Karbonil Bileşikleri
Aldehitler ve ketonlar, reaktif C=O grubunu taşıyan bileşikler olup, karbonda nükleofilik katılma reaksiyonlarına ve karbon-karbon bağ oluşumunun temelini oluşturan alfa konumunda zengin bir enolat kimyasına maruz kalmaktadır.
Tanım
Bu konudaki karbonil bileşikleri, aldehitler ve ketonlardır. Bunlar, elektrofilik karbonu ve asidik alfa hidrojenleri sayesinde iki tamamlayıcı reaktivite modunu yönlendiren bir karbonil grubu ile karakterize edilmektedir.
Kapsam
Bu konu, aldehit ve ketonların yapısını ve reaktivitesini, nükleofilik katılmaları (alkollere, aminlere, karbon nükleofillere), keto–enol tautomerizmini, enol ve enolat oluşumunu, alfa-halojenasyonu ve alkilasyonu ile aldol ve ilgili kondenzasyonları kapsamaktadır.
Temel sorular
- Aldehitler neden ketonlardan nükleofillere karşı genellikle daha reaktiftir?
- Alfa hidrojenlerinin asitliği enolat kimyasını nasıl mümkün kılmaktadır?
- Aldol ve ilgili kondenzasyonlar karbon iskeletlerini nasıl oluşturmaktadır?
Temel kuramlar
- Karbonile nükleofilik katılma
- Nükleofiller, elektrofilik karbonil karbonuna katılarak alkoller, hemiasetaller, asetaller ve iminler gibi tetrahedral ürünler vermektedir; reaktivite, sterik ve elektronik nedenlerle aldehitlerden ketonlara doğru azalmaktadır.
- Enol/enolat kimyası ve aldol reaksiyonu
- Bir karbonile alfa konumundaki deprotonasyon, nükleofilik bir enolat vermektedir; bunun ikinci bir karbonile katılması (aldol reaksiyonu), sentezin temel taşlarından biri olan yeni bir karbon-karbon bağı oluşturmaktadır.
Mekanizmalar
Katılma, karbonil karbonuna Bürgi–Dunitz açısı boyunca nükleofilik saldırı ve ardından protonasyon ile ilerlemektedir. Enolizasyon, asit (enol aracılığıyla) veya baz (enolat aracılığıyla) katalizi altında gerçekleşmektedir; oluşan nükleofilik alfa karbonu, alkilasyon, halojenasyon ve aldol kondenzasyonunda elektrofillere saldırmaktadır. Sonraki dehidrasyon, alfa,beta-doymamış ürünler verebilmektedir.
Klinik önem
Karbonil kimyası, metabolizma (glikoliz, sitrik asit döngüsü) ve sentez için merkezi bir öneme sahiptir; burada aldol ve ilgili reaksiyonlar, farmasötiklerin, kokuların ve doğal ürünlerin karbon iskeletlerini oluşturmaktadır.
Tarihçe
Aldol reaksiyonu, 1870'lerde Wurtz ve Borodin tarafından bağımsız olarak rapor edilmiş ve daha sonraki Claisen kondenzasyonu, karbonil alfa-kimyasını klasik sentezde karbon-carbon bağları oluşturmanın temel aracı olarak kabul ettirmiştir.
Öne çıkan isimler
- Charles-Adolphe Wurtz
- Aleksandr Borodin
- Rainer Ludwig Claisen
İlgili konular
Temel eserler
- careysundberg2007b
Sıkça sorulan sorular
- Keto–enol tautomerizmi nedir?
- Bir karbonil (keto) formu ile enol formu arasındaki hızlı dengedir; bu dengede bir alfa hidrojeni oksijene göç etmiş ve bir C=C çift bağı oluşmuştur; enol, birçok alfa-sübstitüsyon reaksiyonunda reaktif türdür.
- Aldehitler neden ketonlardan daha reaktiftir?
- Ketonlar, karbonil karbonunda iki elektron veren, sterik olarak hacimli alkil grubu taşımaktadır; bu gruplar hem karbonili stabilize etmekte hem de nükleofilik yaklaşımı engellemekte, bu da onları aldehitlerden daha az reaktif yapmaktadır.