Pytanie:
Czy cząsteczki z chiralnością osiową mają „jednostki stereogeniczne”?
Curt F.
2015-02-10 23:46:00 UTC
view on stackexchange narkive permalink

To pytanie jest kontynuacją niedawnego pytania dotyczącego stereochemii dyskodermolidu, na które tutaj odpowiedziałem. W trakcie czytania definicji „centrum stereogenicznego” podanej przez IUPAC, zastanawiałem się, czy osiowo chiralne cząsteczki, takie jak BINOL, mają „jednostkę stereogeniczną” według IUPAC.

Część definicji IUPAC który może (ale nie musi) odnosić się do BINOL to:

Łańcuch czterech nie-współpłaszczyznowych atomów (lub sztywnych grup) w stabilnej konformacji, takiej jak urojona lub rzeczywista obrót (ze zmianą znaku kąta skręcenia) wokół centralnego wiązania prowadzi do stereoizomeru.

Oto struktura ( S ) -BINOL:

S-BINOL

Czy czteroatomowy łańcuch składający się z atomów węgla z wiązaniem O i przez kanały międzykanałowe węgli związanych z CC kwalifikuje się? Nie do końca rozumiem, co to znaczy „ze zmianą znaku kąta skręcenia” i „stabilna konformacja”. Jeśli tak, przypuśćmy, że temperatura wzrosła do punktu, w którym następuje samorzutna racemizacja (i przypuśćmy, że wszelkie reakcje uboczne lub rozkład można zignorować). Czy ten łańcuch nie jest już jednostką stereogeniczną?

Jeden odpowiedź:
jerepierre
2015-02-11 01:36:39 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Tak, związki chiralne osiowo mają jednostkę stereogeniczną. Bifenyle (takie jak BINOL) i alleny to powszechne typy związków, które wykazują osiową chiralność. Jak opisujesz, w przypadku BINOL jednostką stereogeniczną jest zbiór atomów obejmujący atomy węgla łączące grupy arylowe i jeden węgiel dalej od złącza biarylowego. Opis IUPAC ma po prostu na celu zdefiniowanie kąta skręcenia lub pomyślenie w inny sposób, zdefiniowanie dwóch płaszczyzn wokół osi.

Jeśli tak, przypuśćmy, że temperatura wzrosła do punktu, w którym zachodzi spontaniczna racemizacja (i załóżmy, że wszelkie reakcje uboczne lub rozkład można zignorować). Czy ten łańcuch nie jest już jednostką stereogeniczną?

To świetne pytanie, które zmusza nas do zastanowienia się, co rozumiemy przez „stabilny” i w jakich warunkach jest czymś stabilnym.

Odniesienie do „stabilnej konformacji” oznacza, że ​​te dwie konformacje nie mogą się wzajemnie przekształcić w temperaturze otoczenia. W BINOL istnieje ograniczona rotacja wokół wiązania biarylowego, co oznacza, że ​​dwa stereoizomery nie mogą się wzajemnie przekształcać w warunkach otoczenia.

Pomyślmy o znacznie prostszym związku z czterema atomami węgla w rzędzie, który można wykorzystać do zdefiniować kąt skręcenia: butan. Konformacja gauche faktycznie spełnia definicję chiralności: jej lustrzane odbicie nie daje się nałożyć na siebie. Jednak nie uważamy butanu za jednostkę stereogeniczną (lub uważamy butan za związek chiralny), ponieważ te dwie konformacje mogą łatwo ulegać wzajemnej konwersji w temperaturze pokojowej.

enter image description here

Więc to są dwa końce spektrum, jeśli weźmiemy pod uwagę temperaturę pokojową: BINOL ma pierwiastek stereogeniczny, ale butan nie.

Powiedzmy, że podgrzewamy (S) -BINOL do temperatury, która umożliwia rotację wokół wiązania biarylowego. Jak mówisz, próbka ulegnie racemizacji. W tej temperaturze związek nie ma już jednostki stereogenicznej, ponieważ rotacja nie jest już ograniczona. Pozwól próbce ostygnąć, a jednostka stereogeniczna powróci, chociaż próbka będzie racemiczna.

A co z hexahelicenes? Nie ma czterech atomów, na które można by wskazać. Ale czy tak jest w przypadku, gdy „sztywne grupy” mają zastosowanie w nawiasach wyjątku od potrzeby czterech atomów?
@CurtF. Możesz wybrać zestaw czterech atomów, aby zdefiniować kąt skręcenia. Właściwie wiele zestawów.
Jeśli możesz wybrać wiele zestawów, czy nie oznacza to, że nie ma jednej dobrze zdefiniowanej „jednostki” stereogeniczności?
@CurtF. Nie sądzę. W BINOL moglibyśmy wybrać różne zestawy czterech atomów do zdefiniowania kąta skręcenia, ale nadal jest to pojedyncza jednostka stereogeniczna.


To pytanie i odpowiedź zostało automatycznie przetłumaczone z języka angielskiego.Oryginalna treść jest dostępna na stackexchange, za co dziękujemy za licencję cc by-sa 3.0, w ramach której jest rozpowszechniana.
Loading...