DESTEK OL

Jones Oksidasyonu

Jones Oksidasyonu: Birincil ve İkincil Alkollerin Kuvvetli Oksidasyonu

Bu bölüm, **Jones oksidasyonu** olarak bilinen ve birincil alkollerin karboksilik asitlere, ikincil alkollerin ise ketonlara dönüştürülmesini sağlayan klasik bir oksidasyon reaksiyonunu ele alır. Reaksiyon, krom trioksit (CrO3) ve sülfürik asidin (H2SO4) sulu aseton içinde oluşturduğu **Jones reaktifi** ile gerçekleştirilir. Bu yöntem, 1946 yılında Louis Frederick Fieser ve özellikle **Sir Ewart Jones** tarafından yaygınlaştırılmıştır. Jones oksidasyonu, organik sentezde yüksek verimli ve güvenilir bir oksidasyon yöntemi olarak hâlâ kullanılmaktadır.

Kaşif: Sir Ewart Jones

Sir Ewart Jones

İngiliz kimyager Sir Ewart Jones, 1940’larda krom bazlı oksidasyon reaktiflerini sistematik olarak incelemiş ve CrO3/H2SO4 karışımının alkoller üzerindeki etkinliğini göstermiştir. Bu reaktif, daha önce kullanılan kromik asit (H2CrO4) çözeltisine kıyasla daha kontrollü ve tekrarlanabilir sonuçlar vermiştir. Jones, bu yöntemi doğal ürün sentezlerinde başarıyla uygulamış ve organik kimyada standart bir oksidasyon aracı haline getirmiştir.

Tarihsel Gelişimi

Jones oksidasyonu, 1946 yılında tanıtılmıştır. O dönemde, aldehitlerin karboksilik aside oksidasyonu zorlukla kontrol edilebiliyordu çünkü birçok reaktif aldehiti aşırı oksitleyerek aside dönüştürüyordu. Jones reaktifi, bu aşamayı doğal olarak gerçekleştirdiği için birincil alkoller için idealdir. Ancak aldehit elde etmek isteniyorsa, daha hafif oksidasyon yöntemleri (örneğin PCC) tercih edilir. Jones yöntemi, sulu ortamda çalıştığı için aldehitin su ile hidratlaşması ve ardından oksidasyonu kolaylaşır.

Reaksiyonun Genel Formu

Jones oksidasyonunun genel denklemleri şöyledir:

  • Birincil alkol: R–CH2OH → R–COOH
  • İkincil alkol: R1R2CHOH → R1R2C=O

Reaktif: CrO3 + H2SO4 + H2O (aseton içinde)

Mekanizma şu aşamalardan oluşur:

  1. Kromat esteri oluşumu: Alkol, kromik asit ile tepkimeye girerek kromat esteri oluşturur.
  2. E2 eliminasyonu: Bir proton uzaklaştırılır ve Cr(VI) → Cr(IV) indirgenirken karbonil bileşiği (aldehit veya keton) oluşur.
  3. Birincil alkollerde: Oluşan aldehit, sulu ortamda hidratlaşır ve tekrar kromat esterine dönüşerek karboksilik aside okside olur.

Önemli Kavram: Sulu Ortamın Rolü

Jones oksidasyonu sulu ortamda gerçekleşir. Bu nedenle birincil alkollerden aldehit elde edilemez; doğrudan karboksilik asit oluşur. Aldehit elde etmek için susuz koşullarda çalışan PCC (piridinyum klorokromat) gibi reaktifler kullanılmalıdır.

Reaksiyon Koşulları ve Değişkenler

Jones oksidasyonu için tipik koşullar:

  • Substrat: Birincil veya ikincil alkol (tercihen suyla karışabilen)
  • Reaktif: CrO3 (1.5–2 ekivalan), seyreltik H2SO4, sulu aseton çözücüsü
  • Sıcaklık: 0–25°C (genellikle buz banyosunda başlatılır)
  • Zaman: 15 dakika – 2 saat
  • Renk değişimi: Turuncu → yeşil (Cr(VI) → Cr(III) indirgenmesi)
Alkol Ürün Notlar
1-Bütanol Bütanoik asit Birincil alkol → karboksilik asit
2-Bütanol 2-Bütanon İkincil alkol → keton
Benzil alkol Benzoik asit Aromatik birincil alkol
Siklohegzanol Siklohegzanon Döngüsel ikincil alkol

Uygulama Alanları

Jones oksidasyonu, sentetik organik kimyada çeşitli alanlarda kullanılır:

  • Doğal Ürün Sentezi: Karboksilik asit içeren moleküllerin hazırlanmasında.
  • İlaç Kimyası: NSAID’ler (örneğin ibuprofen öncüleri) gibi moleküllerin sentezinde.
  • Analistik Kimya: Fonksiyonel grup dönüşümlerinin teyidinde.
  • Eğitim: Organik kimya laboratuvarlarında klasik oksidasyon deneyi olarak.

Uygulama Soruları

Soru 1: Jones oksidasyonu ile 1-pentanol hangi ürüne dönüşür?

Soru 2: Aşağıdakilerden hangisi Jones oksidasyonunun bir dezavantajıdır?
a) Sadece aromatik alkollerle çalışması
b) Aldehit üretmemesi
c) Sadece keton üretmesi
d) Susuz ortamda yapılması

Soru 3: Jones reaktifi hangi bileşenlerden oluşur?
a) KMnO4 + NaOH
b) CrO3 + H2SO4 + H2O
c) PCC + CH2Cl2
d) DMSO + (COCl)2

Temel İlkeler

Jones oksidasyonunu anlamak için:

  • Bu, birincil alkollerin karboksilik aside, ikincil alkollerin ketona dönüştüğü güçlü bir oksidasyon yöntemidir.
  • Sulu ortamda gerçekleşir; bu nedenle aldehit arası ürün izole edilemez.
  • Reaktif, CrO3 ve sülfürik asidin sulu aseton çözeltisidir.
  • Renk değişimi (turuncu → yeşil) reaksiyonun tamamlandığını gösterir.

Laboratuvar Uygulaması

Tipik bir prosedür: 10 mmol 2-oktanol, 20 mL aseton içinde çözülür. Buz banyosunda soğutulurken, 2.2 ekivalan CrO3 içeren 10 mL %60 H2SO4 damla damla eklenir. Karışım 30 dakika oda sıcaklığında karıştırılır. Renk yeşile döner. Reaksiyon sonunda, karışım NaHSO3 ile işlenir, eter ile ekstrakte edilir ve ürün distilasyonla saflaştırılır. Verim genellikle %80–95 arasındadır.

Önemli Uyarılar

  • Krom(VI) bileşikleri toksiktir ve kanserojen olabilir — eldiven ve çeker ocak kullanılmalıdır.
  • Aldehit elde etmek isteniyorsa Jones reaktifi **kullanılmamalıdır**; PCC tercih edilmelidir.
  • Üçüncül alkoller Jones reaktifiyle tepkime vermez.
  • Reaksiyon ekzotermiktir — buz banyosunda başlatılmalıdır.
  • Atık krom çözeltisi çevreye zararlıdır; uygun şekilde bertaraf edilmelidir.

Kaynaklar

1. Jones, E. R. H. (1946). Oxidation of alcohols by chromic acid. Journal of the Chemical Society, 668–672. https://doi.org/10.1039/JR9460000668

2. Fieser, L. F., & Fieser, M. (1967). Reagents for Organic Synthesis (Vol. 1). Wiley.

3. Smith, M. B., & March, J. (2007). March’s Advanced Organic Chemistry (6th ed.). Wiley.

4. Carey, F. A., & Sundberg, R. J. (2007). Advanced Organic Chemistry: Part B: Reactions and Synthesis (5th ed.). Springer.