4. Úvod do stereochemie organických sloučenin

Podobné dokumenty
Inovace studia molekulární a buněčné biologie reg. č. CZ.1.07/2.2.00/

Izomerie a stereochemie

Struktura organických sloučenin

DRUHY ISOMERIE. KONSTITUČNÍ IZOMERY Stejný sumární vzorec, ale rozdílné pořadí atomů a vazeb KONFORMAČNÍ IZOMERY

Symetrie molekul a stereochemie

Symetrie molekul a stereochemie

ISOMERIE SPOUSTA VĚCÍ V PŘÍRODĚ VYPADÁ PODOBNĚ, ALE VE SKUTEČNOSTI JSOU NAPROSTO ODLIŠNÉ!

Stereochemie. Jan Hlaváč

Prostorové uspořádání molekul organických sloučenin

25. SACHARIDY. 1. Základní sacharidy. 2. Porovnání mezi achirální a chirální sloučeninou. Methan (vlevo) a kyselina mléčná.

2. Struktura organických sloučenin a její zobrazení

17. Organické názvosloví

Elektronové posuny. Indukční efekt (I-efekt) Indukční a mezomerní efekt. I- efekt u substituovaných karboxylových kyselin.

ORGANICKÁ CHEMIE I pro bakalářský stud. program (Varianta A) Jméno a příjmení... Datum... Kroužek/Fakulta.../... Vyučující na semináři...

3. Konformační analýza alkanů a cykloalkanů

Stereochemie 7. Přednáška 7

Stereochemie. Přednáška č. 3

I N V E S T I C E D O R O Z V O J E V Z D Ě L Á V Á N Í

Izomerie Reakce organických sloučenin Názvosloví organické chemie. Tomáš Hauer 2.LF UK

Alkeny. Alkeny. Největšíprůmyslový význam majíethen (ethylen) a propen (propylen) jako suroviny pro další přeměny nebo pro polymerace

Organická chemie pro biochemiky I část 6 a 7 I-67-1

Organická chemie. Stručný úvod do stereochemie. Ing. Libuše Arnoštová, CSc. ÚLB, 1.LF UK

Stereochemie. Přednáška 6

Řešené příklady k procvičení

Výpočet stechiometrického a sumárního vzorce

Vlastnosti. Pozor! H 3 C CH 3 H CH 3

Úvod do studia organické chemie

LEKCE 1b. Základní parametry 1 H NMR spekter. Symetrie v NMR spektrech: homotopické, enantiotopické, diastereotopické protony (skupiny)*

Organická chemie - úvod

16.IZOMERIE a UHLOVODÍKY 1) Co je to izomerie a jak se dělí? 2) Co je konstituce, konfigurace a konformace? 3) V čem se izomery shodují a v čem liší?

MASARYKOVA UNIVERZITA. z organické chemie I. Jaromír Literák

Jak již bylo řečeno, isomery se zde liší základním strukturním uspořádáním a prostorové uspořádání nás v tomto ohledu nezajímá.

K objasnění podstaty optické aktivity je třeba vymezení několika nezbytných pojmů:

Reakce alkanů 75. mechanismem), iniciované světlem nebo radikálovými iniciátory: Oxidace kyslíkem, hoření, tvorba hydroperoxidů.

1. ročník Počet hodin

Symetrie v NMR spektrech: homotopické, enantiotopické, diastereotopické protony (skupiny)*

Typy vzorců v organické chemii

Teploty tání a varu jsou měřítkem čistoty organické sloučeniny Čisté sloučeniny tají, nebo vřou při malém teplotním rozmezí (1-2 C) a celkem vysoké

Gymnázium Jiřího Ortena, Kutná Hora

16.UHLOVODÍKY A IZOMERIE ORGANICKÝCH SLOUČENIN IZOMERIE:

Základní parametry 1 H NMR spekter

Organická chemie 1. RNDr. Petr Cankař, Ph.D. Katedra organické chemie Přírodovědecká fakulta Univerzita Palackého v Olomouci

Autor: Tomáš Galbička Téma: Alkany a cykloalkany Ročník: 2.

ORGANICKÁ CHEMIE I pro bakalářský stud. program (Varianta A) Jméno a příjmení... Datum... Kroužek/Fakulta.../... Zápočet udělil(a)...

Gymnázium Vysoké Mýto nám. Vaňorného 163, Vysoké Mýto

Tento materiál byl vytvořen v rámci projektu Operačního programu

LEKCE 2b. NMR a chiralita, posunová činidla. Interpretace 13 C NMR spekter

ORGANICKÉ SLOUČENINY

CHIRALITA William Thomson ( ) (Lord Kelvin, 1892)

ZÁKLADY KONFORMAČNÍ ANALÝZY CYKLOHEXANU

ŘEŠENÍ. PÍSEMNÁ ČÁST PŘIJÍMACÍ ZKOUŠKY Z CHEMIE Bakalářský studijní obor Bioorganická chemie a chemická biologie 2016

PÍSEMNÁ ČÁST PŘIJÍMACÍ ZKOUŠKY Z CHEMIE Bakalářský studijní obor Bioorganická chemie a chemická biologie 2016

7. Pericyklické reakce

molekul organických sloučenin

Organická chemie - úvod

Význam interakční konstanty, Karplusova rovnice

Steroidy. Biochemický ústav (E.T.) 2013

Gymnázium Vysoké Mýto nám. Vaňorného 163, Vysoké Mýto

17. DUSÍKATÉ DERIVÁTY, EL. POSUNY

I. Úvod do studia organické chemie

Substituční deriváty karboxylových kyselin

CHEMIE - Úvod do organické chemie

Alkany a cykloalkany

Chirální separace v CE

Přístupy k analýze opticky aktivních látek metodou HPLC

Organická chemie 1 (pro posluchače kombinovaného studia oboru Speciální chemickobiologické obory)

Organická chemie. názvosloví acyklických uhlovodíků

Význam interakční konstanty, Karplusova rovnice. konfigurace na dvojné vazbě a na šestičlenných kruzích konformace furanosového kruhu TOCSY

Pericycklické reakce

Struktura sacharidů. - testík na procvičení. Vladimíra Kvasnicová

ORGANICKÁ CHEMIE úvod

Polymery lze rozdělit podle několika kritérií. Podle původu rozlišujeme polymery přírodní a syntetické. Přírodní polymery jsou:

PROSTOROVÁ STRUKTURA ORGANICKÝCH SLOUČENIN (ÚVOD DO STEREOCHEMIE)

Halogenderiváty a dusíkaté deriváty. Názvosloví verze VG

Prostorové uspořádání molekul organických sloučenin Jaromír Literák

E ŘEŠENÍ KONTROLNÍHO TESTU ŠKOLNÍHO KOLA

Procvičování uhlovodíky pracovní list

Refraktometrie, interferometrie, polarimetrie, nefelometrie, turbidimetrie

Aminy a další dusíkaté deriváty

Název: Pojďte, pane, budeme si hrát

Asymetrická transfer hydrogenace při syntéze prekurzorů farmaceutických substancí

CHIRALITA A POJMY S NÍ SOUVISEJÍCÍ

Překryv orbitalů. Vznik vazby překryvem orbitalů na dvou různých atomech A, B Obsazeno dvojicí elektronů Ψ = Ψ A Ψ Β

ZŠ ÚnO, Bratří Čapků 1332

Tabulace učebního plánu. Obecná chemie. Vzdělávací obsah pro vyučovací předmět : Ročník: 1.ročník a kvinta

MATURITNÍ TÉMATA - CHEMIE. Školní rok 2012 / 2013 Třídy 4. a oktáva

CYKLICKÉ UHLOVODÍKY O

Sekunda (2 hodiny týdně) Chemické látky a jejich vlastnosti Směsi a jejich dělení Voda, vzduch

Gymnázium a Střední odborná škola, Rokycany, Mládežníků 1115

Autoři: Pavel Zachař, David Sýkora Ukázky spekter k procvičování na semináři: Tento soubor je pouze prvním ilustrativním seznámením se základními prin

VLASTNOSTI ALKANŮ 2. RADIKÁLOVÁ SUBSTITUCE 3. ELIMINAČNÍ REAKCE VÝZNAMNÉ ALKANY. Substituční reakce. Sulfochlorace alkanů. Termolýza.

TEST + ŘEŠENÍ. PÍSEMNÁ ČÁST PŘIJÍMACÍ ZKOUŠKY Z CHEMIE bakalářský studijní obor Bioorganická chemie 2010

1. nitrosloučeniny R-NO 2 CH 3 -NO aminosloučeniny R-NH 2 CH 3 -NH 2

ALKENY NENASYCENÉ UHLOVODÍKY

1) Napište názvy anorganických sloučenin: á 1 BOD OsO4

Fluorescence (luminiscence)

4. Tvorba názvů v organické chemii

LEKCE 2a. Interpretace 13 C NMR spekter. NMR a chiralita, posunová činidla. Zpracování, výpočet a databáze NMR spekter (ACD/Labs, Topspin, Mnova)

HYDROXYDERIVÁTY. Alkoholy Fenoly Bc. Miroslava Wilczková

Transkript:

Stereochemie organických sloučenin 55 4. Úvod do stereochemie organických sloučenin Konformační stereoisomery lze vzájemně převést rotací kolem vazby (např. konformery butanu). Proměna konfiguračních isomerů je energeticky náročnější, vyžaduje přerušení chemických vazeb. Pravidlo posloupnosti Pro určení a slovní vyjádření konfigurace na stereogenním centru je potřeba substituenty okolo stereogenního centra hierarchicky seřadit podle pravidla posloupnosti, formulovaného R. S. ahnem,. K. Ingoldem a V. Prelogem. Při určování priority substituentů se postupně posuzují skupiny atomů počínaje atomem s volnou valencí, které jsou od tohoto atomu vzdáleny stejný počet vazeb. ásobné vazby jsou nahrazeny virtuálními atomy na obou koncích zaniklé násobné vazby (na obrázku uvedeny v závorkách). Pro atomy priorita klesá s hmotností nuklidù, nejniší prioritu má volný elektronový pár. jako () () () jako jako () () () () () () hiralita, deskriptory absolutní konfigurace hirální stereoisomery (enantiomery) jsou ve vztahu neztotožnitelných zrcadlových obrazů. Všechny ostatní stereoisomery se označují jako diastereomery. hiralita může být vyvolána přítomností tzv. prvků chirality: entrální chiralita centrem chirality je nejčastěji čtyřmi různými skupinami substituovaný atom uhlíku. entrum chirality ale nemusí být obecně totožné s atomem, např. u derivátů adamantanu leží v prostoru uprostřed molekuly. Pro označení absolutní konfigurace se používají deskriptory R a S, které se uvádějí v závorce před celým názvem sloučeniny (s případnými lokanty, pokud je center více), odděleny od názvu spojovníkem.

56 Stereochemie organických sloučenin Br l 4 4 S (lat. sinister) Br 4 4 l R (lat. rectus) Axiální chiralita je spojena se čtyřmi substituenty, které neleží v jedné rovině. Prvkem chirality je osa, která leží na spojnicích dvojic substituentů. Pro popsání absolutní konfigurace používáme deskriptory Ra a S a, tato konfigurace nezávisí na směru pohledu na osu. l Br ' ' ' Sa Br l ' ' ' l ' ' ' ' Ra ' ' Planární chiralita se vyznačuje dvěma různými substituenty, které leží ve stejné rovině, a dalším substituentem mimo tuto rovinu. ěkterým chirálním látkám chybí jakýkoliv prvek chirality, jejich chiralita je způsobena chirální stavbou z achirálních částí. ejznámějším příkladem jsou molekuly se šroubovicovým uspořádáním, např. heliceny. Smysl otáčení šroubovice popíšeme pomocí deskriptoru P, pokud se při pohybu po šroubovici k jejímu vzdálenějšímu konci pohybujeme ve smyslu otáčení hodinových ručiček (pravotočivá šroubovice). Pokud je smysl otáčení opačný, označíme šroubovici deskriptorem M (levotočivá šroubovice). Deskriptory P/M lze také popsat prostorové uspořádání chirálních konformací.

Stereochemie organických sloučenin 57 Deskriptory konfigurace na dvojné vazbě a cyklu Deskriptory cis a trans slouží k popisu stereoisomerů, které se liší pozicí skupin na dvojné vazbě nebo u cyklických sloučenin pozicí skupin vůči referenční rovině určené atomy cyklu. V případě alkenů jsou však preferovány univerzálnější deskriptory E a Z, protože deskriptory cis/trans lze použít jen tehdy, když porovnáváme dvojici stejných substituentů. aopak u cyklických sloučenin nemůžeme použít deskriptory E/Z. Priority skupin při srovnávání určujeme podle IP pravidel. trans-but--en (E)-but--en (E - entgegen) Ph Ph cis-stilben (Z)-stilben (Z - zusammen) ale pouze l (E)--chlorprop--en cis-cyklohexan-,4-diol Endo a exo jsou deskriptory pro prostorové uspořádání substituentů bicyklických systémů. Při určování pozice substituentu se řídíme jeho orientací vůči delšímu ze zbývajících dvou můstků: delší vetev > exo endo exo endo exo exo endo endo ischerova projekce ejčastěji používána pro znázornění prostorového uspořádání sacharidů a podobných derivátů.

58 Stereochemie organických sloučenin Příklady:. Určete vztah mezi páry struktur: a) b) c) e) f) D l D l g) h) DD D D. Všechny chirální biogenní aminokyseliny mají stejné prostorové uspořádání na α atomu uhlíku. Až na jednu aminokyselinu je toto uspořádání popsáno deskriptorem absolutní konfigurace S. Která aminokyselina je touto výjimkou? R. Určete absolutní konfiguraci u následujících sloučenin: a) b) l l c) S e) f) S g) h) i) j) l

Stereochemie organických sloučenin 59 k) l) m) n) o) p) q) r) s) t) u) l l l v) x) l l l l 4. Překleslete z/do ischerovy projekce, určete absolutní konfiguraci a sloučeniny nazvěte! a) b) c) S l 5. Bod tání levotočivé kyseliny vinné je 7, bod tání kyseliny meso- -vinné je 65. Vypočtěte teplotu tání pravotočivé kyseliny vinné! kys. vinná 6. Směs (R) a (S)--fenylethan--aminů vykazuje hodnotu optické otáčivosti [α] D = +. Tabelovaná hodnota specifické optické otáčivosti (S)--fenylethan--aminu při stejné teplotě je 0. Vypočítejte procentuální zastoupení jednotlivých enantiomerů ve směsi a enantiomerní přebytek (e.e.)! 7. akreslete: (a) (S)-methyl--hydroxypentanoát (b) (R)--ethoxycyklohexan--on

60 Stereochemie organických sloučenin (c) (R,S)--brom--hydroxybutan-,4-dinitril ( (R,E)-pent--en--ol 8. Vytvořte plný systematický název kafru včetně stereochemických deskriptorů! Kafr 9. akreslete struktury isomerních nenasycených chloridů 5 9 l, které vyhovují následujícím požadavkům: (a) ení opticky aktivní ani neexistuje ve formě cis trans isomerů (b) Poskytuje cis trans isomery a zároveň není opticky aktivní (c) eposkytuje cis trans isomery a je opticky aktivní ( Poskytuje cis trans isomery a je opticky aktivní 0. akreslete strukturní vzorce všech isomerů následujících derivátů cyklohexanu! Pokud jsou chirální, vyznačte dvojice enantiomerů: (a) -aminocyklohexan--ol (b) -aminocyklohexan--ol (c) -aminocyklohexan--ol ( 4-aminocyklohexan--ol. Ibuprofen existuje ve formě dvou enantiomerů, léčivé účinky však má pouze S-enantiomer. Pokuste se vysvětlit tyto rozdílné biologické účinky enantiomerů, které se jinak neliší svými fyzikálními vlastnostmi. (S)-Ibuprofen - analgetikum (R)-Ibuprofen - neaktivní

Stereochemie organických sloučenin 6 Autorské řešení příkladů:. a. Konstituční isomery, b. diastereomery, c. diastereomery, d. diastereomery, e. identické molekuly, f. enantiomery, g. enantiomery, přesto však můžeme uvedený derivát ethanu považovat za achirální sloučeninu díky rychlé racemizaci (přechodu mezi konformery), která vyplývá z malé energetické bariéry procesu, h. enantiomery.. ystein. Díky atomu síry dojde ke změně pořadí priorit substituentů.. a. S; b. (R,R); c. R; d. R; e. R; f. S; g. R; h. (R,R); i. Sa; j. R; k. S; l. R; m. (R,R); n. (S,R); o. R; p. R; q. S; r. R; s. (R,R); t. M ; u. (R,R); v. Sa; x. R. 4. (a) (R,S,4S)--fluor-,4-dihydroxypentan-,5-diová kyselina (b) (S,S)--hydroxy--methoxybutan-,4-butandiová kyselina (c) (R,S,4R)-5,5,5-trichlor--methyl--sulfanylpentan-,4-diol ( (S,S)--fluor--hydroxy--methylbutanová kyselina a) b) c) S l 5. Enantiomery se neliší teplotou tání, proto pravotočivá kyselina vinná taje při 7. 6. Směs obsahuje 70 % (R)--fenylethan--aminu a 0 % (S)--fenylethan- --aminu. Enantiomerní přebytek e.e. = 0,40. 7. Řešení a) b) c) Br 8. (R,4R)-,7,7-trimethylbicyklo[..]heptan--on.

6 Stereochemie organických sloučenin 9. Řešení: a) l l l l l l b) l l l l l l l c) l l l l l 0. Řešení: a) b) cis trans c) cis trans cis trans

Stereochemie organických sloučenin 6. Podstatou analgetických a protizánětlivých účinků ibuprofenu je jeho schopnost inhibovat aktivitu obou forem enzymu X (cyklooxygenasy), který se podílí na biosyntéze prostaglandinů. ěkteré z prostaglandinů se podílejí na regulaci zánětlivých procesů nebo zvyšují citlivost neuronů k podnětům bolesti. Enzym X je složen z opticky aktivních aminokyselin a existuje jako jeden stereoisomer. Komplexy jednotlivých enantiomerů ibuprofenu s enzymem jsou ve vzájemném diastereomerním vztahu, liší se svou stabilitou a pevností.