Organik Kimya ve Kategoriler

'Ders notları' forumunda YAREN tarafından 24 Kasım 2009 tarihinde açılan konu


  1. Organik Kimya nedir
    Organik Kimya konu anlatımı

    Organik Kimya
    1) Genel Bilgiler
    2) Bileşikler
    3) Tepkimeler
    4) Reagentler
    5) Mekanizmalar
    6) Stereokimya
    7) Sentezler
    8) Organometalik Kimya
    9) Fantastik Org. Kimya
    10) Teorik Organik Kimya


    Organik Kimya

    Bileşikler

    Organik nedir? Esas olarak karbon (C) bileşikleri diyebiliriz ama çoğunlukla yalnız değil karbon, yanında oksijen (O) var; hidrojen (H) var; nitrojen (azot) (N) var. Liste uzar gider. Sonuçta kısaca, karbonun bu elementlerle yaptığı bileşiklere verilen genel isim. Günlük hayatta kullandığımız şeylerin büyük bir yüzdesi organik moleküllerden oluşuyor. Başlayalım. Sabah kalktık. Tuvalete gittik. İşimizi hallettik. Ne yaptık, elimizi yıkadık. Neyle? Sabunla. Uğurcum durdur burda. Sabun deyip geçme. Uzun karbon zincirli karboksilik asitlerin değişik tuzlarından elde ediliyor bin yillar boyunca. Uzun karbon zincirli karboksilik asitlerde ne oluyor? Yağ asidi diyoruz bunlara çünkü, bunların üç tanesi bildiğimiz gliserin ile birleştiğinde yediğimiz, yemek yaptığımız yağı oluşturuyor. Zaten, sabun eldesi de bunun tersi işlemi ile gerçekleştiriliyor. Günümüze dönelim. Sabunların içinde bir çok katkı maddesi, boyar madde, parfüm, nemlendirici madde, koruyucu madde. Bunların hepsi de farklı farklı organik bileşikler. Tuvaletten çıktık. Karnımız zil çalıyor. Kahvaltı zamanı. Ne yiyoruz. Peynir, süt, yumurta, ekmek. Bunların içlerinde vucudumuzun besin olarak kullandığı, protein, yağ, karbonhidratlar vitaminler mevcut. Karbonhidrat dedik, burda durdur Uğurcum. Hepimiz sıklıkla duyarız bunu. Karbohidratlı bileşikler kilo yapar vs. diye. Karbonhidrat aslında bir çok şeker molekülünün bir araya gelip oluşturduğu yapıdan başkası değil. Nişastayı biliyoruz. O da aynı. Hepsi de şekerin, daha bilimsel adıyla sakkaritlerin farklı farklı bir araya gelmesiyle oluşan organik moleküller. En ünlü sakkarit ise glikoz.

    Kahvaltı bitti. Okula gitme zamanı. Neyle, otobus ya da otomobille. Araba diyelim bir kısaca. Arabaları çalıştıran benzin ise, 8 karbonlu bir hidrokarbon karışımıdır. Karışımdaki maddelerin oranı ise benzinin süper ya da normal olmasını belirler.

    Okula geldik, derse geç kalmışız. Hemen defterimizi açtık. Burda duralım Uğurcum. Defter, yani kağıt. İlginç bir akrabalık vardır aslında kağıt ile nişasta arasında. Kağıt selüloz denen hammaddeden yapılır. Ağaçlarda, yapraklarda bulunur. Nişasta ve selüloz, her ikisi de aslında binlerce glikozun biraraya gelmesiyle oluşmaktadır ama tek farkı, iki glikoz arasında oluşan bağın farklılığı. Ve vucudumuzdaki enzimler, nişastaki glikozları koparabilirken, maalesef selülozdakileri koparamıyor, yani sindiremiyoruz.

    Hoca derste tepegöz ile birşeyler gösteriyor. Ne ile gösteriyor, asetat dediğimiz şeffaf kağıtlarla. Burda durduk Uğurcum. Asetatın yapısı da aslında selülozdur ama selüloz moleküllerindeki hidroksi gruplarına asetil grubu bağlanmıştır. Bu yüzden genel ismi asetat olarak kalmıştır. Teknik ismi, ingilizce tranperancy, türkçe ise saydam ya da seffaf kağıttır.

    Adamantan
    Sadece karbon ve hidrojenden oluşan bu bileşiğe hayran olmak için yapısını görmek yeterli olsa gerek. Üç siklohekzan halkasının birleşerek oluşturduğu trisiklik yapıda dört siklohekzan halkası mevcut. H-NMR'da tek pik vermesinin sebebi 12 adet simetri elemanı olması.

    1933 yılında Çekoslovakyalı Landa ve Machachaeck tarafından keşfedilen C10H16 molekülüne elmas'ın latince karşılığı olan adamantane ismi uygun görüldü. Zira elmas ile adamantan arasında polimer-monomer ilişkisine benzer bir uygunluk bulunmaktadır. Elmasın örgü yapısı içerisinden alınacak 10 karbon adamantan yapısını oluşturabilmektedir.

    Diğer karbohidratlara nazaran katı halde fcc (face centered cubic = yüzey merkezli küp) yapısını oluşturması erime noktasının (269 oC) yüksek olmasının sebebi olarak gösterilebilir. Oda sıcaklığında süblimleşebilme özelliği de diğer hidrokarbonlardan ayırıcı bir özelliğidir. Suda çözünmemesine karşın hidrokarbonlarda çözünür.

    Simetrisinin yanında ilaç sanayiinde de kullanılıyor olması ününü bir hayli artırmıştır.

    Kinolin
    Aslında benim organik bileşikler arasında sentezlediğim ilk molekül diyebiliriz. Her ne kadar saflaştıramasam ve herhangi bir kanıtım olmasa da sentezleyebilmişimdir herhalde. Skraup kinolin sentezi denen bir yöntemle; Anilin, gliserin ve sülfürik asit kullanarak sentezlenebilmektedir kolaylıkla.

    Keskin bir kokusu olan renksiz ama zamanla kararan, higroskopik bir sıvıdır kinoline. Organik çözücülerde oldukça iyi çözünürken, suda çok az çözünebilmektedir. pKa'sı 9.5 olan zayıf bir bazdır kendileri. Yoğunluğu, 1.09 g/mL'dır. Erime ve kaynama noktaları sırasıyla; -15 oC ve 238 oC'dir.

    Resin ve terpenler için çözücü olarak kullanılmasının yanısıra, başka bileşiklerin sentezi için ara üründür (8-hidroksi kinoline gibi).

    İnsan üzerindeki kanserojen etkileri denenmemesine rağmen deney hayvanları üzerindeki etkilerinden dolayı 'olası kanserojen maddeler' listesi içinde yer almaktadır.

    Sitrik asit
    Bilinen en popüler asitlerden olan sitrik asitin pH değeri 3,5'tur. IUPAC ona 2-hydroxy 1,2,3-propan trikarboksil asit ismini koymuşsa da sitrik asit bu isimle anılmayı sevmez. Halk arasında limon tuzuyla özdeşleşen sitrik asitin yararları sofraya kattığı ekşilikle bitmiyor. En azından şu sıralar bu asitle çok fazla uğraştığım için gönül rahatlığıyla çok yararlı bir organik asittir diyebilirim. Altın nanoparçacıkları elde etmekte kullanılmasını öğrenmemden beri labımın demirbaş malzemesi haline geldi. Ben altın nanoparçacıkları eldesindeki detayları başka birgüne bırakıp şimdilik sadece yapısını vermekle yetiniyorum.


    Aspirin
    Öncelikle bu mucizevi maddenin tarihinden bahsetmekte yarar var

    Milattan önce 4.yüzyil civarinda yasayan Hipokrat (hipokrat yemininin isim babasi) sögüt agacinin yapraklarini ve kabuklarini kullanarak agrilari dindiriyordu. Aradan milenyumdan fazla bir süre gecmesi gerekti sögüt agacindaki bu ilacin ne oldugunun anlasilmasi icin. 1828 yilinda Johann Büchner isimli Alman farmakolog aci bir tadi olan igne seklince kritalleri olan bir maddeyi sögüt agacindan elde etti ve adini salisin koydu. 1829`da ise Fransiz kimyager Henri Leroux ilk olarak saf bir krital halinde elde etti salisini. 1838`de ise Italyan kimyager Raffaele Piria ise salisinin karbohidrat ve aromatik bilesenlerini ayirip, aromatik bilesenini yükseltgeyip elde ettigi renksiz igne seklindeki kristallere salisilik asit ismini verdi.

    Fakat salisilik asit midede oldukca direnc gösterdigi icin ilac olarak kullanilamiyordu. Bunun icin farkli bir hale sokulmasi gerekiyordu bilesigin. Ve bunu ilk olarak 1853`de Charles Frederic Gerhardt isimli Fransiz kimyager salisilik asitin tuzu ile asit klorürü tepkimeye sokarak asetil salisilik asit yani günümüzde bilinen ismiyle aspirini sentezleyerek gerceklestirdi. Fakat yaptigi bu ürünü pazarlamak gibi bir düsüncesi olmadigi icin piyasaya sürülmesi icin yaklasik 50 yil beklemesi gerekti aspirinin. 1899 yilinda Bayer icin calisan Alman kimyager Felix Hoffman bunu Gerhardt`in yaptigi aspirin ile babasinin romatizma agrilari üzerine denemeler yapip ardindan basarili sonuclar alinca, Bayer`i ikna edip 6 Mart 1899 tarihinde Aspirin ismini verip patentini alip piyasaya sürmeye basladilar.


    Aspirin isminin A`si asetil salisilik asitin a`sindan, spir`i ise spiraea ulmaria`dan (sögüt agacinin latince ismi sanirim) gelmistir. in kismi ise ilac isimlerinin sonunda kullilan bir ek.

    Aspirin 1915 yilina kadar toz halinde satilirken, bu yildan sonra tablet halinde piyasaya sürülmeye baslandi.

    1948 yilinda Dr. Lawrance Craven aspirin kullaniminin kalp krizi riskini azalttigini bulup, her gün bir aspirin icilmesini tavsiye edilmistir. Ve her gecen gün aspirinin iyi geldigi rahatsizliklar bulunmaktadir. Ne kadari dogru ne kadar yanlis bilemeyiz ama aspirinin ilaclar tarihinde yikilmayacak bir yere sahip oldugu ve mucizevi ilac unvanini cok daha uzun bir sure daha koruyacagi bir gercek.

    Benzen
    Kaynama noktasi 80.1 oC olan yanici organik bir sivi. Su ile karismaz. Apolar bir çözücüdür.
    Aromatik bilesiklerin en temel örnegidir.
    çKanserojen olmasina ragmen cözücü olarak kullanilmaktadir hala bir cok sanayide. Bunun sebebi de bir cok tepkimede benzerlerine göre cok iyi sonuclar vermesidir. Ha iki gidim soludun mu kanser yapmiyor elbette ama kanserojenligi tescilli maddeler arasinda.

    Küban
    Muhtemelen, baslangicta fantezi olsun diye sentezlenen küp seklinde, tahmin edilenden de fazla kararli bir molekül.


    1964 yilinda ilk olarak sentezlenmistir.

    C-C baglari arasindaki acinin 109.5° olmasi beklenirken, 90° olmasi moleküle oldukca yüksek bir gerilme (strain) enerjisi vermektedir (166 kkal/mol). Aslinda karbon atomunun hibritlesmesi sp3 degildir. Yapilan hesaplamalar,karbon atomunun hibritinin %31 s karakteri oldugunu göstermistir.(sp3 hibritinde, s karakteri yüzdesi %25`dir)

    Suya, isiga ve havaya karsi ilginc bir sekilde kararlidir. 220°C`nin üstünde bozunur.

    Oda sicakliginda yogunlugu 1.29 g/mL olan kati haldedir. Ilginc bir sekilde, kati kristal halinin geometrisi kübik degil, rombohedraldir. Yani, küp seklinde bir molekülün, kristal yapisinin da, küp olmasini beklerdim ben sahsen . Erime noktasi ile kaynama noktasi arasindaki fark da ilginc bir sekilde cok cok düsüktür (E.N = 130°C, K.N = 133°C). NMR da, 4.0 ppm de tek singlet piki verir.

    Kübandaki hidrojenler yerine nitro (NO2) gruplari konuldugunda, TNT den iki kat daha patlayici oktanitro küban molekülü elde edilir.

    Hidrojen yerine farkli gruplar takilarak elde edilen türevleri AIDS, bazi kanser hastaliklari ve de Parkinson hastaligi tedavisi icin test edilmektedir.

    Cythane
    Hernekadar 14 Karbon ve 20 Hidrojenden oluşan bu molekülün hayal ürünü olduğu söylense de ilginç ve aykırı dizaynı ile bir şaheser olarak karşımızda durmaktadır cythane.

    Karbenler
    Karbonun iki bag yaptigi, cogu zaman kararsiz ara ürün olan hali. Karbenler nötrdür, iki baglari ve de iki de eslesmemis elektronlari vardir. Ama elektronca oldukca fakirdirler cünkü cevrelerinde 6 elektron bulunmaktadir. Bazilari, bagli gruplarinin kuvvetli elektron verici olmalarindan dolayi nükleofilik özellik de tasiyabilmektedir.

    Indüktöf etki ile elektron verici gruplar baglanarak kararli hale getirilebilmektedir. Günümüzde siselenebilip satilan karbenler mevcuttur. Oldukca ilginc tepkimeleri vardir.

    Singlet ve de triplet olarak iki adet elektronik hali bulunur. Elde edilmede kullanilan bilesige göre singlet ya da triplet karben olusumlari degismektedir.


    Formaldehit
    Bir karbon. Sagina soluna birer hidrojen bagladik. Bir de cift bagli oksijen koyduk mu oldu size formaldehit; resmi adiyla da metanal.

    Su ile karisabilen bir sividir. Kadavralarin icinde bulundugu sividir ayrica kendisi. Ama sulu cözeltisi kullaniliyor olsa gerek.

    Kanserojendir. Elidor sampuanlarinda bulunur. Kullanmayin. Kendileri yazdigim mektuba verdikleri cevapta, saglik bakanliginin yasal sinirlarinin altinda kullandiklarini savunmuslardi ama ben sahsen ne kadar az da olsa formaldehit iceren bir sampuanla o güzelim saclarimi yikamak istemem. Sampuan almadan önce arkasina bakmanizi öneririm.

    Paraformaldehit adinda polimer hali ((CH2O)n)vardir ki kati kristal olarak bulunur.
    Alıntı