19.11.2009 1 Mekanizma

19.11.2009
4. Asetilen katımı: Aldehit ve ketonlara
asetilen veya terminal asetilenik grup içeren
alkinler katılarak alkinil
bileşiklerini
yaparlar.
Metil etil ketona asetilen katılması ile
sedatif-hipnotik bir ilaç olan metilpentinol
elde edilir.
O
CH3CC2H5 + HC CNa
ONa
CH3CC2H5
C CH
H+
veya
OH
CH3CC2H5
C CH
Mekanizma;
Karbonun doğrudan metal
atomuna bağlı olduğu
bileşiklere organometalik
bileşikler denir.
5. Grignard katımı: Grignard bileşikleri,
karbonil grubuna kolaylıkla katılırlar;
oluşan katım ürünleri, hidroliz olarak
alkollere
dönüşür.
Bu
şekilde
primer,, diğer
ğ aldehitlerden
formaldehitten p
sekonder alkoller hazırlanabilir.
O
R- Mg++X- + R' C H
Steroidal yapıdaki bazı ilaçların
sudaki çözünürlüğünü artırmak için de
içerdikleri keton grubuna asetilen katımı
yapılarak bunların
etinil
türevleri
hazırlanır.
• Ketonlara Grignard bileşiklerinin katımı ile
ise tersiyer alkoller oluşur.
-
R
Mg++X-+
O
O-Mg
M ++Xeter
R' C R''
R' C R''
R
H3O+
O
OH
R' C R''
R
O-Mg++XOH
H3O+
R' C H
R' C H
R
R
1
19.11.2009
Mekanizma;
Metilmagnezyumbromür’ün
(Grignard bileşiği) asetaldehit
ile reaksiyonu
veya
MgCl
+
O
HCH
CH2OH
1) Dietil eter
2) H+
Sikloheksilmağnezyum
klorür
Sikloheksilmetanol
O
CH3(CH2)4CH2MgBr + CH3CH
Heksilmağnezyum
bromür
1) Dietil eter
2) H+
CH3(CH2)4CH2CHCH3
OH
2-Oktanol
Halojenleme Reaksiyonu
CH3CH2MgBr
O
C CH3
+
Etilmağnezyum
bromür
CH3MgCl
1) Dietil eter
2) H+
Asetofenon
2-Fenil-2-bütanol
1) Dietil eter
2) H+
+
O
Metilmağnezyum
klorür
OH
C CH3
CH2CH3
Siklopentanon
CH3
OH
1-Metil-1-siklopentanol
Karbonil grubuna bitişik olan karbon
atomu α karbon atomudur. α-karbona bağlı
hidrojen atomları ise α hidrojeni dir. Bu
protonların pKa değeri 19-20 arasındadır ve
enolat oluşturmaları için bazla etkileşmeleri
yeterlidir. Asitlikleri etin, eten ve etanın
hidrojenlerinden daha asidiktir. Aktif olan bu
hidrojenler sübstitüsyon reaksiyonlarına
girebilirler.
H
O
β
R C Cα CH2 R'
H
2
19.11.2009
Haloform Reaksiyonu
O H
R C C CH2 R'
H
X2
H+ veya OH-
O H
R C C CH2 R'
X
X2
O X
R C C CH2 R'
X
O H
R C Cα CH2 R'
β
CH3
O CH3
R C Cα CH2 R'
β
CH3
Alkilmetil ketonlar üzerinden yürütülen,
trihalometan yapısında bileşiklerin elde edildiği
reaksiyondur.
+
O H
R C αC H
H
O
R C CX
α 3
Reaksiyon vermez
O H
R C αC X
H
Cl2, Br2, I2
OH-
H+
OH
-
CHX3
+
RCOOH
CHX3
+
RCOO-
H2O
OH-/H2O
X2
O H
R C αC X
X
X2
OH-
O X
R C CX
X
İsim Reaksiyonları
1. Aldol kondenzasyonu (Aldolizasyon)
Aktif hidrojen içeren aldehit ve ketonlar,
seyreltik asit veya alkali hidroksit çözeltileri
karşısında bir molekül bir diğerinin karbonil
grubuna katılırlar; aldol (aldehit-alkol)
denilen bileşikler oluşur.
Aldoller, asitli ortamda hafif ısıtıldıklarında
su eliminasyonu ile alken yapısında
bileşiklere dönüşürler.
O
CH3 C H
+
O
CH2 C H
-
OH -
-
O
CH2 C H
-
+
HOH
+
-
O
CH3 C H
O
O
CH3 CH CH2 C H
+
Alkoksit anyonu
-
O
O
CH3 CH CH2 C H + HOH
OH
O
CH3 CH CH2C H + OH Aldol katılma ürünü
Aldol katılma ürününden su ayrılması;
O H
O
O
CH3 CH CH
CH
CH3 CH CH C H + HOH + OH
α
H
2-Bütenal (Kroton aldehit)
OH -
α,β-Doymamış aldehit
β-Hidroksi aldehit
Bu protanlardan biri, bir enolat
oluşturmak için baz tarafından
uzaklaştırılır
baz
Enolün katıldığı
karbonil grubu
O
2 CH3CH2 C H
Propanal
Reaksiyonda oluşan
karbon-karbon bağıdır
+
H O
2 CH3CH2C C H
CH3
2-Metilbütanal
OH
O
CH3CH2 CH CH C H
CH3
OH -
3-Hidroksi-2-metilpentanal
OH -
OH CH3
CH3CH2CHCH C CHO
CH3 CH2CH3
2-Etil-3-hidroksi-2,4-dimetilheksanal
3
19.11.2009
2. Claisen Kondenzasyonu
Ketonların kuvvetli baz etkisiyle bir
esterle reaksiyona girerek β-diketon
yapısında bileşikleri oluştururlar.
O
O
O
OH - CH3 C CH3
CH2 C CH3 + R C OR'
-R'OH
O
R C CH2 C CH3
O
3. Strecker reaksiyonu
Aldehit ve ketonlar, amonyum klorürsodyum siyanür karışımı ile ısıtıldıklarında
amino nitril verirler; amino nitriller asit
α-amino
asitlere
hidroliz
sonucu
dönüşürler (Strecker amino asit sentezi).
O
R C H(R') + NH3 + CN-
H 2O
β-diketon
4. Mannich reaksiyonu
Aktif hidrojen içeren bileşikler, aminler
ve formaldehit ile doğrudan doğruya
ısıtıldıklarında da Mannich bazları oluşur.
Reaksiyon asitler ve bazlar tarafından
katalize edilir.
R
R
O
NH + HCHO + R'CCH2R'
O
R
R'CCH CH2N
R
R'
H
R CC N
NH2
H3O+
α-aminonitril
R CH COOH
NH2
α-amino asit
Mannich reaksiyonu, formaldehit yerine
diğer küçük moleküllü aldehitlerle de
yapılabilirse de yaygın değildir. Reaksiyon
sekonder aminlerle iyi yürür; primer
aminlerle
çalışıldığında
bazı
yan
reaksiyonlar olabilir.
Mannich bazı
Oksidasyon-Redüksiyon Reaksiyonları
1. Aldehitler, oksidan ajanlar karşısında
kolaylıkla karboksilli asitlere yükseltgenirler.
Özellikle küçük moleküllü aldehitlerin
oksidanlarla reaksiyonu şiddetle yürür;
formaldehitin
katı halde potasyum
permanganatla oksidasyonu patlama şeklinde
olur.
2 RCHO
O
Furfural
CHO
+
O2
2 RCOOH
K2Cr2O7
H2SO4, H2O
O
COOH
2. Aldehit ve ketonlar, katalizör karşısında
hidrojenle veya lityum aluminyum hidrür vb.
redüktör ajanlar karşısında
alkollere
dönüşürler;
aldehitlerden
primer,
ketonlardan sekonder alkoller oluşur.
O
RCH
red.
O
RCR'
red.
RCH2OH
OH
RCHR'
Furoik asit
4
19.11.2009
Mekanizması;
veya
Reaksiyon
katalitik
hidrojenasyonla
platinyum oksit, nikel, bakır-krom oksit gibi
katalizörler karşısında hidrojenle yapılabilir.
Raney nikeli, oda sıcaklığında ve normal basınçta
çalışılabildiği için diğer katalizörlerden daha
avantajlıdır.
Katalitik hidrojenlemede molekülde bulunan
çifte bağ, ester, halojen vb. gruplar da
etkilenebilir.
CHO
H2
Pt
R
C O
+
2 Zn(Hg) + 4 HCl
Özellikle sodyum bor hidrür, ester, karboksil,
nitril, hidroksil, alkoksil, nitro, çifte bağ gibi
grupları
l
etkilememesi
tkil
i nedeni
d i ile
il
selektif
l ktif
redüksiyon için tercih edilir.
O
OH
4
(CH3)2C=CH(CH2)2CCH3 NaBH
(CH3)2C=CH(CH2)2CHCH3
metanol
CH2OH
3. Ketonlar çinko malgaması karşısında,
derişik hidroklorik asit ile ısıtılınca da
karbonil oksijeninin kopuşu şeklinde
redüklenirler (Clemmens redüksiyonu). Bu
reaksiyon aldehitlerin redüksiyonlarında
uygulanmaz.
R
Redüksiyon, lityum aluminyum hidrür ve
sodyum bor hidrür gibi ajanlarla da yapılabilir.
R
R
CH2 + 2 ZnCl2 + H2O
6-Metil-5-hepten-2-on
6-Metil-5-hepten-2-ol
4. Cannizaro reaksiyonu
α-Konumunda hidrojen içermeyen
aldehitler,
sodyum veya
potasyum
hidroksitin
etanoldeki
çözeltisinde
ısıtıldıklarında oksido-redüksiyona uğrarlar;
bir molekül karboksilli asit oluşurken, bir
molekül alkol meydana gelir (α-hidrojen
içeren aldehitler bu şartlarda aldolizasyon
yaparlar).
2
CHO
NaOH
50C
COONa +
CH2OH
5
19.11.2009
Kondenzasyon Reaksiyonları
Amonyak ve amin türevi bileşiklerin
reaksiyonu
Aldehitler, amonyakla nükleofilik katım ve
bunu takiben su eliminasyonu sonucu imin
(aldimin) oluştururlar.
RCHO
+
NH3
RCH
NH2
RCH=NH + H2O
OH
imin
Aldehit ve ketonlar, çeşitli amonyak
türevleri
tü
l i ile
il katım-eliminasyon
k t
li i
ti i reaksiyon
tipi
ki
vererek imin oluştururlar. Bu reaksiyonlar
genellikle asit katalizör karşısında iyi yürür.
Aldimin
Bu şekilde primer aminlerin verdiği
iminlere Schiff bazı, hidroksilaminle
verdikleri imine ise oksim (aldoksim,
ketoksim) adı verilir.
RCHO
+
H2NR'
RCH=NR'
+
amonyak
imin
primer amin
hidrazon
hidrazin
H2O
oksim
Schiff bazı
hidroksil amin
RCHO
+
H2NOH
RCH=NOH
+
H 2O
semikarbazon
semikarbazit
Oksim
aril hidrazon
Aril hidrazin
ısı
• Asitlik sıralaması
a)
eter
sübstitüsyon
eliminasyon
hidratasyon
pKa ~5
pKa ~ 10
pKa~ 16-20
O3
Zn/asetik a.
PDC
oksidasyon
oksidasyon
PDC
CH3MgBr
H+
oksidasyon
oksidasyon
6
19.11.2009
1-bromobütan
eliminasyon
eter
sübstitüsyon
O3
Zn/asetik aa.
oksidasyon
oksidasyon
oksidasyon
Mechanism of cyanohydrin formation from an aldehyde
or ketone
Figure 17.7
Francis A. Carey, Organic Chemistry, Fourth Edition. Copyright © 2000 The McGraw-Hill Companies, Inc. All rights reserved.
7