Biolog.pl

Postaram się nakreślić problem na który natrafiłem w książce McMurrego.
Polecenie brzmi: podać przykład związku mezo z pięcioma atomami węgla i trzema centrami stereogenicznymi.
W załączniku znajduje się odpowiedź do tego zadania zaproponowana przez autora.

I tu moje pytanie:
Co to za bzdura? To błąd czy ja coś pominąłem? Czemu ten związek ma 3 centra stereogeniczne jak ja widzę 2? Z jakiej racji centralny atom węgla jest asymetryczny?
Skoro podstawniki "o konfiguracji R" oraz "o konfiguracji S" są różne to który z nich jest ważniejszy? Jaką w takim razie konfigurację ma centralny atom węgla (S czy R)? Bardzo proszę o zaproponowanie innego związku (jeśli ten z załącznika jest zły). Będę stokroć wdzięczny!

Tradycyjna nazwa atomu węgla koordynowanego w czworościanie związana jest z czterema różnymi jednostkami, z których dwie i tylko dwie mają tę samą budowę, ale przeciwny sens chiralności. Deskryptory r / s pseudo-asymetrycznych atomów węgla są niezmienne w odbiciu w zwierciadle (tj. R pozostaje r, is pozostaje s), ale są odwracane przez wymianę dowolnych dwóch jednostek (tj. R staje się s, a s staje się r ). Przykładem jest C-3 kwasu rybarnego (C-3 to r) lub kwas ksylarowy (C-3 jest s) lub hioscyjamina (C-3 to r). Łącznik w pseudo-asymetrycznym może zostać pominięty.

R ma pierwszeństwo przed S.

OK, wielkie dzięki, nawet nie wiedziałem, że coś takiego jak "pseudo-asymetryczny atom węgla" w ogóle istnieje. W podręczniku nie ma o tym słowa.

Mam zatem kolejne pytanie, do następnego zadania zaraz pod nim:
Ile istnieje stereoizomerów 2,4-dibromo-3-chloropentanu? Narysuj je i wskaż te optycznie czynne.

Narysowałem i wyszło że łącznie są trzy asymetryczne at. węgla (2 zwykłe + 1 pseudoasymetryczny który łączy się z chlorem). To daje 2^3 = 8 możliwych stereoizomerów, przy czym przez cząsteczkę przechodzi płaszczyzna symetrii, czyli jak rozumiem, łącznie ich będzie mniej i wśród nich znajdą się związki mezo. Czy da się matematycznie określić ich liczbę?

Próbowałem analogii do kwasu winowego: 2 asymetryczne węgle, 2^2 = 4 (2 pary), jest płaszczyzna symetrii czyli połowy par nie ma, pozostała para jest identyczna -> mezo. Czyli wychodzą 2 enancjomery i 1 mezo = łącznie 3 stereoizomery.

W przypadku z zadania: 2^3 = 8 (4 pary), cząsteczka jest symetryczna czyli par jest o połowę mniej (2), a pozostałe dwie pary są identyczne, co daje dwa związki mezo - razem 6 struktur.

Czy taki tok rozumowania jest dobry? Bardzo proszę o wskazówkę.

W odpowiedziach podano tylko cztery związki. Dlaczego?

Zauważ, że jak IV obrócisz o 180^o (możesz taką operację wykonać w projekcji Fischera) to dostaniesz odbicie lustrzane III.

Dla cząsteczek symetrycznych, o nieparzystej liczbie centrów stereogenicznych (u nas n=3):

liczba enencjomerów: 2^(n-1)-2^(n/2-1/2)

u nas 2^(3-1)-2^(3/2-1/2)=2²-2¹=2

liczba form mezo: 2^(n/2-1/2)

u nas 2^(3/2-1/2)=2¹=2

Łączna liczba stereoizomerów to liczba enancjomerów + liczba form mezo.

Już wiele się rozjaśnia, ale jeszcze Cię pomęczę jeśli się nie obrazisz

Czyli wzór 2^n-1 oznacza sumę wszystkich stereoizomerów w przypadku gdy trafi się symetryczny o nieparzystej liczbie centrów stereogen. tak? Czy jakiś inny wzór obowiązuje gdy mamy parzystą liczbę tych centrów?

A co do liczby związków mezo: 2^(n/2-1/2) to wzór uniwersalny dla symetrycznych stereoizomerów czy tylko tych o nieparzystej liczbie centrów? Czy znowu jest jakiś inny przy parzystej liczbie asymetrycznych at. C?

Chciałbym to tak wszystko uporządkować i podsumować.

eryk444 pisze: ↑

25 cze 2019, o 08:38

Czyli wzór 2n-1 oznacza sumę wszystkich stereoizomerów w przypadku gdy trafi się symetryczny o nieparzystej liczbie centrów stereogen. tak?

Tak.

eryk444 pisze: ↑

25 cze 2019, o 08:38

Czy jakiś inny wzór obowiązuje gdy mamy parzystą liczbę tych centrów? ....

Tak. Przy parzystej liczbie centrów (i symetrycznej cząsteczce) mamy:

liczba enancjomerów: 2^n-1

liczba izomerów mezo: 2^(n/2)-1

a wszystkich to oczywiście suma powyższych.

Bardzo dziękuję, wszystko jasne.