R и S в проекциях Ньюмена

Передний и задний атомы

Проекция Ньюмена (урок 42) тоже годится для определения R и S. У каждого из двух атомов связи видно три заместителя, а четвёртый — это соседний атом цепи вместе со всем, что к нему присоединено; он направлен вдоль оси, к нам или от нас. Именно поэтому правила чтения для переднего и заднего атомов различаются.

Как определить R/S по проекции Ньюмена

1. Решите, какой атом — стереоцентр: передний или задний. Заместителем для него служит и соседний атом цепи (как группа целиком).
2. Расставьте старшинство четырёх групп.
3. Передний атом: поставьте соседний (задний) атом на место водорода, прочитайте обход 1 → 2 → 3 и обратите ответ.
4. Задний атом: поставьте соседний (передний) атом на место водорода и прочитайте обход без обращения.

Почему так

У переднего атома водород смотрит к нам, а задний атом — от нас: обмен ставит водород назад, но один обмен меняет конфигурацию — отсюда обращение. У заднего атома ситуация зеркальная, и два эффекта компенсируют друг друга.

Примеры

1. (R)-2-Бромбутан, C2 спереди. У переднего атома видны Br, \(\ce{CH3}\) и H, четвёртый заместитель — задний атом C3 с этильной группой. Старшинство: Br > этил > \(\ce{CH3}\) > H. Мысленно ставим этил на место H и читаем обход Br → этил → \(\ce{CH3}\); передний атом — ответ обращаем.

2. (S)-2-Бромбутан, C2 сзади. Теперь стереоцентр — задний атом, а его четвёртый заместитель — передний атом C3 с этилом. Ставим этил на место H и читаем обход без обращения.

Два стереоцентра в проекции Ньюмена

Когда оба атома связи — стереоцентры, конфигурацию каждого определяют по своему правилу из первой части урока.

Как разобрать проекцию с двумя стереоцентрами

1. Передний атом — правило «замени H на задний атом и обрати».
2. Задний атом — правило «замени H на передний атом, не обращай».
3. Сравните с известными изомерами: одинаковые конфигурации (R,R) или (S,S) у симметричной молекулы — хиральный изомер, (R,S) — мезо.

Примеры

1. (2R,3R)-Бутан-2,3-диол. Поставим группы OH анти. У переднего атома C2 видны OH, \(\ce{CH3}\), H, четвёртый заместитель — C3. У заднего атома C3 — то же. Проверив каждый центр своим правилом, получаем (R,R); метилы в этой конформации оказываются гош.

2. Мезо-бутан-2,3-диол. В той же конформации с анти-группами OH метилы тоже стоят анти, и водороды анти: у молекулы появился центр симметрии. Конфигурации центров — (R,S).