Kraków, 24 III 2011 r. ZADANIA DODATKOWE DLA STUDENTÓW I

Kraków, 24 III 2011 r.
ZADANIA DODATKOWE DLA STUDENTÓW I ROKU CHEMII
na 28 III 2011 r. – odpowiedzi
COLLOQUIUM I
Zakres materiału:
IZOMERIA,
HYBRYDYZACJA,
WIĄZANIE CHEMICZNE,
DELOKALIZACJA, SPRZĘŻENIE, AROMATYCZNOŚĆ (REZONANS, STRUKTURY
REZONANSOWE),
KWASOWOŚĆ, ZASADOWOŚĆ.
diastereoizomery
ter
eo
izo
me
ry
enancjomery
dia
ste
reo
izo
me
ry
dia
s
(2E, 5R)
diastereoizomery
1. Związek może występować w postaci czterech (2n dla n = 2) izomerów konfiguracyjnych
(w obrębie cząsteczki istnieją 2 nierównocenne elementy stereogeniczne: (1) wiązanie
podwójne, (2) centrum chiralności). Dwa z tych izomerów: (2Z, 5R) i (2Z, 5S) są jego
diastereoizomerami, zaś izomer (2E, 5S) to jego enancjomer.
(2E, 5S)
enancjomery
(2Z, 5R)
(2Z, 5S)
2. Zmiana kolejności podstawników przy elemencie stereogenicznym prowadzi zawsze do
utworzenia innego izomeru konfiguracyjnego (enancjomeru lub diastereoizomeru).
Zmiana kolejności podstawników przy centrum chiralności prowadzi: (a) do innego
enancjomeru – kiedy centrum stereogeniczne jest jedno, (b) do innego diastereoizomeru –
kiedy jest więcej centrów chiralności w cząsteczce.
„Optycznie aktywny” to inaczej: (a) jeśli chodzi o cząsteczkę: „chiralny” lub „mający
enancjomer” lub „zmieniający płaszczyznę drgań fal światła spolaryzowanego” (b) jeśli
chodzi o substancję: „zmieniający płaszczyznę drgań fal światła spolaryzowanego”.
Br
Br
N
OH
H
Cl
H
Br
Br
N
Br
OH
Cl
N+
Ph
Cl
Cl
Br
element stereogeniczny będące jednocześnie centrum chiralności
element stereogeniczny niebędący centrum chiralności
związki mające chiralne stereoizomery
3a.
CH3
H
Cl
H3C
CH3
i
i
O
O
OH O
izomery konstytucyjne (tautomery)
H3C
H
Cl
H
H
H3C
Cl
H3C
Cl
izomery konstytucyjne
NO2
H i
H
H
Cl
Cl
struktury rezonansowe
Br
CH3
Cl
CH3
CH3
CH3
Cl
H
Cl
H
i
Br
H
enancjomery
i
identyczne cząsteczki
Cl
i
NO2
Br
Cl
H
H
identyczne cząsteczki (związku mezo)
i
Br
Cl
CH3
H
Cl
Cl
H
CH3
diastereoizomery
3b.
O
OH
N
Ph
Ph
NH
Ph
Ph
tautomery
N
Ph
Ph NH
NH
struktury rezonansowe
H
Odp.: "Ph" to "fenyl", "R" to dowolna grupa
(zwykle "R" oznacza grupę węglowodorową)
i
i
Cl
i
Cl
Cl
struktury rezonansowe
izomery
struktury
konstytucyjne rezonansowe
Br Br
i
Br
R
Cl
i
H
N
R i
R
Cl
Cl
Ph
N
Ph
R i
O
O
N
Br
Br
i
Br
Br
diastereoizomery
H
H3C
Cl
Br
H
Cl
CH3
takie same
cząsteczki
i
H3C
H
CH3
Cl
H
Cl
Cl
H3C
takie same
cząsteczki
(w różnych konformacjach)
takie same
cząsteczki
CH3
H
H3C
i
H
Cl
H
Cl
CH3
enancjomery
H
H
i
Cl
+
N
..
C
..
..
..
O
C
..
..
O
..
5.
..
N + ..
O
..
..
N+
..
O
..
O
..
..
..
..
..
..
..
N+
O
N + ..
O
..
O
O
..
..
..
..
..
O
6.
O
O
C
O
O
O
C
O
O
O
C
O
O
S
O +O
S
O +O
S
O + O
S
O
O
O
O
O
Cl
H
Cl
H
H3C
CH3
CH3
diastereoizomery
4.
C
CH3
H
7a,b
+ 60°
CH3
H3C
CH CH3
H2 C
CH2
H
H
H
H
H
Cl
H
H
najtwalszą
konformacją
cząsteczek
2-chlorobutanu
(związku o chiralnych
cząsteczkach)
wzdłuż wiązania
C3-C2 jest
konformacja
synklinalna (sc)
- 60°
CH3
Cl
H
H
H
CH3
CH3
dla jednego z jego
enancjomerów
jest to konformacja
+synklinalna (+sc)
Br
a dla drugiego
konformacja
-synklinalna (-sc)
8. Uszereguj kwasy pod względem wzrastającej mocy: 2-bromomasłowy, octowy, trifluorooctowy,
2,2-dimetylopropanowy. (Narysuj w odpowiedniej kolejności ich wzory).
O
O
O
OH
OH
O
OH
Br
F
OH
F
F
9. Uporządkuj aminy pod względem wzrastającej zasadowości (narysuj w kratkach wzory w
odpowiedniej kolejności): trimetyloamina; anilina; 2-nitroanilina; amoniak
NH2
NH2
NO2
Dr Bartosz Trzewik
NH3
N