Karbon ve Moleküler Çeşitlilik

Karbon ve Moleküler Çeşitlilik
Organik kimya karbonlu bileşikleri
inceleyen bilim alanıdır.
• Çoğu organik bileşik karbonun yanısıra hidrojen
de içerir.
• Vitalizm, organik bileşiklerin sadece
organizmalarda oluşabileceğini savunan bir
görüştür. Fakat yanlışlığı ispatlanmıştır.
• Mekanizm bütün doğal fenomenlerin fizik ve
kimya kanunları ile belirlendiğini savunan
görüştür.
Organik moleküller ve canlılığın orijini
• Stanley Miller’’in klasik deneyi organik bileşiklerin
abiyotik (canlı organizma dışında)
ortamda
sentezlenebileceğini göstermiştir.
• Deney organik moleküllerin abiyotik şartların
oluştuğu yerlerde (volkanik patlamaların civarında)
oluşabildiğini bunun da canlılığın oluşumunda bir
aşama olabileceğini göstermiştir.
Deney Düzeneği
Su buharı
“Atmosfer”
CH4
Elektrod
Kondenser
Soğuk su
Organik molekülleri
içeren
soğumuş
“yağmur”
H2O
“deniz”
Organik bileşikler
• Dört valans elektronuyla, karbon diğer birçok
atomla kovalent bağlar yapabilir
• Bu büyük ve kompleks moleküllerin oluşmasına
olanak sağlar
Figure 4.3
Moleküler Yapısal Formül
Formül
(a) Metan
CH4
(b) Etan
C2H6
(c) Eten
C2H4
Ball-andStick Model
Üç boyutlu
yapı
Figure 4.UN01
Üre
Moleküler çeşitlilik karbon iskeletin farklı
organizasyonuyla ortaya çıkar.
• Karbon zincirleri birçok organik molekülün
iskeletini oluşturur.
• Karbon zincirleri uzunluk ve şekil bakımından
çeşitlilik gösterir.
Karbon iskelet dört farklı yolla şekillenebilir:
(c) Çift bağın yeri
(a) Uzunluk
Etan
Propan
(b) Dallanma
Bütan
1-Büten
2-Büten
(d) Halka
2-Metilpropan
(izobütan)
Siklohegzan
Benzen
Hidrokarbonlar
• Sadece C ve H içerirler
• Hidrokarbonlar bazı reaksiyonlar geçirerek
enerji açığa çıkarırlar.
Nukleus
Yağ damlacıkları
10 m
(a) İnsan adipoz hücresinin bir kısmı
(b) Yağ molekülü
İzomerler
• İzomerler aynı moleküler formüle fakat farklı
yapı ve özelliklere sahiptir
(a) Yapısal izomer
(b) Cis-trans izomer
cis izomer: İki X molekülü
aynı tarafta.
trans izomer: : İki X molekülü
farklı tarafta.
(c) Enantiyomer (ayna görüntüsü)
CO2H
CO2H
H
NH2
CH3
L izomer
NH2
H
CH3
D izomer
İlaç
Ibuprofen
Albuterol
Hastalık,
belirti
Etkili
Enantiyomer
Etkisiz
Enantiyomer
S-Ibuprofen
R-Ibuprofen
R-Albuterol
S-Albuterol
Ağrı
Astım
• Canlılığın kimyasında önemli olan fonksiyonel
gruplar:
–
–
–
–
–
–
–
Hidroksil grubu
Karbonil grubu
Karboksil grubu
Amino grubu
Sülfidril grubu
Fosfat grubu
Metil grubu
Östrojen
Testosteron
Fonksiyonel
Grup: metil
Fonksiyonel Grup
hidroksil
Fonksiyonel
Grup
Hidroksil
Yapı
Alkol
(HO—)
Örnek
Etanol
Bileşiğin adı
Karbonil
yapı
Karbonil grubu
karbon iskeletin içinde
ise keton
Karbonil grubu
karbon iskeletin sonunda
ise aldehit
Örnek
Aseton
Propanal
Bileşiğin adı
Karboksil
Yapı
Karboksilik asit (organik asit)
Örnek
Asetik asit
İyonize olmamış
İyonize
Figure 4.9d
Amino
Yapı
Amin
Örnek
Glisin
İyonize
olmamış
iyonize
Figure 4.9e
Sülfidril
Yapı
Tiyoller
(HS—)
Örnek
Sistein
Figure 4.9f
Posfat
Yapı
Organik fosfatlar
Örnek
Gliserol fosfat
Figure 4.9g
Metil
Yapı
Metillenmiş bileşikler
Örnek
•DNA’ya metil grubu eklenmesi
gen anlatımını etkiler
5-Metil sitidin
ATP Hücresel işlerde önemli bir enerji
kaynağıdır
• Bir fosfat molekülü olan, adenozin trifosfat
(ATP), hücrelerdeki birincil enerji transfer
molekülüdür
• ATP adenozin adlı bir organik molekül ve ona
bağlı üç fosfatlı bir zincirden oluşur.
Adenozin
Çoğu zaman ATP bünyesinde enerji depolar denilse de
bünyesinde suyla reaksiyona girme potansiyelini barındırdığını
söylemek daha doğrudur.
H2O ile
reaksiyon
Adenozin
Adenozin
ATP
İnorganik
fosfat
ADP
Enerji