כירליות במה שהיא מורכבת ודוגמאות



ה כירליות הוא מאפיין גיאומטרי שבו אובייקט יכול להכיל שתי תמונות: ימין ושמאל, שאינן ניתנות להחלפה; כלומר, הם שונים מבחינה מרחבית, גם אם שאר הנכסים שלהם זהים. חפץ המציג כירליות הוא פשוט אמר להיות 'כיראלי'.

יד ימין ושמאל הן כיראליות: האחד הוא השתקפות (תמונת ראי) של האחר, אבל הן אינן זהות, כי כאשר הן ממוקמות זו על גבי זו, האגודלים שלהם אינם חופפים. 

יותר ממראה, כדי לדעת אם חפץ הוא כיראלי, יש לשאול את השאלה הבאה: האם יש לך "גרסאות" הן בצד שמאל והן בצד ימין??

לדוגמה, שולחן אחד שמאלי ושולחן ימני אחד הם חפצים כירליים; שני כלי רכב מאותו דגם, אך עם גלגל ההגה שמאלה או ימינה; זוג נעליים, בדיוק כמו הרגליים; מדרגות ספירליות בכיוון שמאל, בכיוון הנכון וכו '..

וגם במולקולות הכימיה הם לא היוצא מן הכלל: הם יכולים גם להיות כיראלי. התמונה מראה זוג מולקולות עם גיאומטריה tetrahedral. גם אם אתה הופך את אחד בצד שמאל לגעת בכחול סגול תחומי, החום והירוק יהיה "להסתכל" מן המטוס.

אינדקס

  • 1 מהי הכירליות??
  • 2 דוגמאות של כירליות
    • 2.1 ציר
    • 2.2 מישור
    • 2.3 אחר
  • 3 הפניות

מהי הכירליות??

עם מולקולות זה לא כל כך קל להגדיר מהו "גרסה" שמאלה או ימינה רק על ידי התבוננות בהם. עבור זה כימאים אורגניים לפנות תצורות (R) או (S) של Cahn-Ingold-Prelog, או רכוש אופטי של חומרים אלה כירליים לסובב את האור מקוטב (שהוא גם אלמנט כיראלי).

עם זאת, לא קשה לקבוע אם מולקולה או תרכובת הוא כירלי רק על ידי הסתכלות על המבנה שלה. איזה פרטיקולריות בולטת יש את זוג המולקולות בתמונה לעיל?

יש לו ארבעה תחליפים שונים, כל אחד עם צבע אופייני שלו, וגם את הגיאומטריה סביב האטום המרכזי הוא tetrahedral.

אם במבנה יש אטום עם ארבעה תחליפים שונים, ניתן לציין (ברוב המקרים) כי המולקולה היא כיראלית.

אז נאמר כי במבנה יש מרכז של כירליות או מרכז סטריאוגני. איפה יש אחד, יהיו זוג stereoisomers המכונה אננטיומרים.

שתי המולקולות בתמונה הן אננטיומרים. ככל שמספר מרכזי הכיראליות שיש למתחם גדול יותר, כך גודלו המרחבי גדול יותר.

האטום המרכזי הוא בדרך כלל אטום פחמן בכל ביומולקולות ותרכובות עם פעילות פרמקולוגית; אבל זה יכול להיות גם אחד של זרחן, חנקן או מתכת.

דוגמאות של כירליות

מרכז הכיראליות הוא אולי אחד המרכיבים החשובים ביותר בקביעה אם תרכובת היא כירלית או לא.

עם זאת, ישנם גורמים אחרים שעשויים ללכת מבלי משים, אבל מודלים 3D, הם משאירים ראיות תמונת ראי כי לא יכול להיות חפיפה.

עבור מבנים אלה נאמר כי במקום במרכז יש להם אלמנטים אחרים של כירליות. עם זאת, נוכחותו של מרכז אסימטרית עם ארבעה תחליפים כבר לא מספיק, אבל את שאר המבנה צריך להיות גם ניתח בזהירות; וכך להיות מסוגלים להבדיל אחד stereoisomer אחר.

צירית

התמונה העליונה מראה תרכובות שעלולות להיראות שטוחות במבט ראשון, אבל באמת לא. ביד שמאל יש לנו את המבנה הכללי של אלנו, שבו R מציין את ארבעת המרכיבים השונים; מימין, המבנה הכללי של מתחם ביפניל.

הסוף שבו הם R3 ו- R4 יכול להיות דמיינו כמו "סנפיר" בניצב למישור שבו הם משקרים1 ו- R2.

אם משקיף מנתח מולקולות כאלה על ידי מיקום העין מול הפחמן הראשון קשור R1 ו- R2 (עבור aleno), תראה R1 ו- R2 לצד שמאל וימין, ולר4 ו- R3 למעלה ולמטה.

כן R3 ו- R4 הם נשארים קבועים, אבל הם משתנים1 מימין, ו- R2 בצד שמאל, תהיה עוד "גרסה מרחבית".

כאן מגיע המשקיף למסקנה שמצא ציר של כירליות עבור האלנו; כנ"ל לגבי biphenyl, אבל עם הטבעות הארומטיות בין חזון.

טבעת ברגים או helicity

שים לב שבדוגמה הקודמת ציר הצירליות נמצא בשלד C = C = C, עבור האלן, ובאגודת אר-אר, עבור biphenyl.

עבור התרכובות הנ"ל קרא heptahelicenos (כי יש להם שבעה טבעות), מהו ציר הצירים שלהם? התשובה ניתנת בתמונה זהה: ציר Z, הסליל.

לכן, כדי להבחין באנאנטיומר אחד מאדם אחר, יש לבחון את המולקולות הללו מלמעלה (רצוי).

בדרך זו, ניתן לפרט כי heptaheliceno מסתובב במובן של המחטים של השעון (בצד שמאל של התמונה), או במובן נגד כיוון השעון (בצד ימין של התמונה).

מישור

נניח שאין לנו עוד חלש, אלא מולקולה בעלת טבעות לא-קופלאריות; כלומר, אחד נמצא מעל או מתחת השני (או שהם לא באותו המטוס).

כאן אופי כיראלי מוטלת לא כל כך הרבה את הטבעת, אבל שלה substituents; אלה הם אלה שמגדירים כל אחד משני האנטנטיומים.

לדוגמה, בתוך פרוקין בתמונה לעיל, את הטבעות כי "סנדוויץ '" אטום Fe לא משתנים; אבל האוריינטציה המרחבית של הטבעת עם אטום החנקן ו- N (CH3)2.

בתמונה הקבוצה -N (CH3)2 מצביע שמאלה, אבל באנטנטיומר שלו הוא יורה לימין.

אחרים

עבור מקרומולקולות או אלה עם מבנים יחידים, הפנורמה מתחילה לפשט. למה? בגלל מודלים 3D שלה זה יכול להיראות כמו טיסה של ציפור אם הם כירליים או לא, בדיוק כמו חפצים בדוגמאות הראשונות.

לדוגמה, Nanotube פחמן יכול להראות דפוסי פנייה שמאלה, ולכן הוא כירלי אם יש אחד זהה אבל עם פונה ימינה.

אותו דבר קורה עם מבנים אחרים שבהם, למרות שאין מרכזים של כירליות, ההסדר המרחבי של כל האטומים שלה יכול לאמץ צורות כיראליות.

אחד מדבר אז על כירליות טבועה, שאינה תלויה באטום אלא בסדרה כולה.

דרך כימית מובהקת להבדיל בין "הדימוי השמאלי" לזו של הימין היא באמצעות תגובה סטריאו-אלקטטיבית; כלומר, זה שבו רק אננטיאומר אחד יכול לעבור, ואילו השני לא.

הפניות

  1. קארי פ. (2008). כימיה אורגנית (מהדורה ששית). מק גרב היל.
  2. ויקיפדיה. (2018). כיירליות (כימיה). מקור: en.wikipedia.org
  3. Advameg, Inc (2018). כירליות. מקור: chemistryexplained.com
  4. סטיבן א. הרדינגר וחברת הרקורט. (2000). סטריאוכימיה: קביעת כירליות מולקולרית. מקור: chem.ucla.edu
  5. אוניברסיטת הרווארד. (2018). מולקולות מולקולרית. מקור: roland.harvard.edu
  6. אוניברסיטת מדינת אורגון. (14 ביולי 2009). Chirality: כירל & Achiral אובייקטים. מקור: science.oregonstate.edu