Organik Alifatik Bileikler Prof Dr M Ferit Grsu

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 Cn. H 2 n+2’dir. Buradaki “n” C atomlarınıın sayısını gösterir. * En basit üyeleri bir C’lu CH 4 (metan)dır. * Birbirini izleyen hidrokarbon bileşikleri arasında CH 2 kadar fark vardır. Formülleri arasında CH 2 kadar fark bulunan organik bileşiklerin oluşturduğu bu sıraya homolog sıra denir. * Bir alkan molekülünde bulunan her bir C atomu, sp 3 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, 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 Cn. H 2 n 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 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 CH 3 - (metil) grubu bağlıysa izo-, * İki tane CH 3 -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 methane metan CH 4 1 hekzan C 6 H 14 CH 3(CH 2)4 CH 3 5 etan ethane C 2 H 6 CH 3 1 heptan C 7 H 16 CH 3(CH 2)5 CH 3 9 propane propan C 3 H 8 CH 3 CH 2 CH 3 1 oktan C 8 H 18 CH 3(CH 2)6 CH 3 18 bütan C 4 H 10 CH 3 CH 2 CH 3 2 nonan C 9 H 20 CH 3(CH 2)7 CH 3 35 pentan C 5 H 12 CH 3(CH 2)3 CH 3 3 dekan C 10 H 22 CH 3(CH 2)8 CH 3 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 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

Cl CH 3 3 -metil siklopenten 3 -klor siklobüten 1, 3 -siklohegzadien CH 3 -CH-CH 2 -CH═CH 2 5 4 3 2 1 4 -metil-1 -penten CH 3 CH 2═C-CH 2 -CH═CH 2 1 2 3 4 5 2 -metil-1, 4 -pentadien CH 3 CH 2═C-CH═C═CH 2 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 H 2 katılır. H 2 C=CH 2 + H 2 H 3 C−CH 3 CH=CHCH 3 + H 2 CH 3 CH 2 CH 3 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

170 0 C Cn. H 2 n+1 -Br + KOH Al 2 O 3 CH 3 -CH 3 -C Alkol 700 -800 0 C CH Pd 270 0 C Cn. H 2 n + KBr + H 2 O CH 2=CH 2 CH 3 -CH=CH 2 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 isimlendirilirle • Üçlü bağ yapan C atomları sp hibritleşmesine uğramıştır. • Üçlü bağ bir iki bağından oluşur • Genel formülleri Cn. H 2 n-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≡CCH 3 Propin HC≡CCH 2 CH 3 1 -Bütin CH 3 C≡CCH 3 2 -Bütin (CH 3)3 CC≡CCH 3 4, 4 -Dimetil-2 -pentin CH 2 CHCH 2 C≡CCH 3 1 -Hepten-5 -in (CH 3)2 C CHCH 2 C≡CH 6 -Metil-5 -hepten-1 -in CH 2 CHCH 2 CH 2 C≡CH 1 -Hepten-6 -in 49

ÖRNEK: CH 3 - CH 2 -C≡ CH 5 4 3 2 1 1 -pentin CH 3 -CH-CH 2 -C ≡ CH 2 5 CH 3 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-CH-CH 3 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 H 2 katıldığında alkenler ve alkanlar meydana gelir. • Yükseltgendiklerinde karboksilli asitleri oluştururlar. CH 3 -C≡CH+ 2 H 2 Ni , Pt CH 3 -CH 2 -CH 3 51

CH 3 -C≡CH+ 2 Br 2 CH 3 -CBr 2 -CHBr 2 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 + H 2 O CH 3 -C≡C-H + H 2 O Hg+2 - H 2 SO 4 O ║ CH 3 -C-H O ║ CH 3 -C- CH 3 53

CH 3 -C≡C-H + Cu+ Ag+ NH 3 FEHLİNG Ç NH 3 TOLLENS Ç CH 3 -C≡C- Cu + H + Kırmızı çökelek CH 3 -C≡C- Ag + H + Beyaz çökelek NOT: Amonyaklı Cu. Cl 2 çözeltisi ve amonyaklı Ag. NO 3 çözeltisi alkinlerin ayıracıdır. Alkanlar, alkenler ve R-C≡C-R tipi alkinler bu iki çözeltiyle tepkime vermezler. 54

55