ChOrg 3

RJC
‹#›
Alkany
Stereoizomery
Slides 1 to 30
RJC
‹#›
Centrum asymetryczne (stereogeniczne)
Atom węgla o hybrydyzacji sp3 połączony z
czterema róŜnymi podstawnikami tworzy centrum
asymetryczne (stereogeniczne) .
RJC
Chiralność
‹#›
Cząsteczka posiadająca centrum asymetryczne
(centrum stereogeniczne) jest nazywana
cząsteczką chiralną.
Konfiguracja ‘lewej ręki’
Konfiguracja ‘prawej ręki’
RJC
Stereoizomery
‹#›
Stereoizomery róŜnią się tylko sposobem ułoŜenia
podstawników wokół centrum asymetrycznego
(stereogenicznego) .
Konfiguracja ‘lewej ręki’
Konfiguracja ‘prawej ręki’
RJC
‹#›
Na przykład... alanina
Dwa stereoizomery alaniny są enancjomerami
(dwa nie nakładające się na siebie obiekty
pozostające w relacji przedmiot/odbicie lustrzane).
H2N
CO2H
H CH3
HO2C
NH2
H3C H
RJC
‹#›
Jedno Centrum Asymetryczne
W przypadku cząsteczki posiadającej tylko jedno
centrum asymetryczne (stereogeniczne) mamy do
czynienia z dwoma stereoizomerami...
....... które są zawsze …. Enancjomerami !!
RJC
Więcej niŜ Jedno Centrum Asymetryczne …
‹#›
Największa liczba stereoizomerów odpowiada
zaleŜności ...
L = 2n : gdzie n odpowiada liczbie centrów
asymetrycznych w obrębie cząsteczki.
RJC
‹#›
Na przykład ... 22-bromobromo-3-jodobutan
Cztery stereoizomery
Br H
H I
Br H
I H
H Br
I H
H Br
H I
RJC
Relacje pomiędzy stereoizomerami
‹#›
Pary stereoizomerów mogą być opisywane jako...
Enancjomery
(przedmiot i odbicie lustrzane)
Diastereoizomery
(nie będące odbiciami lustrzanymi)
RJC
Enancjomery 22-bromobromo-3-jodobutanu
‹#›
Dwie pary enancjomerów ...
Br H
H I
Br H
I H
H Br
I H
H Br
H I
RJC
‹#›
Diastereoizomery 22-bromo
bromo--3-jodobutanu
Cztery enancjomery ...
Br H
H I
Br H
I H
H Br
I H
H Br
H I
RJC
‹#›
Diastereoizomery (diastereomery)
Tylko taka cząsteczka, która posiada więcej niŜ
jedno centrum asymetryczne moŜe istnieć w
postaci diastereoizomerów !
Związki mezo
Takie cząsteczki, które posiadają więcej niŜ jedno
centrum asymetryczne oraz płaszczyznę symetrii
mogą występować w postaci form mezo.
RJC
Na przykład ... 2,32,3-dibromobutan
‹#›
Posiada cztery stereoizomery...
Br H
Br H
Br H
Br H
H Br
H Br
H Br
H Br
RJC
Mezo--2,3Mezo
2,3-dibromobutan
‹#›
Br H
Br H
H Br
H Br
RJC
Formy mezomezo- dla 2,32,3-dibromobutanu
‹#›
Z powodu występującej płaszczyzny symetrii,
dwa spośród stereoizomerów są identyczne.
Br H
H Br
Br H
H Br
Br H
Br H
RJC
Stereoizomery 2,32,3-dibromobutanu
‹#›
Dwa enancjomery oraz forma mezo
mezo..
Br H
H Br
Br H
H Br
Br H
Br H
RJC
Czy stereochemia jest waŜna ?
‹#›
Diastereoizomery róŜnią się pod wielu względami:
t.top., t.wrz., gęstość (d),
kolor, współczynnik załamania,
właściwości chemiczne,
widma NMR, IR, UV-VIS, MS …
inne
RJC
‹#›
Czy stereochemia jest waŜna ?
Enancjomery mają takie same:
m.p., b.p., gęstość (d),
kolor, współczynnik załamania,
właściwości chemiczne (reaktywność),
widma NMR, IR, UV-VIS, MS
Często róŜnią się aktywnością biologiczną.
RJC
Na przykład ... karwon
O
‹#›
Karwon posiada jedno centrum asymetryczne,
istnieje więc w postaci dwóch stereoizomerów!
(-)-karwon
„zapach mięty”
(+)-karwon
“zapach kminku”
RJC
CO2H
Na przykład … Dopa
‹#›
NH2
HO
OH
Dopa posiada jedno centrum asymetryczne,
istnieje więc w postaci dwóch enancjomerów.
(-)-Dopa
(lek na chorobę Parkinsona)
(+)-Dopa
(bez aktywności biologicznej)
O
RJC
‹#›
Na przykład ... talidomid
O
N
O O
N
H
Talidomid ma jedno centrum asymetryczne,
występuje w postaci dwóch enancjomerów.
(-)-talidomid
“potencjalny mutagen”
(+)-talidomid
“skuteczny lek”
RJC
WaŜne biomolekuły
‹#›
Wszystkie waŜne biomolekuły: peptydy, cukry,
DNA, RNA etc. są chiralne .
Chiralne receptory
Centra aktywne (receptory) enzymów oddziałują
ze stereoizomerami w zróŜnicowany sposób.
RJC
W jaki sposób rozróŜniamy enancjomery ?
‹#›
Cząsteczki chiralne (i enancjomerycznie czyste) oddziałują
ze światłem spolaryzowanym w zróŜnicowany sposób;
(-) enancjomer
powoduje skręcenie płaszczyzny światła spolaryzowanego
w lewo
(+) enancjomer
powoduje skręcenie płaszczyzny światła spolaryzowanego
w prawo
Skręcenie Płaszczyzny Światła
Spolaryzowanego
RJC
‹#›
Stopień skręcenia płaszczyzny światła
spolaryzowanego po przejściu przez roztwór
badanej substancji jest określany jako
‘skręcalność właściwa’.
polaryzator
cela pomiarowa
światło
detektor
polaryzator
RJC
‹#›
Chiralność
KaŜda cząsteczka posiadająca nie nakładający
się na nią obraz lustrzany, jest chiralna.
KaŜda cząsteczka chiralna musi posiadać co
najmniej jedno centrum asymetryczne.
Cząsteczka chiralna występuje w formie
stereoizomerów.
RJC
Mieszaniny racemiczne
‹#›
H2N
CO2H
CH3
Mieszanina obydwu enancjomerów o proporcji
50:50 jest racematem.
Związki mezo
Pomimo, Ŝe forma mezo posiada centra asymetryczne ...
Ani forma mezo, ani mieszanina racemiczna nie
powodują skręcenia płaszczyzny światła
spolaryzowanego.
RJC
Podsumowanie
‹#›
Stereoizomery, Centrum asymetryczne
(stereogeniczne)
Chiralność (obiekt chiralny)
Przedmiot i jego odbicie lustrzane
Enancjomery, Diastereoizomery, Formy mezo
Płaszczyzna symetrii
Światło spolaryzowane w płaszczyźnie,
polarymetr,
Określenie skręcalności (-) i (+)
Skręcalność właściwa [α]D
Mieszaniny racemiczne