ALKOLLER ve ETERLER Kimya Ders Notu
ALKOLLER Alkan bileşiklerindeki karbon zincirinde H atomlarından biri yerine -OH grubunun geçmesi sonucu oluşan organik bileşiklere alkol adı verilir. * Genel formülleri R - OH dir. * Yapılarında bulundurdukları -OH sayısına göre mono, di, tri alkol gibi sınıflara ayrılırlar. * Polar moleküller içerirler. * Molekülleri arasında hidrojen bağları içerdiklerinden kaynama noktaları aynı karbon sayılı hidrokarbonlarınkinden daha yüksektir. * Küçük moleküllü alkoller suda çözünürler. Molekül büyüklüğü arttıkça sudaki çözünürlükleri azalır.
* Küçük moleküllü alkoller suda çözünürler. Molekül büyüklüğü arttıkça sudaki çözünürlükleri azalır. * Moleküllerindeki - OH sayısı arttıkça kaynama noktaları ve sudaki çözünürlükleri artar. * -OH nin bağlı bulunduğu karbonda dallanma arttıkça kaynama noktaları düşer. * Monoalkoller (R-OH), aynı karbon sayılı eterlerle (R - O - R) izomerdirler. * Monoalkollerin kaynama noktaları, aynı karbon sayılı eterlerinkinden daha yüksektir. * Birçok organik madde için çözücü olarak kullanılırlar.
ALKOLLERİN SINIFLANDIRILMASI MonoalkolIer: Moleküllerinde bir tane - OH grubu içeren alkollerdir. Genel formülleri R - OH veya C n H 2n+1 OH olarak gösterilir. * - OH grubunun bağlı olduğu C atomuna bağlı olan alkil grubu sayısına göre mono alkoller primer, sekonder ve tersiyer olarak sınıflandırılır. 1. Primer (Birincil) Alkoller: - OH grubunun bağlı olduğu karbona bir tane alkil grubu bağlıdır. Örneğin;
2. Sekonder (İkincil) Alkoler - OH grubunun bağlı olduğu karbona iki tane alkil grubu bağlıdır. Örneğin;
3. Tersiyer (Üçüncül) Alkoller - OH grubunun bağlı olduğu karbona üç tane alkil grubu bağlıdır. Örneğin;
Polialkoller: Moleküllerinde aynı karbona bağlı olmamak koşuluyla birden fazla OH grubu içeren alkollerdir. Moleküllerinde 2 tane - OH grubu içerenlere diol, 3 tane - OH grubu içerenlere triol adı verilir. Diollerin genel formülü C n H 2n (OH) 2, triollerin genel formülü C n H 2n 1 (OH) 3 Örneğin;
Alkollerin Adlandırılması Özel Adlandırma: Alkolü oluşturan alkil grubunun sonuna alkol eki getirilerek adlandırma yapılır. Örneğin;
IUPAC Sistemine Göre Adlandırma 1. OH grubuna bağlı olduğu en uzun karbon zinciri belirlenir. 2. Karbonlar - OH grubunun bağlı olduğu tarafa yakın uçtan başlanarak numaralanır. 3. Ana zincirde yer alan atomların ve grupların zincirdeki yerleri, sayıları ve isimleri için hidrokarbonlarda olduğu gibi genel kurallar uygulanır. 4. Son olarak - OH grubunun bağlı olduğu karbon numarası belirtilerek ana zincirdeki karbon sayısına sahip olan alkanın adının sonuna -ol eki getirilir. 5. - OH grubu birden fazlaysa bağlı oldukları karbon numaraları belirtilerek alkan adından sonra 2 tane - OH grubu için -diol, 3 tane - OH grubu için -triol ekigetirilir.
Örneğin;
Alkollerde İzomeri * Aynı C sayısına sahip primer, sekonder ve tersiyer alkoller birbirinin izomeridir. * Aynı C sayısına sahip monoalkoller ve eterler birbirinin izomeridir. Örneğin; CH 3 CH 2 OH (etanol) ile CH 3 - O - CH 3 (dimetil eter) birbirinin izomeridir.
Örnek 1
Çözüm 1 * Alkollerin genel formülleri R - OH dir. * Alkoller molekülleri arasında hidrojen bağı içerirler. Bu nedenle, kaynama noktaları aynı karbon sayılı hidrokarbonlarınkinden daha yüksektir. * -OH grubunun bağlı olduğu C atomuna bağlı olan alkil grubu sayısına göre, monoalkoller primer, sekonder ve tersiyer olarak sınıflandırılır. Sekonder alkollerde -OH grubunun bağlı olduğu karbona iki tane alkil grubu bağlıdır. Dolayısıyla l., ll. ve lll. yargılar doğrudur. YANIT E
Örnek 2
Çözüm 2 Bir bileşiğin alkol olabilmesi için R - OH genel formülüne uyması ve birden fazla -OH grubu içeriyorsa bu grupların farklı karbon atomlarına bağlı olması gerekir. l. ve lll. bileşik alkol özelliği gösterirken, ikinci bileşikte aynı karbon atomuna birden fazla OH grubu bağlı olduğu için, II. bileşik alkol özelliği göstermez. YANIT C
ALKOLLERİN TEPKİMELERİ Alkoller, O - H ve C - O bağının koptuğu çeşitli tepkimeler iie yükseltgenme tepkimeierini gerçekleştirirler. 1. Yanma Tepkimeleri Alkoller, CO 2 ve H 2 O vererek yanarlar. 2. Yükseltgenme Tepkimeleri
* Primer alkollerde yükseltgenme iki basamakta gerçekleşir. İlk basamakta aldehit, ikinci basamakta karboksilli asit oluşur. Örneğin;
* Sekonder alkollerde yükseltgenme bir basamakta gerçekleşir ve keton oluşur. Örneğin;
* Tersiyer alkoller yükseltgenmez. * Polialkoller yükseltgendiğinde, - OH gruplarının bağlı olduğu C'ların durumuna göre polikarboksilli asitler ya da keton yapıları oluşabilir. 3. Alkollerin Alkali Metallerle Tepkimesi Alkollerin Na, K gibi aktif metallerle tepkimesi sırasında O - H bağı kopar ve hidrojen atomları yerine metal iyonları bağlanır. Bu tepkime sonunda alkolatlar oluşur ve H 2 gazı açığa çıkar. Örneğin;
* Bu tepkimede oluşan H, nin mol sayısı, alkolün sahip olduğu - OH grubunun mol sayısının yarısı kadardır. Örneğin;
4. Alkollerin Karboksilli Asitlerle Tepkimesi Alkoller, organik asitlerle derişik H 2 SO 4 lü ortamda ester (R - COOR) oluşturur, Bu tepkime sırasında alkolün hidrojeniyle karboksilli asitin -OH grubu birleşerek su oluşur. Örneğin;
5. Alkollerin Su Kaybetmesi (Dehidratasyonu) * H 2 SO 4 ile 170 C de 1 mol alkolden 1 mol H 2 O çekilmesiyle alken elde edilir. Örneğin;
* H 2 SO 4 ile 140 C de 2 mol alkolden 1 mol H 2 O çekilmesiyle eter elde edilir. Örneğin;
6. Alkollerin Halojen Asitleriyle Tepkimesi Alkollerin halojen asitleriyle tepkimesinden alkil halojenürler oluşur. Örneğin;
Örnek 3
Çözüm 3 YANIT E
Örnek 4
Çözüm 4 YANIT C
Örnek 5
Çözüm 5 YANIT C
ALKOLLERİN ELDESİ 1. Alkenlerden: Alkenlere kuvvetli asit katalizörlüğünde su eklenirse alkol oluşur. (Tepkime sırasında Markovnikov kuralı gözönünde buiundurulur.) Bu yöntemle etanol dışındaki primer alkoller elde edilemez. Örneğin;
2. Alkil Halojenürlerden: Alkil halojenürlerin seyreltik NaOH veya KOH çözeltileriyle tepkimesinden alkol elde edilir. Örneğin;
3. Aldehit ve Ketonlardan: Aldehit ve ketonların Ni katalizörlüğünde indirgenmesiyle H 2 katılımı alkoller oluşur. Aldehitlerin indirgenmesiyle primer alkoller oluşur. Ketonların indirgenmesiyle sekonder alkoller oluşur.
4. Grignard Bileşiklerinden: Grignard bileşiklerinin (R - MsX), aldehit ve ketonlarla tepkimesinden alkoller oluşur. Grignard bileşiklerinin formaldehitle tepkimesinden primer alkoller elde edilir. Örneğin;
Grignard bileşiklerinin diğer aldehitlerle tepkimesinden sekonder alkoller elde edilir. Örneğin;
Grignard bileşiklerinin ketonlarla tepkimesinden tersiyer alkoller oluşur. Örneğin;
Örnek 6
Çözüm 6 YANIT D
METANOL (CH 3 OH) Çok zehirli olan metanol, genel elde edilme yöntemleriyle elde edilir ve genel alkol özelliklerini gösterir. ETANOL (C 2 H 5 OH) Etil alkol içkiyapımında kullanılır. Etil alkol dışında kalan alkoller zehirlidir. Etil alkolün % 85'lik sulu çözeltisi kolonyadır. Etil alkolün % 65'lik sulu çözeltisi ispirtodur. İspirtonun içinde bir miktar metil alkol de bulunur. Etil alkol glikozun fermentasyonu sonucu elde edilir. Etanol, özel eldeleri dışında genel elde edilme yöntemleriyle elde edilir ve genel alkol özelliklerini gösterir.
GLİKOL ( C 2 H 4 (OH) 2 ) İki değerli bir alkoldür. Donma noktası çok düşük olup antifriz olarak kullanılır. GLİSERİN ( C 3 H 5 (OH) 3 ) Üç değerli bir alkoldür. Kozmetik sanayiinde kullanılır. Yağlardan elde edilir. Gliserin, HNO 3 ve H 2 SO 4 katalizörlüğünde tepkimeye sokulursa trinitrogliserin (TNG) adı verilen dinamit oluşur.
Örnek 7
Çözüm 7 YANIT C
Örnek 8
Çözüm 8 YANIT A
ETERLER * Genel formülleri R - O - R veya C n H 2n+2 O'dur. * Aynı karbon sayılı monoalkollerle izomerdirler. * Eterlerde oksijen atomu karbonlara tek bağ ile bağlanmıştır. * Eter moleküllerindeki alkil grupları birbirinin aynı ise basit eter (simetrik), farklı ise karışık (asimetrik) eter adı verilir. * Polar moleküller içerirler. * Alkollerin molekülleri arasında H bağı vardır, ancak eterlerin molekülleri arasında H bağı yoktur. * Kaynama nokta arı aynı karbon sayılı hidrokarbonlardan daha yüksektir, ancak alkollerden daha düşüktür. * Suda çözünmezler. * Polar maddeler için çözücüdürler. * Eterlerin kimyasal tepkime verme istekleri azdır.
Eterlerin Adlandırılması Özel adlandırma: Alkil gruplarının adı alfabetik sırayla yazılıp sonuna eter kelimesi eklenir. Örneğin; Sistematik (lupac) adlandırma: Karbon atomu sayısı fazla olan alkil grubu ana zincir kabul edilir. Bu zincire göre alkan adı söylenir. Diğer alkil grubu oksijen atomu ile alkoksi şeklinde adlandırılır. Örneğin;
Örnek 9
Çözüm 9 YANIT C
Örnek 10 Aşağıdakilerden hangisi dietil eterin izomeridir?
Çözüm 10 Eterler kendileri ile aynı karbon sayısına sahip mono alkollerle izomerdirler, 2 - bütanol, dietil eter ile aynı karbon sayısına sahip olduğu için birbirlerinin izomeridirler. YANIT C
ETERLERİN ELDESİ 1. Alkollerden Eter Eldesi Basit eterler, H 2 SO 4 katalizörlüğünde 2 mol alkolden 1 mol H 2 O çekilmesiyle elde edilir. Örneğin;
2. Alkolatlardan Eter Eldesi Karışık eterler, alkolatların alkil halojenürlerle tepkimesinden elde edilir. Örneğin;
Örnek 11
Çözüm 11 YANIT D
Örnek 12 Aşağıdakilerden hangisinin 2 molekülünden asidik ortamda 1 molekül su çekilirse dimetil eter elde edilir?
Çözüm 12 Dimetil eter bir basit eterdir. Basit eterler 2 mol alkolden 1 mol su çekilmesiyle elde edilir. Dimetil eter 2 metil grubu içerdiğinden 2 mol metil alkolden 1 mol su çekilmesi ile elde edilebilir. YANIT A