- •Основные положения стереохимии. Реакционная способность гетерофункциональных соединений.
- •Изомерия
- •Соон е соон
- •Геометрическая изомерия.
- •Н н н соон
- •Связь пространственного строения соединений с биологической активностью.
- •Реакционная способность гетерофункциональных соединений.
- •Химические свойства гидрокислот.
- •Многоосновные гидроксикислоты.
- •Оксокислоты (кетонокислоты).
Лекция № 6.
Основные положения стереохимии. Реакционная способность гетерофункциональных соединений.
Стереохимия изучает пространственное строение органических соединений. Органические молекулы с одинаковой молярной массой, он отличающиеся природой или последовательностью связей между атомами и пространственным расположением атомов называются изомерами.
Изомерия
структурная стереоизомерия
оптическая геометрическая
Стереоизомеры – это изомеры, которые различаются только положением атомов или групп атомов в пространстве.
Оптическая изомерия.
Большинство органических молекул имеют асимметричное строение. Это связано с тем, что в этих соединениях имеется атом углерода, у которого все четыре заместителя различные. Такой атом углерода обозначается С* и называется асимметричным или хиральным. (Хиральный – от греческого слова – хирос – рука). Молекула с С* и ее зеркальное изображение не совпадают (как левая рука и правая при наложении). Например: молочная кислота.
з энантиомеры
Соон е соон
р
С* к С*
Н ОН а НО Н
СН3 л СН3
D-ряд (–) о L-ряд (+)
Эти молекулы молочной кислоты при наложении не совпадают, т.к. они относятся друг к другу как предмет и несовместимое его зеркальное изображение. Такие стереоизомеры называют энантиомерами. Энантиомеры обладают способностью вращать плоскость поляризованного луча, т.е. обладают оптической активностью, поэтому их называют оптическими изомерами, а изомерию – оптической. Они вращают плоскость поляризованного луча на одинаковый угол, но один изомер вращает вправо (+), другой влево (–), поэтому их называют оптическими антиподами. Угол вращения определяют с помощью прибора поляриметра. Для определения конфигурации, т.е. расположения заместителей у хирального атома, пользуются строением глицеринового альдегида (стандарт).
О О
С С
Н Н
С* С*
Н ОН ОН Н
СН2ОН СН2ОН
D-ряд (–) L-ряд (+)
Исключение: молочная кислота, фруктоза, адреналин.
Смесь равных количеств антиподов называется рацемической смесью (рацематом).
r = (+) + (–) (оптически неактивны)
Геометрическая изомерия.
Этот вид изомерии характерен для соединений с двойной связью. ( = )
Например, непредельная дикарбоновая кислота – бутендиовая – может существовать в виде двух изомеров:
Н н н соон
цис- транс-
изомер С = С С = С изомер
НООС СООН НООС Н
малеиновая кислота фумаровая кислота
Это стереоизомеры, но они имеют плоскость симметрии, значит они не могут быть энантиомерами. Цис–транс–изомеры являются диастереомерами. Они не являются оптическими антиподами и отличаются по физико-химическим свойствам.
Фумаровая кислота содержится в организме человека и принимает участие в обмене веществ. Малеиновая кислота токсична, в природе не существует, получают ее синтетически.