Đồng Phân Quang Học Face

Đồng phân quang học face Nhóm thực hiện: Nhóm Nguyễn Thị Kiều Oanh Nguyễn Xuân Phong Nguyễn Thị Thắm Trần Thị Ngân Thoa Nguyễn Thị Kim Thoa Phạm Quang Thống Phan Vũ Thuyền Nguyễn Đinh Ngọc Trâm Lương Văn Tri Nguyễn Thị Mai Trinh Nguyễn Hữu Trọng I Đồng phân quang học: Khái niệm: - Đồng phân quang học đồng phân lập thể có dạng hình học phân tử khác khả làm quay mặt phẳng ánh sáng phân cực (Tính quang hoạt ) - Điều kiện xuất đồng phân quang học có tính không trùng ảnh vật: + Thường có Cacbon bất đối + Không có tâm đối xứng, mặt phẳng đối xứng ( trục đối xứng ) * Số lượng đồng phân quang học chất chứa n nguyên tử Cacbon bất đối 2n   Nhưng nguyên tử Cacbon bất đối lại thuộc hai nửa phân tử có cấu tạo hóa học số lượng đồng phân quang học nhỏ 2n Các yếu tố đối xứng phân tử: a Mặt phẳng đối xứng: - Mặt phẳng đối xứng mặt phẳng chia vật làm hai phần mà phần ảnh phần gương b Tâm đối xứng: điểm mà đường thẳng qua điểm gặp điểm tương đương khoảng cách c Trục đối xứng: đường thẳng mà quay phân tử quanh trục góc xác định thu cấu trúc trùng với cấu trúc ban đầu Phân tử bất đối có nguyên tử cacbon bất đối a.Đối quang - Hai đồng phân quang học có trị số độ quay cực riêng dấu đối gọi hai chất đối quang hay đơn giản hai đối quang ( enantiomer ) Hai chất không chồng khít lên chúng có tính chất vật lý hóa học giống b Biến thể raxemic: loại phân tử không quang hoạt, gồm hai loại phân tử đối xứng qua gương Loại quay mặt phẳng ánh sáng phân cực sang phải, loại làm quay mặt phẳng ánh sáng phân cực sang trái với trị số triệt tiêu lẫn Cấu trúc dạng axit tactric khác c Tính không trùng ảnh vật (chiral) -Tính không trùng ảnh vật không chồng khít ảnh vật mặt phẳng gương -Tính không trùng ảnh vật điều kiện cần đủ cho tồn đối quang - Điều kiện để có tính không trùng ảnh vật: Những phân tử tâm đối xứng mặt phẳng đối xứng có tính trùng vật ảnh -Phân tử có yếu tố đối xứng gọi trùng ảnh vật ( achiral ) hay đối xứng ( Chiral ) ( Chiral ) Phân tử bất đối có nhiều nguyên tử cacbon bất đối - Khi phân tử vòng no có hai nhiều nhóm nguyên tử C chứa nhóm liền trở nên bất đối, phân tử tính đối xứng có đồng phân quang học Cl Cl Cl Cl Cl Cl mezo 1,2-dicloxiclopentan - Nếu vòng có nhiều nhóm số đồng phân quang học tăng lên Tùy theo vị trí nhóm phân tử tạo nên số yếu tố đối xứng xuất đồng phân mezo số đồng phân quang học bị giảm Hợp chất quang hoạt nguyên tử cacbon bất đối 6.1 Tính bất đối xứng phân tử Xét hai chất quang hoạt axit lactic (1) axit tactric (2): COOH COOH H C OH COOH (1) HO C H H C OH COOH (2) (1) phân tử bất đối xứng (2) có trục đối xứng bậc hai qua tâm phân tử (trục vuông góc với mặt phẳng giấy) phân tử axit tactric xem bất đối xứng mà không trùng vật - ảnh Do đó, điều kiện đủ để xuất đồng phân quang học bất đối xứng; song điều kiện cần Điều kiện cần đủ không trùng vật - ảnh 6.1 Tính bất đối xứng phân tử 6.1.1 Trung tâm không trùng vật ảnh Trung tâm không trùng vật - ảnh nguyên tử cacbon bất đối nguyên tử Si, P, S, … bất nhóm thứ tư cặp electron tự Ví dụ: Trong hợp chất N, nhóm xung quanh trung tâm không trùng vật - ảnh phân bố theo hình tháp, nhiên cấu trúc dẫn đến tứ diện xem cặp electron tự nhóm thứ tư 6.1 Tính bất đối xứng phân tử 6.1.2 Tính quang hoạt có trục không trùng vật - ảnh: Nếu phân tử, bốn nhóm a, b, c, d đôi phân bố trục không nằm mặt phẳng, biểu diễn dạng “một tứ diện bị kéo căng” xuất tính quang hoạt Trục phân tử gọi “trục không trùng vật - ảnh” Trục không trùng vật - ảnh tồn hệ: a) Đồng phân allen: số nối đôi chẵn 6.1.2 Tính quang hoạt có trục không trùng vật - ảnh: b) Đồng phân atrop: Biphenyl mang nhóm thế: Đồng phân không gian xuất cản quay tự xung quanh liên kết đơn Axit – 6,6’-đinitrobiphenyl-2,2’-đicacboxylic Trong phân tử biphenyl, hai nhân benzen quay tự quanh trục C – C trung tâm Nhưng phân tử có mang nhóm có kích thước lớn vị trí (2, 6, 2’, 6’) quay bị cản trở, hai nhân benzen không đồng phẳng nữa, hệ phân tử trở nên cứng nhắc b) Đồng phân atrop: Biphenyl mang nhóm thế: * Điều kiện để biphenyl có tính quang hoạt là: - Các nhóm có kích thước lớn để ngăn cản quay tự - Mỗi nhân benzen phải không đối xứng - Ngoài hai nhóm octo không cần phải gắn hai nhân khác Ví dụ: 3,3'-điamino-2,6-đibrom-4,4'-đimetylbiphenyl Br H 3C NH2 CH3 H2N Br 3,3'-diamino-2,6-dibromo-4,4'-dimethylbiphenyl 6.1.2 Tính quang hoạt có trục không trùng vật - ảnh: c) Ankyliđen xiclan: Nếu thay nối đôi allen vòng, mặt hình học phân tử không thay đổi Các ankiliđen mang nhóm thích hợp có đồng phân quang học H H3 C COOH H HOOC H CH H Ví dụ: Axit-2-(4-metylcyclohexyliđen)axetic Một số hợp chất có liên kết đôi C=N oxim, semicacbazon, phenyl hiđrazon … tách hai, đồng phân quang học không bền bị raxemic hoá nhanh chóng Ví dụ: R H 3C N HOOC Axit-1-metyl-4-(ankylimino)cyclohexancacboxylic 6.1.2 Tính quang hoạt có trục không trùng vật - ảnh: d) Đồng phân spiran: Sự thay hai liên kết đôi allen hai vòng dẫn đến hệ vòng có chung cạnh (hai vòng đối đỉnh): spiran Nếu hai vòng mang nhóm hai nguyên tử C hai đầu hệ nằm hai mặt phẳng thẳng góc với chúng có đồng phân quang học Ví dụ: a a b b 6.1 Tính bất đối xứng phân tử 6.1.3 Tính quang hoạt có mặt phẳng không trùng vật - ảnh: Mặt phẳng không trùng vật - ảnh có hợp chất ansa Ví dụ: O Br (CH2 )8 O 14-bromo-1,12-đioxa [12] paraxiclofan Hợp chất quang hoạt nguyên tử cacbon bất đối 6.2 Tính đặc thù lập thể trình hóa sinh: Các đối quang thường không khác tính chất vật lý tính chất hoá học nhiều lại khác rõ rệt tác dụng sinh lý Ví dụ: (-) Nicotin có thuốc độc hại (+) Nicotin vài lần đối quang aminoaxit có vị khác L-asparagin L-tritophan mùi vị, L-leuxin L-tyroxin có vị đắng đồng phân D- tổng hợp có vị Do có tác dụng sinh lý khác nhau, đối quang nhiều hợp chất dùng làm thuốc chữa bệnh Nguyên nhân: - Các đối quang phân bố khác mô tế bào thể sống - Các đối quang có lực khác quan thụ cảm Sự khác với đối quang chúng có khả tương tác không tính chất bất đối xứng - Các enzim thể sống bất đối xứng nên chúng có khả phân biệt đối quang, thông thường hai đối quang phù hợp với tâm enzim II Phân biệt Prochiral : Faces Nhóm Prochiral cacbon tứ diện - Khi carbon tứ diện chuyển đổi sang trung tâm chiral cách thay đổi nhóm trực thuộc, gọi trung tâm 'prochiral‘ nhóm gọi nhóm 'prochiral Khi thay đổi hai hydro ghi NADH đến deuterium (đồng vị 2H hydro), cácbon trở thành trung tâm chiral II Phân biệt Prochiral : Faces Nhóm Prochiral cacbon tứ diện - Nếu sản phẩm có cấu hình R nhóm thay gọi proR ngược lại II Phân biệt Prochiral : Faces Carbonyl and imine carbons trung tâm prochiral - A center at the planar face at a carbon atom is designated re if the three groups in priority sequence are clockwise, and si if they are counterclockwise II Phân biệt Prochiral : Faces Carbonyl and imine carbons trung tâm prochiral Phản ứng hidro hóa đặc biệt không hướng face nhóm cacbonyl mà hai H diastereotopic NADH thay đổi XIN CHÂN THÀNH CẢM ƠN! [...]... liền trở nên bất đối, phân tử không có tính đối xứng và như thế sẽ có đồng phân quang học Cl Cl Cl Cl Cl Cl mezo 1,2-dicloxiclopentan - Nếu trong vòng có nhiều nhóm thế thì số đồng phân quang học sẽ tăng lên Tùy theo vị trí của các nhóm thế trong phân tử sẽ tạo nên một số yếu tố đối xứng và vì thế sẽ xuất hiện đồng phân mezo cho nên số đồng phân quang học bị giảm đi 6 Hợp chất quang hoạt không có nguyên... các nhóm thế còn lại theo chiều kim đồng hồ là cấu hình R, ngược chiều kim đồng hồ là cấu hình S 4 Phân tử bất đối có nhiều nguyên tử cacbon bất đối a Đồng phân đia: Là đồng phân lập thể có vài trung tâm chiral nhưng có một phần trung tâm giống nhau về cấu hình mà thôi Đồng phân đia có những tính chất khác với cặp đối quang b Đồng phân meso: - Những đồng phân quang học có chứa nhiều C* nhưng do có mặt... mặt phẳng hoặc tâm đối xứng mà không có tính quang hoạt được gọi là hợp chất meso Đôi đối quang Axit mesotactric c Đồng phân threo và erythro Đồng phân threo có các nhóm thế ở hai phía khác nhau của trục liên kết C-C hoặc có cấu dạng kề, còn đồng phân erythro có hai nhóm thế ở cùng phía của trục C-C 5 Phân tử bất đối có nhiều nguyên tử cacbon bất đối - Khi phân tử vòng no có hai hoặc nhiều nhóm thế... xứng của phân tử Xét hai chất quang hoạt là axit lactic (1) và axit tactric (2): COOH COOH H C OH COOH (1) HO C H H C OH COOH (2) (1) là một phân tử bất đối xứng (2) có trục đối xứng bậc hai đi qua tâm của phân tử (trục này vuông góc với mặt phẳng giấy) và do đó phân tử axit tactric không thể xem là bất đối xứng mà là không trùng vật - ảnh Do đó, điều kiện đủ để xuất hiện đồng phân quang học là sự... đối xứng của phân tử 6.1.2 Tính quang hoạt do có trục không trùng vật - ảnh: Nếu trong phân tử, bốn nhóm thế a, b, c, d từng đôi một phân bố trên một trục và không nằm trong cùng một mặt phẳng, như được biểu diễn dưới dạng “một tứ diện bị kéo căng” thì xuất hiện tính quang hoạt Trục của phân tử như vậy gọi là “trục không trùng vật - ảnh” Trục không trùng vật - ảnh tồn tại ở các hệ: a) Đồng phân allen:... với nhau thì chúng có đồng phân quang học Ví dụ: a a b b 6.1 Tính bất đối xứng của phân tử 6.1.3 Tính quang hoạt do có mặt phẳng không trùng vật - ảnh: Mặt phẳng không trùng vật - ảnh có ở các hợp chất ansa Ví dụ: O Br (CH2 )8 O 14-bromo-1,12-đioxa [12] paraxiclofan 6 Hợp chất quang hoạt không có nguyên tử cacbon bất đối 6.2 Tính đặc thù lập thể của các quá trình hóa sinh: Các đối quang thường không khác... 3,3'-điamino-2,6-đibrom-4,4'-đimetylbiphenyl Br H 3C NH2 CH3 H2N Br 3,3'-diamino-2,6-dibromo-4,4'-dimethylbiphenyl 6.1.2 Tính quang hoạt do có trục không trùng vật - ảnh: c) Ankyliđen xiclan: Nếu thay thế một nối đôi trong allen bằng một vòng, về mặt hình học của phân tử không thay đổi Các ankiliđen mang những nhóm thế thích hợp có thể có đồng phân quang học H H3 C COOH H HOOC H CH 3 H Ví dụ: Axit-2-(4-metylcyclohexyliđen)axetic Một số hợp... hợp chất có liên kết đôi C=N như oxim, semicacbazon, phenyl hiđrazon … cũng đã được tách hai, nhưng các đồng phân quang học này không bền và bị raxemic hoá nhanh chóng Ví dụ: R H 3C N HOOC Axit-1-metyl-4-(ankylimino)cyclohexancacboxylic 6.1.2 Tính quang hoạt do có trục không trùng vật - ảnh: d) Đồng phân spiran: Sự thay thế hai liên kết đôi trong allen bằng hai vòng dẫn đến một hệ vòng có chung một cạnh... a) Đồng phân allen: số nối đôi chẵn 6.1.2 Tính quang hoạt do có trục không trùng vật - ảnh: b) Đồng phân atrop: Biphenyl mang nhóm thế: Đồng phân không gian xuất hiện do sự cản quay tự do xung quanh liên kết đơn Axit – 6,6’-đinitrobiphenyl-2,2’-đicacboxylic Trong phân tử biphenyl, hai nhân benzen có thể quay tự do quanh trục C – C trung tâm Nhưng khi phân tử có mang nhóm thế có kích thước lớn tại các... - Các đối quang có thể được phân bố khác nhau trong mô tế bào của cơ thể sống - Các đối quang có thể có ái lực khác nhau đối với cơ quan thụ cảm Sự khác nhau này là do với những đối quang nào chúng có khả năng tương tác được chứ không do tính chất bất đối xứng - Các enzim trong cơ thể sống đều bất đối xứng nên chúng có khả năng phân biệt các đối quang, thông thường chỉ một trong hai đối quang là phù ... Phạm Quang Thống Phan Vũ Thuyền Nguyễn Đinh Ngọc Trâm Lương Văn Tri Nguyễn Thị Mai Trinh Nguyễn Hữu Trọng I Đồng phân quang học: Khái niệm: - Đồng phân quang học đồng phân lập thể có dạng hình học. .. đối quang b Đồng phân meso: - Những đồng phân quang học có chứa nhiều C* có mặt phẳng tâm đối xứng mà tính quang hoạt gọi hợp chất meso Đôi đối quang Axit mesotactric c Đồng phân threo erythro Đồng. .. ) * Số lượng đồng phân quang học chất chứa n nguyên tử Cacbon bất đối 2n   Nhưng nguyên tử Cacbon bất đối lại thuộc hai nửa phân tử có cấu tạo hóa học số lượng đồng phân quang học nhỏ 2n Các