Karboksilik Asitler ve Türevleri
Karboksilik asitler ve türevleri — esterler, amidler, anhidritler ve asit halojenürler — açil grubunu paylaşmakta ve nükleofilik açil sübstitüsyonu yoluyla birbirlerine dönüşebilmektedir.
Tanım
Bu konu, hidroksil grubunun yerine geçerek oluşan açil türevleri ailesini ve nükleofilik açil sübstitüsyon mekanizmasıyla birleşen karboksilik asitleri ele almaktadır.
Kapsam
Bu konu, karboksilik asitlerin asitliğini ve sübstitüentlerin etkisini, açil türevlerinin göreceli reaktivitesini, esterleşme ve hidrolizi, amid oluşumunu, asit klorürlerin ve anhidritlerin kimyasını ve dekarboksilasyonu kapsamaktadır.
Temel sorular
- Karboksilik asitler neden alkollerden daha asidiktir?
- Açil türevlerinin birbirine dönüşümünü hangi reaktivite sıralaması yönetmektedir?
- Esterleşme ve hidroliz nasıl ilerlemektedir ve her iki yönde nasıl yönlendirilmektedir?
Temel kuramlar
- Karboksilatın rezonans stabilizasyonu
- Asidik protonun kaybı, negatif yükü iki oksijen üzerinde eşit olarak delokalize olan bir karboksilat anyonu oluşturmakta ve bu durum karboksilik asitlerin nispeten yüksek asitliğini açıklamaktadır.
- Nükleofilik açil sübstitüsyonu reaktivite merdiveni
- Açil türevleri, tetrahedral bir ara ürün aracılığıyla birbirine dönüşmektedir; daha reaktif türler (asit klorürler, anhidritler) daha az reaktif olanlara (esterler, amidler) kolayca dönüştürülebilmekte, ancak tersi kolayca gerçekleşmemektedir.
Mekanizmalar
Nükleofilik açil sübstitüsyonu, bir nükleofilin karbonile eklenmesiyle tetrahedral bir ara ürün oluşturulması ve ardından ayrılan grubun atılmasıyla ilerlemektedir. Asit katalizli Fischer esterleşmesi, suyun uzaklaştırılması veya aşırı reaktif kullanılmasıyla dengenin kaydırıldığı bir denge reaksiyonu iken, amid ve ester hidrolizi asit veya baz tarafından teşvik edilebilmektedir; ikincisi (sabunlaşma) geri döndürülemez bir reaksiyondur.
Klinik önem
Amid bağı, proteinlerin ve sayısız ilacın bağlantı noktasıdır; ester grupları, aktif ajanı serbest bırakmak üzere hidrolize olan ön ilaçlarda (prodrugs) kullanılmaktadır. Karboksilik asit grupları, aspirin ve nonsteroid antiinflamatuvar ilaçlar da dahil olmak üzere birçok farmasötik maddeye asitlik ve çözünürlük kazandırmaktadır.
Tarihçe
Fischer'in on dokuzuncu yüzyılın sonlarındaki esterleşme üzerine yaptığı çalışmalar, açil sübstitüsyonunun sistematik incelenmesiyle birlikte, asit türevleri arasındaki reaktivite ilişkilerini ortaya koymuş ve bu ilişkiler sentez ve biyokimya için temel oluşturmaya devam etmektedir.
Öne çıkan isimler
- Emil Fischer
- Rainer Ludwig Claisen
İlgili konular
Temel eserler
- careysundberg2007b
Sıkça sorulan sorular
- Neden bir asit klorür bir ester oluşturabilirken, tersi kolayca gerçekleşmez?
- Açil sübstitüsyonundaki reaktivite asit klorürlerden amidlere doğru azalmaktadır; daha reaktif bir türev, daha iyi bir ayrılan gruba sahip olduğu için daha az reaktif olana kolayca dönüşürken, tersi özel aktivasyon gerektirmektedir.
- Sabunlaşma nedir?
- Sabunlaşma, bir esterin baz tarafından teşvik edilen hidroliziyle bir karboksilat tuzu ve bir alkol elde edilmesidir; karboksilat kararlı ve reaktif olmadığı için reaksiyon etkili bir şekilde geri döndürülemezdir.