L’universo è ..Chirale
L’universo è ..Chirale
L’universo è ..Chirale
L’universo è ..Chirale
L’universo è ..Chirale
L’universo è ..Chirale
L’universo è ..Chirale
Un test per scoprire la chiralità…
L’oggetto è sovrapponibile alla propria immagine speculare??
L’universo è ..Chirale
Anche le molecole, come tutti gli aggetti possono o non possono
essere chirali. Molecole non sovrapponibili alla propria immagine
speculare sono dette chirali.
Stereochimica:
Il diverso modo con cui i gruppi legati al carbonio
tetraedrico si dispongono nello spazio è argomento
di studio della Stereochimica
Stereochimica:
L’uso dei modelli facilita lo studio della stereochimica.
Si possono usare anche rappresentazioni grafiche particolari.
Stereochimica:
Stereochimica:
Simmetria…..
Stereochimica:
La proprietà della chiralità e strettamente legata alla simmetria
delle molecole. Le molecole possono essere classificate in base
a gruppi di simmetria. Questi gruppi sono caratterizzati da
da elementi di simmetria (centro, piano, assi…).
Le molecole possono essere analizzate in base a questi elementi
di simmetria
Piano di simmetria? Si !!
Piano di simmetria? No !!
Stereochimica:
Molecole che possiedono piani di simmetria e/o centri di simmetria
sono sovrapponibili alla propria immagine speculare.
Sono quindi achirali.
L’immagine speculare di una molecola chirale si chiama
enantiomero.
Stereochimica:
Se l’atomo di carbonio è sostituito da quattro sostituenti diversi
non esiste il piano di simmetria. Quindi si genera una molecola
non sovrapponibile alla propria immagine speculare. L’atomo di
carbonio centrale è un centro stereogenico (stereocentro).
La molecola e la propria immagine speculare sono due
enantiomeri.
Stereochimica:
Stereochimica:
Stereochimica:
Le molecole possono contenere più stereocentri. L’efedrina possiede
due stereocentri. Se una molecola ha N stereocentri possiamo avere
2N stereoisomeri. Gli stereoisomeri che non sono enantiomeri si
definiscono diastereoisomeri.
OH
H
H
NH2
Me
HO
O
H
H
H
M
e
H
2N
H
H
H2N
Me
H
O
H
M
e
H
N
H
2
Solo le molecole chirali posseggono diastereoisomeri?
C
H
C
H
C
H
2
2
3
2-butene
1-propene
H
C
3
H
C
H
3
H
Cis-2-butene
H
C
3
H
1-butene
H
C
H
3
Trans-2-butene
Z…ed…. E!!
Non sempre è possibile stabile se un alchene è cis o trans
(vedi esempio).Occorre prima stabilire un ordine trai i gruppi.
Stabilito l’ordine (o la priorità) si utilizzano le lettere Z o E.
Assegnare l’ordine di priorità all’atomo unito al doppio legame
in base al numero atomico. Se i sostituenti sono uguali proseguire
esplorando un altro “cerchio dantesco” sino a trovare una differenza.
Doppi o tripli legami si considerano come multipli (x2 ox3) dello
stesso atomo. Se i gruppi a maggiore priorità sono dalla stessa parte
l’alchene viene definito Z, altrimenti è detto E.
(Z)-2-bromo-2-butene
Stereochimica:
La radiazione elettromagnetica è composta da un campo
elettrico e magnetico oscillanti (perpendicolari).
Nella luce piano polarizzata l’oscillazione avviene in un
piano.
Stereochimica:
Enantiomeri sono identici in ogni proprietà chimica e fisica.
Tranne in una proprietà….Sono in grado di ruotare la luce piano
polarizzata in direzioni opposte. Le componenti elettrica e
magnetica interagiscono in modo diverso con i due enantiomeri.
Stereochimica:
Una soluzione che contiene un enantiomero ruoterà il piano della
luce polarizzata in una direzione……
Stereochimica:
…mentre l’altro enantiomero lo ruoterà nella direzione opposta.
E una soluzione che contiene il 50% di uno e il 50% dell’ altro?
Stereochimica:
Potere rotatorio specifico []
r
o
t
a
z
i
o
n
e
o
s
s
e
r
v
a
t
a
(
i
n
g
r
a
d
i
)
[]D =
c
a
m
m
i
n
o
o
t
t
i
c
o
(
i
n
d
m
)
x
c
o
n
c
e
n
t
r
a
z
i
o
n
e
(
g
/
m
L
)
Segno!!!!!
Stereochimica:
Attenzione! La direzione nella quale la luce polarizzata è ruotata
non ha NESSUNA relazione con l’orientazione dei gruppi attorno
allo stereocentro. E’ una misura sperimentale.
C’è un modo per poter descrivere le posizioni dei gruppi attorno
ad uno stereocentro?
Dobbiamo attribuire la configurazione assoluta allo stereocentro.
E’ stato stabilito un sistema di regole che assegna delle priorità ai
gruppi o atomi legati allo stereocentro. Stabilita la priorità il
gruppo con minore priorità viene posto lontano dall’osservatore.
Si congiunge con una linea ideale i restanti gruppi in funzione del
loro ordine di priorità. In questo modo si stabisce un senso orario
(R ) o antiorario (S) di percorrenza.
Stereochimica:
S o sinister
Stereochimica:
Le regole per stabilire la priorità sono dette regole CIP.
Classificare gli atomi legati allo stereocentro in base al numero
atomico. Se non si riesce a decidere la priorità guardare al
sostituenti legati agli atomi più prossimi.Legami multipli sono
considerati multipli dello stesso atomo. Ruotare idealmente la
molecola in modo da portare il sostituente a minore priorità
dietro. Se la linea che congiunge in ordine decrescente (dal
gruppo a priorità maggiore al gruppo a priorità minore) gli altri
tre gruppi si muove in senso orario, la molecola è R. Se la linea è
di tipo antiorario la molecola è S.
Stereochimica:
Esempi
Stereochimica:
Stereochimica:
Stereochimica:
S o R??
Stereochimica:
Rappresentazioni di stereocentri nella dimensione 2D.
le proiezioni di Fischer. Disegnate la molecola in modo che due
legami puntino verso di voi e…..stiratela!!!
Stereochimica:
Legami che puntano lontano da voi
Legami che puntano verso di voi
Stereochimica:
Stereochimica:
Senza passare dalle rappresentazione tridimensionale, si può
assegnare la configurazione assoluta, ricordando che l’idrogeno
è dietro.
Stereochimica:
Regole per manipolare le proiezioni di Fischer.
Non ruotarle di 90°! Si genera l’enatiomero. ..Provate
Quando due gruppi sono scambiati, si genera l’enantiomero.
Un doppio scambio rigenera lo stereoisomero di partenza.
Stereochimica:
Molecole che contengono stereocentri possono essere achirali?
Sì se posseggono elementi di simmetria (piani o centri). Molecole
definite “meso” posseggono un piano di simmetria.
Stereochimica:
Stereochimica:
Quanti stereocentri contiene questa molecola?
E chirale?