organık kimya
TRANSCRIPT
Amaçlar
Bu üniteyi çalıştıktan sonra;• karbonil bileşiklerini, karboksilik asitleri ve karboksilik asit tü-
revlerini tanıyacak,• karbonil bileşiklerinin, karboksilik asitlerin ve karboksilik asit
türevlerinin isimlendirilmelerini bilecek,• karbonil bileşiklerinin, karboksilik asitlerin ve karboksilik asit
türevlerinin fiziksel ve kimyasal özelliklerini öğrenecek,• karbonil bileşiklerinin, karboksilik asitlerin ve karboksilik asit
türevlerinin temel reaksiyonlarını ve elde edilişlerine ilişkin te-mel yöntemlerini bileceksiniz.
İçindekiler
• Giriş• Karbonil Bileşikleri (Aldehitler ve Ketonlar)• Karboksilik Asitler• Karboksilik Asit Türevleri• Özet• Değerlendirme Soruları• Yararlanılan ve Başvurulabilecek Kaynaklar
ÜNİTE
17Organik Kimya IIIAldehitler, Ketonlar,Karboksilik Asitler ve Türevleri
YazarYrd.Doç.Dr.Halil BERBER
A N A D O L U Ü N İ V E R S İ T E S İ
Çalışma Önerileri
• Ünitede verilen tüm reaksiyonları yazarak çalışınız.• Ünitede anlayamadığınız kavramlar olduğunda önceki ünite-
lere bakınız.• Bu üniteyi iyi kavrayabilmek için Ünite 15 ve Ünite 16'yı
özümsemiş olmanız gereklidir.
A Ç I K Ö Ğ R E T İ M F A K Ü L T E S İ
1. Giriş
Organik kimyada en önemli fonksiyonel gruplardan biri de "karbonil grubudur".Karbon ile oksijen arasında çift bağlanmanın sözkonusu olduğu fonksiyonel grup"karbonil grubu" olarak adlandırılır.
Karbonil grubu, aldehitlerin, ketonların, karboksilik asitlerin ve karboksilik asittürevlerinin yapısında yer alır.
Ancak bu bileşikler arasında sadece aldehitler ve ketonlar "karbonil bileşikleri" olarakanılırlar.
2. Karbonil Bileşikleri (Aldehit ve Ketonlar)
Karbonil grubunun, iki hidrokarbon grubu arasında yer alması durumunda oluşan bi-leşiklere "ketonlar" denir. Ketonlardaki karbonil grubuna bağlı hidrokarbon gruplarıalifatik veya aromatik olabilirler. Ketonlar aşağıdaki genel formüllerle ifade edilirler.
A L D E H İ T L E R , K E T O N L A R , K A R B O K S İ L İ K A S İ T L E R V E T Ü R E V L E R İ 379
!
OC
Karbonil grubu
R C H
O
Aldehit (R Alifatik veya Aromatik)
R C R'O
Keton (R ve R' Alifatik veya Aromatik)
R C OHO
Karboksilik Asit (R Alifatik veya Aromatik)
R C LO
( L = —OR , — OPh , — OCOR , — NH 2 , — X , — SR
Karboksilik asit türevleri (R Alifatik veya Aromatik)
!
!
A N A D O L U Ü N İ V E R S İ T E S İ
Diğer taraftan karbonil grubunun, hidrojen atomu ile bir hidrokarbon grubu ara-sında yer alması durumunda oluşan bileşiklere "aldehitler" denir. Aldehitlerdeki karbonilgrubuna bağlı hidrokarbon grubu alifatik veya aromatik olabilir. Aldehitler aşağıda-ki genel formüllerle ifade edilirler.
2.1. Karbonil Bileşiklerinin İsimlendirilmeleri
Aldehitlerin IUPAC kuralına göre isimlendirilmelerinde grubu içe-
ren en uzun karbon zinciri seçilir ve hidrokarbon yapılarını belirten sistematik ismin
sonuna "al" eki getirilir. Ayrıca grubu aromatik halkaya bağlı ise,
bu durumda hidrokarbon yapılarını belirten sistematik ismin sonuna "karbaldehit" eki
getirilerek isimlendirilirler.
Ketonların IUPAC kuralına göre isimlendirilmelerinde grubu içeren en
uzun hidrokarbon zinciri seçilir ve hidrokarbon yapılarını belirten sistematik ismin
sonuna "on" eki getirilir.
Tablo 17.1'de aldehit ve ketonların hem sistematik hem de özel isimlendirilmeleri-ren ilişkin örnekler verilmektedir.
A L D E H İ T L E R , K E T O N L A R , K A R B O K S İ L İ K A S İ T L E R V E T Ü R E V L E R İ380
R C R ,
O
R C R'
OAr C R ,
OAr C Ar ,
O
Ar C Ar'
O
Alifatik ketonlar Aromatik ketonlar
!
R C H
OAr C H
O
Alifatik aldehit Aromatik aldehit
C H
O" "
C H
O" "
C
O" "
!
!
A Ç I K Ö Ğ R E T İ M F A K Ü L T E S İ
2.2. Karbonil Bileşiklerin Fiziksel Özellikleri
Aldehitler ve ketonların fiziksel özellikleri, yapılarında yer alan "polar niteliklikarbonil grubu" tarafından yönlendirilirler.
Aldehit ve ketonların fiziksel özelliklerine ilişkin temel noktalar, aşağıda özetlen-mektedir.
• Karbonil grubunda karbon atomu ile oksijen atomu arasındaki çift bağlan-ma, oldukça kuvvetli bir yük yoğunluğu eşitsizliğine neden olur. Bu durumise, aldehit ve ketonlara ilişkin dipol momentinin* yüksek olmasını (~ 2 - 3 D)sağlar.
A L D E H İ T L E R , K E T O N L A R , K A R B O K S İ L İ K A S İ T L E R V E T Ü R E V L E R İ 381
Tablo 17.1: Bazı Aldehitlerin ve Ketonların İsimlendirilmeleri
Formül Özel İsim Sistematik İsim
Aldehitler
H C H
O
CH3 C H
O
CH3CH2 C H
O
C H
O
Formaldehit
Asetaldehit
Propionaldehit
Benzaldehit
Metanal
Etanal
Propanal
Benzenkarbaldehit
Ketonlar
CH3 C CH3
O
CH3CH2 C CH3
O
C CH3
O
Aseton Propan o n
Etil metil keton 2-Bütan o n
Fenil metil keton Feniletan o n
!
* D = Dipol moment
A N A D O L U Ü N İ V E R S İ T E S İ
• Aldehit ve ketonların molekülleri arasında "kuvvetli dipol-dipol etkile-şimleri" gerçekleşir. Bu nedenle aldehit ve ketonlara ilişkin fiziksel sabitler,yaklaşık aynı moleküller kütleye sahip alkil halojenirlerin, eterlerin ve hid-rokarbonların fiziksel sabitlerinden daha yüksektir. Bu durumu açıklamaküzere moleküler kütleleri yakın olan bileşiklerin, kaynama noktaları (K.N.)aşağıda kıyaslanmaktadır.
• Aldehit ve ketonların molekülleri arasında "hidrojen bağlanması gerçek-leşmez." Bu nedenle aldehit ve ketonların fiziksel sabitleri, molekülleri ara-sında hidrojen bağlanması gerçekleştirebilen yaklaşık aynı moleküler kütle-ye sahip bileşiklerden (alkoller, aminler, v.b) daha düşüktür. Bu durumuaçıklamak üzere moleküler kütleleri yakın olan bileşiklerin,kaynama nokta-ları aşağıda kıyaslanmaktadır.
• Karbon sayısı küçük olan aldehit ve ketonlarda "hidrofil özellikler", kar-bon sayısı yüksek olan aldehit ve ketonlarda ise, "hidrofob özellikler" bas-kındır. Bu nedenle moleküler kütlesi düşük olan aldehit ve ketonlar, su,etanol, metanol gibi protik çözücülerde çözünürler. Moleküler kütlesi bü-yük olan aldehit ve ketonlar ise, protik çözücülerde kısmen veya çok azçözünmelerine karşın aprotik çözücülerde daha fazla çözünürler. Bu duru-mu açıklamak üzere bazı aldehit ve ketonların çözünürlükleri aşağıda kıyas-lanmaktadır.
A L D E H İ T L E R , K E T O N L A R , K A R B O K S İ L İ K A S İ T L E R V E T Ü R E V L E R İ382
n - HeptanK.N: 69 °C
MetilpentileterK.N: 99 °C
1-KloropentanK.N: 108 °C
2-HeksanonK.N: 150 °C
HeksanalK.N: 131 °C
CH3(CH2)5CH3 CH3O(CH2)4CH3 CH3(CH2)3CH2Cl
CH3CO(CH2)3CH3 CH3(CH2)4CHO
BütilaminK.N: 78 °C
1- BütanolK.N: 118 °C
BütanalK.N: 79 °C
HeksanalK.N: 80 °C
CH3(CH2)2CH2NH 2 CH3(CH2)2CH2OH CH3(CH2)2CHO CH3COCH3CH3
CH3(CH2)3CHO
EtanalÇ: Sonsuz
PropanalÇ: 16
BütanalÇ: 7
PentanalÇ: Çok az
CH3CH2CO(CH2)2CH3
PropanonÇ: Sonsuz
BütanonÇ: 26
2- PentanonÇ: 6.3
3- HeksanonÇ: Çok az
CH3CHO CH3CH2CHO CH3(CH2)2CHO
CH3COCH3 CH3COCH2CH3 CH3CO(CH2)2CH3
Hidrofil: Suyu seven
Hidrofob: Suyu sevme-yen
Protik: Hidrojen bağlan-ması gerçekleştirmeyeuygun nitelikte hidrojenesahip olan maddeler.Aprotik: Hidrojen bağ-lanması gerçekleştirmeyeuygun nitelikte hidrojenesahip olmayan maddeler.
Ç : Çözünürlük (g/100 mlH2O)
A Ç I K Ö Ğ R E T İ M F A K Ü L T E S İ
2.3. Karbonil Bileşiklerin Kimyasal Özellikleri ve Reaksiyonları
Fiziksel özellikleri yanısıra, aldehit ve ketonların kimyasal özellikleri de polar karbonil gru-bu tarafından yönlendirilirler.
Karbonil grubunda karbon ve oksijen atomları arasında biri sigma (σσσσ) diğeri pi (π)bağı olmak üzere iki bağlanma gerçekleşmektedir. Karbon atomuna kıyasla oksijenatomuna ilişkin elektronegativitenin çok yüksek olması nedeniyle, karbonil gru-bu doymamış ve polar bir gruptur.
Bilindiği gibi doymamış fonksiyonel gruplara sahip bileşiklerin temel reaksiyonları "ka-tılma" reaksiyonlarıdır (Bakınız Ünite 15).
Katılma reaksiyonlarının koşulları doymamış yapıdaki fonksiyonel grupların po-lar veya nonpolar olmalarına bağlıdır (Bakınız Ünite 15). Diğer taraftan fonksi-yonel grupların reaktivitesi ise, bu gruba bağlı alifatik (R) ve aromatik (Ar) hid-rokarbon gruplarının özelliklerine göre değişiklik gösterebilmektedir.
Buna göre karbonil bileşiklerinin reaksiyonları aşağıdaki şekilde gruplandırılır.
• Karbonil bileşiklerinin asit-baz ve enolizasyon reaksiyonları• İndirgenme ve yükseltgenme reaksiyonları• Katılma-eliminasyon reaksiyonları
2.3.1. Karbonil Bileşiklerinin Asit-Baz ve Enolizasyon Reaksiyonları
Karbonil grubuna bağlı en yakın karbona "αααα karbon" ve bu karbon üzerindeki hidroje-ne ise "αααα - hidrojen" denir. Karbonil bileşiklerindeki αααα-hidrojenleri* "oynak" yani"asidik" hidrojenlerdir.
Bu durum karbonil grubundan kaynaklanmaktadır. Oynak hidrojen içeren her-hangi bir organik bileşiği H-A olarak ifade edelim. Bu bileşiğin asitliği, hidrojeninbağlı olduğu atomun elektronegativitesi ile hidrojenin ayrışması ile oluşan A-
anyonunun (konjuge bazın) kararlılığına bağlıdır. Daha önceki derslerimizde öğ-rendiğimiz gibi hidrojenin bağlı olduğu atomun elektronegativitesi arttıkça veA- konjuge bazın kararlılığını arttıran etkiler var oldukça, H-A bileşiğininasitliği artacaktır. Karbonil bileşiklerinde α - hidrojenleri, elektronegativitesi dü-şük olan karbon atomuna bağlıdırlar.
A L D E H İ T L E R , K E T O N L A R , K A R B O K S İ L İ K A S İ T L E R V E T Ü R E V L E R İ 383
C Oπ
σσσσ
σσσσ
σσσσC O
π
σσσσ
σσσσ
σσσσ
δδδδ δδδδ
veya
, Dipolün yönü-nü gösterir. Dipolün yönüdaha elektronegatif olanoksijen atomuna doğru-dur. "δδδδ ", kismî yükü gös-terir. δδδδ+, + yükün bulun-duğu atomu, δδδδ- ise - yü-kün bulunduğu atomugösterir.
!
!
αααα- Hidrojenleri
CH2 C
O*
!
!
Karbon atomu-nun elektrone-gativitesi 2,5, ok-sijen atomununelektronegativi-tesi 3,5'tir.
A N A D O L U Ü N İ V E R S İ T E S İ
Bu durumda aldehit ve betonların αααα - hidrojenlerine ilişkin asitliğin, karbon ato-munun elektronegativitesinden ziyade oluşacak konjuge bazının kararlılığındankaynaklandığı açıktır. Bu duruma ilişkin örnekler aşağıda verilmektedir.
αααα - Hidrojeni içeren aldehit ve ketonları zayıf birer asit gibi davranırlar ve uygun baz-larla reaksiyon verirler.
αααα - Hidrojeni içeren aldehit ve ketonların kuvvetli bazlarla (NaNH2 , NaOH , v.b.)reaksiyonlarından "enolat" oluşur.
Karbonil bileşiklerinin oynak (asidik) αααα - hidrojenlerinden kaynaklanan bir diğer reak-siyon "keto - enol tautomerizmidir."
Atomlarının farklı bir düzende yerleşmiş olmalarına karşın, hızlı bir denge ile bir biri-ne dönüşebilen izomerlere "tautomer" ve bu olaya da "tautomerizm" denir.
A L D E H İ T L E R , K E T O N L A R , K A R B O K S İ L İ K A S İ T L E R V E T Ü R E V L E R İ384
C C
( H - A ) A-
C
O
C
O
H3C CH2 + H
OO
CH3 CH3
CH3 CH2 Cl CH3 CH Cl + H
!
(R)H C CH3 + NaNH2
O
(R)H C
O
C
Aldehit veya keton
(R)H CH2Enolat
ONa
+ NH3
Sodamit Tuz
CH2 Na
C C
A OC C
OA
Tautomerik denge
!!
!
!C CH2
O
PolarKarbonil Grubu
( Z = Elektronegatif atom veya grup,
αααα - Hidrojenleri
Z
Cl Br I NO2 C N, , , ,
A Ç I K Ö Ğ R E T İ M F A K Ü L T E S İ
Tautomerizmin çeşitli türleri olmakla beraber, organik kimyada en popüler olanı "pro-ton tautomerizmi" olarak bilinir.
Proton tautomerizminde, protonun molekülün bir ucundan ayrılıp hızla başka birucundaki atoma bağlanması sözkonusudur.
Karbonil bileşiklerinde, protonun molekülün bir ucundan ayrılıp hızla başka bir ucundakiatoma bağlanması olayına "keto - enol tautomerizmi" denir.
Proton tautomerizmi sadece karbonil bileşiklerine özgü bir olgu değildir. Karboksi-lik asitlerin ve türevlerinin de keto-enol tautomerizmi göstermeleri sözkonusudur.
Örnekler:
2.3.2. Karbonil Bileşiklerinin Nükleofilik Katılma Reaksiyonları
Karbonil grubunun doymamış ve polar bir grup olmasından kaynaklanan en te-mel reaksiyonu "katılma" reaksiyonu olduğunu daha önce belirtmiştik.
A L D E H İ T L E R , K E T O N L A R , K A R B O K S İ L İ K A S İ T L E R V E T Ü R E V L E R İ 385
C Z
OC C
O H
Z
(Z = — H, — R)Keto tautomeri Enol tautomeri
C
H
C C L
H O
Keto tautomer Enol tautomer
C COH
L
L = OH Karboksilik asitL = OR Alkol esterL = OPh Fenil esterL = X Asit halojenürL = OCOR Asit anhidrit
!
C CH3
OH
CH2 CKeto tautomer
H
CH2Enol tautomer
CH3
O
OH
OH
Enol tautomerKeto tautomer
!
!
A N A D O L U Ü N İ V E R S İ T E S İ
Karbonil grubu, hem bazik hem de asidik ortamda "nükleofilik katılma" gerçekleşti-rir. Bu durumu açıklamak üzere hem asidik hem de bazik ortamda gerçekleşen nükleofilikkatılma reaksiyonuna ilişkin temel reaksiyonlar aşağıda özetlenmektedir.
• Bazik Ortamda Gerçekleşen Nükleofilik Katılma Reaksiyonu
Katılma reaksiyonu iki basamakta gerçekleşir. İlk basamakta elektronca zengin
bir reaktant olan nükleofil (Nu-) polar nitelikli karbonil grubuna
katılma yapar. Bu basamakta nükleofil elektronca zayıf bir merkez oluşturan kar-bonil karbonuna bağlanır ve bir alkoksi anyonunun oluşmasına neden olur. Al-koksi anyonunun ikinci basamakta bir elektrofil* (E+) ile bağlanması sonunda,katılma ürünü oluşur.
1. Basamak
2. Basamak
• Asidik Ortamda Gerçekleşen Nükleofilik Katılma Reaksiyonu
Katılma reaksiyonunda elektrofil (E+ , genellikle hidrojen), karbonil oksijeninebağlanır.Ardından oluşan katyon bir nükleofille (Nu- ) reaksiyona girerek ürünüoluşturur.
A L D E H İ T L E R , K E T O N L A R , K A R B O K S İ L İ K A S İ T L E R V E T Ü R E V L E R İ386
C Oδδδδ++++ δδδδ−−−−
+ Nu−−−− C O−−−−
Karbonil grubu Nükleofil
Nu
Anyon (Alkoksi anyonu)
Nu C O−−−− + E++++ (H ) Nu C O E(H)
Anyon (Alkoksi anyonu) Elektrofil(Genellikle hidrojen katyonu)
Ürün
!
C Oδδδδ++++ δδδδ−−−−
+
Karbonil grubu Nükleofil
E++++ (H ) C O+ OE(H)C+
Katyon(Karbonyum karakterindekikatyon
E(H)
O+ OE(H)C+E(H) + Nu−−−− C O E(H)C Nu
E+, elektronca zayıf oldu-ğundan, karbonil grubu-na elektronca zengin oksi-jen ucundan bağlanır.
!
* Elektrofil ( E+) görevi-ni genellikle H+ üstlenir.
C Oδδδδ−−−− δδδδ++++
A Ç I K Ö Ğ R E T İ M F A K Ü L T E S İ
Genel reaksiyon:
Karbonil bileşiklerinin nükleofilik katılma reaksiyonlarına ilişkin temel reaksi-yonlar aşağıda özetlenmektedir.
(i) Su ile Reaksiyonu
Karbonil bileşiklerinin su ile reaksiyonlarından "hidratlar" oluşur.
Genel reaksiyon:
Örnekler:
(ii) Alkollerle Reaksiyonu
Aldehit'e, bir mol alkolün katılması ile "hemiasetal (yarıasetal)", iki mol alkolünkatılması ile "asetal" oluşur. Keton'a bir mol alkolün katılması ile "hemiketal (ya-rıketal)", iki mol alkolün katılması ile "ketal" oluşur.
A L D E H İ T L E R , K E T O N L A R , K A R B O K S İ L İ K A S İ T L E R V E T Ü R E V L E R İ 387
R C
O
R(H) +
Aldehit veya keton
HH2O
Hidrat
R C
OH
R(H)
OH
CH3 C
O
CH3 H2O+
Aseton
H
(Kd = 0.002)
CH3 C
OH
CH3
OH
2,2- Propandiol
Cl3C C
O
H H2O+
Kloral
H
(Kd = 30)Cl3C C
OH
H
OH
Kloralhidrat
!
!
R C
O
R(H) H NuBazik
veya Asidik+
Karbonil bileşiği ÜrünR(H)
C
OH
NuR
A N A D O L U Ü N İ V E R S İ T E S İ
Genel reaksiyon:
Örnekler:
(iii) Hidrojen Siyanür İle Reaksiyonu
Karbonil bileşiklerine hidrojen siyanürün katılmasından "siyanohidrin" oluşur.
Genel reaksiyon:
Örnekler:
A L D E H İ T L E R , K E T O N L A R , K A R B O K S İ L İ K A S İ T L E R V E T Ü R E V L E R İ388
HCH3 C
O
H
Asetaldehit
CH3 C
OH
H
OCH2CH3
Hemiasetal
CH3CH2OHCH3 C
OCH2CH3
H
OCH2CH3
Asetal
CH3CH2OH
H
HC
O
CH3CH2
3-Pentanon
CH3CH2 C
OH
CH2CH3
OCH3
Hemiketal
CH3OH CH3OH
HCH3CH2 C
OCH3
CH2CH3
OCH3
Ketal
CH3CH2
!
R C
O
R(H) +
Aldehit veya keton
CNHCN
Siyanohidrin
R C
OH
R(H)
CN
CH3 C
O
CH3
Propanon
HCN CH3 C
OH
CH3
CNCN
2- Hidroksi-2- metilpropenonitril
CH3 C
O
H
Etanal
NaCN CH3 C
OH
H
CNNH 4Cl
2- Hidroksipropenonitril
R C
O
R(H)
Hemiasetal veyahemiketal
+
R(H)Aldehit veya keton
C
OHR'OH
HC
OR'
R(H)
OR'R'OH
H
Asetal veyaketal
R OR' R
A Ç I K Ö Ğ R E T İ M F A K Ü L T E S İ
(iv) Grignard Bileşikleri İle Reaksiyonları
Karbonil bileşiklerinin Grignard bileşikleri ile reaksiyonlarından "alkoller" oluşur.
Genel reaksiyon:
Örnekler:
2.3.3. Karbonil Bileşiklerinin İndirgenme ve Yükseltgenme Reaksiyonları
Karbonil bileşiklerinin indirgenme ürünleri, indirgene ve karbonil bileşiklerinin yapı-larına bağlıdır.
Karbonil bileşiklerinin indirgenmesine ilişkin temel reaksiyonlar aşağıda özetlen-mektedir.
(i) Hidrojenlendirme
Karbonil grubunun pi bağı, alkenlerin pi bağında olduğu gibi hidrojenebilmektedir. Kar-bonil bileşiklerinin hidrojenle indirgenmelerinden "alkoller" oluşur.
Genel reaksiyon:
A L D E H İ T L E R , K E T O N L A R , K A R B O K S İ L İ K A S İ T L E R V E T Ü R E V L E R İ 389
(R)H C
O
R(H)
Aldehit veyaketon
1) Eter (R)H C
OH
R(H)
R'
Alkol (1°, 2°veya 3°)
2) H3O+ R'MgX
CH3 C
O
H
Etanal 2- Bütanol
1) Eter CH3 C
OH
H
CH2CH32) H3O+ CH3CH2MgBr
CH3 C
O
CH3
Propanon 2- Metil -2 -bütanol
1) Eter CH3 C
OH
CH3
CH2CH32) H3O+ CH3CH2MgBr
!
!
AlkolR(H)
R C
OH
HR C
O
R(H) H2Pt
+
Aldehit veyaketon
!
A N A D O L U Ü N İ V E R S İ T E S İ
Örnekler:
(ii) Metal Hidrürlerle İndirgenme
Karbonil bileşiklerinin metal hidrürlerle indirgenmelerinden "alkoller" oluşur.
Genel reaksiyon:
(iii) Yükseltgenme Reaksiyonları
Ketonlar yükseltgenmeye karşı dirençlidirler. Fakat aldehitler çok kolay yükseltge-nirler.
A L D E H İ T L E R , K E T O N L A R , K A R B O K S İ L İ K A S İ T L E R V E T Ü R E V L E R İ390
CH3 C
O
H
Etanal Etanol (1° Alkol)
+ H2Pt CH3CH2OH
+
2-Propanol (2° Alkol)
CH3 C
O
CH3 CH3 C
OH
CH3
HH2Pt
Propanon
AlkolR(H)
R C
OH
HR C
O
R(H) Metal hidrürler+
Aldehit veyaketon
(Metal hidrürler: LiAlH4, NaBH4)
CH3CH2 C
O
CH3 2- Bütanol
1) LiAlH 4
2) H3O
1)NaBH 4
2) H3O
CH3CH2 C H
OH
CH3CH2 C H
CH3
OH
CH3
2- Bütanol
Bütanon
!Hidrür: Hidrojenin anyo-nik halidir (H-)
!R C
O
RYükseltgeyici Reaksiyon vermez
A Ç I K Ö Ğ R E T İ M F A K Ü L T E S İ
Aldehitlerin yükseltgenmelerinden "karboksilik asitler" oluşur.
Genel reaksiyon:
Örnekler:
2.3.4. Karbonil Bileşiklerinin Katılma - Eliminasyon Reaksiyonları
Bazı nükleofiller*, aldehit ve ketonlara önce katılırlar ve ardından su veya küçük birmolekülün ayrılması ile, çift bağ içeren ürün oluşur. Üründe karbonil karbonu ilenükleofil arasında çift bağlanma sözkonusudur.
Bu duruma ilişkin genel reaksiyon aşağıda verilmektedir.
Toplam reaksiyon:
A L D E H İ T L E R , K E T O N L A R , K A R B O K S İ L İ K A S İ T L E R V E T Ü R E V L E R İ 391
R C
O
H
Aldehit Karboksilik asit
YükseltgeyiciR C
O
OH
CH3(CH2)5 C
O
H
Heptanal
KMnO4,H
H2OCH3(CH2)5 C
O
OH
Heptanoik asit
CH3 C
O
Propanon
KMnO4 Reaksiyon vermezCH3
!
R C
O
R(H) H NuH Katılma+
Aldehit veyaketon
Kararsızkatılma ürünü
NuH
R C
OH
R(H)
Eliminasyon (Ayrılma)
H2OR C R(H)
Nu
Ürün
R C R(H) H NuH 1) Katılma+
Aldehit veyaketon Ürün
2) H2O (Eliminasyon)C
O
R
(R(HNu
!
(Yükseltgeyici: : KMnO4, Ag(NH3)2+ , v.b)
* Bu tür nükleofillerin ya-pılarında en az iki adethidrojen bulundurmalarıgereklidir.
A N A D O L U Ü N İ V E R S İ T E S İ
Katılma -eliminasyon reaksiyonları sterik etkiden oldukça etkilenen reaksiyonlar-dır. Bunlar tercihen aldehitlerin oluşturduğu reaksiyonlardır. Zira sterik ve elekt-ronik etkilerden dolayı ketonların bu reaksiyonu gerçekleştirmeleri zordur.
Karbonil bileşiklerinin katılma- eliminasyon reaksiyonlarına ilişkin temel reaksi-yonlar aşağıda özetlenmektedir.
(i) Amonyak ve Birincil Aminlerle Reaksiyonlar
Karbonil bileşiklerinin amonyak veya birincil aminlerle katılma- eliminasyon reaksi-yonlarından "imin" oluşur.
Genel reaksiyon:
Örnek:
(ii) İkincil Aminlerle Reaksiyonlar
Karbonil bileşiklerinin ikincil aminlerle gerçekleştirdikleri katılma-eliminasyon reaksi-yonlarından "imonyum iyonları" oluşur. İmonyum iyonları tekrar reaksiyon vererek(proton kaybederek) "enamin" oluştururlar.
Genel reaksiyon:
A L D E H İ T L E R , K E T O N L A R , K A R B O K S İ L İ K A S İ T L E R V E T Ü R E V L E R İ392
H2O2) R C
O
H +
Aldehit
1) HRCH NH
Amonyak (R' = H)veya 1° Amin (R = Alkil)
İmin
R' — N"H2 veya RCH NR'
C6H5 C
O
H
Benzaldehit İmin
+ C6H5 N"H21) H , ısı
2) H2OC6H5 CH N C6H5
Anilin (Nu)
!
!İmin: C =N grubu içerenbileşiğe imin denir.
!
CH
C
O
H + R2N"H1) H
2) H2OCH2 CH2 CH
İmonyum iyonu
H
NR2Enamin
Aldehit 2° Amin
RR NR2
CHR
A Ç I K Ö Ğ R E T İ M F A K Ü L T E S İ
Örnek:
(iii) Hidrazin ve Benzer Bileşiklerle Reaksiyonlar
Karbonil bileşiklerinin hidrazin ve benzer bileşiklerle reaksiyonlarından aşağıdaki ürün-ler oluşurlar.
Genel reaksiyon:
2.4. Karbonil Bileşiklerinin Elde Edilişleri
Aldehitlerin ve ketonların elde edilmelerine ilişkin bir çok yöntem vardır. Bu yön-temlerden bazıları ile sadece aldehitler, bazıları ile sadece ketonlar elde edilir-ler.
Aldehitlerin elde edilmelerine ilişkin temel reaksiyonlar aşağıda özetlenmektedir.
A L D E H İ T L E R , K E T O N L A R , K A R B O K S İ L İ K A S İ T L E R V E T Ü R E V L E R İ 393
N (CH 3)2
CH
C
O
H + (CH 3)2 NH1) H
2) H2OCH3 CH3 CH
İmonyum iyonu
H
N (CH 3)2Enamin
propanal Dimetilamin
CH2
OksimHidroksilamin
C HCH2
RCH
Hidrazin HidrazonRCH
Fenilhidrazin Fenilhidrazon
CHR
SemikarbazonSemikarbazit
OR
R CHH2NN C NH2
O
HO NH2
H2N NH2
C6H5NH NH2
N—OH
N—NH2
N—NHC6H5
N—NH—C—NH2
O
!
A N A D O L U Ü N İ V E R S İ T E S İ
(i) Birincil Alkollerin Yükseltgenmeleri
Birincil alkoller özel yükseltgeyicilerle [piridinyum klorkromat (C5H5N+
HCrO3Cl-), MnO2, vb. zayıf nitelikli yükseltgenlerle] reaksiyonları sonucu "alde-hitler" oluşur.
Genel reaksiyon:
Aldehitler yükseltgeyicilere karşı duyarlı olduklarından birincil alkoller ancak özelyükseltgeyiciler (C5H5N+HCrO3Cl-, MnO2 , vb.) kullanılarak aldehitlere yükseltge-nirler. Rastgele ve güçlü bir yükseltgen kullanılırsa, yükseltgenme aldehit aşamasında kal-maz ve ürün karboksilik asite dönüşür.
(ii) Geminal Dihalojenürlerin (1.1-Dihaloalkan) Hidrolizleri
1,1-Dihaloalkanların bazik ortamda hidrolizleri ile "aldehitler" oluşur.
Örnek:
A L D E H İ T L E R , K E T O N L A R , K A R B O K S İ L İ K A S İ T L E R V E T Ü R E V L E R İ394
!
RCH2OHYükseltgeyici
R C H
1° Alkol Aldehit
O
CH3CH2CH2OHC5H5NHCrO3Cl
Propanol Proponal
CH3CH2 C
O
C6H5CH2OHMnO2
Benzilalkol Benzaldehit
C6H5 C H
O
H
1,1-Dihaloalkan
R CHCl 2HO /H2O R C H
O
Aldehit
!
!Geminal konum: Aynıiki grubun aynı karbonabağlı olması
R C R
Cl
Cl
C6H5CHCl 2
1,1-Diklorobenzil Benzaldehit
2OH /H2OIsı C6H5 C H
O
A Ç I K Ö Ğ R E T İ M F A K Ü L T E S İ
(iii) Aldehitlerin Asit Klorürlerden Elde Edilişleri
Asit klorürlerden aldehit eldesinde bir çok yöntem vardır. Bunlardan sadece birörnek verilecektir.
Asit klorürlerin Pd katalizörlüğünde katalitik hidrojenlendirilmeleri ile "alde-hitler" oluşur.
Genel Reaksiyon:
Örnek:
Ketonların sentezlerinde kullanılan temel yöntemlerin çoğu, aldehitlerin sentez yön-temleri ile benzerlikler gösterir.
Ketonların elde edilmelerine ilişkin temel reaksiyonlar aşağıda özetlenmektedir.
(i) İkincil Alkollerin Yükseltgenmeleri
İkincil alkollerin birçok yüksetgeyicilerle (CrO3 , H2Cr2O7 , H2CrO4 , vb.) reaksi-yonlarından "ketonlar" oluşur.
Genel reaksiyon:
A L D E H İ T L E R , K E T O N L A R , K A R B O K S İ L İ K A S İ T L E R V E T Ü R E V L E R İ 395
Alifatik asit klorür
CH2/Pd
Alifatik aldehit
R C
Aromatik asit klorür
C C
HR Cl
O O
Ar Cl
OHAr
OH2/Pd
Aromatik aldehit
4- Metoksibenzoil klorür
CH2/Pd
C
4- Metoksibenzaldehit
H3CO Cl H3CO HO O
!
!
!
2° Alkol
YükseltgeyiciC
O
Keton
R R'R CHOH
R'
A N A D O L U Ü N İ V E R S İ T E S İ
Örnek:
Ketonlar yükseltgeyicilere karşı duyarlı olmadıklarından, ikincil alkollerin ke-tonlara yükseltgenme reaksiyonlarında bir çok yükseltgeyici rahatlıkla kullanılabilir.
(ii) Geminal Dihalojenürlerin Hidrolizleri
Halojenlerin zincir içinde konumlanmış durumdaki geminal dihalojenürlerin bazikortamdaki hidrolizlerinden "ketonlar" oluşur.
Genel reaksiyon:
Örnek:
(iii) Ketonların Asit Klorürlerden Eldesi
Asit klorürlerden keton eldesinde bir çok yöntem vardır. Bunlardan sadece bir ör-nek verilecektir.
Asit klorürlerin dialkilkadmiyum (R2Cd, R=birincil alkil) bileşiği ile reaksiyon-larından "ketonlar" oluşur.
Genel reaksiyon:
A L D E H İ T L E R , K E T O N L A R , K A R B O K S İ L İ K A S İ T L E R V E T Ü R E V L E R İ396
CH3CHCH 2CH3CrO3 C
2-Bütanol
Bütanon
CH3 CH2CH3
O
OH
CCl2HO /H2O C
Geminal dihalojenür Keton
R R' R R'
O
2HO /H2OC6H5 CCl2 C6H5 C6H5 C C6H5
O
!
!
!
Asit halojenür Dialkilkadmiyum Keton
2R CH2 C Cl +
O
2R CH2 C R
OR2Cd
A Ç I K Ö Ğ R E T İ M F A K Ü L T E S İ
Örnek:
2.5. Karbonil Bileşiklerine İlişkin Testler
• Bir yapıda karbonil grubunun varlığını kanıtlamak üzere hidroksilamin,semikarbazid, gibi amin benzeri azotlu nükleofillerle katı kondenzasyonürünlerinden yararlanılarak karbonil grubunun varlığı kanıtlanır. (Bkz. 2.3.4.(iii))
• Karbonil grubunun varlığı kanıtlandıktan sonra, elde edilen katı ürününerime noktasından yararlanarak karbonil grubunun teşhisi gerçekleştirilir.
• Karbonil bileşiğinin aldehit veya keton olduğunu Tollen testi ile belirle-nir.
• Aldehitler Tollen maddesi ile kolayca yükseltgenerek, reaksiyon ortamın-da gümüş ayna oluşmasına neden olurlar.
Tollen Testi:
Ketonlar yükseltgenmeye karşı dirençlidirler ve bu nedenle Tollen testine duyar-sızdırlar. Bu şekilde bileşiğin karbonil bileşiği ve karbonil bileşiğininde aldehit veyaketon olduğuna karar verilir.
3. Karboksilik Asitler
Karboksil grubu içeren organik bileşiklere "karboksilik asitler" denir.
Karboksilik asitler, karboksil grubunun alkil (R) veya aril (Ar) gruplarına bağlı olmaları-na göre, "alifatik karboksilik asitler" veya "aromatik karboksilik asitler" olarakifade edilirler.
A L D E H İ T L E R , K E T O N L A R , K A R B O K S İ L İ K A S İ T L E R V E T Ü R E V L E R İ 397
C
O
C
O(C6H5)2 CdC6H5CH2 Cl +2 C6H5CH2 C6H52
Ar C H
O
Aromatik aldehit
Ar C H
O
Alifatik aldehit
Ag(NH3)2
(Tollen maddesi)Ar C OH
O
Aromatik karboksilik asit
R C OH
O
Alifatik karboksilik asit
Ag
Gümüş ayna
Ag(NH3)2
(Tollen maddesi)
+
Ag
Gümüş ayna
+
C OH
O !!
!
A N A D O L U Ü N İ V E R S İ T E S İ
Karboksilik asitler aşağıdaki genel formüllerle gösterilirler.
3.1. Karboksilik Asitlerin İsimlendirilmeleri
Alifatik karboksilik asitlerin isimlendirilmelerinde hidrokarbon yapılarını belirtensistematik ismin sağına "oik" eki getirilir ve "asit" sözcüğü ilave edilir.
Aromatik karboksilik asitlerin isimlendirimelerinde, aromatik hidrokarbon yapısı-nı belirten ismin sağına "karboksilik" eki getirilir ve "asit" sözcüğü ilave edilir.
Örnekler:
3.2. Karboksilik Asitlerin Fiziksel Özellikleri
Karboksilik asitlerin fiziksel özellikler yapısında yer alan "polar nitelikli karboksil gru-bu" tarafından yönlendirilir.
Karboksilik asitlerin fiziksel özelliklerine ilişkin temel noktalar aşağıda özetlen-mektedir.
• Karboksilik asitler, polar ve hidrojen bağı yapabilen bileşiklerdir. • Karboksilik asitlerin fiziksel sabitleri, yaklaşık aynı moleküler kütleye sa-
hip hidrokarbonlar, eterler, alkil halojenürler, aldehitler, ketonlar, amin-ler ve alkollerden daha yüksektir. Bu durumun nedeni karboksilik asit mole-
A L D E H İ T L E R , K E T O N L A R , K A R B O K S İ L İ K A S İ T L E R V E T Ü R E V L E R İ398
C
O
C
O
Alifatik karboksilik asitler
Aromatik karboksilikasitler
R OH Ar OH
C C
O
Metanoik asit Etanoik asit
H OH CH3 OHO
C
OH
O
3-Metilbenzenkarboksilikasit
C
O
CH3
OHOH
2-Hidroksibenzenkarboksilikasit
!
!
!
A Ç I K Ö Ğ R E T İ M F A K Ü L T E S İ
küllerinin kendi arasındaki hidrojen bağının varlığından kaynaklanmakta-dır. Bu durumu açıklamak üzere moleküler kütleleri yakın olan bileşiklerinkaynama noktaları aşağıda kıyaslanmaktadır.
CH3CH2CH2CH3 CH3CH2OCH3 CH3CH2Cl CH3CH2CH2NH2
Bütan Metoksietan Kloroetan PropilaminK.N: 0°C K.N: 8°C K.N: 12°C K.N: 49°C
CH3CH2CHO CH3CH2CH2OH CH3COOHPropanal Propanol Etanoik asitK.N: 49°C K.N: 97°C K.N: 118°C
• Karboksilik asitlerin, çözünürlük özelliklerini karboksil grubu ile hidrokar-bon grupları yönlendirirler. Karbon sayısı az olan karboksilik asitler sudaçözünürler, karbon sayısı arttıkça sudaki çözünürlük artan karbon sayısınaparalel azalır. Bu durumu açıklamak üzere kıyaslamalı örnekler aşağıda veril-mektedir.
HCOOH CH3COOH CH3CH2COOH CH3CH2CH2COOHMetanoil asit Etanoik asit Propanoik asit Bütanoik asitÇ: Sonsuz Ç: Sonsuz Ç: Sonsuz Ç: Sonsuz
CH3(CH2)3COOHPentanoik AsitÇ: 3.7
• Karboksilik asitler, benzen, toluen, eter, etanol gibi birçok nonpolar veyapolar organik çözücülerde de çözünürler.
3.3. Karboksilik Asitlerin Kimyasal Özellikleri ve Reaksiyonları
Karboksilik asitlerin kimyasal özelliklerini karboksil grubu yönlendirmektedir. Kuş-kusuz karboksil grubunun, bu bileşiklerin kimyasal özelliklerini yönlendiren temel fonk-siyonel grup olmasına karşın, reaktiviteyi hidrokarbon grubu da etkiler.
Karboksilik asitlerin reaksiyonları aşağıdaki şekilde gruplandırılır.
• Karboksilik asitlerin, asidik özelliklerinden kaynaklanan reaksiyonları• Karboksilik asitlerin, karboksilik asit türevleri oluşumuna ilişkin reaksi-
yonları• İndirgenme reaksiyonları• Dekarboksilasyon reaksiyonları
A L D E H İ T L E R , K E T O N L A R , K A R B O K S İ L İ K A S İ T L E R V E T Ü R E V L E R İ 399
!
A N A D O L U Ü N İ V E R S İ T E S İ
3.3.1. Karboksilik Asitlerin Asidik Özelliklerinden Kaynaklanan Reaksiyonları
Karboksilik asitler, adından da anlaşılacağı gibi "asidik özelliğe sahip bileşiklerdir."Karboksilik asit bileşikleri, zayıf asitler olmalarına karşılık, bir çok organik bileşiklerdendaha fazla asidik özelliğe sahiptirler.
Karboksilik asitlere ilişkin asitlik dengesi ve yaklaşık Ka değeri aşağıda verilmek-tedir.
Karboksilik asitlerin bazlarla reaksiyonlarından "tuzları" oluşur.
Genel reaksiyon:
Örnekler:
A L D E H İ T L E R , K E T O N L A R , K A R B O K S İ L İ K A S İ T L E R V E T Ü R E V L E R İ400
!
C
OC
O
R OH + H2O R O + H3O
Ka = RCOO- H3O+
RCOOH Ka ≅ 2 x 10-5
R C OH
O
+ B R C O-O
Karboksilikasit
Baz Karboksilikasit tuzu
(B : NaOH , KOH , Na 2CO3 , NaHCO3 , RNH2)
+ BH+
H C OH + NaOH H C ONa
Formikasit
Sodyumhidroksit
Sodyumformat
+ H2O
CH3 C OH
Etanoik asit
+ NaHCO 3 CH3 C ONa
Sodyumetanoat
+ H2CO3
H2O + CO2Sodyumbikarbonat
O O
O O
Su
!
A Ç I K Ö Ğ R E T İ M F A K Ü L T E S İ
3.3.2. Karboksilik Asitlerin Karboksilik Asit Türevleri Oluşumuna İlişkinReaksiyonları
Karboksilik asitlerden türetilebilen ve hidrolizleri sonunda yeniden karboksilik asitlere dö-nüşen bileşiklere "karboksilik asit türevleri" denir (Karboksilik asit türevleri Bölüm4'te incelenecektir. Burada sadece reaksiyonlar verilecektir).
Karboksilik asitlerden elde edilen en temel karboksilik asit türevleri aşağıda özet-lenmektedir.
(i) Asit Klorürlerin Elde Edilme Reaksiyonu
Karboksilik asitlerin tiyonil klorür (SOCl2), fosfor triklorür (PCl3) ve fosfor pentaklorür (PCl5) ile reaksiyonlarından "asit klorürler" oluşur.
Genel reaksiyon:
Örnekler:
(ii) Asit Anhidritlerin Elde Edilme Reaksiyonu
Karboksilik asitlerin asit klorürle reaksiyonlarından "asit anhidritler" oluşur.
Genel Reaksiyon:
A L D E H İ T L E R , K E T O N L A R , K A R B O K S İ L İ K A S İ T L E R V E T Ü R E V L E R İ 401
!
!
R C OH
O
Karboksilikasit
R C Cl
OSOCl2
PCl5
PCl3
R C Cl
O
R C Cl
O
+ SO2 + HCl
+ POCl + HCl
+ POCl3 + HCl
Etanoik asit
Isı + H3PO43 CH3 C Cl
O
Etanoil klorür
CH3CH2CH2 C OH
O
Bütanoik asit
+ SOCl2 CH3CH2CH2 C Cl
O
Bütanoil klorür
+ SO2 + HClIsı
3 CH3 C OH + PCl3
O
R C OH
O+ R C Cl
OBaz R C O C R
O O
+ Cl-
Asit anhidritAsit klorürKarboksilik asit
!
A N A D O L U Ü N İ V E R S İ T E S İ
Örnek:
(iii) Esterlerin Elde Edilme Reaksiyonu
Karboksilik asitlerin asit katalizörlüğünde alkollerle reaksiyonlarından "esterler"oluşur.
Genel reaksiyon:
Örnek:
3.3.3. Karboksilik Asitlerin İndirgenmeleri
Karboksilik asitler lityum aluminyum hidrür (LiAlH4) ve diboran ((BH3)2) bileşik-leri ile indirgenme reaksiyonlarından "1° alkoller" oluşur.
Genel reaksiyon:
Örnek:
A L D E H İ T L E R , K E T O N L A R , K A R B O K S İ L İ K A S İ T L E R V E T Ü R E V L E R İ402
CH3(CH2)5 C Cl
O+
Heptanoil klorür
CH3(CH2)5 C OH
O
Heptanoik asit
NaOH CH3(CH2)5 C O
OC (CH2)5CH3
O
Heptanoik asit anhidrid
!
R C OH
O+ R'OH
H+
Karboksilik asit
(katalizör)R C OR'
O+ H2O
EsterAlkol
C6H5 C OH
O+
Benzoik asit
CH3OH
Metanol
H+ , IsıC6H5 C OCH3
O+ H2O
Metil benzoat
R C OH
O
Karboksilik asit
1) İndirgeyici
2) H3O+R CH2OH
1° Alkol
CH3 C OH
O1) LiAlH4
2) H3O+CH3CH2OH
Etanoik asit Etanol
!
(İndirgeyici: LiAlH4 veya (BH3)2)
A Ç I K Ö Ğ R E T İ M F A K Ü L T E S İ
3.3.4. Karboksilik Asitlerin Dekarboksilasyonları
Karboksilik asitlerden karbon dioksit'in ayrılmasına "dekarboksilasyon" denir. Kar-boksilik asitlerin dekarboksilasyon reaksiyonlarını, karboksil grubuna bağlı hidrokarbongrubu yönlendirir.
Karboksil grubuna bağlı hidrokarbon grubu kuvvetli elektron çeken grup ise dekar-boksilasyon oldukça kolay gerçekleşir. Şayet hidrokarbon grubu kuvvetli elektronitici ise dekarboksilasyon olayı zorlayıcı koşullarda gerçekleşir.
Karboksilik asitlerin dekarboksilasyonlarından "hidrokarbonlar" oluşur.
Genel reaksiyon:
Örnek:
3.4. Karboksilik Asitlerin Elde Edilişleri
Karboksilik asitlerin elde edilişlerine ilişkin temel reaksiyonlar aşağıda özetlen-mektedir.
(i) Birinci Alkollerin Yükseltgenmeleri
Birincil alkollerin kromik oksit (CrO3), kromik asit (H2CrO4), kromik asit anhid-rit (H2Cr2O7) ve potasyum permanganat (KMnO4) gibi yükseltgenlerle reaksiyonla-rından "karboksilik asitler" oluşur.
Genel reaksiyon:
A L D E H İ T L E R , K E T O N L A R , K A R B O K S İ L İ K A S İ T L E R V E T Ü R E V L E R İ 403
!
!
R C OH
O
Karboksilik asit
∆ R H
Hidrokarbon
+ CO2
C6H5 C OH
O
Benzoik asit
H2SO4 C6H6 + CO2
Benzen
Karboksilik asit
YükseltgeyiciR C OH
O
RCH2OH
1° Alkoller
!
!
(Yükseltgeyici: CrO3 , H2CrO4 , H2Cr2O7 ve KMnO4 )
A N A D O L U Ü N İ V E R S İ T E S İ
Örnek:
(ii) Nitritlerin Hidrolizleri
Nitritlerin hem asidik hem de bazik ortamda hidrolizlerinden "kaboksilik asitler"oluşur.
Genel reaksiyon:
Örnek:
(iii) Grignard Bileşiklerinin Karbonasyonu
Aromatik veya alifatik Grignard bileşiklerinin (Bakınız ünite 15) karbon dioksitile reaksiyonlarından "karboksilik asitler" oluşur.
Genel reaksiyon:
A L D E H İ T L E R , K E T O N L A R , K A R B O K S İ L İ K A S İ T L E R V E T Ü R E V L E R İ404
KMnO4C6H5CH2OH C6H5 C OH
O
Benzoik asitBenzil alkol
C
Alifatik nitril
veya
H2SO4 / H2OAlifatik karboksilik
asit
R C OH
O
veya
(Asidik Ortam)
NaOH / H2O(Bazik Ortam)
Aromatiknitril
CAr C OH
O
N
N
R
Ar
Aromatik karboksilikasit
C6H5 C OH
O
Benzoik asit
H2SO4 / H2OC6H5 C N
Benzonitril
ArMgx
Aromatik GrignardBileşiği
RMgx
Alifatik GrignardBileşiği
1) CO2
2) H3O+
Aromatik karboksilik asit
Ar C OH
O
Alifatik karboksilik asit
R C OH
O1) CO2
2) H3O+
!
!
A Ç I K Ö Ğ R E T İ M F A K Ü L T E S İ
Örnek:
3.5. Karboksilik Asitlere İlişkin Testler
• Karboksilik asitlerin teşhislerinde asidik özelliklerinden yararlanılır.• Karboksilik asitlere, sodyum karbonat veya sodyum bikarbonat'ın sulu çö-
zeltileri ilave edildiğinde karbon dioksit kabarcıkları gözlenir.• Aynı teste sülfonik asitlerde yanıt verdiğinden bir ikinci test olarak ele-
mentel analiz yapılır. Elementel analiz sonuçları sülfür olmadığını belirtir-se, bileşiğin karboksilik asit olma ihtimali yüksektir.
• Bilinmeyen bileşiğin karboksilik asit olduğu anlaşıldığında, ester veyaamid türevleri hazırlanarak, bu türevlerin erime noktaları yardımıyla teşhisigerçekleştirilebilir.
4. Karboksilik Asit Türevleri
Karbonil grubunun heteroatom içeren bir grup ile bir hidrokarbon grubu arasında yer al-ması durumunda oluşan bileşiklere "karboksilik asit türevleri" denir.
Karboksilik asit türevlerinde hidrokarbon grubunun alkil (R) veya aril (Ar) olmasına göre"aromatik karboksilik asit türevleri" veya "alifatik karboksilik asit türevleri" ola-rak ifade edilirler. Karboksilik asit türevleri aşağıdaki genel formüllerle gösterilirler.
4.1. Karboksilik Asit Türevlerinin İsimlendirilmeleri
Karboksilik asit türevlerinin isimlendirilmeleri için bu bileşiklere ilişkin hidrokarbonyapılarını belirten sistematik isimlerin sağına çeşitli ardekler getirilir.
A L D E H İ T L E R , K E T O N L A R , K A R B O K S İ L İ K A S İ T L E R V E T Ü R E V L E R İ 405
(CH3)3 C Cl (CH3)3 C OH
O1) Mg, Eter2) CO2
3) H3O+
2-Kloro-2-metilpropan 2,2-Dimetilpropiyonik asit
C
O
Alifatik karboksilikasit türevleri
C
O
Aromatik karboksilikasit türevleri
R L Ar L
(L = X , O , C OR ,
O
OC6H5 , OR , SR , NH2 , O )
!!
!
A N A D O L U Ü N İ V E R S İ T E S İ
Ayrıca karboksilik asit türevlerinin özel isimlendirilmeleri de çok yaygındır. Tab-lo 17.2'de karboksilik asit türevlerinin sistematik ve özel isimlendirilmelerine iliş-kin kurallar etanoik asit ve benzenkarboksilik asit türevleri üyelerinin isimlendi-rilmeleri ile örneklenmektedir.
4.2. Karboksilik Asit Türevlerinin Fiziksel Özellikleri
Karboksilik asit türevlerinin fiziksel özellikleri yapısında yer alan karbonil grubu vekarbonil grubuna bağlı heteroatom içeren gruplar tarafından yönlendirilir.
• Yapılarında polar karbonil grubu içeren karboksilik asit türevlerinin fizik-sel sabitleri oldukça yüksektir.
• Karboksilik asit türevleri polar bileşiklerdir. Bu bileşiklerin molekülleri ara-sında kuvvetli dipol-dipol etkileşimleri vardır.
• Asit klorürlerin, anhidritlerin ve esterlerin fiziksel sabitleri, yaklaşık aynımoleküler kütleye sahip aldehit ve ketonların fiziksel sabitlerine yakındır.Diğer taraftan amidlerin molekülleri arasında hidrojen bağlanması söz ko-nusu olduğu için, aldehit ve ketonlara kıyasla amidlerin fiziksel sabitleridaha yüksektir. Bu durumu açıklamak üzere moleküler kütleleri yakın olanbileşiklerin kaynama noktaları aşağıda kıyaslanmaktadır.
A L D E H İ T L E R , K E T O N L A R , K A R B O K S İ L İ K A S İ T L E R V E T Ü R E V L E R İ406
Tablo 17.2: Karboksilik Asit Ailesinin İsimlendirilmesi
Bileşiğin Sistematik Özel KarboksilikFormülü İsmi İsmi Asit Türevlerinin
Türü
CH3COOH Etanoik asit Asetik asit
C6H5COOH Benzenkarboksilik asit Benzoik asit
CH3COCl Etanoil klorür Asetil klorür
C6H5COCl Benzenkarbonil klorür Benzoil klorür
(CH3CO)2 O Etanoik anhidrit Asetik anhidrit
(C6H5CO)2 O Benzen karboksilik anhidrit Benzoik anhidrit
CH3CONH2 Etanamid Asetamid
C6H5CONH2 Benzenkarboksamid Benzamid
CH3COOCH2CH3 Etil etanoat Etil asetad
C6H5COOCH2CH3 Etil benzenkarboksilat Etil benzoat
CH3COONa Sodyum etanoat Sodyum asetad
C6H5COONa Sodyum benzenkarboksilat Sodyum benzoat
Asit
Asithalojenür
Asitanhidrit
Amid
Ester
Tuz
!
A Ç I K Ö Ğ R E T İ M F A K Ü L T E S İ
• Karboksilik asit türevlerinin polar organik çözücülerde çok iyi çözünebil-melerinin yanısıra, karbon sayısı beşten az olanlar suda belli oranlardaçözünebilmelerine karşın, karbon sayısı beşten fazla olanların çözünürlük-leri çok azdır.
4.3. Karboksilik Asit Türevlerinin Kimyasal Özellikleri veReaksiyonları
Karboksilik asit türevlerinin hem fiziksel hem de kimyasal özelliklerini büyük ölçüde kar-bonil grubu yönlendirir. Kuşkusuz karbonil grubu, bu bileşiklerin kimyasal özellikleriniyönlendiren temel fonksiyonel grup olmasına karşın, reaktiviteyi karbonil grubunabağlı hidrokarbon ve heteroatom içeren gruplar da etkilerler.
Karboksilik asit türevlerinin reaksiyonları aşağıdaki şekilde gruplandırılır.
• Nükleofilik sübstitüsyon reaksiyonları• İndirgenme reaksiyonları• Grignard bileşikleri ile reaksiyonları
4.3.1. Nükleofilik Sübstitüsyon Reaksiyonları
Karboksilik asit türevlerinin nükleofillerle nükleofilik sübstitüsyon reaksiyonları, hem ba-zik hem de asit katalizörlüğünde gerçekleşen reaksiyonlardır.
Bu durumu açıklamak üzere hem bazik hem de asit katalizörlüğünde gerçekleşennükleofilik sübstitüsyon reaksiyonuna ilişkin temel reaksiyonlar aşağıda özetlen-mektedir.
• Bazik Ortamda Gerçekleşen Nükleofilik Sübstitüsyon Reaksiyonları
Karboksilik asit türevlerinin bazik ortamda gerçekleşen"nükleofilik sübstitüsyon" re-aksiyonları iki basamakta gerçekleşir. İlk basamakta nükleofilin karboksil grubuna"nükleofilik katılma" yapılmasıyla "alkoksi anyonu" niteliğinde bir ara ürün olu-şur. İkinci basamakta ise, çıkıcı grubun ayrılması ile karbonil grubu yeniden oluş-maktadır.
A L D E H İ T L E R , K E T O N L A R , K A R B O K S İ L İ K A S İ T L E R V E T Ü R E V L E R İ 407
CH3 (CH2)4CHO CH3(CH2)3COOH
2-HeksanonK.N: 150 °C
HeksanolK.N: 131 °C
Pentanoik asitK.N: 187 °C
(CH3CO)2O CH3COO(CH2)2CH3 CH3(CH2)3COCl
Etanoik anhidritK.N: 140 °C
n-Propil etanoadK.N: 102 °C
Pentanoil klorürK.N: 102 °C
CH3(CH2)3CONH2
PentanamidK.N: 232 °C
CH3CO(CH2)3CH3
!
!
!
A N A D O L U Ü N İ V E R S İ T E S İ
1. Basamak
2. Basamak
Toplam reaksiyon
• Asit Katalizörlüğünde Gerçekleşen Nükleofilik SübtitüsyonReaksiyonları
Asit katalizörlüğünde gerçekleşen "nükleofilik sübstitüsyon" reaksiyonları iki basa-makta gerçekleşir. İlk basamakta nükleofilin, protonlanmış durumdaki karboksi-lik asit türevine "nükleofilik katılma" yapmasıyla bir ara ürün oluşur. İkinci basa-makta ise, çıkıcı grubun ayrılması ile karbonil grubunun yeniden oluşması gerçekle-şir.
A L D E H İ T L E R , K E T O N L A R , K A R B O K S İ L İ K A S İ T L E R V E T Ü R E V L E R İ408
+R C L
ONu- Nükleofilik
KatılmaR C Nu
O-
LKarboksilikasit türevi
Nükleofil Alkoksi anyonu(Ara ürün)
R C Nu
O-
Çıkıcı GrubunAyrılması
R C Nu + L-O
Alkoksi anyonu(Ara ürün)
Ürün
LÇıkıcı grup
+R C L
ONu- Nükleofilik
Sübstitüsyon
Karboksilikasit türevi
Nükleofil
R C Nu + L-O
Ürün Çıkıcı grup
+R C L H+
Karboksilikasit türevi
Asit(katalizör)
R C L
OH
Protonlanmış karboksilik asit türevi
R C L
OH
+
+O
!
A Ç I K Ö Ğ R E T İ M F A K Ü L T E S İ
1. Basamak
2. Basamak
Toplam reaksiyon
Karboksilik asit ailesinin en reaktif üyeleri, asit klorürlerdir. Buna göre tüm diğer üye-lerin asit klorürlerden kolayca hazırlanabileceklerini belirtmeliyiz.
Reaktivitesi düşük bir asit türevinden, reaktivitesi yüksek bir asit türevi elde edile-mez.
Karboksilik asit türevlerinin çeşitli nükleofillerle nükleofilik sübstitüsyon reaksiyonla-rından yine "karboksilik asit türevleri" oluşur.
Genel reaksiyon:
A L D E H İ T L E R , K E T O N L A R , K A R B O K S İ L İ K A S İ T L E R V E T Ü R E V L E R İ 409
+R C L
OHNu Nükleofilik
katılmaR C Nu
OH
LProtonlanmışkarboksilikasit türevi
Nükleofil Ara ürün
H H+
+
R C Nu
OH
L
Ara ürün
H+ Çıkıcı grubun
ayrılması R CH
OH
Nu + H
R C Nu + H+
O
Ürün Asit (katalizör)
L
Çıkıcı grup
+R C L
ONu Nükleofilik sübstitüsyon
H+ (Katalizör)R C Nu
Karboksilikasit türevi
Nükleofil Ürün
H H
O+ L
Çıkıcı grup
+R C L
ONu Nükleofilik
sübstitüsyonR C Nu + L
Karboksilikasit türevi
Nükleofil Ürün
O
Çıkıcı grup
!!!
A N A D O L U Ü N İ V E R S İ T E S İ
Örnekler:
Karboksilik asit türevlerinin nükleofillerle gerçekleştirdiği nükleofilik sübstitüsyonreaksiyonları, aynı zamanda karboksilik asit türevlerinin elde edilişlerine iliş-kin temel yöntemlerdir.
4.3.2. İndirgenme Reaksiyonları
Karboksilik asit türevleri, karboksilik asitlerde (Bölüm 3) belirtildiği gibi LiAlH4,NaBH4 ve (BH3)2 gibi indirgenlerle reaksiyonlarından "alkoller" oluşur.
Genel reaksiyon:
(İndirgeyici: LiAlH4 , NaBH4 ve (BH3)2
LiAlH4 karbonil bileşiklerini, karboksilik asitleri ve karboksilik asit türevleri-ni alkole indirger.
NaBH4 , karbonil bileşiklerini ve karboksilik asit türevlerinden sadece asit klorür'üalkole indirger.
A L D E H İ T L E R , K E T O N L A R , K A R B O K S İ L İ K A S İ T L E R V E T Ü R E V L E R İ410
R C Cl
O
Asit klorür
RCOOH
R'OH
2NH3
H2O(Hidroliz)
R C O C R
O O
R C OR'
O
R C OH
O
R C NH2
O
+ HClAnhidrit
HClEster
+ NH4Cl
+
Amid
AsitHCl+
R C OH
O
Karboksilikasit
PCl3 , PCl5 veya SOCl2
Nükleofiliksübstitüsyon
Baz(NaOH)
R C ONa
O
Tuz
H2O+
!
!
R C L
O1) İndirgeyici2) H3O
+ R CH2OH
Karboksilikasit türevi
Alkol
!!
A Ç I K Ö Ğ R E T İ M F A K Ü L T E S İ
(BH3)2 , karbonil bileşiklerini, karboksilik asitleri ve karboksilik asit türevlerindenesterleri alkole indirger. Ayrıca karboksilik asit türevlerinden amidleri, aminlereindirger.
Örnekler:
4.3.3. Grignard Bileşikleri İle Reaksiyonları
Grignard bileşikleri ile karboksilik asit türevlerinin reaksiyonlarından "üçüncül alkol-ler" oluşur.
Genel reaksiyon:
Örnek:
4.4. Karboksilik Asit Türevlerinin Elde Edilişleri
Bu üniteye ilişkin Bölüm 3.3.2'de karboksilik asitlerin reaksiyonlarında ve Bölüm 4.3.1'deverilen karboksilik asit türevlerinin sübstitüsyon reaksiyonlarında, belirtilen reaksiyonlarkarboksilik asitlerin elde edilişlerine ilişkin temel reaksiyonlardır.
A L D E H İ T L E R , K E T O N L A R , K A R B O K S İ L İ K A S İ T L E R V E T Ü R E V L E R İ 411
!
1) Eter2) H3O
+
Propanoik anhidrit Propanol
(CH3CH2CO)2O + LiAlH4 2CH3CH2CH2OH
1) Dioksan2) H2O
Pentanoil klorür Pentanol
CH3(CH2)3 CH3(CH2)3CH2OHC Cl + NaBH4
O
!
R C L + 2R'MgX
OR C
Karboksilikasit türevi 3° Alkol
R'
OH
R'Grignardbileşiği
1) Eter2) H3O
+
Etil feniletanoat
C6H5CH2 C OCH2CH3 + 2CH3MgBr
O
C CH3
OH
CH3
C6H5CH2
Metil magnezyumbromür
1-Fenil-2-metil-2-propanol
!
A N A D O L U Ü N İ V E R S İ T E S İ
Karboksilik asitlerin ve karboksilik asit türevlerinin çeşitli nükleofillerle (PCl5, SOCl2
veya PCl5, ROH, RCOOH, R(H) - NH2, H2O ve NaOH) reaksiyonlarından "kar-boksilik asit türevleri" oluşur (Bakınız Bölüm 3.3.2 ve 4.3.1).
4.5. Karboksilik Asit Türevlerine İlişkin Testler
• Karboksilik asit türevlerinin teşhisi için hidrolizleri gerçekleştirilir. Hidro-lizin kolay veya zor gerçekleşmesi, karboksilik asit türevlerinin reaksitivi-tesi hakkında bilgi verir.
• Hidroliz sonrası elde edilen asitin analizi gerçekleştirilerek, türevin teşhisigerçekleştirilir.
Özet
• Organik kimyada en önemli fonksiyonel gruplardan biri de "karbonil" grubudur.• Karbonil grubu aldehitlerin, ketonların, karboksilik asitlerin ve karboksilik
asit türevlerinin yapısında yer alır.• Karboksilik grubu içeren bileşikler arasında sadece aldehit ve ketonlar "karbonil
bileşikleri" olarak anılırlar.• Karbonil grubunun iki hidrokarbon grubu arasında yer alması durumunda oluşan
bileşiklere "ketonlar" denir. Ketonlar, RCOR, RCOAr ve ArCOAr genel formülle-ri ile gösterilirler.
• Karbonil grubunun bir hidrojen atomu ile bir hidrokarbon grubu arasında yer al-ması durumunda oluşan bileşiklere "aldehitler" denir. Aldehitler RCOH ve Ar-COH genel formülleri ile gösterilirler.
• Alifatik aldehitlerin sistematik isimlendirilmelerinde, hidrokarbon yapılarını be-lirten sistematik isimlendirilmelerinde, hidrokarbon yapılarını belirten sistematik is-min sağına "al" ardeki getirilir. Aromatik aldehitlerin hidrokarbon yapılarını be-lirten sistematik ismin sonuna "karbaldehit" soneki getirilir.
• Alifatik ketonların sistematik isimlendirilmelerinde hirdokarbon yapılarını belir-ten sistematik ismin sağına "on" ardeki getirilir.
• Karbonil grubu çok polar bir gruptur.• Karbonil bileşiklerinin molekülleri arasında kuvvetli dipol-dipol etkileşimleri
vardır. Bu nedenle karbonil bileşiklere ilişkin fiziksel sabitler aynı molekülerkütleye sahip alkil halojenürlerin, eterlerin ve hidrokarbonların fiziksel sabit-lerinden daha yüksektir.
• Karbon sayısı küçük olan karbonil bileşikleri "hidrofil özellikler" , karbon sayıla-rı yüksek olanlar ise "hidrofob özellikler" baskındır.
• Karbonil bileşiklerinin kimyasal özelliklerini polar karbonil grubu yönlendirir.• Karbonil bileşiklerinin asit-baz ve enolizasyon reaksiyonları, aşağıdaki şekilde
özetlenebilir.
A L D E H İ T L E R , K E T O N L A R , K A R B O K S İ L İ K A S İ T L E R V E T Ü R E V L E R İ412
!
A Ç I K Ö Ğ R E T İ M F A K Ü L T E S İ
• Karbonil bileşiklerinin nükleofilik katılma reaksiyonları, aşağıdaki gibi özetle-nebilirler.
A L D E H İ T L E R , K E T O N L A R , K A R B O K S İ L İ K A S İ T L E R V E T Ü R E V L E R İ 413
Aldehit veyaketon
(R)H C CH3 + NaNH2
O
Sodamit(Kuvvetli baz)
(R)H C CH2Na
O
(R)H C
Enolat
CH2
Tuz
ONa
Karbonil bileşiği
R C R(H)
O
R C OH
OH
Hidrat
H2O / H+
R'OH / H+
HCN / CN-
R'MgX
R(H)
R C OR'
OH
Hemiasetal veyahemiketal
R(H)
R'OH / H+R C OR'
OR'
R(H)
Asetal veyaketal
R C CN
OH
SiyanohidrinR(H)
R C R'
OH
Alkol (1°, 2° veya 3°)R(H)
A N A D O L U Ü N İ V E R S İ T E S İ
• Karbonil bileşiklerinin indirgenme ve yükseltgenme reaksiyonları aşağıdaki gibiözetlenebilirler.
• Karbonil bileşiklerinin katılma-elminasyon reaksiyonları aşağıdaki gibiözetlenebilirler.
A L D E H İ T L E R , K E T O N L A R , K A R B O K S İ L İ K A S İ T L E R V E T Ü R E V L E R İ414
Karbonil bileşiği
R C R(H)
O
H2 / PtR C H
OH
Alkol
R(H)
R C H
OH
R(H)
1) LiAlH4 veya NaBH4
2) H3O+
Alkol
R C H
O
R CYükseltgenme OH
O
Aldehit Karboksilik asit
KMnO4
R C R
OYükseltgeyici
Keton
Reaksiyon vermez
C H
1) RNH 2 veya NH3
AldehitR CH2
2) —H2ORCH = NH
İmin
1) R2NH/H+
2) —H2O, 3) —H+R—CH = CH—N(R)2
Enamin
RCH = N —OHOksim
H2N—NH2 RCH = N—NH2Hidrazon
C6H5NH—NH2R—CH = N—NHC6H5
Fenilhidrazon
H2NNH—C—NH2 R—CH = N—NHCONH2Semikarbazon
HO—NH2
O
O
veya RCH = NR'
A Ç I K Ö Ğ R E T İ M F A K Ü L T E S İ
• Karbonil bileşiklerinin elde edilişleri
• Karboksil grubu içeren organik bileşiklere "karboksilik asitler" denir.• Alifatik karboksilik asitler RCOOH, aromatik karboksilik asitler ArCOOH genel
formülleri ile gösterilirler.• Alifatik karboksilik asitlerin isimlendirilmelerinde hidrokarbon yapılarını belirten
sistematik ismin sağına "oik" eki getirilir ve "asit" sözcüğü ilave edilir. Aroma-tik karboksilik asitlerin isimlendirilmelerinde hidrokarbon yapılarını belirten isminsağına "karboksilik" eki getirilir ve "asit" sözcüğü ilave edilir.
• Karboksilik asitlerin kendi molekülleri arasında hidrojen bağı vardır. Bu nedenlekarboksilik asitlerin fiziksel sabitleri çok yüksektir.
• Karbon sayısı az olan karboksilik asitler suda çözünürler, karbon sayısı arttıkçasudaki çözünürlükleri artan karbon sayısına paralel azalır.
• Karboksilik asitler birçok nonpolar ve polar organik çözücülerde çözünürler.
A L D E H İ T L E R , K E T O N L A R , K A R B O K S İ L İ K A S İ T L E R V E T Ü R E V L E R İ 415
R—CH2OH R—C—H1° Alkol Aldehit
Özel
yükseltgeyici
O
R—CHCl2Geminaldihalojenür
HO-/H2O R—C—HAldehit
O
R(Ar)—C—ClAromatik veya
alifatik asitklorür
H2/PdR(Ar)—C—H
O O
Aromatik veya alifatik aldehit
R—C—R'
2° Alkol
Keton
YükseltgeyiciO
R CHOH
R'
R—CCl2—R'Geminal
dihalojenür
HO-/H2O R—C—R'Keton
O
2R—CH2—C—Cl + R2CdAsit klorür KetonDialkil-
kadmiyum
2R—CH2—C—R
O O
A N A D O L U Ü N İ V E R S İ T E S İ
• Karboksilik asitlerin kimyasal özelliklerini karboksil grubu yönlendirir. Buna rağ-men reaktiviteyi hidrokarbon grubu da etkiler.
• Karboksilik asitlerin asidik özelliklerinden kaynaklanan reaksiyonları
• Karboksilik asitlerin, karboksilik asit türevleri oluşumuna ilişkin reaksiyon-ları
• Asit anhidritlerin elde edilme reaksiyonu
• Esterlerin elde edilme reaksiyonu
• Karboksilik asitlerin indirgenmeleri
A L D E H İ T L E R , K E T O N L A R , K A R B O K S İ L İ K A S İ T L E R V E T Ü R E V L E R İ416
R—C—OH + BKarboksilik
asitKarboksilik
asit tuzu
R—C—O- + BH+O O
R—C—OH Karboksilik
asit
R—C—Cl + SO2 + HClSOCl 2
R—C—Cl + POCl + HClPCl5
R—C—Cl + POCl3 + HClPCl3
O
O
O
O
R—C—OH + R'—C—ClKarboksilik
asitAsit anhidrit
R—C—O—C—R'Asit klorür
O O O O
R—C—OH + R'OHKarboksilik
asitEster
R—C—OR' + H2OAlkol
O O
R—C—OHKarboksilik
asit1°Alkol
R—CH2OH1) İndirgeyici
2) H3O+
O
A Ç I K Ö Ğ R E T İ M F A K Ü L T E S İ
• Karboksilik asitlerin dekarboksilasyonları
• Karboksilik asitlerin elde edilişleri
• Nitrillerin hidrolizleri
• Grignard bileşiklerinin kondenzasyonu
• Karbonil grubunun heteroatom içeren bir grup ile bir hidrokarbon grubu ara-sında yer alması durumunda oluşan bileşiklere "karboksilik asit türevleri" denir.
• Aromatik karboksilik asit türevleri ArCOL, alifatik karboksilik asit türevleriRCOL genel formülleri ile gösterilirler(L = —X, —OCOR, —OC6H5, —OR, —SR, —NH2, —O-).
• RCOX bileşikleri "asit halojenür", (RCO)2O bileşikleri "asit anhitrit",RCONH2 bileşikleri "amid", RCOOR' bileşikleri "ester" ve RCOONa bileşikle-ri "tuz" olarak isimlendirilirler.
A L D E H İ T L E R , K E T O N L A R , K A R B O K S İ L İ K A S İ T L E R V E T Ü R E V L E R İ 417
R—C—OHKarboksilik
asitHidrokarbonR—H + CO2
∆O
RCH2OH1° Alkoller Karboksilik
asit
R—C—OHYükseltgeyici
O
Alifatik karboksilikasit veya
R—C—OHR C N
Ar C NAromatik nitril
H2SO4/H2O
(Asidik Ortam)
NaOH/H2O
(Bazik Ortam)
Ar—C—OH
O
O
Aromatik karboksilikasit
Alifatik nitrilveya
Aromatik Grignardbilefli€i
Alifatik
ArMg X
RMg X
1) CO2
2) H3O+
Alifatik karboksilikasit
R—C—OH
Ar—C—OHO
O1) CO2
2) H3O+
Aromatik karboksilikasit
A N A D O L U Ü N İ V E R S İ T E S İ
• Karboksilik asit türevlerinin fiziksel sabitlerini karbonil grubu ve karbonil grubunabağlı heteroatom içeren gruplar tarafından yönlendirilir.
• Karboksilik asit türevleri polar bileşiklerdir. Bu bileşiklerin molekülleri arasındakuvvetli dipol-dipol etkileşimleri vardır.
• Asit klorürlerin, anhidritlerin ve esterlerin fiziksel sabitleri, yaklaşık aynı molekü-ler kütleye sahip aldehit ve ketonların fiziksel sabitlerine yakındır. Diğer taraftanamidlerin molekülleri arasında hidrojen bağlanması söz konusu olduğu için, alhedit veketonlara kıyasla amidlerin fiziksel sabitleri daha yüksektir.
• Karboksilik asit türevleri polar organik çözücülerde çok iyi çözünürler. Karbonsayısı beşten az olanlar suda belli aronlarda çözünebilmelerine karşın beştenfazla olanlar çok az çözünür.
• Karbonil bileşiklerinin kimyasal özelliklerini büyük ölçüde karbonil grubu yön-lendirmesine rağmen, reaktiviteyi karbonil grubuna bağlı hidrokarbon ve hete-roatom içeren gruplar etkiler.
• Nükleofilik sübstitüsyon reaksiyonları aşağıdaki gibi özetlenebilirler.
• Karboksilik asit türevlerinin nükleofillerle gerçekleştirdiği nüklefolik sübs-titüsyon reaksiyonları, aynı zamanda karboksilik asit türevlerinin elde edil-melerine ilişkin temel yöntemlerdir.
• İndirgenme reaksiyonları
A L D E H İ T L E R , K E T O N L A R , K A R B O K S İ L İ K A S İ T L E R V E T Ü R E V L E R İ418
PCl5, PCl3
veya SOCl2Asit Klorür
RCOOH (RCO) 2O + HClAnhidrit
R'OH RCOOR' + HCIEster
2NH 3 RCONH 2 + HClAmid
H2O RCOOH 2 + HClAsit(Hidroliz)
Baz RCOONa + H2OTuz(NaOH)
C
O
R ClR C OH
O
R C L
O1) İndirgeyici
2) H3O+ R—CH2OH
AlkolKarboksilikasit türevi
A Ç I K Ö Ğ R E T İ M F A K Ü L T E S İ
• Grignard bileşikleri ile reaksiyonları
Değerlendirme Soruları
1. Aşağıdaki ifadelerden hangileri doğrudur?I. Organik bileşiklerde " " karbonil grubudur.
II. Karbonil grubu sadece aldehit ve ketonlarda bulunur.III. CH3COOC2H5 bileşiği karbonil grubu içeren bir bileşiktir.IV. Karbonil grubu, doymamış ve polar olmasından dolayı reaktivitesi
oldukça azdır. A. I, IIB. II, IIIC. III, IVD. I, IVE. I, III
2. Aşağıdaki ifadelerden hangileri yanlıştır?I. Aldehitler RCOH ve ArCOH genel formülleri ile ifade edilirler.II. Ketonlar, RCOR', RCOOH, ArCOR' ve ArCOOH genel formülleri ileifade edilirler.III. Karboksilik asitler RCOL ve ArCOL genel formülleri ile ifade edilirler.A. I, IIB. I, IIIC. II, IIID. IIE. III
3. Aşağıdaki ifadelerden hangisi yanlıştır?A. Aldehit ve ketonların fiziksel özellikleri, yapılarında yer alan polar nite-
likli karbonil grubu tarafından yönlendirilir.B. Karbonil grubunda, karbon atomu ile oksijen atomu arasındaki tek bağ-
lanma, oldukça kuvvetli bir yük yoğunluğu eşitsizliğine neden olur.C. Aldehit ve ketonların molekülleri arasında kuvvetli dipol-dipol etkile-
şimleri gerçekleşir.D. Aldehit ve ketonların molekülleri arasında hidrojen bağlanması gerçekleşmez.E. Doymamış fonksiyonel gruplara sahip bileşiklerin temel reaksiyonu ka-
tılma reaksiyonlarıdır.
A L D E H İ T L E R , K E T O N L A R , K A R B O K S İ L İ K A S İ T L E R V E T Ü R E V L E R İ 419
R—C—L R—C—R'
3° Alkol
Karboksilikasit türevi
+ 2R'Mg XGrignardbileşiği R'
OHO
C O
A N A D O L U Ü N İ V E R S İ T E S İ
4. Aşağıdaki reaksiyonlardan hangisi yanlıştır?
5. Aşağıdaki reaksiyonlardan hangisi doğrudur?
A L D E H İ T L E R , K E T O N L A R , K A R B O K S İ L İ K A S İ T L E R V E T Ü R E V L E R İ420
H
OH
A. Cl3 C—C—H + H2O Cl3 C—C—OH
OCH2CH3
OH
B. CH3 —C—H + 2CH3CH2OH Cl3 —C—OCH2CH3
CH3
OH
C. CH3 —C—CH3 CH3 —C—CNHCN
CN-
CH3
OCH2CH3
D. CH3 —C—CH3 + CH3CH2Mg Br CH3 —C—CH2CH31) Eter
2) H3O+
H
OH
E. CH3 —C—CH3 + H2 CH3 —C—CH3Pt
O
O
O
O
O
A. CH3CH2—C—CH3 CH3CH2—C—H1) LiALH4
2) H3O+
B. CH3—C—CH3 CH3—C—OHKMnO4
C. C6H5CH2OH CH3—C—OHKMnO4
D. CH3CHCH2CH3 CH3—C—CH2CH3CrO3
OH
E. C6H5CH2Cl2 C6H5—C—H2OH-/H2O
O
O
O
O
O
O
O
A Ç I K Ö Ğ R E T İ M F A K Ü L T E S İ
6. Aşağıdaki ifadelerden hangisi yanlıştır?A. Karboksilik asitler polar ve hidrojen bağı yapabilen bileşiklerdir.B. Karboksilik asitler, asit sözcüğü içermelerine rağmen asidik özelliğe sa-
hip maddeler değildirler.C. Karboksil grubu (—COOH) içeren organik bileşiklere karboksilik asitler
denir.D. Karbon sayısı az olan karboksilik asitler suda çözünürler.E. Karboksilik asitler birçok nonpolar ve polar organik çözücülerde çözü-
nürler.
7. Aşağıdaki reaksiyonlardan hangisi yanlıştır?
8. Aşağıdaki reaksiyonlardan hangisi doğrudur?
A L D E H İ T L E R , K E T O N L A R , K A R B O K S İ L İ K A S İ T L E R V E T Ü R E V L E R İ 421
A. CH3—C—OH + NaHCO3 CH3—C—ONa
B. 3 CH3 —C—OH + PCl5 3CH3 —C—Cl
C. C6H5—C—OH + CH3OH C6H5—C—OCH3
D. CH3—C—OH CH3CH2OH
E. C6H5—C—OH C6H5—C—HH2SO4
1) LiALH4
2) H3O+
O
O
O
O
O
O
O
O
O
A. C6H5—C ≡ N C6H5—C—CH3
B. (CH3)3 C—Cl (CH3)3 C—C—OH
C. C6H5CH2OH C6H5—C—OH
D. C6H5CH2Cl C6H5—C—H
E. C6H5Cl C6H5—C—CH3
1) Mg Eter2) CO2
3) H3O+
H2SO4/H2O
KMnO4
KMnO4
H2SO4/H2O
O
O
O
O
O
A N A D O L U Ü N İ V E R S İ T E S İ
9. Aşağıdaki ifadelerden hangileri doğrudur?I. Karboksilik asit türevlerinin fiziksel sabitleri oldukça yüksektir.II. Karboksilik asit türevleri suda hiç çözünmezler.III. Karboksilik asit türevleri nükleofilik sübititasyon reaksiyonu verirler.A. I, IIB. II, IIIC. I, IIID. IE. III
10. Aşağıdaki reaksiyonlardan hangisi yanlıştır?
Yararlanılan ve Başvurulabilecek Kaynaklar
Zor, Lale. "Temel Organik Kimya", Anadolu Üniversitesi, Eğitim Sağlık ve Bilim-sel Araştırma ve Çalışma Yayınları No: 61, Eskişehir, 199 .
Zor, Lale. "Kimya, Organik Kimya", Anadolu Üniversitesi, Açık Öğretim Fakül-tesi Lisans Tamamlama Programı, Eskişehir, 1991.
Tüzün, Celal. "Organik Kimya" Palme Yayın Dağıtım, Ankara, 1996.
Solomons, T.W. Graham, "Organic Chemistry", Sixth Edition, John Wiley andSons, Inc., USA, 1996.
Carey, Francis A., "Organic Chemistry" Third Edition, Mc Graw-Hill, USA, 1996.
Değerlendirme Sorularının Yanıtları1. E 2. B 3. E 4. D 5. C 6. B 7. E 8. C 9. C 10. A
A L D E H İ T L E R , K E T O N L A R , K A R B O K S İ L İ K A S İ T L E R V E T Ü R E V L E R İ422
A. R—C—Cl R—C—OR
O
B. R—C—Cl + 2NH3 R—C—NH2 + NH4Cl
O
C. (CH3CH2CO)2 O + LİAlH4 2CH3CH2CH2OH
D. CH3(CH2)3CH2—Cl + NaBH4
E. C6H5CH2—C—OH+2CH3 Mg Br
PCl5
1) Eter
2) H3O+
CH3 (CH2)3 CH2 OH1) Dioksan
2) H2OO
1) Eter
2) H3O+
O
C6H5CH2 C CH3
OH
CH3