Karboksilik turşulara giriş
Karboksilik turşular \(-COOH\) kimi qeyd olunan karboksil funksional qrupu olan üzvi birləşmələr qrupudur. Bu qrup bir oksigen atomu ilə ikiqat bağlanmış və bir hidroksil qrupuna \(-OH\) bağlanmış bir karbon atomundan ibarətdir. Karboksilik turşular turş dadı və kəskin qoxuları ilə məşhurdur. Onlar üzvi kimya və biokimyada mühüm rol oynayır, müxtəlif bioloji və kimyəvi maddələr üçün tikinti blokları kimi xidmət edir.
Karboksilik turşuların quruluşu və nomenklaturası
Karboksilik turşuların quruluşu həm alifatik, həm də aromatik ola bilən karbohidrogen zəncirinə birləşdirilmiş karboksil qrupunun olması ilə xarakterizə olunur. Alifatik karboksilik turşular üçün ümumi düstur \(R-COOH\) dir, burada \(R\) karbohidrogen zəncirini təmsil edir. Aromatik karboksilik turşular isə karboksil qrupuna bağlı aromatik halqadan ibarətdir.
Karboksilik turşuların nomenklaturası IUPAC sisteminə uyğundur, burada ana karbohidrogen zəncirinin adı "-e" terminalını "-oik turşusu" ilə əvəz etməklə dəyişdirilir. Məsələn, etandan əldə edilən karboksilik turşuya etanoik turşu deyilir, ümumiyyətlə sirkə turşusu kimi tanınır.
Karboksilik turşuların fiziki xassələri
Karboksilik turşular \(-COOH\) qrupunun qütb təbiətinə görə unikal fiziki xüsusiyyətlərə malikdir. Onlar hidrogen bağları yaratmağa qadirdirlər, bu da oxşar molekulyar çəkiyə malik digər üzvi birləşmələrlə müqayisədə daha yüksək qaynama nöqtələri ilə nəticələnir. Aşağı karboksilik turşular suda həll olur, lakin artan molekulyar ölçü ilə həllolma qabiliyyəti azalır.
Karboksilik turşuların kimyəvi reaksiyaları
Karboksilik turşular müxtəlif kimyəvi reaksiyalara məruz qalır və üzvi birləşmələr kimi çox yönlülüyünü nümayiş etdirir:
- Esterləşmə: Karboksilik turşular turşu katalizatorunun iştirakı ilə spirtlərlə reaksiya verdikdə efirlər əmələ gəlir. Bu reaksiya üçün ümumi tənlik belədir: \(R-COOH + R'-OH \rightarrow R-COOR' + H_2O\) Bu proses ətirlərin və ləzzətlərin sintezində geniş istifadə olunur.
- Reduksiya: Karboksilik turşuları litium alüminium hidrid ( \(LiAlH_4\) ) kimi reduksiyaedici maddələrdən istifadə edərək ilkin spirtlərə endirmək olar. Bu reaksiya üçün tənlik belədir: \[R-COOH + 4[H] \rightarrow R-CH_2OH + H_2O\]
- Dekarboksilləşmə: Karboksilik turşular qızdırıldıqda karbon dioksid molekulunu ( \(CO_2\) ) itirərək karbohidrogenlərə çevrilə bilər. Bu reaksiya dekarboksilləşmə kimi tanınır: \(R-COOH \rightarrow RH + CO_2\)
Karboksilik turşuların turşu təbiəti
Karboksilik turşular turşu xassələri nümayiş etdirirlər, çünki onlar karboksil qrupunun hidroksil qrupundan bir proton ( \(H^+\) ) verib, karboksilat ionunu ( \(R-COO^-\) ) əmələ gətirirlər. Bu turşuluq karboksilat ionunun rezonans stabilləşməsi, həmçinin protonun sərbəst buraxılmasını gücləndirən qonşu oksigen atomlarının elektronmənfiliyi ilə bağlıdır. Karboksilik turşunun gücü tez-tez onun pKa dəyəri ilə ölçülür və bu, turşunun protonunu verməsinin asanlığını müəyyən edir. Ümumiyyətlə, pKa nə qədər aşağı olsa, turşu bir o qədər güclüdür.
Karboksilik turşuların mənbələri və nümunələri
Karboksilik turşular müxtəlif təbii mənbələrdə tapılır və eyni zamanda bir çox tətbiq üçün sintez olunur. Bəzi ümumi nümunələrə aşağıdakılar daxildir:
- Sirkə turşusu ( \(CH_3COOH\) ): Sirkənin tərkibində olur, qida sənayesində, həmçinin yapışdırıcılar üçün polivinil asetatın istehsalında geniş istifadə olunur.
- Sitrik turşusu ( \(C_6H_8O_7\) ): Sitrus meyvələrində boldur, qida və içki sənayesində dadına görə və konservant kimi istifadə olunur.
- Qarışqa turşusu ( \(HCOOH\) ): Təbii olaraq qarışqa zəhərində yaranır, dəri istehsalında və kənd təsərrüfatı kimyəvi maddələri kimi istifadə olunur.
- Benzoik turşusu ( \(C_6H_5COOH\) ): Saqqız benzoində və bir çox meyvələrdə olur, qida konservantı kimi və müxtəlif sintetik məhsulların istehsalında istifadə olunur.
Karboksilik turşuların bioloji əhəmiyyəti
Karboksilik turşular bioloji sistemlərdə mühüm rol oynayır. Məsələn:
- Amin turşuları: Zülalların tikinti blokları, amin turşularını peptid bağları vasitəsilə birləşdirən əsas olan bir karboksil qrupuna malikdir.
- Yağ turşuları: Yağların və yağların əsas komponentləri, uzun karbohidrogen zəncirləri olan karboksilik turşulardır. Onlar enerjinin saxlanması və hüceyrə strukturları üçün çox vacibdir.
- Metabolik yollar: Karboksilik turşular hüceyrələrdə enerji istehsalı üçün vacib olan Krebs dövrü də daxil olmaqla bir çox metabolik reaksiyalarda ara məhsullardır.
Karboksilik turşuların sintezi
Laboratoriyada karboksilik turşuların sintezi bir neçə üsulla həyata keçirilə bilər, o cümlədən:
- Əsas spirtlərin və ya aldehidlərin kalium permanqanat ( \(KMnO_4\) ) və ya xrom trioksid ( \(CrO_3\) ) kimi güclü oksidləşdirici maddələrlə oksidləşməsi.
- Qriqnard reagentlərinin karbonlaşması, burada karbon-karbon bağının Qriqnard reagentinə karbon dioksidin ( \(CO_2\) ) əlavə edilməsi və ardınca turşu hidrolizi ilə əmələ gəlməsi.
- Karboksilik turşuları əldə etmək üçün turşu və ya əsas şəraitdə nitrillərin hidrolizi.
Karboksilik turşuların tətbiqi
Karboksilik turşular öz funksiyalarına görə müxtəlif sənaye sahələrində tətbiq tapır:
- Əczaçılıq sənayesində onlar dərmanların sintezində istifadə olunur.
- Kosmetika sənayesində onlar konservantlar və pH tənzimlənməsi üçün istifadə olunur.
- Kənd təsərrüfatında onlar funqisidlər və herbisidlər kimi xidmət edirlər.
- Plastik və polimerlərdə karboksilik turşular plastifikator və qatran kimi xidmət edən esterlər və anhidridlər istehsal etmək üçün istifadə olunur.
Nəticə olaraq, karboksilik turşular müxtəlif sektorlarda geniş tətbiqi olan üzvi birləşmələrin əsas sinfidir. Onların fərqli struktur və kimyəvi xassələri onları kimyada vacib bir araşdırma mövzusuna çevirir.
