Энантиомеры или диастереомеры

50 заданий

Сравнение по конфигурациям

linkОпора

Урок 56. Диастереомеры — рисовать все стереоизомеры с двумя и более стереоцентрами

В уроке 56 мы перечислили все стереоизомеры молекулы с двумя центрами. Теперь обратная задача: даны два конкретных рисунка, и нужно сказать, как они связаны. Самый надёжный способ — определить конфигурацию R или S у каждого стереоцентра обеих структур (урок 53) и сравнить буквы центр за центром.

Как сравнить два стереоизомера

Определите R или S у каждого стереоцентра обеих структур (с одинаковой нумерацией атомов).
Все центры противоположны — энантиомеры.
Все одинаковы — одно вещество.
Часть одинакова, часть противоположна — диастереомеры.

(2R,3R) — Сравниваем изомеры 2-бром-3-хлорбутана центр за центром

Примеры

1. (2R,3R) и (2S,3S). Обращены оба центра, буквы противоположны у каждого — это энантиомеры.

(2R,3R)-2-бром-3-хлорбутан — Обе буквы поменялись — энантиомеры

(2S,3S)-2-бром-3-хлорбутан — Обе буквы поменялись — энантиомеры

2. (2S,3R) и (2S,3S). Конфигурация C2 совпадает, конфигурация C3 противоположна — это диастереомеры.

(2S,3R)-2-бром-3-хлорбутан — Совпала одна буква из двух — диастереомеры

3. (2R,3S) и (2S,3R). Все буквы противоположны, поэтому для несимметричной молекулы, например для 2-бром-3-хлорбутана, это энантиомеры. Но если молекула симметрична, как 2,3-дихлорбутан, обращение обоих центров даёт ту же самую молекулу: (2R,3S)-2,3-дихлорбутан и (2S,3R)-2,3-дихлорбутан — одно и то же мезо-соединение (подробнее в уроке 61).

(2R,3S)-2,3-дихлорбутан: мезо-форма — У симметричной молекулы пара (R,S) и (S,R) — одно вещество

(2R,3R)-2,3-дихлорбутан: хиральный изомер — У симметричной молекулы пара (R,S) и (S,R) — одно вещество

4. (2S,3R,4S) и (2R,3S,4R). Обращены все три центра — энантиомеры:

\[(2S,3R,4S) \;\xrightarrow{\text{зеркало}}\; (2R,3S,4R)\]

errorСравнивайте центры с одинаковыми номерами

Частая ошибка — сравнивать первую букву одной структуры со второй буквой другой, если рисунки нарисованы «задом наперёд». Сначала пронумеруйте атомы обеих структур по одним и тем же правилам номенклатуры, и только потом сопоставляйте конфигурации: C2 с C2, C3 с C3.

edit_noteПопробуйте сами

Как связаны (2R,3S,4R)- и (2R,3R,4R)-изомеры?

expand_moreПоказать решение

Диастереомеры: различается только C3.

Сравнение без R/S

Способ из первой части урока надёжен, но для простых пар быстрее сравнить рисунки напрямую: повернуть одну структуру так, чтобы она легла на другую (урок 41), и посмотреть, совпали ли клинья.

Как сравнить рисунки без R/S

Совместите структуры поворотом (в плоскости листа или вокруг одинарных связей).
Если после поворота все клинья совпали — одно вещество.
Если все клинья противоположны — энантиомеры.
Если часть совпала — диастереомеры.
Для колец: сравните цис/транс-соотношения заместителей. Разные — диастереомеры; одинаковые — либо одно вещество, либо энантиомеры (проверьте зеркальность).

Цис- и транс-изомеры кольца — диастереомеры

Примеры

1. Цис- и транс-1,3-дихлорциклобутан. У цис-изомера оба атома хлора по одну сторону кольца, у транс-изомера — по разные. Никаким поворотом одно в другое не превратить, и зеркальными они тоже не являются — диастереомеры.

цис-1,3-дихлорциклобутан — Разные цис/транс-соотношения в кольце — всегда диастереомеры

2. Два рисунка транс-1,2-диметилциклопентана. На одном рисунке клинья у обоих метилов «вверх-вниз» в одном порядке, на другом — в обратном. Совпадут ли они после поворота, на глаз не видно; здесь нужна проверка по R/S из первой части урока: у одного рисунка (1R,2R), у другого (1S,2S) — энантиомеры.

(1R,2R)-транс-1,2-диметилциклопентан — Одинаковое транс-соотношение, но зеркальные рисунки — энантиомеры

(1S,2S)-транс-1,2-диметилциклопентан — Одинаковое транс-соотношение, но зеркальные рисунки — энантиомеры

3. Два рисунка 2-бромбутана, повёрнутые на 180° в плоскости листа. Поворот в плоскости не меняет клинья, поэтому это одно вещество.

(R)-2-бромбутан — Другой вид того же вещества: конфигурация R сохранилась

тот же (R)-2-бромбутан, повёрнутый — Другой вид того же вещества: конфигурация R сохранилась

errorПоворот вокруг одинарной связи меняет рисунок, но не молекулу

Два рисунка, которые различаются только вращением вокруг связи C–C, изображают одно вещество в разных конформациях, а не изомеры. Прежде чем объявлять структуры диастереомерами, убедитесь, что их нельзя совместить вращением вокруг одинарных связей.

edit_noteПопробуйте сами

Два рисунка 2,3-дибромбутана: в одном атомы брома в проекции Фишера по одну сторону, в другом — по разные. Как они связаны?

expand_moreПоказать решение

Диастереомеры: первый — мезо-форма, второй — хиральный (2R,3R) или (2S,3S).

push_pinГлавное

Сравните конфигурации всех стереоцентров: все противоположны — энантиомеры; все одинаковы — одно вещество; часть одинакова, часть противоположна — диастереомеры. Исключение — мезо-соединения: у них «энантиомер» совпадает с исходной молекулой.

Закрепите теорию: 50 заданий с проверкой и подсказками, урок зачитывается от 70 %.