Enantiómeros nomenklatūra, īpašības, īpašības un piemēri

The enantiomēri ir tie organisko (un neorganisko) savienojumu pāri, kas sastāv no diviem spoguļattēliem, kas nevar pārklāties viens pret otru. Ja notiek pretējs gadījums - piemēram, bumbu, golfa klubu vai dakšiņu gadījumā tie ir akirālie objekti..

Terminu chirality radīja Viljams Tomsons (Kungs Kelvins), kurš definēja, ka objekts ir hirāls, ja tas nevar pārklāties ar tās spoguļattēlu. Piemēram, rokas ir hirālie elementi, jo kreisās puses atstarošana, kaut arī tā kļūst, nekad nesakrīt ar oriģinālu.

Viens no veidiem, kā pierādīt iepriekšminēto, ir novietot labo roku pa kreisi, konstatējot, ka vienīgie pirksti, kas pārklājas, ir vidējie. Patiesībā vārds “kirāls” izriet no grieķu vārda cheir, kas nozīmē "roku".

Augšējā attēla dakšas gadījumā, ja tās atstarošana būtu vērsta, tā lieliski ietilptu zem oriģināla, kas izpaužas kā akirāls objekts.

Indekss

• 1 Asimetriska ogleklis
• 2 Nomenklatūra
  • 2.1 Secību vai prioritāšu noteikumi
• 3 Enantiomēru raksturojums
• 4 Rekvizīti
• 5 Piemēri
  • 5.1. Talidomīds
  • 5.2. Salbutamols un limonēns
• 6 Atsauces

Asimetrisks ogleklis

Kāda ģeometriskā forma atomu kopumam ir jāuzskata par ķirālu? Atbilde ir tetraedriska; tas nozīmē, ka organiskajam savienojumam oglekļa atoms ir jāapvieno ar tetraedru. Tomēr, lai gan tas attiecas uz lielāko daļu savienojumu, tas ne vienmēr notiek.

Tā, ka šis hipotētiskais CW savienojums₄ jābūt hirālam, visiem aizvietotājiem jābūt atšķirīgiem. Ja tas nebūtu šāds, tad pēc dažām rotācijām tetraedra atspoguļojums varētu pārklāties.

Tādējādi savienojums C (ABCD) ir hirāls. Ja tas notiek, oglekļa atoms, kas piesaistīts pie četriem dažādiem aizvietotājiem, ir pazīstams kā asimetrisks ogleklis (vai stereogēns ogleklis). Kad šis ogleklis ir “izskatījies” spogulī, tā atstarošanās un tas veido enantiomēru pāri.

Augšējā attēlā ir ilustrēti trīs savienojuma C (ABCD) enantiomēru pāri. Ņemot vērā tikai pirmo pāru, tā atstarošana nav vienāda, jo, pagriežot tikai burtus A un D, ​​bet ne C un B.

Kādas ir citu enantiomēru pāru attiecības? Pirmā enantiomēra pāra savienojums un tā attēls ir pārējo pāru diastereomēri.

Citiem vārdiem sakot, diastereomēri ir viena un tā paša savienojuma stereoizomēri, bet bez paša pārdomas; tas ir, tie nav viņa spoguļattēls.

Praktisks veids, kā pielīdzināt šo jēdzienu, ir modeļu izmantošana, daži no tiem ir tik vienkārši, kā tie, kas bruņoti ar anime bumbu, dažiem nūjiņiem un dažiem plastilīna masām, lai pārstāvētu atomus vai grupas.

Nomenklatūra

Divu burtu vietas maiņa rada citu enantiomēru, bet, ja tiek mainīti trīs burti, darbība atgriežas sākotnējā savienojumā ar atšķirīgu telpisko orientāciju.

Tādā veidā divu burtu maiņa rada divus jaunus enantiomērus un tajā pašā laikā divus jaunus sākotnējā pāris diastereomērus..

Tomēr, kā diferencēt šos enantiomērus viens no otra? Šeit parādās absolūtā R-S konfigurācija.

Pētnieki, kas to īstenoja, bija Cahn, Sir Christopher Ingold un Vladimir Prelog. Šī iemesla dēļ tā ir pazīstama kā Cahn-Ingold-Prelog notācijas sistēma (R-S).

Secību vai prioritāšu noteikumi

Kā piemērot šo absolūtu konfigurāciju? Pirmkārt, termins "absolūtā konfigurācija" attiecas uz asimetriskā oglekļa aizvietotāju precīzu telpisko izkārtojumu. Tādējādi katram telpiskajam izvietojumam ir sava R vai S konfigurācija.

Augšējais attēls attēlo divas absolūtās konfigurācijas enantiomēru pārim. Lai apzīmētu vienu no diviem kā R vai S, jāievēro sekvenču vai prioritāšu noteikumi:

1- Aizvietotājs ar augstāko atomu skaitu ir viens ar augstāko prioritāti.

2 - molekula ir orientēta tā, lai atoma vai zemāku prioritāšu punktu grupa aiz plaknes.

3. Zīmējiet saites saites un zīmējiet apli dilstošā prioritātes virzienā. Ja šis virziens ir vienāds pulksteņrādītāja virzienā, konfigurācija ir R; ja tas ir pretēji pulksteņrādītāja virzienam, tad konfigurācija ir S.

Attēla gadījumā sarkanā sfēra, kas apzīmēta ar numuru 1, atbilst aizvietotājam ar augstāko prioritāti un tā tālāk.

Baltā sfēra, kas ir skaitlis 4, gandrīz vienmēr atbilst ūdeņraža atomam. Citiem vārdiem sakot: ūdeņradis ir zemākais prioritārais aizvietotājs un pēdējais.

Absolūtās konfigurācijas piemērs

Augšējā attēla kompozīcijā (aminoskābes l-serīns) asimetriskajam ogleklim ir šādi aizvietotāji: CH₂OH, H, COOH un NH₂.

Piemērojot iepriekš minētos noteikumus šim savienojumam, aizvietotājs ar augstāko prioritāti ir NH₂, kam seko COOH un, visbeidzot, CH₂OH. Ceturtais aizvietotājs ir H.

COOH grupai ir prioritāte salīdzinājumā ar CH₂OH, jo ogleklis veido trīs saites ar skābekļa atomiem (O, O, O), bet otrs veido tikai vienu ar OH (H, H, O).

Enantiomēru raksturojums

Enantiomēriem trūkst simetrijas elementu. Šie elementi var būt vai nu plakne, vai simetrijas centrs.

Ja tie ir molekulārajā struktūrā, ir ļoti iespējams, ka savienojums ir akirāls un tāpēc nevar veidot enantiomērus..

Rekvizīti

Enantiomēru pārim piemīt tādas pašas fizikālās īpašības kā viršanas punkts, kušanas punkts vai tvaika spiediens.

Tomēr viena īpašība, kas tos atšķir, ir spēja pagriezt polarizēto gaismu vai tas pats: katram enantiomram ir savas optiskās aktivitātes..

Enantiomēri, kas pagriež polarizēto gaismu pulksteņrādītāja kustības virzienā, iegūst konfigurāciju (+), bet tie, kas to pagriež pretējā apguvē, konfigurē (-).

Šīs rotācijas nav atkarīgas no asimetriskā oglekļa aizvietotāju telpiskā izvietojuma. Līdz ar to savienojums ar konfigurāciju R vai S var būt (+) un (-).

Turklāt, ja abu enantiomēru (+) un (-) koncentrācija ir vienāda, polarizētā gaisma neatšķiras no trajektorijas un maisījums ir optiski neaktīvs. Kad tas notiek, maisījumu sauc par racēmisku maisījumu.

Savukārt telpiskie izkārtojumi regulē šo savienojumu reaktivitāti pret stereospecifiskiem substrātiem. Šāda stereospecifiskuma piemērs parādās fermentu gadījumā, kas var iedarboties tikai uz noteiktu enantiomēru, bet ne uz tā spoguļattēla..

Piemēri

No daudziem iespējamiem enantiomēriem mums piemēri ir šādi trīs savienojumi:

Talidomīds

Kura no abām molekulām ir S konfigurācija? Viens pa kreisi. Prioritātes secība ir šāda: vispirms slāpekļa atoms, otrkārt karbonilgrupa (C = O), un, treškārt, metilēngrupa (-CH₂-).

Izmantojot grupas, izmantojiet pulksteņrādītāja virzienu (R); tomēr, tā kā ūdeņradis izkāpj no plaknes, konfigurācija, kas redzama no aizmugures leņķa, faktiski atbilst S, bet labās puses molekulas gadījumā ūdeņradis (zemākā prioritāte) norāda uz vienu reizi no plaknes.

Salbutamols un limonēns

Kurš no abām molekulām ir R enantiomērs: tas, kas ir augstāk vai zemāk? Abās molekulās asimetriskais ogleklis ir saistīts ar OH grupu.

Nosakot zemāk minētās molekulas prioritāšu secību, kas dod šādu informāciju: vispirms OH, otrreiz aromātisko gredzenu un trešo - CH grupu₂-NH-C (CH₃)₃.

Dodoties cauri grupām, aplis ir vērsts pulksteņrādītāja virzienā; tāpēc tā ir R enantiomērs, tāpēc zemāk esošā molekula ir R enantiomērs, bet augšējā - S.

Attiecībā uz savienojumu (R) - (+) - limonēnu un (S) - (-) - limonēnu atšķirības ir to avotos un smaržās. R-enantiomēru raksturo apelsīnu smarža, savukārt S-enantiomērs ir citronu smarža..

Atsauces

1. T.W. Graham Solomons, Craigh B. Fryhle. Organiskā ķīmija. (Desmitais izdevums, 188-301. Lpp.) Wiley Plus.
2. Francis A. Carey. Organiskā ķīmija In Stereochemistry. (Sestais izdevums, P. 288-301). Mc Graw kalns.
3. Zeevveez. (2010. gada 1. augusts). Fork Mirror Reflection. [Attēls]: Ielādēts 2018. gada 17. aprīlī, no: flickr.com   
4. G. P. Moss. Stereoķīmijas pamata terminoloģija (IUPAC rekomendācijas 1996) Pure and Applied Chemistry, 68. sējums, 12. izdevums, 2193-2222. Lpp., ISSN (Online) 1365-3075, ISSN (Print) 0033-4545, DOI: doi.org
5. Nedēļas arhīva arhīvs. (2014. gada 1. septembris). Talidomīds. Saturs iegūts 2018. gada 17. aprīlī no: acs.org
6. Jordi picart. (2011. gada 29. jūlijs). R un S konfigurāciju piešķiršana ķirālajā centrā. [Attēls] Saturs iegūts 2018. gada 17. aprīlī no: commons.wikimedia.org