Transcript Bölüm 5
Bölüm 5
Stereokimya: Kiral Moleküller
Bölüm 5
1
İzomeri: Yapı İzomerleri ve Stereoizomerler
Stereoizomerler, yapı izomeri değildir yapılarındaki
atomlar aynı sırada bağlanmışlardır.Stereoizomerler,
yalnızca atomların uzaydaki düzenlemeleriyle
farklılaşırlar
Bölüm 5
2
Enantiyomerler: Molekülleri Birbirinin Ayna Görüntüsü
Olan Fakat Birbiriyle Çakışmayan İzomerlerdir
Diastereomerler: Moleküllerinin Ayna Görüntüsü
Olmayan Stereoizomerlerdir
Örnek: Cis ve trans izomerleri
Örnek: Cis ve trans sikloalkan izomerleri
Bölüm 5
3
Enantiyomerler ve Kiral Moleküller
Kiral molekül
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
4
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
5
Örnekler: 2-propanol
Bölüm 5
6
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
7
Örnekler: 2-bütanol
Bölüm 5
8
Kiralliğin Biyolojik Önemi
Gösterilen iki aminoasit enantiyomerinden, yalnızca bir
varsayımsal bağlanma bölgesi ile (örneğin bir enzimdeki) 3
boyutlu bağlanmayı gerçekleştirebilir.
Bölüm 5
9
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
10
Enantiyomerlerin Adlandırılması: 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
11
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
12
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
13
İkili ve üçlü bağ içeren gruplarda öncelik, her iki atomda
ikişer ve üçer kez tekrarlanıyormuş gibi belirlenir.
Bölüm 5
14
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 , karşılaştığı kiral
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 çevirme yönleri, (+) 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
Laboratuvarda molekülleri kiral olmayan reaktantlarla
gerçekleştirilen tepkimeler, molekülleri kiral olan
ürünlerin oluşmasıyla sonuçlanır.
Bölüm 5
21
örnek
Bölüm 5
22
Birden Fazla Stereomerkeze Sahip Moleküller
Bölüm 5
23
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
24
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.
25
Mezo Bileşikleri: Simetri düzleminin, birbirinin ayna
görüntüsü olan 2 parçayı böldüğü yapılardır.
Bölüm 5
26
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
27
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.
28
Halkalı Bileşiklerde Stereoizomeri
1,4-dimetilsiklohekzanlar
Cis ve trans yapıları birbirinin diastereomeridir
Her 2 bileşikte akiraldir
29
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
30
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.
31
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
32
Dört Farklı Gruplu Düzgün Dörtyüzlü Bir Atoma
Sahip Olmayan Kiral Moleküller
Atropoizomer: Değişmez olan konformasyonel
izomerlerdir.
Allenler: Ardışık ikili bağ içeren bileşiklerdir
33