ENANTIOMERER: EGENSKABER, EGENSKABER OG EKSEMPLER - KEMI - 2025

De enantiomerer er sådanne par (uorganiske) organiske forbindelser, der består af to spejlbilleder ikke kan overlejres oven på hinanden. Når det modsatte finder sted - for eksempel i tilfælde af en bold, golfklub eller gaffel - siges det, at de er akirale genstande.

Udtrykket chiralitet blev opfundet af William Thomson (Lord Kelvin), der definerede, at et objekt er chiralt, hvis det ikke kan overlejres med sit spejlbillede. F.eks. Er hænderne chirale elementer, da reflektionen af ​​venstre hånd, selvom den vender sig, aldrig vil falde sammen med originalen.

En måde at demonstrere dette på er ved at placere højre hånd over venstre og konstatere, at de eneste fingre, der overlapper hinanden er midten. Faktisk stammer ordet chiral fra det græske ord cheir, som betyder "hånd".

Når det drejer sig om gaffelen i det øverste billede, hvis dets refleksion blev vendt, ville det passe perfekt under originalen, der oversættes som et akiralt objekt.

Asymmetrisk kulstof

Hvilken geometrisk form skal et sæt atomer betragtes som chirale? Svaret er tetrahedralt; for en organisk forbindelse skal carbonatomet have et tetraedralt arrangement omkring det. Selvom dette gælder for de fleste forbindelser, er dette ikke altid tilfældet.

For at denne hypotetiske forbindelse CW _{4 skal} være chiral, skal alle substituenter være forskellige. Hvis det ikke var på denne måde, kunne reflektionen af ​​tetrahedronen overlappe hinanden efter nogle rotationer.

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

I det øverste billede illustreres tre enantiomere par af forbindelse C (ABCD). I betragtning af kun det første par kan dets refleksion ikke overlejres, for når bogstaverne kun vender sammen, falder bogstavene A og D sammen, men ikke C og B.

Hvordan er de andre par enantiomerer forbundet med hinanden? Forbindelsen og dets billede af det første enantiomere par er diasteromerer fra de andre par.

Diasteromerer er med andre ord stereoisomerer af den samme forbindelse, men uden at være produktet af deres egen reflektion; det vil sige, de er ikke dit spejlbillede.

En praktisk måde at samle dette koncept på er ved hjælp af modeller, nogle af disse er så enkle som dem, der er samlet med en anime-kugle, nogle tandstikker og nogle masser af plasticin til at repræsentere atomer eller grupper.

nomenklatur

Ændring af sted for to bogstaver producerer en anden enantiomer, men hvis tre bogstaver flyttes, vender operationen tilbage til den oprindelige forbindelse med en anden rumlig retning.

På denne måde skifter to bogstaver to nye enantiomerer og på samme tid to nye diastereomerer i det indledende par.

Hvordan skiller du dog disse enantiomerer fra hinanden? Dette er, når den absolutte RS-konfiguration opstår.

Forskerne, der implementerede det, var Cahn, Sir Christopher Ingold og Vladimir Prelog. Af denne grund er det kendt som Cahn-Ingold-Prelog Notation System (RS).

Sekvensregler eller prioriteter

Hvordan bruges denne absolutte indstilling? For det første henviser udtrykket "absolut konfiguration" til det nøjagtige rumlige arrangement af substituenterne på det asymmetriske carbon. Hvert rumligt arrangement har således sin egen R- eller S-konfiguration.

Det øverste billede illustrerer to absolutte konfigurationer for et par enantiomerer. For at udpege en af ​​de to som R eller S, skal rækkefølgen eller prioritetsreglerne følges:

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

2- Molekylet er orienteret, så at atom eller gruppe med lavest prioritet peger bag planet.

3- Pilene på linkene tegnes, og en cirkel tegnes i en faldende prioritetsretning. Hvis denne retning er den samme med uret, er indstillingen R; hvis det er mod uret, er indstillingen S.

Når det gælder billedet, svarer den røde kugle markeret med nummer 1 til substituenten med den højeste prioritet, og så videre.

Den hvide sfære, den med nummer 4, svarer næsten altid til hydrogenatom. Med andre ord, brint er substituenten med lavest prioritet og tælles sidst.

Eksempel på absolut konfiguration

I forbindelsen i det øvre billede (aminosyre L-serin), det asymmetriske carbonatom har de følgende substituenter: CH ₂ OH, H, COOH og NH ₂.

Anvendelsen af de tidligere regler for denne forbindelse, substituenten med den højeste prioritet er NH ₂, efterfulgt af COOH og endelig CH ₂ OH. Den fjerde substituent forstås som H.

COOH-gruppen har prioritet over CH ₂ OH, fordi carbon danner tre bindinger med oxygenatomer (O, O, O), mens de andre former kun en med OH (H, H, O).

Karakteristika for enantiomererne

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

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

Ejendomme

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 der er det samme: hver enantiomer har sine egne optiske aktiviteter.

Enantiomererne, der roterer det polariserede lys med uret, får (+) konfigurationen, mens de, der roterer det mod uret, får (-) konfigurationen.

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

Yderligere, hvis koncentrationerne af både (+) og (-) enantiomerer er ens, afviger det polariserede lys ikke fra dets bane, og blandingen er optisk inaktiv. Når dette sker, kaldes blandingen en racemisk blanding.

Til gengæld styrer de rumlige arrangementer disse forbindelsers reaktivitet over for stereospecifikke underlag. Et eksempel på denne stereospecificitet forekommer i tilfælde af enzymer, der kun kan virke på en bestemt enantiomer, men ikke på dens spejlbillede.

eksempler

Af mange mulige enantiomerer er de følgende tre forbindelser eksemplificeret:

Thalidomid

Hvilke af de to molekyler har S-konfigurationen? Den til venstre. Prioriteringsrækkefølgen er som følger: først nitrogenatomet, anden carbonylgruppen (C = O), og tredje methylengruppen (-CH ₂ -).

Når du går gennem grupperne, skal du bruge retningen med uret (R); men da brintet peger ud af planet, svarer konfigurationen set fra bagvinklen faktisk til S, mens i tilfælde af molekylet til højre peger brintet (det med lavest prioritet) en gang tilbage af flyet.

Salbutamol og limonen

Hvilken af ​​de to molekyler er R-enantiomeren: toppen eller bunden? I begge molekyler er det asymmetriske carbon bundet til OH-gruppen.

Om rækkefølgen for prioriteter for molekylet under dette giver således: først OH, andet den aromatiske ring og tredje gruppen CH ₂ -NH - C (CH ₃) ₃.

Når man går gennem grupperne, tegnes en cirkel med uret; derfor er det R-enantiomeren. Således er bundmolekylet R-enantiomeren, og den øverste en S.

For forbindelsen (R) - (+) - limonen og (S) - (-) - limonen er forskellene i deres kilder og lugt. R-enantiomeren er kendetegnet ved at have en orange lugt, mens S-enantiomeren har en citronlugt.

Referencer

1. TW Graham Solomons, Craigh B. Fryhle. Organisk kemi. (Tiende udgave, 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). Refleksion med gaffelspejl.: Hentet den 17. april 2018 fra: flickr.com
4. GP Moss. Grundlæggende terminologi i stereokemi (IUPAC-henstillinger 1996) Ren og anvendt kemi, bind 68, nummer 12, side 2193–2222, ISSN (Online) 1365-3075, ISSN (Print) 0033-4545, DOI: doi.org
5. Ugens molekyle Arkiv. (1. september 2014). Thalidomid. Hentet den 17. april 2018 fra: acs.org
6. Jordi picart. (29. juli 2011). Tildeling af R- og S-konfigurationer til et chiralt center.. Hentet den 17. april 2018 fra: commons.wikimedia.org