İng. Group

Belirli elemanlardan oluşan bir kümenin grup olabilmesi için kapalılık, birleşme, etkisiz eleman (E) ve ters eleman özelliklerine sahip olması gerekir.
Şimdi dört elemandan oluşan bir küme düşünelim;
A, B, C ve E, G kümesinin elemanlarıdır.






i) Kapalılık Özelliği(= Closure Property): Grup elemanlarının birbirleriyle olan işlemleri yine grup içinde bir elemanı verirse bu küme kapalıdır.
Örneğin;
AB = C
CB = A
AA = B

ii) Birleşme Özelliği (= Associative): Aşağıdaki özelliğe sahip kümeler birleşme özelliğine sahiptir;
(AB)C = A(BC)
Örneğin;
(AB)C = CC = B
A(BC)= AA = B
Böylece; (AB)C = A(BC)


i) Etkisiz eleman(= Identity element): Küme içerisinde diğerlerine etkimeyen, işlem sonucu olarak işleme girdiği elemanı veren eleman etkisiz elemandır ve E sembolüyle gösterilir.
Örneğin;
AE = A
BE = B
CE = C

i) Ters eleman(= Reciprocal element): Her eleman, küme içerisinde kendisini etkisiz elemana(E) götüren bir elemana (ters eleman) sahip olmalıdır.
Örneğin;
AC = CA = E, A ve C birbirinin ters elemanıdır.
BB = E, B kendisinin ters elemanıdır.

Dört elemanlı bu küme dört özelliğe de sahip olduğu için G kümesi bir gruptur.

ing. Symmetry elements

Simetri elemanları, bileşikleri simetrilerine göre sınıflandırmamız için yardımcı olan geometrik kavramlardır.

---------------------------------------------------------------------
C : simetri ekseni, eksen etrafında dönme

σ : simetri düzlemi, düzlem etrafında yansıma hareketi

S : yansımalı dönme, simetri ekseni etrafında yapılan dönmeden sonra bu eksene dik bir düzlem etrafında yapılan yansıma hareketi. (C + σ, C σ'ye diktir.)

i : nokta elemanı, nokta etrafında evirme(= inversion) hareketi
---------------------------------------------------------------------

Bu dört eleman kullanılarak, bileşik üzerinde simetri işlemleri yapılarak bileşikler sınıflandırılabilirler.

Necker kübü ruhbilimde çok ünlü olmuş, artık nerdeyse suyu çıkmış bir ilüzyondur ama ilk gördüğümde bana epey keyif vermişti.





Necker kübü aslında bildiğimiz, basit bir küp çizimidir ama dikkatli bir şekilde uzun süre bakıldığında ilginç sonuçlar verir. İlk bakışta birbirine paralel olan karelerden birini kübün bize yakın olan yüzü olarak görürsünüz (bu durumda sarıya boyandığı için arkadaki daha kolay görünüyor sanırım), ama biraz zaman geçtiğinde kübün ön yüzü yer değiştirir ve aşağıya iner veya yukarı kalkar. Ve iki yüz arasındaki bu gel-gitler gittikçe büyüyen bir hızla devam eder. Tabi şekildeki kırmızıya boyalı nokta da ileri ve geri gider sürekli...

Tüm bunların aslında kimyayla bir ilgisi yok ama dün çokyüzlüleri incelerken birden düzgün dörtyüzlünün (tetrahedron) bir çiziminin de Necker kübü gibi davrandığını farkettim.







Yukarıdaki şeklin sol yanında bir düzgün dörtyüzlünün üstten görünüşünü görüyorsunuz.(C3 simetri ekseni gözünüze batacak şekilde). Sağ tarafta ise gayet hoş bir S4 eksenine eşlik ederek yandan bakıyorsunuz. (Sorsanıza bir tetrahedronun yanı veya üstü mü olurmuş?) Şimdi, işte sağdaki şekil de aynı Necker kübü gibi davranıyor ve ilk başta dikey kenar öndeymiş gibi görünürken sonraları yatay kenar öne çıkıyor ve dikey olanı geriye düşüyor..Ve gel-gitlerimiz başlamış oluyor..

Böyle işte.. Bazen hiç alakasız şeyler böyle birbirini çağrıştırabiliyor. Simetrinin nerden çıkacağını kim bilebilir ki?

Organik Kimya ismini "organicus"tan almakta olup ifade ettiği anlam bizzat organlı sistemlerden esinlendirilmiştir. 1828 yılında Friedrich Wohler'in üre 'yi sentezlemesine kadar sadece canlı organizmaların organik molekülleri sentezleyebileceği düşünüldüğü göz önüne alınırsa bu isim aslında hiç de anlamsız gelmemektedir.

Karbon Kimyası tanımı günümüzde organik kimya için çok yetersiz kalsa bile organik kimyanın temelinin karbon'a dayandığını ve karbon-karbon bağının en önemli yapıtaşı olduğunu göz önüne alırsak bu tanımın gayet yerinde olduğunu farkedebiliriz umarım.

Organik Kimyanın çalışma alanı için "karbon içeren her kimyasal değişim" dersek hiç de büyük konuşmuş olmayız.

Organik Kimyanın değerini ve kapsama alanını her geçen gün arttıracağını ise canlılarla (yaşayan organizmalarla) ilgili olduğundan ve onlar yaşadıkça -yine onlar için- hep yaşamak zorunda olduğundan anlayabiliriz.

Belki bir cok kisi, atomun ekonomisi mi olur diyecek ama günümüzde gittikce artan atik sorunlarindan dolayi git gide önemi artan bir konu atom ekonomisi.

Kücükken evde sürekli gördügüm bir kitap vardi; Ev ekonomisi adinda. Ablamin bir kitabiydi sanki ve meslek liselerinde okutulurdu sanirim. Atom ekonomisi terimi nedense aklima bunu getirmekte hep (ne alakaysa iste).

Genelde kimyasal tepkimelerin basarisi konusunda verimden bahsederiz. Yüzde olarak verilen verim ne kadar yüksekse o tepkimenin o kadar iyi gerceklestigi anlasilir dogal olarak. Verim hesaplanirken esas olan, tepkimeye giren reaktiflerden birinin miktari baz alinir ve onun ne kadarinin ürüne dönüstügü hesaplanir. Yani verim icin söyle tanim yapabiliriz.

% verim = (ürünün mol sayisi / reaktiflerden birinin mol sayisi)x100

Ancak, özellikle organik kimyada, tepkimelerin verimlerinin yanisira olusturduklari yan ürünlerin de önemi oldukca fazla. Hele ki bu tepkime sanayide büyük capli olarak gerceklestiliyorsa, olusacak olan yan ürün(ler), muhakkak göz önünde bulundurulmasi gereken bir unsur olacaktir.

Bir tepkime ne kadar az yan ürün olusturuyorsa, yani tepkimeye giren atomlarin, büyük cogunlugu ürün(ler)de bulunuyorsa, o tepkime de o kadar atom ekonomik olmus olmakta.

Atom ekonomikligin tanimi da aslinda oldukca basit.

Yüzde atom ekonomisi = (Ürünün agirligi / Tepkimeye giren tüm reaktiflerin agirligi ) x 100

Simdi bu tanim da, artik tepkimeye giren tüm reaktif ve  reagentlerin  göz önünde bulundurulmasi, bize tepkimenin ne kadar az yan ürün olusturdugu konusunda fikir verecektir.

Bir örnek vereyim, daha da güzellessin konu:

Etil alkol ile asetik asitin esterlesme tepkimesi ve etil asetat eldesini düsünelim. Ve varsayalim ki tepkime katalizor kullanilmadan gerceklesiyor.

CH3CH2OH + CH3COOH ----> CH3COOCH2CH3 + H2O

Simdi bu klasik esterlesme tepkimesinin yüzde atom ekonomisini hesaplayacak olursak, % atom ekonomisi = 88 g (Etil Asetat'in molekül agirligi) / (46 g (Etil alkolun molekül agirligi) + 60 g (Asetik asitin molekül agirligi) =
%83

Yan ürün olarak sadece su cikmasindan dolayi atom ekonomik olarak nisbeten iyi bir tepkime. Ancak ayni etil asetati, asetik anhidrit kullanarak gerceklestirmis olsaydik

(CH3CO)2O + CH3CH2OH ---> CH3COOCH2CH3 + CH3COOH

% atom ekonomisi = 88 g/ (102 g + 46 g ) = %59

Yan ürün olarak asetik asit olustugu icin görüldügü gibi yüzde atom ekonomisi oldukca düsmektedir. Bu tepkime cok daha hizli ve kolay olan bir tepkime oldugu icin lablarda tercih edilir ancak, muhtemelen sanayide büyük miktarlarda bu tepkimeyi gerceklesitrmek hic de makul olmayacaktir. Eger ki yan ürün olan asetik asit, asetik anhidrit eldesinde kullanilmiyor ise. Eger ki olusan yan ürünün de kullanilabilecegi bir alan var ise, kimya piyasasinda satilabilecek bir ürün ise o zaman sorundan cok kar olusturur bu durum ancak, organik kimyada yan ürünler kimi zaman tuz olmaktadir; örnegin :

 Mitsunobu Tepkimesi  oldukca güzel isleyen sentetik olarak cok faydali bir tepkime olmasina ragmen, olusturdugu yan ürünler nedeniyle, pek de atom ekonomik degildir (Kendisini cok severim halbuki). Trifenilfosfinoksit ve diesterhidrazin yan ürün olarak olusur ve bu ürünler baska tepkimeler icin pek de kullanisli ürünler degildir. Büyük miktarlarda yapilacak olan bir Mitsunobu tepkimesi, sanayide oldukca sorun yaratacaktir.

Bu nedenle, son zamanlarda kimyagerler, tepkime gelistirirken atom ekonomisine de önem göstermekte ve tepkimelerin sanayide, sorun olusturmadan kullanibilmesine dikkat etmektedir. Bunlardan son zamanlarda oldukca popüler ve revacta konulardan olan  C-H aktivasyon  tepkimeleridir. Yer degistirme tepkimelerinin olusturacagi yan ürün sorununu düsünürseniz, sadece hidrojen atomu ile yer degistirmek oldukca temiz bir tepkime elde etmeyi saglayacaktir.

Özellikle yükseltgenme tepkimelerinde, yükseltgen olarak metallerin oksitlerinin ya da peroksi karboksilik asitlerin kullanilmasindansa hidrojen peroksit, ya da cok daha zor olsa da kullanilmasi harika olacak olan oksijen kullanilmasi, atom ekonomisi bakimindan oldukca fayda saglayacaktir. Yan ürün olarak sadece su cikmasi da atom ekonomikliginin üzerine cifte kaymak olmakta.

Bu nedenle yükseltgenme kimyasinda bu aralar, oldukca fazla bir sekilde, hidrojen peroksit kullanilmasina yönelik arastirmalar yogun olarak devam etmektedir.

Atom ekonomisi konusunda teker teker tepkimeleri incelemek ve yorumda bulunmak mümkün ama cok da uzatmak istemiyorum. Son bir örnek olarak  Diels-Alder Tepkimesi 'ni vermek istiyorum ki Atom ekonomisi ve kullanislilik bakimdan mükemmel bir tepkimedir kendisi. Tepkimeye giren hersey, ürünlerde de var oldugu ve karmasik halkalar elde edilebildigi icin  total sentez  yapanlarin da favori tepkimeleri arasindadir. Atom ekonomisi konusu elbette ki ilaclarin sanayide sentezleri konusunda oldukca önem arzetmekte. Her yil binlerce ton üretilen ilaclardan olusan atiklarin boyutlarini düsünecek olursaniz, konunun hem cevre hem de ekonomik olarak oldukca sorunlari oldugunu anlayabilirsiniz.

Ilac olarak oldukca favorim olan, bas agrisinin bir numarali dümani, müthis agrikesici Ibuprofen de, atom ekonomik olarak sentezlenmeye baslanilan ve bu konuda oldukca da basarili olunan örneklerden biri. Bu konudaki detaylari, yazmayi planladigim Ibuprofen yazisina birakirken su kadarini söyleyeyim, ibuprofenin sanayideki sentezinin %40'larda olan atom ekonomisi %70'lere cikarilabilmistir ve bence bu oldukca büyük basaridir.

Herkese, yüksek verimli bol atom ekonomik tepkimeler efendim.

Sadece karbon ve hidrojenden oluşan bu bileşiğe hayran olmak için yapısını görmek yeterli olsa gerek. Üç siklohekzan halkasının birleşerek oluşturduğu trisiklik yapıda dört siklohekzan halkası mevcut. H-NMR'da tek pik vermesinin sebebi 12 adet simetri elemanı olması.

1933 yılında Çekoslovakyalı Landa ve Machachaeck tarafından keşfedilen C10H16 molekülüne elmas'ın latince karşılığı olan adamantane ismi uygun görüldü. Zira elmas ile adamantan arasında polimer-monomer ilişkisine benzer bir uygunluk bulunmaktadır. Elmasın örgü yapısı içerisinden alınacak 10 karbon adamantan yapısını oluşturabilmektedir.

Diğer karbohidratlara nazaran katı halde fcc (face centered cubic = yüzey merkezli küp) yapısını oluşturması erime noktasının (269 oC) yüksek olmasının sebebi olarak gösterilebilir. Oda sıcaklığında süblimleşebilme özelliği de diğer hidrokarbonlardan ayırıcı bir özelliğidir. Suda çözünmemesine karşın hidrokarbonlarda çözünür.

Simetrisinin yanında ilaç sanayiinde de kullanılıyor olması ününü bir hayli artırmıştır.

Aslında benim organik bileşikler arasında sentezlediğim ilk molekül diyebiliriz. Her ne kadar saflaştıramasam ve herhangi bir kanıtım olmasa da sentezleyebilmişimdir herhalde. Skraup kinolin sentezi denen bir yöntemle; Anilin, gliserin ve sülfürik asit kullanarak sentezlenebilmektedir kolaylıkla.

Keskin bir kokusu olan renksiz ama zamanla kararan, higroskopik bir sıvıdır kinoline. Organik çözücülerde oldukça iyi çözünürken, suda çok az çözünebilmektedir. pKa'sı 9.5 olan zayıf bir bazdır kendileri. Yoğunluğu, 1.09 g/mL'dır. Erime ve kaynama noktaları sırasıyla; -15 oC ve 238 oC'dir.

Resin ve terpenler için çözücü olarak kullanılmasının yanısıra, başka bileşiklerin sentezi için ara üründür (8-hidroksi kinoline gibi).

İnsan üzerindeki kanserojen etkileri denenmemesine rağmen deney hayvanları üzerindeki etkilerinden dolayı 'olası kanserojen maddeler' listesi içinde yer almaktadır.

Öncelikle bu mucizevi maddenin tarihinden bahsetmekte yarar var

Milattan önce 4.yüzyil civarinda yasayan Hipokrat (hipokrat yemininin isim babasi) sögüt agacinin yapraklarini ve kabuklarini kullanarak agrilari dindiriyordu. Aradan milenyumdan fazla bir süre gecmesi gerekti sögüt agacindaki bu ilacin ne oldugunun anlasilmasi icin. 1828 yilinda Johann Büchner isimli Alman farmakolog aci bir tadi olan igne seklince kritalleri olan bir maddeyi sögüt agacindan elde etti ve adini salisin koydu. 1829`da ise Fransiz kimyager Henri Leroux ilk olarak saf bir krital halinde elde etti salisini. 1838`de ise Italyan kimyager Raffaele Piria ise salisinin karbohidrat ve aromatik bilesenlerini ayirip, aromatik bilesenini yükseltgeyip elde ettigi renksiz igne seklindeki kristallere salisilik asit ismini verdi.

Fakat salisilik asit midede oldukca direnc gösterdigi icin ilac olarak kullanilamiyordu. Bunun icin farkli bir hale sokulmasi gerekiyordu bilesigin. Ve bunu ilk olarak 1853`de Charles Frederic Gerhardt isimli Fransiz kimyager salisilik asitin tuzu ile asit klorürü tepkimeye sokarak asetil salisilik asit yani günümüzde bilinen ismiyle aspirini sentezleyerek gerceklestirdi. Fakat yaptigi bu ürünü pazarlamak gibi bir düsüncesi olmadigi icin piyasaya sürülmesi icin yaklasik 50 yil beklemesi gerekti aspirinin. 1899 yilinda Bayer icin calisan Alman kimyager Felix Hoffman bunu Gerhardt`in yaptigi aspirin ile babasinin romatizma agrilari üzerine denemeler yapip ardindan basarili sonuclar alinca, Bayer`i ikna edip 6 Mart 1899 tarihinde Aspirin ismini verip patentini alip piyasaya sürmeye basladilar





Aspirin isminin A`si asetil salisilik asitin a`sindan, spir`i ise spiraea ulmaria`dan (sögüt agacinin latince ismi sanirim) gelmistir. in kismi ise ilac isimlerinin sonunda kullilan bir ek.

Aspirin 1915 yilina kadar toz halinde satilirken, bu yildan sonra tablet halinde piyasaya sürülmeye baslandi.

1948 yilinda Dr. Lawrance Craven aspirin kullaniminin kalp krizi riskini azalttigini bulup, her gün bir aspirin icilmesini tavsiye edilmistir. Ve her gecen gün aspirinin iyi geldigi rahatsizliklar bulunmaktadir. Ne kadari dogru ne kadar yanlis bilemeyiz ama aspirinin ilaclar tarihinde yikilmayacak bir yere sahip oldugu ve mucizevi ilac unvanini cok daha uzun bir sure daha koruyacagi bir gercek.