Папиллярные узоры пальцев рук - маркер спортивных способностей: дерматоглифические признаки формируются на 3-5 месяце беременности, не изменяются в течение жизни...
Механическое удерживание земляных масс: Механическое удерживание земляных масс на склоне обеспечивают контрфорсными сооружениями различных конструкций...
Топ:
Техника безопасности при работе на пароконвектомате: К обслуживанию пароконвектомата допускаются лица, прошедшие технический минимум по эксплуатации оборудования...
Эволюция кровеносной системы позвоночных животных: Биологическая эволюция – необратимый процесс исторического развития живой природы...
Характеристика АТП и сварочно-жестяницкого участка: Транспорт в настоящее время является одной из важнейших отраслей народного хозяйства...
Интересное:
Инженерная защита территорий, зданий и сооружений от опасных геологических процессов: Изучение оползневых явлений, оценка устойчивости склонов и проектирование противооползневых сооружений — актуальнейшие задачи, стоящие перед отечественными...
Мероприятия для защиты от морозного пучения грунтов: Инженерная защита от морозного (криогенного) пучения грунтов необходима для легких малоэтажных зданий и других сооружений...
Наиболее распространенные виды рака: Раковая опухоль — это самостоятельное новообразование, которое может возникнуть и от повышенного давления...
Дисциплины:
2018-01-14 | 2088 |
5.00
из
|
Заказать работу |
|
|
Цель: сформировать умения составлять и называть конфигурационные изомеры органических соединений.
Вопросы для обсуждения:
1. Конфигурационные изомеры и их способы изображения.
2. Энантиомеры. D-,L и R,S-номенклатуры.
3. Диастериомеры. Е,Z- номенклатура
4. Связь между пространственным строением органических лекарственных веществ и их действием
Материалы и примеры для самостоятельного изучения
Пример 1. Один из стереоизомеров 2-амино-3-гидроксибутановой кислоты (треонина) входит в состав белков. Какие конфигурационные стереоизомеры возможны для треонина?
Решение. В молекуле треонина два центра хиральности (два асимметрических атома углерода). Следовательно, треонин может существовать в виде 4 конфигурационных стереоизомеров (2n = 4, при n = 2).
Стереоизомеры I и II, а также III и IV – пары энантиомеров. В парах I и III, I и IV, II и III, II и IV молекулы не соотносятся как предмет и несовместимое с ним зеркальное изображение и представляют собой пары диастереомеров. Диастереомеры в отличие от энантиомеров обладают разными физическими и химическими свойствами (величина угла вращения, температуры кипения и плавления, растворимость и др.).
При отнесении треонина и вообще соединений с двумя и более асимметрическими атомами к D- или L-стереохимическому ряду возникает вопрос — по какому центру хиральности его осуществлять? В этой неоднозначности заключается один из недостатков D, L-системы. Для амино- и гидроксикислот используется так называемый гидрокcикислотный ключ, когда с конфигурацией глицеринового альдегида сравнивается конфигурация асимметрического атома с наименьшим номером. По этому правилу стереоизомеры I и IV относятся к L-ряду, а II и III — к D-ряду. В состав белков входит L-треонин.
|
Соединения I и II имеют эритро- конфигурацию (см. учебник), в этом случае иногда используется приставка алло-.
Пример 2. В процессе метаболизма углеводов происходит стереоспецифическое окисление L-молочной кислоты в пировиноградную с участием фермента L-лактатдегидрогеназы. Какие из структур I–III могут выступать в качестве субстрата L-лактатдегидрогеназы, т. е. принадлежат к L-ряду?
Решение. Для сопоставления конфигурации соединений I и II с
L-глицериновым альдегидом необходимо преобразовать их проекционные формулы, чтобы сходство или различие стало очевидным. По правилам преобразования формул Фишера у асимметрического атома можно делать четное число перестановок лигандов, а также поворачивать формулу Фишера на 180° без выведения из плоскости. Эти операции не искажают стереохимический смысл формул. В формуле I следует сделать две перестановки, а формулу II достаточно повернуть на 180°, после чего нетрудно убедиться в принадлежности обоих соединений к L-ряду.
Стереохимическую формулу III можно преобразовать в формулу Фишера, а затем сопоставить ее с проекционными формулами D- и L-глицериновых альдегидов. При построении формулы Фишера молекулярную модель или стереохимическую формулу следует расположить в пространстве так, чтобы связи, уходящие за плоскость проекции, образовывали вертикальную линию, а связи, направленные в пространство перед плоскостью – горизонтальную.
Таким образом, структуры I, II и III соответствуют L-молочной кислоте.
Пример 3. Обозначьте конфигурацию природной -аминокислоты L-серина (2-амино-З-гидроксипропановой кислоты) по R,S- системе.
Решение. В основе R,S -системы обозначения конфигурации лежит принцип старшинства заместителей, окружающих центр хиральности. Старшинство заместителей определяется атомным номером элемента, связанного непосредственно с центром хиральности. Самым старшим заместителем в молекуле серина является аминогруппа (7N), самым младшим — водород (1Н). Для определения порядка старшинства между карбоксильной СООН и первичной спиртовой СН2ОН группами, имеющими в первом «слое» одинаковые атомы (6С), сравнивают атомные номера элементов второго слоя. Большее старшинство карбоксильной группы обусловлено тем, что кислород, связанный двойной связью, считается дважды. Таким образом, заместители у хирального атома углерода в серине имеют следующий порядок уменьшения старшинства: NH2>COOH>CH2OH>H.
|
При обозначении конфигурации по R,S -системе молекулярную модель
L-серина располагают в пространстве так, чтобы младший заместитель был удален от глаза наблюдателя. Уменьшение старшинства при этом происходит против хода часовой стрелки, поэтому L-серину приписывают S-конфигурацию.
Конфигурацию хирального центра можно определить по проекционной формуле Фишера. С помощью четного числа перестановок ее следует преобразовать, чтобы младший заместитель оказался вверху или внизу проекции, что соответствует положению, наиболее удаленному от глаза наблюдателя. Остальные заместители при этом будут располагаться в порядке уменьшения старшинства. После двух перестановок видно, что хиральный центр в L-серине имеет S-конфигурацию.
Задачи для самостоятельного решения
Задание 6.1. Какое из двух соединений — глицерин или глицериновый альдегид — может существовать в виде энантиомеров?
Задание 6.2. Сколько конфигурационных стереоизомеров имеет 2,3,4,5-тетра-гидроксипентаналь?
Задание 6.3. Может ли существовать в виде энантиомеров адреналин?
Задание 6.4. Сколько асимметрических атомов углерода содержится в молекуле ментола и молекуле камфоры?
Задание 6.5. Какая из двух проекционных формул I или II соответствует
L-аланину (L-2-аминопропановой кислоте)?
Задание 6.6. Постройте проекционные формулы Фишера энантиомеров
2-гидроксибутановой кислоты.
Задание 6.7. Родоначальником какого стереохимического ряда является глицериновый альдегид, имеющий следующую структуру:
Задание 6.8. Идентичны ли -аминокислоты, конфигурация которых изображена с помощью проекционных формул I и II?
Задание 6.9. Один из стереоизомеров 2-амино-3-метилпентановой кислоты входит в состав белков. Напишите проекционные формулы Фишера возможных стереоизомеров этого соединения.
|
Задание 6.10. Напишите проекционные формулы Фишера 2-бром-3-хлоробутана.
Задание 6.11. Какие стереоизомеры имеет винная кислота. Приведены стериоизомеры в виде проекционных формул. Какой из них оптически неактивен и почему?
Задание 6.12. Назовите по R,S-системе
а) L-2-амино-3-меркаптопропановую кислоту (L-цистеин).
б) L-2-аминопропановую кислоту (L-аланин).
в) D(+)-глицериновый и L (-)-глицериновый альдегиды.
Задание 6.13. В биохимических реакциях роль метилирующего агента выполняет 2-амино-4-метилтиобутановая кислота. К. какому стереохимическому ряду она относится?
Литература для самостоятельной работы
1. Органическая химия: Учебник для вузов: В 2 кн./В.Л. Белобородов, С.Э. Зурабян, А.П. Тюкавкина; Под ред. Н.А. Тюкавкиной. - М.: Дрофа, 2002. – Кн. 1: Основной курс. – 620 с. (С. 92- 110)
2. Органическая химия (в вопросах и ответах) / Под ред. Б. А. Ивина и Л. Б. Пиотровского. — СПб.: Наука, 2002. — 510 с. (С. 93-108)
|
|
Историки об Елизавете Петровне: Елизавета попала между двумя встречными культурными течениями, воспитывалась среди новых европейских веяний и преданий...
Организация стока поверхностных вод: Наибольшее количество влаги на земном шаре испаряется с поверхности морей и океанов (88‰)...
Таксономические единицы (категории) растений: Каждая система классификации состоит из определённых соподчиненных друг другу...
Двойное оплодотворение у цветковых растений: Оплодотворение - это процесс слияния мужской и женской половых клеток с образованием зиготы...
© cyberpedia.su 2017-2024 - Не является автором материалов. Исключительное право сохранено за автором текста.
Если вы не хотите, чтобы данный материал был у нас на сайте, перейдите по ссылке: Нарушение авторских прав. Мы поможем в написании вашей работы!