STEREOCHEMIA ORGANICZNA



Podobne dokumenty
STEREOCHEMIA ORGANICZNA

STEREOCHEMIA ORGANICZNA

Chemia organiczna. Stereochemia. Zakład Chemii Medycznej Pomorskiego Uniwersytetu Medycznego

4. Stereoizomeria. izomery. konstytucyjne różne szkielety węglowe, różne grupy funkcyjne różne położenia gr. funkcyjnych

7-9. Stereoizomeria. izomery. konstytucyjne różne szkielety węglowe, różne grupy funkcyjne różne położenia gr. funkcyjnych

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

Oznaczenia konfiguracji absolutnej związków konformacyjnie labilnych

Stereochemia Ułożenie atomów w przestrzeni

Chemia organiczna. Stereochemia. Zakład Chemii Medycznej Pomorskiego Uniwersytetu Medycznego

Ćwiczenie 9 Wyznaczanie skręcalności właściwej sacharozy, glukozy i fruktozy (zjawisko inwersji)

Polarymetr służy do pomiaru skręcenia płaszczyzny polaryzacji światła w substancjach

Stereochemia Jak przedstawiamy cząsteczkę z węglem tetraedrycznym:

STEREOCHEMIA ORGANICZNA Wykład 6

Polarymetryczne oznaczanie stężenia i skręcalności właściwej substancji optycznie czynnych

Repetytorium z wybranych zagadnień z chemii

Badanie właściwości optycznych roztworów.

Kinetyka reakcji hydrolizy sacharozy katalizowanej przez inwertazę

IZOMERIA Izomery - związki o takim samym składzie lecz różniące się budową

Węglowodany. Monosacharydy Oligosacharydy Polisacharydy. Skrobia Celuloza Glikogen. Aldopentozy (ryboza) Disacharydy. Ketopentozy (rybuloza)

Konformacje cykloheksanu

II Podkarpacki Konkurs Chemiczny 2009/10. ETAP II r. Godz Zadanie 1 (10 pkt.)

CHIRALNOŚĆ WŁAŚCIWOŚĆ MATERII EGZOTYCZNA CZY WSZECHOBECNA?

POLITECHNIKA BIAŁOSTOCKA

KINETYKA INWERSJI SACHAROZY

1. Od czego i w jaki sposób zależy szybkość reakcji chemicznej?

Izomerię konstytucyjną można podzielić na podgrupy a) izomeria szkieletowa, która polega na różnej budowie szkieletu węglowego cząsteczek Przykład:

Ćwiczenie Nr 6 Skręcenie płaszczyzny polaryzacji

Pomiar kąta skręcenia polaryzacji światła oraz skręcalności właściwej roztworów sacharozy I. Wstęp, zastosowania metody w medycynie

OZNACZANIE ŻELAZA METODĄ SPEKTROFOTOMETRII UV/VIS

Ćwiczenie 74. Zagadnienia kontrolne. 2. Sposoby otrzymywania światła spolaryzowanego liniowo. Inne rodzaje polaryzacji fali świetlnej.

O MATURZE Z CHEMII ANALIZA TRUDNYCH DLA ZDAJĄCYCH PROBLEMÓW

relacje ilościowe ( masowe,objętościowe i molowe ) dotyczące połączeń 1. pierwiastków w związkach chemicznych 2. związków chemicznych w reakcjach

II ROK CHEMII GRUPA C1 Zadania na 17 stycznia 2011 r. Cukry odpowiedzi. 1. Zapisz wzory Fischera produktów reakcji D-glukozy z: a.

Politechnika Wrocławska Wydział Chemiczny Zakład Materiałów Polimerowych i Węglowych. Analiza składu enancjomerów

RÓWNOWAGI REAKCJI KOMPLEKSOWANIA

Spektroskopia molekularna. Ćwiczenie nr 1. Widma absorpcyjne błękitu tymolowego

Elementy symetrii. obiekt geometryczny taki jak linia, płaszczyzna lub punkt, względem którego dokonuje się operacji symetrii.

ZAAWANSOWANE METODY USTALANIA BUDOWY ZWIĄZKÓW ORGANICZNYCH. Witold Danikiewicz. Instytut Chemii Organicznej PAN ul. Kasprzaka 44/52, Warszawa

Laboratorium z chemii fizycznej. Zakres zagadnień na kolokwia

Badanie kinetyki inwersji sacharozy

Obliczenia chemiczne. Zakład Chemii Medycznej Pomorski Uniwersytet Medyczny

spektropolarymetrami;

Spektroskopia molekularna. Spektroskopia w podczerwieni

Wykład 3. Makrocząsteczki w roztworze i w stanie skondensowanym.

ZADANIA Z CHEMII Efekty energetyczne reakcji chemicznej - prawo Hessa

Atomy w zewnętrznym polu magnetycznym i elektrycznym

CHEMIA. Wymagania szczegółowe. Wymagania ogólne

Ćwiczenie 3 Pomiar równowagi keto-enolowej metodą spektroskopii IR i NMR

Ćwiczenie 2 Przejawy wiązań wodorowych w spektroskopii IR i NMR

Spis treści ELEMENTY STEREOCHEMII

Izomeria cukrów prostych

CHARAKTERYSTYKA WIĄZKI GENEROWANEJ PRZEZ LASER

Spektroskopia. Spotkanie pierwsze. Prowadzący: Dr Barbara Gil

Podstawowe prawa opisujące właściwości gazów zostały wyprowadzone dla gazu modelowego, nazywanego gazem doskonałym (idealnym).

CO_05_W: Stereochemia

Para pozostająca w równowadze z roztworem jest bogatsza w ten składnik, którego dodanie do roztworu zwiększa sumaryczną prężność pary nad nim.

WNIOSEK REKRUTACYJNY NA ZAJĘCIA KÓŁKO OLIMPIJSKIE Z CHEMII - poziom PG

I piętro p. 131 A, 138

Równowaga. równowaga metastabilna (niepełna) równowaga niestabilna (nietrwała) równowaga stabilna (pełna) brak równowagi rozpraszanie energii

WNIOSEK REKRUTACYJNY NA ZAJĘCIA KÓŁKO OLIMPIJSKIE Z CHEMII - poziom PG

Skręcenie wektora polaryzacji w ośrodku optycznie czynnym

ZAAWANSOWANE METODY USTALANIA BUDOWY ZWIĄZKÓW ORGANICZNYCH

Skręcenie płaszczyzny polaryzacji światła w cieczach (PF13)

WYMAGANIA EDUKACYJNE Z CHEMII 2013/2014

Laboratorium Biofizyczne semestr zimowy 2015/2016

podstawami stechiometrii, czyli działu chemii zajmującymi są obliczeniami jest prawo zachowania masy oraz prawo stałości składu

POMIAR NATURALNEJ AKTYWNOŚCI OPTYCZNEJ

Zagadnienia. Budowa atomu a. rozmieszczenie elektronów na orbitalach Z = 1-40; I

IZOMERIA OPTYCZNA. Znaczenie izomerii optycznej.

ANALIZA WYNIKÓW MATURY 2017 Z CHEMII

OBLICZENIA STECHIOMETRIA STECHIOMETRIA: INTERPRETACJA ILOŚCIOWA ZJAWISK CHEMICZNYCH

X / \ Y Y Y Z / \ W W ... imię i nazwisko,nazwa szkoły, miasto

Za poprawną metodę Za poprawne obliczenia wraz z podaniem zmiany ph

Chemia I Semestr I (1 )

WYKŁAD 2 Podstawy spektroskopii wibracyjnej, model oscylatora harmonicznego i anharmonicznego. Częstość oscylacji a struktura molekuły Prof. dr hab.

STEREOCHEMIA ORGANICZNA

FIZYKOCHEMICZNE METODY USTALANIA BUDOWY ZWIĄZKÓW ORGANICZNYCH. Witold Danikiewicz

KARTA KURSU (realizowanego w module specjalności) Biologia z przyrodą.

Różnorodny świat izomerów powtórzenie wiadomości przed maturą

ZAAWANSOWANE METODY USTALANIA BUDOWY ZWIĄZKÓW ORGANICZNYCH. Witold Danikiewicz

LASERY I ICH ZASTOSOWANIE

Ćwiczenie nr 12 Lipidy - tłuszcze nasycone i nienasycone. Liczba jodowa, metoda Hanusa ilościowego oznaczania stopnia nienasycenia tłuszczu

SZCZEGÓŁOWE KRYTERIA OCENIANIA Z CHEMII DLA KLASY II GIMNAZJUM Nauczyciel Katarzyna Kurczab

STEREOCHEMIA ORGANICZNA

Ćwiczenia z mikroskopii optycznej

Szkoła Letnia STC Łódź 2013 Oznaczanie zabarwienia cukru białego, cukrów surowych i specjalnych w roztworze wodnym i metodą MOPS przy ph 7,0

3. Wprowadzenie do nazewnictwa związków organicznych

II.6 Atomy w zewnętrznym polu magnetycznym

ZASADY ZALICZENIA PRZEDMIOTU CHEMIA BIOORGANICZNA I BIOSTEREOCHEMIA

Podstawowe pojęcia i prawa chemiczne, Obliczenia na podstawie wzorów chemicznych

Podczerwień bliska: cm -1 (0,7-2,5 µm) Podczerwień właściwa: cm -1 (2,5-14,3 µm) Podczerwień daleka: cm -1 (14,3-50 µm)

Wykład 4: Termochemia

VI Podkarpacki Konkurs Chemiczny 2013/2014

Elektrochemia elektroliza. Wykład z Chemii Fizycznej str. 4.3 / 1

Wykład 10 Równowaga chemiczna

TERMOCHEMIA. TERMOCHEMIA: dział chemii, który bada efekty cieplne towarzyszące reakcjom chemicznym w oparciu o zasady termodynamiki.

Rozdział 9. Odpowiedzi i rozwiązania zadań. Chemia organiczna. Zdzisław Głowacki. Zakres podstawowy i rozszerzony

a. Dobierz współczynniki w powyższym schemacie tak, aby stał się równaniem reakcji chemicznej.

K02 Instrukcja wykonania ćwiczenia

Wykład z Chemii Ogólnej i Nieorganicznej

Transkrypt:

STEECEMI GNICZN Sławomir Jarosz Wykład 3

B B B B B B B B enancjomery enancjomery enancjomery enancjomery

B S S S B S S B S S B S B B S B S B S S

S brót o 180 Centrum pseudoasymetrii

Konfiguracja względna Ułożenie grup (atomów) względem siebie trans cis Konfiguracja absolutna Bezwzględne ułożenie atomów w przestrzeni trans trans cis

W jaki sposób wyznaczyć konfigurację absolutną cząsteczki Jakimi metodami można określić bezwzględne ułożenie atomów w przestrzeni W roku 1874 van t off i Le Bell stwierdzili, że modele oraz B są na siebie nienakładalne; jeden skręca płaszczyznęświatła spolaryzowanego w lewo a drugi w prawo o ten sam kąt. b a d c c d a b le: który jest który???? B

C S S C S C 2 C 2

Są dwie możliwości oznaczania konfiguracji absolutnej 1. bliczenia kwantowo - mechaniczne W roku 1934 udało się W. Kuhnowi skorelować polaryzowalność wiązania ze skręcalnością optyczną Trudności obliczeniowe jednak spowodowały, że dopiero w roku 1952 opublikowano pierwsze obliczenia skręcalności optycznej trans-2,3-epoksybutanu. Ten związek można skorelować z kwasem winowym 2. rentgenografia

związek chiralny Me Me konfigurację powiązano ze skręcalnością na drodze obliczeń teoretycznych C C C C

C C C C C aldehyd D-glicerynowy

C C D-erytroza D-treoza C C szereg D (konfiguracja ) szereg L (konfiguracja S) CUKY C C D-ryboza D-arabinoza C C D-ksyloza D-liksoza

szereg D ll ltruits Gladly Make Gum In Gallon Tanks lloza altroza glukoza mannoza guloza idoza galaktoza taloza

Wyznaczanie konfiguracji absolutnej metodami rentgenograficznymi Dyfrakcja promieni X na lekkich jądrach (, C) daje obraz zależny jedynie od położenia. Tym samym zgodność faz nie zależy od tego, po której stronie (prawej czy też lewej) znajduje się atom Tą metodą można określić TYLK WZGLĘDNĄ konfigurację Jądra ciężkich atomów pochłaniają promienie X w pewnym zakresie krzywej absorpcji. Jeśli λ odpowiada progowi absorpcji ciężkiego atomu to obok absorpcji nastąpi przesunięcie fazowe (anomalna absorpcja). To zjawisko pozwala określenie na ułożenia atomów w przestrzeni

Podstawowe zainteresowanie chemii organicznej To wyznaczanie konfiguracji WZGLĘDNEJ!!! Jeśli konfiguracja przynajmniej jednego centrum stereogenicznego jest znana To tym samym znamy konfigurację absolutną wszystkich pozostałych centrów JK ZÓŻNIĆ ZWIĄZKI w łatwy sposób

trans trans cis Forma dl (+/-) racemat Forma mezo Jak łatwo rozróżnić obie formy??? Czasami poprzez analizę spektralną Czasami poprzez korelacje chemiczne

W reakcjach chemicznych pod nieobecność zewnętrznych źródeł chiralności powstają zawsze związki nieczynne optycznie Mogą to być albo układy achiralne (np. kwas mezo-winowy) albo też racemiczne (równomolowe mieszaniny) np. kwasu,-winowego oraz S,S-winowego) acematy mogą różnić się temperaturą topnienia od czystych enancjomerów!!! Jeśli zatem mamy wzbogacony racemat (tzn. mieszaninę enancjomerów np. w proporcji 85:15) to czysty enancjomer można otrzymać przez krystalizację.

Trochę gimnastyki umysłowej C Me C Me oś C 2 do σ L-jabłkowy C Me C Me D-jabłkowy środek i

C Me C Me oś C 2 do σ C Me C Me środek i

Wyznaczanie konfiguracji względnej poprzez analizę spektralną Przede wszystkim STŁE SPZĘŻENI 1 NM J 1,2 = ~ 15 z J 1,2 = ~ 11 z 1 2 3 4 J 1,2 ~ 10 z J 2,3 = 3-5 z J 3,4 ~ 3-4 z

Efekty NE oddziaływanie przez przestrzeń 9 1 5 C 2 Ph 10 Bn 1 9 c 6 4 ' '' MM Bn 1-5, 1-8, 6-9 6-10 9.5% 10-3 5.2% 3-4" 5.2% 1-2 3.2% 7-9 4.5% 1-9 6.2% 5-7 4.2% 6-8 4.5%

grupa C 2 grupa C s Br Br Br Br S S Br Br Br Br S S

Br Br Br Br S S Br Br Br Br S S

C 2 C 2 C 2 C 2 tożsame C 2 C 2 C 2 różne C 2

Ustalanie konfiguracji względnej metodami chemicznymi C 2 C 2 C 2 C 2 C 2 glukoza [α] = 0 alloza [α] = 0 galaktoza C 2 [α] = 0 C 2 [α] = 0 C 2 C 2 C 2 [α] = 0 [α] = 0 [α] = 0

Cyklostereoizomeria

Cyklostereoizomeria

Cykloenancjomeryczne cykloheksyloalaniny

SKĘCLNŚĆ, skręcalność optyczna, właściwość substancji optycznie czynnej, polegająca na skręcaniu płaszczyzny polaryzacji światła podczas przechodzenia światła spolaryzowanego przez tę substancję; skręcalność właściwa skręcenie (w stopniach) płaszczyzny polaryzacji światła monochromatycznego podczas przechodzenia przez 10-centymetrową warstwę roztworu związku optycznie czynnego zawierającego 1 g tego związku w 1 cm 3 ; skręcalność molowa iloczyn skręcalności właściwej i 1 / 100 masy molowej związku optycznie czynnego; kąt skręcenia (mierzony w odpowiednich warunkach, zwykle w temp. 20 C) płaszczyzny polaryzacji światła monochromatycznego charakteryzuje daną substancję jest jej indywidualną cechą, w przypadku roztworów związków optycznie czynnych zależy także od stężenia; Pomiar kąta skręcenia płaszczyzny polaryzacji światła jest wykonywany w polarymetrach.

Zjawiska chiralooptyczne ddziaływania światła spolaryzowanego z chiralnym ośrodkiem a. Światło płasko polaryzowane b. Światło kołowo spolaryzowane w prawo

Zróżnicowane opóźnienie lewo- i prawoskrętnie spolaryzowanego światła wytwarza dwójułomność kołową [α] = π/λ (n M n P. ) Zróżnicowana absorpcja prowadzi do dichroizmu kołowego n wsp. refrakcji φ = π/λ (k M k P. ) Skręcalność właściwa k wsp. absorpcji światła kołowo spolaryzowanego [α] λ = 100 α / l c α skręcalność zmierzona l długość; c stężenie wyrażone w gramach na 100 ml

Efekt Cottona DDTNI Efekt Cottona Ujemny gdy ujemne maksimum D (oraz CD) występuje przy niższych częstościach

Quasi enancjomery

Spektroskopia CD pozwala na 1. Potwierdzenie czynności optycznej związku 2. Na podstawie reguł empirycznych na określenie konfiguracji absolutnej Bn Bn Bn Me 7S Bn Bn Bn Me 7

Mol. CD 2 313.5 nm, 1.48 1 7S 0-1 7 315.5 nm, -1.25-2 250 300 350 400 Wavelenght [nm] (-) Mo Mo

Konformacje związków węgla energia oddziaływania niewiążącego E nw = Be -μr - /r 6 przy zbliżaniu dwóch chemicznie związanych jąder atomów wystąpi pewna odległość międzyjądrowa, dla której sumaryczna energia wykazuje minimum. To tzw. równowagowa długość wiązania (l 0 ). ozciąganie (lub ściskanie) wiązań wywołuje reakcję jak w przypadku sprężyn, a generowaną przy tym energię określa prawo ooka E l = 1/2 k l (l - l 0 ) 2 Podobna zależność występuje dla kątów E θ = ½ k θ (θ θ 0 ) 2 K θ stała siłowa = 80 320 kj/mol -1 rad -1

Konformacje etanu obrót o 60 0 60

Konformacje butanu C 3 Me 60 C 3 obrót o 180 Me 0 C 3 C 3 Me Me

antyperiplanarna synperiplanarna synklinalna antyklinalna

Jak oszacować populację konformerów (uwzględniamy tylko synklinalne i antyperi planarne) różnica energii między konformerami: Δ G = G - G 1 2 Δ G = Δ - T ΔS K = exp(- Δ G 0 / T)

Δ = 3.05 KJ / mol Δ G = 3.05 1.76 = 1.29 KJ / mol K = exp(- Δ G 0 / T) konformacje mają jednakową ilość stopni swobody uwzględniamy zatem tylko czynnik statystyczny = 2 konformacje synklinalne są enacjomeryczne zatem ΔS jest równoważna entropii mieszania wynikającej z tworzenia mieszaniny racemicznej; jej wartość w każdym przypadku wynosi ln 2 K = 1.7 a : b = 1.7 a = 63%; b = 37%

Zależność między ilorazem populacyjnym konformerów (stałą K) aoraz procentową zawartością głównego składnika w mieszaninie

Konformacja uprzywilejowana s-trans s-cis s-trans s-cis ν (C=) = 1674 cm -1 ν (C=) = 1698 cm -1 ν (C=C) = 1643 cm -1 ν (C=C) = 1631 cm -1

STEEIZMEI CZĄSTECZEK CYKLICZNYC Zamknięcie łańcucha z utworzeniem pierścienia powoduje wzrost symetrii układu w rezultacie zaniku grup końcowych

STEEIZMEI CZĄSTECZEK CYKLICZNYC X X X trójpodstawione X X Grupa C 3v X Grupa C s

CYKLEKSN ś C 6 6 x s v Temat do ćwiczeń: znaleźć wszystkie elementy symetrii tego układu jeśli pierścień sześcioczłonowy jest płaski (a wszystkie podstawniki są takie same np. )

B C B C D D F E F E Przypadek ogólny Ilość izomerów = 2 6 = 64 Jeden z 64 stereoizomerów

B F C Wiązania aksjalne Wiązania ekwatorialne D E Konformacja krzesłowa

Sachse jako pierwszy (w 1890 r.) wykazał, że cykloheksan nie jest płaski i może występować w dwóch formach: krzesłowej oraz łodziowej Konformacja krzesłowa Konformacja łodziowa Konformacja skręconej łódki

oś C 3 Środek symetrii C C C C C C C 2 Chair = C oś C 2 3 osie C 2 3 x σ v Grupa D 3v Grupa C2v Boat = B oś C 2 TB Grupa chiralna Grupa D 2

bardzo silne oddziaływania destabilizujące B C 3 C 3 występuje tylko ten konformer