new Лекцияstereo1).pdf · 2006. 3. 21. · Лекция2 Номенклатура....
TRANSCRIPT
Лекция 2Номенклатура. Основы стереохимии
Ignoratis terminis artis ignoratis et ars-Если не извесны термины науки,
неизвестна и наука
Степень окисления и окислительный уровеньЗаместительная номенклатура, ИЮПАК. Понятия родоначальнойструктуры, характеристических групп. Названия нефункциональныхзаместителей, функциональных групп, предельных, непредельных, ароматических заместителей. Старшинство функциональных групп. Основные правила составления заместительных названий органическихсоединений, тривиальные и рациональные названияАсимметрический атом углерода. Хиральность, условия, необходимыедля возникновения хиральности. Конфигурация, отличие отконформации. Оптическая изомерия, оптическая активность. Энантиомеры. Природные источники хиральности: аминокислоты, углеводы, терпены, алкалоиды. Принцип R,S-номенклатуры для соединений с оптическим центром. Определение порядка старшинства заместителей у хирального центра(правила Кана-Ингольда-Прелога). Проекционные формулы (Э. Фишер). Их построение, правилапользования ими (для соединений с одним асимметрическим атомомуглерода). Построение проекций Фишера.
Названия углеводородных остатков
метан
этан
пропан
бутан
пентан
гексан
гептан
октан
нонан
декан
CH4
H3C CH3
H3C CH3
H3CCH3
H3C CH3
H3CCH3
H3C CH3
H3CCH3
H3C CH3
H3CCH3
циклопропан
циклобутан
циклопентан
циклогексан
циклогептан
циклооктан
циклононан
циклодекан
CH3OH
O
Me H
O
OH
OCN
Cl
OHC CH O CH3NO2
OHNH2 O
OH NH2
O
метанол этанальциклогексанон масляная кислота пентилнитрил
гептаноил хлорид этин этоксиэтан нитрометан пропен
пропан-1-ол 2-аминобутан пентан-2-он бут-1-ен
бут-2-енпентан-3-он(не 3-аминобутан)пропан-2-ол
CO2H
NH2H2N
NH2 HO2CCO2H
CBr4
Cl
Me ClCl
Примеры соединений более чем с одной функциональной группой
2-аминомасляная кислота 1,6-диаминогексан гександиовая кислота
тетрабромметан1,1,1-трихлорэтан
OHNH2
O OH
O2N NO2
NO2
HO
ClCl CO2H
Cl H2N
OH
2-аминоциклогексанол 2,4,6-тринитробензойная кислота
1-бутилциклопропанол1,3,5-триметил бензол2-метилбутан
1,2-дихлорбензолили отро-дихлорбензолили о-дихлорбензол
3-хлорбензойная кислотаили мета-хлорбензойная кислотаили м-хлорбензойная кислота
4-аминофенол или пара-аминофенолили п-аминофенол
Me Me
O
Me H
O
H OH
O
Me OH
O
EtO Me
O
ацетон ацетальдегидмуравьинаякислота
уксуснаякислота
этилацетат
Et2O
N
Me OH
эфир илидиэтиловый эфир бензол толуол фенол пиридин
винильнаягруппа
аллильнаягруппа
фенильнаягруппа бензильная
группа
N
Co+N
N
N
NN
O
PN
O-O
O ONH
O
O
O
O
HO
O
O
O
H3C
H3C
H3C
CH3NH2
H2N
H2N
H3C
NH2
H2N
NH2
H3C CH3
CH3
HO
CH3
CH3
H3C
HH
H
H
N O
N H
HH
HO
(4aS,11bR,14aS,15aR,15bR,15cS)-3,4a,5,12,13,14a,15,15a,15b,15c-decahydro-1,14-methanocyclohepta[de]indolo[3,2,1-ij]pyrrolo[2,3-h]quinolin-6(4H)-one
стрихнин или
витамин В12 или...
H NMe
O
Me
S
O
Me MeOТГФ(тетрагидрофуран) ДМФА
(диметилформамид)ДМСО(диметилсульфоксид)
Me
Me N Me
Me
Li
Al
H
Me
Me
Me
Me
N
H
CrCl O
O ONN
CO2EtEtO2C
LDA(диизопропиламид лития)
DIBAL(диизобутил алюминий гидрид)
PCC(хлорхромат пиридиния)
DEAD(диэтил азодикарбоксилат)
R
Me
Et
Pr (n-Pr)
Bu (n-Bu)
i-Bu
i-Pr
s-Bu
t-Bu
Ar
Ph
Bn
Ac
CH3
X
Ar
O
F, Cl, Br, I
метил
этил
пропил
бутил
изо-бутил
изо-пропил
втор-бутил
трет-бутил
арил
фенил
бензил
ацетил
винил
аллил
галогенид
H
CH H
H
NH H
H
O HH
тетраэдрический метан(4 связи и ни одной свободной пары)
тетраэдрический аммиак(3 связи и 1 неподеленная пара)
тетраэдрическая вода(2 связи и 2 неподеленных пар)
H
H
H
H
117.8 °C-H связь 0.108 нм
C-C связь 0.133 нм
HH
Конформация – пространственное расположение атомов в молекуле, которое может изменятся при вращении и изгибе связей
Конфигурация -пространственное расположение
атомов в молекуле, которое не можетизменятся при вращении и изгибе
связей
конформация и конфигурация
некоторые конформации более стабильны, чем другие
разная конфигурация
O
O
O
O
O
O
ферромон гороховой моли
конформация или конфигурация
H CO2H
H CO2HMe
MeHO2C Me
H CO2HMe
H
HO
Et
MeOH
Me
Et
H CO2H
H CO2HMe
MeH Me
H CO2HMe
CO2H
HO
Et
Me
OH Et
Me
Энантиомеры – структуры являющиеся зеркальным отражением друг другаХиральность – несовместимость молекулы с ее зеркальным отображением
H
HCl
Cl
Br Br
I I
H3C OH
HCOOH
Cl H
HCl
H3C Pr
HEt
F Br
ICl
[α] =α/lc
удельное вращение
Соединение [α] Соединение [α]
камфора +44.3 Пенициллин V 223
морфин -132 Глутаматнатрия
+25.5
сахароза +66.5 бензол 0
холестерин -31.5 Уксуснаякислота
0
HNO
O N
O
O
(-)- Thalidomide тератоген(+)- Thalidomide транквилизатор
O O
O O
Me MeMe2N NMe2
DARVON NORVAD
Болеутоляющее средство Противокашлевое средство
Природные аминокислоты
L-Ornithine L-Phenilalanine L-Proline
L-Pyroglutamic acid L-Serine L-Tryptophan
L-Tyrosine L-Valine
O
OH
NH2H2N O
NH2
OH
HN
O
OH
HN
OO
OH
O
NH2
OHHONH
O
NH2
HO
O
NH2
HO
HO
ONH2
OHCH3
H3C
L-Alanin L-Arginine
D-Asparagine L-Asparagine
L-Aspartic acid
L-Cysteine L-Glutamic acid
L-Isoleucine L-Leucine L-Lysine L-Methionine
O
NH2
H3COH
NH
OHNH2N
OH
NH2
O
OH2N
H2NOH
O
OH2N
H2NOH
O
O NH2
OHHO
OH2N
OHHS
O
O
OH
NH2HO
O
H2NOH
H3C CH3
ONH2
OH
CH3
H3C
O
OHNH2
H2N
OHO
NH2SH3C
Природные оксикислоты
L-молочная D-молочная
L-винная D-винная D-треонин
(S)-яблочная
O
OHHO
H3C O
OHHO
H3CO
O
OHHO
OH
O
O
OH
OHOH
HO
O
O
OH
OHOH
HO
O
NH2
OH
OH
H3C
Cinchonidine Cinchonine
Quinidine Quinine
L-Nicotine
(1S,2R)-(+)-Ephedrine (1R,2R)-(-)-Pseudoephedrine(1S,2S)-(+)-Pseudoephedrine
L-anabasine
NN
OH
H CH2N
NOH
H CH2
NH
OHH3CCH3
N
N CH3
N
O CH3
N
CH2
OH
H
N
N
CH2HO
OCH3 H
NH
OHH3CCH3
OHCH3
NH
H3C
HN N
Природные алкалоиды
Природные углеводы (сахара)
D-Glucose
D-Gluconic Acid
D-Mannitol D-Mannose
D-Ribose
D-Sorbitol L-Sorbose
D-Xylose
O OH
OHOH
HO
HO
OHHO
OH
OH
O
HOOH
OHHO
OH
OH
HO
HO O OH
OHOH
HO
HO
OOH
OH
HOHO
OH
OH OH
OHHO
OH
OH
OH
OHOHHO
O
O OH
OHOH
HO
Природные терпены
Camphene
Camphoric acid CarvoneCitronellal
Limonene Menthol l-Menthone
Nopol
α-Pinen
L-Borneol D-Camphor
CH3HO
CH3CH3 CH2
CH3CH3
CH3
CH3CH3O
O
O
OH
HO
CH3CH3
H3CO
CH2
CH3
H3C
O
CH3
CH3
H3C
CH2H3C
CH3
OH
H3C CH3
CH3
O
H3C CH3
CH3
H3CH3C
OH
H3CH3C
CH3
R, S- номенклатура
H COOH
NH2Me
R SS-alanine
1
2
3
4
Диастереомеры
OH
NHMe
R
S
OH
NHMe
S
S
(-)- эфедрин (+)- псевдоэфедрин
(1R,2S)-(-)-эфедрин
Tпл
[α]20D
40 - 40.5 °C
- 6.3
(1S,2R)-(+)-эфедрин
40 - 40.5 °C
+ 6.3
(1S,2S)-(-)-
117 - 118 °C
+ 52
(1R,2R)-(-)-
117 - 118 °C
- 52
псевдоэфедрин псевдоэфедрин
RR
SS
RS
SR
диастереомерыэнантиомерыэнантиомеры
Стереоизомеры винной кислоты
OO
OH
OH OH
OH
OO
OH
OH OH
OH
OO
OH
OH OH
OH
OO
OH
OH OH
OH
2R,3S
2R,3R
2S,3S
2S,3R
Свойства стереоизомеров винной кислоты
Стереоизомер Т.пл [α] плотность Растворимостьв воде
(г/100мл)(+) 168-170 +12 1.7598 139
(-) 168-170 -12 1.7598 139
мезо 146-148 0 1.6660 125
рацемат 206 0 1.7880 20.6
Задание на домНарисуйте структуру всех стереоизомеров и определить их конфигурацию
D
OH
OHOH
H3C COOHH
HO H
OHH3C COOH
H
OHH3C COOH
(+) молочная кислота
проекция Фишера
Выучите правила обращения с проекциями Фишера и потренируйтесь дома
• Можно вращать проекцию на 180 градусов
• Поворот на 90 и 270 меняет конфигурацию
• Можно вращать три группы в одном направлении зафиксировав одну
COOH
COOH
H OH
H OH
COOH
COOH
HO H
H OH
COOH
COOH
H OH
HO H
COOH
COOH
HO H
HO H
H OH
H OH
H OH
OH H
OH H
H OH
OH H
OH H
OH H
OH H
H OH
OH H
H OH
H OH
OH H
OH H
H OH
H OH
Задание на домопределите конфигурацию и взаимоотношения между изомерами
Хиральный центр
H
Br
HOOC
CH3
CH2
S
O
O
CH3 PhCH2 O S
O
O
OR P
O
O
O OR
216
17
18
16
18
17
16
18
N
NMe
Me
As EtPh Me
NX Y
Z
S
O
Me PhS+
Bn
Me PhI-