Enantiómerose nomenklatuur, omadused, omadused ja näited

The enantiomeerid on need orgaaniliste (ja anorgaaniliste) ühendite paarid, mis koosnevad kahest peegelpildist, mis ei saa üksteisega kattuda. Kui vastupidine juhtub - näiteks palli, golfiklubi või kahvlite puhul öeldakse, et need on kiraalsed objektid..

Mõiste kiraalsus on loodud William Thomsoni (Lord Kelvin) poolt, kes määratles, et objekt on kiraalne, kui see ei saa kattuda oma peegelpildiga. Näiteks käed on kiraalsed elemendid, sest vasaku käe peegeldus, kuigi see muutub, ei kattu kunagi algse.

Üks võimalus ülaltoodud näitamiseks on parema käe paigutamine vasakule, leides, et ainsad sõrmed, mis kattuvad, on keskmised. Tegelikult tuleneb sõna kiraalne kreeka sõnast cheir, mis tähendab "käsi".

Kui ülemise pildi kahvli korral peaks selle peegeldus pöörama, sobiks see ideaalselt originaali alla, mis tõlgib akiraalse objektina.

Indeks

• 1 Asümmeetriline süsinik
• 2 nomenklatuur
  • 2.1 Järjestuste või prioriteetide reeglid
• 3 Enantiomeeride omadused
• 4 Omadused
• 5 Näited
  • 5.1 Talidomiid
  • 5.2 Salbutamool ja limoneen
• 6 Viited

Asümmeetriline süsinik

Milline geomeetriline kuju peab aatomite kogum olema kiraalne? Vastus on tetraedriline; see tähendab, et orgaanilise ühendi puhul peab süsinikuaatomil olema ümber tetraedriline paigutus. Kuigi see kehtib enamiku ühendite kohta, ei ole see alati nii.

Nii et see hüpoteetiline CW ühend₄ olema kiraalne, kõik asendajad peavad olema erinevad. Kui see nii ei oleks, võib tetraeedri peegeldus mõningate pöörete järel kattuda.

Seega on ühend C (ABCD) kiraalne. Kui see juhtub, siis nelja erineva asendajaga seotud süsinikuaatomit tuntakse asümmeetrilise süsiniku (või stereogeensena süsiniku) all. Kui seda süsinikku peegeldatakse, peegeldub ja see moodustab enantiomeerse paari.

Ülemises pildis on kujutatud ühendi C kolm enantiomeerset paari (ABCD). Arvestades ainult esimest paari, ei ole selle peegeldumine kattuv, sest ainult tähed A ja D kattuvad, kuid mitte C ja B.

Millised on teiste enantiomeeride paaride omavahelised suhted? Ühend ja selle esimene enantiomeerse paari pilt on teiste paaride diastereomeerid.

Teiste sõnadega, diastereomeerid on sama ühendi stereoisomeerid, kuid ei ole nende enda peegeldus; see tähendab, et nad ei ole tema peegelpilt.

Praktiline viis selle kontseptsiooni omaksvõtmiseks on mudelite kasutamine, millest mõned on nii lihtsad kui need, mis on relvastatud anime kuuliga, mõned pulgad ja mõned plastiliinimassid, mis esindavad aatomeid või rühmi.

Nomenklatuur

Kahe tähe koha muutmine tekitab teise enantiomeeri, kuid kui kolm tähte muudetakse, naaseb operatsioon erineva ruumilise orientatsiooniga algse ühendi juurde.

Sel viisil tekitab kahe tähe muutmine kaks uut enantiomeeri ja samal ajal kaks esimest paari diastereomeeri..

Kuid kuidas eristada neid enantiomeere üksteisest? Siin tekib absoluutne R-S konfiguratsioon.

Teadlased, kes seda rakendasid, olid Cahn, Sir Christopher Ingold ja Vladimir Prelog. Sel põhjusel nimetatakse seda Cahn-Ingold-Prelogi märkimissüsteemiks (R-S).

Järjestuste või prioriteetide reeglid

Kuidas seda absoluutset konfiguratsiooni rakendada? Esiteks viitab mõiste "absoluutne konfiguratsioon" asümmeetrilisele süsinikule asendajate täpse ruumilise paigutuse suhtes. Seega on igal ruumilisel paigutusel oma R- või S-konfiguratsioon.

Ülemine pilt illustreerib kahte enantiomeeride paari absoluutset konfiguratsiooni. Ühe kahest R või S tähistamiseks tuleb järgida järjestuste või prioriteetide reegleid:

1 - Kõrgeima aatomiarvuga asendaja on kõrgeima prioriteediga asendaja.

2 - molekul on orienteeritud nii, et aatomi või madalama prioriteediga punktide grupp on tasapinna taga.

3 - Joonistage linkide nooled ja joonistage ring kahanevas prioriteedi suunas. Kui see suund on sama päripäeva, on konfiguratsioon R; kui see on vastupäeva, siis on konfiguratsiooniks S.

Kujutise puhul vastab number 1 tähistatud punane sfäär kõige kõrgema prioriteediga asendajale jne.

Valge kera, mis on number 4, vastab peaaegu alati vesiniku aatomile. Teisisõnu: vesinik on madalaim prioriteetne asendaja ja viimane.

Absoluutse konfiguratsiooni näide

Ülemise kujutise (aminohappe l-seriin) komposiidis on asümmeetrilisel süsinikul järgmised asendajad: CH₂OH, H, COOH ja NH₂.

Rakendades ülaltoodud reegleid selle ühendi jaoks, on kõrgeima prioriteediga asendaja NH₂, millele järgneb COOH ja lõpuks CH₂OH. Neljas asendaja on H.

COOH rühmal on prioriteet CH suhtes₂OH, sest süsinik moodustab kolm sidet hapniku aatomitega (O, O, O), samas kui teised moodustavad ainult ühe OH-ga (H, H, O).

Enantiomeeride omadused

Enantiomeeridel puudub sümmeetria element. Need elemendid võivad olla kas sümmeetriatasand või tasand.

Kui need on molekulaarses struktuuris, on väga tõenäoline, et ühend on akiraalne ja seetõttu ei saa see moodustada enantiomeere.

Omadused

Enantiomeeride paaril on samad füüsikalised omadused nagu keemistemperatuur, sulamispunkt või aururõhk.

Kuid üks neist eristav omadus on võime pöörata polariseeritud valgust või see, mis on sama: igal enantiomeeril on oma optiline aktiivsus.

Enantiomeerid, mis pööravad polariseeritud valgust päripäeva, omandavad konfiguratsiooni (+), samas kui need, kes seda pöörlevad vastupidise omandamise suunas, (-).

Need pöörded ei sõltu asümmeetrilise süsiniku asendajate ruumilisest paigutusest. Järelikult võib konfiguratsiooniga R või S ühend olla (+) ja (-).

Lisaks, kui mõlema enantiomeeri (+) ja (-) kontsentratsioonid on võrdsed, ei erine polariseeritud valgus selle trajektoorist ja segu on optiliselt inaktiivne. Kui see juhtub, nimetatakse segu ratseemiliseks seguks.

Ruumiline paigutus omakorda reguleerib nende ühendite reaktiivsust stereospetsiifiliste substraatide suhtes. Selle stereospetsiifilisuse näide esineb ensüümide puhul, mis võivad toimida ainult teatud enantiomeeril, kuid mitte peegelpildil.

Näited

Paljude võimalike enantiomeeride puhul on meil järgmised kolm ühendit:

Talidomiid

Millist kahest molekulist on S-konfiguratsioon? Üks vasakul. Prioriteetide järjekord on järgmine: kõigepealt lämmastikuaatom, teine ​​karbonüülrühm (C = O) ja kolmas metüleenrühm (-CH).₂-).

Rühmade läbimisel kasutage päripäeva (R); kuna vesinik osutub tasapinnast väljapoole, siis tagaküljelt vaadeldav konfiguratsioon vastab tegelikult S-le, samas kui parempoolse molekuli puhul on vesinik (madalaim prioriteet) tagasi üks kord lennukist.

Salbutamool ja limoneen

Milline neist kahest molekulist on R-enantiomeer: ​​ülal või allpool? Mõlemas molekulis on asümmeetriline süsinik seotud OH-rühmaga.

Alltoodud molekuli prioriteetide järjekorra määramine, mis annab järgmise: esmalt OH, teine ​​aromaatne ring ja kolmas CH rühm₂-NH-C (CH₃)₃.

Rühmad läbivad ringi päripäeva; seega on see R-enantiomeer, seega on allpool olev molekul R-enantiomeer ja ülemine S.

Ühendi (R) - (+) - limoneeni ja (S) - (-) - limoneeni puhul on erinevused nende allikates ja lõhnades. R-enantiomeeri iseloomustab apelsinide lõhn, samas kui S-enantiomeeril on sidrunite lõhn.

Viited

1. T.W. Graham Solomons, Craigh B. Fryhle. Orgaaniline keemia. (Kümnes väljaanne, lk 188-301) Wiley Plus.
2. Francis A. Carey. Orgaaniline keemia Sisse Stereokeemia. (Kuues väljaanne., P. 288-301). Mc Grawi mägi.
3. Zeevveez. (1. august 2010). Kahvli peegli peegeldus. [Joonis]: Välja otsitud 17. aprillil 2018 alates: flickr.com   
4. G. P. Moss. Stereokeemia põhiterminoloogia (IUPACi soovitused 1996) Pure and Applied Chemistry, köide 68, väljaanne 12, leheküljed 2193-2222, ISSN (Online) 1365-3075, ISSN (Print) 0033-4545, DOI: doi.org
5. Nädala arhiiv. (1. september 2014). Talidomiid. Välja otsitud 17. aprillil 2018, alates: acs.org
6. Jordi picart. (29. juuli 2011). R- ja S-konfiguratsioonide määramine kiraalses keskuses. [Joonis] Välja otsitud 17. aprillil 2018 alates: commons.wikimedia.org