Transcript BASİT OKSİJENLİ ORGANİK BİLEŞİKLER: Alkoller

BASİT OKSİJENLİ ORGANİK BİLEŞİKLER:
Alkoller
• Alkol hidroksil gurubu ( -OH ) içeren bir gurup
•
•
•
•
organik bileşiklerin genel adıdır.
Hidroksi gurubu hidrojen ve oksijenden oluşan (-1)
değerlikli bir guruptur.
Genel formülü C(n) H(2n+1)OH
Fonksiyonel gurubu sp3 tip hibritleşmiş karbon
atomuna bağlıdır.
Alkil gurubu yerine yapıya bir aril gurubu
bağlanırsa molekül “fenol” adını alır.
BASİT OKSİJENLİ ORGANİK BİLEŞİKLER:
Alkoller
BASİT OKSİJENLİ ORGANİK BİLEŞİKLER:
Alkoller
Alkoller
• Adlandırma molekülün bir alkan ya da alken
•
olarak yapılan adlandırılmasının sonuna –ol eki
getirilerek adlandırılma yapılır.
CH3CH2CH2OH, propan-1-ol,
CH3CH(OH)CH3 propan-2-ol gibi.
Eğer daha öncelikli aldehit, keton ya da asit gibi
bir fonksiyonel gurup da yapıda bulunursa
molekülün başına ön ek olarak hidroksi eki
getirilir.
1-hidroksibütan-2-on
Alkoller
Alkoller
• Molekülde bulunan farklı yan guruplara
karşın molekül alkol fiziksel ve kimyasal
özellikleri gösteriyorsa –ol eki molekülün
sonuna yazılır.
CH3CH2CHNH2CH2OH 2-aminobütanol ya
da 2-amino-1-bütanol
• Alkollerin yapısında birden fazla –OH
gurubu da bulunabilir.
HO-CH2-CH2-OH, etan-1.2-diol
Alkollerin fiziksel ve kimyasal özellikleri
• OH gurubu moleküle polarite kazandırır.
• Birbirleri ve diğer moleküllerle hidrojen
bağları oluştururlar.
• Bu bağlar nedeni ile izomerleri eterlerden
daha yüksek kaynama noktalarına sahiptir.
• Çözünürlükte yan gurup etkilidir.
Alkoller
Alkoller
• Yer değiştirme reaksiyonu
Fenoller
• -OH gurubu taşıyan tek aromatik halkalı
bileşiklere fenoller adı verilir.
• Adlandırma molekül sonundaki “e” eki
kaldırılıp yerine “-ol” eki getirilerek yapılır.
Fenol
• Fenol moleküllerinin yapısı alkollere benzer ve
•
•
•
•
•
hafif asit karakterlidir.
Saf fenol renksiz iğne benzeri kristal yapıdadır.
Oda ısısında suda çok az organik çözücülerde
oldukça iyi çözünür.
Kömür ve asfaltın bileşenlerinden biridir.
Fenol, ilk kez 1867 yılında İngiliz cerrah Joseph
Lister tarafından yara, cerrahi giysiler ve
malzemelerin sterilizasyonunda kullanılmıştır.
Yaygın olarak, reçine, plastik, insektisit, patlayıcı,
boya ve deterjan imalinde kullanılmaktadır.
Fenoller
Eterler
• Eterler oksijene bağlı alkil guruplarından
oluşan eter gurubu içeren bir gurup
organik bileşiğin genel adıdır.
Eterler
• Alkoksialkan şeklinde adlandırma yapılır.
• Adlandırma iki alkil gurubunun sonuna
“eter” getirilerek de yapılabilir.
Eterler
• Primer , sekonder, tersiyer eterler.
Eterler
• Birden çok eter molekülünün birbirlerine
bağlanması ile oluşan polimerik yapılara
polieterler adı verilir.
• Bu gurup içinde iki polimerik yapı bulunur.
Polietilen glikol ve halkalı eterler (crown
ethers).
• Her ikisi de bir oksiran olan en küçük eter
etilen oksit ten elde edilir.
Eterler
Eterler
• Saf hali ile etilen oksit bakteri ve
mantarlara etkili bir gazdır.
• Isı ile zarar görecek maddelerin
sterilizasyonu ile bandaj, sütür, ve benzeri
cerrahi malzemenin sterilizasyonunda
kullanılır.
Eter
• Etilen glikol antifriz ve polyester eldesinde
kullanılır.
Eter
• Etilen glikol ayrıca polietilen glikol
(polietilen oksit) ve halkalı etilen
polimerlerinin eldesinde kullanılır.
• Polyethylene glycol (PEG) suda,
metanolde, benzende çözünen, dietil
eterde çözünmeyen bir moleküldür.
Pomatlarda ve laksatif olarak kullanılır.
• Pegilasyon (PEG-interferon alfa)
Karbonil guruplu bileşikler
Aldehit ve ketonlar
Karbonil guruplu bileşikler
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
açil klorürler [R-C(O)-Cl],
asit anhidritler [R-C(O)-O-C(O)-R'],
aldehitler [R-C(O)-H],
tiyoesterler [R'-C(O)-SR'],
ketonlar [R-C(O)-R']
esterler [R-C(O)-OR'],
karboksilik asitler [R-C(O)-OH],
karbamatlar [RO-C(O)-NR'2],
amitler [R-C(O)-NR2],
üre [R2N-C(O)-NR'2].
Karbonil guruplu bileşikler
Aldehit ve ketonlar
Aldehitler
• Alkol dehidrogenatus kelimelerinden
türetilmiştir.
• Adlandırma –al ve –on eki ile yapılır.
• Genel formülü RCHO olan bileşiklerdir.
•
Aldehitler
• Aldehitlerin CHO gurubu alkollerin –OH
guruplarından farklı olarak hidrojen bağı
yapmazlar.
• Aldehitlerin çoğu suda çözünürler.
Çözünürlükleri molekül ağırlıkları arttıkça
azalır.
• Kolay polimer oluşturma eğilimindedirler.
Aldehitler
• Metanal (formaldehit) en basit aldehittir.
• Düşük molekül ağırlıklı aldehitlerin irritan kokuları
•
•
vardır.Bütanal bozuk tereyağı kokusu.
8-13 karbonlu daha uzun zincirli aldehitler çok özel
ve güzel kokulu moleküllerdir. Çiçek ve meyva
kokuları bu gurup bileşiklerdir.
Aromatik aldehitler aldehit gurubuna benzen halkası
bağlı bileşiklerdir. Özel kokulara sahip bileşiklerdir.
Ketonlar
• Ketonlar sekonder alkollerin lokal oksidasyonu
sonucu elde edilirler.
• Fonksiyonel gurubu asetona polarite
kazandırır ve aseton suda organik çözücülerde
bütünüyle çözünür.
• Alifatik ketonlar hoş kokulu uçucu sıvılardır.
Aldehitler, ketonlar
• İndirgenme reaksiyonları (Alkol, aldehit, asit)
Aldehitler, ketonlar
• Aldehit ve ketonlar alkollerle reaksiyona
girerek önce hemiasetal ve hemiketalleri
daha sonra asetal ve ketalleri oluştururlar.
Kinonlar
• Kinonlar iki karbonil gurubu (-C = O) bulunduran
•
•
aromatik organik bileşiklerdir.
Yapısında fonksiyonel gurup olarak keton gurubu
bulunduran benzen molekülü olarak da
tanımlanır.
sp2 tip hibritleşmiş karbon atomlarından oluşan
bir aromatik halka ile bu halka karbonlarından
ikisine karbonil guruplarını oluşturmak üzere
bağlanmış iki oksijenden oluşur (C6H4O2).
Kinonlar
• Canlı sistemlerde kinon kısmı genellikle
naftokinon veya benzokinondan oluşur.
• K vitamini bir naftokinondur.
• Ubikinon (koenzim Q)
• Kinonlar kolayca hidrokinona redükte ve
benzokinona okside olabilirler
Kinonlar
• Bakteri mantar ve bitkiler ile hayvanlardaki
pigmentlerin bir kısmı kinonlardır.
• Canlı sistemlerde genellikle benzokinon ve
naftokinon bulunur.
• Ubikinon (CoEq), menakinon (vitamin K)
Karboksilli asitler
• Moleküllerin özelliğini belirleyen karboksil
gurubu 2 fonksiyonel gurup içerir.
• Bu gurup genellikle –COOH şeklinde gösterilir.
• Bu iki gurubun bir arada bulunması sonucu
molekülün farklı fonksiyonları ortaya çıkar.
• Adlandırmada karboksil gurubunun bulunduğu
karbon 1 numaralı karbon olarak kabul edilir.
• Molekül hidrokarbon olarak adlandırılır ve
sonuna –oik asit eki getirilir.
Karboksilli asitler
• Tüm hidrokarbonlarda fonksiyonel gurubu
taşıyan karbona “alfa” karbonu adı verilir.
• Moleküllerin adlandırılmasında çok kullanılan
asitlerin genellikle özel adları kullanılır.
• Molekülde birden fazla karboksil gurubu
bulunabilir.
• Dikarboksilli asitlerin genel formülleri :
HOOC-(CH2)n-COOH şeklindedir.
Karboksilli asitler
Karboksilli asitler
• Karboksilik asitler sıklıkla diğer fonksiyonel
guruplarla bağlı halde doğada çok yaygın
olarak bulunur
• 4 ile 10 arası karbondan oluşmuş basit
alkil karboksilik asitler çok kötü kokulu sıvı
ya da düşük kaynama noktasına sahip
katılardır.
Karboksilli asitler
• C10 ile C20 arası yağ asitleri
• kaprik (capric) (CH3(CH2)8CO2H),
• laurik (lauric) (CH3(CH2)10CO2H),
• miristik (myristic) (CH3(CH2)12CO2H),
• palmitik (palmitic) (CH3(CH2)14CO2H),
• stearik (stearic) (CH3(CH2)16CO2H)
• ve araşidik (arachidic) (CH3(CH2)18CO2H)
asitlerdir.
Karboksilli asitler
• oleik (oleic)
(CH3(CH2)7CH=CH(CH2)7CO2H),
• linoleik (linoleic)
(CH3(CH2)4CH=CHCH2CH=CH(CH2)7CO2H)
• araşidonik (arachidonic) asit
(CH3(CH2)4(CH=CHCH2)4(CH2)2CO2H) gibi
doymamış yağ asitleri de bulunmaktadır.
Karboksilli asitler
Karboksilik asit türevleri
• Karbonil gurubu ile diğer fonksiyonel gurupların
kombinasyonları sonucu karboksilik asitlerin
türevleri ortaya çıkar.
Karboksilik asitlerin fiziksel özellikleri
Karboksilik asitlerin verdikleri reaksiyonlar:
• Artmış asiditesi nedeniyle karboksilik
asitler bazlarla reaksiyon verir ve tuzları
oluştururlar.
• Alkali hidroksitler ve basit aminler (veya
amonyak) organik asitlerle kolayca
reaksiyona girerek tuz oluştururlar.
(Özellikle ilaç yapımında asit etkisinin
kaldırılmasında kullanılır.)
Karboksilik asitlerin verdikleri
reaksiyonlar:
• 6 karbondan daha uzun alkil gurubuna
sahip yağ asitleri hem hidrofilik hem
hidrofobik bölgeleri olması nedeniyle farklı
davranış gösterirler (amfipilik ya da
amfipatik moleküller).
• Tek katlı, iki katlı tabakalar ya da miseller
oluştururlar.
Karboksilik asitlerin verdikleri reaksiyonlar:
• Organik asitlerin hidroksil gurubu hidrojeni
substitüsyon reaksiyonu verir. E nin
elektrofilik bir molekülü simgelediği
aşağıdaki reaksiyon oksijende elektrofilik
substitüsyon olarak adlandırılabilir:
RCOO–H + E(+)  RCOO–E + H(+)
Karboksilik asitlerin verdikleri reaksiyonlar:
• Alkollere karboksil guruplarının ilavesi
sonucu laktonlar olarak bilinen halkalı
esterler ortaya çıkar.
• Doğada ve hücrede 5 li (gama) ve 6 lı
(delta) laktonlar çok sık oluşurlar.
Karboksilik asitlerin verdikleri reaksiyonlar:
• Organik karboksilli asitlerin hidroksil
gurubu da substitüsyon reaksiyonları verir.
• Karboksil gurubu hidroksilinin bir başka
nükleofille yer değiştirmesi reaksiyonları
karboksilik asitlerin fonksiyonel ürünlerinin
elde edilmesinde önemli bir yoldur.
Karboksilik asitlerin verdikleri reaksiyonlar:
• Karboksilli asitler hem oksidasyon hem de
•
•
redüksiyon reaksiyonları verebilirler.
Karboksil gurubunun redüksiyonu ile primer
alkoller meydana gelir:
RCOOH + H2  RCH2OH + H2O
Karboksilli asitlerin oksidasyonu sonucu ise
karboksil gurubu karbonu CO2 olarak yapıdan
ayrılır. Bu reaksiyonlar dekarboksilasyon
reaksiyonları olarak da adlandırılırlar.
Esterler
• Organik asitlerin fonksiyonel gurubu olan
karboksil guruplarında bulunan hidrojenin
yerine herhangi bir karbon gurubunun
geçmesi ile ortaya çıkan bileşiklerdir.
• karboksilli asitler ile alkollerin (ya da
fenollerin) kondensasyon rekasiyonu
ürünü olarak da düşünülebilir.
Kondensasyon, bazın hafif asidik hidrojeni koparması sonucu oluşan karbanyonun, bir
başka yapının pozitif yüklü karbon atomuna saldırması yeni bileşikler oluşturmasıdır.
Adlandırılmaları
• Üzerinde katyon ve anyon olmamasına
karşın tuzlar gibi adlandırılır.
• Önce yapıda bulunan alkil ya da aril
gurubu adlandırılır.
• Sonra geriye kalan asit gurubu
söylenir.
• Asitin sonundaki “–oik asit” eki kaldırılır.
Yerine “–oat” eki konur.
• “Asitin alkil esteri” olarak da adlandırılır.
Esterler
• Ester adı ilk belirlenen esterlerden biri olan
etil asetatın almanca karşılığı olan
“Essig-Aether” kelimelerinden türetilmiştir.
• Halkalı esterlere laktonlar adı verilmiştir.
Esterler
• Esterler hidrojen bağlarına hidrojen bağı akseptörü
•
•
•
•
olarak katılırlar.
Alkoller gibi hidrojen vericisi olarak davranmazlar.
Bu özellik esterleri kendisini meydana getiren
hidrokarbonlardan daha çok suda çözünür hale
getirir.
Ancak hidrojen bağı oluşturmadaki bu sınırlama
ester molekülünü meydana geldiği alkol ve asitten
daha hidrofobik yapar.
Aynı molekül ağırlığına sahip izomerleri olan
karboksilik asitlerden daha uçucu bileşiklerdir.
Esterler
• Hem asit hem baz katalizli reaksiyonlarda
su, esterler için bir nükleofil olarak görev
yapmaktadır.
BASİT SÜLFÜR BİLEŞİKLERİ
Tiyoller (merkaptanlar)
• A) IUPAC isimlendirme sistemine göre
molekül alkolde olduğu gibi adlandırılır.
Sonuna “ol” yerine “tiyol” eki getirilir.
• B) Molekülü oluşturan hidrokarbonun
sonuna “sülfidril” eki getirilir.
BASİT SÜLFÜR BİLEŞİKLERİ
Tiyoller (merkaptanlar)
• C) Molekülü oluşturan hidrokarbonun
önüne “merkapto-” ya da sonuna
“-merkaptan” eki getirilir.
BASİT SÜLFÜR BİLEŞİKLERİ
Tiyoller (merkaptanlar)
• Sülfhidril gurubu ile alkollerdeki oksijen-anoloğu
•
•
bileşikler eterler, asetaller, ve esterlere benzer
tiyoeterler, tiyoesterler, tiyoasetaller gibi
bileşikler verir.
SH bağı pratikte nonpolar kabul edilir.
Disülfit bağları (-S-S-)
Sülfürler
• 2 değerlikli sülfit iyonuna iki organik
molekül gurubunun bağlanması ile oluşan
ve tiyoeterler olarak bilinen R – S – R
moleküler yapılı bileşiklerdir.
• Pırasada, soğanda, sarımsakta petrol
ürünlerinde bulunan itici kokulu sıvılardır.
Sülfürler
Sülfürler
Disülfitler
• Sülfidril gurubuna sahip moleküllerin bu
fonksiyonel guruplarının oksidasyona
uğratılıp kovalent bağlarla kükürtlerinin
birbirlerine bağlanmaları sonucu disüfit
köprüleri (S–S bağları) ve disülfitler oluşur.
• (S–S bağları) biyolojik sistemlerde çok
önemlidir.
Disülfitler
• Bu moleküller sülfürlere benzer şekilde ancak
“sülfür” “sülfit” eklerinin önüne “di-” öneki
getirilerek adlandırılır. IUPAC sistemine göre
adlandırılırken de gene “tiyo” ekinin önüne
“di-” öneki getirilir:
3-metil-1-metilditiyobütan
CH3 – S–S – CH2 – CH2 – CH–CH3
CH3
Disülfitler
• Sülfürlerin değişik kademelerdeki
oksidasyonları sonucu sülfoksitler ve
sülfonlar meydana gelir.
Disülfitler
• Merkaptanların değişik kademelerdeki
oksidasyonları sonucu sülfenik, sülfinik
ve sülfonik asitler elde edilir
Oksijenli organik bileşiklerin kükürt anologları
Aldehit keton ve karboksilik asitlerin de
kükürt anologları vardır:
• tiyaller, tiyonlar ve tiyokarboksilik asitler
Tiyoesterler
• Tiyoesterler bir sülfidrilin (bir R karbon gurubu
ile bir kükürt ve bir hidrojenden oluşan organik
bileşikler R’-SH) su açığa çıkararak bir organik
asitin (R-COOH) karboksil gurubuna bağlanması
sonucu oluşan bileşiklerdir
Tiyoesterler
• Alifatik ve aromarik yan gurupları bulunan
kükürtlü organik asitler alifatik ya da
aromatik yan gurupları bulunan alkollerle
tiyoesterleri oluşturur.
Tiyoesterler
• Kükürtlü organik asitler merkaptanlarla
esterleşme reaksiyonu vererek
ditiyoesterleri verirler.