Wenn wir diese beiden Alkylhalogenide basierend auf den IUPAC-Nomenklaturregeln benennen, erhalten wir den Namen als 2 – chlorbutanbe für beide:

Es handelt sich jedoch nicht um dieselbe Verbindung-es handelt sich um Enantiomere:

Daher benötigen wir eine zusätzliche Information, um Enantiomere (und andere Stereoisomere) anhand ihres Namens zu unterscheiden.,

Cahn, Ingold und Prelog ein system entwickelt, welches unabhängig von der Richtung, die wir suchen, auf das Molekül, wird immer den gleichen Namen (im Gegensatz zu den Keil-und Bindestrich-Schreibweise).

Und deshalb wird dies auch als absolute Konfiguration bezeichnet oder am häufigsten als R-und S-System bezeichnet.,

Lassen Sie uns sehen, wie es funktioniert, indem wir zuerst das folgende Molekül betrachten und danach zum 2-Chlorbutan zurückkehren:

Um die absolute Konfiguration zuzuweisen, müssen wir zuerst den Kohlenstoff(die Kohlenstoff) mit vier verschiedenen Gruppen (Atome) lokalisieren, die damit verbunden sind. Diese werden Chiralitätszentren genannt (chirales Zentrum, stereogenes Zentrum).

In unserem Molekül haben wir nur einen Kohlenstoff mit vier verschiedenen Gruppen und das ist der mit dem Brom und wir werden die absolute Konfiguration dieses chiralen Zentrums zuweisen.,

Dazu müssen Sie die Schritte und Regeln des Cahn-Ingold-Prelog-Systems befolgen.

Schritt 1:

Geben Sie jedem Atom, das mit dem chiralen Zentrum verbunden ist, eine Priorität basierend auf seiner Ordnungszahl. Je höher die Ordnungszahl, desto höher die Priorität.,

Auf dieser Grundlage erhält Brom die Priorität eins, der Sauerstoff die Priorität zwei, der Methylkohlenstoff die dritte und der Wasserstoff die niedrigste Priorität-vier:

Schritt 2:

Zeichnen Sie einen Pfeil beginnend mit Priorität eins und gehen Sie zu Priorität zwei und dann zu Priorität 3:

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Wenn der Pfeil im Uhrzeigersinn geht, wie in diesem Fall, ist die absolute Konfiguration R.

Im Gegensatz dazu, wenn der Pfeil gegen den Uhrzeigersinn geht, ist die absolute Konfiguration S.,

Im folgenden Beispiel gehen die Prioritäten Cl > N > C > H und die Gegenrichtung des Pfeils zeigt eine S absolute Konfiguration an:

Denken Sie also daran: Im Uhrzeigersinn – R, gegen den Uhrzeigersinn – S.

Sehen wir uns nun die absolute Konfiguration des Enantiomers an:

Die Prioritäten sind immer noch gleich, da alle Gruppen um den Kohlenstoff gleich sind., Ausgehend vom Brom und dem Sauerstoff und dann dem Kohlenstoff können wir sehen, dass diesmal der Pfeil gegen den Uhrzeigersinn geht. Wenn der Pfeil gegen den Uhrzeigersinn verläuft, lautet die absolute Konfiguration S.

Und dies ist eine weitere wichtige Sache, an die Sie sich erinnern sollten:

Alle Chiralitätszentren in Enantiomeren sind invertiert (jedes R ist S, jedes S ist R im Enantiomer).

Wir haben also die Rolle der Prioritäten 1, 2 und 3 besprochen, aber was ist mit der niedrigsten Priorität? Wir haben nichts über den Pfeil erwähnt, der dazu führt. Ist es Teil des Spiels und wie benutzt du es?,

Die niedrigste Priorität hat keinen Einfluss auf die Pfeilrichtung. Dies ist jedoch sehr wichtig, und es ist eine Anforderung bei der Zuweisung der R-und S-Konfiguration, dass;

Die niedrigste Priorität muss vom Betrachter weg weisen.

Mit anderen Worten, die niedrigste Priorität muss eine gestrichelte Linie sein, um R und S basierend auf der Pfeilrichtung zuzuweisen, wie wir es gerade getan haben:

Wie können wir in diesem Sinne die absolute Konfiguration dieses Moleküls zuweisen, bei der der Wasserstoff eine Keillinie ist, die auf uns zeigt?,

R und S Wenn die niedrigste Priorität ein Keil ist

Hier haben Sie zwei Optionen:

Option eins. Drehen Sie das Molekül 180o so, dass das Hydroxyl jetzt auf Sie zeigt und der Wasserstoff weg zeigt. Dadurch kann das Molekül nach Bedarf gezeichnet werden, wobei die niedrigste Priorität nach hinten zeigt, wie es für die Bestimmung der R-und S-Konfiguration sein soll:

Als nächstes weisen Sie die Prioritäten zu; Chlor-Nummer eins, Sauerstoff-zwei, Kohlenstoff-drei und das H als Nummer vier.,

Der Pfeil geht im Uhrzeigersinn, daher ist die absolute Konfiguration R.

Das Problem bei diesem Ansatz ist, dass Sie manchmal mit größeren Molekülen arbeiten und es unpraktisch ist, das gesamte Molekül neu zu zeichnen und jedes einzelne Chiralitätszentrum auszutauschen.

Schauen Sie sich zum Beispiel Biotin mit all diesen Hydrogenen an, die nach vorne zeigen. Nicht die beste Option, um dieses Molekül neu zu zeichnen, alle Hydrogene zu ändern und den Rest des Moleküls so zu halten, wie es sein sollte.,

Deshalb haben wir den zweiten Ansatz, dem normalerweise jeder folgt.

Hier verlassen Sie das Molekül so wie es ist, wobei der Wasserstoff auf Sie zeigt. Fahren Sie wie gewohnt fort, indem Sie die Prioritäten zuweisen und den Pfeil zeichnen.

Am Ende müssen Sie nur das Ergebnis von R nach S oder von S nach R.

In diesem Fall geht der Pfeil gegen den Uhrzeigersinn, aber da der Pfeil auf uns zeigt, ändern wir das Ergebnis von S nach R.,

Natürlich sollte jeder Ansatz das gleiche Ergebnis liefern, da dies dasselbe Molekül ist, das anders gezeichnet wurde.

R und S Wenn Gruppe #4 kein Keil oder Bindestrich ist

Es gibt eine dritte Möglichkeit für die Position der Gruppe 4 und das ist, wenn es weder weg oder zu Ihnen zeigt. Dies bedeutet, dass wir die Konfiguration nicht so einfach bestimmen können, als ob die niedrigste Priorität auf uns zu oder von uns weg zeigt, und sie dann am Ende wechseln würden, wie wir es getan haben, als Gruppe 4 eine Keillinie war.,

Wie wäre zum Beispiel die Konfiguration dieses Moleküls?

Dafür gibt es diesen einfachen, aber so nützlichen Trick, der das Leben viel einfacher macht. Denken Sie daran:

Das Austauschen von zwei beliebigen Gruppen in einem chiralen Zentrum invertiert seine absolute Konfiguration (R nach S, S nach R):

Beachten Sie, dass es sich um verschiedene Moleküle handelt. Wir sprechen nicht über das Drehen um eine Achse oder eine einzelne Bindung, in diesem Fall müssen die absoluten Konfigurationen gleich bleiben., Wir konvertieren tatsächlich in ein anderes Molekül, indem wir die Gruppen austauschen, um die Bestimmung der R-und S-Konfiguration zu erleichtern.

Lassen Sie uns dies auf dem oben genannten Molekül tun:

Die niedrigste Prioritätsgruppe befindet sich in der Zeichnungsebene. Nachdem wir das R und S bestimmt haben, wechseln wir das Ergebnis, da Tauschen bedeutet, die absolute Konfiguration zu ändern, und wir müssen wieder zurückschalten.,

Der Pfeil geht gegen den Uhrzeigersinn und zeigt die S-Konfiguration an, und dies bedeutet, dass es sich im ursprünglichen Molekül um R.

Alternativ, was zeitaufwändiger ist, können Sie die Newman-Projektion des Moleküls aus dem Winkel zeichnen, der Gruppe 4 in den Rücken legt (vom Betrachter wegweisend):

Die niedrigste Prioritätsgruppe zeigt und daher zeigt die Pfeilrichtung im Uhrzeigersinn eine R-Konfiguration an.,

R und S wenn Atome (Gruppen) gleich sind

Manchmal kommt es vor, dass zwei oder mehr Atome, die mit dem chiralen Zentrum verbunden sind, gleich sind und es nicht möglich ist, die Prioritäten sofort zuzuweisen.

Kehren wir zum Beispiel zum 2-Chlorbutan zurück, beginnend mit dem folgenden Chlor:

Chlor hat die erste Priorität, dann haben wir zwei Kohlenstoffe und einen Wasserstoff, der die niedrigste Priorität hat. Wir müssen die zweite Priorität bestimmen, indem wir zwei Kohlenstoffatome vergleichen, und es gibt eine Bindung, da beide (offensichtlich) die gleiche Ordnungszahl haben.,

Was machen Sie? Sie müssen sich die Atome ansehen, die mit denen verbunden sind, die Sie vergleichen:

Der Kohlenstoff links (CH3) ist mit drei Hydrogenen verbunden, während der eine rechts mit zwei Hydrogenen und einem Kohlenstoff verbunden ist. Dieser zusätzliche Kohlenstoff gibt dem CH2 die zweite Priorität und dem CH3 Priorität drei.

Der Pfeil geht im Uhrzeigersinn, also ist dies das (R)-2-Chlorbutan.

Und wenn auch diese Atome identisch wären, müssten wir uns weiter vom chiralen Zentrum entfernen und den Vorgang wiederholen, bis wir zum ersten Unterschiedspunkt gelangen.,

Es ist wie Schichten: Die erste Schicht sind die Atome, die mit dem chiralen Zentrum verbunden sind, und Sie vergleichen diese und bewegen sich nur dann zur zweiten Schicht, wenn eine Bindung besteht.

Sie sollten niemals ein Atom der zweiten Schicht mit einem Atom der ersten Schicht vergleichen, unabhängig von seiner Ordnungszahl.

Doppel – und Dreifachbindungen in den R-und S-Konfigurationen

Machen wir das R und S für dieses Molekül:

Brom ist die Priorität und der Wasserstoff ist die Nummer vier. Kohlenstoff “ a “ ist mit einem Sauerstoff und zwei Hydrogenen verbunden., Kohlenstoff “ b “ ist mit einem Sauerstoff und einem Wasserstoff verbunden. Aufgrund der Doppelbindung wird Kohlenstoff „b“ jedoch so behandelt, als wäre er mit zwei Oxygenen verbunden. Die gleiche Regel gilt für jede andere Doppel-oder dreifachbindung. Wenn Sie also eine Doppelbindung sehen, zählen Sie sie als zwei einzelne Anleihen, wenn Sie sehen, dass eine dreifache Bindung sie als drei einzelne Anleihen schneidet.

Der Pfeil geht im Uhrzeigersinn, die absolute Konfiguration ist jedoch S, da der Wasserstoff auf uns zeigt.,

Weitere Tricks in den R-und S-Konfigurationen

  • Was ist, wenn Sie zwei Kohlenstoffe vergleichen; Einer ist mit drei Elementen mit hoher Atomzahl und der andere mit zwei Hydrogenen und einem Heteroatom verbunden. Welcher hat eine höhere Priorität?

Lassen Sie uns dies mit diesem Molekül sehen:

Selbst wenn nur ein Atom eine höhere Ordnungszahl hat als das höchste auf dem anderen Kohlenstoff, erhält die Gruppe eine höhere Priorität.

Also schlägt ein S N, O, F, weil es eine höhere Ordnungszahl hat als die anderen einzeln.,

  • Kohlenstoff ist nicht das einzige von R und S. Theoretisch ist jedes Atom mit vier verschiedenen Gruppen chiral und kann vom R-und S-System beschrieben werden. Beispielsweise werden Phosphor – und Schwefelchiralzentren häufig als R oder S.

  • Wasserstoff ist nicht immer die niedrigste Priorität. Ein einsames Paar Elektronen ist niedriger.,

  • Carbanionen sind achiral, weil das einsame Paar schnell von einer Seite zur anderen flippt, es sei denn bei sehr niedrigen Temperaturen:

  • R und S gelten nicht für den Stickstoff in Aminen aus dem gleichen Grund wie für Carbanionen. Quartäre Ammoniumgruppen können jedoch chiral sein.

  • Dasselbe Element kann basierend auf seinen Isotopen unterschiedliche Prioritäten erhalten., Stereochemie:
    • Die R und S Konfiguration Praxis Probleme
    • Chiralität und Enantiomere
    • Diastereomere-Einführung und Praxis Probleme
    • Cis und Trans Stereoisomerie in Alkene
    • E und Z Alkene Konfiguration mit Praxis Probleme
    • Enantiomere Diastereomere die Gleiche oder Konstitutionelle Isomere mit Praxis Probleme
    • Optische Aktivität
    • Enantiomerenüberschuss (ee): Prozentsatz der Enantiomere aus spezifischer Rotation mit Übungsproblemen
    • Berechnung des Enantiomerenüberschusses aus optischer Aktivität
    • Symmetrie und Chiralität.,li>
    • R und S Konfiguration in der Fischer Projektion
    • R und S konfiguration auf Newman projektionen
    • Umwandlung Bond-Linie, Newman Projektion, und Fischer Projektionen
    • Auflösung von Enantiomere: Separate Enantiomere durch Umwandlung zu Diastereomere

    Stereochemistry Praxis Probleme Quiz

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