3_2005(stereo2) (Лекционный курс)

Лекция 3Основы стереохимииŠ Frontis nulla fides –Š Наружность обманчиваŠ Виды энантиомерии: центровая, планарная, аксиальная,спиральная. Рацематы. Абсолютная и относительнаяконфигурации.Š Способы разделения рацематов. Соединения с двумяхиральными центрами.Š Диастереомеры. Мезо-формы. Эритро- и трео-номенклатура.Изображение молекулы данного соединения с помощьюразличных проекционных формул. Переход от однойпроекционной формулы молекулы к другой.Š Способы изображения пространственного строения молекул сsp3-гибридизованным углеродом: клиновидные проекции,"лесопильные козлы", проекции НьюменаŠ Динамическиеаспектыстереохимии.Конформации,конформеры.Заслоненная(син-перипланарная),заторможенная (анти-перипланарная) скошенная (гош-)конформации.

Барьеры вращения и кривые потенциальнойэнергии для соединений с открытой цепью.Хиральная осьзеркалоNO2HO2CO2NCO2HO2NCO2HNO2HO2CNO2HO2CO2NCO2HHO2CNO2CO2HO2NидентичныMeHMeMeHHMeHHMeHMeHHHMeMeMeHHMeMeHHЗадание на домХиральны или нехиральны?PhHCO2HMeHHHHCO2H Phα-Truxillic acidMeHNOTs-HMeMeHХиральная плоскостьHтранс-циклооктенHMeHO2C(CH2)10FeCO2MeHO2CFe(CO)4HMeHCO2HХиральная спиральГексагелиценAAAABBBB(CH2)12(CH2)12[α]набл.Процент оптической чистоты =* 100 %[α]макс.Оптическая чистота =процент энантиомерного избытка =[(R)] - [(S)][(R)] + [(S)]*100 % = % (R) - % (S)Ore faceH3CHsi faceOCHOHOHHOHOHHOHOD-threoseOCHOOHHOHOOHHOHHOHHOD-erythroseHClHXClClH+HClXидентичныеHClHXBrClCl+H BrHClClXBrэнантиотопныеHClHXHClHдиастереотопныеHClHCl+ClXHClВыделение энантиомеровРазделение (расщепление) рацематовМеханическое разделение кристаллов (Пастер 1848 г.)Хроматография (хиральная фаза)Кристаллизация из хиральных растворителейХиральные комплексыOOOOOOMeNH3 PF6PhHБиохимическое расщепление(ферментативное, энзиматическое)ROферментOC2H5O2CCH2CHCH2CO2C2H5OOR+OOHOROOfermentation withCorynebacterium equiOHOOHHO2CCH2CHCH2CO2C2H5electric eel acetilcholinesteraseS-энантиомер, 97 % е.е.HOO96 % е.е.OРазделение через диастереомерыCOO-COOH(R) HHOHCH3CH3HCH3(R)COO-COOH(S)HO(S) Бруцин-H+++ (S)-Бруцин+OHHOHCH3(S) Бруцин-H+(S)HHHHHHHHHHHHHзаторможеннаяHHHHHHHHHHHзаслонённаяВан-дер-Ваальсовы радиусы элементовАтомRвдвRковАтомRвдвRковHFClBrIOO=SSeTe-1.201.471.751.851.981.521.501.801.902.060.300.640.991.141.330.660.551.011.171.37NN=1.551.551.601.801.851.701.771.782.10.700.600.551.101.210.770.6650.61.17N≡PAsCC=C≡Siϑ = 60°HHHHHHϑ = 0°изменениесвободнойэнергии ГиббсаHHповорот на 60°HHHH∆G° = 2,9 ккал/мольClClCl ClClClHHH112.4°HH106.1°HHHОтталкивание между двумя С-С связямисильнее, чем между двумя С-Н связямиHHCH3HHHзаторможеннаяконформацияпропанаH CH3поворот на 60°HHHHзаслонённаяконформацияпропана∆G° = 3,3 ккал/мольВзаимодействиеКонформацияНапряжениеH-HзаслоненнаяторсионноеЭнергияккал\моль1.0H-CH3заслоненнаяторсионное1.3-1.4CH3-CH3заслоненнаяТорсионное истерическое3.4-4.0CH3-CH3гошстерическое0.9∆G= -RT ln kСоотношение Состав-Равновесие-СвободнаяЭнергияБолее стабильный изомер, %Константаравновесия, (К)Свободная энергия∆G°25 (ккал/моль)5010.0551.22-0.119601.50-0.240651.86-0.367702.33-0.502753.00-0.651804.00-0.821855.67-1.028909.00-1.3029519.00-1.7449849.00-2.3069999.00-2.72299.9999.0-4.092CH3CH3HCH3H3CHCH3HCH3три гош-взаимодействия(менее стабильная конформация)HCH3CH3два гош-взаимодействия(более стабильная конформация)Барьеры вращения вокруг связи С-X в соединениях типа CH3-XСоединениеВысота барьера (ккал/моль)АлканыCH3-CH32.88CH3-CH2CH33.4CH3-CH(CH3)23.9CH3-C(CH3)34.7CH3-SiH31.7ЭтилгалогенидыCH3-CH2F3.3CH3-CH2Cl3.7CH3-CH2Br3.7ГетерозамещённыеCH3-NH21.98CH3-NHCH33.62CH3-OH1.07CH3-OCH32.7Барьеры вращения настолько велики,что можно разделить конформерыt-But-BuAdHAdAdt-BuHAdHне переходят друг в другаHt-BuAd =.