Stereoizomerizm - Stereoisomerism

Gelen stereokimyası , stereo- veya uzaysal izomeri , bir tür izomerizm moleküllerinin aynı sahip olduğu moleküler formülüne bağlı atomlar (Yapı) ve sekansı, ancak atomlarının uzaydaki üç boyutlu doğrultularda farklıdır. Bu , aynı moleküler formülü paylaşan, ancak bağ bağlantıları veya sıraları farklı olan yapısal izomerlerle çelişir . Tanım olarak, birbirinin stereoizomeri olan moleküller aynı yapısal izomeri temsil eder.

enantiyomerler

Optik izomerler olarak da bilinen enantiyomerler , birbirleriyle bir yansıma ile ilişkili olan iki stereoizomerdir: üst üste binemeyen birbirlerinin ayna görüntüleridir . İnsan eli bunun makroskopik bir benzeridir. Birindeki her stereojenik merkez , diğerinde zıt konfigürasyona sahiptir. Birbirinin enantiyomeri olan iki bileşik, polarize ışığı döndürdükleri yön ve diğer bileşiklerin farklı optik izomerleri ile nasıl etkileştikleri dışında aynı fiziksel özelliklere sahiptir . Sonuç olarak, bir bileşiğin farklı enantiyomerleri, önemli ölçüde farklı biyolojik etkilere sahip olabilir. Saf enantiyomerler ayrıca optik aktivite fenomeni sergilerler ve sadece kiral bir ajan kullanılarak ayrılabilirler . Doğada, amino asitler ( akiral olan glisin hariç) gibi kiral biyolojik bileşiklerin çoğunun yalnızca bir enantiyomeri mevcuttur. Optik olarak aktif bir bileşik iki form gösterir: D -(+) formu ve L -(–) formu.

diastereomerler

Diastereomerler , bir yansıma işlemi ile ilişkili olmayan stereoizomerlerdir. Birbirlerinin ayna görüntüsü değiller. Bunlar mezo bileşikleri , cis – trans izomerleri , EZ izomerleri ve enantiyomerik olmayan optik izomerleri içerir . Diastereomerler nadiren aynı fiziksel özelliklere sahiptir. Aşağıda gösterilen örnekte, tartarik asidin mezo formu, bir enantiyomerik çift oluşturan hem levo hem de dekstro tartarik asitlerle bir diastereomerik çift oluşturur.

(doğal) tartarik asit L -(+)-tartarik asit dekstrotartarik asit	D -(-)-tartarik asit levotartarik asit	mezo-tartarik asit
(1:1) DL -tartarik asit "rasemik asit"

D - ve L - izomer etiketleme yukarıdaki ile aynı değildir d ve - l - daha çok, bu sadece ikinci adlandırma aşina olanların ters görünebilir açıklarken, görülebilir etiketlemeyi.

Cis–trans ve EZ izomerizmi

Çift bağlarla ilgili stereoizomerizm, ikame edicileri birbirine göre sabit tutarak, çift bağ etrafındaki dönüşün kısıtlanması nedeniyle ortaya çıkar. Bir çift bağın en az bir ucunda iki ikame aynı ise, o zaman bir stereoizomer ve çift bağın bir CH stereomerkez, örneğin propen değil, ₃ = CH ₂ bir ucunda iki ikame her ikisinin de H olduğu .

Geleneksel olarak, çift bağ stereokimyası, bir çift bağın her iki tarafındaki sübstitüentlerin nispi konumuna referansla cis (Latince, bu tarafta) veya trans (Latince, çapraz) olarak tanımlanmıştır. En basit örneği cis - trans izomerizm dikloroeten gibi (Cı-, 1,2-iki-ikameli ethenes olan ₂ H ₂ Cı ₂ ) aşağıda gösterilmiştir izomerleri.

Molekül I, cis -1,2-dikloroetendir ve molekül II, trans -1,2-dikloroetendir. Ara sıra belirsizlik nedeniyle, IUPAC, çift bağın her iki ucundaki ikame edicilere atom numaralarına göre öncelik atandığı daha titiz bir sistem benimsemiştir . Yüksek öncelikli ikameler bağın aynı tarafındaysa, Z olarak atanır (Ger. zusammen , birlikte). Zıt taraflardaysa, E'dir (Ger. entgegen , zıt). Klor hidrojenden daha büyük bir atom numarasına sahip olduğundan, en yüksek öncelikli gruptur. Yukarıda gösterilen molekülleri adlandırmak için bu gösterimi kullanarak, I molekülü (Z)-1,2-dikloroetendir ve II. molekül (E)-1,2-dikloroetendir. Z ve cis veya E ve trans'ın her zaman birbirinin yerine geçebileceği durum söz konusu değildir . Aşağıdaki florometilpenteni göz önünde bulundurun:

Bu molekül için uygun isim ya trans -2-floro-3-metilpent-2-en'dir, çünkü omurga zincirini oluşturan alkil grupları (yani metil ve etil) çift bağ boyunca birbirlerinden bulunurlar, ya da (Z) -2-floro-3-metilpent-2-en çünkü çift bağın her iki tarafındaki en yüksek öncelikli gruplar çift bağın aynı tarafındadır. Floro, çift bağın sol tarafındaki en yüksek öncelikli gruptur ve etil, molekülün sağ tarafındaki en yüksek öncelikli gruptur.

Cis ve trans terimleri aynı zamanda bir halka üzerindeki iki ikamenin nispi pozisyonunu tarif etmek için kullanılır; cis aynı taraftaysa, aksi takdirde trans .

uyumlular

Konformasyonel izomerizm, aynı yapısal formüle sahip ancak bir veya daha fazla bağ etrafındaki dönüşler nedeniyle farklı şekillerde moleküllerin fenomenini tanımlayan bir izomerizm şeklidir. Farklı konformasyonlar farklı enerjilere sahip olabilir, genellikle birbirine dönüşebilir ve çok nadiren izole edilebilir. Örneğin, sikloheksan, bir sandalye konformasyonu ve bir tekne konformasyonu dahil olmak üzere çeşitli farklı konformasyonlarda bulunabilir, ancak sikloheksanın kendisi için bunlar asla ayrılamaz. Tekne yapısı, iki eşdeğer koltuk formu arasındaki bir biçimsel güzergah üzerinde maksimum enerjiyi temsil eder; ancak, daha düşük enerjili yollar bulunduğundan, bu süreç için geçiş durumunu temsil etmez .

Farklı konformasyonlar arasındaki büyük enerji bariyerleri nedeniyle, birkaç konformasyonda izole edilebilen bazı moleküller vardır. 2,2',6,6'-Tetrasübstitüe bifeniller bu ikinci kategoriye sığabilir.

anomerler

Anomerizm , "cis" veya "Z" ve "trans" veya "E"nin (geometrik izomerizm) aynı zamanda kiralite kimliğini de gösteren bir karbon atomu üzerindeki ikameleri adlandırması gereken tek bağlı halka yapıları için bir özdeşliktir; bu nedenle anomerler , halkanın bir veya daha fazla karbonunda geometrik izomerizme ve optik izomerizme ( Enantiyomerizm ) sahip karbon atomlarına sahiptir . Anomerler, halkanın karbon atomları arasında tekli bağlara sahip bir siklik halka yapısı, örneğin bir hidroksil grubu, bir metil hidroksil grubu, bir metoksi grubu ikame edildiğinde "alfa" veya "eksenel" ve "beta" veya "ekvatoral" olarak adlandırılır. veya tipik tekli bağ ikameleri olan ancak bunlarla sınırlı olmayan başka bir piranoz veya furanoz grubu. Eksenel geometrik izomerizm, bir referans düzlemine dik (90 derece) olacak ve ekvator, eksenel bağdan 120 derece uzakta veya referans düzlemden 30 derece sapacak.

atropizomerler

Atropizomerler , dönüşe karşı sterik gerilim bariyerinin konformerlerin izolasyonuna izin verecek kadar yüksek olduğu, tekli bağlar etrafında engellenmiş rotasyondan kaynaklanan stereoizomerlerdir .

Daha fazla tanım

• Bir konfigürasyon stereoizomer bir stereo merkezde zıt konfigürasyona sahip olan bir referans molekülün bir stereoizomeri (örneğin, S- vs R veya Z- v E- ). Bu, konfigürasyon izomerlerinin sadece stereomerkeze kovalent bağları kırarak, örneğin bir bileşikteki stereomerkezlerin bazılarının veya tamamının konfigürasyonlarını tersine çevirerek birbirine dönüştürülebileceği anlamına gelir .
• Bir epimer , stereomerkezlerden sadece birinde zıt konfigürasyona sahip bir diastereoizomerdir.

Le Bel-van't Hoff kuralı

Le Bel-van't Hoff kuralı , n asimetrik karbon atomlu bir yapı için maksimum 2 ⁿ farklı stereoizomerin mümkün olduğunu belirtir . Bir örnek olarak, D -glükoz bir bir aldoheksoz ve aşağıdaki formüle sahip Cı- ₆ , H ₁₂ O ₆ . Altı karbon atomundan dördü stereojeniktir, yani D- glukoz 2 ⁴ =16 olası stereoizomerden biridir.

Referanslar