Alkoller, Eterler ve Aminler
Alkoller, eterler ve aminler, oksijen ve azot üzerindeki ortaklanmamış elektron çiftleri sayesinde hidrojen bağı vericisi ve alıcısı, zayıf asit veya baz ve çok yönlü nükleofiller olarak işlev gören heteroatom içeren fonksiyonel gruplardır.
Tanım
Bu konu, hidroksil (alkoller), oksijen köprülü (eterler) veya amino (aminler) fonksiyonel grupları içeren organik bileşiklerin kimyasını ve bunların ilgili fonksiyonel gruplarla karşılıklı dönüşümlerini ele almaktadır.
Kapsam
Bu konu, alkollerin hazırlanması ve reaksiyonlarını (oksidasyon, sübstitüsyon, dehidrasyon, ester oluşumu), epoksitler dahil eterlerin sentezi ve parçalanmasını, ayrıca aminlerin bazlığını, nükleofilliğini ve açilasyon/alkilasyon kimyasını kapsamaktadır.
Temel sorular
- Heteroatomun ortaklanmamış elektron çifti, bu grupların asitliğini, bazlığını ve nükleofilliğini nasıl belirlemektedir?
- Alkoller, halojenürler, alkenler ve karboniller gibi diğer fonksiyonel gruplara nasıl dönüştürülmektedir?
- Epoksitler neden sıradan eterlerden çok daha reaktiftir?
Temel kuramlar
- Hidrojen bağı ve heteroatom nükleofilliği
- Oksijen ve azot üzerindeki ortaklanmamış elektron çiftleri, hidrojen bağı oluşumunu sağlamakta, bu grupların asit-baz davranışını belirlemekte ve onları sübstitüsyon ve açilasyonda etkili nükleofiller haline getirmektedir.
- Epoksit halka açılma reaktivitesi
- Halka gerilimi, epoksitleri asiklik eterlerden çok daha elektrofilik hale getirmektedir; asidik veya bazik koşullar altında karakteristik stereokimya ile rejyoselektif olarak açılmaktadırlar.
Mekanizmalar
Alkoller, C–O bağı üzerinden (sübstitüsyon, eliminasyon) veya oksijen üzerinden (açilasyon, oksidasyon) reaksiyona girmektedir. Ayrılan grup olarak zayıf yetenekleri, genellikle protonasyon veya sülfonatlara dönüştürülme yoluyla iyileştirilmektedir. Aminler, azot üzerindeki ortaklanmamış elektron çifti aracılığıyla baz ve nükleofil olarak işlev görmektedir. Epoksit açılması, saldırıya uğrayan karbonda inversiyon ile ilerlemekte olup, rejyokimya asidik veya bazik koşullara göre belirlenmektedir.
Klinik önem
Hidroksil ve amino grupları, ilaçlarda ve biyomoleküllerde yaygın olarak bulunmaktadır; burada su çözünürlüğünü, hedeflere hidrojen bağı oluşumunu ve metabolik konjugasyonu sağlamaktadırlar. Amin bazlığı, farmasötik açıdan faydalı tuzlar oluşturmak için kullanılmaktadır.
Tarihçe
Williamson'ın on dokuzuncu yüzyıldaki eter sentezi ve klasik fonksiyonel grup dönüşümleri yoluyla amin ve alkol kimyasının geliştirilmesi, modern mekanistik anlayıştan çok önce bu grupları merkezi sentetik yapı taşları olarak konumlandırmıştır.
Öne çıkan isimler
- Alexander Williamson
- Victor Grignard
İlgili konular
Temel eserler
- march2007
Sıkça sorulan sorular
- Aminler neden baziktir de amidler değildir?
- Bir aminde azotun ortaklanmamış elektron çifti bir protonu kabul etmek için serbestçe bulunurken, bir amidde bu ortaklanmamış elektron çifti bitişik karbonile delokalize olmakta, bu da onu çok daha az erişilebilir kılmakta ve bileşiği esasen bazik olmaktan çıkarmaktadır.
- Alkoller sübstitüsyonda neden zayıf ayrılan gruplardır?
- Hidroksit iyonu güçlü bir bazdır ve bu nedenle zayıf bir ayrılan gruptur; alkoller genellikle sübstitüsyondan önce protonasyon veya bir tosilat ya da halojenüre dönüştürülme yoluyla aktive edilmektedir.