Tıp-1 Alkanlar-Alkenler-Alkinler (Organik Alifatik Bileşikler)
advertisement
Organik Alifatik Bileşikler Prof.Dr.M.Ferit Gürsu Tıbbi Biyokimya Anabilim Dalı mfgursu@firat.edu.tr 1 Friedrich Wöhler 2 3 Hidrokarbonlar Alifatik Alkanlar Aromatik Alkenler Alkinler 4 HİDROKARBONLARIN SINIFLANDIRILMASI Yalnız C ve H elementlerini içeren organik bileşiklere hidrokarbonlar denir.. Hidrokarbonlar Alifatik hidrokarbonlar Doymuş hidrokarbonlar Alkanlar Aromatik hidrokarbonlar Doymamış hidrokarbonlar Alkenler Alkinler 5 ALKANLAR * Genel formülleri CnH2n+2’dir. Buradaki “n” C atomlarınıın sayısını gösterir. * En basit üyeleri bir C’lu CH4 (metan)dır. * Birbirini izleyen hidrokarbon bileşikleri arasında CH2 kadar fark vardır. Formülleri arasında CH2 kadar fark bulunan organik bileşiklerin oluşturduğu bu sıraya homolog sıra denir. * Bir alkan molekülünde bulunan her bir C atomu, sp3 hibrit (melez) orbitalleri ile bağ yapar. * Molekülde bulunan C—C ve C—H bağlarının tamamı σ (sigma) bağlarıdır. 6 ALKANLAR Alkanların Adlandırılması * Alkanların adlandırılması, C sayısının Latince karşılığının sonuna -an eki getirilerek yapılır. Ancak ilk dört üyenin adı özeldir. Bunlar metan, etan, propan ve bütandır. * Alkanlarda C atomlarının oluşturduğu temel yapıya herhangi bir atom ya da atom grubu bağlanabilir. Bu olaya dallanma,bağlanan atom ya da gruba dal ya da yan zincir, yan zincirin bağlandığı C atomlarından oluşmuş iskelete ise ana zincir denir. 7 ALKANLAR •Suda çözünmezler, organik çözücülerde çözünürler. •Oda şartlarında ilk 4 üyesi gaz, 5-18 karbonlular sıvı,diğerleri katıdır. •Mol kütleleri arttıkça ve moleküldeki C zinciri uzadıkça van der waals çekim kuvvetleri arttığından erime-kaynama noktaları yükselir. 8 Alkan molekülleri açık zincirli ya da halkalı yapıda olabilir: * C atomlarının halka oluşturmadan birbirine bağlandığı alkanlara açık zincirli alkanlar denir. * C atomlarının birbirlerine bir halka oluşturarak bağlandığı alkanlara ise siklo alkanlar denir. Genel formülleri CnH2n şeklindedir. 9 KAPALI FORMÜL VE YAPI FORMÜLÜ * Bir bileşiği oluşturan atomların, türünü ve sayısını gösteren formüle kapalı formül denir. * Kapalı formüle aynı zamanda molekül formülü de denir. * Molekülü oluşturan atomlar arasındaki bağların düzenini gösteren formüle ise yapı formülü denir. 10 ADLANDIRMA Nomenclature IUPAC Sistemi Prefix Carbons meth1 eth2 prop3 but4 pent5 hex6 7 heptoct8 non9 dec10 Prefix Carbons undec11 dodec12 tridec13 tetradec14 pentadec15 hexadec16 heptadec17 octadec18 nonadec19 eicos20 11 ALKİL GRUPLARI VE ADLARI Dallanmamış alkanların uç hidrojenlerinden birinin koparılmasıyla geriye kalan kısma alkil grubu denir. 12 Dallanmış yapılı alkanlar, Uluslararası Kuramsal ve Uygulamalı Kimya Birliği (IUPAC) tarafından geliştirilen kurallara göre adlandırılır. Bu kurallara göre yapılan adlandırmaya sistematik adlandırma denir. 13 Alkanlarda İzomeri Molekül formülleri aynı, yapı formülleri farklı olan moleküllere birbirinin yapı izomeri, bu duruma ise izomerizm denir. 14 Bir alkan molekülü; * Düz zincir halinde yazılmış ise n- alkan (normal alkan), * Ana zincirin 2. C atomunda bir tane CH3- (metil) grubu bağlıysa izo-, * İki tane CH3-grubu bağlıysa neoön ekleriyle adlandırılır. * Bileşik izo- ya da neo- ön ekiyle adlandırılırken moleküldeki toplam C atomu sayısı alkan adına karşılık gelir. 15 Dallanmamış alkanların adlandırılması Adı Moleküler Formül Yapısal Formül İzomer sayısı Adı Moleküler Formül Yapısal Formül İzomer sayısı methane metan CH4 CH4 1 hekzan C6H14 CH3(CH2)4CH3 5 etan ethane C2H6 CH3CH3 1 heptan C7H16 CH3(CH2)5CH3 9 propane propan C3H8 CH3CH2CH3 1 oktan C8H18 CH3(CH2)6CH3 18 bütan C4H10 CH3CH2CH2CH3 2 nonan C9H20 CH3(CH2)7CH3 35 pentan C5H12 CH3(CH2)3CH3 3 dekan C10H22 CH3(CH2)8CH3 75 16 Örnekler 17 * 18 19 20 21 22 23 24 25 26 İnsan vücudundaki bir çok fizyolojik özellikleri kontrol eden Prostaglondinlerin yanında Stereoidler de halkalı doğal yapılara iyi birer örnektir. 27 Hidrokarbonlar • Alifatik Alkenler yapı içinde karbon-karbon çift bağı içeren hidrokarbonlardır. H H C Alkenler H C H 28 ALKENLERİN ADLANDIRILMASI ALKENLERİN ADLANDIRILMASI 29 30 31 1,1-Dikloreten Cis- 1,2-Dikloreten POLAR Trans-1,2-Dikloreten APOLAR 32 Alkenlerde cis- trans izomerliğin görülebilmesi için çift bağın her bir karbonuna iki farklı atomun ya da grubun bağlı olması gerekir. Burada yalnızca bir yapı mümkündür. Dikkatlice bakılırsa birinci karbon atomuna iki hidrojen bağlı olduğundan diğer yapı birinciyle aynıdır. 33 H atomları, çift bağa cis yapısında bağlı H atomları, çift bağa trans yapısında bağlı 11-cis-retinal 11-trans-retinal 34 Alkenler için bazı yaygın isimler kullanılmaktadır 35 C2H5 Etil siklopentan 1,3-dimetil siklopentan 1,3- Klor siklopentan 2 Cl 3 1 CH3 CH3 Cl Cl Br CH3 1-brom,3-klor siklopentan 3-metil siklopenten 3-klor siklobüten 1,3-siklohegzadien CH3 CH3-CH-CH2-CH═CH2 5 4 3 2 1 4-metil-1-penten CH3 CH2═C-CH2-CH═CH2 1 2 3 4 5 2-metil-1,4-pentadien CH3 CH2═C-CH═C═CH2 1 2 3 4 5 2-metil-1,3,4-pentatrien 36 37 Alkenlerin Reaksiyonları: I-Katılma Reaksiyonları Hidrojen katılması Alkenlere hidrojen katılması kendiliğinden olmaz. Ni, Pt, Pd gibi metal katalizörler kullanılır. Bir çift bağa 1 mol H2 katılır. H2C=CH2 + H2 H3C−CH3 CH3CH=CHCH3 + H2 CH3CH2CH2CH3 38 Çok ince dağılmış nikel olan Raney nikel ile yapılan hidrojenleme reaksiyonu, margarin üretiminde sıvı yağların hidrojenlenerek katı yağlara dönüştürülmelerinde yaygın olarak kullanılmaktadır. 39 Alkenlerin Reaksiyonları: II-Katılma Reaksiyonları Halojen katılması Alkenlere renkli olan brom (Br) ve iyot (I) gibi halojenlerin katılması sonucunda alken halojenürler (dihalojen alkanlar) meydana gelir ve halojenin rengi kaybolur; bu da çift bağın varlığını göstermesi bakımından önemlidir. 40 Markovnikov kuralı veya katılmalarda Markovnikov yönlenmesi olarak bilinen kurala göre; çift bağ çevresinde simetrik olmayan alkenlere hidrohalojen asitleri katılmasında hidrojen, çift bağ çevresinde en çok hidrojeni olan karbona katılır, halojen ise diğer karbona katılır. 41 Su katılması Alkenlere asit katalizörlüğünde su katılması ile alkoller oluşur. 42 III-Yükseltgenme reaksiyonları • Alkenlerin soğuk bazik ortamda yükseltgenmeleri sonucu dioller, sıcak bazik ortamda yükseltgenmeleri sonucu karboksilli asitler oluşur. 43 CnH2n+1-OH CnH2n+1-Br + KOH 170 0C Alkol Al2O3 CH3-CH3 CH3-C H2SO4 700-800 0C CH Pd 270 0C CnH2n+ H2O CnH2n + KBr + H2O CH2=CH2 CH3-CH=CH2 44 Örnekleri örnekleri IUPAC’a göre adlandırınız Aşağıdaki ol 45 Hidrokarbonlar • Alifatik Alkinler yapı içinde karbon-karbon üçlü bağı içeren hidrokarbonlardır. Alkinler HC CH 46 ALKİNLER Alkinlerin Adlandırılması 47 • Yapılarında karbonlar arası üçlü bağ (-C≡C-) içeren hidrokarbonlar alkin olarak isimlendirilirler • Üçlü bağ yapan C atomları sp hibritleşmesine uğramıştır. • Üçlü bağ bir iki bağından oluşur • Genel formülleri CnH2n-2 dir. • En basit alkin iki karbonlu etin (asetilen)dir: HC≡CH • Alkan ismindeki ”an” yerine “in” eki yazılır 48 Alkinlerin isimlendirilmeleri HC≡CH Asetilen veya etin HC≡CCH3 Propin HC≡CCH2CH3 1-Bütin CH3C≡CCH3 2-Bütin (CH3)3CC≡CCH3 4,4-Dimetil-2-pentin CH2CHCH2CH2C≡CCH3 1-Hepten-5-in (CH3)2CCHCH2CH2C≡CH 6-Metil-5-hepten-1-in CH2CHCH2CH2CH2C≡CH 1-Hepten-6-in 49 ÖRNEK: CH3 CH3- CH2- CH2-C≡ CH 5 4 3 2 1 1-pentin CH3-CH-CH2-C ≡ CH2 5 CH3 CH3 CH≡ C- CH-C ≡ CH 1 2 3 4 3 2 1 4-metil-1-pentin 4 5 3-metil-1,4-pentadiin CH ≡ C-C ≡ C-CH-CH3 1 2 3 4 5 6 5-metil -1,3-hagzadiin 50 Alkinlerin Tepkimeleri • Alkinler, alkenler gibi katılma ve yükseltgenme tepkimeleri verirler • Katalizör (Ni, Pt) eşliğinde H2 katıldığında alkenler ve alkanlar meydana gelir. • Yükseltgendiklerinde karboksilli asitleri oluştururlar. CH3-C≡CH+ 2H2 Ni , Pt CH3-CH2-CH3 51 CH3-C≡CH+ 2Br2 CH3-CBr2-CHBr2 NOT: Alkenlerde olduğu gibi alkinlerde bromlu suyun kırmızı rengini giderirler. NOT: H-Cl ve benzeri maddeler katıldığında H, hidrojeni zengin olan tarafa katılır. 52 NOT: Alkenlere su katıldığında alkoller oluşurken, alkinlere su katıldığında aldehid ya da keton oluşur. (Eğer kullanılan alkin asetilense aldehid, daha fazla karbon içeren alkinse keton oluşur. H-C≡C-H + H2O CH3 -C≡C-H + H2O Hg+2- H2SO4 Hg+2- H2SO4 O ║ CH3-C-H O ║ CH3-C- CH3 53 CH3 -C≡C-H + CH3 -C≡C-H + Cu+ Ag+ NH3 FEHLİNG Ç NH3 TOLLENS Ç CH3 -C≡C- Cu + H + Kırmızı çökelek CH3 -C≡C- Ag + H + Beyaz çökelek NOT: Amonyaklı CuCl2 çözeltisi ve amonyaklı AgNO3 çözeltisi alkinlerin ayıracıdır. Alkanlar, alkenler ve R-C≡C-R tipi alkinler bu iki çözeltiyle tepkime vermezler. 54 55
