w 000« шселЈШ4 [CH3(CH1)3(CHjCH=ai)1xcH1)7cooH]

11 11 gт V ’e V = V =s\ A / \ / \ /СООНV V V V Јштленси иселнна [СН3(СН3СН =CH)3(CH3)3COOH]

ш н /Ч ч/Л х/“* \ / “ \ / ==\ / ==!\ A /С00«v V V арахидоааа шадвда [ai3(CH1)3(CH!CH=CH)<{CH!)JCOQH]

8 . Засићеае масве гаселине доминнрају код липида анималног (животњсгог) иорекла. Насупрот томе, у биљним липидима доминирају незасвћеве маснс кнселинс.

9. Сисари не могу синтетизовати везасићеве масне квселине са две н више двогуБих веза (лннолна, линоленска и арахидонска). С обзвром да су ове киселине неопходне за Биосинтсзу других бвомолекула (на пример простагландина), морају се уносити с храном и зову ое есенцијалне масве киселине.

ч - Расте растворљивост у веполарним органсквм растварачима — 6)

ш 2- о а х с н 2)*сн31

CH2 -O C O (C H 2)mCH31

CH2-~OCO(CH2)nCH3

С Н -О С О (С Н 2)*СН31

Ш -О С О (С Н 2)АСН3I

с н - о н1

СН2 -О С О (С Н 2).С Н 3 с н 2- о н с н 2- о н

триацилглицерол диаци лглвцерол моноадилглицерол

- Растворљивост у води расте -<• a)

1 1 . C H j-O C O fC H ^i^C H ,I

С Н -О СО (С Н 3)1<СН,I

СН2 -О С О (С Н 2)1 4 СН3

једноставни триадилглицерол (садржи исту масну гиселину)

CHj -O C O -(C H 2) i«CHjI

С Н -О С О -(С Н 2)7СН = СН(СН2)7СН3

ICH2 -O C O -(C H 2) i6CH3

сложени триацилглицерол (садржи различите масне киселине)

12. Триацвлглицероли са висосим садржајем засићених масних киселина су ва собвој температури чврсти (маств), док су триацилглицероли, код крјвх доминирају везасићене масве Еиселиве, ва собвој температури у течпом агрегатном стаљу (уља).

13. CHjOCOR CH2OH1

CHjOCOR'1

N aO H /H 20t

1CHOH + RCOONa + R'COONa + R'COONa

CHjOCOR* CH20H смеша N a-соли масних киселиватриадилглидерол глицерол (Na-садунн)

14. ЈГипаза je ензвм који каталнзује хвдролизу триацилглидерола до глицерола и масних гаселива. Лучи се из панкреаса (гуштераче).

15. СН2ОСО(СН2)1 6 СН3 СН2ОСО(СН2)7(СН = CHCH2)2(CH2)3CH3

СНОСО(СН2)7(СН - СНСН2) 2(СН2)3СН3 СН -О С О (С Н 2) 1бСН3

IСНОСО(СН2)7(СН - СНСН2)2(СН2)3СН3

16. CH2OCO(CH2)i2 CH3

IСНОСО(СН2)7СН = CH(CH2)7CHj

H2/Pt

ICHOCO(CH2)7CH = CH(CH2)7CH 3

бнљви тиацилглицерол (уље)

СН2ОСО(СН2)7(СН = СНСН2)2(СН2)3СН3

СН2ОСО(СН2) 1чСН3

ICHOCO(CH2) i6CH3

CHOCO(CH2)j6CH3

„биљна маст“ (маргарив)

17. Восковж су естрв виших масних гиселина (14—36 С-атома) и виших масних алкохола.

18. 16mg/l g.

19. ОII

СН ,(СН 2)2« С -О - (CH2)25CHS

1 6 3

20. Ввшн масни алхохоли представљају полазве сировине за синтезу биодеградабилних детерџената.

NaOH21. СНз(СН2)1 оСНзОН + Н250*->-СНз(СН2)1оСНј0 5 0 зН -------- »- CH3(CH2) i0CH2OSO3Na

лаурилалкохол A Na-лаурилсулфат

22. 10,34 g.

23. 918 kg N a-стеарата.

24. Тврда вода се одликује присуством јона земноалилних метала (Са2* и Mg2+). Солн вишнх масних киселина в земноалкалннх метала су слабо растворне у води, na стога праље сапуном у тврдој води није ефикасно. Насупрот томе, соли земноалкалних метала и сулфонских киселина (које улазе у састав већине детерџената) добро су растворне у води, што омогућује примену ових детерцената и у тврдој води.

25. CH2-O C O R

R 'C O O -C H ОI IIсн2-о -р -о -х

о0

R — остатак засићене масве Еиселине R' = остатах незасићене масне киселине

х = остатак неког аминоалкохола (холнн, коламив), амнноквсслине (серин) илн шећерног алкохола (инозитол).

26. Фосфоглицериди су важнв стружггурви елементв ћелијских мсмбрана.

27. a) Лецитини q б) кефалшш q

II IIо c h 2- o - c - r о c h 2- o - c - rII I II I

R '- C - O - C H O R '- C - O - C H OI II I II

С Т 2- 0 - Р - 0 С Н 2СН2>Ј(СНз)з c h 2- o - p - o c h 2c h 2n h 2

O холин OH коламинa

Б) фосфатидилсерини

о c h 2- o - c - rU I

R '- C - O - C H O NHi I II I сн2-о -р -о -сн 2сн-соон

OH серин

г) инозитфосфатиди

01

0 C H i-O -C -R1 I

R '-C -O -C H O I I

C H j- O - p - O

28. OII

o c h 2- o - c - rII I

R '- C - O - C H oI II

c h 2- o - p - o h

онфосфатидиаска киселваа

ииознтол

Фосфатидинска киселина je прекурсор за биосинтезу свих осталих фосфолипида.

тв т

о2» .О СНј - 0 - С - ( С Н з)1«СН3

IСНз(СН2)7СН = СН(СН2)7- С - 0 - С Н о

СН o - P - O C H j CHjNH jIOH

фосфоглицерид из групе кефалина

Л ?О СН3-0 -С -(С Н з )з * С Н з фосфоглицеридII ! из групе

СНз(СНз)з(СН2С Н =С Н )ј (СНз)7 - С - 0 - С Н О кефалина

CH2- 0 - P - 0 C H jCHjN(CH3)}

ОеНО сфинголипид

I из групе^ С Н -С Н = СН(СН2)12СНз сфингомиелина

СНз(СНз)з(СН2СН = СН)2(СН2)7- С - К Н - С Н О СНзI II ф|

CH2- 0 - P - 0 - C H 2- C H 2- N - C H j

ое CHj

31. 840 kg КОН.

32. Сгероли. Холестерол, најпознатији прсдставник стероидних једињења из групе стеро- ла.

33. Хидрофобна(неполарна) страна

Хидрофилва (поларва) страва

34. Kao поврпшнски активне материје, жучне киселиве емулгују у води верастворне липиде, повећавају њихову растворљивост na липазе ефикасније делују.

35. 60,6 тона.

36. 50 ml.

37. 1,68 литара.

38. 56,65%.

39. 3 двосгруке везе.

40. 63,5%.

3. АМИНОКИСЕЛИНЕ И ПЕПТИДИ

1. HjN -C H j -COOH глицин (Gly)

H jN -C H j-C O O 0

диполарна структура (ва pH 7.4)

2. NHj —CHj — COO0

глицинNHj —СН —COOs

iCHjаланнн

NHj —CH —COOe N H j-C H -C O O Q

C H -C H j

CHjвалин

CHjI

CHj -C H -C H jлеуцин

3. N H j-C H -C O O 9 N H j-C H -C O O

C H -C H j C H -O H11

CH21 CHj1

CH3треонин

изолеуиин

1 a) N H j-C H -C O O 0

1N H j-C H -C O O '

1

CH21

CHj1

Д A\J Yфенилаланин OHтирозин

хидроксипролин

тршггофан

б) N H j-C H -C O O 0

CHjSH

N H j-C H -C O O 0 N H j-C H -C O O 6I I

C H j---- S------ S------CH2

ЦИСТИН

NH 3 -C H -C O O 0

CH2CH2SCH3

метионин

a) N H j-C H -C O O 0 N H j-C H -C O O 0

CHj-COOH1

CHjCHjCOOHаспарагинсга киселива глутаминска киселина

0 « Ф6 ) NHj —CH —COO0

1N H j-C H -C O O 0 N H j-C H -C O O

CHj1

CHj CH2

CHj NH CHj1

I IICH j — NH — C —NH j

1C H j-N H j f ' y

n _ Yаргинин ЛИЗНН H

хистидин

Евннтиомери Енантиомери

8.

✓ 1 \ / 1с о о н 1 с о о н с о о н 1 с о о н

H jN -l 1 |-N H 2 H jN -l 1 t-N H j| - о н 1 HO -I HO-) 1 1- о н

CHj i CHj CHj 1 СНзL-rpeoHHB 1 D -треонин L-алотреонин 1 D-алотреовин

1t

------------ f

*’ <šX б) NH 2-С Н -С О О а1

в) NHj-CH-COO9 г) NHj-CH-COO0

„ COOG (CHj)*NHj СНјСНјСООН CHjCONHj

пролин лизин глутаминсжа квселнна аспарагин(рН~7) (рН> 7) (рН<7) (рН~7)

СООН COOQ с о о 0 СОО°е 1 НО° e 1 н о е ® 1 ноа

H 3N—СН H3N -С Н ^ H3N-CH H jN -C H1 н® 1 н® 1 н® 1

CHjCOOH CHjCOOH CHjCOOH CHjCOOHрН <1 pH ~3 pH 6 - 8 pH >10

9. Пептидна веза je амидна веза која се формира између карбокснлне групе једне аминоки- селине и аминогрупе друге аминокиселинс при чему настају одговарајући пептиди.

10.

N H j —С Н —С —N H —СН —СООНI II I

С Н з -С Н О CH jI I

СН 3 С Н з -С Н -С Н з Val-Leu

ОII

NHj — СН — C -N H - СН — СООНI ICHj С Н -С Н з

С Н з -С Н -С Н зLeu-Val

СН 3

11. ОII

N H 3 —СН —C - N H - C H —СООН

CHj

Ala-Tyr

СН2

дY

он

о

N H j —СН —С —NH —СН —СООНIсн2

лvIOH

СНз

Tyr-Ala

12.

13. a) Биуротска реакција;

His-Trp-Met

б) Нинхидринска реакција.

4. ПРОТЕИНИ И ЕНЗИМИ

1. a) Полипептиди — до 50 аминокиселина; оротеини преко 50.б) Полипептиди — до 10000 Daltona; протеини преко 10000 Daltona.

2 . Вслика разноликост протевнскнх молекула последица јс аминоквселинског састава и примарне сгругтурс. Повезивањем 20 амииокиселина (без цонављања) могу се добити2.4 х 10le различитих полвпетидних молекула. Ако се аминокиселинс у низу понављају, број могућих полипептида je скоро бесжоначан.

3. Аминоквселиискв састав указује које су аминохвселине присутве у молекулу протеина и холико soje има. Примарна структура протеина обухвата редослед (секвенцу) аминоки- селина у полипетидном низу.

4. Примарва сгруктура протеина одређена je генетсхи. Виши ннвои сгруктуре протеина (секундарна, терцијарна и гаатернерна структура), na самим тим и бволошка актввнсхл-, директна су последица примарне струггуре.

5. Сехундарна струхтура протевна заввси од амнвокиселинског састава в од прамарне струхтуре. СтабшЈвзована je водонвчним везама взмсђу NH в СО група из пептидне везе.

6 . Секундарна струггура je део терцвјарне структуре.

7. Само ови протеини којв се састоје од више полипептвдних низова, који пра томе нвсу повсзани ковалентним везама (тзв. олигомсрни протеини), вмају кватернерну структу- ру. Овај стружтурни ниво обухвата међусобну просторну оријеитацвју појсдивачпих полвпетвднвх низова.

8 . 2NHj —СН —СОО® — Н2 N H j-CH-COO®CH2SH оквдација I

CHj - S -

NHj-CH-COO®Is - сн,

цисгевн цистин(садржв двсулфидну везу)

>. а) Водоивчне везе (N —Н . . . . О = С) вз полнпептвдног нвза.б) Водоничне везе, хвдрофобне везе, дисулфвдне везе и јонске везе условљене иитрамо-

легулскнм интерахоијама функционалнвх група вз бочних низова.

в) Водоничне везе, хидрофобне везе и јонске везе успостављене између различитих полвпевтвднвх низова (интермолегулсхе внтеракције).

). Терцијариу и кватернерну стружтуру.

I. Сехуцдарну н терцвјарну сгруггуру.

N H j-CH -CO O ® NHj -C H -C O O 0 Н2 | 2N H j-C H -C O O 0

редужцнја CH2SHIсн2 - s - s - сн2

циствн цистеин

1. Амшкжиселвне са пеполарнвм фуншвопалнвм групама у бочвом внзу: аланин, валин, леуцив, фспилаланин, пролвв, глвцин

* 169

N H j—CH—СОО° NH3 -C H -C O O 0 NHj —CH —СОО°јNHj —CH — СОО°

CHjOH СН2 -С Н -О Н с н 2 CHjCONH

сервв треовин д аспарагин

NH3 -C H -C O O 0СООН1

Viо н

тирозин

NH3-C H -С О О ° NHI H2N —С - н П Н 1 11(CHj)*NHa I V (CH 2) i ~ CHaNH — C — NH j

CH2-C H 2-C H -C H 2-N H 2лнзин хидроксилизвн аргиниц

(HyLys)

NH j — CH — COO°

c h 2

1 /N — "MХИСТИДИН

NHj —CH —coo°I

ch2shцистеин

14. a -хелшсс и набрана p-жонформација.

хидроксипролив

15. a -хелигс je стабилизован интрамолсжулским водовичвим везама. Иолипептадни низ je усмерен у правцу навоја десне спирале, док су бочни низови оријентисааи према унуграшњости или према спољашњости молежула.

16. Набрана Р-струггура обухвата паралелне низове веколижо полипептидних молекула међусобно повезаиих водовичним везама (N—Н .. .О = С) из пептидне везе. Полипеп- тидни низовв су у равни дож су бочви низовв оријентвсави извад или испод те раввв.

17. Сежундарна струхтура je обичво део конформадије сложеног протеинског молекула. При томе je a -хеликс најчешће карахтеристичав само за поједиве сегмеате молсжула.

18. Поред a-хеликса и р-конформације делови полипевтидног низа често садрже регвове са веправилвом оријевтацијом (жонформација „хаотичвог жлушса").

19. Набрана Р-жонформација.

2 0 . а-хелижс.

21. Примарва, сежувдарва и терцијарва.

22. Примарва, сежундарва, терцијарва и жватерверва.

23. Код хемоглобива разликујемо четири струггурна вввоа (примарву, секувдарву, терци- јарну и кватерверну сгруггуру) јер je молежул изграђев од четирв поливептидва низа (подјединице).

24. Само олигомерни протеиаи, жојн су изграђевга од два или више нсзависаих полипсптид- них визова (подједивица) имају жватерверву стружтуру. С обзиром да je молскул многлобина изграђев од само једвог полипептидног ввза, ов вема жватерверну структу РУ-

25. Деиатурација je промева терцијарве струггуре (жовформадије) протеивских молсжулн. Праћева je промсвом растворљивости и губитком физиолошже ажтнввосги молсжули протеинн.

26. Повишева температура; драстична промена pH али јонске јачине раствора; интерахције са солима тешквх метала, оргавсхвм растварачвма итд.

27. Изоелепрична тачка протеина je рН-вредност при којој je молекул у облику диполарне струггуре са једваким бројем позитивног в вегативног набоја. Изоелектричва тачка протевва зависи искључиво од природе функцвовалнвх група у бочним низовима.

28. a) У киселој средини. 6 ) У базној средини.

29. Ha взоелектрвчаој тачки укупно наелеприсаае молекула je једвака нули. Међутим,е

услед присуства већег броја позитивно в вегативно ваелектрвсанвх група (NH3 и СОО0) молекул има велики диполви момевт. To условљава јаке прввлачве електростатичке интерахцнје, одговорве за формирање крвсталне решетхе.

30. a) Поларне (хвдрофвлве) фунхционалве групе усмерсве су ка вовршваи молекула, доксу веполарни бочни низови оријентисаив ка унутрашњости молекула.

б) Неволарви (хвдрофобвв) ос^аци усмеревв су ка површиви молекула, док су поларви бочни внзови „маскиранв" у унутрашњости молекула.

31. a) Једноставни протеив. б) евзим.

32. a) конјуговани протеин (просгстичка група ХЕМ);6) транспортни протеин (пренос киссониха).

33. a) једноставни протенв;б) фибриларни протеин;в) сруктурни протеин.

34. a) једноставни протеин;6 ) протеохормон.

35. a) аонјуговави протенн;6 ) глобуларни протеин.

36. Хидролазе.

37. Сахараза. Хидролизује сахарозу ва глукозу в фруггозу.

38. a) Липиди (веутралне масти и ул>а)б) Липазе прнпадају групи хидролаза.

39. Ензвма no хемијском саставу вајчешће одговарају сложеввм протеивнма шго значи да садрже извесне вепротеивске молекулске врсте. Уколико je вепротеивска компопента везана за ензим чврствм (ковалентним) везама, вазивамо je простетичка група. Ако je вепротеввскв део везав за ензим слабим међумолекулским ввтерахцијама (Н-веза, хидрофобне ннтеракције), назива се коевзвм. Коензимв су обвчно нискомолекуларва органска једињења или јови метала.

40. Коензими (простетвчке групе) имају улогу превосиова фувкцвовалних група, електрова нлв енергије.

41. Евзнм којв поред протеввског дела садржи в веке вепротеввске састојке (вростетвчке групе, коеазим) назвва се холоевзим, док се његов протеивски део вазива апоевзнм.

42. Део ензима који учествје у травсформацвјама супстрата назива се каталитички цевтар. У погледу првсутввх фувкцвоналвих група потпуно je комплементаран супсграту (међутобни однос: ,дсључ-брава“).

43. Поред каталитичког цевтра у евзвмском молекулу могу постојатв посебва месга за претходво везивање сувстрата влв коевзвма. (Везввнв центри). Везиваље супстрата влв хоевзвма условллва промену конформацнје целокупног молекула ензима при чему се фунхцвовалне групе нз хаталитвчког центра праввлво оријевтишу у односу на супстрат, што погодује његовој ефвкасвој травсформацвји.

44. Апсолутма специфичност (ензим катализује једну.рсакцију на једном одрсђеном суп- страту) и групна специфичност (трансформације истих функционалмих група из раз- личитих молекула).

45. a) При малим концентрацијама супстрата, ензимска реакција je првог реда na брзиналинеарно зависи од концентрације супстрата.

Б) При високим концевтрапвјама супстрата ензим je потпуно засиБен супстратом a реакција ве заввсв од ковцевтрације супстрата.

46. Миханлисова конставта je концевтрација супстрата upa којој се достиже половина махсвмалне брзине евзвмске реакције. Према томе, Км има димензије концентрације a изражава се у mol/1.

47. Km<Sj)< K m (sp

48. Повећаое температуре убрзава све хемијске реакције. Повећањем температуре брзвна евзнмссе реахције прво расте, доегвже извесву махсималву вредвост (оптвмална темпе- ратура), a затам са даљим повећањем температуре вагло опада као последица девату- рацвје евзима.

49. Свакв ензим вма караггеристичну оптималну рН-вредност upa хојој je брзина ензимсхе ре&хцвје максвмална. Пра р Н ^ фувхцвовалне групе каталитнчког центра су у јовсквм облицима roja мажсвмалво погодују ефикасној трансформацији супстрата.

50. a) Евзимсги ахтиваторв. б) Ензимсеи инхибитори.

T U

5. АЛКАЛОИДИ И АНТИБИОТИЦИ

1. Алгаловди су базва азотна једињења (обвчно хетероциклична), изражене бволошке апгнвности. Претежво су бнљног порекла, одажле сс вајчешће добијају.

2. Ехстрахцијом бнљвог материјала са разблажеввм минералним киселивама, алкалоиди прелазе у раствор у облвку одговарајућвх соли. додатком азблаженог раствора ватри- јум-хидроксида иадвајају се алкаловди у облику слободних база, које се из водене суспевзије издвајају егсгграидајом са погодннм оргавским растварачем (етар, хлоро- форм, итд.).

3. У свровом скстраггу алжалоида присутнс су примесе базвог карахтера.

4. Освоввв значај алгаловда везан je за њихову биолошку ахтивност. Примењују се у медициви као терапеутицн.

5. Ефедрин припада груви алкалоида са атомон азота изван прстена.

6 . Сгруктура пиридина:

7. Пролнв, триптофав и хвствдин.

8 . Лизергва киселина припада групв алкалонда са индоловвм хетероцнкличним системом.

9. NHj —СН—СОО°

нтриптофан

(прекурсор ергот алкалоида)

10. a) Амиди киселива.

о OII / R i

R - c - a + H N \ — — R —C—N< + HC1x r 2 4Ri

хлорнд карбовске секундарни амид киселинесиселине амин

б) Амид лизергве квселиве.

11. Морфив се корнсти као анелгетнк (средство за умирење болова) a кодеив сао антитусик (средство за умирење гашља). Херонн се злоупотребљава rao опојва дрога. Изазива навику и зависвост, a након дуже употребе и смрт.

пиролидив пролин H iхвдроксвпролвн

13. Антвбвотвци су специфични вровзводи метаболизма микроорганизама н некнх виших бвљаха, жојв се одликују израхевом актввношћу према веким патогенвм баггеријама, гљввама, вврусвма нгд. углавном се индустријскв добијају микробволошки вли (ређе) свнтезом

14. После открића иеницвлвна и других аитибиотнка, многе до тада смртоносне болести (упала олућа, туберкулоза, нггд.) успешно се лече. Сматра се да je открнће и примеаа антибиотика продужило људски зек у поосеку за 1 0 година.

15. Лахтами су унутрашњи амиди ш-аминскиселина.

Р a

Н

у-бутиролактам(унутрашњи амвд у-аминобутерне киселине)

16. a) ш-оксиаиселине са четири С-атома v внше. б) лактони су унутрашњр. жтрн к .окгиккселана

6. ВИТАМИНИ И ХОРМОНИ

1. Витамини су opranera једињења различитих сгругтура и представљају неопходне ком- повенте хране људн в животиња. Деле се на витамине растворве у води в растворве у уљнма.

2. Витамввн су вајчешће биљног порекла, a њихов недост&тат проузрокује разве пореме- ћаје гојв се називају авнтаминозе.

3. Због слабе растворљивости у води, липосолубилни витаминн се споро излучују na се, варочито при дужим витамннским терапијама, могу нагемилати у срганнзму и изазва- тв хнпервитаминозе.

4. Ввтамвн A je веопходан за одржавање слузокоже и епителног тгива, a нарочито je звачајаи за вормално одвиј&ње процеса вида. Недосгатаг витамина A манифестује се променама на слузокожи и оштећењем вида („кокошије слепило“).

5. a) авти-оксидавс. б) анемвја.

6 . Сввтетизују га бахтервје вормалве цревне флоре.

7. Ввтамив К синтетизују багтерије цревве флоре na се његова авитаминоза може јавити само при дуготрајвој терапији антибиотицима, гоји унипггавају цревву флору.

8 . Због добре растворљивоств у води не агумулирају се у организму (излучују се мокра- ћом) na се морају сваходвевво увосити са храном.

9. Коеизими или евзимске простетичке групе.

0. Оксндоредугтазе

1. Трансферазе

2. Никотинамидни део NAD+ превосв један атом водоника в два елегтрова:

Н/ L /C O N H 2

tr 2НV /C O N H .

\ ^I

RNAD®

IR

NADH

+ H®

3. Изоалоксазински део FAD превоси два водоникова атома

Y Y Ny > H 2Н'

/ % / \ N / ^ / ^ о

нд ч

о

У У Г >/ ^ -/ N n ^ n ^ o

RFAD®

RFADHj

O

1. Сулфхидрилна (SH) група лаго гради тиоестре (типа ( R - S - C - R ’)- У овим једињењи- ма тиоестарска веза je богата евергијом.

1 7 5

15. Хормони су органски молекули који регулишу метаболизам, одржавају сталан састав телесних течности и одговорни су за раст и нормалну функцију ткива и органа.

16. Хормоне луче жлезде са унутрашњим лучењем (ендокрине жлезде). Путем крви прено- се се до места деловања — циљких ткива или органа.

17. a) Пептндн: оксвтоцин н васопресвн.б) Полипептиди: гортиготрошш хормон н глукагон.в) Протеини: тиреотропни хормон и инсулин.

18. Тироксвн припада групи хормона дернвата амвноквселина:

19. Инсулин и глугогон лучи панкреас. Ивсулин смањује a глухагон повећава ниво глукозе у грви.

20. Холестерол.

21. Гликокортикоиди утичу на метаболвзам угљених хидрата (хортизон), дох минералкор- твкоидн (алдостерон) одржавају оптималну концентрацију електролита у телесним течвосгвма.

22. Андрогени су мушки полви хормони жоји се сннтетизују у тестисима. Одговорни су за развој мушхих полннх карактервстика. Најважввјв представввцв су:

тестостерон андростерон

23. Естрогени су женскв полнн хормони које луче јајницв. Утвчу на развој жевских полнвх карактервстика. Најважннји представввцв су:

о

естрон естрадвол

7. НУКЛЕИНСКЕ КИСЕЈШНЕ

1. Нуклекнске квселвве су полимери нуклеотида (полинуклеотиди) који учествују у проце- сима преноса генетских информација.

2. Смеса азотнвх База (пуринске в пирнмвдинске), један петоугљеничнв шећер (рибоза или 2 -деоксврибоза) в фосфорва киселина

3. Деоксирибовуклеинске киселине (DNK) и рвбовуклеивске квселвве (RNK).

4. Мономери нуклеввсквх квселвна се зову нуклеотиди. Хндролитичквм уклањањем фос- форве квселвве из вуклеотвда настају нуклеозиди.

б)

D-рвбоза(Р-аномер)

2 -flcoKca-D-pa6 o3a(Р-авомер)

6 .. a) глвкозвди; б) естрв N-глвкозвда; в) полиестрв N-глвкозвда.

пурин

8. a) Пурввске базе:

NK.

адеввн (A) гуашш (G)

4

5

Iпирвмидивб) Пиримндивске базеNHj

цвтозвн (С)

9. a) адевин (A); урадил (U); гуанив (G); и цитозин (С). Б) Kao ход RNK, једино се уместо урацила јавља тимин (Т).

0. Секвевца база одређенвх делова DNK (гева) одређује примарву структуру полипептвд- ног виза који се формира tokom свнтезе вротевва.

1.

V \ \„ \\ N \ p\ l

V\

5' -► 3'шематскв приказ

d G - d T - d C - d A - d T

илв

d(pGpTpCpApT)

скраћени начин приказивања

1 7 7

12. Двоструки а-хелнкс стабвлизовав интермолегулскнм водовнчннм везама нзмеђу на- спрамних база. Поред тога структура DNK довегле je стабнлнзовава и хидрофобним интеракциЈама ароматичних прстена.

13. Два иолинуклеотидна внза су увег антвпакалелно оријентасана.

14. Комплемеиарннм базама се називају ове базе које међусобво граде јаке водовичне везе [A—T(U); G —СТ]. Тимин и урацил се вазивају идевтичннм базама јер вмају исту комплементарву базу (адеввв).

15.

16. С A Т A

\ р \рN N Р\Ј17. Ћелијско једро.

18. Репликација, транскрвпдија и травслација.

19. Реплнкација; одиграва се уједру.

20. Репликација DNK почиње делимичним раздваЈањем полинуклеотидних ланаца који чине двоструку спиралу. Ha сваком одвоЈеном ланцу долази до везивања одређених нуклеотида no принципу комплементарних база уз њихово накнадно повезивање (рос- фодиестарским везама у нови полинуклеотидни низ. Ови процеси су катализовани ве- ћим бројем специфичних ензима, при чему се, као краЈЊИ производ, од Једног молеку- ла DNK-родитеља« добијају два »DNK-потомка«, са двоструким спиралама састав- љеним од једног старог и једног новог полинуклеотидног низа.

21. Редослед повезивања нуклеотида у процесу репликације одређев je редоследом вуглео- тида (ij. азотних база) у ,,DNA-poflHTeJi.y“.

22. a) Адевив б) цитозин

23. Травскришшја je процес бносинтезе iRNK и осталих RNK, са редоследом рибовуклео- твда roja je комвлемевтаран редоследу деоксирибовуклеотида у DNK. Процес започи- ње делимичнвм раздвајањем двосгруке спирале DNK, уз везивање комплементарних рвбонуглеотида в њихово међусобно повезивање 3',-5'-фосфодисстарским везама у поливуглеотидвн виз iRNK, roja ва тај вачив индиректво преноси „запвс“ примарне стружтуре DNK из једра до рибозома.

24. Гени сја сегмевтн поливуглеотндних ланаца DNK чијн редослед база представлл ,длифру“ за сивтезу специфичних дротевва и рибовуклеввсквх киселина. Сваком reuy одговара посебва iRNK.

•»« T T _ n A

1 7 8

26. Информациона (iRNK), травспортва (tRNK) и рибозомална (rRNK). Подела се засннва на њиховој фувкцвјн у процесвма бносввтезе протеина.

27. iRNK, loja превосн ивформацвју вз једра до рнбозома.

28. У гомплементарним односима.

29. Рвбозоми су ћелијске органеле у којима се одиграва процес Биосинтезе протеива. Изграђени су од rRNK и аећег Броја протеивских молекула, већииом нз групе протамн- на и хистова.

30. Основна улога tRNK je допремање одговарајућвх аминокиселина до рвбозома где се одвија формирање полипсптидних нвзова. tRNK има знатво маљу молекулсгу масу (25 — 30000) у одвосу ва iRNK (до 1000000).

31. Естарском везом за слободву 2- или 3 '-хидроксилву групу терминалвог остатка аденил- ве шселиве (на 3'-крају).

32. Кодов je редослед три Базе у iRNK који одговара једвој амнвокиселини у синтетизова- вом полнпептидном визу. Антикодов je место ва молекулу tRNK (редослед 3 базе), којим ова препознаје положај ва iRNK где одређену аминопзселииу треба допремвти.

33. У комплемевтарвом одвосу.

34. CG A.

35. Транслација je процес биосивтезе протеина којим се оеквенца база ииформадионе RNK преводи у редослед амивокиселива полипептидвог виза. Одиграва се у рибозомима.

36. Одражава секвеицу база поједввих делова DNK (i-ена).

1 7 9

8. ОСНОВИ МЕТАБОЛИЗМА

1. Нека жива бића могу користити сунчеву светлост као взвор енергије (бвљке в зелене алге). Друга жива бића корвсге само хемијску енергају органских једвњења унетнх храном (животиње и човек).

2. Аутотрофни организми су они органшми који користе сунчеву светлост као извор енергије у процесу који се назива фотосинтеза.

3. Хетеротрофни организми хористе хемијску енергију садржану у биомолегулима хојв се уносе у организам путем хране биљног и/или животињсхог порекла. сложенвм бвохе- мијсквм процесима познатим и под начивом ћелијско дисање поменути биомолекулв се деградирају до угл>ен-диогсида и воде уз ослобађање хемијске евергије.

5. Угљени хидрати, лвпиди в протсвнв. Уносс у организам всхраном.

6 . Прв деградационим (катаболичквм) реакцвјама. Аденозвнтрвфосфат (АТР).

7. Метаболвзам. Катаболвзам (процесв прв којим се добвја енергвја) в анаболвзам (процеси прн којим се трошв енергија).

8 . Варење je нвз бнохемнјских процеса прв којим се махромолехули хидролизују до одговарајућих мономернвх јединга. Одвија се у дигестввном тракту.

9. Протеолитвчхв ензимв: трипсвн, химотрипсин, пепсвн и еластаза.

10. Трвасвноген, хвмотрвпсвногев, иепсиноген в проеластаза. Неаггивни облиди (проензи- мв) спречавају аутодигестију унутрашњвх органа (панхреаса, желуца).

11. Пептвдв са ароматичним аминокиселинама, глвцвном, аспарагвнсхом киселином, леу- цином вли глвцвном ва N -крају.

12. Химотрипсвноген в трвпсвноген се луче вз панкреаса у танко црево где се прво преводе у одговарајуће аггивне облике, a затим разграђују пептвде настале након хвдролвзе протеина пепснном.

13. Трвпсин н химотрвпсвн су далеко специфичнији ензимн у одвосу на пепсвн.

14. a) пепсин; б) трипсвн; г) химотрвпсив; r) еластаза.

15. АминоЕвселвне су прекурсорв за бвосввтезу, протеина, хормова, пурииских в пирими- дввских база, алкалоида, антибнотшса втд.T T i m a a a T f t r a i t u « n a n i m i

26. Ипформадиона (iRNK), транспортва (tRNK) и рибозомалва (rRNK). Подела се заснива ua њиховој функцији у процесима Биосинтезе протеива.

27. iRNK, која преносв информацију из једра до рибозома.

28. У комплементарвим односима.

29. Рибозоми су ћелијске органеле у којима се одиграва процес Биосинтезе протеина. Изграђени су од rRNK и већег броја протеивских молекула, већином из групе протами- на и хистона.

30. Основна улога tRNK je допремање одговарајућвх аминокиселина до рнбозома где се одвија формирање полвпептидних низова. tRNK има знатно ман>у молекулску масу (25 — 30000) у односу ва iRNK (цо 1000000).

31. Естарском везом за слободну 2 или 3'-хидроксилну групу терминалвог остатка аденил- ве киселине (на 3'-крају).

32. Кодов je редослед три Базе у iRNK који одговара једдој амивокиселини у синтетизова- вом полипептидвон внзу. Антикодон je место на молекулу tRNK (редослед 3 базе), којим ова препозваје положај ва iRNK где одређеву амивокиселину треба допремити.

33. У комилементарном одвосу.

34. СОА.

35. Травслација je процес биосввтезе ггротеина гојим се секвенца база ивформационе RNK прсводи у редослед аминоквсслвва полипептидвог низа. Однграва се у рибозомима.

36. Одражава секвевцу база поједнввх делова DNK (гева).

1 7 9

8. ОСНОВИ METАБОЈШЗМА

1 . H eia жива бића могу жористити сунчеву светлост као извор енергије (Бнљке и зелене алге). Друга жива бића користе само хемијску енергију органских једиљења унетих храном (животиње и човек).

2. Аутотрофни организми су они органвзми који користе сунчеву светлост као т в о р енергије у процесу хоји се назива фотосинтеза.

3. Хетеротрофни организми користе хемијску енергију садржану у Биомолекулима који се уносе у организам путем хране Биљног и/шга животињског порекла. сложеним биохе- мијскнм процеснма познатим и под називом ћелијско дисање поменути Биомолекули се деградирају до угљен-диоксида и воде уз ослобађањс хемијске енергије.

5. Угљени хидрати, липиди и иротеини. Уносе у организам исхраном.

6 . При деградационим (катаболичхим) реахцијама. Аденозинтрифосфат (АТР).

7. МетаБолизам. КатаБолизам (процеси при којим се добија енергија) и анаболизам (процеси при којим се трошв енергвја).

8 . Варење je низ Биохемијссих процеса при којим се макромолекули хидролизују до одговарајућих мономериих јединкн. Одввја се у дигестивном тражту.

9. ПротеолитичЈси ензими: трипсин, химотрвпсин, пепсин и еластаза.

10. Трвпсиноген, химотрипсиноген, пепсиногеа и проеластаза. Неактивни облици (проензи- ми) спречавају аутодигестију унутрашњих оргава (панкреаса, желуца).

11. Пептиди са ароматичнвм аминокиселинама, глицином, аспарагинском киселином, леу- цином или глнцином на N -крају.

12. Химотрипсиноген и трипсиноген се луче нз панкреаса у танко црево где се прво преводе у одговарајуће аггивве облике, a затим разграђују пептаде настале након хидролизе протеина пепсином.

13. Трипсин и химотрипсвн су далеко специфичнији ензими у односу на пепсин.

14. a) пепсин; Б) трипсвн; s) химотрипсин; г) еластаза.

15. Аминокиселнне су прехурсори за биоснвтезу, протеина, хормоиа, пуринсквх н пирими- данскнх база, алкалонда, антвбиотика нтд.

16. Липазе. Лучи их панкреас a делују у танхом преву.

T80

17. Више масне киселиве в глицерол.

18. Соли жучних киселина су повришнски активве материје и емулгују хидрофобве молеку- ле масти градећи у води бол>е растворне мицеле које су подложније дејству липаза.

19. BapcEbe скроба почиње у устима, a завршава се у танком цреву. Ензими који катализују разградњу скроба зову се амилазе. Ковачни производ разградње скроба je малтоза и мала количина глухозе.

20. м-амилаза je сндогени ешим којв раскида о(1-*4)-гликозидне везе скроба у унутрашњим деловима молекула, при чему се добијају олигосахариди са 6 — 8 глукозвкх јсдишси (декстрини), код којих je авомерна ОН група у а-положају (хидролиза уз ретеицију жонфигурације на аномерном центру). {З-амилаза je егзогени ензим, који тахође раскида «(1->4) глвкозидне везе, али почиње од нередукујућег краја, при чему се одцепљују молекули p-D-малтозе (хидролиза тече уз инверзију ковфигурадаје на аномерном цен- тру).

21. Малтаза ct(-*4) — гликозидаза.

22. Глухоза; глидерол, вшпе масне киселине, амнногиселине.

23. Травсаминацијом и оксидативном деамииацијом.

24. О ОII II

R i-C H -C O O H + a , —С —СООН ^s=fc R ,-C -C O O H + R2-C H 2-COOH I I

n h 2 n h 2

аминокиселина кетокиселина кетокиселина амвнокиселинаЕнзнми: травсаминазе; коензим; оиридоксалфосфат.

25. О - С - С Н ј - С Н ј -С О О НI

с о о на-кетоглутарна

квселина

0 = C -C H j-C 0 0 H I

с о о нсжсалосирћегва

киселина

C H j-C -C O O HII

опирогрожђана

квселвна

26. Глутаминска Е и с е л и в а која у процесу т р а в с а м и н а д и ј е настаје из а - к е т о г л у т а р н е кисели- не, представља взвор амино-група у организму.

27. ОHjO II

R —СН —СООН + окс. коензим ------»- R —С —СООН + N H 3 + ред. коензим

NHj а-кетокиселинаамннокиселина

28. Траасформишу се илн у ацетл-СоА или до неког интермедијера цшслуса трикарбон- ских киселина.

29. Добијаље а-кетокиселнва.

30. Р-оксидадија масвих шселива. Одиграва се у митоховдријама.

31. У цитоплазми, слободна масна квселива се прво преводи у одговарајући ацил-СоА (уз утрошах АТР) који затим реагује са једним ваелектрисаним молекулом (карннтнн) градећи естар који може сроћи хроз мембрану митохондрије. По уласку у митохондрију карнитввски естар се преводи у ацил-СоА који je спремаа за оксвдативну деградацију. Сврха овог процеса je да се омогући улаз масве киселине у митоховдрију, уз одржавање ковстантве ковцентрације ванмвтоховдријалвог и унутармитохондријалног HSCoA.

12. a, p-дсхидрогснација (I оксидација); хидратација овако формиране a, p-двосгрукс везе; дехидрогеновање Р-хндрокси функције у одговарајућу Р-кето функцију (II оксидациЈа); одвајање молекула ацетил-СоА, уз формирање ацил-СоА, са алифатичним низом кра- Иим за 2С-атома. Акцептор водоника у I оксидацији je FAD, а у II оксидацији je NAD*.

1 8 1

33. СНj(CHi)„COSCoA+ FAD+ H20 + NAD + + HSCoA-»CH3(CH 2)„_2CO- SCoA + FADH2

NADH +H*+CH3CO-SCoA (акцептори водоника cy FAD и NAD')

34. CH3(CH2)1«CO-SCoA+7FAD+7HJ0+7N A D t +7HSCoA -> 8CH3CO-SCoA+7FADH2 + + 7NADH + 7H+7 парова елеггрода ослободи ce y облвку FADH2 a 7 парова y облику NADH.

35. Низом реакција вреводе ce y триацилглицероле, који представљају резерву масних киселива у органвзму.

36. глвколвза.

37. a) Уколико ce глвколвза одвграва без присуства кисеовика процес има анаеробнизавршетак, при чему je крајњв производ млечва киселнва.

б) Код аеробннх организама глвколиза представља припремну фазу и завршава ce грађењем пирувата.

ОНI

38. a) C6H 1 20 6 + 2ADP + 2P. -► 2CH3 - C H - C 0 0 q + 2ATP + 2H20глукоза лактат

б) C6H i 20 6 + 2ADP + 2P. + 2NAD* -> 2CH3C 0 C 0 0 9 + 2ATP + 2NADH + 2H* + 2H20 глукоза пируват

39. Глукоза -> глукоза-6 -фосфат; фруктоза-6 -фосфат -> фруктоза-1,6-двфосфат; фосфоенол- пируват -*• пируват.

40. Ввшак глукозе у органнзму преводи ce у резервнн полисахарид-гликоген.

41. CH 3СОСОО0 + CoASH + NAD * -*■ CH3COSCoA + C 0 2+NADH + H +

42. Ацетил-ЦоА.

43. Цвклус трвхарбонсквх квселвна (Кребсов циклус).

44. катаболизам угљевих хидрата, липида и протеина.

45. Цвклус почиње ковдензацвјом CH3COSCoA са С*-каселивом (оксалосврћетном) при чему настаје лвмунска квселина. Лвмунска киселина затим водлеже нвзу реакција (декарбокснлација, оксвдација, дехидрогевадија и хвдратација, при чему ce као крајњн производи добијају C 0 2l HSCoA и редукованв коевзвмн, уз регенерацвјуполазне С*-киселине. Прв томе ce деградација CH3COSCoA у цвклусу одиграва без учешћа квсеонвка.

46. У цвклусу трвкарбонских киселвва не вастаје АТР.

47. С 0 2, 3NADH в FADH2. добвјенв редуковави коевзвмв поново ce оксвдују у респвра- торном низу прв чему настаје АТР.

48. Превођење взоцвкрата у ot-кетоглубарат; травсформацвја а-кетоглутарата у сукци- нил-СоА; оксвдација сукцвната у фумарат; оксвдацвја малата у оксалоацетат

49. a) Изоцитрат -*• а-кетоглутарат -► сукцинил-СоА; малат -> оксалоацетат. б) Сукцвнат -> фумарат.

50. Оксвдацвја редукованих коевзвма (NADH в FADH2) вршв ce преносом водовиковиг атома в електрова одговарајућвм коензвмима респираторвог низа до молекулског квсеовака као крајњег акцептора.

51. Електрони добијени у циклусу трвхарбонских квселива преносе ce дуж квза различитих. носача елеггрова, постепено смаљујући садржај енергвје в ва крају редукују молекулски квсеоник. tokom овог процеса, део слободне евергвје елек грона, конзсрпира ce у облвку АТР (оксидативно фосфорвловаше).

52. NAD* — везане дехндрогеназе; FAD — везане дехндрогеназе; у убмхннон (коензим — Q); цитохромн (b, Cj, с, a и а3).

53. a) NAD*, FAD и коензим-Q.Б) Цитохромн.

54. Оксодативно фосфориловање je процес синтезе АТР у респираторном низу:A D P+P,-> ATP + HjO

55. NADH + Н * + 3 ADP + ЗР, + 1 /2 0 2 -► NAD * + 4Н 20 + 3 АТР

56. Оксидативно фосфориловаље представља основни процес добијања енергије код аероб- них организама.

1 8 3

9. ПОЈШМЕРИ

1. a) Природни и синтетички; Б) хомополимери и кополнмерив) адициони и кондензациони; г) ливеарни и умережеии.

2. У реакцијама кондензације формирање полимера из мономера je праћено издвајан>ем неког нискомолекуларног једињења (Н20 , N H 3 итд.), док при адиционим полимериза- цијама, полимер представља једини реакцвови производ.

гума гутапсрка(cu-изомер 1,4-поли- ((галг-изомер 1,4-поли-

изопрена) изопрена)

4 Загревањем природне гуме са сумпором формирају се попречне сулфидве везе измеђ) ливеарвих низова, при чему вастаје умрежеви полимер веће чврстине и боље еластнчно- сти.

5. винвлнв полимери.a) СН2 = СН2 (етилен); 6 ) CH2 = C H - C N (акрилонитрил);

в) СН = СН2 (стирев); г) CF2 = C F2 (тетрафлуороетилев).

6 . Иницијатори су супстанце које лахо граде радикале (ва пример: di-t-бутилпероксид).

7. Иницијација: B u'—О —О —B u '-U-2Bu4)C H j = c H - a = B u ‘- o ‘->B u,- o - C H 2- Č H - c i

Пропагадија:

r o - c h 2- c k - c i + c h 2= c h - ci - * r o - c h - c h - c h 2- c hCH2 = CHC1

Ia

димер

итд.

a

Термивадија:

mo-cHj-CH-Ia

:н2-сн-Ia

:н2-сн -> R —сн2—сн—рсн2—сн Ia a a J

CH2- C H - C 1

R - C H 2- C H - f - C H 2- C H ^ | - C H 2- C H - a

a a

.г ч r—*4 - 48. Радикал +C H 2 = C H -C H = CH2 + CH2= C H -C H = C H 2+nCH2 = C H -C H = C H 2 + радика,

1 2 i *

I 1,4-адиција

Радила* - CH2 - CH ■= CH - CH2 - CH 2 - CH - CH - CH j ^ CH i - Cl I B Cl 1 - CM j фг радикал сшггетнчхн каучух

182

52. NAD везане дехидрогеназе; FAD — везане дехидрогеназе; у убихЈшон (коензим — Q); цитохроми (b, ej, с, a и aj).

53. a) NAD*, FAD н хоензим-Q.Б) Цитохроми.

54. Оксодативно фосфорилова&е je процес синтезе АТР у респираторном низу:a d p + p , - > a t p + h 2o

55. NADH + H + + 3ADP + 3 P |+ l /2 0 j -*• N A D *+4H 20 + 3ATP

56. Оксидативно фосфорвловање представља основни сроцес добијања еиергије код аероб- них организама.

183

9. ПОЛИМЕРИ

1. a) Природни в синтетичи; Б) хомополимсри в кополимервв) адициони в ковдевзационв; г) лвиеарнв и умереженв.

2. У реакцијама ковдевзацвје формврање полимера вз мономера je праћеио издвајањем неког нвскомолекуларног једињења (Н20 , N H 3 втд.), дож прв адвцвонвм полвмервза- цвјама, полвмер представља јединн реакцвовв производ.

гума гутаперка(cu-взомер 1,4-поли- ((гаљг-изомер 1,4-полв

взопрева) изопрева)

4. Загреваљем првродне гуме са сумпором формирају се попрсчне сулфвдне везе измсђу лвнеарвих ввзова, прв чему вастаје умрежени полвмср веће чврствне в боље еластвчно- ств.

5. вввилнв полвмерв.a) СН i - СН i (етвлен); б) CH2 = C H -C N (акрвлонитрвл);

в) ^ Ј ^ - С Н « С Н 2 (стврев); r) CF2 = CF 2 (тетрафлуороеталеп).

6 . Иввцвјатори су супставде хоје лако граде радихале (ва првмер: di-t-бутилпероксвд).

7. Иввцвјацвја: Bu'—О —О —Bu' ->■ 2Bu4)C H j= C H - a = B u ,- o '- > B u , - o - C H 2 - Č H - c i

Пропагацвја:. ^ . СН2 = СНС1

r o - c H j - c i ; - c i + c H j = c h - c i - * r o - c h - c h - c h 2- c h ---------------- ►

a aIaдимер

втд.

Термввација:

2RO-CH2-CH -PCH 2-CH-4-CH2-CH -> R — CH2 — CH —pC H 2 — CH-3-CH2 — CH — aI I I 1 1a “a a .

r - c h 2- c hIa

aCH2-C H

IacH2-CH-a

8 . Радихал"+ CH2 =*CH^CH-"сн Г +C H j= С Н ^ CH- 'o h + n C H 2 ="0 ! ^ CH= CH21 1 3 4

I 1,4-адвцвја

+ радикал

Радилаж—CH2 —C H « C H -C H 2 -C H 2 -C H -C H -C H 2f CH2 -C H -C H -C H 2-}« радижал сшпешчки нучуж

1 8 4

9. Катјонска полимеризација:

C H j CH j СНз

СН2 = СI I I

СНз CH j СНз

CH j

СН3- С - С Н 2

СНз

CHj

- С - С Н 2

СНз

Cif з

-С —AI

CH j

„бутил-гума“

10. Лувсове киселине (BF3 , А1С13 итд.) и мвнералне киселине.

11. Анјонска полвмеризација. Одликује се високом стереохемијском контролом.

1 2 . TiCl* + A lEt, ^ E t - T i a 3+ E tjA ia Зиглер—Ната каталнзатор

СН 3

n СН2 = С -С Н = СН2EtTiClj Г СН34 /Н

> С = С < ј_-СН 2 Хгл'СН2—

13. Кондензациони полимери.14. О О

n СН2—CH 2 + n E tO -C - ч ^ ^ - C - O E tI I ^

OH OHг o o

II ^C H j-C H 2- 0I L ^OH терилен (из групе полиестара)

еи-изомера-1,4-поли- изопрена са особинама идентичним природ- ној гуми.

<Н+>- 2nEtOH

11 11c - f у~с-о~снг-сн 2- оо о11 II

- C - ^ J ^ - C - O E l

0 0

i15. (n + 1) NHj -C H j -C H 2-C H 1 -C H 2-CH 2-C H 2-N H 2+H O -C -C H 1 -C H 1 -C H 2-C H 2-C -O H

хехсаметилендиамин адипнвска хиселива-2 пН20

--------—* NH2CH2)6NH[CO(CH2)*CONH(CH2)6NH]„CO(CH2)4COOHшјлон (кз груос полиамнда)

16. (n + 2) СН2- С Н 2 H O - C H 2- C H 2f о - с н 2- с н 2^ о - с н 2- с н 2- о н

полиетилеаглихол (из групе полиетара)

17. (n + 1) NH2C0NH2+(n+2)CH20->H 0C H 2NHC0NH[CH2NHC0NH]„CH20Hумрежени полимер (CH20),

18. OH

(OH OH OH

К H- A A/01*-0"k J - H^° y y

OHHOCH24 I

h* V 4- H 2o n ^D yCH: OH

CH2OH CH2OH

OH

" с н Ј\ А \ / СН2\ А \ / СН J\i T i iY Y oh

CH2OH CHjOH j n линеарнн прежурсор бажалита

“ > - 0o f f

-H20

БАКЕЛИТ (умрежени полимер)

18S

ЛИТЕРАТУРА

1. Ј. Пстровић, С. Велимировић, Хемија за IV разред гимназије природ- но-математичког смера, Завод за уцбенике и наставна средства, Бео- град, 1993.

2. В. Ђурђић, Биохемија за IV разред средњег образовања, Завод за издавање уцбеника Нови Сад, Завод за уџбенике и наставна средства, Београд, 1991.