1 / 59

Стереохимия Хиралност

Стереохимия Хиралност. Що е стереохимия ?. Наука, изучаваща пространствения строеж на молекулите и влиянието му върху техните физични, химични и биологични свойства (от гр. “ stereo ” - пространство) Стереохимия – това е “химия в пространството”

ronia
Download Presentation

Стереохимия Хиралност

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. СтереохимияХиралност

  2. Що е стереохимия ? • Наука, изучаваща пространствения строеж на молекулите и влиянието му върху техните физични, химични и биологични свойства (от гр. “stereo” - пространство) • Стереохимия – това е “химия в пространството” • Тя има своя собствена теория, своя собствена специфична терминология и специфични подходи • Обект на нейните изследвания са съединения с най-разно-образна химична природа – органични и неорганични – едно доказателство за единната структурна и функционална организация на живата и неживата материя

  3. Основоположници на “Стереохимичната теория”1874 г. Jacobus H. van’t Hoff (1852-1930)Носител на първата Нобелова награда за химия през 1901 г. Joseph A. LeBel (1847-1930) Четирите валенции на въглеродния атом в органичните съединения са насочени към върховете на правилен тетраедър и сключват ъгъл 1090 28’

  4. Тетраедрични модели на Вант’Хоф

  5. Основни понятия в стереохимията • Конформация – всяко различно разположение на заместителите при даден въглероден атом спрямо заместителите при съседен въглероден атом в резултат на въртене около единична (проста) връзка. Около една проста връзка са възможни безброй конформации. • Конфигурация – разположение на атомите(атомните групи) в пространството без да се отчита ротацията около простите връзки. - Абсолютна – действителната конфигурация на молекулата в природата. - Относителна – конфигурацията на молекулата, отнесена например към тази на глицералдехида, приет за еталон. • Оптична активност – свойство на някои вещества или техни разтвори да въртят равнината на плоскополяризованата светлина. • Хиралност – свойство на някои молекули да се различават по конфигурация от своите огледални образи. Тези молекули се наричат хирални (от гр. ceir - ръка) – въведено през 1970 г. Понятието хирален обект е въведено в края на ХІХ в. oт лорд Келвин. • * Асиметричен въглероден атом– въглероден атом, чиито валенции са свързани с 4 различни заместители. Отъждествява се с хирален център на молекулите на оптично активните вещества.

  6. Що е стереоизомерия ? • Стереоизомери са вещества, притежаващи еднакъв качествен и количествен химичен състав, дори еднакъв химичен строеж, но различна конфигурация или конформация, поради което и някои различни свойства. Явлението, при което се наблюдават стереоизомери, се нарича стереоизомерия.

  7. Въвежда проекционни формули за изразяване конформациите на молекулите, носещи името “Нюмънови проекционни формули” Melvin S. Newman (1908-1993)САЩOhio State UniversityОхайо, САЩ

  8. Нобелова награда за 1969 г.за развитие на конформационния анализ Dereck H. R. Barton (1918-1998)ВеликобританияImperial CollegeЛондон, Великобритания Odd Hassel (1897-1981)НорвегияUniversity of OsloОсло, Норвегия

  9. Видове стереоизомери Стереоизомери, различаващи се по конфигурацията на молекулите (конфигурационни изомери): - Оптични изомери (енантиомери)* – въртят равнината на плоскополя-ризованата светлина в противоположни посоки, молекулите им са хирални. - Диастереомери – много стабилни изомери, които могат да се изолират като самостоятелни вещества. - s – диастереомери – конфигурационни изомери, които не са енантиомери. - p – диастереомери (геометрични, цис-транс, E,Z-изомери) – различават се по пространственото разположение на заместителите при въглеродните атоми, свързани с двойна връзка. * смес от еквимоларни количества от двата енантиомера се нарича рацемична смес или рацемат.

  10. Енантиомерия

  11. Christiaan Huygens (1629-1695)Датски астроном математик и физик, откривател на плоско поляризованата светлина

  12. Поляриметър

  13. Carl Wilhelm Scheele (1742-1786) През 1769 г. получава винената киселина от тартар (калиевата сол на винената киселина), чрез ферментация на гроздов сок

  14. Jean Baptiste Biot (1774-1862)През 1815 година открива, че някои разтвори завъртат равнината на плоскополяризованата светлина.Въвежда понятията ляво- и дясно-въртяща молекула Закон на Био

  15. През 1819 година открива рацемичната винена киселина • През 1832 година показва, че винената киселина, получена при ферментацията на гроздов сок, върти равнината на плоскополяризованата светлина надясно.

  16. През 1838 година показва, че рацемичната винена киселина е оптически неактивна

  17. Louis Pasteur (1822-1895) Jean Baptiste Biot (1774-1862) Dominique-Francois-Jean Arago(1786-1853) A. J. Frensel

  18. Фишерови проекционни формули Еmil Herman Fischer (1852-1919) Немски професор, носител на втората Нобелова награда за химия през 1902 г.

  19. R,S-номенклатура Christofer Kelk Ingold (1893-1970)Английски химик Vladimir Prelog(1906-1998)Швейцарски химик, роден в Сараево, носител на Нобелова награда за химия през 1975 г.

  20. Правило наКан-Инголд-Прелог (КИП)

  21. Правило наКан-Инголд-Прелог (КИП)

  22. Правило наКан-Инголд-Прелог (КИП)

  23. Правило наКан-Инголд-Прелог (КИП)

  24. Правило наКан-Инголд-Прелог (КИП)

  25. Правило наКан-Инголд-Прелог (КИП)

  26. Правило наКан-Инголд-Прелог (КИП) L-серин D-серин

  27. Правило наКан-Инголд-Прелог (КИП)

  28. Правило наКан-Инголд-Прелог (КИП) L-серин

  29. Правило наКан-Инголд-Прелог (КИП)

  30. Правило наКан-Инголд-Прелог (КИП)

  31. Правило наКан-Инголд-Прелог (КИП)Извод R-2-амино-3-хидрокси-пропанова киселина S-2-амино-3-хидрокси-пропанова киселина R-2-амино-3-хидрокси-пропанова киселина • При четен брой размени местата на заместителите при асиметричния въглероден атом се получава изомер, идентичен по конфигурация с изходния! • При нечетен брой размени местата на заместителите при асиметричния въглероден атом се получава изомер, противоположен по конфигурация на изходния!

  32. s-диастереоизомерия Особености:1. Наличие на поне два хирални центъра в молекулата на оптично активното вещество2.Диастереоизомерните двойки трябва да не се отнасят както предмет към огледалния му образ, т.е. те трябва да притежават някакъв елемент на симетрия, респ. поне един хирален център с еднаква конфигурация и при двата изомера.3. Не е задължително, обаче, двата изомера да не въртят равнината на плоскополяризованата светлина, тъй като те могат да притежават хирални центрове с различна конфигурация.4. Максималният брой стереоизомери се определя по формулата:N = 2n,където n е броя на хиралните центрове. Броят енантиомерни двойки се определя по формулата:Ne = 2n/2,а енантиомерите от различните енантиомерни двойки се явяват помежду си s-диастереоизомери.5. За разлика от енантиомерите, които се различават единствено по отнасянето си към плоскополяризованата светлина и нямат елементи на симетрия, s-диастереоизомерите имат поне един елемент на симетрия и се различават по физични и химични свойства!

  33. s-диастереоизомерия (2R,3R)- (2S,3S)- 2,3-дибромопентан (2S,3R)- (2R,3S)- 2,3-дибромопентан

  34. s-диастереоизомерия

  35. p-диастереоизомерия Особености:1. Наличие на поне една двойна връзка в дадена молекула. Двата заместителя при всеки въглероден атов от двойната връзка трябва да бъдат различни.2. Двата геометрични изомера се различават по физичните си характеристики и в хода на получаването им се получава предимно единия във връзка с по-високата му стабилност (обикновено транс-изомера), т.е. получаването им е стереоселективно. В зависимост от това дали реакцията се провежде в условията на кинетичен или термодинамичен контрол, получаването на геометричните изомери е вече стереоспецифично (вж. реакция на Перкин).3. При изграждане систематичната номенклатура на геометричните изомери се прилага правилото на Кан-Инголд-Прелог за определяне по-старшия заместител (от двата) при всеки въглероден атом от двойната връзка (прилага се при установяване E-Z принадлежността на изомера).* E-entgegen, Z-zusammen

  36. p-диастереоизомерия

  37. Стереохимични особености на някои химични реакцииАЕ

  38. Стереохимични особености на някои химични реакцииАЕ

  39. Стереохимични особености на някои химични реакции (АЕ)

  40. Хирални лекарства

  41. Примери Нестероидни противовъзпалителни, производни на 2-метиларилпропанова к-на

  42. Влияние на стереохимията върху действието на лекарствата

  43. Защо стереоизомерната принадлежност играе толкова важна роля ? Thalidomide Синтезиран през 1953 г. в западна Германия от Chemie Grünenthal. От 1 Октомври 1957се прилага като лекарствено средство, а през 1960 г. се предлага в над 46 страни по света (без САЩ). Определят го като “отлично лекарство”. Приписва му се седативно действие и се смята за отлично средство в борбата срещу сутрешното неразположение при бременни жени. Клиничните тестове отхвърлят евентуален негативен ефект върху развитието на fetus-а. Докато не става твърде късно...

  44. Защо стереоизомерната принадлежност играе толкова важна роля ? Thalidomide Оказва се, обаче, че притежавасилно увреждащо действие върху плода, води до периферни неврити, смайващи и необратими странични ефекти, които водят до смърт... Дори и да се развие и да се роди, най-често новороденото е с тежки и необратими малформации, водещи до в крайна сметка до летален изход...

  45. Причини за различната биологична активност на стереоизомерите

More Related