Chiralumas, kurį sudaro ir pavyzdžiai



The chiralumas yra geometrinė nuosavybė, kurioje objektas gali turėti du vaizdus: vieną dešinę ir vieną kairę, kurie nėra tarpusavyje keičiami; tai yra, jie yra erdviškai skirtingi, net jei likę jų savybės yra vienodos. Objektas, turintis chiralumą, paprasčiausiai yra „chiralinis“.

Dešinė ir kairė ranka yra chiralinė: viena yra kito atspindys (veidrodinis vaizdas), tačiau jos nėra tos pačios, nes, kai jie yra vienas ant kito, jų nykščiai nesutampa. 

Daugiau nei veidrodis, norint žinoti, ar objektas yra chiralinis, reikia užduoti tokį klausimą: ar turite „kairiųjų“ ir dešiniųjų pusių „versijas“??

Pavyzdžiui, vienas kairysis stalas ir vienas dešinysis stalas yra chiraliniai objektai; dvi tos pačios modelio transporto priemonės, kurių vairas yra kairėje arba dešinėje; batų pora, kaip ir kojos; spiraliniai laiptai kairėje ir teisinga kryptimi ir pan..

O chemijos molekulės nėra išimtis: jos taip pat gali būti chiralinės. Paveikslėlyje parodyta molekulių su tetraedrine geometrija pora. Net jei pasukite kairįjį ir paliesite mėlyną ir violetinę sferą, rudi ir žalieji taps iš lėktuvo.

Indeksas

  • 1 Kas yra chiralumas??
  • 2 Chiralumo pavyzdžiai
    • 2.1 Ašinis
    • 2.2 Planar
    • 2.3 Kita
  • 3 Nuorodos

Kas yra chiralumas??

Su molekulėmis nėra taip paprasta apibrėžti, kas yra „versija“ kairėn ar dešinėn tik žiūrint į juos. Dėl to organiniai chemikai naudojasi Cahn-Ingold-Prelog konfigūracijomis (R) arba (S) arba šių chiralinių medžiagų optinėje savybėje pasukti poliarizuotą šviesą (kuri taip pat yra chiralinis elementas).

Tačiau nėra sunku nustatyti, ar molekulė ar junginys yra chiralinis, tiesiog žiūrint į jo struktūrą. Koks ryškus ypatumas turi aukščiau pateiktoje paveikslėlyje esančių molekulių porą?

Jame yra keturi skirtingi pakaitalai, kurių kiekvienas turi savo būdingą spalvą, o geometrija aplink centrinį atomą yra tetraedrinė.

Jei struktūroje yra atomas su keturiais skirtingais pakaitalais, galima teigti (daugeliu atvejų), kad molekulė yra chiralinė.

Tada sakoma, kad struktūroje yra chiralumo centras Stereogeninis centras. Jei yra, bus stereoizomerų pora, žinoma kaip enantiomerai.

Dvi molekulės vaizde yra enantiomerai. Kuo didesnis chiralumo centrų skaičius, kurį junginys turi, tuo didesnė jo erdvinė įvairovė.

Centrinis atomas paprastai yra anglies atomas visose biomolekulėse ir junginiuose, turinčiuose farmakologinį aktyvumą; tačiau jis taip pat gali būti vienas iš fosforo, azoto arba metalo.

Chiralumo pavyzdžiai

Chiralumo centras galbūt yra vienas iš svarbiausių elementų nustatant, ar junginys yra chiralinis, ar ne.

Tačiau yra ir kitų veiksnių, kurie gali likti nepastebėti, tačiau 3D modeliuose jie palieka įrodymus, kad veidrodinis vaizdas negali sutapti.

Dėl šių struktūrų sakoma, kad vietoj centro jie turi kitus chiralumo elementus. Turint tai omenyje, asimetrinio centro su keturiais pakaitalais buvimas nebėra pakankamas, bet likusi struktūra taip pat turi būti kruopščiai išanalizuota; ir taip sugebėti atskirti vieną stereoizomerą nuo kito.

Ašinis

Viršutiniame vaizde pateikiami junginiai, kurie iš pirmo žvilgsnio gali atrodyti plokšti, bet tikrai ne. Kairėje pusėje turime bendrą aleno struktūrą, kur R žymi keturis skirtingus pakaitus; ir dešinėje - bendroji bifenilo junginio struktūra.

Pabaiga, kurioje jie yra R3 ir R4 gali būti vizualizuota kaip „fin“, statmena plokštumai, kur jie yra1 ir R2.

Jei stebėtojas tokias molekules analizuoja, į akį nukreipdamas prieš pirmąją angą, prijungtą prie R1 ir R2 (aleno), pamatysite R1 ir R2 į kairę ir į dešinę, ir į R4 ir R3 aukštyn ir žemyn.

Taip R3 ir R4 jie išlieka fiksuoti, bet keičiasi1 į dešinę ir R2 kairėje, bus dar viena „erdvinė versija“.

Būtent čia stebėtojas gali padaryti išvadą, kad jis rado chiralumo ašį aleno atžvilgiu; tas pats pasakytina apie bifenilą, bet su aromatiniais žiedais tarp regėjimo.

Žiediniai varžtai arba sraigtasis

Atkreipkite dėmesį, kad ankstesniame pavyzdyje chiralinė ašis buvo karkase C = C = C, alenui ir Ar-Ar ryšiui, bifenilui.

Aukščiau vadinamų heptahelicenos junginių (nes jie turi septynis žiedus), kas yra jų chiralumo ašis? Atsakymas pateikiamas tame pačiame paveikslėlyje: Z ašis, spiralė.

Todėl, norint išskirti vieną enantiomerą iš kito, reikia laikytis šių molekulių iš viršaus (pageidautina).

Tokiu būdu gali būti išsamiai aprašyta, kad heptaheliceno sukasi laikrodžio adatos (kairėje vaizdo pusėje), arba prasme prieš laikrodžio rodyklę (dešinėje vaizdo pusėje).

Planar

Tarkime, mes jau neturime helikeno, bet molekulės su ne koplanariniais žiedais; tai yra, vienas yra virš arba žemiau kito (arba jie nėra toje pačioje plokštumoje).

Čia chiralinis simbolis yra ne tiek žiedo, bet ir jo pakaitalų; tai yra tie, kurie apibrėžia kiekvieną iš dviejų enantiomerų.

Pavyzdžiui, aukščiau esančiame paveikslėlyje esančiame ferocene žiedai, kurie „sumuštiniai“ Fe atomą, nesikeičia; bet žiedo erdvinė orientacija su azoto atomu ir -N (CH3)2.

Paveiksle - N grupė (CH3)2 nukreipia į kairę, bet jo enantiomeryje jis nukreips į dešinę.

Kiti

Makromolekulėms ar vienarūšėms struktūroms panorama pradedama supaprastinti. Kodėl? Kadangi iš savo 3D modelių jis gali būti laikomas paukščio skrydžiu, jei jie yra chiraliniai ar ne, kaip ir pradiniuose pavyzdžiuose..

Pvz., Anglies nanovamzdelis gali parodyti posūkius į kairę, todėl chiralinis, jei yra identiškas, bet pasukamas į dešinę.

Tas pats atsitinka ir su kitomis struktūromis, kuriose, nepaisant chiralumo centrų, visų jos atomų erdvinis išdėstymas gali priimti chiralines formas.

Tuomet kalbama apie būdingą chiralumą, kuris nepriklauso nuo atomo, bet nuo viso rinkinio.

Chemiškai stiprus būdas „kairiojo vaizdo“ diferencijuoti nuo dešinės pusės yra stereoselektyvi reakcija; tai yra, kai tik vienas enantiomeras gali praeiti, o kitas - ne.

Nuorodos

  1. Carey F. (2008). Organinė chemija (Šeštasis leidimas). Mc Graw kalnas.
  2. Vikipedija. (2018). Chiralumas (chemija). Gauta iš: en.wikipedia.org
  3. Advameg, Inc. (2018). Chiralumas. Gauta iš: chemistryexplained.com
  4. Steven A. Hardinger ir Harcourt Brace & Company. (2000). Stereochemija: Molekulinio chiralumo nustatymas. Gauta iš: chem.ucla.edu
  5. Harvardo universitetas. (2018). Molekulinis chiralumas. Gauta iš: rowland.harvard.edu
  6. Oregono valstybinis universitetas. (2009 m. Liepos 14 d.). Chiralumas: chiraliniai ir chiraliniai objektai. Gauta iš: science.oregonstate.edu