Chiralitet och stereoisomerer

föreningar med flera chirala centra

vi vänder vår uppmärksamhet bredvid molekyler som har mer än en stereocenter. Vi börjar med ett vanligt fyra kolsocker som kallas D-erythrose.

som du kan se är d-erythrose en kiral molekyl: C2 och C3 är stereocenters, som båda har r-konfigurationen. Dessutom bör du göra en modell för att övertyga dig själv om att det är omöjligt att hitta ett symmetriplan genom molekylen, oavsett konformationen. Har d-erythrose en enantiomer? Naturligtvis gör det – om det är en kiral molekyl, måste det., Den ena enantiomeren av erythrose är dess spegelbild, och heter L-erythrose (än en gång, bör du använda modeller för att övertyga dig själv om att dessa spegelbilder av erythrose är inte superimposable).

märker att båda chirala centra i L-erythrose båda har s-konfigurationen. I ett par enantiomerer är alla chirala centra av motsatt konfiguration.

vad händer om vi ritar en stereoisomer av erythrose där konfigurationen är S vid C2 och R vid C3?, Detta stereoisomer, som är ett socker som kallas D-threose, är inte en spegelbild av erythrose. D-threose är en diastereomer av både D-erythrose och L-erythrose.

definitionen av diastereomerer är enkel: om två molekyler är stereoisomerer (samma molekylformel, samma anslutning, olika arrangemang av atomer i rymden) men inte är enantiomerer, så är de diastereomerer som standard. I praktiska termer betyder det att minst en – men inte alla-av de chirala centra är motsatta i ett par diastereomerer., Per definition är två molekyler som är diastereomerer inte spegelbilder av varandra.

L-threose, enantiomeren av D-threose, har r-konfigurationen vid C2 och s-konfigurationen vid C3. L-Treos är en diastereomer av båda erytrosenantiomererna.

I allmänhet kommer en struktur med n stereocenters att ha 2n olika stereoisomerer. (Vi överväger för närvarande inte stereokemi av dubbelbindningar-som kommer senare)., Låt oss till exempel överväga glukosmolekylen i sin öppna kedjeform (kom ihåg att många sockermolekyler kan existera i antingen en öppen kedja eller en cyklisk form). Det finns två enantiomerer av glukos, kallad D-glukos och L-glukos. D-enantiomeren är det gemensamma sockret som våra kroppar använder för energi. Det har n = 4 stereocenters, så därför blir det 2n = 24 = 16 möjliga stereoisomerer (inklusive D-glukos själv).,

I L-glukos inverteras alla stereocenters i förhållande till D-glukos. Det lämnar 14 diastereomerer av D-glukos: det här är molekyler där minst en, men inte alla, av stereocenterna är inverterade i förhållande till D-glukos. En av dessa 14 diastereomerer, ett socker som kallas D-galaktos, visas ovan: I d-galaktos är en av fyra stereocenters inverterad i förhållande till D-glukos., Diastereomerer som skiljer sig åt i endast en stereocenter (av två eller flera) kallas epimerer. D-glukos och d-galaktos kan därför refereras till som epimerer såväl som diastereomerer.

totalt finns 210 = 1024 stereoisomerer i erythronolid B-familjen: 1022 av dessa är diastereomerer av strukturen ovan, en är enantiomeren av strukturen ovan, och den sista är strukturen ovan.,

vi vet att enantiomerer har identiska fysikaliska egenskaper och lika men motsatta grader av specifik rotation. Diastereomerer har i teorin åtminstone olika fysikaliska egenskaper – vi föreskriver ”i teorin” eftersom ibland de fysikaliska egenskaperna hos två eller flera diastereomerer är så lika att det är mycket svårt att separera dem. Dessutom är de specifika rotationerna av diastereomerer orelaterade-de kan vara samma tecken eller motsatta tecken och liknande i storlek eller mycket olika.