Skip to main content
LibreTexts - Ukrayinska

5.2: Стереоізомери

  1. Last updated
  2. Save as PDF
  • Page ID
    27944

    • \( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)

    Дві сполуки, які мають однакову формулу і однакову зв'язок, не завжди мають однакову форму. Є дві причини, за якими це може статися. В одному випадку молекула може бути гнучкою, так що вона може скручуватися в різні форми за допомогою обертання навколо окремих сигма-зв'язків. Це явище називається конформацією, і воно висвітлюється в іншій главі. Другий випадок виникає, коли дві молекули, здається, з'єднані однаково на папері, але з'єднані двома різними способами в тривимірному просторі. Ці дві різні молекули називаються стереоізомерами.

    • Існує кілька способів розташувати одні й ті ж групи навколо одного атома з однаковою геометрією.
    • Це явище називається стереохімією.
    Льюїса структури цис і транс-ізомерів хлориду діаммін-платини.
    Малюнок\(\PageIndex{1}\): Два стереоізомери. Атоми з'єднані один з одним в одному порядку, але відрізняються своїми тривимірними співвідношеннями.

    Одним з простих прикладів стереоізомерів з неорганічної хімії є дихлорид діамміну платини, (NH 3) 2 PtCl 2. Це важливе з'єднання іноді називають коротко «платином». Як випливає з формули, вона містить іон платини, який узгоджений з двома аміачними лігандами та двома хлоридними лігандами (пам'ятайте, ліганд в неорганічній хімії - це донор електронів, який прикріплений до атома металу, даруючи пару електронів для утворення зв'язку).

    Платин є прикладом координаційного з'єднання. Те, як різні шматки координаційних сполук зв'язуються разом, обговорюється в главі Льюїса кислоти та основи.

    Кульково-паликова модель молекули, що показує плоску квадратну геометрію навколо центрального атома.
    Малюнок\(\PageIndex{2}\): Куля-паличка модель цис-платину. Це з'єднання є квадратним площинним і платиновим. Він плоский при погляді з краю, а квадратний при погляді з особи.

    Перейдіть до анімації SC2.1. Тривимірна модель цис-платина.

    Малюнок\(\PageIndex{3}\): Кульково-паличкова модель транс-платину. Всі шматки з'єднані так само, як і в цис-платині, а молекула все ще квадратна плоска, але є інше 3-мірне розташування.
    Кульково-паликова модель молекули, що показує аналогічну квадратну площинну геометрію навколо центрального атома, як на малюнку 5.2.2.

    Перейдіть до анімації SC2.2. Тривимірна модель транс-платину.

    З причин, що виникають внаслідок молекулярно-орбітальних взаємодій, платин має квадратну плоску геометрію у атома платини. Ця домовленість призводить до двох можливих способів з'єднання лігандів. Два набори подібних лігандів можуть бути з'єднані на одній стороні квадрата або на протилежних кутах.

    Ці два розташування призводять до двох різних сполук; вони є ізомерами, які відрізняються лише в тривимірному просторі.

    • Той, з двома амінами поруч один з одним називається цис-платином.
    • Ці два ліганди знаходяться на відстані 90 градусів один від одного.
    • Той, з аммінами поперек один від одного, є транс-платином.
    • Ці два ліганди знаходяться на 180 градусах один від одного.

    Хоча ці два сполуки дуже схожі, вони мають дещо різні фізичні властивості. Обидва є жовтими сполуками, які розкладаються при нагріванні до 270 градусів С, але транс-платин утворює блідо-жовті кристали і більш розчинний, ніж цис -платин у воді.

    • Цис і транс-ізомери мають різні фізичні властивості.

    Цис-платин має клінічне значення в лікуванні раку яєчників і яєчок. Біологічний механізм дії препарату довго підозрювався, що передбачає зв'язування платини ДНК. Подальші деталі були розроблені хіміком MIT Стівом Ліппардом і аспірантом Емі Розенцвейг в 1990-х роках Всередині клітинного ядра дві аміамії в цис-платині можуть бути замінені донорами азоту з ланцюга ДНК. Щоб пожертвувати кислої платини Льюїса, молекула ДНК повинна злегка зігнутися. Зазвичай цей вигин виявляється і відновлюється білками в клітці. Однак клітини яєчників та яєчок містять білок, який є правильною формою, щоб поміститися навколо цієї злегка зігнутої нитки ДНК. Нитка ДНК потрапляє в білок і не може бути витіснена, і тому вона не в змозі зв'язуватися з іншими білками, що використовуються в реплікації ДНК. Клітина стає нездатною реплікуватися, і тому ракове зростання зупиняється.

    • Цис і транс-ізомери мають різні біологічні властивості.
    Вправа\(\PageIndex{1}\)

    Намалюйте цис і транс-ізомери наступних сполук:

    а) (Н 3) 2 рКл (СО) б) (Н 3 Р) 2 рТГбр c) (АШ 32) РтН (СО)

    Відповідь

    Відповіді на вправу 5.2.1, а через c.

    Вправа\(\PageIndex{2}\)

    Можливий лише один ізомер (tmeda) PtCl 2 [tmeda = (CH 3) 2 NCH 2 N (CH 3) 2; обидва азоту з'єднуються з платиною]. Намалюйте цей ізомер і поясніть, чому інший ізомер не представляється можливим.

    Відповідь

    Відповідь на вправу 5.2.2.

    Фотографії моделей, отриманих за допомогою Spartan 14 від Wavefunction, Inc., Ірвін, Каліфорнія.