21.01.2015 Views

STEREOIZOMERIJA

STEREOIZOMERIJA

STEREOIZOMERIJA

SHOW MORE
SHOW LESS

Create successful ePaper yourself

Turn your PDF publications into a flip-book with our unique Google optimized e-Paper software.

<strong>STEREOIZOMERIJA</strong><br />

▪ Izomeri su jedinjenja iste molekulske formule:<br />

1. Konstitucioni (strukturni) izomeri – razlikuju se<br />

po strukturi tj. po redosledu vezivanja atoma:<br />

1.1. Izomerija niza<br />

1<br />

2. Stereoizomeri (prostorni izomeri) – izomeri čiji<br />

su atomi vezani na isti način, ali se razlikuju po<br />

svom prostornom rasporedu:<br />

2.1. Cis- trans-izomeri<br />

2<br />

(C 4<br />

H 10<br />

)<br />

cis-<br />

trans-<br />

butan<br />

(n-butan)<br />

2-metilpropan<br />

(izobutan)<br />

2-buten<br />

cis- trans-<br />

1,4-dimetilcikloheksan<br />

1.2. Izomerija položaja<br />

(C 3<br />

H 7<br />

Cl)<br />

Cl<br />

Cl<br />

C H 3<br />

e<br />

H<br />

H<br />

e<br />

CH 3<br />

diekvatorijalni konformer<br />

trans-1,4-dimetilcikloheksan<br />

CH 3<br />

a<br />

H<br />

diaksijalni konformer<br />

H<br />

a<br />

CH 3<br />

1-hlorpropan<br />

(n-propil-hlorid)<br />

2-hlorpropan<br />

(izopropil-hlorid)<br />

2.2. Konformacioni izomeri<br />

1.3. Izomerija funkcionalnih grupa<br />

(C 2<br />

H 6<br />

O)<br />

OH O<br />

H<br />

H<br />

CH 3<br />

CH 3<br />

CH 3 H<br />

H<br />

H CH 3<br />

H<br />

H H<br />

anti-rotamer<br />

butana<br />

gauche-rotamer<br />

butana<br />

etanol<br />

(etil-alkohol)<br />

metoksimetan<br />

(dimetil-etar)<br />

H<br />

e<br />

CH 3<br />

a<br />

CH 3<br />

H<br />

ekvatorijalni<br />

metilcikoheksan<br />

aksijalni


Neki osnovni pojmovi u stereohemiji<br />

● Hiralnost<br />

● Hiralni centar<br />

● Enantiomeri<br />

● Diastereomeri<br />

● Apsolutna konfiguracija (R,S–sistem)<br />

● Relativna konfiguracija (D,L–sistem)<br />

● Optička aktivnost<br />

3<br />

HIRALNOST<br />

▪ Hiralnost je osobina da se 2 predmeta odnose<br />

kao predmet i njegov lik u ogledalu i ne mogu se<br />

poklopiti jedan sa drugim.<br />

▪ Enantios, grčki, nasuprot.<br />

4<br />

▪ Ahiralnost je osobina da se 2 predmeta odnose<br />

kao predmet i njegov lik u ogledalu i mogu se<br />

poklopiti jedan sa drugim.


HIRALNI I AHIRALNI MOLEKULI<br />

Hiralni molekuli:<br />

• molekuli koji se ne mogu poklopiti sa svojim<br />

likom u ogledalu.<br />

▪ Parovi molekula koji se odnose kao predmet i<br />

njegov lik u ogledalu i ne mogu se poklopiti su<br />

enantiomeri.<br />

▪ Takva jedinjenja su hiralna.<br />

Primer: mlečna kiselina<br />

H<br />

CH 3<br />

C*<br />

COOH<br />

stereocentar ili aisimetrican atom<br />

(vezan za 4 razlicita supstituenta)<br />

5<br />

▪ Da bi se preveli jedan u drugi neophodno je<br />

raskinuti veze.<br />

▪ Molekuli sa 1 stereocentrom su uvek hiralni!<br />

▪ Molekuli sa više stereocentara ne moraju biti<br />

hiralni.<br />

Ahiralni molekuli:<br />

• molekuli koji se mogu poklopiti sa svojim likom<br />

u ogledalu.<br />

Cl<br />

Cl<br />

A<br />

H<br />

H<br />

H<br />

ogledalo<br />

(ravan refleksije)<br />

H<br />

Cl<br />

Cl<br />

B<br />

translacija<br />

rotacija B za 180 o<br />

Cl<br />

Cl<br />

H<br />

B'<br />

H<br />

6<br />

OH<br />

A i B' se mogu poklopiti<br />

H<br />

COOH<br />

COOH<br />

COOH<br />

C* CH<br />

C *<br />

3<br />

H 3<br />

C<br />

C*<br />

OH<br />

OH HO<br />

H<br />

H CH 3<br />

(A) (B) (B')<br />

ravan<br />

rotacija za 180<br />

refleksije<br />

o<br />

(osa rotacije: veza C-COOH) *<br />

translacija<br />

■ Strukture A i B' se NE mogu poklopiti – NISU<br />

identične.<br />

■ A i B su ENANTIOMERI (enantios, grčki, suprotan) –<br />

stereoizomeri koji se meñusobno odnose kao predmet<br />

i njegov NEpoklopivi lik u ogledalu.


▪ Hiralni i ahiralni molekuli se razlikuju prema tome<br />

da li imaju ili nemaju ravan simetrije:<br />

• zamišljena ravan koja deli molekul na 2 jednake<br />

polovine koje se odnose jedna prema drugoj kao<br />

predmet i lik u ogledalu.<br />

hiralni molekuli nemaju ravan simetrije<br />

ahiralni molekuli imaju najmanje 1 ravan<br />

simetrije.<br />

7<br />

OPTIČKA AKTIVNOST<br />

▪ Jedina fizička osobina po kojoj se razlikuju<br />

ENANTIOMERI je interakcija sa planarno<br />

polarizovanom svetlosti tj. obrtanje ravni planarno<br />

polarizovane svetlosti.<br />

enantiomer Pravac zakretanja ugla<br />

polarizovane svetlosti<br />

dekstrotatorni U pravcu kretanja<br />

kazaljke na časovniku<br />

levorotatorni Suprotno kretanju<br />

kazaljke na časovniku<br />

oznaka<br />

(+)-enantiomer<br />

(–)-enantiomer<br />

8<br />

▪ Enantiomeri se nazivaju i optički izomeri (antipodi),<br />

a fenomen optička aktivnost.<br />

▪ Optička rotacija se odreñuje polarimetrom.<br />

metan hlormetan dihlormetan bromhlormetan bromfluorhlormetan<br />

6 ravni 3 ravni 2 ravni 1 ravan nijedna<br />

ahiralan ahiralan ahiralan ahiralan hiralan<br />

Na lampa<br />

λ = 583 nm


▪ Specifična rotacija optički aktivnog molekula:<br />

• fizička konstanta karakteristična za taj molekul<br />

(kao i T t , tačka T klj i ρ).<br />

H<br />

Br<br />

CH 2<br />

CH 3<br />

CH 3<br />

(-)-2-brombutan<br />

[α] D<br />

25<br />

= -23,1 o<br />

C H 3<br />

CH 2<br />

CH 3<br />

Br H<br />

(+)-2-brombutan<br />

[α] D<br />

25<br />

= +23,1 o<br />

▪ Enantiomeri obrću ravan polarizovane svetlosti:<br />

• za isti ugao ali<br />

• u suprotnim smerovima.<br />

▪ Smesa istih količina (+)- i (–)- enantiomera je<br />

optički NEaktivna i naziva se racemska smesa.<br />

▪ Racemska smesa se označava simbolom (±).<br />

9<br />

OZNAČAVANJE KONFIGURACIJE<br />

ENANTIOMERA<br />

APSOLUTNA konfiguracija: R,S–sistem<br />

RELATIVNA konfiguracija: D,L–sistem<br />

APSOLUTNA konfiguracija: R,S–sistem<br />

▪ Stvarni prostorni (trodimenzioni) raspored atoma u<br />

molekulu.<br />

▪ Nema direktne veze izmeñu znaka zakretanja<br />

polarizovane svetlosti i strukture enantiomera.<br />

▪ Apsolutna konfiguracija se odreñuje:<br />

• eksperimentalno rentgenostrukturnom<br />

analizom (ispitivanjem supstance pomoću x-<br />

zraka),<br />

• hemijskom korelacijom (hemijskim<br />

transformacijama) sa jedinjenjem čija je<br />

apsolutna konfiguracija poznata.<br />

▪ R,S–sistem: Cahn–Ingold–Prelog (1956. god).<br />

▪ Kako se obeležava okruženje asimetričnog C–<br />

atoma (stereocentra)<br />

▪ Rangiranje sva 4 supstituenta na asimetričnom C–<br />

atomu.<br />

▪ Prioritet se odreñuje sekvencionim pravilima.<br />

▪ a – najveći prioritet; b – drugi prioritet; c – treći<br />

prioritet; d – najniži prioritet.<br />

▪ Supstituent sa najnižim prioritetom se postavi što<br />

dalje od posmatrača.<br />

10


▪ Dva moguća rasporeda ostala tri supstituenta<br />

prema opadajućem prioritetu:<br />

11<br />

▪ Pravilo 2: Ukoliko su dva supstituenta istog<br />

prioriteta (kada se porede atomi vezani direktno za<br />

stereocentar):<br />

• rangiraju se elementi duž niza u supstituentu,<br />

dok se ne doñe do atoma na kome je moguće<br />

razlikovati prioritete izmeñu dva niza.<br />

12<br />

H<br />

H<br />

H<br />

C<br />

H<br />

nižeg prioritet od<br />

C<br />

C<br />

H<br />

H<br />

metil<br />

niži<br />

niži<br />

H H viši<br />

etil<br />

viši<br />

Odreñivanje prioriteta supstituena sekvencionim<br />

pravilima<br />

▪ Pravilo 1: Prioritet se odreñuje prema atomskim<br />

brojevima vezanih atoma – atom većeg atomskog<br />

broja ima prednost.<br />

AB=1<br />

AB=53<br />

a<br />

b<br />

I<br />

Br<br />

d<br />

H<br />

C<br />

c<br />

CH 3<br />

AB=35<br />

AB = atomski broj<br />

AB=6<br />

isto je što i<br />

d<br />

H<br />

C H 3<br />

a<br />

I<br />

C b<br />

Br<br />

CH 3 c<br />

(R)-1-brom-1-jodetan<br />

I<br />

C<br />

Br<br />

H<br />

C<br />

H<br />

butil<br />

H<br />

C<br />

H<br />

H<br />

C<br />

H<br />

H<br />

C<br />

H<br />

etil<br />

CH 3<br />

nižeg prioritet od C CH 3<br />

niži<br />

CH 2<br />

CH 3<br />

jednaki<br />

nižeg prioritet od<br />

C<br />

H 3<br />

H<br />

1-metiletil<br />

(izopropil)<br />

H<br />

C<br />

viši<br />

CH 3<br />

C CH 3<br />

H 3<br />

H H<br />

2-metilpropil<br />

(izobutil)<br />

jednaki<br />

CH 3 CH 3<br />

C C nižeg prioritet od C CH 3<br />

H<br />

CH 3<br />

2-metilpropil<br />

(izobutil)<br />

1,1-dimetiletil<br />

(terc-butil)


▪ Odluka o prioritetu donosi se na mestu<br />

razlikovanja duž inače sličnog supstituentskog niza<br />

(konstitucija ostatka niza je nevažna).<br />

13<br />

▪ Pravilo 3: Dvostruke i trostruke veze tretiraju se<br />

kao da su zasićene, a broj njihovih atoma se<br />

udvostručuje ili utrostručuje.<br />

14<br />

H<br />

H<br />

H<br />

H<br />

C<br />

C<br />

tretira se kao<br />

C<br />

C<br />

R<br />

R<br />

C<br />

C<br />

C<br />

C<br />

C C R tretira se kao C<br />

C<br />

R<br />

O<br />

C<br />

O<br />

C<br />

C<br />

▪ Kada se doñe do mesta grananja supstituentskog<br />

niza, izabere se grana višeg prioriteta.<br />

C<br />

O<br />

H<br />

tretira se kao<br />

C<br />

H<br />

O<br />

O<br />

C<br />

C<br />

OH<br />

tretira se kao<br />

C<br />

O<br />

OH<br />

a<br />

I<br />

C(CH 3<br />

) 3<br />

C<br />

b<br />

H<br />

CH 2<br />

CH C<br />

c<br />

d<br />

3<br />

d CH<br />

CH 3<br />

H<br />

2<br />

CH 3<br />

c<br />

CH(CH 3<br />

) 2 b<br />

(R)-2-jodbutan<br />

(S)-3-etil-2,2,4-trimetilpentan<br />

a<br />

HC<br />

b<br />

a<br />

OH<br />

d<br />

H<br />

C<br />

R<br />

CH 2<br />

c<br />

CH 3<br />

OH a<br />

d<br />

H<br />

C<br />

R<br />

b<br />

CHO<br />

CH 2<br />

OH c


Fischer–ove projekcione formule<br />

▪ Dvodimenzionalne projekcije trodimenzionalnih<br />

modela molekula.<br />

▪ Predstavljanje 2 enantiomera A i B Fscher–ovim<br />

projekcionim formulama:<br />

b<br />

A<br />

a<br />

C<br />

d<br />

c<br />

c<br />

d<br />

B<br />

a<br />

C<br />

b<br />

trodimenzionalni<br />

model<br />

15<br />

▪ Neke od dozvoljenih transformacija:<br />

1. Rotacija u projekcionoj ravni (ravni papira) za<br />

180°:<br />

I<br />

H<br />

Cl<br />

R<br />

Br<br />

rotacija za 180 o<br />

isto kao<br />

2. Zamena mesta 3 supstituenta u grupi:<br />

Br<br />

Cl<br />

H<br />

R<br />

I<br />

16<br />

H<br />

I<br />

I<br />

a<br />

a<br />

I<br />

Br<br />

Br<br />

H<br />

Cl<br />

Br<br />

b<br />

C<br />

c<br />

d<br />

d<br />

C<br />

c<br />

b<br />

klinasta struktura<br />

Cl isto kao Cl isto kao H<br />

R<br />

R<br />

R<br />

3. Zamena mesta 4 supstituenta (2 para):<br />

b<br />

a<br />

c<br />

d<br />

d<br />

a<br />

c<br />

b<br />

Fischer-ova<br />

projekciona<br />

formula<br />

horizontalne crte: veze usmerene ka posmatracu<br />

I<br />

H<br />

Cl<br />

R<br />

Br<br />

isto kao<br />

H<br />

I<br />

Br<br />

R<br />

Cl<br />

isto kao<br />

Br<br />

Cl<br />

H<br />

R<br />

I<br />

vertikalne crte: veze usmerene od posmatraca<br />

Važno: Nedozvoljene transformacije sa<br />

Fischer–ovim projekcionim formulama menjaju<br />

konfiguraciju hiralnog centra u strukturnoj<br />

formuli!!!


▪ Neke od nedozvoljenih (pogrešnih)<br />

transformacija:<br />

1. Zamena mesta dva supstituenta (1 par):<br />

I<br />

H<br />

Cl<br />

Br<br />

H<br />

I<br />

Cl<br />

Br<br />

R S R<br />

2. Rotacija u projekcionoj ravni (ravni papira) za 90°<br />

ili 270°:<br />

H<br />

Br<br />

I<br />

S<br />

Cl<br />

rotacija za 270 o<br />

I<br />

H<br />

Cl<br />

R<br />

Br<br />

H<br />

rotacija za 90 o<br />

▪ Fischer–ovim projekcionim formulama je<br />

definisana apsolutna konfiguracija (supstituent<br />

najmanjeg prioriteta u jednoj od vertikalnih<br />

pozicija):<br />

a<br />

HO<br />

d<br />

H<br />

c<br />

CH 3<br />

CH 2<br />

CH<br />

b 3<br />

S<br />

a<br />

HO<br />

Cl<br />

b<br />

CH 2<br />

CH 3<br />

CH c<br />

3<br />

H<br />

d<br />

R<br />

I<br />

Br<br />

I<br />

Br<br />

S<br />

Cl<br />

H<br />

17<br />

Jedinjenja sa 2 ili više stereocentara<br />

▪ Konfiguracije svakog stereocentra mogu biti R- ili<br />

S-, te mogu postojati različite izomerne strukture.<br />

1. Hiralni C-atomi sadrže različite supstituente<br />

▪ Za n stereocentara, broj stereoizomera = 2 n .<br />

Br<br />

H<br />

H<br />

Cl<br />

S S<br />

H 3<br />

C CH 3<br />

Br<br />

H<br />

Cl<br />

H<br />

S R<br />

H 3<br />

C CH 3<br />

predmet<br />

lik u ogledalu<br />

R S<br />

S R<br />

CH 3<br />

S<br />

H Br<br />

S<br />

Cl H<br />

CH 3<br />

(2S,3S)-<br />

CH 3<br />

S<br />

H Br<br />

R<br />

H Cl<br />

CH 3<br />

(2S,3R)-<br />

C H 3<br />

Br<br />

* CH * CH<br />

2-brom-3-hlorbutan<br />

Cl<br />

enantiomeri<br />

diastereomeri<br />

enantiomeri<br />

CH 3<br />

CH 3<br />

R<br />

Br H<br />

R<br />

H Cl<br />

CH 3<br />

Br<br />

Cl<br />

2 2 = 4 stereoizomera<br />

CH 3<br />

R<br />

H<br />

S<br />

H<br />

CH 3<br />

(2R,3R)-<br />

(2R,3S)-<br />

H<br />

Br<br />

18<br />

Cl<br />

H<br />

R R<br />

H 3<br />

C CH 3<br />

H<br />

Br<br />

H<br />

Cl<br />

R S<br />

H 3<br />

C CH 3<br />

▪ Npr. (2R,3R)-izomer enantiomeran je (2S,3S)-<br />

jedinjenju i istovremeno je diastereomeran (2S,3R)-<br />

i (2R,3S)-strukturama.


19<br />

▪ Stereoizomeri koji se ne odnose kao predmet i lik<br />

u ogledalu, i zbog toga nisu enantiomeri, zovu se<br />

DIASTEREOMERI (dia, grčki, preko).<br />

Diastereomeri<br />

Različiti molekuli sa različitim fizičkim i<br />

hemijskim osobinama,<br />

Mogu se odvojiti jedan od drugog:<br />

• frakcionom destilacijom,<br />

• kristalizacijom ili<br />

• hromatografijom.<br />

2. Hiralni C-atomi sadrže iste supstituente<br />

▪ Za n stereocentara, broj stereoizomera < 2 n .<br />

H 3<br />

C<br />

Br<br />

* CH * CH<br />

2,3-dibrombutan Br<br />

CH 3<br />

S<br />

H Br<br />

S<br />

Br H<br />

CH 3<br />

(2S,3S)-<br />

enantiomeri<br />

diastereomeri<br />

CH 3<br />

CH 3<br />

R<br />

Br H<br />

R<br />

H Br<br />

CH 3<br />

3 stereoizomera<br />

20<br />

▪ Cis- trans-izomeri su ciklični diastereomeri.<br />

2 2 = 4 stereoizomera<br />

trans-1-brom-2-hlorciklobutan<br />

Br Br<br />

H<br />

R<br />

S<br />

H<br />

H H<br />

R<br />

S<br />

Cl Cl<br />

cis-1-brom-2-hlorciklobutan<br />

Br Br<br />

Cl R Cl<br />

S<br />

H H<br />

S<br />

R<br />

H<br />

H<br />

(2R,3R)-<br />

CH CH<br />

3 3<br />

S<br />

R<br />

H Br enantiomeri Br H<br />

R<br />

S<br />

H Br<br />

Br H<br />

Ne! Identicni su!<br />

CH CH<br />

3 (mezo)<br />

3<br />

(2S,3R)-<br />

(2R,3S)-<br />

(2S,3R)- isto kao (2R,3S)-<br />

▪ (S,R)-stereoizomer je AHIRALAN i nije optički<br />

aktivan, iako ima 2 stereocentra.<br />

▪ Jedinjenje koje sadrži 2 (ili više od 2) stereocentra,<br />

a koje se može preklopiti sa svojim likom u<br />

ogledalu, zove se mezo-jedinje (mezo, grčki,<br />

srednji).<br />

CH<br />

▪ Mezo-jedinja sadrže ravan<br />

3<br />

S<br />

H Br<br />

simetrije.<br />

R<br />

H Br<br />

CH 3<br />

mezo-2,3-dibrombutan


Primer: vinska kiselina<br />

21<br />

▪ Cis- trans-izomeri su ciklični diastereomeri.<br />

22<br />

2,3-dihidroksibutan-dikiselina (vinska k.)<br />

H<br />

HO<br />

COOH<br />

R<br />

OH<br />

R<br />

H<br />

COOH<br />

(2R,3R)-<br />

3 stereoizomera<br />

HO<br />

H<br />

COOH<br />

S<br />

H<br />

S<br />

OH<br />

COOH<br />

(2S,3S)-<br />

R<br />

3 stereoizomera<br />

trans-1,2-dibromciklobutan<br />

H<br />

Br<br />

R<br />

H<br />

Br<br />

Br<br />

S<br />

H<br />

Br<br />

H<br />

S<br />

H<br />

H<br />

COOH<br />

R<br />

OH<br />

S<br />

OH<br />

COOH<br />

HO<br />

HO<br />

COOH<br />

S<br />

H<br />

R<br />

H<br />

COOH<br />

cis-1,2-dibromciklobutan<br />

Br<br />

Br<br />

R<br />

H<br />

S<br />

H<br />

(2S,3R)-<br />

(2R,3S)-<br />

(2R,3S)- isto kao (2S,3R)-<br />

mezo-vinska k.<br />

Oba oblika imaju ravan simetrije;<br />

Rotacijom u ravni papira za 180 o<br />

prelaze jedan u drugi.<br />

1R,2S isto kao i 1S,2R<br />

▪ Trans-izomer 1,2-dibromciklobutana je hiralan.<br />

▪ Cis-izomer je mezo-jedinjenje i optički je neaktivan.


Relativna konfiguracija: D,L–sistem<br />

▪ D,L–sistem počiva na hemijskoj korelaciji sa<br />

konfiguracijom (+)-gliceraldehida.<br />

▪ (+)-Gliceraldehid je izabran kao referentni<br />

standard – označen je kao D-gliceraldehid (D se<br />

odnosi na relativni raspored supstituenata).<br />

▪ Drugi enantiomer je nazvan L-gliceraldehid.<br />

H<br />

CHO<br />

C*<br />

CH 2<br />

OH<br />

OH<br />

(+)-gliceraldehid<br />

D-gliceraldehid<br />

HOH 2<br />

C<br />

HO<br />

CHO<br />

C*<br />

H<br />

(-)-gliceraldehid<br />

L-gliceraldehid<br />

▪ Ili prikazano Fischer-ovom projekcionom<br />

formulom:<br />

H<br />

CHO<br />

OH<br />

CH 2<br />

OH<br />

D-(+)-gliceraldehid<br />

HO<br />

CHO<br />

H<br />

CH 2<br />

OH<br />

L-(-)-gliceraldehid<br />

▪ Konfiguracija D-(+)-gliceraldehida:<br />

• OH grupa sa desne strane formule,<br />

• aldehidna grupa (supstituent najvišeg<br />

oksidacionog stanja) na vrhu formule.<br />

23<br />

▪ Izvode se hemijske transformacije koje NE<br />

menjaju konfiguraciju streocentra!<br />

Primer 1: Sinteza mlečne k. iz D-(+)-gliceraldehida<br />

CHO<br />

COOH<br />

COOH<br />

COOH<br />

Br 2<br />

PBr 3<br />

Zn, H +<br />

H OH H OH<br />

H OH H OH<br />

CH 2<br />

OH<br />

H 2<br />

O<br />

CH 2<br />

OH<br />

CH 2<br />

Br<br />

CH 3<br />

D-(+)-gliceraldehid D-(-)-glicerinska k. D-(-)-3-brom-<br />

-2-hidroksipropanska k.<br />

D-(-)-mlecna k.<br />

▪ Mada je D-gliceraldehid dekstrotatorni, nema<br />

direktne veze izmeñu znaka zakretanja<br />

polarizovane svetlosti i konfiguracije enantiomera.<br />

▪ Na osnovu odreñene konfiguracije D-(–)-mlečne<br />

k., njen enantiomer L-(+)-mlečna k. je lik u ogledalu:<br />

H<br />

COOH<br />

OH<br />

HO<br />

COOH<br />

CH 3<br />

CH 3<br />

D-(-)-mlecna k. L-(+)-mlecna k.<br />

H<br />

24


Primer 1: Sinteza vinske k. iz D-(+)-gliceraldehida<br />

H<br />

CHO<br />

OH<br />

CH 2<br />

OH<br />

D-(+)-gliceraldehid<br />

HCN<br />

H<br />

H<br />

HO<br />

H<br />

CN<br />

OH<br />

OH<br />

CH 2<br />

OH<br />

CN<br />

H<br />

OH<br />

CH 2<br />

OH<br />

COOH<br />

25<br />

COOH<br />

Ba(OH) 2 HNO 3<br />

H OH H OH<br />

H OH<br />

CH 2<br />

OH<br />

H OH<br />

COOH<br />

mezo-vinska k.<br />

COOH<br />

COOH<br />

Ba(OH) 2 HO<br />

H HNO 3<br />

HO<br />

H<br />

H OH H OH<br />

CH 2<br />

OH<br />

COOH<br />

D-(-)-vinska k.<br />

▪ Na osnovu odreñene konfiguracije D-(–)-vinske k.,<br />

njen enantiomer L-(+)-vinska k. je lik u ogledalu:<br />

HO<br />

H<br />

COOH<br />

H<br />

OH<br />

COOH<br />

H<br />

HO<br />

COOH<br />

OH<br />

H<br />

COOH<br />

D-(-)-vinska k. L-(+)-vinska k.<br />

▪ D,L–sistem još uvek zadržan kod šećera i<br />

aminokiselina.<br />

STEREOHEMIJA HEMIJSKIH REAKCIJA<br />

▪ Dobijanje hiralne strukture iz ahiralnog polaznog<br />

materijala kao rezultat daje racemsku smesu.<br />

1. Bromovanje butana (radikalski lančani<br />

mehanizam)<br />

H<br />

H<br />

H<br />

CH 3<br />

C<br />

CH 2<br />

CH 3<br />

butan<br />

ahiralan<br />

.<br />

Br<br />

.<br />

C<br />

-HBr<br />

radikal<br />

planaran<br />

ahiralan<br />

CH 3<br />

CH 2<br />

CH 3<br />

Br 2<br />

H<br />

Br<br />

C*<br />

+<br />

H CH 3<br />

CH 2<br />

CH 3<br />

(S)-2-brombutan<br />

hiralan<br />

Racemska smesa<br />

*<br />

C<br />

CH 3<br />

CH 2<br />

CH 3<br />

Br<br />

(R)-2-brombutan<br />

hiralan<br />

.<br />

Br<br />

+<br />

.<br />

Br<br />

26


2. Elektrofilna adicija HBr na cis- ili trans-2-<br />

buten (jonski mehanizam)<br />

27<br />

3. Cijanhidrinska reakcija (nukleofilna adicija<br />

cijanovodonika na acetaldehid)<br />

28<br />

H 3<br />

C CH CH CH 3<br />

cis- ili trans-2-buten<br />

ahiralan<br />

C H 3<br />

+<br />

C<br />

H +<br />

H<br />

CH 2<br />

CH 3<br />

-<br />

Br<br />

Br<br />

C*<br />

H 3<br />

C H<br />

CH 2<br />

CH 3<br />

(R)-2-brombutan<br />

hiralan<br />

Racemska smesa<br />

O<br />

C<br />

H 3<br />

C H<br />

acetaldehid<br />

ahiralan<br />

H<br />

H<br />

KCN<br />

+<br />

H , H<br />

* 2<br />

O<br />

*<br />

H 3<br />

C C OH<br />

H 3<br />

C C OH<br />

H 2<br />

O/H 2<br />

SO 4<br />

( + - )-acetaldehid-cijanohidrin ( + - )-mlecna k.<br />

CN<br />

COOH<br />

ahiralan<br />

H<br />

C H 3<br />

C<br />

O<br />

_<br />

:CN<br />

Prilaz cijanidnog jona<br />

(nukleofila)<br />

je moguc sa bilo koje<br />

strane molekula!!<br />

karbokatjon<br />

planaran<br />

ahiralan<br />

C H 3<br />

*<br />

C<br />

H<br />

CH 2<br />

CH 3<br />

Br<br />

(S)-2-brombutan<br />

hiralan<br />

C H 3<br />

CN<br />

C<br />

S<br />

OH<br />

H C H3<br />

CN<br />

H + H +<br />

C *<br />

OH<br />

H<br />

H 3<br />

C<br />

*<br />

C<br />

CN<br />

OH<br />

C H 3<br />

C<br />

CN<br />

R<br />

OH<br />

(S)-acetaldehid-cijanohidrin<br />

hiralan<br />

(R)-acetaldehid-cijanohidrin<br />

hiralan<br />

+<br />

H , H 2<br />

O<br />

+<br />

H , H 2<br />

O<br />

H C H3<br />

COOH<br />

C *<br />

OH<br />

H<br />

H 3<br />

C<br />

*<br />

C<br />

OH<br />

COOH<br />

(S)-mlecna k. (R)-mlecna k.<br />

hiralan<br />

hiralan


Razlaganje: razdvajanje enantiomera<br />

▪ Čiste enantiomere hiralnog jedinjenja je moguće<br />

dobiti razlaganjem racemata (racemske smese) u<br />

enantiomere.<br />

▪ Najčešće se razlaganje racemata bazira na<br />

konverziji u smešu diastereomera, dodatkom optički<br />

čistog regensa (S- ili R- konfiguracije).<br />

X R<br />

+<br />

X S<br />

racemska smesa (enantiomera):<br />

komponente imaju iste fizicke osobine<br />

29<br />

NH 2<br />

CH 3<br />

CHC<br />

CH<br />

racemski (R,S)-3-butin-2-amin<br />

H<br />

HO<br />

COOH<br />

R<br />

OH<br />

R<br />

H<br />

COOH<br />

(+)-vinska k.,<br />

H 2<br />

O, nekoliko dana<br />

30<br />

X R<br />

Y S<br />

+<br />

opticki cist reagens Y S<br />

X S Y S<br />

diastereomeri:<br />

komponente imaju razlicite fizicke osobine<br />

razdvajanje distereomera<br />

(frakciona kristalizacija, destilacija ili hromatografija)<br />

H<br />

H<br />

_ + R<br />

_ + S<br />

COO H 3<br />

N C CH COO H 3<br />

N CH 3<br />

H OH CH 3<br />

H OH C CH<br />

+<br />

HO H<br />

HO H<br />

COOH<br />

COOH<br />

(+)-tartaratna so R-amina<br />

(-)-tartaratna so S-amina<br />

22<br />

[α] C<br />

22<br />

= +24,4<br />

[α] C<br />

= -24,1<br />

D<br />

D<br />

kristališe iz rastvora<br />

ostaje u mat. lugu<br />

X R<br />

Y S<br />

X S Y S<br />

K 2<br />

CO 3<br />

, H 2<br />

O<br />

K 2<br />

CO 3<br />

, H 2<br />

O<br />

X R<br />

raskidanje<br />

raskidanje<br />

+ Y S<br />

X S<br />

+ Y S<br />

X R<br />

razdvajanje i<br />

regenerisanje Y S<br />

cist<br />

razdvajanje i<br />

regenerisanje Y S<br />

X S<br />

cist<br />

N H 2<br />

H<br />

R<br />

C<br />

CH 3<br />

CH<br />

N H 2<br />

H<br />

S<br />

C<br />

CH 3<br />

CH<br />

47 % 51 %<br />

(R)-(+)-3-butin-2-amin<br />

(S)-(-)-3-butin-2-amin<br />

22<br />

[α] o C<br />

= +53,2<br />

D<br />

t.k. 82-84 o C<br />

22<br />

[α] o C<br />

= -53,2<br />

D<br />

t.k. 82-84 o C

Hooray! Your file is uploaded and ready to be published.

Saved successfully!

Ooh no, something went wrong!