‹#›

RJC

Alkany

Alkany

Alkany

Alkany

Stereoizomery

Stereoizomery

Slides 1 to 30

‹#›

RJC

Centrum asymetryczne (stereogeniczne)

Centrum asymetryczne (stereogeniczne)

Atom węgla o hybrydyzacji sp

Atom węgla o hybrydyzacji sp

3

3

połączony z

połączony z

czterema różnymi podstawnikami tworzy centrum

czterema różnymi podstawnikami tworzy centrum

asymetryczne (stereogeniczne) .

asymetryczne (stereogeniczne) .

‹#›

RJC

Chiralność

Chiralność

Cząsteczka posiadająca centrum asymetryczne

Cząsteczka posiadająca centrum asymetryczne

(centrum stereogeniczne) jest nazywana

(centrum stereogeniczne) jest nazywana

cząsteczką chiralną.

cząsteczką chiralną.

Konfiguracja ‘lewej ręki’

Konfiguracja ‘prawej ręki’

‹#›

RJC

Stereoizomery

Stereoizomery

Stereoizomery różnią się tylko sposobem ułożenia

Stereoizomery różnią się tylko sposobem ułożenia

podstawników wokół centrum asymetrycznego

podstawników wokół centrum asymetrycznego

(stereogenicznego) .

(stereogenicznego) .

Konfiguracja ‘lewej ręki’

Konfiguracja ‘prawej ręki’

‹#›

RJC

Na przykład... alanina

Na przykład... alanina

Dwa stereoizomery alaniny są enancjomerami

Dwa stereoizomery alaniny są enancjomerami

(dwa nie nakładające się na siebie obiekty

(dwa nie nakładające się na siebie obiekty

pozostające w relacji przedmiot/odbicie lustrzane).

pozostające w relacji przedmiot/odbicie lustrzane).

H

2

N

CO

2

H

NH

2

HO

2

C

CH

3

H

H

3

C

H

‹#›

RJC

Jedno Centrum Asymetryczne

Jedno Centrum Asymetryczne

W przypadku cząsteczki posiadającej tylko jedno

W przypadku cząsteczki posiadającej tylko jedno

centrum asymetryczne (stereogeniczne) mamy do

centrum asymetryczne (stereogeniczne) mamy do

czynienia z dwoma stereoizomerami...

czynienia z dwoma stereoizomerami...

....... które są zawsze ….

Enancjomerami

!!

‹#›

RJC

Więcej niż Jedno Centrum Asymetryczne …

Więcej niż Jedno Centrum Asymetryczne …

Największa liczba stereoizomerów odpowiada

Największa liczba stereoizomerów odpowiada

zależności ...

zależności ...

L = 2

n

: gdzie n odpowiada liczbie centrów

asymetrycznych w obrębie cząsteczki.

‹#›

RJC

Na przykład ... 2

Na przykład ... 2--bromo

bromo--3

3--jodobutan

jodobutan

Cztery stereoizomery

Cztery stereoizomery

Br

H

Br

H

I

H

I

H

Br

H

I

H

Br

H

I

H

‹#›

RJC

Relacje pomiędzy stereoizomerami

Relacje pomiędzy stereoizomerami

Pary stereoizomerów mogą być opisywane jako...

Pary stereoizomerów mogą być opisywane jako...

Enancjomery

(przedmiot i odbicie lustrzane)

(przedmiot i odbicie lustrzane)

Diastereoizomery

(nie będące odbiciami lustrzanymi)

‹#›

RJC

Enancjomery 2

Enancjomery 2--bromo

bromo--3

3--jodobutanu

jodobutanu

Dwie pary enancjomerów ...

Dwie pary enancjomerów ...

Br

H

Br

H

I

H

I

H

Br

H

I

H

Br

H

I

H

‹#›

RJC

Diastereoizomery 2

Diastereoizomery 2--bromo

bromo--3

3--jodobutanu

jodobutanu

Cztery enancjomery ...

Cztery enancjomery ...

Br

H

Br

H

I

H

I

H

Br

H

I

H

Br

H

I

H

‹#›

RJC

Diastereoizomery (diastereomery)

Diastereoizomery (diastereomery)

Tylko taka cząsteczka, która posiada więcej niż

jedno centrum asymetryczne może istnieć w

postaci diastereoizomerów !

Tylko taka cząsteczka, która posiada więcej niż

jedno centrum asymetryczne może istnieć w

postaci diastereoizomerów !

Związki

Związki mezo

mezo

Takie cząsteczki, które posiadają więcej niż jedno

centrum asymetryczne oraz płaszczyznę symetrii

mogą występować w postaci form mezo.

‹#›

RJC

Na przykład ... 2,3

Na przykład ... 2,3--dibromobutan

dibromobutan

Posiada cztery stereoizomery...

Posiada cztery stereoizomery...

Br

H

Br

H

H

Br

H

Br

Br

H

Br

H

Br

H

Br

H

‹#›

RJC

Mezo

Mezo--2,3

2,3--dibromobutan

dibromobutan

Br

H

Br

H

Br

H

Br

H

‹#›

RJC

Formy mezo

Formy mezo-- dla 2,3

dla 2,3--dibromobutanu

dibromobutanu

Z powodu występującej płaszczyzny symetrii,

Z powodu występującej płaszczyzny symetrii,

dwa spośród stereoizomerów są identyczne.

dwa spośród stereoizomerów są identyczne.

Br

H

Br

H

H

Br

H

Br

Br

H

Br

H

‹#›

RJC

Stereoizomery 2,3

Stereoizomery 2,3--dibromobutanu

dibromobutanu

Dwa enancjomery oraz forma

Dwa enancjomery oraz forma mezo

mezo..

Br

H

Br

H

H

Br

H

Br

Br

H

Br

H

‹#›

RJC

Czy stereochemia jest ważna ?

Czy stereochemia jest ważna ?

Diastereoizomery różnią się pod wielu względami:

Diastereoizomery różnią się pod wielu względami:

t.top., t.wrz., gęstość (d),

kolor, współczynnik załamania,

kolor, współczynnik załamania,

właściwości chemiczne,

widma NMR, IR, UV-VIS, MS …

inne

‹#›

RJC

Czy stereochemia jest ważna ?

Czy stereochemia jest ważna ?

Enancjomery mają takie same:

Enancjomery mają takie same:

m.p., b.p., gęstość (d),

kolor, współczynnik załamania,

kolor, współczynnik załamania,

właściwości chemiczne (reaktywność),

widma NMR, IR, UV-VIS, MS

Często różnią się aktywnością biologiczną.

‹#›

RJC

Na przykład ... karwon

Na przykład ... karwon

Karwon posiada jedno centrum asymetryczne,

Karwon posiada jedno centrum asymetryczne,

istnieje więc w postaci dwóch stereoizomerów!

istnieje więc w postaci dwóch stereoizomerów!

O

(-)-karwon

„zapach mięty”

(+)-karwon

“zapach kminku”

‹#›

RJC

Na przykład … Dopa

Na przykład … Dopa

Dopa posiada jedno centrum asymetryczne,

Dopa posiada jedno centrum asymetryczne,

istnieje więc w postaci dwóch enancjomerów.

istnieje więc w postaci dwóch enancjomerów.

HO

OH

CO

2

H

NH

2

(-)-Dopa

(lek na chorobę Parkinsona)

(+)-Dopa

(bez aktywności biologicznej)

‹#›

RJC

Na przykład ... talidomid

Na przykład ... talidomid

Talidomid ma jedno centrum asymetryczne,

Talidomid ma jedno centrum asymetryczne,

występuje w postaci dwóch enancjomerów.

występuje w postaci dwóch enancjomerów.

N

O

O

N

H

O

O

(-)-talidomid

“potencjalny mutagen”

(+)-talidomid

“skuteczny lek”

‹#›

RJC

Ważne biomolekuły

Ważne biomolekuły

Wszystkie ważne biomolekuły: peptydy, cukry,

DNA, RNA etc. są chiralne .

Wszystkie ważne biomolekuły: peptydy, cukry,

DNA, RNA etc. są chiralne .

Chiralne receptory

Chiralne receptory

Centra aktywne (receptory) enzymów oddziałują

ze stereoizomerami w zróżnicowany sposób.

‹#›

RJC

W jaki sposób rozróżniamy enancjomery ?

W jaki sposób rozróżniamy enancjomery ?

Cząsteczki chiralne (i enancjomerycznie czyste) oddziałują

Cząsteczki chiralne (i enancjomerycznie czyste) oddziałują

ze światłem spolaryzowanym w zróżnicowany sposób;

ze światłem spolaryzowanym w zróżnicowany sposób;

(-) enancjomer

powoduje skręcenie płaszczyzny światła spolaryzowanego

powoduje skręcenie płaszczyzny światła spolaryzowanego

w lewo

(+) enancjomer

powoduje skręcenie płaszczyzny światła spolaryzowanego

w prawo

‹#›

RJC

Skręcenie Płaszczyzny Światła

Skręcenie Płaszczyzny Światła

Spolaryzowanego

Spolaryzowanego

Stopień skręcenia płaszczyzny światła

Stopień skręcenia płaszczyzny światła

spolaryzowanego po przejściu przez roztwór

spolaryzowanego po przejściu przez roztwór

badanej substancji jest określany jako

badanej substancji jest określany jako

‘skręcalność właściwa’.

‘skręcalność właściwa’.

detektor

światło

polaryzator

detektor

polaryzator

cela pomiarowa

‹#›

RJC

Chiralność

Chiralność

Każda cząsteczka posiadająca nie nakładający
się na nią obraz lustrzany, jest chiralna.

Każda cząsteczka chiralna musi posiadać co
najmniej jedno centrum asymetryczne.

Cząsteczka chiralna występuje w formie
stereoizomerów.

‹#›

RJC

Mieszaniny racemiczne

Mieszaniny racemiczne

Mieszanina obydwu enancjomerów o proporcji

Mieszanina obydwu enancjomerów o proporcji

50:50 jest racematem.

50:50 jest racematem.

Związki

Związki mezo

mezo

H

2

N

CO

2

H

CH

3

Ani forma mezo, ani mieszanina racemiczna nie

powodują skręcenia płaszczyzny światła

spolaryzowanego.

Związki

Związki mezo

mezo

Pomimo, że forma

Pomimo, że forma mezo

mezo posiada centra asymetryczne ...

posiada centra asymetryczne ...

‹#›

RJC

Podsumowanie

Podsumowanie

Stereoizomery, Centrum asymetryczne

Stereoizomery, Centrum asymetryczne

(stereogeniczne)

Chiralność (obiekt chiralny)

Przedmiot i jego odbicie lustrzane

Enancjomery, Diastereoizomery, Formy mezo

Płaszczyzna symetrii

Płaszczyzna symetrii

Ś

wiatło spolaryzowane w płaszczyźnie,

polarymetr,

Określenie skręcalności (-) i (+)

Skręcalność właściwa [

α

]

D

Mieszaniny racemiczne