JoVE Logo

Sign In

4.10 : כיראליות בחנקן, זרחן וגופרית

כיראליות נפוצה ביותר בתרכובות טטרהדרליות מבוססות פחמן, אך היבט חשוב זה של סימטריה מולקולרית משתרע למרכזי חנקן, זרחן וגופרית ב sp 3 מוכלא, כולל מולקולות משולשות עם זוגות לא קושרים. כאן, הזוג הלא קושר מתנהג כקבוצה פונקציונלית בנוסף לשלושת המתמירים האחרים כדי ליצור מרכז טטרהדרלי אנלוגי שיכול להיות כיראלי.

תוצאה של כיראליות היא הצורך בהפרדה אננטיומרית. אמנם זה אפשרי תיאורטית עבור כל האמינים הכיראליים, אך בפועל קשה להפריד בין האננטיומרים של רוב האמינים הכיראליים. זה נובע מהיפוך פירמידלי או חנקן, שבו האננטיומרים ניתנים להמרה בקלות מצורה אחת לאחרת בטמפרטורת החדר, מכיוון שהמחסום להמרה הדדית הוא ~25 kJ/mol. כדי לסכם בקצרה את המנגנון של המרה זו, כאשר האננטיומר עובר דרך מצב המעבר להיפוך, אטום החנקן המרכזי עובר ל sp 2 מוכלא, כאשר זוג האלקטרונים הלא משותף שלו תופס אורביטל p. לכן, מלחי אמוניום שאין להם זוג לא קושר אינם מציגים תופעה זו, וניתן לפזר מלחים כיראליים רבעוניים כאלה לאננטיומרים בודדים (יציבים יחסית). יתר על כן, תרכובות זרחן וגופרית sp 3 , למרות הזוג הלא קושר שלהן, בעלות מחסום גבוה להמרה הדדית. מכאן שההפרדה האננטיומרית שלהם אפשרית.

נזכיר כי אננטיומרים אינם ניתנים להחלפה ביניהם ולכן הם תרכובות שונות בעלות זהויות ברורות. המינוח של מרכזי חנקן, זרחן וגופרית כיראליים דומה לזה של מרכזי פחמן כיראליים. תהליך מתן השם לאננטיומרים שלהם עוקב אחר כללי Cahn-Ingold-Prelog או (מערכת R-S), הכוללת שלושה שלבים. שלושת השלבים זהים למרכזי פחמן - כלומר, הקצאת עדיפויות לקבוצות המתמירים, הכיוון של המתמיר בעל העדיפות הנמוכה ביותר הרחק מהצופה, וקביעה אם רצף העדיפות של שלוש הקבוצות האחרות במרכז הכיראלי הוא בכיוון השעון או נגד כיוון השעון. עם זאת, במרכזים כיראליים עם זוג לא קושר, הזוג הלא קושר מקבל תמיד את העדיפות הנמוכה ביותר, בהשוואה למימן במערכות ללא זוג לא קושר. בהתאם לכך, המולקולה מסובבת כך שהזוג הלא קושר מצביע הרחק. כמו בפחמן, המרכז הכיראלי הוא תצורת R אם הרצף אחד-שתיים-שלוש הוא עם כיוון השעון ותצורת S אם הרצף הוא נגד כיוון השעון.

Tags

ChiralityNitrogenPhosphorusSulfurCarbon based Tetrahedral CompoundsMolecular SymmetrySp3 hybridized NitrogenTrivalent MoleculesLone PairFunctional GroupTetrahedral CenterEnantiomeric ResolutionChiral AminesPyramidal Or Nitrogen InversionInterconversion BarrierTransition StateP OrbitalAmmonium SaltsQuaternary Chiral SaltsSp3 Phosphorus CompoundsSp3 Sulfur Compounds

From Chapter 4:

article

Now Playing

4.10 : כיראליות בחנקן, זרחן וגופרית

Stereoisomerism

5.7K Views

article

4.1 : כיראליות

Stereoisomerism

23.4K Views

article

4.2 : איזומריזם

Stereoisomerism

18.0K Views

article

4.3 : סטריאואיזומרים

Stereoisomerism

12.5K Views

article

4.4 : מתן שמות לאננטיומרים

Stereoisomerism

20.0K Views

article

4.5 : תכונות של אננטיומרים ופעילות אופטית

Stereoisomerism

16.8K Views

article

4.6 : מולקולות עם מרכזים כיראליים מרובים

Stereoisomerism

11.3K Views

article

4.7 : תחזיות פישר

Stereoisomerism

13.1K Views

article

4.8 : תערובות רצמיות ורזולוציית אננטיומרים

Stereoisomerism

18.1K Views

article

4.9 : סטריאואיזומריזם של תרכובות מחזוריות

Stereoisomerism

8.7K Views

article

4.11 : פרוכיראליות

Stereoisomerism

3.8K Views

article

4.12 : כיראליות בטבע

Stereoisomerism

13.0K Views

JoVE Logo

Privacy

Terms of Use

Policies

Research

Education

ABOUT JoVE

Copyright © 2025 MyJoVE Corporation. All rights reserved