ENANTIYOMERLER: KARAKTERISTIKLER, ÖZELLIKLER VE ÖRNEKLER - KIMYA - 2025

Enantiomerler , bu çiftleri, iki ayna görüntüsü oluşan (inorganik) organik bileşikler, birbiri üzerine üst üste biri değildir bulunmaktadır. Bunun tersi olduğunda - örneğin, bir top, golf sopası veya çatal durumunda - bunların aşiral nesneler olduğu söylenir.

Kirlilik terimi, bir nesnenin ayna görüntüsü ile üst üste bindirilemediği takdirde kiral olduğunu tanımlayan William Thomson (Lord Kelvin) tarafından icat edildi. Örneğin, sol elin yansıması dönse bile asla orijinalle çakışmayacağı için eller kiral unsurlardır.

Bunu göstermenin bir yolu, sağ eli sol tarafa yerleştirmek ve üst üste binen parmakların sadece orta parmak olduğunu bulmaktır. Aslında, kiral kelimesi Yunanca "el" anlamına gelen cheir kelimesinden türemiştir.

Üst görüntüdeki çatal durumunda, yansıması ters çevrilmişse, aşiral bir nesne olarak tercüme edilen orijinalin altına mükemmel bir şekilde sığacaktır.

Asimetrik karbon

Bir dizi atomun kiral olarak kabul edilmesi gereken geometrik şekil nedir? Cevap dört yüzlüdür; yani, organik bir bileşik için karbon atomunun etrafında dört yüzlü bir düzenlemeye sahip olması gerekir. Bununla birlikte, bu çoğu bileşik için geçerli olsa da, bu her zaman böyle değildir.

Bu varsayımsal bileşik CW _4'ün kiral olması için tüm ikame ediciler farklı olmalıdır. Bu şekilde olmasaydı, tetrahedronun yansıması bazı rotasyonlardan sonra üst üste gelebilirdi.

Dolayısıyla, bileşik C (ABCD) kiraldir. Bu meydana geldiğinde, dört farklı ikame ediciye bağlı karbon atomu, asimetrik karbon (veya stereojenik karbon) olarak bilinir. Bu karbon aynada "bakıldığında", yansıması ve bu enantiyomerik çifti oluşturur.

Üstteki resimde üç enantiyomerik bileşik C (ABCD) çifti gösterilmektedir. Yalnızca ilk çifti göz önüne aldığımızda, yansıması üst üste binemez, çünkü sadece A ve D harflerini çevirirken çakışır, C ve B harfleri çakışmaz.

Diğer enantiyomer çiftleri birbirleriyle nasıl ilişkilidir? Bileşik ve birinci enantiyomerik çiftin görüntüsü, diğer çiftlerin diasteromerleridir.

Başka bir deyişle, diasteromerler aynı bileşiğin stereoizomerleridir, ancak kendi yansımalarının ürünü değildirler; yani, onlar sizin ayna görüntünüz değildir.

Bu kavramı özümsemenin pratik bir yolu, modellerin kullanılmasıdır, bunlardan bazıları bir anime topu, bazı kürdanlar ve atomları veya grupları temsil etmek için bazı hamuru kütleleri ile birleştirilenler kadar basittir.

terminoloji

İki harfin yerini değiştirmek başka bir enantiyomer üretir, ancak üç harf taşınırsa işlem, farklı bir uzamsal yönelimle orijinal bileşiğe geri döner.

Bu şekilde, iki harfin değiştirilmesi iki yeni enantiyomere ve aynı zamanda ilk çiftin iki yeni diastereomerine yol açar.

Bununla birlikte, bu enantiyomerleri birbirinden nasıl ayırt edersiniz? Bu, mutlak RS konfigürasyonunun ortaya çıktığı zamandır.

Bunu uygulayan araştırmacılar Cahn, Sir Christopher Ingold ve Vladimir Prelog'du. Bu nedenle Cahn-Ingold-Prelog Notasyon Sistemi (RS) olarak bilinir.

Sıra kuralları veya öncelikler

Bu mutlak ayar nasıl uygulanır? İlk olarak, "mutlak konfigürasyon" terimi, sübstitüentlerin asimetrik karbon üzerindeki tam uzaysal düzenlemesini ifade eder. Bu nedenle, her bir uzaysal düzenlemenin kendi R veya S konfigürasyonu vardır.

En üstteki resim, bir çift enantiyomer için iki mutlak konfigürasyonu göstermektedir. İkisinden birini R veya S olarak belirlemek için sıralama veya öncelik kurallarına uyulmalıdır:

1- En yüksek atom numarasına sahip ikame, en yüksek önceliğe sahip olandır.

2- Molekül, en düşük öncelikli atom veya grup düzlemin arkasını gösterecek şekilde yönlendirilir.

3- Bağlantıların okları çizilir ve azalan öncelik yönünde bir daire çizilir. Bu yön saat yönünde aynıysa, ayar R'dir; saat yönünün tersine ise, ayar S olur.

Görüntü durumunda, 1 numara ile işaretlenmiş kırmızı küre, en yüksek önceliğe sahip ikame ediciye karşılık gelir ve bu böyle devam eder.

4 numaralı beyaz küre, hemen hemen her zaman hidrojen atomuna karşılık gelir. Başka bir deyişle, hidrojen en düşük öncelikli ikame edicidir ve en son sayılır.

Mutlak yapılandırma örneği

CH: Üst görüntü içinde bileşik (amino asit L-serin) 'de asimetrik karbon aşağıdaki sübstitüente sahip ₂ OH, H, COOH ve NH ₂ .

Bu bileşik için önceki kurallar uygulanması, en yüksek önceliğe sahip bulunmakta olan değiştirici, NH'dir ₂ , son olarak, CH-COOH, ardından ve ₂ , OH. Dördüncü ikame edicinin, H olduğu anlaşılmaktadır.

-COOH grubu CH göre önceliğe sahiptir ₂ , OH karbondan üç oksijen atomu (O, O, O) ile bağlar, OH, diğer formları da sadece bir ( 'H, H, O) için.

Enantiyomerlerin özellikleri

Enantiyomerler simetri unsurlarından yoksundur. Bu elemanlar simetrinin düzlemi veya merkezi olabilir.

Bunlar moleküler yapıda mevcut olduğunda, bileşiğin aşiral olması ve bu nedenle enantiyomer oluşması çok muhtemeldir.

Özellikleri

Bir çift enantiyomer, kaynama noktası, erime noktası veya buhar basıncı gibi aynı fiziksel özellikleri sergiler.

Bununla birlikte, onları ayıran bir özellik, polarize ışığı döndürme kabiliyetidir veya aynı şeydir: her enantiyomerin kendi optik aktiviteleri vardır.

Polarize ışığı saat yönünde döndüren enantiyomerler (+) konfigürasyonunu elde ederken, onu saat yönünün tersine döndürenler (-) konfigürasyonunu elde eder.

Bu rotasyonlar, asimetrik karbon üzerindeki ikame edicilerin uzaysal düzenlemesinden bağımsızdır. Sonuç olarak, R veya S konfigürasyonuna sahip bir bileşik (+) ve (-) olabilir.

Ek olarak, hem (+) hem de (-) enantiomerlerin konsantrasyonları eşitse, polarize ışık yolundan sapmaz ve karışım optik olarak inaktiftir. Bu olduğunda karışıma rasemik karışım denir.

Buna karşılık, mekansal düzenlemeler bu bileşiklerin stereospesifik substratlara karşı reaktivitesini yönetir. Bu stereospesifikliğin bir örneği, yalnızca belirli bir enantiyomer üzerinde etki edebilen, ancak ayna görüntüsünde etki göstermeyen enzimler durumunda ortaya çıkar.

Örnekler

Birçok olası enantiyomerden aşağıdaki üç bileşik örneklenmiştir:

uyuşturucu bir ilaç

İki molekülden hangisi S konfigürasyonuna sahiptir? Soldan biri. Öncelik sırası aşağıdaki gibidir: birinci bir nitrojen atomu, ikinci karbonil grubu (C = O), ve üçüncü metilen grubu (-CH ₂ -).

Gruplar arasında giderken saat yönünü (R) kullanın; bununla birlikte, hidrojen düzlemin dışına işaret ettiğinden, arka açıdan görülen konfigürasyon aslında S'ye karşılık gelirken, sağdaki molekül durumunda, hidrojen (en düşük önceliğe sahip olan) bir kez geri işaret eder. uçağın.

Salbutamol ve limonen

İki molekülden hangisi R enantiyomeridir: üst veya alt? Her iki molekülde de asimetrik karbon OH grubuna bağlıdır.

Aşağıda molekülü için sıralamaları kurulması ve böylece gösterilmiştir: İlk OH ikinci aromatik halka ve üçüncü grup, CH ₂ -NH - C (CH ₃ ) ₃ .

Gruplar arasında saat yönünde bir daire çizilir; bu nedenle, R enantiyomeridir.Dolayısıyla, alttaki molekül R enantiyomeridir ve üstteki S enantiyomeridir.

Bileşik (R) - (+) - limonen ve (S) - (-) - limonen durumunda, farklılıklar kaynaklarında ve kokularındadır. R enantiyomeri, portakal kokusu ile karakterize edilirken, S enantiyomeri limon kokusuna sahiptir.

Referanslar

1. TW Graham Solomons, Craigh B. Fryhle. Organik Kimya. (Onuncu Baskı, s 188-301) Wiley Plus.
2. Francis A. Carey. Organik Kimya. Stereokimyada. (Altıncı baskı, Sf. 288-301). Mc Graw Hill.
3. Zeevveez. (1 Ağustos 2010). Çatal Ayna Yansıması. : 17 Nisan 2018'de, flickr.com adresinden alındı
4. GP Moss. Stereokimyanın temel terminolojisi (IUPAC Önerileri 1996) Pure and Applied Chemistry, Cilt 68, Sayı 12, Sayfa 2193–2222, ISSN (Çevrimiçi) 1365-3075, ISSN (Baskı) 0033-4545, DOI: doi.org
5. Haftanın Molekülü Arşivi. (1 Eylül 2014). Thalidomide. Acs.org'dan 17 Nisan 2018'de alındı
6. Jordi picart. (29 Temmuz 2011). R ve S konfigürasyonlarının şiral bir merkeze atanması. . 17 Nisan 2018'de commons.wikimedia.org adresinden alındı