İçeriğe atla

Halojenleme

Halojenleme veya halojenasyon, bir bileşiğe bir veya daha fazla halojenin katılmasını gerektiren kimyasal bir reaksiyondur. Alkenler, klor ve brom gibi halojenlerle, nükleofillik özelliği göstermeyen çözücüler içerisinde hızla tepkimeye girerler ve dihalojenleri oluştururlar.[1] Bromun katılması daha kolay takip edilebilmektedir. Çünkü kırmızı-kahve rengi olan Brom çözeltisinin rengi ortadan kalkar. Bu yöntem özellikle çift bağların varlığını kanıtlamada kullanılır. Burada alken doymamış bir molekül olduğu için bromla tepkimeye girerken, alkanlar ise ortamda radikal bir çözelti olmadığı sürece tepkime vermez. Genel itibarıyla bu tepkimeler ya oda sıcaklığında ya da soğuk bir ortamda inert halojen çözücülerinin (CCl4) varlığında uygulanır.

Alkenlere Halojenlerin Katılması
1,2-Diklorobütan
1,2-Diklorobütan
Burada Cl2 Bütenin yapısına katılması sonucunda 1,2-Diklorobütan oluşmaktadır.
2,3-Diklorobütan
2,3-Diklorobütan
Burada Cl2 2-Bütenin yapısına katılması sonucunda 2,3-Diklorobütan oluşmaktadır.
1,2-Dibromobütan
1,2-Dibromobütan
Burada Br2 Bütenin yapısına katılması sonucunda 1,2-Dibromobütan oluşmaktadır.

Bromda anti-Addition

Aşağıdaki tabloda bromun cis- ve trans-alkenlere katılması gösterilmiştir. Burada ürünlerin oluşmasındaki sebepler diğer halojenler için de kullanılabilir. Bromun alkenlere katılmasında her iki brom atomunun alkenin farklı taraflarına bağlanır.[2]

Bromun cis- ve trans-Alkene Katılması (anti-Addition)
cis-Alkene Bromun katılması
cis-Alkene Bromun katılması
Bu arada oluşan ve 1. ve 2. ürünlerin ismi 2,3-Dibromobütandır ve rasemik bir yapı oluşturular.
trans-Alkene Bromun katılması
trans-Alkene Bromun katılması
Bu arada da oluşan ve 1. ve 2. ürünlerin ismi meso-2,3-Dibromobütan olup her iki üründe aynıdır.

Bromun anti-Addition'undaki Mekanizması

Burada halojenlerin katılmasını açıklamak için bir iyonik mekanizma önerilmiştir. Burada ilk basamakta brom molekülüne alkenin π elektronlarının yaklaşması sonucunda brom-brom bağının da bulunan elektronlar alkenden uzakta bulunan diğer brom atomuna doğru iteklenir ve bunun sonucunda brom molekülünde kutuplaşma (polarlaşma) meydana gelir. Polarlaşmanın anlamı alkene yakın bulunan bromun kısmı pozitif yükle yüklenirken alkenden uzaktaki bromsa kısmı bir negatif yükle yüklenmiş olur. Bu kutuplaşma sonucunda brom–brom bağı zayıflar ve sonuçta iki brom iyonu oluşmuş olur. Pozitif brom iyonu alkenle iki elektron çiftiyle bağ oluşturur. Burada kullanılan elektron çiftlerinden ilk çifti alkenin π bağından gelirken diğer çiftse brom atomunun ortaklaşmamış elektronlarından bir tanesinden gelmektedir. İkinci basamakta ise geride kalan brom iyonu bu halkalı yapı gösteren alkana katılır. Burada katılma ya sağdaki ya da soldaki karbon atomunda gerçekleşir. Negatif yükle yüklü bromun katıldığı karbona bağlı olarak pozitif yükle yüklü brom-karbon bağlarından biri kırılarak halkalı yapı bozulur ve sonuçta trans-alkan oluşur.[3]

anti-Additionu bromun katılması üzerinden gösteren bir mekanizma.
1
Burada alkene yakın olan Brom atomu alkenin çift bağındaki elektronlar tarafından yapısına
katılırken diğer broma ise negatif yükler yüklenir.
2
Burada oluşan karbokatyon iyonu öncekinden kararlı oduğundan bu ürünün oluşması önceliklidir.
Burada oluşan karbokatyon iyonu öncekinden kararlı oduğundan bu ürünün oluşması önceliklidir.
Bu aşamada ise negatif yükle yüklenin brom atomunu alkene bağlanmasının iki şekli vardır.
Bu oluşan iki molekül bir birinin ayna yansıması gibidir.

Kaynakça

  1. ^ T.W Graham Solamons (Yazar), Craig B. Fryhle (Yazar), Güral Okay (Çeviri Editörü), Yılmaz Yıldırır (Çeviri Editörü) Organik Kimya (Organic Chemistry), 7. Basımdan Çeviri, Literatür Yayıncılık 2002, ISBN 975-8431-87-0. Sayfa 334
  2. ^ K. Peter C. Vollhardt und Neil E. Schore: Organische Chemie 4 . Auflage. Wiley-VCH, 2000, ISBN 3-527-29819-3. Sayfa 574.
  3. ^ T.W Graham Solamons( Yazar), Craig B. Fryhle (Yazar),Güral Okay (Çeviri Editörü), Yılmaz Yıldırır (Çeviri Editörü) Organik Kimya, ( Organik Chemsty), 7. Basımdan Çeviri, Literatür Yayıncılık 2002, ISBN 975-8431-87-0. Sayfa 334-335

K. Peter C. Vollhardt und Neil E. Schore: Organische Chemie 4. Auflage. Wiley-VCH, 2000, ISBN 3-527-29819-3.

İlgili Araştırma Makaleleri

<span class="mw-page-title-main">Hidrokarbon</span> tamamen hidrojen ve karbondan oluşan organik bileşik

Hidrokarbon, sadece karbon ve hidrojen atomlarından oluşan kimyasal bileşiklerin genel adı.

<span class="mw-page-title-main">Alkan</span>

Alkanlar, (diğer bir deyişle Parafinler) sadece karbon (C) ve hidrojen (H) elementlerinin bulunduğu ve bu elementlerin birbirleriyle tekli bağ yaptığı doymuş alifatik organik bileşiklerin genel ismidir. Alkanlar birbirlerini 1 karbon ve 2 hidrojen ile takip eden bir homolog seri oluştururlar. Örneğin tek karbonlu metan, CH4 formülüne sahipken, çift karbonlu etan C2H6 kapalı formülüne sahiptir. Alkanlarda tüm atomlar tekli bağlarla birbirlerine bağlandığı ve Karbon atomunu bağlayabileceği en fazla Hidrojen atomunu bağladığından dolayı doymuş bileşikler kategorisine girerler. Doymuş hidrokarbonlardan olan alkanlar, CnH2n+2 n=1,2,3,.... genel formülüne sahiptir. Burada n'in 3 veya 3'ten büyük olması hâlinde sikloalkan denilen halkalı yapılar oluşabilmektedirler.

<span class="mw-page-title-main">Klor</span> 17 atomik numaralı kimyasal element

Klor, VIIA grubunda bulunan hafif, keskin kokulu, yeşilimsi sarı renkli, tahriş edici ve zehirleyici bir gaz. Havadan 2,5 kat ağır olan klor ilk zamanlar bir bileşik olarak kabul ediliyordu. Klor ilk olarak 1774 yılında Carl Wilhelm Scheele tarafından keşfedildi. 1810 yılında ise bugünkü ismi Humphry Davy tarafından verildi.

<span class="mw-page-title-main">Alken</span>

Alkenler yapılarında en az bir tane karbon-karbon (C=C) çift bağı içeren organik bileşiklerdir. Alkenlerin yapısında karbon-karbon çift bağı bulunduğundan ve bu karbonların yapabileceği en fazla hidrojenle bağ yapmamış olduğundan alkenler doymamış bileşikler kategorisine girerler. Alkenlerin yapısında sadece bir karbon-karbon çift bağının bulunması durumunda homolog seriler oluşturur. Bu homolog serilerin genel formülü CnH2n şeklindedir. Burada n-in en az 2 olma şartı vardır. Aşağıda en basit alken olan eten, yaygın ismiyle etilenin, çeşitli modellemelerle çizilmiş şekillerinin yanı sıra alkenlerin çeşitli şekillerdeki yazılış şekilleri de bulunmaktadır.

Kimya ve biyokimyada, yağ asidi, genelde uzun, alifatik kuyruklu bir karboksilik asittir. Uzun karboksilik yağ asitlerinden 4 karbonlu ve daha uzun zincirlileri yağ asidi olarak sayılır; doğal yağları (trigliseritleri) oluşturan yağ asitlerinden söz ederken ise bunların en az 8 karbonlu olduğu varsayılabilir. Çoğu doğal yağ asitlerinin çift sayılı karbon atomu vardır, çünkü bunların biyolojik sentezlerinde iki karbon atomlu asetat kullanılır.

Hidrojenasyon, bir kimyasal reaksiyon sınıfıdır ve organik bileşiklere hidrojen (H2) eklenmesi işlemidir. Hidrojenasyon, özellikle doymamış organik bileşikler (alkenler, alkinler, ketonlar ve nitriller ) için önemli bir reaksiyondur. Genellikle basınç altında katalizörler yardımı ile direkt hidrojen eklemesi ile gerçekleştirilir. Hidrojenasyon için en klasik örnek, alkenlerdeki doymamış karbon kimyasal bağına bir hidrojenin ekleyerek, alkeni alkana dönüştürmektir. İlaç ve petrokimya endüstrisinde çok değişik uygulamaları vardır. Bu kimyasal işlemin tersi dehidrojenasyondur. Alkenlere hidrojenin katılması sonucunda Alkanlar oluşur. Alkankar sadece karbon-karbon tekli bağlara sahiptirler. Bu tepkimede katalizör kullanıldığından katalitik hidrojenleme olarak da adlandırılır. Alkenlere hidrojen katılma tepkimeleri ekzotermik tepkimeler olup oda sıcaklığında katalizörsüz tepkime gerçekleşmez. Burada katalizör kullanılarak tepkimenin oda sıcaklığında gerçekleşmesi sağlanır. Yalnız katalizörün etkisi bununla sınırlı kalmıyor. Kullanılan katalizör elde edilecek olan ürünün cis-Alkan ya da trans-Alkan olmasını etkilemektedir. Eğer kullanılan katalizör heterojen bir katalizör ise, (bir parça nikel, platin, paladyum) yani çözelti içerisinde heterojen olarak karışıyorsa katılan her iki hidrojen atomu alkenin aynı tarafına eklenir ve böylece cis-Alkan oluşur. Şayet bu katalizör çözelti içerisinde homojen olarak yayılan bir katalkizörse bu seferde trans-Alkan oluşmuş olacak.

<span class="mw-page-title-main">Fonksiyonel grup</span> içinde bulundukları moleküllerin karakteristik kimyasal tepkimelerinden sorumlu belli atom grupları

Organik kimyada fonksiyonel grup, içinde bulundukları moleküllerin karakteristik kimyasal tepkimelerinden sorumlu belli atom gruplarıdır. Aynı fonksiyonel grup aynı veya benzer kimyasal tepkimere girer, ait olduğu molekülün büyüklüğünden bağımsız olarak.

<span class="mw-page-title-main">Eter</span> Organik bir fonksiyonel grup

Eterler, iki organik kısmın bir oksijen atomu üzerinden birbirine bağ yapmış organik moleküllerdir. Eterlerin genel formülü R-O-R' şeklindedir. Buradaki R ve R' aynı olabileceği gibi farklı organik kısımlar da olabilirler.

Esterlerin su alarak alkol ve asitlere ayrışması reaksiyonudur. Sabunlaşma esterleşmenin tersi olan bir reaksiyondur.Sabunlaşma denilince esterlerin Hidrolizi akla gelmektedir. Bu tepkimenin gerçekleşmesi için hidroksitlerin sulu çözeltisi daha doğru Natriıum hidroksit ya da esterleri parçalaya bilen özel enzimler gerekmektedir. Bitkisel ya da hayvansal yağların sabunlaşması sonucu üç değerli bir alkol olan Gliserin ile yağ asidi oluşur. Sabunlaşma sodyum hidroksit ya da potasyum hidroksit ile yapılırsa yağ asidi yerine bunun sodyum tuzu ya da potasyum tuzu elde edilir. Sabunlaşma temelde bir çeşit Hidroliz reaksiyonudur.

Katılma tepkimeleri, bir organik molekülün yapısına dışarıdan başka bir molekülün katılmasıdır. Organik kimyada yapısında karbon-karbon çift bağı (Alken) ya da karbon-karbon üçlü bağı (Alkin) bulunduran molekülerlerin yapısına dışarıdan en az iki elementin girmesiyle gerçekleşen tepkimelerdir. İşte bu tepkimeler sonucu yapısında çoklu bağ bulunduran moleküldeki çoklu bağlar kırılarak yerlerine tekli bağlar oluşur.

<span class="mw-page-title-main">Markovnikov kuralı</span> organik kimyada asimetrik alkenlere hidrojen halojenürlerin karbon-karbon çift bağlarına katılmasını öngören kanun

Markovnikov kuralı, organik kimyada asimetrik alkenlere hidrojen halojenürlerin karbon-karbon çift bağlarına katılmasını öngörür. Bu kurala göre, asimetrik alkenlere hidrojen halojenürler katıldığında, hidrojen atomu her zaman en fazla hidrojen atomuna sahip olan karbon atomuna bağlanır. Bu da açıkta kalan halojen atomunun fazla dallanma yapan ya da hidrojen bakımından fakir olan karbon atomuna bağlanması anlamına gelir. Bu etki suyun alkenlere katılması esnasında da gözlenir. Burada su molekülündeki H- atomu en az dallanmış karbon atomuna bağlanırken, OH-grubu ise en fazla dallanma yapmış karbon atomuna bağlanır. Rus kimyager Vladimir Markovnikov tarafından 1870'te önerilmiştir.

HCl veya HBr gibi halohidrik asitlerin alkenlere katılımıyla haloalkanlar meydana gelir. Alkenlerde hidrojen ve Halojenlerin katılmalarında iki farklı durum ortaya çıkar. Eğer katılmaya giren alken eten gibi sadece birincil karbonlardan oluşan bir alken ise tepkime yandaki gibi sonuçlanır.

<span class="mw-page-title-main">Hidrasyon</span>

Endüstride küçük moleküllü alkollerin elde edilmesi için kullanılan bir yöntemdir. Bu yöntem alkenlerin hidrasyonu olarak da adlandırılmaktadır. Su kötü bir nüklefil olduğu için genellikle alkenlerle su katma tepkimeleri istenilen ürünü yani alkolleri vermezler. Bu yüzden bu tepkimeler çoğunlukla bir asit katalizörün varlığında gerçekleştirilir. Sülfürik asit ve fosforik asit alkenlerin hidrasyonu esnasında en sık kullanılan asitlerdir. Hidrasyon tepkimeleri genel itibarıyla Markownikow-Kuralı çerçevesinde gerçekleşen bir tepkimedir.

Alkenler sülfürik asitin katılması soğuk bir ortamda bile tepkime verip Alkil hidrojen sülfat bileşiklerini vermektedir. Genel itibarıyla bu tepkime alkenlere hidrojen halojen katılma tepkimeleriyle benzerlik göstermektedir.

Nükleofil ismi, atomun artı kısmı manasına gelen nucleo ve Yunancada seven manasına gelen philos kelimelerinden oluşmaktadır. İsimden de anlaşılacağı gibi nükleofiller artı parçacıkları seven artı merkez arayışı içinde olan moleküllerdir. Bu tür tepkimelerde nükleofiller yani bir çift ortaklaşmamış elektrona sahip molekül, bir alkil halojenürün halojen kısmıyla yer değiştrir işte bu şekilde gerçekleşen yer değişikliklerine Nükleofil yer değiştirme tepkimeleri denir. Elektronegatif halojen elektronları kendine doğru çektiğinden dolayı Karbon otomu üzerinde kısmi bir pozitif yük oluşmuş oluyor. Bu tepkimede de görüldüğü gibi bir yer değiştirme işlemi vardır.

<span class="mw-page-title-main">Karbokatyon</span>

Karbokatyonları kanıtlamak için yapılan deneylerde sonucunda Karbokatyonların BF3 gibi üçgen düzlem yapısında olduklarını göstermektedir. Karbokatyonun merkezinde bulunan karbonun elektron eksikliği vardır çünkü son yörüngesinde sadece altı elektron vardır. Bunu da ya hidrojenlerle ya da alkil gruplarıyla sigma bağları yapmak üzere kullanmıştır. Bu da p orbitalin elektronca boş olduğu anlamına gelmektedir.
Yapılan deneyler sonucunda karbokatyonun kararlığı yapısında bulundurduğu alkil grupların sayılsıyla doğru orantılı olarak artığı gözlenmiştir. Yani yapısında üç alkil grubu bulunduran bir karbokatyon yapısında sadece bir tane ya da iki tane alkil grubu bulunduran karbokatyondan daha kararlıdır.

Alkin halojenürlerin katıldıkları bir başka tepkime çeşidiyse ayrılma tepkimeleridir. Bu tepkime esnasında molekülün yapısında bulunan XY gibi bir molekül alkil halojenürlerin yapısından ayrılır bunun sonucunda da çoklu bağlar oluşmaktadır.

Alkenler sülfürik asitin katılması soğuk bir ortamda bile tepkime verip Alkil hidrojen sülfat bileşiklerini vermektedir. Genel itibarıyla bu tepkime alkenlere hidrojen halojen katılma tepkimeleriyle benzerlik göstermektedir.

Organik reaksiyonlar, organik maddelerin tepkimelerine verilen genel addır.

<span class="mw-page-title-main">Yöresizleşmiş elektron</span> bir katı metal, iyon veya molekülde bulunan elektronların tek bir atom veya kovalent bağ ile ilişkili olmaması

Yöresizleşmiş elektronlar veya delokalize elektronlar bir katı metal, iyon veya molekülde bulunan elektronların tek bir atom veya kovalent bağ ile ilişkili olmamasını tanımlar.