Bileşikler - Karboksilli Asitler

Karboksilli Asitler

Bir karbon atomuna çift bağla bağlanmış bir oksijen atomu ile tek bağla bağlanmış bir hidroksil grubunun oluşturduğu karboksil grubunu içeren organik bileşikler sınıfı. Karbon atomunun dördüncü bağına bir hidrojen atomu ya da hidrokarbon molekülü bağlıdır. Doğal halde bulunmalannın yanı sıra bireşim yoluyla da hazırlanabilen bu bileşikler başlıca çözücü olarak ve pek çok sanayi ürününün hazırlanmasında başlangıç maddesi olarak kullanılır.

Karboksilli asitler genellikle molekül yapılarına göre sınıflandırılır. Karboksil grubuna, düz ya da dallanmış zincir yapısında bir hidrokarbonun bağlandığı bileşikler alifatik, halkalı bir hidrokarbonun bağlandığı bileşikler ise aromatiktir. Alifatik karboksilli asitler doymuş (karbonları arasında yalnızca tek bağ bulunan) ve doymamış (en az bir çift bağ bulunan) olmak üzere iki alt grupta toplanırlar. Doymuş alifatik karboksilli asitlerin en basit üyesi formik asittir; karboksil grubuna tek bir hidrojen atomunun bağlanmasıyla oluşan bu asit doğada karıncalarda ve ısırganotlarında bulunur. Karboksil grubuna bir metil grubunun bağlanmasıyla oluşan asetik asit de doymuş bir alifatik asit olup sirkenin bileşimine girer. Aynca, palmitik asit ve stearik asit gibi bazı yağ asitleri de bu grupta yer alır. Doymamış alifatik asitlerin büyük bölümünü yağlardan elde edilen uzun zincirli bileşikler oluşturur, ancak akrilik, krotonik, metakrilik, anjelik ve tiglik asit gibi kısa zincirli olanlara da rastlanır. Doğal halde bulunan oleik asit bir çift bağ içeren, linoleik asit ise iki çift bağ içeren doymamış asitlerdir. En iyi bilinen aromatik karboksilli asitlere benzoik, fitalik ve salisilik asit örnek verilebilir.

Karboksilli asitler işlevlerine göre de sınıflandırılabilir. Örneğin, yağların bileşiminde bulunan alifatik asitler çoğunlukla yağ asitleri olarak anılırlar. Karboksil grubu dışında bir ya da daha çok işlevsel grup içeren uzun hidrokarbon zincirli karboksilli asitlere ornatmalı asitler adı verilir. Oksalik ve malonik asit gibi iki karboksil grubu içeren asitlere dikarboksilli asitler, malik, tartarik ve sitrik asit gibi ikiden çok karboksil grubu içeren asitlere ise polikarboksilli asitler denir.

Karboksilli asitlerin en önemli türevleri esterlerdir; molekül yapılarında, hidroksil grubunun yerinde oksijen ve hidrokarbon bulunan bu bileşikler çoğunlukla karboksilli asitlerin alkollerle tepkimeye sokulması sonucu elde edilir. Ticari açıdan çok önemli bir ürün olan etil asetat esteri çözücü olarak ve aynca parfümlerin hazırlanmasında kullanılır. Anhidritler, halojenürler, peroksi asitler, amitler, hidrazitler ve azitler gibi öbür karboksilli asit türevleri ise karboksilli asitlerle herhangi ikinci bir bileşiğin tepkimeye sokularak, oluşan suyun ortamdan uzaklaştırmasıyla hazırlanır. Bu türevler kolaylıkla birbirlerine dönüşebilir.

Karboksilli asitler genellikle hidroksil grubu içeren öbür organik bileşiklere göre daha kuvvetli asit olmalanna karşılık mineral asitlere göre daha zayıf bir asit özelliği gösterirler. Asitlilik, molekülden artı yüklü hidrojen atomunun ayrılarak geride eksi yüklü bir karboksilat anyonu bırakması sonucu oluşur.

Karboksilli asitler ve türevleri başlıca iki biçimde tepkimeye girerler: İlkinde karboksil grubuna komşu olan karbon atomuna yeni bir grup bağlanır, İkincisinde ise karbonil grubunun karbon atomuna bağlı olan grup bir başka grupla yer değiştirir ve bu yolla bir bileşik bir başka bileşiğe dönüşebilir.

Molekül ağırlığı düşük olan karboksilli asitler sıvı haldedir ve suda çözünürlükleri daha fazladır; kaynama noktaları ise molekül ağırlıkları yakın olan öbür hidrokarbonlara göre daha yüksektir. Karboksilli asitlerin suda çözünürlükleri kadar tat ve kokuları da içerdikleri karbon sayısıyla yakından ilişkilidir. Asetik asit gibi az karbonlu olanların tadı ekşidir. Karbon sayısı bir ile üç arasında değişen bileşikler keskin kokulu olmalarına karşılık, dört ile sekiz arasında karbon içeren bileşiklerin kokulan giderek azalır.

Karboksilli asitler doğada yaygın olarak bulunur. Örneğin, yağ asitleri yağları oluşturan gliseritlerin bileşenleridir. Süt ürünlerinde bulunan laktik asit ile turunçgil meyvelerinde bulanan sitrik asit gibi hidroksi asitler canlı hücrelerinin önemli metabolizma ürünleridir.

Karboksilli asitler, birincil alkollerin yük- seltgenmesiyle ya da Grignard ayıraçları (güçlü organometal bileşikler) kullanılarak bireşimlenebildiği gibi nitrillerden ya da esterlerden de hazırlanabilir.

Karboksilli asitlerin ve türevlerinin kullanım alanları çok çeşitlidir. Örneğin, formik asit dezenfektan ve indirgen olarak kullanılır, aynca dokumacılıkta da yararlanılır. Asetik asit yaygın olarak selüloz plastiklerinin ve esterlerinin üretimi ile başlangıç maddesi olarak aspirinin üretiminde kullanılır. Palmitik ve stearik asit sabun, kozmetik, ilaç ve mum sanayisinde önemlidir. Stearik asit ayrıca kauçuk üretiminde de kullanılır. Akrilik ve metakrilik asitten ise polimer üretiminde yararlanılır.