Enantiómeros-nimikkeistö, ominaisuudet, ominaisuudet ja esimerkit

enantiomeerit ovat ne orgaanisten (ja epäorgaanisten) yhdisteiden parit, jotka koostuvat kahdesta peilikuvasta, jotka eivät voi olla päällekkäisiä toistensa kanssa. Kun päinvastainen tapahtuu - esimerkiksi pallon, golfklubin tai haarukan ollessa sanottu olevan akiraalisia esineitä..

Termi kiraalisuus loi William Thomson (Lord Kelvin), joka määritteli, että esine on kiraalinen, jos se ei voi päällekkäin peilikuvansa kanssa. Esimerkiksi kädet ovat kiraalisia elementtejä, koska vasemman käden heijastuminen, vaikka se kääntyy, ei koskaan osu alkuperäiseen.

Yksi tapa osoittaa edellä on sijoittamalla oikea käsi vasemmalle, huomaten, että ainoat sormet, jotka ovat päällekkäisiä, ovat keskimmäisiä. Itse asiassa sana kiraali johtuu kreikkalaisesta sanasta cheir, mikä tarkoittaa "käsi".

Ylemmän kuvan haarukan tapauksessa, jos sen heijastus kääntyisi, se sopisi täydellisesti alkuperäisen alle, mikä kääntyy akiraalisena objektina.

indeksi

• 1 Epäsymmetrinen hiili
• 2 Nimikkeistö
  • 2.1 Sekvenssien tai prioriteettien säännöt
• 3 Enantiomeerien ominaisuudet
• 4 Ominaisuudet
• 5 Esimerkkejä
  • 5.1 Talidomidi
  • 5.2 Salbutamoli ja limoneeni
• 6 Viitteet

Epäsymmetrinen hiili

Mitä geometrista muotoa atomien joukon pitää olla kiraalisena? Vastaus on tetrahedraali; toisin sanoen orgaanisen yhdisteen hiiliatomilla on oltava tetraedrinen järjestely sen ympärillä. Vaikka tämä pätee useimpiin yhdisteisiin, näin ei kuitenkaan aina ole.

Niin että tämä hypoteettinen CW-yhdiste₄ olla kiraalisia, kaikkien substituenttien täytyy olla erilaisia. Jos se ei olisi näin, tetraedronin heijastuminen voisi olla päällekkäinen joidenkin kiertojen jälkeen.

Siten yhdiste C (ABCD) on kiraalinen. Kun näin tapahtuu, neljä eri substituenttiin sidottua hiiliatomia kutsutaan asymmetriseksi hiileksi (tai stereogeeniseksi hiileksi). Kun tämä hiili katsotaan peiliin, sen heijastus ja tämä muodostavat enantiomeeriparin.

Ylemmässä kuvassa esitetään kolme yhdisteen C (ABCD) enantiomeeriparia. Kun otetaan huomioon vain ensimmäinen pari, sen heijastus ei ole päällekkäinen, koska kääntämällä vain kirjaimet A ja D samaan aikaan, mutta eivät C ja B.

Mitä suhdetta muihin enantiomeeripareihin liittyy toistensa kanssa? Yhdiste ja sen kuva ensimmäisestä enantiomeeriparista ovat muiden parien diastereomeerejä.

Toisin sanoen diastereomeerit ovat saman yhdisteen stereoisomeerejä, mutta eivät ole niiden oman heijastuksen tuote; toisin sanoen he eivät ole hänen peilikuvaa.

Käytännöllinen tapa omaksua tämä käsite on mallien käyttö, joista jotkut ovat yhtä yksinkertaisia ​​kuin anime-pallolla varustetut, jotkut tikkuja ja jotkut muovailumassat, jotka edustavat atomeja tai ryhmiä.

nimistö

Kahden kirjaimen sijainnin muutos tuottaa toisen enantiomeerin, mutta jos kolme kirjainta muutetaan, toiminta palaa alkuperäiseen yhdisteeseen, jolla on erilainen alueellinen suuntaus.

Tällä tavoin kahden kirjaimen muuttaminen johtaa kahteen uuteen enantiomeeriin ja samanaikaisesti kahteen uuteen diastereomeeriin alkuparista.

Miten erottaa nämä enantiomeerit toisistaan? Tällöin syntyy absoluuttinen R-S-konfiguraatio.

Tutkijat, jotka toteuttivat sen, olivat Cahn, Sir Christopher Ingold ja Vladimir Prelog. Tästä syystä sitä kutsutaan Cahn-Ingold-Prelogin merkintäjärjestelmäksi (R-S).

Sekvenssien tai prioriteettien säännöt

Miten tätä absoluuttista kokoonpanoa sovelletaan? Ensinnäkin termi "absoluuttinen konfiguraatio" viittaa asymmetrisen hiilen substituenttien täsmälliseen järjestelyyn. Täten jokaisella avaruusjärjestelyllä on oma R- tai S-konfiguraatio.

Ylempi kuva esittää kaksi absoluuttista konfiguraatiota enantiomeeriparille. Jos haluat nimetä jommankumman R: stä tai S: stä, on noudatettava sekvenssien tai prioriteettien sääntöjä:

1 - Korkeimman atomiluvun substituentti on se, jolla on korkein prioriteetti.

2- Molekyyli on suunnattu siten, että atomin tai alemman prioriteettipisteen ryhmä tasossa.

3 Piirrä linkkien nuolet ja piirtää ympyrä alenevassa prioriteetin suunnassa. Jos tämä suunta on sama myötäpäivään, konfiguraatio on R; jos se on vastapäivään, kokoonpano on S.

Kuvan tapauksessa punainen pallo, joka on merkitty numerolla 1, vastaa korkeinta prioriteettia vastaavaa substituenttia ja niin edelleen.

Valkoinen pallo, joka on numero 4, vastaa lähes aina vetyatomia. Toisin sanoen: vety on alin prioriteetti substituentti ja viimeinen.

Esimerkki absoluuttisesta kokoonpanosta

Ylemmän kuvan (aminohappo-l-seriini) yhdistelmässä asymmetrisellä hiilellä on seuraavat substituentit: CH₂OH, H, COOH ja NH₂.

Sovellettaessa edellä mainittuja sääntöjä tähän yhdisteeseen, substituentti, jolla on korkein prioriteetti, on NH₂, sen jälkeen COOH ja lopuksi CH₂OH. Neljännen substituentin ymmärretään olevan H.

COOH-ryhmällä on prioriteetti CH: n suhteen₂OH, koska hiili muodostaa kolme sidosta happiatomien (O, O, O) kanssa, kun taas muut muodostaa vain yhden OH: n (H, H, O) kanssa.

Enantiomeerien ominaisuudet

Enantiomeereillä ei ole symmetriaelementtejä. Nämä elementit voivat olla joko taso tai symmetriakeskus.

Kun nämä ovat läsnä molekyylirakenteessa, on hyvin todennäköistä, että yhdiste on akiraalinen eikä siksi voi muodostaa enantiomeerejä.

ominaisuudet

Enantiomeeriparilla on samat fysikaaliset ominaisuudet, kuten kiehumispiste, sulamispiste tai höyrynpaine.

Yksi ominaisuus, joka erottaa ne, on kuitenkin kyky pyörittää polarisoitua valoa tai mikä on sama: jokaisella enantiomeerillä on omat optiset aktiivisuutensa.

Enantiomeerit, jotka pyörivät polarisoitua valoa myötäpäivään, saavat kokoonpanon (+), kun taas ne, jotka pyörivät sitä päinvastaisen hankinnan suuntaan (-).

Nämä pyöritykset ovat riippumattomia asymmetrisen hiilen substituenttien tilasuunnittelusta. Näin ollen yhdiste, jonka kokoonpano on R tai S, voi olla (+) ja (-).

Lisäksi, jos molempien enantiomeerien (+) ja (-) pitoisuudet ovat yhtä suuret, polarisoitu valo ei poikkea sen liikeradasta ja seos on optisesti inaktiivinen. Kun näin tapahtuu, seosta kutsutaan raseemiseksi seokseksi.

Paikalliset järjestelyt puolestaan ​​säätelevät näiden yhdisteiden reaktiivisuutta stereospesifisiä substraatteja vastaan. Esimerkki tästä stereospesifisyydestä esiintyy entsyymien tapauksessa, jotka voivat toimia vain tietylle enantiomeerille, mutta ei sen peilikuvalle.

esimerkit

Monista mahdollisista enantiomeereistä on esimerkkeinä seuraavat kolme yhdistettä:

talidomidi

Mistä kahdesta molekyylistä on S-konfiguraatio? Yksi vasemmalla. Ensisijaisuusjärjestys on seuraava: ensin typpiatomi, toinen karbonyyliryhmä (C = O) ja kolmas metyleeniryhmä (-CH₂-).

Käy läpi ryhmien läpi myötäpäivään (R); kuitenkin, koska vety osoittaa ulos tasosta, takakulmasta nähty konfiguraatio vastaa itse asiassa S: tä, kun taas oikealla olevan molekyylin tapauksessa vety (alin prioriteetti) osoittaa takaisin kerran koneesta.

Salbutamoli ja limoneeni

Mikä näistä kahdesta molekyylistä on R-enantiomeeri: edellä tai jäljempänä? Molemmissa molekyyleissä asymmetrinen hiili on kytketty OH-ryhmään.

Alla olevan molekyylin prioriteettijärjestyksen määrittäminen, joka antaa seuraavat: ensin OH, toinen aromaattinen rengas ja kolmas CH-ryhmä₂-NH-C (CH₃)₃.

Ryhmien läpi kulkee ympyrä myötäpäivään; siksi se on R-enantiomeeri, joten alla oleva molekyyli on R-enantiomeeri ja yläosa S.

Yhdisteen (R) - (+) - limoneenin ja (S) - (-) - limoneenin tapauksessa erot ovat niiden lähteissä ja hajuissa. R-enantiomeerille on tunnusomaista, että sillä on haju appelsiineja, kun taas S-enantiomeerissä on sitruunan tuoksu.

viittaukset

1. T.W. Graham Solomons, Craigh B. Fryhle. Orgaaninen kemia. (Kymmenes painos, s. 188-301) Wiley Plus.
2. Francis A. Carey. Orgaaninen kemia sisään stereokemia. (Kuudes painos., S. 288-301). Mc Graw Hill.
3. Zeevveez. (1. elokuuta 2010). Haarukka peilin heijastus. [Kuva]: Haettu 17. huhtikuuta 2018 osoitteesta: flickr.com   
4. G. P. Moss. Stereokemian perus terminologia (IUPAC-suositukset 1996) Pure and Applied Chemistry, Volume 68, numero 12, sivut 2193-2222, ISSN (Online) 1365-3075, ISSN (Print) 0033-4545, DOI: doi.org
5. Viikon arkisto. (1. syyskuuta 2014). Talidomidi. Haettu 17. huhtikuuta 2018 osoitteesta: acs.org
6. Jordi picart. (29. heinäkuuta 2011). R- ja S-kokoonpanojen määritys kiraalisessa keskuksessa. [Kuva]. Haettu 17. huhtikuuta 2018 osoitteesta: commons.wikimedia.org