R и S: сложные случаи старшинства

54 задания

Сравнение по слоям и кратные связи

linkОпора

Урок 53. Конфигурация R и S — определять конфигурацию стереоцентра по правилам старшинства

Правило из урока 53 решает, пока первые атомы разные. Чаще у стереоцентра несколько углеродных заместителей — тогда сравнивают атомы следующего слоя.

Как сравнить заместители с одинаковым первым атомом

Для каждого заместителя выпишите три атома, связанных с первым атомом, в порядке убывания: (O,H,H), (C,C,H)…
Сравните наборы по первому различию: старше тот, у кого раньше встречается атом с большим номером. Не суммируйте: (O,H,H) старше (C,C,C).
Атом при двойной связи записывают дважды, при тройной — трижды.
Если наборы совпали, идите дальше по самой старшей ветви.

Группа	Набор атомов при первом атоме
\(\ce{-CH3}\)	(H,H,H)
\(\ce{-CH2CH3}\)	(C,H,H)
\(\ce{-CH(CH3)2}\)	(C,C,H)
\(\ce{-C(CH3)3}\)	(C,C,C)
\(\ce{-CH2OH}\)	(O,H,H)
\(\ce{-CHO}\)	(O,O,H)
\(\ce{-COOH}\)	(O,O,O)

Слой за слоем: наборы атомов решают старшинство углеродных групп

Примеры

1. Этил и пропил: 3-метилгексан. У C3 четыре заместителя: H, метил, этил, пропил. Этил и пропил начинаются одинаково — (C,H,H); во втором слое у этила \(\ce{CH3}\) (H,H,H), у пропила \(\ce{CH2}\) (C,H,H) — пропил старше.

(R)-3-метилгексан: пропил 1, этил 2, метил 3 — Одинаковые первые слои — идём дальше по самой старшей ветви

2. Трет-бутил против \(\ce{CH2NH2}\). (C,C,C) против (N,H,H): первое различие — C против N, поэтому \(\ce{CH2NH2}\) старше, хотя у трет-бутила «больше углерода».

(R)-2,3,3-триметилбутан-1-амин: CH₂NH₂ 1, трет-бутил 2 — Сравнивают по первому различию, а не по числу атомов

3. Фенил против трет-бутила. Оба (C,C,C): у фенила двойные связи кольца считаются дважды. Дальше у фенила (C,C,H), у трет-бутила (H,H,H) — фенил старше.

(S)-2,2-диметил-1-фенилпропан-1-ол: OH 1, фенил 2, трет-бутил 3 — Кратные связи ароматического кольца дают фенилу (C,C,C) в первом слое и (C,C,H) во втором

4. \(\ce{-CHO}\) против \(\ce{-CH2OH}\): глицериновый альдегид. (O,O,H) старше (O,H,H): у альдегидного углерода кислород двойной связи записан дважды.

(R)-глицериновый альдегид: OH 1, CHO 2, CH₂OH 3 — Кислород двойной связи C=O считается дважды

errorНе складывайте атомы

(O,H,H) старше (C,C,C): сравнивают первые атомы наборов (O против C), а не суммы номеров. Суммирование — самая частая ошибка.

edit_noteПопробуйте сами

Что старше: \(\ce{-CH2Cl}\) или \(\ce{-CH(CH3)2}\)?

expand_moreПоказать решение

\(\ce{-CH2Cl}\): (Cl,H,H) против (C,C,H) — первое различие Cl против C.

Если водород не на штрихе

Правило из урока 53 требует, чтобы младший заместитель смотрел от наблюдателя. На рисунке так бывает не всегда, но мысленно поворачивать молекулу не обязательно: есть два приёма.

Как определить конфигурацию при «неудобном» водороде

H на клине (к вам): проведите 1 → 2 → 3 как обычно и обратите ответ.
H в плоскости: мысленно поменяйте местами H и группу на штрихе; определите конфигурацию по новому рисунку и обратите ответ — один обмен меняет конфигурацию (урок 41).
Любые два обмена возвращают исходную конфигурацию.

Водород к наблюдателю: читаем обход и обращаем ответ

Тот же вывод поворотом молекулы: после поворота на 180° водород уходит за плоскость, и обход читается напрямую

Водород в плоскости: обмен H и группы на штрихе даёт энантиомер — читаем его и обращаем ответ

Примеры

1. Водород на клине: 2-бромпентан. Br — 1, пропил — 2, метил — 3; H — 4 на клине. Обход 1 → 2 → 3 по часовой стрелке, но младший заместитель к нам — ответ обращаем: S.

(S)-2-бромпентан: H на клине, обход по часовой, ответ обратный — Дуга читается «как R», но водород к наблюдателю — истинная конфигурация S

2. Водород в плоскости: 2-бромбутан. На штрихе метил. Меняем местами H и метил — H уходит на штрих, читаем обход: против часовой, S. Один обмен обратил конфигурацию, значит исходная молекула — R.

(R)-2-бромбутан: H в плоскости, метил на штрихе — После обмена H ↔ CH₃ рисунок читается как S — исходная конфигурация R

3. Проверка обменом. Поменяйте местами две любые группы, не трогая водород: (R)-2-бромбутан превращается в (S)-2-бромбутан — конфигурация должна смениться на противоположную. Если у вас после обмена получилась та же буква, где-то ошибка.

(R): Br на клине — Один обмен заместителей всегда обращает конфигурацию

(S): Br и H поменялись местами — Один обмен заместителей всегда обращает конфигурацию

errorОдин обмен — обратный ответ

Любой обмен двух заместителей превращает R в S. Если в процессе вы сделали один обмен (или прочитали рисунок с водородом к себе), не забудьте обратить ответ.

edit_noteПопробуйте сами

Водород на клине, обход 1 → 2 → 3 по часовой стрелке. Какая конфигурация?

expand_moreПоказать решение

S: при водороде к наблюдателю ответ обращают.

push_pinГлавное

Если первые атомы одинаковы, выписывают наборы атомов следующего слоя по убыванию — (C,H,H), (C,C,H), (O,H,H) — и сравнивают по первому различию (не суммируя). Атом при двойной связи считают дважды, при тройной — трижды: CHO — (O,O,H), COOH — (O,O,O). Если водород на клине, обход 1 → 2 → 3 читают и обращают ответ; если в плоскости — меняют его местами с группой на штрихе и обращают ответ.

Закрепите теорию: 54 задания с проверкой и подсказками, урок зачитывается от 70 %.