Студопедия

КАТЕГОРИИ:


Архитектура-(3434)Астрономия-(809)Биология-(7483)Биотехнологии-(1457)Военное дело-(14632)Высокие технологии-(1363)География-(913)Геология-(1438)Государство-(451)Демография-(1065)Дом-(47672)Журналистика и СМИ-(912)Изобретательство-(14524)Иностранные языки-(4268)Информатика-(17799)Искусство-(1338)История-(13644)Компьютеры-(11121)Косметика-(55)Кулинария-(373)Культура-(8427)Лингвистика-(374)Литература-(1642)Маркетинг-(23702)Математика-(16968)Машиностроение-(1700)Медицина-(12668)Менеджмент-(24684)Механика-(15423)Науковедение-(506)Образование-(11852)Охрана труда-(3308)Педагогика-(5571)Полиграфия-(1312)Политика-(7869)Право-(5454)Приборостроение-(1369)Программирование-(2801)Производство-(97182)Промышленность-(8706)Психология-(18388)Религия-(3217)Связь-(10668)Сельское хозяйство-(299)Социология-(6455)Спорт-(42831)Строительство-(4793)Торговля-(5050)Транспорт-(2929)Туризм-(1568)Физика-(3942)Философия-(17015)Финансы-(26596)Химия-(22929)Экология-(12095)Экономика-(9961)Электроника-(8441)Электротехника-(4623)Энергетика-(12629)Юриспруденция-(1492)Ядерная техника-(1748)

Оптическая ( зеркальная) изомерия


«Ну, конечно, воскликнула она,

это же Зазеркальная книга.

Если я поднесу ее к Зеркалу,

Я смогу ее прочесть»

Л. Кэрролл «Алиса в Зазеркалье»

Пространственное строение многих органических молекул связано с существованием оптических изомеров.

Условием образования оптических изомеров является наличие в молекуле атомов углерода в sp3 -гибридном состоянии, каждый из которых связан с 4 различными заместителями.


В этом случае молекула не обладает плоскостью симметрии и она не совместима со своим зеркальным отражением.

 

Пространственные оптические изомеры ( показана их несовместимость)

 

 

Такое вещество обладает оптической активностью, изомеры называются оптическими.

Атом углерода, связанный с 4 различными заместителями( обозначают С*), принято называть асимметричным, оптически активным , хиральным ( от греч –cheir-рука , кисти руки являются зеркально отраженными друг другу).

 

А А оптические изомеры(энантиомеры)

| | в плоскостном изображении

В— С*— D D — C*— В ( плоскостные проекции

| | Фишера)

E E

 

 

зеркальная плоскость


Два вещества, полные зеркальные изомеры, носят название энантиомеры.

Если в молекуле один хиральный атом, то два стереоизомера изомера всегда являются энантиомерами.

Общее количество изомеров у молекулы, содержащей несколько асимметрических атомов углерода, зависит от числа хиральных атомов( хиральных центров):

N = 2 n

( N - общее количество изомеров, n – число хиральных атомов в молекуле)

Изомеры, содержащие несколько хиральных центов и не являющиеся полными зеркальными отражениями друг друга носят название – диастереомеры.

 

Для изображения на плоскости оптических изомеров природных биоактивных молекул( аминокислот, гидроксикислот, моносахаров) используют проекции Фишера :

- на плоскость проецируют тетраэдрическую конфигурацию

- относительно асимметрического атома углерода записывают 4 заместителя,

вверху- старшую из всех групп, внизу - радикал , справа и слева – атомы водорода и



функциональные группы( амино, гидрокси, меркапто. галоген ) .

Структурные формулы отражают существование молекулы в виде двух изомеров, принадлежащих к стереорядам D и L( D –правый, L – левый)

 

Запишем формулу 2-гидроксипропановой( молочной ) кислоты в виде двух стереоизомеров.

 

 

СН3 — СН — СООН COOH COOH

| | |

OH H — C* — OH HO —C* — H

| |

СН3 СН3

 

D - лактат L – лактат

 

 

Вещество относится к D -ряду, если переход от атома водорода к гидроксигруппе( или любой функциональной ) через старшую группу совпадает с движением стрелки на часах.

Вещество относится к L -ряду, если переход от атома водорода к гидроксигруппе( или любой функциональной ) через старшую группу осуществляется против движения стрелки на часах.

Как правило, температуры плавления, кипения и другие физико-химические свойства энантиомеров не отличаются Отличить их друг от друга можно только с помощью поляризованного луча света, энантиомеры вращают угол плоскости поляризованного луча на одну величину, но в противоположные стороны. Отклонение плоскости поляризованного луча можно измерить с помощью прибора поляриметра. Если для полного скрещения призм ручку анализатора требуется повернуть вправо, то изомерную форму вещества называют правовращающей ( + d ), а если влево- левовращающей ( -l ) .

Знак вращения – свойство вещества. Отнесение к D, L - стереорядам- условный прием, знак вращения и стереоряд не связаны между собой.

Определить истинную конфигурацию вещества, т.е.сделать соотнесение « знак вращения- стереоряд» можно, используя конфигурационный стандарт М.А.Розанова.

В качестве стандарта используют D и L –глицериновый альдегид. Оказалось, что

(+d )-глицериновый альдегид соответствует D -стереоряду, а ( - l )- соответствует -L -стереоряду.

 

CНO CНO

| |

H — C* — OH HO —C* — H

| |

СН2 ОН СН2 ОН

 

( + ) D –глицеиновый альдегид ( - ) L –глицериновый альдегид

Биологически активное соединение( знак вращения его определяется с помощью поляриметра) путем химических реакций превращают в глицериновый альдегид ( + d или - l ). Самая значительная трудность состоит в том, чтобы асимметрический атом углерода не изменил конфигурацию на противоположную в процессе химических реакций.

 

Равная по массе или по количеству вещества смесь двух энантиомеров является оптически неактивной. Такую смесь называют рацемической.

Особый случай составляют вещества, в которых несколько хиральных атомов углерода, но и есть ось симметрии. В этом случае число энантиомеров изменяется и возникает внутренний рацемат – мезоформа. Примером является винная кислота-

2,3-дигидроксибутандиовая.

 

НООС — СН — СН — СООН

| |

ОН ОН

           
   
 
     
 
 

 


 

L-винная кислота (l, l ) мезо-винная кислота(d , l) D- винная кислота(d, d )

 

L-винная кислота (l, l) и D- винная кислота(d, d )- энантиомеры

мезо-винная кислота(d , l) и L-винная кислота (l, l)

> диастереомеры

мезо-винная кислота(d , l) и D- винная кислота(d, d )

 

Поможем в написании учебной работы
Поможем с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой
<== предыдущая лекция | следующая лекция ==>
Геометрическая( цис, транс) изомерия | Пространственное строение шестичленных циклов

Дата добавления: 2014-01-03; Просмотров: 482; Нарушение авторских прав?;


Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет



ПОИСК ПО САЙТУ:


Читайте также:
studopedia.su - Студопедия (2013 - 2022) год. Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав! Последнее добавление




Генерация страницы за: 0.025 сек.