RJC # Alk l a k ny n Ster St eoi er zom eoi er zom y er Slides 1 to 30

Transkrypt

1 Alkany Stereoizomery Slides 1 to 30

2 Centrum asymetryczne (stereogeniczne) Atom węgla o hybrydyzacji sp 3 połączony z czterema róŝnymi podstawnikami tworzy centrum asymetryczne (stereogeniczne).

3 Chiralność Cząsteczka posiadająca centrum asymetryczne (centrum stereogeniczne) jest nazywana cząsteczką chiralną. Konfiguracja lewej ręki Konfiguracja prawej ręki

4 Stereoizomery Stereoizomery róŝnią się tylko sposobem ułoŝenia podstawników wokół centrum asymetrycznego (stereogenicznego). Konfiguracja lewej ręki Konfiguracja prawej ręki

5 Na przykład... alanina Dwa stereoizomery alaniny są enancjomerami (dwa nie nakładające się na siebie obiekty pozostające w relacji przedmiot/odbicie lustrzane). 2 N CO 2 O 2 C N 2 C 3 3 C

6 Jedno Centrum Asymetryczne W przypadku cząsteczki posiadającej tylko jedno centrum asymetryczne (stereogeniczne) mamy do czynienia z dwoma stereoizomerami które są zawsze. Enancjomerami!!

7 Więcej niŝ Jedno Centrum Asymetryczne Największa liczba stereoizomerów odpowiada zaleŝności... L = 2 n : gdzie n odpowiada liczbie centrów asymetrycznych w obrębie cząsteczki.

8 Na przykład... 2-bromo-3-jodobutan Cztery stereoizomery I I I I

9 Relacje pomiędzy stereoizomerami Pary stereoizomerów mogą być opisywane jako... Enancjomery (przedmiot i odbicie lustrzane) Diastereoizomery (nie będące odbiciami lustrzanymi)

10 Enancjomery 2-bromo-3-jodobutanu Dwie pary enancjomerów... I I I I

11 Diastereoizomery 2-bromo-3-jodobutanu Cztery enancjomery... I I I I

12 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.

13 Na przykład... 2,3-dibromobutan Posiada cztery stereoizomery...

14 Mezo-2,3-dibromobutan

15 Formy mezo-dla 2,3-dibromobutanu Z powodu występującej płaszczyzny symetrii, dwa spośród stereoizomerów są identyczne.

16 Stereoizomery 2,3-dibromobutanu Dwa enancjomery oraz forma mezo.

17 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

18 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.

19 Na przykład... karwon O Karwon posiada jedno centrum asymetryczne, istnieje więc w postaci dwóch stereoizomerów! (-)-karwon zapach mięty (+)-karwon zapach kminku

20 Na przykład Dopa O O N 2 Dopa posiada jedno centrum asymetryczne, istnieje więc w postaci dwóch enancjomerów. CO 2 (-)-Dopa (lek na chorobę Parkinsona) (+)-Dopa (bez aktywności biologicznej)

21 O Na przykład... talidomid N O O N O Talidomid ma jedno centrum asymetryczne, występuje w postaci dwóch enancjomerów. (-)-talidomid potencjalny mutagen (+)-talidomid skuteczny lek

22 WaŜne biomolekuły Wszystkie waŝne biomolekuły: peptydy, cukry, DNA, RNA etc. są chiralne. Chiralne receptory Centra aktywne (receptory) enzymów oddziałują ze stereoizomerami w zróŝnicowany sposób.

23 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

24 Skręcenie Płaszczyzny Światła Spolaryzowanego Stopień skręcenia płaszczyzny światła spolaryzowanego po przejściu przez roztwór badanej substancji jest określany jako skręcalność właściwa. detektor polaryzator polaryzator cela pomiarowa światło

25 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.

26 Mieszaniny racemiczne 2 N C 3 CO 2 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.

27 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