Hoá học hữu cơ - Khái niệm đồng phân quang học

Nội dung text: Hoá học hữu cơ - Khái niệm đồng phân quang học

1. 1.Khái niệm đồng phân quang học • Những hợp chất có cùng cấu tạo hóa học, có tính chất vật lý và hóa học giống nhau, nhưng do khác nhau về bố trí trong không giancủa các nhóm thế xung quanh một trung tâm bất đối nào đó trong phân tử vì vậy khả năng làm quay mặt phẳng ánh sáng phân cực và tính chất sinh hóa khác nhau, gọi là đồng phân quang học. 2. Điều kiện để có đồng phân quang học • Có yếu tố không trùng vật ảnh: sẽ cho vật và ảnh đối xứng nhau nhưng không chồng khít được với nhau • Có 2 loại : bất đối nguyên tử và bất đối phân tử + Nguyên tử bất đối: là nguyên tử liên kết với 4 nhóm thế có bản chất khác nhau ( C*, Si*,S* ) + Bất đối phân tử: trong phân tử có những bộ phận hoặc nhóm thế mà làm cho 4 nhóm thế có bản chất khác nhau bố trí trên8–37 2 mặt phẳng vuông góc hoặc gần vuông góc với nhau Ví dụ: hợp chất có các liên kết đôi liền, chẵn; spiran, cản quay . Chapter 1-37
2. 3. Một số đồng phân quang học thường gặp • Phân tử có 1 C bất đối xứng: Những nguyên tử cacbon đính với 4 nguyên tử hoặc nhóm nguyên tử khác nhau gọi là cacbon bất đối kí hiệu: C*. Các phân tử này có 2 đồng phân quang học tạo thành 1 cặp đối quang • Phân tử có nhiều C bất đối : Số lượng đồng phân quang học = 2n (n = số lượng cacbon bất đối). Nhưng nếu trong phân tử có yếu tố đối xứng thì số đồng phân quang học nhỏ hơn 2n và có xuất hiện loại đồng phân quang học không có tính quang hoạt là đồng phân mezo 8–38 Chapter 1-38
3. Ví dụ COOH COOH C C H C H CH 3 H 3 HO OH Axit L (-)-lactic Axit D (+)-lactic o 26 26 t nc o 122/14 mmHg t s 122/14 mmHg   D -3.8o +3.8o • Axit lactic có 2 đối quang là đồng phân quay phải và đồng phân quay trái, 2 đối quang này chúng rất giống nhau nhưng không thể chồng khít lên nhau được • Hỗn hợp 50% đồng phân quay phải và 50% đồng phân quay8–39 trái gọi là hỗn hợp raxemic. Hỗn hợp này có năng suất quay cự bằng 0 Chapter 1-39
4. • Hợp chất có nhiều trung tâm bất đối • Xét phân tử: aldotetrozơ, nếu ta gọi góc quay của cacbon bất đối thứ nhất là (a), góc quay cacbon thứ hai là (b) thì góc quay của phân tử sẽ bằng tổng đại số của các góc quay cực của từng nguyên tử cacbon bất đối. CHO CHO CHO CHO HO H H OH HO H H OH HO H H OH H OH HO H CH OH CH2OH CH2OH CH2OH 2 erythro threo • Có 4 cấu hình, 4 đồng phân quang học 8–40 Chapter 1-40
5. • Xét Axit tartric (HOOC – CHOH—CHOH_ COOH), có hai C* nhưng chỉ có 3 đồng phân quang học. Trong đó có một đồng phân meso tạo thành do có mặt phẳng đối xứng trong phân tử, COOH H OH H OH COOH meso Enantiomer Có 3 đồng phân quang học: 2 đồng phân hoạt động quang học là8 –41 enantiomer và 1 đồng phân không hoạt động quang học gọi là meso Chapter 1-41
6. 4. Danh pháp đồng phân quang học a. Danh pháp D,L: gọi theo tên của chất chuẩn là D và L glyxerandehit CHO CHO H OH HO H CH2OH CH2OH D- glyxerandehit L- glyxerandehit Lưu ý: khi gọi tên theo D,L. Để gọi tên đúng thì công thức Fischer của chất nghiên cứu phải ở dạng chuẩn 8–42 Chapter 1-42
7. b. Danh pháp R,S • Quy tắc này dựa trên cơ sở tăng sự ưu tiên của nhóm thế đính với trung tâm bất đối xứng theo thứ tự ưu tiên từ lớn nhất (1) cho đến nhóm nhỏ nhất (4) với điều kiện nhóm nhỏ nhất phải ở xa vj trí người quan sát và sau mặt phẳng • Nếu nhìn từ C bất đối đến nhóm có độ hơn cấp (ưu tiên) nhỏ nhất mà từ 1→2→3 theo chiều kim đồng hồ là R , ngược chiều là S 8–43 Chapter 1-43
8. Đọc tên cấu hình R, S Kinh nghiệm: Nếu đọc theo R,S từ công thức Fischer có nhóm thế có độ hơn cấp nhỏ nhất nằm ở trục ngang, từ 8–44 1→2→3 theo kim đồng hồ là S , ngược kim đồng hồ là R Chapter 1-44
9. c. Danh pháp erythro-threo • Để phân biệt các đồng phân không đối quang trong trường hợp có 2 nguyên tử C* người ta còn dùng danh pháp erythro –thero (xuất phát từ hợp chất erythro và threo). • Dạng erythro là dạng trong đó hai đôi nhóm thế tương tự nhau có thể đưa về vị trí che khuất nhau • Dạng threo chỉ có một đôi nhóm thế tương tự nhau có thể đưa về vị trí che khuất nhau C H 3 C H 3 CH 3 CH 3 O H H H O H H O H H OH H C 6H 5 C 6H 5 H H C 6H 5 C 6H 5 H 8–45 CH 3 CH 3 CH 3 CH 3 2 dp erythro 2 dp ethreo Chapter 1-45