Тема 3. Стереоизомерия

Введение. Это легкая тема. Но несколько подводных граблей есть и тут. Итак, структура.

Пространственные изомеры

Конформации Конфигурации

«Значок мерседеса»

Энантиомеры Диастереомеры

Зеркальные отражения, L-D. Не зеркальные отражения

Вещества с хотя бы одним

ассиметрическим атомом*

σ-диастереомеры π-диастереомеры

могут быть: могут быть:

а) вещества с 2мя и более вещества с

ассиметрическими атомами двойной связью

б) вещества с циклом!но не любые***

!но не любые**

*Ассиметрический атом – атом С, окруженный 4мя разными группами. Важно, чтобы они были именно разными. Например, в формуле

Второй С является ассиметричным. Вокруг него СН3, Н, NH2, СООН – четыре разные группы. По колхозному можно считать, что почти любой СН окажется ассиметричным. Но будьте бдительны. В формуле

Второй СН оказывается НЕ ассиметричным, по бокам от него одинаковые СН2ОН.

**вещества с циклом могут быть диастереомерами, если на двух разных углах их есть какие то заместители, разные или одинаковые непринципиально. Пример:

Первое диастереомер (транс-изомер, еще может быть цис), второе – нет.

***вещества с двойной связью могут быть диастереомерами, при условии что при каждом из атомов, соединенных двойной связью, находятся разные группы. Это не очень понятно, поэтому схема:

Х1 и Х2 – обязательно должны быть разными, и так же Y1 и Y2 должны быть разными, при этом Х1 и Y1 могут и совпадать. Например, пентен-2 может быть в виде диастереомеров, транс и цис соответственно:

А пентен-1 не может существовать в виде диастереомеров, у одного из С есть джва одинаковых Н:

они слева на картинке, как их не меняй все одно и то же, цис и транс диастереомеров не получается.

Типичные вопросы:

1. Конформация «значок Мерседеса».

Пример:

Мерседес или пацифика… Скошенная, заторможенная

Как с этим бороться:

Итак, как мы знаем из школы, вокруг одинарной связи возможно вращение. В качестве примера возьмем бутан, и рассмотрим вращение вокруг связи между вторым и третьим С.

представлена так называемая проекция «кОзел» (в честь лесозаготовочной конструкции, а не в честь козлов или чешского пива), в ней молекула СН3-СН2-СН2-СН3 изображена в пространстве, показано, что Н, Н и СН3 у второго и третьего атома лежат как бы в плоскостях, параллельных друг другу, и могут вращаться относительно друг друга. К сожалению, более понятная проекция «козел» заменена на менее понятную проекцию Ньюмена, которая те же яйца, но в профиль. Смотрим на козла как бы сбоку, тогда связь, являющуюся осью вращения, видим как точку. Связи, образующие лучи мерседесовского значка передние либо закрывают заднюю звезду, либо не закрывают. Переднюю звезду обводят типо кругом, а задняя звезда типо выглядывает из за этого круга:

Первый вариант называется заслоненной конфигурацией, на схеме это не совсем так, но имеется в виду, что связи передней звезды закрывают заднюю звезду, если бы я нарисовал это буквально так, было бы непонятно. Заслоненная чаще всего является менее устойчивой, хотя в случае отдельных альтернативно одаренных молекул, этиленглиоля, например, она является более устойчивой. Второй вариант называют заторможенной конформацией. Заторможенные конформации могут быть поделены на

скошенную (первая, группы под углом друг к другу) и анти (группы напротив друг друга). Анти конформация, как правило, самая устойчивая, скошенная – средняя по устойчивости.

2. π - диастереомеры.

Пример:

С+Д.

Как с этим бороться:

Просматриваем условия во введении. Учитываем, что не любой алкен – диастереомер. Хорошо помогает нарисовать сначала вот такие «рога»,

а потом уже добавить к ним все остальное, сходя из данной формулы. Тогда легче видеть, где цис-транс возможно, а где нет. Только времени маловато у вас на все это будет.

3. σ - диастереомеры.

Пример:

А+С.

Как с этим бороться:

Из введения мы поняли, что σ диастереамеры могут встречаться или в соединениях с двумя ассиметрическими атомами, или в соединениях с циклом. Просматривам, сколько есть ассиметрических атомов, это обычно СН, и если находим более двух, то это оно. Смотрим циклы, если выполнено условие, которое мы указали во введении, то это тоже оно. Нюанс: бензол никогда не дает цис-транс изомеров.

4. σ + π + все остальное.

Пример:

А+С.

Как с этим бороться:

Сочетание предыдущих двух вопросов. Обратите внимание на такую деталь: если в веществе есть один ассиметрический атом, то оно существует в виде энантиомеров, а если два – то оно и в виде энантиомеров (есть ассиметрич. атом), и виде диастереомеров (джва ассиметрических атома). С циклами и с алкенами мы уже разобрались.

5. L/D.

Пример:

А+Д.

Как с этим бороться:

Проекциями Фишера называют те кресты, которые вы можете видеть выше. В правильной проекции Фишера сверху должна быть первая по нумерации углеродная группа (старшая) – обычно это СООН, СОН, реже СН2ОН. Снизу должна быть младшая углеродная группа, это чаще СН3, С2Н5, может быть СН2ОН (она младше СОН). Старшинство групп может быть узнано из методички первого семестра. По бокам должны оказаться Н и какая нибудь группа без С, это чаще всего ОН, SH, NH2. Если группа слева, то изомер называю L (left), если группа справа, то изомер называют D (dekstra). Если проекция Фишера построена неправильно, ее перестраивают в правильную путем перестановки групп, цель которых – загнать нужные группы наверх и вниз. При этом перестановок должно быть строго две, это важно. Ну, например

В примере только СОН стоит не там. Меняем его так, чтобы оно оказалась наверху. После первой перестановки уже все на своих местах, тогда меняем местами Н и SH, чтобы сделать вторую перестановку, по ее результатам и определяем, что конечный продукт – L.

6. Ассиметрические атомы.

Пример:

Нет изображния

.

Как с этим бороться:

Тут нечего обсуждать, надо понять определение из введения, и найти этот несчастный атом в данном веществе..

7. Что такое асс. атом?.

Пример:

Не заскринил, простите

.

Как с этим бороться:

Дать определение, написанное во введении.

8. Верно-неверно.

Пример:

Ой ёйоооооооо…

Как с этим бороться:

Никак.