Upole wa mikono ya kulia na kushoto. Molekuli za chiral. tRNAs zilichagua enantiomers sahihi

Stereoisomers, aina zao

Ufafanuzi 1

Stereoisomers ni vitu ambavyo molekuli ambazo atomi zimeunganishwa kwa kila mmoja kwa njia ile ile, lakini eneo lao katika nafasi ni tofauti.

Stereoisomers imegawanywa katika:

  • Enantiomers (isoma za macho). Wana mali sawa ya kimwili na kemikali (wiani, pointi za kuchemsha na za kuyeyuka, umumunyifu, mali ya spectral) katika mazingira ya achiral, lakini shughuli tofauti za macho.
  • Diasteromers ni misombo ambayo inaweza kuwa na vituo vya chiral mbili au zaidi.

Uungwana hurejelea uwezo wa kitu kutofautiana na taswira yake ya kioo. Hiyo ni, molekuli ambazo hazina ulinganifu wa mzunguko wa kioo ni chiral.

Ufafanuzi 2

Molekuli ya prochiral ni molekuli ambayo inaweza kufanywa kurira kwa kubadilisha tu vipande vyake vyovyote.

Katika molekuli za chiral na prochiral, baadhi ya vikundi vya nuclei, ambazo kwa mtazamo wa kwanza ni sawa na kemikali, hazifanani na sumaku, kama inavyothibitishwa na spectra ya sumaku ya nyuklia. Jambo hili linaitwa diastereotopy ya nuclei na linaweza kuzingatiwa katika spectra ya nyuklia ya resonance magnetic mbele ya vipande vya prochiral na chiral katika molekuli moja.

Kwa mfano, katika molekuli ya prochiral makundi mawili ya OPF2 ni sawa, lakini katika kila kundi la $PF_2$ atomi atomi za florini si sawa.

Hii inajidhihirisha katika mwingiliano wa spin-spin mara kwa mara 2/$FF$.

Ikiwa molekuli inafanya kazi kwa macho, basi ulinganifu wa viini X katika vikundi vya tetrahedral ni $MX_2Y$ (kwa mfano, -$CH_2R$, -$SiH_2R$, n.k.) au vikundi vya piramidi ni $MX_2$ (kwa mfano, -$. PF_2$, -$NH_2 $, nk) haitegemei urefu wa kizuizi kwa mzunguko wa ndani wa vikundi hivi. Wakati wa kuzungusha vikundi vya sayari -$MX_2$ na tetrahedral -$MX_3$, kizuizi kinachowezekana ni cha chini sana, na kusababisha $X$ nuclei kuwa sawa.

Ujenzi wa majina ya molekuli za chiral

Mfumo wa kisasa wa kuunda majina ya molekuli za chiral ulipendekezwa na Ingold, Kahn na Prelog. Kulingana na mfumo huu, kwa makundi yote yanayowezekana $A$, $B$, $C$, $D$ yenye atomi ya kaboni isiyolinganishwa, mpangilio wa utangulizi umebainishwa. Kadiri nambari ya atomiki inavyoongezeka, ndivyo inavyozidi kuwa kubwa:

Ikiwa atomi ni sawa, basi linganisha mazingira ya pili:

Hebu tuchukulie kwamba vikundi vimepangwa kwa mpangilio unaopungua wa ukuu: $A → B → C → D$. Hebu tuzungushe molekuli kwa njia ambayo mbadala ndogo $D$ inaelekezwa zaidi ya ndege ya takwimu, mbali na sisi. Kisha kupungua kwa ukuu katika vikundi vilivyobaki kunaweza kutokea kwa mwendo wa saa au kinyume chake.

Kumbuka 1

Iwapo kupungua kwa utangulizi kunatokea kwa mwendo wa saa, alama $R$ (kulia) inatumiwa kubainisha kihesabu; ikiwa kinyume cha saa, ishara $S$ (kushoto) inatumiwa. Maneno "kushoto" na "kulia" hayaakisi mwelekeo halisi wa mzunguko wa mwanga wa mstari.

Emil Fischer alipendekeza muundo wa majina wa $DL$, kulingana na ambayo enantiomer ya dextrorotatory inaonyeshwa kwa herufi $D$, na enantiomer ya mkono wa kushoto kwa $L$. Nomenclature hii hutumiwa sana kurejelea asidi ya amino na wanga.

Stereospecificity ya shughuli za kisaikolojia za isoma za macho

Isoma za macho zinaonyesha shughuli tofauti za kisaikolojia. Maeneo ya kazi ya vimeng'enya na vipokezi hujumuisha mabaki ya asidi ya amino, ambayo ni vipengele vinavyofanya kazi kwa macho.

Kipokezi hutambua molekuli amilifu kisaikolojia kwa kutumia kanuni ya "ufunguo katika kufuli". Wakati molekuli ya substrate inashikamana, kituo cha kazi hubadilisha jiometri yake.

Kwa mfano, alkaloidi ya nikotini ina kituo kimoja cha isomerism ya macho na inaweza kuwepo kama enantiomers mbili. $S$ - isomer iko upande wa kulia na ni sumu kwa wanadamu (dozi ya kuua miligramu 20), $R$ - isomer haina sumu kidogo:

$ L $ - asidi ya glutamic

hutumika sana kama kiongeza ladha kwa nyama katika utayarishaji wa chakula cha makopo. $D$ - asidi ya glutamic haina mali hiyo.

Kuhusiana

kuna atomi mbili za kaboni zisizolinganishwa, kwa hivyo, kuwepo kwa isoma 4 ($2^n$) kunawezekana. Lakini moja tu ($R,R$) isomer - chloromycetin - inaonyesha sifa za antibiotiki

Kupata isoma safi ya macho ni shida muhimu ya kemikali na kiteknolojia.

Njia za kupata enantiomers safi.

) — mali ya kijiometri ya kitu kigumu (muundo wa anga) kuwa haiendani na picha yake ya kioo katika kioo bora cha ndege.

Maelezo

Kitu cha sauti hakina vipengele vya ulinganifu vya aina ya 2, kama vile ndege za ulinganifu, vituo vya ulinganifu na shoka za mzunguko wa kioo. Ikiwa angalau moja ya vipengele hivi vya ulinganifu iko, kitu ni achiral. Molekuli na fuwele zinaweza kuwa chiral (kwa mfano,).

Molekuli za chiral zinaweza kuwepo kama isoma mbili za macho (enantiomers), ambazo ni picha za kioo za kila mmoja na hutofautiana katika uwezo wao wa kuzungusha ndege ya mgawanyiko wa mwanga wa saa (D-isomeri) au kinyume cha saa (L-isomeri) (Mtini.). Enantiomers ni sifa ya mali sawa ya kimwili, pamoja na mali sawa ya kemikali wakati wa kuingiliana na vitu vya achiral. Wakati huo huo, mgawanyiko wa enantiomers, kwa mfano, njia ya chiral, inaweza kutegemea tofauti katika mwingiliano wa enantiomers ya dutu fulani na isoma maalum ya macho ya dutu nyingine. Katika kemia, uungwana mara nyingi huhusishwa na kuwepo kwa kituo cha kaboni kisicholinganishwa na chenye viambajengo vinne tofauti.

Ikiwa kuna vituo kadhaa vya asymmetric katika molekuli, wanasema juu ya diastereoisomerism. Katika kesi hii, jozi kadhaa za enantiomers zinaweza kuwepo (jozi ya enantiomers lazima iwe na usanidi wa kinyume wa vituo vyote vya asymmetric), na mali ya diastereomer kutoka kwa jozi tofauti za enantiomeri inaweza kutofautiana sana.

Takriban biomolecules zote ni chiral, ikiwa ni pamoja na asidi ya amino ya asili na sukari. Kwa asili, vitu vingi hivi vina usanidi fulani wa anga: kwa mfano, asidi nyingi za amino ni za usanidi wa anga L, na sukari - kwa D. Katika suala hili, usafi wa enantiomeri ni hitaji la lazima kwa dawa za biolojia.

Vielelezo


Mwandishi

  • Eremin Vadim Vladimirovich

Vyanzo

  1. Ensaiklopidia ya kemikali. T. 5. - M.: Encyclopedia Mkuu wa Kirusi, 1998. P. 538.
  2. Mchanganyiko wa Teknolojia ya Kemikali. Mapendekezo ya IUPAC. - Blackwell, 1997.

Dhana uungwana- moja ya muhimu zaidi katika stereokemia ya kisasa Mfano ni chiral ikiwa hauna vipengele vyovyote vya ulinganifu (ndege, kituo, shoka za mzunguko wa kioo), isipokuwa shoka rahisi za mzunguko. Tunaita molekuli ambayo inaelezewa na mfano wa chiral (maana ya "mkono-kama", kutoka kwa Kigiriki . hiro- mkono) kwa sababu, kama mikono, molekuli haziendani na picha zao za kioo. Mchoro wa 1 unaonyesha idadi ya molekuli rahisi za chiral. Mambo mawili ni dhahiri kabisa: kwanza, jozi za molekuli zilizopewa zinawakilisha picha za kioo za kila mmoja, na pili, tafakari hizi za kioo haziwezi kuunganishwa na kila mmoja. Itafahamika kwamba katika kila kisa molekuli ina atomi ya kaboni yenye viambajengo vinne tofauti. Atomi kama hizo huitwa asymmetric. Atomu ya kaboni isiyo ya kawaida ni kituo cha chiral au stereojeniki. Hii ndiyo aina ya kawaida ya upole. Ikiwa molekuli ni ya kilio, basi inaweza kuwepo katika aina mbili za isomeri, zinazohusiana kama kitu na picha yake ya kioo na haziendani katika nafasi. Isoma kama hizo (para) huitwa enantiomers.

Neno "chiral" haliruhusu tafsiri ya bure. Wakati molekuli ni chiral, basi, kwa mlinganisho na mkono, lazima iwe ya mkono wa kushoto au wa kulia. Tunapoita dutu au sampuli yake ya sauti, hii inamaanisha kuwa (hiyo) inajumuisha molekuli za kilio; Kwa kuongezea, sio lazima kabisa kwamba molekuli zote ziwe sawa katika suala la uungwana (kushoto au kulia, R au S, tazama sehemu ya 1.3). Kesi mbili za kuzuia zinaweza kutofautishwa. Katika ya kwanza, sampuli ina molekuli zinazofanana katika suala la uungwana (homochiral, tu. R au tu S); muundo kama huo unaitwa enantiomerically safi. Katika kesi ya pili (kinyume), sampuli ina idadi sawa ya molekuli tofauti kulingana na uungwana (heterochiral, uwiano wa molar. R: S=1:1); sampuli hiyo pia ni chiral, lakini mbio. Pia kuna kesi ya kati - mchanganyiko usio na usawa wa enantiomers. Mchanganyiko huu unaitwa wadogo au zisizo za kikabila. Kwa hivyo, taarifa kwamba sampuli ya macroscopic (kinyume na molekuli ya mtu binafsi) ni tanzu inapaswa kuzingatiwa kuwa si wazi kabisa na kwa hivyo katika hali zingine haitoshi. Ashirio la ziada linaweza kuhitajika ikiwa sampuli ni ya mbio au isiyo ya mbio. Ukosefu wa usahihi katika kuelewa hii husababisha aina fulani ya dhana potofu, kwa mfano, katika vichwa vya vifungu, wakati muundo wa kiwanja fulani cha chiral unatangazwa, lakini bado haijulikani wazi ikiwa mwandishi anataka tu kuzingatia ukweli wa uaminifu wa muundo uliojadiliwa katika makala, au ikiwa bidhaa hiyo ilipatikana kwa njia ya enantiomeri moja (yaani, mkusanyiko wa molekuli za homochiral; mkusanyiko huu, hata hivyo, haupaswi kuitwa sampuli ya homochiral). Kwa hivyo, katika kesi ya sampuli ya chiral isiyo ya mbio, ni sahihi zaidi kusema "imetajirishwa kimawazo" au" Safi sana".

      Mbinu za kuonyesha isoma za macho

Njia ya picha imechaguliwa na mwandishi tu kwa sababu za urahisi wa kufikisha habari. Katika Mchoro 1, picha za enantiomers hutolewa kwa kutumia picha za mtazamo. Katika kesi hii, ni desturi kuteka viunganisho vilivyo kwenye ndege ya picha na mstari imara; miunganisho inayoenda zaidi ya ndege ina alama; na viunganisho vinavyoelekezwa kwa mwangalizi vimewekwa alama ya mstari mnene. Njia hii ya taswira ni taarifa kabisa kwa miundo iliyo na kituo kimoja cha sauti. Molekuli hizi hizo zinaweza kuonyeshwa kama makadirio ya Fischer. Njia hii ilipendekezwa na E. Fisher kwa miundo ngumu zaidi (hasa, wanga) yenye vituo viwili au zaidi vya chiral.

Ndege ya kioo

Mchele. 1

Ili kujenga fomula za makadirio ya Fischer, tetrahedron inazunguka ili vifungo viwili vilivyo kwenye ndege ya usawa vinaelekezwa kwa mwangalizi, na vifungo viwili vilivyo kwenye ndege ya wima vinaelekezwa mbali na mwangalizi. Atomu ya asymmetric pekee huanguka kwenye ndege ya picha. Katika kesi hii, atomi ya asymmetric yenyewe kawaida huachwa, ikibakiza tu mistari inayoingiliana na alama mbadala. Ili kukumbuka mpangilio wa anga wa vibadala, mstari wa wima uliovunjika mara nyingi huhifadhiwa katika fomula za makadirio (vifaa vya juu na vya chini vinaondolewa zaidi ya ndege ya kuchora), lakini hii mara nyingi haifanyiki. Ifuatayo ni mifano ya njia tofauti za kuonyesha muundo sawa na usanidi maalum (Mchoro 2)

Makadirio ya Fischer

Mchele. 2

Wacha tutoe mifano kadhaa ya fomula za makadirio ya Fischer (Mchoro 3)

(+)-(L)-alanine(-)-2-butanoli (+)-( D)-glyceraldehyde

Mchele. 3

Kwa kuwa tetrahedron inaweza kutazamwa kutoka pande tofauti, kila stereoisomer inaweza kuonyeshwa kwa fomula kumi na mbili (!) tofauti za makadirio. Ili kusawazisha fomula za makadirio, sheria fulani za kuziandika zimeanzishwa. Kwa hivyo, kazi kuu (ya nomenclatural), ikiwa iko mwisho wa mnyororo, kawaida huwekwa juu, mlolongo kuu unaonyeshwa kwa wima.

Ili kulinganisha fomula za makadirio zilizoandikwa "zisizo za kawaida", unahitaji kujua sheria zifuatazo za kubadilisha kanuni za makadirio.

1. Fomula haiwezi kuondolewa kwenye ndege ya kuchora na haiwezi kuzungushwa na 90 o, ingawa inaweza kuzungushwa kwenye ndege ya kuchora na 180 o bila kubadilisha maana yao ya stereochemical (Mchoro 4)

Mchele. 4

2. Mipangilio miwili (au nambari yoyote iliyo sawa) ya vibadala kwenye atomi moja isiyolinganishwa haibadilishi maana ya stereokemikali ya fomula (Mchoro 5)

Mchele. 5

3. Mpangilio mmoja (au nambari yoyote isiyo ya kawaida) ya vibadala katika kituo cha asymmetric husababisha fomula ya antipode ya macho (Mchoro 6)

Mchele. 6

4. Mzunguko katika ndege ya kuchora kwa 90 0 hugeuka formula katika antipodeal moja, isipokuwa wakati huo huo hali ya eneo la substituents kuhusiana na ndege ya kuchora inabadilishwa, i.e. kudhani kwamba sasa substituents lateral ni nyuma ya ndege ya kuchora, na wale wa juu na chini ni mbele yake. Ikiwa unatumia fomula iliyo na mstari wa alama, basi mwelekeo uliobadilishwa wa mstari wa alama utakukumbusha moja kwa moja juu ya hili (Mchoro 7)

Mchele. 7

5. Badala ya vibali, fomula za makadirio zinaweza kubadilishwa kwa kuzungusha vibadala vitatu saa moja kwa moja au kinyume cha saa (Mchoro 8); mbadala wa nne haibadilishi msimamo wake (operesheni hii ni sawa na vibali viwili):

Mchele. 8

Makadirio ya Fischer hayawezi kutumika kwa molekuli ambazo upole hauhusiani na kituo cha chiral, lakini kwa vipengele vingine (mhimili, ndege). Katika kesi hizi, picha za 3D zinahitajika.

      D , L - Majina ya Fisher

Tulijadili shida moja - jinsi ya kuonyesha muundo wa pande tatu kwenye ndege. Chaguo la njia inaamriwa tu na urahisi wa kuwasilisha na kugundua habari za stereo. Tatizo linalofuata linahusiana na kutunga jina kwa kila stereoisomer binafsi. Jina linapaswa kuonyesha habari kuhusu usanidi wa kituo cha sterogenic. Kihistoria, nomenclature ya kwanza ya isoma za macho ilikuwa D, L- nomenclature iliyopendekezwa na Fisher. Hadi miaka ya 1960, ilikuwa kawaida zaidi kuteua usanidi wa vituo vya kuimba kwa msingi wa makadirio ya mpangilio (Fisher) badala ya kutegemea fomula za 3D zenye sura tatu, kwa kutumia vifafanuzi. DNaL. Kwa sasa D, L- mfumo hutumiwa kwa ukomo - haswa kwa misombo asilia kama vile asidi ya amino, asidi hidroksidi na wanga. Mifano inayoonyesha matumizi yake imeonyeshwa kwenye Mchoro 10.

Mchele. 10

Kwa α - amino asidi, usanidi unaonyeshwa na ishara L, ikiwa katika formula ya makadirio ya Fischer kikundi cha amino - (au amonia) iko upande wa kushoto; ishara D kutumika kwa enantiomer kinyume. Kwa sukari, muundo wa usanidi unatokana na uelekeo wa kundi la OH lenye nambari ya juu zaidi (mbali kabisa na mwisho wa kabonili). Ikiwa kikundi cha OH kinaelekezwa kwa haki, basi hii ni usanidi D; ikiwa HE yuko upande wa kushoto - usanidi L.

Wakati mmoja, mfumo wa Fischer ulifanya iwezekane kuunda taksonomia ya kimantiki na thabiti ya stereokemia ya idadi kubwa ya misombo ya asili inayotokana na asidi ya amino na sukari. Walakini, mapungufu ya mfumo wa Fischer, na ukweli kwamba mnamo 1951 njia ya kutofautisha ya X-ray ilionekana kuamua mpangilio wa kweli wa vikundi karibu na kituo cha chiral, ilisababisha uundaji wa 1966 mpya, ngumu zaidi na thabiti. mfumo wa kuelezea stereoisomers, inayojulikana kama R, S - Kahn-Ingold-Prelog nomenclature (KIP). Katika mfumo wa ala, maelezo maalum yanaongezwa kwa jina la kawaida la kemikali R au S(katika italiki katika maandishi), ikifafanua kwa ukali na bila utata usanidi kamili.

      NomenclatureKana-Ingolda-Preloga

Ili kufafanua kushughulikia R au S kwa kituo cha chiral kilichopewa, kinachojulikana kanuni ya uungwana. Hebu tuzingatie vibadala vinne vilivyounganishwa na kituo cha chiral. Wanapaswa kupangwa katika mlolongo sare wa utangulizi wa stereochemical; kwa urahisi, hebu tuonyeshe vibadala hivi kwa alama A, B, D na E na tukubali kudhani kwamba katika mlolongo wa jumla wa utangulizi (kwa maneno mengine, kwa kipaumbele) A ni mzee kuliko B, B ni mzee kuliko D, D ni. mzee kuliko E(A>B>D>E) . Kanuni ya uungwana ya CIP inahitaji mtindo huo kuzingatiwa kutoka upande ulio kinyume na ule unaoshikiliwa na mbadala E kwa kipaumbele cha chini zaidi au kibadala cha stereochemically junior (Mchoro 11). Kisha vibadala vitatu vilivyobaki huunda kitu kama tripod, ambayo miguu yake inaelekezwa kwa mtazamaji.

Mchele. kumi na moja

Iwapo ukubwa wa vibadala katika safu mlalo A>B>D utashuka kisaa (kama ilivyo kwenye Mchoro 11), basi kituo kimepewa kifafanuzi cha usanidi. R ( kutoka neno la Kilatini puru - haki). Katika mpangilio mwingine, wakati kipaumbele cha stereokemikali cha vibadala kinapungua kinyume cha saa, kituo kinapewa maelezo ya usanidi. S (kutoka Kilatini mbaya - kushoto).

Wakati wa kuonyesha miunganisho kwa kutumia makadirio ya Fisher, usanidi unaweza kuamuliwa kwa urahisi bila kujenga miundo ya anga. Fomu lazima iandikwe ili substituent ndogo iko chini au juu, kwa kuwa kwa mujibu wa sheria za kuwakilisha makadirio ya Fischer, viunganisho vya wima vinaelekezwa mbali na mwangalizi (Mchoro 12). Iwapo viambajengo vilivyosalia vimepangwa kwa mwendo wa saa kwa mpangilio unaopungua wa utangulizi, kiwanja kitaainishwa kama ( R)-safu, na ikiwa kinyume cha saa, basi kwa ( S)-safu, kwa mfano:

Mchele. 12

Ikiwa kikundi cha vijana hakiko kwenye miunganisho ya wima, basi inapaswa kubadilishwa na kikundi cha chini, lakini kumbuka kwamba hii inabadilisha usanidi. Unaweza kufanya vibali vyovyote viwili bila kubadilisha usanidi.

Kwa hivyo, sababu ya kuamua ni utangulizi wa stereochemical . Hebu tujadili sasa kanuni za utangulizi, i.e. sheria ambazo vikundi A, B, D na E vimeorodheshwa kwa mpangilio wa kipaumbele.

    Upendeleo katika suala la ukuu hupewa atomi zilizo na kubwa zaidi nambari ya atomiki. Ikiwa nambari ni sawa (katika kesi ya isotopu), basi atomi iliyo na misa ya juu zaidi ya atomiki inakuwa ya zamani (kwa mfano, D>H). "Mbadala" mdogo zaidi ni jozi ya elektroni pekee (kwa mfano, katika nitrojeni). Kwa hivyo, utangulizi huongezeka katika mfululizo: jozi pekee

Fikiria mfano rahisi: katika bromochlorofluoromethane CHBRCIF (Mchoro 13) kuna kituo kimoja cha sterogenic, na enantiomers mbili zinaweza kujulikana kama ifuatavyo. Kwanza, vibadala vinaorodheshwa kulingana na ukuu wao wa stereokemia: nambari ya atomiki ya juu, ndivyo kibadala cha zamani. Kwa hiyo, katika mfano huu, Br > C1 > F > H, ambapo ">" ina maana "inapendekezwa zaidi" (au "wakubwa"). Hatua inayofuata ni kuangalia molekuli kutoka upande ulio kinyume na mbadala mdogo zaidi, katika kesi hii hidrojeni. Inaweza kuonekana kuwa mbadala tatu zilizobaki ziko kwenye pembe za pembetatu na zinaelekezwa kwa mwangalizi. Ikiwa ukubwa wa vibadilishi hivi vitatu utapungua kisaa, basi enantiomer hii imeteuliwa kama R. Katika mpangilio mwingine, wakati ukubwa wa vibadala unapungua kinyume na saa, enantiomer huteuliwa kama S. Uteuzi R Na S andika kwa italiki na kuwekwa kwenye mabano kabla ya jina la muundo. Kwa hivyo, viambatisho viwili vinavyozingatiwa vina majina ( S)-bromochlorofluoromethane na ( R)-bromochlorofluoromethane.

Mchele. 13

2. Ikiwa atomi mbili, tatu au zote nne zinazofanana zinahusishwa moja kwa moja na atomi ya asymmetric, ukuu huanzishwa na atomi za ukanda wa pili, ambao hauhusiani tena na kituo cha chiral, lakini na atomi hizo ambazo zilikuwa na ukuu sawa.

Mchele. 14

Kwa mfano, katika molekuli ya 2-bromo-3-methyl-1-butanol (Mchoro 14), substituents ya juu na ya mdogo huamua kwa urahisi na ukanda wa kwanza - haya ni bromini na hidrojeni, kwa mtiririko huo. Lakini haiwezekani kuanzisha ukuu kulingana na atomi ya kwanza ya vikundi vya CH 2 OH na CH (CH 3) 2, kwani katika hali zote mbili ni atomi ya kaboni. Kuamua ni kundi gani la zamani, sheria ya mlolongo inatumika tena, lakini sasa atomi za ukanda unaofuata zinazingatiwa. Linganisha seti mbili za atomi (tritu mbili), zilizoandikwa kwa mpangilio wa kupungua kwa utangulizi. Ukuu sasa umedhamiriwa na hatua ya kwanza ambapo tofauti hupatikana. Kikundi NA H 2 OH - oksijeni, hidrojeni, hidrojeni NA(KUHUSU NN) au kwa nambari 6 ( 8 kumi na moja). Kikundi NA H (CH 3) 2 - kaboni, kaboni, hidrojeni NA(NA CH) au 6( 6 61). Jambo la kwanza la tofauti linasisitizwa: oksijeni ni ya zamani kuliko kaboni (katika nambari ya atomiki), kwa hivyo kundi la CH 2 OH ni la zamani kuliko CH (CH 3) 2. Usanidi wa enantiomer iliyoonyeshwa kwenye Mchoro 14 sasa inaweza kuashiria kama ( R).

Ikiwa utaratibu kama huo hauongoi ujenzi wa uongozi usio na utata, unaendelea kwa umbali unaoongezeka kutoka kwa atomi kuu hadi, mwishowe, tofauti zinapatikana na washiriki wote wanne wanapokea ukuu wao. Katika kesi hii, upendeleo wowote unaopatikana na naibu mmoja au mwingine katika moja ya hatua za uratibu wa ukuu unachukuliwa kuwa wa mwisho na hauko chini ya kutathminiwa katika hatua zinazofuata.

3. Ikiwa kuna sehemu za tawi kwenye molekuli, utaratibu wa kuanzisha ukuu wa atomi unapaswa kuendelea pamoja na mlolongo wa molekuli ya ukuu wa juu zaidi. Tuseme tunahitaji kubainisha mfuatano wa utangulizi wa vibadala viwili vilivyoonyeshwa kwenye Mchoro 15. Ni dhahiri kwamba suluhisho halitapatikana ama katika safu ya kwanza (C), au ya pili (C, C, H) au ya tatu (C, H, F, C, H, Br) tabaka. Katika kesi hii, utalazimika kuhamia safu ya nne, lakini hii inapaswa kufanywa kando ya njia, faida ambayo imeanzishwa kwenye safu ya tatu (Br> F). Kwa hiyo, uamuzi juu ya kipaumbele cha naibu KATIKA juu ya naibu A inafanywa kwa msingi kwamba katika safu ya nne Br > CI kwa tawi hilo, mpito ambao unaamriwa na ukuu katika safu ya tatu, na sio kwa msingi kwamba atomi ya I ina nambari ya juu zaidi ya atomiki katika safu ya nne. ambayo iko kwenye ile ambayo haipendelewi sana na kwa hivyo sio tawi chini ya masomo).

Mchele. 15

4. Miunganisho mingi inawakilishwa kama jumla ya miunganisho rahisi inayolingana. Kwa mujibu wa sheria hii, kila chembe iliyounganishwa na dhamana nyingi imepewa atomi ya ziada ya "phantom" (au atomi) ya aina hiyo hiyo iko kwenye mwisho mwingine wa dhamana nyingi. Atomi za ziada (za ziada au phantomu) zimefungwa kwenye mabano na huchukuliwa kuwa hazina vibadala katika safu inayofuata.Kwa mfano, fikiria uwakilishi wa vikundi vifuatavyo (Mchoro 16).

Uwasilishaji wa Kikundi

Mchele. 16

5. Ongezeko la bandia la idadi ya vibadala pia linahitajika wakati kibadala (ligand) ni bidentate (au tri- au tetradentate), na pia wakati kibadala kina kipande cha mzunguko au baiskeli. Katika hali kama hizi, kila tawi la muundo wa mzunguko hukatwa baada ya sehemu ya tawi [ambapo hujitenga yenyewe], na atomi ya tawi huwekwa (kwenye mabano) mwishoni mwa mnyororo unaotokana na kukatwa. Katika Mchoro 17, kwa kutumia mfano wa derivative ya tetrahydrofuran (THF), kesi ya mbadala ya bidentate (cyclic) inazingatiwa. Mikono miwili ya pete yenye wanachama watano (mmoja mmoja) hukatwa kwa vifungo na atomi ya kilio, ambayo huongezwa hadi mwisho wa kila moja ya minyororo miwili mpya. Inaweza kuonekana kama matokeo ya kugawanyika A kibadala cha dhahania -CH 2 OCH 2 CH 2 -(C) kimepatikana, ambacho kinageuka kuwa cha zamani zaidi kuliko kibadala halisi cha acyclic -CH 2 OCH 2 CH 3 kutokana na faida ya phantom (C) mwishoni mwa kwanza mbadala. Kinyume chake, hutengenezwa kama matokeo ya kugawanyika KATIKA ligand ya dhahania -CH 2 CH 2 OCH 2 - (C) inageuka kuwa ya chini kwa ukubwa kuliko kibadala halisi -CH 2 CH 2 OCH 2 CH 3, kwani ya pili ina atomi tatu za hidrojeni zilizounganishwa kwenye kaboni ya mwisho, wakati zamani hana katika safu hii. Kwa hivyo, kwa kuzingatia mpangilio uliowekwa wa utangulizi wa vibadala, ishara ya usanidi wa enantiomer inageuka kuwa. S.

Kuamua ukuu

Naibu A

KATIKA> A

Naibu A

Mtini.17

Mchele. 18

Kesi kama hiyo ya kukatwa kwa mbadala ya mzunguko inaonyeshwa na mfano wa kiwanja kwenye Mtini. 18 ambapo muundo KATIKA inaonyesha tafsiri ya pete ya cyclohexyl (katika muundo A) Katika kesi hii, mlolongo sahihi wa utangulizi ni di- n-hesylmethyl> cyclohexyl> di- n-pentylmethyl> N.

Sasa tumejitayarisha vya kutosha kuzingatia kibadala kama phenyl (Mchoro 19 muundo A) Tulijadili mpango wa kufungua kila unganisho nyingi hapo juu. Kwa kuwa (katika muundo wowote wa Kekule) kila moja ya atomi sita za kaboni imeunganishwa mara mbili kwa atomi nyingine ya kaboni, basi (katika mfumo wa KIP) kila atomi ya kaboni ya pete hubeba kaboni ya ziada kama "badala". Pete iliongezewa kwa njia hii (Mchoro 19, muundo KATIKA) basi hupanuliwa kulingana na sheria za mifumo ya mzunguko. Matokeo yake, dissection inaelezwa na mchoro ulioonyeshwa kwenye Mchoro 19, muundo NA.

Mchele. 19

6. Sasa tutazingatia michanganyiko ya chiral ambapo tofauti kati ya viambajengo si vya nyenzo au asili ya kikatiba, lakini zimepunguzwa kwa tofauti katika usanidi. Viunga vyenye zaidi ya kituo kimoja cha nyimbo vitajadiliwa hapa chini (tazama sehemu ya 1.4) hapa tutagusia viambajengo vinavyotofautiana. cis-trans- isomerism (aina ya olefin). Kulingana na Prelog na Helmchen, ligand ya olefin ambayo mbadala mkuu iko upande huo huo kutoka kwa dhamana mbili za olefin, ambayo ni kituo cha chiral, ina faida zaidi ya ligand ambayo mbadala mkuu yuko. mawazo- msimamo kuelekea kituo cha chiral. Nafasi hii haina uhusiano wowote na classical cis-trans-, wala kwa E-Z-nomenclature ya usanidi wa dhamana mbili. Mifano imeonyeshwa kwenye Mchoro 20.

Mchele. 20

      Mchanganyiko na vituo vingi vya sauti

Ikiwa molekuli ina vituo viwili vya chiral, basi kwa kuwa kila kituo kinaweza kuwa (R)- au ( S) -usanidi, kuwepo kwa isoma nne kunawezekana - R.R., SS, R.S. Na S.R.:

Mchele. 21

Kwa kuwa molekuli ina picha moja tu ya kioo, enantiomer ya kiwanja ni (R.R.) inaweza tu kuwa isoma (SS). Vile vile, jozi nyingine ya enantiomers huunda isoma (R.S.) Na (S.R.). Ikiwa usanidi wa kituo kimoja tu cha asymmetric hubadilika, basi isoma kama hizo huitwa diastereomer. Diastereomers ni stereoisomers ambayo si enantiomers. Kwa hivyo, jozi za diastereomeric (R.R.)/(R.S.), (R.R.)/(S.R.), (SS)/(R.S.) Na (SS)/(S.R.). Ingawa kwa ujumla mchanganyiko wa vituo viwili vya sauti huzalisha isoma nne, mchanganyiko wa vituo vya muundo sawa wa kemikali hutoa isoma tatu tu: (R.R.) Na (SS), kuwa enantiomers, na (R.S.), diastereomeric kwa enantiomers zote mbili (R.R.) Na (SS). Mfano wa kawaida ni asidi ya tartaric (Mchoro 22), ambayo ina isoma tatu tu: jozi ya enantiomers na. fomu ya meso.

Mchele. 22

meso-Mvinyo asidi ni (R, S) isoma, ambayo haifanyi kazi kwa macho, kwa kuwa mchanganyiko wa vipande viwili vya kioo-ulinganifu husababisha kuonekana kwa ndege ya ulinganifu (a). meso-Mvinyo asidi ni mfano wa mchanganyiko wa achiral wa usanidi wa meso, ambao umejengwa kutoka kwa idadi sawa ya vipengele vya sauti ambavyo vinafanana katika muundo lakini tofauti katika usanidi kamili.

Ikiwa molekuli ina P vituo vya sauti, idadi ya juu zaidi ya stereoisomers inaweza kuhesabiwa kwa kutumia fomula ya 2 n; hata hivyo, wakati mwingine idadi ya isoma itakuwa ndogo kutokana na kuwepo kwa maumbo ya meso.

Kwa majina ya stereoisomers ya molekuli zilizo na atomi mbili za kaboni isiyo ya kawaida, vibadala viwili kwa kila moja ambayo ni sawa, na ya tatu ni tofauti, viambishi awali hutumiwa mara nyingi. erythro- Na watatu- kutoka kwa majina ya sukari erythrose na threose. Viambishi awali hivi vinaangazia mfumo kwa ujumla, na sio kila kituo cha sauti kivyake. Wakati wa kuonyesha viunganisho kama hivyo kwa kutumia makadirio ya Fischer kwa jozi erythro- isoma, vikundi sawa viko upande mmoja, na ikiwa vikundi tofauti (C1 na Br katika mfano hapa chini) vingekuwa sawa, fomu ya meso ingepatikana. Imeoanishwa na tatu- isoma, vikundi sawa viko pande tofauti, na ikiwa vikundi tofauti vingekuwa sawa, jozi mpya ingebaki jozi ya enantiomeri.

Mchele. 23

Mifano yote ya misombo iliyojadiliwa hapo juu ina kitovu cha uungwana. Kituo kama hicho ni atomi ya kaboni isiyo ya kawaida. Hata hivyo, atomi nyingine (silicon, fosforasi, sulfuri) pia inaweza kuwa katikati ya chirality, kama, kwa mfano, katika methylnaphthylphenylsilane, o-anisylmethylphenylphosphine, methyl p-tolyl sulfoxide (Mchoro 24)

Mchele. 24

      Upole wa molekuli kukosa vituo vya chiral

Hali ya lazima na ya kutosha kwa uchangamfu wa molekuli ni kutokubaliana na picha yake ya kioo. Uwepo wa kituo cha chiral moja (imara) katika molekuli ni ya kutosha, lakini sio lazima kabisa, hali ya kuwepo kwa uungwana. Wacha tuzingatie molekuli za chiral ambazo hazina vituo vya sauti. Baadhi ya mifano imeonyeshwa katika Kielelezo 25 na 26.

Mchele. 25

Mchele. 26

Hizi ni misombo yenye shoka za uungwana ( aina ya axial ya upole): allenes; alkylidenecycloalkanes; miiba; kinachojulikana atropoisomers (biphenyls na misombo sawa, upole ambayo hutokea kutokana na mzunguko uliozuiliwa karibu na kifungo kimoja). Kipengele kingine cha uungwana ni ndege ya uungwana ( uungwana uliopangwa) Mifano ya misombo kama hii ni misombo ya ansa (ambapo pete ya alicyclic ni ndogo sana kwa pete ya kunukia kuzunguka); paracyclophanes; metallocenes. Hatimaye, uungwana wa molekuli unaweza kuhusishwa na shirika la helical la muundo wa molekuli. Molekuli inaweza kujifunga ndani ya hesi ya mkono wa kushoto au ya mkono wa kulia. Katika kesi hii, tunazungumza juu ya helicity (aina ya ond ya chirality).

Ili kuamua usanidi wa molekuli inayo mhimili wa upole, ni muhimu kuanzisha hatua ya ziada katika utawala wa mlolongo: vikundi vilivyo karibu na mwangalizi vinachukuliwa kuwa wazee kuliko vikundi vilivyo mbali na mwangalizi. Nyongeza hii lazima ifanywe, kwani kwa molekuli zilizo na uungwana wa axial uwepo wa vibadala vinavyofanana kwenye ncha tofauti za mhimili unakubalika. Utumiaji wa sheria hii kwa molekuli zilizoonyeshwa kwenye Mtini. 25, inavyoonyeshwa kwenye Mtini. 27.

Mchele. 27

Katika visa vyote, molekuli hutazamwa kando ya mhimili wa sauti upande wa kushoto. Inapaswa kueleweka kwamba ikiwa molekuli zinazingatiwa kwa haki, basi maelezo ya usanidi yatabaki sawa. Kwa hivyo, mpangilio wa anga wa vikundi vinne vya usaidizi unafanana na wima ya tetrahedron halisi na inaweza kuwakilishwa kwa kutumia makadirio yanayofanana (Mchoro 27). Kuamua kifafanuzi kinachofaa tunatumia kanuni za kawaida R, S- nomenclature. Katika kesi ya biphenyls, ni muhimu kutambua kwamba mbadala katika pete huzingatiwa kutoka katikati (kwa njia ambayo mhimili wa chiral hupita) kwa pembeni, kwa kukiuka sheria za mlolongo wa kawaida. Kwa hivyo, kwa biphenyl kwenye Mtini. 25 mlolongo sahihi wa vibadala katika pete ya kulia C-OSH 3 >C-H; atomi ya klorini iko mbali sana kuzingatiwa. Atomi zinazounga mkono (zile ambazo ishara ya usanidi imedhamiriwa) zinageuka kuwa sawa ikiwa molekuli inatazamwa kutoka kulia. Wakati mwingine vifafanuzi hutumiwa kutofautisha ukarimu wa axial kutoka kwa aina zingine aR Na kama S (au R a Na S a), hata hivyo matumizi ya kiambishi awali " a»sio lazima.

Vinginevyo, molekuli zilizo na shoka za upole zinaweza kuzingatiwa kama helical, na usanidi wao unaweza kuonyeshwa na alama. R Na M. Katika kesi hii, ili kuamua usanidi, washiriki pekee walio na kipaumbele cha juu zaidi wanazingatiwa katika sehemu za mbele na za nyuma (kijijini kutoka kwa mwangalizi) za muundo (badala ya 1 na 3 kwenye Mchoro 27). Ikiwa mabadiliko kutoka kwa naibu 1 wa mbele wa kipaumbele hadi naibu wa 3 wa kipaumbele ni wa saa, basi huu ndio usanidi. R; ikiwa kinyume cha saa, huu ndio usanidi M.

Katika Mtini. 26 inaonyesha molekuli na ndege za uungwana. Ufafanuzi wa ndege ya sauti si rahisi na isiyoeleweka kama ufafanuzi wa kituo na mhimili wa uungwana. Hii ni ndege ambayo ina atomi nyingi za molekuli iwezekanavyo, lakini sio zote. Kwa kweli, uungwana hutokea kwa sababu (na kwa sababu tu) angalau kibadala kimoja (kawaida zaidi) hakiko katika mfumo wa uungwana. Kwa hivyo, ndege ya chiral ya kiwanja cha ansa A ni ndege ya pete ya benzene. Katika paracyclophane KATIKA pete iliyobadilishwa zaidi (ya chini) inachukuliwa kuwa ndege ya sauti. Kuamua kifafanuzi cha molekuli za sayari za chiral, ndege hutazamwa kutoka kwa upande wa atomi iliyo karibu na ndege lakini sio kwenye ndege (ikiwa kuna watahiniwa wawili au zaidi, basi ile iliyo karibu zaidi na atomi iliyo na kipaumbele cha juu zaidi huchaguliwa. kulingana na kanuni za mlolongo). Atomu hii, ambayo wakati mwingine huitwa mtihani au atomi ya majaribio, inaonyeshwa kwa mshale katika Mchoro 26. Halafu, ikiwa atomi tatu zinazofuatana (a, b, c) zenye kipaumbele cha juu zaidi zitaunda mstari uliovunjika katika ndege ya sauti, ikipinda mwendo wa saa, kisha usanidi wa kiwanja. pR (au R uk), na ikiwa polyline inainama kinyume cha saa, basi maelezo ya usanidi pS(au S uk) Uungwana uliopangwa, kama uungwana wa axial, unaweza kuchukuliwa kama aina ya uungwana. Ili kuamua mwelekeo (usanidi) wa helix, mtu lazima azingatie atomi ya majaribio pamoja na atomi a, b na c, kama ilivyoelezwa hapo juu. Kutokana na hili ni wazi kuwa pR- miunganisho inalingana R-, A pS- miunganisho - M- unyenyekevu.

Dhana uungwana- moja ya muhimu zaidi katika stereokemia ya kisasa Mfano ni chiral ikiwa hauna vipengele vyovyote vya ulinganifu (ndege, kituo, shoka za mzunguko wa kioo), isipokuwa shoka rahisi za mzunguko. Tunaita molekuli ambayo inaelezewa na mfano wa chiral (maana ya "mkono-kama", kutoka kwa Kigiriki . hiro- mkono) kwa sababu, kama mikono, molekuli haziendani na picha zao za kioo. Mchoro wa 1 unaonyesha idadi ya molekuli rahisi za chiral. Mambo mawili ni dhahiri kabisa: kwanza, jozi za molekuli zilizopewa zinawakilisha picha za kioo za kila mmoja, na pili, tafakari hizi za kioo haziwezi kuunganishwa na kila mmoja. Itafahamika kwamba katika kila kisa molekuli ina atomi ya kaboni yenye viambajengo vinne tofauti. Atomi kama hizo huitwa asymmetric. Atomu ya kaboni isiyo ya kawaida ni kituo cha chiral au stereojeniki. Hii ndiyo aina ya kawaida ya upole. Ikiwa molekuli ni ya kilio, basi inaweza kuwepo katika aina mbili za isomeri, zinazohusiana kama kitu na picha yake ya kioo na haziendani katika nafasi. Isoma kama hizo (para) huitwa enantiomers.

Neno "chiral" haliruhusu tafsiri ya bure. Wakati molekuli ni chiral, basi, kwa mlinganisho na mkono, lazima iwe ya mkono wa kushoto au wa kulia. Tunapoita dutu au sampuli yake ya sauti, hii inamaanisha kuwa (hiyo) inajumuisha molekuli za kilio; Kwa kuongezea, sio lazima kabisa kwamba molekuli zote ziwe sawa katika suala la uungwana (kushoto au kulia, R au S, tazama sehemu ya 1.3). Kesi mbili za kuzuia zinaweza kutofautishwa. Katika ya kwanza, sampuli ina molekuli zinazofanana katika suala la uungwana (homochiral, tu. R au tu S); muundo kama huo unaitwa enantiomerically safi. Katika kesi ya pili (kinyume), sampuli ina idadi sawa ya molekuli tofauti kulingana na uungwana (heterochiral, uwiano wa molar. R: S=1:1); sampuli hiyo pia ni chiral, lakini mbio. Pia kuna kesi ya kati - mchanganyiko usio na usawa wa enantiomers. Mchanganyiko huu unaitwa wadogo au zisizo za kikabila. Kwa hivyo, taarifa kwamba sampuli ya macroscopic (kinyume na molekuli ya mtu binafsi) ni tanzu inapaswa kuzingatiwa kuwa si wazi kabisa na kwa hivyo katika hali zingine haitoshi. Ashirio la ziada linaweza kuhitajika ikiwa sampuli ni ya mbio au isiyo ya mbio. Ukosefu wa usahihi katika kuelewa hii husababisha aina fulani ya dhana potofu, kwa mfano, katika vichwa vya vifungu, wakati muundo wa kiwanja fulani cha chiral unatangazwa, lakini bado haijulikani wazi ikiwa mwandishi anataka tu kuzingatia ukweli wa uaminifu wa muundo uliojadiliwa katika makala, au ikiwa bidhaa hiyo ilipatikana kwa njia ya enantiomeri moja (yaani, mkusanyiko wa molekuli za homochiral; mkusanyiko huu, hata hivyo, haupaswi kuitwa sampuli ya homochiral). Kwa hivyo, katika kesi ya sampuli ya chiral isiyo ya mbio, ni sahihi zaidi kusema "imetajirishwa kimawazo" au" Safi sana".

      Mbinu za kuonyesha isoma za macho

Njia ya picha imechaguliwa na mwandishi tu kwa sababu za urahisi wa kufikisha habari. Katika Mchoro 1, picha za enantiomers hutolewa kwa kutumia picha za mtazamo. Katika kesi hii, ni desturi kuteka viunganisho vilivyo kwenye ndege ya picha na mstari imara; miunganisho inayoenda zaidi ya ndege ina alama; na viunganisho vinavyoelekezwa kwa mwangalizi vimewekwa alama ya mstari mnene. Njia hii ya taswira ni taarifa kabisa kwa miundo iliyo na kituo kimoja cha sauti. Molekuli hizi hizo zinaweza kuonyeshwa kama makadirio ya Fischer. Njia hii ilipendekezwa na E. Fisher kwa miundo ngumu zaidi (hasa, wanga) yenye vituo viwili au zaidi vya chiral.

Ndege ya kioo

Mchele. 1

Ili kujenga fomula za makadirio ya Fischer, tetrahedron inazunguka ili vifungo viwili vilivyo kwenye ndege ya usawa vinaelekezwa kwa mwangalizi, na vifungo viwili vilivyo kwenye ndege ya wima vinaelekezwa mbali na mwangalizi. Atomu ya asymmetric pekee huanguka kwenye ndege ya picha. Katika kesi hii, atomi ya asymmetric yenyewe kawaida huachwa, ikibakiza tu mistari inayoingiliana na alama mbadala. Ili kukumbuka mpangilio wa anga wa vibadala, mstari wa wima uliovunjika mara nyingi huhifadhiwa katika fomula za makadirio (vifaa vya juu na vya chini vinaondolewa zaidi ya ndege ya kuchora), lakini hii mara nyingi haifanyiki. Ifuatayo ni mifano ya njia tofauti za kuonyesha muundo sawa na usanidi maalum (Mchoro 2)

Makadirio ya Fischer

Mchele. 2

Wacha tutoe mifano kadhaa ya fomula za makadirio ya Fischer (Mchoro 3)

(+)-(L)-alanine(-)-2-butanoli (+)-( D)-glyceraldehyde

Mchele. 3

Kwa kuwa tetrahedron inaweza kutazamwa kutoka pande tofauti, kila stereoisomer inaweza kuonyeshwa kwa fomula kumi na mbili (!) tofauti za makadirio. Ili kusawazisha fomula za makadirio, sheria fulani za kuziandika zimeanzishwa. Kwa hivyo, kazi kuu (ya nomenclatural), ikiwa iko mwisho wa mnyororo, kawaida huwekwa juu, mlolongo kuu unaonyeshwa kwa wima.

Ili kulinganisha fomula za makadirio zilizoandikwa "zisizo za kawaida", unahitaji kujua sheria zifuatazo za kubadilisha kanuni za makadirio.

1. Fomula haiwezi kuondolewa kwenye ndege ya kuchora na haiwezi kuzungushwa na 90 o, ingawa inaweza kuzungushwa kwenye ndege ya kuchora na 180 o bila kubadilisha maana yao ya stereochemical (Mchoro 4)

Mchele. 4

2. Mipangilio miwili (au nambari yoyote iliyo sawa) ya vibadala kwenye atomi moja isiyolinganishwa haibadilishi maana ya stereokemikali ya fomula (Mchoro 5)

Mchele. 5

3. Mpangilio mmoja (au nambari yoyote isiyo ya kawaida) ya vibadala katika kituo cha asymmetric husababisha fomula ya antipode ya macho (Mchoro 6)

Mchele. 6

4. Mzunguko katika ndege ya kuchora kwa 90 0 hugeuka formula katika antipodeal moja, isipokuwa wakati huo huo hali ya eneo la substituents kuhusiana na ndege ya kuchora inabadilishwa, i.e. kudhani kwamba sasa substituents lateral ni nyuma ya ndege ya kuchora, na wale wa juu na chini ni mbele yake. Ikiwa unatumia fomula iliyo na mstari wa alama, basi mwelekeo uliobadilishwa wa mstari wa alama utakukumbusha moja kwa moja juu ya hili (Mchoro 7)

Mchele. 7

5. Badala ya vibali, fomula za makadirio zinaweza kubadilishwa kwa kuzungusha vibadala vitatu saa moja kwa moja au kinyume cha saa (Mchoro 8); mbadala wa nne haibadilishi msimamo wake (operesheni hii ni sawa na vibali viwili):

Mchele. 8

Makadirio ya Fischer hayawezi kutumika kwa molekuli ambazo upole hauhusiani na kituo cha chiral, lakini kwa vipengele vingine (mhimili, ndege). Katika kesi hizi, picha za 3D zinahitajika.

      D , L - Majina ya Fisher

Tulijadili shida moja - jinsi ya kuonyesha muundo wa pande tatu kwenye ndege. Chaguo la njia inaamriwa tu na urahisi wa kuwasilisha na kugundua habari za stereo. Tatizo linalofuata linahusiana na kutunga jina kwa kila stereoisomer binafsi. Jina linapaswa kuonyesha habari kuhusu usanidi wa kituo cha sterogenic. Kihistoria, nomenclature ya kwanza ya isoma za macho ilikuwa D, L- nomenclature iliyopendekezwa na Fisher. Hadi miaka ya 1960, ilikuwa kawaida zaidi kuteua usanidi wa vituo vya kuimba kwa msingi wa makadirio ya mpangilio (Fisher) badala ya kutegemea fomula za 3D zenye sura tatu, kwa kutumia vifafanuzi. DNaL. Kwa sasa D, L- mfumo hutumiwa kwa ukomo - haswa kwa misombo asilia kama vile asidi ya amino, asidi hidroksidi na wanga. Mifano inayoonyesha matumizi yake imeonyeshwa kwenye Mchoro 10.

Mchele. 10

Kwa α - amino asidi, usanidi unaonyeshwa na ishara L, ikiwa katika formula ya makadirio ya Fischer kikundi cha amino - (au amonia) iko upande wa kushoto; ishara D kutumika kwa enantiomer kinyume. Kwa sukari, muundo wa usanidi unatokana na uelekeo wa kundi la OH lenye nambari ya juu zaidi (mbali kabisa na mwisho wa kabonili). Ikiwa kikundi cha OH kinaelekezwa kwa haki, basi hii ni usanidi D; ikiwa HE yuko upande wa kushoto - usanidi L.

Wakati mmoja, mfumo wa Fischer ulifanya iwezekane kuunda taksonomia ya kimantiki na thabiti ya stereokemia ya idadi kubwa ya misombo ya asili inayotokana na asidi ya amino na sukari. Walakini, mapungufu ya mfumo wa Fischer, na ukweli kwamba mnamo 1951 njia ya kutofautisha ya X-ray ilionekana kuamua mpangilio wa kweli wa vikundi karibu na kituo cha chiral, ilisababisha uundaji wa 1966 mpya, ngumu zaidi na thabiti. mfumo wa kuelezea stereoisomers, inayojulikana kama R, S - Kahn-Ingold-Prelog nomenclature (KIP). Katika mfumo wa ala, maelezo maalum yanaongezwa kwa jina la kawaida la kemikali R au S(katika italiki katika maandishi), ikifafanua kwa ukali na bila utata usanidi kamili.

      NomenclatureKana-Ingolda-Preloga

Ili kufafanua kushughulikia R au S kwa kituo cha chiral kilichopewa, kinachojulikana kanuni ya uungwana. Hebu tuzingatie vibadala vinne vilivyounganishwa na kituo cha chiral. Wanapaswa kupangwa katika mlolongo sare wa utangulizi wa stereochemical; kwa urahisi, hebu tuonyeshe vibadala hivi kwa alama A, B, D na E na tukubali kudhani kwamba katika mlolongo wa jumla wa utangulizi (kwa maneno mengine, kwa kipaumbele) A ni mzee kuliko B, B ni mzee kuliko D, D ni. mzee kuliko E(A>B>D>E) . Kanuni ya uungwana ya CIP inahitaji mtindo huo kuzingatiwa kutoka upande ulio kinyume na ule unaoshikiliwa na mbadala E kwa kipaumbele cha chini zaidi au kibadala cha stereochemically junior (Mchoro 11). Kisha vibadala vitatu vilivyobaki huunda kitu kama tripod, ambayo miguu yake inaelekezwa kwa mtazamaji.

Mchele. kumi na moja

Iwapo ukubwa wa vibadala katika safu mlalo A>B>D utashuka kisaa (kama ilivyo kwenye Mchoro 11), basi kituo kimepewa kifafanuzi cha usanidi. R ( kutoka neno la Kilatini puru - haki). Katika mpangilio mwingine, wakati kipaumbele cha stereokemikali cha vibadala kinapungua kinyume cha saa, kituo kinapewa maelezo ya usanidi. S (kutoka Kilatini mbaya - kushoto).

Wakati wa kuonyesha miunganisho kwa kutumia makadirio ya Fisher, usanidi unaweza kuamuliwa kwa urahisi bila kujenga miundo ya anga. Fomu lazima iandikwe ili substituent ndogo iko chini au juu, kwa kuwa kwa mujibu wa sheria za kuwakilisha makadirio ya Fischer, viunganisho vya wima vinaelekezwa mbali na mwangalizi (Mchoro 12). Iwapo viambajengo vilivyosalia vimepangwa kwa mwendo wa saa kwa mpangilio unaopungua wa utangulizi, kiwanja kitaainishwa kama ( R)-safu, na ikiwa kinyume cha saa, basi kwa ( S)-safu, kwa mfano:

Mchele. 12

Ikiwa kikundi cha vijana hakiko kwenye miunganisho ya wima, basi inapaswa kubadilishwa na kikundi cha chini, lakini kumbuka kwamba hii inabadilisha usanidi. Unaweza kufanya vibali vyovyote viwili bila kubadilisha usanidi.

Kwa hivyo, sababu ya kuamua ni utangulizi wa stereochemical . Hebu tujadili sasa kanuni za utangulizi, i.e. sheria ambazo vikundi A, B, D na E vimeorodheshwa kwa mpangilio wa kipaumbele.

    Upendeleo katika suala la ukuu hupewa atomi zilizo na kubwa zaidi nambari ya atomiki. Ikiwa nambari ni sawa (katika kesi ya isotopu), basi atomi iliyo na misa ya juu zaidi ya atomiki inakuwa ya zamani (kwa mfano, D>H). "Mbadala" mdogo zaidi ni jozi ya elektroni pekee (kwa mfano, katika nitrojeni). Kwa hivyo, utangulizi huongezeka katika mfululizo: jozi pekee

Fikiria mfano rahisi: katika bromochlorofluoromethane CHBRCIF (Mchoro 13) kuna kituo kimoja cha sterogenic, na enantiomers mbili zinaweza kujulikana kama ifuatavyo. Kwanza, vibadala vinaorodheshwa kulingana na ukuu wao wa stereokemia: nambari ya atomiki ya juu, ndivyo kibadala cha zamani. Kwa hiyo, katika mfano huu, Br > C1 > F > H, ambapo ">" ina maana "inapendekezwa zaidi" (au "wakubwa"). Hatua inayofuata ni kuangalia molekuli kutoka upande ulio kinyume na mbadala mdogo zaidi, katika kesi hii hidrojeni. Inaweza kuonekana kuwa mbadala tatu zilizobaki ziko kwenye pembe za pembetatu na zinaelekezwa kwa mwangalizi. Ikiwa ukubwa wa vibadilishi hivi vitatu utapungua kisaa, basi enantiomer hii imeteuliwa kama R. Katika mpangilio mwingine, wakati ukubwa wa vibadala unapungua kinyume na saa, enantiomer huteuliwa kama S. Uteuzi R Na S andika kwa italiki na kuwekwa kwenye mabano kabla ya jina la muundo. Kwa hivyo, viambatisho viwili vinavyozingatiwa vina majina ( S)-bromochlorofluoromethane na ( R)-bromochlorofluoromethane.

Mchele. 13

2. Ikiwa atomi mbili, tatu au zote nne zinazofanana zinahusishwa moja kwa moja na atomi ya asymmetric, ukuu huanzishwa na atomi za ukanda wa pili, ambao hauhusiani tena na kituo cha chiral, lakini na atomi hizo ambazo zilikuwa na ukuu sawa.

Mchele. 14

Kwa mfano, katika molekuli ya 2-bromo-3-methyl-1-butanol (Mchoro 14), substituents ya juu na ya mdogo huamua kwa urahisi na ukanda wa kwanza - haya ni bromini na hidrojeni, kwa mtiririko huo. Lakini haiwezekani kuanzisha ukuu kulingana na atomi ya kwanza ya vikundi vya CH 2 OH na CH (CH 3) 2, kwani katika hali zote mbili ni atomi ya kaboni. Kuamua ni kundi gani la zamani, sheria ya mlolongo inatumika tena, lakini sasa atomi za ukanda unaofuata zinazingatiwa. Linganisha seti mbili za atomi (tritu mbili), zilizoandikwa kwa mpangilio wa kupungua kwa utangulizi. Ukuu sasa umedhamiriwa na hatua ya kwanza ambapo tofauti hupatikana. Kikundi NA H 2 OH - oksijeni, hidrojeni, hidrojeni NA(KUHUSU NN) au kwa nambari 6 ( 8 kumi na moja). Kikundi NA H (CH 3) 2 - kaboni, kaboni, hidrojeni NA(NA CH) au 6( 6 61). Jambo la kwanza la tofauti linasisitizwa: oksijeni ni ya zamani kuliko kaboni (katika nambari ya atomiki), kwa hivyo kundi la CH 2 OH ni la zamani kuliko CH (CH 3) 2. Usanidi wa enantiomer iliyoonyeshwa kwenye Mchoro 14 sasa inaweza kuashiria kama ( R).

Ikiwa utaratibu kama huo hauongoi ujenzi wa uongozi usio na utata, unaendelea kwa umbali unaoongezeka kutoka kwa atomi kuu hadi, mwishowe, tofauti zinapatikana na washiriki wote wanne wanapokea ukuu wao. Katika kesi hii, upendeleo wowote unaopatikana na naibu mmoja au mwingine katika moja ya hatua za uratibu wa ukuu unachukuliwa kuwa wa mwisho na hauko chini ya kutathminiwa katika hatua zinazofuata.

3. Ikiwa kuna sehemu za tawi kwenye molekuli, utaratibu wa kuanzisha ukuu wa atomi unapaswa kuendelea pamoja na mlolongo wa molekuli ya ukuu wa juu zaidi. Tuseme tunahitaji kubainisha mfuatano wa utangulizi wa vibadala viwili vilivyoonyeshwa kwenye Mchoro 15. Ni dhahiri kwamba suluhisho halitapatikana ama katika safu ya kwanza (C), au ya pili (C, C, H) au ya tatu (C, H, F, C, H, Br) tabaka. Katika kesi hii, utalazimika kuhamia safu ya nne, lakini hii inapaswa kufanywa kando ya njia, faida ambayo imeanzishwa kwenye safu ya tatu (Br> F). Kwa hiyo, uamuzi juu ya kipaumbele cha naibu KATIKA juu ya naibu A inafanywa kwa msingi kwamba katika safu ya nne Br > CI kwa tawi hilo, mpito ambao unaamriwa na ukuu katika safu ya tatu, na sio kwa msingi kwamba atomi ya I ina nambari ya juu zaidi ya atomiki katika safu ya nne. ambayo iko kwenye ile ambayo haipendelewi sana na kwa hivyo sio tawi chini ya masomo).

Mchele. 15

4. Miunganisho mingi inawakilishwa kama jumla ya miunganisho rahisi inayolingana. Kwa mujibu wa sheria hii, kila chembe iliyounganishwa na dhamana nyingi imepewa atomi ya ziada ya "phantom" (au atomi) ya aina hiyo hiyo iko kwenye mwisho mwingine wa dhamana nyingi. Atomi za ziada (za ziada au phantomu) zimefungwa kwenye mabano na huchukuliwa kuwa hazina vibadala katika safu inayofuata.Kwa mfano, fikiria uwakilishi wa vikundi vifuatavyo (Mchoro 16).

Uwasilishaji wa Kikundi

Mchele. 16

5. Ongezeko la bandia la idadi ya vibadala pia linahitajika wakati kibadala (ligand) ni bidentate (au tri- au tetradentate), na pia wakati kibadala kina kipande cha mzunguko au baiskeli. Katika hali kama hizi, kila tawi la muundo wa mzunguko hukatwa baada ya sehemu ya tawi [ambapo hujitenga yenyewe], na atomi ya tawi huwekwa (kwenye mabano) mwishoni mwa mnyororo unaotokana na kukatwa. Katika Mchoro 17, kwa kutumia mfano wa derivative ya tetrahydrofuran (THF), kesi ya mbadala ya bidentate (cyclic) inazingatiwa. Mikono miwili ya pete yenye wanachama watano (mmoja mmoja) hukatwa kwa vifungo na atomi ya kilio, ambayo huongezwa hadi mwisho wa kila moja ya minyororo miwili mpya. Inaweza kuonekana kama matokeo ya kugawanyika A kibadala cha dhahania -CH 2 OCH 2 CH 2 -(C) kimepatikana, ambacho kinageuka kuwa cha zamani zaidi kuliko kibadala halisi cha acyclic -CH 2 OCH 2 CH 3 kutokana na faida ya phantom (C) mwishoni mwa kwanza mbadala. Kinyume chake, hutengenezwa kama matokeo ya kugawanyika KATIKA ligand ya dhahania -CH 2 CH 2 OCH 2 - (C) inageuka kuwa ya chini kwa ukubwa kuliko kibadala halisi -CH 2 CH 2 OCH 2 CH 3, kwani ya pili ina atomi tatu za hidrojeni zilizounganishwa kwenye kaboni ya mwisho, wakati zamani hana katika safu hii. Kwa hivyo, kwa kuzingatia mpangilio uliowekwa wa utangulizi wa vibadala, ishara ya usanidi wa enantiomer inageuka kuwa. S.

Kuamua ukuu

Naibu A

KATIKA> A

Naibu A

Mtini.17

Mchele. 18

Kesi kama hiyo ya kukatwa kwa mbadala ya mzunguko inaonyeshwa na mfano wa kiwanja kwenye Mtini. 18 ambapo muundo KATIKA inaonyesha tafsiri ya pete ya cyclohexyl (katika muundo A) Katika kesi hii, mlolongo sahihi wa utangulizi ni di- n-hesylmethyl> cyclohexyl> di- n-pentylmethyl> N.

Sasa tumejitayarisha vya kutosha kuzingatia kibadala kama phenyl (Mchoro 19 muundo A) Tulijadili mpango wa kufungua kila unganisho nyingi hapo juu. Kwa kuwa (katika muundo wowote wa Kekule) kila moja ya atomi sita za kaboni imeunganishwa mara mbili kwa atomi nyingine ya kaboni, basi (katika mfumo wa KIP) kila atomi ya kaboni ya pete hubeba kaboni ya ziada kama "badala". Pete iliongezewa kwa njia hii (Mchoro 19, muundo KATIKA) basi hupanuliwa kulingana na sheria za mifumo ya mzunguko. Matokeo yake, dissection inaelezwa na mchoro ulioonyeshwa kwenye Mchoro 19, muundo NA.

Mchele. 19

6. Sasa tutazingatia michanganyiko ya chiral ambapo tofauti kati ya viambajengo si vya nyenzo au asili ya kikatiba, lakini zimepunguzwa kwa tofauti katika usanidi. Viunga vyenye zaidi ya kituo kimoja cha nyimbo vitajadiliwa hapa chini (tazama sehemu ya 1.4) hapa tutagusia viambajengo vinavyotofautiana. cis-trans- isomerism (aina ya olefin). Kulingana na Prelog na Helmchen, ligand ya olefin ambayo mbadala mkuu iko upande huo huo kutoka kwa dhamana mbili za olefin, ambayo ni kituo cha chiral, ina faida zaidi ya ligand ambayo mbadala mkuu yuko. mawazo- msimamo kuelekea kituo cha chiral. Nafasi hii haina uhusiano wowote na classical cis-trans-, wala kwa E-Z-nomenclature ya usanidi wa dhamana mbili. Mifano imeonyeshwa kwenye Mchoro 20.

Mchele. 20

      Mchanganyiko na vituo vingi vya sauti

Ikiwa molekuli ina vituo viwili vya chiral, basi kwa kuwa kila kituo kinaweza kuwa (R)- au ( S) -usanidi, kuwepo kwa isoma nne kunawezekana - R.R., SS, R.S. Na S.R.:

Mchele. 21

Kwa kuwa molekuli ina picha moja tu ya kioo, enantiomer ya kiwanja ni (R.R.) inaweza tu kuwa isoma (SS). Vile vile, jozi nyingine ya enantiomers huunda isoma (R.S.) Na (S.R.). Ikiwa usanidi wa kituo kimoja tu cha asymmetric hubadilika, basi isoma kama hizo huitwa diastereomer. Diastereomers ni stereoisomers ambayo si enantiomers. Kwa hivyo, jozi za diastereomeric (R.R.)/(R.S.), (R.R.)/(S.R.), (SS)/(R.S.) Na (SS)/(S.R.). Ingawa kwa ujumla mchanganyiko wa vituo viwili vya sauti huzalisha isoma nne, mchanganyiko wa vituo vya muundo sawa wa kemikali hutoa isoma tatu tu: (R.R.) Na (SS), kuwa enantiomers, na (R.S.), diastereomeric kwa enantiomers zote mbili (R.R.) Na (SS). Mfano wa kawaida ni asidi ya tartaric (Mchoro 22), ambayo ina isoma tatu tu: jozi ya enantiomers na. fomu ya meso.

Mchele. 22

meso-Mvinyo asidi ni (R, S) isoma, ambayo haifanyi kazi kwa macho, kwa kuwa mchanganyiko wa vipande viwili vya kioo-ulinganifu husababisha kuonekana kwa ndege ya ulinganifu (a). meso-Mvinyo asidi ni mfano wa mchanganyiko wa achiral wa usanidi wa meso, ambao umejengwa kutoka kwa idadi sawa ya vipengele vya sauti ambavyo vinafanana katika muundo lakini tofauti katika usanidi kamili.

Ikiwa molekuli ina P vituo vya sauti, idadi ya juu zaidi ya stereoisomers inaweza kuhesabiwa kwa kutumia fomula ya 2 n; hata hivyo, wakati mwingine idadi ya isoma itakuwa ndogo kutokana na kuwepo kwa maumbo ya meso.

Kwa majina ya stereoisomers ya molekuli zilizo na atomi mbili za kaboni isiyo ya kawaida, vibadala viwili kwa kila moja ambayo ni sawa, na ya tatu ni tofauti, viambishi awali hutumiwa mara nyingi. erythro- Na watatu- kutoka kwa majina ya sukari erythrose na threose. Viambishi awali hivi vinaangazia mfumo kwa ujumla, na sio kila kituo cha sauti kivyake. Wakati wa kuonyesha viunganisho kama hivyo kwa kutumia makadirio ya Fischer kwa jozi erythro- isoma, vikundi sawa viko upande mmoja, na ikiwa vikundi tofauti (C1 na Br katika mfano hapa chini) vingekuwa sawa, fomu ya meso ingepatikana. Imeoanishwa na tatu- isoma, vikundi sawa viko pande tofauti, na ikiwa vikundi tofauti vingekuwa sawa, jozi mpya ingebaki jozi ya enantiomeri.

Mchele. 23

Mifano yote ya misombo iliyojadiliwa hapo juu ina kitovu cha uungwana. Kituo kama hicho ni atomi ya kaboni isiyo ya kawaida. Hata hivyo, atomi nyingine (silicon, fosforasi, sulfuri) pia inaweza kuwa katikati ya chirality, kama, kwa mfano, katika methylnaphthylphenylsilane, o-anisylmethylphenylphosphine, methyl p-tolyl sulfoxide (Mchoro 24)

Mchele. 24

      Upole wa molekuli kukosa vituo vya chiral

Hali ya lazima na ya kutosha kwa uchangamfu wa molekuli ni kutokubaliana na picha yake ya kioo. Uwepo wa kituo cha chiral moja (imara) katika molekuli ni ya kutosha, lakini sio lazima kabisa, hali ya kuwepo kwa uungwana. Wacha tuzingatie molekuli za chiral ambazo hazina vituo vya sauti. Baadhi ya mifano imeonyeshwa katika Kielelezo 25 na 26.

Mchele. 25

Mchele. 26

Hizi ni misombo yenye shoka za uungwana ( aina ya axial ya upole): allenes; alkylidenecycloalkanes; miiba; kinachojulikana atropoisomers (biphenyls na misombo sawa, upole ambayo hutokea kutokana na mzunguko uliozuiliwa karibu na kifungo kimoja). Kipengele kingine cha uungwana ni ndege ya uungwana ( uungwana uliopangwa) Mifano ya misombo kama hii ni misombo ya ansa (ambapo pete ya alicyclic ni ndogo sana kwa pete ya kunukia kuzunguka); paracyclophanes; metallocenes. Hatimaye, uungwana wa molekuli unaweza kuhusishwa na shirika la helical la muundo wa molekuli. Molekuli inaweza kujifunga ndani ya hesi ya mkono wa kushoto au ya mkono wa kulia. Katika kesi hii, tunazungumza juu ya helicity (aina ya ond ya chirality).

Ili kuamua usanidi wa molekuli inayo mhimili wa upole, ni muhimu kuanzisha hatua ya ziada katika utawala wa mlolongo: vikundi vilivyo karibu na mwangalizi vinachukuliwa kuwa wazee kuliko vikundi vilivyo mbali na mwangalizi. Nyongeza hii lazima ifanywe, kwani kwa molekuli zilizo na uungwana wa axial uwepo wa vibadala vinavyofanana kwenye ncha tofauti za mhimili unakubalika. Utumiaji wa sheria hii kwa molekuli zilizoonyeshwa kwenye Mtini. 25, inavyoonyeshwa kwenye Mtini. 27.

Mchele. 27

Katika visa vyote, molekuli hutazamwa kando ya mhimili wa sauti upande wa kushoto. Inapaswa kueleweka kwamba ikiwa molekuli zinazingatiwa kwa haki, basi maelezo ya usanidi yatabaki sawa. Kwa hivyo, mpangilio wa anga wa vikundi vinne vya usaidizi unafanana na wima ya tetrahedron halisi na inaweza kuwakilishwa kwa kutumia makadirio yanayofanana (Mchoro 27). Kuamua kifafanuzi kinachofaa tunatumia kanuni za kawaida R, S- nomenclature. Katika kesi ya biphenyls, ni muhimu kutambua kwamba mbadala katika pete huzingatiwa kutoka katikati (kwa njia ambayo mhimili wa chiral hupita) kwa pembeni, kwa kukiuka sheria za mlolongo wa kawaida. Kwa hivyo, kwa biphenyl kwenye Mtini. 25 mlolongo sahihi wa vibadala katika pete ya kulia C-OSH 3 >C-H; atomi ya klorini iko mbali sana kuzingatiwa. Atomi zinazounga mkono (zile ambazo ishara ya usanidi imedhamiriwa) zinageuka kuwa sawa ikiwa molekuli inatazamwa kutoka kulia. Wakati mwingine vifafanuzi hutumiwa kutofautisha ukarimu wa axial kutoka kwa aina zingine aR Na kama S (au R a Na S a), hata hivyo matumizi ya kiambishi awali " a»sio lazima.

Vinginevyo, molekuli zilizo na shoka za upole zinaweza kuzingatiwa kama helical, na usanidi wao unaweza kuonyeshwa na alama. R Na M. Katika kesi hii, ili kuamua usanidi, washiriki pekee walio na kipaumbele cha juu zaidi wanazingatiwa katika sehemu za mbele na za nyuma (kijijini kutoka kwa mwangalizi) za muundo (badala ya 1 na 3 kwenye Mchoro 27). Ikiwa mabadiliko kutoka kwa naibu 1 wa mbele wa kipaumbele hadi naibu wa 3 wa kipaumbele ni wa saa, basi huu ndio usanidi. R; ikiwa kinyume cha saa, huu ndio usanidi M.

Katika Mtini. 26 inaonyesha molekuli na ndege za uungwana. Ufafanuzi wa ndege ya sauti si rahisi na isiyoeleweka kama ufafanuzi wa kituo na mhimili wa uungwana. Hii ni ndege ambayo ina atomi nyingi za molekuli iwezekanavyo, lakini sio zote. Kwa kweli, uungwana hutokea kwa sababu (na kwa sababu tu) angalau kibadala kimoja (kawaida zaidi) hakiko katika mfumo wa uungwana. Kwa hivyo, ndege ya chiral ya kiwanja cha ansa A ni ndege ya pete ya benzene. Katika paracyclophane KATIKA pete iliyobadilishwa zaidi (ya chini) inachukuliwa kuwa ndege ya sauti. Kuamua kifafanuzi cha molekuli za sayari za chiral, ndege hutazamwa kutoka kwa upande wa atomi iliyo karibu na ndege lakini sio kwenye ndege (ikiwa kuna watahiniwa wawili au zaidi, basi ile iliyo karibu zaidi na atomi iliyo na kipaumbele cha juu zaidi huchaguliwa. kulingana na kanuni za mlolongo). Atomu hii, ambayo wakati mwingine huitwa mtihani au atomi ya majaribio, inaonyeshwa kwa mshale katika Mchoro 26. Halafu, ikiwa atomi tatu zinazofuatana (a, b, c) zenye kipaumbele cha juu zaidi zitaunda mstari uliovunjika katika ndege ya sauti, ikipinda mwendo wa saa, kisha usanidi wa kiwanja. pR (au R uk), na ikiwa polyline inainama kinyume cha saa, basi maelezo ya usanidi pS(au S uk) Uungwana uliopangwa, kama uungwana wa axial, unaweza kuchukuliwa kama aina ya uungwana. Ili kuamua mwelekeo (usanidi) wa helix, mtu lazima azingatie atomi ya majaribio pamoja na atomi a, b na c, kama ilivyoelezwa hapo juu. Kutokana na hili ni wazi kuwa pR- miunganisho inalingana R-, A pS- miunganisho - M- unyenyekevu.

Uungwana (kemia)

Uungwana(uhuru wa molekuli) - katika kemia, mali ya molekuli kuwa haiendani na picha yake ya kioo kwa mchanganyiko wowote wa mzunguko na uhamisho katika nafasi ya tatu-dimensional.

Enzymes (na ni za chiral) mara nyingi hutofautiana kati ya enantiomers mbili za substrate ya chiral. Fikiria kimeng'enya kuwa na tundu lenye umbo la glavu ambalo hufunga mkatetaka. Ikiwa glavu ni ya mkono wa kulia, basi enantiomer moja itafaa na kuunganisha, wakati enantiomer nyingine itafaa vibaya na kuwa na nafasi ndogo ya kumfunga. Aina ya D ya asidi ya amino huwa na ladha tamu, wakati umbo la L huwa halina ladha. Majani ya peppermint na mbegu za cumin zina L-carvone na D-carvone, kwa mtiririko huo, enantiomers ya carvone. Zina harufu tofauti kwa sababu vipokezi vya kunusa vya watu wengi pia vina molekuli za chiral ambazo hufanya kazi tofauti mbele ya enantiomers tofauti.

Chirality katika pharmacology

Dawa nyingi za chiral hutengenezwa kwa usafi wa juu wa enantiometriki kutokana na madhara ya enantiomer nyingine (ambayo inaweza hata kuwa haifanyi kazi kwa matibabu).

  • Thalidomide: Thalidomide ni ya mbio. Enantiomer moja inafaa dhidi ya kichefuchefu, wakati nyingine ni teratogenic. Katika kesi hiyo, kutoa moja ya enantiomers kwa mgonjwa mjamzito haitasaidia, kwani enantiomers zote mbili zinabadilishwa kwa urahisi katika kila mmoja katika mwili. Na ikiwa unampa mtu enantiomer tofauti, basi D- na L-isomers zitakuwapo kwenye plasma ya mgonjwa.
  • Ethambutol: Enantiomer moja hutumiwa katika matibabu ya kifua kikuu, nyingine husababisha upofu.
  • Naproxen: Enantiomer moja hutibu arthritis, lakini nyingine husababisha sumu ya ini bila athari ya kutuliza maumivu.
  • Eneo la vipokezi vya steroid pia linaonyesha umaalumu wa stereoisomers.
  • Shughuli ya penicillin inategemea stereo. Kiuavijasumu lazima kiige minyororo ya D-alanine ambayo iko kwenye kuta za seli za bakteria ili kukabiliana na kimeng'enya cha transpeptidase na kuinyonya polepole.
  • L-anaprilin pekee ndiyo kipokezi chenye nguvu cha adrenergic, lakini D-anaprilin sivyo. Walakini, isoma zote mbili za anaprilin zina athari ya anesthetic ya ndani.
  • L-methorphan (levomethorphan) ni analgesic yenye nguvu ya opioid, na D-isomer, dextromethorphan, ni kikohozi cha kujitenga.
  • S-carvedilol, kipokezi cha adrenergic, huzuia vipokezi vya beta kwa nguvu mara 100 zaidi ya isoma ya R(+). Lakini isoma zote mbili huzuia vipokezi α takriban sawa.
  • Isoma D za pervitin na amfetamini ni vichangamshi vya mfumo mkuu wa neva, huku L-isomeri za dawa zote mbili hazina sifa nyingi za kusisimua mfumo mkuu wa neva, lakini badala yake huchochea PNS (mfumo wa neva wa pembeni). Kwa hivyo, L-isomeri ya pervitin inapatikana kama maandalizi ya pua, na isomeri ya dextro imepigwa marufuku kwa matumizi ya matibabu karibu na nchi zote (isipokuwa nadra) ulimwenguni na inadhibitiwa kabisa inaporuhusiwa.
  • S-amlodipine, isomera safi ya macho ya amlodipine, inayohusika na kuziba kwa njia ya kalsiamu na vasodilation.
  • Levocytirizine, RR-cytirizine, antihistamine, blocker hai ya histamine receptor katika muundo wa cytirizine.
  • S-pantaprozole, isomera safi ya macho ya pantaprozole, kwa kuchagua huzuia pampu ya protoni ya seli za parietali za mucosa ya tumbo.
  • R-rabeprozole, isomera safi ya macho ya rabeprozole, kwa kuchagua huzuia pampu ya protoni ya seli za parietali za mucosa ya tumbo.
  • dexibuprofen, isomera safi ya macho ya ibuprofen ambayo huzuia cyclooxygenase kwa kuchagua.
  • dexketoprofen, isomera safi ya macho ya ketoprofen ambayo huzuia cyclooxygenase kwa kuchagua.
  • esetodolac, isomera safi ya macho inayofanya kazi ya ethodolac, kwa kuchagua na kwa kuchagua kuzuia cyclooxygenase.
  • esomeprazole, isomera safi ya omeprozole inayofanya kazi kwa macho, huzuia kwa hiari pampu ya protoni ya seli za parietali za mucosa ya tumbo.
  • S-metoprolol, kizuizi cha kuchagua cha vipokezi vya beta-adrenergic ya moyo na mishipa ya damu, iliyotengwa na metoprolol ya mbio.
  • kloramphenicol.
  • kwinini.
  • Quinidine
  • L-lysine.
  • L-thyroxine.
  • L-ongeza.
  • Levotiracetam.
  • R-sibutramine. Haitumiki sana (labda tu nchini India), kutokana na marufuku ya FDA juu ya matumizi ya sibutramine ya racemic kwa ajili ya matibabu ya fetma kutokana na madhara. Kwa mujibu wa watafiti wa Kihindi, R-sibutramine ni bure iwezekanavyo kutokana na madhara haya, lakini ufanisi wa R-sibutramine katika kupunguza uzito kwa usalama haujathibitishwa.
  • L-carnitine. Inatumika katika virutubisho vya chakula.

Upole katika kemia isokaboni

Michanganyiko mingi changamano ni chiral, kama vile changamano inayojulikana sana ya 2+, ambamo ligandi tatu za bipyridine hupitisha mpangilio unaofanana na panga tambarare. Katika kesi hii, atomi ya ruthenium inaweza kuzingatiwa kuwa kituo cha stereojeniki katika ngumu na upole wa uhakika. Enantiomita mbili za changamano kama vile 2+ zinaweza kurejelewa kama Λ (msokoto wa mkono wa kushoto wa propela unaofafanuliwa na kano) na Δ (iliyopinda kwa mkono wa kulia). Hexol ni tata iliyo na cobalt ya chiral iliyogunduliwa kwanza na Alfred Werner. Hexol imara ni muhimu kama dutu ya kwanza isiyo na kaboni ili kuonyesha shughuli za macho.

Upole wa amini

Amines za kiwango cha juu ni chiral kulingana na kanuni sawa na dutu zenye kaboni: atomi ya nitrojeni hubeba vikundi vinne tofauti, ikijumuisha jozi moja. Hata hivyo, kizuizi cha nishati kwa ubadilishaji wa stereocenter kwa ujumla ni karibu 30 kJ/mol, ambayo ina maana kwamba stereoisomers mbili hubadilika haraka hadi kwenye kila joto la kawaida. Kwa hivyo, amini kama vile NHRR' haziwezi kutambuliwa na spishi, lakini NRR'R'' inaweza kutambuliwa wakati R, R' na R'' zimeambatanishwa katika miundo ya mzunguko.

Upole katika fasihi

Ijapokuwa machache yalijulikana kuhusu uungwana wakati wa Lewis Carroll, kitabu chake kiitwacho Through the Looking-Glass kina marejeleo ya kisayansi ya shughuli mbalimbali za kibayolojia za dawa za kunyoosha macho: "Labda maziwa ya kioo-ya-kioo hayafai kwa kunywa," Alice alisema. kwa paka wake. Katika riwaya ya James Blish ya Spock Must Die! kutoka kwa mfululizo wa Star Trek, tachyon inayoakisi Bw. Spock inafichuliwa kuiba kemikali kutoka kwa ghuba ya matibabu na kuzitumia kubadilisha baadhi ya asidi za amino na isoma za chiral kinyume.

Achirality na prochirality

Kutokuwepo kwa uungwana kunaonyeshwa na neno "achirality". Molekuli za Achiral zinaweza kuonyesha shughuli za macho zilizochochewa. Molekuli inaitwa prochiral ikiwa inaweza kubadilishwa kuwa chiral kwa kuchukua nafasi ya atomi moja, kwa mfano, atomi ya hidrojeni katika CH 2 BrCl na florini. Wakati vipande vya chiral na prochiral vimeunganishwa katika molekuli moja, jambo la diastereotopy ya nyuklia hutokea, ambayo inaonekana katika spectra ya nyuklia ya resonance magnetic. Mojawapo ya njia za kugundua uungwana wa molekuli inategemea hii.

Angalia pia

Vidokezo

Viungo

  • A. Borisova Kemia walibapa kaboni. Gazeta.ru (30.07.2010). - Ina maelezo ya baadhi ya vipengele vya uungwana. Imehifadhiwa kutoka ya asili mnamo Agosti 22, 2011. Ilirejeshwa tarehe 22 Agosti 2010.
Machapisho yanayohusiana