Sztereocentrum

Molekula sztereocentrummal (a központi szénatom C): A két tükör által invertált enantiomer nem tehető egybe. Bizonyos fizikai tulajdonságaikban különböznek egymástól, és az élettani rendszerekben eltérő hatást gyakorolhatnak
Sztereocentrumok
Példa sztereocentrummal
A 3-metilhexán kétdimenziós bemutatása sztereocentrummal egy szénatomon ( kékkel ( ✱ ) csillaggal jelölve ).
Példa két sztereocentrummal
A 2-bróm-4-metilhexán kétdimenziós bemutatása két sztereocentrussal a szénatomokon (mindegyiket kék csillaggal jelöltük ( ✱ )).

A sztereokémiában egy molekula olyan pontját, amelynek helyettesítő halmaza olyan térbeli elrendezésben van, hogy nem hozható össze a tükörkép elrendezésével , sztereocentrumnak ( kiralitási központnak vagy sztereogén centrumnak / atomnak ) is nevezzük .

A sztereocentrumnak nem feltétlenül kell egybeesnie egy atomdal , hanem több atom között is elhelyezkedhet (lásd alább: kettős kötés).

alakítani

A sztereocentrum általános formája az aszimmetrikusan szubsztituált szénatom , amelynek négy különböző szubsztituense van, pl. B. hidrogénatom (H), metil-csoport (CH 3 ), etil-csoportot jelenthet (CH 2 CH 3 ), és egy propil-csoport (CH 2 CH 2 CH 3 ). Ebben az összefüggésben gyakran használják az aszimmetrikus szénatom formailag helytelen megjelölését . A kifejezés azonban történelmileg alakult, és Jacobus Henricus van 't Hoff-ra nyúlik vissza .

A szubsztituens kifejezést tágan kell értelmezni, és magában foglalja a szabad elektronpárokat is . Ezért nemcsak a négy kötésű, tetraéderesen koordinált szénatomok vagy az amin típusú kvaterner ammóniumvegyületek lehetnek kiralitási központok, hanem piramis alakú koordinált atomok is. B. nitrogénatomok szterikusan gátolt aminokban , foszforatomok foszfinokban vagy kénatomok szulfoxidokban .

A kettős kötés sztereocentrumot is képviselhet, majd sztereogén kettős kötésnek nevezzük. A Cahn-Ingold-Prelog Egyezmény szerint a kapott két sztereoizomert ( E ) ( E ntgegen) vagy ( Z (tól) Z együtt) jelöljük .

A csillagot általában a sztereocentrum jelölésére használják a szerkezeti képletekben. Az IUPAC azonban csak akkor javasolja ezt a jelölést, ha a csillag jelentése egyértelmű az adott kontextusból. A nómenklatúra a konfigurációját egy sztereocentrum alapul Cahn-Ingold-Prelog-konvenció .

Míg egyetlen sztereocentrum mindig királis molekulát eredményez, több sztereocentrum jelenléte nem feltétlenül vezet királis struktúrához. Ha a molekulán belül több tükörképes sztereocentrum van, akkor van achirális mezo vegyület .
Megfordítva, vannak olyan királis vegyületek is, amelyek nem rendelkeznek királis centrummal, amelyek axiális , spirális vagy síkbeli kiralitással rendelkeznek .

Vannak olyan sztereoizomerek, amelyek sztereocentrikusak . Ha a sztereoizomerek egymás tükörképei, akkor enantiomereknek nevezzük őket , különben diasztereomereknek nevezzük őket .

A sztereocentrumok kémiai reakciókban kialakíthatók vagy specifikusan ( sztereospecifitás ), vagy előnyösen ( sztereoszelektivitás ). Azokat a reakciókat, amelyekben a sztereocentrum lehetséges konfigurációi azonos frekvenciával alakulnak ki, sztereospecifikusnak nevezzük.

szám

Két diasztereomer pár enantiomer, példaként 2-bróm-4-metilhexánt alkalmazva. További sztereocentrumok további enantiomerpárokat hoznának létre.

Egy molekula maximálisan lehetséges sztereoizomerjeinek száma kiszámítható a sztereocentrikusok számából:

N sztereocentrikus molekulának 2 n sztereoizomerje van. A 2 n sztereoizomer 2 n-1 enantiomerpárt képez, amelyek egymással diaszteromerek.

A jobb oldalon látható 2-bróm-4-metilhexán (n = 2 sztereocentrum) szerkezete tehát 2 2  = 4 különböző sztereoizomert tartalmaz. Ezek 2 2-1  = 2 enantiomerpárt képeznek, amelyek egymással szemben diasztereomerek.

A tényleges sztereocentrumok száma alacsonyabb lehet, például mezovegyületek vagy a sztereocentrumok közötti kapcsolatok révén, amint az heterociklusokkal lehetséges.

Egyéni bizonyíték

  1. ↑ Belépés a kiralitási központba . In: IUPAC kémiai terminológiai összefoglaló („Aranykönyv”) . doi : 10.1351 / goldbook.C01060 Változat: 2.1.5.
  2. ^ Karl-Heinz Hellwich: Sztereokémia: alapfogalmak . Springer-Verlag, Heidelberg, Berlin 2002, ISBN 3-540-42347-8 , pp. 21 .
  3. ^ Peter J. Ramberg: Kémiai szerkezet, térbeli elrendezés: A sztereokémia korai története, 1874-1914 . Ashgate Publishing, Aldershot 2003, ISBN 0-7546-0397-0 , pp. 57 ( korlátozott előnézet a Google Könyvkeresőben).
  4. ↑ Ursula Bünzli-Trepp: Szerves, szerves fém- és koordinációs kémia szisztematikus nómenklatúrája: Kémiai összefoglaló irányelvek és Iupac-ajánlások és sok triviális név . EPFL Press, 2007, ISBN 978-1-4200-4615-1 ( a Google könyvkereső 560. oldala ).
  5. B a b Paula Yurkanis Bruice: Szerves kémia: Tanulmány kompakt . Pearson Deutschland GmbH, 2011, ISBN 978-3-86894-103-6 ( 131. oldal a Google könyvkeresőben).
  6. Athan Jonathan Brecher: A kémiai szerkezeti diagramok grafikus ábrázolási standardjai (IUPAC 2008. évi ajánlások) . In: Pure Appl. Chem. Band 80 , no. 2. , 2008. o. 277-410 , doi : 10.1351 / pac200880020277 .
  7. ↑ Gerhard Hilt, Peter Rinze: Kémiai gyakorlat orvosoknak . Springer, 2012, ISBN 978-3-8348-0667-3 ( 153. oldal a Google könyvkeresőben).