6.11: Хіральність азоту, фосфору та сірки

Last updated
Save as PDF

Page ID: 23590

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

Мета навчання

інтерпретувати стереоізомерія сполук з азотом, фосфором або сіркою як хіральні центри

стереогенний азот

Однозв'язковий азот має пірамідальну форму, причому незв'язкова електронна пара вказує на незайнятий кут чотиригранної області. Оскільки азот в цих сполуках пов'язаний з трьома різними групами, його конфігурація - хіральна. Неідентичні конфігурації дзеркально-зображення проілюстровані на наступній діаграмі (залишок молекули представлений R, а електронна пара - жовтим кольором). Якби ці конфігурації були стабільними, існувало б чотири додаткові стереоізомери ефедрину та псевдоефедрину. Однак пірамідний азот зазвичай не є конфігураційно стабільним. Він швидко інвертує свою конфігурацію (рівноважні стрілки), проходячи через плоский, sp ² -гібридизований перехідний стан, що призводить до суміші взаємоперетворюючих R і S конфігурацій. Якби атом азоту був єдиним хіральним центром у молекулі, 50:50 (рацемічна) суміш R і S конфігурацій існувала б при рівновазі. Якщо присутні інші хіральні центри, як у ізомерів ефедрину, вийде суміш діастереомерів. Повідомлення про прийом додому полягає в тому, що азот не сприяє ізольованим стереоізомерам.

альт

Асиметричні четвертинні амонійні групи також є хіральними. Аміни, однак, не є хіральними, оскільки вони швидко інвертуються або вивертаються «навиворіт», при кімнатній температурі.

Наприклад, фосфорний центр фосфатних іонів і органічних фосфатних ефірів є чотиригранним, і, таким чином, потенційно є стереоцентром.

У розділі 10 ми побачимо, як дослідники, щоб дослідити стереохімію реакцій у фосфатному центрі, включили сірку та/або ізотопи ¹⁷ O та ¹⁸ O кисню («нормальний» ізотоп - ¹⁶ O) для створення хіральних фосфатних груп. Фосфатні триефіри є хіральними, якщо три групи замісників різні.