Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Различные типы изомеров . Стереохимия фокусируется на стереоизомерах

Стереохимия , раздел химии , включает изучение относительного пространственного расположения атомов, которые образуют структуру молекул, и манипуляции с ними. [1] Изучение стереохимии сосредоточено на стереоизомерах , которые по определению имеют одинаковую молекулярную формулу и последовательность связанных атомов (строение), но различаются трехмерной ориентацией своих атомов в пространстве. По этой причине он также известен как трехмерная химия - приставка «стерео-» означает «трехмерность». [2]

Важным разделом стереохимии является изучение хиральных молекул. [3] Стереохимия охватывает весь спектр органической , неорганической , биологической , физической и особенно супрамолекулярной химии . Стереохимия включает методы определения и описания этих отношений; влияние на физические или биологические свойства, которые эти отношения передают рассматриваемым молекулам, и способ, которым эти отношения влияют на реакционную способность рассматриваемых молекул ( динамическая стереохимия ).

История [ править ]

Луи Пастера мог правильно быть описан как первый stereochemist, заметив , что в 1842 году соли из винной кислоты , полученной от вина производства сосудов могут вращать плоскость поляризованного света , но , что соли из других источников не были. Это свойство, единственное физическое свойство, которым различаются два типа солей винной кислоты, связано с оптической изомерией . В 1874 году Якобус Хенрикус ван 'т Хофф и Джозеф Ле Белобъяснил оптическую активность тетраэдрическим расположением атомов, связанных с углеродом. Кекуле использовал тетраэдрические модели ранее в 1862 году, но никогда не публиковал их; Эмануэле Патерно, вероятно, знал об этом, но он был первым, кто нарисовал и обсудил трехмерные структуры, такие как 1,2-дибромэтан, в Gazetta Chimica Italiana в 1893 году [4].

Значение [ править ]

Правила приоритета Кана – Ингольда – Прелога являются частью системы описания стереохимии молекулы. Они стандартным образом ранжируют атомы вокруг стереоцентра, что позволяет однозначно описать относительное положение этих атомов в молекуле. Проекции Фишера представляет собой упрощенный способ изобразить стереохимию вокруг стереоцентра.

Пример талидомида [ править ]

Талидомид-структур.png

Часто цитируемый пример важности стереохимии связан с катастрофой с талидомидом. Талидомид - это фармацевтический препарат , впервые приготовленный в 1957 году в Германии и назначаемый для лечения утреннего недомогания беременных женщин. Было обнаружено, что лекарство обладает тератогенным действием , вызывая серьезные генетические нарушения в отношении раннего эмбрионального роста и развития, что приводит к деформации конечностей у младенцев. Некоторые из нескольких предложенных механизмов тератогенности включают различную биологическую функцию для ( R ) - и ( S ) -талидомидных энантиомеров. [5] Однако в организме человека талидомид подвергается рацемизации.: даже если только один из двух энантиомеров вводится как лекарство, другой энантиомер образуется в результате метаболизма. [6] Соответственно, неверно утверждать, что один стереоизомер безопасен, а другой - тератогенный. [7] Талидомид в настоящее время используется для лечения других заболеваний, особенно рака и проказы . Были введены строгие правила и меры контроля, чтобы избежать его использования беременными женщинами и предотвратить деформации развития. Эта катастрофа стала движущей силой, заставившей требовать строгого тестирования лекарств, прежде чем они станут общедоступными.

Определения [ править ]

Дополнительная информация: Угол кручения

Существует множество определений, описывающих конкретный конформер ( Золотая книга ИЮПАК ), разработанных Уильямом Клайном и Владимиром Прелогом , составляющих их систему номенклатуры Клина – Прелога :

  • торсионный угол на ± 60 °, называется гош [8]
  • угол кручения от 0 ° до ± 90 ° называется син (с)
  • угол кручения от ± 90 ° до 180 ° называется анти (а)
  • угол кручения от 30 ° до 150 ° или от -30 ° до -150 ° называется клинальным
  • угол кручения от 0 ° до 30 ° или от 150 ° до 180 ° называется перипланарным (p)
  • угол кручения от 0 ° до 30 ° называется синперипланарной или син- или цис-конформацией (sp)
  • угол кручения от 30 ° до 90 ° и от -30 ° до -90 ° называется синклинальным, или гошем, или перекосом (sc) [9]
  • угол кручения от 90 ° до 150 ° и от –90 ° до –150 ° называется антиклинальным (ас)
  • угол кручения от ± 150 ° до 180 ° называется антиперипланарным или анти- или транс (ap).

Деформация кручения является результатом сопротивления скручиванию связки.

Типы [ править ]

  • Атропоизомерия
  • Цис - транс изомерия
  • Конформационная изомерия
  • Диастереомеры
  • Энантиомеры

См. Также [ править ]

  • Стереохимия алканов
  • Хиральное разрешение , которое часто включает кристаллизацию
  • Хиральность (химия) (R / S, d / l)
  • Химия твердого тела
  • Теория VSEPR
  • Формула скелета # Стереохимия, которая описывает, как стереохимия обозначается в формулах скелета.

Ссылки [ править ]

  1. ^ Эрнест Элиэль Основная органическая стереохимия , 2001 ISBN  0471374997 ; Бернард Теста и Джон Колдуэлл Органическая стереохимия: Руководящие принципы и биомедицинская значимость 2014 ISBN 3906390691 ; Органическая стереохимия Хуа-Цзе Чжу : экспериментальные и вычислительные методы 2015 ISBN 3527338225 ; Ласло Поппе, Михай Ногради, Йожеф Надь, Габор Хорнянски, Золтан Борос Стереохимия и стереоселективный синтез: введение 2016 ISBN 3527339019     
  2. ^ "определение стерео-" . Dictionary.com . Архивировано 9 июня 2010 года.
  3. ^ Марч, Джерри (1985), Advanced Organic Chemistry: Reactions, Mechanisms, and Structure (3 ed.), New York: Wiley, ISBN 0-471-85472-7
  4. ^ Роберто Зингалес Chem. Europ. J. 2009 , 15, 7760 https://onlinelibrary.wiley.com/doi/epdf/10.1002/chem.200900200
  5. Перейти ↑ Stephens TD, Bunde CJ, Fillmore BJ (июнь 2000 г.). «Механизм действия в тератогенезе талидомида». Биохимическая фармакология . 59 (12): 1489–99. DOI : 10.1016 / S0006-2952 (99) 00388-3 . PMID 10799645 . 
  6. ^ Тео СК, Колберн В.А., Трейсвелл В.Г., Кук К.А., Стирлинг Д.И., Яворски М.С., Шеффлер М.А., Томас С.Д., Ласкин О.Л. (2004). «Клиническая фармакокинетика талидомида». Clin. Фармакокинет . 43 (5): 311–327. DOI : 10.2165 / 00003088-200443050-00004 . PMID 15080764 . S2CID 37728304 .  
  7. ^ Francl, Мишель (2010). «Городские легенды химии». Химия природы . 2 (8): 600–601. Bibcode : 2010NatCh ... 2..600F . DOI : 10.1038 / nchem.750 . PMID 20651711 . 
  8. ^ Анслин, Эрик В. и Догерти, Деннис А. Современная физическая органическая химия . University Science (15 июля 2005 г.), 1083 стр. ISBN 1-891389-31-9 
  9. ^ IUPAC , Сборник химической терминологии , 2-е изд. («Золотая книга») (1997). Исправленная онлайн-версия: (2006–) " gauche ". DOI : 10,1351 / goldbook.G02593