Kiralite bir nesne iki görüntüleri sahip olabileceği bir geometrik özelliktir: birbirinin yerine geçemez biri sağ ve bir sol; yani, özelliklerinin geri kalanı aynı olsa bile mekansal olarak farklıdırlar. Kirallık sergileyen bir nesnenin basitçe "kiral" olduğu söylenir.
Sağ ve sol eller kiraldir: Biri diğerinin yansımasıdır (ayna görüntüsü), ancak aynı değildirler, çünkü birini diğerinin üzerine yerleştirirken baş parmakları çakışmaz.
Kaynak: Gabriel Bolívar
Bir nesnenin kiral olup olmadığını anlamak için bir aynadan daha fazlası, şu soru sorulmalıdır: Hem sol hem de sağ taraf için “versiyonları” var mı?
Örneğin, solak bir masa ve sağlak bir şiral nesnelerdir; aynı modelden ancak direksiyonu solda veya sağda olan iki araç; bir çift ayakkabı ve ayaklar; sol yönde ve doğru yönde spiral merdivenler vb.
Kimyada da moleküller bir istisna değildir: Kiral de olabilirler. Resim, dört yüzlü geometriye sahip bir çift molekülü göstermektedir. Soldaki döndürülse ve mavi ve mor küreler birbirine değdirilse bile, kahverengi ve yeşil küreler düzlemin dışına "bakacak".
Kirlilik nedir?
Moleküller söz konusu olduğunda, hangisinin sol veya sağ "versiyon" olduğunu sadece onlara bakarak tanımlamak o kadar kolay değildir. Bunun için organik kimyagerler Cahn-Ingold-Prelog (R) veya (S) konfigürasyonlarına veya bu kiral maddelerin optik özelliklerinde polarize ışığı döndürmek için (ki bu da bir kiral elementtir) başvururlar.
Ancak bir molekülün veya bileşiğin kiral olup olmadığını sadece yapısına bakarak belirlemek zor değildir. Yukarıdaki görüntüdeki molekül çiftinin çarpıcı özelliği nedir?
Her biri kendi karakteristik rengine sahip dört farklı ikame ediciye sahiptir ve ayrıca merkez atom etrafındaki geometri tetrahedriktir.
Bir yapıda dört farklı ikame ediciye sahip bir atom varsa, molekülün kiral olduğu (çoğu durumda) ifade edilebilir.
Daha sonra yapıda bir kiralite merkezi veya stereojenik merkez olduğu söylenir. Birinin olduğu yerde, enantiyomerler olarak bilinen bir çift stereoizomer olacaktır.
Görüntüdeki iki molekül enantiyomerlerdir. Bir bileşiğin sahip olduğu kiral merkezlerin sayısı ne kadar fazlaysa, uzaysal çeşitliliği de o kadar büyüktür.
Merkez atom genellikle tüm biyomoleküllerde ve farmakolojik aktiviteye sahip bileşiklerde bir karbon atomudur; ancak fosfor, nitrojen veya metalden biri de olabilir.
Örneklerof chirality
Kiralitenin merkezi, bir bileşiğin kiral olup olmadığını belirlemede belki de en önemli unsurlardan biridir.
Bununla birlikte, fark edilmeyebilecek başka faktörler de vardır, ancak 3B modellerde, üst üste getirilemeyen bir ayna görüntüsü ortaya çıkarırlar.
Bu yapılar için, merkez yerine başka kiralite unsurlarına sahip oldukları söylenir. Bunu akılda tutarak, dört ikame edicili asimetrik bir merkezin varlığı artık yeterli değildir, ancak yapının geri kalanı da dikkatlice analiz edilmelidir; ve böylece bir stereoizomeri diğerinden ayırt edebilir.
Eksenel
Kaynak: Jü, Wikimedia Commons'tan
Yukarıdaki resimde gösterilen bileşikler çıplak gözle görülebiliyor, ancak gerçekte öyle değiller. Solda, bir allenin genel yapısı yer alır, burada R, dört farklı ikame ediciyi belirtir; ve sağda, bir bifenil bileşiğinin genel yapısı.
R 'ucu 3 ve R 4 buluştuğu düzlemine R, bir "kanat" dik olarak görülebilir 1 ve R 2 yalan .
Bir gözlemci, R'ye birleştirilebilir ilk karbon önünde göz konumlandırılmasıyla bu molekülleri analiz ise 1 ve R 2 (allen için), o R görür 1 ve R 2 , sol ve sağ tarafta ve R 4 ve R ' 3 , üst ve alt.
Eğer R 3 ve R 4 sabit kalırsa, ancak R 1 sağa ve R 2 sola kayarsa, o zaman başka bir "uzaysal versiyona" sahip oluruz.
Bu, gözlemcinin allen için bir kiralite ekseni bulduğu sonucuna varabileceği yerdir; aynısı bifenil için de geçerlidir, ancak aromatik halkalar görme ile ilgilidir.
Halka Vidalar veya Helicity
Kaynak: Sponk, Wikimedia Commons'tan
Önceki örnekte kiralite ekseninin alilen için C = C = C iskeletinde ve bifenil için Ar-Ar bağında yattığına dikkat edin.
Heptahelcenes olarak adlandırılan (yedi halkaya sahip oldukları için) yukarıdaki bileşikler için kiralite ekseni nedir? Cevap yukarıdaki aynı resimde verilmiştir: Z ekseni, pervanenin ekseni.
Bu nedenle, bir enantiyomeri diğerinden ayırt etmek için, bu moleküllere yukarıdan bakmanız gerekir (tercihen).
Bu şekilde, bir heptahelisin saat yönünde (görüntünün sol tarafı) veya saat yönünün tersine (görüntünün sağ tarafı) döndüğü detaylandırılabilir.
Düzlemsel
Artık bir sarmalınız olmadığını, eş düzlemli olmayan halkalara sahip bir molekülünüz olduğunu varsayalım; yani biri diğerinin üstünde veya altında bulunur (veya aynı düzlemde değildirler).
Burada kiral karakter çok fazla halka üzerinde değil, onun ikame edicilerine dayanır; iki enantiyomerin her birini tanımlayanlar bunlardır.
Kaynak: Anypodetos, orijinal PNG dosyasının yazarı: EdChem, Wikimedia Commons'tan
Örneğin, üstteki görüntüdeki ferrosen, Fe atomunu "sandviç" haline getiren halkalar değişmez; ancak azot atomu ve bir grup ile halka uzaysal yönlenme -N (CH 3 ) 2 yapar .
Görüntüde -N (CH 3 ) 2 grubu sola işaret eder, ancak enantiyomerinde sağa işaret eder.
Diğerleri
Makromoleküller veya tekil yapıya sahip olanlar için resim basitleşmeye başlar. Neden? Çünkü üç boyutlu modellerinden, ilk örneklerdeki nesnelerde olduğu gibi kuşun gözünden kiral olup olmadıkları görülebilir.
Örneğin, bir karbon nanotüp sola dönüş modellerini gösterebilir ve bu nedenle aynı olan ancak sağa dönüşlü ise kiraldır.
Aynısı, kiralite merkezlerine sahip olmamasına rağmen, tüm atomlarının uzaysal düzenlemesinin kiral formlar alabildiği diğer yapılarda da geçerlidir.
O halde, bir atoma değil bütüne bağlı olan içsel bir kirallıktan söz ediyoruz.
"Sol görüntüyü" sağdan ayırmanın kimyasal olarak güçlü bir yolu, stereoselektif bir reaksiyondur; başka bir deyişle, yalnızca bir enantiyomerle meydana gelebildiği, diğeriyle değil.
Referanslar
- Carey F. (2008). Organik Kimya. (Altıncı baskı). Mc Graw Hill.
- Vikipedi. (2018). Kiralite (kimya). En.wikipedia.org adresinden kurtarıldı
- Advameg, Inc. (2018). Kiralite. Chemistryexplained.com'dan kurtarıldı
- Steven A. Hardinger ve Harcourt Brace & Company. (2000). Stereokimya: Moleküler Kiralitenin Belirlenmesi. Kurtarıldı: chem.ucla.edu
- Harvard Üniversitesi. (2018). Moleküler kiralite. Rowland.harvard.edu'dan kurtarıldı
- Oregon Eyalet Üniversitesi. (14 Temmuz 2009). Kiralite: Kiral ve Aşiral Nesneler. Alındığı kaynak: science.oregonstate.edu