Bitki Kimyası ve Analiz Yöntemleri E-kitap

Transkript

iii
‹çindekiler
‹çindekiler
Önsöz ............................................................................................................
ix
Bitkilerde Biyosentez.......... ....................................................
2
G‹R‹fi VE TANIMLAR.....................................................................................
PR‹MER VE SEKONDER METABOL‹TLER ...................................................
F‹TOK‹MYA VE B‹YOSENTEZ .....................................................................
B‹YOSENTEZ REAKS‹YONLARINDA ENZ‹MAT‹K FAAL‹YETLER .............
B‹TK‹LERDE GERÇEKLEfiEN ÖNEML‹ B‹YOSENTEZLER VE
YOLLARI ........................................................................................................
Hayat›n Kayna¤›: Fotosentez ........................................................................
Karbonhidrat Y›k›l›m›....................................................................................
Ya¤ ve Ya¤ Asitleri - Biyosentezleri ve Y›k›mlar›.......................................
Aromatik Biyosentez .....................................................................................
fiikimik Asit Yolu.....................................................................................
Asetat Hipotezi ........................................................................................
Farkl› Metabolik Yollardan Sentezlenen Aromatik Halkalar ................
Di¤er Biyosentez Yollar›.........................................................................
Özet ...............................................................................................................
Kendimizi S›nayal›m .....................................................................................
Kendimizi S›nayal›m Yan›t Anahtar› ............................................................
S›ra Sizde Yan›t Anahtar› ..............................................................................
Yararlan›lan ve Baflvurulabilecek Kaynaklar ...............................................
3
5
10
12
12
12
16
17
18
18
18
19
19
20
21
22
22
23
Primer Metabolitler ................................................................ 24
G‹R‹fi ..............................................................................................................
PR‹MER METABOL‹TLER ..............................................................................
KARBONH‹DRATLAR....................................................................................
Karbonhidratlar›n S›n›fland›r›lmas› ..............................................................
Monosakkaritler .............................................................................................
Karbonhidrat Formüllerinin Yaz›l›fl fiekilleri..........................................
Oligosakkaritler .............................................................................................
Polisakkaritler ................................................................................................
Polisakkaritlerin Baz› Özellikleri ............................................................
Üronik Asit veya Di¤er Üniteleri ‹çeren Polisakkarit Kompleksleri ....
L‹P‹TLER.........................................................................................................
Lipitlerin Bitkilerdeki Yay›l›fl› .......................................................................
Lipitlerin Özellikleri.......................................................................................
Lipitlerin S›n›fland›r›lmas› .............................................................................
Basit Lipitler...................................................................................................
Trigliseritler ............................................................................................
Mumlar ...................................................................................................
Kompleks Lipitler ..........................................................................................
Lipitlere Uygulanan Tayinler ........................................................................
PROTE‹NLER..................................................................................................
Proteinlerin Yap› Tafllar› ...............................................................................
Enzimler .........................................................................................................
Hidrolazlar .....................................................................................................
1. ÜN‹TE
25
25
25
25
26
27
28
29
31
31
33
34
34
34
35
36
36
37
37
37
38
40
40
2. ÜN‹TE
iv
‹çindekiler
Oksidoredüktazlar .........................................................................................
NÜKLE‹K AS‹TLER ........................................................................................
Özet................................................................................................................
Kendimizi S›nayal›m......................................................................................
3. ÜN‹TE
Sekonder Metabolitler ............................................................ 48
G‹R‹fi ..............................................................................................................
GL‹KOZ‹TLER ................................................................................................
Oksijen Glikozitleri .......................................................................................
Alkol Glikozitleri .....................................................................................
Fenol Glikozitleri.....................................................................................
Steroit Glikozitleri ...................................................................................
Gliko Alkaloitler ......................................................................................
Kükürt Glikozitleri.........................................................................................
Azot Glikozitleri.............................................................................................
Karbon Glikozitleri........................................................................................
TANENLER .....................................................................................................
ALKALO‹TLER................................................................................................
‹ZOPRENO‹TLER ...........................................................................................
Monoterpenler ...............................................................................................
‹ridoitler ...................................................................................................
Seskiterpenler ...............................................................................................
Uçucu Ya¤lar .................................................................................................
Diterpenoitler.................................................................................................
Triterpenoitler................................................................................................
Tetraterpenoitler ............................................................................................
Politerpenoitler ..............................................................................................
Reçineler ..................................................................................................
Özet................................................................................................................
4. ÜN‹TE
41
42
43
45
46
46
47
49
49
50
51
51
57
60
61
61
61
61
64
68
68
68
68
69
71
71
71
72
72
74
75
76
76
77
Organoleptik, Mikroskobik ve Mikroflimik Yöntemler........ 78
G‹R‹fi ..............................................................................................................
B‹TK‹SEL KAYNAKLARIN TANIMLANMASI ................................................
ORGANOLEPT‹K ANAL‹ZLER ......................................................................
Görünüfl .........................................................................................................
Renk ...............................................................................................................
Büyüklük .......................................................................................................
Yüzey Özellikleri...........................................................................................
K›r›lma Yüzeyi ..............................................................................................
Koku...............................................................................................................
Tat .................................................................................................................
M‹KROSKOB‹K YÖNTEMLER ......................................................................
Bitkisel Droglarda Gözlenen Diagnostik Özellikler....................................
79
79
83
83
84
85
85
85
85
86
86
87
v
‹çindekiler
M‹KROfi‹M‹K YÖNTEMLER ..........................................................................
Mikroekstraksiyon .........................................................................................
Mikrosüblimasyon .........................................................................................
Mikrodistilasyon ............................................................................................
Kromatografik Yöntemler .............................................................................
Özet................................................................................................................
102
102
103
103
104
105
106
107
107
107
Bitkisel Maddelerin Teflhis Reaksiyonlar›.............................. 108
G‹R‹fi ..............................................................................................................
ÇÖZÜCÜ EKSTRAKS‹YONU.........................................................................
ETER EKSTRES‹ .............................................................................................
Uçucu ve Sabit Ya¤lar›n Teflhisi...................................................................
Alkaloitlerin Teflhisi.......................................................................................
Flavon ve Antrasen Aglikonlar›n Teflhisi .....................................................
Kumarin Glikozitlerinin Teflhisi....................................................................
ALKOL EKSTRES‹ ..........................................................................................
Tanenlerin Teflhis Reaksiyonlar›...................................................................
‹ndirgen Bilefliklerin Teflhisi .........................................................................
Alkaloit Tuzlar›n›n Teflhisi ............................................................................
Antrasen Glikozitlerinin Teflhisi ...................................................................
Antosiyan Glikozitlerinin Teflhisi..................................................................
Kumarin Glikozitlerinin Teflhisi....................................................................
Steroit Glikozitlerinin Teflhisi........................................................................
SU EKSTRES‹ .................................................................................................
Pektin, Müsilaj ve Zamklar›n Teflhisleri .......................................................
fiekerlerin Teflhisi ..........................................................................................
Özet................................................................................................................
109
109
110
111
111
112
113
113
114
115
116
116
116
116
117
117
118
118
120
121
122
122
Uçucu Ya¤lar Üzerinde Yap›lacak Analizler ........................ 124
G‹R‹fi .............................................................................................................
UÇUCU YA⁄LAR...........................................................................................
UÇUCU YA⁄ ELDE ETME YÖNTEMLER‹....................................................
B‹TK‹SEL DROGLARDAK‹ UÇUCU YA⁄LARIN TAY‹N‹ ...........................
D‹ST‹LASYONLA B‹TK‹SEL DROGLARDAK‹ SUYUN TAY‹N‹ ...................
UÇUCU YA⁄LAR ÜZER‹NDE YAPILACAK ANAL‹ZLER ............................
Uçucu Ya¤larda Yap›lmas› Gereken Fiziko-Kimyasal Analizler ...............
Uçucu Ya¤lar›n Koku ve Tad›......................................................................
Uçucu Ya¤larda Su Aranmas› .......................................................................
Uçucu Ya¤larda Yabanc› Ester Aranmas› ....................................................
Uçucu Ya¤ ‹çinde Sabit Ya¤ ve Reçine Aranmas› ......................................
Uçucu Ya¤larda Uçurma Art›¤›.....................................................................
Uçucu Ya¤lar›n Alkoldeki Çözünürlükleri .................................................
Kurutmada Kay›p ..........................................................................................
5. ÜN‹TE
125
125
126
126
127
128
128
129
129
129
129
129
130
130
6. ÜN‹TE
vi
‹çindekiler
Toplam Alkol Yüzdesi ..................................................................................
Nane Ya¤›nda, Mentol Üzerinden Hesaplanm›fl Toplam Alkol Yüzdesi...
Uçucu Ya¤lardaki 1,8-Sineol’ün Miktar Tayini ............................................
Topla Fenol Miktar›.......................................................................................
Toplam Aldehit Miktar› ................................................................................
Gül Ya¤›ndaki Stearopten Miktar› ..............................................................
Uçucu Ya¤lardaki Bilefliklerin ‹nce Tabaka Kromatografisi
‹le ‹ncelenmesi ..............................................................................................
UÇUCU YA⁄LARIN ANAL‹Z‹NDE KULLANILAN
ALETL‹ ANAL‹Z TEKN‹KLER‹ ......................................................................
Uçucu Ya¤lardaki Bilefliklerin Gaz Krotomatografisi ve Gaz
Krotomatografisi ve Kütle Spektrofotometresi ‹le Belirlenmesi ................
Özet................................................................................................................
7. ÜN‹TE
134
135
135
138
139
140
140
Sabit Ya¤lar Üzerinde Yap›lacak Analizler ......................... 142
G‹R‹fi .............................................................................................................
B‹TK‹SEL DROGLARDAK‹ SAB‹T YA⁄LARIN M‹KTAR TAY‹N‹ ...............
SAB‹T YA⁄LAR ÜZER‹NDE YAPILACAK ANAL‹ZLER ..............................
Sabit Ya¤larda Yap›lmas› Gereken Fiziko-Kimyasal Analizler ...................
Sabit Ya¤lar›n ‹nce Tabaka Kromatografisi ‹le Tan›nmas› .........................
Asitlek ‹ndisi .................................................................................................
Asitlek Derecesi ...........................................................................................
Sabunlaflma ‹ndisi ........................................................................................
Ester ‹ndisi .....................................................................................................
‹yot ‹ndisi.......................................................................................................
Peroksit ‹ndisi ..............................................................................................
Hidroksil ‹ndisi ..............................................................................................
Hekzabromür ‹ndisi .....................................................................................
Sabunlaflmayan Madde ................................................................................
Viskozite .......................................................................................................
‹nce Tabaka Kromatografisi ‹le Ya¤lardaki Yabanc› Ya¤lar.......................
Gaz Kromatografisi ve Gaz Kromatografisi-Kütle Spektrofotometresi
‹le Sabit Ya¤lar›n Bilefliminin Belirlenmesi ................................................
Özet ...............................................................................................................
8. ÜN‹TE
130
131
131
132
133
133
143
143
144
145
145
145
145
146
146
147
147
148
148
149
150
150
151
152
153
154
154
Fiziko Kimyasal Yöntemler......................................................156
F‹Z‹KO-K‹MYASAL ANAL‹ZLER ..................................................................
BA⁄IL YO⁄UNLUK ......................................................................................
KIRILMA ‹ND‹S‹ ...........................................................................................
OPT‹K ÇEV‹RME ...........................................................................................
ER‹ME NOKTASI ...........................................................................................
Kapiler Yöntem .............................................................................................
Aç›k Kapiler Yöntem.....................................................................................
Ani Yöntem....................................................................................................
157
157
158
164
168
168
168
169
vii
‹çindekiler
DONMA NOKTASI ........................................................................................
EK 1................................................................................................................
Özet ...............................................................................................................
Yararlan›lan ‹nternet Adresleri .....................................................................
169
170
171
172
173
173
173
Kromatografik Yöntemler ...................................................... 174
KROMATOGRAF‹N‹N GENEL TANIMI ........................................................
KROMATOGRAF‹DE KULLANILAN AYRIM MEKAN‹ZMALARI ................
Adsorbsiyon ..................................................................................................
Partisyon ........................................................................................................
‹yon de¤ifltirme (‹yon De¤iflimi) .................................................................
Jel geçirgenli¤i (Jel Filtrasyonu) ..................................................................
KROMATOGRAF‹K METODLAR .................................................................
Sütun Kromatografisi (SK) ...........................................................................
Yüksek Bas›nçl› S›v› Kromatografisi (YBSK) ..............................................
Orta Bas›nçl› S›v› Kromatografisi (OBSK) ..................................................
‹yon De¤iflimi Kromatografisi .....................................................................
Jel Kromatografisi..........................................................................................
Gaz Kromatografisi (GK) ..............................................................................
Ka¤›t Kromatografisi (KK) ............................................................................
‹nce Tabaka Kromatografisi (‹TK) ..............................................................
Kromatografik Yöntemlerin Bafll›ca Kullan›m Alanlar› ..............................
Özet ...............................................................................................................
175
175
176
177
178
178
178
179
180
181
181
182
182
184
186
187
188
189
190
190
190
Spektroskopik Yöntemler....................................................... 192
G‹R‹fi .............................................................................................................
SPEKTROSKOP‹ ...........................................................................................
Spektroskopi Cihazlar› .................................................................................
Spektroskopik Yöntemler ............................................................................
ULTRAV‹YOLE - GÖRÜNÜR ALAN (UV-VIS) (MOR ÖTES‹)
SPEKTROSKOP‹S‹ ........................................................................................
INFRARED (IR) (KIRMIZI ÖTES‹) SPEKTROSKOP‹S‹ ................................
NÜKLEER MANYET‹K REZONANS (NMR) SPEKTROSKOP‹S‹ .................
KÜTLE SPEKTROMETR‹S‹ ...........................................................................
D‹⁄ER SPEKTROSKOP‹K YÖNTEMLER .....................................................
Atomik Spektroskopi ...................................................................................
Emisyon Spektroskopisi ...............................................................................
Elektron Spektroskopisi ...............................................................................
Raman Spektroskopisi .................................................................................
9. ÜN‹TE
193
193
193
194
194
196
198
199
201
201
202
202
202
10. ÜN‹TE
viii
‹çindekiler
Moleküler Floresans, Fosforesans, Kemilüminesans Spektroskopileri.......
Özet ...............................................................................................................
203
204
205
206
206
Sözlük ................................................................................... 207
Önsöz
Önsöz
T›bbi ve Aromatik Bitkiler, insanl›¤›n var oluflundan bu yana tedavi alan›nda
ve g›da olarak önem tafl›m›flt›r. Günümüzde de bu önem artarak devam etmektedir. T›bbi kullan›m› olan bitkiler modern t›pta birçok ilac›n hammaddesi olarak
kullan›lmalar›n›n yan› s›ra fitoterapi, aromaterapi gibi tamamlay›c› tedavilerin de
ana unsurlar›n› oluflturmaktad›rlar. Aromatik bitkiler ayr›ca tüm dünya mutfaklar›n›n vazgeçilmez g›da katk›lar›d›r. ‹nsan beslenmesi ve sa¤l›¤› ile do¤rudan iliflkili
olan bu bitkilerin beklenen fizyolojik etkileri göstermesi, istenen tat, koku ve rengi vermesi ancak kaliteleri ile mümkündür. Bir bitkisel hammaddenin kalitesini
belirleyebilmek için tafl›d›¤› bileflikleri ve onlar› belirlememize yard›mc› olan tüm
yöntemleri iyi bilmemiz gerekmektedir. Bu kitapta yer alan üniteler fotosentezden
bafllayarak bitkilerdeki biyosentezi ve oluflan primer ve sekonder metabolitleri
kimyasal yap›lar›na göre s›n›fland›rarak aç›klamaktad›r. Bir bitkisel hammaddenin
kontrolünde kullan›lacak olan organoleptik, makroskopik ve mikroskopik yöntemler aç›kland›ktan sonra etkili bilefliklerin tan›nmas›nda ve kalite kontrollerinde
kullan›labilecek fizikokimyasal, kromatografik ve spektroskopik yöntemler aç›klanmaktad›r.
Ünitelerde aç›klanan bilgiler; S›ra Sizde, Yana Ç›kma, Dikkat, Kendimizi S›nayal›m gibi ikon ve bafll›klarla pekifltirilerek ö¤renim sürecinize en iyi flekilde katk›da
bulunmas› hedeflenmifltir. Günümüz teknolojileri, özellikle internet kaynaklar› bilgiye eriflimi kolaylaflm›flt›r. Ancak kolay ulafl›lan bu bilgi yo¤unlu¤unda do¤ru ve
güvenilir bilgiyi ay›rt edebilmek daha da önem kazanm›flt›r. Kitab›m›z konunun
uzman› tecrübeli yazarlar›m›z taraf›ndan haz›rlanm›fl ve kaynaklar belirtilmifltir.
Kitab›n yaz›lmas› ve bas›ma haz›rlanmas› sürecinde; yazarlar ve flahs›m ad›na
Anadolu Üniversitesi Eczac›l›k Fakültesi Farmakognozi Anabilim Dal›n›n tüm ders
notu, yay›n, kütüphane ve teknik olanaklar›n›n kullan›lmas›na izin veren Anabilim Dal› Baflkan› Prof. Dr. K. Hüsnü Can Bafler’e teflekkür ederim. Program›n sürdürülebilmesi için sa¤lad›klar› ortam ve verdikleri destek için Anadolu Üniversitesi Rektörü Prof. Dr. Davut Ayd›n ve Aç›kö¤retim Fakültesi Dekan› Prof. Dr. Ayd›n
Ziya Özgür baflta olmak üzere, de¤erli ünite yazarlar›ma, Anabilim Dal›m›z Ö¤retim Elemanlar› Uzman Fatih Göger, Arafl, Grv. H.Tuba K›yan ve Arafl.Grv. Hale
Gamze Duymufl’a, Program Koordinatörü Prof. Dr. Yavuz K›l›ç ve yard›mc›lar›na,
Ö¤retim Tasar›mc›s› Doç. Dr. Murat Ataizi’ne ve Görkem Ifl›k’a, dizgi ve grafik tasar›m ekiplerine ve katk› sa¤layan herkese teflekkür eder, siz sevgili ö¤rencilere
baflar›lar dilerim.
Editör
Doç.Dr.Mine Kürkçüo¤lu
ix
B‹TK‹ K‹MYASI VE ANAL‹Z YÖNTEMLER‹
1
Amaçlar›m›z
N
N
N
N
N
Bu üniteyi tamamlad›ktan sonra;
Biyosentez reaksiyonlar›n› bitki hücresi seviyesinde de¤erlendirebilecek,
Biyosentez sonucu oluflan primer ve sekonder metabolitleri iliflkilendirebilecek,
Bitkilerde do¤al maddelerin biyosentez yollar›n› ve mekanizmalar›n› karfl›laflt›rabilecek,
Do¤al maddelerin karmafl›k biyosentezlerini aç›klayabilecek,
Biyosentez reaksiyonlar›n› mikro seviyeden, makro, çevresel ve ekolojik düzeylerde yorumlayabileceksiniz.
Anahtar Kavramlar
•
•
•
•
Metabolizma
Biyosentez
Do¤al Kimyasal Yap› Tafllar›
Primer Metabolit
•
•
•
•
Sekonder Metabolit
Enzim
Biyosentez Yollar›
Fotosentez
‹çerik Haritas›
Bitki Kimyas› ve
Analiz Yöntemleri
Bitkilerde Biyosentez
• G‹R‹fi VE TANIMLAR
• PR‹MER VE SEKONDER
METABOL‹TLER
• F‹TOK‹MYA VE B‹YOSENTEZ
• B‹YOSENTEZ
REAKS‹YONLARINDA ENZ‹MAT‹K
FAAL‹YETLER
• B‹TK‹LERDE GERÇEKLEfiEN
ÖNEML‹ B‹YOSENTEZLER VE
YOLLARI
Bitkilerde Biyosentez
G‹R‹fi VE TANIMLAR
Biyosentez (Yunanca’da biosynthesis, bios: hayat; ve synthesis: birlefltirme, terkip
kelimelerinden oluflmaktad›r), canl› organizmalardaki metabolizman›n bir parças› olarak enerji döngüsü (çevirimi) ile birlikte çeflitli biyokimyasal süreçleri içerir.
K›saca basit kimyasal maddelerden daha karmafl›k ürünlerin sentezlenmesi fleklinde tan›mlanabilir. Baflka bir ifade ile, hücrede in vivo olarak organik moleküllerin
oluflumunu sa¤layan süreçlerdir. Biyosentez basamaklar› pek çok deneysel veri ile
aç›klanm›flt›r. Deneysel veriler yerine daha çok hipotezlere dayanan bilgilerden
söz ediliyorsa biyogenez’den (Yunanca -bios: hayat; genesis: oluflum, var olmak)
bahsedilmektedir.
Metabolizma: Yunanca’da
metabolismos: de¤iflim veya
y›kmak, reaksiyonlar›n
gerçekleflti¤i aflama veya
ad›mlara ise “metabolik
yollar” denir.
fiekil 1.1
Primer ve sekonder
metabolizma
yollar›. (Hänsel ve
Sticher, 2007)
4
Bitki Kimyas› ve Analiz Yöntemleri
Tüm canl›lar yaflamak, geliflmek ayr›ca ço¤almak için çok say›da organik maddenin özel enzimler taraf›ndan katalizlenen sentezini, dönüflümünü ve y›k›m›n›
belli zamanlarda, özel hücre veya dokularda verimli bir flekilde sa¤lamak zorundad›r. Bu (biyo)kimyasal faaliyetlerin tümüne k›saca metabolizma denir. fiekil 1.1’de
hücresel düzeyde farkl› organizmalarda gerçekleflen metabolik faaliyetler oluflan
primer ve sekonder maddeler ile ba¤lant›l› olarak özetlenmifltir.
SIRA S‹ZDE
1
D Ü fi Ü N E L ‹ M
S O R U
D‹KKAT
SIRA S‹ZDE
AMAÇLARIMIZ
Ü fi Üorganizman›n
NEL‹M
Hücre, Dbir
en küçük yap›sal ve ifllevsel birimidir. Baflka bir ifade
ile canl›n›n, canl›l›k özelli¤ini gösterdi¤i en küçük yap›d›r. Bitkilerde biyosentez
aflamalar›n›nS gerçekleflti¤i
bitki hücresi ve önemli organeller fiekil 1.2’de flematik
O R U
olarak gösterilmifltir. Bir ökaryotik hücre olan bitki hücresi bafll›ca üç ana k›s›mdan
oluflur: D›fltan içeriye do¤ru hücre çeperi, sitoplazma ve genetik materyalin bulunD‹KKAT
du¤u çekirdek. Sitoplazmada ise endoplazmik retikulum, golgi ayg›t›, ribozomlar,
peroksizomlar, mitokondriler, kloroplastlar, vakuoller bulunur. Golgi ile tonoplastSIRA S‹ZDEve glikozitler bulunabilirken, idioplastta ya¤ ve tanenler depota fenolik bileflikler
lan›r. Vakuoller genel depo alan› olup iyonik maddeleri içinde bar›nd›rabilir. Baz›
bitkilerde süt borular› gibi özelleflmifl dokular da görülür.
N N
fiekil 1.2
Bitki hücresi ve
Korganelleri.
‹ T A P
Protein ve amino
asitlerden hareketle hangi primer ve sekonder metabolitler oluflur?
SIRA S‹ZDE
(bkz. fiekil 1.1 ve 1.3)
AMAÇLARIMIZ
K ‹ T A P
TELEV‹ZYON
TELEV‹ZYON
‹NTERNET
‹NTERNET
Bitkilerde ve di¤er tüm canl›larda; madde al›fl-verifli ve dönüflümü, biyokimyasal
reaksiyonlarla moleküler ve hücresel düzeyden itibaren karmafl›k bir reaksiyon a¤›
teflkil ederek gerçekleflir (bkz. fiekil 1.3 ve fiekil 1.4). Metabolizma veya metabolik
faaliyetler anabolizma, interkonversiyon ve katabolizmadan oluflur (bkz. sözlük).
Temel yap› tafl› olarak ifllev gösteren basit moleküller primer metabolizma, buradan
hareketle oluflan moleküller ise sekonder metabolizma faaliyetlerini gerçeklefltirir.
Zaman zaman primer ve sekonder maddeler aras› geçifl ürünleri (ara metabolitler/ara ürünler) oluflur. Bu maddeler tekrar birbirine dönüflür. Bundan dolay› bir primer metabolit ile ürünlerini birbirinden ay›rmak zordur, baz› durumlarda bu ürünleri sekonder metabolit olarak s›n›fland›rmak da mümkün olmayabilir. Örne¤in, fitosteroller primer metabolizma sonucunda oluflan metabolitler iken kimyasal yap›
olarak çok benzerlik gösteren steroidal saponinler sekonder metabolizma ürünüdür.
5
1. Ünite - Bitkilerde Biyosentez
Primer metabolitler organizma için “olmazsa olmaz” nitelikteki maddelerdir. Biyosentez yollar›n›n ve metabolitlerinin karmafl›kl›¤› ve kompleks do¤as› afyon bitkisindeki (Papaver somniferum L.) fitokimyasal çal›flmada primer ve sekonder metabolitlerle ilgili dönüflümler fiekil 1.3’deki örnek ile gösterilebilir.
fiekil 1.3
Papaver
somniferum L. bitki
hücrelerinde
gerçekleflen primer
ve sekonder
metabolik
faaliyetler.
Kaynak:
http:ukpmc.ac.uk/a
rticles/PMC225795
2?figure=f6/)
PR‹MER VE SEKONDER METABOL‹TLER
Canl›lar yaflamlar›n› sürdürebilmek için hücre düzeyinden itibaren, baflta kendi doku ve sistemlerini oluflturmak için enerjiye ve basit organik yap› tafllar›na ihtiyaç
duyarlar. K›saca bu faaliyetler anabolizma ve katabolizmadan oluflmaktad›r (bkz.
fiekil 1.4) fiekil 1.5’de ise baz› örnekleri verilen ve genelde tüm canl›larda benzer
olan, biyosentetik reaksiyonlar zinciri sonucu (= metabolik yollarda) kimyasal dönüflümlere u¤rayan yard›mc› ve ifllevsel basit kimyasal yap› tafllar› oluflur. Hücre
içinde temel enerji kayna¤› ATP’dir. Prokaryotik mikroorganizmalar, bitki, hayvan
ve insan gibi canl›larda ortak “primer (birincil) metabolit” olarak tan›mlanan ve
canl›l›k için gerekli olan yap› tafllar› nükleik asitler, proteinler, ya¤lar ve karbonhidratlard›r. ‹lgili örnekler için fiekil 1.6.a ve b’ye bak›n›z.
Canl›l›k faaliyetleri ile do¤rudan ilgisi olmayan ve primer metabolizma sonucu
sadece belirli organizma, cins (tür) veya dokularda sekonder metabolizma sonucu
üretilen di¤er maddeler ise “sekonder (ikincil) metabolit” olarak tan›mlanmaktad›r
(örnekler için bkz. fiekil 1.7). Bitkisel hücredeki metabolik faaliyetleri çok verimli
çal›flan sentez fabrikas›na benzetilebilir (bkz. fiekil 1.8).
ATP (=adenozin tri fosfat)
Hücre içinde bulunan
nükleotit olup, adenin,
ribofuranoz ve fosfattan
(-PO−3 ) oluflan ve kimyas›
4
gere¤i yüksek enerjiye sahip
bir koenzimdir.
6
fiekil 1.4
Hücrede
metabolizma biyosentez.
ATP tüm canl›larda kimyasal enerjinin önemli depolama fleklidir. Fotosentezdeki Hill Reaksiyonu sonucu ortaya ç›kan serbest oksijen (-O–) ve hidrojen (-H+) iyonu tafl›y›c›s›d›r. Ayr›ca hücre solunumunda rol oynar. Özellikle son iki fosfat grubu aras›ndaki ba¤da çok yüksek miktarda enerji tafl›yan ATP, fosfat gruplar› aras›ndaki ba¤lar›n k›r›lmas›yla bu enerjiyi aç›¤a ç›kararak ADP (adenozin di fosfat)
ve daha sonra da AMP (adenozin mono fosfat) molekülüne dönüflür.
7
fiekil 1.5
Primer
metabolitlere
örnekler.
fiekil 1.6.a
Önemli
biyokimyasal yap›
tafllar›na örnekler.
8
fiekil 1.6.b
Yap› tafllar›n›n
biyosentezdeki rolü.
SIRA S‹ZDE
S O R U
D‹KKAT
SIRA S‹ZDE
AMAÇLARIMIZ
K ‹ T A P
TELEV‹ZYON
‹NTERNET
2
Terpenlerin SIRA
sentezinde
S‹ZDE mevalonik asit ve Deoksiksiluloz yollar›n› karfl›laflt›r›n›z.
Primer metabolitlerin önemli özellikleri;
D Ü fi Ü Nkod
E L ‹ Mtüm canl›lar için benzerlik gösterir, ayn› flekilde primer meta• Genetik
bolitlerin farkl› diziliminden oluflur,
• Tüm hücreler
S O R U enerji depolamak ve tafl›mak üzere fosfatlar›, özellikle de ATP
moleküllerini kullan›r,
• Metabolik reaksiyonlar enzimler gibi özel proteinlerle gerçeklefltirilir,
D ‹ K K A T için hayati öneme sahip tiamin, nikotinik asit amid, pantotenik
• Tüm canl›lar
asit gibi küçük moleküller primer metabolitler aras›nda yer al›r,
• Primer metabolitler genelde mutasyon ve evrimlerden etkilenmemifltir.
N N
SIRA S‹ZDE
Sekonder metabolitlerin genel özellikleri;
• Sadece
belirli bir cins/türe özel olabilir, dolay›s›yla cins/türün biyokimyasal
AMAÇLARIMIZ
çeflitlili¤i s›n›rl›d›r,
• Moleküllerin yap›sal türevleri ve stereokimyasal varyasyonlar› ise çok say›dad›r,
K ‹ T A P
• Biyosentez esnas›nda belirli bir zaman ve miktarda oluflur,
• Sentezlendikleri yerden farkl› özelleflmifl organ, doku veya sistemlerde depolan›r (örn.: lipofilik maddeler ve uçucu ya¤lar salg› ceplerinde bulunabiL E V ‹ Z Y O Ntakdirde ya sentezlerde kullan›l›r ya da enerji gereksimini karlir) T- Egerekti¤i
fl›lar,
• mutasyon sayesinde metabolit oluflabilir (kimyasal varyasyon). fiekil 1.7’de
ve 1.9’da sekonder metabolitlere örnekler verilmifltir.
‹NTERNET
9
Glikoliz nedir? Önemini araflt›r›n›z.
SIRA S‹ZDE
3
SIRA S‹ZDE
fiekil 1.7
S O R U
D‹KKAT
SIRA S‹ZDE
AMAÇLARIMIZ
Sekonder S O R U
metabolitlere
örnekler.
D‹KKAT
N N
SIRA S‹ZDE
AMAÇLARIMIZ
K ‹ T A P
K ‹ T A P
TELEV‹ZYON
TELEV‹ZYON
‹NTERNET
NTERNET
fiekil ‹ 1.8
Biyosentez
fabrikas› olarak
“bitki hücresi”.
Bitki ve hayvan hücresi aras›ndaki farkl›l›klar› hat›rlay›n›z.
SIRA S‹ZDE
4
SIRA S‹ZDE
S O R U
S O R U
D‹KKAT
D‹KKAT
10
F‹TOK‹MYA VE B‹YOSENTEZ
SIRA S‹ZDE
S O R U
D‹KKAT
SIRA S‹ZDE
AMAÇLARIMIZ
Bitkisel kökenli do¤al maddelerden olan sekonder metabolitler do¤adaki ifllev ve
özelliklerinden dolay› araflt›rmalarda önemli bir yer tutar. Sekonder metabolitlerin
özel izlenme yöntemleri (iflaretleme, teflhis ve tayin vb.) ile bitkideki do¤al sentez
yollar›, bu yollar› etkileyen parametreler, oluflan metabolitler vb. veriler do¤a ve
yaflam bilimi uygulamalar›na önemli katk›s› vard›r. Örne¤in, biyolojik aktiveye sahip sekonder metabolitlerin yap›s› enzim inhibisyonu ile de¤ifltirilebilir. Organizmaya farkl› substratlar›n verilmesiyle do¤al olarak sentezlenemeyen yeni sekonder
metabolitlerin üretimi sa¤lanabilir ya da genetik müdahaleler ile biyosentez yollar› de¤ifltirilebilir. Böylece metabolitlerin ifllev ve özellikleri ile ilgili bilgiler elde
edilebilir. Ayr›ca kemotaksonomik (=organizmalar›n kimyasal bilefliklerine göre s›n›fland›r›lmas›) çal›flmalarda biyosentez yollar› ve karakteristik sekonder metabolitler önem tafl›maktad›r.
Bitkilerde biyosentezi etkileyen faktörler:
• Bitkinin fizyolojik özellikleri (geneti¤i, yafl›, çiçeklenme dönemi vb.),
• Bitkinin ekolojik ve çevresel özellikleri (yetiflti¤i co¤rafya, toprak, iklim, su
ve nem, günefl, s›cakl›k vb.),
• Bitkide stres, enfeksiyon, radyasyon, kimyasal etkileflim vb. d›fl etkenler,
fleklinde s›ralanabilir.
Günümüzde 1.000 civar›nda primer metabolit (primer metabolitler ile ilgili daha detayl› bilgi için 2. Ünite’ye bak›n›z) tan›mlanm›fl olmas›na ra¤men, kimyasal
yap› zenginli¤ine ve çeflitlili¤ine sahip sekonder metabolit say›s› 215.000’i aflm›fl
olup, her gün yeni do¤al maddeler keflfedilmektedir. fiekil 1.9’da, genel olarak bitki hücresinde biyosentez reaksiyonlar› sonucu elde edilen sekonder metabolit
madde gruplar› flematik olarak göstermektedir (Sekonder metabolitler ile ilgili daha detayl› bilgi için 3. Ünite’ye bak›n›z). Gerçeklefltirilen biyosentez çal›flmalar› sonucu yeni do¤al maddelerle birlikte yeni metabolik yollar bulunmaktad›r. Örne¤in, terpen sentezinde özellikle baz› mikroorganizmalarda gerçekleflen yeni keflfedilmifl deoksi ksiluloz (DOX/ di¤er ad›yla: MEP= metil eritritol fosfat) yolu, tüm
canl›larda gerçekleflen mevalonik asit/ mevalonata (MVA) alternatif bir biyosentez
yolu olarak ortaya konmufltur.
Sekonder metabolitlerin do¤adaki ifllevleri, biyokimyasal çal›flmalar yan›nda
S‹ZDE
moleküler,SIRA
ekolojik
ve sistematik araflt›rmalar ile birlikte de¤erlendirilmektedir.
Örnek olarak çeflitli türlerde üretilen sekonder metabolit gruplar›ndan terpen, alkaloit, flavonoi,
lektin, peptit vb. do¤al maddelerin ilgili canl›larda depo
D Ü fi Ü N Esaponin,
L‹M
ve tafl›ma maddesi, savunma, iletiflim, üreme/ço¤alma gibi özellikler ve fonksiyonlar gösterdi¤i bildirilmifltir. Sekonder metabolitler koku, tat, renk vb. özellikleS O R U
ri ile dikkat çekmektedirler.
Savunma içinD örnek!
‹ K K A T Fitoaleksin: Yunancada phyton: bitki; alexein: koruyucu kelimelerinin birlefliminden ç›kan ve organizman›n çevresel bir stres sonras›nda (Örn. Mikrobiyal
enfeksiyon)SIRA
salg›lad›¤›
S‹ZDE savunma fitokimyasallar› olarak sekonder metabolitler aras›nda
yer almaktad›r. Bitkilerde bu tip maddeler terpen, alkaloit, glikosteroit gibi çok çeflitli yap›larda olabilirler; resveratrol (Vitis vinifera L., üzüm), kapsidiol (Capsicum annuum
AMAÇLARIMIZ
L., ac› biberde),
allisin ve aliksin (Allium sativum L., sar›msak) vb.
N N
K ‹ T A P
K ‹ T A P
TELEV‹ZYON
TELEV‹ZYON
‹NTERNET
‹NTERNET
11
Bitkiler normal ve do¤al koflullar alt›nda sekonder metabolitleri farkl› miktarlarda sentezlemektedir. Gerçekleflen biyosentezlere in vivo veya in vitro koflullar alt›nda farkl›l›klar oluflturarak müdahale edilebilir. Farkl› sekonder metabolitler üretmek üzere afla¤›daki yöntemler kullan›larak metabolik yollar de¤ifltirilebilir:
1. Enzim inhibisyonu: Fitosterol sentezinde spesifik bir enzim inbitörü ilavesi
skualen türevi maddelerin sentezini sa¤lar.
2. Prekürsör (substrat) maddenin de¤ifltirilmesi: Penisilin üretiminde prekürsör
madde (subsrat) olarak fenil asetik asit ilavesinde benzil penisilin (Penisilin
G) üretilir, fenoksi asetik asit ilave edilirse fenoksi metil penisilin (Penisilin
V) elde edilir.
3. ‹n vitro mikrobiyal transformasyon çal›flmalar›yla biyolojik yollarla benzer
metabolitlerin üretimi sa¤lanabilir. Ayn› flekilde biyokatalizörler kullanarak
da metabolit sentezi gerçeklefltirilebilir.
4. Genetik müdahale: Gen mutasyonu veya hedeflenen genin de¤iflitirilmesi
suretiyle gerçeklefltirilir.
Metabolitlerin izlenmesi için stabil radyoaktif 14C, 13C, 3H, 2H, 15N, 18O, ve 32S
vb. izotoplardan yararlan›lmaktad›r. Genelde β-Ifl›n› yayan bu izotoplar ›fl›n›m›n
ölçülmesi için β-say›c› (β-counter/Scintillation Counter) cihazlar› kullan›l›r. Ayr›ca
gaz-s›v› kromatografisi ve gaz-kromatografisi (GC) - kütle spektroskopisi (GC-MS),
nükleer magnetik rezonans spektroskopisi (NMR) vb. tekniklerden yararlan›larak
kalitatif ve kantitatif çal›flmalar yap›labilmektedir.
fiekil 1.9
Önemli bitkisel
sekonder metabolit
s›n›flar› ve
biyojenik
kaynaklar›.
12
B‹YOSENTEZ REAKS‹YONLARINDA ENZ‹MAT‹K
FAAL‹YETLER
Biyosentezlerde biyokimyasal reaksiyonlar hücresel ve hücre d›fl›nda özelleflmifl
enzim veya enzim sistemleriyle gerçekleflmektedir. Baz› reaksiyonlar substrata
ba¤l› olarak çok spesifik bir enzim ile sekonder metabolitlerin üretiminde kullan›labilmektedir. Enzimler protein yap›s›nda kompleks biyokatalizörler olup reaksiyonlar›n gerçekleflmesini ve/veya h›zlanmas›n› sa¤lamaktad›r. Fitokimyasal çal›flmalar aç›s›ndan, biyosentez reaksiyonlar›n›n çeflitli flartlardan etkilenebildi¤i bilinmektedir. Bunun sonucunda özellikle sekonder metabolit miktarlar›nda günlük ve
mevsimsel de¤iflimler gözlenir. Enzimatik faaliyetleri kontrol alt›nda tutabilmek biyosentez çal›flmalar›n›n yorumlanmas› aç›s›ndan önem tafl›maktad›r. Ayn› flekilde
bitkilerde yap›lan biyosentezlere ba¤l› enzim çal›flmalar› da enzim fonksiyonlar› ve
araflt›rmalar› aç›s›ndan önemlidir.
Bafll›ca alt› temel s›n›fta toplan›rlar ve uluslararas› enzim s›n›fland›r›lmas›na
SIRA S‹ZDE = EC) ve isimlendirilmesine göre:
(Enzyme classification
EC1. Oksidoredüktazlar,
EC2. Transferazlar,
EC3. Hidrolazlar,
EC4. Liyazlar,
S O R U
EC5. ‹zomerazlar,
EC6. Ligazlar,
olarak veD alt
birlikte yay›nlan›rlar.
‹ K Ks›n›flar›yla
AT
SIRA S‹ZDE
S O R U
D‹KKAT
ÖRNEK
SIRA S‹ZDE
AMAÇLARIMIZ
Örnek: EC1.1.3.22. Ksantin oksidaz (EC1. Oksidoredüktaz, alts›n›flar ise EC1.1.
SIRA S‹ZDE
CH-OH donörü enzim s›n›f›n› temsil ederken, EC1.1.3. O-akseptörlerini belirtir...)
N N
Yaklafl›k
2.000 farkl› enzim tan›mlanm›fl olup hem substrat hem de reaksiyon
AMAÇLARIMIZ
ayr›ca özgüllükleri dikkate al›narak s›n›fland›r›l›rlar.
K ‹ T A P
Enzimler ileK ilgili
‹ T Adaha
P ayr›nt›l› bilgileri AÖF-EHSM (ünite 04-09) kaynaklar›ndan temin
edebilirsiniz.
TELEV‹ZYON
Bu ünite
ise birçok enzimin faaliyet gösterdi¤i fotosentezden hareT E Lkapsam›nda
EV‹ZYON
ketle bitkilerdeki önemli biyosentez yollar› k›saca anlat›lacakt›r.
SIRA S‹ZDE
‹NTERNET
S O R U
D‹KKAT
SIRA S‹ZDE
AMAÇLARIMIZ
5
EC3 hangi grup
içerir, ne tür biyokimyasal reaksiyonlar› katalizlerler?
SIRAenzimleri
S‹ZDE
‹NTERNET
B‹TK‹LERDE GERÇEKLEfiEN ÖNEML‹
B‹YOSENTEZLER
VE YOLLARI
Hayat›n Kayna¤›:
Fotosentez
S O R U
Canl›lar için evrimsel geliflim aç›s›ndan ilk ve birincil enerji kayna¤› günefl enerjisidir (ve “hν” ile ifade edilir). Bitkilerin yeflil renkte olmas›ndan sorumlu özelD‹KKAT
leflmifl organeller (kloroplastlar) içinde klorofil tafl›yan hücreler, günefl enerjisini
kullanarak fotosentez reaksiyonlar›n› gerçeklefltirir. Bu reaksiyonlar karbon diokSIRA S‹ZDE
sit (CO2) gaz›n›n
karbonunu (-C), suyun (H2O) protonu (H+) ile indirgeyip, karbonhidratlar› oluflturur. Daha sonra buradan hareketle primer ve sekonder metabolitler sentezlenir. Fotosentez “hayat›n en önemli çevrimi’dir”. Canl›lardaki di-
N N
AMAÇLARIMIZ
K ‹ T A P
K ‹ T A P
TELEV‹ZYON
TELEV‹ZYON
13
¤er metabolik dönüflüm ve yollar bu reaksiyonlar ile do¤rudan veya dolay› olarak ilgilidir.
Fotosentez s›ras›yla ›fl›k ve ›fl›ks›z reaksiyonlar olmak üzere iki ana k›s›mda gerçekleflir. Ifl›k reaksiyonlar›nda ›fl›k enerjisi gerekirken di¤er bölümdeki reaksiyonlar için gerekli de¤ildir. Ancak ›fl›ks›z reaksiyonlarda ›fl›k reaksiyon ürünleri kullan›ld›¤› için reaksiyonlar birbirine ba¤l›d›r. Biri gerçekleflmeden di¤eri gerçekleflemez. Ayr›ca klorofil tafl›mayan organizmalarda ve bakterilerde hidrojen kayna¤›
olarak H2O kullan›lmad›¤› için ürün olarak O2 aç›¤a ç›kmaz. Bu durumda ise fotosentez yerine kemosentez gerçekleflir.
Fotosentez, kloroplastlarda ›fl›¤›n katalizörlü¤ünde çeflitli aflamalarda gerçekleflir. fiematik olarak fiekil 1.10’da gösterilen reaksiyonlar k›saca;
fiekil 1.10
Bitki yapra¤›nda
fotosentez kloroplast içinde
gerçekleflen
reaksiyonlar.
1) Foto-sistem II (FSII - Ifl›k) reaksiyonlar›: Günefl ›fl›¤› enerjisinin klorofil taraf›nca absorpsiyonu ve elektronlar›n bu arada daha yüksek bir enerji seviyesine aktar›lmas› gerçekleflir. Gerekti¤inde de elektronlar redoks katalizör sistemi üzerinden, klorofile geri dönebilir. Bu arada da kazan›lan enerji ADP fosforilizasyonu
için kullan›l›r:
ADP+ fosfor (P) + hν → ATP (siklik fosforilizasyon)
2) H2O fotoliz reaksiyonu:
Hill reaksiyonu olarak bilinen suyun ayr›flmas›
H2O + NADP + ADP + fosfor (P) + hν → NADPH2 + H + ATP + 1/2 O2
fleklinde ifade edilir.
Bir koenzim olan dinükleotid olarak adland›r›lan nikotinamid adenindinükleotid (NAD) ve nikotinamid adenindinükleotidfosfat (NADP) fiekil 1.11’de görüldü¤ü üzere iki temel ünite tafl›rlar. Bu moleküller fotosentezde oksidoredüksiyon reaksiyonlar›nda rol oynarlar.
Fotosistem I ve II (FSI-II - Ifl›k reaksiyonlar›) reaksiyonlar›nda kazan›lan
NADPH2 ve ATP, karanl›k reaksiyonda CO2 indirgenmesi ve karbonhidrat üretimi için kullan›l›r.
14
fiekil 1.11
Tüm canl›
hücrelerinde
bulunan koenzim
NAD ve NADP.
3) Karanl›k reaksiyon (Calvin Döngüsü- CO2 asimilasyonu): Ribofosfatan al›nan
CO2 ile oluflan C6-yap›s›, ATP ile fosforilizasyona u¤rayan iki adet C3-yap›s›na (fosfogliserinik asit) parçalan›r. Oluflan 1,3-difosfogliserinik asit NADPH2’den hidrojen
al›r ve H2O’ya parçalay›p trioz-3-fosfat› oluflturur, daha oluflan molekülden iki tanesi ise sonuçta glikozu olflturur (C6). Biyosentez (metabolizma) aflamalar› fiekil
1.12’de gösterilmifltir.
Genel fotosentez denklemi flöyledir:
n CO2 + 2n H2O + Ifl›k enerjisi → (CH2O)n + n O2
Ancak heksoz flekerleri ve niflasta ana ürünler oldu¤undan, genelde afla¤›daki
spesifik denklem fotosentezi ifade etmek için kullan›l›r:
6 CO2 + 12 H2O + Ifl›k enerjisi → C6H12O6 + 6 O2
Glikojen: Polisakkarit
yap›s›nda olan, birbirine
polimerik olarak (A) ba¤l›
(α1-4) glikoz ünitelerinden
oluflan, bazen oldukça fazla
dallanma gösterebilen
makromoleküldür (B).
Enzimatik olarak çok h›zl› bir
flekilde glikozdan hareketle
sentezlenip yine glikoza
parçalananabilir. Bitkiler
d›fl›nda, insan ve
hayvanlar›n da aras›nda
bulundu¤u bir çok canl›da
enerji deposu olarak ifllev
görür.
Burada karbon, CO2’den ve hidrojen ise, H2O’dan gelmektedir. Yukar›daki
denklemde görüldü¤ü üzere basit karbonhidratlar›n yap›s›na kat›lan O2’nin sudan
m›, yoksa karbondioksitten mi, geldi¤i sorusu akla gelir. Yap›lan radyoaktif olarak
iflaretlenmifl 18O ile fotosentez sonucu aç›¤a ç›kan O2’nin H2O’dan gelmifl oldu¤u
gösterilmifltir. Karbonhidratlar›n yap›s›na kat›lan oksijen ise, karbondioksit kaynakl›d›r.
Bitkiler enerji kayna¤› olarak öncelikle glikozu depolar ve fotosentez yapamad›¤› durumlarda bu depo glikozu kullan›r. Glikoz ayr›ca biyosentetik olarak türevlendirilir, nisasta vb. polisakkaritlere dönüfltürülerek fotosentez ile sa¤lanan enerjinin
büyük bir k›sm› yine enerji kayna¤› olarak karbonhidrat fleklinde depolan›r. Gerekti¤inde, glikoz moleküllerini bir arada tutan ba¤lar k›r›l›r ve enerji aç›¤a ç›kar. ‹nsanlar ve hayvanlar bitkilerden farkl› olarak glikoz yerine enerji kayna¤› olarak, yine bir karbonhidrat olan yap›s›nda su içeren glikojen molekülünü depolar.
15
Ifl›k reaksiyonlar›ndan sonraki karanl›k reaksiyonlar› serisinde NADPH, CO2’nin
karbonhitratlara kadar indirgenmesi için kullan›lmaktad›r.
Fotosentez özelliklerine ba¤l› olarak, karasal bitkiler C3, C4, C3-C4 geçifl (intermediate) ve Crassulaceae Asit Metabolizmas› (CAM) bitkileri olarak s›n›fland›r›labilmesi aç›s›ndan da taksonomide ayr› bir öneme sahiptir.
fiekil 1.12
Fotosentezde
karbon yolu.
(Calvin Döngüsü)
16
Karbonhidrat Y›k›l›m›
Karbonhidratlar bitkilerde ço¤unlukla niflasta, hayvanlarda ise glikojen fleklinde
enerji kayna¤› olarak depolan›r ve ihtiyaç duyuldu¤unda kullan›l›r. Pirüvat koenzim A’ n›n eklenmesiyle asetil koenzim A (asetil-CoA) oluflur ve trikarboksilik asit
döngüsüne (TCA) kat›l›r (fiekil 1.13). Trikarboksilik asit döngüsü ayn› zamanda
Krebs veya Sitrik asit döngüsü olarak bilinmektedir. Bu çevrimler sonucunda enerji bak›m›ndan zengin karbonhidratlar karbondioksit ve suya kadar oksitlenip parçalan›rlar. Reaksiyonlar s›ras›nda, sudan kazan›lan hidrojen atomlar› koenzimlerle
tafl›n›r, aç›¤a ç›kan enerji ise ADP ve inorganik fosfat’tan ATP oluflturur. Mitokondride gerçekleflen TCA döngüsü karbonhidrat, ya¤ asitleri ve aminoasitlerin oksidatif metabolizmalar›n›n son yoludur. Bu maddelerin karbon iskeletleri TCA döngüsünde CO2 ve H2O’ya çevrilir. Sonuç olarak; iki karbon döngüye asetil koenzim
A olarak girer ve CO2 olarak ç›kar. TCA döngüsü ayr›ca birkaç önemli sentez tepkimesinde de yer al›r. Baz› aminositlerin karbon iskeletlerinden glikoz oluflumunda rol oynar ayn› zamanda baz› aminoasitlerin sentezi için gerekli yap› tafllar›n›
sa¤lar.
Glikoz metabolizmas›nda moleküldeki enerjinin aç›¤a ç›kmas› farkl› canl› dokular›nda farkl› flekillerde gerçekleflir. Ço¤unlukla memelilerde ve mikroorganizmalarda glikoz anaerobik glikoliz ile laktata dönüflmesi esnas›nda 2 ATP aç›¤a ç›karken, aerobik koflullarda 38 ATP üretilir.
fiekil 1.13
Trikarboksilik asit
(TCA) döngüsü.
Sitrik asit döngüsü di¤er metabolik faaliyetlerin de merkezinde yer almas› aç›s›ndan önem tafl›r. Hem anabolik hem de katabolik faaliyetleri gerçeklefltirmesinden dolay› ayn› zamanda amfibolik olma özelli¤ine sahiptir. Di¤er metabolik yollarda CO2 ve H2O’ya kadar oksitlenebilen pirüvat, asetil koenzim A gibi sitrik asit
döngüsü ara ürünlerini / metabolitlerini oluflturur ve ATP üretimi için kullan›r. Pirüvat, glikozu substrat olarak kullanan biyosentez yollar›n›n yan›nda, porfirin ve
amino asit biyosentezlerinde de rol oynar. Önemli fonksiyonlar›ndan biri de sitoplazmada ya¤ asitlerinin biyosentezi için gerekli olan asetil koenzim A molekülünün
sa¤lanmas›d›r.
17
Ya¤ ve Ya¤ Asitleri - Biyosentezleri ve Y›k›mlar›
Ya¤lar, genelde tohumlarda (testa), bazen de zeytin (Olea europea L.) veya avokado (Persea americana Mill.) gibi örneklerde oldu¤u gibi meyvede depo maddesi
olarak bulunur. Kimyasal olarak ya¤lar, uzun zincirli doymufl veya doymam›fl triaçil gliseritlerden oluflmaktad›r. Gliserolün ya¤ asiti esterleri “gliserolipitler” olarak
adland›r›l›r. Triaçil gliseroller (trigliseritler) 3 ya¤ asiti ile esterleflmifl gliserol molekülünden ibarettir. Havyansal hücrelerde sitoplazmada oluflan trigliseroller enerji
kayna¤› olarak kullan›l›rken, bitkisel hücrelerde ise karbon kayna¤› olarak depo
edilmektedir. Bitki hücelerinde ve ökaryotlarda daha çok mitokondri ayr›ca kloroplastlarda gerçekleflir ve asetil koenzim A’dan hareketle C2’luk üniteler ile yani
açilleme suretiyle ya¤ zincirini uzat›r. fiekil 1.14’de gösterildi¤i üzere sentezlenen
ya¤lar ve ya¤ asitleri β-oksidasyon yoluyla y›k›ma u¤rarlar. Burada iki dehidrojenasyon, bir hidrasyon ve bir de tiyoliz ile iki karbon ünitelik asetil koenzim A üretilir. Ya¤lar ayr›ca TCA döngüsüne dahil olup y›k›mlar› esnas›nda oldukça fazla
enerji aç›¤a ç›kard›klar› için önemli enerji kayna¤› olarak da ifllevsellik gösterirler.
fiekil 1.14
Bitkilerde doymufl
ya¤ asiti döngüsü.
Doymufl ya¤ asitlerinde reaksiyonlar›n tersinir olmad›¤› ortaya konulduktan
sonra, ya¤ zincirlerinin uzamas› mikrozomal bir flekilde gerçekleflti¤i ayr›ca ya¤
asitlerinin malonil koenzim A ve hidrojen donörü olarak NADPH-/H+ marifetiyle
uzat›ld›klar› gösterilmifltir. Bu anabolik reaksiyonlar›n gerçekleflmesinde açil tafl›y›c› protein (ACP) varl›¤› da bulunmufltur. Bu protein ile ACP ya¤ açil tiyoesterleri
üretilebilmekte bunlar ise aktif olmayan ya¤ asitlerini reaktif hale getirir, ayr›ca ya¤
asit açil gruplar›na tafl›y›c› tedarik eder. Bir seri reaksiyon sonucunda palmitoilACP, stearil-ACP (not: stearik asit = C18) gibi uzun zincirli ya¤lar›n sentezi sekizden fazla enzimin katalizörlü¤ünde gerçekleflir.
Bitkilerde ya¤ asitleri daha kompleks lipitlerin, fosfolipitlerin ve mumlar›n yap›
tafllar›n› oluflturur. Bitkiler depolad›klar› ya¤lar›nda çok farkl› ya¤ asitleri (konjuge
çifte ba¤lar, karbon karbon üçlü ba¤lar, hidroksi, epoksi veya keto fonksiyonlu)
üretebilirler.
Doymam›fl ya¤ asitlerinin biyosentezleri baz› farkl›l›klar içerir (bkz. fiekil 1.15
sentezi gösterir). Detayl› bilgiler için Ünite 3’e bak›n›z.
18
fiekil 1.15
Bitkilerde ya¤
asitleri
desatürasyonu
(doymam›fl hale
çevrilmesi).
pyr: pürivat,
Mal: malonil,
Ac: asetil,
MGDG:
monogalaktosidilgli
serit,
ACP: açil tafl›y›c›
protein,
ER: Endoplazmik
reikulum
(Sandmann ve
Böger, 1995)
Aromatik Biyosentez
fiikimik Asit Yolu
Önemli aromatik biyosentetik yollardan olup, fotosentez ürünü eritroz 4-P ile glikoliz ürünü fosfofenolpirüvat, flikimik asiti oluflturur. fiekil 1.1 ve 1.3’de görüldü¤ü
üzere özellikle C6-C3 ünitelerine sahip fenil propanoitler üzerinden fenolik maddeler, sinnamik asit türevleri, flavonoitler, lignanlar ve alkaloitler oluflur (örne¤in
P. somniferum alkaloitlerinin sentezi). Ayr›ca flikimik asit bir çok aromatik halkaya sahip sekonder metabolitlerin sentezinde rol oynar.
Asetat Hipotezi
Glikolizde, pirüvik asitin oksidatif dekarboksilasyonunda, anahtar molekül asetilkoenzim A’n›n sentezinde, baz› amino asit, peptit ve proteinlerin oluflumunda, ayr›ca ya¤ asitleri, prostaglandinler ve fenollerin yap›m›nda asetat metabolizmas›
önemli rol oynar. Baz› polimerik ve makrolid antibiyotikleri gibi metabolitlerin de
oluflumu asetat yoluyla gerçekleflir.
Terpenoit sentezinde öncelikle üç molekül asetil koenzim A, mevalonik asiti,
sonra izopren türevlerini, daha sonra da steroit metabolitlerini oluflturur.
Asetil koenzim A’n›n okzalasetik asit ve 2-okzoglutarik asit üzerinden oluflturdu¤u Krebs (TCA) döngüsünün ara metabolitleri ornitin, arjinin, lisin, izolösin ve
metiyonindir. Bu amino asitler ayr›ca alkaloit prekürsörleri olarak biyosentezlerde
ifllev görürler.
19
Farkl› Metabolik Yollardan Sentezlenen Aromatik Halkalar
SIRAd›fl›nda
S‹ZDE sentezleBaz› aromatik sekonder metabolitler yukar›da belirtilen yollar›n
nirler. Örne¤in, asetat hipoteziyle aç›klanamayacak Rubiaceae familyas›na ait do¤al alizarin, rubiadin gibi pigment moleküllerinin oluflumu dikkat çekmifltir. NaftaD Ü fi Ü N E L ‹ M
kinon ve mevalonik asit ile birlikte sentez edilmeleri ihtimalleri yan›nda baz› primer metabolitler flikimat ve asetik asit yollar›yla da çak›flmaktad›r.
S O R U
SIRA S‹ZDE
S O R U
Di¤er Biyosentez Yollar›
Birçok organizma ve canl›lar için amino asit sentezi, nükleotid, pirüvat,
fenil propaD‹KKAT
noit, mevalonik asit ve benzeri (bkz fiekil 1.1 ve 1.9) biyosentez yollar› canl›l›k faaliyetleri için yukar›da bahsedilen biyosentez yollar› kadar büyük önem tafl›maktad›r.
SIRA S‹ZDE
Ünite kapsam›nda sekonder metabolitlerin biyosentezinde rol oynayan kimyasal yap›lara ve geçifl maddelerine örnek teflkil edecek flekilde önemli maddelerden
bahsedilmifltir. Bu tip maddelerin/metabolitlerin biyosentezinde
çok say›daki meAMAÇLARIMIZ
tabolik yollar için farkl› kaynaklardan bilgi edinilebilir.
N N
D‹KKAT
SIRA S‹ZDE
AMAÇLARIMIZ
Dewick, P.M. (2009). Medicinal Natural Products, A Biosynthetic Approach,
K ‹ T A P 3rd Edition,
John Wiley & Sons, Chichester.
K ‹ T A P
Genel olarak metabolitlerin oluflumu ile ilgili, hücre seviyesinden
fiekil
T E L E V ‹ Z Yitibaren
ON
1.4 ve 1.8, organel ve sistemlerin koordine ve efl zamanl› olarak ürettikleri primer
/ sekonder metabolitler fiekil 1.1 ve 1.2’de gösterilmifltir. Ayr›ca kimyasal yap›lar›
örnek olarak verilmifl metabolitler fiekil 1.3, 1.5-1.7, ve 1.9’da gösterilmifltir.
‹ N Tfazla
E R N E Tbilgi ve veri
Sonuç olarak, bu bilgilerden nas›l yararlan›labilece¤ini daha
üretmek üzere modern yöntemlerle bitkilerdeki biyosentezlere, dolay›s›yla metabolitlere müdahale edebilece¤i k›saca belirtilmifltir.
TELEV‹ZYON
‹NTERNET
20
Özet
N
A M A Ç
1
N
AM A Ç
2
N
AM A Ç
3
Biyosentez reaksiyonlar›n› bitki hücresi seviyesinde de¤erlendirmek.
Hayat hücrede bafllar, her ikisi de ökaryotik olmas›na ra¤men bitki ve hayvan hücreleri morfolojik olarak farkl›l›klar içerirler. Bir hücrenin içinde ayn› anda binlerce reaksiyon mikro seviyede
gerçekleflmektedir. Dokulara ve sistemlere gerekli maddeler üretilmektedir. Bu maddeler yap›
tafllar›, primer metabolitler ve sekonder metabolitler olarak sürekli bir enerji döngüsü içinde anabolik ve katabolik faaliyetleri gerçeklefltirirler.
Biyosentetik reaksiyonlar›n toplam›na metabolizma, yap›m ile ilgili olan biyosentez ve depolama ifllerine anabolizma; sindirim ve solunum ile
ilgili faaliyetleri içeren y›k›m reaksiyonlar›na da
katabolizma denir. Primer ve sekonder metabolitler araçevrimi ile enerji al›flveriflleri bir do¤al
döngüyü oluflturur.
Biyosentez sonucu oluflan primer ve sekonder metabolizmalar› iliflkilendirmek.
Primer ve sekonder metabolitler araçevrimi ile
enerji al›flveriflleri bir do¤al döngüyü oluflturur.
Primer metabolitler canl›l›k için gerekli maddeler
olarak ilgili organizmalar›n fonksiyonel sekonder metabolitlerinin sentezlerinde de rol oynarlar. Metabolizma, anabolizma ve katabolizma faaliyetlerinin döngüsüyle ifllev gösterir.
Bitkilerde do¤al maddelerin biyosentez yollar›n›
ve mekanizmalar›n› karfl›laflt›rabilmek.
Özellikle bitki kimyas›nda kullan›m ve özelliklerinden dolay› sekonder metabolitlerin önemli bir
yer tutar. Sekonder metabolitlerin bitkide do¤al
sentez yollar›, bu yollar› etkileyen faktörler ve
bunlar›n izlenme yöntemlerinin bilinmesinin yaflam bilimlerine ve bir çok uygulamaya katk›s›
vard›r. Sonuç olarak, biyosentez bitkisel ve hayvansal hücrelerde hayati fonksiyonlar›n sürdürülmesi için gerekli olan moleküllerin çevrimini
sa¤layan enzimatik veya enzimatik olmayan fizyolojik bir süreçlerin tamam›d›r.
N
A M A Ç
4
N
A M A Ç
5
Do¤al maddelerin karmafl›k biyosentezlerini
aç›klamak.
Basit hücreler zor reaksiyonlar› büyük bir ustal›kla gerçeklefltirmektedir. Biyosentez ve metabolizma
çal›flmalar›
enzimatik
düzeyde
incelenmektedir.
Biyosentez reaksiyonlar›n› mikro seviyeden,
makro, çevresel ve ekolojik düzeylerde yorumlamak.
Hücre
içinde
gerçekleflen
reaksiyonlar
organizman›n do¤ada bir birey olarak daha
büyük bir döngünün parças› olmas›n›
sa¤layacakt›r.
21
Kendimizi S›nayal›m
1. Afla¤›dakilerden hangisi biyosentez reaksiyonlar›n
özelliklerinden biri de¤ildir?
a. ‹n vivo koflullarda gerçekleflmesi
b. Katalizör gerektirmesi
c. Primer ve sekonder metabolit üretmesi
d. Primer ve sekonder metabolit gerektirmesi
e. Primer ve sekonder metabolit gerektirmemesi
2. Afla¤›dakilerden hangisi primer metabolit de¤ildir?
a. Açil koenzim A
b. Glukoz
c. Fruktoz
d. Klorofil
e. Alanin
3. Afla¤›dakilerden hangisi sekonder metabolitlere bir
örnektir?
a. fiikimik asit
b. Glikoz
c. Timol
d. Urasil
e. Asetil koenzim A
4. Afla¤›dakilerden hangisi do¤rudan fotosentez ile üretilen organik do¤al maddedir?
a. Ya¤ asitleri
b. Karbonhidratlar
c. Amino asitler
d. Proteinler
e. Glikojen
5. Afla¤›dakilerden hangisi Trikarboksilik asit (TCA)
döngüsünün ara metabolitlerinden biridir?
a. Sitrat
b. Sitrik asit
c. Askorbik asit
d. Glikoz
e. Nikotinik asit
6. Afla¤›da sekonder metabolit s›n›flar› ve onlar›n biyojenik kaynaklar› aras›nda yap›lan efllefltirmelerden hangisi yanl›flt›r?
a. Mevalonat (mevalonik asit) - terpenler
b. Asetil Koenzim A- flavonoitler
c. Amino asitler- hemiterpenler
d. Sinnamik asit - fenil propanoitler
e. Sinnamik asit - kumarinler
7. Afla¤›dakilerden hangisi fotosentez sonucu oluflan
ürünlerdendir?
a. C6H12O6 (Glikoz)
b. H2O (Su)
c. H2O2 (Hidrojen peroksit)
d. C2H5OH (Etanol)
e. O3 (Ozon)
8. Afla¤›dakilerden hangisi bitki savunmas›nda rol oynayan fitokimyasallardan biri de¤ildir?
a. Timol
b. Fitoaleksinler
c. Asetil koenzim A
d. Sitrik asit
e. Allisin
9. Afla¤›dakilerden hangisi bir koenzim de¤ildir?
a. ATP
b. NAD
c. ADP
d. MVA
e. NADP
10. Ya¤ asitlerinin biyosentezinde önemi rol oynayan
madde afla¤›dakilerden hangisidir?
a. Steroit
b. Asetik asit
c. Askorbik asit
d. Glutamik asit
e. Asetil Koenzim A
22
Kendimizi S›nayal›m Yan›t Anahtar›
S›ra Sizde Yan›t Anahtar›
1. e
S›ra Sizde 1
Amino asit metabolizmas› ile (1), fiekilde 1.1’de görüldü¤ü üzere flikimatlar, fenil propanoitler - asetil koenzim A ilavesiyle de alkaloitler, ligninler ve flavonoitler
olufltu¤u görülmektedir.
2. d
3. c
4. b
5. a
6. b
7. a
8. c
9. d
10.e
Yan›t›n›z yanl›fl ise “Girifl” bölümünü tekrar gözden geçiriniz.
Yan›t›n›z yanl›fl ise “Primer ve Sekonder Metabolitler” bölümünü tekrar gözden geçiriniz.
Yan›t›n›z yanl›fl ise “Trikarboksilik asit döngüsü” bölümünü tekrar gözden geçiriniz.
Yan›t›n›z yanl›fl ise “Sekonder metabolitlerin biyojenik kaynaklar›” bölümünü tekrar gözden
geçiriniz.
Yan›t›n›z yanl›fl ise “Bitkilerde Fotosentez” bölümlerini tekrar gözden geçiriniz.
Yan›t›n›z yanl›fl ise “Basit yap› tafllar›, enzimler ve koenzimler” bölümlerini tekrar gözden
geçiriniz.
Yan›t›n›z yanl›fl ise “Sekonder metabolitler ve fitoaleksinler” bölümünü tekrar gözden geçiriniz.
Yan›t›n›z yanl›fl ise “Ya¤ asitleri biyosentezi”
bölümünü tekrar gözden geçiriniz.
S›ra Sizde 2
Mevalonik asit yolu, terpenlerin bilinen klasik biyosentez yoldur. Oysa son zamanlara terpenlerin sentezine
deoksiksiluloz yolundan baz› mikroorganizmalar taraf›nca ulafl›ld›¤› görülmüfltür.
S›ra Sizde 3
Glikoliz, tan›m› ve biyosentez bilgileri karbonhidrat y›k›m› bölümünde de vard›r. Bitkilerdeki depo maddesi
glikoza alternatif olarak insanlarda ve di¤er organizmalardaki dallanm›fl makromoleküler yap›daki depo molekülüdür.
S›ra Sizde 4
Bitki ve hayvan hücresi aras›ndaki farkl›l›klar hücre çeperinden bafllar, ayr›ca hayvan hücrelerinde klorofil ve
kloroplastlar yoktur.
S›ra Sizde 5
Hidrolazlar, hidrolizleri katalizleyen protein yap›daki
enzimatik maddelerdir. Örne¤in: EC 3.2: flekerler (glikozilazlar/DNA glikozilazlar, glikozit hidrolazlar).
Yararlan›lan ve Baflvurulabilecek
Kaynaklar
Bhat, S.V. (2005). Chemistry of Natural Products,
Springer, Berlin.
Bu’Lock, J.D. (1965). The Biosynthesis of Natural
Products, Mc Graw-Hill, London.
Cane, D. E. (1999). Comprehensive Natural Products
Chemistry, Vol. 1-9, Elsevier, Amsterdam.
Dewick, M.P. (2002). The Biosynthesis of C5-C25 Terpenoid Compounds, Nat. Prod. Rep., 19, 181-222.
Dewick, P.M. (2009). Medicinal Natural Products, A
Biosynthetic Approach, 3rd Edition, John Wiley
&Sons, Chichester.
Dey, P.M.,ve Harborne, J.B. (1998). Methods in Plant
Biochemistry, Vol. 1-7, Academic Press.
Evans, W.C.(2009). Trease and Evans’ Pharmacognosy, 16th ed., WB Saunders, Edinburgh.
Gissman, T.A., ve Crout, D.H G. (1969). Organic Chemistry of Secondary Plant Metabolism, Freeman,
Cooper Company, USA.
Hänsel R., ve Sticher O. (2007). Pharmakognosie Phytopharmazie, Springer-Lehrbuch, München.
Hanson J.R. (2003). Natural Products: the Secondary
Metabolites (Tutorial Chemistry Texts), Royal
Society of Chemistry, London.
Manitto, P. (1981). Biosynthesis of Natural Products,
Ellis Horwood, London.
Samuelson, G., (2004). Drugs of Natural Origin, A
Textbook of Pharmacognosy, 5th Edition, Swedish Pharmaceutical Pres, Sweden.
Torssell, K.B.G. (1997). Natural Product Chemistry,
Apotekarsocieten, Swedish Pharmaceutical Society,
Sweden.
Zulak et al, BMC Plant Biol. (2008) 8, 5 makalesinden
fiekil 1.3 al›nm›flt›r.
Yararlan›labilecek internet kaynaklar›:
http://www.genome.jp/kegg-bin/show_pathway?query=&map=map00130&scale=0.82
http://www.genome.jp/kegg/pathway.html#metabolism
23
2
Amaçlar›m›z
N
N
N
N
N
N
Primer metabolitleri tan›mlayabilecek ve s›n›fland›rabilecek,
Karbonhidrat tan›m›n› yapabilecek, s›n›fland›rabilecek,
Lipit tan›m›n› yapabilecek, s›n›fland›rabilecek,
Protein ve enzimin tan›m›n› yapabilecek, s›n›fland›rabilecek,
Nükleik asit tan›m›n› yapabilecek, s›n›fland›rabilecek,
T›bbi ve aromatik bitkilerin primer metabolitlerini de¤erlendirebileceksiniz.
Anahtar Kavramlar
•
•
•
•
Metabolizma
Metabolit
Karbonhidrat
Protein
• Lipit
• Nükleik Asit
• Enzim
Bitki Kimyas› ve
Analiz Yöntemleri
Primer Metabolitler
•
•
•
•
•
•
G‹R‹fi
KARBONH‹DRATLAR
L‹P‹TLER
PROTE‹NLER
ENZ‹MLER
NÜKLE‹K AS‹TLER
Primer Metabolitler
G‹R‹fi
Canl› organizmaya giren maddelerin de¤iflimi, hücreye girifl an›ndan itibaren son
ürünlerin oluflumuna kadar, metabolizmay› oluflturur. Hücrelerde yer alan ve organizman›n yaflamas› için gereken madde ve enerjiyi sa¤layan kimyasal reaksiyonlar›n tamam› metabolizma tan›m›n› oluflturur.
Canl›lar›n tümünde yap› tafllar›n› oluflturan organik moleküller primer metabolitler olarak isimlendirilir. Primer metabolitler canl› organizmalar›n tüm hücrelerinde bulunurlar. Onlar büyüme ve ço¤alma baflta olmak üzere canl›l›¤›n devam› için
gereken her aflamada rol al›rlar.
PR‹MER METABOL‹TLER
Primer metabolitler organizman›n tüm hücrelerinde mevcut olan ve büyüme, geliflme ve ço¤alma için gerekli maddelerdir. Canl›lar›n yap› tafllar›n› oluflturan organik moleküllerdir. Primer metabolitler 4 ana grup alt›nda incelenir:
• Karbonhidratlar
• Lipitler
• Proteinler
• Nükleik asitler ve enzimler
KARBONH‹DRATLAR
Karbonhidratlar isimlerinden anlafl›laca¤› gibi karbon, oksijen ve hidrojenden oluflmufltur. Hidrojen : oksijen oranlar› su molekülündeki gibi 1:2’dir. Genel formülleri (CH2O)n fleklindedir. n, Üçten bine kadar herhangi bir say› olabilir. Örnek: bitkilerde en yayg›n bulunan glikoz molekülünün kapal› formülünün C6H12O6 veya
C6(H2O)6 fleklinde yaz›lmas› mümkündür. Karbonhidratlar, fotosentez sonucu ilk
meydana gelen bilefliklerdir.
Karbonhidratlar›n S›n›fland›r›lmas›
Bitkilerde bulunan karbonhidratlar›n s›n›fland›r›lmas› fiekil 2.1’de verilmektedir.
26
fiekil 2.1
Karbonhidratlar›n
s›n›fland›r›lmas›.
Monosakkaritler
Poliol terimi, yap›s›nda iki
veya daha çok hidroksil
grubu bulunduran bileflik
için kullan›l›r.
Karbonhidratlar›n
indirgenmesiyle de polioller
oluflabilir.
SIRA S‹ZDE
1
Monosakkarit grubuna dahil olan flekerler 3 ila 9 karbon atomu tafl›rlar, ancak 5-6
karbonlu olanlara (pentoz ve heksozlar) bitkiler aleminde daha bol miktarda rastlan›r. Bunlar basit flekerlerdir. Monosakkaritlerin isimlendirilmelerinde karbonil
grubuna en uzak -OH grubunun (sekonder alkol) projeksiyon düzleminde C-C
zincirinin sa¤›nda veya solunda yer almas›na göre D (sa¤) ve L (sol) harfi ile belirlenir. Bu harflerin optikçe aktiflikle ilgisi yoktur. Monosakkaritlerde ço¤u kez birden fazla asimetrik karbon atomu bulunur. Asimetrik karbon atomu say›s› n ise 2n
kadar optik izomer bulunur. Bu durum optikçe aktifli¤i etkiler. Sa¤a çevirenlere
(+)/d (dexter), sola çevirenlere (-)/l (laevus) iflaretleri konur. Furanoz ya da piranoz formundaki monosakkaritlerde yar› asetal ba¤›n›n oluflmas› sonucu birinci
karbon asimetrik bir durum al›r ve buna ba¤l› olarak 2 izomer ortaya ç›kar. Cis durumunda olan alfa, trans durumunda olan beta izomerdir.
Karbonhidratlar›n aldehit veya keton gruplar›n›n indirgenerek alkol haline geçmesi sonucu polioller oluflur. Aldehit grubunun yükseltgenmesi ile onik asitler
meydana gelir. Karbonhidratlar›n alkol gruplar›n›n asitlerle esterleflmesi de mümkündür. Örne¤in Digitalis türlerinde bulunan digitoksoz, glikozun asetik asit esteridir. Bazen alkol gruplar› amin (-NH2) grubuyla de¤iflebilir, örne¤in kitin molekülündeki gibi. Karbonhidratlar›n terminal gruplar›n›n -COOH’e oksidasyonu sonucunda üronik asitler meydana gelir (glikozdan glukuronik asit, galaktozdan galakturonik asit). Üronik asitler zamk ve müsilajlar›n yap›s›nda bulunurlar.
Karbonhidratlar›n oluflumu “Biyosentez” bölümünde aç›klanmaktad›r. Fotosentez iflleminde, bitkiler karbondioksit (CO2) ve sudan, glikozu sentezlerler. Yan
ürün olarak oksijen sal›n›r. Fruktoz (meyve flekeri), glikozla ayn› formüle sahip
olan baflka bir alt› karbonlu monosakkarit örne¤idir. fiekil 2.2-2.4’de gösterildi¤i gibi glikoz ve fruktoz ayn› kapal› formüle sahip olmas›na ra¤men, farkl› yap›dad›r.
M›s›r flurubundan elde edilen fruktoz, sofra flekerinden daha tatl› oldu¤undan ifllenmifl g›dalarda yayg›n olarak kullan›l›r. Glikoz ve fruktoz enerji molekülleridir:
hücrede metabolik olaylarda parçalanarak enerji sa¤larlar.
SIRAaras›ndaki
S‹ZDE
Aldoz ve ketoz
fark› aç›klay›n›z.
S O R U
S O R U
D‹KKAT
D‹KKAT
27
2. Ünite - Primer Metabolitler
Karbonhidrat Formüllerinin Yaz›l›fl fiekilleri
Karbonhidratlar›n aç›k formüllerini farkl› flekillerde yazmak mümkündür.
• Düz zincir flekli
Düz zincir fleklindeki formülleri izomer ve stereokimyasal yap›lar›n›n gösterilmesinde önem tafl›r (fiekil 2.2).
fiekil 2.2
Glikoz ve fruktoz
moleküllerinin düz
zincir fleklinde
yaz›l›fl›: karbon
atomlar› do¤rusal
bir s›rada gösterilir.
• Halka formülleri
Karbonhidratlar› befl üyeli halka (furanoz) ya da alt› üyeli halka (piranoz) fleklinde göstermek mümkündür (fiekil 2.3).
fiekil 2.3
fieker molekülleri
suda
çözündü¤ünde
halka fleklini
al›rlar.
• Kapal› formülleri (fiekil 2.4)
fiekil 2.4
Glikoz: C6H12O6
Fruktoz: C6H12O6
Glikoz ve fruktoz
moleküllerinin
kapal› formülleri.
28
Oligosakkaritler
2-20 Monosakkarit’in glikozidik ba¤la bir araya gelmesiyle oluflan karbonhidratlar
oligosakkaritler olarak adland›r›l›r. Glikozidik ba¤ oluflumu bir monosakkaritin
anomerik karbon atomuna ba¤l› -OH grubunun ve baflka bir monosakkaritin anomerik olmayan bir karbon atomuna ba¤l› -OH grubu aras›ndan bir mol su ç›kmas›yla oluflur (dehidrasyon). Oligosakkaritler kendilerini oluflturan monomer say›s›na göre adland›r›l›r: disakkarit, trisakkarit, tetrasakkarit, pentasakkarit. Disakkaritler, iki monosakkarit ünitesinin glikozidik ba¤la bir araya gelmesiyle oluflur. Sakkaroz, glikoz ve fruktozdan dehidrasyon reaksiyonu s›ras›nda oluflur (fiekil 2.5).
Sakkaroz, ticari olarak fleker kam›fl›ndan (Saccharum officinarum) veya fleker
pancar›ndan (Beta vulgaris) elde edilir.
fiekil 2.5
Sakkaroz
molekülünün
dehidrasyon
yoluyla oluflumu.
fiekil 2.6
Maltoz ve laktoz
formülleri.
Sakkaroz, maltoz ve laktoz bitkilerde en yayg›n bulunan disakkaritlerdir (fiekil
2.5 ve 2.6). Sakkaroz’un yapraklarda sentezi uygun enzimlerin kontrolü ile gerçekleflir. Hidrolizleri, uygun enzimlerle ya da seyreltik asitle kaynatmak suretiyle yap›labilir. Monosakkarit molekülleri disakkaritleri olufltururken farkl› ba¤lar meydana gelebilir. Bu flekilde maltoz, sellobiyoz, soforoz ve trehaloz gibi disakkaritlerin
hepsi iki molekül glikozun α-1,4-, β-1,4-, β-1,2- ve α, α-1,1- fleklinde ba¤lanmas›
sonucunda oluflur.
29
Trisakkaritlere gentianoz (glikoz-glikoz-fruktoz), melezitoz (glikoz-fruktoz-glikoz) ve planteoz (glikoz-fruktoz-galaktoz) örnek olarak verilebilir. Gentianoz Gentiana türlerinde, melezitoz Larix’ten elde edilen mannada ve planteoz Psyllum türlerinin tohumlar›nda bulunmaktad›r. Tetrasakkaritlere Stachys japonica tuberlerinde ve Fraxinus ornus mannas›nda bulunan stakioz ya da manneotetroz (galaktozgalaktoz-glikoz-fruktoz) örnek olarak gösterilir. Verbaskoz, galaktoz-galaktoz-galaktoz-glikoz ve fruktozdan meydana gelen bir pentasakkarittir.
Polisakkaritler
Polisakkarit, 20’den fazla monosakkaritin düz ya da dallanm›fl yap›da glikozidik
ba¤la ba¤lanmas› sonucu oluflan polimerdir. Bu ba¤lanmada dehidrasyon reaksiyonu yer al›r. Polisakkaritlerde fleker birimlerinin say›s› çoktur ve molekülü oluflturan say› yaklafl›k olarak bilinir. Polisakkaritlerin enzimler veya reaktiflerle hidrolizi ile polisakkariti oluflturan monosakkaritler heksoz, pentoz ya da bunlar›n türevleri fleklinde aç›¤a ç›kar. Bir polisakkariti meydana getiren monomerlerin hepsi ayn› ise oluflan polimere homoglikan denirken farkl› monomerlerden meydana
gelen polisakkaritlere ise heteroglikan denir.
Homoglikanlar›n en yayg›n örne¤i olan niflasta, dehidrasyonla α-D-glukoz birimlerinden meydana gelen bir polisakkarittir (fiekil 2.7). Bitkilerin kök, yumru,
gövde, meyve gibi organlar›nda bulunur ve önemli bir enerji deposudur. Niflasta
özellikle tah›llarda (m›s›r, pirinç, bu¤day), patates gibi kök sebzelerinde bol miktarda bulunur. Yap›s›nda iki farkl› polisakkarit bulunur. Lineer yap›daki amiloz tah›l niflastas›n›n yaklafl›k %23’ünü olufltururken dallanm›fl yap›daki amilopektinin
oran› %77’dir.
fiekil 2.7
Niflastada bulunan
a) Amiloz ve
b) Amilopektin
formülleri.
Amiloz zincirinde α-D-glukoz birimleri α-1,4 glikozidik ba¤ ile ba¤lanm›flt›r.
500-20000 glikoz birimi bir zincir oluflturur. Çok düflük düzeyde dallanma gösterir.
Dallanman›n (α-1,6-ba¤lanma) molekül bafl›na 2-8 dal ile s›n›rland›¤› kabul edilmektedir.
Amilopektin α-1,4 ba¤lar›n›n yan›nda α-1,6 ba¤lar› da içeren dallanm›fl bir yap› gösterir. Her bir molekülde 20-26 tane glikoz kal›nt›s› vard›r. Dallanma α-1,6
ba¤lar›nda gerçekleflir. Amilopektinde 2000 - 200000 aras› glikoz birimi bulunur.
Amiloz molekülleri çözeltilerinde stabil de¤ildir, kristalize olur. Buna karfl›n amilo-
30
pektinin seyreltik çözeltileri stabildir. Yüksek konsantrasyonlarda amilopektin de
kristalleflebilir. Amiloz jelleri lineer yap›lar›ndan dolay› daha serttir. Amilopektin
iyotla k›rm›z›-mor renkli bileflikler olufltururken, amiloz mavi renkli bir kompleks
oluflturur. Amiloz ve amilopektin enzim aktivitesiyle parçalan›rlar.
Glikojen (Hayvan Niflastas›): Hayvan dokular›n›n önemli bir depo karbonhidrat›d›r. Molekül, amilopektine benzer.
Homoglikan polisakkaritlerin di¤er önemli bir temsilcisi olan selüloz, bitkinin
ana yap›sal bileflenidir. Bitki hücre duvar›ndaki maddelerin ço¤u ile a¤aç gövdesinde bulunan maddelerin yaklafl›k yar›s› selülozdan oluflur. Selüloz molekülü
kompleksinde glikoz molekülleri uzun do¤rusal zincir boyunca ters dönerek (biri
bir yönde, ondan sonra gelen baflka bir yönde dönmüfl flekilde) birbirine ba¤lan›r
(fiekil 2.8). Böyle yap›sal düzenleme selüloz molekülünü dayan›kl› k›lar ve parçalanmas›n› zorlaflt›r›r. Ayr›ca selülozu oluflturan mikrofibriller çok say›da hidrojen
ba¤lar›yla kararl› bir yap›ya ulafl›r.
fiekil 2.8
Selüloz molekül
yap›s›.
Besinde selüloz aç›s›ndan zengin tah›l ve meyve-sebzelerin bulunmas› önemlidir. Çünkü selüloz, ba¤›rsak görevlerine yard›mc› olur ve ba¤›rsak kanseri riskini
azalt›r. Glikoz birimlerin tekrarlanma say›s›, odunda 600’den 1000’e, pamuk liflerinde ise 3500’e kadar de¤er al›r. Her bir glikoz biriminin üç tane hidroksil (-OH)
grubu vard›r. Bu gruplar ticari de¤eri olan ürünlerin (selüloz nitrat, selüloz asetat
ve etil selüloz gibi) türetilmesine imkan sa¤lar.
Heteroglikan polisakkaritler grubundan yayg›n olarak bilinen örnek inülindir.
‹nülin, fruktoz birimlerini kapsayan polimerdir ve tipik olarak bir terminal glikoza
sahiptir. Merkezde tek bir glikoz moleküllü içeren 50’nin üzerinde β-1,2-ba¤l› fruktofuranoz birimlerinden oluflmufl düz zincirlerdir (fiekil 2.9). Bitki inülinleri, genelde en az 20 fruktoz birimi içerir. Baz›lar› binlercesini içerir. Daha küçük bilefliklere fruktooligosakkaritler denir. Özellikle Compositae (Asteraceae) familyas›nda bol
miktarda bulunan bir depo karbonhidratt›r.
31
fiekil 2.9
‹nülin molekül
yap›s›.
Polisakkaritlerin Baz› Özellikleri
Çözünürlük: Basit flekerlerden farkl› olarak, polisakkaritler suda çözünmez. Bitkiler uzun süreli enerji ihtiyac› için, polisakkarit olan küçük niflasta granüllerini depolar. Polisakaritlerdeki herbir hidroksil grubu en az bir molekül su ba¤layabilir.
Ayr›ca halka yap›daki oksijenler ve glikozidik ba¤da yer alan oksijen ba¤lar› da
hidrojen ba¤› yapma özelli¤ine sahiptir. Bu polisakkarit birimleri sulu sistemlerde
su alarak fliflebilir.
Viskozite ve Stabilite: Bir polisakkaritin çözeltilerinin viskozitesi molekül büyüklü¤ü, flekli ve konformasyonuna ba¤l› olarak de¤iflir. Do¤rusal yap›daki polisakkarit çözeltilerinde zincirler dairesel hareketler yaparak genifl bir hacmi tararlar.
Bu s›rada s›kl›kla birbirleriyle çarp›fl›rlar ve çok düflük konsantrasyonlarda da çözeltilere viskoz bir yap› kazand›r›rlar. Dallanm›fl yap›daki polisakkaritler çözeltilerinde düz zincir formundaki polisakkaritlerden daha az hacim kaplad›klar›ndan
daha az çarp›fl›r ve dolay›s›yla çözeltileri daha az viskoz olur.
Jelleflme: Jel, büyük hacimde suyu yap›s›nda tutan a¤ benzeri üç boyutlu bir yap›d›r. Dallanmam›fl yap›daki polisakkaritler sulu ortamlarda ›s›t›ld›klar›nda ya kolayca çöker ya da çabucak jelleflirler. Polisakkarit zincirleri çarp›flt›klar›nda buralarda ba¤lar oluflur ve ba¤lanma zincir boyunca devam eder. Bu zincire baflka zincirler eklenir ve ba¤lanma buralarda da devam ederek bir a¤ yap› oluflur. Yap›n›n büyümesiyle çökelme meydana gelir. A¤ yap› oluflurken bir miktar suyu yap›s›na
hapseder. Baz› durumlarda jel yap›da fazla miktarda su tutulur ve bu su zamanla
jelden ayr›l›r.
Üronik Asit veya Di¤er Üniteleri ‹çeren Polisakkarit Kompleksleri
1. Hemiselüloz glikoz ve di¤er flekerlerden yap›lan, selüloz fibrillerinin birbirlerine
ba¤lanmas›n› sa¤layan bir polimerdir.
2. Pektinler, kalsiyum iyonlar›na ve suya ba¤lanarak jele benzeyen bir matriks
oluflturur. Bu matriks maddesi, hem selüloz fibrilleri aras›ndaki hem de hücrelerin
aras›ndaki boflluklar› doldurur. Pektin, hücre duvarlar›n›n orta lamellerinde meydana gelir ve meyvelerde (elma, portakal vb.) bol miktarda bulunur. Ana madde
olan protopektinin çözünürlü¤ü yoktur. Fakat k›smi hidroliz ile pektinik asitlere
(pektinler) kolayca çevrilebilir. Farkl› kaynaklardan elde edilen pektinler, temel bi-
32
leflikler olarak β-1,4-glikozidik ba¤larla ba¤lanm›fllard›r. Pektinler aras›na ramnoz
birimleri kar›flm›fl D-galakturonik asit kal›nt›lar› içermelerine ve bu sebeple oluflan
farkl› yap›lara göre de¤ifliklik gösterir (fiekil 2.10). Karboksil gruplar›n›n baz›lar›
metillenmifltir. Bu moleküller, küçük miktarlarda nötral arabinanlarla (α-1,5- ba¤l›
L-arabofuranoz birimlerinin dallanm›fl polimerleri) ve galaktanlarla (α-1,4- ba¤l› Dgalaktopiranoz birimlerinin büyük düz zincirleri) birlikte bulunurlar. Esterleflmemifl galakturonik asit birimleri, serbest asit fleklinde veya sodyum, potasyum veya
kalsiyum tuzlar› fleklinde olabilir. K›smen esterleflen pektinlerin tuzlar›na pektinat
denir. Esterleflme derecesi %5’in alt›nda ise, bu maddelere pektat denir. Baz› bitkilerin (fleker pancar›, patates, armut) pektinleri, galakturonik asidin hem metil, hem
asetil esterlerinden oluflur. Asetilleme, pektinlerin jel oluflumunu engeller fakat stabilize ve emülsife etkilerini artt›r›r. Bitkilerden elde edilen pektin özütleri, jelleflme
özelli¤ine sahip olduklar› için g›da sanayinde kullan›l›r (reçel, fleker yap›m›). Baz›
meyvelerdeki pektin oranlar›: elma (%1.5), kay›s› (%1.0), narenciye kabu¤u (%30.0).
fiekil 2.10
Pektin
(poligalakturonik
asit) molekül
yap›s›.
3. Aljin (Aljinik Asit), kahverengi deniz yosunlar›n›n (makroskopik alglerin)
hücre duvarlar›nda, ekolojik ve ekonomik önemi olan kaygan ve yap›flkan bir polisakkarittir. Laminaria ve Ascophyllum (Kuzey Avrupa sahillerinde), Macrocystis
(Kaliforniya’da), Ecklonia ve Eisenia (Japonya’da), Macrocystis ve Eclonia (Avusturalya’da), Macrocystis, Lessonia ve Durwillae (Güney Amerika’da), Cystoseira ve
Sargassum (Türkiye’de) yosun türleri aljin kayna¤› olarak kullan›labilir (Resim 2.1).
Resim 2.1
Aljin elde etmek
amac›yla
kullan›lan deniz
yosunu.
33
Kompozisyonu biyolojik kayna¤a göre de¤iflir. ‹ki monoüronit biriminin düzenli bir flekilde araya girdi¤i bölümlerle birlikte β-1,4- ba¤l› L-guluronik asit birimleri ve β-1,4-ba¤l› D-mannuronik asit birimlerinin zincirlerinden oluflmufl bir heteropoliüronittir. Farkl› kaynaklardan elde edilen aljinik asitlerde iki üronik asitin
oran› 2:1’den 1:2’ye de¤ifliklik gösterir. Zincir uzunlu¤u, haz›rlamak için kullan›lan
yönteme ve moleküler a¤›rl›¤a göre de¤iflir. Viskozite ölçümleri 220-860 birimden
oluflan moleküllerden meydana geldi¤ini göstermektedir (fiekil 2.11).
fiekil 2.11
Aljinik asit molekül
yap›s›.
4. Sülfürik Asit Esterli Polisakkaritler
K›rm›z› ve Kahverengi deniz yosunlar›n›n hücre duvarlar›nda agar ve karragen
adl› kaygan ve yap›flkan polisakkaritler mevcuttur. Agar, D- ve L-galaktozdan oluflan bir biozdur, ayn› zamanda galaktozdan oluflmufl bir agaropektin ve k›smi olarak sülfürik asitle esterleflmifl üronik asit birimlerini içerir. Karragen benzer bir
kompozisyona sahiptir. Bu polisakkaritler çok kompleks yap›dad›r ve endüstride
yapay olarak üretilemezler. Bu yüzden do¤ada yetiflen veya su alt› alg çiftliklerinde yetifltirilen alglerden elde edilirler. Karragen, besin endüstrisinde dondurma ve
peynir üretiminde kullan›l›r. Agar, laboratuvar çal›flmalar›nda bitki hücre kültürleri
ve mikroorganizmalar›n üretilmesinde, besin kat›laflt›r›lmas› için kullan›l›r. Agardan
elde edilen agaroz, protein ve DNA moleküllerinin çal›fl›lmas› s›ras›nda gereklidir.
5. Zamklar ve Müsilajlar
Zamklar, asitlerle (genellikle glikuronik asit) monosakkaritlerin birleflmesi sonucu oluflan bitkisel hidrokolloitlerdir. Baz› zamklar metoksilik gruplar› içerir (örne¤in kitre), di¤erlerinde asidik kompleks metaller ile ba¤lanm›fl durumdad›r.
Özellikle Leguminosae, Rosaceae ve Rutaceae familyas› bitkilerinde gövde ve dallar›nda yaralama veya böcek sokmas› sonucu oluflan patolojik ürünlerdir. Bitkiler
zamklar› kendilerini korumak için yaparlar. Bitkide zamk hücre çeperindeki selülozun baz› enzimler etkisiyle de¤iflmesi sonucu oluflur. Zamklar suda çözünen veya fliflen, organik çözücülerde erimeyen, yap›flkan, kokusuz, tats›z maddelerdir. Arap
zamk› suda kolloidal bir çözelti oluflturur. Kitre zamk› ise flifler ve jel oluflturur.
Müsilajlar bir üronik asit olan galakturonik asit ve baz› ozlar›n kondensasyonu
ile meydana gelmifl kompleks maddelerdir. Patolojik ürün de¤ildirler. Müsilaj hücreleri içinde bulunurlar. Suda kolloidal, viskoz bir çözelti verirler ve eczac›l›k tekni¤inde kullan›l›rlar. Sulu çözelti yap›flkan de¤ildir.
L‹P‹TLER
Lipitler, ya¤ ve ya¤ benzeri bitkisel ve hayvansal kaynakl›, fiziksel ve kimyasal
özellikleri yak›n olup, fakat biyokimyasal rolleri bulundu¤u bitki veya hayvanlarda farkl› olan maddeler grubudur. Lipitler temel olarak karbon, hidrojen ve oksi-
34
jenden ibarettir (hidrojen ve oksijen oranlar› 2:1). Bunlara ek olarak, fosfolipitlerde fosfor ve bazen azot da bulunur.
Lipitlerin Bitkilerdeki Yay›l›fl›
Ya¤lar bitkilerde her organda bulunmakla birlikte, yapraklarda (yeflil organlarda)
bulunmazlar, özellikle meyve ve tohumlarda depo ya¤lar fleklindedir, endoplazmik retikulumda sentezlenirler. Depo dokular›nda büyük gruplar halindedirler.
Özellikle tohumlarda kuru a¤›rl›¤›n %50’si kadar bulunurlar. Tohumlardaki bu birikim olgunlaflmaya ba¤l› olarak artar, fosfolipitler genç dokularda gözlenirler. Tohumda sadece trigliserit de¤il, ya¤ asitlerinin uzun zincirli alifatik alkollerle yapt›¤› esterler ayr› bulunur. Zeytin, avokado, defne gibi baz› meyve perikarplar› da
trigliseritlerce zengindir.
Lipitlerin Özellikleri
Kimyasal yap› aç›s›ndan, lipitler alkol ya da poliollerin ya¤ asitleriyle oluflturdu¤u
ester yap›s›ndaki do¤al maddelerdir. Lipitler apolar yap›da olan maddelerdir. Genel olarak ya¤l› bir yap›ya sahiptirler ve suda çözünmezler. Apolar veya az polar
organik çözücülerde çözünürler, uçucu de¤ildirler. Oda s›cakl›¤›nda hayvansal
ya¤lar kat›, bitkisel ya¤lar s›v›d›r. Bitkilerde lipitler tüm dokularda mevcuttur. Tohum ve meyvelerde en fazla miktarda bulunur. Lipitler, organik bileflikler içinde,
karbonhidratlara göre daha çok çeflitlilik gösteren bir gruptur. Ayr›ca, 1 gr hayvansal veya bitkisel ya¤, 1 gr karbonhidrattan iki kat daha fazla enerji içerir.
SIRA S‹ZDE
2
Lipitlerin
S›n›fland›r›lmas›
Lipitler de¤iflik flekillerde s›n›fland›r›labilirler. Lipitler, %50’lik alkolde haz›rlanan
KOH (Potasyum hidroksit) çözeltisiyle sabunlafl›p sabunlaflmad›klar›na göre; saO R U
bunlaflabilenS lipitler
(trigliseritler, mumlar, fosfolipitler, sifingolipitler) ve sabunlaflamayan lipitler (steroitler, prostaglandinler, lökotrienler, terpenler) olmak üzere
iki grup alt›nda
Veya yap›lar›na göre basit ve kompleks lipitler olD ‹ K Kincelenebilirler.
AT
mak üzere iki gruba ayr›l›rlar.
S O R U
D‹KKAT
N N
fiekil 2.12
SIRA S‹ZDE
Lipitlerin
S‹ZDE
Sabit ya¤lar SIRA
enerji
deposu olarak di¤er primer metabolitlerden farkl› m›d›r?
AMAÇLARIMIZ
SIRA S‹ZDE
AMAÇLARIMIZ
K ‹ T A P
K ‹ T A P
TELEV‹ZYON
TELEV‹ZYON
‹NTERNET
‹NTERNET
35
Basit Lipitler
Bu gruptaki lipitler iki yap› tafl›ndan ibarettir: gliserol ve ya¤ asitleri.
1. Gliserol: 3 tane hidroksil (-OH) grubu tafl›yan 3 karbonlu alkol.
2. Ya¤ asitleri: doymufl ve doymam›fl olarak iki tipte metilen (-CH2) zincirleri tafl›yan ve ucunda karboksil (-COOH) grubu olan alifatik asitler. Doymufl ya¤ asitlerinde bütün karbon atomlar› maksimum hidrojen say›s›na sahiptir. Örnekler fiekil
2.13’te verilmifltir. Doymam›fl ya¤ asitlerinde iki karbon aras›nda çift ba¤ (ba¤lar)
mevcuttur. Çift ba¤ say›s›na ba¤l› olarak, ya¤ asitleri tekli-doymam›fl (bir çift ba¤)
ve çoklu-doymam›fl (iki veya daha fazla çift ba¤) olarak s›n›fland›r›l›r. En yayg›n
olanlar 18 veya 16 karbonlu olanlard›r (fiekil 2.13).
Doymufl Ya¤ Asitleri: 12 karbondan az karbon atomu tafl›yanlara do¤ada nadir
rastlan›r. Palmiye tohumu 8 ve 10 karbonlu doymufl ya¤ asitlerini tafl›sa da ana bileflikleri 12 C’lu laurik ve 14 C’lu miristik asittir. 12 ve 18 C’lu doymufl ya¤ asitleri
do¤ada yayg›n, 20 ve daha fazla karbonlu ya¤ asitleri çok yayg›n de¤ildir. Yerf›st›¤› ya¤› hariç, bu asitlerin sabit ya¤ içindeki miktar› % 0.5’den azd›r.
Doymam›fl Ya¤ Asitleri: Bir veya çok etilenik çifte ba¤ ile tafl›rlar. Doymam›fll›k
konfigürasyonunun stereo kimyas›na göre iki izomerleri vard›r. Genelde (Z) formunda olanlara rastlan›r, doymam›fl moleküllerde çifte ba¤ 1,4-dien konumundad›r. Bunlar›n içinde C18 serisinde bulunan oleik, linoleik, α ve γ - linolenik asit en
çok bilinenlerdir.
fiekil 2.13
Ya¤ asitlerinin
36
Trigliseritler
Gliserol’ün 3 hidroksil grubu 3 ya¤ asitleriyle esterleflir ve 3 tane su molekülü aç›¤a ç›karak, 1 trigliserit oluflur (fiekil 2.14). Trigliseritlerin bilefliminde bulunan ya¤
asitleri lipitlerin fiziko-kimyasal özelliklerini belirtir. Örne¤in, doymufl ya¤ asitlerin
say›s› ve zincirlerin uzunluklar› artt›kça, trigliseritlerin erime noktas› artar. Hayvansal ya¤lar›n bileflimindeki doymufl ya¤ asitlerinin say›s› yüksek oldu¤u için, bu
ya¤lar kat›d›r. Çok say›da doymam›fl ya¤ asitleri bulunan bitkisel ya¤lar s›v›d›r.
fiekil 2.14
Trigliserit’in
dehidrasyon
reaksiyonu ile
oluflumu.
SIRA S‹ZDE
3
SIRAbilefliminde
S‹ZDE
Trigliseritlerin
bulunan ya¤ asitleri, lipitlerin özelliklerini nas›l etkiler?
Mumlar
Yüksek molekül a¤›rl›kl› alifatik alkollerin esterleri, mum esteri olarak bilinir.
Mumlar genel olarak hayvansal ve bitkisel ya¤lara benzer. Fakat mumlarda gliseS O R U
rol molekülü yerine uzun zincirli (karbon say›s› 16-22) bir alkol molekülü vard›r.
Alkol molekülünde (-OH) gruplar›n›n tamam› doymufl ya¤ asitleriyle esterleflmifltir
(fiekil 2.15). D ‹ K K A T
S O R U
D‹KKAT
N N
SIRA fiekil
S‹ZDE 2.15
Mumlar›n genel
formülleri: R, R’, R’’
AMAÇLARIMIZ
- radikaller.
SIRA S‹ZDE
AMAÇLARIMIZ
K ‹ T A P
K ‹ T A P
TELEV‹ZYON
TELEV‹ZYON
‹NTERNET
‹NTERNET
37
Mumlar; deri, yün ve tüy üzerini kaplayan lipitlerin bileflimine girer. Bitkilerde
yaprak ve meyve üzerinde bulunan lipitlerin %80’ini mumlar oluflturur. Mumlar
özellikle çöl bitkilerinde kal›n bir tabaka halindedir. Baz› mikroorganizmalar da
metabolit olarak mum üretir. Do¤al mumlar›n (spermaset, lanolin, ar› mumu) bilefliminde esterlerin yan› s›ra serbest ya¤ asitleri, alkol ve karbonhidratlar da bulunur. Mumlar›n görevleri; su kayb›n› önlemek, patojen ve böceklerin yol açt›¤› hastal›ktan korumakt›r.
Ya¤lar ve mumlar aras›ndaki en önemli fark, ya¤lar›n sulu veya alkollü alkali
ile sabunlaflmas›d›r. Bu özellik, mumlara ya¤ kat›l›p kat›lmad›¤›n› anlamakta kullan›l›r. Mum esteri setilpalmitat’›n sabunlaflmas› afla¤›da gösterilmifltir:
C15H31COO16H33 + Alkollü KOH ————— C16H33OH + C15H31COOK
Ya¤lar hemen hemen tamamen esterlerden oluflurken, mumlar esterler yan›nda serbest alkoller, steroller ve hidrokarbonlar› da içerirler. Sterol ve hidrokarbonlar sabunlaflmazlar. Mumlarda serbest asit miktar› çok oldu¤undan asitlik de¤eri
ya¤lar›n asitlik de¤erlerinden yüksektir. Ayr›ca mumlar›n iyot indisi, ya¤lar›n indisinden düflük, sabunlaflmayan madde miktar› ise yüksektir.
Mumlar›n ya¤lara göre farklar›n› aç›klar m›s›n›z?
Kompleks Lipitler
SIRA S‹ZDE
4
SIRA S‹ZDE
Kompleks lipitler grubunu fosfolipitler, lesitinler, glikolipitler ve steroidler
oluflturur.
S O R U
S O R U
Lipitlere Uygulanan Tayinler
‹KKAT
Lipitlerin teflhisi ve kimyasal tayinleri “Teflhis reaksiyonlar›” Dbölümünde
detayl›
flekilde verilmektedir. T›bbi amaçla kullan›lan ya¤lar›n kontrolu için yap›lacak tüm
tayinler farmakope ve kodekslerde belirtilmektedir.
SIRA S‹ZDE
Asitlik indisi (A‹): 1 g ya¤da bulunan serbest asitleri nötrallefltirmek için sarfedilmesi gereken KOH’in mg cinsinden miktar›d›r.
AMAÇLARIMIZ
Sabunlaflma indisi (S‹): 1 g ya¤da bulunan serbest asitlerle
gliseritleri nötrallefltirmek için sarfedilmesi gereken KOH’in mg cinsinden miktar›d›r.
Ester indisi (E‹): 1 g ya¤da bulunan gliseritleri sabunlaflt›rmak için sarfedilmesi
K ‹ T A P
gereken KOH’in mg cinsinden miktar›d›r.
‹yot indisi: 100 g ya¤›n çifte ba¤lar›na girebilecek iyotun g cinsinden miktar›d›r.
Hekzabromür indisi: 100 g ya¤ asitinin bromlanmas›yla elde edilen hekzabTELEV‹ZYON
romstearik asitin g cinsinden miktar›d›r.
Peroksit Say›s›: 1 kg ya¤›n ihtiva etti¤i peroksit miktar›n›n miliekivalan aktif oksijen cinsinden ifadesidir.
D‹KKAT
N N
PROTE‹NLER
‹NTERNET
Proteinler protoplazman›n büyük bir k›sm›n› oluflturarak bitkisel organizmada
büyük önem tafl›rlar. Hücrenin kuru a¤›rl›¤›n›n % 50’sinin fazlas› proteinden ibarettir. Enzimler, tafl›y›c› moleküller, hormonlar, antijenler gibi birimlerin ve hücre
duvar›n›n yap›s›nda yer al›rlar. Proteinler karbon, hidrojen, oksijen, azot ve kükürtten meydana gelen karmafl›k yap›ya sahiptirler.
SIRA S‹ZDE
AMAÇLARIMIZ
K ‹ T A P
TELEV‹ZYON
‹NTERNET
Protoplazma: Hücrenin
hayati içeri¤ini oluflturan ve
iyon, su, amino asit, nükleik
asit, protein, polisakkarit ve
lipitleri içeren yar› s›v›d›r.
38
Proteinlerin Yap› Tafllar›
Proteinler, amino asit ad› verilen daha küçük ve daha basit yap›l› organik moleküllerin yüzlercesinin bir araya gelmesiyle oluflurlar. Amino asitler, bitkilerde hem
serbest halde, hem protein ve di¤er metabolitlerin temel birimi olarak bulunmaktad›r. Birçok amino asit sadece C, H, O, N’tan ibarettir. Fakat di¤er heteroatomlar
da mevcut olabilir. Örne¤in, sistin yap›s›nda kükürt, tiroksinde ise iyodin. Birden
fazla aminogrup (-NH2) tafl›yan amino asitlere lizin (diaminokaproyik asit), birden
fazla karboksilik grup (-COOH) tafl›yanlara aspartik (aminosuksinik) asit örnek
olarak verilebilir. Baz› amino asitler aromatik (fenilalanin) veya heterosiklik (prolin, triptofan, histidin) yap›ya sahiptir. Amino asitler yap›lar›nda bir veya daha fazla amino grup, ve bir veya daha fazla karboksilik grup tafl›yabilir. Do¤ada bulunan
amino asitlerin büyük k›sm› genel R-CH(NH2)COOH formülünde olup, asimetrik
karbon atomu tafl›yan α-amino asit tipindedir. Amino asitlerin ço¤u suda iyi, alkolde az çözünürler. Amino asitler çözünürlü¤üne göre hidrofilik ve hidrofobik olarak iki grup alt›nda incelenirler (fiekil 2.16). Ayr›ca, amino asitler asidik ve bazik
olarak da s›n›fland›r›l›r.
fiekil 2.16
Hidrofilik ve
hidrofobik amino
asitler.
Bitkiler kendileri için gerekli olan amino asitlerin hepsini üretebilirler. Di¤er
canl›lar ihtiyaç duyduklar› amino asitlerin baz›lar›n› besin yoluyla almak zorundad›rlar. Bu tip amino asitlere zorunlu (sentezlenmeyen) amino asitler denir. (Tablo
2.1)
39
Amino asit
No
Sentezlenen
No
Sentezlenemeyen
1
α-Alanin
13
Histidin
2
Arjinin
14
‹zolösin
3
Asparajin
15
Lösin
4
Aspartik asit
16
Lizin
5
Glutamik asit
17
Metiyonin
6
Glutamin
18
Fenilalanin
7
Glisin
19
Treonin
8
Prolin
20
Triptofan
9
Serin
21
Valin
10
Sistein
11
Sistin veya disistin
12
Tirozin
Tablo 2.1
Sentezlenen ve
sentezlenemeyen
amino asitler.
Amino asitler, peptit ba¤lar›yla birbirine ba¤lanarak polipeptit zincirini oluflturur. Bu s›rada, bir amino asitin hidroksil grubu (-OH), baflka bir amino asitin amino (-NH2) ucundan bir hidrojen ile birleflerek peptit ba¤› (azot ve karbon aras›nda) oluflturur. Reaksiyon s›ras›nda bir molekül su (H2O) aç›¤a ç›kar (fiekil 2.17).
fiekil 2.17
Amino asitler
aras›nda peptit
ba¤› oluflumu.
Peptitler, peptit zincirinde yer alan amino asit say›s›na göre mono-, di-, tri- gibi ön ekler verilerek isimlendirilirler. Birçok dipeptit yap›l› bilefliklerin faydal› özellikleri bilinir. Örne¤in, Blighia sapida bitkisinin dipeptitleri hipoglikemik etkilidir. Penisilin de kompleks dipeptittir.
Genel bir kural olarak yap›s›nda 10 kadar amino asit içeren peptit zincirleri oligopeptit, daha uzun zincirli peptitler ise polipeptid olarak adland›r›l›rlar. Polipeptitlerin özellikleri, zincirde yer alan amino asitlerin özellikleri ve konumlar› taraf›ndan belirlenir. Örne¤in, polipeptit bafll›ca hidrofilik amino asitten meydana gelmifl
ise, suda çözünebilir özelli¤e sahip olacakt›r.
Peptit ba¤› nas›l oluflur?
SIRA S‹ZDE
Hipoglikemik etki: Kan
flekeri seviyesini düflürme
etkisi.
5
SIRA S‹ZDE
S O R U
S O R U
40
Enzimler
Enzimler, kendileri kullan›lmaks›z›n hücredeki biyokimyasal reaksiyonlar› düzenleyen protein yap›l› katalizörlerdir. Enzimler sadece tek bir reaksiyonu tetikleyip
yerine getirir ve bu faaliyeti hiç bozulmadan defalarca yaparlar. Dünyada en bol
bulunan protein ve enzim, rubiskodur (ruBisCO: rubiloz 1,5-bifosfat karboksilaz /
oksigenaz). Rubisko bütün bitkilerde, ribuloz 1,5-bifosfat ad› verilen 5-karbonlu
bir flekere CO2 ba¤layan bir enzimdir. Sadece bu enzimin varl›¤›nda bitkiler fotosentez s›ras›nda CO2’i flekere dönüfltürebilirler.
Enzimler bitki veya hayvan hücrelerinden izole edilip saflaflt›r›labilirler. Bu flekilde endüstride baz› kimyasal reaksiyonlar› kontrol etmek amac›yla kullan›ld›klar› gibi terapötik ajanlar olarak da kullan›lmalar› söz konusudur. Enzimler droglarda bozulmaya neden olurlar. Bu yüzden kurutma veya stabilizasyon yoluyla drogtaki enzim faaliyetlerinin durdurulmas› önem tafl›r. Bununla beraber baz› droglardaki etken maddeler enzim faaliyeti sonucu meydana gelirler. Örne¤in: Taflan
yapra¤›nda siyanhidrik asit, hardal tohumlar›nda allil izotiyosiyanat, vanilya meyvas›nda vanilin fermentasyon sonucunda oluflurlar.
Hidrolazlar
Hidrolazlar - moleküllere su katan veya ç›karan enzimler.
1. Esterazlar: Bitkisel veya hayvansal kökenlidirler. Tüm esterlerin hidrolizini
gerçeklefltirirler.
Lipaz, bitkiler ve hayvanlar aleminde yayg›n olarak bulunan bir lipolitik enzimdir. Hayvanlarda pankreas salg›s›nda ve ya¤l› tohumlarda bulunur. Ya¤lar›n, ya¤
asidi ve gliserole hidrolizlerini gerçeklefltirir. Ayr›ca fenilsalisilat, asetilkolin ve atropin gibi esterleri de hidroliz eder.
Pektaz, pektini pektik asit ve metil alkole parçalar.
Steapsin, dieterik ya¤lar›n hazmedilmesini sa¤layan bir lipolitik enzimdir.
Üreaz, soya fasulyesinde bulunan bir enzimdir. Üreyi amonya¤a çevirmek amac›yla laboratuarda reaktif olarak kullan›l›r.
Klorofilaz, klorofili, tannaz tanenlerdeki ester ba¤lar›n›, fosfataz fosfat esterlerini, sülfataz sülfat esterlerini parçalayan esterazlard›r.
2. Karbohidratazlar (glikozidazlar veya amilolitik enzimler): fieker, di¤er karbonhidratlar ve glikozitleri parçalayan enzimlerdir.
Diastaz ve amilaz çok iyi bilinen iki amilolitik enzimdir. Tükrükteki diastaz,
pitalin ve pankreastaki diastaz, amilopsin hayvanlar›n sindirim sisteminde bulunan
ve hayvansal diastazlar diye bilinen enzimlerdir. Malt diastaz, arpa tanelerinin çimlenmesi s›ras›nda meydana gelir ve niflastan›n maltoza dönüflmesini sa¤lar. Nötral
ortamda aktiftir, pH’›n 4’e ç›kmas› enzimin y›k›l›m›na neden olur.
‹nvertaz veya sükraz mayada ve sindirim s›v›lar›nda bulunur. ‹nvertaz, sakkarozun glikoz ve fruktoza ayr›lmas›n› katalize eder. Bu reaksiyonda sakkaroz bilefli¤i, invertaz enziminin substrat›d›r. Onun molekülünde iki monosakkarit aras›nda
kovalent bir ba¤ vard›r. ‹nvertaz enziminin tersiyer polipeptit yap›s›nda aktif bölge
mevcuttur. Bu aktif bölgeye sakkaroz molekülü girince iki monosakkarit aras›ndaki kovalent ba¤ kopar ve glikoz ile fruktoz serbest kal›r. Bir mol su aç›¤a ç›kar. ‹nvertaz enzimi reaksiyondan sonra baflka bir sakkaroz molekülü üzerinde faaliyete
geçer (fiekil 2.18). Maltaz, maltozu glikoza çeviren, maya ve sindirim s›v›lar›nda
bulunan bir enzimdir.
41
fiekil 2.18
‹nvertaz enzimi
faaliyetinin flemas›.
Selülaz, selülozu sindirmek için gereken, insan ve birçok hayvanda bulunmayan, fakat bakteri, fungus ve büyükbafl hayvanlar›n iflkembesinde, beyaz kar›ncalar›n ve salyangozlar›n ba¤›rsaklar›nda bulunan bir enzimdir.
Emülsin, ac›badem tohumlar›nda bulunan ve β-glikozitlerin hidrolizine neden
olan bir enzimdir. Amigdalinin glikoz, benzaldehit ve siyanhidrik asite parçalanmas›n› gerçeklefltirir.
3. Nükleazlar: Ribonükleaz, desoksiribonükleaz, nükleofosfataz vb.
4. Nüklein deaminazlar: Adenaz, adenozin deaminaz vb.
5. Proteolitik enzimler: C-N ba¤lar›n› hidroliz eden enzimlerdir. Linear amitlerde bu hidrolizi asparaginaz ve üreazlar, siklik amitlerde penisillinaz gerçeklefltirir. Proteinlerde bu hidrolizi yapan enzimler:
Pepsin, mide salg›s›nda bulunur, pH 1.8’de aktiftir, proteini proteoz ve peptonlara parçalar.
Tripsin, pepsine benzer fakat daha kuvvetli bir aktiviteye sahiptir, ancak pH 8
de aktiftir.
Erepsin, sindirim sisteminde bulunur, amino asitleri proteoz ve peptonlara çevirir.
Rennin, memelilerde mide mukozas›nda bulunur, koagülasyonu (p›ht›laflmay›)
sa¤lar. Sütteki çözünebilir kazeini p›ht›laflt›r›r.
Papain, papaya a¤ac›n›n olgunlaflmam›fl meyvalar›nda bulunan proteolitik enzimlerin bir kar›fl›m›d›r.
Proteolitik enzimler travmatik enflamasyonlarda ve yumuflak dokuda meydana
gelen ödemlerde, oral veya parenteral preparatlar halinde tedavide kullan›l›rlar.
Oksidoredüktazlar
Oksidasyon olay› ayn› zamanda redüksiyona da sebep oldu¤undan oksidaz ve redüktaz enzimleri ayn› bafll›k alt›nda incelenebilir.
Peroksidazlar, bitkiler aleminde yayg›n olarak bulunurlar ve oksidasyon reaksiyonlar›na neden olurlar. Meyvelerdeki çürüme s›ras›nda görülen renk de¤iflimi
bu reaksiyonlar›n göstergesidir.
Trombin, kan›n fibrinojenini fibrin haline sokarak p›ht›laflmay› sa¤lar.
Zimaz, monosakkaritleri alkol ve CO2’e kadar parçalayan önemli bir enzimdir.
Çünkü monosakkaritlerin parçalanmas› ancak oksidasyon ile mümkündür.
42
NÜKLE‹K AS‹TLER
Nükleik asitler karbon, hidrojen, oksijen, fosfor ve azot elementlerinden meydana
gelen büyük organik moleküllerdir. Nükleik asitler, bütün canl› hücrelerde bulunan, nükleotid adl› birimlerden oluflmufl polimerlerdir.
Nükleotid birimlerin her biri üç bölümden oluflur (fiekil 2.19).
1) Azotlu heterosiklik bir baz
2) Befl karbonlu (pentoz) bir fleker
3) Bir fosfat grubu.
fiekil 2.19
Nükleotid
molekülünü
oluflturan gruplar.
Nükleotidler, fosfat gruplar› ve flekerler aras›ndaki dehidrasyon sentezi sayesinde uzun zincirli nükleik asitleri olufltururlar. En yayg›n nükleik asitler deoksiribonükleik asit (DNA) ve ribonükleik asit (RNA)’d›r. RNA’da bulunan fleker riboz,
DNA’da ise deoksiribozdur. DNA ve RNA içerdikleri azotlu bazlarda da farkl›l›k
gösterirler. Adenin (A), guanin (G) ve sitozin (C) her ikisinde, timin (T) yaln›zca
DNA’da, urasil (U) ise yaln›zca RNA’da bulunur. Nükleik asitlerin dizinleri onlar›
oluflturan nükleotidler bir harf fleklinde yaz›l›rlar.
2. Ünite - Primer ve Metabolitler
43
Özet
N
AM A Ç
1
N
AM A Ç
2
N
A M A Ç
3
Primer metabolitleri tan›mlayabilmek ve s›n›fland›rabilmek.
Primer metabolitler, canl›lar›n yap› tafllar›n› oluflturan organik moleküllerdir. Organizman›n tüm
hücrelerinde bulunurlar. Büyüme, geliflme ve ço¤alma gibi prosesler için gereklidirler. Karbonhidratlar, lipitler, proteinler, enzimler ve nükleik
asitler primer metabolitlerdir.
Karbonhidrat tan›m›n› yapabilmek, s›n›fland›rabilmek.
Primer metabolitlerin önemli bir grubunu oluflturan karbonhidratlar; karbon, hidrojen ve oksijenden oluflurlar. Karbonhidratlar›n k›sa formülü
(CH2O)n olarak gösterilir. Fotosentez sonucu ortaya ç›kan ilk ürünlerdir. Karbonhidratlar›n aldehit veya keton gruplar›n›n redüklenerek alkol haline geçmesi sonucu polioller oluflur. Aldehit grubunun oksitlenmesi ile onik asitler meydana gelir.
Karbonhidratlar; monosakkaritler, oligosakkaritler ve polisakkaritler olmak üzere üç grupta incelenirler. Monosakkaritler 3 - 9 karbon atomu
tafl›rlar. Oligosakkaritler, 2-20 monosakkarit’in
glikozidik ba¤la bir araya gelmesiyle oluflurlar.
Polisakkaritler ise 20’den fazla monosakkaritten
oluflan polimerlerdir.
Lipit tan›m›n› yapabilmek, s›n›fland›rabilmek.
Lipitler, ya¤ ve ya¤ benzeri bitkisel ve hayvansal
kaynakl›, fiziksel ve kimyasal özellikleri benzer,
fakat biyokimyasal rolleri bulundu¤u bitki veya
hayvanlarda farkl› olan maddelerdir. Temel olarak karbon, hidrojen ve oksijenden oluflup, alkol
ya da poliollerin ya¤ asitleriyle oluflturdu¤u ester
yap›s›ndaki do¤al bilefliklerdir. ‹ki yap› tafl›ndan
oluflurlar, bunlar gliserol ve ya¤ asitleridir. Ya¤
asitleri doymufl ve doymam›fl olarak iki tipte metilen (-CH2) zincirleri tafl›yan ve ucunda karboksil (-COOH) grubu olan alifatik asitlerdir. Lipitler, %50’lik alkolde haz›rlanan KOH çözeltisiyle
sabunlafl›p sabunlaflmad›klar›na göre; sabunlaflabilen lipitler (trigliseritler, mumlar, fosfolipitler,
sifingolipitler) ve sabunlaflmayan lipitler (steroitler, prostaglandinler, lökotrienler, terpenler) olmak üzere iki grup alt›nda incelenebilirler. Veya
yap›lar›na göre basit ve kompleks lipitler olmak
üzere iki gruba ayr›l›rlar.
N
AM A Ç
4
N
AM A Ç
5
Protein ve enzimin tan›m›n› yapabilmek, s›n›fland›rabilmek.
Proteinler protoplazman›n büyük bir k›sm›n› oluflturarak bitkisel organizmada büyük önem tafl›maktad›rlar. Hücrenin kuru a¤›rl›¤›n›n % 50’sinden
fazlas›n› olufltururlar. Enzimler tafl›y›c› moleküller,
hormonlar, antijenler gibi birimlerin ve hücre duvar›n›n yap›s›nda bulunurlar. Karbon, hidrojen,
oksijen, azot ve kükürtten meydana gelen karmafl›k bir yap›ya sahiptirler. Proteinler, amino
asit ad› verilen daha küçük ve daha basit yap›l›
organik moleküllerin yüzlercesinin bir araya gelmesiyle oluflurlar. Amino asitler, bitkilerde hem
serbest halde, hem protein ve di¤er metabolitlerin yap›s›nda bulunmaktad›rlar. Çözünürlüklerine göre, hidrofilik ve hidrofobik olarak iki grup
alt›nda incelenirler. Ayr›ca, asidik ve bazik olarak da s›n›fland›r›l›rlar. Bitkiler kendileri için gerekli olan amino asitlerin hepsini üretebilirler.
Di¤er canl›lar ihtiyaç duyduklar› amino asitlerin
baz›lar›n› besin yoluyla almak zorundad›rlar. Bu
tip amino asitlere temel amino asitler denir.
Enzimler, kendileri kullan›lmaks›z›n hücredeki
biyokimyasal reaksiyonlar› düzenleyen protein
yap›l› katalizörlerdir.
Nükleik asit tan›m›n› yapabilmek, s›n›fland›rabilmek.
Nükleik asitler; karbon, hidrojen, oksijen, fosfor ve
azot elementlerinden meydana gelen büyük organik moleküllerdir. Bütün canl› hücrelerde bulunan, nükleotid adl› birimlerden oluflmufl polimerlerdir. Bir nükleotid, azotlu heterosiklik bir baz,
befl karbonlu (pentoz) bir fleker ve bir fosfat grubu olmak üzere üç bölümden oluflur. Nükleotidler, fosfat gruplar› ve flekerler aras›ndaki dehidrasyon sentezi sayesinde uzun zincirli nükleik asitleri
olufltururlar. En yayg›n nükleik asitler deoksiribonükleik asit (DNA) ve ribonükleik asit (RNA)’tir.
RNA’da bulunan fleker riboz, DNA’da ise deoksiribozdur. DNA ve RNA içerdikleri azotlu bazlarda
farkl›l›k gösterirler. Adenin (A), guanin (G) ve sitozin (C) her ikisinde, timin (T) yaln›zca DNA’da,
urasil (U) ise yaln›zca RNA’da bulunur.
44
N
AM A Ç
6
T›bbi ve aromatik bitkilerin primer metabolitlerini de¤erlendirebilmek.
T›bbi ve aromatik bitkilerin yap›s›n› oluflturan
primer metabolitlerin özelliklerini ö¤renmek
önem tafl›maktad›r. Bu dört ana grubun her biri
bitkilerde yap›sal ve metabolik ifllevleri yerine
getiren daha büyük ve karmafl›k organik moleküllerin yap› tafllar›n› olufltururlar.
45
1. Afla¤›dakilerden hangisi monosakkaritler grubundan
bir karbonhidratt›r?
a. Fruktoz
b. Niflasta
c. Selüloz
d. ‹nülin
e. Sakkaroz
7. Afla¤›dakilerden hangisi proteinlerin yap›s›nda yer
alan bilefliklerdir?
a. Amino asitler
b. Ya¤ asitleri
c. Alkoller
d. Ketonlar
e. Monosakkaritler
2. Disakkaritler monosakkaritlerden hangi kimyasal tepkimeyle meydana gelir?
a. Oksidasyon
b. Polimerizasyon
c. Dehidrasyon
d. Hidroliz
e. Dekarboksilasyon
8. Afla¤›dakilerden hangisi enzimleri ifade eder?
a. Yap›s›nda amino grup tafl›yan bilefliklerdir.
b. Hücredeki biyokimyasal reaksiyonlar› düzenleyerek harcanan trigliserit yap›l› katalizörlerdir.
c. Ayn› anda birçok reaksiyonu tetikleyip yerine
getiren bilefliklerdir.
d. Kendileri kullan›lmaks›z›n hücredeki biyokimyasal reaksiyonlar› düzenleyen protein yap›l› katalizörlerdir.
e. Hücredeki biyokimyasal reaksiyonlar› etkilemeyen protein yap›l› bilefliklerdir.
3. Afla¤›dakilerden hangisi niflasta yap›s›n› oluflturan
karbonhidratlard›r?
a. Glikoz ve fruktoz
b. Glikojen ve inülin
c. Amilopektin ve inülin
d. Amiloz ve amilopektin
e. Sakkaroz ve amiloz
4. Sabit ya¤lar bitkilerin hangi organlar›nda bulunmaz?
a. Meyva
b. Yaprak
c. Tohum
d. Rizom
e. Perikarp
5. Afla¤›dakilerden hangisi sabunlaflamayan lipitler grubundan de¤ildir?
a. Steroitler
b. Prostaglandinler
c. Terpenler
d. Lökotrienler
e. Trigliseritler
6. Afla¤›dakilerden hangisi basit lipitlerin temel yap›
tafllar›d›r?
a. Glikoz ve fruktoz
b. Ya¤ asitleri ve kalsiyum
c. Gliserol ve ya¤ asitleri
d. Gliserol ve aminoasitler
e. Aminoasitler ve kalsiyum
9. Afla¤›dakilerden hangisi lipaz enziminin görevidir?
a. Pektini pektik asit ve metil alkole parçalar.
b. Ya¤lar›n, ya¤ asiti ve gliserole hidrolizlerini gerçeklefltirir.
c. Klorofilin parçalanmas›n› tetikler.
d. Niflastan›n maltoza dönüflmesini sa¤lar.
e. Sakkarozun, glikoz ve fruktoza ayr›lmas›n› sa¤lar.
10. Afla¤›dakilerden hangisi karbohidratazlar enzimleri
grubundan de¤ildir?
a. Diastaz
b. ‹nvertaz
c. Sükraz
d. Maltaz
e. Peroksidaz
46
1.a
S›ra Sizde 1
Aldoz tipindeki monosakkarit molekülünde en okside
grup aldehittir. Ketoz tipindeki monosakkarit molekülünde ise en okside grup ketondur.
2.c
3.d
4.b
5.e
6.c
7.a
8.d
9.b
10.e
Yan›t›n›z yanl›fl ise kitab›n›zdaki “Homoglikanlar” bölümünü tekrar gözden geçiriniz
Yan›t›n›z yanl›fl ise kitab›n›zdaki “Oligosakkaritler” bölümünü tekrar gözden geçiriniz
Yan›t›n›z yanl›fl ise kitab›n›zdaki “Homoglikanlar” bölümünü tekrar gözden geçiriniz
Yan›t›n›z yanl›fl ise kitab›n›zdaki “Lipitler” bölümünü tekrar gözden geçiriniz
Yan›t›n›z yanl›fl ise kitab›n›zdaki “Lipitler” bölümünü tekrar gözden geçiriniz
Yan›t›n›z yanl›fl ise kitab›n›zdaki “Basit Lipitler”
bölümünü tekrar gözden geçiriniz
Yan›t›n›z yanl›fl ise kitab›n›zdaki “Proteinlerin
yap› tafllar›” bölümünü tekrar gözden geçiriniz
Ayr›nt› için “Enzimler” bölümünü tekrar gözden
geçiriniz
Yan›t›n›z yanl›fl ise kitab›n›zdaki “Hidrolazlar”
bölümünü tekrar gözden geçiriniz
Yan›t›n›z yanl›fl ise kitab›n›zdaki “Oksidoredüktazlar” bölümünü tekrar gözden geçiriniz
S›ra Sizde 2
Sabit ya¤lar enerji deposu olarak di¤er primer metabolitlere (protein ve karbonhidratlar) göre iki kat daha
fazla enerji üretebilirler. 1 gr ya¤›n oksidasyonu s›ras›nda 9.5 kkal ›s› üretilir.
S›ra Sizde 3
Trigliseritlerin bilefliminde bulunan ya¤ asitleri lipitlerin
fiziko-kimyasal özelliklerini belirler. Doymufl ya¤ asitlerin say›s› ve zincirlerin uzunluklar› artt›kça, trigliseritlerin erime s›cakl›¤› yükselir.
S›ra Sizde 4
Ya¤lar ve mumlar aras›ndaki farklar: Ya¤lar sulu veya
alkollü alkali ile sabunlafl›rlar. Ya¤lar hemen hemen tamamen esterlerden, mumlar ise esterlerin yan›nda serbest alkoller, steroller ve hidrokarbonlar› da içerirler.
Sterol ve hidrokarbonlar sabunlaflmazlar.
S›ra Sizde 5
Bir amino asitin hidroksil grubu (-OH), baflka bir amino asitin amino (-NH2) ucundan bir hidrojenle birleflerek peptit ba¤› (azot ve karbon aras›nda) oluflturur. Reaksiyon s›ras›nda bir molekül su (H2O) aç›¤a ç›kar.
Kaynaklar
Akgül, A. (2002). Sorbitolün G›da Sektöründe kullan›m›, GIDA, Aral›k.
Baytop, T. (1983). Farmakognozi Ders Kitab›, Cilt II,
‹stanbul Üniv.Yay. No.2003, ‹stanbul.
Baytop, T. (1986). Farmakognozi Ders Kitab›, Cilt I,
‹stanbul Üniv. Yay. No. 3399, ‹stanbul.
Champe, P.C, Harvey, R.A. ve Ferrier, D.R. (2007).
Biyokimya, 3.Bask›, Çeviri Ed. E. Ulukaya, Nobel
T›p Kitabevleri.
Çak›rlar, H., Do¤an, C. ve Özmen E. (2009). Aç›klamal› Genel Botanik ve Bitki Anatomisi Atlas›, s. 26,
30, Palme Yay›nc›l›k.
Evans, W. Ch. (1996). Trease and Evans Pharmacognosy, 14th Ed., Bailliére Tindall, London.
Graham, L.E., Graham, J.M. ve Wilcox, L.W. (2004). Bitki
Biyolojisi, Çeviri Editörü: K. Ifl›k, Palme Yay›nc›l›k.
Tyler, V. E., Brady, L.R. ve Robbers, J.E. (1988). Pharmacognosy, 9th Edition, Lea & Febiger, USA.
47
3
Amaçlar›m›z
N
N
N
N
N
N
Sekonder metabolitleri tan›mlayabilecek ve s›n›fland›rabilecek,
Glikoziti tan›mlayabilecek, s›n›fland›rabilecek,
Taneni tan›mlayabilecek ve s›n›fland›rabilecek,
Alkaloiti tan›mlayabilecek, s›n›fland›rabilecek,
‹zopren türevlerini tan›mlayabilecek,
T›bbi ve aromatik bitkilerin sekonder metabolitlerini de¤erlendirebileceksiniz.
Anahtar Kavramlar
• Sekonder Metabolit
• Glikozit
• Tanen
• Alkaloit
• ‹zopren Türevleri
Bitki Kimyas› ve
Analiz Yöntemleri
Sekonder
Metabolitler
•
•
•
•
•
G‹R‹fi
GL‹KOZ‹TLER
TANENLER
ALKALO‹TLER
‹ZOPREN TÜREVLER‹
Sekonder Metabolitler
G‹R‹fi
Bitkilerde biyosentez konusunda sizlere aç›kland›¤› gibi sekonder metabolitler
tek bir türde rastlanan bilefliklerdir ve türlere göre farkl›l›klar gösterirler.
Bulunduklar› bitkinin yaflam› için önemli gibi görünmezler veya görevleri tam
olarak günümüzde dahi bilinmemektedir. Ancak üretim nedenleri ile ilgili teoriler
bulunmaktad›r. Bu ünitede glikozit, tanen, alkaloit ve izopren türevi sekonder
metabolitler anlat›lacakt›r.
GL‹KOZ‹TLER
Monosakkaritlerin redüktör grubu ile karbonhidrat yap›s›nda olmayan bir maddenin birleflmesinden, bir molekül su ç›k›fl› ile meydana gelen bilefliklerdir. Bu bileflikler asit veya enzim etkisi ile bir molekül su alarak hidrolize u¤rar, fleker (glikon)
ve aglikona (genin=genol=fleker olmayan k›s›m) ayr›l›rlar.
Glikozitler aglikonlar›n›n yap›s›na göre, meydana gelifl flekillerine göre ve flekerlerine göre çeflitli flekillerde isimlendirilir ve s›n›fland›r›l›r. Meydana gelifl flekillerine göre s›n›fland›r›lmalar›nda aglikonun -OH (hidroksil grubu), -SH (tiyol grubu), -NH2 (amin grubu), -CH gruplar› ile monosakkaritin -OH grubu aras›nda bir
ba¤ meydana gelmesi durumuna göre isim al›rlar. Daha sonraki alt s›n›fland›rmalar aglikonun yap›s›na göre olmaktad›r.
1. Oksijen glikozitleri (O - glikozitleri) Bir monosakkaritin redüktör grubunun hidroksili ile aglikonun alkolik veya fenolik hidroksilinden bir molekül su ç›k›fl› ile oluflurlar.
R-C-OH +
HO-R’
(monosakkarit) (aglikon)
R- C -O - R’+ H2O
(O - glikoziti)
2. Kükürt glikozitleri (S - glikozitleri) Bir monosakkaritin redüktör grubunun
hidroksili ile aglikonun tiyol (-SH) grubu aras›ndan bir molekül su ç›k›fl› ile oluflurlar.
R-C-OH +
SH-R’
R - C - S - R’+ H2O
(S - glikoziti)
3. Azot glikozitleri (N - glikozitleri) Bir monosakkaritin redüktör grubunun
hidroksili ile aglikonun amin grubu aras›ndan bir molekül su ç›k›fl› ile oluflurlar.
Aglikon: Glikozit
molekülünün fleker olmayan
k›sm›d›r.
Oksijen Glikozitleri: Bir
monosakkaritin redüktör
grubunun hidroksili ile
aglikonun alkolik veya
fenolik hidroksilinden bir
molekül su ç›k›fl› ile
oluflurlar.
Kükürt Glikozitleri: Bir
aglikonun tiyol (-SH) grubu
aras›ndan bir molekül su
ç›k›fl› ile oluflurlar.
Azot Glikozitleri: Bir
aglikonun amin grubu
aras›ndan bir molekül su
ç›k›fl› ile oluflurlar.
50
R- C - OH +
HHN-R’
Karbon Glikozitleri: Bir
aglikonun karbona ba¤l›
hidrojeni aras›ndan bir
molekül su ç›k›fl› ile
oluflurlar.
Primer Glikozit: Canl›
bitkide bulunan birden fazla
fleker molekülü bulunduran
glikozit fleklidir.
Sekonder Glikozit: Bitkisel
materyalin kurutulmas›
s›ras›nda bir molekül
flekerin ayr›lmas› ile daha
kararl› bir yap› kazanan
glikozit fleklidir.
SIRA S‹ZDE
D Ü fi ÜS‹ZDE
NEL‹M
SIRA
S O R U
SD ‹OK RK AU T
SIRA S‹ZDE
D‹KKAT
AMAÇLARIMIZ
SIRA S‹ZDE
AMAÇLARIMIZ
K ‹ T A P
TKE L‹E VT ‹ ZA Y OP N
1
2
R - C - NH - R’+ H2O
(N - glikoziti)
4. Karbon glikozitleri (C - glikozitleri) Bir monosakkaritin redüktör grubunun
hidroksili ile aglikonun karbona ba¤l› hidrojeni aras›ndan bir molekül su ç›k›fl› ile
oluflurlar.
R-C-OH +
HC-R’
R - C - C - R’+ H2O
(C - glikoziti)
Bulunufllar›: Glikozitler bitkiler aleminde çok yayg›nd›r. Hücre özsuyunda çözünmüfl halde vakuollerde bulunurlar. Bitkilerde primer glikozit halindedirler,
kurutma an›nda bir molekül fleker kaybederek sekonder glikozit haline geçerler.
Hidrolizleri: Bitkilerde glikozitler yan›nda enzimler de bulunur ve her enzim sadece bir tip glikoziti hidroliz edebilir. Örn: β-glikozdan meydana gelmifl glikoziti
β-glikozidaz parçalayabilir. Droglar›n saklanmas›nda enzimlerin oynad›¤› rol büyüktür. E¤er bir drogtaki enzimler inaktive edilmemifllerse uygun nem ve ›s› flartlar› gerçekleflti¤inde glikozitleri hidrolize u¤rat›p parçalarlar ve aktivitelerini kaybettirirler. Ancak stabilizasyon ile enzimler inaktif hale geçirilirse glikozitlerin de
stabilizasyonu sa¤lanm›fl olur.
Fiziksel Özellikleri: Glikozitler genellikle kat›, kristalize veya amorf, renksiz, ac›
lezzetli maddelerdir. Ancak baz› grup glikozitler renklidir. Örne¤in: Antrasen glikozitleri: sar›, turuncu renkli; flavon glikozitleri: sar› renkli; antosiyan glikozitleri:
mor, k›rm›z› renklidir.
Glikozitler genellikle su, metanol, etanol, aseton, etil asetat ve pridinde çözünürler, petrol eteri ve eter gibi çözücülerde çözünmezler. Glikozitlerin sudaki çözünürlükleri farkl›d›r. 2-3 molekül fleker tafl›yanlar suda çok çözünür. Hemen hemen bütün glikozitler 70-90°’lik alkolde çözünürler. Sudaki çözeltileri polarize ›fl›¤› çevirir. Daha çok levojir (-) özellik gösterirler. Do¤ada α ve β flekerler bulundu¤una göre, teorik olarak α ve β glikozitlerin de mevcut olmas› gerekir. Buna ra¤men do¤ada en çok β glikozitlere rastlan›r.
fiekerleri: Glikozitlerde flekerler genellikle 1-4 ba¤l›d›r. Saponin türevi glikozitlerde çok say›da fleker ba¤l› bulunabilir. Glikozitler flekerlerine göre de isimlendirilebilirler. Bu durumda pentoz tafl›yanlara pentozit, ramnoz tafl›yanlara ramnozit
gibi adlar verilir.
SIRAflekilde
S‹ZDE s›n›fland›r›labilir? Aç›klay›n›z.
Glikozitler kaç
DSIRA
Ü fi Üetkili
NS‹ZDE
E L ‹ Moldu¤unu bildi¤iniz bir bitkinin glikozit ekstresini elde etmek isterGlikozitlerinin
seniz kullanaca¤›n›z çözücünün polaritesi nas›l olmal›d›r?
S O R U
Oksijen Glikozitleri
Aglikona flekerin
D ‹ K K A bir
T eter ba¤›yla (R-O-R’) ba¤l› oldu¤u glikozitlerdir. Do¤ada en
S O R U
çok bu tip glikozitler bulunur. O-glikozitleri aglikonlar›n›n kimyasal yap›s›na göre
flu flekillerde s›n›fland›r›l›rlar:
SIRA S‹ZDE
‹KKAT
A. Alkol Dglikozitleri:
Siyanojenik glikozitler
B. Fenol glikozitleri: 1. Basit fenol glikozitleri; 2. Antrasen glikozitleri; 3. Flavon glikozitleri;
Antosiyan glikozitleri; 5. Kumarin glikozitleri; 6. Lignan glikozitleri
AMAÇLARIMIZ
SIRA 4.
S‹ZDE
N N
N N
AMAÇLARIMIZ
K ‹ T A P
T KE L ‹E VT‹ ZAY OPN
51
3. Ünite - Sekonder Metabolitler
C. Steroit glikozitleri: 1. Kardiotonik glikozitler; 2. Saponinler: a. Steroit saponinler, b. Triterpenoit saponinler
D. Glikoalkaloitler
Alkol Glikozitleri
Alkol glikozitleri aglikonun alkol grubu ile flekerin reküktör grubu aras›ndan su ç›k›fl› ile meydana gelir. Do¤ada ender bulunurlar. En çok rastlanan alkol glikozitleri Siyanojenik glikozitlerdir.
Siyanojenik glikozitler daha çok Rosaceae, Linaceae ve Leguminosae familyas›
bitkilerinde bulunurlar. Bu glikozitler hidroliz edildiklerinde HCN (hidrosiyanik
asit) ile birlikte bir aldehit veya keton (benzaldehit veya aseton) ve bir fleker verirler. Siyanojenik glikozit tafl›yan bitkilere ve glikozitlerine örnek olarak; Prunus
amygdalus var. amara (ac› badem)’da amigdalin, Linum usitatissimum (keten)’da
linamarin, Prunus laurocerasus (taflan)’da prulaurasin (DL-mandelonitril-D-glikozit) ve prunasin verilebilir.
Amigdalin molekülünde fleker olarak gentibioz (2 glikoz) bulunur. Amigdalaz
enzimiyle hidroliz sonucu 1 mol glikoz ayr›l›r ve prunasin meydana gelir. Prunasinin, prunaz enzimiyle hidrolizi sonunda benzaldehit, HCN ve glikoz ortaya ç›kar.
prunaz, H2O
amigdalaz, H2O
Amigdalin
Prunasin+Glikoz
Siyanojenik Glikozit:
Aglikonu aldehit veya keton
yap›s›nda olup hidroliz
sonras› hidrosiyanik asit
veren oksijen glikozitleridir.
Benzaldehit+HCN+Glikoz
Amigdalin Prunus amygdalus (badem)’un sadece ac› varyetesinde bulunur. Bu
glikozitin bu türdeki varl›¤› kimyasal ›rklar›n klasik bir örne¤ini oluflturur. Botanik
bak›mdan aralar›nda hiç fark olmayan ac› ve tatl› varyeteleri ay›ran tek özellik birinin tohumlar›n›n amigdalin ihtiva etmesi sebebiyle ac› olmas›d›r. Bu tip glikozitlerin hidrolizi sonucu ortaya ç›kan HCN (Hidrosiyanik asit), insanlar ve hayvanlar
için zehirlidir. Hidrosiyanik asit, pestisit olarak çeflitli parazitler ve fare gibi zararl›
hayvanlar› öldürmekte kullan›l›r.
SIRA S‹ZDE
Ülkemizde seyrek de olsa her y›l karfl›lafl›lan ve ac› badem tüketilmesine
ba¤l› olarak geliflen zehirlenmenin sebebi sizce ne olabilir?
Fenol Glikozitleri
Fenol Glikozitleri: Aglikon
k›sm› fenol grubu tafl›yan
S O R U
glikozitlerdir.
D‹KKAT
D‹KKAT
Hidroliz sonucu basit fenolik bileflikler veren glikozitlerdir. Bu bileflikler fenil halSIRA S‹ZDE
kas›nda alkol, aldehit, karboksil gruplar› tafl›rlar.
Tan›nma reaksiyonlar› ve miktar tayinleri hidrolizden sonra meydana gelen fenolik maddeler üzerinden yap›l›r. Salix (Sö¤üt) ve Populus (Kavak)
türlerinde saAMAÇLARIMIZ
lisilik alkol ve glikozdan oluflan Salisin, Vanilla türlerinde vanilin ve glikozdan
oluflan glikovanilin bu tip glikozitlere örnek olarak verilebilir.
K ‹ T Aantipiretik
P
Fenol glikozitleri tafl›yan droglar›n baz›lar› antiseptik baz›lar›
ve
analjezik etki gösterir. Baz› fenol glikozitlerinin aglikonlar› ise kokulu bileflikler oldu¤undan eczac›l›k ve g›da sanayinde koku verici veya koku düzeltici olarak kulT E Lantispazmodiktir.
EV‹ZYON
lan›l›rlar. Salisin atefl düflürücü, vanilin sinir sistemi uyar›c›s› ve
Basit Fenol Glikozitleri
Aglikon k›sm› SIRA
basit fenolik
S‹ZDE
bileflikler tafl›yan
glikozitlerdir.
N N
‹NTERNET
SIRA S‹ZDE
Aglikon k›sm› fenol grubu tafl›yan glikozitlerdir. Aglikon yap›lar›na göre basit feS O R U
nol glikozitleri, antrasen glikozitleri, flavon glikozitleri, antosiyan
glikozitleri, kumarin glikozitleri, lignan glikozitleri olmak üzere alt› grup alt›nda incelenir.
Basit Fenol Glikozitleri
3
AMAÇLARIMIZ
K ‹ T A P
TELEV‹ZYON
‹NTERNET
52
Antrasen Glikozitleri
fiekil 3.1
Bitkiler aleminde özellikle Rubiaceae, Rhamnaceae, Polygonaceae, Liliaceae, Leguminosae familyalar›na ait türlerde bulunurlar. Do¤ada bulunan antrakinon türevlerinden % 80’i Rubiaceae familyas›nda bulunur. Bu glikozitler fleker olarak glikoz, ramnoz, glikoz + ramnoz veya primeveroz tafl›rlar.
Antrasen halkas›nda 9.C’da bir hidroksil veya karbonil fonksiyonu, 1. ve 8.C’da
hidroksil gruplar›, 10.C’da hidroksil veya karbonil fonksiyonu bulunur. 6.C’da, -OH
veya -OCH3, 3.C’da -CH3, -CH2OH veya -COOH fonksiyonu bulunur. 10.C atomlar› aras›nda bir ba¤ teflkil eden iki antrasen molekülü diantronlar› oluflturur.
Antrasen türevi bileflikler bitkide 3 tipte bulunurlar; Oksantron, antron ve antrakinon. Oksantron’un
enol flekli antrahidrokinon, antron’un enol flekli antronol ad›n› al›r. Bu üç tip aras›nda en stabil olan› antrakinonlard›r. Antranol ve antrahidrokinonlar kolayl›kla okside olarak antrakinon haline geçerler. Bunlardan pürgatif olarak etki eden ve eczac›l›k yönünden önemli olanlar 1,8-dihidroksiantrakinon türevi
maddelerdir.
Antrasen glikozitleri, boya maddesi olarak ve müshil etkilerinden dolay› kullan›lmaktad›r. Boya maddesi olarak kullan›lan antrasen glikozitleri Alizarin ve Karmin’dir. Aloe, Rhei radix, Rhamni purshianae cortex, Rhamni frangulae cortex,
Sennae folium gibi müshil etkili droglar antrasen türevleri tafl›maktad›rlar. Droglarda serbest antrasen aglikonlar›na da rastlanmaktad›r.
Droglarda antrakinonlar flu flekillerde bulunurlar: 2 hidroksilli fenol (krizofanol), 3 hidroksilli fenol (emodin), 4 hidroksilli fenol (karminik asit). Bu ana yap›lara ba¤l› baz› sübstitüentler de bulunabilir. Örne¤in: Krizofanol’de metil, aloeemodin’de hidroksimetil, karminik asit ve rein’de karboksil gruplar› gibi. Bu bilefliklerin glikozit formlar›nda fleker molekülü farkl› C atomlar›na ba¤l› olabilir.
Antrahidrokinonlar droglarda, serbest halde veya glikozit halinde bulunurlar.
‹ndirgenmifl (redüklenmifl) antrakinon türevleridir. Antron ve antronoller izomeriktirler, çözelti halinde iken birbirlerine dönüflebilirler. Antron aç›k yeflil renkli, floresan olmayan, alkalilerde çözünmeyen bir maddedir. ‹zomeri olan antranol ise (ki
bu türev Aloe’de bulunur) kahverengimsi sar› renklidir ve alkalilerde kuvvetli bir
floresan verir.
Oksantronlar: Antrakinonlarla antronoller aras›ndaki ara ürünlerdir. Oksidasyonla antrakinon haline geçerler.
Diantronlar: ‹ki antron veya antranol molekülü 10.C atomlar› aras›nda C-C köprüsü kurarak diantron molekülünü oluflturur. Bu iki molekül birbirinin ayn› ise homodiantron veya homodiantranol, farkl› ise heterodiantron veya heterodiantranol
oluflur. Sennidin A, rein’in homodiantronu, reidin A ise, emodol ve rein’in heterodiantronudur.
Antrasen türevleri yapraklarda sentez edilip sonbahar ve k›fl›n kabukta bafll›ca
aloin benzeri maddeler halinde depo edilirler. Baharda bu maddeler yaprak ve filizlerde antrakinon haline çevrilirler. Antrasen türevi glikozitlerin bitkide karbonhidrat rezervi olarak görev gördükleri san›lmaktad›r.
Antrasen glikozitleri kal›n barsakta etkili olan laksatiflerdir. Antronlar antrakinonlara göre daha kuvvetli etkiye sahiptirler. Son y›llarda antrasen türevi bileflikler birçok bitkiden izole edilmifltir. Ama bugün tedavide kullan›lan ve bu grup
maddeleri içeren droglar›n say›s› çok de¤ildir.
53
Flavon Glikozitleri
Flavonlar gerek serbest gerekse glikozit halinde tabiatta en büyük grubu oluflturan
fenolik maddelerdir. 2000’den fazla flavon türevi bilinir, flimdiye kadar incelenen
yapraklar›n %90, meyvelerin %50’sinde flavonoitlere rastlanm›flt›r. Genç hücrelerin
öz suyunda erimifl halde ve en çok Polygonaceae, Rutaceae, Leguminosae, Umbelliferae, Compositae familyalar› bitkilerinde bulunurlar.
Flavonlar C6C3C6 formülüne uyan maddelerdir. Kromon çekirde¤i tafl›rlar, ancak kromon’a bitkilerde rastlanmam›flt›r. Flavon ad›n› al›r. Flavon glikozitlerinde
fleker genellikle 7 pozisyonundad›r.
Saf flavon renksiz bir maddedir,
Primula bitkisinin yüzeyinde bulunur. Hidroksilli türevleri sar› renklidir. Flavon ismi Latince Flavus = Sar› kelimesinden gelmektedir. 3. karbondaki oksidasyon derecesine göre s›n›fland›r›labilirler.
Flavon ve izoflavonlarda fleker
molekülü en asidik olan hidroksili
tafl›yan 7. karbona ba¤lan›r. Populus
ve Prunus odununda 5,7- dihidroksi
yap›s›ndaki Krisin, Petroselinum sativum (maydanoz)’da 5,7,4’- trihidroksi yap›s›ndaki Apigenin, Zeytin yapraklar›nda,
Labiatae, Compositae familyas› bitkilerinde 5,7,3’,4’- tetrahidroksi yap›s›ndaki Luteolin flavon türevlerine örnek olarak verilebilir.
Flavonoller 3. karbonda bir hidroksil grubu tafl›rlar. fieker bu hidroksile ba¤l›d›r. 3,5,7,3’,4’- pentahidroksi kersetol Rutin ad›yla bilinen, bitkiler aleminde yayg›n
bulunan bir flavonoldür.
Flavononlar 2,3 dihidroflavon çekirde¤i tafl›rlar, renksizdirler. Citrus aurantium (portakal)’da bulunan 5,7,4’ - trihidroksiflavonon yap›s›ndaki Naringenin,
Glycyrrhiza glabra (Meyan)’daki dihidroksiflavonon türevi Liquiritigenin flavonon
örnekleridir.
‹zoflavon’lar 3-fenil kromon çekirde¤i tafl›rlar. Renksizdirler, genellikle köklerde bulunurlar. Leguminosae familyas› bitkilerinde yayg›nd›rlar. Glycyrrhiza glabra
(Meyan)’da izoliquiritigenin örne¤ini verebiliriz.
Kalkon’lar flavonda pironik halkan›n aç›lmas›yla meydana gelirler. Do¤ada
bol bulunan sar› çiçeklerin pigmentleridir. Di¤er dokularda da bulunurlar. Stabil
de¤ildirler, derhal flavona dönüflürler. Glycyrrhiza glabra (Meyan)’da izolikuertin
örne¤i gibi.
Ksantonlar dibenzopiron halkas› tafl›rlar. Sar› renklidirler. Örnek olarak Gentiana (Centiyane, Jansiyan) türlerinde 1,7-dihidroksi-3-metoksiksanton yap›s›ndaki
Gentisin verilebilir.
Biflavoniller 2- flavanoitin 5’-8 ba¤lar›yla ba¤lanmas› sonucu oluflan dimerlerdir. Viburnum prunifolium’da bulunan Amentoflavon apigenol dimeridir.
Çözünürlük: Genellikle su ve alkolde çözünür, organik çözücülerde çözünmezler. Aglikonlar› suda az, eterde çok çözünürler. Flavonlar›n sar› rengi -OH gruplar›n›n say›s› ve pH artt›kça artar. Alkalilerde sar› renk vererek çözünürler. Asit ilavesiyle renk kaybolur.
Flavon Glikozitleri:
Aglikonlar› C6C3C6
formülüne uyan 2fenilkromon türevi olan
glikozitlerdir.
fiekil 3.2
54
fiekerleri: Genellikle glikoz, rutinoz, glikuronik asittir. O-glikozitlerinde monosakkaritler 7,4’ veya 3’ disakkaritler 7 veya 3 pozisyonlar›na ba¤lan›rlar. C-glikozitlerinde ise fleker 6 veya 8 pozisyonundad›r.
Bitkideki rolleri: Genellikle yaprak, çiçek ve tomurcuklarda bulunan flavonoitlerin bitkide oksidasyon-redüksiyon olaylar›na kat›ld›klar› ve büyümede rol oynad›klar› tahmin edilmektedir. Ayr›ca fungusit etkilerinden dolay› bitkileri parazitlere
karfl› da korumaktad›rlar.
Kullan›l›fllar›: Flavon türevlerini tafl›yan bitkiler eskiden kumafl boyas› olarak
kullan›lm›fllard›r. 1931’de diüretik etkilerinin aç›klanmas›, daha sonra da P vitamini etkilerinin ortaya ç›kmas› ile tedavide kullan›lmaya bafllanm›flt›r. Glikozit yap›s›nda olanlar›n diüretik etkileri aglikonlardan fazlad›r ve hidroksil say›s› art›kça artmaktad›r. Flavonoit tafl›yan ve diüretik etkili oldu¤u bilinen droglar: Chamomillae
flos, Tiliae flos, Helichrysii flos, Betulae folium, Violoae-tricoloris folium, Equiseti
herba, Viburni fructus, Petroselini fructus, Ononidis fructus’tur.
P vitamini etkileri bilinmektedir, ayn› etki kateflol ve antosiyanlarda da bulunmaktad›r. Dolafl›m bozukluklar›ndan sonra görülen kapiler damarlardaki kanamalar› damar cidar›n›n direncini artt›rarak ve permeabiliteyi azaltarak önlerler. Bu
amaçla en çok bilinen kullan›lan maddeler rutin, hesperidin ve eriodiktiol’dür. Rutin Sophora japonica ve Eucalyptus macroryncha’da bol miktardad›r. Ayr›ca Fagopyrum esculentum (sert bu¤day), Rutae herba, Viola-tricoloris herba, Sambuci
flos adl› droglarda bulunur. Hesperidin ise narenciye kabuklar›nda bulunur, çözünürlü¤ü fazla olan türevi hesperidin metil kalkon kullan›l›r.
Koroner vazodilatör ve kalp stimülan› etkileri (hipotansif) vard›r. Crataegi flos
kalbi kuvvetlendirir ve kan bas›nc›n› azalt›r. 4.C’da serbest -OH tafl›yan flavonoitler mirisetol, kersetol ve ramnetol’ün kalp üzerine stimülan etkisi vard›r, hesperetol ayn› konumda -OCH3 tafl›r ve kalp depresan›d›r.
Antibakteriyel, antiviral, antitümoral, antifungal, aktiviteleri bilinmektedir.
Prunus japonica, Rhamnus japonica, Calystegia japonica ve Rosa multiflora’da bulunan prunosit pürgatif etkilidir.
Spazmolitik etki: Çizgisiz kaslara, sindirim sistemine, bronfllara ve ürogenital organlar üzerinde spazmolitik etkilidirler. Viburni cortex, Chamomillae flos, Liquiritiae radix, Rutae herba, Crataegi flos, spasmolitik etkisi bilinen flavonoit droglar›d›r.
Östrojenik etki: Avustralya’da bir yoncay› (Trifolium subterraneum) yiyen koyunlarda do¤um oran›n›n azl›¤›n›n nedeni araflt›r›ld›¤›nda bitkideki izoflavon yap›s›ndaki genistein ve kumarin türevi kumestrol’ün buna neden oldu¤u görülmüfltür.
Ayn› etki Medicago sativa, Trifolium repens, Lepidium capitatum’ da görülmüfltür.
‹nsektisit etki: Derris ve Lonchocarpus türlerindeki rotenon mitokondrilerdeki
solunum faaliyetlerini inhibe ederek etki etmektedir.
Kalkonlar›n antihelmintik etkili olduklar›, özellikle k›l kurtlar›na etkili oldu¤u
bulunmufltur.
Elma a¤ac› kabuklar›nda bulunan floridzin bir nevi fleker hastal›¤› olan glikozüriye neden olur. Laboratuvarda fizyolojik araflt›rmalarda kullan›l›r.
Antosiyan Glikozitleri (Antosiyaninler)
Antosiyan Glikozitleri: Yap›
bak›m›ndan flavonlara
benzeyen, aglikonlar›
flavilium (2-fenilbenzoprilyum) iyonu
çekirde¤i tafl›yan 3hidroksiflavilyum türevi olan
glikozitlerdir.
Aglikonlar› antosiyanidin olarak isimlendirilen bu glikozitler yap› bak›m›ndan flavonlara benzerler. Bütün antosiyanidinler flavilium (2-fenil-benzoprilyum) iyonu
çekirde¤i tafl›r. 3- hidroksiflavilyumlar antosiyanidinlerdir.
Özsu pigmentleridir ve bitkilerde görülen bütün mavi, mor, menekfle renkler
ve tonlar›ndan, hemen hemen bütün k›rm›z› ve hatta siyah renkten sorumludurlar.
55
Bitki organ›n›n rengi hücre özsuyunun pH’s› ile ilgilidir. K›rm›z› renkli antosiyaninler alkali pH’larda mavi veya mavi-mor renk al›rlar. Centaurea çiçe¤inin mavi, güllerin k›rm›z› rengini ayn› glikozit (cyanin) sa¤lar. Bu glikozit HCl ile hidroliz sonucu siyanidin-HCl verir. Bütün antosiyaninlerin ayn› flartlar alt›nda genin-klorürleri
kristal halde elde edilir.
fieker olarak genellikle monosakkaritler (glikoz, galaktoz, ramnoz, arabinoz) veya disakkarit (ramnoglikozit-Antirrhinum türleri) tafl›rlar. fiekerler genellikle 3, ender olarak ise 5 pozisyonuna ba¤l›d›r. ‹ki ayr› glikoz molekülünün ayn› glikona ba¤l› oldu¤u diglikozitlerde glikoz molekülleri 3 ve 5 pozisyonlar›na ba¤lan›r. Dahlia (y›ld›z çiçe¤i) ve Campanula (çan çiçe¤i)’da oldu¤u gibi.
Tabiatta 3 ana antosiyanidin tipi vard›r. Çözelti halinde
k›rm›z›, kristalize halde k›rm›z›-kahverengi olanlar Çilek,
K›rm›z› turp, Pelargonium (Sardunya)’da görülür. Mavi
renk Centaurium (Peygamber çiçe¤i), Papaver (Haflhafl),
Rosa (Gül), Hydrangea (Ortanca) türlerinde bulunur. Mor
renk Delphinium, Punica (Nar) ve Patl›can’da bulunur.
Bitkiler aleminde en bol siyanidin bulunur, delfinidin ve pelargonidine de rastlan›r.
Antosiyanidinlerin renklerini etkileyen faktörler:
1. Hücre özsuyunun pH’›: pH artt›kça renk mavileflir.
2. Hidroksil ve metoksil say›s›: 2 no’lu karbona ba¤l› fenil halkas›ndaki -OH
say›s› artt›kça renk mavileflir. -OMe say›s› artt›kça k›rm›z›lafl›r.
3. Baz› metal iyonlar: Fe, Al, Molibden, borat iyonlar› O-dihidroksi gruplar›yla
kelat teflkil ederler. Baz› çiçeklerin mavi rengi bu yüzdendir. Hydrangea’n›n
mavi rengi fenol gruplar›n›n Al veya Fe metaliyle kelasyonu sonucudur.
Hydrangea’n›n rengi, topra¤a eser miktarda Al veya Fe tuzlar› ilave edilerek
mavilefltirilir.
SIRAolarak
S‹ZDE de¤iflir, bu
Baz› çiçeklerin renkleri yetifltikleri ortamdaki metal iyonlar›na ba¤l›
durumun sebebi sizce nedir?
fiekil 3.3
4
4. Bitkide bulunan di¤er tanenler ve flavonoitler de¤iflik renk tonlar›n›n meydana gelmesine yol açarlar. Flavonoitler antosiyaninlerle birarada bulunurS O R U
larsa mavimsi tonlar meydana gelir. Yapraklar›n renklenmesinden
siyanin
sorumludur. Siyaninsiz yapraklar daima yeflildir. Lahana’da baharda meydana gelen pembe renk antosiyaninlerden dolay›d›r. Baharda
D ‹ Kbitki
K A T metabolizmas› h›zl› çal›flt›¤›nda fotosentez sonucu h›zla fleker imal edilir. Sonuçta osmotik bas›nç artar. Bu bas›nc› düflürmek için bitki flekerlerin bir k›sm›n› anSIRA S‹ZDE
tosiyanin halinde ba¤lar. Bu yüzden renk kaybolur. Siyanidin elma çürüklerinde mantar üremesine mani olur. Siyanidin-3-galaktozit elma kabu¤unda
bulunur.
AMAÇLARIMIZ
Antosiyaninler bilhassa g›da endüstrisinde önemlidirler. Konservesi yap›lan
meyvelerin ve sebzelerin renklerinin canl› kalmas›n› sa¤lamak için piflirme ifllemi
K ‹ T A P
yüksek ›s›da ve k›sa sürede yap›l›r.
Antosiyaninler eczac›l›kta boya maddesi olarak ve P vitamini aktivitelerinden
dolay› baz› damar hastal›klar›nda kullan›l›rlar.
N N
SIRA S‹ZDE
S O R U
D‹KKAT
SIRA S‹ZDE
AMAÇLARIMIZ
K ‹ T A P
TELEV‹ZYON
TELEV‹ZYON
‹NTERNET
‹NTERNET
56
Kumarin Glikozitleri
Kumarinler, oksijenli heterosiklik bilefliklerin bir grubunu oluflturan laktonlard›r.
Oksijenli heterosiklik bileflikler ya 4 C atomu tafl›yan furan ya da 5 C atomu tafl›yan piran türevleridir. Bitkilerde furan türevlerine nadiren rastlan›r, piran türevleri
ise yayg›nd›r. Piran türevleri α-piron veya γ-piron türevi ketonik bileflikler fleklindedir. Piron türevlerinin benzen ile kondensasyonu sonucunda, kumarin ve kromon adl› bitkisel etken maddeler meydana gelir.
fiekil 3.4
Bugün 800 kadar kumarin türevi, 100 familyaya ait yaklafl›k 600 cinsten izole
edilmifltir. ‹lk kumarin türevi Tonca semen (Coumarouna odorata adl› bitkinin tohumlar›) adl› drogtan izole edilmifltir (1822, Vogel). Toz edilen tohumlar seyreltik
H2SO4 ile ekstre edildikten sonra sulu ekstre eterle ekstre edilmifl, eterin uçurulmas›yla renksiz kristalize kuvvetli kokulu bir madde elde edilmifl bitkinin cins ad›na izafeten kumarin ad› verilmifltir. Yeni biçilmifl çimin kokusu da kumarinden dolay›d›r.
Basit kumarinler, furano kumarinler, aril kumarinler, bishidroksi kumarinler
olarak s›n›fland›r›l›rlar.
1. Basit kumarinlere örnek olarak 7 pozisyonunda tek hidroksil tafl›yan Angelica radix (Melek Otu Kökü)’te bulunan Umbelliferon, ayn› pozisyonda glikoz tafl›yan Anisi stellati fructus (Y›ld›z Anasonu Meyvesi)’ta bulunan fiikimmin, 6 ve 7 pozisyonunda iki hidroksil grubu bulunan ve bitkiler aleminde
Crataegus oxyacantha (Al›ç)’da bulunan Eskuletin, 5, 6, 7 ve 8 pozisyonlar›nda dört hidroksil grubu yer alan ve Limon esans›nda so¤ukta çöken Sitropten verilebilir.
2. Furano kumarinler: Bilhassa Rutaceae ve Umbelliferae bitkilerinde bulunurlar. Furanokromon türevi Khellin Ammi visnaga (Difl otu) meyvesinde bulunur. Antispazmodiktir ve ast›mda kullan›l›r. Furanokumarinler fotofitodermatitis’e yol açarlar. Vitiligo tedavisinde ayr›ca bakterisit ve antiviral olarak
kullan›l›rlar. Örnekler: angelisin Angelica archangelica (Melek Otu)’da,
Pimpinelin Pimpinella (Anason türleri) (Umbelliferae), türlerinde, bergapten Ruta graveolens (Sedef otu) (Rutaceae), Citrus bergamia (Bergamot)
(Rutaceae) türlerinde bulunur.
3. Aril kumarinler veya Kumaroflavonlar: 3-fenil-7-hidroksi kumarin Medicago
türlerinden elde edilir, östrojeniktir. 4-fenil-5,7-dihidroksi kumarin (Serratin), Passiflora serrata digitata’ dan elde edilir, antibakteriyeldir.
4. Bishidroksi kumarinler: Melilotus’ta kumarinin bakterilerin etkisiyle verdi¤i
türevdir. Antikoagülan etkilidir.
57
Biyolojik aktiviteleri: Kumarin sedatif ve antienflamatuvar etkili bir bilefliktir.
Vanilin’in 3 kat› hofl kokuya sahiptir, koku verici olarak g›da sanayiinde kullan›lm›fl ise de karaci¤erde kronik toksisitesinin görülmesiyle bu kullan›lma son verilmifltir. Günümüzde baz› preparatlar›n›n kokusunu maskelemek için kullan›l›r. Parfümeride koku verici ve fiksatif olarak, tütüne koku vermede ve baz› insektisitlerde koku düzeltici olarak kullan›l›r. Antibakteriyel etkisi de tespit edilmifltir. Kumarin türevlerinden umbelliferon antibakteriyel, herniarin antienflamatuvar, eskuletin
P vitamini etkili, skopoletin spazmolitik, dafnetin kan çekici özellikte oldu¤undan
romatizmada kullan›l›r. Fraksetin diüretik etkilidir. Furanokumarinler deriyi ›fl›¤a
duyarl› hale getirir. Vitiligo (derideki pigment yetersizli¤i)’da kullan›lm›fllard›r. Bergapten günefl ya¤lar›n›n terkibine girer. UV ›fl›¤›nda ksantotoksin ile psöriyazis (sedef) tedavi edilmifltir. Furanokumarin türevi aflatoksin (B1, B2, G1, G2) karsinojeniktir. Piranokumarinlerden Visnadin, papaverinin 3 kat› antispazmodik etkiye sahiptir. Novobiosin, kuenermisin antibiyotik etkilidir. 3-fenil kumarinler östrojenik
etkilidir. Monomer ve özellikle dimer kumarinler antikoagülan etkilidir. Mammein,
geipavarin, mikromelin gibi antikanserojen etkili kumarinler de bilinmektedir.
SIRA S‹ZDE
Günefl ya¤lar›n›n kullan›m amac› ve etki mekanizmas› sizce nas›ld›r?
Lignan Glikozitleri
5
Podophyllum (Podophyllum peltatum, Berberidaceae), Guayak Reçinesi (Guajacum officinale, G. sanatum, Zygophllaceae), Susam ya¤›’nda (Sesamum indicum,
S O R U
Pedaliaceae) rastlan›rlar.
Steroit Glikozitleri
SIRA S‹ZDE
S O R U
D‹KKAT
D‹KKAT
Siklopentano (perhidro) fenantren halkas› içerirler. Kardiotonik glikozitler ve saponinler olmak üzere iki grupta incelenirler.
SIRA S‹ZDE
SIRA S‹ZDE
Kardiyotonik Glikozitler (Kardiyoaktif Glikozitler, Kardiak Glikozitler,
AMAÇLARIMIZ
Kalp kuvvetlendirici glikozitler, Kalp Glikozitleri)
AMAÇLARIMIZ
N N
Bu glikozitler do¤rudan kalp kas› üzerine etki eden bir grup bitkisel
maddedir. Kardiyotonik glikozitleri tafl›yan bu bitkiler öteden beri ok
‹ T A P
zehiri ya da drog olarak kullan›lagelmifltir. Tedavide zay›flam›flK kalbi
kuvvetlendirmekte ve fonksiyonlar›n› daha iyi yerine getirmesine
yard›mc› olmaktad›rlar. Etkileri hem aglikonun yap›s›na hem de agTELEV‹ZYON
likona ba¤l› olan fleker moleküllerinin say›s›na ba¤l›d›r.
Aglikonlar steroit yap›dad›r, 17 nolu karbon atomuna ba¤l› lakton
halkas›n›n 5’li ve 6’l› olmas›na göre iki tipe ayr›l›rlar. 5’li doymam›fl
lakton halkas› tafl›yanlar kardenolit tipi, 6’l› doymam›fl lakton halkas›
‹NTERNET
tafl›yanlar bufanolit ya da bufadienolit ad›n› al›rlar.
Bütün kardiyotonik glikozitlerin aglikonlar› 3 (β-durumunda) ve 14 (β- durumunda) nolu karbon atomlar›nda -OH grubu tafl›rlar.
Glikozitlerde fleker molekülü daima 3 no’lu karbon atomuna oksijen ba¤› ile
ba¤l›d›r. -OH gruplar› 2 den fazla ise 5, 11 ya da 16 pozisyonlar›na ba¤l›d›r. 10 karbona ba¤l› grup metil, aldehit ya da primer alkol (-CH2OH) olabilir.
Primer glikozitler, sekonder glikozitlerden daha etkilidir. Uygun hidroliz flartlar›nda veya spesifik enzimlerle fleker üniteleri en uçtan bafllamak üzere kademe kademe uzaklaflt›r›labilir.
fiekil 3.5
K ‹ T A P
TELEV‹ZYON
‹NTERNET
58
Örne¤in bir primer glikozit olan K- strofanthin, strofantidin ve simaroz ve iki
glikoz molekülünden oluflmufltur. fiekerlerini s›ras›yla kaybederek afla¤›da gösterildi¤i gibi sekonder glikozitlerine ve nihayet aglikonuna indirgenir.
Strophantidin ve D-simaroz + D-glikoz + D-glikoz = K-strophanthin
Strophantidin + D-simaroz + D-glikoz = K-strophanthin b
Strophantidin + D-Simaroz = K-strophanthin a (= simarin)
fiekil 3.6
Kardiyotonik glikozitler en çok Apocynaceae, Asclepiadaceae, Moraceae familyas› bitkilerinde, ayr›ca Celastraceae, Cruciferae, Sterculiaceae, Tiliaceae, Scrophulariaceae ve Monocotyledonae s›n›f›ndan Liliaceae familyalar› bitkilerinde bulunurlar. Bunlardan Scrophulariaceae de Digitalis türleri, Liliaceae’de Urginea, Convallaria, Apocynaceae’de Strophanthus ve Nerium, Ranunculaceae’de Adonis, Helleborus türleri önemlidir.
Etkileri: Kardiyotonik glikozitler (+) inotropik etki gösterirler (kalp kas›n›n kas›lmas›n› sa¤larlar). Kardenolitlerin toksik ve terapötik dozlar› aras›nda çok az fark
olmas› çok dikkatli kullan›mlar›n› gerektirir. Digitalis glikozitleri vücutta birikirler.
Bu yüzden bunlarla yap›lan tedaviye zaman zaman ara verilir ve Convallaria majalis ya da Strophanthus glikozitlerinin verilmesiyle tedavi sürdürülür. Zira son iki
türün glikozitleri vücutta birikmez, h›zla at›l›rlar. Kardenolitlerin ayr›ca sitotoksik
etkileri de vard›r, (Calotrepis glikozitleri) transport ATP az’› inhibe ederler.
SIRA S‹ZDE
S O R U
D‹KKAT
SIRA S‹ZDE
AMAÇLARIMIZ
K ‹ T A P
6
Zakkum bitkisinin
evlerde yetifltirilmesi sak›ncal› olabilir mi?
SIRA S‹ZDE
Saponinler
D Ü fi Ü N E Loldukça
‹M
Bitkiler aleminde
yayg›n, su ile çalkaland›klar›nda kal›c› köpük veren glikozit yap›s›nda bilefliklerdir. Köpük verme özelliklerinden dolay› bu ad› alm›fllard›r. Genellikle
S O su,
R U metanol, etanol gibi polar çözücülerde çözünen, oksijensiz çözücülerde çözünmeyen, nötral ya da hafif asit karakterde, renksiz, amorf, tahrifl
edici, ac› lezzette maddelerdir. Saponin tafl›yan bitkiler eskiden beri dünyan›n çeD‹KKAT
flitli bölgelerinde deterjan özelliklerinden dolay› kullan›lmaktad›rlar. Örne¤in, Saponaria officinalis kökü (Caryophyllaceae) ve Güney Amerika’ da Quillaria offiSIRA S‹ZDE
cinalis kabu¤u
(Rosaceae) gibi. Saponinler seyreltik asit ya da enzimlerle hidro-
N N
AMAÇLARIMIZ
K ‹ T A P
59
liz edildiklerinde sapogenin denilen aglikona ve fleker ya da üronik asitlere ayr›l›rlar. fiekerler genellikle glikoz, bazen de galaktoz, arabinoz ramnoz ya da üronik
asit (glikuronik asit) olabilir. Aglikona ba¤l› monosakkarit ya da uronik asit say›s›
2-12 aras›ndad›r. Aglikon (saponin) yap›s›na göre saponinler 2 grupta incelenir.
Her iki grupta da fleker 3. karbon atomuna ba¤l›d›r.
SIRA S‹ZDE
Saponin tafl›yan bitkilerin deterjan özelli¤i neden kaynaklanmaktad›r?
7
SIRA S‹ZDE
Ü fi Ü N E L ‹ M
fiekilD3.7
S O R U
S O R U
D‹KKAT
D‹KKAT
SIRA S‹ZDE
AMAÇLARIMIZ
K ‹ T A P
N N
A. Steroidal saponinler: Genellikle 27 karbonlu spirostan halkas› tafl›rlar. Halkaya ba¤l› karboksil grubu bulunmad›¤› için bu tip saponinlere “Nötral saponinler”
denilmektedir. Do¤ada triterpenik saponinlerden daha az yayg›nd›r. MonocotyleTELEV‹ZYON
donae s›n›f›nda özellikle Dioscoraceae (Dioscora türleri), Amaryllidaceae (Agave
türleri), Liliaceae (Yucca türleri) familyalar›nda, Dicotyledonae s›n›f›nda ise, Leguminosae familyas›ndan Trigonella foenum-graecum’da diosgenin’in varl›¤› önemlidir. Baz› Strophanthus ve Digitalis türlerinde steroidal saponinler
‹ N T E R Nve
E T kalp glikozitleri ile birarada bulunur. 17. C atomuna ba¤l› bir beflli, bir de 6’l› heterosiklik oksijenli iki halka içerir. Bu halkalar›n bir karbonu ortakt›r. Halkan›n iki yan›nda izomer maddeler oluflabilir. A ve B halkalar›na göre cis, trans izomerleri ile 22. karbona göre normal ve izo izomerleri oluflur. Örne¤in; Smilax türlerinde aglikonu
Sarsapogenin, flekerleri 2 glikoz, 1 ramnoz olan Sarsaponin, Digitalis purpurea ve
D. lanata tohumlar›nda aglikonu Digidogenin, flekerleri 2 glikoz, 2 galaktoz, 1 ksiloz olan Digitonin.
Kalp glikozitlerinde oldu¤u gibi molekülün stereokimyas› önemlidir. Sapogeninler yaln›zca 3, 5, 25 no’lu karbonlar›ndaki konfigurasyonlar›nda fark gösterirler.
C-25 epimerlerinin kar›fl›m› (Örn: Diosgenin ve Yomogenin) halinde bulunmalar›
normaldir. Birbirine oranlar› bitkinin yafl›na ve organ›n cinsine ba¤l›d›r. Bitkide baz› hallerde sapogeninin (F) halkas›n› oluflturan yan zinciri tafl›yan steroidal sapogeninlerin kolesterolden olufltu¤u anlafl›lmaktad›r. Steroidal saponinler yap› bak›m›ndan seks hormonlar›, kortizon, D vitamini ve kalp glikozitleri ile benzer olduklar›ndan çok önemlidir. Bu tip maddelerin sentezinde, sentez bafllang›ç maddesi
olarak kullan›lmaktad›rlar.
B. Triterpenik Saponinler: Steroidal saponinlerin aksine triterpenik saponinler
Monocotyledonae s›n›f› bitkilerde az, Dicotyledonae s›n›f› bitkilerde yayg›nd›rlar.
Bafll›ca: Caryophyllaceae, Sapindaceae, Polygonaceae, Sapotaceae, Cucurbitaceae
SIRA S‹ZDE
AMAÇLARIMIZ
K ‹ T A P
TELEV‹ZYON
‹NTERNET
60
familyalar›nda bulunurlar. Triterpenik sapogeninlerin ço¤u pentasikliktir (befl halkal›). Bu yap›ya fleker ve üronik asit ya da her ikisi birden ba¤l› halde bulunur.
Primula-saponin = (L-ramnoz) - (D-gl, gl, ga)-D-glikuronik asit-O-3-primulagenin
Glisirrizik asit = D-glikuronik asit-D-glikuronik asit-O-3-glisirretinik asit
Triterpenik saponinlerin yap›s› β-amirin, α-amirin ve lupeol olmak üzere 3 halde bulunabilir. ‹lgili triterpenik asitler 4, 17, 20 no’lu karbonlara ba¤l› metil grubunun karboksil grubu ile yer de¤ifltirmesi sonucu oluflur. Triterpenik saponinler bulunduklar› bitkilerde bol olarak bulunurlar. Primula kökünde % 5-10, meyan kökünde % 2-12, Quillaia kabu¤unda % 10, Atkestanesi tohumunda % 13 oran›nda
bulunur. Ço¤u bitkilerde birden fazla saponin bulundu¤u için saflaflt›rma zordur.
Örne¤in; Aesculus hippocastanum (Atkestanesi) da Essigenin aglikonu ve 2 glikoz,
1 glukuranik asit ve 1 tiglik asitten oluflan Essin gibi.
Bitkilerdeki Rolleri: Saponinlerin di¤er maddeler gibi bitki hayat›nda önemli
rolleri vard›r. Kan› hemoliz etme özellikleri hücre fizyolojisindeki önemini göstermektedir. Canl› hücrelerde saponinlerin kolesterol üzerine ba¤ kurucu, bloke edici etkisi oldu¤u san›lmaktad›r. Fosfolipidlerin (Lesitinler) de¤iflimi üzerinde etki
göstermektedirler. Onlarla kat›lma bileflikleri olufltururlar. Bitki metabolizmas›nda
bafll›ca yer alanlar steroidal yap›da olanlard›r. Baz› araflt›rmac›lar bitkilerde fitoserinlerin ve baz› vitaminlerin biyosentezinde steroidal saponinlerin yer ald›¤›n› belirtmifllerdir. Baz› teorilere göre bitkilerde saponin oluflmas›n›n nedenleri: fleker
bloke edilmesi, rezerv kayna¤› olarak ya da bitki için zararl› maddelerin biriktirilmesi amac›yla oldu¤u belirtilmifltir. Bitkilerde vejetasyon döneminde saponin miktar›nda de¤ifliklik saptanm›fl, böylece saponinlerin bitki metabolizmas›na ifltirak ettikleri anlafl›lm›flt›r.
Farmakolojik Etkileri: Saponinlerin ço¤u kan zehiridir. Özellikle so¤uk kanl›
hayvanlara (bal›klara) toksik etki gösterir. Kolesterol ya da lesitin ile birleflerek alyuvar çeperini hemoglobine geçirgen hale getirirler. Bu etkilerden dolay› halk aras›nda bal›k zehiri olarak kullan›l›rlar. Bu etki insanda a¤›z yolundan görülmez. Çünkü büyük moleküllü bilefliklerdir ve barsaktan resorbe olmazlar. Ancak intestinal
kanalda bulunan asit, mikroorganizmalar, β-gikozidaz gibi enzimler yard›m›yla hidroliz olurlar. Hidroliz sonucu oluflan aglikon ve türevlerinin çok az bir k›sm› vücut
taraf›ndan absorbe edilmektedir. Genellikle sulu çözeltileri kan› hemoliz etti¤i halde, hemoliz yapma özelli¤i olmayan hatta hemolizi önleyen saponinler de bulunmaktad›r. Saponinler mukoz membran› irite ederler. Yap›lar›nda bir hidrofilik, bir
de hidrofobik grup içerdiklerinden yüzey gerilimini azalt›c› etki gösterirler. Bu özelliklerinden dolay› emülsiyon stabilizatörü, köpük yap›c› ajan, ›slat›c› toz ve deterjan
olarak kullan›l›rlar. Büyük miktardaki gazlar› absorblay›c› özelliktedirler (CO2).
Sanayide önemli kullan›m alan› vard›r. Baz› saponin tafl›yan bitkiler yöresel olarak kullan›lmaktad›rlar. Dahilen refleks yoluyla bronfl ifrazat›n› ço¤alt›rlar. Steroidal saponinler seks hormonlar› ve kortizona benzer yap›da olduklar›ndan bu hormonlar›n ve baz› kontraseptiflerin yar› sentezinde kullan›lmaktad›rlar.
Gliko Alkaloitler
Hidroliz edildiklerinde fleker ve azot tafl›yan steroit yap›da aglikon veren bilefliklerdir. fieker olarak 3 pozisyonunda 1-4 monosakkarit (glikoz, galaktoz, ramnoz,
ksiloz) tafl›rlar. Solanaceae ve Liliaceae familyalar›na ba¤l› baz› türler bu tip bileflikleri tafl›maktad›rlar.
61
Solanum tuberosum’un topraküstü k›s›mlar›nda ve yeflillenmifl yumrular›nda
bulunan solanin (Solanidin adl› aglikon ile glikoz-galaktoz ve ramnoz), Lycopercium eskulentum’un yeflil k›s›mlar›nda bulunan tomatin (tomatidin aglikonu ve galaktoz-glikoz-glikoz ve ksiloz) örnekleri verilebilir.
Kükürt Glikozitleri
Cruciferae, Capparidaceae, Tropaeolaceae, Resedaceae familyalar›nda rastlanan
glikozitlerde monosakkarit, aglikona S-ba¤› ile ba¤lanm›flt›r. Bu glikozitler özel bir
enzim olan mirosin (mironaz) ile hidroliz olarak kükürt içeren uçucu bir bileflik ile
fleker moleküllerine ayr›l›r. Bu uçucu aglikon “senevol” türevidir. Seneveol, izotiyosiyanik asit esterlerine verilen bir isimdir. Bu esterler yak›c› kokulu, rubefiyan ve
uçucu s›v›lard›r.
Do¤ada 70 kadar S-glikoziti bilinmektedir. Hepsi β-D-l-glikopiranozil zinciri tafl›r. Cruciferae’deki hardal esans› glikozitlerinin bitkilerin zararl› mikroorganizmalara karfl› direncini artt›rd›¤› ispatlanm›flt›r.
Pek çok glikosinolat insanda guatr yap›c› özelliktedir. En önemli S-glikozitleri
Sinapis alba (Hardal) tohumlar›nda bulunan sinalbin; S.nigra tohumlar›ndaki sinigrindir. Ayr›ca turp (Raphanus sativus) ve su teresi (Nasturtium officinale) S-glikozitleri tafl›rlar. S-glikozitleriden hidroliz sonucu meydana gelen izotiyosiyanat esterleri tahrifl edici uçucu s›v›lard›r. Karakteristik, keskin koku ve tada sahiptirler.
Bu glikozitlerin hidrolizden sonra aglikonun serbest hale geçmesi ile meydana
gelen karakteristik koku yard›m›yla kolayca tan›n›r.
Bu glikozitleri tafl›yan droglar yak›lar›n bileflimine girer ve rubefiyan olarak haricen kullan›l›rlar. Dahilen yüksek dozlarda kullan›l›rlarsa emetik etki gösterirler.
Azot Glikozitleri
fiekerin redüktör grubu ile aglikonun amin grubu aras›nda bir molekül su kayb› ile
meydana gelen bilefliklerdir. Riboz veya 2-deoksiriboz adl› flekerlerin adenin, guanin, sitozin gibi pürin veya pirimidin bazlar›n›n birleflmesi sonucu meydana gelen
N-glikozitleri nükleik asitlerde bulunurlar.
Karbon Glikozitleri
fieker ile aglikonun karbon karbon ba¤›yla ba¤l› oldu¤u glikozitlerdir. Bu ba¤ normal asit hidrolizle aç›lmaz. FeCI3 ile yap›lan oksidan hidroliz metotlar›yla aç›labilir. Karbon glikozitleri do¤ada ender bulunurlar. Baz› antrakinon türevleri tafl›yan
droglarda (Aloe’de aloin, Cascara’da kaskarozitler) ve baz› flavanoit tafl›yan droglarda bulunurlar. 25 kadar flavanoit türevi C-glikoziti bilinmektedir. Bunlar›n ço¤u
flavonlar, baz›lar› ise izoflavon ve flavanonlard›r. fieker flavanoitin A halkas›nda 6
veya 8 pozisyonlar›na veya 2 fenil halkas›na ba¤l› halde bulunabilir. Bu tip flavanoitler en çok Leguminosae familyas›n›n Papillionatae alt familyas›nda kök hariç
bitkinin di¤er organlar›nda bulunurlar.
SIRA
S‹ZDE
Yang›n söndürme tüplerinde kullan›lan glikozitler sizce hangi gruba
dahildir?
TANENLER
Tanen terimi ilk defa 1796 y›l›nda Seguin taraf›ndan, bitki ekstrelerinde bulunan
ve hayvan derilerindeki proteinle birleflebilen maddeler için kullan›lm›flt›r. Tüm taS O R U
nenlerin ortak özelli¤i, taze hayvan derisini köseleye çevirmesidir.
Bu iflleme dericilikte “tabaklama” ad› verilir.
8
SIRA S‹ZDE
Tanen: Bitkisel kökenli,
azotsuz, polifenolik yap›da,
su, aseton ve etanolde
O R U
çözünen, eter veSkloroformda
az çözünen, buruk lezzetli
maddedir.
D‹KKAT
D‹KKAT
SIRA S‹ZDE
SIRA S‹ZDE
AMAÇLARIMIZ
AMAÇLARIMIZ
62
Hidroliz Olabilen Tanenler:
Bitkisel kökenli, azotsuz,
asit fenollerin flekerlerle
esterleflmesiyle oluflan
maddelerdir.
Gallik Tanenler: Bitkisel
kökenli, azotsuz, gallik asit
ve digallik asitin flekerlerle
esterleflmesiyle oluflan
maddelerdir.
Bitkilerde tanenler kompleks halde bulunurlar, bu komplekslere tannoit ad› verilir. Baz›lar› flekerlerle birleflmifllerdir, bunlara da tannozit ad› verilir. Sadece Tanen (tannik asit) ad› verilen drog, mefle maz›s›ndan elde edilir. Türk mefle maz›s›
% 50 - 60, Çin mefle maz›s› % 70 oran›nda tanen tafl›r.
Tanenler hemen hemen bütün bitkilerde bulunur. Tanence zengin bitkileri bulunduran bafll›ca familyalar flunlard›r: Angiospermae’den Leguminosae, Polygonaceae, Rosaceae, Rubiaceae, Gymnospermae’den Fagaceae ve Coniferae, Myrtaceae, Ericaceae v.b.
Bitkinin bütün organlar› tanen tafl›yabilir. Özellikle kabuklar (Quercus cortex,
Granati cortex, Hippocastani cortex, Chinae cortex), kök ve rizomlar (Ratanhiae
radix, Rhei radix) da bol miktarda tanen bulunmaktad›r. Fakat bunlar›n d›fl›nda
yapraklar (sumak), çiçekler (Rosae flos), meyveler (ceviz perikarp›, nar kabu¤u),
tohumlar (Colae semen) da ve baz› patolojik oluflumlarda (Gallae) bulunabilirler.
Tanenlere hücre vakuollerinde ve genellikle glikozit, protein, fleker gibi di¤er
baz› maddelerle birleflmifl olarak rastlan›r. Daha seyrek olarak epidermal hücrelerde oluflur ve difüzyon yolu ile parenkima dokusunun tüm hücrelerine da¤›l›rlar.
Bazen özel hücrelerde bulunurlar (idioblastlar gibi). Bu doku ve hücrelerde kat›
veya s›v› halde birikmifllerdir.
Tanenlerin bitkilerdeki rolü iyi bilinmemektedir. Baz› araflt›rmac›lara göre tanenler bitkisel metabolizma art›klar›d›r. Biyosenteze ve bitkisel dokular›n oluflumuna kat›lmazlar. Di¤er araflt›rmac›lara göre ise, tanenler biyosentezde büyük rol
oynamaktad›r, yedek madde olarak birikirler ve bitki taraf›ndan yaz mevsiminde
kullan›l›rlar. Tanenler ile niflasta oluflmas›nda bir iliflki oldu¤u san›lmaktad›r. Meyveler olgunlaflt›kça tanen miktar›n›n azalmas› bitkinin bu maddeyi metabolize etti¤ini göstermekte ve bu teoriyi kuvvetlendirmektedir. Üçüncü bir teoriye göre ise
tanenlerin bitkide tam belirli bir fonksiyonu yoktur, fakat bitkinin yaflamas› için
gereklidirler ve albuminlerle kompleks bileflikler oluflturduklar› için bitkinin yara
ald›¤› dokularda patojen mikroorganizmalar›n girmesini önleyerek koruyucu rol
oynamaktad›rlar.
Tanenler ço¤unlukla amorf maddelerdir. Suda çözünürler ve kolloidal bir solüsyon meydana getirirler. Etanol ve asetonda çok, di¤er organik çözücülerde az
çözünür, nadiren kristallendirilebilirler. Tanenler maserasyon, infüzyon veya dekoksiyon fleklinde su ile veya etanol ile ekstre edilebilirler. Ancak etanol kullan›ld›¤›nda renk maddeleri ve reçineler de ekstreye geçer. Baz› tanenler kristal flekilde elde edilmifltir, ancak ço¤unlukla amorf maddeler olduklar›ndan çözeltileri iyi
disperse (da¤›lm›fl) olmufl stabil kolloit sistemlerdir. Tanenlerin kolloit durumu
kristal flekilde elde edilmesine engel olur, bu nedenle kimyasal yap›lar› henüz tam
olarak ayd›nlat›lm›fl de¤ildir. Bunlarla birlikte tanenleri belli bafll› 2 grupta toplamak mümkündür.
1. Hidroliz olabilen tanenler (Pirogallik tanenler)
Asit fenollerin flekerlerle yapt›klar› esterlerdir. Bunlara eskiden “pirogallik tanenler” de denirdi. Çünkü kuru kuruya distillendiklerinde “pirogallol” verirler.
Hidroliz olabilen tanenler ikiye ayr›l›rlar:
A. Gallik tanenler
Gallik asit ve digallik asitin flekerlerle yapt›¤› esterlerdir. Buradaki fleker genellikle glikozdur.
Maz› taneni, ravent glikogallini, Hamamelidis folia’da bulunan Hamamelitanen
bu grupta yer al›r. Bu tanenler asitlerle veya baz› küfler taraf›ndan salg›lanan ve
bir esteraz olan tannaz enzimi ile hidroliz olurlar ve gallik asit ve flekerlere ayr›-
l›rlar. Hamamelitanen kristalize bir madde oldu¤undan yap›s› ayd›nlat›labilmifltir.
Hidroliz edilirse 2 molekül gallik asit ve 1 molekül hamemeloz (Hidroksimetil d riboz) aç›¤a ç›kar. Glikogallin 1 molekül gallik asit ve 1 molekül glikozdan meydana gelmifltir.
Gallik tanen tafl›yan bafll›ca droglar: Gallae sinensis, Gallae quercinae, Valonea,
Rhizoma radix, Hamamelidis cortex, Hamamelidis folium, Rosae flos, Caryophylli flos.
B. Elajik Tanenler
Daha kompleks yap›ya sahiptirler, elajik asit tafl›maktad›rlar. Elajik asit, canl›
bitkide flekerlerle yar› asetal ba¤› ile birleflmifl olarak bulunur. Kestane tanenleri bu
tiptir. Bu tanenlerde elajik asitten baflka luteik asit ve flebulik asit de bulunabilir.
Elajik tanen tafl›yan droglar: Granati cortex, Quercus cortex, Eucalypti folia, Salicis cortex vb.
Farmakopelerde tanen, “tannin veya tannik asit” (Acidum Tannicum TK) ismi
alt›nda kay›tl› bulunan madde digallik asitin D(+)-glikoz ile yapt›¤› esterlerin bir
kar›fl›m›d›r. Bu kar›fl›mda özellikle pentadigalloilglikoz bulunur.
2. Hidroliz olmayan tanenler
Hidroliz olmayan kondanse tanenlere “kateflik tanenler” ad› verilir. Bu maddeler asitlerle veya tannaz ile hidroliz olmaz. Kuvvetli asitlerle, s›cakta veya oksidasyon ajanlar›yla, k›rm›z› veya esmer renkli bileflikler verirler. Bunlara “flobafen”
ad› verilir. Çözücülerin ço¤unda çözünmezler. Kuru distilasyon ile pirokateflol verirler. Bu tanenler kateflinin kondensasyon ürünleridir. Kateflin ise ‘flavon’ nüvesi
tafl›yan flavonol’ün pentahidroksi türevidir. Alkali ergitme ile baz›lar›ndan floro
glusinol meydana gelir.
‹lk kateflin 1821 y›l›nda Acacia catechu bitkisinde Punge taraf›ndan izole edilmifltir. Daha sonra bunun epimer kateflinler kar›fl›m› oldu¤u aç›klanm›flt›r. 4 epimer flunlard›r: D(+)-Kateflin, L(-)-Kateflin, D(+)-Epikateflin, L(-)-Epikateflin ve rasematlar: DL(+/-) Kateflin ve DL(+/-) Epikateflin. Bitkide ilk önce D ve L epikateflin
oluflmaktad›r, daha sonra a¤aç yaflland›kça rasematlar oluflur. Kateflin (pentahidroksi flavan) ile lökosiyanidol (heksahidroksi flavan)’un kondensasyonu sonucu
meydana gelen dimer madde (lökosiyanidol - kateflin) lökosiyanidolün tabii ve sabit flekli olup baz› çam türleri (örn; Pinus maritima) nin kabuklar›ndan elde edilmekte ve provitamin P olarak tedavide kapiler damar bozukluklar›na karfl›
C vitamini ile birlikte kullan›lmaktad›r. Kateflik tanen tafl›yan droglar: Catechu, Ratanhiae radix, Filicis rhizoma, Colae semen, Cacao semen, Arecae semen, Chinae
cortex, Cinnamomi cortex, Eucalypti folium, Theae folium, Hamamelidis cortex ve
Hamamelidis folia.
63
Elajik Tanenler: Bitkisel
kökenli, azotsuz, elajik asitin
yar› asetal ba¤lar›yla
flekerlerle esterleflmesiyle
oluflan maddelerdir.
Kateflik tanenler: Kateflinin
kondensasyonu ile oluflmufl,
asit veya enzim ile hidroliz
olmayan tanenlerdir.
Psödo Tanenler
Gerçek tanenlerden daha düflük molekül a¤›rl›klar› vard›r. Bafll›ca psödo tanenler
ve bulunduklar› droglar flunlard›r: gallik asit: Ravent rizomu ve gallik tanen tafl›yan
droglarda, kateflinler: kondanse tanen tafl›yan droglarda, klorojenik asit: kavrulmufl
kahve, Striknos tohumunda, ipekakuanhik asit: ‹peka kökünde bulunur.
Tanenlerin kullan›m alanlar›: En önemli özellikleri taze hayvan derisini tabaklama etkisidir, bu özelli¤inden dolay› dericilikte kullan›l›rlar. Derinin yumuflak geçirgen ve çürüyebilecek durumdan, sert, geçirgenlik özelli¤ini kaybetmifl, uzun süre çürümeden muhafaza edilebilecek duruma geçmesinin nedeni tanenlerin deri
hücrelerindeki protoplazma albuminleri ile birleflmesi sonucu oluflan albumin-tanen bileflikleridir. Böylece dokular ölür, sertleflir, s›klafl›r ve geçirgenlik özelli¤ini
kaybeder. Tanenlerin bu özelli¤inden t›pta da yararlan›lmaktad›r.
Tabaklama: Derinin yumuflak
geçirgen ve çürüyebilecek
durumdan, tanenlerin deri
hücrelerindeki protoplazma
albuminleri ile birleflmesi
sonucu oluflan albumintanen bilefliklerinin deriye
sert, geçirgenlik özelli¤ini
kaybetmifl, uzun süre
çürümeden muhafaza
edilebilecek özellik
kazand›rmas›d›r.
64
Normal dozlar, yaralanm›fl cilt üzerinde koagülasyon membran› (albumin-tanen
zar›) oluflturur. Bu membran, alt›nda olan doku ve duyu sinir uçlar›n› d›fl uyar›c›
(tahrifl edici) ajanlardan korur. Deri ve mukozada bir çeflit tabaklama yapar ve deri yüzeyini daha az permeabl hale getirir. Bunun sonucu tanenler haricen astrenjan ve dahilen antidiyareiktir. ‹nce damarlarda vazokonstrüksiyon etkilidirler. Bu
sebeple a¤›z ve bo¤az enflamasyonlar›nda, hemoroitlerde ve yüzeysel yaralarda
kullan›l›r. Tanen ekstreleri yan›klarda antienflamatuar olarak etki eder. Dahilen diyareye karfl› kullan›l›r. Ba¤›rsak peristaltizmini azalt›r. Ayr›ca buna antiseptik etki
de ilave olur. Serbest tanenler ince ba¤›rsa¤›n alkali ortam›nda çabucak parçalan›r.
Bu yüzden tanen bileflikleri (tannalbin v.s.) veya daha iyisi kompleks bitki ekstreleri kullan›l›r. Böylece tanenlerin sindirim s›ras›nda azar azar serbest hale geçmesi
temin edilmifl olur. A¤›r metal, alkaloit ve glikozit zehirlenmelerinde antidot olarak
kullan›l›rlar. Baz› tanen ekstrelerinin (örne¤in, Aker taneni) mantar, bakteri ve baz› virüslerin geliflmesini durdurdu¤u tespit edilmifltir. Böylece tanen droglar›n›n
özellikle akci¤er hastal›klar›nda antiseptik olarak kullan›lmas› do¤rulanm›fl olmaktad›r. Gallik asit ve klorojenik asit kolagogtur. Yüksek konsantrasyonda iritasyon
özelliklerinden yararlan›larak saç toni¤i olarak kullan›l›rlar. Tanen tafl›yan droglarda glikozitler daha iyi korunur. Örne¤in, Armut a¤ac›nda, arbutozit h›zla hidrokinon’a parçalan›r ve yapraklar esmerleflir. Buna karfl›l›k Arctostaphylos yapraklar›nda arbutozit çok yavafl parçalan›r. Çünkü yapraklarda oldukça fazla miktarda bulunan tanenin etkisiyle β-glukozidaz adl› enzim inhibe olur. Antrasen türevi glikozit yan›nda tanen de tafl›yan droglarda tanen dro¤un etkisini azalt›r ve böylece hastan›n tahammülü artar. Son y›llarda antitümor ve anti-HIV aktiviteleri bildirilmifltir.
Ayr›ca antioksidan aktivite ile ilgili pek çok bulgu vard›r ve çal›flmalar h›zla devam
etmektedir.
SIRA S‹ZDE
9
ALKALO‹TLER
Alkaloit: heterosiklik
halkada
S O RbirUveya birkaç azot
atomu tafl›yan, bazik
karakterli, fizyololojik etkili
bitkisel maddedir.
D‹KKAT
SIRA S‹ZDE
AMAÇLARIMIZ
K ‹ T A P
TELEV‹ZYON
‹NTERNET
SIRA S‹ZDE
Kahvalt› ve yemekle
birlikte tüketilen çay›n sak›ncalar› var m›d›r?
Alkaloitler bitkisel maddelerin en genifl s›n›f›n› oluflturan, azotlu bilefliklerdir. Günümüzde 6000 alkaloit bilinmektedir. ‹lk alkaloit 1805 y›l›nda Sertürner taraf›ndan
S O R U
Opium’dan elde edilmifl ve Morfin ad› verilmifltir. Daha sonra ilk sentezi yap›lan
alkaloit Koniin (1886 Ladenburg) ve tedavide ilk kullan›lan alkaloit Sitriknin (1821
D ‹ K K A T Bazik karakterde olmalar›ndan dolay› alkaliye benzer anlaMagendic) olmufltur.
m›nda Alkaloit ad› verilmifltir. Genellikle azotu halka içinde tafl›d›klar› için aminlerden (histamin,
serotonin) farkl›d›rlar. Ayr›ca çok küçük miktarlar› fizyolojik akSIRA S‹ZDE
tivite gösterirler.
‹simlendirilmeleri: Kimyasal isimlerinin kullan›lmas› güç oldu¤undan genellikAMAÇLARIMIZ
le elde edildikleri
bitkinin cins ve tür ad›na benzetilerek ve sonuna “in” eki getirilerek isimlendirilmifllerdir. Atropa’dan elde edilen Atropin, Cinchona’dan elde edilen Kinin, Jatrorhiza palmata’dan elde edilen Palmatin gibi. Bazen fizyolojik etki‹ T A P
lerine göreKisimlendirilmifllerdir.
Kusturucu (emetik) etkili olana Emetin denmesi
gibi. Bazen de izole eden kiflinin ismine göre isimlendirilmifller ve Pelletier’in buldu¤u alkaloit Pelletierin ismini alm›flt›r.
L E V ‹ Z Y O Nalkaloitler bütün bitkilerde bulunmakla birlikte dikotiledonlarBitkilerT Ealeminde
da daha yayg›nd›rlar. Bitkilerde ve droglarda alkaloit miktarlar› farkl›d›r. Genelde
% 1-3, nadiren % 10 kadard›r. Alkaloit ihtiva eden bitkiler denince % 0,01’ den fazla alkaloit tafl›d›¤› anlafl›l›r. Bir bitkide tek bir alkaloit bulunmaz, birbirine yak›n ya-
N N
‹NTERNET
p›da bir grup alkaloit bulunur. Genellikle bir türe özgüdürler (kokain, pilokarpin,
kinin gibi). Bir familyaya özgün olabilirler (Solanaceae - hiyosiyamin, skopolamin
gibi). Bununla birlikte birçok bitkide bulunan alkaloitler de vard›r (berberin, kafein gibi). Örne¤in: Kafein; Sterculiaceae familyas›ndan Colae semen, Rubiaceae familyas›ndan Coffae semen, Theaceae familyas›ndan Theae folia ve Piperaceae familyas›ndan Matico folia’da bulunmaktad›r. Alkaloitler bitkilerde belli bir organda
toplanm›fllard›r. Atropa belladonna’da köklerde, Cinchona officinalis’te kabukta,
Erythroxylum coca’da yapraklarda, Conium maculatum’da meyvelerde, Physostigma venenosum’da tohumlarda alkaloit bulunmas› gibi. Alkaloit tafl›yan bir bitkinin
her organ› alkaloit içermeyebilir. Haflhafl tohumu ve tütün tohumlar›n›n alkaloit tafl›mamas› gibi.
Bitkide hücre özsuyunda erimifl olarak bulunurlar. Genellikle tuzlar›, nadiren
serbest haldedirler. Alkaloitler genellikle stabil maddelerdir. Birkaç› hariç alkaloit
içeren droglar uzun süre saklanabilirler. Saklama esnas›nda görülebilecek de¤iflmeler ise Cocae folia’da kokain miktar›n›n zamanla azalmas›, Solanaceae droglar›nda hiyosiyaminin atropine rasemize olmas›, Secale cornutum alkaloitlerinin dekompoze olmas›d›r.
Fiziksel ve Kimyasal Özellikleri: Bütün alkaloitler karbon, hidrojen, azot içerir,
ayr›ca ço¤unda oksijen vard›r. Kokusuz, renksiz, kristalize, ac› lezzetli bilefliklerdir.
Pek az› oksijensiz olanlar, oda s›cakl›¤›nda s›v›d›r. Koniin, higrin nikotin gibi. Pilokarpin ise oksijenli ve s›v› bir alkaloit olarak bu özelliklere bir istisnad›r. Yine
pek az› renklidir. Berberin sar›, sanguinarin k›rm›z› renklidir. Alkaloitlerin tan›nmas› için en kolay yol taze dro¤un dilde b›rakt›¤› ac› laezzettir. Mesela kinin bilinen en ac› maddelerden biridir. 1x10-5 konsantrasyonda dahi ac›l›¤› duyulur.
Alkaloitlerdeki azotlar primer, sekonder, tersiyer baz fleklinde bazen de kuaterner amonyum hidratlar› halindedir. Alkaloitlerin bitkilerden ekstraksiyonunun ve
fizyolojik etkilerinin en iyi flekilde sa¤lanabilmesi için çözünürlüklerinin iyi bilinmesi önemlidir. Baz halde genellikle suda çözünmez, polar olmayan organik çözücülerde çözünürler. Tuzlar› ise suda kolay çözünür, apolar çözücülerde çözünmezler. Alkaloitler genellikle tuzlar› halindedir. ‹norganik (sülfürik, fosforik asit)
veya organik asitlerle (laktik, süksinik, malik, sitrik, tartarik) tuz olufltururlar. Bu
asitler baz› özel asitler de olabilir (akonitik, mekonik, kinik asit gibi). Bazen bir flekere ba¤l›d›rlar, bu durumda Gliko alkaloit (solanin gibi) ad›n› al›rlar. Farkl› alkaloitlerin baziklikleri de farkl›d›r. Azotun pozisyonu (primer, sekonder vs.), yan zincirin yap›s›, çeflitli sübstitüentler alkaloitlerin farkl› pKa de¤erleri göstermesine neden olur. Tuz oluflturmalar›n›n nedeni de yap›lar›nda bazik karakterli azot bulunmas›d›r. Bir de¤erli asitlerle bir molekül alkaloit, iki de¤erli asitlerle iki molekül alkaloit tuz oluflturur. Örne¤in kodein hidroklorat (C18H21O3N)HCl, kodein sülfat
((C18H21O3N))2H2SO4 yap›s›ndad›r. Baz› hallerde iki veya üç de¤erli bir asitin sadece bir hidrojeni tuz oluflturur, asit tuzlar meydana gelir. Örne¤in kodein fosfat
(C18H21O3N)H3PO4. Nötral tuz oluflmas› için iki de¤erlikli bir asitle iki molekül alkaloit tuz oluflturmal›d›r (kodein sülfat). E¤er alkaloit iki azot tafl›yorsa bir molekül
asitle bazik tuz oluflturabilir. Örne¤in: Kinin hidroklorat (C20H24O2N2)HCl. Fakat
alkaloitler zay›f bazlar olduklar›ndan kuvvetli asitlerle yapt›klar› tuzlar teorikte nötral veya bazikte olsa hafif asit reaksiyon verirler. Asitlerle yapt›klar› tuzlarda asidin
anyon k›sm› reaksiyon kabiliyetine sahiptir. Örne¤in bir alkaloit klorür gümüfl
iyonlar› ile reaksiyona girerek AgCl oluflturur. Bu örnek alkaloit tuzlar›n›n gümüfl
iyonlar› ile geçimsizli¤ini de gösterir. Alkaloitlerin ço¤u ›s›, ›fl›k ve havada bozunurlar. Alkaloit tuzlar› iyi kristalize olurlar. Belirli bir erime noktas›na sahiptirler.
65
66
Bu özellikleri ile alkaloitlerin tan›nmalar› mümkündür. Sudaki çözünürlükleri ve
stabilitelerinden dolay› tercih edilen flekillerdir. Ayn› alkaloitin tuzlar› aras›nda toksisite veya fizyolojik etki farklar› bulunmaktad›r. Alkaloit tuzlar›n› elde etmek için
alkaloitin etanoldeki çözeltisine tuzunu elde etmek istedi¤imiz asitin seyreltik çözeltisi ortam hafif asidik oluncaya dek ilave edilir, meydana gelen tuz, kar›fl›m› yo¤unlaflt›rmak, so¤utmak veya uygun bir organik çözücü ilave etmek suretiyle kar›fl›mdan kristal halde ayr›l›r. Ayr›ca alkaloitlerin tanenlerle oluflturdu¤u tannatlar suda çözünmez. Dolay›s›yla sindirim sisteminden emilmezler. Bu özellikten faydalan›larak tanenler alkaloit zehirlenmelerinde panzehir olarak kullan›l›rlar.
Tipleri ve S›n›fland›r›lmalar›: Alkaloit tarifini heterosiklik halkada azot atomu tafl›yan maddeler olarak yap›yoruz. Fakat az da olsa azotu halka d›fl›nda tafl›yan alkaloidik aminler de vard›r. Bunlar protoalkaloitler veya biyojenaminler diye isimlendirilirler. Örne¤in meskalin, efedrin, kolflisin gibi.
Heterosiklik Alkaloitler: Azot tafl›yan halkan›n kimyasal yap›s› esas al›narak s›n›fland›r›labilirler. Bu s›n›flar, ana kimyasal halka yap›lar› ve bu çekirdekleri tafl›yan alkaloitler ile bunlar› bulunduran bitkiler afla¤›da s›ralanm›flt›r.
1. Pirol ve Pirolidin Grubu: Nicotiana (Solanaceae) türlerinde bulunan nikotirin pirol ve Coca türleri (Erytroxylaceae)’ndeki higrin pirolidin çekirde¤i
tafl›r.
2. Piridin ve Piperidin Grubu: Nicotiana (Solanaceae) türlerinde bulunan nikotin piridin, Conium maculatum (Umbelliferae)’da bulunan koniin piperidin
çekirde¤i tafl›r.
3. Tropan Tipi: Hyoscyamus (Solanaceae) türlerindeki hiyosiyamin, atropin,
hiyosin ve Coca türleri (Erytroxylaceae) ndeki kokain örnekleri verilebilir.
4. Kinolin Tipi: Cinchona türleri (Rubiaceae)’ndeki kinin, kinidin, kinkonin,
kinkonidin bu kimyasal yap›daki örneklerdir.
5. ‹zokinolin Tipi: Papaver somniferum (Papaveraceae)’da papaverin, morfin, narsein, kodein, narkotin ile Ranunculaceae, Berberidaceae, Papaveraceae familyalar›nda rastlanan sar› renkli alkaloit berberin bu kimyasal
yap›ya sahiptir.
6. Aporfin Tipi (‹zokinolin-naftalen): Papaveraceae familyas› bitkilerinde Corydalis, Dicantra, Glaucium türlerinde glausin, Peumus boldus (Monimiaceae)’da boldin bu grubun örnekleridir.
7. Nor-Lupinan Tipi (Kinolizidin): Lupinin, Lupinus türleri (Leguminosae),
spartein, Chelidonium türleri (Papaveraceae), sitisin, Cytisus scoparius (Leguminosae)’da bulunan nor-lupinan türevi alkaloitlerdir.
8. ‹ndol veya Benzopirol Tipi: Fizostigmin, Physostigma venenosum (Leguminosae)’da, ergometrin, ergotamin, Claviceps purpurea (Hypocreaceae)’da,
ajmalin, serpentin, rezerpin, Rauwolfia serpentina (Apocynaceae)’da, sitriknin, brusin, Strycnos nux-vomica (Loganiaceae)’da bulunan alkaloitlerdir.
9. ‹midazol Tipi: Pilocarpus türleri (Rutaceae)’nde bulunan pilokarpin imidazol türevi bir alkaloittir.
10. Purin Bazlar› (Pirimidin-‹midazol Tipi): Thea sinensis (Theaceae)’de kafein,
Coca (Sterculiaceae)’nde türleri teobromin purin bazlar›ndand›r.
11. Steroidal Alkaloitler: Solanum tuberosum (Solanaceae)’da solanidin, Veratrum türleri (Liliaceae)’nde Veratrum alamin esterleri steroidal alkaloitlerdir.
12. Terpenoit Tipi: Aconitum napellus (Ranunculaceae)’da akonitin, Delphinium türleri (Ranunculaceae)’nde atisin terpenoit yap›dad›r.
67
fiekil 3.8
Alkaloitlerin Biyosentezi ve Bitkilerdeki Görevleri: Baz› alkaloitlerin bitkilerde
aminoasitlerden sentezlendi¤i radyoaktif elementler kullan›larak yap›lan deneyler
sonunda belirlenmifltir. Ayr›ca yap›lan birçok deney alkaloitlerin köklerde olufltu¤unu ve buradan di¤er organlara yay›ld›¤›n› göstermifltir. Örne¤in Solanaceae familyas› bitkilerinden alkaloit tafl›mayan bitki gövdeleri alkaloitçe zengin köklere
afl›land›¤›nda di¤er gövdelerde alkaloite rastlanm›flt›r.
Alkaloitlerin bitkilerdeki fonksiyonlar› için flu görüfller öne sürülmüfltür: Metabolizma ürünleri, protein sentezlerinde ara maddeler, azot deposu, bitkiyi koruyucu (hayvan ve böcekleri uzaklaflt›r›c›), hormonlara benzer özellikte ve metabolizma art›klar› olabilirler.
Biyosentez ve görevleri hakk›nda bilgilerimiz henüz tam de¤ilse de alkaloitlerin bir koenzim parças› veya bitkinin geliflmesinde görevli maddeler olmas› daha
kuvvetli bir olas›l›kt›r.
Alkaloitlerin Fizyolojik Etkileri: Alkaloitlerin hepsi çok küçük miktarlarda fizyolojik etkisi olan maddelerdir. Çeflitli fizyolojik etkileri örneklemek gerekirse: morfin, skopolamin santral sinir sistemi depresan› (narkotik), sitriknin, kafein santral
68
sinir sistemi uyar›c›s›, efedrin, hordenin otonom sinir sisteminde sempatomimetik,
ergotamin, yohimbin sempatolitik, pilokarpin, fizostigmin parasempatomimetik,
hiyosiyamin, atropin parasempatolitik, nikotin, spartein ganglioplejik, yohimbin,
rezerpin hipotansif, efedrin hipertansif, kinidin kalpte etkili, kokain lokal anestezik, tübokürarin kürarizan, papaverin antispazmodik, emetin antiparaziter, vinkristin antikanserojen etkilidir.
Baz› alkaloitlerin terapötik dozlar› ise flöyledir: atropin 0.25-1 mg, morfin 8-20
mg (oral), papaverin 125-250 mg (oral), kinidin sülfat 200 mg (aritmide), kinin sülfat 1 g (antimalarial), rezerpin 0.25-1 mg.
SIRA S‹ZDE
10
‹zoprenoit: ‹zopren
çekirde¤inden oluflmufl tüm
sekonder
S O R metabolitleri
U
kapsar.
D‹KKAT
S‹ZDE sonucu al›flkanl›k yapan bir alkaloit örne¤i verebilir misiniz?
Kontrolsüz SIRA
kullan›m›
‹ZOPRENO‹TLER
Bitkiler aleminde izopren çekirde¤inden oluflmufl izoprenoit yap›s›na çeflitli sekonder metabolitlerde rastlanmaktad›r. Örn: ‹ndolalkaloitleri, kannabinoitler ve
S O R U
klorofil gibi. ‹zopren molekülünün kondensasyonu ile terpenoitler meydana gelir.
Kondanse olan izopren molekülü, dolay›s› ile karbon say›s›na göre terpenoitler s›n›fland›r›l›r ve
D ‹ Kisimlendirilir.
KAT
Karbon
SIRA
S‹ZDE say›s›na (n) göre terpenler:
fiekil 3.9
SIRA S‹ZDE
AMAÇLARIMIZ
N N
n
Ad›
Bulunuflu
Monoterpen
Uçucu ya¤lar
15
Seskiterpen
Uçucu ya¤lar, reçineler
20
Diterpen
Reçineler, ac› maddeler
25
Sesterterpenler
30
Triterpenler
Tetraterpenler
Yeflil dokular, kökler, meyveler
Politerpenler
Lateksler, kökler
AMAÇLARIMIZ
10
K ‹ T A P
K ‹ T A P
T E L E‹zopren
V ‹ Z Y O NMolekülü (C5H8)
T E L E V 40
‹ZYON
100 ‹NTERNET
Monoterpen: ‹ki izopren
molekülünden meydana
gelmifl, 10 karbonlu
terpenlerdir.
‹NTERNET
Monoterpenler
10 karbonlu terpenlerdir. Uçucu ya¤lar›n bileflimine girerler, uçucu ya¤lar konusu
içinde aç›klanacaklard›r.
‹ridoitler
‹ridoit: Bir monoterpen ve
birsiklopentan-[c]-piran
halkas›ndan oluflan
sekonder metabolitlerdir.
Monoterpen, siklopentan-[c]-piran halkas›yla birlikte iridoiti oluflturur. Günümüzde 300 kadar iridoit izole edilmifl ve yap›s› ayd›nlat›lm›flt›r. Ço¤u glikozit, baz›lar›
serbest veya bis- bileflikleri halindedir. Piran halkas› aç›ksa seko-iridoitler oluflur.
Baz› örneklerde ise piran halkas› oksijen yerine azot ihtiva eder.
Örnekler: β-‹ron; Iridis rhizoma uçucu ya¤›nda bulunur, kokudan sorumlu olan
maddedir. Gentiopikrosit; Gentiana türlerinde bulunan bir seko-iridoit’tir.
Seskiterpenler
Daha çok uçucu ya¤lar›n bilefliminde bulunurlar. Uçucu ya¤lar d›fl›nda özellikle
Compositae familyas›n›n karakteristik (Santonin, Germakranolid gibi) bileflikleridir. Antitümör, antileukemik, sitotoksik ve antimikrobiyal aktiviteleri bilinmekte-
69
dir. Aktivitenin α, β-doymam›fl-γ-lakton halkas›ndan kaynakland›¤› düflünülmektedir. Hemigossipol ve dimeri gossipol adl› seskiterpen pamu¤un olgunlaflmam›fl çiçek tomurcuklar› ve tohumlar›nda bulunur (Gossypium sp.), antifertilik etkilidir.
Uçucu Ya¤lar
Halk aras›nda esans ad›yla bilinirler. Uçucu ya¤lar genellikle bitkinin ba¤l› oldu¤u
familyaya göre belli bir oranda salg› tüylerinde, salg› ceplerinde, salg› kanallar›nda veya salg› hücrelerinde bulunurlar. Bazen de Piperaceae familyas›nda oldu¤u
gibi de¤iflikli¤e u¤ram›fl parenkima hücrelerinde veya Gül’de (Rosa türleri) oldu¤u
gibi epiderma ya da parenkima hücrelerinde da¤›lm›fl olarak bulunurlar. Glikozit
halinde veya zamk ve reçinelerle birlikte bulunabilirler ve havayla uzun temas sonucu reçineleflerek özelliklerini kaybederler.
Bitkiler aleminde yay›l›fllar›: Uçucu ya¤ tafl›yan aromatik bitkiler genellikle s›cak iklim bölgelerinde yetiflirler. Türkiye’nin Akdeniz Bölgesi bu bitkilerce zengindir. Uçucu ya¤ tafl›yan bitkiler özellikle Compositae, Coniferae, Rutaceae, Lauraceae, Myrtaceae, Rosaceae, Labiatae (Lamiaceae), Umbelliferae, Iridaceae, Zingiberaceae ve Graminae familyalar›nda bulunurlar.
Bulunufllar›: Uçucu ya¤lar bitkinin her organ›nda bulunabilirler. Örn: çiçek (Lavanta çiçe¤i- Lavandulae flos, Gül- Rosae flos), yaprak (Nane yapra¤›- Menthae folia), meyve (Anason meyvesi- Anisi fructus), toprak üstü k›s›mlar› (Kekik-Thymi
herba), kabuk (Tarç›n kabu¤u- Cinnamomi cortex), rizom (Zencefil- Zingiberis rhizoma), kök (Kediotu kökü- Valerianae radix), odun (Guayak odunu- Guaiacum
lignum). Droglarda farkl› oranlarda bulunurlar, örn: Caryophylli flos (Karanfil)
%15, Menthae folia (Nane yapra¤›) % 1, Melissae folia (O¤ul otu) % 0.1 oran›nda
uçucu ya¤ tafl›r.
Fiziksel Özellikler: Uçucu ya¤lar genellikle suda az, etanol ve ço¤u organik
çözücülerde ve ya¤larda çok çözünürler. Karanfil ve tarç›n esanslar› hariç, sudan
hafiftirler.
Uçucu ya¤: Bitkilerden veya
bitkisel droglardan elde
edilen özel kokulu, adi
s›cakl›kta s›v› halde olan
uçucu maddeler kar›fl›m›d›r.
SIRA S‹ZDE
Uçucu ya¤lar›n suda çözünen k›s›mlar› endüstriyel olarak de¤erlendirilir,
bu önermeye
bir örnek veriniz
SIRA S‹ZDE
11
Bileflimleri: Uçucu ya¤lar genellikle hidrokarbonlar ve hidrokarbonlar›n oksijenli
türevlerinden meydana gelmifllerdir. Bunlar aras›nda alkoller, asitler, esterler, aldeS O R U
hitler, ketonlar, aminler ve kükürtlü bileflikler de yer al›r. Uçucu ya¤larda en çok mono-, seski- ve diterpenler ile bunlar›n oksijenli türevleri olan terpenoitler mevcuttur.
D ‹ K K A T ftalitler ile
Bunlar d›fl›nda fenil propanoitler, ya¤ asitleri ve esterleri, kumarinler,
parafinler de baz› uçucu ya¤lar›n bileflimine girer. Baz› uçucu ya¤lar glikozitlerden
hidroliz yoluyla aç›¤a ç›karlar, örn; Ac› badem esans›, Hardal esans›.
SIRA Baz›
S‹ZDEuçucu ya¤larda monoterpen hidrokarbonlar ço¤unluktad›r, pek az oksijenli bileflik vard›r (örn.
Terementi). Baz›lar› daha çok oksijenli bileflikleri tafl›rlar (örn. Karanfil). Uçucu ya¤›n
AMAÇLARIMIZ
hofl kokusundan oksijenli bileflikler sorumludur. Oksijenli bileflikler
suda (örn. portakal çiçe¤i suyu, gül suyu), ve alkolde çözünürler (örn. limon esans› veya tentürü).
Günümüzde tabiatta varl›¤› bilinen ve yüksek bitkilerden izole edilen monoK ‹ T A P
terpenlerin say›s› 1000’in üzerindedir. Ayr›ca algler, deniz canl›lar›, böcekler ve
baz› omurgal› hayvanlarda da monoterpenlere rastlanmaktad›r. Parfümlerde ve g›da tatland›r›c›lar›nda yayg›n olarak kullan›lmaktad›rlar. Antibakteriyal, antifungal
N N
S O R U
D‹KKAT
SIRA S‹ZDE
AMAÇLARIMIZ
K ‹ T A P
TELEV‹ZYON
TELEV‹ZYON
‹NTERNET
‹NTERNET
70
ve antikanser etkilerinin oldu¤u bilinmekte, farmasötik endüstrisindeki önemleri de
gün geçtikçe artmaktad›r. Monoterpenler yap›lar›na göre üç grupta incelenebilirler:
I. Asiklik veya linear yap›da (örn: sitral, geraniol)
II. Monosiklik yap›da olanlar (örn: mentol, limonen)
III. Bisiklik yap›da olanlar (örn: α-pinen)
Tarç›n, karanfil gibi baz› uçucu ya¤larda terpenler aromatik hidrokarbonlarla
(fenilpropanoitler) kar›fl›m halinde bulunurlar. Baz› bileflikler terpenoit kökenli olmalar›na ra¤men aromatik yap›dad›rlar (örn, timol, karvakrol). Monoterpenlerin
bir k›sm› bitkilerde glikozit halinde bulunurlar (örn. geraniol, nerol ve sitronellol
glikozit halinde Gül petallerinde, timol ve karvakrol glikozit ve galaktozit halinde
kekikte bulunurlar). Mono ve seskiterpenler ile bir ölçüde diterpenler uçucu karakterdedirler. Bu bileflikler uçucu ya¤da erimifl halde bulunurlar. Triterpenler ve
politerpenler ise uçucu de¤ildirler. Gül ya¤› ve narenciye esanslar› so¤utulduklar›nda çökme meydana gelir. Gül ya¤›n›n so¤ukta çöken k›sm›na stearopten, s›v›
halde kalan k›sm›na ise elaopten ad› verilir. Stearopten parafinler kar›fl›m›d›r. Narenciye esanslar› so¤utuldu¤unda çöken maddeler kumarin türevleridir.
SIRA S‹ZDE
12
S O R U
D‹KKAT
SIRA S‹ZDE
AMAÇLARIMIZ
K ‹ T A P
TELEV‹ZYON
‹NTERNET
SIRA S‹ZDE
Sizce bu gruptaki
sekonder metabolitler niçin uçucu ya¤ olarak adland›r›lm›fl olabilir ?
Terpenler veya Seskiterpenlerce zengin uçucu ya¤lar: Pinus türlerinden elde
edilen Terementi Esans› (Terebinthinae oleum), Juniperus communis’ten elde edilen Ard›ç Uçucu Ya¤› pinen ve kamfen adl› monoterpenler yan›nda seskiterpenler
O R U
(kadinen) deS bulundurur.
Juniperus oxycedrus’tan elde edilen Ard›ç Katran› (Cadinum oleum) seskiterpenler (kadinen) ve fenollerce (gayakol, krezol) zengindir.
Alkol yap›s›nda
D ‹ K K A T monoterpenlerce zengin uçucu ya¤lar: Coriandrum sativum
(Kiflnifl) meyvelerinden elde edilen uçucu ya¤ (+)-Linalool, Rosa damascena petallerinden elde
edilen Gül Ya¤› ve Pelargonium türleri (Geranium-It›r) esans› geraniSIRA S‹ZDE
ol, sitronellol ve esterlerini tafl›r. Lavandula intermedia ve Lavandula officinalis’ten elde edilen Lavanta esanslar› linalol ve linalil asetat›, Rosmarinus officinalis’ten eldeAMAÇLARIMIZ
edilen Biberiye esans› borneol, linalol ve bornil asetat›, Mentha piperita
(T›bbi Nane) esans› mentol (% 45) ve mentil asetat› ana bileflik olarak bulundurur.
Aldehit yap›s›nda olanlar: Cinnamomum seylanicum (Seylan Tarç›n›) ve CinnaK ‹ T(Çin
A P Tarç›n›) kabuk uçucu ya¤lar› sinnamik aldehitçe zengindir. Citmomum cassia
rus limonum (Limon) esans› sitral ve limonen, Cymbopogon türleri (Limonotu) sitral ve sitronellal, Eucalyptus citriodora (Limon Kokulu Ökaliptus) sitronellal tafl›r.
T E L EMentha
V ‹ Z Y O N spicata (Bahçe Nanesi) l-karvon ve limonen, Carum carvi
Ketonlar:
(Karaman Kimyonu, Keraviye) ve Anethum graveolens (Dere Otu) d-karvon ve limonence zengindir.
Fenoller:
ceylanicum (Seylan Tarç›n›) yaprak uçucu ya¤› ve
‹ N TCinnamomum
ERNET
Eugenia caryophyllus (Syzygium aromaticum) (Karanfil) uçucu ya¤› öjenol,
Thymus vulgaris (Kekik) uçucu ya¤› timol adl› izopren türevi fenolik maddeleri
tafl›maktad›r.
Eterler: Pimpinella anisum (Anason), Illicium verum (Y›ld›z Anasonu), Foeniculum vulgare (Rezene) trans-anetol, Cinnamomum camphora (Kafur) d-kamfor,
Petroselinum sativum (Maydonoz) apiol (dimetoksi safrol), Peucedanum soja
(Hindistan Dere Otu) dill-apiol (dimetoksi safrol), Myristica fragrans (Küçük Hindistan Cevizi) miristisin (metoksi safrol), Eucalyptus globulus (Ökaliptus)1,8-sineol (ökaliptol) tafl›maktad›r.
N N
Chenopodium ambrosioides var. anthelmintica (Kenopod) uçucu ya¤›nda bulunan askaridol peroksit yap›s›ndad›r.
Özellikleri: Avrupa Farmakopesi (EP) 2000’ e göre bir uçucu ya¤ tafl›yan drog
monograf›nda yer alan özellikler flunlard›r: tan›m›, özellikleri, tan›nmas›, yabanc›
madde miktar›, bütün kül miktar›, uçucu ya¤ miktar tayini, saklanmas›; uçucu ya¤lar için ise yo¤unluk, refraktif indeks, optik çevirme ve gaz kromatogram›.
• Tat ve koku kontrolü için 0.15 ml uçucu ya¤, 5 ml etanol (% 90) ile kar›flt›r›l›r ve 10 g sakkaroz üzerine ilave edilir. Bu durumda koku ve tat bitkininkine veya bitkinin kullan›lan k›sm›na benzer olmal›d›r.
• Yo¤unluk (d), safl›k kontrollerinde ve tan›nmalar›nda önemli bir özelliktir.
• Uçucu ya¤lar optikçe aktiftirler.
Uçucu Ya¤lar›n Kullan›m›: Uçucu ya¤ tafl›yan droglar halk ilac› olarak, baharat
olarak, çeflitli müstahzarlar›n haz›rlanmas›nda, koku verici olarak ve uçucu ya¤ eldesi amaçlar› ile kullan›l›rlar. Uçucu ya¤lar genellikle antiseptik etkilidirler. Ökaliptus Esans› solunum yollar›, Ard›ç Esans› idrar yollar› antisepti¤idir. Kekik Ya¤›
fungusit (mantar öldürücü), Kenopod Esans› ise antihelmintik (barsak kurtlar›n› öldürücü) etkilidir. Nane Esans› mide salg›s›n› artt›r›c›, Umbelliferae esanslar› karminatif, Papatya Ya¤› antienflamatuar ve Sabin Ard›ç Ya¤› ise emenagog etkilidir.
Diterpenoitler
20 Karbonlu bilefliklerdir. Pimarik asit ve izomerleri, abietik asit gibi reçine asitleri diterpen yap›s›ndad›rlar. Ayr›ca, Colombo radix’in ac› maddeleri furanoditerpenlerdir. Labiatae familyas›ndan Teucrium chamaedrys (K›sa Mahmut Otu), Teucrium scorodonia uçucu ya¤, flavon ve diterpenler tafl›r. Diaforetik ve antiromatik
olarak kullan›lmaktad›rlar.
Klorofil, Vitamin K, Vitamin A’n›n yap›s›nda da bulunurlar. Baz› diterpen türevlerine alkaloitlerde de rastlan›r. Aconitum, Delphinium ve Garrya alkaloitleri gibi.
Labiatae familyas›ndan Coleus türlerinde Forskolin bulunur. Bu nedenle Coleus’lar
glokom, konjestif kardiyomiyopati ve ast›m tedavisinde ümit verici bir drogtur.
Euphorbiaceae familyas›ndaki diterpenler forbol türevidir. Ayr›ca Tymelaceae familyas›nda bulunurlar, tiglian, dafnan ve ingenon türevleri fleklinde s›n›fland›r›l›rlar.
Triterpenoitler
Serbest triterpen türevleri fleklinde ya da reçineler, saponinler ve di¤er baz› glikozitlerde rastlan›r.
Tetraterpenoitler
Sar› ve portakal k›rm›z›s› karotenoit pigmentlerde rastlan›r. Karoten 1831’de havuçtan izole edilmifltir. fiimdi Vitamin A olarak bilinmektedir. Kapsantin (C40H58O3),
kapsorubin (C40H60O4) Capsicum türlerinde, Krosetin (C20H24O4) ve krosin
(C44H64O24) Safranda bulunan renk maddeleridir.
71
72
fiekil 3.10
K
Politerpenoitler
Biyolojik aktivitelerine rastlanmam›flt›r.
Reçineler
Reçine: Bitkisel kökenli,
kompleks yap›l›, yar› kat›
amorf bilefliktir. Reçineler
bitkilerde uçucu ya¤ ile
birlikte ise oleorezin,
zamklarla birlikte ise
gummirezin ve hem uçucu
ya¤ hem zamk ile birlikte
bulunuyorsa oleogummirezin
ad›n› al›r.
Reçineler kompleks yap›l›, az çok kat› amorf maddelerdir.
Bulunufllar›: Reçineler ço¤u zaman uçucu ya¤larla (oleorezin), zamklarla (gummirezin) veya uçucu ya¤ ve zamkla birlikte (oleogummirezin) bulunurlar. Oleogummirezinlerde zamklar kimyasal bak›mdan Arap Zamk›’›na benzerler ve oksidaz enzimleriyle beraber bulunurlar.
Reçineler Convolvulaceae’de oldu¤u gibi glikozit ba¤›yla flekerlere ba¤l› halde
de bulunabilirler. Aromatik balsamik asitler tafl›yan oleorezinler Balsam ad›n› al›r.
(Balsamum Peruvianum, Balsamum Tolutanum, Styrax Liquidus gibi). Reçineler
bitkilerin flizogen ve flizolizigen salg› kanallar› veya salg› ceplerinde bulunurlar.
Ço¤u bitkilerin normal fizyolojik mahsulleri olduklar› halde (Coniferae, Burseraceae, Convolvulaceae, Leguminosae, Umbelliferae familyalar› gibi) baz› bitkilerde
patolojik yaralama sonucu miktarlar› artar (örn. Çam). Benzoe ve Tolu balsam› gibi droglar ancak bitki yaraland›ktan sonra teflekkül ederler. Reçineler kanal ve
cepler haricindeki dokularda da bulunabilirler. Örn: Sanguinaria canadensis rizomunda reçine hücrelerinde, Guayak bitkisinin odununda, Esrar bitkisinin d›fl salg›
tüylerinde, Erkek e¤relti otunun iç salg› tüylerinde oldu¤u gibi. Reçinelerin rengi
havayla oksitlenerek koyulafl›r. Deriflik sülfürik asitle k›rm›z› renk verirler. Is›t›ld›klar›nda önce yumuflar sonra erirler. Suda ve petrol eterinde çözünmezler. Alkol,
kloroform ve eterde tamamen çözünürler. Balsamlar sinnamik ve benzoik asitler
gibi serbest asitler ihtiva ediyorsa s›cak suda k›smen çözünürler. Aromatik ester ve
reçineler suda çözünmez.
Bileflimleri: Kimyasal bak›mdan reçineler reçine asitleri, reçine alkolleri (rezinoller), reçine fenolleri (rezinotannoller), esterler ve rezenlerden ibarettir. Rezinol’ler monomer maddelerdir ve genellikle triterpenik yap›dad›rlar. Rezinotannol’ler polimer maddelerdir ve aromatik ve hidroksilli bilefliklerin kondensasyonu
sonucu oluflurlar. Reçine Esterleri, Reçine alkollerinin bilhassa sinnamik, benzoik,
salisilik, ferulik, umbellik, kumarinik asitler gibi organik asitlerle verdikleri esterlerdir.
Reçine Asitleri, Reçinelerde bulunan diterpenik ve triterpenik asitlerdir. Diterpenik reçine asitlerinden baz›lar› flunlard›r: Abietik asit, levopimarik asit. Triterpenik reçine asitleri ise amiren türevleridir. Rezen’ler politerpenik nötral bilefliklerdir.
Yap›lar› bilinmemektedir.
Reçine tafl›yan droglara örnekler: Pinus türlerinden elde edilen Colophonium,
Guaiacum officinale’den elde edilen Guaiacum, Pistacia lentiscus’tan elde edilen
Mastix (Sak›z), Cannabis sativa’dan elde edilen Cannabis herba (Esrar-reçine bak›m›ndan zengin bir drog), Podophyllum peltatum’dan elde edilen Podophyllinum’dur.
Oleorezin tafl›yan droglara örnekler: Dorema ammoniacum’dan Ammoniacum,
Copaifera türlerinden Copahu, Pinus türlerinden Terebinthina’d›r.
Balsam tafl›yan droglara örnekler: Myroxylon pereirae’den elde edilen Balsamum Peruvianum, Myroxylon balsamum’dan elde edilen Balsamum Tolutanum,
Styrax benzoin’den elde edilen Benzoe ve Liquidambar orientalis’ten elde edilen
Styrax Liquidus’tur.
Kullan›l›fllar›: Baz› reçineler fizyolojik etkilidir: Esrar reçinesi halusinojenik ve
analjezik, Convolvulaceae (örn. Salep reçinesi) ve Cucurbitaceae reçineleri pürgatif, Terementi antiseptik, Asa foetida antihelmintiktir. Baz› reçineler haricen kullan›l›rlar, örn. Euphorbia reçineleri rubefiyan, Podofillum reçinesi antineoplastik etkilidir. Balsamlar ise antiseptik ve sikatrizan (yara iyi edici)’d›r.
73
74
Özet
N
A M A Ç
1
N
AM A Ç
2
N
A M A Ç
3
Sekonder metabolitleri tan›mlamak ve s›n›fland›rmak.
Sekonder metabolitler tek bir türde rastlanan bilefliklerdir ve türlere göre farkl›l›klar gösterirler,
ço¤unun bulunduklar› organizmadaki görevleri
günümüzde dahi tam olarak bilinmemektedir. Pek
ço¤u fizyolojik etkili oldu¤undan t›bbi bitkilerin
tan›nmas›nda önemleri büyüktür. Sekonder metabolitler kimyasal yap›lar›na göre glikozit, tanen,
alkaloit ve izopren türevi olarak s›n›fland›r›l›r.
Glikoziti tan›mlamak ve s›n›fland›rmak.
Monosakkaritlerin redüktör grubu ile karbonhidrat yap›s›nda olmayan bir maddenin birleflmesinden, bir molekül su ç›k›fl› ile meydana gelen do¤al bilefliklerdir. Glikozitler aglikonlar›n›n yap›s›na göre, meydana gelifl flekillerine göre ve flekerlerine göre çeflitli flekillerde isimlendirilir ve s›n›fland›r›l›r. Meydana gelifl flekillerine göre s›n›fland›r›lmalar›nda aglikonun -OH (hidroksil grubu), -SH (tiyol grubu), -NH2 (amin grubu), -CH
gruplar› ile monosakkaritin -OH grubu aras›nda
bir ba¤ meydana gelmesi durumuna göre isim
al›rlar. Oksijen glikozitlerindeki alt s›n›fland›rmalar aglikonun yap›s›na göre olmaktad›r. fiöyleki:
A. Alkol glikozitleri: Siyanojenik glikozitler
B. Fenol glikozitleri: 1. Basit fenol glikozitleri;
2. Antrasen glikozitleri; 3. Flavon glikozitleri;
4. Antosiyan glikozitleri; 5. Kumarin glikozitleri; 6. Lignan glikozitleri
C. Steroit glikozitleri: 1. Kardiotonik glikozitler; 2. Saponinler: a. Steroit saponinler, b. Triterpenoit saponinler
D. Glikoalkaloitler
Taneni tan›mlamak ve s›n›fland›rmak.
Bitkisel kökenli, azotsuz, polifenolik yap›da, su,
aseton ve etanolde çözünen, eter ve kloroformda az çözünen, buruk lezzetli maddelerdir. Hidroliz olabilen (Gallik tanen) ve hidroliz olamayan
(Kateflik tanen) tanenler olmak üzere iki tiptir.
N
A M A Ç
4
N
A M A Ç
5
Alkaloiti tan›mlamak ve s›n›fland›rmak.
Alkaloit heterosiklik halkada bir veya birkaç azot
atomu tafl›yan, bazik karakterli, fizyololojik etkili bitkisel maddedir. Azot tafl›yan halkan›n kimyasal yap›s› esas al›narak s›n›fland›r›labilirler. Bu
s›n›flar: 1. Pirol ve Pirolidin Grubu; 2. Piridin ve
Piperidin Grubu; 3. Tropan Tipi; 4. Kinolin Tipi;
5. ‹zokinolin Tipi; 6. Aporfin Tipi (‹zokinolinnaftalen); 7. Nor-Lupinan Tipi (Kinolizidin); 8.
‹ndol veya Benzopirol Tipi; 9. ‹midazol Tipi; 10.
Purin Bazlar› (Pirimidin-‹midazol Tipi); 11. Steroidal Alkaloitler; 12. Terpenoit Tipi;
‹zopren türevlerini tan›mlamak ve s›n›fland›rmak.
‹zopren (C5H8) molekülünün kondensasyonu ile
terpenoitler meydana gelir. Kondanse olan izopren molekülü, dolay›s› ile karbon say›s›na göre
terpenoitler s›n›fland›r›l›r ve isimlendirilir. Monoterpen 10 karbonlu, seskiterpen 15 karbonlu, diterpen 20 karbonlu, sesterterpen 25 karbonlu, triterpen 30 karbonlu, karoten 40 karbonlu izopren
türevlerine verilen add›r. Karbon say›s› 103-104
oldu¤unda politerpenlerden bahsedilmektedir.
75
1. Monosakkaritlerin redüktör grubu ile karbonhidrat
olmayan bir maddenin birleflmesinden 1 molekül su ç›k›fl› ile oluflan sekonder metobolitlere ne ad verilir?
a. Alkaloit
b. Tanen
c. Glikozit
d. Karbonhidrat
e. Uçucu ya¤
2. Hidroliz edildiklerinde HCN (hidrosiyanik asit) ile
birlikte bir aldehit veya keton (benzaldehit veya aseton) grubu ile birlikte fleker aç›¤a ç›karan glikozit grubu afla¤›dakilerden hangisidir?
a. Siyanojenetik glikozitler
b. Flavon glikozitleri
c. Antosiyan glikozitleri
d. Kumarin glikozitleri
e. Lignan glikozitleri
3. Bir flekerin redüktör grubunun hidroksili ile aglikonun alkolik veya fenolik hidroksilinden bir molekül su
ç›k›fl› ile oluflan madde grubu afla¤›dakilerden hangisidir?
a. Azot glikozitleri
b. Kükürt glikozitleri
c. Karbon glikozitleri
d. Oksijen glikozitleri
e. Polisakkaritler
4. Su ile çalkaland›klar›nda kal›c› köpük veren glikozit
yap›s›ndaki bilefliklere ne ad verilir?
a. Antosiyan glikozitleri
b. Kumarin glikozitleri
c. Tropan alkaloitleri
d. Pirolizidin alkaloitleri
e. Saponinler
5. Alkaloit sentezine öncülük eden primer metabolit
afla¤›dakilerden hangisidir?
a. Karbonhidratlar
b. Glikozitler
c. Terpenler
d. Aminoasitler
e. Ya¤ asitleri
6. T›bbi tanen eldesinde kullan›lan patalojik ürün afla¤›dakilerden hangisidir?
a. Gallae
b. Valonea
c. Catechu
d. Gland
e. Cupula
7. Zamklarla birlikte bulunan reçinelere ne ad verilir?
a. Oleoresin
b. Gummiresin
c. Oleogummiresin
d. Zamk
e. Balsam
8. Alkaloit zehirlenmelerinde antidot olarak kullan›lan
madde afla¤›dakilerden hangisidir?
a. Glikozitler
b. Saponinler
c. Reçineler
d. Tanenler
e. Sabit ya¤lar
9. Aromatik balsamik asitler tafl›yan oleorezinlere ne
ad verilir?
a. Oleoresin
b. Gummiresin
c. Oleogummiresin
d. Zamk
e. Balsam
10.Afla¤›daki uçucu ya¤lardan hangisi elde edilifl yöntemi bak›m›ndan di¤erlerinden farkl›l›k gösterir?
a. Kekik uçucu ya¤›
b. Nane uçucu ya¤›
c. Lavanta uçucu ya¤›
d. Karanfil uçucu ya¤›
e. Portakal uçucu ya¤›
76
1. c
S›ra Sizde 1
Glikozitler aglikonlar›n›n yap›s›na göre, meydana gelifl
flekillerine göre ve flekerlerine göre olmak üzere çeflitli
flekillerde isimlendirilir ve s›n›fland›r›labilirler. Meydana
gelifl flekillerine göre s›n›fland›r›lmalar›nda monosakkaritin -OH grubu ile aglikonun -OH (hidroksil grubu), SH (tiyol grubu), -NH2 (amin grubu), -CH gruplar› ile
aras›nda bir ba¤ meydana gelmesi durumuna göre isim
al›rlar. Bu durumda s›ras›yla oksijen, kükürt, azot ve
karbon glilozitleri meydana gelir. Bu dört ana gruptan
sonraki alt s›n›fland›rmalar aglikonun yap›s›na göre olmaktad›r. Örne¤in; fenol glikoziti, flavon glikoziti gibi.
2. a
3. d
4. e
5. d
6. a
7. b
8. d
9. e
10. e
Yan›t›n›z yanl›fl ise “Glikozit” konusunu yeniden
gözden geçiriniz.
Yan›t›n›z yanl›fl ise “Siyanojenik Glikozit”
konusunu yeniden gözden geçiriniz.
Yan›t›n›z yanl›fl ise “Oksijen Glikozitleri”
Yan›t›n›z yanl›fl ise “Saponinler” konusunu
yeniden gözden geçiriniz.
Yan›t›n›z yanl›fl ise “Alkaloit” konusunu yeniden
gözden geçiriniz.
Yan›t›n›z yanl›fl ise “Tanen” konusunu yeniden
gözden geçiriniz.
Yan›t›n›z yanl›fl ise “Reçine” konusunu yeniden
gözden geçiriniz.
Yan›t›n›z yanl›fl ise “Alkaloit” konusunu yeniden
gözden geçiriniz.
Yan›t›n›z yanl›fl ise “Reçine” konusunu yeniden
gözden geçiriniz.
Yan›t›n›z yanl›fl ise “Uçucu Ya¤lar” konusunu
yeniden gözden geçiriniz.
S›ra Sizde 2
Glikozit fleklindeki sekonder metabolitlerin su ve polar
çözücülerdeki çözünürlü¤ü yüksek oldu¤u için su veya
polar bir çözücü kullan›lmal›d›r.
S›ra Sizde 3
Siyanojenik glikozitler hidroliz edildiklerinde HCN (hidrosiyanik asit) ile birlikte bir aldehit veya keton (benzaldehit veya aseton) ve bir monosakkarit verirler. Ac›
badem tafl›d›¤› siyanojenik glikozitlerin hidrolizi ile aç›¤a ç›kan HCN’den dolay› toksik etki gösterir.
S›ra Sizde 4
Antosiyan tafl›yan türlerde renk ortamdaki metal iyonlar› ile kelat meydana getirmeleri sonucu de¤iflir.
Hydrangea (Ortanca) çiçeklerinin mavi rengi fenol
gruplar›n›n Al veya Fe metaliyle kelasyonu sonucudur,
topra¤a eser miktarda Al veya Fe tuzlar› ilave edilerek
mavilefltirilir.
S›ra Sizde 5
Kumarinler gibi baz› do¤al bileflikler deriyi ›fl›¤a hassas
hale geçirerek brozlaflmay› h›zland›r›r›lar. Bu etkiden
yararlan›larak günefl ya¤lar› üretilir.
S›ra Sizde 6
Zakkum yani Nerium oleander bitkisinin yapraklar› kardiyotonik glikozitler tafl›maktad›r, ev ortam›nda çocuklar›n yapraklar› yemesi istenmeyen toksik etkilere neden olacakt›r.
77
Kaynaklar
S›ra Sizde 7
Saponinlerin köpük yap›c› özelli¤i ve suda çözünürlüklerinin fazla olmas› bu glikozitleri tafl›yan bitkilere deterjan özelli¤i kazand›rmaktad›r.
S›ra Sizde 8
Saponinler köpük yap›c› özelliklerinden dolay› yang›n
söndürücülerde kullan›lmaktad›rlar.
S›ra Sizde 9
Ülkemizde s›k rastlanan demir eksikli¤ine ba¤l› aneminin sebeplerinden biriside kahvalt›dan hemen sonra tüketilen çayd›r, çay›n tanenleri g›dalardaki demirle
kompleks yaparak emilimini etkilemektedir.
S›ra Sizde 10
Papaver somniferum- (Haflhafl) kapsülleri lateksinden
elde edilen morfin en iyi bilinen örnektir.
S›ra Sizde 11
Gül uçucu ya¤›n›n elde edilmesi amac›yla uygulanan
su distilasyonunda uçucu ya¤›n alt›nda biriken suda,
suda çözünürlü¤ü fazla olan oksijenli terpenler çözünür. Bu nedenle gül suyu en iyi bilinen ve en yayg›n
kullan›lan örnektir.
S›ra Sizde 12
Görünüfl ve Sudan III reaktifi ile boyanma özellikleri ile
sabit ya¤lara benzemelerine ra¤men oda ›s›s›nda uçucu
olmalar›ndan dolay› bu isim verilmifl olmal›d›r.
Baytop, T. (1986). Farmakognozi Ders Kitab›, Cilt I,
‹stanbul Üniversitesi Yay›nlar›, ‹stanbul.
Baytop, T. (1983). Farmakognozi Ders Kitab›, Cilt II,
‹stanbul Üniversitesi Yay›nlar›, ‹stanbul.
Baytop, A. (1991). Bitkisel Droglar›n Anatomik Yap›s›, ‹stanbul Üniversitesi Yay›nlar›, ‹stanbul.
Çelebio¤lu, S. (1949). Farmakognozi, ‹stanbul Üniversitesi Yay›nlar›, ‹stanbul.
Evans, W. C. (1996). Trease and Evans Pharmacognosy, (14 bs). London: Bailliére Tindall.
Harborne, J.B. (1984). Phytochemical Methods, (2.
bs), London: Chapman and Hall.
Ross, M.S.F., Brain, K.R. (1977). An Introduction to
Phytopharmacy, London: Pitman Medical.
Tyler, V.E., Brady, L. R., Robbers, J.E. (1988). Pharmacognosy, Philadelphia: Lea &Febiger.
T.C. Sa¤l›k Bakanl›¤› ‹laç ve Eczac›l›k Genel Müdürlü¤ü
(2004). Türk Farmakopesi (Avrupa Farmakopesi Adaptasyonu), Ankara: Gökçe Ofset Ltd. fiti.
Wallis, T.E. (1967). Textbook of Pharmacognosy,
London: J. A.Churchill Ltd.
4
Amaçlar›m›z
N
N
N
T›bbi ve Aromatik Bitkilerin analizinde organoleptik, mikroskobik ve mikroflimik yöntemleri tan›mlayabilecek,
T›bbi ve Aromatik Bitkilerin analizinde kullan›lan yöntemleri karfl›laflt›rabilecek,
T›bbi ve Aromatik Bitkilerin analizinde h›zl› ve ekonomik yöntemleri de¤erlendirebileceksiniz.
Anahtar Kavramlar
• Organoleptik Analiz
• Mikroskop
• Mikroskobik Analizler
• Mikroflimik Analizler
Bitki Kimyas› ve
Analiz Yöntemleri
Organoleptik,
Mikroskobik ve
Mikroflimik Yöntemler
• G‹R‹fi
• B‹TK‹SEL KAYNAKLARIN
TANIMLANMASI
• ORGANOLEPT‹K ANAL‹ZLER
• M‹KROSKOB‹K YÖNTEMLER
• M‹KROfi‹M‹K YÖNTEMLER
Organoleptik, Mikroskobik
ve Mikroflimik Yöntemler
G‹R‹fi
T›bbi ve aromatik bitkilerin kullan›m amaçlar›na ulafl›labilmesi için kalitenin önemine çeflitli konu bafll›klar› alt›nda de¤inilecektir. T›bbi amaçla kullan›lacak bir bitkinin etkili primer veya sekonder metabolitlerinin çeflitlili¤i ve miktar› t›bbi özelli¤ini do¤rudan etkileyecektir. Aromatik bir bitkinin koku ve tat verici ya da düzeltici olarak kullan›labilmesi yine aromatik özelli¤ini veren bilefliklerin çeflitlili¤i ve
miktar› ile do¤rudan ilgilidir.
Günümüz ileri teknolojilerinde, kromatografik veya spektroskopik yöntemler
kullan›larak her türlü analiz yap›labilmektedir. Bu ileri yöntemleri kullanabilmek
için, geliflmifl teknolojilerin kullan›ld›¤› cihazlar ve bu cihazlar› kullanmay› iyi bilen teknisyenlere ulaflmak gerekir. Dolay›s› ile bu yöntemlerin bir maliyeti olacakt›r. Bu maliyet uzmanl›k gerektiren bu çal›flmalar için küçümsenmeyecek ölçülerdedir.
T›bbi ve aromatik olarak bilinen bir hammaddenin h›zl› ve ekonomik olarak
kalitesini belirlemek mümkündür. Organoleptik analizler, mikroskobik incelemeler ve mikroflimik yöntemler çok k›sa sürede, çok fazla cihaz, alet veya kimyasal
maddeye ihtiyaç duyulmadan uygulanabilecek kalite kontrol yöntemleridir. Bir
hammaddenin ilk kontrolünün bu yöntemlerle yap›lmas›, sonuçlar›n uygun bulunmamas› halinde veya flüpheli analiz sonuçlar› elde edildi¤i zaman daha üst teknoloji gerektiren yöntemlere baflvurulmas› hem zaman kazanmak hem de ekonomik
aç›dan çok önemlidir.
Organoleptik, mikroskobik ve mikroflimik yöntemlerin t›bbi ve aromatik
bitki analizlerinSIRA S‹ZDE
de avantajlar› nedir?
1
B‹TK‹SEL KAYNAKLARIN TANIMLANMASI
Bitkisel kaynaklar›n do¤ru kullan›lmas›nda en önemli etken kayna¤›n do¤ru taR U
n›mlanmas›d›r. Bir bitkinin do¤ru teflhis edilebilmesi için iyi birS Omorfoloji
ve anatomi bilgisi yan›nda sistematik bilgileri do¤ru veren kaynaklara ihtiyaç vard›r. Ülkemiz için bu konudaki en önemli kaynak “Flora of Turkey and East Aegean IsD‹KKAT
lands” (Türkiye Floras›) adl› eser olup 11 ciltten oluflmaktad›r:
S›n›fland›rma: S›n›fland›rman›n amac›, bitkileri benzerlik ve ayr›l›klar›ndan
SIRA S‹ZDE
yararlanarak, gittikçe geniflleyen gruplar alt›nda toplamaktan ibarettir.
Do¤ru ve taAMAÇLARIMIZ
K ‹ T A P
SIRA S‹ZDE
N N
S O R U
D‹KKAT
SIRA S‹ZDE
AMAÇLARIMIZ
K ‹ T A P
80
bii bir s›n›fland›rman›n yap›labilmesi için, bitkilerin bütün karakteristik özelliklerinin bilinmesi ve bu özelliklerin birbiriyle olan iliflkisinin tan›nmas› gerekmektedir.
Bitkilerin s›n›fland›r›lmas›nda pratik ve do¤ru yöntem, onlar› ortak özelliklerine göre önce küçük gruplar halinde toplamak, bu küçük gruplar› yine ortak özelliklerinden faydalanarak daha büyük kümeler içine almak, bu flekilde tabanda çok
say›da küçük gruplar bulunan ve yükseldikçe kümeleri geniflleyen, fakat say›lar›
azalan ve tepede bitkiler alemi ile sonlanan bir silsile gelifltirmektir.
S›n›fland›rman›n en faydal› yönü, bilinmeyen bir bitkinin teflhisini sa¤lamas›d›r.
Teflhis, bilinmeyen bir bitkiyi, bilinen gruplardan birinin içine koymakla gerçeklefltirilebilir. Teflhis iflleminde kesin bir sonuca vard›r›labilen bir s›n›fland›rma, amac›na ulaflm›fl bir s›n›fland›rma demektir.
19. yüzy›lda bitki sistemati¤i bir bilim kolu düzeyine eriflmifltir ve bu dönemde
s›n›fland›rma, bitkilerin sadece morfolojik özelliklerine dayanmaktad›r. Mikroskopinin icad›, anatomi ve sitoloji kollar›n›n geliflmesi, evrim teorisinin ortaya at›lmas›, genetik biliminin geliflmesi ve bütün bilimlerin botanik alan›nda kaydetti¤i bilgiler, s›n›fland›rmay› etkilemifl ve yeni sistemlerin ileri sürülmesine, taksonomi alan›nda yeni kollar›n ortaya ç›kmas›na neden olmufltur. Kromozom say›s›, kromozom yap›s›yla ilgili sitolojik bulgular›n s›n›fland›rmaya uygulanmas›yla ‘Sitotaksonomi’ bilim dal› ortaya ç›km›fl, bitkilerin kimyasal içerikleri hakk›ndaki bilgilerin
iyi bir düzeye ulaflmas›yla, bitkilerin kimyasal özellikleri ile s›n›fland›rma aras›nda
iliflkiler arayan ‘Kemotaksonomi’ bilim dal› meydana gelmifltir. Son y›llarda, taksonomik gruplar aras›nda yak›nl›¤› ve uzakl›¤› belirleyebilmek amac›yla matematik
yöntemlerinden yararlan›lmas› düflünülmüfl ve ‘Nümerik taksonomi’ ad› verilen bir
bilim dal› oluflmufltur.
1. Yapay S›n›fland›rma: Bitkilerin gelifli güzel seçilmifl bir veya birkaç özelliklerine dayan›r. Örne¤in, bitkileri ot, çal›, a¤aç fleklinde ay›rmak, çiçeklerdeki stamen
say›s›na göre grupland›rmak veya floristik eserlerde görüldü¤ü gibi, bir bitkiyi h›zl›ca tayin edebilmek için yap›lm›fl olan dikotomik anahtarlar yapay s›n›fland›rma
fleklidir; bitkiler aras›ndaki yak›nl›k ve akrabal›k düflünülmeden yap›lm›fl bir s›n›fland›rmalard›r.
2. Do¤al S›n›fland›rma: Çok say›da özellik kullan›larak ve bitki özellikleri aras›nda ba¤l›l›k bulundu¤una dayan›larak yap›lan bir s›n›fland›rmad›r. Bu sistemde,
küçük kümeleri içine alan daha büyük kümeler fleklinde bir dizi vard›r. Bu kümeler s›ras›yla, tür, cins, familya, tak›m, vb. isimlerini tafl›r. Çok say›da özellik kullan›ld›¤›ndan ve özellik benzerliklerinden yararlan›ld›¤›ndan, bu sistem, ayn› s›radaki kademelerin birbirlerine olan yak›nl›k veya uzakl›¤›n› ortaya koyar.
3. Filogenetik S›n›fland›rma: 19. yüzy›l›n ikinci yar›s›nda Lamarck ve Darwin’in
gelifltirmifl olduklar› evrim teorisine, yani dünyan›n oluflumundan bugüne kadar
yaflayagelmifl bitkilerin, gruplar halinde birbiri ard› s›ra meydana gelmifl olduklar›,
her bir grubun daha önceki var olan gruptan gelmifl oldu¤u, buna göre bitkiler aras›nda bir akrabal›k iliflkisi bulundu¤u teorisine dayanan bir s›n›fland›rmad›r. Bir tür
do¤al s›n›fland›rma sistemidir: tür, cins, familya kavramlar›n› kabul eder, fakat bu
gruplar›n s›ralanmas›n›, ilk bitki gruplar›ndan son oluflan bitki gruplar›na do¤ru,
yani ilkel gruplardan geliflmifl gruplara do¤ru yapar.
Bugünkü floram›z ise geliflmekte olan genç flekillerle gerileme halinde olan
yafll› flekillerin bir kar›fl›m›ndan oluflmaktad›r. Böyle bir flora içindeki bitkiler aras›nda evrim boyunca meydana gelen morfolojik geliflmelere dayanarak, bir do¤al
akrabal›k zinciri aramak, bitkileri bu zincire göre grupland›rmak ve s›ralamak, filogenetik sistemin amac›d›r.
4. Ünite - Organoleptik, Mikroskobik ve Mikroflimik Yöntemler
S›n›fland›rma birimlerine takson ad› verilir. Burada birim terimiyle sistemdeki,
küçük veya büyük, herhangi bir kademedeki bir grup anlafl›l›r. Temel birim olarak
tür kabul edilir.
Tür: Sabit özellikleri hepsinde ayn› olan ve bir tek ferdin dölü olarak kabul edilebilen fertlerin toplulu¤una verilen isimdir. Bu toplulukta çok önemli olan iki
özellik göze çarpar:
1. Fertlerin özellikleri sabit ve kal›tsald›r, yani fertler hem kendi aralar›nda birbirlerine benzer, hem atalar›na benzer, hem de ileri döllerindeki fertlere
benzer,
2. Fertler ancak kendi aralar›nda döllenebilirler, yani topluluk, üreme bak›m›ndan di¤er tür topluluklar›ndan ayr›lm›fl durumdad›r.
Tür biriminin üstünde olan, yani türden daha büyük olan topluluklar gittikçe
büyüyen geniflliklerine göre, afla¤›da s›ralanm›flt›r:
Cins: Birbirine benzeyen ve ortak birçok özellikleri olan türlerin toplulu¤u,
Familya: Ortak özellikleri olan yak›n cinslerin toplulu¤u,
Tak›m: Yak›n familyalar›n toplulu¤u,
Bölüm: Yak›n s›n›flar›n toplulu¤u,
Alem: Bölümlerin hepsini birden, yani bütün bitkileri içeren topluluk.
Tür kademesinin alt›nda olan, yani türden daha küçük olan kademeler flunlard›r: alttür, varyete, form.
Adland›rma: Bitki sistemati¤inde adland›rma için uluslararas› dil olarak Latince kabul edilmifltir ve adland›rma uluslararas› çal›flmalar sonunda saptanm›fl olan
kurallara göre yap›l›r.
Tür adlar› iki Latince kelimeden oluflan bir tak›md›r. Bu kelimelerden birincisi,
o türün içinde bulundu¤u cinsin ad›d›r. ‹kinci kelime, bu cins ad›n› tamlayan bir
kelimedir. Türü belirleyen bu ikinci kelime genellikle bir s›fatt›r ve göze çarpan bir
özelli¤i veya çiçeklenme zaman›, yetiflti¤i ortam, vatan›, kullan›l›fl› vb. özelli¤i yans›t›r. Tamlayan kelime bir isim de olabilir, bölge ad›, da¤ ad›, flehir ad›, kifli ad› gibi... Kifli ad› genellikle o türe ait ilk örne¤i toplam›fl veya botanik alan›nda tan›nm›fl bir kiflinin ad›d›r. Cins ad› büyük harfle bafllar, tamlayan kelimenin ilk harfi
daima küçük yaz›l›r.
Bir türün bilimsel ad›n›n geçerli olabilmesi için, bu türü tan›tm›fl ve ona Latince isim vermifl olan kifli veya kiflilerin isimlerinin tam veya k›salt›lm›fl olarak, türün
Latince ad›n›n ard›nda yaz›lm›fl olmas› gerekir. Örnekler:
Papaver somniferum L.
Orchis anatolica Boiss.
Crocus abantensis T. Baytop et B. Mathew
Roemeria carica A. Baytop
Sideritis tmolea P. H. Davis
Gypsophila baytopiorum Kit Tan
Burada Papaver, Orchis, Sideritis, Roemeria, Crocus, Gypsophila cins adlar›d›r;
somniferum uyku tafl›yan anlam›na gelen bir s›fat, anatolica Anadolu kelimesinden, tmolea Tmolus (Bozda¤) kelimesinden, carica Mu¤la yöresi anlam›nda, abantensis Abant kelimesinden türetilmifl birer s›fatt›r; albiflora beyaz çiçekli anlam›nda bir s›fat; baytopiorum bir isimdir, Baytoplar›n anlam›na gelir. Tür isimlerinin ard›ndan k›salt›lm›fl veya tam olarak yaz›lm›fl kelimeler ise, o türlere isim vermifl olan
botanistlerin isimleridir.
Tür kademesinin üstünde bulunan alt› ana kademedeki taksonlar›n adlar›, tek
Latince kelimeden oluflmaktad›r. Bu kelimelerin ilk harfleri büyük yaz›l›r.
81
82
Cins ad› özel isimdir. Bu isim bazen cinsin belirli bir özelli¤ini yans›t›r, bazen
tan›nm›fl bir kiflinin, bazen bitkinin yerli isminin Latinlefltirilmifl halidir. Bazen de
hiçbir anlam› olmayabilir.
Familya adlar›, o familyada bulunan bir cinsin ad›ndan yararlanarak düzenlenmifltir ve daima -aceae ile son bulur. Örne¤in Malvaceae ad›, bu familyada bulunan Malva cins ad›ndan türetilmifltir. Ancak bu kurala uymayan adland›rmalar da
mevcuttur, örne¤in Gramineae, Umbelliferae, Labiatae vb. Bu familyalar için de aceae ile sonlanan adlar kullan›lmaya bafllanm›flt›r. Gramineae yerine Poaceae,
Umbelliferae yerine Apiaceae, Labiatae yerine Lamiaceae gibi.
Tak›m adlar›, o tak›mda bulunan familyalardan birinin ad›ndan al›n›r ve -ales
ile sonland›r›l›r, Malvales, Rosales gibi. Ancak baz› istisnalar da bulunmaktad›r.
Glumiferae, Umbelliflore gibi.
Bölüm adlar›n›n hepsi -phyta eki ile sonlan›r. Pteridophyta, Spermatophyta
gibi.
Ana kademeler aras›ndaki taksonlar›n isimlendirilmesinde ise, bu taksonlar›n
isimleri iki bazen de daha fazla say›da Latince kelime tafl›yan bir tak›md›r, ancak
burada iki Latince kelime aras›nda daima kademe belirtilmelidir. Örne¤in Solanum
nigrum subsp. nigrum, Foeniculum vulgare var. dulce, Papaver sect. miltantha.
Uluslararas› kurallara dayan›larak botanistler taraf›ndan bitkilere verilmifl olan
bilimsel Latince isimlere karfl›l›k, o bitkilerin yetiflti¤i bölgelerdeki halk taraf›ndan
kullan›lan yerli isimleri vard›r. Bu isimlerin bir k›sm› tamamen yerleflmifl ve kodeks
ve kitaplara geçmifl olmakla beraber, birço¤u yöresel ve çeliflkili kalmaktad›r.
Droglar›n Adland›r›lmas›: Bir t›bbi bitkinin biyolojik aktivitesi özelli¤i olan
organ›, kurutma gibi bir ifllem ile devaml› olarak saklanabilir hale getirilirse, istenilen yerde, istenilen bir zamanda kullan›lmaya haz›r bir drog haline gelmifl demektir. Droglardan hareketle ilaçlar haz›rlan›r. Drog, ilaç haz›rlanmas›nda kullan›lan
bitkisel veya hayvansal kökenli ilkel maddedir. Örne¤in bir bitkinin çiçekleri toplan›r kurutulursa ve bu çiçeklerden haz›rlanan infüzyon ilaç olarak kullan›l›rsa, kurutulmufl bu çiçekler bir drogdur.
SIRA S‹ZDE
S O R U
D‹KKAT
SIRA S‹ZDE
AMAÇLARIMIZ
K ‹ T A P
2
Drog ve ilaç SIRA
kavramlar›n›
tart›fl›n›z.
S‹ZDE
Bitkisel droglar kökenlerine göre iki grup alt›nda toplan›r:
D Ü fi Ü N E L ‹tamam›ndan
M
1. Bir bitkinin
veya herhangi bir parças›ndan elde edilen droglar,
2. Bitkide do¤al veya ikincil olarak geliflen veya bitkiden özel bir ifllem sonunda elde
droglar.
S Oedilen
R U
Bir bitkinin tamam›ndan elde edilen droglar azd›r. Bitkinin herhangi bir parças›ndan elde edilen droglar ise daha fazlad›r.
D‹KKAT
Bu organlar için kullan›lan Latince terimler flöyledir:
Folium (yaprak), folia (yapraklar), flos (çiçek), flores (çiçekler), cortex (gövde,
S‹ZDE fructus (meyve), semen (tohum), herba (ot), lignum (odun),
dal ve kök SIRA
kabu¤u),
radix (kök), bulbus (so¤an), tuber (yumru), tubera (yumrular), rhizoma (köksap),
stipes (dal,AMAÇLARIMIZ
sap), stipites (dallar, saplar), summitates (dal uçlar›), gemmae veya turlones (dal tomurcuklar›), pulpa (etli mezokarp), stylus (stilus), pericarpium (meyve
kabu¤u), sporae (sporlar), glandulae (salg› tüyleri).
‹kinci grup
droglar›n cinsini belirtmek için kullan›lan Latince terimler
K ‹ Talt›ndaki
A P
flunlard›r:
N N
TELEV‹ZYON
TELEV‹ZYON
‹NTERNET
‹NTERNET
83
Amylum (niflasta), gallae (maz›lar), gummi (zamk), resina (reçine), gummiresina (reçineli zamk), oleoresina (reçine ve uçucu ya¤ kar›fl›m›), balsamum (balsam), pix (katran), oleum (ya¤), cera (mum), succus (usare).
Bitki organlar› yaz›l›rken, tamlama yapan iki kelime kullan›l›r. Bu kelimelerden
biri bitkinin ad›, di¤eri ise bitkinin kullan›lan organ›n›n ad›d›r. Bitkinin ad› olarak
genellikle cins ad› kullan›l›r, bazense cins ad›na bazen bir s›fat eklenir.
Digitalis folium (yüksükotu yapra¤›), Malvae folium (ebegümeci yapra¤›), Chamomillae romanae flos (Alman papatyas› çiçe¤i), Salep tubera ( salep yumrular›).
ORGANOLEPT‹K ANAL‹ZLER
T›bbi ve aromatik bir materyalin organoleptik özellikleri karakteristiktir. Organoleptik analiz ifadesi ile befl duyu organ› ile yapt›¤›m›z analizleri kapsar. Görünüfl,
renk, büyüklük, k›r›lma yüzeyi, yüzey özellikleri, tekstür, koku ve tat bu analizin
temelini oluflturur. Bu özelliklerin belirlenmesi materyalin safl›¤› ve kalitesi konusunda fikir edinmek için en h›zl› yöntem oldu¤u gibi hiç bir cihaza gerek duyulmamas› nedeniyle ekonomiktir. E¤er materyal renk, görünüfl, büyüklük bak›m›ndan ilgili standartlarda verilen de¤erlere uygun de¤ilse daha ileri testleri uygulaman›n gere¤i yoktur. Tat ve koku belirlenmesi de çok önemli olmas›na ra¤men bu
konuda analizi yapan kiflinin kiflisel alg›lar›n›n sonucu etkileyebilece¤i unutulmamal›d›r.
Bitkisel ürün bitkide do¤al veya patolojik olarak meydana gelen veya bitkiden
özel bir ifllem sonucu elde edilen ürün de olabilir. Bunlar niflastalar, maz›lar, zamklar, reçineler, reçineli zamklar, oleorezinler, balsamlar, katranlar, uçucu ya¤lar, sabit ya¤lar, usareler, lateksler, ekstreler ve süblimasyon ürünleri olabilir. Bu ürünlerde öncelikle standartlar ve monograflarda belirtilen özellikleri dikkate al›narak
makroskopik incelemeye tabi tutulmal›d›r.
Bir bitkisel materyalin genel görünüflü, canl› bitki ve kuru halde pazardaki görüntüsüne, içerdi¤i parçac›k çeflitlili¤ine örnek olarak Ökse otu verilmifltir (Resim 4.1).
Resim 4.1
a. Viscum album
(Ökse Otu) genel
görünüfl,
b. canl› bitki,
c. kuru halde.
(Bisset, 1994)
1 cm
Görünüfl
Materyalin genel görünüflü, kalite konusunda ip uçlar› verebilir. Scillae bulbus parçac›klar› gevrek olmal›d›r, yumuflak ise nem çekmifl ve büyük ihtimalle etken bileflikleri olan glikozit miktar›nda azalmalar olmufl demektir. Yaprak materyallerinde e¤er standartlar yapraklar›n bütün olmas›n› öneriyorsa, defne, sinameki örneklerinde oldu¤u gibi, k›r›lm›fl ufalanm›fl yapraklar kaliteli bir materyali oluflturmaz.
Niflasta bak›m›ndan zengin kök, rizom gibi droglarda (Iridis rhizoma, Zingiberis
rhizoma, Rhei radix gibi) gözlenen delikli bir yap› materyalin böceklenmifl oldu¤u-
84
nu iflaret eder ki hiçbir flekilde kullan›lmamas› gerekir. Papatya çiçeklerinin görünüflü parlak olmal›, donuk görünümlü olmamal›d›r. Toz halindeki materyallerde
tozun inceli¤i, lifli görünümü vb özellikleri materyalin kalitesi hakk›nda ipuçlar›
vermektedir. Örne¤in niflastalar beyaz, ak›c› toz halinde olmal›d›r. Toz rengindeki
kirlilik veya tozun küf mantar› hifleri ile ak›flkanl›¤›n› kaybetmifl olmas› kalitenin
istenen düzeyde olmad›¤›n› aç›kça gösterir.
Renk
Gün ›fl›¤›nda veya gün ›fl›¤› dalga boyundaki lambalar alt›nda referans materyaller
ile karfl›laflt›r›larak incelenmelidir. E¤er toz edilmifl bir drog ise renkler baz› materyaller için belirleyici olabilir. Beyaz: Arap zamk›, Kitre zamk›; Aç›k Sar›: Soyulmufl
Meyan kökü, Zencefil, Kuassia, Adaso¤an›; Aç›k Kahverengi: ‹peka kökü, Soyulmam›fl Meyan Kökü, Kargabüken tohumu, Afyon, Rezene (Resim 4.2), Censiyan,
Kaskara, Kiflnifl, Kakule, Calap yumrusu, Keten tohumu, Aloe; Tarç›n rengi: Tarç›n
kabu¤u (Resim 4.3), Kateflu; Koyu kahverengi: Karanfil (Resim 4.4), Çuraçao Aloesi; Menekfle: Çavdar mahmuzu; K›rm›z›: K›nak›na kabu¤u; Turuncu: Ravent; Aç›k
yeflil: Lobelya; Yeflil: Banotu, Güzelavrat otu, Stramonium, Sinameki, Yüksük otu
vs. olabilir.
Resim 4.2
Foeniculi fructus
Resim 4.3
1 cm
Foeniculum vulgare meyveleri. (Rezene)
(Bisset, 1994)
1 cm
Carum carvi meyveleri. (Keraviye)
(Bisset, 1994)
Resim 4.4
Cinnamomi ceylanici cortex
Resim 4.5
1 cm
Cinnamomum ceylanicum kabuklar›. (Tarç›n)
(Bisset, 1994)
Caryophyli flos
1 cm
Syzygium aromaticum tomurcuklar›. (Karanfil)
(Bisset, 1994)
85
Örnekler:
Aloe: Koyu kahverengi kütle, k›smen opak veya kahverengi toz
Althaeae officinalis: Kökler beyaz
Zencefil rizomu: ‹ç k›s›mlar beyaz, d›fl k›s›mlar sar›ms› - kirli beyaz (Resim 4.5)
Resim 4.6
Zingiberis rhizoma
Resim 4.7
1 cm
Zingiber officinale rizomu. (Zencefil)
(Bisset, 1994)
1 cm
Althaeae officinalis kök. (Hatmi)
(Bisset, 1994)
Büyüklük
On örnekte ölçümler yap›larak ortalamas› al›nmal›d›r. Monograflarda veya ilgili
standartlarda belirtilen ebatlara uymayan materyaller kullan›lamaz.
Örnekler:
Rosmarinus officinalis: Yapraklar 1- 4 cm boyunda
Mentha piperita: Yapraklar 1 - 7 cm boyunda
Melissa officinalis: Yapraklar 2 - 8 cm boyunda
Gingko biloba: Yapraklar 4 - 7 cm boyunda
Thea sinensis: Yapraklar 3 - 12 cm boyunda
Laurocerasus officinalis: Yapraklar 8 - 20 cm boyunda
Ricinus communis: Meyve küremsi, 1.5 cm çap›nda, dikenli
Datura stramonium: Meyve yumurtams›, 2.5 - 4 cm boyunda, dikenli
Yüzey Özellikleri
Ham materyalde, gerekirse 6x veya 10x büyütmeli mercekler alt›nda yüzey incelenmeli, yumuflakl›k-sertlik ve gevfleklik-bükülebilirlik kontrolleri yap›lmal›d›r.
Örnekler:
Rosmarinus officinalis, Eucalyptus camaldulensis, Thea sinensis, Laurus nobilis, Laurocerasus officinalis, Gingko biloba yaprak yüzeyi derimsi.
K›r›lma Yüzeyi
K›r›lma yüzeyi lifli, pürüzlü-pürüzsüz veya tanecikli vb. özellikleri tafl›yabilir.
Örnekler: Meyan kökü k›r›lma yüzeyi lifli,
Koku
Baflparmak ile iflaret parma¤› aras›nda ezilerek incelenen örnekte koku yok, zay›f,
farkl› veya kuvvetli olarak not edilir. Koku var ise aromatik, meyvemsi, küflü veya
86
kokuflmufl gibi özelli¤i not edilir. Nane, kekik, karanfil gibi örneklere özel-karakteristik s›ras›yla mentol, karvakrol ve öjenol kokular› al›nabilir.
Örnekler:
Sinameki: Hafif kokulu
Anason: Karakteristik anason kokulu
Arnika çiçe¤i: Aromatik kokulu
Belladon yapra¤›: Hafif buland›r›c› kokulu
Peumus boldus: Yapraklar› özellikle ezilince karakteristik kokulu
Carum carvi: Meyveleri karvona benzer kokulu
Rosmarinus officinalis, Mentha piperita, Melissa officinalis, Salvia fruticosa,
Eucalyptus camaldulensis, Laurus nobilis yapraklar› özel kokulu.
Laurocerasus officinalis yapraklar› ezildi¤i zaman özel kokulu.
Artemisia absinthium: Aromatik ve karakteristik
Apium graveolens: Karakteristik, baharat›ms›
Tat
Özellikle belirtilmifl ise materyalin tad›na bak›lmal›d›r. Alkaloit ve glikozit tafl›yan
t›bbi bitkiler ac› lezzetlidir. Bu bilefliklerin toksik olma ihtimalleri göz ard› edilmemelidir. Ayr›ca terpenik kökenli ac› maddeleri tafl›yan bitkiler ifltah aç›c› ve tonik
olarak kullan›lagelmektedir.
Ac›l›k tarifi kinin ve benzeri maddeler için farkl›, k›rm›z›biber gibi baharat olarak kullan›lanlar için farkl› bir ifadedir. Aromatik bitkilerin tan›nmas›nda tat tan›mlay›c› bir özellik olabilir.
Örnekler:
Melek otu kökü: Önce aromatik, sonra buruk ac› ve nihayet yak›c› lezzetli
K›rm›z› biber: Çok yak›c› lezzette
Cardamum: Tohumlar kuvvetli aromatik koku ve lezzette
Centaurium erythraea: Ac› lezzetli
Althaeae officinalis: Yapraklar› müsilajl› lezzetli, kökler müsilajims› ve tatl›ms›
Ammi visnaga: Meyveleri hafif ac› ve aromatik
Ginseng kökü: Önce ac›, sonra tatl› ve müsilaj›ms›
SIRA S‹ZDE
M‹KROSKOB‹K
YÖNTEMLER
SIRA S‹ZDE
Organoleptik özellikler materyali de¤erlendirmek için yeterli olmayabilir.
mikraskabik
ve/veya fizikokimyasal analizlerin yap›lmas› gereklidir. Özellikle parD Ü fi Ü N E L ‹ M
çalanm›fl veya toz edilmifl materyaller makraskabik özellikleri belirlenemeyece¤i
ve organoleptik özelliklerinde kay›plar olabilece¤i için mikraskabik incelemeye tabi tutulurlar.S O R U
S O R U
Bu analizlerin
için öncelikle mikroskopun yap›s› ve kullan›m› ile ilgili bilgi
D ‹yap›labilmesi
KKAT
sahibi olmak gerekir. Bu konu ile ilgili detaylar T›bbi ve Aromatik Bitki Uygulamalar› dersi teorik ve SIRA
uygulama
bilgilerinden yararlanabilirsiniz.
S‹ZDE
D‹KKAT
SIRA S‹ZDE
SIRA S‹ZDE
AMAÇLARIMIZ
K ‹ T A P
S O R U
N N
3
MikraskabikSIRA
metotlar›n
S‹ZDE uygulanmas› hangi durumlarda baflvurulacak ilk yöntemdir?
AMAÇLARIMIZ
Ayr›ca farmakopelerdeki drog monograflar›n›n haz›rlanmas›nda, droglar›n safD Ü fi Ü N E L mikraskabik
‹M
l›k kontrollerinde
yöntemlerden genifl flekilde yararlan›l›r. MikroskoK flekilde
‹ T A P kullan›labilmesi için bitki morfolojisi ve anatomisinin iyi bilinbinin yararl›
mesi gerekir.S OÇeflitli
R U dokular›n, hücre flekillerinin ve organellerin bilinmesi flartt›r.
TELEV‹ZYON
D‹KKAT
TELEV‹ZYON
D‹KKAT
SIRA S‹ZDE
‹NTERNET
SIRA S‹ZDE
‹NTERNET
87
Örne¤in; yaprakta epiderma ve palisat dokular›n›, stoma hücrelerini, salg› ve örtü
tüylerini bilmek ve tan›mak gerekir. Toz droglar›n tayininde tayin anahtar›ndan yararlan›l›r. Bu anahtarlar devaml› ikiye ayr›larak sürdüklerinden dikotomik anahtarlar ad› da verilir.
A) Hücresiz Droglar: Zamklar, Balzamlar, Mumlar, Reçineler, Ya¤lar, Lateksler,
Niflasta, Ekstreler (Agar, Kateflu)
B) Hücreli Droglar:
B1) Odun borusu tafl›mayanlar: Mantar, Salg› hücresi, Polen, Spor (Lupulin)
B2) Odun borusu tafl›yanlar:
B2.1) Yaprak Epiderma hücresi ve Stoma tafl›yanlar: Folium, Flos, Herba.
B2.2) Yaprak Epiderma Hücresi ve /veya Stoma tafl›mayanlar:
B2.2.1) Perikarp elementleri ve Testa tafl›yanlar: Fructus, Semen
B2.2.2) Perikarp elementleri ve Testa tafl›mayanlar: Radix, Rhizoma, Tubera, Bulbus
Bu tayin anahtar›nda ana hatlarla verilen bilgileri daha ayr›nt›l› veren, bilinmeyen ve toz halindeki bir bitkisel materyalin tayinine yard›mc› olabilecek anahtarlar
kaynaklarda bulunmaktad›r (A.Baytop, 1981, Bafler, K›r›mer, 2009).
Bitkisel Droglarda Gözlenen Diagnostik Özellikler
HÜCRE C‹DARI: Bitkilerde hücre cidar› selüloz, hemiselüloz, lignin, kütin veya
süberinden yap›lm›flt›r.
Selüloz Cidarlar: Pamuk (Gossypium) lifleri saf selülozdan oluflmufltur. Bitkilerin hücre cidarlar›nda genellikle selüloz yan›nda hemiselüloz ve pektin de bulunur. Sartur Reaktifi ile sar›ya boyan›r.
Mantarlaflm›fl (Süberinli) ve Kütinleflmifl Cidarlar: Süberin ve kütin bulunduklar› cidarlar› su geçirmez yaparlar. Mantar dokusunda ve endospermada hücre
cidarlar› süberinleflmifltir. Kütin selüloz cidarlar›n yüzeyinde veya içinde birikir.
Yapraklar›n yüzeyini kaplayan kütin (Kütikula) karakteristik flekillerde olabilir. Cocae folium’da papil; Belladonnae folium’da k›vr›m fleklinde kabart›l›d›r. Kütikula
tabakas› alt›ndaki selüloz cidarlarda kütin tafl›yabilir. Süberin ve kütinin tan›ma reaksiyonlar› ayn›d›r. Sartur Reaktifi ile suberin esmer k›rm›z›-turuncu; kütin ise turuncu renk al›r.
Silisleflmifl Cidarlar: Silis içeren hücre cidarlar›na Diatomeae, Graminae ve
Equisetaceae familyalar›na dahil bitkilerde rastlan›r.
Müsilajlaflm›fl Cidarlar: Baz› hücre cidarlar› zamk veya müsilaj haline dönebilirler. Gummosis denen bu olaya Prunus, Citrus, Astragalus türlerinin gövdelerinde; birçok tohumun (Lini semen, Sinapis semen) testas›nda ve ço¤u su bitkilerinin d›fl dokular›nda rastlan›r. Sennae folium’da epiderman›n baz› hücreleri müsilaj tafl›r. Müsilaj tafl›yan hücreler Çini Mürekkebi ile incelenebilir. Su ile fliflen müsilaj hücreleri siyah yüzeyde beyaz renkli görülür.
Kitinleflmifl Cidarlar: Crustacea’lar›n (Kabuklu deniz hayvanlar›) böceklerin
ve baz› mantarlar›n (Secale cornutum - Çavdar mahmuzu) hücre cidarlar›nda bulunur. Kitin; selüloz ve lignin için uygulanan reaksiyonlar› vermez.
HÜCRE ‹ÇER‹⁄‹:
N‹fiASTALAR: Kök, rizom, meyve ve tohumlarda iri tanecikler halinde depo niflastas› olarak, klorofil tafl›yan organlarda ise daha küçük taneler halinde assimileme niflastas› olarak bulunan renksiz, karbonhidrat deposu maddelerdir.
Niflasta, hücrede lökoplastlarda teflekkül eder. Oluflum merkezine “Hilum” ad›
verilir. Niflasta tanesi, hilum etraf›na peflpefle oluflan tabakalar sonucu meydana
Diagnostik tan›, ay›r›m
anlam›ndad›r.
Papil, epiderma hücrelerinin
her birinde rastlanan
kutikula tabakas›
kabart›lar›d›r, mikraskabik
incelemede epiderma üstten
görünüflünde yuvarlak
kabart›lar fleklinde görülür.
88
gelir. Hilum nokta, çizgi veya ›fl›nsal (radyal) flekillerde olabilir. Hilum niflasta tanesinin ortas›nda ise “konsentrik”, ortadan baflka yerde ise “eksantrik” olarak adland›r›l›r. Eksantrik hilumlu taneler genellikle yuvarlak de¤ildir. Hilum mikroskopta hassas ayar vidas›n›n ileri geri oynat›lmas›yla aç›k ve koyu renkli görülür. Hilumun flekli ve etraf›ndaki halkalar›n belirgin olup olmamas› teflhiste önemli oynar.
Hilum ticari niflastalarda, bitki hücreleri içinde ki niflastalar›nkinden daha belirgindir. Niflasta taneleri yuvarlak, oval, eliptik, çok köfleli veya torba fleklinde olabilir.
Bazen tek tek (basit) bazen ise birkaç tanesi bir arada (bileflik) bulunabilir (fiekil
4.1). Niflastalar su ile incelenirler. ‹yot çözeltisi ile maviye boyan›rlar, bu ifllem için
Sartur Reaktifi de kullan›labilir.
fiekil 4.1
T›bbi olarak
kullan›lan
niflastalar.
Kristalloit protein taneci¤i,
globoit ise kalsiyum veya
magnezyum inozitofosfatt›r.
PROTE‹NLER: Tohumlarda depo olarak bulunan protein taneciklerine “Alöron” ad› verilir. Alöronlar bilhassa ya¤l› tohumlarda, örne¤in Ricini semen ve Lini
semen’de belirgin flekilde görülürler. En basit alöron tanesi ince bir zarla kapl› protein kütlesidir. Ancak bazen protein kütlesi içinde yuvarlak flekilli globoit ve kristalloit adl› taneciklere de rastlan›r.
Globoit tafl›yan alöron taneleri Lini semen’in kotiledonlar›nda ve endodermas›nda bulunur. Myristicae semen’in endosperma hücrelerinin herbiri bir büyük,
birçok alöron tanesi tafl›rlar. Büyük taneler içinde iri birer kristalloit bulunur. Alöron taneleri kloralhidrat ve Sartur Reaktifi’nde çözünürler. Bu yüzden eter, alkol
veya gliserinde incelenirler. mikraskabik incelemede iyi sonuç almak için numune
ya¤ ve niflastadan iyice ar›nd›r›lmal›d›r.
YA⁄LAR: Bitkisel droglarda sabit ve uçucu ya¤lara rastlan›r. Sabit ya¤lar bilhassa tohumlarda depo madde olarak bulunur. Depo ya¤lar kat› ve ›s›t›l›nca eriyen
renkli veya kristalize kütleler halindedir. Myristicae semen’in endosperma hücrelerinde tüy flekilli kristaller halinde görülürler. S›v› ya¤lar küçük parlak damlalar halinde gözlenirler. Ya¤ damlac›klar›na Lini semen’in kotiledonlar›nda alöron taneleri ile birlikte; Strychni semen ve Umbelliferae meyvelerinin ise endospermalar›nda
rastlan›r.
Uçucu ya¤lar yaprak, meyve, kabuk, rizom ve tohumlarda özel organlar içinde,
salg› hücrelerinde (Cinnamomi cortex, Boldo folium, Cardamomi fructus, Piperis
nigri fructus, Zingiberis rhizoma), salg› ceplerinde (Eucalypti folium, Jaborandi folium) salg› kanallar›nda (Umbelliferae meyveleri: örn. Foeniculi fructus), salg› tüylerinde (Labiatae bitkileri: örn. Menthae folium) bulunurlar. Uçucu ya¤lar hücre
içinde damlac›klar halinde görülür. Suda az, alkolde çok çözünürler. Sabit ve uçucu ya¤lar Sartur Reaktifi ile turuncu renge boyan›rlar.
KR‹STALLER (B‹LLURLAR): Droglarda rastlanan kristaller basit ve bileflik olmak üzere ikiye ayr›larak incelenirler (fiekil 4.2).
Basit Billurlar
Prizmatik
: Sennae folium, Hyoscyami folium, Quassiae lignum,
Liquiritiae radix, Rauwolfiae radix, Colombo radix,
Rhamni purshianae cortex, Quillaiae cortex.
‹¤ne fleklinde
: Ipecacuanhae radix, Gentianae radix, Cinnamomi
cortex ve Scillae bulbus’da ise rafit fleklinde
Billur kumu (sfenoit) : Belladonnae folium
Bileflik Billurlar
Druz
: Stramonii folium, Sennae folium, Rhei radix, Granati cortex
Rozet
: Rhei radix, Foeniculi fructus
‹kiz billur
: Hyoscyami folium
Billurlara bütün doku ve organlarda rastlanabilir. Bazen sklerenkima demetinin
etraf›n› k›n gibi sarabilirler, böylelikle billur dizileri meydana getirirler (Sennae folium, Rhamni purshianae cortex, Liquiritiae radix). Bazen de tafl hücreleri içinde
rastlan›rlar (Colombo radix). Foeniculi fructus’da küçük kalsiyum oksalat rozetleri
alöron taneleri içinde bulunurlar. Droglarda en çok kalsiyum oksalat (CaC2O4) billurlar›na rastlan›r. Solanaceae droglar›ndan Belladonnae folium billur kumu, Stramonii folium druz, Hyoscyami folium ise tek ve ikiz billurlar tafl›malar› sebebiyle
birbirlerinden ay›rt edilirler. Kalsiyumoksalat billurlar› doku içinde kloralhidrat,
Sartur Reaktifi veya KOH çözeltisi ile incelenebilirler. Bu billurlar asetik asit ve
KOH’de erimez ancak HCl ve H2SO4 ile erirler. % 50 H2SO4 ile muamele edildiklerinde kalsiyum oksalat billurlar› i¤ne fleklindeki kalsiyum sülfat billurlar›na dönüflürler. Baz› droglarda kalsiyum karbonat billurlar›na rastlan›r. Bunlar hücre duvar›na yap›fl›k halde salk›m fleklinde bulunabilirler ki bu durumda Sistolit ad›n› al›rlar. ‹yi teflekkül etmifl sistolitler Cannabis herba’n›n yaprak üst epiderma hücrelerinde ve alt epidermadaki örtü tüylerinin tabanlar›nda görülürler. Sistolitteki kalsiyum karbonat seyreltik asitle eritildi¤inde geriye selülozdan ibaret bir k›s›m kal›r.
Kalsiyum karbonat, kalsiyum oksalat›n aksine asetik asit, HCl veya H2SO4’le köpürerek erir. % 50 H2SO4 kullan›l›rsa i¤ne fleklinde kalsiyum sülfat billurlar› belirir.
89
90
fiekil 4.2
Kristaller
DOKULAR
EP‹DERMA: Bütün bitkiyi saran, tek s›ra hücre yap›l› dokudur. Kökte epiderma pilifer tabakay› teflkil eder. Epiderma hücreleri kloroplast tafl›maz. Yüzeyden
görünümde de¤iflik flekillerde olabilirler. Enine kesitte ise yass›, yüzeye paralel,
kare veya dikdörtgen flekillidir. A¤açs› bitkilerin gövdelerinde epiderma mantar
kambiyumunun (Fellogen) geliflmesiyle yok olur. Otsu bitkilerin gövdelerinde,
yaprak, meyve ve tohumlarda ise epiderma kal›c›d›r. Epiderma hücrelerinin cidarlar› düz (Jaborandi folium, Cocae folium, Sennae folium), dalgal› (Stramonii foli-
91
um, Hyoscyami folium, Belladonnae folium), tesbihimsi (Lobeliae folium, Digitalis
lanata folium) veya Cocae folium’daki gibi papilli olabilir. Uvae-ursi folium’n›n
epidermas›nda kal›n bir kütikula tabakas› bulunur. Jaborandi folium ve Belladonnae folium’da kütikula k›vr›ml›d›r (fiekil 4.4). Sennae folium’da epiderma müsilaj
içerir. Urticaceae ve Cannabinaceae bitkilerinin epidermas›nda kalsiyum oksalat
sistolitleri bulunur. Meyve ve tohumlar›n epidermalar› diagnostik özelliklidir. Umbelliferae meyvalar›n›n perikarp›n›n d›fl ve iç epidermalar› karakteristik yap›dad›r.
Coriandri fructus ve Vanillae fructus perikarplar›n›n prizmatik kalsiyum oksalat
kristalleri bulunur. Umbelliferae meyvalar›nda kutikula dalgal› görünümdedir. Cardamomi fructus’un epidermas› karakteristik uzun ve küt hücrelerden yap›l›d›r. Lini semen ve Sinapis semen’de epiderma hücreleri müsilaj içerir.
fiekil 4.3
Epiderma Hücre Cidarlar›.
STOMALAR
Epidermada mezofil ile d›fl ortam aras›nda gaz al›fl veriflini temin eden stomalar bulunur. Epiderma hücrelerinin aksine stoma hücreleri kloroplast tafl›rlar. Stomalar monofasyal yapraklarda her iki yüzde; bifasyal yapraklarda ise sadece alt
epidermada bulunurlar. Stomalar etraflar›n› çevreleyen komflu epiderma hücrelerinin say›s›na ve konumuna göre s›n›fland›r›l›rlar.
E¤er stoma komflu hücreleri di¤er epiderma hücrelerinden farks›z görünümde
ise ANOMOS‹T‹K (Ranunculaceae tipi) ad›yla an›l›rlar. (Uvae-ursi folium’da stoma
komflu hücreleri say›s› 6-9, Digitalis folium’da ise 5-6). AN‹ZOS‹T‹K (veya Cruciferae tipi) stomada biri di¤erlerinden küçük 3-4 komflu hücre bulunur. (Belladonnae folium, Stramonii folium, Hyoscyami folium). PARAS‹T‹K (veya Rubiaceae tipi) stomada stoma a¤z›na paralel 2 komflu hücre bulunur (örn. Cocae folium, Boldo folium, Sennae folium), D‹AS‹T‹K (veya Caryophyllaceae tipi) stomada ise stoma a¤z›na dik aç› yapan 2 komflu hücre vard›r. (örn. Labiatae bitkileri). AKT‹NOS‹T‹K stomada komflu hücreler stomay› daire fleklinde sarar (örn. Theae folium)
(fiekil 4.4).
92
fiekil 4.4
Stoma Komflu
Hücre Tipleri.
AKTİNOSİTİK
ANİZOSİTİK
Belladonnae folium
Hamamelidis folium
Theae folium
TÜYLER: Tüyler epiderman›n uzant›lar›d›r. Ço¤u yapraklar, otsu gövdeler,
çiçekler, kökler, meyve ve tohumlar örtü veya salg› tüyleri veya ikisini birden
tafl›rlar.
Örtü Tüyleri: Örtü tüylerinin cidarlar› selülozik veya ligninlidir. Tek veya çok
hücreli olabilirler. Kutikulalar› düz, noktac›kl› veya çizgiciklidir.
Tek hücreli örtü tüyü (fiekil 4.6) tafl›yan önemli droglar flunlard›r:
Drog
Özellik
Cocae folium
Papilsi
Theae folium
K›sa, konik
Thymi herba
K›sa, difl fleklinde
Melissae folium
K›sa, difl fleklinde
Sennae folium
K›sa, konik, kabarc›kl›
Anisi vulgaris fructus
K›sa, kabarc›kl›
Cannabis herba
Yaprakta k›sa, papilsi, braktede uzun, sistolitli
Strychni semen
Ligninli
Strophanti semen
Ligninli
Senegae radix
Küçük emici tüy
Valerianae radix
Uzun emici tüy
Malvae folium
K›sa, konik
93
Y›ld›z tüyler (Demet tüyler) tabanlar› birleflmifl birden çok tek hücreli örtü
tüyleridir (Malvae folium, Althaeae folium, Hamamelidis folium, Boldo folium,
Juglandis folium) (fiekil 4.6). Çok hücreli örtü tüyleri bir ila çok s›ral› veya dallanm›fl olabilirler. Çok hücreli tek s›ral› örtü tüyü tafl›yan önemli droglar flunlard›r (fiekil 4.7, 4.8):
Drog
Özellik
Digitalis folium
3-6 hücreli, konik, kutikulas› noktac›kl›, baz› hücreler ezik
Stramonii folium
2-5 hücreli, yay gibi k›vr›k, kutikulas› kuvvetli noktac›kl›
Hyoscyami folium
2-çok hücreli
Menthae folium
1-8 hücreli, kutikulas› çizgicikli, baz› hücreler ezik
Farfarae folium
Tabanda 3-5 küçük, bir uzun hücreli kamç› fleklinde
Salviae folium
Kamç› fleklinde
Cinae flos
Tabanda 3-5 küçük, 1 uzun hücreli
Chamomillae romanae flos
Tabanda 3-5 küçük, 1 uzun hücreli
Pyrethri flos
Tabanda 3-5 küçük, 1 uzun hücreli, uzun hücre (T) fleklinde
fiekil 4.5
Tek Hücreli Örtü
Tüyleri.
94
fiekil 4.6
Y›ld›z Tüyler.
Rosmarini folium’da çok hücreli tek s›ral› örtü tüyleri flamdan fleklinde dallanm›flt›r. Çok s›ral› çok hücreli örtü tüylerine Calendulae flos’da rastlan›r (fiekil 4.9).
Salg› tüyleri: En az bir sap ve bir bafltan yap›lm›fl tüylerdir. Bafl ve sap› birkaç
s›ral› birden çok hücreden ibaret salg› tüylerine tabiatta rastlan›r (fiekil 4.10).
Salg› tüyü tafl›yan önemli droglar flunlard›r:
Hücre Say›s›
Bafl
Sap
Drog
1
1
Belladonnae folium, Digitalis folium, Menthae folium
1
2
Digitalis folium, Salviae folium
1
3-5
Belladonnae herba, Digitalis lanatae folium
1
1-2
Digitalis lanata folium
1-2
Dallanm›fl
Hyoscyami mutici folium
2
1
Digitalis folium, Digitalis lanatae folium
Çok
1
Belladonnae folium, Stramonii folium, Nicotianae folium, Menthae
Çok
Çok
Hyoscyami folium, Nicotianae folium, Belladonnae flos
2
2 s›ral›
Pyrethri flos, Cinae flos
Çok
Çok s›ral›
Cannabis herba
95
fiekil 4.7
Çok Hücreli Tek
S›ral› Örtü Tüyleri.
fiekil 4.8
Farfarae folium
Kamç› Tüyler.
fiekil 4.9
Salviae folium
Dallanm›fl Tüyler.
96
fiekil 4.10
Salg› Tüyleri.
PARENK‹MA: Bitkilerde su veya g›da maddelerinin depoland›¤› ince veya ço¤unlukla selülozik cidarl› bir dokudur. Öz, öz ›fl›nlar›, korteks ve mezofil k›smen
de olsa parenkimadan ibarettir.
KOLLENK‹MA: Parenkimadan türemifl, cidarlar› daha kal›n, bu yüzden daha
dayan›kl› canl› bir dokudur. Cidarlar› selüloziktir ve kal›nlaflma bilhassa hücrelerin
köfle k›s›mlar›ndad›r
SKLERENK‹MA: Cidarlar› kal›nlaflm›fl, ligninli ve geçitli hücrelerden yap›lm›fl
bir mekanik (destek) dokudur. Bitkinin bütün k›s›mlar›nda bulunabilir. Sekonder
cidar› genellikle selülozdan ibaretse de, sklerenkima dokusunun sertli¤i orta lamel,
primer ve az da olsa sekonder cidarlarda bulunan ligninden dolay›d›r. Ço¤u zaman
sklerenkimatik hücre cidarlar› öyle kal›nlafl›rlar ki lümenlerinde protoplazmaya yer
kalmad›¤›ndan ölü hücre haline dönüflürler. Sklerenkima dokusuna dahil hücreler
iki tiptir. Lifler (fiekil 4.11) ve tafl hücreleri (sklereitler).
97
fiekil 4.11
Sklerenkima Lifleri.
Tafl Hücreleri (Sklereitler): fiekilleri az çok izodiametrik cidarlar› kal›n, ligninli ve enine geçitli (huni fleklinde veya dallanm›fl) hücrelerdir. Hücre lümeni genellikle küçüktür ve bazan tamam›yla yok olmufltur. Lümen içeri¤i bazen diagnostik özelliktedir. Örn. Colombo radix’de kalsiyum oksalat basit billurlar›; Cinnamomi cortex’de niflasta taneleri bulunur. Tafl hücreleri genellikle tohum ve meyvelerin sert d›fl kabuklar›nda, korteks ve odunda gövdenin perisiklik bölgelerinde bulunurlar. Tek tek veya küçük gruplar teflkil etmifl halde Quillaiae cortex ve Colombo radix’de; büyük gruplar halinde ise Rhamni purshianae cortex’de gözlenirler.
Cinnamomi cortex ve Hamamelidis cortex’de iç ve d›fl korteks aras›nda devaml› bir
tabaka teflkil ederler. Rhamni frangulae cortex ve Cinchonae cortex’de sklereit bulunmaz. Ipecacuanhae radix tozunda uzun tafl hücrelerine rastlanmas› dro¤a gövde parçalar›n›n da kar›flt›¤›n› gösterir.
Cinnamomi cortex’de tafl hücreleri düzensiz, at nal› fleklinde kal›nlaflma gösterir. Lini semen’in testas›nda uzam›fl tafl hücreleri; Theae folium ve Hamamelidis folium’da ise idioblastlar bulununur. Coriandri fructus’un mezokarp›nda geçitli i¤
fleklinde sklerenkima hücreleri Foeniculi fructus ve Anethi fructus mezokarp›nda
ise a¤ fleklinde odunlaflm›fl hücrelere rastlan›r. Strychni semen’de odunlaflm›fl örtü
tüyleri bulunur (fiekil 4.12).
98
fiekil 4.12
Tafl Hücreleri.
KS‹LEM: Bitkinin ihtiyac› olan su ve erimifl besin maddelerini toprak seviyesinden bitkinin üst organlar›na nakleden bir iletim dokusudur. Bu dokunun yap› elemanlar› trakeitler, odun borular› (trakeler), ksilem lifleri ve ksilem parenkimas› d›r.
Trakeit tek hücreden ibarettir ve ksilem dokusunun ana hücre tipi say›labilir.
Uzun, az veya çok geçitli ve ligninli olabilir. Olgunlukta ölü hücre hüviyetine bürünür. Kenarl› geçit tafl›r.
Trakeitlerde sekonder cidar›n kal›nlaflmas›yla halka, helezon, a¤ veya merdiven fleklinde kal›nlaflmalar meydana gelir. Trakeler veya odun borular› Angiospermlerin temel iletim elemanlar›d›r. Dikey diziliflli bir dizi uzun hücreden oluflmufllard›r. Hücreleraras› cidarlar›n eriyip yok olmas›yla boru fleklini al›rlar. En basit odunborusu bir seri trakeit benzeri hücrenin peflpefle dizilmesi ve ara cidarlar›n
yar›k fleklinde aç›lmas›yla meydana gelir (fiekil 4.13).
99
fiekil 4.13
Trakeitler, Trakeler.
SALGI S‹STEM‹: Salg› sistemini teflkil eden organlar salg› hücreleri, salg› cepleri, salg› kanallar›, iç ve d›fl salg› tüyleri, latisifer dokudur. Bu organlar uçucu ya¤,
reçine, balsam, oleorezin veya lateks tafl›rlar.
D›fl salg› tüyleri: “Tüyler” bahsinde incelenmifltir.
Salg› hücreleri: Zingiberis rhizoma, Piperis nigri fructus, Cardamomi fructus,
Cinnamomi ceylanici cortex, Cinnamomi cassiae cortex ve Boldo folium’da rastlan›r. Salg› hücreleri suberinleflmifl cidarl›d›r ve parenkima içinde da¤›lm›fl halde bulunurlar (fiekil 4.14).
Salg› cepleri: Salg› maddeleri ihtiva eden yuvarlak görünüfllü boflluklard›r. fiizogen veya flizolizigen olabilirler. fiizogen salg› ceplerinde salg› hücreleri halka
teflkil eder tarzda bofllu¤un etraf›na dizilmifltir. fiizolizigen salg› ceplerinde ise salg› hücreleri ve komflu hücreler parçalanm›fl, erimifl ve boflluk genifllemifltir. Belirli
bir epitelyumu yoktur. fiizogen salg› ceplerine Eucalypti folium’da rastlan›r. fiizolizigen salg› cepleri ise Caryophylli flos, Jaborandi folium, Auranthii pericarpium’da
gözlenebilir (fiekil 4.15).
Salg› kanallar›: fiizogen veya flizolizigen olabilen uzun boflluklard›r. Kök, gövde, meyve ve yapraklarda rastlan›rlar. Umbelliferae meyvelerinde gözlenen Vitta
flizogen bir oleo-rezin kanal›d›r. Pinus türlerinin oleo-rezin kanallar› da flizogendir.
fiizolizigen salg› kanallar›na ise Leguminosae familyas›na ba¤l› baz› türlerde (örn.
Copaiferae) rastlan›r (fiekil 4.16).
fiekil 4.14
fiekil 4.15
Jaborandi folium
Salg› Hücreleri.
Salg› Cebi.
100
fiekil 4.16
Salg› Kanallar›.
‹ç salg› tüylerine örnek olarak Filicis rhizoma’n›n parenkima hücrelerinin
hücreleraras› boflluklar›nda rastlanan k›sa sapl› tüyler verilebilir (fiekil 4.17).
Latisifer doku içlerinde lateks yani süt manzaras›nda beyaz kolloidal s›v›, tafl›yan hücreler veya borulardan oluflan bir sistemdir. Lateks hidrokarbonlardan,
uçucu ya¤lardan, reçinelerden veya kauçuktan oluflmufl olabilir. Papaveraceae bitkilerinin lateksi alkaloit; Carica papaya’n›n lateksi papain adl› enzim, Euphorbiaceae bitkilerinin lateksi ise B1 vitamini tafl›r. Lateks hücrelerine bilhassa Euphorbiaceae, Moraceae, Cannabinaceae, Apocynaceae ve Asclepiadaceae familyalar›na
dahil bitkilerde rastlan›r (fiekil 4.18).
fiekil 4.17
‹ç Salg› Tüyleri.
fiekil 4.18
Latisifer Doku.
MANTAR DOKU: Enine kesitte dikdörtgen; yüzeysel görünümde 5-6 kenarl›,
cidarlar› selülozik ve süberinli, muntazam diziliflli, ölü hücrelerden ibarettir. Rhamni purshianae cortex’de selülozik cidarlar ligninleflmifltir.
D‹⁄ER TANITICI ÖZELL‹KLER
POLEN TANELER‹: Çiçek tozlar›n›n teflhisinde önemli karakterlerdir. Polen tanelerinin büyüklü¤ü, flekli ve eksin üzerindeki ç›k›nt›lar› farkl›l›klar gösterir. (fiekil
4.19)
101
fiekil 4.19
Polen Taneleri.
PER‹KARP: Meyvenin geliflmesi s›ras›nda ovaryum çeperi perikarpa dönüflür.
Perikarp 3 k›s›mdan meydana gelir: ekzokarp veya epikarp, mezokarp ve endokarp (fiekil 4.20).
fiekil 4.20
Perikarp.
TESTA: Tohum kabu¤udur. Tohumlar›n tan›nmas›nda önemli bir dokudur. D›fl
yüzeyi epiderma hücrelerinden meydana gelmifltir. Epiderman›n alt›nda pigment
tabakas›, müsilaj tafl›yan epiderma hücreleri ve tafl hücrelerinden oluflan dokular›n
bir veya birkaç› bulunmaktad›r (fiekil 4.21).
BES‹ DOKUSU: Perisperma ve endosperma olmak üzere iki tip dokudan meydana gelmifltir. Perisperma embriyo kesesini çevreleyen temel dokudan geliflen
besi dokusudur, baz› meyvelerde ve tohumlarda bulunur (örn. Piperis nigri fructus). Endosperma sperma nükleusunun embriyo kesesi sekonder nükleusu ile birleflmesi sonucu meydana gelen besi dokusudur (örn. Strychni semen). Baz› tohumlarda her iki doku birlikte bulunmaktad›r (örn. Myristicae semen) (fiekil 4.22).
102
fiekil 4.21
fiekil 4.22
Colchici semen’de testa ve pigment
tabakas›.
SARTUR ismi bu reaktifi ilk
haz›rlayan Prof. Dr. Sar›m
Çelebio¤lu ve Prof. Dr.
Turhan Baytop’ un
isimlerinin ilk hecelerinden
isimlendirilmifltir.
Myristicae semen’de besi dokusu.
Mikroskobik incelemelerde kullan›lan bafll›ca reaktifler:
Çini Mürekkebi: 1 k›s›m çini mürekkebi 4 k›s›m su ile seyreltilir.
‹yot çözeltisi: 2 g iyot, 3 g potasyum iyodür su ile 100 ml’ye tamamlan›r.
Kloralhidrat: Kristal haldeki kloralhidrat›n % 50’lik sulu çözeltisidir.
Sartur Reaktifi: Afla¤›daki flekilde haz›rlan›r:
Saf laktik asit
So¤ukta Sudan III ile doyurulmufl laktik asit
Saf anilin
‹yot
Potasyum iyodür
Alkol 95°
Distile su
60 ml
45 ml
2g
0.20g
1g
10 ml
80 ml
1) So¤ukta Sudan III ile doyurulmufl laktik asit haz›rlamak için, asit, çözebilece¤i miktardan biraz fazla Sudan III ile beraber ara s›ra çalkalamak flart› ile,
birkaç gün kendi haline b›rak›l›r ve sonra cam pamu¤undan süzülür.
2) 60 ml laktik asit içine 2 g anilin konur, çalkalan›r ve üzerine Sudan III ile doyurulmufl 45 ml laktik asit eklenir.
3) 1 g potasyum iyodür, 10 ml alkol ve 0.20 g iyot eklenir. ‹yot tamamen eridikten sonra, bu solüsyon laktik asitli solüsyona eklenir ve üzerine 70 ml su
konur.
M‹KROfi‹M‹K YÖNTEMLER
Organoleptik incelemeler ve mikraskabik analizler sonucunda materyalin kaliteli
olup olmad›¤› konusunda flüpheler var ise, az miktar materyalle h›zla yap›labilecek mikroflimik yöntemler materyalin standartlara uygunlu¤u konusunda fikir verecektir.
Mikroekstraksiyon
Az miktardaki numune bir lam üzerine konulur. Materyalin içerdi¤i belli bir bileflik için uygun çözücü üstten bir damlal›k yard›m› ile ilave edilirken, ince flerit fleklinde kesilmifl bir süzgeç ka¤›d› yard›m›yla çözünen bileflikler temiz bir lam üzerine aktar›l›r. Burada uygun reaktifin birkaç damlas› eklenerek belirleyici bir renk
reaksiyonu uygulanabilir.
103
fiekil 4.23
Mikroekstraksiyon.
Mikrosüblimasyon
Süblime olma özelli¤i tafl›yan bileflikleri tafl›yan materyalde, az miktar materyal bir
lam üzerine al›n›r. ‹kinci bir lam bir kenar›ndan mesafe b›rakmak üzere kibrit çöpü konduktan sonra üzerine kapat›l›r. Bek alevinde hafifçe ›s›t›l›r. Süblime olma
özelli¤i tafl›yan bileflikler, ›s›n›n etkisiyle buhar faz›na geçer. Üstteki lama çarp›nca
da kristallenir. Bu flekilde oluflan kristaller gerekirse mikroskop alt›nda incelenerek
bilefli¤in belirlenmesi dahi mümkün olabilir.
Bir örnek ile aç›klamak gerekirse, materyal olarak çay seçilmifl ise, kafein süblimleflerek ayr›lacakt›r. Kafein kristalleri gözle ve istenirse mikroskop alt›nda incelenebilecektir.
fiekil 4.24
Kibrit çöpü
Süblimasyon
sonucu oluşan kristaller
Drog
Lamlar
Bek
Mikrosüblimasyon
Mikrodistilasyon
Uçucu bileflikler tafl›yan materyal özellikle aromatik bitkilerde kalite kontrol için
baflvurulabilecek h›zl› bir yöntemdir. Bir porselen kapsül içine az miktar materyal
konur. Üstüne bir saat cam› kapat›l›r ve saat cam›n›n içine birkaç parça buz eklenir. Hafif ateflte ›s›t›l›r. Bu esnada uçucu bileflikler buhar faz›na geçer. Saat cam›n›n so¤uk alt yüzeyi ile karfl›lafl›nca, damlac›klar halinde toplan›r. Bu denemeyi
nane, kekik benzeri aromatik materyalde gerçeklefltirebiliriz. Uçucu bilefliklerin
gözlenmemesi kalite konusunda soru iflaretleri yaratacakt›r.
Mikrosüblimasyon.
104
fiekil 4.25
Buz
Mikrodistilasyon.
BEK
Saat Camı
Uçucu Yağ
Porselen Kapsül
Drog
Mikrodistilasyon
Kromatografik Yöntemler
Kromatografik yöntemlerin tümü mikroflimik yöntemlerdir. Materyal, ekstre miktarlar› mg düzeyde veya bileflikleri ihtiva eden çözeltiler ml düzeyde ise kromatografik ay›r›mlar› gerçeklefltirmek mümkündür. Bu yöntemler 9’uncu ünite de aç›klanm›flt›r.
105
Özet
N
AM A Ç
1
N
A M A Ç
2
T›bbi ve Aromatik Bitkilerin analizinde organoleptik, mikraskabik ve mikroflimik yöntemleri tan›mlayabilmek.
T›bbi ve aromatik amaçla kullan›lacak bitkisel
materyalin kalitesinin belirlenmesinde en k›sa
zamanda ve en az maliyetle uygulanabilecek yöntemler organoleptik, mikraskabik ve mikroflimik
yöntemlerdir. Bu yöntemlerle ilgili bilgilere geçmeden önce bitkisel materyalin s›n›fland›r›lmas›
ve isimlendirilmesi ile ilgili genel bilgiler verilmifltir. Organoleptik yöntemler befl duyu organ›yla tan›mlayabilece¤imiz özellikler olup görünüfl, büyüklük, tat, koku, yüzey özellikleri ve k›r›lma yüzeyi gözlemlerinden ibarettir.
T›bbi ve Aromatik Bitkilerin analizinde kullan›lan yöntemleri karfl›laflt›rabilmek.
E¤er bitkisel materyal parçalanm›fl veya toz edilmifl ise büyüklük, görünüfl, k›r›lma yüzeyi ve yüzey özellikleri gibi veriler elde edilemez ve organoleptik analiz yeterli olmaz. Bu durumda
mikraskabik
yöntemlerden
yararlan›l›r.
mikraskabik analizi yapabilmek için bir tayin
anahtar›ndan yararlanmak tan›mlamay› kolaylaflt›r›r. Anahtarda ad› geçen anatomik yap›lar›n iyi
tan›nmas› gerekir. Anatomik özellikler hücre cidar›, hücre içeri¤i ve polen, besi dokusu gibi di¤er tan›t›c› özellikler bafll›klar› alt›nda incelenmifltir. Mikroflimik yöntemler ise materyalin içeri¤ini belirlemeye yönelik çok az miktar materyalle yap›labilecek basit uygulamalard›r.
N
AM A Ç
3
T›bbi ve Aromatik Bitkilerin analizinde h›zl› ve
ekonomik yöntemleri de¤erlendirebilmek.
Organoleptik, mikraskabik ve mikroflimik yöntemler cihaz ve ekipmana en az gereksinimi olan
yöntemlerdir. Küçük miktarlardaki numune, kimyasal, cam malzeme ve sadece mikroskop ile bu
yöntemler h›zla gerçeklefltirilebilir.
106
1. Afla¤›dakilerden hangisi T›bbi ve Aromatik Bitkilerin
analizinde kullan›lan organoleptik yöntemlerden biri
de¤ildir?
a. Koku
b. Renk
c. Görünüfl
d. Kutikulan›n yap›s›
e. K›r›lma yüzeyi
5. Afla¤›dakilerden hangisi bitkide do¤al veya patolojik
olarak meydana gelen veya bitkiden özel bir ifllem sonucu elde edilen bitkisel ürünlerden biri de¤ildir?
a. Reçine
b. Uçucu ya¤
c. Oleorezin
d. Niflasta
e. Jelatin
2. T›bbi ve Aromatik Bitkilerin kalitesinin belirlenmesinde izlenecek yol afla¤›dakilerden hangisidir?
a. Organoleptik analiz- Mikroskobik yöntemlerle
hücre içeri¤inin belirlenmesi- Mikroflimik analiz
b. Mikroflimik analiz-Organoleptik analiz-Mikroskobik yöntemlerle hücre içeri¤inin belirlenmesi
c. Mikroskobik yöntemlerle hücre içeri¤inin belirlenmesi- Mikroflimik analiz - Organoleptik analiz
d. Mikroflimik analiz- Organoleptik analiz- Mikroskobik yöntemlerle hücre içeri¤inin belirlenmesi
e. Kromatografik tekniklerin uygulanmas›-Organoleptik analiz-Mikroflimik analiz
6. Hücrede ya¤lar›n mikraskabik olarak tespitinde hangi reaktif kullan›l›r?
a. Kloralhidrat
b. Sartur reaktifi
c. ‹yot
d. Çini mürekkebi
e. Biüret reaktifi
3. Bitkilerin kimyasal özellikleri ile s›n›fland›rma aras›nda iliflkiler arayan bilim dal›na ne ad verilir?
a. Nümerik taksonomi
b. Kemotaksonomi
c. Sitotaksonomi
d. Fitotaksonomi
e. Biyotaksonomi
4. Bitkisel droglar›n diagnostik özellikleriyle ilgili afla¤›dakilerden hangisi söylenemez?
a. Selüloz Sartur Reaktifi ile sar›ya boyan›r.
b. Gummosis olay› sonucunda Müsilajlaflm›fl cidarlar oluflur.
c. Parasitik stomada stomaya komflu biri di¤erinden küçük 3-4 hücre bulunur.
d. Niflastalarda hilum konsantrik, eksantrik veya
›fl›nsal olabilir.
e. Salg› cepleri, salg› kanallar›, salg› hücreleri, iç ve
d›fl salg› tüyleri bitkide salg› sistemini oluflturur.
7. Meyve ve tohumlarda embriyo kesesinin etraf›ndaki
dokudan geliflen besi dokusuna ne ad verilir?
a. Perisperma
b. Endosperma
c. Latisifer doku
d. Perikarp
e. Mezokarp
8. Afla¤›dakilerden hangisi ksilemin elemanlar›ndan biri de¤ildir?
a. Trakeitler
b. Ksilem parenkimas›
c. Sklereitler
d. Trakeler
e. Ksilem lifleri
9. Salg› sistemiyle ilgili afla¤›dakilerden hangisi do¤rudur?
a. Latisifer doku flizolizigen ve flizogen olarak geliflebilir.
b. Vitta flizolizigen bir oleorezin kanal›d›r.
c. Pinus türlerinde flizolizigen salg› kanlarl› bulunur.
d. Lateks uçucu ya¤lardan oluflmufl olabilir.
e. Salg› kanallar› sadece gövde, meyve ve yapraklarda bulunur.
10. ‹laç haz›rlanmas›nda kullan›lan bitkisel veya hayvansal kökenli ilkel maddeye ne ad verilir?
a. Hammadde
b. Primer madde
c. Preparat
d. Ön ilaç
e. Drog
107
1. d
2. a
3. b
4. c
5. e
6. b
7. a
8. c
9. d
10. e
Yan›t›n›z yanl›fl ise “kitab›n›zdaki Organoleptik
Analizler” konusunu tekrar gözden geçiriniz.
Yan›t›n›z yanl›fl ise “Üniteyi” tekrar gözden geçiriniz.
Yan›t›n›z yanl›fl ise “kitab›n›zdaki Bitkisel Kaynaklar›n Tan›mlanmas›” konusunu tekrar gözden geçiriniz.
Yan›t›n›z yanl›fl ise “kitab›n›zdaki Bitkisel Droglarda Gözlenen Diagnostik Özellikler” konusunu tekrar gözden geçiriniz.
Yan›t›n›z yanl›fl ise “kitab›n›zdaki Organoleptik
Analizler” konusunu tekrar gözden geçiriniz.
Yan›t›n›z yanl›fl ise “kitab›n›zdaki Bitkisel Droglarda Gözlenen Diagnostik Özellikler” konusunu tekrar gözden geçiriniz.
Yan›t›n›z yanl›fl ise “kitab›n›zdaki Dokular” konusunu tekrar gözden geçiriniz.
Yan›t›n›z yanl›fl ise “kitab›n›zdaki Bitkisel Kaynaklar›n Tan›mlanmas›” konusunu tekrar gözden geçiriniz.
S›ra Sizde 1
Organoleptik, mikraskabik ve mikroflimik yöntemlerin
t›bbi ve aromatik bitki analizlerinde avantajlar› h›zl› ve
ekonomik olmalar›d›r. Bu yöntemler geliflmifl cihazlara,
kimyasal reaktiflere çok fazla ihtiyaç duyulmadan ve
çok k›sa zaman dilimlerinde gerçeklefltirilebilir. Bu durum t›bbi ve aromatik olarak bilinen bir hammaddenin
tüketiciye sunulmas›ndan veya pazara verilmesinden
önce h›zla kalitelerinin belirlenmesinde bu yöntemlerinin önemini ortaya koyar.
S›ra Sizde 2
Bir t›bbi bitkinin etkili maddeleri içeren, hastal›klardan
koruyucu veya tedavi amaçl› kullan›lan k›sm› drog ad›n› al›r. Bu k›s›mlar kolay kullan›labilecek bir forma (tentür, flurup, tablet vb.) sokulup bir seferde kullan›lmas›
gereken ve bir günde kullan›lmas› gereken miktar› (dozu) ayarland›¤› zaman ilaç halini alm›fl olur.
S›ra Sizde 3
Bütün haldeki droglarda makroskopik ve organoleptik
özellikler çok kolayl›kla belirlenebilecek oldu¤undan
kalitenin belirlenmesinde yararl› olacakt›r. Ancak parçalanm›fl ve toz edilmifl materyallerin kalite kontrolünde h›zl› ve ekonomik olarak ilk baflvurulacak yöntem
mikroskopik yöntemdir.
Kaynaklar
Baytop, A. (1981). Bitkisel Droglar›n Anatomik Yap›s›, ‹stanbul Üniversitesi Yay›nlar› No: 2828, Eczac›l›k Fakültesi Yay›nlar› No: 32, ‹stanbul
Baytop, A. (1996). Farmasötik Botanik, ‹stanbul Üniversitesi Yay›nlar› No: 3637, Eczac›l›k Fakültesi Yay›nlar› No: 58, ‹stanbul.
Baytop, A. (1993). Farmasötik Botanik Uygulamalar›, ‹stanbul Üniversitesi Yay›n No: 3778, ‹stanbul.
Bafler, K. H. C. K›r›mer, N. (2009). Farmakognozi I
Uygulamalar› El Kitab›, Anadolu Üniversite, Eczac›l›k Fakültesi, Eskiflehir.
Wallis, T. E. (1967). Textbook of Pharmacognosy,
Fifth Ed., J. & A. Churchill Ltd. London.
Bisset, N. G. (1994). Herbal Drugs and Phytopharmaceuticals, CRC Press, Boca Raton.
Davis, P.H. (1965-1985). Flora of Turkey and East Aegean Islands, Vol. 1-9, Edinburgh University Press,
Edinburgh.
Davis, P.H., Mill, R.R., Kit Tan (1988). Flora of Turkey
and East Aegean Islands, Vol. 10, Edinburgh University Press, Edinburgh.
Güner, A., Özhatay, N., Ekim, T., Bafler, K.H.C. (2000).
Flora of Turkey and East Aegean Islands, Vol.
11, Edinburgh University Press, Edinburgh.
NOT: Mikroskobik görünüfllerle ilgili çizimler yazara
aittir.
5
Amaçlar›m›z
N
N
N
Çözücü ekstraksiyonunu tan›mlayabilecek,
Bitkilerde bulunan bafll›ca sekonder metabolitleri s›n›fland›rabilecek,
Bu maddelerin kimyasal teflhis yöntemlerini aç›klayabileceksiniz.
Anahtar Kavramlar
• Çözücü Ekstraksiyonu
• Bitkisel Materyal
• Sekonder Metabolit
• Ekstre
• Kimyasal Teflhis
Bitki Kimyas› ve
Analiz Yöntemleri
Bitkisel Maddelerin
Teflhis Reaksiyonlar›
•
•
•
•
•
G‹R‹fi
ÇÖZÜCÜ EKSTRAKS‹YONU
ETER EKSTRES‹
ALKOL EKSTRES‹
SU EKSTRES‹
Bitkisel Maddelerin Teflhis
Reaksiyonlar›
G‹R‹fi
Bitkisel maddeler primer ve sekonder metabolitler olarak ikiye ayr›l›r ve bu maddeler bitkinin yaprak, çiçek, kök, gövde, meyve, tohum vb. organlar›nda bulunurlar (Bkz. Ünite1 ve 2). Sekonder metabolizma ürünleri olarak; terpenler, glikozitler, alkaloitler, tanenler, pigmentler vb. say›labilir. Tafl›d›¤› sekonder metabolitlerden dolay› bir bitkinin bir k›sm› veya tümü tedavi maksad›yla kullan›labilir. Bitkisel materyalin t›bbi amaçla kullan›labilirli¤i ve kalitesinin belirlenmesi için makroskopik, mikroskopik, histokimyasal de¤erlendirmeler ve bitkisel materyal içindeki
bilefliklerin kimyasal teflhisleri gibi çeflitli kalitatif testler uygulanmaktad›r. Bu ünite kapsam›nda bitkisel bir materyalin basit ekstraksiyonu ile baz› primer ve sekonder metabolitlerinin kimyasal teflhisleri üzerinde durulacakt›r.
ÇÖZÜCÜ EKSTRAKS‹YONU
Aktif bileflikleri bitkiden almak, ay›rmak amac›yla en çok kullan›lan yöntemlerden
biri, bitki materyalini uygun bir çözücü kullanarak ekstre etmektir.
Ekstraksiyonda amaç en basit ve en ekonomik yöntemle, aktif maddelerin kimyasal yap›lar›n› de¤ifltirmeden, en fazla verimi alacak flekilde ifllemi tamamlamakt›r. Kurutulup toz edilmifl bitkisel materyal, izole edilecek aktif bilefli¤in çözünürlük özelliklerine uygun herhangi bir çözücüyle ekstre edilebilir. Daha sonra aktif
bilefliklerin kimyasal yap›s›n›n tan›mlanmas› önemlidir.
Ekstraksiyon: Bitkisel
materyalden çeflitli
yöntemlerle, etken
maddelerin çekip
ç›kar›lmas›d›r.
110
Baz› kimyasal testler sadece belirli bir bileflik grubunu ortaya ç›karan genel bir
nitelikteyken, baz›lar› daha özeldir. Buna ra¤men, ço¤u durumda, özellikle bitkisel materyal bir yapraksa, ilk ekstre kimyasal testlerin yap›lmas› için yeterince saf
de¤ildir. Bu sebeple genellikle baz› saflaflt›rma ifllemlerine ihtiyaç vard›r. Aktif bilefliklerin bu aflamada hala var olduklar›n› kontrol etmek için genel kimyasal testler tekrarlanabilir. Böyle k›smen saflaflt›r›lm›fl ekstreler bile hala daha kuvvetli bir
ay›rma gerektiren birçok maddenin kar›fl›m› halindedirler.
Pratikte, kuru bitkisel materyal öncelikle toz hale getirilerek, eter, petrol eteri,
benzen ve kloroform gibi lipofilik (apolar) bir çözücü ile ekstraksiyona bafllan›r.
‹flleme etil- veya metil alkol gibi orta polaritedeki çözücüler ile devam edilir, son
olarak su ile ekstre edilerek ifllem tamamlan›r. Ekstraksiyon sonunda; eter (1), alkol (2) ve su ekstreleri (3) elde edilmifl olur. Eter ekstresi lipofilik maddeleri, di¤er
iki ekstre de hidrofilik (polar) karakterli bileflikleri içermektedir. Üç ekstre de çeflitli kimyasal teflhis yöntemleri ile ayr› ayr› test edilirler.
ETER EKSTRES‹
Maserasyon: Bitkisel
materyalin bir süre uygun
çözücü içinde
bekletilmesidir.
10-25 gr toz edilmifl bitkisel materyal eter ile Soxhlet apareyinde (fiekil 5.1) devaml› ekstraksiyona tabi tutulur. Ya da bir erlen içinde eterli k›s›m buharlaflt›¤›nda art›k kalmayana dek çözücü ile sürekli çalkalanarak ekstre (maserasyon) edilebilir.
Ekstre 40-50 ml kalana dek yo¤unlaflt›r›l›r.
fiekil 5.1
Soxhlet Apareyi.
Bu ekstrede genellikle ya¤da çözünebilen uçucu ya¤lar, sabit ya¤lar, ya¤ asitleri, steroller, triterpenler, karotenler, baz haldeki alkaloitler, flavon yap›s›ndaki
aglikonlar, antrakinon aglikonlar›, kumarinler ve klorofil gibi apolar maddeler bulunmaktad›r.
111
5. Ünite - Bitkisel Maddelerin Teflhis Reaksiyonlar›
fiekil 5.2
Eter ekstresinde
gerçeklefltirilen
reaksiyonlar.
Uçucu ve Sabit Ya¤lar›n Teflhisi
Bir miktar eter ekstresi kurulu¤a kadar uçuruldu¤unda hofl bir koku kal›yorsa uçucu ya¤›n varl›¤› anlafl›l›r. Bakiye az bir miktar alkol ile çözülüp alkollü k›s›m ayr›ld›¤›nda bu hofl kokuyu korumal›d›r.
Bir ya¤›n, sabit ya da uçucu ya¤ oldu¤unu belirlemek için bir damlas› bir filtre
ka¤›d›na damlat›l›r ve ›s›t›l›r. Ya¤ lekesi ›s› etkisi ile kayboluyorsa bu bir uçucu ya¤
örne¤idir. Sabit ya¤lar ise kal›c› leke b›rak›rlar.
Uçucu ya¤ varl›¤›, eter ekstresinin Clevenger tipi uçucu ya¤ miktar tayini apareyinde distile edildi¤inde dereceli k›s›mda uçucu bilefliklerin bir kar›fl›m›n›n gözlenmesiyle anlafl›l›r. Bu uçucu kar›fl›m çeflitli kromatografik yöntemlerle analiz edilebilmektedir.
Sabit ya¤lar›n teflhisinde ise en basit yöntem; bitkisel dokudan al›nan kesitlerin
120°C’ye kadar ›s›t›ld›ktan sonra (uçucu ya¤lardan kurtarmak için) Sudan III reaktifi ile turuncu renge boyanmas› ile sabit ya¤ varl›¤›n›n gösterilmesidir.
Eter ekstresindeki sabit ya¤lar ise uçucu bileflenlerin alkolle ayr›lmas›ndan sonra kalan k›sm›n bir alkali ve alkol kar›fl›m› ile geri çeviren so¤utucu alt›nda suda
yüzen ya¤ damlac›klar› kalmayana kadar sabunlaflt›r›lmas›yla belirlenir. Sabunlaflmayan maddeler de alkol uçurulduktan sonra kalan sulu k›sm›n tekrar eterle tüketilmesiyle elde edilir. Eterli k›s›mda steroller, triterpenler ve karotenoitler bulunmaktad›r. Sterol ve triterpenler Lieberman Burchard’s, karotenoitler ise Carr-Price’s
reaksiyonlar› ile teflhis edilirler.
Alkaloitlerin Teflhisi
Alkaloitler yap›s›nda karbon, hidrojen ve azot içeren, kokusuz, renksiz, kristalize,
ac› lezzetli ve fizyolojik etkili bilefliklerdir. Ço¤u oksijen tafl›makla birlikte, oksijensiz olanlar oda s›cakl›¤›nda s›v›d›r. Nikotin, kafein, morfin iyi bilinen alkaloit örnekleridir. Baz halde genellikle suda çözünmez, polar olmayan organik çözücülerde çözünürler. Bitkide hücre özsuyunda erimifl olarak bulunurlar. Genellikle tuz
formunda, nadiren serbest halde bulunurlar.
Soxhlet apareyinde elde edilen eter ekstresinin bir k›sm›n›n yo¤unlaflt›r›lmas›yla elde edilen bakiyeye seyreltik asit ilavesi yap›l›r ve test tüplerinde ikiye bölünür.
Bir tüpe Bertrand di¤erine Mayer reaktifi ilave edilerek teflhis edilirler. Bu h›zl› teflhis yöntemi d›fl›nda alkaloit teflhisinde kullan›lan çok say›da yöntem ve reaktif
Uçucu ya¤: Bitkilerden elde
edilen özel kokulu, adi
s›cakl›kta s›v› halde olan
uçucu maddeler kar›fl›m›d›r.
112
mevcuttur. Alkaloitlerin tan›nmas› için en kolay yol bitkisel materyalin dilde b›rakt›¤› ac› lezzettir. Örne¤in kinin bilinen en ac› maddelerden biridir. 1x10-5 konsantrasyonda dahi ac›l›¤› hissedilir. Alkaloitlerin ço¤u ›s›, ›fl›k ve havada bozunurlar.
Alkaloit tuzlar› iyi kristalize olurlar. Belirli bir erime noktas›na sahiptirler. Bu özellikleri ile alkaloitlerin tan›nmalar› mümkündür.
Bertrand ve Mayer d›fl›nda Dragendorf, Bouchardat ve Marme reaktifleri de nötral veya hafif asit çözeltilerinde suda erimeyen renkli kristaller olufltururlar. Ayr›ca
alt›n klorür, platin klorür, Hager reaktifi, tannik asit çözeltisi, bromlu potasyum
bromür, trikloroasetik asit, potasyum ferrosiyanür ve Reinecke tuzu gibi reaktiflerle kristallenerek teflhis edilebilirler. Amonyum molibdat, Mandelin ve Lafon gibi reaktifleri ile de yaln›zca baz› alkaloitlere özgü renk reaksiyonlar› gerçeklefltirilir.
Resim 5.1
Soldan sa¤a
Bouchardat,
Hager, Mayer ve
Dragendorf
Reaktifleri ile
Alkaloit teflhisi ve
gözlenen renkler.
(G.‹flcan)
Flavon ve Antrasen Aglikonlar›n Teflhisi
Glikozit: Monosakkaritlerin
redüktör grubu ile
karbonhidrat olmayan bir
maddenin birleflmesinden,
bir molekül su ç›k›fl› ile
meydana gelen bilefliklerdir.
Glikozitler asit veya enzim etkisi ile bir molekül su alarak hidrolize u¤rar, fleker
(glikon) ve aglikona (genin=genol) ayr›l›rlar. Teflhis reaksiyonlar› glikozitin aglikon k›sm› üzerinden gerçekleflmektedir.
Bir miktar eter ekstresi kurulu¤a kadar uçurularak metanolde çözülür, üzerine
bir-iki damla deriflik hidroklorik asit ve magnezyum metali at›ld›¤›nda, ç›kan hidrojen gaz› ile mevcut flavon türevine göre de¤iflik renkler oluflur. Flavonlar turuncu, flavonoller kiraz k›rm›z›s›, flavononlar mor-k›rm›z› renk verir (Shibata Reaksiyonu, Resim 5.2).
113
Resim 5.2
Shibata
Reaksiyonu.
(G. ‹flcan)
Ekstredeki antrasen glikozitleri de Bornträger reaksiyonu (amonyak veya %
10’luk NaOH ilavesi ile k›rm›z› renk oluflumu) ile teflhis edilir.
Kumarin Glikozitlerinin Teflhisi
Kurulu¤a kadar uçurulmufl eter ekstresi s›cak suda çözülerek % 10’luk amonyak
ilave edilir. UV lambas› alt›nda ›fl›ma kumarin ve türevlerinin varl›¤›n› göstermektedir. Bu maddelerin varl›¤› belirlendikten sonra Feigl Reaksiyonu ile kontrolü de
yap›labilmektedir.
ALKOL EKSTRES‹
Soxhlet cihaz›nda eter ile ekstre edilen bitkisel materyal çözücüsü uzaklaflt›r›ld›ktan sonra % 70-80 etanol veya metanol ile geri çeviren so¤utucu alt›nda 20-40 dk.
›s›t›larak veya Soxhlet apareyi kullan›larak tekrar ekstre edilir. Ekstre içerisinde tanenler, indirgen bileflikler (flekerler), alkaloit tuzlar›, polifenolik glikozitler, steroit
glikozitleri ve antosiyan glikozitleri gibi birçok önemli bileflik bulunmaktad›r. Baz›
bileflikler do¤rudan alkol ekstresinde teflhis edilirken, baz›lar›n›n da teflhisi için
hidroliz etmek gereklidir.
114
fiekil 5.3
Alkol ekstresinde
gerçeklefltirilen
reaksiyonlar.
Tanenlerin Teflhis Reaksiyonlar›
Tanenler, “hidroliz olabilen (pirogallik) ve hidroliz olamayan (kondanse) tanenler
olarak iki gruba ayr›labilir. Hidroliz olabilen tanenler, fenolik asitlerin (gallik veya
hekzahidroksidifenik asit gibi) flekerlerle yapt›klar› esterlerdir. Asitlerle veya tannaz gibi enzimlerle hidroliz olabilirler. Hidrolize olabilen tanenler moleküldeki asidin cinsine göre, gallik ve elajik tanenler olmak üzere ikiye ayr›l›rlar. Hidroliz olmayan kondanse tanenlere kateflik tanenler ad› verilir. Hidroliz olabilen tanenlere
benzemezler, fleker molekülü tafl›mazlar.
• Alkol ekstresi su ile dilüe edildikten sonra a¤›r metal tuzlar› (Cu, Fe, Hg, Pb,
Zn) ile çöktürülebilirler. Ferri tuzlar› (Fe-3 tuzlar›) ile hidrolize olabilen tanenler mavi-siyah, kateflik tanenler esmer-yeflil çökelek verirler (Resim 5.3).
Kateflik ve gallik tanenlerin birlikte bulunduklar› durumda 10 ml çözelti üzerine 5 ml klorhidrik asitli formol (Stiasny Reaktifi) konur. Kar›fl›m 80°C’ye kadar ›s›t›l›r. Parçalar halindeki çökelek, numunede kateflik tanen bulundu¤unu gösterir. Süzüntüden 3 ml al›n›r. Sodyum asetat ilavesi ile doyurulur. Doymufl çözelti üzerine 3 damla seyreltik Demir-3-klorür (FeCl3, % 5) çözeltisi
konur. Oluflan mavi-siyah renk veya çökelek gallik tanenin varl›¤›n› gösterir.
• Barit suyu, kireç suyu, amonyum molibdat, sodyum tungstat, jelatin çözeltisi gibi reaktiflerle çökerler.
• Alkaloitlerin ço¤u tanenleri çöktürür. Bu nedenle alkaloit zehirlenmelerinde
antidot olarak kullan›l›r. Yaln›z baz› alkaloitler (morfin) tanenlerle çökelti vermezler, baz›lar› ise (kinin) çökelti verirler, fakat fazlas›nda tekrar çözünürler.
• Bromlu su ve Stiasny reaktifi yaln›z kateflik tanenleri çöktürür.
• Jelatin deneyi; 5 ml infüzyon üzerine 2 ml tuzlu jelatin çözeltisi (NaCl ile doyurulmufl % 1’lik jelatin çöz.) ilave edilir. Tanenlerin varl›¤›nda krem renkli
bir çökelek meydana gelir.
• Demir tuzu deneyi: 5 ml infüzyon üzerine 3 damla FeCl3 çözeltisi (% 5’lik)
ilave edilir. Mavi siyah renk veya çökelti gallik taneni gösterir.
115
Resim 5.3
Gallik ve kateflik
tanenlerin FeCl3 ile
verdi¤i
reaksiyonlar.
(G. ‹flcan)
• Fenazon deneyi: 5 ml infüzyon üzerine 0.5 g sodyum hidrojen fosfat ilave
edilir, kaynat›l›r, so¤uduktan sonra süzülür. Süzüntüye birkaç damla antipirin (fenazon) çözeltisi ilave edilir.
• Goldbeater Membran testi: Küçük bir parça Goldbeater membran % 2’lik
Hidroklorik asit (HCl) ile ›slat›l›r. Distile su ile durulan›r ve teste tabi tutulacak çözelti içinde 5 dak bekletilir. Sonra distile su ile y›kan›r. % 1’lik FeCl3
çözeltisi içine at›l›r. Membranda meydana gelen kahverengi veya siyah renk
tanenlerin varl›¤›n› gösterir. Goldbeater membran öküz ba¤›rsa¤›ndan haz›rlan›r ve tabaklanmam›fl deri özelli¤i gösterir.
• Kateflik ve Gallik tanenler birlikte oldu¤u zaman ay›rma ifllemi flöyle yap›l›r.
10 ml infüzyon üzerine 5 ml klorhidrik asitli formol (Stiasny reaktifi, % 30
formol 100 ml + deriflik HCl 50 ml) konulur ve kar›fl›m 80°C civar›na kadar
›s›t›lm›fl bir su banyosunda 30 dakika (çeker ocak alt›nda) tutulur. Parçalar
halindeki bir çökelek numunede kateflik tanenlerin bulundu¤unu gösterir.
Kar›fl›m tamamen so¤uduktan sonra berrak olarak süzülür. Süzüntüden 3 ml
al›n›rarak sodyum asetat ilavesi ile doyurulur ve doymufl çözelti üzerine 3
damla seyreltik FeCl3 çözeltisi konur. Meydana gelen mavi siyah bir renk
veya çökelek gallik tanenin bulundu¤unu gösterir.
‹ndirgen Bilefliklerin Teflhisi
Alkol ekstresi su ile dilüe edilir ve Fehling A ve B reaktifleri eklenerek ›s›t›l›r. K›rm›z› kiremit rengi çökelek indirgen flekerlerin varl›¤›n› göstermektedir.
116
Alkaloit Tuzlar›n›n Teflhisi
Alkaloitlerin bitkilerden ekstraksiyonunun ve fizyolojik etkilerinin en iyi flekilde
sa¤lanabilmesi için çözünürlüklerinin tespiti önemlidir. Baz halde genellikle suda
çözünmez, polar olmayan organik çözücülerde çözünürler. Tuzlar› ise suda kolay
çözünür, apolar çözücülerde çözünmezler. Genellikle tuz formunda, nadiren serbest halde bulunurlar. Eter ekstresi üzerinde yap›lan ifllemler tuz formda olmad›¤›ndan eterde çözünen serbest haldeki alkaloitleri teflhis etmektedir. Alkaloitler
bitkide ço¤unlukla mineral veya organik asitlerle tuz halinde, bazen de tanenlerle
birleflmifl olarak bulunurlar. Ekstraksiyonun iyi olabilmesi, çözücünün iç hücrelere
nüfuz edebilmesi için drog iyi toz edilmelidir. Genellikle dilüe asitler veya alkolle
ekstre edilirler. E¤er tuz halinde iseler ekstraksiyondan önce Kalsiyum hidroksit
[Ca(OH)2] ile muamele edilerek baz hale geçirilmelidirler.
Alkol ekstresi alçak bas›nçta yo¤unlaflt›r›larak seyreltik asit ilavesi yap›l›r. Ya da
toz bitkisel materyal en bafl›nda asitli alkol ile Soxhlet apareyinde ekstre edilebilir.
Yo¤unlaflt›rd›ktan sonra eter ile tüketilir. Sulu k›s›m kalevilendirilir (baziklefltirme)
ve organik bir çözücü ile tüketilir. Organik çözücü uçurulur, baz halde alkaloitler
elde edilir. Sulu asitlerle tüketiliyorsa % 2-5’lik HCl, sülfürik asit (H2SO4), formik
asit (CH2OH2) veya asetik asit (C2H4O2) kullan›labilir.
Elde edilen ekstre üzerinde daha önce bahsedilen kimyasal teflhis reaksiyonlar› (bkz. Alkaloitlerin teflhis reaksiyonlar›) uygulan›r.
Antrasen Glikozitlerinin Teflhisi
Eter ile yap›lan ekstrede yukar›da anlat›ld›¤› gibi bitkide serbest halde bulunan aglikon k›s›mlar› ekstre edilerek teflhis edilmektedir. Alkol ile yap›lan eksraksiyon sonucunda ise glikozit halinde (aglikon+oz) elde edilmektedir. Ancak glikozitin teflhisi için seyreltik asit ve ›s› uygulayarak hidroliz ifllemi gerçeklefltirilmeli, yine eterle tüketilerek aglikon k›sm›n›n ayr›lmas› gereklidir. Daha sonra Bornträger reaksiyonu ile teflhis reaksiyonu gerçeklefltirilir.
Antosiyan Glikozitlerinin Teflhisi
Özsu pigmentleridir ve bitkilerde görülen bütün mavi, mor, menekfle renkler ve
tonlar›ndan, hemen hemen bütün k›rm›z› ve hatta siyah renklerden sorumludurlar.
Bitki organ›n›n rengi hücre özsuyunun pH’s› ile ilgilidir.
Elde edilen alkol ekstresinin asitle hidrolizi sonucu elde edilen asidik çözelti,
nötral pH’ya yaklaflt›kça mor renge, baziklefltirildi¤inde ise yeflil veya mavi renge
dönüyorsa antosiyan glikozitlerinin varl›¤› tespit edilir.
Antosiyaninler ka¤›t ve ince tabaka kromatografisi ile de ayr›l›rlar. UV (ultraviole) ve di¤er spektroskopik tekniklerle yap›lar› tayin edilir. Renkli maddeler olduklar›ndan UV ve görünür ›fl›k sahalar›nda karakteristik pikler verirler.
Kumarin Glikozitlerinin Teflhisi
Alkol ekstresi hidroliz edildikten sonra eterle tüketilir. % 10’luk amonyak ilavesinin ard›ndan UV lambas› alt›nda verdi¤i mavi veya yeflil renkli ›fl›ma ile teflhis edilir. Feigl-Frehden-Anger reaksiyonu ile kumarin içindeki lakton molekülleri spesifik olarak teflhis edilmektedir. UV lambas› alt›nda bak›lan çözelti bir kapsüle al›narak üzerine 4-5 damla hidroksilamin hidroklorit ve % 10’luk alkollü potas ilavesi
ile pH’n›n 8-9 olmas› sa¤lan›r. Çözelti yo¤unlaflt›r›ld›ktan sonra % 10’luk HCl ve
demir klorür ilavesiyle oluflan mor renk lakton varl›¤›n› göstermektedir.
Steroit Glikozitlerinin Teflhisi
Siklopentano (perhidro) fenantren halkas› içerirler, kardiotonik glikozitler ve saponinler olmak üzere iki grupta incelenirler.
Kardiyotonik glikozitler: Aglikonlar› steroit yap›dad›r, 17 nolu karbon atomuna
ba¤l› lakton halkas›n›n 5’li ve 6’l› olmas›na göre iki tipe ayr›l›rlar. 5’li doymam›fl
lakton halkas› tafl›yanlar Kardenolit tipi, 6’l› doymam›fl lakton halkas› tafl›yanlar
bufanolit ad›n› al›rlar (Bkz: Ünite 3).
Kardiotonik glikozitlerin teflhisinde çeflitli yöntemler mevcuttur.
Aglikonlar›na göre;
a) Genel: Bütün steroitler deriflik H2SO4 ile aglikonlar›n›n cinsine göre farkl›
renkler verirler (Liebermann R.). Bufanolitler genel olarak bu testle belirlenirler.
b) Legal Testi: Kardenolitlerde doymam›fl lakton halkas› amonyakl› gümüfl nitrat› redükleyerek piridinli ortamda sodyum hidroksit karfl›s›nda sodyumnitropursiyat ile k›rm›z› renk verir.
c) Kedde Testi: Kardenolitler alkollü 3,5-dinitrobenzoik asitle sodyum hidroksit (NaOH) yan›nda morumsu k›rm›z› renk verirler.
d) Baljet Testi: Kardenolitler etanollü ortamda pikrik asit ile turuncu renk verirler.
fiekerlerine göre;
Keller Kliani Reaksiyonu: 2-deoksimetil pentoz (digitoksoz, simaroz, oleandroz)
tafl›yan kardiyotonik glikozitler bu reaksiyonu verirler. Numune bir tüpte eser miktarda FeCl3 tafl›yan glasiyel asetik asitte çözülür. Üstüne tüpün kenar›ndan dikkatlice deriflik H2SO4 eklenir. ‹ki tabaka aras›nda k›z›l-kahverengi renk oluflmal›d›r.
Üst tabaka bir süre sonra mavimsi-yeflil renk al›r. Bu renk zamanla esmerleflir.
Saponinler: Bitkiler aleminde oldukça yayg›n, su ile çalkaland›klar›nda kal›c›
köpük veren glikozit yap›s›nda bilefliklerdir. Köpük verme özelliklerinden dolay›
bu ad› alm›fllard›r. Genellikle su, metanol, etanol gibi polar çözücülerde çözünen,
oksijensiz çözücülerde çözünmeyen, nötral ya da hafif asit karakterde, renksiz,
amorf, tahrifl edici, ac› lezzette maddelerdir. Aglikon yap›s›na göre steroidal ve triterpenik saponinler olmak üzere iki grupta incelenirler. Afla¤›daki yöntemler ile
teflhisleri gerçeklefltirilmektedir.
• 10 ml infüzyon (% 1’lik) bir deney tüpü al›n›r. Tüpün a¤z› bafl parmak ile kapat›l›r ve 30 sn kuvvetle çalkalan›r. 15 dakika dinlendirildikten sonra tüpte en
az 1 cm yükseklikte kal›c› köpük olmas› numunede saponin varl›¤›n› gösterir.
• Saponinlerin en büyük özelli¤idir. Su, metanol ya da etanol ile ekstre edilir.
Bu ekstreye bat›r›lan bir filtre ka¤›d› kurutulduktan sonra kan içeren jelatin
peltesi ile temasta b›rak›l›r. Filtre ka¤›d›n›n etraf›nda fleffaf bir kuflak oluflmas› hemoliz yapan saponin varl›¤›n› gösterir.
• Salkowski reaksiyonu: Steroidal saponinlerin kloroformlu çözeltileri deriflik
H2SO4 ile sar› renk verir.
• Lieberman-Burchard reaksiyonu: Asetik asit anhidritinde eritilmifl steroidal ve
triterpenik saponinler deriflik H2SO4 ile tabakaland›r›l›r ise, iki tabaka aras›nda önce yeflil bir halka oluflur, renk bir süre sonra maviye dönerek yay›l›r.
• Brieskorn-Briner reaksiyonu: Triterpenik saponinler klorosülfonik asitle k›rm›z› renk verir.
SU EKSTRES‹
Eter ve alkol ile yap›lan ekstraksiyonun ard›ndan kalan bitkisel materyalin 20 dk. civar›nda su ile maserasyonu sonucu elde edilir. Baz› bileflikler alkol ekstresinde de oldu¤u gibi do¤rudan sulu ekstre içinde, baz›lar› da hidroliz edildikten sonra teflhis edilebilirler.
117
118
Su ekstresi karbonhidrat yap›s›ndaki çeflitli maddeleri, glikozitler (saponinler),
tanenler ve alkaloit tuzlar› gibi suda çözünebilen maddeleri içerir.
fiekil 5.4
Su ekstresinde
gerçeklefltirilebilen
reaksiyonlar.
Pektin: Zincir halinde
birbirine ba¤lanm›fl birkaç
yüz galakturonik asit
molekülünden oluflur.
Zincirdeki asit gruplar›
metanol, arabinoz veya
galaktoz ile esterleflmifl ya
da kalsiyum ve magnezyum
ile tuz teflkil etmifltir.
Müsilaj: Bir üronik asit olan
galaktronik asit ve baz›
ozlar›n kondensasyonu ile
meydana gelmifl kompleks
maddelerdir.
Zamklar: Asitlerle
(glikuronik asit)
monosakkaritlerin
birleflmesi sonucu teflekkül
eden bitkisel
hidrokolloitlerdir.
Pektin, Müsilaj ve Zamklar›n Teflhisleri
Pektin teflhisinde kullan›lan pek çok ticari kit bulunmaktad›r. Sulu ekstrenin bir
k›sm› ayr›larak üzerine seyreltik sülfürik asit ve Seliwanof reaktifi eklenerek teflhis
edilebilirler.
Müsilajlar beyaz renkli, amorf maddelerdir. Musilajlar, su ekstresine alkol veya
aseton ilavesi ile bir çökelek olufluyorsa bu çökelek filtre edilerek ayr›l›r. Toluidin
mavisi, metilen mavisi gibi boyalarla etkilefltirildi¤inde mor-mavi renk oluflumu müsilaj varl›¤›n› kan›tlar. Bir di¤er yöntem de sulu ekstrenin seyreltik asitlerle hidrolizinden sonra % 20’lik NaOH veya KOH ile ›s›t›ld›¤›nda k›rm›z› çökelek vermesidir.
Zamklar›n 1ml sulu çözeltilerine etanol, aseton veya bazik kurflun asetat eklendi¤inde çökelti oluflumu meydana gelmesiyle teflhis edilir.
fiekerlerin Teflhisi
Karbon, hidrojen ve oksijenden meydana gelirler; hidrojen-oksijen oran› sudaki gibi 2:1 dir. Karbonhidratlar glusit, fleker, sakkarit ve oz ad›n› da al›rlar. Temel olarak monosakkaritler, oligosakkaritler ve polisakkaritler olmak üzere 3 grupta incelenirler.
Kimyasal teflhislerinde kullan›lan çok say›da yöntem bulunmaktad›r.
• Molisch Testi: fieker, niflasta, selüloz gibi tüm karbonhidratlar›n teflhisinde,
numune çözeltisine % 15-20’ lik α-Naftol çözeltisi ve iki faz aras›nda tabaka
teflkil edecek flekilde sülfürik asit ilave edilirse meydana gelen mor renkli
halka karbonhidratlar›n varl›¤›n› gösterir.
• Konsantre mineral asitlerle karbonhidratlar furfural ve türevlerinden oluflan renkli kondensasyon ürünlerini verirler. Bu renklerden karbonhidratlar teflhis edilir.
• Ozazon oluflumu: Asit ortamda (HCl), sodyum asetat ve asetik asitli ortamdaki monosakkarit çözeltisi fenilhidrazin ile su banyosunda ›s›t›ld›¤›nda
renkli bir ozazon meydana gelir. Ozazonlar, farkl› monosakkaritlerde farkl›
kristal biçimi gösterirler. Bu kristallerin erime derecesi de farkl›d›r. Glikoz ve
fruktoz ayn› ozazonu verir. Sakkaroz, ozazon teflkil etmez.
• fiekerler alkalilerle ›s›t›l›rsa reçineleflip kahverengi veya siyah renk verirler.
• fiekerler alkaliler yan›nda bak›r tuzlar› (CuSO4) ile reaksiyona girerse bak›r
hidroksit çöker, çalkalan›rsa çözelti mavi renk al›r. Is›t›l›nca okside olan flekerlerden dolay› mavi renk yeflile döner ve sonra kaybolur.
• fiekerler Fehling çözeltisiyle reaksiyona girerek k›rm›z› renkli bak›r-oksiti
çöktürürler. Bu reaksiyon yard›m›yla titrimetrik veya gravimetrik olarak
miktar tayini de gerçeklefltirilir.
• Aldoz ve ketozlar amonyakl› gümüfloksit ile oksidasyona u¤rarlar.
• Monosakkaritler ve polihidrik alkoller bromlu su ile oksidasyona u¤rarsa,
polisakkaritler polioksi asitlerle, polihidrik alkoller ise monosakkaritlere dönüflür. Örn. glikoz; glukuronik asit, mannitol, mannoz ve fruktozu verir.
• Aldoz ve ketozlar iyot çözeltisi ile oksidasyona u¤rar. Bu özellik fleker kar›fl›mlar›nda aldozlar›n kantitatif tayini için de kullan›l›r. Çünkü aldozlar ketozlardan daha h›zla reaksiyona girerler.
• fiekerlerin dehidrojenasyon ile oksidasyonu metilen mavisinin indikatör
(belirteç) olarak kullan›lmas›yla gerçekleflir.
• Ketozlar için Seliwanoff Testi: fieker çözeltisine rezorsinol ve hidroklorik
asit ilavesinde oluflan pembe renk ketoz varl›¤›n› gösterir.
• Pentozlar floroglusinol reaksiyonu ile k›rm›z› renk vermeleri ile tan›n›rlar.
Üronik asit ayn› reaksiyonla menekfle renk verir.
• Keller-Kiliani: Dezoksiozlar, baz› önemli kalp glikozitlerinin bilefliminde yer
ald›klar›ndan bunlar›n tan›nmas› için özel bir reaksiyon yap›l›r. Numune az
miktarda Fe+3 tuzu (FeCl3) içeren glasiyel asetik asitte çözünür. Deney tüpü
biraz e¤ik tutularak kenar›ndan deriflik H2SO4 ak›t›l›r ve iki tabaka oluflmas› sa¤lan›r. Bafllang›çta birbiri ile kar›flmayan bu iki tabakan›n ayr›lma yüzeyinde önce k›rm›z› kahverengi sonra koyu mavi bir halka görülmesi 2-dezoksioz varl›¤›n› göstermektedir.
Alkol ekstraksiyonu ile elde edilen tanen, alkaloitler ve glikozitler de su ekstresinde de bulunmaktad›r. Alkol ekstresinde teflhis edilmemifl ise sulu ekstrede de
yukar›da anlat›ld›¤› flekilde teflhisleri gerçeklefltirilebilir.
119
120
Özet
N
A M A Ç
1
N
A M A Ç
2
Çözücü ekstraksiyonunu tan›mlamak.
Ekstraksiyon, bitkisel materyalden çeflitli yöntemlerle, etken maddelerin çekip ç›kar›lmas›d›r.
Ekstraksiyonda amaç en basit ve en ekonomik
yöntemle, aktif maddelerin kimyasal yap›lar›n›
de¤ifltirmeden, en fazla verimi alacak flekilde ifllemi tamamlamakt›r. Kurutulup toz edilmifl bitkisel materyal, izole edilecek aktif bilefli¤in çözünürlük özelliklerine uygun herhangi bir çözücüyle ekstre edilmelidir. Daha sonra aktif bilefliklerin kimyasal yap›s›n›n tan›mlanmas› önemlidir.
Bitkilerde bulunan bafll›ca sekonder metabolitleri s›n›fland›rmak.
Farkl› fiziksel ve kimyasal özelliklere sahip olan
bitkisel maddeler, ekstraksiyon ifllemi ile farkl›
çözücülere geçmektedir. Bu gruplar temel olarak
uçucu ya¤lar, sabit ya¤lar, glikozitler, alkaloitler,
tanenler ve karbonhidratlard›r.
N
A M A Ç
3
Bu maddelerin kimyasal teflhis yöntemlerini
aç›klamak.
Farkl› karakterdeki çözücülerle ekstraksiyon sonunda, elde edilen fraksiyonlarda çeflitli reaktifler kullan›larak kalitatif olarak hangi maddelerin
bulundu¤u belirlenebilmektedir. Bu reaktifler belirli bir tarife göre haz›rlanm›fl ve belli bir madde
grubuna veya sadece tek bir maddenin teflhisinde kullan›lmaktad›r.
121
1. Çözücü ekstraksiyonu ile ilgili afla¤›daki ifadelerden
hangisi yanl›flt›r?
a. Basit ve ekonomik olmal›d›r.
b. Kullan›lacak çözücünün polaritesi etken maddeye uygun olmal›d›r.
c. Etken maddenin yap›s›n› de¤ifltirmelidir.
d. Yüksek verimli olmal›d›r.
e. Kullan›lacak çözücünün toksisitesi düflük olmal›d›r.
6. Tanen teflhisi ile ilgili afla¤›dakilerden hangisi
yanl›flt›r?
a. Demir tuzlar› ile gallik tanenler mavi-siyah renk
verir.
b. Demir tuzlar› ile kateflik tanenler esmer yeflil
renk verir.
c. Stiasny reaktifi tüm tanenleri çöktürür.
d. Jelatin çözeltisi ile krem renkli bir çökelek verirler.
e. Alkaloitlerlerin ço¤u tanenleri çöktürür.
2. Afla¤›daki reaktiflerden hangisi sabit ya¤lar›n teflhisinde kullan›l›r?
a. Bertrant R.
b. Mayer R.
c. Marme R.
d. Sudan III R.
e. UV lambas›
7. Afla¤›dakilerden hangisi tanen teflhisinde kullan›l›r?
a. Bornträger reaksiyonu
b. Goldbeater Membran testi
c. Fehling reaksiyonu
d. Kedde Testi
e. Salkowski reaksiyonu
3. Afla¤›daki madde gruplar›ndan hangisi eter ekstresinde teflhis edilemez?
a. Alkaloitler
b. Ya¤ asitleri
c. Kumarinler
d. Triterpenik saporinler
e. Monosakkaritler
8. Afla¤›daki etken madde ve teflhisi için gerekli reaktif
eflleflmelerinden hangisi do¤rudur?
a. Alkaloit-Marme R.
b. Tanen- Reinecke tuzu
c. Glikozit-Fehling R.
d. Kumarinler: Metilen mavisi
e. Uçucu ya¤lar: Amonyum molibdat
4. Afla¤›daki bitkisel maddelerden hangisi Clevenger
apareyi kullan›larak eter ekstresinden ayr›labilir?
a. Gallik tanenler
b. Uçucu maddeler
c. Ozlar
d. Sabit ya¤lar
e. Flavonlar
9. Afla¤›daki etken madde ve ilgili teflhis reaktifi eflleflmelerinden hangisi yanl›flt›r?
a. ‹ndirgen fiekerler-Molish R.
b. Antrasen glikozitleri-Bötnraeger R.
c. Saponinler-Salkowski R.
d. Müsilaj-Baljet R.
e. Pektin-Seliwanof R.
5. Shibata reaksiyonu ile ilgili afla¤›dakilerden hangisi
yanl›flt›r?
a. Teflhis reaksiyonu glikozitin fleker k›sm› üzerinden gerçekleflmektedir.
b. Reaksiyon deriflik HCl ve magnezyum metalinin
ortama ilavesiyle gerçeklefltirilir.
c. Reaksiyon sonunda flavonoller kiraz k›rm›z›
renk verirler.
d. Reaksiyon sonunda flavonlar turuncu renk verirler.
e. Reaksiyon sonunda flavononlar mor-k›rm›z›
renk verirler.
10. Bitkisel maddelerin kimyasal teflhisi ile ilgili afla¤›daki ifadelerden hangisi yanl›flt›r?
a. Keller-Kiliani reaksiyonu glikozitin oz k›sm› ile
ilgilidir.
b. fiekerler alkalilerle ›s›t›l›rsa reçineleflip kahverengi veya siyah renk verirler.
c. Steroidal saponinlerin kloroformlu çözeltileri deriflik H2SO4 ile sar› renk verir.
d. Alkaloitlerin ço¤u tanenleri çöktürür.
e. Uçucu ya¤lar›n teflhisinde örnek 120°C’ye kadar
›s›t›ld›ktan sonra Sudan III ile boyan›r.
122
Kaynaklar
1. c
Ciulei, I. (1982). Practical Manuals on the Industrial
Utilization of Medicinal and Aromatic Plants, I.
Methodology for Analysis of Vegetable Drugs,
UNIDO, Romania Pub., Bucharest.
Evans, W.C. (2002). Trease and Evans Pharmacognosy, 15th Ed. USA, W.B. Saunders.
Tyleri, V.E., Brady, L.R., Robbers, J.E. (1988). Pharmacognosy, USA, PA, Lea&Febiger.
2. d
3. e
4. b
5. a
6. c
7. b
8. a
9. d
10. e
Yan›t›n›z yanl›fl ise “Çözücü Ekstraksiyonu”
bölümünü tekrar gözden geçiriniz.
Yan›t›n›z yanl›fl ise “Uçucu ve sabit ya¤lar›n
teflhisi” bölümünü tekrar gözden geçiriniz.
Yan›t›n›z yanl›fl ise “fiekil 5.2.”yi tekrar gözden
geçiriniz.
Yan›t›n›z yanl›fl ise “Flavon ve antrasen
aglikonlar›n teflhisi “ bölümünü tekrar gözden
geçiriniz.
Yan›t›n›z yanl›fl ise “Tanenlerin teflhis
reaksiyonlar›” bölümünü tekrar gözden
geçiriniz.
Yan›t›n›z yanl›fl ise “Tanenlerin teflhis
reaksiyonlar›” bölümünü tekrar gözden tekrar
gözden geçiriniz.
Yan›t›n›z yanl›fl ise eter ve alkol ekstresi
üzerinde
gerçeklefltirilen
reaksiyonlar›
bölümünü” tekrar gözden geçiriniz.
Yan›t›n›z yanl›fl ise “Pektin, müsilaj ve zamklar›n
teflhisleri” bölümünü tekrar gözden geçiriniz.
6
Amaçlar›m›z
N
N
N
Uçucu ya¤lar›n tan›m›n› yapabilecek, bitkisel materyalden Uçucu ya¤lar›n elde edilme yöntemlerini tan›mlayabilecek ve yöntemleri uygulayabilecek,
Uçucu ya¤lar üzerinde yap›lacak analizleri ifade edebilecek, planlayabilecek
ve bu çal›flmalar› uygulayabilecek,
Kromatografik yöntemlerle Uçucu ya¤lar›n bileflimini belirleyebilecek, çal›flmalardan elde edilecek sonuçlar›n standartlara uygun olup olmad›¤›na karar
verebileceksiniz.
Anahtar Kavramlar
• Uçucu Ya¤
Bitki Kimyas› ve Analiz
Yöntemleri
Uçucu Ya¤lar
Üzerinde Yap›lacak
Analizler
• G‹R‹fi
• UÇUCU YA⁄LAR
• UÇUCU YA⁄ ELDE ETME
YÖNTEMLER‹
• B‹TK‹SEL DROGLARDAK‹ UÇUCU
YA⁄LARIN TAY‹N‹
• D‹ST‹LASYONLA B‹TK‹SEL
DROGLARDAK‹ SUYUN TAY‹N‹
• UÇUCU YA⁄LAR ÜZER‹NDE
YAPILACAK ANAL‹ZLER
• UÇUCU YA⁄LARIN ANAL‹Z‹NDE
KULLANILAN ALETL‹ ANAL‹Z
TEKN‹KLER‹
Uçucu Ya¤lar Üzerinde
Yap›lacak Analizler
G‹R‹fi
1994 Y›l›nda ˝Avrupa Farmakopesi Gelifltirilmesine Dair Sözleflme˝nin yürürlü¤e
girmesinden sonra kullan›lmaya bafllanan Avrupa Farmakopesi’ndeki Farmakognozik Yöntemler ile Fiziksel ve Fizikokimyasal Yöntemler Bölümlerinde Fiziko-Kimyasal analizler, Uçucu ya¤lar ve Sabit ya¤lar üzerinde yap›lacak analizlerle ilgili
bilgiler de bulunmaktad›r. Bu yöntemler Ünite 6, 7 ve
8’de aç›klanm›flt›r.
Bitkisel kaynakl› ürünlerin monograf› yoksa; Türk
Standartlar› Enstitüsü-TSE, International Organization for
Standardization-ISO, Association Française de Normalisation-AFNOR, Standarts, Training, Testing, Assessment
and Certification-BSI, American National Standarts Institute-ANSI, Deutsches Institut für Normung-DIN, Spanish
Association for Standardisation and Certification-AENOR gibi Ulusal ve Uluslararas› standartlardaki de¤erler dikkate al›narak de¤erlendirme yap›lmal›d›r.
SIRA S‹ZDE
UÇUCU YA⁄LAR
D Ü fi Ü Nkokulu,
EL‹M
Uçucu ya¤lar bitkilerden veya bitkisel droglardan elde edilen özel
oda s›cakl›¤›nda s›v›, genellikle renksiz uçucu maddeler kar›fl›m›d›r. Uçucu ya¤lar; genelSIRA
likle suda az, etanolde, organik çözücülerin ço¤unda ve ya¤larda
S Oçok
RS‹ZDE
U çözünürler.
Uçucu ya¤lar bitkinin çiçek (flos), yaprak (folia), meyve (fructus), toprak üstü
k›s›mlar› (herba), kabuk (cortex), odun (lignum), rizom (rhizoma) ve kök (radix)
D DÜ fi‹ KÜ NK EALT‹ M
gibi her organ›nda bulunabilirler. Bitkinin bulundu¤u familyan›n özelliklerine göre salg› tüylerinde, salg› ceplerinde, salg› kanallar›nda, salg› hücrelerinde veya epiSIRA
S O S‹ZDE
R U
derma ya da parenkima hücrelerinde da¤›lm›fl olarak bulunurlar.
N N
Uçucu Ya¤lar konusunu daha iyi kavrayabilmek için kitab›n›zdaki ˝Sekonder
D ‹ K K A T Metabolitler
AMAÇLARIMIZ
˝ konusunu yeniden gözden geçiriniz.
SIRA S‹ZDE
N N
Avrupa Farmakopesinde yer alan droglar için ˝T›bbi ve Aromatik Bitkisel
Ürünlerin ÜretiK ‹ T A P
mi ve Kalite Kontrolü kitab›n›zdaki Farmakope Yöntemleri˝ konusunu gözden geçiriniz.
AMAÇLARIMIZ
TELEV‹ZYON
SIRA S‹ZDE
SIRA
S O RS‹ZDE
U
D ÜD fi‹ ÜK NK EALT‹ M
SIRA
S O S‹ZDE
R U
D‹KKAT
AMAÇLARIMIZ
SIRA S‹ZDE
K ‹ T A P
AMAÇLARIMIZ
TELEV‹ZYON
K ‹ T A P
K ‹ T A P
‹NTERNET
‹NTERNET
TELEV‹ZYON
TELEV‹ZYON
126
UÇUCU YA⁄ ELDE ETME YÖNTEMLER‹
Uçucu ya¤lar bitkilerden; miktarlar›na, ›s›ya dayan›kl›l›klar›na ve bileflenlerin özelliklerine ba¤l› olarak de¤iflik flekillerde elde edilebilirler.
Uçucu ya¤lar, ya¤› tafl›yan bitki k›s›mlar›ndan, genellikle distilasyon yolu ile elde edilirler. Uygulanan yöntem, bitkinin ›s›ya dayan›kl›l›¤›, ya¤›n uçucu olmas›, suda çözünüp çözünmemesi ve distilasyon koflullar›yla ba¤lant›l›d›r.
Uçucu ya¤ eldesinde uygulanan yöntemler bafll›ca üç ana grupta toplanabilir.
Bunlar; SIRA S‹ZDE
• Distilasyon
• Ekstraksiyon
• S›kma’d›r.
SIRA S‹ZDE
S O R U
D‹KKAT
SIRA S‹ZDE
AMAÇLARIMIZ
Distilasyonla
ya¤ eldesinde kullan›lan yöntemler:
S O R uçucu
U
• Su Distilasyonu
• Buhar Distilasyonu
D‹KKAT
• Su-Buhar Distilasyonu
• Kuru Distilasyon ve
SIRA S‹ZDE
• Hidrodifüzyon’dur.
N N
K ‹ T A P
TELEV‹ZYON
‹ N T E fiekil
R N E T 6.1
Clevenger Apareyi.
Bu yöntemlerin d›fl›nda Mikrodalga distilasyon, Mikrodistilasyon ve Likens-NicAMAÇLARIMIZ
kerson sürekli distilasyon, ekstraksiyon yöntemi de kullan›lmaktad›r.
Bu yöntemler “T›bbi ve Aromatik Bitkisel Ürünlerin Üretimi ve Kalite Kontrolleri” kitab›K ‹ T A P
n›zda anlat›lmaktad›r.
B‹TK‹SEL
DROGLARDAK‹ UÇUCU YA⁄LARIN TAY‹N‹
TELEV‹ZYON
Bitkisel droglarda volumetrik olarak uçucu ya¤ tayini, su distilasyonu ile clevenger
ad› verilen özel bir aparey ile yap›l›r. Bu apareyin sudan a¤›r ve hafif uçucu ya¤lar için iki tipi vard›r.
‹NTERNET
Drog, ifllemden geçirilerek (parçalanarak,
dövülerek) ve tart›m› al›narak balona konulur.
Drog/su oran› 1:10 olacak flekilde su ilave edilir. Uçucu ya¤›n toplanaca¤› dereceli bölüme
su ilave edilir. Ya¤›n sudan tam olarak ayr›l›p
ayr›lmad›¤› gözlenemiyor, ya da numune çok
az uçucu ya¤ içeriyorsa deneye bafllamadan
önce dereceli k›sma 1 ml ksilen veya hekzan
ilave edilir, bu çözücünün miktar›ndaki art›fl
uçucu ya¤ miktar›n› verecektir. Distilasyon süresi genellikle 3 saattir. Distilasyon ifllemi bitti¤i zaman dereceli k›s›mda toplanan ya¤ miktar› okunur. Uçucu ya¤ miktar› 100 g drog için
ml olarak hesaplan›r. Bitkinin ne kadar su içerdi¤inin bilinmeside kuru drog üzerinden uçucu ya¤ veriminin hesaplanmas› için önemlidir.
100 g dro¤un içerdi¤i su miktar› bulunduktan
sonra kuru drog miktar› bulunarak elde edilmifl olan ya¤ miktar›na göre kuru drog üzerinden uçucu ya¤ verimi hesaplan›r.
127
6. Ünite - Uçucu Ya¤lar Üzerinde Yap›lacak Analizler›
Örne¤in; Yüzde 10 nem içeren 45 g drogdan su distilasyonu sonucu 0.2 ml
uçucu ya¤ elde edilirse, kuru dro¤un uçucu ya¤ verimi afla¤›daki gibi hesaplan›r:
100 10
45 X
x = 45 x 10 / 100 = 4.5 g
45 - 4.5
40.5
100
x = 100
SIRA
S‹ZDE
= 40.5 g kuru
drog
0.2
x
x 0.2 / 40.5 = % 0.5
Kuru drog üzerinden uçucu ya¤ verimi % 0.5’dir.
SIRA S‹ZDE
S O R U
S O R U
Elde edilecek uçucu ya¤ üzerinde baflka analizler yap›lmayacaksa, yani
drogdaki
D ‹ K sadece
KAT
uçucu ya¤ miktar› belirlenecekse o zaman bu bölüme belirli miktar ksilen ilave edilebilir.
SIRA S‹ZDE
AMAÇLARIMIZ
D‹KKAT
N N
SIRA S‹ZDE
Resim 6.1
Clevenger apareyi.
AMAÇLARIMIZ
K ‹ T A P
K ‹ T A P
TELEV‹ZYON
TELEV‹ZYON
‹NTERNET
‹NTERNET
Gravimetrik olarak uçucu ya¤ elde yönteminde uçucu ya¤ su buhar› distilasyonu ile ayr›ld›ktan sonra su ve ya¤ ihtiva eden distilat tuz ile doyurulur ve pentanla tüketilir. Daras› al›nm›fl bir kapta çözücünün uçurulmas› ile kalan ya¤›n a¤›rl›¤›
tart›l›r. Bulunan uçucu ya¤ miktar› % olarak ifade edilir.
D‹ST‹LASYONLA B‹TK‹SEL DROGLARDAK‹ SUYUN
TAY‹N‹
Droglar›n su tafl›mas› ekonomik olmamas› yan›nda uygun ›s›da enzimlerin faaliyete geçmesiyle kolay bozulmalara neden olur. Ayr›ca mikroorganizmalar için uygun üreme ortam› olurlar.
Pek çok bitkisel drog; küf mantar›, sinek ve böcek için gerekli g›da maddelerini tafl›d›¤› için bu
canl›lar›n sald›r›s›na u¤rar. Ve drogta h›zla bozunma olur.
Resim 6.2
Volumetrik su miktar tayini apareyi.
128
fiekil 6.2
Volumetrik su miktar tayini apareyi.
Su ile doyurulmufl eksilen:
ksilen en az yar›s› kadar
hacimdeki su ile ay›rma
hunisine konulur. Ara s›ra
çalkalanarak bir gün
bekletilir. Ksilen faz›
deneyde kullan›l›r.
Volumetrik yöntemle su miktar tayini; distilasyon yoluyla yap›lan bir su miktar tayini yöntemidir. Drogda bulunan suyun,
ksilen (veya toluen) buhar› ile sürüklenerek so¤utucudan geçtikten sonra apareyin dereceli k›sm›nda toplanarak ölçülmesi ifllemidir. Cam aksaml› özel apareylerde gerçeklefltirilir. Su miktar›
tayin edilecek materyal bir balona konulur. Üzerine yeterli miktar suyla doyurulmufl ve suyla kar›flmayan bir organik çözücü ilave edilir. Bu ifllem için genellikle
su ile doyurulmufl ksilen veya
toluen kullan›l›r. Birkaç kaynama
tafl› at›ld›ktan sonra distilasyon ifllemi bafllat›l›r. Materyalde bulunan su, distilasyon s›ras›nda organik çözücü ile sürüklenir ve so¤utucuda yo¤unlaflarak apareyin dereceli k›sm›nda birikir. Toplanan
su miktar› ml cinsinden okunur ve su miktar› % (h/a) olarak hesaplan›r.
Veya kuru balon içersine, 200 ml toluen ve 2 ml su konulur. 2 saat distile edilir. So¤uduktan sonra su hacmi okunur (n1). Daha sonra drog tart›larak okunur
(m) balon içersine konulur ve distile edilir. Distilasyon iflleminden sonra dereceli
k›s›mda biriken suyun hacmi okunur (n2). Drogdaki su miktar› afla¤›daki formülle
kg’da ml olarak hesaplan›r.
Drogdaki su miktar› = 1000 (n2 - n1) / m
m : Dro¤un gram olarak kütlesi
n1: ‹lk distilasyon sonunda okunan su miktar›
n2: ‹kinci distilasyon sonunda okunan su miktar›
Gravimetrik Yöntem: Uçucu madde tafl›mayan ya da çok az tafl›yan droglara
(Digitalis, niflasta, Aloe gibi) uygulanabilen bir yöntemdir. Dro¤un 105 °C’de ›s›t›lmas›yla meydana gelen a¤›rl›k kayb›n›n hesaplanmas› ve sonucun % fleklinde verilmesi esas›na dayan›r. Uçucu madde tafl›yan droglarda (örne¤in balsamlar) tam
tart›lm›fl drog ince tabaka halinde bir yüzeye yay›ld›ktan sonra desikatörde fosforpentaoksit üzerinde kurutulur ve a¤›rl›k kayb› % cinsinden hesaplan›r.
UÇUCU YA⁄LAR ÜZER‹NDE YAPILACAK ANAL‹ZLER
‹nce flerit halinde kesilmifl süzgeç ka¤›d› üzerine bir damla ya¤ numunesi damlat›l›r ve 105°C’ye ›s›t›lm›fl etüve konulur. Kontrol edildi¤inde, süzgeç ka¤›d› üzerinde
leke görülmezse bu uçucu ya¤›n varl›¤›n› gösterir.
Uçucu Ya¤larda Yap›lmas› Gereken Fiziko-Kimyasal
Analizler
Uçucu ya¤lar üzerinde yo¤unluk, optik çevirme, k›r›lma indisi ve donma noktas›
gibi fiziko-kimyasal analizler yap›lmaktad›r. Burada sadece yo¤unluk ve optik çevirme için formüller verilmifltir. Bu yöntemler kitab›n›z›n 8. Ünitesi olan Fiziko-
129
Kimyasal Analizler bölümünde ayr›nt›l› olarak verilmifltir.
Yo¤unluk;
d = Numunenin a¤›rl›¤› / suyun a¤›rl›¤›’d›r.
d = n-p / s-p formülü ile hesaplan›r.
n : Piknometre ile beraber numunenin a¤›rl›¤›
s : Piknometre ile beraber suyun a¤›rl›¤›
p : Bofl piknometrenin a¤›rl›¤›
Optik çevirme; Uçucu ya¤lar›n do¤rudan ölçümü için: α tD = ∝ / l. d
t
Çözelti halindeki uçucu ya¤lar için: α D = 1000.∝ / l. d. c0 formülleri ile bulunur.
SIRA S‹ZDE
t : Ölçümün yap›ld›¤› s›cakl›k (°C)
∝ : Ölçülen sapma aç›s›
l : Ifl›¤›n numune içersinde ald›¤› yol (dm cinsinden)
d : Numunenin ayn› s›cakl›ktaki ba¤›l yo¤unlu¤u (g / ml)
c : 1000 ml çözücüde çözünen madde miktar› (g)
S O miktar›
R U
c0: Çözünmüfl bir bilefli¤in 1000 ml çözücüde çözünen madde
(g).
Uçucu Ya¤lar üzerinde yap›lmas› gereken Fiziko-Kimyasal AnalizlerD konusunu
daha iyi
‹KKAT
kavrayabilmek için kitab›n›zdaki “Fiziko-kimyasal analizler” konusunu yeniden gözden
geçiriniz.
SIRA S‹ZDE
Uçucu Ya¤lar›n Koku ve Tad›
N N
3 damla uçucu ya¤ al›narak üzerine % 90 h/h etanolden 5 AMAÇLARIMIZ
ml ilave edilir. Daha
sonra 10 g sakkaroz ile kar›flt›r›l›r. Kokusu ve tad›, uçucu ya¤ elde edilen bitki veya bitki k›s›mlar› ile benzer olmal›d›r.
Uçucu Ya¤larda Su Aranmas›
K ‹ T A P
10 damla ya¤ al›n›r ve 1 ml karbon disülfür ile kar›flt›r›l›r. Haz›rlanan çözelti bekletilir. Çözeltinin berrak olmas› içersinde su bulunmad›¤›n› gösterir.
TELEV‹ZYON
SIRA S‹ZDE
S O R U
D‹KKAT
SIRA S‹ZDE
AMAÇLARIMIZ
K ‹ T A P
TELEV‹ZYON
Uçucu Ya¤larda Yabanc› Ester Aranmas›
Uçucu ya¤dan 1 ml al›narak üzerine yeni haz›rlanm›fl alkollü 100 g/l potasyum
‹ N T Ebekletilir.
RNET
hidroksit çözeltisinden 3 ml ilave edilir. Su banyosunda 2 dakika
Çözeltide, 30 dakika içersinde hatta so¤uduktan sonra kristal oluflmamal›d›r.
Uçucu Ya¤ ‹çinde Sabit Ya¤ ve Reçine Aranmas›
Süzgeç ka¤›d›na 1 damla uçucu ya¤ damlat›l›r. Uçucu ya¤ lekesi 24 saat içinde yar› saydam veya ya¤s› bir leke b›rakmadan tamamen uçuyorsa sabit ya¤ ve reçine
içermiyor demektir.
Uçucu Ya¤larda Uçurma Art›¤›
Uçucu ya¤daki uçurma art›¤›; sabit tart›ma getirilmifl ve ›s›ya dayan›kl› cam buharlaflma kab› kullan›larak yap›l›r. 5 g uçucu ya¤ cam kap içersine tart›l›r. Su banyosunda ›s›t›l›r. Desikatörde so¤utulduktan sonra tart›m› al›n›r. 100 g üzerinden hesaplama yap›l›r.
‹NTERNET
130
Uçucu Ya¤lar›n Alkoldeki Çözünürlükleri
1 ml uçucu ya¤, 25 veya 30 ml’lik cam kapakl› mezüre konulur. Mezür, s›cakl›¤› 20
± 0.2°C ‘ye ayarlanm›fl ›s›t›c› içine yerlefltirilir. EP monograf›nda derecesi belirtilmifl
olan alkolden büret (20 ml kapasiteli) yard›m›yla 0.1 ml ilave edilir. Uçucu ya¤ alkolde çözünene kadar bu iflleme devam edilir. Sonra toplam 20 ml olacak flekilde
0.5 ml’lik hacimler halinde alkol ilave edilmeye devam edilir. ‹fllem s›ras›nda mezür s›k s›k çalkalan›r. Berrak bir çözelti elde edildi¤i zaman harcanan alkol miktar› yaz›l›r.
Alkol miktar› 20 ml’ye tamamlanmadan önce mezürdeki çözelti bulan›k (opalesans) görünümdeyse, bu bulan›kl›k kaybolana kadar ilave edilen alkolün miktar› yaz›l›r.
E¤er monografta yaz›l› derecedeki alkol ile berrak bir çözelti elde edilemiyorsa, bir üst konsantrasyondaki alkol kullan›larak deneye devam edilir.
Kurutma Kay›p
Kurutma s›ras›nda meydana gelen kay›plar, yüzde k/k olarak ifade edilen kütlesel
kay›plard›r.
‹ncelenecek maddeden belirli bir miktar› tart›m kab›na konulur. Madde sabit
tart›ma getirilmek için afla¤›da belirtilen yöntemlerden birisi kullan›larak kurutulur.
1. “ Bir desikatör içerisinde” : kurutma atmosferik bas›nç alt›nda ve oda s›cakl›¤›nda difosfor pentaoksit üzerinde yap›l›r.
2. “Vakum alt›nda”: kurutma 1.5 kPa - 2.5 kPa aras›nda bas›nç alt›nda ve oda s›cakl›¤›nda difosfor pentaoksit üzerinde yap›l›r.
3. “Vakum alt›nda”: belirli bir s›cakl›k aral›¤›nda kurutma 1.5 kPa - 2.5 kPa aras›nda bas›nç alt›nda ve monografta belirtilen s›cakl›k aral›¤›nda difosfor
pentaoksit üzerinde yap›l›r.
4. “Etüvde”: belirli bir s›cakl›k aral›¤›nda kurutma monografta belirtilen s›cakl›k
aral›¤›nda bir etüv içerisinde yap›l›r.
5. “Yüksek bas›nç alt›nda”: kurutma 0.1 kPa bas›nc› aflmamak kayd›yla ve monografta belirtilen s›cakl›kta difosfor pentaoksit üzerinde yap›l›r.
Toplam Alkol Yüzdesi
Toplam alkol yüzdesi uçucu ya¤ içersinde bulunan alkollerin toplam miktar› ya¤›n
içerdi¤i alkollerin biri cinsinden hesaplan›r.
Örne¤in, bu metotla gül ya¤› içerisinde bulunan alkollerin (sitronellol, geraniol, nerol, etil alkol, feniletil alkol v.b.) toplam›n›n sitronellol cinsinden yüzdesi tayin edilir.
Asetillendirme balonuna bir pipetle 5 ml gül ya¤›, 5 ml asetik asit anhidriti ve
1 g susuz sodyum asetat konur. So¤utucu tak›l›r ve 1 saat kum banyosu üstünde
yavafl yavafl kaynat›l›r. Balon 15 dakika so¤umaya b›rak›l›r, so¤utucunun tepesinden 50 ml distile su kat›l›r ve so¤utucu ç›kar›l›r. Balon buhar banyosunda 15 dakika süreyle, fazla asetik asit anhidriti uçurmak için arada bir çalkalanarak ›s›t›l›r.
‹çindekiler bir ay›rma hunisine boflalt›l›r ve balon 2 kez 10 ml distile su ile y›kan›r,
bunlar da ay›rma hunisine konulur. Ay›rma hunisi su faz› ile ya¤ faz›n›n kar›flmas›
için iyice çalkalan›r. Fazlar ayr›l›nca, sulu faz al›n›r ve hunide kalan ya¤ faz› birkaç
kez 50 ml sodyum klorür çözeltisi ile y›kan›r. Y›kama ifllemine, huniden al›nan tuz
çözeltisi turnusol ka¤›d›na karfl› nötr reaksiyon gösterinceye kadar devam edilir.
Elde edilen ya¤ susuz sodyum sülfat ile kurutulur ve süzgeç ka¤›d›ndan süzülür.
Sabunlaflt›rma ifllemi için temiz ve kuru bir asetillendirme balonuna, elde edilen asetillendirilmifl ya¤dan 1.5 g numune duyarl› olarak tart›l›r (m). Üzerine 5 ml
etil alkol ve 3 damla fenolftalein kat›l›r. Serbest asitler sodyum hidroksit çözeltisi
ile nötrlefltirilir. Bu ifllemden sonra balon içerisine pipetle 20 ml potasyum hidroksit çözeltisi konulur. So¤utucu tak›l›r ve balon içerisindeki çözelti su banyosu üzerinde buhar ile balon içinde kaynama olmayacak flekilde bir saat ›s›t›l›r. Oda s›cakl›¤›nda 15 dakika so¤umaya b›rak›l›r. So¤utucu ç›kar›l›r, 3 damla fenolftalein çözeltisi kat›l›r ve alkalinin fazlas› hidroklorik asit çözeltisi ile titre edilir. Hesaplanan
toplam alkol yüzdesinin standartlarda belirtilen de¤erler aras›nda olup olmad›¤›
kontrol edilir.
Toplam alkol yüzdesi afla¤›daki formülle hesaplan›r.
Toplam alkol yüzdesi = [M.A.N / 10 (m - 0.021A)] x [1- (42.04 e)/ (100x(M+42.04)]
M = Alkolün molekül a¤›rl›¤›, (sitronellol m.a. 156.26)
A = Asetillendirilmifl ya¤›n sabunlaflt›r›lmas› için kullan›lan potasyum hidroksit çözeltisi hacmi, ml
e
= Ester yüzdesi
N = Potasyum hidroksit çözeltisinin normalitesi
Nane Ya¤›nda, Mentol Üzerinden Hesaplanm›fl Toplam
Alkol Yüzdesi
2 ml nane ya¤›, 4 ml asetik asit anhidriti ve 1 g susuz sodyum asetat ile 50 ml’lik
erlende geri çeviren so¤utucu alt›nda 2 saat kaynat›l›r. Sonra ay›rma hunisine al›n›r ve s›ras›yla tuzlu su, sodyum karbonatl› tuzlu su ve su ile y›kan›r. Susuz sodyum sülfat ile suyu uzaklaflt›r›l›r. Asetillenmifl ve temizlenmifl uçucu ya¤›n 1-2 ml’si
50 ml’lik erlene tam olarak tart›l›r. Üzerine 10 ml 0.5 N KOH ilave edilerek geri çeviren so¤utucu alt›nda bir süre kaynat›l›r. So¤uduktan sonra 0.5 N HCl ile KOH
fazlas› titre edilir.
Uçucu Ya¤lardaki 1,8 Sineol’ün Miktar Tayini
Susuz sodyum sülfat ile suyu uzaklaflt›r›lm›fl uçucu ya¤dan 3.0 g deney tüpüne tart›l›r. Üzerine 2.1 g erimifl kresol ilave edilir. Deney tüpü donma noktas› tayini için
kullan›lan apareye yerlefltirilir. Devaml› olarak kar›flt›r›l›r ve so¤umas› beklenir.
Kristallenme bafllad›¤› zaman s›cakl›kta az da olsa bir art›fl gözlenir. Gözlenen en
yüksek s›cakl›k yaz›l›r (t1).
Ayn› kar›fl›m t1 s›cakl›¤›n› 5°C’yi fazla geçmeyecek flekilde ayarlanm›fl olan su
banyosunda tekrar eritilir. Deney tüpü t1 s›cakl›¤›nda 5°C daha düflük s›cakl›kta
bulunan apareye yerlefltirilir. ‹lk kristal gözlendi¤inde veya kar›fl›m s›cakl›¤› t1 s›cakl›¤›ndan 3°C daha düflük oldu¤unda sürekli kar›flt›r›l›r. Kar›fl›m›n kristallendi¤i
en yüksek s›cakl›k de¤eri yaz›l›r (t2). En yüksek iki t2 de¤eri aras›ndaki fark
0.2°C’den az oluncaya kadar iflleme devam edilir.
Kar›fl›m afl›r› so¤udu¤unda 3.0 g sineol ve 2.1 g erimifl kresol tafl›yan kar›fl›m›ndan küçük bir kristal ilave edilir. t2 s›cakl›¤› 27.4°C’nin alt›ndaysa, kar›fl›mdan 5.1
g (sineol ve 2.1 g erimifl kresol ) ilave edilerek ifllem tekrarlan›r.
E¤er deney 5.1 g kar›fl›m ilave edilerek yap›lm›flsa, % sineol miktar› k/k cinsinden afla¤›daki formülle hesaplan›r. En yüksek s›cakl›¤a karfl›l›k gelen sineol miktarlar›n›n verilmifl oldu¤u tablo afla¤›dad›r.
% Sineol = 2 ( A - 50 )
A: Tablodan bulunan de¤er
131
132
Tablo 6.1
En yüksek s›cakl›k
de¤erine (t2) karfl›l›k
gelen sineol
miktarlar›.
t2
°C
% Sineol
k/k
t2
°C
% Sineol
k/k
t2
°C
% Sineol
k/k
24
45.5
35
60.0
46
78.0
25
47.0
36
61.0
47
80.0
26
48.5
37
62.5
48
82.0
27
49.5
38
63.5
49
84.0
28
50.5
39
65.0
50
86.0
29
52.0
40
67.0
51
88.5
30
53.5
41
68.5
52
91.0
31
54.5
42
70.0
53
93.5
32
56.0
43
72.5
54
96.0
33
57.0
44
74.0
55
99.0
34
58.5
45
76.0
Toplam Fenol Miktar›
‹yice temizlenmifl, 0.1 ml aral›klarla derecelendirilmifl ince uzun boyunlu, 150
ml’lik bir Cassia balonuna pipetle belirli miktarda ya¤ (a) konulur. 75 ml 1 N sulu
potasyum hidroksit çözeltisi ilave edilir. Cassia balonunun a¤z› kapat›larak 5 dakika kuvvetle çalkalan›r. 1 saat kendi halinde bekletilir. Sonra potasyum hidroksit
çözeltisinden ilave edilerek çözünmemifl ya¤ tabakas›yla sulu alkali tabakan›n ayr›flma yüzeyinin (0) çizgisine gelmesi sa¤lan›r. Alkali çözelti, ayr›lm›fl olan ya¤ tabakas›n› kar›flt›rmadan dikkatlice balonun boyun k›sm›ndan s›zd›rarak ilave edilmelidir.
Cassia balonunun kenarlar›nda kalm›fl olan ya¤ damlac›klar› varsa, boyun k›sm›na yükselmesi için yavaflça vurulur veya balon avuç içleri aras›nda h›zla döndürülür. Alkalide çözünmeyen ya¤›n miktar› ml cinsinden okunur (b) ve ya¤da bulunan toplam fenol miktar› % h/h olarak hesaplan›r.
Afla¤›daki formülle toplam fenol miktar› hesaplan›r.
% Fenol = 100 x b / a
a = Tart›lan uçucu ya¤ miktar›
b = Okunan uçucu ya¤ miktar›
133
fiekil 6.3
Cassia balonu.
Toplam Aldehit Miktar›
Belirli miktarda etken maddesi aldehit olan uçucu ya¤ (1 g civar›nda Cinnamomi
oil) 100 ml’lik erlende tam olarak tart›l›r. 35 ml 0.5 N hidroksilamin hidroklorür çözeltisinden ilave edilir. Erlen oda s›cakl›¤›nda 15 dakika bekletilir. Aç›¤a ç›kan hidroklorik asit 0.5 N alkollü sodyum hidroksit çözeltisi ile titre edilir. Titrasyona hidroksilamin hidroklorür çözeltisinin yeflilimsi rengi elde edilinceye kadar devam
edilir. 35 ml hidroksilamin hidroklorür çözeltisi içeren ikinci bir erlen renk kontrolü için kör olarak kullan›l›r. Harcanan sodyum hidroksit çözeltisinin miktar›ndan
numunedeki aldehit miktar›na geçilir. 1 mol sodyum hidroksite 1 mol aldehit karfl›l›k gelmektedir.
Afla¤›daki formülle toplam aldehit miktar› hesaplan›r.
% Toplam aldehit = a x b / 20 x m
a = Nötralizasyon için kullan›lan 0.5 N sodyum hidroksit çözeltisinin hacmi (ml).
b = Aldehitin molekül a¤›rl›¤› (sinnamik aldehitin m.a. 132.15).
m = Kullan›lan ya¤›n miktar› (g).
Gül Ya¤›ndaki Stearopten Miktar›
Gül ya¤›ndan 1 g tam tart›m al›n›r ve 10 ml petrol eterinde çözülür. Bu çözelti, daha önce 20 g tart›l›p 140°C etüvde ›s›t›larak 1 saat rejenere edilip desikatörde so¤utulduktan sonra petrol eteri yard›m›yla 50 ml’lik bürete, homojen ve arada hava
kabarc›¤› kalmayacak flekilde doldurulan 60 - 200 mesh’lik silikajelin üzerine dökülür. Büretin muslu¤u, gül ya¤›yla haz›rlanan çözelti silikajel ile tamamen temas
edene kadar aç›l›r. Gül ya¤›n›n 15 dakika süre ile silikajele adsorbe olmas› sa¤lan›r. Ya¤ tart›m› al›nan kap, 2 defa 10 ml petrol eteri ile y›kan›r. Y›kama çözeltileri
büretin üzerinden silikajel üzerine boflalt›l›r. Bu arada büretin muslu¤u aç›larak ilave edilen çözelti hacmince fraksiyonlar toplan›r. Bürete 2 kez 25 ml’lik hacimlerde
toplam 50 ml petrol eteri daha ilave edilir. Son olarak büretten al›nabilecek tüm
fraksiyonlar toplan›r. Fraksiyonlar toplam› daha önce daras› al›nm›fl flilifli balon ile
rotavapor yard›m› ile yo¤unlaflt›r›l›r. Rotavaporla elde edilen fraksiyon stearoptendir. Fraksiyon, balonla birlikte 60°C’ye getirilmifl etüvde 1 saat tutulur. Sabit tart›ma gelene kadar desikatörde bekletilir. Elde edilen stearopten yüzdesi afla¤›daki
formülle hesaplan›r.
% Stearopten = ( P1 / P ) x 100
P : Tart›lan gül ya¤› miktar› ( g )
P1 : Elde edilen bakiye ( g )
134
Uçucu Ya¤lardaki Bilefliklerin ‹nce Tabaka Kromatografisi
‹le ‹ncelenmesi
‹nce tabaka kromatografisi (‹TK) uygun bir materyalden oluflan hareketsiz faz›n ince bir tabaka halinde camdan, plastikten veya metalden yap›lm›fl bir plak üzerine
homojen bir flekilde yay›ld›¤› ve analizi yap›lacak madedelerin pla¤a tatbik edildi¤i bir ay›rma tekni¤idir. Uygun bir çözücü veya çözücü kar›fl›m›nda yürütülerek
maddelerin adsorpsiyon, partisyon ve iyon de¤ifltirme mekanizmalar›ndan birisinin veya birkaç›n›n etkisiyle ayr›lmas› ifllemidir. Bu ifllem için dikey veya yatay yürütme yöntemi kullan›labilir.
Resim 6.3
‹nce tabaka
kromatografisinde
kullan›lan
sistemler.
Resim 6.4
Origanum onites
uçucu ya¤›n›n ‹TK
sonucu.
SIRA S‹ZDE
SIRA S‹ZDE
S O R U
S O R U
D‹KKAT
SIRA S‹ZDE
AMAÇLARIMIZ
‹TK konusunu
D ‹ Kdaha
K A T iyi kavrayabilmek için kitab›n›zdaki ˝Kromatografik Yöntemler ˝ konusunu yeniden gözden geçiriniz.
N N
SIRA S‹ZDE
AMAÇLARIMIZ
K ‹ T A P
K ‹ T A P
TELEV‹ZYON
TELEV‹ZYON
135
UÇUCU YA⁄LARIN ANAL‹Z‹NDE KULLANILAN
ALETL‹ ANAL‹Z TEKN‹KLER‹
Uçucu ya¤ analizlerinde kullan›lan tekniklerin baz›lar› afla¤›da verilmifltir. Bu tekniklerle ilgili bilgiler kitab›n›z›n Kromatografik Yöntemler ve Spektroskopik Yöntemler bölümlerinde anlat›lm›flt›r.
• Uçucu ya¤larda kullan›lan Kromatografik Teknikler;
- Kolon Kromatografisi (CC)
- ‹nce Tabaka Kromatografisi (TLC)
- Gaz Kromatografisi (GC)
- Yüksek Bas›nçl› S›v› Kromatografisi (HPLC)
- Orta Bas›nçl› S›v› Kromatografisi (MPLC)
- Süperkritik S›v› Kromatografisi (SFC)
• Uçucu ya¤larda kullan›lan Spektrofotometrik Teknikler;
- Ultraviyole ve Görünür Alan Spektrofotometri (UV-VIS)
- ‹nfrared Spektrofotometri (IR)
• Spektroskopik Teknikler;
- Kütle Spektrometri (MS)
- Nükleer Magnetik Rezonans Spektroskopi (NMR)
- 13C-NMR Spektroskopi
- Site-Specific Natural Isotope Fractionation NMR (SNIF-NMR)
• Kombine Teknikler;
- Gaz Kromatografi / Kütle Spektrometri (GC/MS)
- S›v› Kromatografi / Kütle Spektrometri (LC/MS)
- Gaz Kromatografi / Fourier Transform ‹nfrared Spektrofotometri (GC/FTIR)
- Gaz Kromatografi / Fourier Transform ‹nfrared Spektrofotometri / Kütle
Spektrometri (GC-FTIR-MS)
- Gaz Kromatografi / Atomik Emisyon Dedektör (GC-AED)
- Gaz Kromatografi / ‹zotop Oranl› Kütle Spektrometri (GC-IRMS)
- Multidimensional Gaz Kromatografi (MDGC)
Uçucu Ya¤lardaki Bilefliklerin Gaz Kromatografisi ve Gaz
Kromatografisi-Kütle Spektrofotometresi ‹le Belirlenmesi
Gaz Kromatografisi 400°C’ye kadar bozunmadan buharlaflabilen madde kar›fl›mlar›n›n ayr›lmas›nda kullan›l›r. Bu kromatografi tekni¤inde sadece partisyon mekanizmas› geçerlidir. Bütün kromatografi tekniklerinde oldu¤u gibi burada da hareketli ve hareketsiz faz vard›r. Genelde hareketli faz olarak azot gaz› kullan›l›r. Hareketsiz faz porlu kat› destek maddesi etraf›nda kaplanm›fl, yüksek ›s›da bozunmayan bir s›v›d›r.
Resim 6.5
GC-GC/MS Sistemi.
136
Uçucu özellikteki numune uygun bir çözücüde çözüldükten sonra Gaz Kromatografi cihaz›na enjekte edilir. Kar›fl›m içerisindeki bileflikler kolonun içerisinden
geçmekte olan gaz›n bas›nc›yla sürüklenir ve partisyon mekanizmas›na ba¤l› olarak çözünürlükleri oran›nda gaz ve s›v› fazlar aras›nda da¤›l›rlar. Kolonu terk eden
bileflikler dedektör vas›tas› ile tespit edilir. Ayr›lan bileflikler kaydedicide veya ekranda pikler halinde gözlenirler. Gaz Kromatografisi’nde uçucu ya¤lar için en çok
kullan›lan dedektör alev iyonlaflma dedektörü (FID)’dür. Bilefli¤in kolona girifli
(enjeksiyon) ve ç›k›fl› (tespit) aras›nda kalan süreye tutunma zaman› (Rt =Retention time) denir. Gaz Kromatografisi ile bilefliklerin ya¤ içindeki relatif (ba¤›l) yüzde miktarlar› belirlenir. Bir bilefli¤in relatif yüzdesi, kar›fl›mda bulunan tüm bilefliklerin pik alanlar›n›n toplam› % 100 kabul edilerek hesaplan›r. Bilefli¤in pik alan›n›n toplam alan içerisindeki oran› hesaplanarak bulunur. Bu ifllemler analiz sonunda cihaz taraf›ndan otomatik olarak yap›l›r. Analiz sonucunda bilefliklerin kolonda
tutunma sürelerine göre neler olabilecekleri konusunda fikir yürütülebilir. Bu fikri
do¤rulamak için standart maddelerin ayn› kolon ve ayn› analiz flartlar›nda Gaz
Kromatografi cihaz›na enjekte edilerek Rt de¤erlerinin karfl›laflt›r›lmas› gerekir.
fiekil 6.4
Gaz Kromatografisi
flemas›.
SIRA S‹ZDE
S O R U
D‹KKAT
SIRA S‹ZDE
AMAÇLARIMIZ
K ‹ T A P
Yap› tayini çal›flmalar›nda Gaz Kromatografisi ile kesin ve güvenilir sonuca
ulaflmak mümkün olmaz. Çünkü Rt de¤erleri yap› tayini için yeterli de¤ildir. Bilefliklerin yap› tayinlerinin gerçeklefltirilmesinde Rt de¤erinden baflka verilerinde bulunmas› gereklidir. Çünkü Rt de¤erleri birbirine çok yak›n olan bileflikler bu yöntemle yanl›fl tayin edilebilir.
Modern laboratuvarlarda uçucu ya¤ analizleri Gaz Kromatografisi/Kütle SpekSIRA S‹ZDE
trometrisi sistemi
ile yap›lmaktad›r. Burada Gaz Kromatografisi ile ayr›lan her bileflik Kütle Spektrometresi ile dedekte edilmektedir. Bu amaçla Kütle dedektörü kullan›lmaktad›r. Bu flekilde her bilefli¤in Rt de¤erinin yan›nda, molekül a¤›rl›¤› ve kaD Ü fi Ü N E L ‹ M
rakteristik bir kütle spektrumu elde edilmektedir. Molekülün parçalanma ürünlerinin de¤iflik pikler halinde gözlendi¤i bu spektrumun yorumlanmas› halinde bileO R U daha güvenli bir flekilde gerçeklefltirilir.
fliklerin yap›S tayini
GC konusunuDdaha
‹ K K A iyi
T kavrayabilmek için kitab›n›zdaki ˝Kromatografik Yöntemler ˝ konusunu yeniden gözden geçiriniz.
N N
SIRA S‹ZDE
AMAÇLARIMIZ
K ‹ T A P
Latince ismi
‹ngilizce ismi
Türkçe ismi
Bitki ismi
Anisi aetheroleum
Anise
oil
Anason esans›
Pimpinella anisum
L. meyveleri
Foeniculi amari fructus Bitter-fennel
aetheroleum
fruit oil
Rezene
meyvesi esans›
Foeniculum vulgare Miller subsp.
vulgare var. vulgare
Foeniculi amari herba
aetheroleum
Bitter-fennel
herb oil
Rezene esans›
Foeniculum vulgare Miller subsp.
vulgare var. vulgare
Salviae sclareae
aetheroleum
Clarysage
oil
Misk adaçay›
esans›
Salvia sclarea
L.
Eucalypti
aetheroleum
Eucalyptus
oil
Ökaliptus
esans›
Eucalyptus globulus
Labill.
Lavandulae
aetheroleum
Lavender
oil
Lavanta
esans›
Lavandula angustifolia
P. Mill. (L. officinalis Chaix.)
Matricariae
aetheroleum
Matricaria
oil
Papatya
esans›
Matricaria recutita L. (Chamomilla recutita (L.) Ranschert)
Menthae piperitae
aetheroleum
Peppermint
oil
Karanane
esans›
Mentha x
piperita L.
Rosmarini
aetheroleum
Rosemary
oil
Biberiye
esans›
Rosmarinus
officinalis L.
Anisi stellati
aetheroleum
Star anise
oil
Y›ld›zanasonu
esans›
Illicium verum
Hooker fil.
Thymi
aetheroleum
Thyme
oil
Kayakeki¤i
esans›
Thymus vulgaris L.,
T. zygis L.
137
Tablo 6.2
Avrupa
Farmakopesinde Yer
Alan Baz› Uçucu
Ya¤lar.
138
Özet
N
A M A Ç
1
N
AM A Ç
2
Uçucu ya¤lar›n tan›m›n› yapabilmek, bitkisel materyalden uçucu ya¤lar›n elde edilme yöntemlerini
tan›mlayabilmek ve yöntemleri uygulayabilmek.
Uçucu ya¤lar bitkilerden veya bitkisel droglardan elde edilen özel kokulu, oda s›cakl›¤›nda s›v›, genellikle renksiz uçucu maddeler kar›fl›m›d›r. Uçucu ya¤lar; genellikle suda az, etanolde,
organik çözücülerin ço¤unda ve ya¤larda çok
çözünürler.
Uçucu ya¤lar, ya¤› tafl›yan bitki k›s›mlar›ndan,
genellikle distilasyon yolu ile elde edilirler. Uygulanan yöntem bitkinin ›s›ya dayan›kl›l›¤›, ya¤›n uçucu olmas›, suda çözünüp çözünmemesi
ve distilasyon koflullar›yla ba¤lant›l›d›r. Uçucu
ya¤ eldesinde uygulanan yöntemler bafll›ca üç
ana grupta toplanabilir. Bunlar; Distilasyon, Ekstraksiyon ve S›kma’ d›r.
Distilasyonla uçucu ya¤ eldesinde kullan›lan yöntemler: Su Distilasyonu, Buhar Distilasyonu, SuBuhar Distilasyonu, Kuru Distilasyon ve Hidrodifüzyon’dur.
Uçucu ya¤lar üzerinde yap›lacak analizleri ifade edebilmek, planlayabilmek ve bu çal›flmalar›
uyguyabilmek.
Uçucu ya¤lar üzerinde çal›flma yapabilmek için
önce o uçucu ya¤›n bitkisel materyalden elde
edilmesi gerekir. Bitkinin ne kadar su içerdi¤inin
bilinmesi de kuru drog üzerinden uçucu ya¤ veriminin hesaplanmas› için önemlidir.
Uçucu ya¤lar›n koku ve tad›, alkoldeki çözünürlü¤ü, toplam alkol yüzdesi gibi analizlerinde ya¤›n kalitesinin belirlenmesi için yap›lmas› gerekir. Yo¤unluk, optik çevirme ve k›r›lma indisi gibi fiziko-kimyasal analizlerde uçucu ya¤›n kalitesinin belirlenmesinde önem tafl›r.
N
A M A Ç
3
Kromatografik yöntemlerle Uçucu ya¤lar›n bileflimini belirleyebilmek, çal›flmalardan elde edilecek sonuçlar›n standartlara uygun olup olmad›¤›na karar verebilmek.
Uçucu ya¤lar›n içerdi¤i bilefliklerin belirlenmesi
için Gaz Kromatografisi ve Gaz Kromatografisi Kütle Spektrometrisi sistemi ile analizinin yap›lmas› gerekir.
Analizler sonucunda bulunan bilefliklerin ve elde
edilen verilerin standartlara uygun olup olmad›¤›n›n kontrol edilerek ya¤›n de¤erlendirilmesi
yap›l›r.
139
1. Su içermeyen 45 g bitkisel materyalden 1.3 ml uçucu ya¤ elde edilmiflse ya¤›n % verimi ne kadard›r ?
a. 2.4
b. 2.6
c. 2.9
d. 3.0
e. 3.1
6. 32 g drogdan 0.08 ml uçucu ya¤ elde edildi¤i zaman
% uçucu ya¤ verimi kaç olur?
a. 0.25
b. 0.40
c. 0.80
d. 0.32
e. 0.52
2. Afla¤›dakilerden hangisi uçucu ya¤ elde etme yöntemlerinden biri de¤ildir?
a. Clevenger ile distilasyon
b. Soxhlet ile ekstraksiyon
c. Mekanik ekstraksiyon
d. Su distilasyonu
e. Su-buhar distilasyonu
7. Salvia sclarea L. den elde edilen uçucu ya¤ afla¤›dakilerden hangisidir?
a. Rezene esans›
b. Lavanta esans›
c. Papatya esans›
d. Misk adaçay› esans›
e. Kara nane esans›
3. Afla¤›dakilerden hangisi uçucu ya¤lar üzerinde yap›labilecek analizlerden biri de¤ildir?
a. Su aranmas›
b. Yabanc› ester aranmas›
c. 1,8-sineol miktar›
d. Ya¤›n metillenmesi
e. Fenol miktar›
8. Afla¤›dakilerden hangisi Uçucu ya¤ analizinde kullan›lan Kromatografik yöntemlerden biri de¤ildir?
a. SFC
b. NMR
c. GC
d. MDGC
e. CC
4. Yüzde 8 (a/a) nem içeren 40 g drogdan su distilasyonu sonucu 0.1 ml uçucu ya¤ elde edildi¤inde kuru
dro¤un uçucu ya¤ verimi ne olur?
a. 0.80
b. 0.50
c. 0.40
d. 0.32
e. 0.27
9. Bitkisel droglarda volumetrik olarak uçucu ya¤ tayini, su distilasyonu ile afla¤›daki hangi apareyle yap›l›r?
a. Erlen mayer
b. Soxhlet
c. Cassia
d. Piknometre
e. Clevenger
5. Afla¤›dakilerden hangisi Avrupa Farmakopesine kay›tl› uçucu ya¤lardan biridir?
a. Star anis oil
b. Lini oil
c. Sesame oil
d. Cacao oil
e. Olivae oil
10. Kurutma kayb› analizinde afla¤›daki yöntemlerden
hangisi kullan›lmaz?
a. Bir desikatör içerisinde
b. Etüvde
c. Düflük bas›nç alt›nda
d. Vakum alt›nda
e. Yüksek bas›nç alt›nda
140
Kaynaklar
1. c
Bafler, K. H. C. (1995). Analysis and Quality Assessment of Essential Oils, A Manual on the Essential Oil Industry, Chapter 4, Ed. K. Tuley de Silva,
155, Eskiflehir, Turkey.
Bafler, K. H. C., Buchbauer, G. (2010). Handbook of
Essential Oils Science, Technology and Applications, CRC Press, Boca Raton.
Bafler, K.H.C., K›r›mer, N. (2009). Bitkisel Droglar›n
Kimyasal ‹ncelenmesi, Farmakognozi III Uygulamalar› El Kitab›, Anadolu Üniversitesi, Eczac›l›k
Fakültesi, Eskiflehir.
Baytop, T. (1980). Farmakognozi, Cilt 1, ‹stanbul Ün.
Yay. No: 2783, Eczac›l›k Fak. No: 29, Fatih Yay›nevi Matbaas›, ‹stanbul.
European Pharmacopoeia ( EP) (2008). 6th Ed, Vol.1,
Council of Europe, Strasbourg, France.
fiener, B., Tosun, F., Küsmeno¤lu, fi., Ergun, F., Türköz,
S., Toker, G., Baykal, T., Bingöl, F., Temizer, H.,
Mutlugil, A., Baflgül, M. (1985). Droglar›n Morfolojik, Anatomik ve Kimyasal Analiz Örnekleri,
Gazi Ün. Eczac›l›k Fak., Ankara.
Tanker, M., Tanker, N. (1990). Farmakognozi, Cilt 2,
Ankara Ün. Eczac›l›k Fak. Yay›nlar› No:65, Ankara.
Tanker, M., Sezik, E. (1971). Farmakognozi Pratikleri (Mikroskopi Hariç), Ongun Kardefller Matbaas›, Ankara.
Türk Farmakopesi I (2004). Avrupa Farmakopesi
Adaptasyonu.
Türk Standartlar› Enstitüsü (TSE) (1969). Eteri Ya¤lar›n Etil Alkoldeki Çözünürlüklerinin Tayini, TS 780.
Türk Standartlar› Enstitüsü (TSE) (1971). Gül Ya¤›
Monograf›, TS 1040.
2. b
3. d
4. e
5. a
6. a
7. d
8. b
9. e
10. c
Yan›t›n›z yanl›fl ise “kitab›n›zdaki Bitkisel Droglardaki Uçucu Ya¤lar›n Tayini” konusunu tekrar gözden geçiriniz.
Yan›t›n›z yanl›fl ise “kitab›n›zdaki Uçucu Ya¤
Elde Etme Yöntemleri” konusunu tekrar gözden geçiriniz.
Yan›t›n›z yanl›fl ise “kitab›n›zdaki UçucuYa¤lar
Üzerinde Yap›lacak Analizleri” tekrar gözden
geçiriniz.
Yan›t›n›z yanl›fl ise “kitab›n›zdaki Avrupa Farmakopesinde Yer Alan Baz› Uçucu Ya¤lar” konusunu tekrar gözden geçiriniz.
Yan›t›n›z yanl›fl ise “kitab›n›zdaki Avrupa Farmakopesinde Yer Alan Baz› Uçucu Ya¤lar” tablosunu tekrar gözden geçiriniz.
Yan›t›n›z yanl›fl ise “kitab›n›zdaki Uçucu Ya¤lar›n Analizinde Kullan›lan Aletli Analiz Teknikleri” konusunu tekrar gözden geçiriniz
Yan›t›n›z yanl›fl ise “kitab›n›zdaki Bitkisel Droglardaki Uçucu Ya¤lar›n Tayini” konusunu tekrar gözden geçiriniz
Yan›t›n›z yanl›fl ise “kitab›n›zdaki Kurutma Kayb›” konusunu tekrar gözden geçiriniz
7
Amaçlar›m›z
N
N
N
Sabit ya¤lar›n tan›m›n› yapabilecek, bitkisel materyalden sabit ya¤lar›n elde
edilme yöntemlerini tan›mlayabilecek ve yöntemleri uygulayabilecek,
Sabit ya¤lar üzerinde yap›lacak analizleri ifade edebilecek, planlayabilecek
ve bu çal›flmalar› uygulayabilecek,
Kromatografik yöntemlerle sabit ya¤lar›n bileflimini belirleyebilecek, çal›flmalardan elde edilecek sonuçlar›n standartlara uygun olup olmad›¤›na karar
verebileceksiniz.
Anahtar Kavramlar
•
•
•
•
•
Sabit Ya¤
Asitlik ‹ndisi
Asitlik Derecesi
Sabunlaflma ‹ndisi
Ester ‹ndisi
•
•
•
•
•
‹yot ‹ndisi
Peroksit ‹ndisi
Hidroksil ‹ndisi
Hekzabromür ‹ndisi
Viskozite
Bitki Kimyasi ve
Analiz Yöntemleri
Sabit Ya¤lar
Üzerinde Yap›lacak
Analizler
• G‹R‹fi
• B‹TK‹SEL DROGLARDAK‹ SAB‹T
YA⁄LARIN M‹KTAR TAY‹N‹
• SAB‹T YA⁄LAR ÜZER‹NDE
YAPILACAK ANAL‹ZLER
Sabit Ya¤lar Üzerinde
Yap›lacak Analizler
SIRA S‹ZDE
SIRA S‹ZDE
S O R U
S O R U
G‹R‹fi
Sabit ya¤lar do¤al madde gruplar›ndan olan lipitlerin, sabunlaflabilen
D ‹ K K A T lipitler grubunda yer al›rlar ve gliserit ad›yla da bilinirler.
Bitkilerde özellikle tohumlarda bulunurlar. Serbest ya¤ asitlerini ve sabunlaflSIRA S‹ZDE
mayan k›s›mlar› içerirler. Ya¤ asitleri karbon atomu say›s›na ve içermifl olduklar›
çift ba¤ say›s›na göre karakterize edilirler. Çift ba¤ içeren ya¤ asitlerine doymam›fl
ya¤ asitleri, çift ba¤ içermeyen ya¤ asitlerine de doymufl ya¤ asitleri
denir. DoymaAMAÇLARIMIZ
m›fl ya¤ asitleri genellikle s›v›, doymufl ya¤ asitleri ise genellikle kat›d›r.
D‹KKAT
N N
Sabit Ya¤lar konusunu daha iyi kavrayabilmek için kitab›n›zdaki “Primer
K ‹ T A Metabolitler”
P
B‹TK‹SEL DROGLARDAK‹ SAB‹T YA⁄LARIN
T E L E V ‹ ZM‹KTAR
YON
TAY‹N‹
Bitkilerden genellikle so¤ukta veya s›cakta s›kma yoluyla sabit ya¤ elde edilebilir.
Bu flekilde elde edilen sabit ya¤lara filtrasyon yani s›zma ifllemi uygulan›r veya apolar organik çözücülerle ekstre edilebilirler. Sabit ya¤ elde edilecek bitki materyali, çözücü ile masere edilebilir ya da Soxhlet apareyinde devaml› ekstraksiyon ifllemine tabi tutulabilir. Organik çözücüyle
Soxhlet apareyinde yap›lan ekstraksiyondan sonra çözücünün uçurulmas›yla kalan bakiyenin tart›lmas›ndan sonra bulunan miktar yüzde cinsinden ifade edilir.
Bu yöntemle gravimetrik olarak ya¤ miktar› bulunmufl olur.
SIRA S‹ZDE
AMAÇLARIMIZ
K ‹ T A P
TELEV‹ZYON
Resim 7.1
‹NTERNET
Soxhlet Apareyi.
‹NTERNET
144
fiekil 7.1
Soxhlet Apareyi.
SIRA S‹ZDE
SIRA S‹ZDE
S O R U
S O R U
D‹KKAT
D‹KKAT
N N
SIRA S‹ZDE
Maserasyon,
dro¤un çözücü
ile bir süre temasta
b›rak›lma ifllemidir.
Maserasyon iflleminde drog
AMAÇLARIMIZ
küçük parçalara ayr›larak
kullan›l›r.
K ‹ T A P
Tablo
T E L E V7.1
‹ZYON
Bitkisel ya¤lara
örnekler.
‹NTERNET
SIRA S‹ZDE
Uçucu olmayan bu maddeler, oda s›cakl›¤›nda s›v› veya kat› halde bulunabilirler. Dietileter,
kloroform gibi çözücülerde kolay çözünürler. Sabit ya¤lar›n sabunAMAÇLARIMIZ
laflma özelli¤i vard›r.
EkstraksiyonK yöntemleri
‹ T A P “T›bbi ve Aromatik Bitkisel Ürünlerin Üretimi ve Kalite Kontrolleri” kitab›n›zda anlat›lmaktad›r.
Sabit ya¤ T E L E V ‹ Z Y O N
Elde Edildi¤i Bitki
Ya¤ oran› %
Amygdalae oleum (Badem ya¤›)
Prunus amygdalus
50 (Tohum)
Arachis oleum (Yerf›st›¤› ya¤›)
Arachis hypogaea
50 (Tohum)
Cacao oleum
‹ N (Kakao
T E R N E Tya¤›)
Theobroma cacao
50-55 (Tohum)
Gossypii oleum (Pamuk ya¤›)
Gossypium hirsutum
40-50 (Tohum)
Helianthii oleum (Ayçiçek ya¤›)
Helianthus annuus
40-50 (Tohum)
Juglandis oleum (Ceviz ya¤›)
Juglans regia
40-50 (Tohum)
Lini oleum (Keten ya¤›)
Linum usitatissimum
40-50 (Tohum)
Maydis oleum (M›s›r ya¤›)
Zea mays
20 (Tohum-embriyo)
Olivae oleum (Zeytin ya¤›)
Olea europaea
30 (Olgun meyva)
Papaveris oleum (Haflhafl ya¤›)
Papaver somniferum
50-60 (Tohum)
Ricini oleum (Hint ya¤›)
Ricinus communis
45-60 (Tohum)
Sesami oleum (Susam ya¤›)
Sesamum indicum
50 (Tohum)
Soyae oleum (Soya ya¤›)
Glycine soja
20 (Tohum)
SAB‹T YA⁄LAR ÜZER‹NDE YAPILACAK ANAL‹ZLER
Bitki dokusundan al›nan kesitler, uçucu ya¤lar› uzaklaflt›rmak için 120°C’ye kadar
›s›t›l›rlar. Daha sonra, Sudan III ile turuncu renge boyan›rlarsa bu o drogda sabit
ya¤›n varl›¤›n› gösterir.
7. Ünite - Sabit Ya¤lar Üzerinde Yap›lacak Analizler
145
‹nce flerit halinde kesilmifl süzgeç ka¤›d› üzerine bir damla ya¤ numunesi damlat›l›r ve etüve konulur. Bir süre sonra kontrol edildi¤inde, süzgeç ka¤›d› üzerinde
leke varsa bu sabit ya¤›n varl›¤›n› gösterir.
SIRA S‹ZDE
Sabit Ya¤larda Yap›lmas› Gereken Fiziko-Kimyasal
Analizler
SIRA S‹ZDE
Sabit ya¤lar› üzerinde yap›lan çeflitli tayinler yard›m›yla safl›kD Ükontrolleri
yap›l›r.
fi Ü N E L ‹ M
K›r›lma indisi, optikçe aktiflik, viskozite ve ya¤›n çeflitli çözücülerdeki çözünürlük
derecesinin tayini gibi fiziksel kontroller yap›l›r. Bu yöntemler kitab›n›z›n 8. ÜniteS O R U
si olan Fiziko-Kimyasal Analizler bölümünde ayr›nt›l› olarak verilmifltir.
Sabit Ya¤lar üzerinde yap›lmas› gereken Fiziko-Kimyasal AnalizlerD konusunu
daha iyi
‹KKAT
kavrayabilmek için kitab›n›zdaki “Fiziko kimyasal analizler” konusunu yeniden gözden
geçiriniz.
SIRA S‹ZDE
N N
S O R U
D‹KKAT
SIRA S‹ZDE
Sabit Ya¤lar›n ‹nce Tabaka Kromatografisi ‹le Tan›nmas›
Sabit ya¤lar›n ‹nce Tabaka Kromatografisi (‹TK) için uygun AMAÇLARIMIZ
silikajel kapl› plaklar
kullan›l›r. Pla¤a uygulamak için, 1 damla (20 mg) ya¤ 3 ml metilen klorürde çözülerek test çözeltisi haz›rlan›r. Referans çözeltisi için 1 damla (20 mg) m›s›r ya¤› 3
‹ Tpla¤a
A P uygulan›r.
ml metilen klorürde çözülür. Referans ve test çözeltilerinden 1K µl
Eter ile haz›rlanm›fl olan tankta 0.5 cm yürütülür. ‹kinci yürütme ifllemi, metilen
klorür ; glasiyel asetik asit : aseton (20:40:50) ile haz›rlanm›fl olan tankta yap›l›r ve
8 cm yürütülür. Plak kurutulduktan sonra fosfomolibdik asitin
T E L E Valkollü
‹ Z Y O N çözeltisi
(100 g/l) püskürtülür. Daha sonra 120°C’de üç dakika ›s›t›l›r. Meydana gelen lekeler Farmakopedeki ‹TK ile karfl›laflt›r›l›r.
Asitlik ‹ndisi
‹NTERNET
Asitlik indisi IA, 1 g numunede bulunan serbest asitleri nötralize etmek için gerekli olan potasyum hidroksitin mg olarak miktar›d›r.
Belirli miktarda tart›lan numune (m), eflit hacimde kar›flt›r›lan alkol ve eter kar›fl›m›n›n 50 ml’sinde çözülür. ‹ndikatör olarak fenolftalein çözeltisi kullan›larak 0.1
M potasyum hidroksit ile nötralize edilir. 0.1 M potasyum hidroksitle titrasyon s›ras›nda meydana gelen pembe renk en az 15 saniye sabit kal›ncaya kadar titre edilir. Titrasyon ifllemi s›ras›nda kullan›lan potasyum hidroksit miktar› (n) kaydedilir.
Afla¤›daki formülle asitlik indisi hesaplan›r.
IA = 5.610 x n / m
n = Titrasyonda kullan›lan 0.1 M potasyum hidroksitin hacmi (ml).
m = Tart›lan numunenin a¤›rl›¤› (g).
Asitlik Derecesi
100 g ya¤daki serbest asitleri nötralize etmek için gerekli olan potasyum hidroksitin ml cinsinden de¤eridir.
Çal›flma asitlik indisindeki yönteme göre yap›l›r. Kör deneyi için numune konulmadan çal›flma tekrarlanarak titrasyonda harcanan 0.1 N potasyum hidroksit
çözeltisinin miktar› bulunur.
Afla¤›daki formülle asitlik derecesi hesaplan›r.
A.D. = (a - b) x 100 / m
AMAÇLARIMIZ
K ‹ T A P
TELEV‹ZYON
‹NTERNET
146
a = Numune içeren deneyde titrasyonda harcanan 0.1 N potasyum hidroksit çözeltisinin miktar› (ml).
b = Kör deneyinde titrasyonda harcanan 0.1 N potasyum hidroksit çözeltisinin
miktar› (ml).
Sabunlaflma ‹ndisi
Ya¤lar›n Sabunlaflt›r›lmas›: Ya¤lar asit veya alkalilerle hidroliz olarak ya¤ asitleri ve gliserole (gliserin) parçalan›rlar. Bu olay barsaklarda enzimler arac›l›¤› ile
gerçekleflir. Ya¤lar›n alkali hidrolizinin endüstriyel bir önemi vard›r. Buna saponifikasyon, yani sabunlaflma denir. Sabunlaflma ifllemi sonucunda ya¤lardan gliserin
ve sabun meydana gelir. Sabun, ya¤ asitlerinin suda çözünebilen sodyum veya potasyum tuzu demektir.
Sabunlaflma indisi IS, 1 g numunede bulunan esterleri nötralize etmek için gerekli potasyum hidroksit miktar›n›n mg olarak de¤eridir.
Belirli miktarda tart›lan numune (m), geri çeviren so¤utucu tak›lm›fl olan 250
ml’lik balona konulur. Üzerine 25 ml 0.5 M alkollü potasyum hidroksit çözeltisi ilave edildikten sonra birkaç tane kaynama tafl› at›l›r. Geri çeviren so¤utucu alt›nda
30 dakika ›s›t›l›r. Sonra 1 ml fenolftalein çözeltisi eklenir ve hemen 0.5 M hidroklorik asitle (n1) titre edilir. Ayn› koflullarda, numune konmadan bofl olarak deney
tekrar edilir. Harcanan 0.5 M hidroklorik asit (n2) miktar› kaydedilir.
Afla¤›daki formülle sabunlaflma indisi hesaplan›r.
IS = 28.05 x (n2 - n1) / m
n1 : Numune içeren deneyde titrasyonda harcanan 0.5 M hidroklorik asit miktar› (ml).
n2 : Kör deneyinde titrasyonda harcanan 0.5 M hidroklorik asit miktar› (ml).
Ester ‹ndisi
Ester indisi IE, 1 g numunede bulunan esterleri sabunlaflt›rmak için gerekli potasyum hidroksitin mg olarak miktar›d›r.
Asit indisi tayin edilen numune (m) üzerine 10 ml 0.5 N alkollü potasyum hidroksit çözeltisinden ilave edilir. Balona so¤utucu tak›larak su banyosu üzerinde
kaynama olmayacak flekilde 1 saat ›s›t›l›r. Oda s›cakl›¤›nda 15 dakika so¤umaya b›rak›l›r. Çözeltinin üzerine 2-3 damla fenolftalein kat›l›r. 0.5 N hidroklorik asit çözeltisi ile titre edilir (n).
Tan›k deney için, sabunlaflt›rma balonu içersine 5 ml etanol ve 10 ml 0.5 N alkollü potasyum hidroksit çözeltisi pipet yard›m› ile konulur. Balona so¤utucu tak›larak su banyosu üzerinde kaynama olmayacak flekilde 1 saat ›s›t›l›r. Oda s›cakl›¤›nda 15 dakika so¤umaya b›rak›l›r. Üzerine 2-3 damla fenolftalein kat›larak 0.5 N
hidroklorik asit çözeltisi ile titre edilir (n1).
Afla¤›daki formülle ester indisi hesaplan›r.
IE = 56.1 x (n1 - n) x N / m
n = Numunenin sabunlaflt›r›lmas›ndan sonra kullan›lan hidroklorik asitin hacmi
(ml).
n1 = Kör deneyinde kullan›lan hidroklorik asitin hacmi (ml).
N = Potasyum hidroksit çözeltisinin normalitesi.
m = Numunenin a¤›rl›¤› (g).
Veya,
147
Ester indisi, sabunlaflma indisi IS ve asitlik indisi IA de¤erleri kullan›larak da
hesaplanabilir.
IE = IS - IA formülü ile ester indisi hesaplan›r.
‹yot ‹ndisi
‹yot indisi II, 100 g ya¤›n çifte ba¤lar›na girebilecek yani doymam›fl ya¤ asidine
ba¤lanabilecek iyotun g cinsinden miktar›d›r.
Baflka bir fley belirtilmemiflse tayin için afla¤›daki tabloda (Tablo 7.2) yer alan
de¤erler dikkate al›narak çal›flma yap›l›r.
Belirli bir miktar tart›lan numune (m), glasiyel asetik asit ile y›kanm›fl ve so¤utucuya ba¤lanm›fl 250 ml’lik balona al›narak 15 ml kloroformda çözülür. Yavaflça
25 ml iyot bromür çözeltisi ilave edilerek çalkalan›r. Balon ara s›ra çalkalanarak 30
dakika karanl›kta bekletilir. 10 ml (100 g/l) potasyum iyodür çözeltisi ve 100 ml su
eklenir. Oluflan sar› renk kayboluncaya kadar 0.1 M sodyum tiyosülfatla (Na2S2O3)
titre edilir. 5 ml niflasta çözeltisi eklenir ve oluflan mavi renk kayboluncaya kadar
0.1 M sodyum tiyosülfatla titrasyona devam edilir (n1). Ayn› ifllemler numune konulmadan bofl olarak deney tekrar edilir. Harcanan sodyum tiyosülfat (n2) miktar›
kaydedilir.
SIRA S‹ZDE
Afla¤›daki formülle iyot indisi hesaplan›r.
II = 1.269 x (n2 - n1) / m
n1 : Numune içeren deneyde titrasyonda harcanan 0.1 M sodyum tiyosülfat
miktar› (ml).
n2 : Kör deneyinde titrasyonda harcanan 0.1 M sodyum tiyosülfat miktar› (ml).
S O R U
m : Tart›lan numunenin a¤›rl›¤› (g).
Numune miktar› (g)
20 den az
1.0
20 - 60
0.5 - 0.25
60 - 100
100 den fazla
SIRA S‹ZDE
0.25 0.15
0.15AMAÇLARIMIZ
-0.10
S O R U
Tablo 7.2 D ‹ K K A T
‹yot indisi de¤erleri.
D‹KKAT
Tahmini de¤er II
SIRA S‹ZDE
N N
‹yot indisi tayininde kullan›lan di¤er yöntemler için “European Pharmacopoeia
(EP), 6th
K ‹ T A P
Ed., Vol.1” kitab›ndan yararlanabilirsiniz.
Peroksit ‹ndisi
TELEV‹ZYON
Bofl titrasyonda kullan›lan 0.01 M sodyum tiyosülfat›n miktar› 0.1 ml’yi
D ‹ Kaflmamal›d›r.
KAT
AMAÇLARIMIZ
K ‹ T A P
AMAÇLARIMIZ
K ‹ T A P
TELEV‹ZYON
Peroksit indisi IP, 1000 g ya¤›n içerdi¤i peroksit ve aktif oksijen veren maddelerden dolay› tafl›d›¤› miliekivalan aktif oksijen miktar›d›r.
S‹ZDE konik baTeflhis edilecek maddenin 5.00 gram› (m) flilifli so¤utuculu SIRA
250 ml’lik
‹NTERNET
lona konulur. 2 hacim kloroform ve 3 hacim glasiyel asetik asit kar›fl›m›ndan 30 ml
eklenir. Madde çözüldükten sonra 0.5 ml doymufl potasyum iyodür
çözeltisi ekleD Ü fi Ü N E L ‹ M
nir. 1 dakika çalkaland›ktan sonra 30 ml su eklenir. Sar› renk kayboluncaya kadar
0.01 M sodyum tiyosülfatla titre edilir (n1). 5 ml niflasta çözeltisi eklenerek fliddetle çalkalan›r. Renk kayboluncaya kadar titrasyona devam edilir S(nO 2R). U
SIRA S‹ZDE
SIRA S‹ZDE
N N
SIRA S‹ZDE
‹NTERNET
S O R U
D‹KKAT
SIRA S‹ZDE
AMAÇLARIMIZ
K ‹ T A P
S O R U
S O R U
148
D‹KKAT
D‹KKAT
SIRA S‹ZDE
AMAÇLARIMIZ
IP = 10 x (nP - n1 ) / m
m = Tart›lan numune miktar› (g).
SIRA S‹ZDE
n1 = Niflasta
çözeltisi eklenmeden önce titrasyonda harcanan sodyum tiyosülfat
miktar› (ml).
n2 = Niflasta
çözeltisi eklendikten sonra titrasyonda harcanan sodyum tiyosülfat
AMAÇLARIMIZ
miktar› (ml).
N N
Peroksit indisi
kullan›lan di¤er yöntemler için “European Pharmacopoeia (EP),
K ‹ tayininde
T A P
th
6 Ed., Vol.1” kitab›ndan yararlanabilirsiniz.
K ‹ T A P
Hidroksil
T E L E‹ndisi
V‹ZYON
TELEV‹ZYON
Hidroksil indisi IOH, 1 gram numunenin açilasyonunu sa¤layan asidi nötralize etmek için gerekli potasyum hidroksit miktar›n›n mg olarak de¤eridir.
Çal›flma için baflka bir miktar belirtilmemiflse, Tablo 7.3’de gösterilen miktarda‹ N T E R so¤utucusu
NET
ki madde, hava
tak›lm›fl 150 ml asetilleme balonuna konulur. Tabloda
verilen asetik anhidrit miktar› eklenir ve hava so¤utucusu tak›l›r.
Balon içindeki su düzeyi s›v› düzeyinin 2.5 cm üstünde olacak flekilde su banyosunda 1 saat ›s›t›l›r. Balon ç›kart›l›r ve so¤utulur. So¤utucunun üst k›sm›ndan 5
ml su eklenir. E¤er bulan›kl›k görülürse berraklafl›ncaya kadar piridin eklenir, eklenen hacim not edilir. Balon su banyosunda 10 dakika çalkalan›r. Balon al›n›r ve
so¤utulur. So¤utucu ve fenolftalein çözeltisi ile nötrallefltirilmifl 5 ml alkol ile balonun cidarlar› ve so¤utucu ›slat›l›r. ‹ndikatör olarak (n1 ml 0.5 M alkollü potasyum
hidroksit) 0.2 ml fenolftalein çözeltisi kullan›larak 0.5 M alkollü potasyum hidroksit ile titre edilir. Ayn› ifllem numune konulmadan bofl olarak yap›l›r (n2 ml 0.5 M
alkollü potasyum hidroksit).
‹NTERNET
IOH = [28.05 (n2 - n1) / m] + IA
Tablo 7.3
Hidroksil ‹ndisi için
kullan›lacak
de¤erler.
SIRA S‹ZDE
Tahmini De¤er
(IOH)
Numune Miktar›
(g)
Asetilleme Reaktifinin Hacmi
(ml)
10-100
2.0
5.0
100-150
1.5
5.0
150-200
1.0
5.0
200-250
0.75
5.0
250-3000
60 - 1.20
5.0-10.0
300-350
1.0
10.0
350-700
0.75
15.0
700-950
0.5
15.0
Hidroksil indisi
kullan›lan di¤er yöntemler için “European Pharmacopoeia (EP),
SIRA tayininde
S‹ZDE
th
6 Ed., Vol.1, 2008 ve Türk Farmakopesi I, Avrupa Farmakopesi Adaptasyonu 2004” kitaplar›ndan yararlanabilirsiniz.
Hekzabromür ‹ndisi
S O R U
D‹KKAT
SIRA S‹ZDE
AMAÇLARIMIZ
100 gram ya¤›n
meydana gelen hekzabrom stearik asitin gram
S O R bromlanmas›yla
U
cinsinden de¤eridir.
3.5 gram civar›nda ya¤ tam olarak tart›l›r. 45 ml 0.5 N alkollü potasyum hidrokD‹KKAT
sit çözeltisi ile sabunlaflt›r›l›r. Etanol distillenerek uzaklaflt›r›l›r. Kalan art›k 50 ml s›-
N N
SIRA S‹ZDE
AMAÇLARIMIZ
149
cak suda çözülür ve ay›rma hunisine al›n›r. 5 ml 5 N sülfürik asit çözeltisi eklenir
ve so¤utulur. Önce 30, sonra 10 ml eterle ekstre edilir. Eterli ekstreler susuz sodyum sülfat üzerinde 4-5 saat kurutulur, süzülür ve eter distillenir. Sabit a¤›rl›¤a kadar kurutulur. 2-3 gram ya¤ tam olarak tart›l›r, 20 ml eterde çözülür. Çözelti -10°C
ye kadar so¤utulur. % 2’lik eterli brom çözeltisi erlenin kenar›ndan yavafl yavafl
ak›t›larak k›rm›z› renk de¤iflmeyinceye kadar ilave edilir. Çöken koyu renkli parçac›klar, sabit a¤›rl›¤a getirilip daras› al›nm›fl bir filtre ka¤›d›ndan süzülerek eterle
y›kan›r ve 85°C - 90°C’de kurutulup tart›l›r (Hekzabromür indisi 0.367 faktörü ile
çarp›larak linolenik asit miktar› bulunur).
Hekzabromür ‹ndisi = a x 100 / b
a : Elde edilen hekzabrom stearik asitin a¤›rl›¤› (g)
b : Ya¤ asitlerinin a¤›rl›¤› (g)
Sabunlaflmayan Madde
SIRA S‹ZDE
SIRA S‹ZDE
Sabunlaflmayan madde, 100°C - 105°C aras›nda uçucu olmayan, esterlefltirmeden
sonra incelenen bir maddeden, bir organik çözücü yard›m›yla ekstraksiyon yoluyO R U
la elde edilen maddeler için kullan›l›r. Sonuç yüzde k/k olarak Shesaplan›r.
Deney yap›l›rken ya¤lanmam›fl flilifli cam malzeme kullan›l›r.
D‹KKAT
D‹KKAT
Sabunlaflmayan madde miktar› tayin edilecek numuneden 250 ml’lik balona
SIRA S‹ZDE
(m) gram tart›l›r. Üzerine 50 ml alkollü potasyum hidroksit çözeltisinden ilave edilir. Geri çeviren so¤utucu alt›nda 1 saat su banyosunda ›s›t›l›r. Ara s›ra çalkalan›r.
Sonra, 25°C’nin alt›na inecek flekilde so¤utulur. Balon içeri¤i AMAÇLARIMIZ
100 ml su yard›m›yla
ay›rma hunisine aktar›l›r. S›v› k›s›m 100 ml peroksitsiz eter ile 3 kere dikkatlice çalkalan›r. Eterli fazlar toplan›r. Bu fazlar, içinde 40 ml su bulunan ay›rma hunisine
K ‹ Tbeklenir.
A P
aktar›l›r. Birkaç dakika yavaflça çalkalan›r. ‹ki faz›n ayr›lmas› için
‹ki faz
ayr›ld›ktan sonra eterli faz al›n›r ve sulu faz at›l›r. Eterli faz iki kere 40 ml su ile y›kand›ktan sonra 40 ml 30 g/l’lik potasyum hidroksit ve 40 ml su ile y›kan›r. Bu ifllem üç kere tekrarlan›r. Eterli tabaka, sulu k›s›m fenolftaleinT ile
E L E bazik
V ‹ Z Y O Nbelirti vermeyinceye kadar birkaç kere su ile y›kan›r. Bu ifllemlerden sonra eterli tabaka daras› al›nm›fl bir balona aktar›l›r. Ay›rma hunisi peroksitsiz eter ile y›kan›r.
Eter uçurulduktan sonra, kalan k›sma 6 ml aseton ilave edilir. Daha sonra çö‹NTERNET
zücü dikkatlice hava tabancas›yla uçurulur. Kalan k›s›m 100°C - 105°C aras›ndaki
s›cakl›kta kurutulur. Desikatörde so¤umaya b›rak›l›r. Sabit tart›ma
geldi¤inde tart›SIRA S‹ZDE
m› al›n›r, (a) gram.
Önceden fenolftalein çözeltisiyle nötr oldu¤u saptanan ve sabit tart›ma getirilD Ü fi Ü N E Lhidroksit
‹M
mifl olan k›s›m, 20 ml alkol içersinde çözülür. 0.1 M alkollü sodyum
çözeltisiyle titre edilir.
N N
% Sabunlaflmayan madde = 100 x a/m
S O R U
SIRA S‹ZDE
AMAÇLARIMIZ
K ‹ T A P
TELEV‹ZYON
‹NTERNET
SIRA S‹ZDE
S O R U
Titrasyonda 0.1 M alkollü sodyum hidroksit çözeltisinden harcanan miktar
D ‹ K K A0.2
T ml’den fazla ise tabakalar›n ayr›m› tam olmam›fl demektir. Tart›lan k›s›m “sabunlaflmayan madde”
olarak kabul edilmez ve deney tekrarlan›r.
SIRA S‹ZDE
AMAÇLARIMIZ
S O R U
N N
D‹KKAT
SIRA S‹ZDE
AMAÇLARIMIZ
K ‹ T A P
K ‹ T A P
TELEV‹ZYON
TELEV‹ZYON
150
Viskozite
SIRA S‹ZDE
S O R U
D‹KKAT
SIRA S‹ZDE
AMAÇLARIMIZ
K ‹ T A P
TELEV‹ZYON
‹NTERNET
Dinamik viskozite veya viskozite katsay›s› η, 1 m uzakl›kta (x) paralel bir tabakaya göreceli olarak, 1 m2 s›v› tabakas›n›, kayan düzleme paralel olarak saniyede 1
m oran›ndaSIRA
(ν) S‹ZDE
hareket ettirmek için gerekli olan, koyverme gücü τ olarak aç›klanan, birim yüzeye te¤et güçtür ve paskal olarak verilir.
dν/dx oran›, koyverme D oran›n› veren h›z gradyan›d›r, resiprokal saniye (s-1)
olarak aç›klan›r. Bu durumda η = τ /D dir.
Dinamik viskozite birimi paskal saniyedir (Pa.s). En çok kullan›lan alt birimi ise
S O R U (mPa.s).
milipaskal saniyedir
Kinematik viskozite (ν), saniyede metrekare olarak verilir, dinamik viskozite η,
ayn› s›cakl›kta,
ölçülen s›v›n›n metreküpte kilogram olarak verilen yo¤unlu¤una
D‹KKAT
(ρ) bölerek elde edilir yani, ν = η /ρ dur. Kinematik viskozite genellikle saniyede
milimetre kare olarak verilir.
SIRA S‹ZDE
Nevtoniyen
s›v›lar›n viskozitesini saptamak için bir kapiler viskozimetre kullan›labilir, hem nevtoniyen hem de nevtoniyen olmayan s›v›lar›n viskozitesini saptamak içinseAMAÇLARIMIZ
bir döner viskozimetre kullan›labilir. Duyarl›l›¤› ve kesinli¤i fazla olan
baflka viskozimetreler de kullan›labilir.
N N
Dönen Viskozimetre
K ‹ T A P ve Kapiler Viskozimetre Yöntemleri, Türk Farmakopesinden
incelenebilir.
‹nce Tabaka
‹le Ya¤lardaki Yabanc› Ya¤lar
T E L E V ‹ Z YKromatografisi
ON
‹nce tabaka kromatografisi çal›flmas›nda, kaplama maddesi olarak kiselgurh G kullan›larak haz›rlanan pla¤a sabit ya¤ uygulan›r. Petrol eteri ve s›v› parafin (9:1) kar›fl›m›n› içeren kromatografi tank›na plak yerlefltirilir. Çözelti pla¤›n alt ucundan en
‹NTERNET
az 12 cm yükseldi¤inde
plak ç›kart›l›r ve 5 dakika çözücünün uçmas› beklenir.
Ya¤ asitleri kar›fl›m›n›n haz›rlanmas›: Ya¤›n 2 gram› 30 ml 0.5 M alkollü potasyum hidroksit ile geri çeviren so¤utucu alt›nda 45 dakika ›s›t›l›r. 50 ml su eklenir.
So¤utulur. Ay›rma hunisine al›n›r. 3 kere 50 ml eter ile ekstre edilir. Eterli ekstreleri at›l›r. Sulu tabaka hidroklorik asit ile asitlendirilir. Ve 3 kere 50 ml eter ile ekstre edilir. Eterli ekstreler birlefltirilir ve 3 kere 10 ml su ile y›kan›r. Y›kama çözeltileri at›l›r. Eterli faz susuz sodyum sülfat üzerinde kurutulur ve süzülür. Su banyosu üzerinde uçurulur. Kal›nt›, test çözeltisi haz›rlamak için kullan›l›r.
Test çözeltisi için teflhis edilecek maddeden elde edilen ya¤ asitleri kar›fl›m›n›n
40 miligram› 4 ml kloroformda çözülür.
Referans çözeltisi için m›s›r ya¤› ve kolza ya¤› (19:1) kar›fl›m›ndan elde edilen
ya¤ asitleri kar›fl›m›n›n 40 miligram› 4 ml kloroformda çözülür.
Her bir çözeltinin 3 µl’ si ayr› ayr› pla¤a uygulan›r. 10 hacim su ve 90 hacim glasiyel asetik asit kullan›larak 8 cm yürütülür. Plak 110°C’de 10 dakika kurutulur ve
so¤utulur. Baflka bir fley belirtilmemiflse buharlaflma kab›na iyot koyarak iyot buharlar› ile doldurulmufl tank›n içinde iyot buharlar› ile muamele edilir. K›sa süre
sonra kahverengi veya sar›ms›-kahverengi lekeler görünür hale gelir. Plak ç›kar›l›r.
Birkaç dakika beklenir. Kahverengi zemin kayboldu¤unda niflasta çözeltisi püskürtülür. Kurutuldu¤unda ve su püskürtüldükten sonra kahverengi olan mavi lekeler
oluflur. Test çözeltisi ile elde edilen kromatogram her zaman referans çözeltisi ile
elde edilen kromatogramdaki lekelere uygun olarak yaklafl›k Rf 0.5 (oleik asit) ve
yaklafl›k Rf 0.65 (linoleik asit) lekeleri verir. Yaklafl›k 0.75 Rf’li lekeler içeren ya¤larda linoleik asit olabilir. Referans çözeltisi ve test çözeltisinden elde edilen leke-
151
ler karfl›laflt›r›l›r. Test çözeltisinden elde edilen kromatogramda yaklafl›k Rf 0.25’de
erusik asitin olmad›¤› do¤rulan›r.
Gaz Kromatografisi ve Gaz Kromatografisi-Kütle
Spektrofotometresi ‹le Sabit Ya¤lar›n Bilefliminin
Belirlenmesi
Yabanc› ya¤lar testi, çal›fl›lacak ya¤›n içerdi¤i ya¤ asitlerinin metil esterlerinde
yap›l›r.
Bu ifllem için 1.0 g ya¤ tart›l›r. Gaz geçirmeye elveriflli geri çeviren so¤utucu tak›l› 25 ml dibi yuvarlak bir balona konulur. 10 ml susuz metanol ve potasyum hidroksitin metanollü çözeltisinden (60 g/l) 0.2 ml eklenerek geri çeviren so¤utucuya
tak›l›r. Kar›flt›r›larak ve ›s›t›larak dakikada yaklafl›k 50 ml h›zda azot gaz› geçirilir.
Çözelti berraklaflt›ktan sonra 5 dakika daha ›s›tmaya devam edilir. Balon içeri¤i
musluk suyuyla so¤utulduktan sonra ay›rma hunisine aktar›l›r. Balon 5 ml hekzan
ile çalkalanarak ay›rma hunisine boflalt›l›r. 10 ml 200 g/l sodyum klorür çözeltisi
ilave edilerek fliddetli bir flekilde çalkalan›r. Faz ayr›m› olunca organik faz susuz
sodyum sülfat içeren bir flakona aktar›l›r. Bir süre bekletildikten sonra süzülür.
Stok referans çözeltisi için, metil laurat, metil miristat, metil palmitat, metil stearat, metil araflidat ve metil oleat kar›fl›m›n›n 0.5 gram› heptanda çözülürek 50 ml’ye
tamamlan›r. Referans çözelti için stok çözeltiden 1 ml al›narak ayn› çözücü ile 10
ml’ye tamamlan›r.
S‹ZDE ya¤ asitleNumune çözeltisi ve referans çözeltisinden 0.5-1 µl enjekteSIRA
edilerek
rinin kolonda tutunma zamanlar› tespit edilir. Kromatogramlar karfl›laflt›r›larak de¤erlendirme yap›l›r.
Gaz kromatografisi ile kalitatif ve kantitatif olarak sabit ya¤lar›n içermifl oldu¤u
ya¤ asitleri bulunabilir. Maddelerin belirlenmesi aflamas›nda Gaz Kromatografisi S O R U
Kütle Spektrometrisi sistemi de kullan›labilir.
GC ve GC/MS konusunu daha iyi kavrayabilmek için kitab›n›zdaki “Kromatografik
YöntemD‹KKAT
ler” konusunu yeniden gözden geçiriniz.
SIRA S‹ZDE
AMAÇLARIMIZ
N N
SIRA S‹ZDE
S O R U
D‹KKAT
SIRA S‹ZDE
AMAÇLARIMIZ
K ‹ T A P
K ‹ T A P
TELEV‹ZYON
TELEV‹ZYON
‹NTERNET
‹NTERNET
152
Özet
N
A M A Ç
1
Sabit ya¤lar›n tan›m›n› yapabilmek, bitkisel materyalden sabit ya¤lar›n elde edilme yöntemlerini
tan›mlayabilmek ve yöntemleri uygulayabilmek.
Sabit ya¤lar do¤al madde gruplar›ndan olan lipitlerin, sabunlaflabilen lipitler grubunda yer al›rlar
ve gliserit ad›yla da bilinirler.
Bitkilerde özellikle tohumlarda bulunurlar. Serbest ya¤ asitlerini ve sabunlaflmayan k›s›mlar›
içerirler. Ya¤ asitleri karbon atomu say›s›na ve
içermifl olduklar› çift ba¤ say›s›na göre karakterize edilirler. Çift ba¤ içeren ya¤ asitlerine doymam›fl ya¤ asitleri, çift ba¤ içermeyen ya¤ asitlerine
de doymufl ya¤ asitleri denir. Doymam›fl ya¤ asitleri genellikle s›v›, doymufl ya¤ asitleri ise genellikle kat›d›r.
Bitkilerden genellikle so¤ukta veya s›cakta s›kma ile sabit ya¤ elde edilebilir. Sabit ya¤ elde
edilecek bitki materyali, çözücü ile masere edilebilir ya da soxhlet apareyinde devaml› ekstraksiyon ifllemine tabi tutulabilir. Organik çözücüyle
Soxhlet apareyinde yap›lan ekstraksiyondan sonra çözücünün uçurulmas›yla kalan bakiyenin tart›lmas›ndan sonra bulunan miktar yüzde cinsinden ifade edilir. Bu yöntemle gravimetrik olarak
ya¤ miktar› bulunmufl olur.
N
A M A Ç
2
N
A M A Ç
3
Sabit ya¤lar üzerinde yap›lacak analizleri ifade edebilmek, planlayabilmek ve bu çal›flmalar› uygulayabilmek.
Sabit ya¤lar üzerinde çal›flma yapabilmek için
önce sabit ya¤›n bitkisel materyalden elde edilerek veriminin hesaplanmas› gerekir. Elde edilen
sabit ya¤›n kalitesinin belirlenmesi için asitlik indisi, ester indisi, sabunlaflma indisi gibi konu içersinde aç›klanan analizlerin yap›lmas› gerekir.
Kromatografik yöntemlerle sabit ya¤lar›n bileflimini belirleyebilmek, çal›flmalardan elde edilecek sonuçlar›n standartlara uygun olup olmad›¤›na karar verebilmek.
Sabit ya¤lar›n içerdi¤i bilefliklerin belirlenmesi
için Gaz Kromatografisi ve Gaz Kromatografisi/Kütle Spektrometrisi sistemi ile analizlerinin
yap›lmas› gerekir.
Analizler sonucunda bulunan bilefliklerin ve elde
edilen verilerin standartlara uygun olup olmad›¤› kontrol edilerek sonuçlar de¤erlendirilir.
153
1. Afla¤›dakilerden hangisi sabit ya¤lar için yap›lan deneylerden de¤ildir?
a. Asit indisi
b. Ester indisi
c. Sabunlaflma indisi
d. Baz indisi
e. ‹yot indisi
2. Afla¤›dakilerden hangisi sabit ya¤d›r?
a. Keten ya¤›
b. Defne yaprak ya¤›
c. Rezene ya¤›
d. Gül ya¤›
e. Kekik ya¤›
3. 100 g ya¤daki serbest asitleri nötralize etmek için
gerekli olan potasyum hidroksit’in ml cinsinden de¤eriafla¤›dakilerden hangisidir?
a. Asitlik indisi
b. Asitlik derecesi
c. Sabunlaflma indisi
d. Sabunlaflma derecesi
e. Ester indisi
4. Asitlik indisi 7.6 ve sabunlaflma indisi 9.3 olan sabit
ya¤›n ester indisi kaçt›r?
a. 0.82
b. 1.22
c. 1.70
d. 16.90
e. 70.68
5. Sabit ya¤lar hangi madde grubunun bir üyesidir?
a. Heterozitler
b. Uçucu ya¤lar
c. Glikozitler
d. Alkaloitler
e. Lipitler
6. Afla¤›dakilerden hangisi sabit ya¤d›r?
a. Kakao ya¤›
b. Biberiye ya¤›
c. Kekik ya¤›
d. Gül ya¤›
e. Elma ya¤›
7. 5.0 g tart›lan numune ile sabunlaflmayan madde miktar› deneyi yap›ld›ktan sonra sabit tart›ma gelmifl olan
son madde miktar› 3.2 g’d›r. Bu numunenin % sabunlaflmayan madde miktar› ne kadard›r?
a. 1.56
b. 6.4
c. 15.6
d. 64.0
e. 156.0
8. Bitkisel droglardan sabit ya¤ elde edilirken hangi
aparey kullan›l›r?
a. Büret
b. Soxhlet
c. Clevenger
d. Cassia
e. Piknometre
9. Afla¤›dakilerden hangisi iyot indisini ifade eder?
a. IE
b. IA
c. II
d. IS
e. IP
10. Ya¤lar›n asit veya alkalilerle hidroliz olarak ya¤ asitleri ve gliserole parçalanmas›na ne ad verilir?
a. Esterleflme
b. Hidroliz
c. Nötralizasyon
d. Metilleme
e. Sabunlaflma
154
Kaynaklar
1. d
Baytop, T. (1980). Farmakognozi, cilt 1, ‹stanbul Ün.
Yay. No: 2783, Eczac›l›k Fak. No: 29, Fatih Yay›nevi Matbaas›, ‹stanbul.
European Pharmacopoeia (EP) (2008). 6th Ed, Vol.1,
fiener, B., Tosun, F., Küsmeno¤lu, fi., Ergun, F., Türköz,
S., Toker, G., Baykal, T., Bingöl, F., Temizer, H.,
Mutlugil, A., Baflgül, M. (1985). Droglar›n Morfolojik, Anatomik ve Kimyasal Analiz Örnekleri,
Gazi Ün. Eczac›l›k Fak., Ankara.
Tanker, M., Tanker, N. (1991). Farmakognozi, cilt 1,
Ankara Ün. Eczac›l›k Fak. Yay›nlar› No: 66, Ankara.
Tanker, M., Sezik, E. (1971). Farmakognozi Pratikleri (Mikroskopi Hariç), Ongun Kardefller Matbaas›, Ankara.
Adaptasyonu.
2. a
3. b
4. c
5. e
6. a
7. d
8. b
9. c
10. e
Yan›t›n›z yanl›fl ise “kitab›n›zdaki Sabit Ya¤lar
Üzerinde Yap›lacak Analizler” konusunu tekrar
gözden geçiriniz.
Üzerinde Yap›lacak Analizler ve Primer Metabolitler” konusunu tekrar gözden geçiriniz.
Üzerinde Yap›lacak Analizler” konusunu tekrar
gözden geçiriniz.
Yan›t›n›z yanl›fl ise “kitab›n›zdaki Ester ‹ndisi”
konusunu tekrar gözden geçiriniz.
Üzerinde Yap›lacak Analizler ve Primer Metabolitler” konusunu tekrar gözden geçiriniz.
Yan›t›n›z yanl›fl ise “kitab›n›zdaki Bitkisel Droglardaki Sabit Ya¤lar›n Miktar Tayini” konusunu
tekrar gözden geçiriniz.
Yan›t›n›z yanl›fl ise “kitab›n›zdaki Sabunlaflmayan Madde” konusunu tekrar gözden geçiriniz.
Yan›t›n›z yanl›fl ise “kitab›n›zdaki Bitkisel Droglardaki Sabit Ya¤lar›n Miktar Tayini” konusunu
Yan›t›n›z yanl›fl ise “kitab›n›zdaki ‹yot ‹ndisi”
konusunu tekrar gözden geçiriniz.
Yan›t›n›z yanl›fl ise “kitab›n›zdaki Sabunlaflma
‹ndisi” konusunu tekrar gözden geçiriniz.
8
Amaçlar›m›z
N
N
N
N
Ba¤›l yo¤unluk deneylerini yapabilecek, yo¤unluk hesaplamalar›n› yapabilecek ve sonuçlar›n› de¤erlendirebilecek,
K›r›lma indisini aç›klayabilecek, deney planlayarak yapabilecek ve sonuçlar›n› de¤erlendirebilecek,
Optik çevirme deneylerini ve hesaplamalar›n› yapabilecek, sonuçlar›n› de¤erlendirebilecek,
Erime noktas› ve donma noktas› deneylerini yapabilecek ve sonuçlar›n› de¤erlendirebileceksiniz.
Anahtar Kavramlar
• Ba¤›l Yo¤unluk
• K›r›lma ‹ndisi
• Optik Çevirme
• Erime Noktas›
• Donma Noktas›
Bitki Kimyas› ve
Analiz Yöntemleri
Fiziko Kimyasal
Yöntemler
•
•
•
•
•
•
F‹Z‹KO K‹MYASAL ANAL‹ZLER
BA⁄IL YO⁄UNLUK
KIRILMA ‹ND‹S‹
OPT‹K ÇEV‹RME
ER‹ME NOKTASI
DONMA NOKTASI
Fiziko Kimyasal Yöntemler
F‹Z‹KO-K‹MYASAL ANAL‹ZLER
Fiziko-kimyasal analizler kalite kontrolün ayr›lmaz bir parças›d›r. Yo¤unluk, k›r›lma indisi, optik çevirme, erime noktas›, kaynama noktas› gibi özellikler maddelerin fiziksel özelliklerindendir.
BA⁄IL YO⁄UNLUK
Bir maddenin kütlesinin hacmine oran›na yo¤unluk denir. Ba¤›l yo¤unluk, 20°C’de
numunenin belirli bir hacim kütlesinin, ayn› hacimdeki suyun kütlesine oran› demektir. Yo¤unluk ifllemi için piknometre kullan›l›r ve tart›mlar hassas terazide yap›l›r. Kullan›lan hassas terazinin kalibrasyonunun yap›lm›fl olmas› gerekir.
Yo¤unlu¤u s›cakl›k, bas›nç ve kirlilik etkiler. S›cakl›k ile yo¤unluk ters orant›l›d›r.
S›cakl›k art›nca yo¤unluk azal›r. Bas›nç ve kirlilik ile yo¤unluk do¤ru orant›l›d›r.
Kirlili¤in etkisiyle ve bas›nc›n artmas› ile yo¤unlukta da art›fl gözlenir.
Yo¤unluk tayini için kullan›lacak piknometre tayini yap›lacak numunenin miktar›na göre seçilir (5 ml, 10 ml, 25 ml kapasiteli gibi).
Yo¤unluk tayini yap›l›rken ortam s›cakl›¤› ve yap›lan tart›m sonuçlar› kaydedilmelidir.
Yo¤unluk için kullan›lan sembol, d’dir.
d = numunenin a¤›rl›¤› / suyun a¤›rl›¤› veya
d = n-p / s-p
n : piknometre ile beraber numunenin a¤›rl›¤›
s : piknometre ile beraber suyun a¤›rl›¤›
p : bofl piknometrenin a¤›rl›¤›
Resim 8.1
Piknometre.
158
Resim 8.2
KIRILMA ‹ND‹S‹
Refraktometre.
K›r›lma indisi çözücü ve çözeltilerin ›fl›¤› k›rma özelli¤ine dayal› bir yöntemdir.
Ifl›k demetinin bir ortamdan, yo¤unlu¤u farkl› baflka bir ortama geçerken yön de¤ifltirmesine k›r›lma (refraksiyon) denir. Bir ortam›n k›r›lma indisinin bofllu¤a göre oran› mutlak k›r›lma indisi olarak ifade edilir. K›r›lma indisinin ölçümüne dayanan yönteme refraktometri denir.
Birinci ortamda ›fl›¤›n ortam düzlemine çizilen dikey do¤ru (normal) ile yapt›¤› aç›, gelifl aç›s› (i), ikinci ortamda ›fl›¤›n normal ile yapt›¤› aç› ise k›r›lma aç›s› (r)
olarak ifade edilir (fiekil 8.1).
fiekil 8.1
Gelifl aç›s› ve
k›r›lma aç›s›.
Ortam›n k›r›lma indisi; ›fl›¤›n ortamdaki h›z›n›n (v1), ›fl›¤›n herhangi bir ortamdaki h›z›na (v2) oran›d›r.
K›r›lma olay›nda n2 / n1 = sin i / sin r = v1 / v2 eflitli¤i geçerlidir.
v1 ; ›fl›¤›n birinci ortamdaki h›z›,
v2 ; ›fl›¤›n ikinci ortamdaki h›z›,
n1 ; birinci ortam›n k›r›lma indisi,
n2 ; ikinci ortam›n k›r›lma indisidir.
Birinci ortam hava oldu¤u zaman n1 = 1 oldu¤u için, n2 = v1 / v2 ve n2 = sin i
/ sin r olur.K›r›lma indisi, ›fl›¤›n iki ortamdaki h›zlar› aras›ndaki ba¤lant›y› da göstermektedir (n2 = v1 / v2 ).
159
8. Ünite - Fiziko Kimyasal Yöntemler
Ifl›¤›n madde içindeki h›z› ne kadar küçükse, k›r›lma indisi o kadar büyüktür.
Gelen ›fl›¤›n 90°’lik bir aç› ile ilerlemesi s›ras›nda ortaya ç›kan aç›ya kritik aç› denir (fiekil 8.2). Kritik aç›, ortamlar›n k›r›lma indislerine ba¤l›d›r ve belli bir de¤erden büyük olamaz. Kritik aç› yard›m›yla bir ortam›n k›r›lma indisi bulunabilir. Ortamlardan birinin k›r›lma indisi biliniyorsa, kritik aç› kullan›larak di¤er ortam›n k›r›lma indisi n1 = n2 x sin r formülü ile bulunabilir.
fiekil 8.2
Kritik aç›.
Bir ortam›n havaya göre k›r›lma indisi bir ›fl›n demetinin ölçme ortam›na girifl
aç›s›n›n sinüsünün, ç›k›fl aç›s›n›n sinüsüne oran›d›r. K›r›lma indisi n 20 ile ifade
D
edilir. Bu ifade de k›r›lma indisinin ölçümünde kullan›lan ›fl›k ve ortam s›cakl›¤›,
alt sembol ve üst s›cakl›k de¤eri olarak gösterilir.
[ n ] 20 = sin i / sin r
D
K›r›lma indisi refraktometre ile ölçülür. K›r›lma indisi 20 ± 0.5°C’de ve sodyumun D-çizgisinin ( λ = 589.3 nm) dalga boyuna göre ölçülür.
K›r›lma indisini etkileyen bafll›ca parametreler;
• S›cakl›k - Ölçüm yap›lan ortam›n s›cakl›¤›, numunenin s›cakl›¤› : S›cakl›¤›n de¤iflmesi, maddenin yo¤unlu¤unda de¤iflikli¤e neden oldu¤undan
k›r›lma indisini de etkiler.
• Kullan›lan ›fl›¤›n dalga boyu : K›r›lman›n dalga boyu ile de¤iflimine dispersiyon (da¤›lma) denir. Kullan›lan ›fl›¤›n dalga boyunun artmas› sonucunda k›r›lma indisinde azalma görülür. Buna normal dispersiyon denir. Absorpsiyon bölgeleri yak›n›nda daha fazla olan bu de¤iflmeye anormal dispersiyon denir. Bu nedenle k›r›lma indisi ölçülürken sodyum lambas›n›n D
çizgisi kullan›l›r.
• Bas›nç : Bas›nc›n artmas›, maddede yo¤unluk artmas›na neden oldu¤undan
bas›nç ve yo¤unluk aras›nda do¤ru orant› vard›r. Bas›nc›n artmas› sonucunda k›r›lma indisi artar.
Rekraktometre tipleri;
• Abbe Refraktometresi
• El Refraktometresi
• Dald›rma Refraktometresi
• Pulfrich Refraktometresi
• Enterferans Refraktometresi
160
Abbe Refraktometresi; Laboratuvarlarda en çok kullan›lan refraktometre Abbe Refraktometresidir. Refraktometrelerde ana parça prizmad›r. Beyaz ›fl›k kullan›larak prizma sistemi yard›m›yla sodyumun D çizgisi için k›r›lma indisi okunur.
K›r›lma indisi bulunurken az miktarda s›v› kullan›l›r. Altta bulunan prizman›n
üst yüzeyine numune s›v› film tabakas› halinde konulur. Bu yüzey pürüzlüdür. Bu
pürüzlü yüzeyde her bir pürüz bir ›fl›k kayna¤› gibi hareket ederek her do¤rultuda ›fl›nlar yayar. Yay›lan ›fl›nlar yaklafl›k 0.1 mm kal›nl›¤›ndaki numuneden geçerek üstteki prizmaya gelir. Oradan da cihaz›n dürbün k›sm›na ulafl›r. Beyaz ›fl›kta
toplam iç yans›man›n gözlenmesinde dispersiyondan (dispersiyon: renklerine ayr›lma) dolay› ayd›nl›k ve karanl›k alan› ay›ran net çizgi yerine spektrum band› görülür. Renklenme dürbün içinde bulunan Amici prizmas› veya prizmalar›n yard›m›yla düzeltilebilir. Bu etkiyi ortadan kald›rmak için optik tüp merce¤inin önünde
bulunan ayar dü¤mesi kullan›l›r. Abbe refraktometresinde karanl›k ve ayd›nl›k çizgilerin çok keskin olmamas› bir dezavantajd›r. Okuman›n do¤ru olarak yap›labilmesi için karanl›k ve ayd›nl›k çizgilerin kesiflme noktas›n›n okuma merce¤inin alt›nda bulunan çapraz çizgilerin tam ortas›na gelmesi ve ayr›ca renklenmenin olmamas› gerekir. Bunun sonucunda gözlenen dairenin tam ortas›nda net olarak ayr›m› yap›lm›fl karanl›k ve ayd›nl›k bölümler gözlenir. Cihaz›n üzerinde yer alan skalalar› görmemizi sa¤layan dü¤meye basarak maddenin k›r›lma indisini okuyabiliriz. Amici prizmas› daha önce renklerine ayr›lm›fl yani disperse olmufl beyaz ›fl›k
demetini tekrar beyaz ›fl›k demeti haline dönüfltürür. Bu beyaz ›fl›k demeti de sodyumun D ›fl›¤› gibi k›r›lma indisi verir.
fiekil 8.3
Abbe
Refraktometresindki
prizmalar.
fiekil 8.4
Abbe
Refraktometresinde
k›r›lma indisinin
bulunmas›.
Refraktometre ile oda s›cakl›¤›ndan farkl› bir s›cakl›kta da ölçüm yap›labilmektedir. E¤er farkl› bir s›cakl›kta ölçüm yap›lacaksa sisteme sirkülasyonlu bir su banyosu ba¤lanarak s›cakl›k istenen de¤ere getirilir.
Abbe refraktometresi ile 1.3000 - 1.8000 aras›ndaki k›r›lma indisleri ± 0.0002
do¤ruluk derecesi ile okunabilmektedir. Abbe refraktometresinde k›r›lma indisini
okumak için gerekli olan numune miktar› oldukça azd›r. Bir damla numune yeterli olmaktad›r.
161
Bu refraktometrelerde kat› numunenin de k›r›lma indisi bulunabilir. Bunun için
kat› numuneden 1cm3 ‘lük bir parça haz›rlan›r. Haz›rlanan bu parçan›n a ve b yüzeyleri pürüzsüz olmal›d›r. Bu parça, bromnaftalen veya arsenik bromür ile prizma yüzeyine tutturularak çal›flma yap›l›r.
Resim 8.3
Abbe
Refraktometresi.
El Refraktometresi; ›fl›k kayna¤› olarak gün ›fl›¤› kullan›l›r. Prizma sistemi yard›m›yla sodyumun D çizgisi için k›r›lma indisi okunur. K›r›lma indisi bulunurken
çok az miktarda s›v› kullan›l›r.
Resim 8.4
El Refraktometresi.
Dald›rma Refraktometresi; Dald›rma refraktometresinin optik sistemi Abbe
refraktometresininkine benzer. Bu metodla ölçüm yapabilmek için 10-15 ml numune gereklidir. Böyle bir cihaza çeflitli prizmalar tak›labilir. Böylece Abbe refraktometresinde oldu¤undan daha iyi ölçmeler yap›l›r. Ancak 1.32-1.54 aral›¤›ndaki
k›r›lma indisleri ölçülür.
Pulfrich Refraktometresi; Pulfrich Refraktometresinde lineer spektrumlu ›fl›k
kayna¤› kullan›l›r. Ölçme prizmas›n›n k›r›lma aç›s› 90°C’dir. Pulfrich Refraktometresi çok duyarl›d›r.
162
fiekil 8.5
Pulfrich
Refraktometresinde
k›r›lma aç›s›.
Kritik aç› metodunda β aç›s› ile ölçülen ortam›n k›r›lma indisi n aras›ndaki iliflkiyi veren formül
n = sin α N 2 − sin 2 β ± cos× sin β kullan›l›r. α = 90°C al›nd›¤›nda cos 90=0
oldu¤undan, k›r›lma indisini hesaplamak için n = N 2 − sin 2 β formülü kullan›l›r.
Enterferans Refraktometresi; K›r›lmayla ilgili olmay›p giriflimle ilgilidir. Enterferans Refraktometresi ile gaz ve s›v›lar›n k›r›lma indisleri bulunur.
20°C’de s›v› halde bulunan ya¤lar için referans s›cakl›¤› 20°C’dir. Bu 20°C’de s›v› halde bulunmayan ya¤lar için ise ya¤›n erime noktas› dikkate al›narak 25°C veya 30°C referans s›cakl›¤› olarak al›n›r. Ortam s›cakl›¤›ndan farkl› bir s›cakl›k de¤erinde çal›flma yap›lacaksa, o zaman refraktometrede numunenin uyguland›¤› prizmalar›n s›cakl›¤›n›n istenilen de¤ere getirilmesi gerekir. Refraktometrenin su girifl
ve ç›k›fl ba¤lant›lar›ndan sa¤lanan su ak›fl› ile refraktometreyi ± 0.2°C tölerans ile
istenen s›cakl›kta tutabilecek herhangi bir cihaz kullan›labilir. Bu ifllem için, su s›cakl›¤› istenen de¤ere getirilmifl olan sirkülasyonlu su banyolar› kullan›labilir.
Çal›fl›lacak numune cihaza konulmadan önce ölçümün yap›laca¤› s›cakl›¤a getirilmeli ve ifllem ondan sonra yap›lmal›d›r.
K›r›lma indisini 1.3000 ve 1.7000 limitleri aras›nda ± 0.0002 duyarl›l›kla ölçebilen refraktometreler, 20°C’de distile su, % 85’lik etil alkol, p-simen, benzil sinnamat, benzil benzoat ve bromonaftalen için afla¤›da verilen de¤erleri sa¤layacak flekilde kalibre edilir.
Tablo 8.1
Kalibrasyon için
kullan›lan baz›
maddelerin k›r›lma
indisleri.
Distile su
1.3330
%85’lik Etil alkol
1.3651
p-Simen
1.4906
Benzil sinnamat
1.6043
Benzil benzoat
1.5685
1-Bromonaftalen
1.6585
K›r›lma indisi ölçümleri kalitatif ve kantitatif çal›flmalar için kullan›labilir.
163
Kantitatif çal›flmalarda düflük konsantrasyonlarda, k›r›lma indisi ile konsantrasyon
aras›nda do¤rusal bir iliflki vard›r. K›r›lma indisi ile yap›lan kantitatif çal›flmalarda
önce maddenin bilinen konsantrasyonularda çözeltisi haz›rlan›r. Bu çözeltilerin k›r›lma indisleri ölçülür. Konsantrasyona karfl› k›r›lma indisleri grafi¤e geçirildi¤i zaman bir do¤ru elde edilir. Daha sonra konsantrasyonu bilinmeyen çözeltinin k›r›lma indisi ölçülür. Grafikten bu k›r›lma indisine karfl›l›k gelen konsantrasyon bulunur.
Refraktometre kullan›larak; suda bulunan NaCl veya KCl miktar›, serumdaki
glubin miktar›, sulu alkol çözeltisindeki alkol miktar› bulunabilir. K›r›lma indisi
ya¤, meyve suyu gibi g›da ürünlerinin analizinde, fleker sanayinde, eczac›l›k alan›nda ve kimya sanayinde yayg›n olarak kullan›lan fiziko-kimyasal analizlerden biridir.
Etanol
1.3590
Metanol
1.3288
Hekzan
1.3749
Toluen
1.4929
Spesifik K›r›lma ‹ndisi : Spesifik k›r›lma indisi s›cakl›k, kullan›lan ›fl›¤›n dalga boyu ve bas›nca göre de¤ifliklik göstermez. Belli bir ortamda sabittir ve LorentzLorenz eflitli¤i ile hesaplan›r. Maddenin yo¤unlu¤u ile k›r›lma indisi aras›ndaki en
çok bilinen ba¤›nt› Lorentz-Lorenz eflitli¤idir. Lorentz-Lorenz eflitli¤inde (r) spesifik k›r›lma indisini gösterir sabit bir say›d›r.
r = (n2-1) / (n2+2) x 1 / d
r = Maddenin spesifik k›r›lma indisi
n = Maddenin k›r›lma indisi
d = Maddenin yo¤unlu¤u
Bir çözeltide bulunan maddelerin a¤›rl›klar› ile spesifik k›r›lma indislerinin çarp›m›n›n toplam›, çözeltinin a¤›rl›¤› ile k›r›lma indisinin çarp›m›na eflittir.
r1 x w1 + r2 x w2 = rk x wk
r1ve r2: Maddelerin spesifik k›r›lma indisleri
rk : Çözeltinin spesifik k›r›lma indisi
w1 ve w2: Maddelerin çözelti içersindeki a¤›rl›klar›
wk : Çözeltinin a¤›rl›¤›
Molar (Moleküler) K›r›lma ‹ndisi : Bir maddenin spesifik k›r›lma indisinin, molekül a¤›rl›¤› ile çarp›lmas› ile elde edilen say›ya molar veya moleküler k›r›lma indisi denir. Molar (moleküler) k›r›lma indisi ( R) ile ifade edilir.
R = mw x r = mw x (n2-1) / (n2+2) x 1 / d
R = (n2-1) / (n2+2) x mw / d
n = Maddenin k›r›lma indisi
mw = Maddenin molekül a¤›rl›¤›
d = Maddenin yo¤unlu¤u
Kalitatif analizde, ölçülen k›r›lma indisini karfl›laflt›racak standart madde veya
bir de¤er yoksa, maddenin yap›s›nda bulunan atomlar, fonksiyonel gruplar, çift
ba¤lar, üçlü ba¤lar ve halkalardan molar k›r›lma indisi ( R) hesaplan›r. Bilefli¤i
oluflturan atom ve baz› yap›lar›n atomik k›r›lma indisleri biliniyorsa, toplama özelli¤inden yararlanarak molar k›r›lma indisleri hesaplanabilir.
Baz› atom ve gruplar›n molar k›r›lma indisleri afla¤›daki tabloda (Tablo 8.3) verilmifltir.
Tablo 8.2
Baz› maddelerin
k›r›lma indisleri.
164
Tablo 8.3
Baz› atom ve
gruplar›n molar
k›r›lma indisleri.
Atom, fonksiyonel
grup, halka
R
Atom, fonksiyonel
grup, halka
R
H
1.10
N (amit)
2.65
C
2.42
N (primer alifatik amin)
2.32
C=C
1.73
N (sekonder alifatik amin)
2.50
C_C
2.40
N (tersiyer alifatik amin)
2.84
F
0.95
N (primer aromatik amin)
3.21
Cl
5.97
N (sekonder aromatik amin)
3.59
Br
8.87
N (tersiyer aromatik amin)
4.36
I
13.90
-(NO2) grubu (aromatik)
7.30
O (hidroksil) (O-H)
1.53
- C _ grubu
5.46
O (eter, ester) (C-O-)
1.64
S (tiyokarbonil) (C = S)
7.9
O (karbonil) C = O
2.21
S (merkapto) (S - H)
7.7
O (ester)
1.64
Üçlü halka
0.71
Dörtlü halka
0.48
Refraktometrelerde k›r›lma indisi skalas›n›n yan›nda % Brix skalas›da bulunabilir. Bu tip refraktometrelerde k›r›lma indisi ile % Brix skalas› aras›ndaki ba¤›nt› dikkate al›narak ölçüm yap›l›r.
OPT‹K ÇEV‹RME
fiiral Bileflik: Ayna
görüntüsü üst üste
çak›flmayan bilefliklere fliral
bileflikler denir.
fiekil 8.6
Polarimetre.
Optik çevirme, polarize ›fl›¤›n polarizasyon düzlemini çeviren fliral bilefliklerin
sahip oldu¤u bir özelliktir. Polarizasyon düzlemini sa¤a çeviren bileflikler için
dekstrojil, d (+), sola çeviren bileflikler için levojil, l (-) olarak ifade edilir.
Bir kaynaktan yay›lan ›fl›k, prizmadan geçirilerek tek düzlem üzerinde titreflen
›fl›k elde edilir. Bu ›fl›¤a polarize ›fl›k denir. Asimetri merkezleri bulunan moleküller polarize ›fl›¤›n titreflim düzlemini sapt›r›rlar. Bu sapman›n miktar› polarimetre
ad› verilen cihazlar ile ölçülmektedir.
Polarize ›fl›k düzlemini çeviren bir maddeye optikçe aktif madde denir.
165
Ayn› molekül formülüne sahip olan, fakat görüntüleri birbiri ile çak›flmayan
molekül yap›s›na sahip farkl› bilefliklere izomer bileflikler denir. ‹zomer bilefliklerin
fiziksel ve kimyasal özellikleri birbirinden farkl›d›r.
fiekil 8.7
‹zomer bileflikler.
fiekil 8.8
fiiral bileflik.
166
‹zomerler ikiye ayr›l›rlar.
1. Yap›sal ‹zomerler
2. Stereoizomerler
• Enantiyomerler
• Diastereomerler
Basit formülleri ayn› fakat atomlar› farkl› ba¤lanma düzeninde olan izomerlere
yap›sal izomerler denir. Atomlar› ayn› ba¤lanma düzeninde olup yani ba¤lar ayn›,
atomlar›n uzaydaki görüntüsü farkl› olan izomerlere de stereoizomerler denir. Stereoizomerler de enantiyomerler (optik izomerler-fliral-d, l) ve diastereomerler
(geometrik izomerlik-cis-, trans-) olmak üzere ikiye ayr›l›r. Trans izomer fliral, cis
izomer afliraldir. Ayna görüntüsü birbiri ile çak›flmayan izomerlere enantiyomer,
birbirinin ayna görüntüsü olmayan izomerlere de diastereomerler denir.
fiekil 8.9
fiiral obje.
fiekil 8.10
Afliral obje.
Enantiomerlerin k›r›lma indisleri ayn›d›r. Yo¤unluklar›, kaynama noktalar› ve
erime noktalar› cis- ve trans- izomerler d›fl›nda ayn›d›r.
Enantiomer maddeler, polarize ›fl›k düzlemini ayn› de¤erde fakat farkl› yönlerde çevirirler. Enantiomer maddeleri ayn› miktarda içeren maddelerin optik çevirmeleri ölçülürken polarimetre de λ 0.000” de¤eri bulunur. Yani polarize ›fl›¤› çevirmezler. Böyle maddelere rasemik denir.
Polarimetre; ›fl›k kayna¤›, polarizatör, ve analizör’den meydana gelir. Polarimetrede ölçümü yap›lacak olan numune, numune tüpüne doldurulduktan sonra
cihaza yerlefltirilerek ifllem yap›l›r.
Sapma aç›s›n› ölçmeye dayanan bu yönteme polarimetri denir.
Sapma aç›s›n› etkileyen bafll›ca parametreler afla¤›da verilmifltir.
• S›cakl›k; çal›flmalar genellikle 20 ± 5°C’de yap›l›r.
• Kullan›lan ›fl›¤›n dalga boyu; kullan›lan ›fl›¤›n monokromatik ›fl›k olmas› gerekir. Yani sodyumun D ( λ = 589.3 nm) ›fl›¤› gibi tek bir dalga boyuna sahip olmal›d›r.
• Ifl›¤›n numune içersinde ald›¤› yolun uzunlu¤u; Ifl›¤›n numune içersinde ald›¤› yol dm cinsinden ifade edilmelidir.
• Maddenin konsantrasyonu; çözelti halinde olan numunelerin konsantrasyonun bilinmesi spesifik çevirme aç›s›n›n hesaplanmas› için gereklidir.
• Maddenin yap›s›; optik çevirme aç›s› ölçülecek maddenin fiziksel özelli¤i,
yani kat› veya s›v› olmas› önemlidir.
167
Resim 8.5
Polarimetre
cihazlar›.
Resim 8.6
Polarimetre tüpleri.
Bir s›v›n›n optik çevirme aç›s› α , polarizasyon düzleminin sodyumun D çizgisinin dalga boyunda ( λ = 589.3 nm), 1 dm tabaka kal›nl›¤› kullan›larak 20°C’de
ölçülen ve derece ( ° ) türünden aç›klanan çevirme aç›s›d›r.
Spesifik çevirme aç›s› (Özgül optik çevirme) [ α ]20D , çözelti içerisindeki
bir bilefli¤in 1 g/ml konsantrasyondaki çözeltisinin, 1 dm kal›nl›¤›ndaki tabakada
20°C’de polarize haldeki sodyumun D sar› ›fl›¤›n›n (λ= 5890°A veya 589.3 nm) polarizasyon düzleminin çevirme aç›s›na, maddenin spesifik çevirme aç›s› denir. Spesifik çevirme aç›s› [ α ]tD ile gösterilir. Optikçe aktif maddelerin kendilerine özgü
çevirme aç›lar› vard›r. Bu çevirme aç›lar› ulusal ve uluslararas› standartlarda genellikle belirtilmifltir. Optikçe aktif maddelerin polarize ›fl›¤› çevirmeleri; maddenin
konsantrasyonu, ortam›n s›cakl›¤›, kullan›lan ›fl›¤›n dalga boyu, ›fl›¤›n numune
içersinde ald›¤› yolun uzunlu¤u ve maddenin yap›s› ile ilgilidir.
Optikçe aktif maddenin çözeltisinin konsantrasyonu, 1000 ml çözeltide (c) g
olarak verildi¤inde spesifik çevirme aç›s› afla¤›daki formüllerle hesaplan›r.
Çözelti halindeki kat›lar için:
[ α ]tD = 1000. α / l.c
S›v›lar›n do¤rudan ölçümü için:
[ α ]tD = α / l. d
Çözelti halindeki s›v›lar için:
[ α ]tD = 1000. α / l. d. c0
Formüllerde;
t : Ölçümün yap›ld›¤› s›cakl›k (°C)
α = Ölçülen sapma aç›s›
l : Ifl›¤›n numune içersinde ald›¤› yol (dm cinsinden)
d : Numunenin ayn› s›cakl›ktaki ba¤›l yo¤unlu¤u (g / ml)
168
c : 1000 ml çözücüde çözünen madde miktar› (g)
c0: Çözünmüfl bir bilefli¤in 1000 ml çözücüde çözünen madde miktar› (g).
Veya çözünmüfl bir bilefli¤in g / 1000 ml’deki miktar›n› göstermektedir.
Polarimetrelerin kalibrasyonlar› fleker çözeltileri kullan›larak yap›lmaktad›r.
ER‹ME NOKTASI
T›bbi ve aromatik bitkilerden izole edilmifl bilefliklerin safl›k kontrolünde kullan›lan yöntemlerden birisidir. Erime noktas›, bilefli¤in son kat› partikülünün s›v› faza
geçti¤i s›cakl›kt›r.
Resim 8.7
Erime Noktas›
cihazlar›.
Kapiler Yöntem
S›v› banyosu olarak kullan›lacak; su, s›v› parafin veya silikon ya¤› içeren cam kap
ve ›s›t›c› sistem kullan›l›r. S›v› banyo içerisinde homojen s›cakl›¤›n sa¤lanmas› için
uygun bir kar›flt›rma sistemi bulunmal›d›r. Sistemde,100°C’lik ve 0.5°C aral›kl› termometre kullan›l›r.
Erime noktas› tayininde kullan›lacak kapilerler 0.9-1.1 mm çap›nda ve 0.10-0.15
mm kal›nl›¤›nda, ucu kapal›, alkali olmayan sert camdan yap›lm›fl olmal›d›r.
Erime noktas› tayin edilecek olan kuru madde kapiler tüpe yerlefltirilir. S›v›
banyo tahmin edilen erime derecesinin 10°C alt›na kadar ›s›t›l›r. Daha sonra ›s›tma
h›z› dakikada 1°C artacak flekilde ayarlan›r. S›cakl›k tahmin edilen erime derecesinin 5°C alt›na geldi¤inde kapiler tüp cihaza yerlefltirilir. Son partikülün s›v› faza
geçti¤i s›cakl›k kaydedilir.kadar ›s›t›l›r. Daha sonra s›cakl›k dakikada 1°C artacak
flekilde ayarlan›r.
Aç›k Kapiler Yöntem
Bu yöntem için 80 mm uzunlu¤unda, d›fl çap› 1.4-1.5 mm ve iç çap› 1.0-1.2 mm
olan iki ucu aç›k kapiler borular kullan›l›r. Erime noktas› tayin edilecek maddeden
befl tane kapiler boruya 10 mm yükseklik oluflturacak flekiilde yerlefltirilir. Kapiler
borulardan bir tanesi 0.2°C aral›kl› termometrenin haznesine yak›n olacak flekilde
termometreye ba¤lan›r. Sonra termometre beherin taban›na 1 cm kalacak flekilde
behere dald›r›l›r. Behere 5 cm yüksekli¤e kadar su doldurulur. Suyun s›cakl›¤› dakikada 1°C artacak flekilde ayarlan›r. Kapiler borudaki bilefli¤in yükselmeye bafllad›¤› s›cakl›k erime noktas› olarak kabul edilir. ‹fllem di¤er kapiler borular ile de
tekrarlanarak 5 okuman›n ortalamas› o maddenin erime noktas› olarak al›n›r.
169
Ani Yöntem
Bu yöntemde kullan›lan cihaz, üst yüzeyi cilalanm›fl ›s›y› iyi ileten bir metalden yap›lm›flt›r. Üzerinde termometrenin yerlefltirilece¤i bir bölüm bulunur. Bu bölüm
metal blo¤un cilalanm›fl üst yüzeyinden 3 mm aral›kta ve paralel konumdad›r.
‹fllem s›ras›nda metal blok tahmin edilen erime s›cakl›¤›n›n 10°C alt›na kadar
›s›t›l›r. Sonra s›cakl›k dakikada 1°C artacak flekilde ayarlan›r. Erime noktas› tayin
edilecek kuru maddeden birkaç partikül cilal› yüzeye serpilir ve metal blo¤un yüzeyi her sefer temizlenir. Maddenin metal ile temas etti¤i anda hemen eridi¤i ilk s›cakl›k t1 olarak kaydedilir ve ›s›tma ifllemi durdurulur. So¤uma s›ras›nda madde
tekrar belirli aral›klarla metal yüzeye serpilir ve her ifllemden sonra blo¤un yüzeyi
temizlenir. Partiküllerin metal yüzeyi ile temas etti¤i anda erimedi¤i s›cakl›k t2 olarak kaydedilir. t1 + t2 / 2 formülü ile erime noktas› hesaplan›r.
Resim 8.8
Donma Noktas›
apareyi.
DONMA NOKTASI
Donma noktas›, so¤utulan bir s›v›daki ilk kristallenmenin görüldü¤ü s›cakl›kt›r. ‹fllem cam bir aparey ile gerçeklefltirilir (fiekil 8.11, Resim 8.8). Kullan›lan apareyde,
s›v›n›n koyuldu¤u ve içerisinde ucu çember fleklinde yap›lm›fl cam kar›flt›rma çubu¤u ile -50°C’ye inebilen ve 0.2°C hassasiyete sahip termometre bulunan cam tüp
bulunur. Bu tüp daha büyük ikinci bir cam tüpün içersine yerlefltirilir. ‹ki tüpte de
kapak bulunur. S›v›n›n bulundu¤u tüpteki kapak termometrenin ve kar›flt›rma çubu¤unun uçlar› d›flar›da kalacak flekilde tasarlanm›flt›r. Bu tüpler, s›cakl›¤› termometre ile kontrol edilen, 8 ± 2°C’ye kadar so¤utulmufl buzlu su konulmufl olan beherin içersine yerlefltirilir.
fiekil 8.11
Donma noktas›
apareyi.
170
Donma noktas› belirlenecek s›v›n›n koyuldu¤u tüpte ilk kristallerin olufltu¤u s›cakl›k tespit edilir. Daha sonra s›v›y› içeren tüp, birkaç kristal kalacak flekilde s›v›
eriyince belirlenmifl olan donma noktas›n›n 5°C üzerinde olan bir su banyosuna
koyulur. Beher donma noktas›ndan 5°C daha düflük s›cakl›ktaki su veya doymufl
sodyum klorür çözeltisi ile doldurulur. Birkaç kristal olufltu¤u zaman, s›v›y› içeren
tüp, ikinci tüpün içersine yerlefltirilir. Kat›laflma oluncaya kadar kar›flt›r›l›r. S›v›laflmaya bafllad›¤› en yüksek s›cakl›k de¤eri kaydedilir.
EK 1.
Tablo 8.4
K›r›lma indisi
hesaplamalar› için
kullan›lacak
de¤erler.
Derece
Sin
Derece
Sin
Derece
Sin
1
0.01745
31
0.51504
61
0.87462
2
0.03490
32
0.52992
62
0.88295
3
0.05234
33
0.54464
63
0.89101
4
0.06976
34
0.55919
64
0.89879
5
0.08716
35
0.57358
65
0.90631
6
0.10453
36
0.58779
66
0.91355
7
0.12187
37
0.60182
67
0.92050
8
0.13917
38
0.61566
68
0.92718
9
0.15643
39
0.62932
69
0.93358
10
0.17365
40
0.64279
70
0.93969
11
0.19081
41
0.65606
71
0.94552
12
0.20791
42
0.66913
72
0.95106
13
0.22495
43
0.68200
73
0.95630
14
0.24192
44
0.69466
74
0.96126
15
0.25882
45
0.70711
75
0.96593
16
0.27564
46
0.71934
76
0.97030
17
0.29237
47
0.73135
77
0.97437
18
0.30902
48
0.74314
78
0.97815
19
0.32557
49
0.75471
79
0.98163
20
0.34202
50
0.76604
80
0.98481
21
0.35837
51
0.77715
81
0.98769
22
0.37461
52
0.78801
82
0.99027
23
0.39073
53
0.79864
83
0.99255
24
0.40674
54
0.80902
84
0.99452
25
0.42262
55
0.81915
85
0.99619
26
0.43837
56
0.82904
86
0.99756
27
0.45399
57
0.83867
87
0.99863
28
0.46947
58
0.84805
88
0.99939
29
0.48481
59
0.85717
89
0.99985
30
0.50000
60
0.86603
90
1.00000
171
Özet
N
AM A Ç
1
N
AM A Ç
2
N
A M A Ç
3
Ba¤›l yo¤unlu¤u kavrayabilmek, deneylerini, yo¤unluk hesaplamalar›n› yapabilmek ve sonuçlar›n› de¤erlendirebilmek.
Bir maddenin kütlesinin hacmine oran›na yo¤unluk denir. Ba¤›l yo¤unluk, 20°C’de numunenin
belirli bir hacim kütlesinin, ayn› hacimdeki suyun kütlesine oran› demektir. Yo¤unluk ifllemi
için piknometre kullan›l›r ve tart›mlar hassas terazide yap›l›r.
K›r›lma indisini aç›klayabilmek, deney planlayarak yapabilmek ve sonuçlar›n› de¤erlendirebilmek.
K›r›lma indisi çözücü ve çözeltilerin ›fl›¤› k›rma
özelli¤ine dayal› bir yöntemdir.
Ifl›k demetinin bir ortamdan, yo¤unlu¤u farkl›
baflka bir ortama geçerken yön de¤ifltirmesine
k›r›lma (refraksiyon) denir. Bir ortam›n k›r›lma
indisinin bofllu¤a göre oran› mutlak k›r›lma
indisi olarak ifade edilir. K›r›lma indisinin ölçümüne dayanan yönteme refraktometri denir. Bir
ortam›n havaya göre k›r›lma indisi bir ›fl›n demetinin ölçme ortam›na girifl aç›s›n›n sinüsünün,
ç›k›fl aç›s›n›n sinüsüne oran›d›r. K›r›lma indisi
refraktometre ile ölçülür.
Optik çevirme deneylerini ve hesaplamalar›n› yapabilmek, sonuçlar›n› de¤erlendirebilmek.
Optik çevirme, polarize ›fl›¤›n polarizasyon düzlemini çeviren fliral bilefliklerin sahip oldu¤u bir
özelliktir. Polarizasyon düzlemini sa¤a çeviren
bileflikler için dekstrojil, d (+), sola çeviren bileflikler için levojil, l (-) olarak ifade edilir. Polarize ›fl›k düzlemini çeviren bir maddeye optikçe
aktif madde denir. Bir kaynaktan yay›lan ›fl›k,
prizmadan geçirilerek tek düzlem üzerinde titreflen ›fl›k elde edilir. Bu ›fl›¤a polarize ›fl›k denir.
Asimetri merkezleri bulunan moleküller polarize
›fl›¤›n titreflim düzlemini sapt›r›rlar. Bu sapman›n
miktar› polarimetre ad› verilen cihazlar ile ölçülmektedir. Sapma aç›s›n› ölçmeye dayanan bu
yönteme de polarimetri denir. Enantiomerlerin
k›r›lma indisleri ayn›d›r. Enantiomer maddeler,
polarize ›fl›k düzlemini ayn› de¤erde fakat farkl›
yönlerde çevirirler.
Enantiomer maddeleri ayn› miktarda içeren maddelerin optik çevirmeleri ölçülürken polarimetre
de α 0.000” de¤eri bulunur. Yani polarize ›fl›¤›
çevirmezler. Böyle maddelere rasemik denir.
N
A M A Ç
4
Erime noktas› ve donma noktas› deneylerini yapabilmek ve sonuçlar›n› de¤erlendirebilmek.
Erime noktas›, bilefli¤in son kat› partikülünün s›v› faza geçti¤i s›cakl›kt›r.
Donma noktas›, so¤utulan bir s›v›daki ilk kristallenmenin görüldü¤ü s›cakl›kt›r.
172
1. 1.0 dm uzunlu¤undaki bir tüpte ölçümü yap›lan ve kat› maddeden haz›rlanan çözeltinin konsantrasyonu 1 l’de
18.0 g’d›r. 20°C’de polarimetrede okunan de¤eri + 0.9°’dir.
Bu maddenin spesifik çevirme aç›s›n›n de¤eri kaçt›r?
a. + 30
b. - 40
c. + 50
d. - 60
e. + 70
2. Uçucu ya¤ üzerine havadan gelen ›fl›k demeti normal
ile (sin i) 45°’lik bir aç› yapmaktad›r. K›r›lan ›fl›k demeti
uçucu ya¤da (sin r) 30°’lik bir aç› yapmaktad›r. Uçucu ya¤›n k›r›lma indisi nedir?
a. 0.002
b. 0.500
c. 0.707
d. 1.414
e. 2.828
3. Dalgaboyu 589 nm olan ›fl›k havadan 40° lik aç›yla
k›r›lma indisi 1.37 olan ortama geçmektedir. K›r›lma aç›s›n›
bulunuz?
a. 26
b. 28
c. 30
d. 35
e. 40
4. Yo¤unluk afla¤›daki formüllerden hangisi ile hesaplan›r?
a. Numunenin a¤›rl›¤› / Suyun a¤›rl›¤›
b. Suyun a¤›rl›¤› / Numunenin a¤›rl›¤›
c. Piknometrenin bofl a¤›rl›¤› + Suyun a¤›rl›¤› / Numunenin a¤›rl›¤›
d. Numunenin a¤›rl›¤› / Piknometrenin bofl a¤›rl›¤› +
Suyun a¤›rl›¤›
e. Piknometrenin bofl a¤›rl›¤› +Suyun a¤›rl›¤› / Piknometrenin bofl a¤›rl›¤› + Numunenin a¤›rl›¤›
5. K›r›lma indisi ölçümünde
a. Polarimetre
b. Polarimetri
c. Piknometre
d. Refraktometri
e. Refraktometre
kullan›lan
cihaz
6. Afla¤›dakilerden hangisi refraktometre tiplerinden biri de¤ildir?
a. El refraktometre
b. Aldrich refraktometre
c. Dald›rma refraktometre
d. Abbe refraktometre
e. Pulfrich refraktometre
7. Yo¤unlu¤u 0.9865 olan bir s›v›, 0.5 dm uzunlu¤undaki polarimetre tüpüne koyularak 20° ölçümü yap›ld›¤›nda __de¤eri -1.530 olarak okunmufltur. Bu s›v›n›n
[α]tD de¤eri afla¤›dakilerden hangisidir?
a. - 3.00
b. - 3.06
c. + 3.06
d. - 3.10
e. + 3.10
8. Oda s›cakl›¤›nda 0.5 dm’lik tüple do¤rudan ölçümü
yap›lan ve yo¤unlu¤u 0.9645 olan numunenin [α]tD de¤eri + 4.86 bulunmufltur. Bu numunenin α de¤eri
a. - 0.48
b. + 0.48
c. + 1.01
d. - 2.34
e. + 2.34
9. Afla¤›daki yöntemlerden hangisi sapma aç›s›n›
ölçmeye dayal›d›r?
a. Refraktometri
b. Refraktometre
c. Polarimetri
d. Viskozimetre
e. Piknometre
10. Kapiler yöntem afla¤›daki hangi deneyde kullan›lmaktad›r?
a. Erime noktas›
b. Yo¤unluk
c. Donma noktas›
d. K›r›lma indisi
e. Optik çevirme
173
Yararlan›lan ‹nternet Adresleri
1. c
http://www.mmo.org.tr/resimler/ekler/d0cc8585b5c7aa6_ek.pdf
Elif Derya Übeyli, ‹nan Güler, Refraktometreler ve
Kalibrasyon Metodlar›, TMMOB Makine Mühendisleri Odas›, IV. Ulusal Ölçümbilim Kongresi 25-26
Ekim 2001, Eskiflehir, Türkiye.
http://www.farma.hacettepe.edu.tr/akademik/meslekbilimleri/farmakimya/dersnotlari/ECF326demo.pps#314,80,Slayt 80
http://lisanskimya.balikesir.edu.tr/~f10501/stereo.htm
http://www.fatih.edu.tr/~besat/Teaching/Kim%20204/Kim204S08/B5.pdf
http://w3.gazi.edu.tr/web/nkaracan/koordinasyon/izomerler.ppt#271,1,Slayt
2. d
3. b
4. a
5. e
6. b
7. d
8. e
9. c
10. a
Yan›t›n›z yanl›fl ise “kitab›n›zdaki Optik Çevirme” konusunu tekrar gözden geçiriniz.
Yan›t›n›z yanl›fl ise “kitab›n›zdaki K›r›lma ‹ndisi” konusunu tekrar gözden geçiriniz.
Yan›t›n›z yanl›fl ise “kitab›n›zdaki Ba¤›l Yo¤unluk” konusunu tekrar gözden geçiriniz.
Yan›t›n›z yanl›fl ise “kitab›n›zdaki Erime Noktas›” konusunu tekrar gözden geçiriniz.
Kaynaklar
Bafler, K. H. C., Buchbauer, G. (2010). Handbook of
Essential Oils Science, Technology and Applications, CRC Press, Boca Raton.
European Pharmacopoeia ( EP) (2008). 6th Ed, Vol.1,
International Standard (ISO) (1976). Essential OilsDetermination of Refractive ‹ndex, ISO 280.
fiener B., Orbey T. ve Temizer A. (1986) Modern Analiz Yöntemleri, Seldem Ofset, Ankara.
Adaptasyonu.
Türk Standartlar› Enstitüsü (TSE) (1969). Eteri Ya¤lar›n Yo¤unluk ve Nisbi Yo¤unluklar›n›n Tayini TS
768.
Türk Standartlar› Enstitüsü (TSE) (1971) Eteri Ya¤larda K›r›lma ‹ndisi Tayini TS 920.
Türk Standartlar› Enstitüsü (TSE) (1971) Gül Ya¤›
Monograf›, TS 1040.
Y›ld›z A., Genç Ö., Bektafl S. (1997) Enstrümantal
Analiz Yöntemleri, 2. Bask›, Hacettepe Üniversitesi Yay›nlar› A-64, Ankara.
9
Amaçlar›m›z
N
N
N
N
Kar›fl›mdaki maddelerin ayr›lmas›nda kullan›lan teknikleri tan›mlayabilecek,
Bu tekniklerde yer alan mekanizmalar› s›n›fland›rabilecek,
Kromatografik yöntemleri s›n›fland›rabilecek,
Kromatografik tekniklerin uygulama alanlar›n› aç›klayabileceksiniz.
Anahtar Kavramlar
•
•
•
•
•
Hareketli Faz
Hareketsiz Faz
Afinite
Adsorban
Elüsyon
•
•
•
•
•
Develope Etmek
Kalitatif
Kantitatif
Preparatif
Partisyon
Bitki Kimyas› ve
Analiz Yöntemleri
Kromatografik
Yöntemler
- KROMATOGRAF‹N‹N GENEL
TANIMI
- KROMATOGRAF‹DE KULLANILAN
AYRIM MEKAN‹ZMALARI
- KROMATOGRAF‹K METOTLAR
Kromatografik Yöntemler
KROMATOGRAF‹N‹N GENEL TANIMI
Kromatografi, kelime olarak renk bilgisi anlam›na gelmektedir. ‹lk kez renkli bilefliklerin ayr›m›nda kullan›ld›¤›ndan bu ismi alm›flt›r. Kar›fl›m halinde bulunan maddelerin birbirinden ayr›lmas›nda kullan›lan analitik bir tekniktir. Kromatografi, bafll›ca saflaflt›rma ve karfl›laflt›rma amaçlar›yla kullan›lmaktad›r. Kromatografi ifllemi
s›ras›nda, kar›fl›mda bulunan maddeler, birbiri ile kar›flmayan iki fazl› bir sistemde
ayr›flarak bafllang›çta bulunduklar›ndan farkl› bölge ya da fazlarda toplan›rlar.
Bu fazlar;
- Hareketli faz (mobil ya da sürükleyici faz)
- Hareketsiz faz (stasyoner ya da durucu faz)
olarak isimlendirilir. Hareketli ve hareketsiz fazlar; kat›, s›v›, gaz gibi farkl› fiziksel hallerde olabilirler.
Kar›fl›mdaki maddelerin ço¤unun hareketli ve hareketsiz fazlara afinitelerinin
farkl› olma özelli¤inden yararlanarak maddelerin ayr›mlar› gerçekleflir.
KROMATOGRAF‹DE KULLANILAN AYRIM
MEKAN‹ZMALARI
Kromatografide kar›fl›mdaki maddelerin ayr›m› dört mekanizmaya göre gerçekleflir. Bu mekanizmalar flunlard›r:
1- Adsorbsiyon
2- Partisyon
3- ‹yon de¤ifltirme (iyon de¤iflimi)
4- Jel geçirgenli¤i (jel filtrasyonu)
Bu mekanizmalarda yer alan hareketli ve hareketsiz fazlar›n fiziksel durumlar›
fiekil 9.1’de gösterilmifltir. Buna göre, hareketsiz faz; s›v› veya kat›, hareketli faz
ise; s›v› veya gaz olabilmektedir. Hareketsiz faz›n s›v› oldu¤u durumlarda s›v›, kat› bir destek madde üzerine kaplan›r. Kromatografik yöntemler, faz sistemlerine
veya özel faz düzenlerine göre farkl› flekilde s›n›fland›r›l›p tan›mlanmaktad›r.
Faz sistemlerine göre;
• Kat›/s›v›
• S›v›/s›v›
• Gaz/s›v›
• Gaz/kat›
Afinite: ‹lgi, kar›fl›mdaki
maddelerin adsorban
yüzeyine tutunma ya da
çözücü ile birlikte
sürüklenme e¤ilimini ifade
eder.
176
Özel faz düzenlerine göre;
• ‹nce tabaka kromatografisi
• Ka¤›t kromatografisi
• Gaz kromatografisi
• Yüksek bas›nçl› s›v› kromatografisi fleklinde olabilmektedir.
fiekil 9.1
Mekanizmalara
göre hareketli ve
hareketsiz fazlar›n
durumu.
Adsorban›n aktivitesi:
Adsorban yüzeyinde madde
moleküllerinin
ba¤lanabilece¤i aktif uçlar
bulunmaktad›r. Adsorban
yüzeyindeki aktif uçlar›n
say›s› s›n›rl›d›r ve bu aktif
uçlar havan›n neminin
etkisiyle su molekülleri
taraf›ndan tutunarak inaktif
hale geçerler. Aktif uçlar›n
say›s›n› artt›rmak için
adsorban›n ›s›t›lmas› (aktive
edilmesi) gerekir.
Polarite: Moleküllerin
pozitif ve negatif
kutuplaflmas›n› ifade etmek
için kullan›l›r.
Elektronegatiflikleri farkl›
olan moleküller polard›r.
Molekülün polaritesi
yap›s›ndaki fonksiyonel
gruplar›n cinsi, say›s› ve
pozisyonuna ba¤l›d›r. Genel
olarak -Cl, -NH2 ve -OH
gruplar› polariteyi artt›r›r,
-CH2 ise azalt›r.
MEKANİZMALAR
FAZLAR
HAREKETSİZ
HAREKETLİ
ADSORPSİYON
KATI
GAZ VEYA SIVI
PARTİSYON
SIVI
GAZ VEYA SIVI
İYON DEĞİŞTİRME
KATI
KATI
SIVI
JEL FİLTRASYONU
KATI
SIVI
Adsorbsiyon
Adsorbsiyon; gaz, s›v› veya çözünmüfl maddelerin bir adsorban›n yüzeyinde tutunmas› olay›d›r. Adsorbsiyon mekanizmas›n›n rol ald›¤› kromatografik tekniklerde
hareketsiz faz kat›, hareketli faz ise s›v› veya gazd›r. Kat› faza adsorban ad› verilir.
Kromatografi olay›nda adsorban yüzeyi ile tutunan madde aras›nda kimyasal ba¤
oluflmaz sadece geçici olan fiziksel bir ba¤ meydana gelir. Fiziksel adsorbsiyon
olarak tan›mlanan bu olayda madde adsorban yüzeyine elektrostatik kuvvetler, dipol-dipol çekimi ya da Van der Walls kuvvetleri ile geçici bir süre için ba¤lan›r.
Maddenin adsorban yüzeyine kimyasal ba¤larla ba¤lanmas› kimyasal sorbsiyon
(kemisorpsiyon) olarak tan›mlan›r ve bu reaksiyonun geri döndürülmesi mümkün
de¤ildir. Bu nedenle kemisorpsiyon kromatografik ayr›mlar için faydal› de¤ildir.
Adsorbsiyon kromatografisi, hareketli fazda çözünmüfl halde bulunan madde
ile adsorban yüzeyinde tutunmufl olan madde molekülleri aras›nda bir dengenin
kurulmas› esas›na göre ifller. Ay›rma birbirine karfl› olan hareketli fazdaki itici kuvvet ile hareketsiz fazdaki tutucu kuvvetin etkileflmesi sonucu meydana gelir.
Adsorbsiyon kromatografisinde ay›r›m hareketli ve hareketsiz fazlar›n durumunun yan› s›ra adsorban›n aktivitesi, maddelerin konsantrasyonu ve polaritesine
de ba¤l›d›r. Maddelerin polariteleri hem hareketli fazdaki sürüklenme h›z›n› hem
de adsorban yüzeyinde tutunma derecesini belirler.
Bir maddenin kromatografik bir sistemde sürüklenme oran› belirli bir adsorban için,
kullan›lan çözücü sistemine ba¤l› olaca¤›ndan kromatografide kullan›lan çözücüler elüsyon kuvvetlerine göre Elüotropik Seri ad› alt›nda apolardan polara do¤ru s›ralan›rlar.
Elüotropik seride çözücüler apolardan polara do¤ru flu fleklide s›ralanm›flt›r:
Petrol eteri, hekzan, karbontetraklorür, toluen, benzen, diklorometan, kloroform, dietil eter, etilasetat, aseton, izopropanol, etanol, metanol, su.
177
9.Ünite- Kromatografik Yöntemler
Kromatografide iyi ayr›mlar elde edebilmek için genel bir kural olarak, polar
maddelerin polar çözücülerde, apolar maddelerin ise apolar çözücülerde daha iyi
sürüklendi¤i kabul edilmektedir.
Kloroform (CHCl3) bir elektronegatif element fazla tafl›yan karbontetraklorür
SIRA S‹ZDE (CCl4)’den
bir -Cl daha az tafl›mas›na ra¤men daha polard›r. Neden?
‹deal adsorban özellikleri:
• Hareketli fazda çözünmemelidir.
S O R U
• ‹nert olmal›d›r yani hareketli fazla ya da kar›fl›mdaki maddelerle
kimyasal
reaksiyona girmemelidir.
• Partikülleri eflit büyüklükte olmal›d›r.
D‹KKAT
• Kar›fl›mdaki maddelere ve hareketli faza ba¤l› olarak aktivitesi istenen düzeyde olmal›d›r. E¤er adsorban çok aktif ise madde adsorban yüzeyine s›k›S‹ZDE düflük ise
ca tutunaca¤›ndan sürüklenmesi yavafl olur. Adsorban›nSIRA
aktivitesi
madde tutunmaz ve h›zl› bir flekilde sürüklenir.
• Beyaz renkli olmal›d›r. Bu özellik, renkli bilefliklerinAMAÇLARIMIZ
ayr›m›nda daha da
önem tafl›maktad›r.
Kromatografide en fazla kullan›lan adsorbanlar:
Kromatografide kullan›lan adsorban maddelerin aktiviteleri oldukça
K ‹ T A Pfarkl›d›r. Bu
nedenle, adsorbanlar; zay›f, orta ve kuvvetli adsorbanlar olmak üzere üçe ayr›l›r.
Ayr›ca, adsorban›n aktivitesini de¤ifltirmek mümkündür. Örne¤in, kuvvetli adsorbana su kat›larak aktivitesi düflürülebilir ya da zay›f adsorbana
nem
T E L ›s›
E V ‹uygulan›p
ZYON
(su) uzaklaflt›r›larak aktivesi artt›r›labilir.
Zay›f adsorbanlar: fieker, niflasta, selüloz, kizelgur, talk.
Orta kuvvette olan adsorbanlar: Kalsiyum karbonat, kalsiyum fosfat, magnez‹NTERNET
yum fosfat, magnezyum hidroksit, kalsiyum hidroksit.
Kuvvetli adsorbanlar: Silikajel, alumina, aktif kömür, kaolin, magnezyum silikat, magnezyum oksit.
1
S O R U
D‹KKAT
N N
Partisyon
Kar›fl›mdaki maddelerin birden fazla çözücü içerisinde çözünürlükleri oran›nda
da¤›lmas› olay›d›r. Maddenin her iki fazda da¤›lma oran› Partisyon Faktörü (α) olarak bilinir ve 1 mL hareketsiz fazda çözünen gram cinsinden madde miktar›n›n yine 1 mL hareketli fazda çözünen gram cinsinden madde miktar›na oran› olarak tan›mlan›r. Partisyon mekanizmas›nda hareketli faz gaz veya s›v›, hareketsiz faz ise
s›v›d›r (fiekil 9.1). Partisyon mekanizmas›n›n görüldü¤ü kromatografi tekniklerinde hareketsiz faz› oluflturan s›v›, porlu bir destek madde üzerine kaplanm›flt›r. Her
iki faz s›v› ise, s›v›-s›v› kromatografisi, hareketli faz›n gaz olmas› durumunda ise
gaz-s›v› kromatografisi olarak adland›r›l›r.
Partisyon kromatografisinde maddenin hareketi hareketsiz fazdaki çözünürlü¤üne ba¤l›d›r. Hareketsiz fazda çözünürlü¤ü fazla olan maddeler kromatografi sütununda çözünürlü¤ü az olan maddelere oranla daha yavafl hareket eder ve bu
flekilde kar›fl›mdaki maddelerden ayr›lmas› mümkün olur.
Partisyon kromatografisinde hareketsiz faz polar, hareketli faz ise apolar özelliktedir. Hareketsiz faz›n apolar organik s›v›, hareketli faz›n ise sulu veya sulu bir çözücü
(polar özellikte) olmas› durumu ‘Ters Faz Partisyon Kromatografisi’ olarak tan›mlan›r.
SIRA S‹ZDE
SIRA S‹ZDE
AMAÇLARIMIZ
K ‹ T A P
Kizelgur veya diyatome
topra¤›: Su yosunlar›
s›n›f›ndan tek hücreli
TELEV‹ZYON
alglerin kal›nt›lar›ndan
oluflan gözenekli ve emici
özellikte silisyum dioksit
yap›s›nda bir mineraldir.
‹NTERNET
Kaolin: Granit kayaçlardan
elde edilen, beyaz renkte
yumuflak bir kil türüdür.
178
‹yon de¤ifltirme (‹yon De¤iflimi)
Benzer yüklü iyonlar›n geri döndürülebilir bir flekilde yer de¤ifltirmesi olay›d›r (Clile Br- gibi) (fiekil 9.2). ‹yon de¤ifltirme mekanizmas›n›n görüldü¤ü kromatografik
tekniklerde hareketsiz faz iyon de¤ifltirici özellikte bir reçinedir. Bu reçinenin özelli¤i suda çözünmeyip sadece fliflmesidir. Reçineler anyonik ve katyonik olmak üzere iki tiptir. Katyon de¤ifltirici reçineler asidik özellikte olup, sülfonik asit ya da
karboksilik asit gruplar› tafl›r. Anyon de¤ifltirici reçineler ise bazik özelliktedir ve
kuaterner amonyum gruplar› tafl›r.
‹yon de¤ifltirme mekanizmas›na göre iyon de¤ifltirici reçineye kimyasal ba¤larla ba¤l› yüklü gruplar hareketli fazdaki benzer yükteki iyonlarla yer de¤ifltirirler ve
bu olay istendi¤i anda geri döndürülebilir.
fiekil 9.2
‹yon de¤ifltirme
mekanizmas› ile
klorür ile bromür
iyonlar›n›n
ayr›m›.
Br Anyon
de¤ifltirici
reçine
Cl -
1
2
3
4
5
6
Jel geçirgenli¤i (Jel Filtrasyonu)
Kar›fl›mdaki maddelerin molekül büyüklüklerine göre ayr›lmas›n› sa¤layan bir
ay›rma tekni¤idir. Jel geçirgenli¤i mekanizmas›n›n görüldü¤ü kromatografik tekniklerde hareketsiz faz olarak bir jel sistemi, hareketli faz olarak ise ayr›m yap›lacak kar›fl›mdaki maddeleri tamamen çözebilen bir çözücü ya da çözücü kar›fl›m›
kullan›l›r. Jel sistemi selüloz, agar gibi do¤al olabildi¤i gibi Sephadex gibi sentetikte olabilir. Jel sisteminin por ebad› ay›r›mda büyük önem tafl›r.
Jel geçirgenli¤i mekanizmas›na göre kar›fl›mdaki maddelerden çap› jel matrisindeki
porlardan büyük olanlar jel parçac›klar›n›n içine nüfuz etmeksizin, jeli oluflturan partiküller aras›ndan geçerek ilk olarak sütunu terk ederler. Molekül çap› porlardan geçebilecek
büyüklükte olanlar jel partiküllerinin yap›s›na nüfuz ederek porlardan geçerler. En küçük çaptaki moleküller ise difüzyon yoluyla ilerleyerek en son sütunu terk ederler. Sonuçta farkl› partikül boyutuna sahip moleküller farkl› h›zlarda ilerleyerek sütunu terk
ederek büyük, orta boy ve küçük molekül büyüklü¤üne sahip fraksiyonlar elde edilir.
KROMATOGRAF‹K METODLAR
Kromatografik teknikler kapal› sütun kromatografisi ve aç›k sütun kromatografisi
olmak üzere bafll›ca iki bafll›k alt›nda s›n›fland›r›labilir.
I- Kapal› Sütun Kromatografisi: Hareketsiz faz bir sütun içine yerlefltirilmifltir. Hareketli faz kar›fl›mdaki maddelerin uyguland›¤› sütunun üst k›sm›ndan ilave
edilir.
179
Hareketli faz›n sürükleyici etkisiyle kar›fl›mdaki maddeler sürüklenir. Sütunun
di¤er alt ucundan ise ayr›lan maddeler fraksiyonlar halinde toplan›r. Kapal› sütun
kromatografisi teknikleri, hareketli faz›n s›v› veya gaz olmas› durumuna göre s›v›
kromatografisi ve gaz kromatografisi olarak ikiye ayr›l›r.
• S›v› Kromatografisi: Sütun kromatografisi, yüksek bas›nçl› s›v› kromatografisi, orta bas›nçl› s›v› kromatografisi, iyon de¤iflimi kromatografisi, jel kromatografisi teknikleri yer al›r.
• Gaz Kromatografisi: Gaz-kat› kromatografisi ve gaz-s›v› kromatografisinden
söz edilir.
II- Aç›k Sütun Kromatografisi: Hareketsiz faz düz bir yüzey üzerindedir. Hareketli faz bu yüzeyin bir ucundan uyguland›¤›nda kapiler etkiyle hareketsiz faz
boyunca ilerler bu s›rada kar›fl›mdaki maddeleri de beraberinde sürükler. Ka¤›t
kromatografisi ve ince tabaka kromatografisi aç›k sütun kromatografisi teknikleri
içerisinde yer al›r.
Sütun Kromatografisi (SK)
‹lk defa bitki pigmentlerinin ayr›lmas›nda kullan›lan bu kromatografik teknikte
dört mekanizma rol almas›na ra¤men ay›r›m esas itibariyle adsorbsiyon mekanizmas›na göre olmaktad›r. Hareketsiz faz olarak uygun bir adsorban, hareketli faz
olarak ise bir çözücü ya da çözücü kar›fl›m› kullan›l›r. Sütun kromatografisinde
farkl› çap ve uzunlukta cam ya da dayan›kl› plastik malzemeden yap›lm›fl alt k›sm›nda musluk bulunan sütunlar kullan›l›r.
Sütun Doldurma ‹fllemi: Sütun alt k›sm›na cam yünü yerlefltirildikten sonra
kuru halde ya da çözücüyle süspansiyon haline getirilmifl adsorban madde ile doldurulur. Doldurma ifllemi s›ras›nda sütunda hava bofllu¤u, çatlak olmamas›na dikkat edilmelidir. Kromatografi ifllemi boyunca adsorban›n kurumas›n›n önlenebilmesi için çözücü devaml› olarak sütuna ilave edilmelidir.
Sütuna Ayr›m› Yap›lacak Madde Kar›fl›m›n›n Uygulanmas›: Madde kar›fl›m›, elüsyonda ilk kullan›lacak çözücüde (genellikle apolar bir çözücü seçilir) çözünmüfl halde ya da çözücü uzaklaflt›r›ld›ktan sonra adsorbana emdirilmifl kuru toz
halde sütunun üst k›sm›na uygulan›r.
Elüsyon ‹fllemi: Çözücü sütunun üst k›sm›ndan devaml› olarak ilave edilir ve
musluk aç›larak damla damla fraksiyon toplan›r. Elüsyon s›ras›nda kar›fl›mdaki
maddeler kullan›lan çözücüdeki çözünürlükleri ve adsorbana tutunma gücü oran›nda sütundan afla¤› do¤ru ilerler. Kar›fl›mdaki maddeler farkl› özelliklere sahip
olduklar›ndan kullan›lan çözücüdeki çözünme ve adsorbana tutunma dereceleri
farkl› olacak ve bu flekilde sütun boyunca farkl› h›zlarla ilerleyerek birbirlerinden
ayr›lacakt›r (fiekil 9.3).
Elüsyon s›ras›nda ayr›lan maddeler bantlar oluflturur. Her bant çözücü ilavesiyle s›ras›yla sütundan elüe edilir. Yeni bantlar›n oluflmad›¤› durumlarda elüotropik serideki
daha polar bir çözücü ya da çözücü kar›fl›m› ile elüsyona sütunda hiçbir madde kalmay›ncaya kadar devam edilir. Toplanan fraksiyonlar yo¤unlaflt›r›ld›ktan sonra ince tabaka kromatografisi ile incelenerek ayn› maddeleri tafl›yan fraksiyonlar birlefltirilir.
Elüsyon: Maddenin
adsorban yüzeyinden uygun
çözücü ya da çözücü
kar›fl›m› yard›m›yla
y›kanarak al›nmas›
ifllemidir.
180
fiekil 9.3
Sütun
kromatografisi
tekni¤i ile ayr›m.
Yüksek Bas›nçl› S›v› Kromatografisi (YBSK)
Oldukça h›zl› bir sütun kromatografisi tekni¤idir. Bu teknikte, dört mekanizma da
görülmesine ra¤men kar›fl›mdaki maddelerin ayr›m› a¤›rl›kl› olarak partisyon mekanizmas›na göre olur. Maddelerin YBSK ile analiz edilebilmeleri için herhangi bir
çözücüde çözünmeleri yeterlidir.
YBSK sistemi bafll›ca flu k›s›mlardan oluflur (fiekil 9.4);
• Hareketli faz›n içinde bulundu¤u bir çözücü kab›,
• Çözücünün sabit bir h›z ya da bas›nçta kolona verilebilmesi için bir pompa,
• Ayr›m›n gerçekleflti¤i kolon,
• Ayr›m› yap›lacak kar›fl›m›n kolona verildi¤i enjeksiyon portu k›sm›,
• Kolonun içinde bulundu¤u bir f›r›n,
• Kolondan ç›kan maddelerin dedekte edildi¤i bir dedektör sistemi,
• Ayr›lan maddelerin pik olarak kaydedildi¤i bir kay›t cihaz›.
fiekil 9.4
Yüksek bas›nçl› s›v›
kromatografisi
sisteminin
bölümleri.
pompa
enjektör
kolon
dedektör
kaydedici
çözücü kayna¤›
f›r›n
Hareketsiz faz, cam veya paslanmaz çelik kolon içine porlu inert madde üzerine adsorbsiyon yoluyla veya kimyasal ba¤larla film fleklinde kaplanm›flt›r. Ayr›m›
yap›lacak kar›fl›m hareketli fazda çözünmüfl halde kolonun bafl›ndan enjekte edilir.
181
Partisyona u¤rayarak ilerleyen ve birbirinden ayr›lan maddeler kolonu terk
edip dedektör taraf›ndan dedekte edilirler. Kolonun içinde bulundu¤u f›r›n›n s›cakl›¤› 50°C’yi geçmez.
YBSK sistemlerinde en yayg›n kullan›lan dedektörler flunlard›r;
• Ultraviyole (UV) dedektör,
• Refraktometre (k›r›lma indeksi dedektörü),
• Kondüktometre (iletkenlik dedektörü),
• Floresans dedektör.
Orta Bas›nçl› S›v› Kromatografisi (OBSK)
Preparatif amaçla kullan›lan bir s›v› kromatografisi sistemidir. YBSK sistemlerinde kullan›lan kolonlardan daha uzun ve daha genifl kolonlar kullan›l›r. Bu sayede
büyük miktarda madde izolasyonu gerçeklefltirilebilir. OBSK kolonlar› kullan›c› taraf›ndan uygun adsorban madde ile sütun kromatografisinde oldu¤u gibi doldurulabilir. Kolon dolgu materyalinin özelliklerine ba¤l› olarak ayr›mda dört mekanizma da görülür. OBSK ayr›m gücü ve maddelerin ayr›lmas› aç›s›ndan SK ve YBSK
aras›nda bir teknik olarak düflünülebilir. Bu sistemde, YBSK sisteminde kullan›lan
dedektörler kullan›labilir.
Preparatif: Kar›fl›mdaki
maddelerin izolasyonu bir
baflka deyiflle bilefliklerin
saf halde elde edilmesine
yönelik çal›flmalar.
‹yon De¤iflimi Kromatografisi
‹yon de¤iflimi, ayn› yükteki iyonlar›n geri döndürülebilir bir flekilde yer de¤ifltirmesi olay›d›r. Hareketsiz faz iyon de¤ifltirici bir reçinedir. Bu reçine suda fliflirildikten
sonra bir cam sütuna doldurulur. Ayr›m› yap›lacak kar›fl›m uygun bir çözücüde çözüldükten sonra sütuna ilave edilir. Çözeltide iyonize hale geçen kar›fl›mdaki maddeler reçine yüzeyindeki iyonize olabilen gruplarla iyon de¤iflimi yaparak ba¤lan›r. Daha sonra uygun tampon çözeltiler ile elüsyon yap›larak kar›fl›mdaki maddelerin ayr› ayr› elde edilmesi sa¤lan›r. ‹yon de¤ifltirici reçineler sütundaki tüm
maddeler elüe olduktan sonra asit ya da bazlarla y›kanarak eski durumlar›na getirilir. Bu flekilde tekrar tekrar kullan›lmalar› söz konusu olabilmektedir.
‹yon de¤iflimi kromatografisinin mekanizmas›n› daha iyi kavrayabilmek için bir
örnekle aç›klarsak: Elimizde Na+ formunda bir katyon de¤ifltirici reçine oldu¤unu
varsayal›m. Reçine birkaç saat suda bekletilerek fliflirilir ve sütuna doldurulur. Daha sonra sütundan Hidroklorik asit (HCl) geçirilir. Bu flekilde asitin H+ iyonlar› ile
reçinedeki Na+ iyonlar› yer de¤ifltirir. HCl geçirme ifllemi reçinedeki tüm Na+ iyonlar›n›n H+ iyonlar› ile yer de¤ifltirmesine kadar devam eder. Bu durumun gerçekleflip gerçekleflmedi¤i sütundan ç›kan elüat’›n PH ka¤›d›yla asit reaksiyon vermesi
ile anlafl›l›r. Sonras›nda elüat asit reaksiyon vermeyinceye kadar sütundan NaCl çözeltisi geçirilir. Bu fleklide tüm iyonlar›n Na+ iyonlar›yla yer de¤ifltirdi¤i anlafl›l›r ve
reçine kullan›ma haz›r hale gelmifltir.
Ay›rmak istedi¤imiz kar›fl›mda iki aminoasit oldu¤unu varsayal›m. Kar›fl›mdan
belli bir miktar sütuna ilave edilir ve sitrat tampon çözeltisi (pH 1-3) ile elüsyona
bafllan›r. Tampon çözeltinin pH’› hafifçe artt›r›larak elüsyona devam edilir. Bu
pH’da iyon de¤ifltirici reçine için daha fazla afiniteye sahip olan aminoasit Na+ ile
yer de¤ifltirir. Reçineye daha az afinitesi olan di¤er aminoasit ise sütunda tutunmaks›z›n ilerler. Daha yüksek pH’a sahip tampon çözelti ile elüsyon sonucu kar›fl›mdaki di¤er aminoasitin sütundan elüe olmas› sa¤lan›r.
Tampon çözeltiler: Zay›f
asit veya baz›n kendi tuzuyla
oluflturdu¤u çözeltilerdir.
Asit veya baz ilave edildi¤i
zaman çözeltinin pH’s›nda
fazla de¤iflme olmaz.
182
Jel Kromatografisi
Sephadex: Dekstran ve
epiklorhidrin’in çapraz
polimerleflmesi ile elde
edilir. Çapraz dallanmayla
farkl› por ebad›na sahip, üç
boyutlu a¤s› bir yap› ve
dayan›kl›l›k kazan›r. Bu
reçinenin suda fliflme
özelli¤i çapraz dallanma
oran› ile ters orant›l›d›r.
Jel geçirgenli¤i (jel filtrasyon) mekanizmas›na göre ayr›m gerçekleflir. Kar›fl›mdaki
maddelerin molekül büyüklüklerine göre ayr›m›n›n gerçekleflti¤i bir kromatografi
çeflididir. Hareketsiz faz olarak genellikle Sephadex, poliakrilamit jelleri, agar ve
agaroz kullan›l›r. Hareketsiz faz bir çözücüde fliflirilerek sütuna doldurulur. Daha
sonra ayn› çözücüde çözünmüfl olan madde kar›fl›m› sütun üst k›sm›ndan uygulan›r. Kar›fl›mdaki maddelerden büyük moleküller jel matriksine girmeyip jel partikülleri aras›ndan geçerek h›zl›ca ilerler ve ilk önce sütundan elüe olur. Daha küçük moleküller, jel matrisine nüfuz ederek orta h›zda ilerler. En küçük moleküller
ise jel içerisinde difüzyon yoluyla en yavafl ilerleyerek en son elüe olur (fiekil 9.5).
Bu kromatografi tekni¤i, proteinler, aminoasitler, enzimler gibi büyük moleküllerin ayr›lmas›nda kullan›l›r.
fiekil 9.5
Jel geçirgenli¤i
mekanizmas›na
göre ayr›m.
Çözücü
Jel
partiküller
Büyük
moleküller
Küçük
moleküller
Gaz Kromatografisi (GK)
Günümüzde en çok kullan›lan kromatografik tekniklerden biridir. Bu teknikte hareketli faz mutlaka gazd›r ve tafl›y›c› gaz olarak isimlendirilir. Hareketsiz faz›n kat›
olmas› durumunda gaz-kat› kromatografisi, s›v› olmas› durumunda ise gaz-s›v› kromatografisi olarak isimlendirilir. Ancak günümüzde gaz kromatografisi denildi¤inde gaz-s›v› kromatografisi anlafl›lmaktad›r. Buradaki hareketsiz faz porlu kat› destek madde (Kizelgur, atefl tu¤las› gibi adsorban özellikte bir madde) etraf›na kaplanm›fl, yüksek s›cakl›kta buharlaflmayan bir s›v›d›r (Apiezon ya¤lar›, polietilen glikol, silikon ya¤lar› gibi).
GK’de sadece partisyon mekanizmas› rol oynar. Bu teknikte yüksek s›cakl›klarda (400°C’ye kadar) bozunmadan buharlaflabilen maddelerin ayr›lmas›nda kullan›l›r. Uçucu olmayan maddeler ise kimyasal reaksiyonla (ör: ya¤ asitlerinin metillenmesi) uçucu hale getirildikten sonra GK ile analiz edilebilirler.
Sistem bafll›ca flu k›s›mlardan oluflur (fiekil 9.6);
• Tafl›y›c› gaz kayna¤›,
• Ayr›m› yap›lacak kar›fl›m›n kolona verildi¤i enjeksiyon portu,
• Ayr›m›n gerçekleflti¤i kolon,
183
• Kolonun içinde yer ald›¤› bir f›r›n,
• Kolondan ç›kan maddelerin dedekte edildi¤i bir dedektör sistemi,
• Ayr›lan maddelerin pik olarak kaydedildi¤i bir kay›t cihaz›.
fiekil 9.6
Enjektör
Girifli
Gaz kromatografisi
bölümleri.
Dedektör
Kaydedici
Kapiler
Kolon
Gaz Kayna¤›
F›r›n
GK sistemlerinde tafl›y›c› gaz olarak en fazla azot kullan›lmakla birlikte, hidrojen, helyum, argon gibi gazlar da kullan›lmaktad›r. Seçilecek tafl›y›c› gaz öncelikle
inert olmal›, saf, kolay bulunabilir, ucuz olmal› ve de kullan›lan dedektör sistemine uygun olmal›d›r.
GK sistemlerinde cam ya da paslanmaz çelikten yap›lm›fl dolgulu ve kapiler kolon olmak üzere iki tip kolon kullan›l›r. Dolgulu kolonlar kapiler kolonlara göre
daha k›sa ve daha genifl çapl› kolonlar olup günümüzde daha iyi ayr›mlar için kapiler kolonlar tercih edilmektedir. Kapiler kolonlarda iç çap 0.25-0.5 mm, boy 30150 m dir. Kolonlar düz, U fleklinde ya da uzunlu¤undan dolay› yer kaplamamas›
için spiral fleklinde (Resim 9.1) olabilir. Kapiler kolonlarda destek madde kullan›lmaz. Hareketsiz faz kolon iç cidarlar›na film fleklinde kaplan›r.
Kolon bir f›r›n içindedir ve kolonda
ayr›lan maddelerin hareketi ›s›ya ba¤l›d›r. Enjeksiyon portu k›sm›ndan madde
kar›fl›m› uygun bir çözücüde çözünmüfl
halde enjekte edilir. Kar›fl›mdaki maddeler tafl›y›c› gaz›n etkisiyle sürüklenir ve
partisyon mekanizmas›na göre gaz (hareketli faz) ve s›v› (hareketiz faz) aras›nda da¤›l›r. Hareketli faz ile daha fazla sürüklenme e¤iliminde olan maddeler h›zl› bir flekilde kolonda ilerleyip sütunu
terk ederler. Hareketsiz fazda tutunma
e¤iliminde olan maddeler ise daha geç
kolonu terk eder. Bu flekilde kar›fl›mdaki
maddelerin ayr›m› gerçekleflir. Kolonu
terk eden maddeler dedektör vas›tas›yla
tespit edilirler.
Resim 9.1
GK sistemlerinde
kullan›lan kapiler
kolon.
(Farmakognozi
ABD)
184
Ayr›lan maddelere ait sonuçlar bir kay›t cihaz› yard›m›yla pik fleklinde kaydedilir. Maddenin kolona girifli (enjeksiyon) ve ç›k›fl› (kay›t) aras›nda kalan süreye
Tutunma zaman›=Rt (Retention time) denir. Maddelerin de¤eri, ayn› flartlar sa¤land›¤›nda (ayn› s›cakl›k program›, ayn› gaz ak›fl h›z› vs.) de¤ifliklik göstermezler. Bu
özellikten yararlan›larak kar›fl›mdaki maddelerin Rt de¤erleri standart maddelere
ait Rt de¤erleri ile karfl›laflt›r›larak maddenin tan›mlanmas› mümkün olur.
fiekil 9.7
Gaz Kromatogram›
ve Kütle spektrumu.
Kütle Spektrometrisi:
Molekülün molekül
a¤›rl›¤›n›n ve molekül
formülünün belirlenmesinde
kullan›l›r. Molekülün belli
yöntemler kullan›larak
iyonlaflt›r›lmas› ve oluflan
iyonlar›n kütle/yük
oranlar›na göre ayr›larak
kaydedilmesi esas›na
dayanarak iflleyen bir
cihazd›r.
Kütle Spektrumu: Her bileflik
için bir nevi parmak izi
gibidir. ‹yonlaflt›r›lma ifllemi
sonunda oluflan iyonlar›n
kütle/yük oranlar›na göre
kantitatif olarak grafik
fleklindeki kayd›d›r.
Develope etme: Çözücünün
adsorban tabaka ile temasa
geçip kar›fl›mdaki maddeleri
çözerek sürüklemesi
ifllemidir.
Tank: Kal›n camdan
yap›lm›fl, de¤iflik boyutlarda,
çözücü buharlar›n›
kaç›rmayacak flekilde
kapakl› kaplard›r.
GK sistemlerinde çok çeflitli dedektörler kullan›l›r. En yayg›n kullan›lan dedektörlerden biri Alev ‹yonlaflma Dedektörüdür. Bunun d›fl›nda Is› ‹letken Dedektör
ve Elektron Yakalama Dedektörü gibi dedektörler kullan›labilece¤i gibi günümüzde Kütle Spektrometrisi’nin dedektör olarak kullan›lmas›da söz konusudur. Kütle Spektrometrisi’nin dedektör olarak kullan›lmas› durumunda, kolondan ç›kan
her bir bilefli¤in kütle spektrumu (fiekil 9.7) al›nmakta ve kütle spektrumlar›n›n
bulundu¤u kitap ya da kütüphanelerden yararlan›larak spektrumlar›n karfl›laflt›r›lmas› ile bilefliklerin tan›mlanmas› mümkün olmaktad›r.
Ka¤›t Kromatografisi (KK)
Destek madde olarak ka¤›d›n kullan›ld›¤› bu kromatografi tekni¤inde genellikle
partisyon mekanizmas› (ka¤›d› meydana getiren mikrofibrilleri aras›na s›k›flm›fl sudan dolay›) rol oynamas›na ra¤men az da olsa adsorbsiyon (selülozun adsorban
özelli¤inden dolay›) ve de iyon de¤iflimi (ka¤›t yap›m› s›ras›nda lignini uzaklaflt›rmak için asitle muamele sonucu selülozun baz› hidroksil (-OH) gruplar›n›n karboksilik asit (-COOH) gruplar›na dönüflmesi ve bu gruplar›n sulu ortamda iyonlaflmas›ndan dolay›) mekanizmalar› görülür.
KK’de ayr›m› yap›lacak madde kar›fl›m› ince flerit fleklinde kesilmifl ka¤›tlar üzerine uygulan›r. Bu teknikte kullan›lan ka¤›t, ›sland›¤›nda kolay parçalanmayan bir
çeflit süzgeç ka¤›d›d›r. Ka¤›d›n bir ucuna (start) ayr›m› yap›lacak madde kar›fl›m›
bir k›lcal boru yard›m› ile uygulan›r. Leke kuruduktan sonra ka¤›t bir çözücü ya da
çözücü kar›fl›m›n›n bulundu¤u tankta develope edilir (fiekil 9.8). Çözücü, adsorban tabakan›n üst s›n›r›na ulafl›nca (front) plak tanktan ç›kar›l›r, çözücünün yükseldi¤i mesafe iflaretlenir ve ayr›lan maddeler fiziksel ya da kimyasal metotlarla dedekte edilir.
185
fiekil 9.8
Plak Develope
‹fllemi.
Front
Start
‹yi bir ayr›m elde edebilmek için develope etme iflleminden önce tank atmosferinin çözücü buharlar›yla doymufllu¤unun sa¤lanmas› gerekmektedir. Bunun
için çözücü sistemi tanka konduktan sonra belli bir süre beklenerek tank atmosferinin doymas› sa¤lan›r. Doymufllu¤u h›zland›rmak için genelikle tank›n iç yüzeyine bir filtre ka¤›d› yerlefltirilir.
Kromatografi ifllemi sonunda ayr›lan maddelerin belirlenmesi gerekir. Maddeler renkli iseler belirlenmeleri için özel bir ifllem gerekmez. Renksiz maddelerin
belirlenmesinde ise farkl› metotlar uygulan›r.
Bu metotlar flu flekildedir;
a- Ultra-viyole (UV) lambalar›: K›sa dalga (254 nm) ve uzun dalga (365 nm)
boylar›nda emisyon yapabilen UV lambalar› normal plaklarda floresans
maddelerin, floresans özellik tafl›yan plaklarda ise floresans› söndüren maddelerin belirlenmesi için kullan›l›r. UV lamba ile belirleme ifllemi karanl›k
oda ya da özel bir kabinde yap›l›r.
b- Reaktifler: Ayr›lan maddeler üzerine bir renk reaktifi püskürtülerek renksiz
maddelerin renkli bir türevi meydana getirilerek belirlenir. Püskürtme ifllemi çeker ocakta yap›lmal›d›r. Baz› reaktifler püskürtüldü¤ünde hemen ›s›
oluflmaz, renk oluflmas› için ›s› uygulanmas› gerekebilir. Belli madde gruplar› için spesifik reaktifler kullan›l›r.
Ayr›lan maddeler belirlendikten sonra Rf de¤erleri (Retention factor = Tutunma
faktörü) tespit edilir. Ayn› flartlar alt›nda kromatografi ifllemine tabi tutulan maddeler ayn› özellikleri gösterir ve ayn› mesafede sürüklenir. Maddenin yürüdü¤ü mesafenin (A), çözücünün yürüdü¤ü mesafeye (B) cm cinsinden oran› Rf de¤erini verir.
Rf = A / B
Rf de¤eri her zaman 1’den küçüktür (0-1 aras›nda). De¤erin tam say›yla ifade
edilebilmesi için hRf de¤erleri kullan›l›r. Örne¤in, Rf de¤eri 0.55 olan bir maddenin hRf de¤eri 55’tir.
hRf= Rf x 100
Çeker ocak: Çal›flma
ortam›nda oluflan asit
buhar›, ›s› ve gazlar›
uzaklaflt›rabilecek emifl
gücüne sahip, ortamdaki
zararl› havay› sisteme ba¤l›
bulunan bir baca ba¤lant›s›
ile d›fl ortama atabilen
cihazlard›r.
186
Hareketli ve hareketsiz faz, ›s›, tank hacmi gibi faktörler yüzünden her zaman
ayn› Rf de¤erleri elde etmek mümkün de¤ildir. Bu nedenle daha güvenilir bir ifade flekli olarak Rx de¤eri kullan›l›r. Buradaki (x) standart olarak kullan›lan maddeyi ifade eder. Rx, maddenin yürüdü¤ü mesafenin standart maddenin yürüdü¤ü
mesafeye oran›d›r.
Rx = Maddenin yürüdü¤ü mesafenin / (x) maddesinin yürüdü¤ü mesafe
KK’de inen usul ve ç›kan usul olmak üzere iki yöntem kullan›l›r (fiekil 9.9):
1- ‹nen usul: Çözücü kar›fl›m› kromatografi tank›n›n üst k›sm›nda bulunan bir
küvete doldurulur. Ka¤›t, madde uygulanan taraf› üste gelecek flekilde küvetteki çözücü kar›fl›m›na dald›r›l›r. Çözücü, kapilarite ve yer çekimi etkisiyle sürüklenerek kar›fl›mdaki maddeleri birbirinden ay›r›r.
2- Ç›kan usul: Ka¤›t, madde uygulanan taraf› alta gelecek flekilde tank›n dibindeki çözücü kar›fl›m›na dald›rl›r. Çözücü kapiler etki ile ka¤›t üzerinde yükselir. Çözücü belli bir seviyeye yükseldi¤inde ka¤›t tanktan ç›kar›l›r.
fiekil 9.9
KK' de kullan›lan
yöntemler.
çözücü
front
front
start
start
çözücü
Ç›kan usül
‹nen usül
Preparatif çal›flma
KK’nin kalitatif ve kantitatif kullan›m›n›n yan› s›ra preparatif kullan›m› da vard›r. Kantitatif uygulamada kar›fl›m ve standart maddelerin (kar›fl›mdaki maddelerden seçilir) belli konsantrasyonda çözeltileri haz›rlan›r ve bilinen miktarlarda ka¤›da uygulan›r. Kromatografi sonunda belirlenen lekelerdeki madde miktarlar› de¤iflik yöntemlerle (kolorimetrik, spektroskopik vs.) tayin edilir. Preparatif kullan›mda ise madde kar›fl›m› ka¤›da bant fleklinde uygulan›r. Develope iflleminden sonra
ayr›lan bantlar kesilir ve uygun bir çözücüyle ekstre edilir. Çözücünün uçurulmas›yla madde elde edilmifl olur. Preparatif uygulamalar için genellikle daha kal›n ka¤›tlar kullan›l›r.
‹nce Tabaka Kromatografisi (‹TK)
En çok kullan›lan kromatografik tekniklerden biridir. Bu teknikte, hareketsiz faz›
oluflturan adsorban madde (silikajel, alümina vb.) destek madde (düz, sert ve inert
olmas› nedeniyle genellikle cam kullan›l›r) üzerine homojen bir tabaka halinde
kaplan›r. Hareketli faz olarak bir çözücü ya da çözücü kar›fl›m› kullan›l›r.
‹TK’da genel olarak dört mekanizma da rol oynar. Ancak as›l ayr›m adsorbsiyon mekanizmas›na göre olmaktad›r.
‹TK’da kullan›lan plak laboratuvarda haz›rlanabilir ya da haz›r olarak piyasadan
sat›n al›nabilir. Haz›r plaklar mekanik yönden daha dayan›kl› olmalar›na ra¤men
pahal›d›rlar.
Labaratuvarda plak haz›rlamak için de¤iflik boyutlarda (20 x 20, 10 x 20, 5 x 20
cm) cam plaklar kullan›l›r. Adsorban madde, su ile (1:2 oran›nda) kar›flt›r›larak homojen bir süspansiyon haline getirilir. Plak dökme aleti kullan›larak plaklar ince
bir tabaka halinde adsorban madde ile kaplan›r. Kaplama iflleminden önce plaklar
mutlaka iyice temizlenmelidir. Kaplama iflleminden sonra plaklar oda ›s›s›nda kurumaya b›rak›l›r. Daha sonra etüvde (100-120°C’de) 30 dak. veya 1 saat süreyle aktive edilir (suyu tamamen uçurulur). Kapal› kutularda toz ve nemden korunacak
flekilde saklan›r.
Kaplama kal›nl›¤› amaca göre farkl›l›k gösterir. Analitik amaçlar için 0.25 mm,
preparatif amaçlar için ise 0.5 veye 1 mm kal›nl›kta adsorban tabakas› kullan›l›r.
Kullan›lan adsorban maddenin cam yüzeyine tutunabilmesi için ba¤lay›c› kullanmak gerekir. Bu amaçla adsorban maddeye kalsiyum sülfat (CaSO4) ilave edilir.
Madde kar›fl›m›n›n plak üzerine uygulanmas›nda KK’de oldu¤u gibi kar›fl›m uygun bir çözücüde çözündükten sonra plak üzerine nokta ya da preparatif amaçlar
için bant fleklinde uygulan›r. Numune ve standart çözeltiler pla¤›n alt k›sm›ndan 12 cm yükseklikte ve pla¤›n bir kenar›ndan 2-3 cm içeride olacak ve aralar›nda 1-2
cm mesafe kalacak flekilde uygulan›r. Develope etme ifllemi ve developman sonras›nda ayr›lan lekelerin belirlenmesi yine KK’de oldu¤u gibidir. hRf ya da Rx de¤erleri tespit edilir. ‹TK ile de miktar tayini çal›flmalar› ya da preparatif amaçl› çal›flmalar yap›labilir.
Uygulama aç›s›ndan ‹TK’n›n, KK’ne oranla baz› avantajl› yönleri bulunmaktad›r. Bunlar;
• Ayr›m ifllemi ‹TK’da daha k›sa sürede gerçekleflmektedir.
• Kromatografi ifllemi sonunda ayr›lan maddelere ait daha düzgün lekeler elde edilir. Bu nedenle hRf de¤erleri daha güvenilirdir.
• Yüksek ›s› uygulanabilir.
• ‹TK’da KK’ne oranla ayr›m daha kesin hatlarla olur.
• ‹TK’da yak›c› özellikteki reaktifler (sülfürik asit, nitrik asit gibi) uygulanabilir.
• ‹TK’da developman sonras›nda tespit edilen ayr›lm›fl maddeler kaz›narak al›nabilir.
Hem KK hem de ‹TK için sonuçlar›n dökümantasyonu önem tafl›maktad›r. Bu
amaçla, lekeler adsorban yüzeyinde belirdikten sonra, ince fleffaf ka¤›tlar üzerine
pla¤›n kopyas› ç›kar›larak saklan›r.
Kromatografik Yöntemlerin Bafll›ca Kullan›m Alanlar›
• ‹laçlarda; safl›k ve etkin madde miktar tayininde,
• Klinik kimya, adli t›p ve biyokimya alanlar›nda; biyolojik materyalde aktif
madde ve metabolitlerinin teflhis ve miktar tayininde,
• Kozmetik ürünlerinde; boya hammaddeleri, koruyucu madde, yüzey aktif
madde ve parfüm maddelerinin tayininde,
• G›da analizlerinde; içme sular›nda pestisit ve fungusit varl›¤›, sebze, içecek
ve etlerde yasaklanm›fl g›da katk› maddelerinin tayininde (örne¤in, süt ve
süt ürünlerinde aflatoksin, içme sular›nda polisiklik bilefliklerin varl›¤›n›n
araflt›r›lmas›),
• Çevre analizlerinde; su ve toprakta kirliliklerin, tekstil ürünlerinde azo boyalar›n saptanmas›nda,
• ‹norganik madde analizlerinde yo¤un bir flekilde kullan›mlar› söz konusudur.
187
188
Özet
N
A M A Ç
1
N
AM A Ç
2
N
AM A Ç
3
N
A M A Ç
4
Kar›fl›mdaki maddelerin ayr›lmas›nda kullan›lan teknikleri tan›mlamak.
Kromatografi, kar›fl›m halinde bulunan maddeleri ay›rmak için kullan›lan bir tekniktir. Kromatografi olay›ndan bahsedebilmek için mutlaka
birbiriyle kar›flmayan iki faza ihtiyaç vard›r. Bunlar, hareketli ve hareketsiz faz olarak tan›mlan›r.
Bu tekniklerde yer alan mekanizmalar› s›n›fland›rmak.
Kromatografi’de adsorbsiyon, partisyon, iyon de¤iflimi ve jel geçirgenli¤i olmak üzere dört fakl›
mekanizma rol oynar. fiartlara ba¤l› olarak bir
kromatografi tekni¤inde bu mekanizmalardan
bazen hepsi bazen de sadece bir tanesi a¤›rl›kl›
olarak görülür.
Kromatografik yöntemleri s›n›fland›rmak.
Kromatografik yöntemler öncelikle hareketsiz faz›n bir sütun içerisinde ya da düz bir yüzey üzerinde olmas› durumuna göre s›ras›yla kapal› sütun kromatografisi ve aç›k sütun kromatografisi
olmak üzere ikiye ayr›larak incelenir. Kapal› sütun kromatografisinde hareketli faz›n s›v› veya
gaz olmas› durumuna ba¤l› olarak s›v› kromatografisi ve gaz kromatografisi tekniklerinden bahsedilir. Aç›k sütun kromatografisi teknikleri aras›nda ise ka¤›t kromatografisi ve ince tabaka kromatografisi yer al›r.
Kromatografik tekniklerin uygulama alanlar›n›
aç›klamak.
Kimya, biyoloji, toksikoloji, bitki kemotaksonomisinde, genetik, ilaç sanayinde, adli t›p gibi pek
çok alanda kullan›lmaktad›r. Özetle, günümüzde
kromatografik tekniklerin kullan›lmad›¤› bir analiz laboratuvar›n› düflünmek imkans›zd›r.
189
1. Kromatografide kar›fl›m› oluflturan maddeler afla¤›dakilerden hangileri aras›nda da¤›l›r?
a. Mobil faz-hareketli faz
b. Hareketsiz faz-stasyoner faz
c. Hareketsiz faz-hareketli faz
d. Hareketli faz-itici faz
e. Sürükleyici faz-mobil faz
6. Afla¤›daki çözücülerden hangisi di¤erlerine göre daha apolard›r?
a. Metanol
b. Etil asetat
c. n-hekzan
d. Toluen
e. Aseton
2. Adsorban yüzeyi ile tutunan madde aras›nda oluflan
ba¤ afla¤›dakilerden hangisidir?
a. Kimyasal ba¤
b. Fiziksel ba¤
c. Moleküler ba¤
d. Biyolojik ba¤
e. ‹yonik ba¤
7. Afla¤›dakilerden hangisi ‹TK’n›n KK’ne üstünlüklerinden biri de¤ildir?
a. Ayr›lan maddelere ait lekelerin daha düzgün
olmas›
b. Yüksek ›s›n›n uygulanabilmesi
c. Ayr›m olay›n›n daha h›zl› olmas›
d. hRf de¤erlerinin daha az güvenilir olmas›
e. Yak›c› reaktiflerin kullan›labilmesi
I. Adsorpsiyon
II. Partisyon
III. ‹yon de¤ifltirme
IV. Jel geçirgenli¤i
3. Yukar›dakilerden hangileri gaz kromatografisinde
geçerli olan mekanizmalard›r?
a. Yaln›z II
b. Yaln›z I
c. I ve II
d. I ve III
e. I ve IV
4. Sütun kromatografisinde tüm mekanizmalar kullan›lmas›na ra¤men en etkin mekanizma afla¤›dakilerden
hangisidir?
a. Partisyon
b. ‹yon de¤ifltirme
c. Absorbsiyon
d. Adsorpsiyon
e. Jel geçirgenli¤i
5. Afla¤›daki çözücülerden hangisi di¤erlerine göre daha polard›r?
a. Aseton
b. n-hekzan
c. Petrol eteri
d. Toluen
e. Etanol
8. Afla¤›dakilerden hangisi GK sistemlerinde kullan›lan
dedektörlerden biridir?
a. Is› iletken dedektör
b. Floresans dedektör
c. ‹letkenlik dedektörü
d. K›r›lma indeksi dedektörü
e. Ultraviyole dedektör
9. Afla¤›dakilerden hangisi kapal› sütun kromatografisi
tekni¤i de¤ildir?
a. Yüksek bas›nçl› s›v› kromatografisi
b. Sütun kromatografisi
c. Gaz kromatografisi
d. Orta bas›nçl› s›v› kromatografisi
e. Ka¤›t kromatografisi
10. Afla¤›dakilerden hangisi GK sistemine ait bölümlerden biri de¤ildir?
a. Kolon
b. Pompa
c. F›r›n
d. Dedektör
e. Enjektör portu
190
1. c
2. b
3. a
4. d
5. e
6. c
7. d
8. a
9. e
10. b
Yan›t›n›z yanl›fl ise “Kromatografinin genel tan›m›” bölümünü tekrar gözden geçiriniz.
Yan›t›n›z yanl›fl ise “Adsorbsiyon mekanizmas›”
ile ilgili bölümü tekrar gözden geçiriniz.
Yan›t›n›z yanl›fl ise “Gaz kromatografisi” ile ilgili bölümü tekrar gözden geçiriniz.
Yan›t›n›z yanl›fl ise “Sütun kromatografisi” ile ilgili bölümü tekrar gözden geçiriniz.
Yan›t›n›z yanl›fl ise “Elüotropik seri” ile ilgili
bölümü tekrar gözden geçiriniz.
Yan›t›n›z yanl›fl ise “Elüotropik seri” ile ilgili
bölümü tekrar gözden geçiriniz.
Yan›t›n›z yanl›fl ise “ ‹TK ve KK” ile ilgili bölümleri tekrar gözden geçiriniz.
Yan›t›n›z yanl›fl ise “Sütun kromatografisi” ile
ilgili bölümü tekrar gözden geçiriniz.
Genel olarak klorür (-Cl) gruplar› polariteyi artt›r›r bu
kurala göre bir klor fazla tafl›yan karbontetraklorür
(CCl4)’ün daha polar olmas› beklenirken moleküler asimetriden dolay› kloroform daha polard›r.
Kaynaklar
Cannell, R.J.P. (1998). Natural Product Isolation, Humana Press, Totawa.
Elke Hahn-Deinstrop, E. (2007). Applied Thin-Layer
Chromatography, Wiley-VCH Verlag GmbH & Co.
KGaA Weinheim.
Marston, A. ve Hostettman, M. (1991). Modern Separation Methods, Nat.Prod.Rep., 391-413.
Sherma, J. ve Fried, B. (ed). (1996). Handbook of
Thin Layer Chromatography, New York.
Stahl, E. (1969). Thin-Layer Chromatography, A Laboratory Handbook, 2nd ed., Springer-Verlag,
Berlin.
Stock, R. ve Rice, C.B.F. (1974). Chromatographic
Methods, 3rd ed., Chapman and Hall Ltd.
B‹TK‹ K‹MYASI VE ANAL‹Z‹ YÖNTEMLER‹
10
Amaçlar›m›z
N
N
N
Spektroskopiyi tan›mlayabilecek,
Bitki kimyas› analizlerinde spektroskopik yöntemlerin önemini aç›klayabilecek,
Bitki kimyas› aç›s›ndan spektroskopik yöntemler aras›ndaki farklar› de¤erlendirebileceksiniz.
Anahtar Kavramlar
•
•
•
•
•
Spektroskopi
Ultraviyole
Infrared
Nükleer Manyetik Rezonans
Kütle
Bitki Kimyas› ve
Analizi Yöntemleri
Spektroskopik
Yöntemler
• G‹R‹fi
• SPEKTROSKOP‹
• ULTRAV‹YOLE - GÖRÜNÜR ALAN
(UV-VIS) (MOR ÖTES‹)
SPEKTROSKOP‹S‹
• INFRARED (IR) (KIRMIZI ÖTES‹)
SPEKTROSKOP‹S‹
• NÜKLEER MANYET‹K REZONANS
(NMR) SPEKTROSKOP‹S‹
• KÜTLE SPEKTROMETR‹S‹
• D‹⁄ER SPEKTROSKOP‹K
YÖNTEMLER
Spektroskopik Yöntemler
G‹R‹fi
Elde edilen saf maddelerin yap› tayini son y›llarda gelifltirilen ve k›saca Spektroskopik Yöntemler diye adland›r›lan fiziksel tekniklerle gerçeklefltirilmektedir. Elektromagnetik ›fl›man›n madde ile etkileflmesini konu alan bilim dal›na spektroskopi
denir. Ifl›man›n madde (atomlar veya moleküller) taraf›ndan absorpsiyonu veya
yay›nmas› incelenirse, yöntemler s›ras›yla, absorbsiyon ve emisyon (yay›nma)
spektroskopileri olarak adland›r›l›r.
Bu yöntemler k›saca ünite içerisinde anlat›lm›flt›r. Elektromagnetik ›fl›man›n organik moleküller taraf›ndan absorpsiyonu, moleküldeki atomlar›n türüne, düzenlenmesine, moleküllerin flekline, büyüklü¤üne vb. ba¤l›d›r. Bu nedenle spektroskopik yöntemler, organik maddelerin kalitatif ve kantitatif analizi, yap›lar›n›n ayd›nlat›lmas›, stereokimyasal özelliklerinin bulunmas› ve safl›k kontrolü vb. gibi çok
genifl bir alanda kullan›lmaktad›r. K›saca spektroskopi olarak tan›mlanan bu konu,
bitki kimyas› bilgisi içinde önemli bir yer al›r ve bitki kimyac›s›n›n, organik bilefliklerin analizinde spektroskopik yöntemlerin kullan›lmas› ve spektrum analizi konusunda iyi bilgi sahibi olmas› gerekir.
SPEKTROSKOP‹
Spektroskopi, bir örnekteki atom, molekül veya iyonlar›n, bir enerji düzeyinden
di¤erine geçiflleri s›ras›nda absorplanan veya yay›lan elektromanyetik ›fl›man›n ölçülmesi ve yorumlanmas›d›r.
Elektromanyetik ›fl›ma, uzayda çok büyük h›zla hareket eden bir enerji türüdür.
Elektromanyetik ›fl›man›n en çok karfl›lafl›lan türleri, gözle alg›lad›¤›m›z görünür
›fl›k ve ›s› fleklinde alg›lad›¤›m›z infrared ›fl›nlar›d›r.
Ifl›ma madde taraf›ndan so¤urulursa absorbsiyon, ›fl›ma madde taraf›ndan yay›n›rsa emisyon spektroskopileri ad›n› al›r.
Spektroskopi Cihazlar›
Organik maddelerin spektroskopik analizi, so¤urulan ›fl›man›n frekans›n›n ve fliddetinin ölçülmesinden ibarettir. Bu ölçmenin yap›ld›¤› cihaz flu bölümlerden oluflur;
• Elektromagnetik ›fl›ma kayna¤›
• Ifl›man›n fliddetinin kontrol edilmesi, ›fl›ma demeti elde edilmesi
• Ifl›man›n dalgaboyunun kontrol edilmesi
• Örnek hücresi
Spektroskopi,
elektromagnetik ›fl›man›n
madde ile etkileflmesini
konu alan bilim dal›d›r.
194
• Örnekten ç›kan ›fl›man›n çeflitli dalga boylar›nda toplanmas› ve so¤urma
fliddetinin ölçülmesi
• Çeflitli dalga boylar›nda so¤urman›n ve fliddetinin kaydedilmesi, spektrum
elde edilmesi
So¤urma spektrumlar›n›n kaydedilmesi için kullan›lan cihazlara spektrometre
ad› verilir. Ultraviyole ve infrared spektroskopilerinde kullan›lan cihazlar spektrofotometre ad›yla da an›l›rlar. Spektrometrelerde elektromagnetik ›fl›ma, elektronik
cihazlarla elektriksel impulslara çevrilerek ölçülür ve spektrum özel ka¤›tlar üzerine kaydedilir. Spektrometreler tek veya çift ›fl›ma (›fl›n) demetli olarak s›n›fland›r›labilir. Çift ›fl›ma demetli cihazlarda, kaynaktan ç›kan ›fl›ma iki demete ayr›larak biri örnek çözeltisinin bulundu¤u hücreden, di¤eri örne¤in çözücüsünden geçirilir.
Sonra herikisi al›c›da toplan›r, toplam so¤urma fliddetinden çözücünün so¤urma
fliddeti ç›kar›larak örne¤in so¤urma fliddeti kaydedilir.
Spektroskopik Yöntemler
En çok kullan›lan 4 spektroskopik yöntem;
• Ultraviyole (UV) - Görünür Bölge (Alan) spektroskopisi: Moleküllerin elektronik kuantum düzeyleri aras›ndaki geçiflleri inceler. UV spektrumu ile moleküldeki konjugasyonun türü ve derecesi belirtilir.
• Infrared (IR) (K›rm›z›ötesi) spektroskopisi: Moleküllerin titreflme kuantum
düzeyleri aras›ndaki geçiflleri inceler. IR spektrumu ile moleküldeki fonksiyonlu gruplar›n baz›lar› belirtilir.
• NMR (Nükleer manyetik rezonans) spektroskopisi : Moleküldeki baz› çekirdeklerin magnetik alanda spin kuantum düzeyleri aras›ndaki geçiflleri inceler. NMR spektrumu ile moleküldeki çekirde¤in say›s›, türü ve kimyasal çevresi belirtilir.
• Kütle spektrometrisi : Madde yüksek enerjili elektron demeti ile bombard›man edilir ve oluflan pozitif iyonlar kütle/yük oranlar›na göre kaydedilir.
Kütle spektrumu ile maddenin molekül kütlesi ve molekül formülü elde edilir, içerdi¤i fonksiyonlu gruplar ve yap›s›da bulunabilir.
ULTRAV‹YOLE - GÖRÜNÜR ALAN (UV-VIS)
(MOR ÖTES‹) SPEKTROSKOP‹S‹
Fotometri , çözelti içindeki
madde miktar›n› çözeltiden
geçen veya çözeltinin
tuttu¤u ›fl›k miktar›ndan
faydalanarak ölçme
ifllemidir.
Fotometre, fotometrik
ölçümde kullan›lan
cihazlara verilen add›r.
Ultraviyole ve görünür alan spektroskopisi, yap› tayininde, kalitatif ve kantitatif
analizlerde en çok kullan›lan yöntemdir.
Fotometrik ölçümde, renksiz çözeltilerin konsantrasyonu da ölçülebilir. Analiz
edilen örnek üzerine ›fl›k demetinin bir k›sm›n› filtreler kullanarak ay›ran ve gönderen aletler kolorimetre veya fotometre olarak adland›r›l›rken, yar›klar ya da prizmalar arac›l›¤› ile bu seçicili¤i yapan aletler spektrofotometre olarak adland›r›l›rlar.
Ultraviyole ›fl›ma, dalgaboyu 10-400 nm olan ›fl›mad›r ve X ›fl›nlar› ile görünür
bölge aras›nda bulunur. 10-200 nm bölgesine uzak ultraviyole ve 200-400 nm bölgesinde ultraviyole, 400-800 nm bölgesine görünür alan ad› verilir. 300 nm alt›nda
cam so¤urucu oldu¤undan bu analizlerde kuvars hücreler kullan›l›r.
Bütün organik bileflikler ultraviyole ›fl›mas›n› so¤ururlar. 200 nm den yukar›da
so¤urma yapan organik bilefliklerin ultraviyole analizinin pratik bir de¤eri vard›r.
Ultraviyole analizlerin tek bafllar›na yap› ayd›nlat›lmas›nda kullan›lmalar› çok zordur. Bu nedenle di¤er spektroskopik yöntemlere yard›mc› olarak kullan›l›r.
UV Spektroskopisi için yap›labilecek genellemeler flöyle s›ralanabilir:
195
10. Ünite - Spektroskopik Yöntemler
• Organik yap› analizi için UV Spektroskopisi’nden tek bafl›na fazla bir bilgi
ç›karmak oldukça güçtür. Yap›labilecek genellemeler IR Spektroskopisi ile
birleflince,
• çift ba¤lar
• aromatik sistemler
• karbonil gruplar›
• enonlar
• nitro gruplar› ve di¤er kromoforlar hakk›nda bilgi verir.
Ultraviyole ve görünür alan spektroskopisinin kalitatif analize uygulanmas› oldukça s›n›rl›d›r. Bu s›n›rlaman›n bafll›ca nedeni absorpsiyon piklerinin ve minimumlar›n›n çok az olmas›d›r. Kalitatif bir analizde kullan›lacak bir çözücüde aranan bafll›ca özellikler afla¤›daki gibi olmal›d›r.
• Saydam olmal›
• Spektrumu al›nacak maddeyi çözmeli
• Spektrumu al›nacak maddenin absorplama yapt›¤› alanda absorplama yapmamal›
• Polar olmamal›
• Çözdü¤ü maddenin kromofor grubuyla reaksiyona girmemeli
Kromofor,absorplama yapan
elektronlar› bulunan atom
gruplar›na verilen add›r. Bir
kromofor, ultraviyolegörünür alanda absorplama
yapan izole fonksiyonlu grup
olarak tan›mlan›r.
fiekil 10.1
Ultraviyole
Spektrum örne¤i.
Spektrofotometrik çözücülerin saf olmalar› gerekir. Spektrum al›n›rken kullan›lan küvetlerin ›fl›n geçen yüzeylerine elle dokunulmamal›d›r. Çözelti içerisinde hava kabarc›klar›n›n ve parçac›klar›n olmamas›na dikkat edilmelidir.
196
fiekil 10.2
Elektromanyetik
Tayf (Spektrum).
INFRARED (IR)
(KIRMIZI ÖTES‹)
SPEKTROSKOP‹S‹
Molekülleri oluflturan atomlar sürekli bir hareket içinde olduklar›ndan, molekülün öteleme hareketleri, bir eksen etraf›nda dönme hareketleri ve bir kimyasal ba¤›n uzunlu¤unun periyodik olarak azal›p ço¤almas›na veya moleküldeki aç›lar›n periyodik olarak de¤iflmesine
neden olan titreflim hareketleri do¤ar. Moleküllerde ortaya ç›kan titreflimler, gerilme ve e¤ilme hareketlerini oluflturur. Moleküllerde titreflim enerji düzeyleri aras›ndaki
geçiflleri gerçeklefltirecek fotonlar,
elektromanyetik ›fl›man›n infrared
bölgesinde yer al›rlar.
Infrared ›fl›nlar›n molekülün titreflim hareketleri taraf›ndan absorplanmas› nedeniyle, Infrared
spektroskopisine titreflim spektroskopisi ad› da verilir. Infrared ›fl›nlar›n›n dalga boylar› 780 nm ile
1000000 nm aras›nda de¤ifliklik
gösterir. Bu aral›k çok genifl oldu¤u için genellikle dört absorpsiyon
bölgesine ayr›l›r ve bu flekilde incelenir.
• Yak›n infrared absorbsiyon bölgesi : dalga boyu 780 - 2500 nm
• Orta infrared absorpsiyon bölgesi : dalga boyu 2500 - 50000 nm
•
Uzak infrared absorpsiyon bölgesi : dalga boyu 50000 - 1000000 nm
• En çok kullan›lan absorpsiyon bölgesi : dalga boyu 2500 - 15000 nm
Infrared spektrumlar› iki türlü bilgi verir, organik bilefliklerin yap›s›ndaki fonksiyonlu gruplar bulunur ve iki organik bilefli¤in ayn› olup olmad›¤› anlafl›l›r. Organik madde spektrumlar›n›n özellikle 2000 cm-1’den sonra gelen k›s›mlar› daha ayr›nt›l›d›r ve bilimsel araflt›rmalarda daha çok bu bölge kullan›l›r. Bu bölge parmak
izi bölgesi olarak an›l›r ve spektrum üzerinde iki kat geniflletilerek al›n›r.
Infrared spektroskopisi hem araflt›rma ifllerinde hem de kantitatif amaçla kullan›lan bir yöntemdir. Kromatografi çal›flmalar›nda dedektör olarak kullan›labilme
imkan› vard›r. Bu sayede kompleks kar›fl›mlar›n ayr›lmalar› ve bileflenlerinin tan›nmalar› mümkün olabilmektedir.
Infrared spektroskopisi cihaz›n›n bafll›ca parçalar› flöyle s›ralanabilir; numune
kaplar›, ›fl›n demeti kesicileri, ›fl›n demeti fliddeti ayarlay›c›lar, monokromatorlar,
dedektör ve kaydedici.
197
Numune kaplar› kullan›lan numunenin kat›, s›v›, gaz ya da çözelti halinde olmas›na göre farkl›l›k gösterir. Ifl›n demeti kesicileri kaynaktan gelen ›fl›n demetlerini modüle etmek için kullan›l›r. Bu alet saniyede 5-10 devir yapabilen bir yar›m
aynad›r. Ifl›n demeti fliddetini ayarlay›c›lar ile referans maddeden geçen ›fl›n demetinin fliddeti ile numuneden geçen ›fl›n›n fliddeti eflitlenir.
‹yi bir infrared spektrumu alabilmek için öncelikle cihaz›n kalibrasyonunun
tam olarak yap›lmas› gereklidir. Bilefliklerin infrared spektrumlar›n›n al›nabilmesi
için çeflitli yöntemler gelifltirilmifltir. Bu yöntemler bilefli¤in gaz, s›v›, kat› ya da çözelti halinde olmas›na göre farkl›l›k gösterir.
Gaz numune yaklafl›k 10 cm uzunlu¤undaki bir gaz hücresine al›narak ›fl›ma
yolu üzerine yerlefltirilir. Hücrenin ›fl›ma yolu üzerindeki pencereler infrared geçirgen olan NaCl’den yap›lm›flt›r.
fiekil 10.3
Vanilin’e ait IR
Spektrumu örne¤i.
S›v› numune spektrumu almak için en basit yol bir tuz diski üzerine bir iki damla s›v› damlatmak di¤er bir diski bunun üstüne bast›rarak ince bir s›v› filmi oluflturmak ve bir disk tafl›y›c› içine koyarak cihaz›n örnek bölmesine yerlefltirmektir.
Kat› numune spektrumu almak için ise en güvenilir yol 0.5-1 mg kat› maddenin 100-200 mg iyice kurutulmufl KBr ile kar›flt›r›lmas› ve toz haline getirilmesidir.
Kar›fl›m paslanmaz çelikten iki disk aras›na konularak hidrolik presle yüksek bas›nç alt›nda bir kaç dakika bas›l›r ve KBr tableti haz›rlan›r. Tablet cihaz›n örnek
bölmesine yerlefltirilir.
Kat›lar›n ve s›v›lar›n en kaliteli infrared spektrumlar› çözeltileri halinde al›n›r.
Bunun için özel çözelti hücreleri kullan›l›r. Hücrelerin pencereleri infrared geçirgen özelliktedir. Kullan›lan çözelti pencerenin yap›ld›¤› maddeyi çözmemelidir.
Pratikte çözücü olarak en çok karbontetraklorür veya kloroform kullan›l›r.
NÜKLEER MANYET‹K REZONANS (NMR)
SPEKTROSKOP‹S‹
Nükleer Manyetik Rezonans (NMR) Spektroskopisi de ultraviyole, görünür alan ve
infrared spektroskopileri gibi maddede bulunan iki seviye aras›ndaki enerji fark›n›
ölçmek için gelifltirilmifl bir yöntemdir. Bu yöntemde ölçülen enerji fark› di¤er yöntemler ile ölçülen enerji fark›ndan binlerce kat daha küçüktür. Bu kadar küçük
198
enerji farklar›n› ölçmek çok güçtür. Bu nedenle NMR spektroskopisi cihazlar› di¤er spektroskopi cihazlar› ile karfl›laflt›r›ld›¤›nda daha ayr›nt›l›, daha karmafl›k ve
daha pahal›d›r.
Ifl›n enerjisinin di¤er yöntemlerde oldu¤u gibi elektronlar taraf›ndan de¤il, çekirdekler taraf›ndan absorplanmas› ve aralar›ndaki enerji fark› ölçülecek seviyelerin maddede normal olmamas›, ancak madde üzerine d›flar›dan uygulanan fliddetli bir manyetik alan taraf›ndan ortaya ç›kar›lmas›, NMR Spektroskopisi’ni di¤er
yöntemlerden ay›ran farklardan bir kaç›d›r.
NMR Spektroskopisi madde yap›s›n›n ayd›nlat›lmas›nda kullan›lan yöntemlerin
en güçlülerinden birisidir. Organik, inorganik ve biyokimyac›lar taraf›ndan çok
fazla kullan›lan bir yöntemdir. Bütün organik bilefliklerin analizinde 1H NMR ve
13C NMR spektroskopileri çok kullan›l›r.
Kullan›lan aletin tipine, çekirde¤in türüne, numunenin fiziksel haline, analizi
yap›lan›n çevresine ve istenen veriye ba¤l› olarak bir kaç türde NMR spektrumu
söz konusudur. En çok kullan›lan spektrumlar yüksek ayr›nt›l› olanlard›r. NMR
spektroskopisi daha çok proton üzerinde yap›lan çal›flmalarla gelifltirilmifltir. Bununla beraber az da olsa di¤er çekirdekler üzerinde yap›lan NMR spektroskopileri de vard›r.
NMR spektrumlar›nda piklerin yerlerinin bir standarta göre tespit edilmesi gerekir. Standart olarak kullan›lan madde numuneyle birlikte cihaza konulur ve numuneyle birlikte standart›nda spektrumu al›n›r. Böyle bir standarta iç standart ad›
verilir. Üzerinde ölçme yap›lacak çekirdek proton oldu¤u zaman kullan›lacak iç
standart genellikle tetrametil silan (TMS)’d›r. Maddenin kapal› formülü Si(CH3)4
tür. Bu maddede bulunan tüm protonlar eflde¤erdir, ayn› kimyasal çevrede bulunurlar. Bundan dolay› TMS yüksek manyetik alanda fliddetli bir pik verir. Bu pik
bütün maddelerin piklerinden ayr› ve daha yüksek alan taraf›nda bulunur, bu pik
spektrumun bafllang›c› kabul edilir. Ayr›ca bu maddenin inert olmas›, bir çok çözücüde çözünmesi ve kaynama noktas›n›n düflük olmas› gibi avantajlar› vard›r.
NMR spektrometrelerinde genel olarak m›knat›slar, numune probu, radyo frekans verici ve al›c›s›, alan taray›c›s›, dedektör ve yaz›c› gibi bölümler bulunur.
M›knat›s cihaz›n en önemli k›s›mlar›ndand›r. Elektro m›knat›slar, daimi m›knat›slar ya da süper iletken bobinli m›kant›slar kullan›l›r. Süper iletken bobinli m›knat›slar performanslar› nedeniyle en çok tercih edilenlerdir.
Numuneyi manyetik alanda belirli bir yerde tutmak, belirli bir h›zla döndürmek, uyar›c› ve alg›lay›c› bobinleri korumak ve ›s›y› belirli bir s›cakl›kta sabit tutmak amac› ile numune probu denilen bölüm kullan›l›r. Proba yerlefltirilen numune tüplerinin d›fl çaplar› genellikle 5 mm, hacimleri ise 0.4 ml kadard›r. Ancak numunenin az olmas› durumunda veya baz› özel durumlarda daha az numune almas› için baflka ölçülerde numune tüpleri de kullan›labilir. Numune tüpü, manyetik
alan›n homojen olmamas›ndan gelen etkileri etkisiz hale getirmek için ekseni boyunca saniyede 30-40 devirle döndürülür. Döndürme ifllemi haval› plastik bir türbünle gerçeklefltirilir. M›knat›s kutuplar›n›n üzerine yerlefltirilen bir bobin ile alan
fliddeti de¤ifltirilir, ayarlan›r. Radyo frekans› yay›c›s›ndan ç›kan sinyaller manyetik
alan bölümünde bulunan bobinlere gönderilir. Numune içerisindeki rezonans halindeki çekirdekler taraf›ndan meydana getirilen radyo frekans› sinyali de numunenin etraf›n› saran dedektör taraf›ndan al›n›r ve kaydedici sistem taraf›ndan kaydedilir. Al›nan sinyaller ka¤›t üzerinde spektrum haline dönüfltürülür. Üzerinde de¤erlendirmeler yap›l›r.
199
fiekil 10.4
Etanolün CDCl3 de
1H-NMR
Spektrumu. (En
düflük manyetik
alanda -en soldagözlenen ve di¤er
protonlarla
etkileflmeyen pik
OH grubuna ait
piktir. Di¤er pikler
ise CH3 ve CH2
gruplar›na aittir.)
NMR spektroskopisinde en önemli ifllem numune haz›rlanmas›d›r. Numune ne
kadar deriflikse o kadar iyi spektrum verir. En mükemmel spektrum saf s›v› ile al›n›r. Ancak çok viskoz olmamal›d›r. 1H NMR spektrumu al›nacak bir madde çözeltisi halinde veya s›v› ise do¤rudan NMR tüpü içerisine konulur. Tüpün kapa¤› kapat›l›r ve d›fl› temiz bir ka¤›t mendille silinir. Kat› bir madde yada viskoz bir s›v› ise çözücü kullan›l›r. Burada kullan›lacak olan çözücü spektrumda mümkün oldu¤unca
az sinyal vermelidir. Bu amaçla genel olarak klorlu ve döterolu çözücüler (CCl4,
D2O, CDCl3 vb.) kullan›l›r.
NMR spektroskopisi daha çok organik maddelerin, biyokimyasal moleküllerin
yap›lar›n›n ayd›nlat›lmas›nda kullan›l›r. Bazen de kantitatif amaçlar için uygulanabilir. Bu yöntem tek bafl›na bir organik maddenin yap›s›n›n ayd›nlat›lmas›nda yeterli de¤ildir. Di¤er yöntemlere de ihtiyaç duyulur.
KÜTLE SPEKTROMETR‹S‹
Bir organik molekülün yap› analizi için en kolay yol, hidrojen ve karbon atomlar›
türüne ve say›s›na bakmak veya fonksiyonlu gruplar› aramak yerine tüm yap›s›na
birden bakmakt›r. Kütle spektrometrisi spektroskopik yöntemler aras›nda molekülün tüm yap›s› hakk›nda bilgi veren ve ço¤u zaman molekül kütlesinin ve molekül
formülünün de bulunmas›n› sa¤layan bir yöntemdir.
Bir numuneyi özel bir düzenek yard›m› ile gaz halinde yüklü ve hareketli bileflenlerine dönüfltürerek, bunlar› kütle/yük oranlar›na göre ay›rma ve ay›rmadan
yararlanarak da numuneyi teflhis ve tayin etme yöntemine kütle spektrometrisi ad›
verilir. Bu amaçla kullan›lan cihazlar ise kütle spektrometresi ad›yla bilinir. Kütle
spektrometresinde çok az miktarda madde kullan›larak yap› analizi yap›labildi¤i
gibi, gaz ya da s›v› kromatografi cihazlar›na ba¤lanarak kar›fl›mlar›nda analizi yap›labildi¤i için kütle spektrometrisi organik yap› analizinde tek bafl›na bilgi verebilecek yararl› ve geliflmifl bir yöntemdir.
Alifatik bilefliklerde yüksek
manyetik alandan düflük
manyetik alana do¤ru
s›ralama, metil (CH3),
metilen (CH2) ve metin (CH)
gruplar› fleklindedir.
200
‹zotop: Atom numaras› ayn›,
kütle numaras› farkl› olan
atomlara izotop denir.
fiekil 10.5
Kütle spektrumu
örne¤i.
Günümüzde araflt›rma yöntemleri aras›nda en çok kullan›lan yöntemdir. Böyle
olmas›n›n nedeni yöntemin hem kalitatif hem de kantitaif amaçlara uygun olmas›d›r. Ayr›ca bu yöntem;
• ‹zotop ve izotop oranlar›n› tayin etmeye
• Organik ve inorganik maddelere
• Kat› maddelerin yüzeylerinin araflt›r›lmas›na
• Çok çeflitli kompleks moleküllere
uygulanabilmektedir.
Kütle Spektrometreleri genellikle afla¤›daki bölümlerden oluflur.
• Numuneyi cihaza alma bölümü
• Numuneyi iyonlaflt›rma bölümü
• Analizör, kütle/yük oranlar›na göre iyonlar› demetlere ay›rma bölümü
• Yüksek vakum bölümü
• Dedektör
• Kaydedici
Numuneyi cihaza alma bölümünden numune buharlaflt›rarak, do¤rudan veya
kromatografi sisteminden geldi¤i gibi sisteme verilir. ‹yonlaflt›rma bölümünde, numuneyi cihaza alma bölümünde gaz haline getirilmifl olan bütün tanecikler iyon
haline getirilirler. ‹yon haline getirme ifllemi;
• Elektronlarla
• Fotonlarla
• Moleküler bombard›manla
• Alevle ›s›tma ile
• Elektrikle ›s›tma ile gerçeklefltirilir.
‹yonlaflt›rma bölümünde meydana gelen iyonlara belirli bir h›z kazand›r›l›r ve
kütle/yük oranlar›na göre demetler halinde ayr›ld›klar› analizör bölümüne gelirler.
Analizörlerde kütle/yük oranlar›na göre demetler halinde ayr›lan iyon tanecikler
dedektöre geçer. Dedektör iyon halindeki taneciklerin enerjilerini elektrik enerjisine çevirir. Elektrik enerjisi haline çevirilen enerji cihaza ba¤l› bulunan bilgisayar›n
haf›zas›na kaydedilir ve ka¤›t üzerinde görünür hale getirilir. Ka¤›t üzerindeki
spektrumlar de¤erlendirilerek analiz sonuçland›r›l›r.
Basit bilefliklerin bile spektrumlar›nda farkl› yükseklikte çok say›da pik görülür.
Piklerin say›s›
• Bilefli¤in yap›s›na
• ‹yonlaflma potansiyeline
• Bilefli¤in buhar bas›nc›na
• Kullan›lan cihaz›n yap›s›na ba¤l›d›r.
Spektrum üzerinde görülen her piki analiz etmek mümkün olmayabilir. Kütle
spektrumunda fliddeti en fazla olan pike temel pik ad› verilir ve fliddeti % 100 olarak al›n›r. Di¤er iyonlar›n miktarlar› buna göre hesaplan›r. Al›nan bir spektrum
üzerinde yap›lacak en önemli ifl spektrumdaki piklerden hangisinin moleküler
iyon piki oldu¤unu tespit etmektir. Moleküler iyon genellikle kütlesi en büyük
olan iyondur. Ancak fliddeti de¤iflebilmektedir. Moleküler iyonun kütlesi ayn› zamanda üzerinde çal›fl›lan molekülün kütlesini de vermektedir. Molekül kütlesi tespitinde bu flekilde eriflilebilen do¤ruluk derecesine di¤er yöntemlerin hiçbiriyle
eriflilemez.
Moleküler iyon pikinin tespiti aromatik ve karbon-karbon çifte ba¤› tafl›yan bilefliklerde çok kolay olmas›na karfl›l›k, büyük moleküllü hidrokarbonlarda, alkollerde, aminlerde ve eterlerde çok zordur. fiekerler ve poliaminler hemen hiç moleküler iyon piki vermezler. Moleküler iyon piki baz› durumlarda madde içerisinde bulunan safs›zl›klardan gelen piklerle de kar›flabilir.
Kütle Spektrometrisiyle yap›lan kalitatif analizler flu flekilde s›ralanabilir:
• Hastane ya da adli t›pta zararl› maddelerin teflhisi
• Çevre kirleticilerin belirlenmesi
• Do¤al maddelerin analizleri
• G›da maddelerinin analizleri
• Petrol ürünlerinin analizleri
Bu tip maddeler kütle spektrometresine al›nmadan önce genellikle gaz kromatografisi cihaz›nda bileflenlerine ayr›l›rlar. Kütle spektrometrisi yeni maddelerin yap›s›n›n ayd›nlat›lmas›nda çok ayd›nlat›c› olan bir yöntemdir. Her zaman tek bafl›na olmasa bile di¤er yöntemler ile birlikte büyük yararlar sa¤lar.
D‹⁄ER SPEKTROSKOP‹K YÖNTEMLER
•
•
•
•
•
Atomik Spektroskopi
Emisyon Spektroskopisi
Elektron Spektroskopisi
Raman Spektroskopisi
Moleküler Floresans, Fosforesans ve Kemilüminesans Spektroskopisi
Atomik Spektroskopi
Gaz halindeki atomlar›n veya gaz halindeki tek atomlu iyonlar›n absorpsiyon,
emisyon ve floresans özellikleri üzerine kurulmufl olan spektroskopi dal›na Atomik
Spektroskopi denir.
Atomik Spektroskopi ile gaz halindeki atomlar›n ve iyonlar›n ultraviyole, görünür alan ve X ›fl›nlar› spektrumlar› incelenir. Ultraviyole ve görünür alan spektrumlar›n› alabilmek amac›yla numuneler öncelikle uygun bir s›cakl›kta gaz halinde
atomlar veya gaz halinde tek atomlu iyonlar haline getirilmektedirler. Bundan sonraki basamakta ise amaca göre numunenin absorpsiyon, emisyon veya floresans
spektrumlar› al›n›r. Al›nan spektrumlar›n de¤erlendirilmesi ile atomlar›n hem kalitatif hem de kantitatif tayinleri yap›labilir.
201
202
Numunelerin uygun bir s›cakl›kta atomlar veya tek atomlu iyonlar haline getirilmesi ifllemine atomlaflt›rma ad› verilmektedir. Atomlaflt›rma iflleminin yap›l›fl
yöntemine göre Atomik Spektroskopi afla¤›daki gibi s›n›fland›r›l›r:
• Alevle Atomlaflt›rma
- Atomik Absorpsiyon Spektroskopisi
- Atomik Emisyon Spektroskopisi
- Atomik Floresans Spektroskopisi
• Elektrotermal Atomlaflt›rma
- Elektrotermal Atomik Absorpsiyon Spektroskopisi
- Elektrotermal Atomik Floresans Spektroskopisi
Emisyon Spektroskopisi
Emisyon Spektroskopisi de Atomik Spektroskopi’ye benzer. Burada da numuneler
öncelikle atomlaflt›r›l›r. Atomik Spektroskopi ile fark Emisyon Spektroskopisi’nde
numunelerin daha yüksek s›cakl›klarda atomlaflt›r›lma ifllemine tabi tutulmas›d›r.
Bunun içinde plazma, ark ve spark yöntemleri kullan›lmaktad›r.
Bu üç yöntemin Atomik Spektroskopi’deki alev ve elektrotermal atomlaflt›r›c›lardan üstün yönleri vard›r. Bu üstünlüklerin baz›lar› flöyle s›ralanabilir:
• Farkl› element atomlar›n›n birbirlerini kar›flt›rma ihtimalleri yoktur.
• Yanyana bulunan birçok elementi ayn› anda tayin etmek mümkündür.
• Atomlaflmalar› çok güç olan elementlerinde s›cakl›¤a dayan›kl› bileflikleri
kolayca atomlaflt›r›l›r.
• Metal olmayan elementlerin tayinleri mümkündür.
• Yöntemlerin tayin aral›klar› çok genifltir.
Elektron Spektroskopisi
Angström : Ifl›¤›n dalga
boyunu ölçmekte kullan›lan
uzunluk ölçü birimidir.
Maddelerin angström boyutunda derinliklerini ve yüzeylerini incelemek için kullan›lan yöntemler toplulu¤una Elektron Spektroskopisi ad› verilir. Burada fark di¤er
spektroskopik yöntemlerin hemen hemen tümünde ›fl›n demeti kullan›l›rken, Elektron Spektroskopisi’nde elektron demeti kullan›lmas›d›r. Amaç maddenin sadece
birkaç angström kal›nl›¤›nda d›fl k›s›mlar›n› incelemektir. Di¤er spektroskopik
yöntemler ile maddenin ortalama bileflimi (iç ve d›fl k›s›mlar dahil) incelenmektedir. Bu nedenle Elektron Spektroskopisi’nde madddenin ancak 15-20 angströmlük
derinliklerine dalan elektron demeti kullan›l›r.
Elektron Spektroskopisi’nin yayg›n olarak kullan›ld›¤› alanlar afla¤›da s›ralanm›flt›r:
• Homojen katalizörlerin incelenmesi
• Korozyon ve adezyon çal›flmalar›
• Biyolojik membranlar›n fonksiyonlar›n›n ve davran›fllar›n›n incelenmesi
• Metal yüzeylerin aktivitelerinin incelenmesi
• Yar› iletken film teknolojisinin incelenmesi
• K›r›lganl›k olaylar›n›n incelenmesi
Raman Spektroskopisi
Dalga boyu belli bir monokromatik ›fl›n demeti fleffaf bir ortamdan geçerken, demetin bir k›sm› ortamda bulunan molekül ya da iyonlar taraf›ndan uzay›n her taraf›na saç›lmaktad›r. Saç›lan bu ›fl›nlar aras›nda az da olsa dalga boyu monokromatik ›fl›n›n dalga boyundan farkl› ›fl›nlar bulunmaktad›r. Bu saç›lan ›fl›nlar›n dalga
boylar›n›n ortamda bulunan maddeye ba¤l› olarak de¤iflti¤inin bulunmas› ile Raman Spektroskopisi yöntemi gelifltirilmifltir. Raman Spektroskopisinin en büyük
avantaj› sulu çözeltiler ile çal›fl›labilmesidir. Bu nedenle biyolojik s›v›lar, inorganik
çözeltiler, sular›n kirlenmesi gibi alanlarda rahatl›kla kullan›labilen bir yöntemdir.
Raman Spektroskopisi, organik ve inorganik maddelerin ve biyolojik sistemlerin
kalitatif ve kantitatif analizlerine uygulanabilir.
Moleküler Floresans, Fosforesans, Kemilüminesans
Spektroskopileri
Moleküler floresans, moleküler fosforesans ve kemilüminesans maddelerin birbirine
yak›n üç ayr› fiziksel özelli¤ini ifade eder. Bu özelliklere lüminesans ad› da verilir. Ad›
geçen özelliklerin her birinin üzerine bir spektroskopik yöntem gelifltirilmifltir.
Moleküler floresans ve moleküler fosforesans yöntemlerinde maddenin çözeltisi üzerine ›fl›n enerjisi gönderilerek maddenin uyar›lmas› sa¤lan›r. Uyar›lan maddenin ald›¤› enerjiyi geri vererek ilk haline dönmesi s›ras›nda davran›fllar› incelenir.
Bu inceleme sonucunda madde hakk›nda kalitatif ve kantitatif bilgiler elde edilir.
Burada kullan›lan ›fl›nlar ultraviyole, görünür alan, bazen de infrared ›fl›nlard›r. Bu
›fl›nlar madde taraf›ndan önce çok k›sa bir süre absorplanmaktad›r. Daha sonra absorplanan ›fl›nlar floresans ya da fosforesans ›fl›nlar› olarak etrafa yay›lmaktad›r.
Maddeler sadece absorplad›klar› ›fl›n enerjisi ile uyar›lmazlar. Bazen meydana
gelen bir reaksiyon sonucu da elektronik olarak uyar›labilirler. E¤er madde bu flekilde elektronik olarak uyar›lm›flsa temel haline dönerken yine ›fl›n yayar. Bu durumda yay›lan bu ›fl›nlara kemilüminesans ›fl›nlar›, meydana gelen olaya da kemilüminesans ad› verilir. Birçok madde kemilüminesans özelli¤i göstermesine ra¤men bunlar›n büyük ço¤unlu¤u fliddetleri zay›f oldu¤u için analitik amaçla kullan›lamamaktad›r. fiiddeti ölçülebilen maddelerin say›s› oldukça azd›r ve bunlar genellikle çevre ile ilgili maddelerdir.
203
204
Özet
N
A M A Ç
1
N
A M A Ç
2
N
A M A Ç
3
Spektroskopiyi tan›mlayabilmek.
Spektroskopi, elektromagnetik ›fl›man›n madde
ile etkileflmesini konu alan bilim dal›d›r. Ifl›ma
madde taraf›ndan so¤urulursa absorbsiyon, ›fl›ma madde taraf›ndan yay›n›rsa emisyon spektroskopileri ad›n› al›r. Spektroskopi, kalitatif analiz, kantitatif analiz, yap› ayd›nlat›lmas›, stereokimyasal özelliklerin bulunmas›, safl›k kontrolü
vb. birçok alanda kullan›l›r.
Spektroskopik yöntemlerin önemini aç›klayabilmek.
Farkl› fiziksel ve kimyasal özelliklere sahip olan
bilinen ya da yeni bitkisel maddeler, farkl› yöntemlerle bitkisel materyalden elde edilirler. Elde
edilen bu saf maddelerin yap›lar›n›n bir flekilde
ayd›nlat›lmas› gereklidir. Yap›s› tam olarak ayd›nlat›lmadan bir maddenin bilinen bir madde
mi yoksa yeni izole edilen bir madde mi oldu¤u
konusunda fikir yürütmek zordur. Spektroskopik yöntemlerden birkaç› bir arada kullan›larak
madde üzerinde gerçeklefltirilecek olan kalitatif
ve kantitatif analizler ile maddenin yap›s› hakk›nda kesin ve net bilgiler elde edilir.
Spektroskopik yöntemler aras›ndaki farklar› aç›klayabilmek.
Spektroskopik yöntemler, kullan›lan tekniklere,
cihazlara ve sistemlere göre farkl› isimler alt›nda
farkl› amaçlara göre s›n›fland›rl›rlar. Ultraviyole
spektroskopisi, infrared spektroskopisi, nükleer
manyetik rezonans spektroskopisi ve kütle spektroskopisi gibi çok bilinen yöntemler yan›nda yeni geliflen yöntemlerde bilimsel araflt›rmalarda
önemini korumaktad›r. Bu yöntemlerin herbiri
farkl› uygulama flekilleri ile maddelerin farkl›
fonksiyonel gruplar› hakk›nda, moleküler yap›lar› ve formülleri hakk›nda ya da iç ve d›fl yap›lar› hakk›nda bilgiler vermektedir.
205
1. Spektroskopi için afla¤›dakilerden hangisi do¤rudur?
a. Kimyasal reaksiyonlara dayal› bir tekniktir.
b. Biyolojik farkl›l›klara dayal› bir tekniktir.
c. Fiziksel temellere dayal› bir tekniktir.
d. Biyolojik aktiviteye dayal› bir tekniktir.
e. Yeni madde gelifltirme yöntemlerine dayal› bir
tekniktir.
2. Afla¤›dakilerden hangisi spektroskopi cihazlar›n›n
bölümlerinden biri de¤ildir?
a. Örnek hücresi
b. Elektromanyetik ›fl›ma kayna¤›
c. Dedektör
d. Kaydedici
e. Mekanik kar›flt›r›c›
3. Afla¤›dakilerden hangisi yayg›n olarak kullan›lan
spektroskopik yöntemlerden biri de¤ildir?
a. Kütle spektrometrisi
b. Nükleer manyetik rezonans spektroskopisi
c. Infrared spektroskopisi
d. Yüksek bas›nçl› s›v› kromatografisi
e. Ultraviyole spektroskopisi
4. Absorplama yapan elektronlar› bulunan atom gruplar› için afla¤›dakilerden hangisi do¤rudur?
a. Kromofor olarak adland›r›l›rlar.
b. Spektrum olarak adland›r›l›rlar.
c. Monokromatör olarak adland›r›l›rlar.
d. Absorban olarak adland›r›l›rlar.
e. Dedektör olarak adland›r›l›rlar.
5. Infrared spektroskopisinde analizler için yo¤un olarak
kullan›lan absorpsiyon bölgesi afla¤›dakilerden hangisidir?
a. 780 - 2500 nm dalga boyu
b. 2500 - 15000 nm dalga boyu
c. 50000 - 1000000 nm dalga boyu
d. 4500 - 75000 nm dalga boyu
e. 100000 - 500000 nm dalga boyu
6. Bir numunenin nükleer manyetik rezonans spektrumu
al›n›rken afla¤›daki çözücülerden hangisinin kullan›lmas›
uygun olur?
a. H2O
b. CHCl3
c. CH3CH2OH
d) CDCl3
e) Si(CH3)4
7. Kütle spektrumunda fliddeti en fazla olan pik için
afla¤›dakilerden hangisi do¤rudur?
a. Moleküler piktir ve kütlesi en büyük olan piktir.
b. Temel piktir ve kütlesi en büyük olan piktir.
c. Temel piktir ve fliddeti % 100 olarak al›nan piktir.
d. Moleküler piktir ve fliddeti % 100 olarak al›nan
piktir.
e. Moleküler piktir ve spektrumda ilk gelen piktir.
8. Maddelerin d›fl k›s›mlar› hakk›nda bilgi veren spektroskopik yöntem afla¤›dakilerden hangisidir?
a. Raman spektroskopisi
b. Kütle spektrometrisi
c. Emisyon spektroskopisi
d. Kemilüminesans spektroskopisi
e. Elektron spektroskopisi
9. Maddelerin oluflan bir reaksiyon sonucu uyar›ld›ktan
sonra temel hale dönerken yayd›klar› ›fl›n› temel alan
spektroskopik yöntem afla¤›dakilerden hangisidir?
a. Kemilüminesans spektroskopisi
b. Elektron spektroskopisi
c. Moleküler floresans spektroskopisi
d. Nükleer manyetik rezonans spektroskopisi
e. Ultraviyole spektroskopisi
10. Afla¤›dakilerden hangisi organik yap› analizinde en
kapsaml› bilgiyi verebilecek olan spektroskopik yöntemdir?
a. Ultraviyole spektroskopisi
b. Kütle spektrometrisi
c. Moleküler floresans spektroskopisi
d. Raman spektroskopisi
e. Infrared spektroskopisi
206
1. c
2. e
3. d
4. a
5. b
6. d
7. c
8. e
9. a
10. b
Yan›t›n›z yanl›fl ise “Spektroskopi” bölümünü
Yan›t›n›z yanl›fl ise “Ultraviyole - Görünür Alan
(UV-VIS) (Mor Ötesi) Spektroskopisi” bölümünü tekrar gözden geçiriniz.
Yan›t›n›z yanl›fl ise “Infrared (IR) (K›rm›z› Ötesi) Spektroskopisi” bölümünü tekrar gözden geçiriniz.
Yan›t›n›z yanl›fl ise ise “Nükleer Manyetik Rezonans (NMR) Spektroskopisi” bölümünü tekrar
gözden geçiriniz.
Yan›t›n›z yanl›fl ise “Kütle Spektrometrisi” bölümünü tekrar gözden tekrar gözden geçiriniz.
Yan›t›n›z yanl›fl ise “Di¤er Spektroskopik Yöntemler” bölümünü tekrar gözden geçiriniz.
Yan›t›n›z yanl›fl ise “Di¤er Spektroskopik Yöntemler” bölümünü tekrar gözden geçiriniz.
Yan›t›n›z yanl›fl ise “Kütle Spektrometrisi” bölümünü tekrar gözden geçiriniz.
Kaynaklar
Erdik, E.(1998). Organik Kimyada Spektroskopik
Yöntemler, Ankara Üniversitesi, Fen Fakültesi, Gazi Kitabevi, Ankara.
Gündüz, T.(2002). ‹nstrümental Analiz, Ankara Üniversitesi, Fen Fakültesi, Gazi Kitabevi, Ankara.
Pavia, D.L.(1996). Lampman, G.M., Kriz, G.S., Introduction to Spectroscopy, Harcourt Brace College
Publishers, USA.
Skoog, D.A., Leart, J.J., Instrumental Analysis, Sounders College Publishing, New York.
Sözlük
207
Sözlük
A
Enzim: Biyokatalizör, yani biyolojik fizyolojik ortamlarda
kimyasal reaksiyonlar› katalizleyen protein yap›s›ndaki
Afinite: ‹lgi
biyomakromoleküllerdir. Baz› enzimler ise aktivite gös-
Aflatoksin: G›dalarda bulunan Aspergillus flavus veya A. pa-
termek için baflka bir maddeye gerek duymazlar. Ancak
rasiticus taraf›ndan üretilen toksik metobolitlerdir.
baz›lar› aktiviteleri için, kofaktör denen, protein olma-
Aglikon: Glikozit yap›s›ndaki sekonder metabolitlerde mole-
yan moleküllere ihtiyaç duyarlar.
külünün fleker olmayan k›sm›d›r.
Aljin: Kahverengi alglerden elde edilen, besin ve di¤er endüstriyel alanlarda birçok kullan›m› olan su ba¤lay›c›
kaygan polisakkaritler.
Amino asit: Proteinleri oluflturmak üzere birbirlerine ba¤lanabilen, ayn› zaman amino (-NH2) ve karboksil (-COOH)
gruplar› tafl›yan organik asit.
Anabolizma: (Asimilasyon, yap›c› metabolizma) Küçük yap›
tafl› molekülleri ile (ço¤unlukla primer metabolit) enerji
kullanarak/tüketerek (ATP) daha büyük biyomolekülle-
F
Fenol Glikozitleri: Aglikon k›sm› fenol grubu tafl›yan oksijen glikozitleridir.
Fitokimya: Bitki kimyas›, daha çok bitkisel kökenkli sekonder metabolitleri konu alan do¤al madde kimyas›.
Flavon glikozitleri: Aglikonlar› 2-fenilkromon türevi olan
oksijen glikozitleridir.
Floresans madde: Üzerine gelen belli dalga boyundaki ›fl›k
›fl›nlar›n›, baflka dalga boyundaki ›fl›k ›fl›nlar› hâlinde
rin (genelde sekonder metabolit) sentezi.
Antosiyan Glikozitleri: Yap› bak›m›ndan flavonlara benzeyen, aglikonlar› 3- hidroksiflavilyum türevi olan oksijen
yans›tan maddedir.
Fotosentez: Günefl enerjisinin etkisiyle karbondioksit ve sudan hareketle bafllayan ve ürün olarak da karbonhidrat
glikozitleridir.
ve oksijen ile sonuçlanan karmafl›k metabolik reaksi-
Asit: Sulu çözeltilerinde hidrojen iyonu bulunan maddelere
denir.
Azot glikozitleri: Aglikonun amin grubu ile bir monosakka-
yonlara denmektedir.
Fungusit: Hastal›k yapan mantarlar›n kontrolünde kullan›lan
maddelerdir.
ritin redüktör grubunun hidroksili aras›ndan bir molekül
su ç›k›fl› ile oluflurlar.
G
Gallik tanenler: Azotsuz, gallik asit ve digallik asitin fle-
B
kerlerle esterleflmesiyle oluflan maddelerdir bitkisel
Basit Fenol Glikozitleri: Basit fenolik bileflikleri ile monosakkaritlerden oluflan glikozitlerdir.
Baz: Sulu çözeltilerinde hidroksil iyonu bulunduran maddele-
maddelerdir.
Glikozit: Monosakkaritlerin redüktör grubu ile karbonhidrat
yap›s›nda olmayan bir maddenin birleflmesinden, bir
re denir.
D
molekül su ç›k›fl› ile meydana gelen bitkisel bilefliklerdir.
Dehidrasyon Su kayb›: H2O moleküllerinin kayb›yla karak-
Gliserol: Lipitleri oluflturmak için üç ya¤ asiti ba¤layabilen,
veya fosfolipitleri oluflturmak için iki ya¤ asiti ve bir fos-
terize edilen bir tip kimyasal tepkime.
Disakkarit: ‹ki fleker molekülünden meydana gelen karbonhidrat.
fat ba¤layabilen 3-karbonlu bir bileflik.
Gummirezin: Reçinelerin bitkilerde zamklarla birlikte
bulunmas›.
Diterpen: ‹zopren molekülünün kondensasyonu ile oluflan
20 karbonlu türevlerdir.
H
Hemiselüloz: Bitki hücre duvar›nda bulunan, selüloza göre
E
Eluat: Elüsyon ifllemi sonunda toplanan çözelti.
Elüotropik Seri: Çözücülerin elüsyon kuvvetlerine göre apolardan polara do¤ru s›ralanmas›yla oluflturulur.
çözünürlü¤ü daha yüksek, selüloza benzer bir polisakkarit.
Hidroliz olabilen tanenler: Azotsuz, asit fenollerin flekerlerle esterleflmesiyle oluflan bitkisel kökenli maddelerdir.
Homojen: Madde da¤›l›m› ve özellikleri her yerinde ayn›
olan.
208
‹
Monosakkaritler: Glikoz ve fruktoz gibi basit flekerler. Basit
flekerleri birleflerek daha kompleks yap›l› polisakkaritle-
‹n vitro: Canl› d›fl›nda
‹n vivo: Canl› içinde
‹nert: Kimyasal olarak aktif olmayan.
ri olufltururlar.
Monoterpen: 10 karbonlu terpenler bu ad› al›r, iki izopren molekülünün meydana getirdi¤i sekonder metabolitlerdir.
‹nterkonversiyon: (Amfibolizma, ara-çevirim) Maddelerin,
yap› tafllar›n›n, metabolitlerin birbirine, kendi aralar›nda
dönüflümü, hem anabolik hem de katabolik özellikteki
madde (örn. Sitrat yolu)
O-Ö
Oksijen glikozitleri: Aglikonun alkolik veya fenolik hidroksili ile bir monosakkaritin redüktör grubunun hidroksi-
‹ridoit: Bir monoterpen ve bir siklopentan-[c]-piran halkas›ndan oluflan bitkisel terpen türevleridir.
K
linden bir molekül su ç›k›fl› ile oluflurlar.
Oleogummirezin: Reçinelerin bitkide uçucu ya¤ ve zamk ile
birlikte bulunmas›.
Karbon glikozitleri: Aglikonun karbona ba¤l› hidrojeni ile
monosakkaritin redüktör grubunun hidroksili aras›ndan
bir molekül su ç›k›fl› ile oluflan sekonder metabolitlerdir.
Oleorezin: Reçinelerin bitkilerde uçucu ya¤ ile birlikte bulunmas›.
Ökaryotik hücre: ‹nsan dahil olmak üzere, genelde tüm hücreler, yani protista, fungi (mantarlar), bitkiler ve hayvan-
Karbonhidratlar: fiekerler, niflasta ve selüloz gibi 1:2:1 ora-
lar, daha karmafl›k olan ökaryotik hücre yap›s›na sahip-
n›nda karbon (C), hidrojen (H) ve oksijenden (O) mey-
tir. En önemli özellikleri, genetik malzemelerinin zarla
dana gelen organik moleküller.
çevrili bir çekirdek içinde yer almas›d›r. Ayr›ca mitokon-
Katabolizma: (Disimilasyon, y›k›c› metabolizma, sindirim)
dri veya kloroplast gibi zarla çevrili çeflitli organelleri
Büyük moleküllerin daha küçük moleküllere parçalan-
vard›r, bu tür hücre içi karmafl›k yap›lar da prokaryotlar-
mas› ve bu esnada enerji aç›¤a ç›kmas›.
da bulunmaz.
Kateflik tanenler: Kateflinin kondensasyon ürünü olan ve
asit veya enzim ile hidroliz olmayan tanenlerdir.
Kitin: Mantarlar›n hücre çeperlerinin büyük bir k›sm›n› oluflturan, baz› hayvanlar taraf›ndan da üretilen azot içerikli
bir polisakkarit.
Koenzim: Bileflik enzimlerde bulunan, spesifik ve genel olarak kimyasal gruplar› bir enzimden baflka gruplara tafl›yabilen primer metabolit niteli¤indeki NADH, NAHDPH,
ADP ve ATP gibi küçük organik biyomoleküllerdir.
Kolorimetri: Renk fliddetinin ölçülmesi esas›na dayanan miktar tayin yöntemidir.
Kükürt glikozitleri: Aglikonun tiyol (-SH) grubu ile monosakkaritin redüktör grubunun hidroksili aras›ndan bir
molekül su ç›k›fl› ile oluflan sekonder metabolitlerdir.
L
P
Pektin: Bitkilerin hücre duvar›nda bulunan hidrofilik (suda
çözünen) bir polisakkarit.
Peptit ba¤›: Proteinlerde amino asitleri birbirine ba¤layan kovalent kimyasal bir ba¤. Her bir peptit ba¤› oluflumu s›ras›nda bir molekül su (H2O) kaybolur.
Pestisit: Zararl› organizmalar› engellemek, kontrol alt›na almak, ya da zararlar›n› azaltmak için kullan›lan maddelerdir
pH ka¤›d›: Turnusol olarak ta bilinir. Maddelerin asitli¤ini
ölçmek için kullan›l›r. Mavi turnusol ka¤›d› asidik ortamlarda k›rm›z›ya, k›rm›z› turnusol ka¤›d› ise bazik ortamlarda maviye döner.
Polisakkaritler: Birbirine ba¤l› birçok flekerden meydana
Lipitler: Hücre duvar› bileflimine giren veya hücrelerde enerji depolar› olarak hizmet eden hidrofobik (suda çözünmeyen) organik moleküller. Hayvansal ya¤lar, bitkisel
ya¤lar, steroidler, fosfolipitler ve karotenoidler.
M
gelen karbonhidratlar.
Politerpen: ‹zopren polimerleridir.
Primer glikozit: Glikozitlerin canl› bitkide bulunan flekilleridir ki birden fazla fleker molekülü tafl›rlar.
Primer maddeler /metabolitler: Hücre metabolizmas› ve
canl›l›¤› için gerekli olan birincil maddelerdir.
Metabolizma: Canl›larda karmafl›k enerji dönüflüm reaksiyon
ve faaliyetleridir. Bu esnada oluflan maddeler ise metabolit olarak nitelendirilir.
Mobil faz: Hareketli faz
Primer metabolitler: Bütün canl›larda, canl› vücudunun büyük bir k›sm›n› oluflturan makromoleküller: karbonhidratlar, lipirler, proteinler ve nukleik asitler.
Sözlük
Prokaryotik hücre: Bakteri ve arkeler çekirdeksiz olduklar›ndan beraberce prokaryot olarak adland›r›l›rlar, zarla
çevrili yap›lar bulundurmayan hücrelerdir, bir nukleus
U
Uçucu ya¤: Bitkisel veya hayvansal droglardan elde edilen
özel kokulu, adi s›cakl›kta s›v› halde olan uçucu madde-
da bulunmaz. Yap›sal olarak daha basit olan prokaryotik hücre yap›s› sadece bakterilerde bulunur.
Protein: Karbon, hidrojen, oksijen ve azot ve kükürtten olu-
209
ler kar›fl›m›d›r.
Ultra-viyole (UV): Morötesi ›fl›n›m. Elektromanyetik ›fl›n›m,
dalga boyuna göre çeflitli s›n›flara ayr›l›r. Bunlar, en
flan organik moleküller. Amino asitlerden meydana ge-
uzun dalga boyundan en k›sas›na do¤ru radyo, mikro-
len makromoleküller.
dalga, k›z›lötesi, görünür, morötesi X-›fl›n› ve gama ›fl›n›mlar›d›r. Dalga boyu 10 ile 400 nm aras›ndaki ›fl›n›ma
R
UV denir.
Reçine: Bitkisel kökenli, kompleks yap›l›, yar› kat› amorf
bilefliktir.
Y
Ya¤ asitleri: Hayvansal ya¤lar, bitkisel ya¤lar ve di¤er lipitle-
S
Sekonder glikozit: Primer glikozitlerin kurutma esnas›nda
bir fleker kaybederek ald›¤› kararl› yap›d›r.
Sekonder maddeler/metabolitler: Hücre metabolizmas›nda birincil metabolizma reaksiyonlar› sonucu oluflan ancak canl›l›n hayatiyeti için dolayl› olarak, ikincil derecede önemli olan maddeler olup fonksiyonlar› tam olarak
aç›klanamayan maddelerdir.
Selüloz: Glikoz monomerlerinden oluflan uzun zincirler halindeki polisakkarit karbonhidrat.
Sentezlenemeyen amino asitler: Canl›n›n kendi metabolizmas› içinde üretilmeyen, ancak vücuda g›dalar yoluyla
al›nmas› gereken amino asitler.
Seskiterpen: 15 karbonlu izopren türevidir.
Sesterterpen: 25 karbonlu izopren türevidir.
Sinerezis: Suyun jelden aç›¤a ç›kmas›d›r.
Siyanojenik glikozit: Aglikonu aldehit veya keton yap›s›nda
olan ve asit veya enzim hidrolizi sonras› hidrosiyanik
asit veren oksijen glikozitleridir.
Spektroskopi: Farkl› dalga boyundaki ›fl›klar›n maddeler
üzerinde oluflturdu¤u etkilerin incelenmesine dayanan
yöntem.
Stasyoner faz: Hareketsiz faz
Steroidler: Dört halkal› bir yap›ya sahip olan bir lipit tipi.
T
Tabaklama: Derinin sert, geçirgenlik özelli¤ini kaybetmifl,
uzun süre çürümeden muhafaza edilebilecek özellik kazanmas›d›r. Tanenlerin deri hücrelerindeki protoplazma
albuminleri ile birleflmesi sonucu albumin-tanen bilefliklerinin oluflmas› ile gerçekleflir.
Tanen: Azotsuz, polifenolik yap›da, su, aseton ve etanolde
çözünen, eter ve kloroformda az çözünen, buruk lezzetli bitkisel maddelerdir.
Tetraterpen: 40 karbonlu izopren türevidir.
Triterpen: 30 karbonlu izopren türevidir.
rin monomerik birimleridir.

Bitki Kimyası ve Analiz Yöntemleri E-kitap

Transkript

Benzer belgeler

PE Körkasa Bandı

ButylSeal (TDS)

EPDM Fix

Grout XL

Aquarium