ENANTIOMERER: EGENSKAPER, EGENSKAPER OG EKSEMPLER - KJEMI - 2026

De enantiomerer er disse parene (uorganiske) organiske forbindelser bestående av to som speilbilder ikke legges oppå hverandre på hverandre. Når det motsatte oppstår - for eksempel når det gjelder ball, golfklubb eller gaffel - sies de å være achirale gjenstander.

Begrepet kiralitet ble myntet av William Thomson (Lord Kelvin), som definerte at et objekt er chiralt hvis det ikke kan legges over hverandre med speilbildet. For eksempel er hendene kirale elementer, siden refleksjonen av venstre hånd, selv om den snur seg, aldri vil sammenfalle med originalen.

En måte å demonstrere dette på er ved å plassere høyre hånd over venstre, finne at de eneste fingrene som overlapper hverandre er midten. Faktisk stammer ordet chiral fra det greske ordet cheir, som betyr "hånd."

Når det gjelder gaffelen i det øvre bildet, hvis refleksjonen ble snudd, ville den passe perfekt under originalen, som oversettes som et achiralt objekt.

Asymmetrisk karbon

Hvilken geometrisk form må et sett med atomer betraktes som kiral? Svaret er tetraedrisk; det vil si at for en organisk forbindelse må karbonatomet ha et tetraedralt arrangement rundt seg. Selv om dette gjelder de fleste forbindelser, er dette ikke alltid tilfelle.

For at denne hypotetiske forbindelsen CW _{4 skal} være chiral, må alle substituenter være forskjellige. Hvis det ikke var slik, kan refleksjonen av tetrahedronen overlappe hverandre etter noen rotasjoner.

Således er forbindelse C (ABCD) chiral. Når dette skjer, er karbonatomet festet til fire forskjellige substituenter kjent som et asymmetrisk karbon (eller stereogent karbon). Når dette karbonet "blir sett på" i speilet, utgjør dets refleksjon og dette det enantiomere paret.

I det øvre bildet er tre enantiomere par av forbindelse C (ABCD) illustrert. Tatt i betraktning bare det første paret, kan refleksjonen ikke overlegges, for når du bare vipper sammenfaller bokstavene A og D, men ikke C og B.

Hvordan er de andre parene av enantiomerer knyttet til hverandre? Forbindelsen og dets bilde av det første enantiomere paret er diasteromerer av de andre parene.

Diasteromerer er med andre ord stereoisomerer av samme forbindelse, men uten å være et produkt av deres egen refleksjon; det vil si at de ikke er speilbildet ditt.

En praktisk måte å assimilere dette konseptet er ved bruk av modeller, noen av disse er så enkle som de som er montert med en anime ball, noen tannpirkere og noen masser av plasticine for å representere atomer eller grupper.

nomenklatur

Å endre stedet for to bokstaver gir en annen enantiomer, men hvis tre bokstaver flyttes, går operasjonen tilbake til den opprinnelige forbindelsen med en annen romlig retning.

På denne måten gir skifting av to bokstaver opphav til to nye enantiomerer, og samtidig to nye diastereomerer av det første paret.

Hvordan skiller du imidlertid disse enantiomerene fra hverandre? Dette er når den absolutte RS-konfigurasjonen oppstår.

Forskerne som implementerte det var Cahn, Sir Christopher Ingold og Vladimir Prelog. Av denne grunn er det kjent som Cahn-Ingold-Prelog Notation System (RS).

Sekvensregler eller prioriteringer

Hvordan bruker du denne absolutte innstillingen? For det første refererer uttrykket "absolutt konfigurasjon" til den eksakte romlige ordningen av substituentene på det asymmetriske karbon. Dermed har hvert romlig arrangement sin egen R- eller S-konfigurasjon.

Det øverste bildet illustrerer to absolutte konfigurasjoner for et par enantiomerer. For å utpeke en av de to som R eller S, må rekkefølgen eller prioriteringsreglene følges:

1- Substituenten med det høyeste atomnummeret er den som har høyest prioritet.

2- Molekylet er orientert slik at atom eller gruppe med lavest prioritet peker bak planet.

3- Pilene på lenkene tegnes og en sirkel tegnes i en synkende prioritetsretning. Hvis denne retningen er den samme med klokken, er innstillingen R; hvis den er mot klokken, er innstillingen S.

Når det gjelder bildet, tilsvarer den røde sfæren merket med nummer 1 substituenten med høyest prioritet, og så videre.

Den hvite sfæren, den med nummer 4, tilsvarer nesten alltid hydrogenatomet. Med andre ord, hydrogen er substituenten med lavest prioritet og telles sist.

Eksempel på absolutt konfigurasjon

I forbindelsen i den øvre bilde (aminosyren L-serin), har det asymmetriske karbon de følgende substituenter: CH _2- OH, H, COOH og NH ₂ .

Bruk av de foregående regler for denne forbindelsen, er substituenten med høyest prioritet er NH ₂ , etterfulgt av COOH og, til slutt, CH _2- OH. Den fjerde substituent forstås som H.

COOH-gruppen har prioritet fremfor CH ₂ OH, fordi de karbon danner tre bindinger med oksygenatomer (O, O, O), mens de andre former kun ett med OH (H, H, O).

Kjennetegn på enantiomerene

Enantiomerene mangler elementer av symmetri. Disse elementene kan være enten planet eller sentrum av symmetri.

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

Egenskaper

Et par enantiomerer har de samme fysiske egenskapene, som kokepunkt, smeltepunkt eller damptrykk.

Imidlertid er en egenskap som skiller dem muligheten til å rotere polarisert lys, eller hva som er det samme: hver enantiomer har sine egne optiske aktiviteter.

Enantiomerene som roterer det polariserte lyset med klokken, får (+) -konfigurasjonen, mens de som roterer det mot klokken, får (-) konfigurasjonen.

Disse rotasjoner er uavhengige av det romlige arrangementet av substituentene på det asymmetriske karbon. Følgelig kan en forbindelse med R- eller S-konfigurasjon være (+) og (-).

I tillegg, hvis konsentrasjonene av både enantiomerer (+) og (-) er like, avviker ikke det polariserte lyset fra banen og blandingen er optisk inaktiv. Når dette skjer, kalles blandingen en racemisk blanding.

I sin tur styrer romlige arrangementer reaktiviteten til disse forbindelsene mot stereospesifikke underlag. Et eksempel på denne stereospesifisiteten oppstår når det gjelder enzymer, som bare kan virke på en viss enantiomer, men ikke på speilbildet.

eksempler

Av mange mulige enantiomerer er de følgende tre forbindelser eksemplifisert:

Thalidomide

Hvilke av de to molekylene har S-konfigurasjonen? Den til venstre. Den prioritert rekkefølge er som følger: første nitrogenatomet, andre karbonylgruppen (C = O), og tredje metylengruppen (-CH ₂ -).

Når du går gjennom gruppene, bruk medurs (R); siden hydrogenet peker ut av planet, tilsvarer imidlertid konfigurasjonen sett fra bakvinkelen faktisk S, mens når det gjelder molekylet til høyre, peker hydrogenet (det med lavest prioritet) en gang tilbake av flyet.

Salbutamol og limonen

Hvilken av de to molekylene er R-enantiomeren: toppen eller bunnen? I begge molekyler er det asymmetriske karbon koblet til OH-gruppen.

Etablering rekkefølgen av prioriteter for molekylet nedenfor som gir således: først OH, andre den aromatiske ringen og tredje gruppen CH ₂ -NH - C (CH ₃ ) ₃ .

Når du går gjennom gruppene, tegnes en sirkel med urviseren; derfor er det R-enantiomeren. Således er bunnmolekylet R-enantiomeren, og den øverste S.

Når det gjelder forbindelsen (R) - (+) - limonen og (S) - (-) - limonen, er forskjellene i kilder og lukt. R-enantiomeren er preget av å ha en oransje lukt, mens S-enantiomeren har en sitronlukt.

referanser

1. TW Graham Solomons, Craigh B. Fryhle. Organisk kjemi. (Tiende utgave, s. 188-301) Wiley Plus.
2. Francis A. Carey. Organisk kjemi. I stereokjemi. (Sjette utg., S. 288-301). Mc Graw Hill.
3. Zeevveez. (1. august 2010). Gaffelspeilrefleksjon. : Hentet 17. april 2018, fra: flickr.com
4. Fastlege Moss. Grunnleggende terminologi for stereokjemi (IUPAC-anbefalingene 1996) Ren og anvendt kjemi, bind 68, utgave 12, side 2193–2222, ISSN (online) 1365-3075, ISSN (trykk) 0033-4545, DOI: doi.org
5. Ukens molekyl. (1. september 2014). Thalidomide. Hentet 17. april 2018, fra: acs.org
6. Jordi picart. (29. juli 2011). Tildeling av R- og S-konfigurasjonene til et kiralt senter. . Hentet 17. april 2018, fra: commons.wikimedia.org