Upload
phamngoc
View
240
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
ORGANİK KİMYA Yrd. Doç. Dr. Serkan SAYINER
Yakın Doğu Üniversitesi, Veteriner Fakültesi, Biyokimya Anabilim Dalı
C=O (Karbonil) grubu içeren
bileşikler Aldehitler, Ketonlar, Karboksilik Asitler, Esterler, Amidler
C=O (Karbonil) grubu içeren bileşikler
Birçok farklı bileşik, bir karbon-oksijen çift bağ (C = O,
karbonil grubu) içerir.
Karbonil bileşikleri aldehitler, ketonlar, karboksilik
asitler, esterler ve amidleri içerir.
Karbonil karbon-hidrojen, -karbon veya -bir
heteroatoma bağlı atom tipi karbonil bileşiğinin spesifik
sınıfını belirler.
Karbonil grubu
: :
C=O (Karbonil) grubu içeren bileşikler
Aldehitleri, karboksilik asitleri ve esterleri çizmek için
kondens yapı (zincir yapı) kullanılır.
Bir aldehit, karbonil karbona doğrudan bağlı bir
hidrojen atomuna sahiptir.
asetaldehitkondens yapı
C, H ve O’ya bağ yapar.
C=O (Karbonil) grubu içeren bileşikler
Bir karboksilik asit, doğrudan karbonil karbona bağlı bir
OH grubunu içerir.
asetik asit
kondens yapı
C, iki O’ya bağ yapar.veya
C=O (Karbonil) grubu içeren bileşikler
Bir ester, karbonil karbona doğrudan bağlı bir OR
grubunu ihtiva eder.
etil asetat
kondens yapıC, iki O’ya bağ yapar.
veya
C=O (Karbonil) grubu içeren bileşikler
Bir keton, karbonil karbona doğrudan bağlı iki R
grubunu (iki karbon atomu) ihtiva eder.
veya
Aldehitler ve KetonlarAldehitler ve Ketonların İsimlendirilmesi, Fiziksel Özellikleri, Bazı Aldehitler ve Ketonlar, Aldehitler ve Ketonların Hazırlanması, Aldehitlerin ve Ketonların Reaksiyonları (1° Aminlerin Additisyonu, 2° Aminlerin Additisyonu, H2O Additisyonu-Hidrasyon, Alkollerin Additisyonu-Asetal Oluşumun, Koruma Grupları Olarak Asetaller, Siklik Hemiasetaller, Aldehitlerin Oksidasyonu)
Aldehitler ve Ketonlar
Aldehitler (R-CHO) ve ketonlar (R-COR veya R2-CO) bir karbonil grubu içeren iki bileşik grubudur.
İki yapısal unsur karbonil grubunun fiziksel ve kimyasal özelliklerinin esas belirleyicisidir.
• Karbonil karbon atomu trigonal düzlem oluşturur ve tüm bağ açıları 120° 'dir.
• Oksijen, karbondan daha elektronegatif olduğundan dolayı karbonil grubu polardır.
• Karbonil karbon elektrondan fakir iken (δ+), oksijen elektrondan zenginidir (δ-).
Aldehitlerin İsimlendirilmesi
IUPAC terminolojisinde, aldehitler, -al sonekiyle tanımlanır.
IUPAC sistemini kullanarak bir aldehite ismini vermek için:
1. CHO grubunu içeren en uzun zincir bulunur ve alkan sonekine -al eki ilave edilir.
2. CHO grubundaki karbon atomu C1 olarak belirlenir ve zincire veya halkaya numara verilir, ancak bu sayı isimde belirtilmez.
3. İsimlendirmenin diğer olağan kuralları uygulanır.
4. Basit aldehitlerde, IUPAC isimleri yerine yaygın isimleri (common names) de kullanılır. Bunun için tümünün sonekinde -aldehit kelimesi yer alır.
Aşağıdaki aldehiti IUPAC kurallarına göre isimlendiriniz.
1. CHO grubunu içeren en uzun zincir tespit edilir ve ismi
verilir.
2. Substitüentlerin isimleri ve pozisyonları belirlenir.
CHO grubu C1 de yer almalıdır.
Ketonların İsimlendirilmesi
IUPAC sisteminde, ketonlar -on sonekiyle tanımlanır.
IUPAC kurallarını kullanarak bir asiklik ketonu
isimlendirmek için:
1. Karbonil grubunu içeren en uzun zincir bulunur ve ana alkanın
sonu -on soneki ile değiştirilir.
2. Karbonil karbonuna en düşük sayıyı verecek şekilde karbon
zinciri numaralandırılır ve isimlendirmenin diğer olağan
kuralları uygulanır.
Ketonların İsimlendirilmesi
Siklik ketonlarda numaralandırma her zaman karbonil karbondan başlar, ancak "1" sayısı isimde göz ardı edilir, kullanılmaz.
Halka daha sonra, ilk substitüente en düşük sayıyı verecek şekilde numaralandırılır (saat yönünde veya saatin ters yönünde).
Ketonlar için de yaygın isimler (common names) kullanılır. Her iki alkil grubu karbonil karbon üzerinde adlandırılır, alfabetik olarak düzenlenir ve keton kelimesi eklenmesiyle yaygın isim oluşturulur.
Aşağıdaki ketonu IUPAC kurallarına göre isimlendiriniz.
1. Halka isimlendirilir.
Siklohekzan (6 C’lı)
Siklohekzanon
2. Substitüentlerin isimleri ve pozisyonları belirlenir. C=O’
u C1 de yer almalıdır.
IUPAC Sistematik Adı: 2-bütanon
metil grubu etil grubu
etil metil keton
Üç basit keton için yaygın isimlerinin kullanımı tercih
edilmektedir.
Aseton(Propanon)
Asetofenon(1-feniletanon veya
metil fenil keton)
Benzofenon(difenilmetanon veya
Difenil keton)
Fiziksel Özellikleri
Aldehitler ve ketonlar polar bir karbonil grubuna sahip oldukları için hidrokarbonlardan daha kuvvetli intermoleküler kuvvetlere sahip polar moleküllerdir.
• Aldehitler ve ketonlar polar karbonil gruplarından dolayı dipol-dipol etkileşimleri gösterirler.
O-H bağları olmadığından dolayı (R-CHO veya R-CO-R), intermoleküler hidrojen bağlarına sahip değildirdir. Dolayısı ile intermoleküler kuvvetleri alkollere kıyasla daha zayıftır.
Fiziksel Özellikleri
Sonuç olarak:
• Aldehitler ve ketonlar, benzer boyuttaki
hidrokarbonlara kıyasla daha yüksek kaynama
noktasına sahiptirler.
• Aldehitlerin ve ketonların, benzer boyuttaki
alkollerden daha düşük kaynama noktaları vardır.
Fiziksel Özellikleri
Aldehitler ve ketonlar organik çözücüler içinde çözünür.
• Aldehitler ve ketonlardaki oksijen atomu eşleşmemiş bir
elektron çifti içerdiği için su ile intermoleküler hidrojen bağı
yapmak suretiyle bağlanabilirler.
Fiziksel Özellikleri
Düşük molekül ağırlıklı aldehitler ve ketonlar (altı
vedan daha az karbon içeren), hem organik çözücüler
hem de suda çözünebilir.
Daha yüksek molekül ağırlıklı aldehitler ve ketonlar
(altı karbon veya daha fazla olan) organik çözücüler
içinde çözünür, ancak suda çözünmezler.
Aseton ve progesteron insan ve hayvan
vücudunda doğal olarak bulunan iki ketondur.
Bazı Aldehitler ve Ketonlar
Doğada karakteristik kokuları olan pek çok aldehit
bulunur.
• Tarçın kabuğunun ana bileşeni olan sinnamaldehit, yaygın bir aroma etkenidir.
• Vanilyum, vanilya kabuğunun ekstraktının ana bileşenidir. Doğal kaynaklar
yüksek talebi karşılayamadığı için, çoğu vanilya aroma etkeni sentetik olarak
petrolden elde edilen başlangıç malzemelerinden yapılır.
• Geranial, limon otunun karakteristik limon kokusunu verir. Geranial parfümlerde
ve A vitamini sentezinde başlangıç maddesi olarak kullanılır.
• Sitronelal, sivrisinekleri püskürtmek için yaygın olarak kullanılan sitronelal
mumlarına ayırıcı limon kokusu verir.
Bazı Aldehitler ve Ketonlar
Birçok reçine ve plastiğin sentezinde bir başlangıç malzemesi olduğu için her yıl yaklaşık olarak milyarlarca kilo formaldehit, metanolün (CH3OH) oksidasyonu yolu ile üretilmektedir.
• Formaldehit ayrıca biyolojik örnekler için iyi bir dezenfektan, antiseptik ve koruyucu olarak kullanılan formalin adı verilen %37’ lik sulu çözelti olarak da satılmaktadır.
• Kömürün ve diğer fosil yakıtların eksik yanmasının bir ürünü olan formaldehit, kısmen sisli havanın neden olduğu tahrişten sorumludur.
Bazı Aldehitler ve Ketonlar
Aseton [(CH3)2C=O, en basit keton], yağ asitlerinin parçalanması sırasında hücrelerde doğal olarak üretilir.
Diabetes mellitus, insülinin yetersiz salgılanması nedeniyle normal metabolik süreçlerin değiştiği bir metabolik bozukluktur. Bu bozukluğua bağlı olarak bireylerde kan dolaşımında olağandışı yüksek aseton seviyeleri tespit edilir.
Asetonun karakteristik kokusu, diyabetik hastaların nefesinde tespit edilebilir.
Bazı Aldehitler ve Ketonlar
Ketonlar tabaklama endüstrisinde önemli bir rol oynamaktadır. Dihidroksiaseton, ticari tabaklama maddelerinde bulunan aktif bir bileşendir.
• Özellikle güneşsiz tabaklama tekniğinde kullanılır.
Dihidroksiaseton derideki proteinlerle reaksiyona girerek karmaşık renkli pigment oluşturarak cilde kahverengi bir renk verir.
Buna ek olarak, birçok ticari güneş kremi ketonları içerir.
• Örnek olarak avobenzon, oksibenzon ve dioksibenzon verilebilir.
Aldehitler ve Ketonların elde edilmesi
Aldehitler 1° alkoller, esterler, asit klorürler ve
alkinlerden sentezlenebilir.
• 1° alkollerin oksidasyonu ile,
• Esterlerin ve asit klorürlerin indirgenmesi ile,
• Hidroborasyon yoluyla - bir alkin oksidasyonu.
Aldehitler ve Ketonların elde edilmesi
Ketonlar 2° alkoller, asit klorürler ve alkinlerden
hazırlanır.
• Cr6+ reaktifleri ile 2° alkollerin oksidasyonu ile,
• Asit klorürlerin organokupratlarla reaksiyona girmesi ile,
• Friedel-Crafts açilasyonu ile,
• Bir alkin hidrasyonuyla.
Aldehitler ve ketonların her ikisi de alkenlerin oksidatif
bölünmesinin ürünleri olarak da elde edilir.
Aldehitlerin ve Ketonların Reaksiyonları
Karbonil karbonda reaksiyon
• Elektrofilik karbonil karbon, aldehitleri ve ketonları nükleofilikkatılma reaksiyonlarına duyarlı hale getirir.
• H ve Nu elemanları karbonil grubuna eklenir.
α-karbonda reaksiyon
• Aldehitlerin ve ketonların ikinci bir genel reaksiyonu, α-karbondaki reaksiyonu içerir. α-karbon üzerindeki bir karbonil grubuna bir C—H bağı oluşması ile diğer birçok C—H bağlarından daha asidik bir yapı oluşur, çünkü baz ile reaksiyonu sonucunda rezonansa dengelenmişbir enolat anyon oluşur.
1° Aminlerin Additisyonu
Bir aldehit veya ketonun 1° amin ile muamele
edilmesi, bir imini verir (ayrıca Schiff baz olarak da
adlandırılır).
• 1° aminin karbonil grubu üzerindeki nükleofilik saldırısı, bir
imin oluşturmak üzere su kaybeden kararsız bir karbinolamin
oluşturur.
• Genel reaksiyon C—O'nun C—NR ile değiştirilmesiyle sonuçlanır.
1° Aminlerin Additisyonu
Birçok imin biyolojik sistemlerde hayati rol oynar.
Konjuge edilmiş imin rodopsin, görme olayında kimyasal
anahtar niteliği taşıyan bir moleküldür. Retinada bulunun
rod hücrelerinde, 11-cis-retinal ve opsin proteininin 1 °
amininden sentezlenir.
11-cis-retinal
11-cis-çift bağ
rodopsin
imin
yakınlaşma
2° Aminlerin ile Additisyonu
Bir 2° amin bir enamin vermek üzere bir aldehit veya
keton ile tepkimeye girer.
• Enaminler, bir çift bağa bağlı bir nitrojen atomuna sahiptirler
(alken + amin = enamin).
• Enaminler çok yönlü ara ürünlerdir.
İminler ve enaminler bir dizi geri döndürülebilir tepkime
ile oluşturulduğundan, ikisi de hafif asit ile hidroliz
yoluyla karbonil bileşiklerine dönüştürülebilir.
H2O Additisyonu-Hidrasyon
Bir karbonil bileşiği, bir asit veya baz katalizör varlığında H2O ile muamele edilmesi ile karbon-oksijen π bağı boyunca H ve OH elementlerinin ilave edilmesini sağlar ve bir gem-diol (geminal-diol) veya hidrat oluşur.
• Bir karbonil grubunun hidrasyonu, sadece engellenmemiş aldehit gibi formaldehit ile ve yakındaki elektron çeken grupları içeren aldehitlerle iyi bir gem-diol verir.
• Geminal dioller, diollerin alt sınıfıdır ve bu da özel bir alkol sınıfıdır.
• Bir geminal-dioldeki iki hidroksil, bir su molekülünün kaybedilmesi ile kolayca bir karbonil veya keto grubuna C=O'ya dönüştürülür ve böylece diol bir keton haline gelir.
Alkollerin Additisyonu-Asetal Oluşumu
Aldehitler ve ketonlar asetaller oluşturmak üzere iki eşdeğer alkol ile reaksiyona girer. Bir asetalda aldehid veya ketondan elde edilen karbonil karbon tekli olarak iki OR"(alkoksi) grubuna bağlanır.
• Asetal terimi, bir aldehit veya ketondan türetilmiş, tek bir karbona bağlı iki OR grubuna sahip olan herhangi bir bileşiği belirtmektedir.
Asetal oluşumu
R’ = H veya alkilasetal
(2 eş)
Alkollerin Additisyonu-Asetal Oluşumu
Bir aldehit veya ketonun bir asetale dönüştürülmesi,
geri döndürülebilir bir reaksiyondur, bu nedenle bir
asetal, sulu asit ile muamele edilerek bir aldehite veya
ketona hidrolize edilebilir.
Bu reaksiyon da bir denge süreci olduğundan, hidroliz
için suyun aşırı miktarda kullanılması sağdan sürülür.
Koruyucu Grup Olarak Asetaller
Asetaller, aldehitler ve ketonlar için değerli koruma gruplarıdır.
• Asetallerin eklenmesi ve çıkarılması kolaydır ve çok çeşitli reaksiyon koşullarına dayanıklıdırlar.
• Asetaller baz, oksitleyici ajanlar, indirgeyici ajanlar veya nükleofiller ile reaksiyona girmezler.
• İyi koruma grupları, bir molekülün diğer yerlerinde gerçekleşen çeşitli reaksiyon koşullarından sağ kalmalı, ancak gerektiğinde hafif koşullar altında seçici olarak uzaklaştırılmalıdır.
Siklik Hemiasetallar
Asiklik hemiasetaller genel olarak dengesizdir ve dolayısıyla dengede önemli miktarda bulunmazlarsa da, beş ve altı üyeli halkalar içeren siklik hemiasetaller, kolaylıkla izole edilmiş kararlı bileşiklerdir.
Hemiasetal
yapıSiklik Hemiasetal
Bir C atomu;
• Bir OH grubuna,
• Bir OR grubuna
bağlıdır.
İşaretli C atomları;
• Bir OH grubuna,
• Bir halkanın parçası olan OR
grubuna bağlıdır.
Aldehitlerin Oksidasyonu
Aldehitler, karbonil karbona doğrudan bağlı bir hidrojen
atomu içerdiğinden, karboksilik asitlere
oksitlenebilirler; Yani, aldehitteki C—H bağı bir C—OH
bağı haline dönüştürülebilir.
Ketonların karbonil grubuna bağlı hidrojen atomu
bulunmadığından, benzer reaksiyon koşullarında
oksitlenmezler.
C─H bağı, C─O bağı ile yer değişir.
Oksidasyon
Karboksilik Asitler ve Esterler Giriş, İsimlendirme, Fiziksel Özellikler, Bazı Karboksilik Asitler, Karboksilik Asitlerin Asitliği
(Bazlarla Reaksiyon), Karboksilik Asit ve Esterleri İçeren Reaksiyonlar (Ester Oluşumu, Ester
Hidrolizi)
Giriş
Karboksilik asitler ve esterler, bir oksijen atomuna tek
başına bağlanmış bir karbonil grubu (C=O) içeren iki
organik molekül ailesidirler.
• Karboksilik asit bir karboksil grubunu (COOH) içerir.
• Bir ester karbonil karbona bağlı bir alkoksi grubu (OR) içerir.
Karboksilik Asitler ve Esterlerin İsimlendirilmesi
Karboksilik asitlere ve esterlere isim vermek için, IUPAC sistemindeki her fonksiyonel grubu tanımlayan son ekler kullanılır.
Karboksilik Asitlerin (RCOOH) İsimlendirilmesi
• IUPAC sisteminde karboksilik asitler, -oik asit sonekiyle tanımlanır.
• IUPAC sistemini kullanarak bir karboksilik aside isim vermek için:
• COOH grubunu içeren en uzun zinciri bulunur ve ana alkanın soneki -oik asit olarak değiştirilir.
• COOH grubu C1'e konulur ve karbon zincirinin geri kalanı numaralandırılır, ancak C1 isimde göz ardı edilir. Adlandırmanın diğer olağan kuralları uygulanır.
Karboksilik Asitler ve Esterlerin İsimlendirilmesi
Çoğu basit karboksilik asitlerde yaygın isimlerde
(common names) kullanılır.
Bu isimlerinde sonek olarak -ik asit kullanır.
Aşağıdaki karboksilik asidi IUPAC kurallarına göre
isimlendiriniz.
Karboksilik Asitler ve Esterlerin İsimlendirilmesi
Esterlerin RCOOR' İsimlendirilmesi
• Esterlerin isimleri, karboksilik asitlerin kök adlarından türetilir.
• Kök asit için formik asit, asetik asit ve benzoik asit gibi ortak adların kullanıldığı unutulmamalıdır. Dolayısıyla bu ortak kök adlar türevleri için de kullanılırlar.
• Bir ester, yapısında iki kısım içerir; bunların her biri ayrı olarak isimlendirilmelidir:
• Karbonil grubunu ihtiva eden ve bir karboksilik asitten türetilen RCO-grubu ve oksijen atomuna bağlı bir alkil grubu (R' olarak adlandırılır) şeklinde isimlendirilir.
Karboksilik Asitler ve Esterlerin İsimlendirilmesi
Esterlerin RCOOR' İsimlendirilmesi
• IUPAC sisteminde, esterler –at sonek ile tanımlanır.
• Bir estere ismi vermek için:
• Bir alkil grubu olarak oksijen atomuna bağlı R 'grubuna isim
verilir.
• Ana karboksilik asidin -ik asit sonunu –at sonekine
dönüştürülerek RCO- grubuna isim verilir.
Doğal olarak elmalarda bulunun, aşağıdaki esteri IUPAC
kurallarına göre isimlendiriniz.
Karboksilik Asitlerin ve Esterlerin Fiziksel
Özellikleri
Karboksilik asitler ve esterler polar bileşiklerdir, çünkü
polar bir karbonil grubuna sahiptirler.
Karboksilik asitler aynı zamanda bir elektronegatif
oksijen atomuna bağlı bir hidrojen atomuna sahip
oldukları için molekül içi hidrojen bağıda yapabilirler.
Karboksilik asitler genellikle iki molekül içi hidrojen bağı
ile bir arada tutulan dimerler olarak bulunurlar.
Karboksilik Asitlerin ve Esterlerin Fiziksel
Özellikleri
Karboksilik asitler
• Esterlerden daha kuvvetli intermoleküler kuvvete sahiptirler ve benzer boyuttaki bileşiklerine kıyasla daha yüksek kaynama noktaları ve erime noktalarına sahiptirler.
• Karboksilik asitler, benzer boyuttaki alkollerden daha yüksek kaynama noktalarına ve erime noktalarına sahiptir.
• Diğer oksijen içeren bileşikler gibi, altı karbondan daha düşük sayılı karboksilik asit ve esterler suda çözünebilir.
• Yüksek molekül ağırlıklı bileşikler suda çözünmez çünkü molekülün polar olmayan kısmı, C—C ve C—H bağları polar karbonil grubundan daha büyük olur.
Bazı Karboksilik Asitler
Basit karboksilik asitlerin irrite edici veya kötü kokuları
vardır.
• Formik asit (HCO2H), en basit karboksilik asittir. Bazı
karıncaların zehirindeki ana bileşendir.
• Asetik asit (CH3CO2H) sirkedeki ekşi tadın sebebidir.
• Etanolün (CH3CH2OH) asetik aside oksidasyonu "kötü" ekşi
şarap tadını açığa çıkarır.
Bazı Karboksilik Asitler
Ciltteki çeşitli kırışıklartı düzgünleştiren ve cilt dokusunu iyileştiren bazı cilt bakım ürünleri, α-hidroksi asitleri içerir.
• α-Hidroksi asitler karboksil grubuna bağlı karbon üzerinde bir hidroksil grubu içerir.
• Glikolik asit ve laktik asittir yaygın görülen iki önemli α-hidroksi asittir.
• Glikolik asit doğal olarak şeker kamışı içerisinde bulunur.
• Laktik asit ekşi sütün kendine özgü tadını verir.
Bazı Karboksilik Asitler
Aspirin ve ibuprofen, bir karboksil grubu içeren yaygın
kullanılan ağrı kesiciler ve anti-inflamatuvar ajanlardır.
• Aspirin, prostaglandinlerin sentezini inhibe eder.
• Prostaglandinler, ağrıya, iltihaba ve çok çeşitli biyolojik fonksiyonlara
aracılık eden 20 karbon içeren karboksilik asitlerdir.
• Aspirin ağrıyı hafifletir ve iltihaplanmayı azaltır, çünkü bu
fizyolojik yanıtların her ikisinden sorumlu bileşikler olan
prostaglandinlerin araşidonik asitten sentezlenmesini önler.
Karboksilik Asitlerin Asitliği
Karboksilik asitler asittirler; Yani, proton donörleridir.
• Bir karboksilik asit suda eritildiğinde bir asit-baz reaksiyon
oluşur.
• Karboksilik asitler organik bileşiklerin diğer ailelerine göre daha
asidik iken, HCl veya H2SO4 gibi inorganik asitlere kıyasla zayıf
asitlerdir.
• Böylece, bir karboksilik asitin yalnızca küçük bir yüzdesi sulu
solüsyonda iyonize edilir.
Karboksilik asit H2O'ya bir proton verir ve konjüge bazı oluşur -
bir karboksilat anyonu;
Su bir proton kazanır ve konjuge asidi oluşur - H3O+.
Karboksilik Asitlerin Asitliği
Bazlarla Reaksiyonu
• Karboksilik asitler NaOH gibi bazlarla reaksiyona girerek suda
çözünür tuzlar oluştururlar. Örneğin;
Karboksilik Asitlerin Asitliği
Asit-baz reaksiyonları ile oluşan karboksilik asit tuzları
suda çözünür iyonik katılardır.
• Böylece, oktanoik asit gibi suda çözünmeyen bir karboksilik
asit, NaOH ile reaksiyona sokularak suda çözünür sodyum
tuzuna dönüştürülebilir.
Karboksilik Asitlerin Asitliği
Karboksilik asitlerin tuzları yaygın şekilde gıda koruyucuları olarak kullanılır.
• Sodyum benzoat, mantar gelişimini inhibe eder, alkolsüz içeceklerde kullanılan bir koruyucudur.
• Potasyum sorbat, pişmiş ve diğer gıdaların raf ömrünü uzatan bir katkı maddesidir.
Bu tuzlar bakteri veya mantarları öldürmez. Ürünün pH'sını arttırırlar, böylece mikroorganizmaların daha fazla çoğalmasını önlerler.
Karboksilik Asit ve Esterleri İçeren Reaksiyonlar
Karboksilik asitler ve esterler ortak bir reaksiyon
türüne sahiptir: Substitüsyon
Bir karboksilik asit veya ester (RCOZ) substitüsyon
reaksiyonuna girdiğinde, karbonil karbona bağlı Z (Z = OH
veya OR ') grubu, başka atom gruplarıyla (Y = OR' veya
OH) değiştirilir.
Karboksilik Asit ve Esterleri İçeren Reaksiyonlar
Ester Oluşumu
• Bir karboksilik asidin (RCOOH), bir asit katalizatörünün
varlığında bir alkol (R'OH) ile muamele edilmesi bir esteri
(RCOOR ') oluşturmaktadır. Bu reaksiyona Fischer
esterifikasyonu denir.
• Esterifikasyon, bir alkolün OR 'grubunun başlangıçtaki
karboksilik asitin OH grubunun yerini alması nedeniyle bir
substitüsyon reaksiyonudur.
Karboksilik Asit ve Esterleri İçeren Reaksiyonlar
Etil asetat,
• Etanol ve asetik asit esteridir.
• Renksiz bir sıvıdır.
• Karakteristik bir tatlı kokusu vardır.
• Tutkallar, oje çıkarıcılar, kafeinsiz çay, kahve ve sigaralarda
kullanılır.
• Solvent olarak kullanılmak üzere büyük ölçekli olarak
üretilmektedir.
Karboksilik Asit ve Esterleri İçeren Reaksiyonlar
Ester Hidrolizi
• Esterler, asit veya baz mevcudiyetinde su ile hidrolize edilir.
• Bir esterin (RCOOR ') bir asit katalizörü varlığında su ile
muamele edilmesi bir karboksilik asit (RCOOH) ve bir alkol
molekülü (R'OH) oluşturur.
• Bu reaksiyon bir hidrolizdir, çünkü bağlar suyla reaksiyona
girerek parçalanır.
En sık görülen doğal esterler triasilgliserollerdir.• Triasilgliseroller, her biri karbonil grubuna bağlı uzun bir karbon
zincirine (R, R 've R "olarak kısaltılır) sahip üç ester grubunu içerir.
• Triasilgliseroller lipitlerdir; Yani biyolojik sistemlerde bulunan suda
çözünmeyen organik bileşiklerdir. Hayvansal yağlar ve bitkisel yağlar
triasilgliserollerden oluşur.
AmidlerAmid, İsimlendirme, Fiziksel Özellikleri, Amidlerin Hidrolizi, İlginç Aminler ve Amidler,
Epinefrin ve ilgili bileşikler, Penisilin
Aminler ile ilişkili olduğu için "Bir Heteroatoma Tek Bağ İçeren Bileşikler" konusu içerisinde
de yer almaktadır.
Amidler
Amidler, bir azot atomuna bağlı bir karbonil grubu
içeren bileşiklerdir.
Bir amidin N atomu, diğer hidrojen atomlarına veya alkil
gruplarına bağlanabilir.
Amidler doğrudan azot atomuna bağlı karbon atomlarının
sayısına bağlı olarak 1°, 2° veya 3° olarak sınıflandırılır.
Birincil (1°) amid, bir C—N bağı içerir. 1° amid R-CONH2 yapısına
sahiptir.
İkincil (2°) amid, iki C—N bağı içerir. 2° amid R-CONH-R' yapısına
sahiptir.
Üçüncül (3°) amid, üç C—N bağı içerir. 3° amid R-CON-R'2yapısına sahiptir.
1º amid
1 C-N bağı
2º amid
2 C-N bağı3º amid
3 C-N bağı
amid
R' = H veya alkil
grubu
Genel Yapı
İsimlendirme
IUPAC sistemine göre, amidler –amid soneki ile
tanımlanır.
Asetik asit
derivesi ----> asetamidBenzoik asit
derivesi ----> benzamid
İsimlendirme
2° veya 3° amidlerin yapısında iki kısım vardır; karbonil
içeren RCO- grubu ve azot atomuna bağlı bir veya iki
alkil grubu.
2° veya 3° amidlere ismini vermek için,
• Amidin N atomuna bağlı alkil grubuna (veya gruplarına) isim
verilir. Her alkil grubunun isminden önce "N-" öneki kullanılır.
• RCO— grubuna, -amid sonekiyle isim verilir.
Verilen amidi isimlendiriniz: HCONHCH2CH3
Cevap: N-etilformamid
Formik asit
derivesi ----> formamid
Etil grubu ----> N-etil
1. N atomuna bağlı alkil grubu
isimlendirilir ve önüne N- eklenir.2. RCO- grubu isimlendirilir. Karboksilik
asit kökünün –ik asit soneki –amid olarak
değiştirilir ve parçalar birleştirilir.
Fiziksel Özellikleri
1° ve 2° amidler, ester ve 3° amidlere kıyasla daha
yüksek kaynama noktalarına ve erime noktalarına
sahiptirler.
Altıdan daha az karbon içeren amidler suda çözünür.
Yüksek moleküler ağırlıklı amidler suda çözünmez, çünkü
molekülün non-polar kısmı (C—C ve C—H bağları) polar
karbonil grubundan daha büyüktür.
Amidlerin Hidrolizi
Bir asit katalizörünün (HCl) varlığında bir amid (R-CONH-R')
su ile muamele edilirse bir karboksilik asit (R-COOH) ve bir
amonyum tuzu (R’-NH3+Cl-) oluşturur.
Amid
(N-metilpropanamid)
HCl
Karboksilik asit
(propiyonik asit)
Amonyum tuzu
(Metilamonyum klorür)
Amidlerin Hidrolizi
Amidler, karboksilat anyonları ve amonyak (NH3) veya
amin molekülü oluşturmak üzere sulu bazda ayrıca
hidrolize edilirler.
Amid
(benzamid)Karboksilat
anyonuAmonyak
Bazı Aminler ve Amidler
Kafein ve nikotin, halkalar halinde azot atomları içeren
merkezi sinir sistemi uyarıcılarıdır. Kafein ve nikotin,
alkaloiddirler ve bitki kaynaklarından türetilen doğal
olarak oluşan aminlerdir.
Kahve kirazları Tütün bitkisi
NikotinS-3-[1-metilpirolidin-2-
il]piridin
Kafein1,3,7-(Trimetilpurin-2,6-dion)
Epinefrin ve ilgili bileşikler
Epinefrin veya yaygın olarak bilinen ismi ile adrenalin,
adrenal bezlerde norepinefrinden (noradrenalin)
sentezlenen bir amindir.
Norepinefrin(noradrenalin)
Epinefrin(adrenalin)
Feniletanolamin
N-metiltransferaz
Epinefrin ve ilgili bileşikler
Bir kişi, bir tehlike hissettiğinde veya stresle karşı karşıya
kaldığında beynin hipotalamus bölgesi adrenal bezleri
uyarır ve epinefrin salgılanır. Bu da daha sonra pek çok
organda farklı etkiler oluşturur.
• Epinefrin sentezi adrenal bezin iç kısmında görülür.
Epinefrin salgısı nedeniyle; Kalp atım hızında artış, kan
basıncında artış, glikoz sentezinde artış, akciğer
pasajlarında genişleme gibi etkiler görülür.
Epinefrin ve ilgili bileşikler
Yapısal olarak epinefrin ile ilintili fakat geniş biyolojik
etkinlikleri dışında bazı etkinliklerini sergileyen yararlı
ilaçların keşfedilmiştir.
Hem albuterol hem de salmeterol, solunum kanallarını
genişletir; yani bronkodilatörlerdir. Ancak kalbi harekete
geçirmezler.
Her iki bileşik astımın tedavisinde kullanılır.
Penisilin
Penisilinin antibiyotik özellikleri ilk kez 1928 yılında Sir
Alexander Fleming tarafından keşfedildi. Penicillium
cinsinin bir takım bakterilerin büyümesini engellediği
fark edilmiştir.
Penisilinler, bir antibiyotik grubunu ifade eder. Tüm
penisilinler iki amid birimi içerir. Bir amid birimi bir β-
laktam adı verilen dört üyeli bir halkanın parçasıdır.
İkinci amid ise dörtlü üyeli bir halkaya bağlanır.
Penisilin
İlk bulunan penisilin, penisilin G idi. Amoksisilin ise
bugün yaygın kullanılan bir başka penisilin grubu
antibiyotiktir.
• Penisilin, bakteri hücre duvarının sentezini engellemek
suretiyle etki gösterir.
β-laktam Penisilin G Amoksisilin
Penisilinin
genel yapısı
IUPAC terminolojisinde, aldehitler ........ sonekiyle
tanımlanır.
a. -al
b. -ial
c. -el
d. -ol
e. -il
Soru 1
Cevap : a
Bir aldehit ile bir …….’ nin tepkimye girmesi ile enamin
bileşikleri oluşur.
a. alken
b. 1º amin
c. alkol
d. 2º amid
e. 2º amin
Soru 2
Cevap : e
SORULARINIZ ?
Kaynaklar
Eren, M. 2015. Organik Kimya Ders Notları
• Prof. Dr. Meryem EREN’e teşekkürlerimle...
Serpek, B. 2015. Organik Kimya. Nobel Akademik Yayıncılık
Smith JG (2010). Organic Chemistry, 3rd Edition, McGraw-Hill.
Smith JG (2012). General, Organic, & Biological Chemistry 2nd Edition, McGraw-Hill.
Solomons TWD, Fryhle CB, Snyder SA (2016). Organic Chemistry. 12th Edition, Wiley.