Изомерия
Пространственная изомерия (Стереоизомерия)
Оптическая изомерия
S- -аминопропионовая кислота R- -аминопропионовая кислота
Изомерия — одно из наиболее своеобразных |
|
проявлений специфики и особенности |
|
органической химии |
41 |
41
Изомерия
Два соединения: предмет и его зеркальное изображение (I и II), несовместимые друг с другом, называются энантиомерами (от греческого “энантио” - противоположный).
Свойство соединения существовать в виде энантиомеров называется хиральностью (от греческого “хирос” - рука), а само соединение - хиральным
.
Молекула, в которой при атоме углерода находятся две или более одинаковых групп, имеет плоскость симметрии и, следовательно, не обладает хиральностью, поскольку молекула и ее зеркальное изображение идентичны. Такие молекулы называются ахиральными.
42
42
Оптическая изомерия
H H
|
C |
í -C3H7 |
í -C3H7 |
C |
|
|
|
||
CH3 |
|
C2H5 |
|
CH3 |
|
|
C H |
||
|
|
|
2 |
5 |
Объемное изображение с помощью «клиньев»
43
43
Оптическая изомерия
|
|
H |
|
|
H |
|
||
C H |
í -C3H7 |
í -C H |
|
|
C H |
|||
2 |
5 |
|
3 |
7 |
|
|
2 |
5 |
|
|
CH3 |
|
|
|
|
CH3 |
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
I |
|
|
II |
|
||
Проекционные формулы Фишера
44
44
Оптическая изомерия
Отличить один энантиомер от другого можно по знаку вращения плоскополяризованного света. Энантиомеры вращают плоскость поляризованного света на один и тот же угол, но в разные стороны: один – по часовой стрелке, другой – на такой же угол, но против часовой стрелки.
45
45
Правила старшинства заместителей Кана-Прелога-Ингольда
1.Атомный номер
2.Атомная масса
3.Если у ближайшего атома показатели совпадают, то смотрят на следующий
4.Кратные связи
|
|
|
|
|
|
C |
|
C |
||
C |
|
CH2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
C |
|
CH2 |
||||
|
|
|||||||||
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|||||||||
H |
|
|
|
|
|
H |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
C |
C |
|
|
||||||
|
|
C |
|
CH |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
C |
|
|
|
CH |
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
C |
C |
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
H < D < C < N < O и т.д. |
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
-CH3 < -C2H5 < |
|
H CH3 |
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
C |
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
CH3 |
|
|
|
|
|
|||||
|
-C2H5 < -CH=CH2 < |
|
|
|
|
C |
|
|
|
CH |
46 |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
46
Оптическая изомерия
Для того, чтобы установить конфигурацию молекулы, её располагают так, чтобы связь хирального центра с младшей группой под номером 4 была направлена от наблюдателя, и определяют расположение оставшихся групп.
CH3 (3) |
CH3 (3) |
(4) H |
H (4) |
Cl (1) |
(1) Cl |
ãëàç |
ãëàç |
(2) CH(CH3)2 |
(2) CH(CH3)2 |
R-ко н ф игурация |
S-конфигурация |
Если старшинство групп убывает (1 2 3) по часовой стрелке, то
конфигурация хирального центра определяется как R (от латинского слова “rectus” - правый).
Если старшинство заместителей убывает против часовой стрелки, то конфигурация хирального центра - S (от латинского “sinister” - левый). Знак оптического вращения (+) или (-) определяется экспериментально и не
связан с обозначением конфигурации (R) или (S).
47
47
Галогенпроизводные
углеводородов
Стерехимия SN2-реакций.
|
CH3 |
CH |
3 |
|
CH3 |
|
|
HO |
C Br |
HO C |
|
HO |
|
||
|
Br |
H |
Br |
||||
|
H |
H |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
C6H13 |
|
||
|
H13C6 |
|
C6H13 |
|
|
||
|
R-2-бромоктан |
|
|
|
S-2-октанол |
|
|
Конфигурация исходного 2-бромоктана при атаке хирального атома углерода с тыла меняется на противоположную, молекула субстрата «выворачивается». Полное обращение конфигурации хирального углерода может служить доказательством SN2-
механизма.
48
Галогенпроизводные
углеводородов
Мономолекулярное нуклеофильное замещение (SN1)
|
|
CH 3 |
|
CH 3 COOH |
|
|
CH |
3 |
|
||||
|
|
|
|
|
Br + H 2 O |
|
|
|
|
|
|
OH + HBr |
|
CH 3 |
|
C |
|
|
CH 3 |
|
C |
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
CH 3 |
|
|
|
|
CH 3 |
||||||
Скорость реакции. В медленной стадии, определяющей скорость реакции, принимает участие только одна молекула, поэтому механизм называют мономолекулярным замещением. Скорость
реакции зависит от концентрации галогеналкана и определяется по формуле r = k[R-Hal].
49
Галогенпроизводные
углеводородов
Мономолекулярное нуклеофильное замещение (SN1)
Cтадии процесса. Реакция протекает в две стадии. Первая стадия - гетеролитический разрыв связи углерод-галоген - медленная
CH 3 |
|
Медленно |
|
|
|
|
|
[CH 3 |
CH 3 |
|
CH 3 |
|
|
CH 3 C |
|
Br ] |
|
|
||
Br |
C |
CH 3 C |
+ Br |
|||
CH 3 |
|
|
CH 3 |
|
CH 3 |
|
|
|
Активированный комплекс |
Третичный |
|
||
|
|
< |
, |
< |
карбокатион |
|
|
|
|
|
|||
50