5.16: خلاصه
- Page ID
- 215661
\( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \)
\( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)
\( \newcommand{\dsum}{\displaystyle\sum\limits} \)
\( \newcommand{\dint}{\displaystyle\int\limits} \)
\( \newcommand{\dlim}{\displaystyle\lim\limits} \)
\( \newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)
( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\)
\( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\)
\( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\)
\( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\)
\( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)
\( \newcommand{\id}{\mathrm{id}}\)
\( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)
\( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\)
\( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\)
\( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\)
\( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\)
\( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\)
\( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\)
\( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\)
\( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\AA}{\unicode[.8,0]{x212B}}\)
\( \newcommand{\vectorA}[1]{\vec{#1}} % arrow\)
\( \newcommand{\vectorAt}[1]{\vec{\text{#1}}} % arrow\)
\( \newcommand{\vectorB}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \)
\( \newcommand{\vectorC}[1]{\textbf{#1}} \)
\( \newcommand{\vectorD}[1]{\overrightarrow{#1}} \)
\( \newcommand{\vectorDt}[1]{\overrightarrow{\text{#1}}} \)
\( \newcommand{\vectE}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash{\mathbf {#1}}}} \)
\( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \)
\(\newcommand{\longvect}{\overrightarrow}\)
\( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)
\(\newcommand{\avec}{\mathbf a}\) \(\newcommand{\bvec}{\mathbf b}\) \(\newcommand{\cvec}{\mathbf c}\) \(\newcommand{\dvec}{\mathbf d}\) \(\newcommand{\dtil}{\widetilde{\mathbf d}}\) \(\newcommand{\evec}{\mathbf e}\) \(\newcommand{\fvec}{\mathbf f}\) \(\newcommand{\nvec}{\mathbf n}\) \(\newcommand{\pvec}{\mathbf p}\) \(\newcommand{\qvec}{\mathbf q}\) \(\newcommand{\svec}{\mathbf s}\) \(\newcommand{\tvec}{\mathbf t}\) \(\newcommand{\uvec}{\mathbf u}\) \(\newcommand{\vvec}{\mathbf v}\) \(\newcommand{\wvec}{\mathbf w}\) \(\newcommand{\xvec}{\mathbf x}\) \(\newcommand{\yvec}{\mathbf y}\) \(\newcommand{\zvec}{\mathbf z}\) \(\newcommand{\rvec}{\mathbf r}\) \(\newcommand{\mvec}{\mathbf m}\) \(\newcommand{\zerovec}{\mathbf 0}\) \(\newcommand{\onevec}{\mathbf 1}\) \(\newcommand{\real}{\mathbb R}\) \(\newcommand{\twovec}[2]{\left[\begin{array}{r}#1 \\ #2 \end{array}\right]}\) \(\newcommand{\ctwovec}[2]{\left[\begin{array}{c}#1 \\ #2 \end{array}\right]}\) \(\newcommand{\threevec}[3]{\left[\begin{array}{r}#1 \\ #2 \\ #3 \end{array}\right]}\) \(\newcommand{\cthreevec}[3]{\left[\begin{array}{c}#1 \\ #2 \\ #3 \end{array}\right]}\) \(\newcommand{\fourvec}[4]{\left[\begin{array}{r}#1 \\ #2 \\ #3 \\ #4 \end{array}\right]}\) \(\newcommand{\cfourvec}[4]{\left[\begin{array}{c}#1 \\ #2 \\ #3 \\ #4 \end{array}\right]}\) \(\newcommand{\fivevec}[5]{\left[\begin{array}{r}#1 \\ #2 \\ #3 \\ #4 \\ #5 \\ \end{array}\right]}\) \(\newcommand{\cfivevec}[5]{\left[\begin{array}{c}#1 \\ #2 \\ #3 \\ #4 \\ #5 \\ \end{array}\right]}\) \(\newcommand{\mattwo}[4]{\left[\begin{array}{rr}#1 \amp #2 \\ #3 \amp #4 \\ \end{array}\right]}\) \(\newcommand{\laspan}[1]{\text{Span}\{#1\}}\) \(\newcommand{\bcal}{\cal B}\) \(\newcommand{\ccal}{\cal C}\) \(\newcommand{\scal}{\cal S}\) \(\newcommand{\wcal}{\cal W}\) \(\newcommand{\ecal}{\cal E}\) \(\newcommand{\coords}[2]{\left\{#1\right\}_{#2}}\) \(\newcommand{\gray}[1]{\color{gray}{#1}}\) \(\newcommand{\lgray}[1]{\color{lightgray}{#1}}\) \(\newcommand{\rank}{\operatorname{rank}}\) \(\newcommand{\row}{\text{Row}}\) \(\newcommand{\col}{\text{Col}}\) \(\renewcommand{\row}{\text{Row}}\) \(\newcommand{\nul}{\text{Nul}}\) \(\newcommand{\var}{\text{Var}}\) \(\newcommand{\corr}{\text{corr}}\) \(\newcommand{\len}[1]{\left|#1\right|}\) \(\newcommand{\bbar}{\overline{\bvec}}\) \(\newcommand{\bhat}{\widehat{\bvec}}\) \(\newcommand{\bperp}{\bvec^\perp}\) \(\newcommand{\xhat}{\widehat{\xvec}}\) \(\newcommand{\vhat}{\widehat{\vvec}}\) \(\newcommand{\uhat}{\widehat{\uvec}}\) \(\newcommand{\what}{\widehat{\wvec}}\) \(\newcommand{\Sighat}{\widehat{\Sigma}}\) \(\newcommand{\lt}{<}\) \(\newcommand{\gt}{>}\) \(\newcommand{\amp}{&}\) \(\definecolor{fillinmathshade}{gray}{0.9}\)در این فصل، ما به برخی از علل و پیامدهای دست دستی مولکولی نگاه کردیم - موضوعی که اهمیت ویژه ای در درک شیمی بیولوژیکی دارد. این موضوع می تواند کمی پیچیده باشد اما آنقدر مهم است که ارزش صرف وقت برای آشنایی با آن را دارد.
گفته می شود که یک شی یا مولکولی که روی تصویر آینه ای آن قابل انعطاف نیست کایرال است، به معنای «دست». مولکول کایرال مولکولی است که صفحه ای از تقارن ندارد که از طریق آن بریده می شود به طوری که نیمی از آن یک تصویر آینه ای از نیمه دیگر است. شایع ترین علت کایرالیتی در مولکول های آلی، وجود یک اتم کربن چهار وجهی sp 3 هیبرید شده به چهار گروه مختلف است - به اصطلاح مرکز کایرالیتی. ترکیبات کایرال می توانند به عنوان یک جفت استریوایزومر تصویر آینه غیر قابل انعطاف به نام انانتیومر وجود داشته باشند. انانتیومرها در تمام خواص فیزیکی یکسان هستند به جز جهتی که نور پلاریزه صفحه ای را می چرخانند.
پیکربندی استریوشیمیایی یک مرکز کایرالیتی را می توان به صورت R (رکتوس) یا S (شوم) با استفاده از قوانین Cahn—Ingold—Prelog مشخص کرد. ابتدا چهار جایگزین را در اتم کربن کایرال رتبه بندی کنید و سپس مولکول را به گونه ای جهت دهید که پایین ترین گروه به طور مستقیم به عقب برگردد. اگر یک پیکان منحنی کشیده شده در جهت کاهش رتبه (1 → 2 → 3) برای سه گروه باقی مانده در جهت عقربه های ساعت باشد، مرکز کایرالیتی پیکربندی R را دارد. اگر جهت خلاف جهت عقربه های ساعت باشد، مرکز کایرالیتی پیکربندی S را دارد.
برخی مولکولها بیش از یک مرکز کایرالیتی دارند. انانتیومرها در تمام مراکز کایرالیتی پیکربندی مخالف دارند، در حالی که دیاسترئومرها حداقل در یک مرکز پیکربندی یکسانی دارند اما در مرکز دیگر پیکربندی مخالف دارند. اپیمرها دیاسترئومرهایی هستند که در پیکربندی تنها در یک مرکز کایرالیتی متفاوت هستند. یک ترکیب با n مرکز کایرالیتی میتواند حداکثر ۲ n استریو ایزومر داشته باشد.
یک ترکیب مزو حاوی یک مرکز کایرالیتی است اما به طور کلی آکایرال است زیرا دارای یک صفحه تقارن است. مخلوط های راسمیک یا راسمیت ها 50:50 مخلوط انانتیومر (+) و (-) انانتیومر هستند. راسمات ها و دیاسترئومرهای فردی در خواص فیزیکی خود مانند حلالیت، نقطه ذوب و نقطه جوش متفاوت هستند.
یک مولکول پروکایرال است اگر بتواند در یک مرحله شیمیایی واحد از آکایرال به کایرال تبدیل شود. یک اتم ترکیبی sp 2 پروکایرال دارای دو وجه است که به صورت Re یا Si توصیف می شوند. یک اتم هیبریدی sp 3 یک مرکز پروکایرالیته است اگر با تغییر یکی از اتم های متصل به آن، یک مرکز کایرالیتی حاصل شود. اتمی که جایگزینی آن منجر به یک مرکز کایرالیته R میشود pro- R است و اتمی که جایگزینی آن منجر به یک مرکز کایرالیته S میشود pro- S است.