Oksidlanish-qaytarilish reaksiyalari organizmdan tashqarida olib borilganda
(
in vitro)
,
organizm ichida sodir bo‗lsa
(in vivo)
. Odatda
in vivo
va
in vitro
oksidlanish reaksiya mahsuloti bir xildir.
C-H b o g‗ i n i n g o k s i d l a n i sh i.
Uglevodorodlarni kislorod ishtirokida to‗liq oksidlanishi natijasida CO
2
va
H
2
O hosil bo‗ladi. Oksidlovchilar ta‘sirida qisman oksidlanishida esa turli xil
birikmalar hosil bo‗ladi.
Organik birikmalar ichida to‗yingan uglevodorodlar anchagina qiyin
sharoitda oksidlanadi. Ular faqat kuchli oksidlovchi (qaynoq xrom aralashmasi)
ta‘sirida oksidlanadi.
Birlamchi uglerod atomi oksidlanganda birlamchi spirtlar,
aldegidlar so‗ng karbon kislotalar hosil bo‗ladi.
Ikkilamchi uglerod atomi oksidlanganda ikkilamchi spirtlar, so‗ng ketonlar hosil
bo‗ladi.
111
Uchlamchi uglerod atomi oksidlanganda uchlamchi spirtlar hosil bo‗ladi.
Oksidlanish jarayonining oraliq mahsulotlari birlamchi, ikkilamchi spirtlar,
aldegidlar nisbatan yumshoq sharoitda oksidlanadi.
Aldegidlar – eng oson oksidlanadigan birikmalar sinfiga kiradi. Ular kuchsiz
oksidlovchilar kumish oksidining ammiakdagi eritmasi (Tollens reaktivi), mis (II)
gidroksidni tartrat kompleksi (Feling reaktivi), hatto havo kislorodi ta‘sirida ham
oksidlanib karbon kislotalarni hosil qiladi.
112
D e g i d r o g e n l a sh – oksidanishni o‗ziga xos usuli bo‗lib, bunda
substrat ikkita vodorod atomini yo‗qotadi. Spirtlar mis yoki mis oksidi ta‘sirida
yuqori temperaturada degidrogenlanganda aldegid va ketonlar hosil bo‗ladi.
Organizmda C-H bog‗lari oksidlanishining muhim oraliq mahulotlari sifatida
gidroperoksidlar hosil o‗ladi:
Ko‗pchilik holatda substratning oksidlanishi C – H bog‗i bo‗yicha kislorod
atomining kiritilishidan iboratdir. Bu jarayon fermentlar ta‘sirida borib, f e r m e n
t a t i v gidroksillanish deyiladi. Oksidlanishda molekulyar kislorod ishtirok etib,
uning bitta atomi - hosil bo‗layotgan gidroksil guruhi tarkibiga kirsa, ikkinchisi
qaytarilib suv molekulasi tarkibiga kiradi, ya‘ni kislorodning oksidlanish darajasi
ortib, unga vodorod qo‗shiladi. Buning uchun reaksiyada qaytaruvchi vosita,
113
masalan koferment NADH yoki NADFH qatnashishi kerak.
Alkanlarda metil gruppasining gidroksillanishini bu jarayonga misol qilish
mumkin.
Gidroksillanish alkanlarning metil guruhi, yog‗ kislotalar uglevodorod
radikalining CH
3
- guruhlari, ikkilamchi va uchlamchi aminlarning N- alkil
o‗rinbosarlari, aromatik halqalarning uglerod atomini oksidlanishida kuzatiladi.
Organizmda spirtlarni oksidlanishida NAD
+
kofermenti qatnashib, u gidrid-
ionining akseptori vazifasini bajaradi va o‗zi NADH kofermentiga aylanadi:
NAD
+
+ H – substrat – H
NADH + Substrat + H
+
Degidridlanish jarayonlarining yana bir ishtirokchisi ikkita vodorod
atomining akseptori - koferment FAD bo‗lib, oksidlanish jarayonida qaytarilib
FADH
2
shakliga o‗tadi. FAD ishtirokida boradigan reaksiya sifatida yuqori yog‗
kislotlarning (koferment A hosilasi sifatida)
,
- degidridlanishini ko‗rish
mumkin:
114
C=C q o‗ sh b o g‗ n i n g o k s i d l a n i sh i.
Alkenlarda C=C qo‗shbog‗ning oksidlanishi natijasida sharoitga qarab
epoksidlar, 1,2 diollar yoki karbonil birikmalar hosil bo‗ladi.
Alkenlar yumshoq sharoitda (perbenzoy kislota) yordamida oksidlanganda
epoksidlar hosil bo‗ladi. Kuchli oksidlovchi ta‘sirida (KMnO
4
) oksidlanganda
diollar yoki karbonil birikmalar hosil bo‗ladi.
Epoksidlarning kislotali yoki ishqoriy gidrolizi natijasida 1,2 diollar hosil bo‗ladi.
115
Alkenlarga to‗g‗ridan to‗g‗ri kuchli oksidlovchi kaliy permanganat eritmasi
ta‘sir etganda 1,2 diollar hosil bo‗ladi (Vagner reaksiyasi).
Alkenlar va 1,2 diollarni qattiq sharoitda oksidlaganda uglerod-uglerod bog‗
uziladi va karbonil birikmalar hosil bo‗ladi.
A r o m a t i k b i r i k m a l a r n i n g o k s i d l a n i sh i.
Aromatik birikmalarning oksidlanish qobiliyati benzoldan naftalin va
antratsenga o‗tganda sezilarli darajada ortadi. Benzol juda qattiq sharoitda
(vanadiy (V) oksid va 450
0
temperatura) oksidlanib malein angidrid hosil qiladi.
Naftalin oksidlanganda sharoitga qarab ftal angidrid yoki 1,4-naftoxinon hosil
bo‗ladi.
116
Antratsen nisbatan oson oksidlanadi va 9,10-antraxinon hosil bo‗ladi.
A z o t l i o r g a n i k b i r i k m a l a r n i n g o k s i d l a n i sh i.
Molekulasida azot saqlagan organik birikmalarning oksidlanishi katta
ahamiyat kasb etadi. Organizmda jarayon FAD kofermenti ishtirokida amalga
oshadi va o k s i d l a n u v
d e z a m i n l a n i s h deyiladi. Bu jarayon yordamida organizmdan ortiqcha
biogen aminlar chiqarib yuboriladi. Reaksiya davomida azot atomi bilan birga u
bilan bog‗langan uglerod atomi ham oksidlanadi. Jarayonning birinchi bosqichida
amin FAD kofermenti yordamida degidrogenlanib imin hosil bo‗ladi. Ikkinchi
bosqichda imin gidrolizlanib aldegid va ammiak hosil qiladi.
O l t i n g u g u r t s a q l a g a n o r g a n i k b i r i k m a l a r n i n g o k s i d l
a n i sh i.
Tiollar oksidlanishi bosqichma bosqich amalga oshib, sulfen, sulfin va
sulfon kislotalar hosil bo‗ladi.
Tiollar kuchsiz oksidlovchilar ta‘sirida (havo kislorodi, vodorod peroksid)
117
bilan oksidlaganda disulfid hosil bo‗ladi.
Yuqoridagi reaksiya va unga teskari bo‗lgan jarayon biologik sistemalarda
katta ahamiyat kasb etadi.
Sulfidlar, tiollar kabi oson oksidlanadi. Bunda avval sulfoksid, so‗ng esa
sulfonlar hosil bo‗ladi.
Organizmda boradigan (
in rivo
) oksidlanish-qaytarilish reaksiyasiga sistin –
sistein sistemasining oksidlanish-qaytarilishini misol qilish mumkin.
Sistein va sistinni bir-biriga oson o‗tib turishi organizmda modda
almashinuv jarayonlarida katta ahamiyatga ega.
Q a y t a r i l i sh reaksiyalari oksidlanish reaksiyasining teskarisi bo‗lib,
elektronlar oksidlovchilardan organik moddalar tomon o‗tadi. Qaytarilish
reaksiyalarida ko‗p hollarda q a y t a r u v ch i sifatida vodoroddan foydalaniladi.
Bunda katalizator geterogen bo‗lib metall gidridlar va aktiv metallar Na, Zn dan
foydalaniladi.
Qaytarilish reaksiyalariga katalitik gidrogenlash reaksiyalari misol bo‗ladi.
118
Alkenlar, alkinlar, aminlar va aromatik uglevodorodlar metall katalizator
ishtirokida vodorodni birkitirib qaytariladi. Reaksiya mahsuloti substrat tabiatiga
bog‗liq.
Naftalin qaytarilishi bosqichli boradi. Bunda avval 1,4-digidronaftalin, so‗ng
1,2,3,4-tetragidronaftalin (tetralin) hosil bo‗ladi. Katalitik gidrogenlash davomida
tetralin dekagidronaftalinga (dekalin) aylanadi.
Karbonil birikmalar – aldegidlar, ketonlar, murakkab efirlar metall gidridlari
yordamida qaytarilishi natijasida mos ravishda spirtlar hosil bo‗ladi.
Azotli organik birikmalar - nitrillar va amidlar qaytarilishi natijasida
119
birlamchi aminlar hosil bo‗ladi.
Aromatik nitrobirikmalar qaytarilganda anilin hosil bo‗ladi (Zinin reaksiyasi).
Organizmda esa karbonil birikmalar 1,4 –digidropiridin hosilasi bo‗lmish
NADH fermenti yordamida spirtlarga aylanadi.
Xinon-gidroxinon sistemasining oksidlanish-qaytarilish xossasi ham
organizmda muhim ahamiyat kasb etadi. Xinon - kuchli oksidlovchi. Substratdan
(
Do'stlaringiz bilan baham: |