Enantiomernomenklatur, egenskaber, egenskaber og eksempler

den enantiomerer er de par organiske (og uorganiske) forbindelser, der består af to spejlbilleder, der ikke kan overlappe hinanden over hinanden. Når det modsatte forekommer - for eksempel i tilfælde af en bold, en golfklub eller en gaffel - siges de at være achirale genstande..

Udtrykket chiralitet blev opfundet af William Thomson (Lord Kelvin), der definerede en genstand er chirale hvis det ikke kan være overlejret på dets spejlbillede. Hænderne er fx chirale elementer, fordi refleksionen af ​​venstre hånd, selvom den vender, aldrig vil falde sammen med originalen.

En måde at demonstrere ovenstående på er at placere højre hånd til venstre og finde ud af, at de eneste fingre, der overlapper hinanden, er de midterste. Faktisk er ordet chirale stammer fra det græske ord cheir, hvilket betyder "hånd".

I tilfælde af gaffel af det øvre billede, hvis dets refleksion skulle dreje, ville den passe perfekt under originalen, som oversættes som en achiral genstand.

indeks

• 1 asymmetrisk carbon
• 2 nomenklatur
  • 2.1 Regler for sekvenser eller prioriteter
• 3 Egenskaber af enantiomererne
• 4 Egenskaber
• 5 eksempler
  • 5.1 Thalidomid
  • 5.2 Salbutamol og limonen
• 6 referencer

Asymmetrisk kulstof

Hvilken geometrisk form skal et sæt atomer anses for at være chirale? Svaret er tetrahedralt; det vil sige for en organisk forbindelse skal carbonatomet have et tetrahedralt arrangement omkring det. Men selv om dette gælder for de fleste forbindelser, er det ikke altid tilfældet.

Så at denne hypotetiske CW-forbindelse₄ være chirale, alle substituenter skal være forskellige. Hvis det ikke var på denne måde, kunne tetrahedronens refleksion overlappe efter nogle rotationer.

Forbindelsen C (ABCD) er således chiral. Når dette sker, er carbonatomet bundet til fire forskellige substituenter kendt som asymmetrisk carbon (eller stereogent carbon). Når dette kulstof er "set" i spejlet, udgør dets refleksion og dette det enantiomere par.

I det øvre billede er tre enantiomere par af forbindelse C (ABCD) illustreret. I betragtning af kun det første par, er dens refleksion ikke overlejret, for når man kun vælter om bogstavene A og D falder sammen, men ikke C og B.

Hvilket forhold har de andre par af enantiomerer med hinanden? Forbindelsen og dens billede af det første enantiomere par er diastereomerer af de andre par.

Med andre ord er diastereomerer stereoisomerer af samme forbindelse, men uden at være produktet af deres egen refleksion; det vil sige, de er ikke hans spejlbillede.

En praktisk måde at gribe denne er gennem brug af modeller, nogle af disse enkle og bevæbnet med en kugle af anime, spisepinde og masser af ler til at repræsentere atomer eller grupper.

nomenklatur

Ændringen af ​​sted for to bogstaver producerer en anden enantiomer, men hvis tre bogstaver ændres, vender operationen tilbage til den oprindelige forbindelse med forskellig rumlig orientering.

På denne måde giver skiftende to bogstaver anledning til to nye enantiomerer og samtidig to nye diastereomerer fra det oprindelige par.

Men hvordan kan man differentiere disse enantiomerer fra hinanden? Det er her, hvor den absolutte R-S-konfiguration fremkommer.

Forskerne, der gennemførte det, var Cahn, Sir Christopher Ingold og Vladimir Prelog. Af denne grund er det kendt som noteringssystemet (R-S) af Cahn-Ingold-Prelog.

Regler for sekvenser eller prioriteter

Hvordan anvendes denne absolutte konfiguration? For det første henviser udtrykket "absolut konfiguration" til det nøjagtige rumlige arrangement af substituenterne på det asymmetriske carbon. Således har hvert rumlige arrangement sin egen R- eller S-konfiguration.

Det øverste billede illustrerer to absolutte konfigurationer for et par enantiomerer. For at betegne en af ​​de to som R eller S skal reglerne for sekvenser eller prioriteter følges:

1- Substituenten med det højeste atomnummer er den med højeste prioritet.

2- Molekylet er orienteret, så atomet eller gruppen med lavere prioritet peger bag flyet.

3- Tegn pilens pile og træk en cirkel i faldende prioriteringsretning. Hvis denne retning er den samme med uret, er konfigurationen R; hvis den er mod uret, så er konfigurationen S.

I tilfælde af billedet svarer den røde kugle mærket med nummer 1 til substituenten med højeste prioritet og så videre.

Den hvide kugle, den for nummer 4, svarer næsten altid til hydrogenatomet. Med andre ord: hydrogen er den lavest prioriterede substituent og den sidste.

Eksempel på absolut konfiguration

I sammensætningen af ​​det øvre billede (aminosyre l-serin) har det asymmetriske carbon følgende substituenter: CH₂OH, H, COOH og NH₂.

Ved anvendelse af ovenstående regler for denne forbindelse er substituenten med højeste prioritet NH₂, efterfulgt af COOH og endelig CH₂OH. Den fjerde substituent forstås at være H.

COOH-gruppen har prioritet over CH₂OH, fordi carbon danner tre bindinger med oxygenatomer (O, O, O), mens den anden kun danner en med OH (H, H, O).

Karakteristik af enantiomererne

Enantiomererne mangler symmetrielementer. Disse elementer kan være enten planet eller symmetriens centrum.

Når disse er til stede i den molekylære struktur, er det meget sandsynligt, at forbindelsen er achiral og derfor ikke kan danne enantiomerer.

egenskaber

Et par enantiomerer udviser de samme fysiske egenskaber, såsom kogepunkt, smeltepunkt eller damptryk.

En egenskab, der adskiller dem, er imidlertid evnen til at rotere polariseret lys, eller hvad er det samme: hver enantiomer har sine egne optiske aktiviteter.

De enantiomerer, der roterer polariseret lys til retningen af ​​uret gain indstilling (+), mens dem, der roterer mod uret for at erhverve den konfiguration (-).

Disse rotationer er uafhængige af den rumlige opstilling af substituenterne på det asymmetriske carbon. Følgelig kan en forbindelse med konfiguration R eller S være (+) og (-).

Desuden, hvis koncentrationerne af begge enantiomerer (+) og (-) er ens, det polariserede lys ikke afviger fra sin bane, og blandingen er optisk inaktive. Når dette sker, blandingen kaldet racemisk blanding.

Til gengæld styrer de rumlige arrangementer reaktiviteten af ​​disse forbindelser mod stereospecifikke substrater. Et eksempel på denne stereospecificitet forekommer i tilfælde af enzymer, som kun kan virke på en bestemt enantiomer, men ikke på dens spejlbillede.

eksempler

Af mange mulige enantiomerer har vi som eksempler følgende tre forbindelser:

thalidomid

Hvilke af de to molekyler har S-konfigurationen? Den til venstre. Prioritetsordningen er som følger: For det første nitrogenatomet, det andet carbonylgruppen (C = O) og tredje methylengruppen (-CH₂-).

Når du går gennem grupperne, skal du bruge retningen med uret (R); dog som hydrogenet peger ud af flyet, konfigurationen set fra bagsiden vinkel faktisk svarer til S, hvorimod i tilfældet med molekylet højre, hydrogen (den laveste prioritet) peger gang baglæns fra flyet.

Salbutamol og limonen

Hvilket af de to molekyler er R-enantiomeren: den ene ovenfor eller den ene nedenfor? I begge molekyler er det asymmetriske carbon bundet til OH-gruppen.

Etablering af prioriteringsrækkefølgen for molekylet nedenfor giver følgende: først OH, den anden aromatiske ring og tredje CH-gruppen₂-NH-C (CH₃)₃.

Går igennem grupperne tegnes en cirkel i retning med uret; Derfor er det R-enantiomeren. Således er molekylet nedenfor R-enantiomeren, og den øverste er S.

I tilfælde af forbindelsen (R) - (+) - limonen og (S) - (-) - limonen, forskelle er deres kilder og lugte. R-enantiomeren er karakteriseret ved at have en duft af appelsiner, mens S-enantiomeren har en duft af citroner.

referencer

1. T. W. Graham Solomons, Craigh B. Fryhle. Organisk kemi. (Tenth Edition, s. 188-301) Wiley Plus.
2. Francis A. Carey. Organisk kemi i stereokemi. (Sjette udgave., S. 288-301). Mc Graw Hill.
3. Zeevveez. (1. august 2010). Fork Mirror Refleksion. [Figur]: Hentet den 17. april 2018, fra: flickr.com   
4. G. P. Moss. Grundlæggende terminologi stereokemi (IUPAC Anbefalinger 1996) Ren og Anvendt Kemi, Volume 68, Issue 12, Pages 2193-2222, ISSN (Online) 1365-3075, ISSN (Udskriv) 0033-4545, DOI: doi.org
5. Weekens arkivmolekyle. (1. september 2014). Thalidomid. Hentet den 17. april 2018, fra: acs.org
6. Jordi picart. (29. juli 2011). Tildeling af R og S konfigurationerne i et chiralt center. [Figur]. Hentet den 17. april 2018, fra: commons.wikimedia.org