KARBOKSİLLİ ASİTLER
KARBOKSİLLİ ASİTLER • Yapılarında karboksil grubu bulunan bileşiklerdir. R – COOH yapısındadırlar (R yerine hidrojen atomu da gelebilir). • Genel formülleri CnH2nO2’dir. • Karboksilli asitler; yapılarındaki karboksil grubu (–COOH) sayısına göre, mono karboksilli asitler ve poli karboksilli asitler olarak sınıflandırılabilir.
KARBOKSİLLİ ASİTLERİN ADLANDIRILMALARI SİSTEMATİK ADLANDIRMA (IUPAC SİSTEMİNE GÖRE ADLANDIRMA) • Aynı sayıda karbon taşıyan alkanların adının sonuna "– oik asit" eki getirilir. • IUPAC sistemine göre adlandırmada karbon zincirine herhangi bir grup bağlanmışsa – COOH grubundaki karbon birinci karbon olarak alınır, karbonlar numaralanarak bağlı gruplar belirtilir.
ÖZEL ADLANDIRMA • – COOH grubundan sonraki karbonlara sırasıyla alfa, beta, gama karbonları denir. Bağlı gruplar hangi karbonda ise belirtilerek okunur. Bu adlandırmada asidin özel ismi söylenmelidir.
PİYASA ADI
•
Bazı asitlerin özel adları vardır.
KARBOKSİLLİ ASİTLERİN ELDE EDİLMESİ • 1) Primer (birincil) alkollerin iki derece yükseltgenmesinden karboksilli asit oluşur. • 2) Grignard bileşiklerinden karboksilli asit oluşur. • 3) Asit anhidritlerinden karboksilli asit elde edilir. • 4) Esterlerin hidroliziyle karboksilli asit oluşur.
• 5) Aldehitlerin bir derece yükseltgenmesi ile karboksilli asit oluşur. • 6) Kolbe sentezi ile karboksilli asit elde edilir: Sodyum alkolat yüksek basınçta CO ile ısıtılırsa karboksilli asitlerin Na tuzu oluşur. Bu tuzlar H2SO4 ile etkileştirilirse karboksilli asit oluşur.
KARBOKSİLLİ ASİTLERİN GENEL ÖZELLİKLERİ FİZİKSEL ÖZELLİKLERİ • Aynı sayıda karbon taşıyan alkollere göre daha yüksek kaynama noktasına sahiptirler; çünkü iki karboksilli asit molekülü arasında 2 hidrojen bağı vardır (DİMERLEŞME). • 4 karbonluya kadar olan küçük moleküllü karboksilli asitler suda çözünür.
• Monokarboksilli asitlerde karbon atomu sayısı arttıkça kaynama noktası yükselir. • Monokarboksilli asitlerde karbon atomu sayısı arttıkça asitlik kuvveti azalır. • Aynı karbon sayılı dikarboksilli asitlerin kaynama noktası, monokarboksilli asitlere göre daha yüksektir; çünkü iki molekül arasında daha fazla hidrojen bağı içerirler.
KİMYASAL ÖZELLİKLERİ O–H BAĞININ KOPTUĞU TEPKİMELER • 1) Alkoller, Na ve K gibi 1A grubundaki aktif metallerle H2 gazı açığa çıkarırken karboksilli asitler hem aktif metallerle hem de Mg, Zn ve Ca gibi metallerle H2 gazı açığa çıkarır. • 2) Karboksilli asit bazlarla tuz ve su oluşturur. • 3) Karboksilli asitler yapısında bikarbonat iyonu içeren tuzlarla tepkime verir.
• 4) Karboksilli asitlerde asit hidrojeni, karboksil (– COOH) grubundaki hidrojendir. • 5) Suda iyonlaşırlar. Sudaki iyonlaşma miktarı molekülde karbon sayısı arttıkça azalır. Buna göre en iyi iyonlaşan ve en kuvvetli karboksilli asit formik asittir. Asitler suda iyonlaştıklarında – COOH (karboksil) grubundaki H+ iyonunu suya verirler. Sudaki çözeltileri zayıf elektrolittir.
C–O BAĞININ KOPTUĞU TEPKİMELER • 6) Karboksilli asitlerin karboksil grubundaki –OH grubunun çıkarılmasıyla elde edilen gruba açil grubu denir. • 7) 2 mol asitten 1 mol su çıkarılmasıyla asit anhidritler elde edilir. • 8) Karboksilli asitler PCl3 ve PCl5 ile tepkimeye sokulursa asit klorürler oluşur.
• 9) Karboksilli asitlerin alkollerle tepkimelerinden esterler oluşur. Bu tepkimelerde asit – OH grubunu, alkol ise H+ iyonunu verir. Asit, asit özelliğiyle davranmamıştır. Bu nedenle esterleşme tepkimeleri olarak adlandırılır. • 10) İndirgenebilirler. Bir derece indirgenmelerinden aldehit, iki derece indirgenmelerinden ise primer alkol oluşur.
DİĞER KİMYASAL ÖZELLİKLER • 11) Homolog sıra oluştururlar. • 12) Mavi turnusolu kırmızıya çevirirler. • 13) Aynı sayıda karbon içeren karboksilli asitler ve esterler birbirinin izomeridir. En küçük ester iki karbonlu olduğundan formik asidin izomeri olan bir ester yoktur.
ÖNEMLİ BAZI KARBOKSİLLİ ASİTLER FORMİK ASİT (KARINCA ASİDİ) • Karınca salgısında ve ısırgan otunda bulunur. • Endüstride basınç altında CO gazının NaOH ile ısıtılmasından önce sodyum format elde edilir. Elde edilen sodyum format, sülfürik asit ile reaksiyona sokulduğunda formik asit oluşur.
• Formik asit; hem asit hem de aldehit özelliği gösterir. Aldehit grubu ihtiva ettiğinden dolayı Tollens ve Fehling çözeltilerine etki eder. • Karboksilli asitler yükseltgenmediği hâlde formik asit aldehit grubu içermesinden dolayı yükseltgenebilir. Yükseltgenmesinden karbonik asit oluşur. Karbonik asit de kararsız yapısından dolayı karbon dioksite dönüşür.
YAĞ ASİTLERİ • Moleküllerinde karbon atomu sayısı çift olan doymuş ve doymamış mono karboksilli asitlere yağ asitleri denir. Bunlardan doymuş yağ asitleri katı yağların yapısında, doymamış yağ asitleri de sıvı yağların yapısında bulunur. • Organizmada yağların oluşumu: 1 mol gliserinin 3 mol yağ asidi ile reaksiyonundan 1 mol yağ ve 3 mol su oluşur.
• Yağ asitlerine bazı örnekler aşağıda verilmiştir: C17H33 – COOH Oleik asit C17H31 – COOH Linoleik asit C17H29 – COOH Linolenik asit C17H35 – COOH Stearik asit C15H31 – COOH Palmitik asit • Kalitesiz sıvı yağların H2 ile doyurulması sonucu margarin elde edilir.
• Organizmada yağların sindirimi (hidroliz): 1 mol yağ ve 3 mol su ile birleşir. 1 mol gliserin ve 3 mol yağ asidi oluşur. Böylece yağlar yapı taşlarına ayrılır.
YAŞAMIMIZDAKİ YAPAY KARBOKSİLLİ ASİTLER ORGANİK ASİDİN ADI
KULLANILDIĞI BAŞLICA YER
Asetik asit
Yapay sirkede
Salisilik asit
Nasır ilacı
Askorbik asit
C vitamini
Asetil salisilik asit Sitrik asit (Limon tuzu)
Aspirin Koruyucu katkı maddesi
YAŞAMIMIZDAKİ DOĞAL KARBOKSİLLİ ASİTLER • Bütirik asit (Tereyağı asidi): Tereyağında bulunur. • Katı yağ asitleri (Palmitik asit, stearik asit): Katı yağlarda bulunur. • Sıvı yağ asitleri (Oleik asit, linoleik asit, linolenik asit): Sıvı yağlarda bulunur. • Sitrik asit (Limon asidi): Limonda bulunur. • Malik asit (Elma asidi): Elmada bulunur.
• Asetik asit (Sirke asidi): Sirkede bulunur. • Okzalik asit: Kuzukulağında bulunur. • Laktik asit (Süt asidi): Yoğurtta, ekşimiş sütte ve yorulunca kaslarda bulunur. • Formik asit (Karınca asidi): Karınca salgısında ve ısırgan otunda bulunur. • Askorbik asit (C vitamini): Kuşburnu, limon, portakal vb. meyvelerde bulunur. • 21 çeşit aminoasit: Proteinlerin yapı taşıdır.
• Aspirin (Asetil salisilik asit): Söğüt yaprağında ve söğüdün dallarında bulunur. Salkım söğüdün yaprağı veya dalı kül edilirse aspirin elde edilir.
SİRKENİN ELDE EDİLMESİ Sıkılıp suyu alınan üzümün kalan posasına cibre denir. Cibrenin üzerine ılık su dökülür. 1 hafta beklenir. Daha sonra cibrenin üzerindeki seyreltik üzüm suyu diyebileceğimiz kısım üzümün posasından ayrılarak küplere aktarılır. Hava ile teması kesilmeyecek şekilde küpün ağız kısmı ince bir tülbentle örtülür. Yaklaşık 1 sene sonra sirke olur.
YAPAY SİRKE (MARKETLERDEKİ SİRKE SENTETİKTİR VEYA DOĞAL BİLE OLSA KATKI MADDESİ İÇERİR) • Sentetik sirke: Sanayide yapay yolla elde edilen anhidr asetik asidin % 5’lik çözeltisidir. Ayrıca katkı maddesi ilave edilmiştir.
• Marketlerden alınan sirke, ya sentetik sirkedir ya da doğal yollardan elde edilmiş olsa bile koruyucu madde içeren sirkedir.
ASETİK ASİT • Asetik asit yapay maddedir. Piyasada sirke ruhu veya susuz asetik asit adıyla bilinir. % 100 asetik asit içerir. • Günümüzde yapay etanolun 2 basamak oksidasyonu ile veya asetilene su katılmasıyla oluşan asetaldehitin 1 basamak yükseltgenmesiyle elde edilmektedir. Bu nedenle yapay diyoruz. • Eskiden şaraptan elde edilirdi.
DOĞAL SİRKE (SİRKE) • Doğal sirkedeki % 5 asetik asit, doğaldır. • Ayrıca içinde yüzlerce az veya eser miktarda çeşitli maddeler vardır. Bunların başlıcaları; mineral maddeler, vitaminler ve faydalı mikroorganizmalardır. • Doğal sirke ancak ev ortamında yapılabilir. Marketlerde katkısız doğal sirke bulmak mümkün değildir.
• Doğal sirkede katkı maddesi yoktur. • Doğal sirkenin kendine has çok güzel tadı, kokusu ve aroması vardır. • Doğal sirkede son kullanma tarihi olmaz.
SİRKENİN FAYDALARI • Sirke doğal asetik asidin seyreltik hâlidir. Yemeklerimizde kullandığımız aynı zamanda sıhhatimize de faydalı olan bazı maddeler vardır ki çoğunun farkında değilizdir. Sirke bunlardan biridir. Salatamıza sirke koyarken sirkenin bize sağlayacağı faydaları hiç düşünmeyiz. Hele sirkenin yenmekten başka haricen de kullanılabileceği çoğumuzun aklına bile gelmez.
• Karbonhidratların ağızda sindirimi, salyanın içindeki pityalin enzimi ile başlar. Sirke, tükürük salgılanmasını arttıran en mühim yiyeceklerdendir. • Sirke ile çocuklardaki pişik önlenebilir. Yıkanan çamaşırların son durulama suyuna bir miktar sirke katılması çocukta pişik meydana gelmemesine yardım eder. • Sirke uygun şekilde sulandırılarak arpacıkta da kullanılabilir.
• Antibiyotiklerin hakkından gelemediği başlıca mikroplar pseudomonas ve proteustur. Sirke bunların hakkından gelebilir. Sirke kuvvetli bir mikrop öldürücüdür. • Orta kulak enfeksiyonlarında kaynamış sirkenin kullanılması ile başarılı neticeler alınmıştır. Sirkenin damlatılmasıyla müzminleşmiş kulak iltihaplarının önüne geçilip akıntı kurutulabilir.
• Cildiyecilerin önemli tedavi usullerinden biri banyo tedavisidir. Bu tedaviyi antiseptik (mikrop öldürücü) amaçlı veya kaşıntıya karşı olarak kullanırlar. • Alkali zehirlenmelerinde en mühim tedavi edici maddenin, sulandırılmış sirke olduğu eskiden beri bilinmektedir. • Sirke, ateşli hastalarda ateşi düşürmek için de kullanılmaktadır.
• Bitli hastalarda %10’luk sirke tedavi edicidir. Bit tedavisinde Kwell losyonu kullanılır. Fakat bu ilaç bitin sirkesine ait kitin tabakasını eritemez. % 10’luk sirke solüsyonu bu tabakayı eritir. • Sirke derideki lipit mantoyu eritmek suretiyle kepeklenmeyi de önleyebilmektedir. • Sirke güneş ışınlarına karşı deriyi koruyucu hususiyete sahiptir.
• Yemekten önce bir kaşık kolesterole iyi gelir. • Vitamin ve mineral dengesinin korunmasına yardımcı olur. • Hazmı kolaylaştırır. • Kan dolaşımını düzenler. • Damarlardaki kalınlaşmaya engel olur. • Kilo kontrolüne yardımcıdır. • Vücudu osteoporoza karşı korur.
Ekleme yerleşen zehirli artıkları temizler. Eklem romatizmasına engel olur. Diş ve diş eti sağlığı için çok faydalıdır. Zenginlik kaynağıdır. Sirke olmayan ev fakirdir. • Özelliğini kaybeden mıknatıs, sirkede şarj olur. • • • •
SAĞLIĞIMIZ İÇİN EN ZARARLI YAPAY KARBOKSİLLİ ASİTLER • SİTRİK ASİT (LİMON TUZU) En tehlikeli kanserojen etki maddesi olup ne yazık ki bir çok hazır gıdada bulunmaktadır. Başlıca bulunduğu hazır gıdalar; gofretler, bazı meyve suları, bazı çorbalar, turşular, reçeller ve bazı şekerlemelerdir. Evlerde yapılan turşu ve reçellerin çoğuna da sitrik asit (limon tuzu) konulmaktadır.
• ASKORBİK ASİT (C VİTAMİNİ) Kanserojen etki maddesidir. Bazı içeceklerde bulunur.
OKSİ (HİDROKSİ) ASİTLER • Yapılarında karboksil (– COOH) grubunun yanı sıra hidroksil (– OH) grubu da taşırlar. • Hem asit hem alkol özelliği gösterirler. • Hidroksi asitlerin karboksil grubundaki hidrojen, soy ve yarı soy dışındaki bütün metallerle H2 gazı açığa çıkarır. Hidroksil grubundaki hidrojen ise yalnız Na ve K gibi aktif metallerle H2 gazı çıkarır; Mg, Zn ve Ca gibi metallerle H2 gazı çıkarmaz.
OPTİKÇE AKTİFLİK VE OPTİK İZOMERİ • Yapısında asimetrik karbon atomu taşıyan organik bileşikler, polarize ışığı çevirme özelliği gösterir. Bu maddelere optikçe aktif madde, bu izomeri çeşidine de optik izomeri denir. Üst üste çakışmazlık dışında optik izomerlerin yapı ve özellikleri aynıdır; örneğin, saf optik izomerlerin erime ve kaynama noktaları aynıdır.
ASİMETRİK KARBON ATOMU • Karbon atomunun 4 bağında da farklı gruplar varsa bu karbon asimetriktir ve polarize ışığa etki eder. Asimetrik karbon atomu, sağ üst köşede bir yıldız işaretiyle gösterilir.
POLARİZE IŞIK • Polarize ışık, tek düzlemde titreşen ışıktır. • Asimetrik karbon atomu içeren moleküller kiral (asimetrik) moleküller olarak adlandırılır. • Kiral bir molekül ve ayna görüntüsüne, ikisine beraber enantiomeri denir. • Polarize ışığı sağa çevirenlere (+), sola çevirenlere de (–) denir.
RASEMİK KARIŞIM • Optikçe aktif bir bileşiğin + ve - şeklini eşit miktarda bulunduran karışımlar polarize ışığa etki etmezler. Bu karışıma rasemik karışım denir. • Optikçe aktif bir bileşiğin D ve L şekilleri birbirinin ayna görüntüsü gibi başka bir ifadeyle sağ elle sol el gibidir; birbirleri üzerine çakışmazlar.
ENANTİOMERLER • Enantiomerler; üst üste konulamayan, birbirinin üzerine oturtulamayan, üst üste konulunca birbiriyle çakışmayan ve birbirinin ayna görüntüsü olan stereoizomer bileşiklerdir. Kiral olarak da isimlendirilir. • Kiralda tüm ligandlar birbirinden farklıdır. • Düzlem polarize ışığı, farklı yönlerde çevirirler.
• Kiral maddeler, aynı ortamda farklı tepkime hızı verirler. • Farklı biyolojik aktivite gösterirler. • Kiral merkeze, stereojenik merkez de denir. • Kiral maddeler optikçe aktiftir.
KİRAL, AKİRAL, OPTİKÇE AKTİF, OPTİKÇE İNAKTİF • Şayet bir madde, sadece 1 kiral merkez içerirse bu madde kiraldir ve enantiomeri vardır. • Yapay enantiomerler, rasemik karışımdır ve optikçe inaktiftir. • Eğer bir maddenin 2 kiral merkezi varsa bu madde optikçe aktif de olabilir, inaktif de olabilir.
• Şayet madde içinde sanal bir düzlem varsa (ayna görüntüsü oluşuyorsa) madde optikçe inaktiftir. Optikçe inaktif maddeye akiral madde de denir.
STEREOİZOMERLERİN MAKSİMUM SAYISI • 2n formülüyle bulunur; n kiral merkez sayısıdır.
2n FORMÜLÜ HER ZAMAN GEÇERLİ DEĞİLDİR • Bazen 2 kiral merkez olduğu hâlde stereoizomer sayısı 4 değil de 3 olur. Bunun nedeni enantiomerlerden birinin ayna hayalinin birbiriyle çakışmasıdır. Bu durumda optikçe aktiflik söz konusu değildir, ayna görüntüsü yoktur, bundan dolayı 1 stereoizomer sayılır. Diğer enantiomerin ayna hayali birbiriyle çakışmadığından 2 stereoizomer sayılır.
• Toplam 3 stereoizomer olur.
d (D) VE l (L) KARBONHİDRAT BİLEŞİKLERİNE ÖZELDİR • d (D) ve l (L) karbonhidratlara özel gösterimdir. Fonksiyonel gruba en uzaktaki asimetrik karbon atomunda OH sağdaysa d veya D (dekstro), soldaysa l veya L (levo) denilmiştir. • d izomerin polarize ışığı sağa çevirdiği (+), l izomerin ise sola çevirdiği (-) yanlış bilinen bir husustur.
• D-gliseraldehit polarize ışığı sağa çevirirken, D-laktik asit sola çevirir. • + ve – geneldir. Polarize ışığı sağa çevirenler (+), sola çevirenler ise (-)’dir. • Bir maddenin +’sı kaç derece sağa çeviriyorsa –’si de o kadar derece sola çevirir.
MONOKROMATİK VE POLİKROMATİK IŞIN • MONOKROMATİK IŞIN: Tek dalga boylu ışındır. Sodyum ışığı, örnek verilebilir. • POLİKROMATİK IŞIN: Çok dalga boylu ışındır. Beyaz ışık, örnek verilebilir.
SOSYAL ALANDA KULLANILAN KİMYA KELİME VE DEYİMLERİ •
Polar görüş ve polarize bakış: Çevresinde olup bitenleri iyi algılamama, değerlendirmeme, sabit fikirli olma hâlidir. Atgözlülükten farkı; atgözlülüğün gayriiradi, polar görüşün ise iradi olmasıdır.