Enantiómeros המינוח, מאפיינים, מאפיינים ודוגמאות

ה אננטיומרים הם זוגות של תרכובות אורגניות (ואי-אורגניות) המורכבות משתי תמונות ראי שאינן יכולות לחפות אחת על השנייה. כאשר מתרחשת ההפך - למשל, במקרה של כדור, מועדון גולף או מזלג - הם אמרו להיות אובייקטים achiral..

המונח chirality טבוע על ידי ויליאם תומסון (לורד קלווין), שהגדיר כי אובייקט הוא כיראלי אם זה לא יכול לחפוף עם תמונת המראה שלה. לדוגמה, הידיים הן אלמנטים כיראליים, כי השתקפות של יד שמאל, אם כי הוא מסתובב, לעולם לא יעלה בקנה אחד עם המקור.

אחת הדרכים להפגין את האמור לעיל היא על ידי הנחת יד ימין בצד שמאל, למצוא את האצבעות רק חופפים הם אלה באמצע. למעשה, המילה chiral נובע מן המילה היוונית cheir, שפירושו "יד".

במקרה של מזלג של התמונה העליונה, אם השתקפות שלה היו להפוך, זה יהיה מתאים לחלוטין תחת המקור, אשר מתרגם כמו אובייקט achiral.

אינדקס

• 1 פחמן אסימטרי
• 2 המינוח
  • 2.1 כללי רצפים או סדרי עדיפויות
• 3 מאפייני האננטיומרים
• 4 מאפיינים
• 5 דוגמאות
  • 5.1 תלידומיד
  • 5.2 סלבוטאמול ולימוניום
• 6 הפניות

פחמן אסימטרי

מה צורה גיאומטרית חייב קבוצה של אטומים צריך להיחשב להיות כיראלי? התשובה היא Tetrahedral; כלומר, עבור תרכובת אורגנית אטום פחמן חייב להיות סידור tetrahedral סביבו. עם זאת, למרות שזה חל על רוב compounds, זה לא תמיד כך.

אז זה מתחם CW היפותטי₄ להיות כיראלי, כל תחליפים חייבים להיות שונים. אם זה לא היה ככה, את השתקפות של tetrahedron יכול חפיפה לאחר כמה סיבובים.

לפיכך, מתחם C (ABCD) הוא כיראלי. כאשר זה קורה, אטום פחמן מלוכדות לארבעה תחליפים שונים ידוע כפחמן אסימטרי (או פחמן סטריאוגני). כאשר זה פחמן "נראה" על המראה, ההשתקפות שלה ואת זה להרכיב את הצמד enantiomeric.

בתמונה העליונה מתוארים שלושה זוגות אננטיומריים של מתחם C (ABCD). בהתחשב רק את הצמד הראשון, ההשתקפות שלה אינו superimposable, כי כאשר מסתובב רק האותיות A ו- D חופפים, אבל לא C ו- B.

איזו מערכת יחסים יש לזוגות האחרים של האנטיאנטימים זה עם זה? המתחם ותדמיתו של הצמד האנאנטיומרי הראשון הם דיאסטרומרים של הזוגות האחרים.

במילים אחרות, דיאסטריומרים הם סטריאו-זמרים של אותו מתחם, אך ללא תוצר של השתקפותם; כלומר, הם לא תמונת המראה שלו.

דרך מעשית להבין זאת היא באמצעות השימוש במודלים, חלק מהם פשוט חמוש כדור של אנימה, מקלות אכילה המוני חימר לייצג אטומים או קבוצות.

המינוח

שינוי מקום של שתי אותיות יוצר אננטיומר נוסף, אך אם משנים שלושה אותיות, הפעולה חוזרת למתחם המקורי עם כיוון מרחבי שונה.

בדרך זו, שינוי שני אותיות מעורר שני אננטיומרים חדשים, ובמקביל שני דיאסטומרים חדשים של הזוג הראשוני.

עם זאת, כיצד להבדיל אלה אננטיומרים זה מזה? כאן מתגלה התצורה המוחלטת של R-S.

החוקרים שיישמו אותו היו קאהן, סר כריסטופר אינגולד ולדימיר פרולוג. מסיבה זו היא מכונה מערכת סימון (R-S) של Cahn-Ingold-Prelog.

כללי רצפים או סדרי עדיפויות

כיצד ליישם תצורה מוחלטת זו? ראשית, המונח "תצורה מוחלטת" מתייחס להסדר המרחבי המדויק של תחליפי הפחמן האסימטרי. לכן, לכל סידור מרחבי יש תצורה של R או S.

התמונה העליונה ממחישה שתי תצורות מוחלטות עבור זוג אננטיומרים. כדי להגדיר את אחד משני כ R או S, את הכללים של רצפים או סדרי עדיפויות חייב להיות אחריו:

1 - החלופה עם המספר האטומי הגבוה ביותר היא זו בעלת העדיפות הגבוהה ביותר.

2 - המולקולה מכוונת כך שהאטום או קבוצת העדיפות התחתונה מצביעים מאחורי המטוס.

3. צייר את החצים של הקישורים וצייר מעגל בכיוון יורד של עדיפות. אם כיוון זה הוא בכיוון השעון, התצורה היא R; אם הוא נגד כיוון השעון, אז התצורה היא S.

במקרה של התמונה, הכדור האדום המסומן במספר 1 מתאים למחליף עם העדיפות הגבוהה ביותר, וכן הלאה.

הכדור הלבן, זה של מספר 4, כמעט תמיד מתאים לאטום המימן. במילים אחרות: מימן הוא תחליף עדיפות הנמוך ביותר ואת האחרון.

דוגמה לתצורה מוחלטת

במרכב של התמונה העליונה (חומצת אמינו l-serine), פחמן אסימטרי יש את המשתנים הבאים: CH₂OH, H, COOH ו- NH₂.

החלת הכללים הנ"ל עבור המתחם הזה, תחליף עם העדיפות הגבוהה ביותר היא NH₂, ואחריו COOH, ולבסוף, CH₂הו. החלופה הרביעית מובנת כ H.

לקבוצת COOH יש עדיפות על פני CH₂OH, כי פחמן צורות שלוש קשרים עם אטומי חמצן (O, O, O), ואילו צורות אחרות רק אחד עם OH (H, H, O).

מאפייני האננטיומרים

לאנטיאטיומים אין יסודות של סימטריה. אלמנטים אלה יכולים להיות המטוס או מרכז הסימטריה.

כאשר אלה נמצאים במבנה המולקולרי, סביר מאוד כי המתחם הוא achiral, ולכן, לא יכול ליצור enantiomers.

מאפיינים

זוג אננטיומרים מציג את אותם תכונות פיזיות, כגון נקודת רתיחה, נקודת התכה או לחץ אדים.

עם זאת, תכונה אחת המבדילה אותם היא היכולת לסובב אור מקוטב, או מה אותו דבר: כל enantiomer יש פעילויות אופטיות משלה.

האנטנטיומרים המסובבים את האור המקוטב בכיוון השעון רוכשים את התצורה (+), ואילו אלה המסתובבים לכיוון ההפוך מקבלים את התצורה (-).

סיבובים אלה הם עצמאיים של הסדר המרחבי של תחליפים על פחמן אסימטרי. כתוצאה מכך, תרכובת של תצורה R או S יכולה להיות (+) ו- (-).

בנוסף, אם הריכוזים של שני אננטיומר (+) ו- (-) שווים, את האור המקוטב אינו לסטות המסלול ואת התערובת היא אופטי פעילה. כאשר זה קורה, התערובת נקראת תערובת רסקית.

בתורו, הסדרים מרחביים מסדירים את התגובה של תרכובות אלה נגד מצעים stereospecific. דוגמה זו של stereospecificity מתרחשת במקרה של אנזימים, אשר יכול לפעול רק על enantiomer מסוים, אבל לא על המראה שלה התמונה.

דוגמאות

של אננטיומרים אפשריים רבים, יש לנו דוגמאות כדלקמן שלושה תרכובות:

תלידומיד

אילו משני המולקולות יש את תצורת S? זו שמשמאל. סדר העדיפות הוא כדלקמן: תחילה אטום החנקן, השני קבוצת carbonyl (C = O), ושלישית קבוצת מתילן (-CH₂-).

כאשר עובר את הקבוצות, להשתמש בכיוון השעון (R); עם זאת, כמו המימן מצביע מהמטוס, בתצורה מתבוננת מן הזווית האחורית למעשה מקביל S, ואילו במקרה של זכות המולקולה, מימן (העדיפות הנמוכה ביותר) מצביע פעם אחורה מן המטוס.

Salbutamol ולימוזינה

איזו מבין שתי המולקולות היא אננטיאומר ה- R: האחת מעל זו או זו שמתחת? בשני המולקולות הפחמן האסימטרי מקושר לקבוצת OH.

קביעת סדר העדיפויות של המולקולה להלן נותן את הדברים הבאים: הראשון OH, השני טבעת ארומטי ושלישית הקבוצה CH₂-NH-C (CH₃)₃.

עובר את הקבוצות, מעגל נמשך בכיוון השעון; אם כן, המולקולה שבהמשך היא Rant enantiomer, והראשון S.

במקרה של המתחם (R) - (+) - לימונן ו (S) - (-) - לימונן, ההבדלים הם במקורות שלהם וריחות. R-enantiomer מאופיין על ידי ריח של תפוזים, בעוד S- enantiomer יש ריח של לימונים.

הפניות

1. T.W. גרהם סולומונס, קרייג ב. כימיה אורגנית. (מהדורה 10, עמ '188-301) ויילי פלוס.
2. פרנסיס א. כימיה אורגנית ב סטריאוכימיה. (מהדורה שישית, עמ '288-301). מק גרב היל.
3. זיווס. (1 באוגוסט 2010). מראה השתקפות מראה. [איור]: לאחזר ב 17 באפריל 2018, מ: flickr.com   
4. ג 'פ' מוס. מונחים בסיסיים של סטראוכימיה (המלצות IUPAC 1996) Pure יישומית כימיה, כרך 68, גיליון 12, עמודים 2193-2222, ISSN (Online) 1365-3075, ISSN (הדפסה) 0033-4545, DOI: doi.org
5. מולקולה של ארכיון השבוע. (1 בספטמבר 2014). תלידומיד. אוחזר ב 17 באפריל 2018, מ: acs.org
6. ג'ורדי פיקארט. (29 ביולי 2011). הקצאת תצורות R ו- S במרכז כיראלי. [איור] מאוחסן ב- 17 באפריל 2018, מתוך: commons.wikimedia.org