19.8: Прохіральність

Last updated
Save as PDF

Page ID: 106098

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

У перетвореннях, показаних у рівняннях 19-5 та 19-6, органічні реагенти є симетричними молекулами (без хіральних центрів), але продукти є асиметричними молекулами (кожен має хіральний вуглець):

\(\tag{19-5}\)

\(\tag{19-6}\)

Існує спеціальний термін для молекул, які є ахіральними, але які можуть бути перетворені в молекули з хіральними центрами за допомогою однієї хімічної реакції заміщення або додавання. Кажуть, що вони прохіральні.

За цим визначенням етанол є молекулою прохіральної. Два метиленових водню є енантіотопічними (Розділ 9-10С) і заміщення кожного окремо (з, скажімо, одним дейтерієм) призводить до пари енантіомерів:

Прохіральні молекули можна легко відрізнити від більш симетричних молекул, оскільки їм не вистачає дворазової осі симетрії, що проходить через прохіральний центр, як показують наступні обертання:

Органічні хіміки не мали великої користі для прохіральності, але це важлива концепція для біохіміків, що слідують стереохімії біоорганічних реакцій. Практично всі біохімічні реакції проходять під контролем ферментів, які функціонують асиметрично навіть на симетричних (але прохіральних) молекулах. Таким чином, було встановлено, що тільки одна з двох метиленових груп лимонної кислоти\(13\), перетворюється ферментами (з печінки щурів) в карбоніл 2-оксобутандіовой кислоти:

Позначення прохірального центру корисно в молекулах, які вже мають один або кілька хіральних центрів. Розвиток хиральності від прохіральності в таких випадках призведе до діастереомерів, як показано в перетвореннях\(14\) і\(15\):

Дописувачі

Template:ContribRoberts