Enantiómeros nomenklatura, karakteristike, svojstva i primjeri

enantiomeri su oni parovi organskih (i anorganskih) spojeva koji se sastoje od dvije zrcalne slike koje se ne mogu preklapati jedna s drugom. Kada se dogodi suprotno - na primjer, u slučaju lopte, golf kluba ili vilice - kažu da su ahiralni objekti..

Pojam kiralnosti skovao je William Thomson (Lord Kelvin), koji je definirao da je objekt kiralan ako se ne može preklapati sa svojom zrcalnom slikom. Primjerice, ruke su kiralni elementi, jer odraz lijeve ruke, iako se okreće, nikada se neće podudarati s originalom.

Jedan od načina da se to pokaže je stavljanje desne ruke na lijevo, otkrivajući da su jedini prsti koji se preklapaju srednji. Zapravo, riječ kiralna proizlazi iz grčke riječi cheir, što znači "ruka".

U slučaju vilice gornje slike, ako bi se njezin odraz okrenuo, savršeno bi se uklopio u izvornik, što se prevodi kao ahiralni objekt.

indeks

• 1 Asimetrični ugljik
• 2 Nomenklatura
  • 2.1 Pravila sekvenci ili prioriteta
• 3 Značajke enantiomera
• 4 Svojstva
• 5 Primjeri
  • 5.1 Talidomid
  • 5.2. Salbutamol i limonen
• 6 Reference

Asimetrični ugljik

Koji se geometrijski oblik mora smatrati kiralnim skupom atoma? Odgovor je tetraedarski; to jest, za organski spoj atom ugljika mora imati tetraedarski raspored oko njega. Međutim, iako se to odnosi na većinu spojeva, to nije uvijek slučaj.

Tako da je ovaj hipotetski CW spoj₄ Ako se radi o kiralnom, svi supstituenti moraju biti različiti. Ako ne bi bilo tako, refleksija tetraedra bi se mogla preklapati nakon nekih rotacija.

Prema tome, spoj C (ABCD) je kiralan. Kada se to dogodi, ugljikov atom vezan na četiri različita supstituenta poznat je kao asimetrični ugljik (ili stereogeni ugljik). Kada se ovaj ugljik "pogleda" u zrcalo, njegov odraz i to čine enantiomerni par.

U gornjoj slici su prikazani tri para enantiomera spoja C (ABCD). Uzimajući u obzir samo prvi par, njegova refleksija nije superponirana, jer se kod preokretanja samo slova A i D podudaraju, ali ne i C i B..

Kakve veze imaju ostali parovi enantiomera? Spoj i njegova slika prvog para enantiomera su dijastereomeri drugih parova.

Drugim riječima, dijastereomeri su stereoizomeri istog spoja, ali bez da su proizvod vlastite refleksije; to jest, oni nisu njegova zrcalna slika.

Praktičan način za asimilaciju ovog koncepta je upotreba modela, od kojih su neki jednostavni poput onih naoružanih anime loptom, nekih štapića i nekih plastelinskih masa koje predstavljaju atome ili grupe..

nomenklatura

Promjena mjesta dvaju slova proizvodi drugi enantiomer, ali ako se promijene tri slova, operacija se vraća na izvorni spoj s različitim prostornim usmjerenjem..

Na taj način, mijenjanjem dvaju slova nastaju dva nova enantiomera i istovremeno dva nova diastereomera početnog para..

Međutim, kako međusobno razlikovati ove enantiomere? Ovdje se pojavljuje apsolutna R-S konfiguracija.

Istraživači koji su ga proveli bili su Cahn, Sir Christopher Ingold i Vladimir Prelog. Zbog toga je poznat kao sustav notacija (R-S) Cahn-Ingold-Preloga.

Pravila sekvenci ili prioriteta

Kako primijeniti ovu apsolutnu konfiguraciju? Prvo, pojam "apsolutna konfiguracija" odnosi se na točni prostorni raspored supstituenata na asimetričnom ugljiku. Prema tome, svaki prostorni raspored ima svoju R ili S konfiguraciju.

Gornja slika prikazuje dvije apsolutne konfiguracije za par enantiomera. Za označavanje jednog od dvaju kao R ili S, moraju se slijediti pravila sekvenci ili prioriteta:

1- Supstituent s najvišim atomskim brojem je onaj s najvišim prioritetom.

2 - Molekula je orijentirana tako da atom ili skupina nižeg prioriteta zaostaju za ravninom.

3. Nacrtajte strelice veza i nacrtajte krug u silaznom smjeru prioriteta. Ako je ovaj smjer isti u smjeru kazaljke na satu, konfiguracija je R; ako je suprotno od smjera kazaljke na satu, tada je konfiguracija S.

U slučaju slike, crvena kugla označena brojem 1 odgovara supstituentu s najvišim prioritetom i tako dalje.

Bijela sfera, broj 4, gotovo uvijek odgovara atomu vodika. Drugim riječima: vodik je supstituent s najnižim prioritetom i posljednji.

Primjer apsolutne konfiguracije

U kompozitu gornje slike (aminokiselina l-serin), asimetrični ugljik ima sljedeće supstituente: CH₂OH, H, COOH i NH₂.

Primjenom gornjih pravila za ovaj spoj, supstituent s najvišim prioritetom je NH₂, zatim COOH i, konačno, CH₂OH. Pod četvrtim supstituentom podrazumijeva se H.

Skupina COOH ima prioritet nad CH₂OH, jer ugljik tvori tri veze s atomima kisika (O, O, O), dok drugi oblikuje samo jedan s OH (H, H, O).

Značajke enantiomera

Enantiomerima nedostaju elementi simetrije. Ti elementi mogu biti ili ravnina ili središte simetrije.

Kada su oni prisutni u molekularnoj strukturi, vrlo je vjerojatno da je spoj akiralan i, prema tome, ne može formirati enantiomere.

nekretnine

Par enantiomera pokazuje ista fizikalna svojstva, kao što je točka vrenja, točka taljenja ili tlak pare.

Međutim, jedno svojstvo koje ih razlikuje je sposobnost rotiranja polariziranog svjetla, ili ono što je isto: svaki enantiomer ima svoju optičku aktivnost.

Enantiomeri koji rotiraju polarizirano svjetlo u smjeru kazaljke na satu dobivaju konfiguraciju (+), dok oni koji je rotiraju prema suprotnom stječu konfiguraciju (-).

Ove rotacije su neovisne o prostornom rasporedu supstituenata na asimetričnom ugljiku. Prema tome, spoj konfiguracije R ili S može biti (+) i (-).

Dodatno, ako su koncentracije oba enantiomera (+) i (-) jednake, polarizirana svjetlost ne odstupa od svoje putanje i smjesa je optički neaktivna. Kada se to dogodi, smjesa se naziva racemična smjesa.

S druge strane, prostorna rješenja reguliraju reaktivnost tih spojeva prema stereospecifičnim supstratima. Primjer ove stereospecifičnosti javlja se u slučaju enzima, koji mogu djelovati samo na određeni enantiomer, ali ne i na njegovu zrcalnu sliku..

Primjeri

Od mnogih mogućih enantiomera, imamo kao primjere slijedeća tri spoja:

talidomid

Koja od dvije molekule ima S konfiguraciju? Onaj s lijeve strane. Redoslijed prioriteta je sljedeći: najprije atom dušika, drugi karbonilnu skupinu (C = O), a treću metilensku skupinu (-CH)₂-).

Kada prolazite kroz grupe, koristite smjeru kazaljke na satu (R); međutim, kako vodik ističe iz ravnine, konfiguracija koja se vidi iz zadnjeg kuta zapravo odgovara S, dok u slučaju molekule na desnoj strani vodik (najniži prioritet) pokazuje jednom iz aviona.

Salbutamol i limonen

Koja je od ove dvije molekule R enantiomer: gore navedena ili ona ispod? U obje molekule asimetrični ugljik povezan je s OH skupinom.

Utvrđivanje redoslijeda prioriteta za molekulu ispod koje daje sljedeće: prvo OH, drugi aromatski prsten i treća CH skupina₂-NH-C (CH₃)₃.

Prolazeći kroz grupe, krug se crta u smjeru kazaljke na satu; prema tome, to je R enantiomer, dakle molekula ispod je R enantiomer, a gornji jedan je S enantiomer..

Za slučaj spoja (R) - (+) - limonen i (S) - (-) - limonen, razlike su u njihovim izvorima i mirisima. R-enantiomer ima karakterističan miris naranče, dok S-enantiomer ima miris limuna..

reference

1. T. W. Graham Solomons, Craigh B. Fryhle. Organska kemija. (Deseto izdanje, str. 188-301) Wiley Plus.
2. Francis A. Carey. Organska kemija u stereokemija. (Šesto izdanje, str. 288-301). Mc Graw Hill.
3. Zeevveez. (1. kolovoza 2010.) Reflection Fork Mirror. [Slika]: Preuzeto 17. travnja 2018. s adrese: flickr.com   
4. G. P. Moss. Osnovna terminologija stereokemije (IUPAC Preporuke 1996) Čista i primijenjena kemija, Volumen 68, Broj 12, Stranice 2193-2222, ISSN (Online) 1365-3075, ISSN (Print) 0033-4545, DOI: doi.org
5. Arhiva molekula tjedna. (1. rujna 2014.) Talidomid. Preuzeto 17. travnja 2018., s adrese: acs.org
6. Jordi picart. (29. srpnja 2011.) Dodjela R i S konfiguracija u kiralni centar. [Slika]. Preuzeto 17. travnja 2018. s adrese: commons.wikimedia.org