Izomeria konfiguracyjna heteroatomów.

Przykłady chiralności w przyrodzie.

HETEROATOM ≠ H, C

HETEROATOM = S, N, F,
Si, P …

Izomeria konfiguracyjna

heteroatomów

Stereochemia
azotu



Czy trójwartościowy atom

azotu jest chiralny?

 Czy związek taki jak

etylometyloamina istnieje
jako para enancjomerów?

INNE ATOMY O TETRAEDRYCZNEJ

HYBRYDYZACJI MOGĄ BYĆ RÓWNIEŻ

CENTRAMI STEREOGENICZNYMI!

• Atomy IV grupy układu okresowego takie jak: krzem, german

• Atomy siarki: sulfotlenki, sole sulfoniowe, estry kwasów
sullfinowych

• Atomy azotu: sole ammoniowe, N-tlenki amin

• Atomy fosforu: fosfina, tlenek fosfiny, estry kwasów
fosfinowych

• Atomy arsenu: arsyna

Stereochemia azotu

aminy

Inwersja konfiguracji chiralnej aminy

R
2

R
3

R
1

:

R
3

R
2

R
2

R
1

R
1

R
3

:

:

W temp. pokojowej zmiana konfiguracji – 10

10

razy

na sekundę

:

CH

3

C

H

2

H

3

C

CH

3

:

CH

3

C

H

2

szybko

Szybka inwersja podstawników

Struktura przestrzenna cząsteczki
penicyliny

Stereochemia azotu

brak zjawiska inwersji

Asymetrycznie
podstawiony,
piramidalny atom azotu
o ściśle określonej i nie
ulegającej zmianie
konfiguracji

Stereochemia azotu

sole amoniowe

Konfiguracyjnie stabilne: chiralne czwartorzędowe

sole amoniowe

oraz asymetrycznie podstawione N-tlenki amin

trzeciorzędowych

X

-

X

-

Enancjomery
chiralnej soli
amoniowej

Enancjomery chiralnego
N-tlenku aminy

Stereochemia azotu

izmeria syn-anti

Cis -trans

Syn-anti

H

Cl

Cl

H

H

Cl

H

Cl

izomer cis

izomer trans

:

H

N

OH

H

N

O

H

.

.

..

C

C

syn

anti

Oksym benzaldehydu

Stereoizomeria azotu

Wiązanie azot-azot

Syn-azobenzen

Anti-azobenzen

Stereochemia fosforu

Enancjomery chiralnej
fosfiny

:

:

:

Najmniej
ważny 4

(R)-
metylopropylofenylofosforan

CH

2

CH

2

CH

3

2

H

3

C

1

3

Stereochemia fosforu

Stereochemia związków fosforu

Chiralne tlenki fosfin i kwasów fosfinowych

Tlenek fosfiny

Ester kwasu
fosfinowego

Stereochemia związków siarki

Chiralne cząsteczki:

:

:

:

sulfotlenku

Soli sulfoniowej

Estru kwasu
sulfinowego

Sulfotlenek (S)-metylocysteiny

Dwa chiralne atomy

Cztery odmiany
izomeryczne

R-R

S-S

R-S

S-R

Określenie konfiguracji heteroatomu

 System R, S

 Reguła
pierwszeństwa

Konfiguracja R

Chiralność w przyrodzie

Laboratorium:

Przyroda:

Synteza związku
chiralnego

racemat

Rozdział enancjomerów

D-glukoza

L-alanina

Glukoza

Karwon

(-)-(R)- karwon

(+)-(S)- karwon

Limonen

(+)-limonen

(-)-limonen

Jonony

α-jonon

R(+)-α-jonon

+

S(-)-α-jonon

+

Tryptofan i fenyloalanina

L- tryptofan

L- fenyloanalina

GORZKIE

D- tryptofan

SŁODKIE

D-

fenyloalania

Fluoksetyna

•

• Mieszanina racemiczna – lek przeciw

depresji

• Enancjomer S- lek przeciw migrenie

Enancjomer
(R)

Enancjomer
(S)

Cholesterol

Asymetryczna budowa niemal wszystkich

chemicznych składników żywej komórki.

Z 256 teoretycznie możliwych
izomerów konfiguracyjnych ,
żywe komórki syntetyzują i
wykorzystują tylko jeden.

Enzymy

Hormony

(-)adrenalina działa o wiele silniej niż (+)adrenalina.

Feromony

(-) ipsendiol

(+) ipsendiol

Zgubiłem
się,
pomożes
z?

Ja nie
rozumieć,
Twojego
języka

Teorie na „lewoskrętność” przyrody

 Oszczędność

 Ostrożność

 Stabilność

 Przypadek

Ups!

Bibliografia

• W.M. Potapow ; tł. z ros. Zygmunt

Kałuski, Stereochemia, PWN,
Warszawa 1986.

• Ignacy Z. Siemon, Biostereochemia,

PWN Warszawa 1985

• John McMurry, Chemia organiczna,

2005 PWN W-wa

• Źródła internetowe