STEREOIZOMERIJA
STEREOIZOMERIJA
STEREOIZOMERIJA
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