Prezentace aplikace PowerPoint€¦ · čtyři různé atomy nebo skupiny, z nichž žádná není...
Transcript of Prezentace aplikace PowerPoint€¦ · čtyři různé atomy nebo skupiny, z nichž žádná není...
![Page 1: Prezentace aplikace PowerPoint€¦ · čtyři různé atomy nebo skupiny, z nichž žádná není obrazem některé z ostatních => asymetrický uhlík (*) - Zobrazování pomocí](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022050714/5e9a1643441e3a4b337fe3d0/html5/thumbnails/1.jpg)
ISOMERIE
SPOUSTA VĚCÍ V PŘÍRODĚ VYPADÁ PODOBNĚ, ALE VE SKUTEČNOSTI JSOU
NAPROSTO ODLIŠNÉ!
![Page 2: Prezentace aplikace PowerPoint€¦ · čtyři různé atomy nebo skupiny, z nichž žádná není obrazem některé z ostatních => asymetrický uhlík (*) - Zobrazování pomocí](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022050714/5e9a1643441e3a4b337fe3d0/html5/thumbnails/2.jpg)
Isomery = molekuly se stejným sumárním vzorcem, ale odlišnou chemickou strukturou
• Dle druhu isomerie se tyto látky mohou lišit fyzikálními, chemickými, popř. biologickými vlastnostmi
ISOMERIE
![Page 3: Prezentace aplikace PowerPoint€¦ · čtyři různé atomy nebo skupiny, z nichž žádná není obrazem některé z ostatních => asymetrický uhlík (*) - Zobrazování pomocí](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022050714/5e9a1643441e3a4b337fe3d0/html5/thumbnails/3.jpg)
DRUHY ISOMERIE
Vyplývají z volné rotace kolem
jednoduché vazby.
KONSTITUČNÍ IZOMERY
STEREOIZOMERY
KONFORMAČNÍ IZOMERY
KONFIGURAČNÍ ISOMERY
ŘETĚZOVÉ
Stejný sumární vzorec, ale
rozdílné pořadí atomů a
vazeb
Stejný strukturní vzorec,
různé uspořádání atomů v
prostoru
POLOHOVÉ
SKUPINOVÉ
Geometrické Optické
TAUTOMERIE
![Page 4: Prezentace aplikace PowerPoint€¦ · čtyři různé atomy nebo skupiny, z nichž žádná není obrazem některé z ostatních => asymetrický uhlík (*) - Zobrazování pomocí](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022050714/5e9a1643441e3a4b337fe3d0/html5/thumbnails/4.jpg)
= sloučeniny se stejným sumárním vzorcem lišící se konstitucí (strukturou) – tzn.
povahou a pořadím vazeb ve svých molekulách
- liší se fyzikálními i chemickými vlastnostmi
ŘETĚZOVÉ
- liší se uspořádáním uhlovodíkového řetězce (větvení)
2-methylpropan butan
pentan 2-methylbutan 2,2-dimethylpropan
C4H10
C5H12
Bod varu = -1 °C Bod tání = -140°C
Bod varu = -11 °C Bod tání = -160°C
Bod varu = 36°C Bod tání = -130°C
Bod varu = 28 °C Bod tání = -160°C
Bod varu = 10 °C Bod tání = -20°C
KONSTITUČNÍ ISOMERY
![Page 5: Prezentace aplikace PowerPoint€¦ · čtyři různé atomy nebo skupiny, z nichž žádná není obrazem některé z ostatních => asymetrický uhlík (*) - Zobrazování pomocí](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022050714/5e9a1643441e3a4b337fe3d0/html5/thumbnails/5.jpg)
ŘETĚZOVÉ
n 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13
i 1 1 1 2 3 5 9 18 35 72 159 355 802
Alkany CnH2n+2 : počet možných řetězových isomerů i
Výpočtem bylo zjištěno, že eikosan C20H42 může tvořit 360319 isomerů.
KONSTITUČNÍ ISOMERY
![Page 6: Prezentace aplikace PowerPoint€¦ · čtyři různé atomy nebo skupiny, z nichž žádná není obrazem některé z ostatních => asymetrický uhlík (*) - Zobrazování pomocí](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022050714/5e9a1643441e3a4b337fe3d0/html5/thumbnails/6.jpg)
Příklad: nakresli všechny možné izomery sumárního vzorce C6H14
![Page 7: Prezentace aplikace PowerPoint€¦ · čtyři různé atomy nebo skupiny, z nichž žádná není obrazem některé z ostatních => asymetrický uhlík (*) - Zobrazování pomocí](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022050714/5e9a1643441e3a4b337fe3d0/html5/thumbnails/7.jpg)
POLOHOVÉ
- liší se umístěním násobné vazby nebo substituentu
OH
OH
propan-1-ol propan-2-ol
but-1-en but-2-en
Bod varu = 97 °C Bod tání = -126°C
Bod varu = 82 °C Bod tání = -89°C
Bod varu = -106 °C Bod tání = -186°C
Bod varu = 1 °C Bod tání = -105°C
KONSTITUČNÍ ISOMERY
![Page 8: Prezentace aplikace PowerPoint€¦ · čtyři různé atomy nebo skupiny, z nichž žádná není obrazem některé z ostatních => asymetrický uhlík (*) - Zobrazování pomocí](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022050714/5e9a1643441e3a4b337fe3d0/html5/thumbnails/8.jpg)
POLOHOVÉ
CH3
CH3
CH3
CH3
CH3
CH3
o-xylen m-xylen p-xylen
KONSTITUČNÍ ISOMERY
![Page 9: Prezentace aplikace PowerPoint€¦ · čtyři různé atomy nebo skupiny, z nichž žádná není obrazem některé z ostatních => asymetrický uhlík (*) - Zobrazování pomocí](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022050714/5e9a1643441e3a4b337fe3d0/html5/thumbnails/9.jpg)
Příklad: nakreslete všechny možné polohové isomery brom-pentanu
![Page 10: Prezentace aplikace PowerPoint€¦ · čtyři různé atomy nebo skupiny, z nichž žádná není obrazem některé z ostatních => asymetrický uhlík (*) - Zobrazování pomocí](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022050714/5e9a1643441e3a4b337fe3d0/html5/thumbnails/10.jpg)
SKUPINOVÉ (FUNKČNÍ)
- liší se typem funkční skupiny => výrazně odlišné fyzikální i chemické vlastnosti
C3H8O
KONSTITUČNÍ IZOMERY
![Page 11: Prezentace aplikace PowerPoint€¦ · čtyři různé atomy nebo skupiny, z nichž žádná není obrazem některé z ostatních => asymetrický uhlík (*) - Zobrazování pomocí](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022050714/5e9a1643441e3a4b337fe3d0/html5/thumbnails/11.jpg)
TAUTOMERY
- liší se pouze polohou jedné násobné vazby a jednoho atomu vodíku
- jednotlivé izomery mohou přecházet jeden v druhý tautomerizací (migrace atomu vodíku, resp. protonu doplněná prohozením jednoduché vazby a k ní přilehající dvojné vazby) - energetická bariéra mezi jednotlivými isomery je velmi malá, tudíž dochází snadno k vzájemné přeměně a ustanovuje se dynamická rovnováha v závislosti na daných podmínkách (teplota, typ rozpouštědla, katalýza, atd…).
Oxo-enol tautomerie
KONSTITUČNÍ IZOMERY
![Page 12: Prezentace aplikace PowerPoint€¦ · čtyři různé atomy nebo skupiny, z nichž žádná není obrazem některé z ostatních => asymetrický uhlík (*) - Zobrazování pomocí](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022050714/5e9a1643441e3a4b337fe3d0/html5/thumbnails/12.jpg)
TAUTOMERY
Azo-hydrazonová tautomerie
KONSTITUČNÍ IZOMERY
![Page 13: Prezentace aplikace PowerPoint€¦ · čtyři různé atomy nebo skupiny, z nichž žádná není obrazem některé z ostatních => asymetrický uhlík (*) - Zobrazování pomocí](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022050714/5e9a1643441e3a4b337fe3d0/html5/thumbnails/13.jpg)
Tautomerie v DNA
-tautomerie je důležitá pro správné párování bází ve dvouřetězcových nukleových
kyselinách. Při nesprávném párování může dojít k mutacím.
N
N N
N
O
N
H
HN
N N
N
O
N
H
H
H
H
H
H
N
N N
N
O
N
H
H
H
H
Některé tautomerní rovnováhy u guaninu:
KONSTITUČNÍ IZOMERY
![Page 14: Prezentace aplikace PowerPoint€¦ · čtyři různé atomy nebo skupiny, z nichž žádná není obrazem některé z ostatních => asymetrický uhlík (*) - Zobrazování pomocí](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022050714/5e9a1643441e3a4b337fe3d0/html5/thumbnails/14.jpg)
Tautomerie v DNA
![Page 15: Prezentace aplikace PowerPoint€¦ · čtyři různé atomy nebo skupiny, z nichž žádná není obrazem některé z ostatních => asymetrický uhlík (*) - Zobrazování pomocí](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022050714/5e9a1643441e3a4b337fe3d0/html5/thumbnails/15.jpg)
STEREOISOMERY
KONFORMAČNÍ ISOMERY
- různá uspořádání atomů vyplývající z otáčení kolem jednoduché vazby =
konformace, vznik konformeru (konformačního isomeru)
- Konformery mají atomy spojeny stejným způsobem, není je možné izolovat –
rychle se navzájem přeměňují
- Typické pro alkany
![Page 16: Prezentace aplikace PowerPoint€¦ · čtyři různé atomy nebo skupiny, z nichž žádná není obrazem některé z ostatních => asymetrický uhlík (*) - Zobrazování pomocí](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022050714/5e9a1643441e3a4b337fe3d0/html5/thumbnails/16.jpg)
STEREOISOMERY
KONFORMAČNÍ ISOMERY
Dva způsoby zobrazení:
Perspektivní zobrazení -vazba C-C pod šikmým úhlem
-prostorová orientace vyjádřena uvedením všech vazeb C-H
Newmanova projekce -pohled na molekulu ve směru vazby
uhlík-uhlík – ty se tak dostávají do zákrytu a kreslí se jako kroužek
Atom uhlíku blíže k nám
Vzdálenější atom uhlíku
![Page 17: Prezentace aplikace PowerPoint€¦ · čtyři různé atomy nebo skupiny, z nichž žádná není obrazem některé z ostatních => asymetrický uhlík (*) - Zobrazování pomocí](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022050714/5e9a1643441e3a4b337fe3d0/html5/thumbnails/17.jpg)
Překreslování do Newmanovy projekce:
KONFORMAČNÍ ISOMERY
![Page 18: Prezentace aplikace PowerPoint€¦ · čtyři různé atomy nebo skupiny, z nichž žádná není obrazem některé z ostatních => asymetrický uhlík (*) - Zobrazování pomocí](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022050714/5e9a1643441e3a4b337fe3d0/html5/thumbnails/18.jpg)
KONFORMAČNÍ ISOMERY
…některé konformace jsou stabilnější, některé méně.
![Page 19: Prezentace aplikace PowerPoint€¦ · čtyři různé atomy nebo skupiny, z nichž žádná není obrazem některé z ostatních => asymetrický uhlík (*) - Zobrazování pomocí](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022050714/5e9a1643441e3a4b337fe3d0/html5/thumbnails/19.jpg)
KONFORMAČNÍ ISOMERY
- některé konformace jsou stabilnější – nejstabilnější v případě, kdy je všech šest C-
H vazeb od sebe maximálně vzdálených = střídavá konformace (staggered)
- nejméně stabilní = všech šest C-H vazeb v největší blízkosti = zákrytová
konformace (eclipsed)
Střídavá Zákrytová
Torzní úhel = 60° Torzní úhel = 0°
![Page 20: Prezentace aplikace PowerPoint€¦ · čtyři různé atomy nebo skupiny, z nichž žádná není obrazem některé z ostatních => asymetrický uhlík (*) - Zobrazování pomocí](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022050714/5e9a1643441e3a4b337fe3d0/html5/thumbnails/20.jpg)
KONFORMAČNÍ ISOMERY
Zákrytové konformace
Závislost potenciální energie na úhlu otáčení kolem vazby C-C v ethanu
![Page 21: Prezentace aplikace PowerPoint€¦ · čtyři různé atomy nebo skupiny, z nichž žádná není obrazem některé z ostatních => asymetrický uhlík (*) - Zobrazování pomocí](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022050714/5e9a1643441e3a4b337fe3d0/html5/thumbnails/21.jpg)
KONFORMAČNÍ ISOMERY
S rostoucí délkou alkanu složitější konformace – k interakci mezi atomy vodíku přibývají interakce mezi vazbami C-H a C-C
antiperiplanární
synperiplanární
antiklinální
synklinální
![Page 22: Prezentace aplikace PowerPoint€¦ · čtyři různé atomy nebo skupiny, z nichž žádná není obrazem některé z ostatních => asymetrický uhlík (*) - Zobrazování pomocí](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022050714/5e9a1643441e3a4b337fe3d0/html5/thumbnails/22.jpg)
Příklad: nakresli molekulu 1-chlorpropanu. Ve směru vazby C1-C2 nakresli Newmanovu projekci nejstabilnější a nejméně stabilní konformace.
![Page 23: Prezentace aplikace PowerPoint€¦ · čtyři různé atomy nebo skupiny, z nichž žádná není obrazem některé z ostatních => asymetrický uhlík (*) - Zobrazování pomocí](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022050714/5e9a1643441e3a4b337fe3d0/html5/thumbnails/23.jpg)
KONFORMAČNÍ ISOMERY CYKLOALKANŮ
- většina cykloalkanů nemá planární strukturu - snaha dosáhnout tetraedrického uspořádání => nerovinné trojrozměrné konformace - zábrana rotace kolem vazby => torzní pnutí - stérické napětí
Úhlové pnutí = napětí, které vzniká vynuceným zvětšením nebo zmenšením vazebných úhlů Torzní pnutí = pnutí způsobené zákrytovým uspořádáním sousedních vazeb Sterické pnutí = pnutí vyvolané odpudivými interakcemi mezi atomy, které se k sobě přiblíží příliš blízko
![Page 24: Prezentace aplikace PowerPoint€¦ · čtyři různé atomy nebo skupiny, z nichž žádná není obrazem některé z ostatních => asymetrický uhlík (*) - Zobrazování pomocí](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022050714/5e9a1643441e3a4b337fe3d0/html5/thumbnails/24.jpg)
KONFORMAČNÍ ISOMERY CYKLOALKANŮ
Cyklopropan -úhlové i torzní pnutí
všechny atomy vodíku jsou v zákrytu
![Page 25: Prezentace aplikace PowerPoint€¦ · čtyři různé atomy nebo skupiny, z nichž žádná není obrazem některé z ostatních => asymetrický uhlík (*) - Zobrazování pomocí](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022050714/5e9a1643441e3a4b337fe3d0/html5/thumbnails/25.jpg)
KONFORMAČNÍ ISOMERY CYKLOALKANŮ
Cyklobutan - menší úhlové pnutí, ale vyšší torzní napětí než cyklopropan - slabě zalomený
![Page 26: Prezentace aplikace PowerPoint€¦ · čtyři různé atomy nebo skupiny, z nichž žádná není obrazem některé z ostatních => asymetrický uhlík (*) - Zobrazování pomocí](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022050714/5e9a1643441e3a4b337fe3d0/html5/thumbnails/26.jpg)
KONFORMAČNÍ ISOMERY CYKLOALKANŮ
Cyklopentan - téměř žádné úhlové pnutí, ale značné torzní napětí - zkroucení do neplanární konformace
![Page 27: Prezentace aplikace PowerPoint€¦ · čtyři různé atomy nebo skupiny, z nichž žádná není obrazem některé z ostatních => asymetrický uhlík (*) - Zobrazování pomocí](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022050714/5e9a1643441e3a4b337fe3d0/html5/thumbnails/27.jpg)
KONFORMAČNÍ ISOMERY CYKLOALKANŮ
Cyklohexan - zcela bez pnutí díky prostorové deformaci do 3D konformace - židličková konformace
![Page 28: Prezentace aplikace PowerPoint€¦ · čtyři různé atomy nebo skupiny, z nichž žádná není obrazem některé z ostatních => asymetrický uhlík (*) - Zobrazování pomocí](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022050714/5e9a1643441e3a4b337fe3d0/html5/thumbnails/28.jpg)
KONFORMAČNÍ ISOMERY CYKLOALKANŮ
Cyklohexan
![Page 29: Prezentace aplikace PowerPoint€¦ · čtyři různé atomy nebo skupiny, z nichž žádná není obrazem některé z ostatních => asymetrický uhlík (*) - Zobrazování pomocí](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022050714/5e9a1643441e3a4b337fe3d0/html5/thumbnails/29.jpg)
KONFORMAČNÍ ISOMERY CYKLOALKANŮ
Cyklohexan - kreslení
Všechny tyto vodíky jsou směrem nahoru vzhledem k uhlíku, na kterém jsou vázány
Všechny tyto vodíky jsou směrem dolů vzhledem k uhlíku, na kterém jsou vázány
![Page 30: Prezentace aplikace PowerPoint€¦ · čtyři různé atomy nebo skupiny, z nichž žádná není obrazem některé z ostatních => asymetrický uhlík (*) - Zobrazování pomocí](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022050714/5e9a1643441e3a4b337fe3d0/html5/thumbnails/30.jpg)
KONFORMAČNÍ ISOMERY CYKLOALKANŮ
Cyklohexan - kreslení
• Začni na jednom konci
• Nakresli dvě rovnoběžky stejné délky
• Vrchol nové čáry by měl být stejně vysoko jako ten původní
• Dokresli zbývající vazby, měly by být rovnoběžné k prvním namalovaným
rovnoběžky
rovnoběžky
![Page 31: Prezentace aplikace PowerPoint€¦ · čtyři různé atomy nebo skupiny, z nichž žádná není obrazem některé z ostatních => asymetrický uhlík (*) - Zobrazování pomocí](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022050714/5e9a1643441e3a4b337fe3d0/html5/thumbnails/31.jpg)
KONFORMAČNÍ ISOMERY CYKLOALKANŮ
Cyklohexan – dokreslení vodíků
• Axiální vazby - směřují kolmo směrem od vrcholů (uhlíků) - pravidelné střídání nahoru a dolů po kruhu
• Ekvatoriální vazby - Každá e vazba musí být rovnoběžná s jednou vazbou C-C
Tvar písmene W
Tvar písmene M
![Page 32: Prezentace aplikace PowerPoint€¦ · čtyři různé atomy nebo skupiny, z nichž žádná není obrazem některé z ostatních => asymetrický uhlík (*) - Zobrazování pomocí](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022050714/5e9a1643441e3a4b337fe3d0/html5/thumbnails/32.jpg)
KONFORMAČNÍ ISOMERY CYKLOALKANŮ
Cyklohexan – výsledek
![Page 33: Prezentace aplikace PowerPoint€¦ · čtyři různé atomy nebo skupiny, z nichž žádná není obrazem některé z ostatních => asymetrický uhlík (*) - Zobrazování pomocí](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022050714/5e9a1643441e3a4b337fe3d0/html5/thumbnails/33.jpg)
KONFORMAČNÍ ISOMERY CYKLOALKANŮ
Cyklohexan – překlápění židličky
Změna z axiálního vodíku na ekvatoriální!!!
![Page 34: Prezentace aplikace PowerPoint€¦ · čtyři různé atomy nebo skupiny, z nichž žádná není obrazem některé z ostatních => asymetrický uhlík (*) - Zobrazování pomocí](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022050714/5e9a1643441e3a4b337fe3d0/html5/thumbnails/34.jpg)
KONFORMAČNÍ ISOMERY CYKLOALKANŮ
Substituovaný cyklohexan
- u monosubstituovaného cyklohexanu existence dvou různých židliček – jedna se
substituentem v axiální poloze a druhá se substituentem v ekvatoriální
- mezi oběma židličkami rychlá rovnováha, ale nebudou mít stejnou energií
- Ve většině případu konformace se substituentem v axiální poloze má vyšší energií = je
méně stabilní
Nižší energie, stabilnější
![Page 35: Prezentace aplikace PowerPoint€¦ · čtyři různé atomy nebo skupiny, z nichž žádná není obrazem některé z ostatních => asymetrický uhlík (*) - Zobrazování pomocí](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022050714/5e9a1643441e3a4b337fe3d0/html5/thumbnails/35.jpg)
KONFORMAČNÍ ISOMERY CYKLOALKANŮ
Důvod:
1,3-diaxiální interakce
Substituovaný cyklohexan
Antiperiplanární uspořádání Synklinální uspořádání
![Page 36: Prezentace aplikace PowerPoint€¦ · čtyři různé atomy nebo skupiny, z nichž žádná není obrazem některé z ostatních => asymetrický uhlík (*) - Zobrazování pomocí](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022050714/5e9a1643441e3a4b337fe3d0/html5/thumbnails/36.jpg)
KONFORMAČNÍ ISOMERY CYKLOALKANŮ
Disubstituovaný cyklohexan
![Page 37: Prezentace aplikace PowerPoint€¦ · čtyři různé atomy nebo skupiny, z nichž žádná není obrazem některé z ostatních => asymetrický uhlík (*) - Zobrazování pomocí](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022050714/5e9a1643441e3a4b337fe3d0/html5/thumbnails/37.jpg)
Příklad: nakresli obě židličkové konformace cyklohexanolu a rozhodni, která z nich bude stabilnější
Příklad: nakresli obě židličkové konformace trans-1,4-diethylcyklohexanu a rozhodni, která z nich bude stabilnější
![Page 38: Prezentace aplikace PowerPoint€¦ · čtyři různé atomy nebo skupiny, z nichž žádná není obrazem některé z ostatních => asymetrický uhlík (*) - Zobrazování pomocí](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022050714/5e9a1643441e3a4b337fe3d0/html5/thumbnails/38.jpg)
STEREOISOMERY
KONFIGURAČNÍ ISOMERY
Geometrické
- stejně vázané atomy, rozdílná prostorová geometrie
- Isomerie na násobné vazbě nebo kruhu
- Není umožněna volná otáčivost kolem násobné vazby nebo cyklu
- Cykly: cis/trans isomery
- Dvojné vazby: E/Z isomery
cis trans
E Z
![Page 39: Prezentace aplikace PowerPoint€¦ · čtyři různé atomy nebo skupiny, z nichž žádná není obrazem některé z ostatních => asymetrický uhlík (*) - Zobrazování pomocí](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022050714/5e9a1643441e3a4b337fe3d0/html5/thumbnails/39.jpg)
STEREOISOMERY
KONFIGURAČNÍ ISOMERY
Geometrické – určováni E/Z
- Pravidla posloupnosti: leží-li v molekule alkenu oba substituenty s vyšší prioritou na jedné
straně dvojné vazby = Z (zusanmmen, spolu). Leží-li dva substituenty s vyšší prioritou na
opačných stranách dvojné vazby = E (entgegen, proti sobě)
nižší
nižší
nižší nižší vyšší
vyšší vyšší vyšší
E Z
- Vyšší prioritu má atom s vyšším protonovým číslem
- Pokud se nepodaří stanovit posloupnost priority na prvních atomech v substituentech,
postupujeme dál k druhému, třetímu, atp atomu ve směru od dvojné vazby, dokud
nenajdeme rozdíl
![Page 40: Prezentace aplikace PowerPoint€¦ · čtyři různé atomy nebo skupiny, z nichž žádná není obrazem některé z ostatních => asymetrický uhlík (*) - Zobrazování pomocí](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022050714/5e9a1643441e3a4b337fe3d0/html5/thumbnails/40.jpg)
Příklad: urči konfiguraci na násobných vazbách následujících sloučenin
![Page 41: Prezentace aplikace PowerPoint€¦ · čtyři různé atomy nebo skupiny, z nichž žádná není obrazem některé z ostatních => asymetrický uhlík (*) - Zobrazování pomocí](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022050714/5e9a1643441e3a4b337fe3d0/html5/thumbnails/41.jpg)
KONFIGURAČNÍ ISOMERY
Optické
- Stejná konstituce, stejná geometrie, stejné fyzikální vlastnosti, liší se pouze absolutní
konfigurací
- Vykazují optickou aktivitu
- Mohou přecházet jeden v druhý pouze štěpením a opětovnou tvorbou kovalentní vazby
- Typické pro chirální molekuly = molekuly, které nejsou identické se svým zrcadlovým
obrazem (Chiralita = neidentita předmětu a jeho zrcadlového obrazu). Nemají žádnou
rovinu symetrie!
- Chirální molekuly existují ve formě páru stereoisomerů = enantiomery
![Page 42: Prezentace aplikace PowerPoint€¦ · čtyři různé atomy nebo skupiny, z nichž žádná není obrazem některé z ostatních => asymetrický uhlík (*) - Zobrazování pomocí](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022050714/5e9a1643441e3a4b337fe3d0/html5/thumbnails/42.jpg)
KONFIGURAČNÍ ISOMERY
Optické
- Nejčastější případ = sloučeniny obsahující tetrahedrální atom uhlíku, k němuž jsou vázány
čtyři různé atomy nebo skupiny, z nichž žádná není obrazem některé z ostatních =>
asymetrický uhlík (*)
- Zobrazování pomocí prostorových konfiguračních vzorců, popř jejich projekcí do
roviny (Fisherovy vzorce)
![Page 43: Prezentace aplikace PowerPoint€¦ · čtyři různé atomy nebo skupiny, z nichž žádná není obrazem některé z ostatních => asymetrický uhlík (*) - Zobrazování pomocí](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022050714/5e9a1643441e3a4b337fe3d0/html5/thumbnails/43.jpg)
Neztotožnitelnost zrcadlových obrazů je možná pouze v případě, že jsou všechny
čtyři substituenty různé
Na příkladu je vidět jak předmět se dvěma totožnými substituenty není chirální.
Zrcadlový obraz je po otočení o 180 stupňů ztotožnitelný s předlohou.
![Page 44: Prezentace aplikace PowerPoint€¦ · čtyři různé atomy nebo skupiny, z nichž žádná není obrazem některé z ostatních => asymetrický uhlík (*) - Zobrazování pomocí](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022050714/5e9a1643441e3a4b337fe3d0/html5/thumbnails/44.jpg)
Optické izomery
Určování konfigurace:
-Pro zápis konfigurace se používá tzv. R-S nebo Cahn-Ingold-Prelogův systém.
1. Priorita se řídí protonovým číslem. Čím vyšší protonové číslo tím vyšší priorita. I > Br > Cl > F > O > N > C > D > H
2. Pokud není možné určit prioritu podle pravidla 1 (např. dva atomy jsou stejné). Postupuje se podle stejného pravidla směrem od chirálního centra.
C C H
H
H
H
H
C H
H
H
ethyl methyl
3. Násobné vazby se považují rovné násobkům jednoduchým vazeb.
C C H
H H
C C H
H
C
H
C
=
Pořadí důležitosti (priority) jednotlivých atomů a funkčních skupin do následující posloupnosti: I >Br > Cl > SO2R > SOR > SR > SH > F > OCOR > OR > OH > NO2 > NHCOR > NR2 > NHR > NH2 > CCl3 > COCl > COOR > COOH > CONH2 > COR > CHO > CR2OH > CHROH > CH2OH > CR3 > C6H5 > CHR2 > CH2R > CH3 > D> H
![Page 45: Prezentace aplikace PowerPoint€¦ · čtyři různé atomy nebo skupiny, z nichž žádná není obrazem některé z ostatních => asymetrický uhlík (*) - Zobrazování pomocí](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022050714/5e9a1643441e3a4b337fe3d0/html5/thumbnails/45.jpg)
Optické isomery
Určování konfigurace-praxe:
Konfigurace R
Konfigurace S
Točím doprava
Točím doleva
![Page 46: Prezentace aplikace PowerPoint€¦ · čtyři různé atomy nebo skupiny, z nichž žádná není obrazem některé z ostatních => asymetrický uhlík (*) - Zobrazování pomocí](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022050714/5e9a1643441e3a4b337fe3d0/html5/thumbnails/46.jpg)
Optické
Určování konfigurace-praxe jiný způsob:
Pokud mám dobrou představivost, nemusím vzorec překreslovat, ale pamatuj:
Jednorázová záměna substituentů na stereogenním centru mění jeho absolutní konfiguraci.
Dvojnásobná změna substituentů konfigurací nemění.
Toho lze využít v případě, že substituent s nejnižší prioritou míří k pozorovateli.
první záměna substituentů
druhá záměna substituentů
![Page 47: Prezentace aplikace PowerPoint€¦ · čtyři různé atomy nebo skupiny, z nichž žádná není obrazem některé z ostatních => asymetrický uhlík (*) - Zobrazování pomocí](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022050714/5e9a1643441e3a4b337fe3d0/html5/thumbnails/47.jpg)
Optické isomery
Fisherova projekce
- způsob zobrazení čtyřvazného atomu uhlíku do roviny - Vhodná pro znázornění organických molekul s více chirálními centry
![Page 48: Prezentace aplikace PowerPoint€¦ · čtyři různé atomy nebo skupiny, z nichž žádná není obrazem některé z ostatních => asymetrický uhlík (*) - Zobrazování pomocí](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022050714/5e9a1643441e3a4b337fe3d0/html5/thumbnails/48.jpg)
![Page 49: Prezentace aplikace PowerPoint€¦ · čtyři různé atomy nebo skupiny, z nichž žádná není obrazem některé z ostatních => asymetrický uhlík (*) - Zobrazování pomocí](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022050714/5e9a1643441e3a4b337fe3d0/html5/thumbnails/49.jpg)
Optické
Fisherova projekce – postup pro překreslování z prostorových vzorců
=
Chirální uhlík
substituenty
=
Substituent s nejvyšším oxidačním stupněm
![Page 50: Prezentace aplikace PowerPoint€¦ · čtyři různé atomy nebo skupiny, z nichž žádná není obrazem některé z ostatních => asymetrický uhlík (*) - Zobrazování pomocí](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022050714/5e9a1643441e3a4b337fe3d0/html5/thumbnails/50.jpg)
Fisherova projekce
Povolené operace:
• otočení projekce v nákresně o 180°
• Zachování pozice jedné skupiny a otáčení zbývajícími třemi ve směru nebo proti směru hodinových ručiček
![Page 51: Prezentace aplikace PowerPoint€¦ · čtyři různé atomy nebo skupiny, z nichž žádná není obrazem některé z ostatních => asymetrický uhlík (*) - Zobrazování pomocí](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022050714/5e9a1643441e3a4b337fe3d0/html5/thumbnails/51.jpg)
Fisherova projekce
• Zakázané operace: otočení projekce v nákresně o 90° (resp. 270°)
![Page 52: Prezentace aplikace PowerPoint€¦ · čtyři různé atomy nebo skupiny, z nichž žádná není obrazem některé z ostatních => asymetrický uhlík (*) - Zobrazování pomocí](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022050714/5e9a1643441e3a4b337fe3d0/html5/thumbnails/52.jpg)
Určení konfigurace z Fisherovy projekce
1. Přiřaď priority jednotlivým substituentům
2. Skupinu s nejnižší prioritou přemísti nahoru (povoleným způsobem!)
3. Urči směr rotace a konfiguraci
![Page 53: Prezentace aplikace PowerPoint€¦ · čtyři různé atomy nebo skupiny, z nichž žádná není obrazem některé z ostatních => asymetrický uhlík (*) - Zobrazování pomocí](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022050714/5e9a1643441e3a4b337fe3d0/html5/thumbnails/53.jpg)
Příklad: do Fisherovy projekce překresli následující sloučeniny
![Page 54: Prezentace aplikace PowerPoint€¦ · čtyři různé atomy nebo skupiny, z nichž žádná není obrazem některé z ostatních => asymetrický uhlík (*) - Zobrazování pomocí](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022050714/5e9a1643441e3a4b337fe3d0/html5/thumbnails/54.jpg)
H3C CH CH CH3
Br Cl
* *2-brom-3-chlorbutan
CH3
CH3
H Cl
Br H
CH3
CH3
Cl H
H Br
CH3
CH3
Cl H
Br H
CH3
CH3
H Cl
H BrR
S
S
S
S
R
R
R
enantiomery enantiomery
Izomery (2R,3R) a (2R,3S) nejsou vůči sobě zrcadlovými obrazy, protože mají na atomu uhlíku č. 2 stejnou konfiguraci. Zcela jistě se jedná o stereoizomery, ale nejedná se o enantiomery. Pro takovéto páry se používá název diastereoizomery. Diastereoizomery jsou stereoizomery, které nejsou svým zrcadlovým obrazem.
Optické isomery s více chirálními centry
diastereoisomery
![Page 55: Prezentace aplikace PowerPoint€¦ · čtyři různé atomy nebo skupiny, z nichž žádná není obrazem některé z ostatních => asymetrický uhlík (*) - Zobrazování pomocí](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022050714/5e9a1643441e3a4b337fe3d0/html5/thumbnails/55.jpg)
Optické isomery s více chirálními centry
![Page 56: Prezentace aplikace PowerPoint€¦ · čtyři různé atomy nebo skupiny, z nichž žádná není obrazem některé z ostatních => asymetrický uhlík (*) - Zobrazování pomocí](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022050714/5e9a1643441e3a4b337fe3d0/html5/thumbnails/56.jpg)
56
Přednáška 3
Meso sloučeniny H3C CH CHCH3
Cl Cl
* *2,3-dichlorbutan
CH3
CH3
H Cl
Cl H
CH3
CH3
Cl H
H Cl
CH3
CH3
Cl H
Cl H
CH3
CH3
H Cl
H ClR
S
S
S
S
R
R
R
enantiomery stejná sloučeninaachirální meso forma
rovina symetrie
Meso sloučeniny mají rovinu symetrie a jsou tedy opticky neaktivní.
Jedná se o achirální diastereoizomery sloučenin obsahující centra chirality.
![Page 57: Prezentace aplikace PowerPoint€¦ · čtyři různé atomy nebo skupiny, z nichž žádná není obrazem některé z ostatních => asymetrický uhlík (*) - Zobrazování pomocí](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022050714/5e9a1643441e3a4b337fe3d0/html5/thumbnails/57.jpg)
57
Chiralita a biologické vlastnosti
Při interakci stereoisomerů s receptory dochází k takzvané biodiskriminaci
Vůně
První případ byl popsán Piuttem (1886) – pozoroval rozdílnou chuť
H H
(R)-(+)-limonen (S)-(-)-limonen
vůně pomeranče vůně citronu
![Page 58: Prezentace aplikace PowerPoint€¦ · čtyři různé atomy nebo skupiny, z nichž žádná není obrazem některé z ostatních => asymetrický uhlík (*) - Zobrazování pomocí](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022050714/5e9a1643441e3a4b337fe3d0/html5/thumbnails/58.jpg)
THALIDOMID (CONTERGAN)
50.-60. léta 20.století – pokusy na zvířatech a klinické studie na dobrovolnících neprokazují
žádné negativní vedlejší účinky Světová zdravotnická organizace registruje tuto substanci
pod názvem Thalidomid
1957 – zahájení prodeje (sedativum a hypnotikum pro těhotné ženy), 5 000 000 lidí užívá
tento „lék“
1961 – první zmínka o souvislosti mezi zvýšením počtu novorozenců s vrozenou vývojovou
vadou a užíváním tohoto léčiva
1956 – 1961 - 12 000 postižených dětí
1961 – stáhnutí léku z prodeje
1. září 2012 se výrobce oficiálně omluvil obětem tohoto léku...
![Page 59: Prezentace aplikace PowerPoint€¦ · čtyři různé atomy nebo skupiny, z nichž žádná není obrazem některé z ostatních => asymetrický uhlík (*) - Zobrazování pomocí](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022050714/5e9a1643441e3a4b337fe3d0/html5/thumbnails/59.jpg)
Teratogenní účinky!! Sedativní účinky
![Page 60: Prezentace aplikace PowerPoint€¦ · čtyři různé atomy nebo skupiny, z nichž žádná není obrazem některé z ostatních => asymetrický uhlík (*) - Zobrazování pomocí](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022050714/5e9a1643441e3a4b337fe3d0/html5/thumbnails/60.jpg)
Příklady
1. Které z následujících Fisherových projekcí představují stejné enantiomery?
2. Z Fisherovy projekce určete konfiguraci na chirálním centru
3. Určete, zda se v následujících párech jedná o enantiomery, diastereisomery nebo meso-sloučeniny