Enantiómeros nomenklatūra, charakteristikos, savybės ir pavyzdžiai

The enantiomerai tai yra organinių (ir neorganinių) junginių poros, susidedančios iš dviejų veidrodžio vaizdų, kurie negali sutapti vienas su kitu. Priešingu atveju, pavyzdžiui, kamuolys, golfo klubas arba šakutė - jie yra chirurginiai objektai..

Terminą chiralumas sukūrė Williamas Thomsonas (Viešpats Kelvinas), kuris nustatė, kad objektas yra chiralinis, jei jis negali sutapti su savo veidrodžio vaizdu. Pavyzdžiui, rankos yra chiraliniai elementai, nes kairiosios rankos atspindys, nors ir sukasi, niekada nesutampa su originalu.

Vienas iš būdų, kaip parodyti pirmiau minėtą, yra dešiniosios rankos padėjimas į kairę, nustatant, kad vieninteliai pirštai, kurie sutampa, yra viduriniai. Tiesą sakant, žodis „chiral“ kyla iš graikų kalbos cheir, tai reiškia „ranka“.

Viršutinio vaizdo šakutės atveju, jei jos atspindys būtų pasukamas, jis puikiai atitiktų originalą, kuris verčia kaip chirurginį objektą.

Indeksas

• 1 Asimetrinė anglis
• 2 Nomenklatūra
  • 2.1 Sekų ar prioritetų taisyklės
• 3 enantiomerų charakteristikos
• 4 Ypatybės
• 5 Pavyzdžiai
  • 5.1 Talidomidas
  • 5.2 Salbutamolis ir limonenas
• 6 Nuorodos

Asimetrinė anglis

Kokia geometrinė forma turi būti laikoma chiraliniu atomų rinkiniu? Atsakymas yra tetrahedras; tai yra, organiniam junginiui anglies atomas turi būti su juo susietas tetraedras. Tačiau, nors tai taikoma daugeliui junginių, tai ne visada.

Taigi, kad šis hipotetinis CW junginys₄ būti chiraliniai, visi pakaitai turi būti skirtingi. Jei taip nebūtų, tam tikros rotacijos metu Tetraedro atspindys galėtų sutapti.

Taigi, junginys C (ABCD) yra chiralinis. Tokiu atveju anglies atomas, prijungtas prie keturių skirtingų pakaitalų, yra žinomas kaip asimetrinė anglis (arba stereogeninė anglis). Kai ši anglis „atrodo“ prie veidrodžio, jos atspindys ir tai sudaro enantiomerinę porą.

Viršutiniame paveiksle iliustruojamos trys junginio C (ABCD) enantiomerinės poros. Atsižvelgiant tik į pirmąją porą, jos atspindys nėra lyginamas, nes, apverčiant tik raides A ir D, bet ne C ir B.

Kokie santykiai yra kitoms enantiomerų poroms? Junginys ir jo pirmojo enantiomerinės poros vaizdas yra kitų porų diastereomerai.

Kitaip tariant, diastereomerai yra to paties junginio stereoizomerai, tačiau nėra jų paties atspindžio produktas; tai yra, jie nėra jo veidrodinis vaizdas.

Praktinis būdas įsisavinti šią koncepciją yra naudojant modelius, kai kurie iš jų yra tokie paprasti, kaip ir ginkluoti anime rutuliu, kai kuriais lazdomis ir kai kuriais plastilino masėmis, kad būtų atomai ar grupės..

Nomenklatūra

Dviejų raidžių vietos keitimas sukuria kitą enantiomerą, tačiau jei pasikeičia trys raidės, operacija grįžta į originalų junginį su skirtinga erdvine orientacija.

Tokiu būdu dviejų raidžių keitimas sukelia du naujus enantiomerus ir tuo pačiu metu du naujus pradinės poros diastereomerus.

Tačiau kaip atskirti šiuos enantiomerus vienas nuo kito? Čia atsiranda absoliuti R-S konfigūracija.

Mokslininkai, kurie ją įgyvendino, buvo Cahn, Sir Christopher Ingold ir Vladimir Prelog. Dėl šios priežasties ji yra žinoma kaip Cahn-Ingold-Prelog žymėjimo sistema (R-S).

Sekų ar prioritetų taisyklės

Kaip taikyti šią absoliučią konfigūraciją? Pirma, terminas "absoliuti konfigūracija" reiškia tikslų asimetrinės anglies pakaitų erdvinį išdėstymą. Taigi kiekvienas erdvinis išdėstymas turi savo R arba S konfigūraciją.

Viršutinis vaizdas parodo dvi absoliučias enantiomerų poros konfigūracijas. Norint paskirti vieną iš dviejų kaip R arba S, turi būti laikomasi sekų ar prioritetų taisyklių:

1 - Aukščiausias prioritetas yra pakaitalas su aukščiausiu atominiu skaičiumi.

2- Molekulė yra orientuota taip, kad atrama arba žemesnio prioriteto taškų grupė už plokštės.

3. Nubraižykite nuorodų rodykles ir pieškite apskritimą mažėjančia prioritetine kryptimi. Jei ši kryptis yra ta pati pagal laikrodžio rodyklę, konfigūracija yra R; jei jis yra prieš laikrodžio rodyklę, tada konfigūracija yra S.

Atvaizdo atveju raudona spalva, pažymėta numeriu 1, atitinka pakaitalą su aukščiausiu prioritetu ir pan.

Baltos spalvos sfera, kuri yra 4, beveik visada atitinka vandenilio atomą. Kitaip tariant, vandenilis yra žemiausias prioritetinis pakaitas ir paskutinis.

Absoliutus konfigūracijos pavyzdys

Viršutinio vaizdo kompozicijoje (aminorūgštis l-serinas) asimetrinė anglis turi šiuos pakaitus: CH₂OH, H, COOH ir NH₂.

Taikant pirmiau minėtas taisykles šiam junginiui, aukščiausio prioriteto pakaitalas yra NH₂, po to - COOH ir, galiausiai, CH₂OH. Ketvirtasis pakaitas suprantamas kaip H.

COOH grupė turi pirmenybę prieš CH₂OH, nes anglis sudaro tris jungtis su deguonies atomais (O, O, O), o kitos sudaro tik vieną su OH (H, H, O).

Enantiomerų charakteristikos

Enantiomerai neturi simetrijos elementų. Šie elementai gali būti plokštuma arba simetrijos centras.

Kai jie yra molekulinėje struktūroje, labai tikėtina, kad junginys yra achirinis ir todėl negali sudaryti enantiomerų.

Savybės

Enantiomerų pora turi tas pačias fizines savybes, kaip antai virimo temperatūra, lydymosi temperatūra arba garų slėgis.

Tačiau viena jų išskirianti savybė yra gebėjimas pasukti poliarizuotą šviesą arba tas pats: kiekvienas enantiomeras turi savo optinę veiklą.

Enantiomerai, kurie sukasi poliarizuotą šviesą pagal laikrodžio rodyklę, įgyja konfigūraciją (+), o tie, kurie sukasi priešinga kryptimi - konfigūracija (-).

Šie apsisukimai nepriklauso nuo asimetrinės anglies pakaitų erdvinio išdėstymo. Todėl R arba S konfigūracijos junginys gali būti (+) ir (-).

Be to, jei abiejų enantiomerų (+) ir (-) koncentracijos yra lygios, poliarizuota šviesa nesiskiria nuo trajektorijos ir mišinys yra optiškai neaktyvus. Tokiu atveju mišinys vadinamas raceminiu mišiniu.

Savo ruožtu erdviniai išdėstymai reguliuoja šių junginių reaktyvumą nuo stereospecifinių substratų. Šio stereospecifiškumo pavyzdys pasireiškia fermentų atveju, kurie gali veikti tik tam tikram enantiomerui, bet ne ant jo veidrodinio vaizdo.

Pavyzdžiai

Iš daugelio galimų enantiomerų pavyzdžiai yra šie trys junginiai:

Talidomidas

Kuris iš dviejų molekulių turi S konfigūraciją? Viena kairėje. Pirmenybės tvarka yra tokia: pirma, azoto atomas, antrasis - karbonilo grupė (C = O), trečia - metileno grupė (-CH₂-).

Važiuodami per grupes naudokite pagal laikrodžio rodyklę (R); tačiau, kadangi vandenilis išeina iš plokštumos, iš nugaros kampo matoma konfigūracija iš tikrųjų atitinka S, o dešinėje esančios molekulės atveju vandenilis (žemiausias prioritetas) atsitinka vieną kartą iš lėktuvo.

Salbutamolis ir limonenas

Kurios iš dviejų molekulių yra R enantiomeras: tai, kas yra aukščiau arba žemiau? Abiejose molekulėse asimetrinė anglis yra susieta su OH grupe.

Nustatyti žemiau pateiktos molekulės prioritetų eiliškumą, pirmiausia nurodant OH, antrą aromatinį žiedą ir trečiąją CH grupę₂-NH-C (CH₃)₃.

Einant per grupes, apskritimas sudaromas pagal laikrodžio rodyklę; todėl jis yra R enantiomeras, taigi žemiau esanti molekulė yra R enantiomeras, o viršutinis - S.

Junginio (R) - (+) - limoneno ir (S) - (-) - limoneno atveju skirtumai yra jų šaltiniuose ir kvapuose. R-enantiomerui būdingas apelsinų kvapas, o S-enantiomeras turi citrinų kvapą.

Nuorodos

1. T.W. Graham Solomons, Craigh B. Fryhle. Organinė chemija. (Dešimtasis leidimas, p. 188-301) Wiley Plus.
2. Francis A. Carey. Organinė chemija Į Stereochemija. (Šeštasis leidimas, p. 288-301). Mc Graw kalnas.
3. Zeevveez. (2010 m. Rugpjūčio 1 d.). Šakės veidrodis atspindys. [Paveikslėlis]: Gauta 2018 m. Balandžio 17 d., Iš: flickr.com   
4. G. P. Moss. Pagrindinė stereochemijos terminologija (IUPAC rekomendacijos 1996) Pure and Applied Chemistry, 68 tomas, 12 leidimas, 2193-2222 psl., ISSN (Online) 1365-3075, ISSN (Print) 0033-4545, DOI: doi.org
5. Savaitės archyvo molekulė. (2014 m. Rugsėjo 1 d.). Talidomidas. Gauta 2018 m. Balandžio 17 d., Nuo: acs.org
6. Jordi picart. (2011 m. Liepos 29 d.). R ir S konfigūracijų paskyrimas chiraliniame centre. [Pav.] Gauta 2018 m. Balandžio 17 d., Iš: commons.wikimedia.org