kondensasyon reaksiyonları

23.02.2017
KONDENSASYON
KONDENSASYON
REAKSİYONLARI
Karbonil bileşiklerinin önemli özgün
özelliklerinden birisi, karbonil gruplarına
nükleofilik katılma yapılabilmesidir.
R'
(H)R
C O
• İki ya da daha fazla molekülün, aralarından
su/alkol gibi küçük moleküllerin çıkışı ile
birleşmesine kondensasyon denir.
Karbonil bileşiklerinin ikinci önemli özgün özelliği
ise, karbonil grubuna bağlı karbon atomundaki
hidrojen atomlarının asitliğidir. Bu hidrojen
atomları α-hidrojenler olarak tanımlanırlar ve
bağlı oldukları karbon atomuna α-karbon denir.
O H H
R C C C H
H H
O
R C
H H
C C H
O H H
R C C C H
H
H
Oluşan karbanyonun elektrofil gruplarla (E+) sübstitüsyonu
-sübstitüsyon olarak değerlendirilir.
1
23.02.2017
KARBONİL GRUBUNUN - SÜBSTİTÜSYON
REAKSİYONLARI
Keto-Enol Tautomerizmi
O
E
C
O
+
-karbon atomunda hidrojen atomu içeren karbonil
bileşikleri, bu hidrojenin yer değiştirmesi ile enol formuna
dönüşebilir.
C
O
C
H
E
C
enolat iyonu
C
C
karbonil bilesigi
O H
O H
C C
C C
alpha-sübstitüe
karbonil bilesigi
OH
C
E
KETO TAUTOMER
+
ENOL TAUTOMER
C
Karbonil bileşiklerinin keto enol şekilleri özel tipte yapı
izomerleridir. Çok az asit veya baz varlığında birbirlerine
kolayca dönüşebilen keto enol hallerine tautomer ve
onların birbirlerine dönüşümüne Tautomerizm denir.
enol
• -H atomu yerinden uzaklaşmıştır ve her iki
iyonda nükleofilik karakterdedir.
• Bir elektrofile atakla sübstitüsyon tamamlanır.
Karbonil bileşikleri daha çok keto formunda bulunurlar.
• KARBONİL BİLEŞİKLERİNİN TAUTOMERİZMİ ASİT VEYA BAZ
KATALİZ İLE MEYDANA GELİR.
OH H
OH H
OH
C C H
C C H
C C H
C C
H
H
H
O H
H+
enol
OHO
O-
C C H
C C
H
+
H OH
OH
C C
+
+ H+
KARBONİL
(H var)
ASİT
ENOL
BAZ
ENOLAT
E+
-sübstitüe karbonil bilesigi
+
+
E
OH-
enolat iyonu
2
23.02.2017
ALDEHİT VE KETONLARIN
-HALOJENASYONU
O
O
CH3
+
Asetofenon
Br2
CH3COOH
Solvan
Cl
Cl2
• -Hidrojen içeren Aldehit ve ketonlar, halojenlerle
kolayca yer değiştirme tepkimesi verirler.
• Ketonlar halojenlerle elektrofilik sübstitüsyon
reaksiyonu vererek -haloketonlar elde edilir.
O
O
+
Siklohekzanon
HBr
2-klorosiklohekzanon (% 66)
• -Bromoketonlar organik sentezlerde uygun
başlangıç maddeleridir.
• Dehidrobrominasyon ile ,-doymamış keton
eldesinde kullanılırlar.(dvm haloform rxn)
O
CH2Br
HCl
H2O , HCl
O
O
CH3
CH3
Br2
Br
CH3COOH
-Bromoasetofenon (% 72)
2-metil
siklohekzanon
2-bromo-2-metil
siklohekzanon
CH3

Piridin
HBr
ISI

2-metil-2-siklohekzanon
(% 62)
• İki ya da daha fazla molekülün, aralarından
su/alkol gibi küçük moleküllerin çıkışı ile
birleşmesine kondensasyon denir.
KONDENSASYON
REAKSİYONLARI
• Kondensasyon reaksiyonlarının mekanizması;
1)Karbonil gruplarının nükleofilik atağa yatkın
olması (Nükleofilik addisyon reaksiyonu)
2)-Hidrojenlerinin asitliği
(-Sübstitüsyon reaksiyonu)
3
23.02.2017
KONDENSASYON REAKSİYONLARI
KARBONİL KONDENSASYONLARI
1) ALDOL KONDENSASYONU
-C’ da H taşıyan bütün aldehit ve ketonlar baz kataliz ile
bu reaksiyonu verirler.
1. Basamak
1)
2)
3)
4)
5)
6)
7)
8)
ALDOL KONDENSASYONLARI
KARIŞIK ALDOL KONDENSASYONLARI
İNTRAMOLEKÜLER ALDOL KONDENSASYONLARI
CLAİSEN KONDENSASYONLARI
KARIŞIK CLAİSEN KONDENSASYONLARI
KNOEVENAGEL REAKSİYONU (MALONİK ESTER)
WİTTİG REAKSİYONU
PERKİN REAKSİYONU
AÇİLOİN REAKSİYONU
CANNİZARO REAKSİYONU
KARBONİL BİLEŞİKLERİNİN PRİMER AMİN TÜREVLERİ İLE
RXN
Bu basamakta baz (hidroksit iyonu) asetaldehitin -C
atomundan bir protonu enolat anyonu vermek üzere uzaklaştırır.
O
O
OH
H
+
CH 2
C
H2C
H
C
O
H
H 2C
C
H + H2O
Enolat anyonu
2. Basamak
Enolat anyonu bir nükleofil olarak davranır ve ikinci asetaldehit
molekülünün karbonil karbonuna atak yaparak bir alkoksit
anyonu oluşturur.
-
O
O
H3C
C
+
+
H
C
CH2
O
H
H3C
O
CH
CH2
C
H
Alkoksit anyonu
1) ALDOL KONDENSASYONU
• ALDOL KONDENSASYONU reversibl(geri dönüşümlü)
bir reaksiyondur.
3. Basamak
O
NaOH
2
O
H3 C
CH
O
CH2
C
Alkoksit anyonu
(Kuvvetli Baz)
OH
H +
H
O
H
H3 C
CH
C
O
CH2
C
H +
OH
H 3C
CH 3
Etanol
OH
H
C
C
H 3C
CH 3
O
C
CH3
H
Aldol
ß-Hidroksi aldehit
O
O
Alkoksit anyonu bir su molekülünden bir proton alarak aldolü oluşturur.
NaOH
OH
2
Etanol
Siklohekzanon
%22
4
23.02.2017
Bazik ortamda, asidik -hidrojenin uzaklaşması sonucu
enolat iyonu oluşur ve E2 benzeri reaksiyonla OH grubunun
ayrılması ile enon yapısı elde edilir.
ALDOL ÜRÜNLERİNİN
DESHİDRATASYONU
O
• Aldol reaksiyonlarında oluşan β-hidroksi aldehitler
ve β-hidroksi ketonlardan bazik veya asidik
ortamda su ayrılması ile (dehidrate olması)
konjuge enonlar oluşur.
O
OH
C
C
O
H+ veya
C
C
C
OH-
+H2O
C
H
.. _
:O:
OH
C
OH-
C
C
OH
O
C
C
C
C
C
+HO-
C
H
Enolat iyonu
-hidrojenlerin asitliği ve sonuçta oluşan konjuge enonların
kararlı yapılarından dolayı su ayrılması kolayca meydana
gelir.
Asidik ortamda ise enol yapısı oluşur ve bu yapıdaki OH
grubunun protonasyonu ve su eliminasyonu ile enon
yapısına geçilir.
H
-hidroksi keton
veya aldehit
O
konjuge enon
OH
C
H+
C
O
OH 2+
O
C
C
C
C
C
C
C
+H3O+
H
Enol
Karışık Aldol Reaksiyonları
Karışık aldol reaksiyonlarında farklı aldehit
veya ketonlar kullanılır.
Ör: Asetaldehit ve propanal’dan hareketle sonuçta 4 farklı
ürüne ulaşılmaktadır. Bunlardan 2 tanesi simetrik aldol
ürünü iken 2 tanesi karışık aldol ürünüdür.
CH3CHCH2CHO
Baz
O
C H
O
+
H2C
O Cl
NaOH H C
OH
CH C
H
-
H2O
H
O Cl
H C C C
H
CH3CHCHCHO
+
CH3
+
OH
+
+
CH3CH2CHCH2CHO
O
CHO
O
CH3
OH
CH3CH2CHCHCHO
CH3
C
Cl
OH
OH
CH3CHO + CH3CH2CO
Asetaldehit
Propanal
Karbonil bileşiklerinden birisi -hidrojen taşımıyorsa
(bu yapı enolat iyonu oluşturamaz) nükleofiller için
akseptör olarak davranır.
CH3
H
H +
2-Metilsiklohekzanon
(akseptör)
+
Na OEt
+ H2O
Etanol
Benzaldehit
(akseptör)
% 78
Karisik ürünler
Simetrik ürünler
5
23.02.2017
Karbonil
bileşiklerinden birisi daha asidik
karakterde ise enolat iyonu daha kolay oluşur ve
karışık
aldol
reaksiyonu
yüksek
verimle
gerçekleşir.
O
O
O
O
+
2 Molekül arasında oluşan intermoleküler aldol
reaksiyonlarının dışında intramoleküler aldol reaksiyonları
da bulunur.
Dikarbonil bileşikleri bazik ortamda intramoleküler
aldol reaksiyonu ile siklik ürünler oluştururlar.
OCH2CH3
O
O
Na+ OEt
Etanol
CH3CCH2COCH2CH3
Etilasetoasetat
(donör)
Siklohekzanon
(akseptör)
İNTRAMOLEKÜLER ALDOL
REAKSİYONLARI
+ H2O
O
CH3
O
% 80
NaOH
Etanol
+
CH3
CH3
2,5-Hekzandion
(1,4-diketon)
İntramoleküler Aldol Reaksiyonunun
Mekanizması
O
H2 O
3-Metil-2-siklopentenon
2) CLAİSEN KONDENSASYONU
O
H
OH
H
O
OH
a
+ H2O
CH3
CH3
3-Metil-2-siklopentenon
NaOH, H2O
b CH3
a
H
H
O
Ester yapısı da, aldehitler ve ketonlar gibi
asidik karakterdedir, -C’ da ki hidrojen mobil
özelliktedir.
-Hidrojen içeren ester yapısı baz (NaOEt) ile
muamele edilirse kondensasyon reaksiyonu
sonucu -ketoester yapısı oluşur.
CH3
2,5-Hekzandion
O
NaOH, H2O
b
1)Na+ OEt
CH3
HO
2 CH3COCH2CH3
CH3
H
O
CH3
+ H2O
OH
Etilasetat
O
CH3
(2-Metilsiklopropenil)etanon
(OLUSMAZ)
2)H3O+
O
CH3C

O
CH2COCH2CH3

+ CH3CH2OH
Etilasetoasetat
-ketoester (% 75)
Tepkime bir molekülün, -C atomu ile diğer molekülün
karbonil grubu arasında gerçekleşir.
6
23.02.2017
Mekanizması:
O
2 H 3C
O
NaOEt
H2C C OC2H5
O-
C OC2H5
O
H3C
O
O
O
H3C C CH2 C OC2H5
C
- OC2H5
O
O
H3C C CH C OC2H5
- C2H5OH
H3C C CH2 C OC2H5 + H2O
-ketoester
O
H3C C CH2 C OC2H5
-ketoesterler etoksit iyonlarıyla
Tepkimeye girerek etanol ve
-ketoesterlerin anyonlarını verirler.
3)MALONİK ESTER
KONDENSASYONU(KNOEVENAGEL)
COOH
CH2
COOH
Malonik asit
H2SO4
2 EtOH
COOC2H5
CH2
COOC2H5
Malon esteri
(Malonik asit etil esteri)
İki karbonil grubu arasında bulunan α-hidrojenler
fazlasıyla aktif olduğu için, malon esterleri, baz
katalizörü varlığında aldehit ve ketonlarla
kondensasyona girerek doymamış asit ya da
esterleri oluştururlar.
β-keto ester yapısı oluşur.
O
O
O
COEt
C
CH2COEt
O
+
Etil benzoat
(akseptör)
1)NaH/THF
CH3COEt
Etil asetat
(donör)
+ EtOH
2)H3O+
Etil benzoil asetat
MEKANİZMASI:
COOC2H5 OH-
COOC2H5
OH
HC
CH2
COOC2H5
COOC2H5
COOC2H5
C CH
COOC
2H5
H
O-
O
C
COOC2H5
COOC2H5
Enolat iyonu oluşmaz
-ketoester
O
CH2
2 farklı ester türevinden hareket edilir.
Ester komponentlerinden birisi α-hidrojen
taşımamaktadır.
OC2H5
OC2H 5
Ortama ilave edilen asit anyonun
protonlanmasını sağlayacaktır.
H3O+
KARIŞIK CLAİSEN
KONDENSASYONU
Oluşan nükleofilik donör ikinci ester
molekülünün karbonil karbonuna atak yapar
Etoksit anyonu esterin
-protonunu koparır.
H
C H
- H2O
CH C COOC2H5
COOC2H5
H3O+
CH CH COOH
KNOEVENAGEL REAKSİYONU
Sinnamik asit
(Doymamis ester/asit)
7
23.02.2017
4)WİTTİG REAKSİYONU
• Karbonil bileşikleri ile fosforanların (wittig
reaktifi) verdiği kondansasyon reaksiyonudur.
Wittig Reaksiyonu ile karbonil grubu yerine çifte bağ
oluşturularak alken oluşumu sağlanır.
O
(C6H5)3P+ CH2-
P+ CH2-
Metilentrifenilfosforan (wittig reaktifi)
• Wittig reaktifi bir trifenil fosfin ve alkil halojenür
ile iki basamaklı bir reaksiyon ile elde edilir.
CH2
THF
O
CH3
+ H3C
Br
Bromometan
SN2
P+
CH3
Br-
BuLi
THF
P+
(C6H5)3P
O
trifenilfosfinoksit
CH2
1) CH3MgBr
+
2) POCl3
P:
+
metilensiklohekzan
..-
Metilensiklohekzan
1-Metilsiklohekzen
CH2
(9:1)
Metiltrifenilfosfonyum
bromür
Trifenilfosfin
Metilentrifenil fosforan
5)PERKİN REAKSİYONU
6)AÇİLOİN KONDENSASYONU
Bir aromatik aldehitin bir asit anhidriti ile
anhidrite karşılık gelen asidin Na veya K tuzu
varlığında kondansasyonu Perkin reaksiyonu
olarak adlandırılır.
Benzaldehit
O
2 Ar
CHO
+
• -Hidrojen taşımayan aldehitler alkali siyanürlü
(KCN) ortamda katım reaksiyonu vererek
-hidroksi keton olan açiloin oluştururlar.
O
H3C
CH=CHCOOH
O
1) CH3COONa
C
O
Asetik anhidrit
C
C
H
KCN
O OH
Ar
C CH Ar
AÇİLOİN
CH3
2)H2O
Sinnamik asit (%64)
α-HİDROKSİ KETON
8
23.02.2017
MEKANİZMA:
7)CANNİZARO REAKSİYONU
O
O KCN
C
H
CN
C
-
OH
O
C
C-
H
H
CN
CN
BENZALDEHIT
O
OH
C
C
H
Benzoin
O- OH
OH O-
C C
C C
CN H
CN H
• BENZALDEHİTİN verdiği özel bir reaksiyondur.
• -Hidrojen taşımayan aromatik aldehitler, alkali
ortamda kendi molekülleri arasında gerçekleşen
bir oksido-redüksiyon reaksiyonu sonucunda benzil
alkol ve benzoik aside dönüşürler.
ox.
O
C
Red.
O O
2
COOH
CH2OH
H NaOH
+
C C
Benzilalkol
CH2 CH2
Benzoikasit
Benzil
Dibenzil
8)ALDEHİTLERİN VE KETONLARIN
AMONYAK VE PRİMER AMİNLERLE
KONDENSASYON REAKSİYONLARI VE
İMİN OLUŞUMU
MEKANİZMA:
O
C
2
H
O
OH
-
-
O
CH2OH
COOH
+
Benzil alkol
(redüklenen)
C H
H
C
O-
O
C H
H
+
O
OH
OH
C
O-
C
OH
+
C H
H
• Aldehit ve ketonlar NH3 ile kararsız bir katılma
ürünü verirler.
R
(R)H
OH
R
C O
+
NH3
R
C
(H)R
C NH
NH2
kararsız katım ürünü
+
H2O
(R)H
İMİN (aldimin/ketimin)
iminlerde kararsızdır
bazik özellik gösterirler
Sübstitüe iminlere schiff bazı denir.
Benzoik asit
(oksitlenen)
9
23.02.2017
Çeşitli Amin Türevleri ile
Kondensasyon Reaksiyonları
R
C O
+
(R)H
H2N OH
hidroksiamin
R
C N OH
(R)H
• Karbonil bileşiklerinin tanısında ayrıca hidrazin ve bir türevi
olan 2,4-dinitro fenilhidrazinden de hidrazon oluşturmak
suretiyle yararlanılabilir.
R
H2O
+
C O
OKSİM (aldoksim/ketoksim)
+
(R)H
R
H2N NH
C N NH
fenilhidrazin
Dayanıklı ve kesin erime nok.
Ald ve ketonların tanısında
C O
H2N NH2
+
NO2
(R)H
C O
R
(R)H
hidrazin
+
C N NH2
(R)H
H2O
NO2
R
+
H2N NH
H2O
fenilhidrazon
R
R
+
(R)H
NO2
C N NH
(R)H
2,4-dinitrofenil hidrazin
NO2 + H2O
2,4-dinitrofenil hidrazon
HİDRAZON
• Hidrazonlar özellikle aldehitlerle kondansasyon
reaksiyonu vererek azinleri meydana getirirler.
R
(R)H
R
C N NH2
R
R
C O
+
(R)H
+
C N N C
(R)H
hidrazon
H2O
H(R)
AZİN
Karbonillerin tanısında kullanılan diğer bir bileşik
de semikarbazittir.
R
R
C O
(R)H
+
H2N NH C NH2
O
semikarbazit
(R)H
C N NH C NH2
+
H2O
O
semikarbazon
Semikarbazit yerine kükürtlü türevi olan tiyosemikarbazit
kullanılırsa tiyosemikarbazon elde edilir.
LABORATUVARDA
GÖRÜŞMEK ÜZERE…
10