Bölüm 5 Stereok imya : Kiral M ol e küller

1. Bölüm 5Stereokimya: Kiral Moleküller Bölüm 5

2. İzomeri: Yapı İzomerleri ve Stereoizomerler • Stereoizomerler, yapı izomeri değildir yapılarındaki atomlar aynı sırada bağlanmışlardır.Stereoizomerler, yalnızca atomların uzaydaki düzenlemeleriyle farklılaşırlar Bölüm 5

3. Enantiyomerler: Molekülleri Birbirinin Ayna Görüntüsü Olan Fakat BirbiriyleÇakışmayan İzomerlerdir • Diastereomerler: Moleküllerinin Ayna Görüntüsü Olmayan Stereoizomerlerdir • Örnek: Cis ve trans izomerleri • Örnek:Cis ve trans sikloalkan izomerleri Bölüm 5

4. EnantiyomerlerveKiral Moleküller • Kiralmolekül • Ayna görüntüsü ile aynı olmayan molekül • Enantiyomerler,yalnızca molekülleri kiral olan bileşiklerle meydana gelir. • Enantiyomerler • Kiral moleküller ve onun ayna görüntüsü enantiyomerdir. • Akiral Molekül • Görüntüleri ile çakışabilen nesneler ve moleküller akiraldir. Bölüm 5

5. Örnekler: 2-butanol • (a) 2-bütanolün enantiyomerleri olan I ve II’nin 3 boyutlu çizimleri • (b)2-bütanol enantiyomerlerinin modelleri • (c) Model I ve II’nin çakıştırılması için başarısız bir girişim Bölüm 5

6. Örnekler: 2-propanol Bölüm 5

7. Kiral Molekül • İki kiral molekülün aynı veya farklı yapıda olup olmadıkları belirlenirken bir modelin veya 3 boyutlu formülün, 2 grubunun yerinin değiştirilmesi yararlı olabilir. • Enantiyomer çiftlerinin, daima kendisine dört farklı grup bağlanmış bir atom içeren moleküller için mümkün olduğunu bilmek • Düzgün dörtyüzlü atomdaki herhangi 2 grubun yer değiştirmesiyle, bir enantiyomerin diğerine dönüşmesi enantiyomer özelliğidir. • Stereomerkez • Herhangi iki grubun kendi aralarında yer değiştirmesiyle, yeni bir stereoizomer oluşturacak özellikte gruplar taşıyan atom olarak tanımlanır. • 2-bütanolün 2 nolu karbonu bir düzgündörtyüzlü stereoizomerdir. Bölüm 5

8. Örnekler: 2-bütanol Bölüm 5

9. Kiralliğin Biyolojik Önemi • Gösterilen iki aminoasit enantiyomerinden, yalnızca bir varsayımsal bağlanma bölgesi ile (örneğin bir enzimdeki) 3 boyutlu bağlanmayı gerçekleştirebilir. Bölüm 5

10. Kirallik İçin Denemeler: Simetri Düzlemi • Simetri Düzlemi • Molekülün her iki parçası birbirinin ayna görüntüsü olacak şekilde, bir molekülü ikiye bölen hayali bir düzlem olarak tanımlanır. • Bir simetri düzlemine sahip olan tüm moleküller akiraldir. • Örnekler • 2-klor propan bir simetri düzlemine sahiptir ve akiraldir.2-klor bütan bir simetri düzlemine sahip değildir ve kiraldir. Bölüm 5

11. EnantiyomerlerinAdlandırılması: R,S Sistemi • Cahn-Ingold-Prelog adlandırma sistemi olarak da bilinir. • Stereoizomere bağlı her grup a dan d ye kadar numaralandırılır. • En küçük atom numaralı gruba en düşük öncelik (d) verilir sonrada biraz daha büyük öncelikli grup şeklinde devam edilir. Bölüm 5

12. Öncelikler şöyle sıralandırılır: • Stereo merkezle doğrudan ilişkili atomlar kıyaslanır. • Daha yüksek atom numaralı atom en yüksek önceliği alır. • Atom numarasına göre öncelik belirlendikten sonra önceliği belirlenemeyen atomlar için sonraki setler araştırılır. Farkın bulunduğu ilk noktada öncelik belirlenir. • Örnek Bölüm 5

13. Şimdi en düşük önceliğe sahip grup bizden en uzak olacak şekilde modeli döndüreceğiz. • a’dan b’ye oradan c’ye giden yolu izleyecegiz, bunu yaparken parmağımızın yönü, saat yelkovan yönü ise enantiyomer (R) • Eğer yön, saat yelkovanının tersi yönde ise enantiyomer (S) olarak belirtilir. • Örnek (R)-2-Bütanol Bölüm 5

14. İkili ve üçlü bağ içeren gruplarda öncelik, her iki atomda ikişer ve üçer kez tekrarlanıyormuş gibi belirlenir. Bölüm 5

15. Enantiyomerlerin Özellikleri: Optikçe Aktiflik • Enantiyomerler (erime noktası, kaynama noktası,yoğunluk vb) gibi özellikler molekül arasında etkili olan moleküller arası kuvvetlerin büyüklüğüne bağlıdır. • Enantiyomerler, yalnızca başka bir kiral madde ile etkileştiklerinde farklı davranış gösterirler. • Düzlem polarize ışık • Adi ışığın elektriksel alan titreşimleri, yayılma yönüne dik mümkün bütün düzlemlerde olur. • Düzlem polarize ışığın elektriksel alan titreşimi Bölüm 5

16. Polarimetre

17. Özgül Çevirme • Bir enantiyomer çözeltisinin içinden ışık geçerken , polarlanma düzleminin derecesi , karşılaştığıkiral moleküllerin sayısına bağlıdır. • Bu da tüpün uzunluğu ve enantiyomerin derişimine bağlıdır. Bölüm 5

18. (R) ve (S)-2-Bütanolün özgül çevirmeleri • Enantiyomer konfigurasyonlarıyla, onların düzlem polarize ışığı çevirmeyönleri, (+) veya (-) arasında belirgin bir ilişki yoktur. • Aynı konfigurasyona sahiptirler. • Düzlem polarize ışık düzleminin çevrilme yönü üzerinde zıt etkiye sahiptirler. Bölüm 5

19. Kiral Moleküllerin Sentezleri • Laboratuvardamolekülleri kiral olmayan reaktantlarla gerçekleştirilen tepkimeler, molekülleri kiral olan ürünlerin oluşmasıyla sonuçlanır. Bölüm 5

20. örnek Bölüm 5

21. Birden Fazla Stereomerkeze Sahip Moleküller Bölüm 5

22. Enantiyomerlerin iki çifti vardır (1, 2) ve (3,4) • 1 ve 2 çakışmadıklarından, bu bileşikler farklı bileşikleri temsil ederler. • Diasteromerler: Birbirinin ayna görüntüsü olmayan yapılardır. • 1 ve 3, 1 ve 4 diastomerlerdir. • Diasteromerler farklı fiziksel özelliklere sahiptir. Bölüm 5

23. Mezo Bileşikler • 2 stereomerkeze sahip olan yapı, daima 4 stereoizomere sahip olmaz. Bazen yalnızca 3 izomer vardır. Bu bazı molekülerin stereomerkez içermesine rağmen akiral olmalarından kaynaklanır.

24. Mezo Bileşikleri: Simetri düzleminin, birbirinin ayna görüntüsü olan 2 parçayı böldüğü yapılardır. Bölüm 5

25. Bir Stereoizomerden Daha Fazlasını İçeren Bileşiklerin Adlandırılması • Herbir merkez ayrı ayrı incelenir (R) mi (S) mi olduğuna karar verilir. Herbir karbona sayı verilir. • (2R, 3R)-2,3-dibrombutan

26. Fischer İzdüşüm Formülleri • Kiral moleküllerin iki boyutlu temsilleridir. • Dikey çizgiler, kağıt düzleminin arkasına düşen bağları gösterirler. • Yatay çizgiler ise kağıt düzleminden bize doğru yönelen bağları gösterir.

27. Halkalı Bileşiklerde Stereoizomeri • 1,4-dimetilsiklohekzanlar • Cis ve trans yapıları birbirinin diastereomeridir • Her 2 bileşikte akiraldir

28. 1,3-dimetilsiklohekzanlar • 2 stereomerkeze sahiptir • Cis yapısı bir simetri düzlemine sahiptir ve kiral değildir • Trans yapısı bir simetri düzlemine sahip değildir ve enantiyomer çifti olarak bulunur Bölüm 5

29. Stereomerkeze Bağlı Hiçbir Bağın Kırılmadığı Tepkimeler Yardımıyla Konfigürasyonları İlişkilendirme • Bir tepkime, stereomerkeze bağlı hiçbir bağın kırılmadığı tarzda gerçekleşiyorsa ürün, reaktanttaki gibi stereomerkezin etrafındaki grupların aynı genel konfigürasyonuna sahip olmak zorundadır.

30. Bağıl konfigürasyon: 2 farklı ve kıyaslanabilir stereomerkez araındaki ilişki olarak adlandırılır. • Mutlak konfigurasyon: Bir kiral moleküldeki atomların 3 boyutlu yönelimi olarak tanımlanır. X ışın kristalografisiyle belirlenir. Bölüm 5

31. Dört Farklı Gruplu Düzgün Dörtyüzlü Bir Atoma Sahip Olmayan Kiral Moleküller • Atropoizomer:Değişmez olan konformasyonel izomerlerdir. • Allenler: Ardışık ikili bağ içeren bileşiklerdir