karvon enantİyomerlerİnİn koku bİleŞİklerİnde … · İzomer kavramı kirallik ve optikçe...

KARVON ENANTİYOMERLERİNİN KOKU BİLEŞİKLERİNDE KULLANIMI

HAZIRLAYAN:Nilay TEKER

18 ŞUBAT 2012

1

2. Kozmetik Kongresi, 17-19 Subat 2012, Antalya

� İzomer Kavramı� Kirallik ve optikçe aktiflik� Kiral bileşiklerin canlı sistemlerindeki önemi� Kiral bileşikleri nasıl elde ederiz?� Kiral bileşiklerin kullanım alanları� Parfüm sanayi ve koku� Parfüm sanayinde kullanılan uçucu yağlar içerisinde bulunanbileşikler� Karvon, karvonun yapısı ve bazı özellikleri� Karvon enantiyomerleri neden farklı kokar?� Karvon kaynakları ve kullanım alanları� Karvonun kimyasal sentezi� Teşekkür� Kaynaklar

2


İZOMER KAVRAMIİzomerler, aynı molekül formülüne sahip olan farklı

bileşiklerdir. Bağlanma düzenine göre ikiye ayrılır:1) Bağlanma düzenleri farklı ise yapı izomeri;2) Bağlanma düzenleri aynı fakat uzaydaki düzenlenmeleri

farklı ise stereoizomer olarak adlandırılır. Stereoizomerler,a) Konformasyonel izomerlerb) Konfigürasyonel izomerler

i) Geometrik izomer-cis,transii) Optik izomer-Enantiyomer-Diastereomer

şeklinde sınıflandırılır.

3


KİRALLİKAyna görüntüsü ile üst üste çakışmayan yapılara kiral (asimetrik)

denir. Ayna görüntüsüyle üst üste çakışmayan, molekül formülü aynıuzaydaki yönelimi farklı olan iki konfigürasyon izomerine enantiyomerdenir.

4


Enatiyomerlerin;

� Erime ve kaynama noktaları, � Yoğunlukları,

� Çözünürlükleri, � Kırılma indisleri,

� Spektroskopik özellikleri aynıdır.

5


OPTİKÇE AKTİFLİK

Kiral bir molekülün düzlem polarize ışığın düzlemini çevirmeözelliğine optikçe aktiflik denir.

6


Canlı sistemlerin kiral olma özelliğinden dolayıenantiyomerler bu sistemlerde iki farklı şekilde etki gösterirler.

7


Enantiyomerler birbirlerinden farklı etki gösterebilir

(R)-(+)-Propranololgebelik önleyici

(S)-(-)-Propranololhızlı kalp atışında β-bloker

8


Enantiyomerlerden biri aktif diğeri inaktifetki gösterebilir

(R,R)-Kloroamfenikolantibakteriyel özellik

(S,S)-Kloroamfenikolinaktif özellik

9


1950’ lerin sonu 60’ların başında rasemat olarak kullanılan talidomid tarihteki en korkunç tıbbi trajedinin adıdır.

Talidomid’ in her iki enantiyomeri de farklı sedatif etkigösterir. (-) enantiyomeri ceninlerde deformasyona sebep olur. Neyazık ki bu ilaç klinik olarak her iki enantiyomerin eşit karışımınınbulunduğu rasemat olarak kullanılıyordu.

10


11

(S)-(-)-talidomidTeratojenik


KİRAL BİLEŞİKLERİ NASIL ELDE EDERİZ ?

Enantiyomerik olarak saf kiral bileşiklerin eldesindekullanılan metotlar kullanılacak başlangıç maddesinin türüne bağlıolarak üç grupta toplanır:

1 - Doğal kaynaktan elde etme,2- Rasematların rezolüsyonu ile elde etme,3- Prokiral bileşiklerin asimetrik sentezlerde kullanılması ile

elde etme.

12


Bu yöntemde kiral bileşik, doğal bir kaynaktan doğrudan uygunbir yöntemle izole edilir yada izole edilen kiral bir ön madde üzerindekimyasal değişiklikler yapılarak elde edilir.

Örneğin steroid sentezi için sisal bitkisinden elde edilenhecogenina gibi uygun bir başlangıç maddesi varken sentetik yolu seçmekuygun değildir.

1-DOĞAL KAYNAKTAN ELDE ETME

13

Sisal Bitkisi SteroidHecogenina


2-RASEMATLARIN REZOLÜSYONU İLE ELDE ETME

Herhangi bir kiral etkinin olmadığı durumda kimyasalreaksiyonlarla kiral olmayan bileşiklerden kiral bileşikler rasematşeklinde elde edilir.

Rasemik bir karışımın çeşitli yöntemler kullanarakenantiyomerlerine ayrılması işlemine yarılma (rezolüsyon) denir.Rasemik olarak oluşan enantiyomerler aşağıdaki yöntemlerkullanılarak birbirinden ayrılır:

� Mekanik ayrıştırma ile,� Diastereomerlerine dönüştürme ile,� Kromatografik yöntemler ile,� Biyokimyasal ayrıştırma ile,� Kinetik rezolüsyon ile,

14


3-PROKİRAL BİLEŞİKLERİN ASİMETRİK SENTEZLERDE KULLANILMASI İLE ELDE ETME

Asimetrik sentez, prokiral bir bileşiğin kiral ortamlarda(çözücüden veya katalizörden gelen) farklı davranmasındanyararlanarak farklı miktarlarda izomer oluşması esasına dayanır.

� 2-Bütanonunindirgenmesi

� 2,2-dimetil siklopentanonindirgenmesi

15


KİRAL BİLEŞİKLERİN KULLANIMALANLARI

� İlaç� Biyokimya

� Gıda� Parfüm

16


PARFÜM SANAYİ VE KOKU

ParfümPer-Fume

Koku

17


PARFÜM SANAYİNDE KULLANILANUÇUCU YAĞLAR İÇERİSİNDE BULUNAN

BİLEŞİKLER

1. Esterler: Benzoik, asetik, salisilik ve tarçın asidi esterleri;2. Alkoller: Linalool, geraniol, sitronellol, terpineol, mentol, borneol;3. Aldehitler: Sitral, sitronellal, benzaldehit, sinamaldehit,vanilin;4. Asitler: Benzoik, izovalerik asit;5. Fenoller: Eugenol, timol, karvakrol;6. Eterler: Ekaliptol, safrol;7. Laktonlar: Kumarin;8. Terpenler: Pinen, limonen, sedren;9. Hidrokarbonlar: Simen, feniletilen;10. Ketonlar: KARVON, menton, pulegon, kamfor

18


KARVONKarvon, kimyon, dereotu ve yeşil nanenin bir bileşenidir.

Kuzey ve Orta Avrupa, Sibirya, İran, Hindistan, Kuzey Afrikave Türkiye gibi ülkelerde karvon içeren bitkiler yetiştirilir.

19


KARVON ENANTİYOMERLERİNİN YAPISI

(S)-(+)-Karvon / D-Karvon(R)-(-)-Karvon / L-Karvon20


KARVON ENANTİYOMERLERİNİN BAZI ÖZELLİKLERİ

LAEVO KARVON• (5R)-2-metil-5-(1-metiletenil)-2-

sikloheksen-1-on

• (R)-(-)-Karvone / L-Karvone

• 6485-40-1

• 150,21756 g/mol

• C10H14O

• Alkol, Sabit Yağlar, Propilen Glikol

• Gliserin, Su

• Renksiz, soluk sarı şeffaf sıvı

• Naneli

• Orta

• 0,955-0,960 g/cm3

• 1,495-1,499

• 230 °C

• 25,2 °C

• [α]D = (-)-61 °

DEXTRO KARVON• (5S)-2-metil-5-(1-metiletenil)-2-

sikloheksen-1-on

• (S)-(+)-Karvone / D-Karvone

• 2244-16-8

• 150,21756 g/mol

• C10H14O

• Alkol, Sabit Yağlar, Propilen Glikol

• Gliserin, Su

• Renksiz, soluk sarı şeffaf sıvı

• Baharatlı

• Orta

• 0,956-0,960 g/cm3

• 1,495-1,499

• 230 °C

• 25,2 °C

• [α]D = (+)-61 ° 21


BEYİNDE KOKUNUN ALGILANMASIDoğru koku molekülleri doğru reseptörlere bağlandığında koku

algılanır.

10000 kadar faklı kokuyu ayırt edebiliyoruz.Koku belleği görsel ve işitsel hafızadan farklı olarak daha uzun

süreler boyunca kalıcıdır.GERÇEKTEN DE BU TESPİT DOĞRU MU?

22


KARVON ENANTİYOMERLERİ NEDEN FARKLI KOKAR?

(R)-(-)-Karvon nane; onun ayna görüntüsü olan (S)-(+)-Karvon isekimyon kimyon ve dereotu gibi kokar.

Neden ?

23

Nane gibi mi ?

Kimyon, dereotu gibi mi ?


Kimyon bir veya iki yıl yaşayan bir bitki türüdür. %3-7 yağ oranınasahiptir.

Kimyon tohumu yağının bileşenleri ;� (+)-Karvon (%50-75),� (+)-Limonen (%25-30),� Az miktarlarda da mirsen, beta karyofilen, thujen, anetol vepinen içerir.Kimyon; salça, et ürünleri, şekerleme, turşu, peynir, çavdar

ekmeğinin tatlandırılmasında ve nefes tazeleyici olarak kullanılır. AyrıcaHollanda’da patates depolama sırasında çimlenmeyi önlemede kullanılır.

(S)-(+)-KARVONKimyon

24


Dereotu bir yıl yaşayan dayanıklı bir bitkidir. Anavatanı Anadolu veAkdeniz havzasıdır. İspanya, Portekiz, İtalya’nın kıyı şeridi ve KuzeyAvrupa’da yetişir. %2,3-3,5 yağ oranına sahiptir.

Dereotu tohumu yağının bileşenleri;� (+)-Karvon (%40),� (+)-Limonen (%32),� Fellandren (%20).Kek, hamur işi, çorba, salata, patates, et, turşu gibi ürünleri

tatlandırmada kullanılır.

25

(S)-(+)-KARVONDereotu


(R)-(-)-KARVONYeşil nane

Yeşil nane uzun yıllar yaşayan dayanıklı bir bitkidir. AnavatanıAkdeniz havzasıdır. %0,8-1,8 arasında yağ oranına sahiptir.

Yeşil nane yağının bileşenleri ;� (-)-Karvon (%60-70),� (-)-Limonen (%8-15) içerir.Hava tazeleyici ürünlerde, naneli sakızlarda, diş macunu, farmasötik

preparatlarda, tonik özellikte kozmetik ürünlerde ve ayrıca alınacak izinlerleABD Çevre Koruma ajansı tarafından bir pestisit olarak sivrisinek kovucuolarak kullanılacaktır.

26


KARVONUN KİMYASAL SENTEZİKarvon 1841 yılına kadar izole edilmiş saf bir bileşik değildi.

Karvol veya limonen gibi bir yapısının olduğu tahmin edilmekteydi.Yapısı 1894 yılında Wagner tarafından aydınlatılmıştır.

1951 yılında yayımlanan D-Limonen’den L-Karvonun sentezi ikibasamakta gerçekleşir. İlk adımda D-Limonen nitrozil klorür ile L-Karvoksim’ e; ikinci adımda ise bir asit vasıtasıyla L-Karvon’ adönüşür.

27


1957 yılında Linder ve Greenspan limonen monoksitten buterpenoiti üretti.

1961 yılında Waida ve Terauchi L-Karvon’u sentezledi.1975 yılında Shono, Yokoyama ve Nitta alfa-pinenden L-

karvon sentezledi.

28


1994 yılında Kutty, Braddock ve Sadler düşük yoğunluklusodyum sitrat-su tamponunda D-Limonenin oksidasyonu ile D-Karvon,karveol, limonen oksit ve linalool elde etti.

2002 yılında Silva, Patitucci, Bizzo D’Elia ve Antunes PdCl2/CuCl2/O2 kullanarak Wacker Oksidasyonu ile cis–karvil asetat, trans-karvil asetat, trans-karveol, karvon ve alfa-terpinil asetatlasonuçlanan ürünler elde etti.

29


TEŞEKKÜRLER…

30


KAYNAKLAR

• Handbook of Chiral Chemicals edited by David J.Ager• Food Chemistry 95 (2006)413-422• Asymmetric Synthesis edited by R.A.Aitken• Royals,E.E., Hornes, S.E. Journal American ChemicalSociety 1951, 73, 5856• Shono, T., Nishiguchi, I., YokoyamaT., Nitta N.Chemistry Letters 1975,433.

31


karvon enantİyomerlerİnİn koku bİleŞİklerİnde … · İzomer kavramı kirallik ve optikçe...

Documents