Стереохимия - Stereochemistry

Различные типы изомеры. Стереохимия фокусируется на стереоизомеры

Стереохимия, субдисциплина химия, предполагает изучение относительного пространственного расположения атомы которые образуют структуру молекулы и их манипуляции.[1] Изучение стереохимии фокусируется на стереоизомеры, которые по определению имеют одинаковую молекулярную формулу и последовательность связанных атомов (строение), но различаются трехмерной ориентацией своих атомов в пространстве. По этой причине он также известен как 3D химия - приставка «стерео-» означает «трехмерность».[2]

Важным разделом стереохимии является изучение хиральный молекулы.[3] Стереохимия охватывает весь спектр органический, неорганический, биологический, физический и особенно супрамолекулярная химия. Стереохимия включает методы определения и описания этих отношений; влияние на физический или же биологический свойства, которые эти отношения придают рассматриваемым молекулам, и то, каким образом эти отношения влияют на реакционную способность рассматриваемых молекул (динамическая стереохимия ).

История

Луи Пастер можно по праву назвать первым стереохимиком, заметившим в 1842 г., что соли из Винная кислота собрано из вино производственные суда могли вращать самолет поляризованный свет, но соли из других источников - нет. Это свойство, единственное физическое свойство, которым различались два типа солей винной кислоты, обусловлено: оптическая изомерия. В 1874 г. Якобус Хенрикус ван 'т Хофф и Джозеф Ле Бель объяснил оптическую активность тетраэдрическим расположением атомов, связанных с углеродом. Кекуле использовал тетраэдрические модели ранее в 1862 году, но никогда не публиковал их; Эмануэле Патерно, вероятно, знал об этом, но он был первым, кто нарисовал и обсудил трехмерные структуры, такие как 1,2-дибромэтан в Gazetta Chimica Italiana в 1893 г.[4]

Значимость

Правила приоритета Кана – Ингольда – Прелога являются частью системы описания стереохимии молекулы. Они стандартным образом ранжируют атомы вокруг стереоцентра, позволяя однозначно описать относительное положение этих атомов в молекуле. А Проекция Фишера это упрощенный способ изобразить стереохимию вокруг стереоцентра.

Пример талидомида

Талидомид-структур.png

Часто цитируемый пример важности стереохимии связан с катастрофой с талидомидом. Талидомид это фармацевтический препарат, впервые приготовленный в 1957 году в Германии, прописан для лечения утреннего недомогания беременных женщин. Было обнаружено, что препарат тератогенный, вызывая серьезные генетический повреждение раннего эмбрионального роста и развития, приводящее к деформации конечностей у младенцев. Некоторые из предложенных механизмы тератогенности включают другую биологическую функцию для (р) - и (S) энантиомеры талидомида.[5] Однако в организме человека талидомид подвергается рацемизация: даже если только один из двух энантиомеров вводится как лекарство, другой энантиомер образуется в результате метаболизма.[6] Соответственно, неверно утверждать, что один стереоизомер безопасен, а другой - тератогенный.[7] Талидомид в настоящее время используется для лечения других заболеваний, особенно рака и проказа. Были введены строгие правила и меры контроля, чтобы избежать его использования беременными женщинами и предотвратить деформации развития. Эта катастрофа стала движущей силой, заставившей требовать строгого тестирования лекарств, прежде чем они станут общедоступными.

Определения

Дальнейшая информация: Угол кручения
син / анти пери / клинальный

Множество определений, описывающих конкретный конформер (Золотая книга ИЮПАК ) существуют, разработан Уильям Клайн и Владимир Прелог, составляющие их Система Клайна – Прелога номенклатуры:

  • а угол кручения ± 60 ° называется бестактный[8]
  • угол кручения от 0 ° до ± 90 ° называется син (s)
  • угол кручения от ± 90 ° до 180 ° называется анти (а)
  • угол кручения от 30 ° до 150 ° или от -30 ° до -150 ° называется клинальный
  • угол кручения от 0 ° до 30 ° или от 150 ° до 180 ° называется перипланарный (п)
  • угол кручения от 0 ° до 30 ° называется синперипланарный или же син- или же цис-конформация (sp)
  • угол кручения от 30 ° до 90 ° и от –30 ° до –90 ° называется синклинальный или же бестактный или же перекос (сбн)[9]
  • угол кручения от 90 ° до 150 ° и от –90 ° до –150 ° называется антиклинальный (ac)
  • угол кручения от ± 150 ° до 180 ° называется антиперипланарный или же анти или же транс (ап).

Деформация кручения возникает из-за сопротивления скручиванию связи.

Типы

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ Эрнест Элиэль Основы органической стереохимии ,2001 ISBN  0471374997; Бернард Теста и Джон Колдуэлл Органическая стереохимия: руководящие принципы и биомедицинская значимость 2014 ISBN  3906390691; Хуа-Цзе Чжу Органическая стереохимия: экспериментальные и вычислительные методы 2015 ISBN  3527338225; Ласло Поппе, Михай Ногради, Йожеф Надь, Габор Хорнянски, Золтан Борос Стереохимия и стереоселективный синтез: введение 2016 ISBN  3527339019
  2. ^ "определение стерео-". Dictionary.com. В архиве из оригинала от 09.06.2010.
  3. ^ Марш, Джерри (1985), Продвинутая органическая химия: реакции, механизмы и структура (3-е изд.), Нью-Йорк: Wiley, ISBN  0-471-85472-7
  4. ^ Роберто Зингалес Chem. Europ. Дж. 2009, 15, 7760 https://onlinelibrary.wiley.com/doi/epdf/10.1002/chem.200900200
  5. ^ Стивенс Т.Д., Бунде С.Дж., Филлмор Б.Дж. (июнь 2000 г.). «Механизм действия в тератогенезе талидомида». Биохимическая фармакология. 59 (12): 1489–99. Дои:10.1016 / S0006-2952 (99) 00388-3. PMID  10799645.
  6. ^ Тео С.К., Колберн В.А., Трейсвелл В.Г., Кук К.А., Стирлинг Д.И., Яворски М.С., Шеффлер М.А., Томас С.Д., Ласкин О.Л. (2004). «Клиническая фармакокинетика талидомида». Clin. Фармакокинет. 43 (5): 311–327. Дои:10.2165/00003088-200443050-00004. PMID  15080764. S2CID  37728304.
  7. ^ Франк, Мишель (2010). «Городские легенды химии». Химия природы. 2 (8): 600–601. Bibcode:2010НатЧ ... 2..600F. Дои:10.1038 / nchem.750. PMID  20651711.
  8. ^ Анслин, Эрик В. и Догерти, Деннис А. Современная физико-органическая химия. University Science (15 июля 2005 г.), 1083 с. ISBN  1-891389-31-9
  9. ^ ИЮПАК, Сборник химической терминологии, 2-е изд. («Золотая книга») (1997). Исправленная онлайн-версия: (2006–) "бестактный ". Дои:10.1351 / goldbook.G02593