Nomenklatura, značilnosti, lastnosti in primeri enantiómerosa



The enantiomeri so tisti pari organskih (in anorganskih) spojin, ki so sestavljene iz dveh zrcalnih slik, ki se ne morejo prekrivati ​​ena nad drugo. Če se zgodi nasprotno - na primer, v primeru žogice, golf kluba ali vilice - se reče, da so ahiralni predmeti..

Izraz kiralnost je skoval William Thomson (Lord Kelvin), ki je opredelil, da je objekt kiralen, če se ne more prekrivati ​​z njegovo zrcalno sliko. Na primer, roke so kiralni elementi, ker odsev leve roke, čeprav se obrne, nikoli ne bo sovpadel z izvirnikom..

Eden od načinov za prikaz zgoraj navedenega je, da desno roko položite na levo in ugotovite, da so le prsti, ki se prekrivajo, srednji. V bistvu beseda kiralna izhaja iz grške besede cheir, kar pomeni "roka".

V primeru vilic zgornje slike, če bi se njegov odsev obrnil, bi se popolnoma ujemal z izvirnikom, kar se prevede kot akiralni predmet..

Indeks

  • 1 Asimetrični ogljik
  • 2 Nomenklatura
    • 2.1 Pravila zaporedij ali prednostnih nalog
  • 3 Značilnosti enantiomerov
  • 4 Lastnosti
  • 5 Primeri
    • 5.1 Talidomid
    • 5.2 Salbutamol in limonen
  • 6 Reference

Asimetrični ogljik

Kakšna geometrijska oblika mora biti določena kot kiralna? Odgovor je tetraedrski; to pomeni, da mora imeti ogljikov atom v organski spojini tetraedrsko razporeditev okoli nje. Čeprav to velja za večino spojin, to ni vedno tako.

Torej je to hipotetično CW spojino4 biti kiralni, morajo biti vsi substituenti različni. Če ne bi bilo na ta način, bi se odsev tetraedra lahko prekrival po nekaj rotacijah.

Tako je spojina C (ABCD) kiralna. Ko se to zgodi, je ogljikov atom, vezan na štiri različne substituente, znan kot asimetrični ogljik (ali stereogeni ogljik). Ko se ta ogljik »pogleda« v ogledalo, njegov odsev in to tvorita enantiomerni par.

Na zgornji sliki sta prikazana tri enantiomerna para spojine C (ABCD). Če upoštevamo le prvi par, se njegov odsev ne prekriva, ker se ob obračanju le črke A in D ujemata, ne pa C in B..

Kakšno razmerje imajo drugi pari enantiomerov med seboj? Spojina in njena podoba prvega enantiomernega para sta diastereomera drugih parov.

Z drugimi besedami, diastereomeri so stereoizomeri iste spojine, vendar brez produkta njihove lastne refleksije; to pomeni, da niso njegova zrcalna slika.

Praktičen način za asimilacijo tega koncepta je uporaba modelov, od katerih so nekateri preprosti, kot tisti, ki so oboroženi z anime kroglo, nekaj palic in nekaj plastelinskih mas, ki predstavljajo atome ali skupine..

Nomenklatura

Sprememba mesta dveh črk povzroči še en enantiomer, če pa se spremenijo tri črke, se operacija vrne v prvotno spojino z drugačno prostorsko orientacijo..

Tako spreminjanje dveh črk povzroči nastanek dveh novih enantiomerov in hkrati dveh novih diastereomerov začetnega para..

Vendar, kako razlikovati te enantiomere drug od drugega? Tu se pojavi absolutna konfiguracija R-S.

Raziskovalci, ki so ga izvajali, so bili Cahn, Sir Christopher Ingold in Vladimir Prelog. Zato je znan kot sistem zapisov (R-S) Cahn-Ingold-Preloga.

Pravila zaporedij ali prednostnih nalog

Kako uporabiti to absolutno konfiguracijo? Prvič, izraz "absolutna konfiguracija" se nanaša na natančno prostorsko razporeditev substituentov na asimetričnem ogljiku. Tako ima vsaka prostorska ureditev svojo R ali S konfiguracijo.

Zgornja slika prikazuje dve absolutni konfiguraciji za par enantiomerov. Za označitev enega od dveh kot R ali S je treba upoštevati pravila zaporedij ali prednostnih nalog:

1- substituent z najvišjo atomsko številko je tista z najvišjo prioriteto.

2 - Molekula je usmerjena tako, da atom ali skupina nižje prednostne točke za ravnino.

3. Narišite puščice povezav in narišite krog v prednostni smeri. Če je ta smer enaka smeri urinega kazalca, je konfiguracija R; če je v nasprotni smeri urinega kazalca, je konfiguracija S.

V primeru slike rdeča krogla, označena s številko 1, ustreza substituentu z najvišjo prioriteto in tako naprej.

Bela sfera, to je številka 4, skoraj vedno ustreza atomu vodika. Z drugimi besedami: vodik je najnižji prednostni substituent in zadnji.

Primer absolutne konfiguracije

V kompozitu zgornje slike (aminokislina l-serin) ima asimetrični ogljik naslednje substituente: CH2OH, H, COOH in NH2.

Z uporabo zgoraj navedenih pravil za to spojino je substituent z najvišjo prioriteto NH2, sledi COOH in na koncu CH2OH. Četrti substituent je H.

Skupina COOH ima prednost pred CH2OH, ker ogljik tvori tri vezi s kisikovimi atomi (O, O, O), drugi pa le eno z OH (H, H, O).

Značilnosti enantiomerov

Enantiomeri nimajo elementov simetrije. Ti elementi so lahko ravnina ali središče simetrije.

Ko so ti prisotni v molekulski strukturi, je zelo verjetno, da je spojina akiralna in zato ne more tvoriti enantiomerov.

Lastnosti

Par enantiomerov ima enake fizikalne lastnosti, kot je vrelišče, tališče ali parni tlak.

Vendar pa je lastnost, ki jih ločuje, zmožnost vrtenja polarizirane svetlobe ali tega, kar je enako: vsak enantiomer ima lastne optične aktivnosti..

Enantiomeri, ki zavrtijo polarizirano svetlobo v smeri urinega kazalca, dobijo konfiguracijo (+), medtem ko tisti, ki jo obračajo proti nasprotni, pridobijo konfiguracijo (-).

Te rotacije so neodvisne od prostorske razporeditve substituentov na asimetričnem ogljiku. Zato je lahko spojina s konfiguracijo R ali S (+) in (-).

Poleg tega, če so koncentracije obeh enantiomerov (+) in (-) enake, polarizirana svetloba ne odstopa od svoje poti in zmes je optično neaktivna. Ko se to zgodi, se zmes imenuje racemična zmes.

Po drugi strani pa prostorske ureditve urejajo reaktivnost teh spojin proti stereospecifičnim substratom. Primer te stereospecifičnosti se pojavi v primeru encimov, ki lahko delujejo le na določen enantiomer, vendar ne na njegovo zrcalno sliko..

Primeri

Od mnogih možnih enantiomerov imamo kot primer naslednje tri spojine:

Thalidomide

Katera od obeh molekul ima S konfiguracijo? Tisti na levi. Prednostni vrstni red je naslednji: najprej atom dušika, drugi karbonilna skupina (C = O) in tretja metilenska skupina (-CH)2-).

Ko greste skozi skupine, uporabite smer urinega kazalca (R); vendar, ko vodik izstopa iz ravnine, konfiguracija, ki jo vidimo od zadnjega kota, dejansko ustreza S, medtem ko je v primeru molekule na desni vodik (najnižja prioriteta) enkrat obrnjen nazaj. iz letala.

Salbutamol in limonen

Katera od obeh molekul je R enantiomer: tista zgoraj ali ena spodaj? V obeh molekulah je asimetrični ogljik povezan z OH skupino.

Določanje vrstnega reda prednostnih nalog za spodnjo molekulo, ki daje naslednje: najprej OH, drugi aromatski obroč in tretja skupina CH2-NH-C (CH3)3.

Ko grem skozi skupine, je krog narisan v smeri urinega kazalca; zato je R enantiomer, zato je spodnja molekula R enantiomer, in prva je S enantiomer..

Za spojino (R) - (+) - limonen in (S) - (-) - limonen so razlike v virih in vonjih. Za R-enantiomer je značilen vonj pomaranč, S-enantiomer pa ima vonj limon.

Reference

  1. T.W. Graham Solomons, Craigh B. Fryhle. Organska kemija. (Deseta izdaja, str. 188-301) Wiley Plus.
  2. Francis A. Carey. Organska kemija V Stereokemija. (Šesta izdaja., Str. 288-301). Mc Graw Hill.
  3. Zeevveez. (1. avgust 2010). Odsev zrcalne vilice. [Slika]: Pridobljeno 17. aprila 2018, na naslovu: flickr.com   
  4. G. P. Moss. Osnovna terminologija stereokemije (IUPAC Priporočila 1996) Čista in uporabna kemija, Letnik 68, številka 12, Strani 2193-2222, ISSN (Online) 1365-3075, ISSN (Tiskanje) 0033-4545, DOI: doi.org
  5. Molekula arhiva tedna. (1. september 2014). Thalidomide. Pridobljeno 17. aprila 2018, iz: acs.org
  6. Jordi picart. (29. julij 2011). Določitev R in S konfiguracij v kiralnem centru. [Slika] Pridobljeno 17. aprila 2018, iz: commons.wikimedia.org