Szerves vegyuumlletek csoportosiacutetaacutesa

Izomeacuteria

-jellemző atomcsoportok

-vaacutez (szeacutenvaacutez)

Nyiacutelt laacutencuacuteak (alifaacutesok)

Gyűrűsek (ciklusosak)

karbo- eacutes heterociklusos vegyuumlletek

monociklus policiklus

-izolaacutelt policiklusos-spirociklusos (1 koumlzoumls atom)-kondenzaacutelt (2 koumlzoumls atom)

-aacutethidalt (kettőneacutel toumlbb koumlzoumls atom)Szeacutenhidrogeacutenek

Szeacutenhidrogeacutenek helyettesiacutetett szaacutermazeacutekai

Heterociklusos vegyuumlletek

Szerves vegyuumlletek csoportosiacutetaacutesa

Szerves vegyuumlletek

Nyiacuteltlaacutencuacute vegyuumlletek Gyűrűs vegyuumlletek

Teliacutetettalkaacutenok

Teliacutetetlenalkeacutenek alkinek

Karbociklusok Heterociklusok

Aliciklusok Aromaacutesvegyuumlletek

Teliacutetett

Teliacutetetlen

Aromaacutes

Teliacutetetlen vegyuumlletek

C=C kettőskoumlteacutesttartalmazoacuteak

CequivC haacutermaskoumlteacutesttartalmazoacuteak

Alkeacutenek Polieacutenek Alkinek Poliinek

H3C CH CH2 H2C CH CH CH2 HC CH HC C C CH

propeacuten buta-13-dieacuten etin buta-13-diin

Aliciklusok

Cikloalkaacutenok Policiklusosalkaacutenok

Cikloalkeacutenek Cikloalkinek

ciklohexaacuten spiropentaacuten ciklohexeacuten ciklooktin

Aromaacutesvegyuumlletek

Monociklusok Kondenzaacutelt gyűrűsvegyuumlletek

Monoszubsztituaacuteltbenzolszaacutermazeacutekok

Toumlbbszoumlroumlsenszubsztituaacutelt

benzolszaacutermazeacutekokR R

Lineaacuterisanellaacutecioacute

Angulaacuterisanellaacutecioacute

2

34

5

61

para

orto

metaantraceacuten fenantreacuten

Heterociklusok

Teliacutetett Aromaacutes

Monociklusok Kondenzaacutelt gyűrűsvegyuumlletek

Otetrahidrofuraacuten

Teliacutetetlen(mono- eacutespoliciklus)

S

NH

1

23

45

6

36-dihidro-2H-[13]-tiazin

Npiridin

N

NH

imidazol

NH

indol

N

N

N

N

H

purin

Izomeacuteria

Izomeacuteria(isos azonos meacuteros reacutesz)

Azonos oumlsszegkeacutepletazonos kvalitatiacutev oumlsszeteacutetelazonos kvantitatiacutev oumlsszeteacutetelazonos relatiacutev molekulatoumlmeg

Kuumlloumlnboumlző szerkezet

CH3CH2CH2Cl

CH3CH2CH3

CH3CH2CH3

CH3CH CH2

CH3CH CH2

CH3CH2CH2CH3 CH3CHCH3

CH3

nem izomerek

izomerek

nem izomerek

CH = 12

nem izomerek

9

Izomeacuteriaacutek csoportosiacutetaacutesa

Szerkezeti izomeacuteriaFunkcioacutes csoport izomeacuteriaKuumlloumlnleges tiacutepusok

szeacutenvaacutez izomeacuteriahelyzeti izomeacuteriatautomeacuteria

Sztereoizomeacuteriakonformaacutecioacutes (rotaacutecioacutes) izomeacuteriageometriai izomeacuteria (cisz-transz

izomeacuteria Z-E izomeacuteria)optikai izomeacuteria

Szerkezeti izomeacuteria kuumlloumlnboumlző oumlsszekapcsoltsaacuteg (konnektivitaacutes)Sztereoizomeacuteria azonos konnektivitaacutes

kuumlloumlnboumlző teacuterszerkezet

A kiraacutelis (kheir keacutez) taacutergyak tuumlkoumlrkeacutepuumlkkel nem hozhatoacutek fedeacutesbe sem rotaacutecioacutes sem transzlaacutecioacutes mozgaacutessal (kiveacuteve a molekulaacuten beluumlli rotaacutecioacute lehetőseacutegeacutet)

A kiralitaacutes szerkezeti felteacutetelea taacutergynak ne legyen tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengelye

10

azonos oumlsszegkeacutepletű de kuumlloumlnboumlző szerkezetű vegyuumlletekebben az esetben kuumlloumlnboumlző szerkezetű keacutet molekula ha bennuumlkaz atomok kapcsoloacutedaacutesi sorrendje kuumlloumlnboumlző

2D-szerkezetben valoacute kuumlloumlnboumlzőseacuteg kuumlloumlnboumlző kapcsoloacutedaacutesi sorrend(kuumlloumlnboumlző konstituacutecioacute)

2 Sztereoizomeacuteria

azonos oumlsszegkeacuteplet de elteacuterő teacuterszerkezet

3D-szerkezetben valoacute kuumlloumlnboumlzőseacuteg azonos konstituacutecioacute de kuumlloumlnboumlző teacuterszerkezet

1 Konstituacutecioacutes (szerkezeti) izomeacuteria

11

azonos atomkonnektivitaacutessztereoizomerek

elteacuterotilde atomkonnektivitaacutesnem sztereoizomerekszerkezeti izomerek

C

CBr H

ClH3C

E

C

CCl H

BrH3C

E

C

C

Cl

Br H

CH3

Z

12

Enantiomerekegymaacutessal fedeacutesbe nem hozhatoacute tuumlkoumlrkeacutepi paacuterok

azonos internukleaacuteris taacutevolsaacutegkuumlloumlnboumlző csoportsorrend (konfiguraacutecioacute)

Diasztereomereknem enantiomerek (lehetnek akiraacutelisak is)nincsenek egymaacutessal tuumlkoumlrkeacutepi viszonyban

azonos oumlsszekapcsoltsaacutegkuumlloumlnboumlző internukleaacuteris taacutevolsaacuteg

Konformaacutecioacutes eacutes konfiguraacutecioacutesenantiomerekdiasztereomerek

13

Konstituacutecioacutes izomerek

Azonos oumlsszegkeacuteplet kuumlloumlnboumlző oumlsszekapcsoltsaacuteg

Konformaacutecioacutes izomerek

A konformaacutecioacutes izomerek egyszeres koumlteacutes(ek) koumlruumlli rotaacutecioacuteval (vagy pszeudorotaacutecioacuteval) egymaacutesba alakiacutethatoacutek

Keacutet szomszeacutedos (szeacuten)atom szubsztituenseinek egymaacuteshoz valoacute viszonya

Konfiguraacutecioacutes izomerek

A konfiguraacutecioacutes izomerek egyszeres koumlteacutes(ek) koumlruumlli rotaacutecioacuteval nem alakiacutethatoacutek egymaacutesba

Egy adott (szeacuten)atomon levő csoportsorrend

14

Alfa helyzetű szubsztituens Beacuteta helyzetű szubsztituens

pszeudorotaacutecioacuteaxiaacutelis ekvatoriaacutelis

Konformaacutecioacute

Konfiguraacutecioacute

Konstituacutecioacute

pszeudorotaacutecioacute

15

transz cisz

H

H

H

H

transz ciszdekalin

12-dimetilciklohexaacuten

Konfiguraacutecioacute

16

COOH

COHH3C

H

SCOOH

CHO CH3

HR

L-(+)-tejsav D-(-)-tejsav

fumaacutersavmaleinsav

C

C

HOOC H

H COOH

C

C

H COOH

H COOH

Citromsav ciklus (Szent-Gyoumlrgyi-Krebs ciklus)

izomszoumlvet tejsavas erjedeacutes

17

(Az izomerek leacutetkeacutepesseacutege fuumlgg a koumlztuumlk leacutevő energiagaacutet nagysaacutegaacutetoacutel)

AtropizomeacuteriaCsavart kaacutedakGauche konformerekAntiklinaacutelis konformerek

Koumlteacutesmenti rotaacutecioacuteval egymaacutesba alakiacutethatoacutek

Koumlteacutesmenti rotaacutecioacuteval nem alakiacutethatoacutek egymaacutesba

Koumlteacutesmenti rotaacutecioacuteval nem alakiacutethatoacutek egymaacutesba

Cisz-transz (geometriai) izomerek

Koumlteacutesmenti rotaacutecioacuteval egymaacutesba alakiacutethatoacutek

Fedeacutesbe nem hozhatoacute tuumlkoumlrkeacutepi paacuterok

Kuumlloumlnboumlző vegyuumlletek azonos oumlsszegkeacuteplettel

KONSTITUacuteCIOacuteS IZOMEREK

(szerkezeti vagy struktuacuterizomerek)Az atomok kapcsoloacutedaacutesi sorrendje elteacuterő

TAUTOMEREK

Ugyanaz a vegyuumllet keacutetfeacutele szerkezettel reagaacutel

SZTEREOIZOMEREK

Azonos konstituacutecioacute elteacuterotilde teacuterbeli elrendeződeacutes

Alkaacutenok rotaacutecioacutes izomereiCiklohexaacuten szeacutek-kaacuted izomerei

keto-enol tautomeacuterialaktim-laktaacutem tautomeacuteriagyűrű-laacutenc tautomeacuteria

(Optikai izomerek) Kiraacutelis vegyuumlletek

Nem enantiomerek

Toumlbb kiralitaacutescentrumot tartalmazoacute vegyuumlletekBizonyos atomoknak egy meghataacuterozott

siacutekhoz viszonyiacutetott relatiacutev helyzeteacuteben kuumlloumlnboumlznek

Kettős koumlteacuteses vegyuumlletek Z - E izomeacuteriaacutejaDiszubsztituaacutelt cikloalkaacutenok cisz - transz izomeacuteriaacutejaKondenzaacutelt gyűrűs bicikloalkaacutenok cisz - transz izomeacuteriaacuteja

Centraacutelis kiralitaacutesHelikaacutelis kiralitaacutesAxiaacutelis kiralitaacutes

AlleacutenizomerekSpirovegyuumlletek

KIRAacuteLIS DIASZTEREOMEREK

AKIRAacuteLIS DIASZTEREOMEREK

DIASZTEREOMEREK ENANTIOMEREK

KONFORMAacuteCIOacuteS ENANTIOMEREK

KONFIGURAacuteCIOacuteS ENANTIOMEREK

KONFIGURAacuteCIOacuteSDIASZTEREOMEREK

KONFORMAacuteCIOacuteSDIASZTEREOMEREK

Izomeacuteria

18

Szerkezeti izomeacuteria

19

CH3OCH3 CH3CH2OH

Szerkezeti izomeacuteria

Regioizomeacuteria

Szeacutenvaacutez izomeacuteria CH3CH2CH2CH2CH3 CH3CHCH2CH3

CH3

CH3CCH3

CH3

CH3

H2C CHCH2CH2CH3 CH3CH CHCH2CH3

CH3CH2CH2Cl CH3CHCH3

Cl

Funkcioacutes csoport izomeacuteria

20

OCH3

Br2

FeBr3

OCH3

Br

+

OCH3

Br

OCH3

Br

+

haacuterom regioizomer termeacutek

CC

H

H

CH3

CC

H

H

H

Br CH3

+C

C

Br

H

H

H CH3

HBr

keacutet regioizomer termeacutek

Regioizomeacuteria

Keacutet regioizomer termeacutek keletkezhet dehellipSzelektivitaacutes

Haacuterom regioizomer termeacutek keletkezhet dehellipSzelektivitaacutes

21

H3C CH2 CH2 CH3 H3C CH CH3

CH3

n-butaacuten i-butaacuten

H2C CH2

CHCH3

H2C CH2

H2C CH2

metilciklopropaacuten ciklobutaacuten

22

A compound with the general formula CnH2n contains one double-bond equivalent ndasheither one double bond or one ring

CH3 CH2 CH CH2CH2 CH2

CH2 CH2

an alkane a cycloalkane

A compound with the general formula CnH2n-2 might have one triple bond two ringstwo double bonds or one ring plus one double bond We can say that the formulaCnH2n-2 represents a structure with two double-bond equivalents

Three of many possible structural isomers for C8H14

CH3 (CH2)5 C CH

one triple bond two rings

CH2CH3

one double bondand one ring

23

Tautomeacuteriaegy hidrogeacutenatom eacutes egy kettőskoumlteacutes helyzeteacuteben kuumlloumlnboumlznek ndash a hidrogeacutenatom

mozgeacutekony iacutegy gyors eacutes reverziacutebilis protoncsere valoacutesul meg

Protomeacuteria eacutes elektromeacuteria egyszerre van jelen

CH

HH

C

O

COOH C CH

H OH

COOH

Oxo-enol tautomerek

Tautomeacuteria

Kezelhető szerkezeti izomerkeacutent

24

A tautomeacuteria tiacutepusai

25

1) alacsonyabb pKa eacuterteacutek2) konjugaacutelt rendszer3) hidrogeacuten kelaacutet (6 elektron)

Oxo-enol tautomeacuteria

O OH

CH3H3C

H2C

H

C

O

CH3 H2C C CH3

O H

enoloxo

pKa 20

9999975 000025

F2C C

O H

CF3 F2C

H

C

O

CF3

OH O

H

CH3 C

O

CH C

O

CH3

H

CH3 C

O

CH C

O

CH3

H

pKa 9

20 80

200oC 3oacute

O

O

H

OH

O 26

NH2R C

Y Y

NHR C

H

Y= O S NR1

a)

b)

NH2

NHR1

R2N CNH

NHR1

R2HN CNH2

NR1

R2HN C

Savamid-imidsav eacutes rokon rendszerektautomeacuteriaacuteja

Guanidin-szaacutermazeacutek27

XH

N NH

X

Prototroacutepia (hetrociklusoknaacutel)

N NH

XH X

HN NH

X

HN NH

X

N NH

XH

HN N

XH

dominaacutens forma

28

α anomer izaacutecioacute

-D-Glcfβ-D-Glcfα

βO

OH

CH2OHHO OH

OHOH

O

OH

CH2OHHO

OH

HO

OHCHO

OHHOH2C

HO

β

D-Glcpβminus-D-Glcpα

α

OHOH2C

HOHO

OHOH

OHO

HOH2C

HOHO

OH

Gyűrű-laacutenc tautomeacuteria

De nem koumlzvetlenuumll

29

N OC

O

CH3N OC

O CH3

Szubsztituens tautomerizaacutecioacute

NN

N N N N

NN

N NN

N

Vegyeacuterteacutek izomerizaacutecioacute

Oslash30

Sztereoizomeacuteria

31

Sztereoizomeacuteria

Konfiguraacutecioacuteaz atomok koumllcsoumlnoumls teacuterbeli elrendeződeacutese az egyszereskoumlteacutesek koumlruumlli elfordulaacutest (aacuteltalaacuteban) nem veszi figyelembe

Konformaacutecioacuteegyszeres koumlteacutesek koumlruumlli elforgataacutes amelynek soraacuten konformerek joumlnnek leacutetre

Konfiguraacutecioacutes eacutes konformaacutecioacutesenantiomerekdiasztereomerek

32

COOH

COOH

mcisz transz transz

izomeacuteriageometriaiizomeacuteria

optikai izomeacuteria

COOHHOOC COOH

HOOC COOH

HOOC

poziacutecioacutes

SztereoizomeacuteriaSzerkezeti izomeacuteria

Helyzeti izomeacuteria

33

Enantiomerekegymaacutessal fedeacutesbe nem hozhatoacute tuumlkoumlrkeacutepi paacuterok

azonos internukleaacuteris taacutevolsaacutegkuumlloumlnboumlző csoportsorrend (konfiguraacutecioacute)

Diasztereomereknem enantiomerek (lehetnek akiraacutelisak is)nincsenek egymaacutessal tuumlkoumlrkeacutepi viszonyban

azonos oumlsszekapcsoltsaacutegkuumlloumlnboumlző internukleaacuteris taacutevolsaacuteg

34

C CH3C

Cl

C

H

CH3

BrH

C CCl

H3C

C

H

CH3

BrH

C CH3C

Cl

C

H

CH3

HBr

C CCl

H3C

C

H

CH3

HBr

E R

E S

Z R

Z S

Enantiomerek Enantiomerek

Diasztereomerek

Diasztereomerek

Diasztereomerek

Diasztereomerek

Oslash35

Kiraacutelis vegyuumlletek kiraacutelis koumllcsoumlnhataacutesok

termeacuteszetes aminosavak (főkeacutent L konfiguraacutecioacute)peptidek enzimek

termeacuteszetes szeacutenhidraacutetok (D konfiguraacutecioacute)

gyoacutegyszerek (sok esetben kiraacutelis molekulaacutek)

gyoacutegyszer-receptor koumllcsoumlnhataacutes

Sztereokeacutemia jelentőseacutege

Oslash36

Journal of

Chemical Education

ISSN 0021-9584

Volume 73 Number 6June 1996

Oslash37

Journal ofChemical Education

ISSN 0021-958413

Volume 73 Number 6June 199613

13

13

Oslash38

Kiralitaacutes

A kiraacutelis taacutergyak tuumlkoumlrkeacutepuumlkkel nem hozhatoacutek fedeacutesbe sem rotaacutecioacutes semtranszlaacutecioacutes mozgaacutessal (kiveacuteve a molekulaacuten beluumlli rotaacutecioacute lehetőseacutegeacutet)

A kiralitaacutes szerkezeti felteacutetelea taacutergynak ne legyen tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengelye

Tiacutepusok

Centraacutelis kiralitaacutes ndash sztereogeacuten centrum (R S D L)egy kiraacutelis (szeacuten)atomtoumlbb kiraacutelis szeacutenatom

Axiaacutelis kiralitaacutes ndash tengely koumlruumlli elhelyezkedeacutes (R S)alleacutenizomeacuteria spirovegyuumlletek atropizomeacuteria

Planaacuteris kiralitaacutes ndash siacutekhoz viszonyiacutetott helyzet (P pR M pS)csavart kaacutedak transz cikloalkeacuten

Helikaacutelis kiralitaacutes ndash nem siacutekbeli csavarvonalak (P M)alkaacuten konformerek (gauche antiklinaacutelis)heliceacutenek

39

Azonos minőseacutegi mennyiseacutegi oumlsszeteacutetel moacuteltoumlmeg konstituacutecioacute de kuumlloumlnboumlző teacuterbeli sorrend

Cl

F BrH

R S

Cl

FBrH

konfiguraacutecioacutejeloumlleacutes (+) (ndash) = d l D L R S

40

Azonos minőseacutegi mennyiseacutegi oumlsszeteacutetel moacuteltoumlmeg konstituacutecioacute de kuumlloumlnboumlző teacuterbeli sorrend

C

l

F

B

r

H

R

S

C

l

F

B

r

H

konfiguraacutecioacutejeloumlleacutes(+) (ndash) = d ld l R S

_1063020419

2

1

3

X4

1

X4

23

1

X4

32

(R) (S)

CC

2

1

3

I

BrCl

4F

2

1

3

OH

DT

4H C

OH

H

DT

(R)(S)

41

(R)

HCC

C CHH

HO H

CCC

H HC H

CHH3C

H

HH

H

H

C

Cl HH H

HH

1 4

3

2

1 oumlvezet2 oumlvezet

3 oumlvezet

4 oumlvezet

H

42

CH

OHCH3

CH3CH2

(R)-butaacuten-2-ol (S)-butaacuten-2-ol

180o-os forgataacutes

CH

OHCH3

CH3CH2

CH

OHCH3CH2

CH3

CH

HOCH2CH3

CH3

CH

OHCH3CH2

CH3

A kiralitaacutes az atomok egy pont (sztereogeacuten centrum kiralitaacutescentrum aszimmetriacentrum)koumlruumlli elrendeződeacuteseacutenek koumlvetkezmeacutenye A kiralitaacutest leacutetrehozoacute szerkezeti elemek elrendeződeacuteseegy koumlzpontra vonatkoztathatoacute Egy X centraacutelis atomhoz neacutegy kuumlloumlnboumlző ligandum kapcsoloacutedik a tuumlkoumlrkeacutepek nem hozhatoacutek fedeacutesbe a keacutet konfiguraacutecioacutes izomer enantiomer viszonyban van egymaacutessalSztereogeacuten centrum ndash Egy sp3 szeacutenatom (vagy maacutes atom) 4 kuumlloumlnboumlző ligandumot tartalmaz

Centraacutelis kiralitaacutes

43

Optikai izomeacuteria

Optikai izomerek olyan sztereoizomerek amelyek optikai forgatoacutekeacutepesseacutegbenkuumlloumlnboumlznek

Centraacutelis kiralitaacutes

Sztereogeacuten centrum aacutebraacutezolaacutesaperspektiacutevikus (teacuterszerkezeti)proiciaacutelt (vetiacutetett)

keacuteplettel (Fischer projekcioacute)

L

COOH

CH3H2NH

R

D

COOH

CH3 NH2H

S

intermolekulaacuteristuumlkoumlrsiacutek

COOH

CH3

H NH2

COOH

CH3

H2N H

44

Optikai aktivitaacutesAzok a vegyuumlletek melyek a siacutekban polarizaacutelt feacuteny siacutekjaacutet elforgatjaacutek optikailag aktiacutevakJobbra forgataacutes (oacuteramutatoacuteval azonos) jele (+) balra forgataacutes (oacuteramutatoacuteval ellenteacutetes) jele (-)

Azok a molekulaacutek keacutepesek optikai forgatoacutekeacutepesseacuteg leacutetrehozaacutesaacutera melyek mindenkonformaacutecioacuteja kiraacutelisHa egy kiraacutelis vegyuumlletnek csak egyik enantiomerje van jelen a vegyuumllet optikailag aktiacutev(elforgatja a polarizaacutelt feacuteny siacutekjaacutet) Ha a keacutet enantimer ekvimolaacuteris elegye (racemaacutet) van jelen a tuumlkoumlrkeacutepi paacuterok kompenzaacutecioacuteja miatt nincs makroszkoacutepikus forgataacutes

Oslash45

Fresnel elmeacutelete szerint a siacutekban polarizaacutelt feacuteny keacutet ellenteacutetes iraacutenyaacutebacirkulaacuterisan polarizaacutelt komponensből tevődik oumlssze Optikailag aktiacutev koumlzegbenaz egyik cirkulaacuteris komponens lassabban halad mint a maacutesik ezeacutert aztaacutenamikor kileacutepnek a koumlzegből eltoloacutedott faacutezisban oumlsszegeződnek uacutejra s eza polarizaacutecioacute siacutekjaacutenak elfordulaacutesaacuteban nyilvaacutenul meg Az optikailag aktiacutev anyagmolekulaacutei kuumlloumlnboumlző meacuterteacutekű koumllcsoumlnhataacutesba leacutepnek a jobbra eacutes a balracirkulaacuteris feacutenysugaacuterral A cirkulaacuterisan polaacuterozott feacuteny uacutegy jellemezhető hogya feacutenysugaacuter menteacuten az elektromaacutegneses teret leiacuteroacute elektromos eacutes maacutegnesesvektorok veacutegpontjai egy jobb vagy bal menetű csavarvonalon helyezkednek el

Optikai aktivitaacutes meacutereacutese

polarimetertube

Polarizerfixed Nicolprism

Plane-polarizedlight

Solution of opticallyactive material

Plane ofpolarizationhas undergonea rotation

Analyizermovable Nicolprism

ViewerUnpolarizedlight fromsource

Oslash46

siacutekban polarizaacutelt feacuteny

polarizaacuteloacute lencse (Nicol prizma)

normaacutel feacuteny

a)

b)

c)

x

z

z

z

siacutekban polaacuterozott feacuteny P eacutes M helicitaacutesuacutecirkulaacuterisan polaacuterozott feacuteny

minta

x

z

α

z

x

Oslash47

Tovaacutebbi kiralitaacutes tiacutepusok

48

Sztereogeacuten centrum jelenleacutete nem szuumlkseacuteges sem nem eleacutegseacuteges felteacutetele a kiralitaacutesnak

Nem szuumlkseacuteges peacuteldaacuteul axiaacutelis kiralitaacutes planaacuteris kiralitaacutes

Axiaacutelis kiralitaacutes A kiralitaacutes az atomok egy tengely koumlruumlli elrendeződeacuteseacutenek koumlvetkezmeacutenye

Alleacutenek kiralitaacutesa

Planaacuteris kiralitaacutes A kiralitaacutes az atomok egy siacutek koumlruumlli elhelyezkedeacuteseacutenek koumlvetkezmeacutenye

Helikaacutelis kiralitaacutes Csavarvonal (spiraacutelis) szerkezetű molekulaacutekPl DNS kettős heacutelixe polipeptidek kettős α-heacutelixe

C C CH

ClHCl CCC

H

ClHCl

COOH

CH3

CrOC

OCOC

CrCO

COCO

COOH

CH3

49

R S

HOOC

Br

COOH

Br6

2

6

2COOH

Br

HOOC

Br

tuumlkoumlrsiacutek

C

Br

COOHBr1

2

3 4

HOO c2COOH

Br

BrHOOC

c2

1

2

34

Atropizomeacuteria

50

Axiaacutelis kiralitaacutes

R-konfiguraacutecioacute

51

C CH

H3CC

H

CH3

CCH

CH3C

H

H3C

NH

HN

NH

NH

tuumlkoumlrsiacutek

Nem minden kiraacutelis molekula rendelkezik aszimmetria centrummal

52

Cukor Foszfor atom Oslash53

Konformaacutecioacutes enantiomerek

P M

Helikaacutelis kiralitaacutes

Konfiguraacutecioacutes enantiomerek

P M

Heptaheliceacuten n-Butaacuten

54

Oslash55

56

Feheacuterjeacutek teacuterszerkezete

Oslash

57

Nukleinsavak teacuterszerkezete

Oslash

Toumlbb kiralitaacuteskoumlzpont

58

Toumlbb aszimmetria centrumot tartalmazoacute vegyuumlleteklehetseacuteges sztereoizomereinek szaacutema

A nem enantiomeacuteria viszonyban aacutelloacute sztereoizomerek

diasztereomerek

Ha az n db aszimmetria centrum koumlzoumltt vannak azonosak a fuumlggetlen sztereoizomerek szaacutema lt 2n

mezo-forma nem kiraacutelis

2n

59

CH3CH3

HO H

OHHCH3

H3COHH

HO H

CH3CH3

HO H

HHOCH3

H3COHH

H OH

CH3CH3

HO H

OHH

180o forgataacutes

mezo-23-butaacutendioltuumlkoumlrkeacutepi paacuterok fedeacutesbe hozhatoacutek - akiraacutelis

(2R3R)-23-butaacutendiol (2S3S)-23-butaacutendiol

CH3 CH3

H HHO OH

Egyetlen sztereogeacuten centrumot tartalmazoacute molekula mindig kiraacutelis desztereogeacuten centrum jelenleacutete nem szuumlkseacuteges sem nem eleacutegseacuteges felteacutetele a kiralitaacutesnak

Nem eleacutegseacuteges toumlbb sztereogeacuten centrumot tartalmazoacute molekula lehet akiraacutelisPeacutelda

60

Nem minden olyan molekula kiraacutelis amely aszimmetria centrumokkal rendelkezik

Nem minden kiraacutelis molekula rendelkezik aszimmetria centrummal

axiaacutelis kiralitaacutes 13-diszubsztituaacutelt alleacuten planaacuteris kiralitaacutes spirovegyuumlletek koumlreacuteben

mezo vegyuumlletek cisz-12-azonosandiszubsztituaacutelt ciklopropaacuten

Oslash61

COOHH

HHOOC

CH3H

H3C HS2

COOH

HHO

H OH

COOH

S2

COOHH

HHOOC

HH

H H

borkősav

Newman (fűreacuteszbak) projekcioacuteKonformatiacutev

62

Fisher projekcioacuteval aacutebraacutezolt L- eacutes D-borkősav

mezo-borkotildesav

COOHCH OHCCOOH

OHH

COOHCHO HCCOOH

HHO

szotildelotildesav

COOHCH OHCCOOH

HHO

COOHCHO HCCOOH

OHH

L-(+)-borkotildesav D-(-)-borkotildesav

63

Oslash64

Cl

H

H

H

Cl

H

H

Cl

H

H

Cl

H

Cl

H

H

H

H

Cl

mezo SS RR

cisz transz

Nem minden olyan molekula kiraacutelis amely aszimmetria centrumokkal rendelkezik

65

Szimmeriaelemek(szimmetria azonos meacuteret)

Akkor mondjuk hogy egy taacutergy szimmetriaelemmel rendelkezik ha a megfelelőszimmetriaművelet (tuumlkroumlzeacutes forgataacutes inverzioacute) a taacutergyat az eredetivel fedeacutesbehozhatoacute alakzattaacute konvertaacutelja

Pontcsoport ndash meghataacuterozott taacutergyra vonatkozoacute szimmetriaműveletek oumlsszesseacutege

szimmetriasiacutek (σ) a molekulaacutet keacutet olyan feacutelre bontja amelyek egymaacutesnak pontostuumlkoumlrkeacutepei (Szimmetriasiacutekot tartalmazoacute molekula akiraacutelis de a siacutek hiaacutenya nem okozkiralitaacutest)

n-ed rendű forgaacutesi szimmetriatengely (Cn) a molekulaacutet a tengely koumlruumll 360degnszoumlggel elforgatva az eredetitől megkuumlloumlnboumlzhetetlen molekulaacutet kapunk

szimmetriacentrum (inverzioacutes centrum) (Ci) a molekula baacutermely elemeacutet aszimmetriacentrummal oumlsszekoumltve eacutes az ellenkező iraacutenyba azonos taacutevolsaacutegrameghosszabbiacutetva azonos elemhez jutunk (Szimmetriacentrumot tartalmazoacutemolekula akiraacutelis de hiaacutenya nem okoz kiralitaacutest)

n-ed rendű tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengely (Sn) a molekulaacutet 360degn szoumlggel elforgatvaeacutes a tengelyre merőleges siacutekra tuumlkroumlzve az eredetitől megkuumlloumlnboumlzhetetlenmolekulaacutet kapunk (Tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengelyt tartalmazoacute molekula akiraacutelishiaacutenyaacuteban a molekula kiraacutelis) 66

C CCH3

H

H

CH3180o C C

CH3

H

CH3

H360o

siacutek

tengely

siacutek

tengely

Keacutetfogaacutesuacute tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengely Egyfogaacutesuacute tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengely

Szimmetriacentrum Szimmetriasiacutek

Tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengelyValamely taacutergy akkor jellemezhető Sn azaz n-ed rendű tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengellyel ha annak baacutermely pontjaacutet a tengely koumlruumll 360n fokos szoumlggelelfordiacutetva eacutes a tengelyre merőlegesen fektetett siacutekon keresztuumll tuumlkroumlzve az eredetiobjektumot kapjuk meg (n szuumlkseacutegkeacuteppen paacuteros vagy 1)

Az S1-tengely szimmetriasiacutekkal (σ) az S2-tengely viszont szimmetriacentrummal (Ci) egyeneacuterteacutekű

A szimmetriacentrumon aacutethaladoacute baacutermely egyenesen a centrumtoacutel egyenlő taacutevolsaacutegban azonos elemek talaacutelhatoacutek

Akiraacutelis molekulaacutek

67

szimmetriasiacutek (m S1) forgaacutesi szimmetriatengely (Cn) szimmetriacentrum (Ci S2)

Szimmetrikus + +

Szimmetrikus + -

Koumlzeacuteppontosan - + szimmetrikus

Disszimetrikus - + - (kiraacutelis)

Aszimmetrikus - - - (kiraacutelis)

Szimmetriaelem művelet

Szimmetriasiacutek tuumlkroumlzeacutes

Szimmetriatengely forgataacutes

Szimmetriacentrum inverzioacute

Szimmetriaelem művelet

Azonossaacuteg vaacuteltozatlanulhagyaacutes

Tuumlkroumlzeacutesi forgataacutes eacutesszimmetriatengely (giroid) tengelyre merőleges

tuumlkroumlzeacutesOslash68

Oslash69

Oslash70

Oslash71

Oslash72

1 Atomic number2 Atomic mass3 Z gt E4 R gt S5 Spheres6 Single-bond equivalencies

Cahn-Ingold-Prelog nomenclature system

Sequence rules for order of priority

1 If the atoms in question are different the sequence order is by atomic number with theatom of highest atomic number receiving the highest priority

F lt Cl lt Br lt I

increasing priority

2 If two isotopes of the same element are present the isotope of higher mass receivesthe higher priority

H lt D

increasing priority73

5 If two atoms are identical the atomic numbers of the next atoms are used for priorityassignment If these atoms also have identical atoms attached to them priority isdetermined at the first point of difference along the chain The atom that has attached to itan atom of higher priority has the higher priority (Do not use the sums of the atomic numbersBut look for the single atom of highest priority)

74

6 Atoms attached by double or triple bond are given single-bond equivalencies so that theycan be treated like single-bonded groups in determining priority Each doubly bonded atom isduplicated (or triplicated for triple bonds)

R C

O

OH

Structure Equivalent for priority determination

R C

O

O

OH

C

R C N R C

N

N

NC

C

75

Konfiguraacutecioacutes izomeacuteriaUgyanaz a vaacutez konnektivitaacutes de elteacuterő teacuterbelielrendeződeacutes (valamilyen szimmetria-rendezőhoumlz valoacuteviszony)

Nem alakiacutethatoacutek egymaacutesba kovalens koumlteacutes elszakiacutetaacutesaeacutes uacutejrakeacutepződeacutese neacutelkuumll

optikai izomerek (optikai aktivitaacutes) R Sgeometriai izomerek cisz-transz E-Z

76

Konfiguraacutecioacutes diasztereomerekFizikai eacutes keacutemia tulajdonsaacutegaik elteacuternek

Konfiguraacutecioacutes enantiomerekFizikai eacutes keacutemiai tulajdonsaacutegaikazonosak kiveacutevebull azonos meacuterteacutekű de ellenteacutetesiraacutenyuacute optikai forgatoacutekeacutepesseacutegbull elteacuterő reaktivitaacutes maacutes kiraacutelis vegyuumlletekkel valoacute reakcioacuteban

C

C

Cl

Cl H

HC

C

H

Cl H

Cl

cisz-12-dikloacutereteacuten transz-12-dikloacutereteacuten

Br Cl

Cl BrF F

Cl Br

Br FF Cl

(R) (R) (S) (R)

CH

OHCH3CH2

CH3

CH

HOCH2CH3

CH3

CH

OHCH3CH2

CH3

CH

OHCH3

CH3CH2

180o-os forgataacutes

(R)-butaacuten-2-ol (S)-butaacuten-2-olfp 995 oC 995 oCd4

20 0808 0808nD

20 1397 1397[α]D

25 -1352o +1352o

(R)-butaacuten-2-ol (S)-butaacuten-2-ol

CH

OHCH3

CH3CH2

77

Elegykristaacutely

bullveacuteletlenszerűen tartalmazza mindkeacutet enantiomertbulla tiszta enantiomerek eacutes az enantiomer kevereacutekek tulajdonsaacutegai azonosak

Konglomeraacutetum

bullcsak az egyik vagy a maacutesik enantiomert tartalmazzabullaz enantiomerek mechanikusan is elkuumlloumlniacutethetők egymaacutestoacutel

Molekulavegyuumllet

bulla keacutet enantiomer a kristaacutelyban 11 araacutenyban fordul elő (raceacutem elegy)bulla raceacutem elegy eacutes az enantiomerek olvadaacutespontja kuumlloumlnboumlző

bullakiraacutelis koumlruumllmeacutenyek koumlzoumltt megegyező fizikai eacutes keacutemiai tulajdonsaacutegokbullkiraacutelis koumlruumllmeacutenyek koumlzoumltt elteacuterő (kiraacutelis molekulaacutek polarizaacutelt feacuteny)bullenantiomerek koumlzoumltti 3 fő koumllcsoumlnhataacutes

elegykristaacutely keacutepzeacuteskonglomeraacutetum keacutepzeacutesmolekulavegyuumllet keacutepzeacutes

Enantiomerek

78

Enantiomerek egyeacuteb kevereacutekeit az uacutegynevezett bdquoenantiomeric excessrdquo (ee) [enantiomerfelesleg] eacuterteacutekkel jellemezzuumlk (R) eacutes (S) a megfelelő enantiomerek mennyiseacutege a kevereacutekben

A komponensek mennyiseacutegeacutenek meghataacuterozaacutesaKiraacutelis oszlopkromatigraacutefia (enantiomerek elvaacutelasztaacutesa)NMR spektroszkoacutepia

ee =(R) - (S)(R) + (S) 100

Enantiomer felesleg

Az enantiomerfelesleg az aszimmetrikus szinteacutezis sikeresseacutegeacutenek egyikmeacuterőszaacutema Diasztereomerek kevereacuteke eseteacuten hasonloacute moacutedon definiaacuteljaacutek eacuteshasznaacuteljaacutek a diasztereomer felesleg eacutes a szaacutezaleacutekos diasztereomer feleslegfogalmaacutet

Egy 70 R eacutes 30 S izomert tartalmazoacute minta enantiomerfeleslege peacuteldaacuteul40 Ezt az anyagot uacutegy is tekinthetjuumlk mint 40 tiszta R izomer eacutes 60 raceacutemelegy (mely a teljes mennyiseacuteghez 30 R eacutes 30 S izomerrel jaacuterul hozzaacute)kevereacuteke 79

C

C

HOOC

HOOC

H

HOH

OH

S

R

C

C

HOOC

HOOC

OH

HH

OHR

RC

C

COOH

COOH

HO

HH

HOS

S

intramolekulaacuteristuumlkoumlrsiacutek

diasztereomerek diasztereomerek

enantiomerek

COOH

CH3H2NH

R

COOH

CH3 NH2H

S

enantiomerek

Enantiomerek eacutes diasztereomerek

80

C

NH2

COOHHH3C C

CH2SH

COOHH2NH

Ala Cys

Aacutebraacutezolja Fischer keacuteplettel az alaacutebbi perspektivikus keacuteplettel megadott aminosavakat

CH3

COOH

H2N H

CH2SH

COOH

H2N H

Ala Cys

S R

L L81

CNH2H

H3C

COOH

C

COOH

CH2SHH2NH

CCH3H

H2N

COOH

C

COOH

CH2SHHH2N

C

NH2

COOHHH3C

C

CH2SH

COOHH2NH

CH3

COOH

H2N H

CH2SH

COOH

H2N H

82

Enantiomerek eacutes mezo vegyuumlletek

Pszeudoaszimmetria

C

C

HOOC

HOOC

H

HOH

OH

S

R

C

C

HOOC

HOOC

OH

HH

OHR

RC

C

COOH

COOH

HO

HH

HOS

S

intramolekulaacuteristuumlkoumlrsiacutek

diasztereomerek diasztereomerek

enantiomerek

C

C

C

COOH

COOH

HO H

OHH

H OHR

R

C

C

C

COOH

COOH

H OH

HHO

HO HS

S

enantiomerek

optikailag aktiacutevak

C

C

C

COOH

COOH

H OH

OHH

H OHR

S

C

C

C

COOH

COOH

H OH

HHO

H OHR

S

optikailag inaktiacutevak

r s

83

COOH

COOH

COOHHOOC COOH

HOOC COOH

HOOC

mcisz transz transz

szerkezetiizomeacuteria

geometriaiizomeacuteria

optikai izomeacuteria

84

R

RHOH

akiraacutelisszeacutenatom

R

SHOH

rS

RHOH

s

RgtS r s

(S)

(S)

pszeudoaszimmetriaacutes szeacutenatom

akiraacutelis molekulamezo vegyuumllet

akiraacutelisC2 forgaacutesi szimmetriatengely

kiraacutelis

HOOC COOH

Br

m

HOOC COOH

m

HOOC

COOH

pro-pszeudoaszimmetriaacutes szeacutenatom

85

Kiraacutelis molekulaacutekon beluumll is sok esetben talaacutelhatoacute pszeudo-aszimmetriacentrum amennyiben a keacutet enantiomorf ligandum mellett tovaacutebbi aszimmetrikus ligandum is kapcsoloacutedik a centrumhoz (peacuteldaacuteul atropin eacutes szaacutermazeacutekai)

gytszptehuhudownloadindex16630

Oslash86

Mezo-forma a) mindig akiraacutelisb) mindig kell lennie kiraacutelis disztereomerjeacutenek is

gytszptehuhudownloadindex16630

C

C

HOOC

HOOC

H

HOH

OH

S

R

C

C

HOOC

HOOC

OH

HH

OHR

RC

C

COOH

COOH

HO

HH

HOS

S

intramolekulaacuteristuumlkoumlrsiacutek

diasztereomerek diasztereomerek

enantiomerek

Oslash87

gytszptehuhudownloadindex16630

A pszeudo-aszimmetriacentrumok konfiguraacutecioacutejaacuteban elteacuterő izomerekegymaacutessal diasztereoizomer viszonyban aacutellnak

rC

C

C

COOH

COOH

H OH

OHH

H OHR

S

sC

C

C

COOH

COOH

H OH

HHO

H OHR

S Oslash88

Geometriai izomeacuteria

kettős koumlteacutesű vegyuumlletekneacutelciklusos vegyuumlletekneacutel

C CH H

CH3H3CC C

H CH3

HH3C

Felteacutetel (olefinekneacutel) egy adott pilleacuteratomon nem lehet keacutet azonos helyettesiacutetőde adott kettőskoumlteacutes keacutet kuumlloumlnboumlző pilleacuteratomjaacuten lehet egy-egy azonos helyettesiacutető(de ezeknek sem kell szuumlkseacutegkeacuteppen azonosaknak lenniuumlk)

Alfa helyzetű szubsztituens Beacuteta helyzetű szubsztituens

Diasztereomerek

89

Configurational isomers

The particular arrangement of atoms (or goups) in space that is characteristic of a given streoisomer

The configurational isomers can not be transformed into each otherwithout breaking and making a covalent bond

- cis-trans Z-E designations geometric isomers- optical isomerism (cf chirality)

H COOH

H COOH

HOOC H

H COOH

Z E

Oslash90

The requirement for geometric isomerism in alkenes is that each carbon atom involvedin the pi bond have two different groups attached to it such as H and Cl or CH3 and Cl

C CH

H

CH2CH3

CH3

C CH

H

CH2CH3

CH3is the same as

C CCH3

H

CH2CH3

CH3

C CH

CH3

CH2CH3

CH3

geometric isomers

If one of the carbons of the double bond has two identical groups such as two H atomsor two CH3 groups the geometric isomerism is not possible

Z E

Higher priority atoms or groups are on the same side of the pi bond Z bdquotogetherrdquo

Higher priority atoms or groups are on opposite sides of the pi bond E bdquoacrossrdquo

(Look at the single atoms directly attached to the double-bond carbon C and not entire-CH2CH2CH3 group)

Oslash91

Cahn-Ingold-Prelog szekvenciaszabaacutelyokalkeacutenekre vonatkozoacutean

Toumlmegszaacutem

C CT

D

H

DE

Rendszaacutem

C CF

Cl

Br

IZ

Z gt E

E

ZZ C C

C

C

H

NC

C

C

H3C

H3C

CH3

HCH3

H

C CH

NC

C

C

CH3

CH3

H

H

Br

Br

E

R

S

RgtS (DgtL)

92

C CH

H3C

CH

CH

CH3

CH3

CH2

Z ltC

HCH3

CH3

C

H

C

C

H

H

HHH

H

C C

H H

H

C

H

C (C)

o

o

o

H

H(C)oo

o

C CH

H3C

CH

CH

CH3

CH2 Br

CH2

E

C

HCH3

CH2Br

C

H

C

H

H

HCBrH

H

gtC C

H H

H

C

H

C (C)

o

o

o

H

H(C)oo

o

(CON) adott atom ismeacutetelt megjeleniacuteteacutese ---o fantomatom

1 2 3C CCCH CHHH C C(C)CH C(C)HH

1 2 3C CCCH BrCHH gt CHHH C C(C)CH C(C)HH 93

transzE

ciszZ

C CH H

C CH

H

transzZ

ciszE

C CBr H

C CH

Br

Oslash94

Konformaacutecioacutes izomeacuteriaUgyanaz a vaacutez konnektivitaacutes de elteacuterő teacuterbelielrendeződeacutes (valamilyen szimmetria-rendezőhoumlz valoacuteviszony)

Kovalens koumlteacutes elszakiacutetaacutesa eacutes uacutejrakeacutepződeacutese neacutelkuumllegymaacutesba alakiacutethatoacutek

Rotaacutecioacutes izomeacuteriaKuumlloumlnboumlző konformaacutecioacute (konformerek rotamerek)

Axiaacutelis kiralitaacutes R SHelikaacutelis kiralitaacutes P M

95

C CCH3H3C

HHHH

C CCH3

CH3 HH

HH

Konformaacutecioacutes diasztereomerek

C CH

CH3 HCH3

HH C C

H

CH3 CH3H

HH

Konformaacutecioacutes enantiomerek

P M

96

szinperiplanaacuteris szinklinaacutelis antiklinaacutelis antiperiplanaacuteris antiklinaacutelis szinklinaacutelis

pszeudorotaacutecioacute

axiaacutelis ekvatoriaacutelis

Konformerek

kiraacutelis kiraacutelisakiraacutelis akiraacutelis

97

C CCH3

CH3 HH

HHC C

CH3H3C

HHHH

Konfiguraacutecioacutes diasztereomerek

Konformaacutecioacutes diasztereomerek

C CH H

CH3H3CCC

HH3C

H CH3

98

- huacutezaacutes (stretch)

- hajliacutetaacutes (bend)

- csavaraacutes (torsion)

O OH

Hr 1r 2

r 2

O OH

H

α

OH

OH

τ (φ)

Oslash99

O OH

H

HOOH

OOH

HE

α30 kcalmol

Hajliacutetaacutes bend

Huacutezaacutes (nyuacutejtaacutes) stretch

disszociaacutecioacute

E

r

~ 90 ~ 50 kcalmol

HOO + H

HO + HO

Oslash100

H

H

H

O OH

H

1 kcalmol

~ 10kcalmol

(torzioacutes szoumlg)τ

Newman projekcioacute

H H

0o 60o 180o 300o 360o

OO

H

H

HHH HH

Oslash101

CH2 CH2Y ZY = Z = H

Y = Z = CH3

etaacuten

n-butaacuten

300o 360o240o180o120o60o0o

0o120o- 60o-180o-240o-300o-360o-

oacutera jaacuteraacutesaacuteval megegyező

oacutera jaacuteraacutesaacuteval ellenteacutetes

ZY

Z

Y

ZY

Z

Y

Z

Y

ZYZY

syn antisynperiplanar synklinal antiklinal antiperiplanar antiklinal synklinal

102

CCH

H H

HH

HH H

H

H

H H

CCH

H H

H

H HH H

HH

HH

0o 120o 240o 360o

12 M

m

M12 M M

mm

Θ

M = m

E(Θ)

minimum

Maximum

103

HHH H

CH3CH3

HHH H

CH3CH3

H

HH H

CH3

CH3

E

0deg dieacutederes szoumlg

E szabadentalpia-kuumlloumlnbseacuteg

58

29

07

(kcal)

H H

H3CH CH3

H

H H

H3CH H

CH3

H3C CH3

H HH

H

CH3HH H

CH3H

060deg 120deg 180deg 240deg 300deg 360deg

szinperiplanaacuteris szinklinaacutelis antiklinaacutelis antiperiplanaacuteris antiklinaacutelis szinklinaacutelis104

∆G0 = G01 - G0

2

K = e∆G0

RT

∆G = - RT ln K∆G = ∆H - T∆S

∆H = 074

∆S = 2 K = 19

gauche ndash anti araacuteny

minden gauche konformerre keacutet anti forma jut K= [a][g] Oslash105

0o

0o

60o

60o

120o

120o

180o

180o

240o

240o

300o

300o 360o

360o

RELA

T

IacuteV

ENERGIA

ANTI EFFEKTUS

GAUCHE EFFEKTUS

EXTREacuteMGAUCHE

EFFEKTUS

H

H H

H H

H

CH3

H H

H H

CH3

TORZIOacuteS SZOumlG

ZY

Z

YZ

Y

Z

Y

ZY

ZY ZY

F

H H

OH

repulsions

F

H H

H 106

attractiveinteractions

orbitalinteractions

antiperiplanarposition

Anti-effect

107

repulsions

F

H H

OH

repulsions

F

H H

H

Extrem gauche effect

108

C-F

C-H

C-F

C-HC-C C-C

Oslash109

CikloalkaacutenokGyűrűfeszuumlltseacuteg

Hipotetikus planaacuteris rendszerek

Baeyer vegyeacuterteacutekszoumlg-deformaacutecioacute (angulaacuterisgyűrű feszuumlleacutes)

Pitzer anti-aacutellaacuteshoz keacutepesti energiatoumlbblet (torzioacutes feszuumlleacutes)

van der Waals nemkoumltő atomok szterikus koumllcsoumlnhataacutesa

Nem planaacuteris vegyuumlletek

CC C

C

C

boriacuteteacutek

C C C

C

Ctwist

pszeudorotaacutecioacute

CC

C C

V-alakuacute

CCC

CCC

szeacutek110

3 4 5 6 7 8 9 10Gyűrűtagszaacutem

Gyűrű

feszuumlleacutes

kcalmol

hataacutereacuterteacutek

111

Cl

H

H

H

Cl

H

H

Cl

H

H

Cl

H

Cl

H

H

H

H

Cl

mezo SS RR

cisz transz

Ciklopropaacuten

C

C

HOOC

HOOC

H

HOH

OH

S

R

C

C

HOOC

HOOC

OH

HH

OHR

RC

C

COOH

COOH

HO

HH

HOS

S

intramolekulaacuteristuumlkoumlrsiacutek

diasztereomerek diasztereomerek

enantiomerek 112

Ea(a e)

∆Ea+∆E

∆E

Ea(a e)

Z

Hkb 5szeacutek

ZH

kb 95szeacutek

kb 2 kcal

csavartkaacuted

csavartkaacuted

kaacuted

ZH

feacutelszeacutekfeacutelszeacutek

ZH

Ciklohexaacuten

113

A 3-3 nemszomszeacutedos szeacutenatom aacuteltal definiaacutelt siacutekokra

merőleges koumlteacutesiraacutenyok axiaacutelis

A toumlbbi koumlteacutes e keacutet siacutek koumlzoumltt van ekvatoriaacutelis

Pszeudorotaacutecioacute a gyűrűs vegyuumlletek konformerjei

szoumlgfeszuumlltseacuteg neacutelkuumll alakulnak egymaacutesba

114

transz 12-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

cisz 12-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

Z

H

Z

H Z

HZ

Ha

eae

Z

HZ

H

Z

H

Z

H

a

e

ae

115

transz 13-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

cisz 13-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

Z

HZ

H

Z

H Z

H

a

e ae

Z

HZ

HZ

H

Z

H

a

e

ae

116

H

Z

Z

H

H

Z Z

Ha

ea

e

transz 14-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

Z

HZ

H

H

Z

Z

Ha

ea

e

cisz 14-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

117

Oslash118

8 CO2 + 8 H2O

- 12483 kcalmol - 12468 kcalmol

15 kcalmol

CH3

CH3H

H

+ 12 O2

cisz-12-dimetilciklohexaacuten

CH3

H

H

CH3

transz-12-dimetilciklohexaacuten

+ 12 O2

119

Diszubsztituaacutelt ciklohexaacutenokszerkezeti izomerjeinek konformaacutecioacutes viszonyai

Szerkezeti izomer Geometriai izomercisz transz

12

14

ae aa

ea ee

13aa ae

ee ea

120

Oslash121

BrNH2

Br

NH23a 2b

NH2

Br

Br

NH24a 1b

NH2

Br

Br

NH2

1b 4a

NH2

Br

NH2

Br2b 3a

NH2

Br

Br

NH23b 2a

Br

NH2

BrNH24b 1a

Konformaacutecioacutes Konformaacutecioacutes

BrNH2 Br

NH2

1a 4b

Br

NH2

BrNH2

2a 3b

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesenantiomerek

Konfiguraacutecioacutesenantiomerek

diasztereomerek diasztereomerek

12-helyzetben kuumlloumlnboumlző helyettesiacutetőket tartalmazoacute ciklohexaacuten szaacutermazeacutekokkonfiguraacutecioacutes eacutes konformaacutecioacutes viszonyai

Oslash122

H

H

H

HH

H

H

H

Dekalin

cisz transz

123

transz-transz-transzanellaacutecioacute

cisz-transz-transzanellaacutecioacute

DC

BA

DC

BA

H H

R

H

H H

H

H

H

R

H H

DCBA

R

H

H

H

H

H

H

DCBA

R

H

H

H

H

H

H

CH3

CH3

CH3

CH3

Oslash124

A kiralitaacutes kialakulaacutesa eacutes bioloacutegiai jelentőseacutege

Kiraacutelis vegyuumlletek

termeacuteszetes aminosavak (elsősorban L konfiguraacutecioacute)peptidek enzimektermeacuteszetes szeacutenhidraacutetok (elsősorban D konfiguraacutecioacute)gyoacutegyszerek

Az első kiraacutelis vegyuumllet kialakulaacutesa

az elemi reacuteszek gyenge koumllcsoumlnhataacutesaacutenakiraacutenyfuumlggeacuteseacutevel van kapcsolatban

autokataliacutezis

a termeacuteszet nem tuumlkoumlrszimmetrikus (a termeacuteszet homokiraacutelis)

Oslash125

Az optikai aktivitaacuteseredete szeacutenhidraacutetokkiralitaacutescentrumaacutenakkieacutepuumlleacutese a termeacuteszetben

Oslash126

Oslash127

• Slide Number 1
• Slide Number 2
• Slide Number 3
• Slide Number 4
• Slide Number 5
• Slide Number 6
• Slide Number 7
• Izomeacuteria
• Slide Number 9
• Slide Number 10
• Slide Number 11
• Slide Number 12
• Slide Number 13
• Slide Number 14
• Slide Number 15
• Slide Number 16
• Slide Number 17
• Slide Number 18
• Szerkezeti izomeacuteria
• Slide Number 20
• Slide Number 21
• Slide Number 22
• Slide Number 23
• Slide Number 24
• A tautomeacuteria tiacutepusai
• Slide Number 26
• Slide Number 27
• Slide Number 28
• Slide Number 29
• Slide Number 30
• Sztereoizomeacuteria
• Slide Number 32
• Slide Number 33
• Slide Number 34
• Slide Number 35
• Slide Number 36
• Slide Number 37
• Slide Number 38
• Slide Number 39
• Slide Number 40
• Slide Number 41
• Slide Number 42
• Slide Number 43
• Slide Number 44
• Slide Number 45
• Slide Number 46
• Slide Number 47
• Tovaacutebbi kiralitaacutes tiacutepusok
• Slide Number 49
• Slide Number 50
• Slide Number 51
• Slide Number 52
• Slide Number 53
• Slide Number 54
• Slide Number 55
• Slide Number 56
• Slide Number 57
• Toumlbb kiralitaacuteskoumlzpont
• Slide Number 59
• Slide Number 60
• Slide Number 61
• Slide Number 62
• Slide Number 63
• Slide Number 64
• Slide Number 65
• Slide Number 66
• Slide Number 67
• Slide Number 68
• Slide Number 69
• Slide Number 70
• Slide Number 71
• Slide Number 72
• Slide Number 73
• Slide Number 74
• Slide Number 75
• Konfiguraacutecioacutes izomeacuteria
• Slide Number 77
• Slide Number 78
• Slide Number 79
• Slide Number 80
• Slide Number 81
• Slide Number 82
• Slide Number 83
• Slide Number 84
• Slide Number 85
• Slide Number 86
• Slide Number 87
• Slide Number 88
• Slide Number 89
• Slide Number 90
• Slide Number 91
• Slide Number 92
• Slide Number 93
• Slide Number 94
• Slide Number 95
• Slide Number 96
• Slide Number 97
• Slide Number 98
• Slide Number 99
• Slide Number 100
• Slide Number 101
• Slide Number 102
• Slide Number 103
• Slide Number 104
• Slide Number 105
• Slide Number 106
• Slide Number 107
• Slide Number 108
• Slide Number 109
• Slide Number 110
• Slide Number 111
• Slide Number 112
• Slide Number 113
• Slide Number 114
• Slide Number 115
• Slide Number 116
• Slide Number 117
• Slide Number 118
• Slide Number 119
• Slide Number 120
• Slide Number 121
• Slide Number 122
• Slide Number 123
• Slide Number 124
• Slide Number 125
• Slide Number 126
• Slide Number 127

-jellemző atomcsoportok

-vaacutez (szeacutenvaacutez)

Nyiacutelt laacutencuacuteak (alifaacutesok)

Gyűrűsek (ciklusosak)

karbo- eacutes heterociklusos vegyuumlletek

monociklus policiklus

-izolaacutelt policiklusos-spirociklusos (1 koumlzoumls atom)-kondenzaacutelt (2 koumlzoumls atom)

-aacutethidalt (kettőneacutel toumlbb koumlzoumls atom)Szeacutenhidrogeacutenek

Szeacutenhidrogeacutenek helyettesiacutetett szaacutermazeacutekai

Heterociklusos vegyuumlletek

Szerves vegyuumlletek csoportosiacutetaacutesa

Szerves vegyuumlletek

Nyiacuteltlaacutencuacute vegyuumlletek Gyűrűs vegyuumlletek

Teliacutetettalkaacutenok

Teliacutetetlenalkeacutenek alkinek

Karbociklusok Heterociklusok

Aliciklusok Aromaacutesvegyuumlletek

Teliacutetett

Teliacutetetlen

Aromaacutes

Teliacutetetlen vegyuumlletek

C=C kettőskoumlteacutesttartalmazoacuteak

CequivC haacutermaskoumlteacutesttartalmazoacuteak

Alkeacutenek Polieacutenek Alkinek Poliinek

H3C CH CH2 H2C CH CH CH2 HC CH HC C C CH

propeacuten buta-13-dieacuten etin buta-13-diin

Aliciklusok

Cikloalkaacutenok Policiklusosalkaacutenok

Cikloalkeacutenek Cikloalkinek

ciklohexaacuten spiropentaacuten ciklohexeacuten ciklooktin

Aromaacutesvegyuumlletek

Monociklusok Kondenzaacutelt gyűrűsvegyuumlletek

Monoszubsztituaacuteltbenzolszaacutermazeacutekok

Toumlbbszoumlroumlsenszubsztituaacutelt

benzolszaacutermazeacutekokR R

Lineaacuterisanellaacutecioacute

Angulaacuterisanellaacutecioacute

2

34

5

61

para

orto

metaantraceacuten fenantreacuten

Heterociklusok

Teliacutetett Aromaacutes

Monociklusok Kondenzaacutelt gyűrűsvegyuumlletek

Otetrahidrofuraacuten

Teliacutetetlen(mono- eacutespoliciklus)

S

NH

1

23

45

6

36-dihidro-2H-[13]-tiazin

Npiridin

N

NH

imidazol

NH

indol

N

N

N

N

H

purin

Izomeacuteria

Izomeacuteria(isos azonos meacuteros reacutesz)

Azonos oumlsszegkeacutepletazonos kvalitatiacutev oumlsszeteacutetelazonos kvantitatiacutev oumlsszeteacutetelazonos relatiacutev molekulatoumlmeg

Kuumlloumlnboumlző szerkezet

CH3CH2CH2Cl

CH3CH2CH3

CH3CH2CH3

CH3CH CH2

CH3CH CH2

CH3CH2CH2CH3 CH3CHCH3

CH3

nem izomerek

izomerek

nem izomerek

CH = 12

nem izomerek

9

Izomeacuteriaacutek csoportosiacutetaacutesa

Szerkezeti izomeacuteriaFunkcioacutes csoport izomeacuteriaKuumlloumlnleges tiacutepusok

szeacutenvaacutez izomeacuteriahelyzeti izomeacuteriatautomeacuteria

Sztereoizomeacuteriakonformaacutecioacutes (rotaacutecioacutes) izomeacuteriageometriai izomeacuteria (cisz-transz

izomeacuteria Z-E izomeacuteria)optikai izomeacuteria

Szerkezeti izomeacuteria kuumlloumlnboumlző oumlsszekapcsoltsaacuteg (konnektivitaacutes)Sztereoizomeacuteria azonos konnektivitaacutes

kuumlloumlnboumlző teacuterszerkezet

A kiraacutelis (kheir keacutez) taacutergyak tuumlkoumlrkeacutepuumlkkel nem hozhatoacutek fedeacutesbe sem rotaacutecioacutes sem transzlaacutecioacutes mozgaacutessal (kiveacuteve a molekulaacuten beluumlli rotaacutecioacute lehetőseacutegeacutet)

A kiralitaacutes szerkezeti felteacutetelea taacutergynak ne legyen tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengelye

10

azonos oumlsszegkeacutepletű de kuumlloumlnboumlző szerkezetű vegyuumlletekebben az esetben kuumlloumlnboumlző szerkezetű keacutet molekula ha bennuumlkaz atomok kapcsoloacutedaacutesi sorrendje kuumlloumlnboumlző

2D-szerkezetben valoacute kuumlloumlnboumlzőseacuteg kuumlloumlnboumlző kapcsoloacutedaacutesi sorrend(kuumlloumlnboumlző konstituacutecioacute)

2 Sztereoizomeacuteria

azonos oumlsszegkeacuteplet de elteacuterő teacuterszerkezet

3D-szerkezetben valoacute kuumlloumlnboumlzőseacuteg azonos konstituacutecioacute de kuumlloumlnboumlző teacuterszerkezet

1 Konstituacutecioacutes (szerkezeti) izomeacuteria

11

azonos atomkonnektivitaacutessztereoizomerek

elteacuterotilde atomkonnektivitaacutesnem sztereoizomerekszerkezeti izomerek

C

CBr H

ClH3C

E

C

CCl H

BrH3C

E

C

C

Cl

Br H

CH3

Z

12

Enantiomerekegymaacutessal fedeacutesbe nem hozhatoacute tuumlkoumlrkeacutepi paacuterok

azonos internukleaacuteris taacutevolsaacutegkuumlloumlnboumlző csoportsorrend (konfiguraacutecioacute)

Diasztereomereknem enantiomerek (lehetnek akiraacutelisak is)nincsenek egymaacutessal tuumlkoumlrkeacutepi viszonyban

azonos oumlsszekapcsoltsaacutegkuumlloumlnboumlző internukleaacuteris taacutevolsaacuteg

Konformaacutecioacutes eacutes konfiguraacutecioacutesenantiomerekdiasztereomerek

13

Konstituacutecioacutes izomerek

Azonos oumlsszegkeacuteplet kuumlloumlnboumlző oumlsszekapcsoltsaacuteg

Konformaacutecioacutes izomerek

A konformaacutecioacutes izomerek egyszeres koumlteacutes(ek) koumlruumlli rotaacutecioacuteval (vagy pszeudorotaacutecioacuteval) egymaacutesba alakiacutethatoacutek

Keacutet szomszeacutedos (szeacuten)atom szubsztituenseinek egymaacuteshoz valoacute viszonya

Konfiguraacutecioacutes izomerek

A konfiguraacutecioacutes izomerek egyszeres koumlteacutes(ek) koumlruumlli rotaacutecioacuteval nem alakiacutethatoacutek egymaacutesba

Egy adott (szeacuten)atomon levő csoportsorrend

14

Alfa helyzetű szubsztituens Beacuteta helyzetű szubsztituens

pszeudorotaacutecioacuteaxiaacutelis ekvatoriaacutelis

Konformaacutecioacute

Konfiguraacutecioacute

Konstituacutecioacute

pszeudorotaacutecioacute

15

transz cisz

H

H

H

H

transz ciszdekalin

12-dimetilciklohexaacuten

Konfiguraacutecioacute

16

COOH

COHH3C

H

SCOOH

CHO CH3

HR

L-(+)-tejsav D-(-)-tejsav

fumaacutersavmaleinsav

C

C

HOOC H

H COOH

C

C

H COOH

H COOH

Citromsav ciklus (Szent-Gyoumlrgyi-Krebs ciklus)

izomszoumlvet tejsavas erjedeacutes

17

(Az izomerek leacutetkeacutepesseacutege fuumlgg a koumlztuumlk leacutevő energiagaacutet nagysaacutegaacutetoacutel)

AtropizomeacuteriaCsavart kaacutedakGauche konformerekAntiklinaacutelis konformerek

Koumlteacutesmenti rotaacutecioacuteval egymaacutesba alakiacutethatoacutek

Koumlteacutesmenti rotaacutecioacuteval nem alakiacutethatoacutek egymaacutesba

Koumlteacutesmenti rotaacutecioacuteval nem alakiacutethatoacutek egymaacutesba

Cisz-transz (geometriai) izomerek

Koumlteacutesmenti rotaacutecioacuteval egymaacutesba alakiacutethatoacutek

Fedeacutesbe nem hozhatoacute tuumlkoumlrkeacutepi paacuterok

Kuumlloumlnboumlző vegyuumlletek azonos oumlsszegkeacuteplettel

KONSTITUacuteCIOacuteS IZOMEREK

(szerkezeti vagy struktuacuterizomerek)Az atomok kapcsoloacutedaacutesi sorrendje elteacuterő

TAUTOMEREK

Ugyanaz a vegyuumllet keacutetfeacutele szerkezettel reagaacutel

SZTEREOIZOMEREK

Azonos konstituacutecioacute elteacuterotilde teacuterbeli elrendeződeacutes

Alkaacutenok rotaacutecioacutes izomereiCiklohexaacuten szeacutek-kaacuted izomerei

keto-enol tautomeacuterialaktim-laktaacutem tautomeacuteriagyűrű-laacutenc tautomeacuteria

(Optikai izomerek) Kiraacutelis vegyuumlletek

Nem enantiomerek

Toumlbb kiralitaacutescentrumot tartalmazoacute vegyuumlletekBizonyos atomoknak egy meghataacuterozott

siacutekhoz viszonyiacutetott relatiacutev helyzeteacuteben kuumlloumlnboumlznek

Kettős koumlteacuteses vegyuumlletek Z - E izomeacuteriaacutejaDiszubsztituaacutelt cikloalkaacutenok cisz - transz izomeacuteriaacutejaKondenzaacutelt gyűrűs bicikloalkaacutenok cisz - transz izomeacuteriaacuteja

Centraacutelis kiralitaacutesHelikaacutelis kiralitaacutesAxiaacutelis kiralitaacutes

AlleacutenizomerekSpirovegyuumlletek

KIRAacuteLIS DIASZTEREOMEREK

AKIRAacuteLIS DIASZTEREOMEREK

DIASZTEREOMEREK ENANTIOMEREK

KONFORMAacuteCIOacuteS ENANTIOMEREK

KONFIGURAacuteCIOacuteS ENANTIOMEREK

KONFIGURAacuteCIOacuteSDIASZTEREOMEREK

KONFORMAacuteCIOacuteSDIASZTEREOMEREK

Izomeacuteria

18

Szerkezeti izomeacuteria

19

CH3OCH3 CH3CH2OH

Szerkezeti izomeacuteria

Regioizomeacuteria

Szeacutenvaacutez izomeacuteria CH3CH2CH2CH2CH3 CH3CHCH2CH3

CH3

CH3CCH3

CH3

CH3

H2C CHCH2CH2CH3 CH3CH CHCH2CH3

CH3CH2CH2Cl CH3CHCH3

Cl

Funkcioacutes csoport izomeacuteria

20

OCH3

Br2

FeBr3

OCH3

Br

+

OCH3

Br

OCH3

Br

+

haacuterom regioizomer termeacutek

CC

H

H

CH3

CC

H

H

H

Br CH3

+C

C

Br

H

H

H CH3

HBr

keacutet regioizomer termeacutek

Regioizomeacuteria

Keacutet regioizomer termeacutek keletkezhet dehellipSzelektivitaacutes

Haacuterom regioizomer termeacutek keletkezhet dehellipSzelektivitaacutes

21

H3C CH2 CH2 CH3 H3C CH CH3

CH3

n-butaacuten i-butaacuten

H2C CH2

CHCH3

H2C CH2

H2C CH2

metilciklopropaacuten ciklobutaacuten

22

A compound with the general formula CnH2n contains one double-bond equivalent ndasheither one double bond or one ring

CH3 CH2 CH CH2CH2 CH2

CH2 CH2

an alkane a cycloalkane

A compound with the general formula CnH2n-2 might have one triple bond two ringstwo double bonds or one ring plus one double bond We can say that the formulaCnH2n-2 represents a structure with two double-bond equivalents

Three of many possible structural isomers for C8H14

CH3 (CH2)5 C CH

one triple bond two rings

CH2CH3

one double bondand one ring

23

Tautomeacuteriaegy hidrogeacutenatom eacutes egy kettőskoumlteacutes helyzeteacuteben kuumlloumlnboumlznek ndash a hidrogeacutenatom

mozgeacutekony iacutegy gyors eacutes reverziacutebilis protoncsere valoacutesul meg

Protomeacuteria eacutes elektromeacuteria egyszerre van jelen

CH

HH

C

O

COOH C CH

H OH

COOH

Oxo-enol tautomerek

Tautomeacuteria

Kezelhető szerkezeti izomerkeacutent

24

A tautomeacuteria tiacutepusai

25

1) alacsonyabb pKa eacuterteacutek2) konjugaacutelt rendszer3) hidrogeacuten kelaacutet (6 elektron)

Oxo-enol tautomeacuteria

O OH

CH3H3C

H2C

H

C

O

CH3 H2C C CH3

O H

enoloxo

pKa 20

9999975 000025

F2C C

O H

CF3 F2C

H

C

O

CF3

OH O

H

CH3 C

O

CH C

O

CH3

H

CH3 C

O

CH C

O

CH3

H

pKa 9

20 80

200oC 3oacute

O

O

H

OH

O 26

NH2R C

Y Y

NHR C

H

Y= O S NR1

a)

b)

NH2

NHR1

R2N CNH

NHR1

R2HN CNH2

NR1

R2HN C

Savamid-imidsav eacutes rokon rendszerektautomeacuteriaacuteja

Guanidin-szaacutermazeacutek27

XH

N NH

X

Prototroacutepia (hetrociklusoknaacutel)

N NH

XH X

HN NH

X

HN NH

X

N NH

XH

HN N

XH

dominaacutens forma

28

α anomer izaacutecioacute

-D-Glcfβ-D-Glcfα

βO

OH

CH2OHHO OH

OHOH

O

OH

CH2OHHO

OH

HO

OHCHO

OHHOH2C

HO

β

D-Glcpβminus-D-Glcpα

α

OHOH2C

HOHO

OHOH

OHO

HOH2C

HOHO

OH

Gyűrű-laacutenc tautomeacuteria

De nem koumlzvetlenuumll

29

N OC

O

CH3N OC

O CH3

Szubsztituens tautomerizaacutecioacute

NN

N N N N

NN

N NN

N

Vegyeacuterteacutek izomerizaacutecioacute

Oslash30

Sztereoizomeacuteria

31

Sztereoizomeacuteria

Konfiguraacutecioacuteaz atomok koumllcsoumlnoumls teacuterbeli elrendeződeacutese az egyszereskoumlteacutesek koumlruumlli elfordulaacutest (aacuteltalaacuteban) nem veszi figyelembe

Konformaacutecioacuteegyszeres koumlteacutesek koumlruumlli elforgataacutes amelynek soraacuten konformerek joumlnnek leacutetre

Konfiguraacutecioacutes eacutes konformaacutecioacutesenantiomerekdiasztereomerek

32

COOH

COOH

mcisz transz transz

izomeacuteriageometriaiizomeacuteria

optikai izomeacuteria

COOHHOOC COOH

HOOC COOH

HOOC

poziacutecioacutes

SztereoizomeacuteriaSzerkezeti izomeacuteria

Helyzeti izomeacuteria

33

Enantiomerekegymaacutessal fedeacutesbe nem hozhatoacute tuumlkoumlrkeacutepi paacuterok

azonos internukleaacuteris taacutevolsaacutegkuumlloumlnboumlző csoportsorrend (konfiguraacutecioacute)

Diasztereomereknem enantiomerek (lehetnek akiraacutelisak is)nincsenek egymaacutessal tuumlkoumlrkeacutepi viszonyban

azonos oumlsszekapcsoltsaacutegkuumlloumlnboumlző internukleaacuteris taacutevolsaacuteg

34

C CH3C

Cl

C

H

CH3

BrH

C CCl

H3C

C

H

CH3

BrH

C CH3C

Cl

C

H

CH3

HBr

C CCl

H3C

C

H

CH3

HBr

E R

E S

Z R

Z S

Enantiomerek Enantiomerek

Diasztereomerek

Diasztereomerek

Diasztereomerek

Diasztereomerek

Oslash35

Kiraacutelis vegyuumlletek kiraacutelis koumllcsoumlnhataacutesok

termeacuteszetes aminosavak (főkeacutent L konfiguraacutecioacute)peptidek enzimek

termeacuteszetes szeacutenhidraacutetok (D konfiguraacutecioacute)

gyoacutegyszerek (sok esetben kiraacutelis molekulaacutek)

gyoacutegyszer-receptor koumllcsoumlnhataacutes

Sztereokeacutemia jelentőseacutege

Oslash36

Journal of

Chemical Education

ISSN 0021-9584

Volume 73 Number 6June 1996

Oslash37

Journal ofChemical Education

ISSN 0021-958413

Volume 73 Number 6June 199613

13

13

Oslash38

Kiralitaacutes

A kiraacutelis taacutergyak tuumlkoumlrkeacutepuumlkkel nem hozhatoacutek fedeacutesbe sem rotaacutecioacutes semtranszlaacutecioacutes mozgaacutessal (kiveacuteve a molekulaacuten beluumlli rotaacutecioacute lehetőseacutegeacutet)

A kiralitaacutes szerkezeti felteacutetelea taacutergynak ne legyen tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengelye

Tiacutepusok

Centraacutelis kiralitaacutes ndash sztereogeacuten centrum (R S D L)egy kiraacutelis (szeacuten)atomtoumlbb kiraacutelis szeacutenatom

Axiaacutelis kiralitaacutes ndash tengely koumlruumlli elhelyezkedeacutes (R S)alleacutenizomeacuteria spirovegyuumlletek atropizomeacuteria

Planaacuteris kiralitaacutes ndash siacutekhoz viszonyiacutetott helyzet (P pR M pS)csavart kaacutedak transz cikloalkeacuten

Helikaacutelis kiralitaacutes ndash nem siacutekbeli csavarvonalak (P M)alkaacuten konformerek (gauche antiklinaacutelis)heliceacutenek

39

Azonos minőseacutegi mennyiseacutegi oumlsszeteacutetel moacuteltoumlmeg konstituacutecioacute de kuumlloumlnboumlző teacuterbeli sorrend

Cl

F BrH

R S

Cl

FBrH

konfiguraacutecioacutejeloumlleacutes (+) (ndash) = d l D L R S

40

Azonos minőseacutegi mennyiseacutegi oumlsszeteacutetel moacuteltoumlmeg konstituacutecioacute de kuumlloumlnboumlző teacuterbeli sorrend

C

l

F

B

r

H

R

S

C

l

F

B

r

H

konfiguraacutecioacutejeloumlleacutes(+) (ndash) = d ld l R S

_1063020419

2

1

3

X4

1

X4

23

1

X4

32

(R) (S)

CC

2

1

3

I

BrCl

4F

2

1

3

OH

DT

4H C

OH

H

DT

(R)(S)

41

(R)

HCC

C CHH

HO H

CCC

H HC H

CHH3C

H

HH

H

H

C

Cl HH H

HH

1 4

3

2

1 oumlvezet2 oumlvezet

3 oumlvezet

4 oumlvezet

H

42

CH

OHCH3

CH3CH2

(R)-butaacuten-2-ol (S)-butaacuten-2-ol

180o-os forgataacutes

CH

OHCH3

CH3CH2

CH

OHCH3CH2

CH3

CH

HOCH2CH3

CH3

CH

OHCH3CH2

CH3

A kiralitaacutes az atomok egy pont (sztereogeacuten centrum kiralitaacutescentrum aszimmetriacentrum)koumlruumlli elrendeződeacuteseacutenek koumlvetkezmeacutenye A kiralitaacutest leacutetrehozoacute szerkezeti elemek elrendeződeacuteseegy koumlzpontra vonatkoztathatoacute Egy X centraacutelis atomhoz neacutegy kuumlloumlnboumlző ligandum kapcsoloacutedik a tuumlkoumlrkeacutepek nem hozhatoacutek fedeacutesbe a keacutet konfiguraacutecioacutes izomer enantiomer viszonyban van egymaacutessalSztereogeacuten centrum ndash Egy sp3 szeacutenatom (vagy maacutes atom) 4 kuumlloumlnboumlző ligandumot tartalmaz

Centraacutelis kiralitaacutes

43

Optikai izomeacuteria

Optikai izomerek olyan sztereoizomerek amelyek optikai forgatoacutekeacutepesseacutegbenkuumlloumlnboumlznek

Centraacutelis kiralitaacutes

Sztereogeacuten centrum aacutebraacutezolaacutesaperspektiacutevikus (teacuterszerkezeti)proiciaacutelt (vetiacutetett)

keacuteplettel (Fischer projekcioacute)

L

COOH

CH3H2NH

R

D

COOH

CH3 NH2H

S

intermolekulaacuteristuumlkoumlrsiacutek

COOH

CH3

H NH2

COOH

CH3

H2N H

44

Optikai aktivitaacutesAzok a vegyuumlletek melyek a siacutekban polarizaacutelt feacuteny siacutekjaacutet elforgatjaacutek optikailag aktiacutevakJobbra forgataacutes (oacuteramutatoacuteval azonos) jele (+) balra forgataacutes (oacuteramutatoacuteval ellenteacutetes) jele (-)

Azok a molekulaacutek keacutepesek optikai forgatoacutekeacutepesseacuteg leacutetrehozaacutesaacutera melyek mindenkonformaacutecioacuteja kiraacutelisHa egy kiraacutelis vegyuumlletnek csak egyik enantiomerje van jelen a vegyuumllet optikailag aktiacutev(elforgatja a polarizaacutelt feacuteny siacutekjaacutet) Ha a keacutet enantimer ekvimolaacuteris elegye (racemaacutet) van jelen a tuumlkoumlrkeacutepi paacuterok kompenzaacutecioacuteja miatt nincs makroszkoacutepikus forgataacutes

Oslash45

Fresnel elmeacutelete szerint a siacutekban polarizaacutelt feacuteny keacutet ellenteacutetes iraacutenyaacutebacirkulaacuterisan polarizaacutelt komponensből tevődik oumlssze Optikailag aktiacutev koumlzegbenaz egyik cirkulaacuteris komponens lassabban halad mint a maacutesik ezeacutert aztaacutenamikor kileacutepnek a koumlzegből eltoloacutedott faacutezisban oumlsszegeződnek uacutejra s eza polarizaacutecioacute siacutekjaacutenak elfordulaacutesaacuteban nyilvaacutenul meg Az optikailag aktiacutev anyagmolekulaacutei kuumlloumlnboumlző meacuterteacutekű koumllcsoumlnhataacutesba leacutepnek a jobbra eacutes a balracirkulaacuteris feacutenysugaacuterral A cirkulaacuterisan polaacuterozott feacuteny uacutegy jellemezhető hogya feacutenysugaacuter menteacuten az elektromaacutegneses teret leiacuteroacute elektromos eacutes maacutegnesesvektorok veacutegpontjai egy jobb vagy bal menetű csavarvonalon helyezkednek el

Optikai aktivitaacutes meacutereacutese

polarimetertube

Polarizerfixed Nicolprism

Plane-polarizedlight

Solution of opticallyactive material

Plane ofpolarizationhas undergonea rotation

Analyizermovable Nicolprism

ViewerUnpolarizedlight fromsource

Oslash46

siacutekban polarizaacutelt feacuteny

polarizaacuteloacute lencse (Nicol prizma)

normaacutel feacuteny

a)

b)

c)

x

z

z

z

siacutekban polaacuterozott feacuteny P eacutes M helicitaacutesuacutecirkulaacuterisan polaacuterozott feacuteny

minta

x

z

α

z

x

Oslash47

Tovaacutebbi kiralitaacutes tiacutepusok

48

Sztereogeacuten centrum jelenleacutete nem szuumlkseacuteges sem nem eleacutegseacuteges felteacutetele a kiralitaacutesnak

Nem szuumlkseacuteges peacuteldaacuteul axiaacutelis kiralitaacutes planaacuteris kiralitaacutes

Axiaacutelis kiralitaacutes A kiralitaacutes az atomok egy tengely koumlruumlli elrendeződeacuteseacutenek koumlvetkezmeacutenye

Alleacutenek kiralitaacutesa

Planaacuteris kiralitaacutes A kiralitaacutes az atomok egy siacutek koumlruumlli elhelyezkedeacuteseacutenek koumlvetkezmeacutenye

Helikaacutelis kiralitaacutes Csavarvonal (spiraacutelis) szerkezetű molekulaacutekPl DNS kettős heacutelixe polipeptidek kettős α-heacutelixe

C C CH

ClHCl CCC

H

ClHCl

COOH

CH3

CrOC

OCOC

CrCO

COCO

COOH

CH3

49

R S

HOOC

Br

COOH

Br6

2

6

2COOH

Br

HOOC

Br

tuumlkoumlrsiacutek

C

Br

COOHBr1

2

3 4

HOO c2COOH

Br

BrHOOC

c2

1

2

34

Atropizomeacuteria

50

Axiaacutelis kiralitaacutes

R-konfiguraacutecioacute

51

C CH

H3CC

H

CH3

CCH

CH3C

H

H3C

NH

HN

NH

NH

tuumlkoumlrsiacutek

Nem minden kiraacutelis molekula rendelkezik aszimmetria centrummal

52

Cukor Foszfor atom Oslash53

Konformaacutecioacutes enantiomerek

P M

Helikaacutelis kiralitaacutes

Konfiguraacutecioacutes enantiomerek

P M

Heptaheliceacuten n-Butaacuten

54

Oslash55

56

Feheacuterjeacutek teacuterszerkezete

Oslash

57

Nukleinsavak teacuterszerkezete

Oslash

Toumlbb kiralitaacuteskoumlzpont

58

Toumlbb aszimmetria centrumot tartalmazoacute vegyuumlleteklehetseacuteges sztereoizomereinek szaacutema

A nem enantiomeacuteria viszonyban aacutelloacute sztereoizomerek

diasztereomerek

Ha az n db aszimmetria centrum koumlzoumltt vannak azonosak a fuumlggetlen sztereoizomerek szaacutema lt 2n

mezo-forma nem kiraacutelis

2n

59

CH3CH3

HO H

OHHCH3

H3COHH

HO H

CH3CH3

HO H

HHOCH3

H3COHH

H OH

CH3CH3

HO H

OHH

180o forgataacutes

mezo-23-butaacutendioltuumlkoumlrkeacutepi paacuterok fedeacutesbe hozhatoacutek - akiraacutelis

(2R3R)-23-butaacutendiol (2S3S)-23-butaacutendiol

CH3 CH3

H HHO OH

Egyetlen sztereogeacuten centrumot tartalmazoacute molekula mindig kiraacutelis desztereogeacuten centrum jelenleacutete nem szuumlkseacuteges sem nem eleacutegseacuteges felteacutetele a kiralitaacutesnak

Nem eleacutegseacuteges toumlbb sztereogeacuten centrumot tartalmazoacute molekula lehet akiraacutelisPeacutelda

60

Nem minden olyan molekula kiraacutelis amely aszimmetria centrumokkal rendelkezik

Nem minden kiraacutelis molekula rendelkezik aszimmetria centrummal

axiaacutelis kiralitaacutes 13-diszubsztituaacutelt alleacuten planaacuteris kiralitaacutes spirovegyuumlletek koumlreacuteben

mezo vegyuumlletek cisz-12-azonosandiszubsztituaacutelt ciklopropaacuten

Oslash61

COOHH

HHOOC

CH3H

H3C HS2

COOH

HHO

H OH

COOH

S2

COOHH

HHOOC

HH

H H

borkősav

Newman (fűreacuteszbak) projekcioacuteKonformatiacutev

62

Fisher projekcioacuteval aacutebraacutezolt L- eacutes D-borkősav

mezo-borkotildesav

COOHCH OHCCOOH

OHH

COOHCHO HCCOOH

HHO

szotildelotildesav

COOHCH OHCCOOH

HHO

COOHCHO HCCOOH

OHH

L-(+)-borkotildesav D-(-)-borkotildesav

63

Oslash64

Cl

H

H

H

Cl

H

H

Cl

H

H

Cl

H

Cl

H

H

H

H

Cl

mezo SS RR

cisz transz

Nem minden olyan molekula kiraacutelis amely aszimmetria centrumokkal rendelkezik

65

Szimmeriaelemek(szimmetria azonos meacuteret)

Akkor mondjuk hogy egy taacutergy szimmetriaelemmel rendelkezik ha a megfelelőszimmetriaművelet (tuumlkroumlzeacutes forgataacutes inverzioacute) a taacutergyat az eredetivel fedeacutesbehozhatoacute alakzattaacute konvertaacutelja

Pontcsoport ndash meghataacuterozott taacutergyra vonatkozoacute szimmetriaműveletek oumlsszesseacutege

szimmetriasiacutek (σ) a molekulaacutet keacutet olyan feacutelre bontja amelyek egymaacutesnak pontostuumlkoumlrkeacutepei (Szimmetriasiacutekot tartalmazoacute molekula akiraacutelis de a siacutek hiaacutenya nem okozkiralitaacutest)

n-ed rendű forgaacutesi szimmetriatengely (Cn) a molekulaacutet a tengely koumlruumll 360degnszoumlggel elforgatva az eredetitől megkuumlloumlnboumlzhetetlen molekulaacutet kapunk

szimmetriacentrum (inverzioacutes centrum) (Ci) a molekula baacutermely elemeacutet aszimmetriacentrummal oumlsszekoumltve eacutes az ellenkező iraacutenyba azonos taacutevolsaacutegrameghosszabbiacutetva azonos elemhez jutunk (Szimmetriacentrumot tartalmazoacutemolekula akiraacutelis de hiaacutenya nem okoz kiralitaacutest)

n-ed rendű tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengely (Sn) a molekulaacutet 360degn szoumlggel elforgatvaeacutes a tengelyre merőleges siacutekra tuumlkroumlzve az eredetitől megkuumlloumlnboumlzhetetlenmolekulaacutet kapunk (Tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengelyt tartalmazoacute molekula akiraacutelishiaacutenyaacuteban a molekula kiraacutelis) 66

C CCH3

H

H

CH3180o C C

CH3

H

CH3

H360o

siacutek

tengely

siacutek

tengely

Keacutetfogaacutesuacute tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengely Egyfogaacutesuacute tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengely

Szimmetriacentrum Szimmetriasiacutek

Tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengelyValamely taacutergy akkor jellemezhető Sn azaz n-ed rendű tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengellyel ha annak baacutermely pontjaacutet a tengely koumlruumll 360n fokos szoumlggelelfordiacutetva eacutes a tengelyre merőlegesen fektetett siacutekon keresztuumll tuumlkroumlzve az eredetiobjektumot kapjuk meg (n szuumlkseacutegkeacuteppen paacuteros vagy 1)

Az S1-tengely szimmetriasiacutekkal (σ) az S2-tengely viszont szimmetriacentrummal (Ci) egyeneacuterteacutekű

A szimmetriacentrumon aacutethaladoacute baacutermely egyenesen a centrumtoacutel egyenlő taacutevolsaacutegban azonos elemek talaacutelhatoacutek

Akiraacutelis molekulaacutek

67

szimmetriasiacutek (m S1) forgaacutesi szimmetriatengely (Cn) szimmetriacentrum (Ci S2)

Szimmetrikus + +

Szimmetrikus + -

Koumlzeacuteppontosan - + szimmetrikus

Disszimetrikus - + - (kiraacutelis)

Aszimmetrikus - - - (kiraacutelis)

Szimmetriaelem művelet

Szimmetriasiacutek tuumlkroumlzeacutes

Szimmetriatengely forgataacutes

Szimmetriacentrum inverzioacute

Szimmetriaelem művelet

Azonossaacuteg vaacuteltozatlanulhagyaacutes

Tuumlkroumlzeacutesi forgataacutes eacutesszimmetriatengely (giroid) tengelyre merőleges

tuumlkroumlzeacutesOslash68

Oslash69

Oslash70

Oslash71

Oslash72

1 Atomic number2 Atomic mass3 Z gt E4 R gt S5 Spheres6 Single-bond equivalencies

Cahn-Ingold-Prelog nomenclature system

Sequence rules for order of priority

1 If the atoms in question are different the sequence order is by atomic number with theatom of highest atomic number receiving the highest priority

F lt Cl lt Br lt I

increasing priority

2 If two isotopes of the same element are present the isotope of higher mass receivesthe higher priority

H lt D

increasing priority73

5 If two atoms are identical the atomic numbers of the next atoms are used for priorityassignment If these atoms also have identical atoms attached to them priority isdetermined at the first point of difference along the chain The atom that has attached to itan atom of higher priority has the higher priority (Do not use the sums of the atomic numbersBut look for the single atom of highest priority)

74

6 Atoms attached by double or triple bond are given single-bond equivalencies so that theycan be treated like single-bonded groups in determining priority Each doubly bonded atom isduplicated (or triplicated for triple bonds)

R C

O

OH

Structure Equivalent for priority determination

R C

O

O

OH

C

R C N R C

N

N

NC

C

75

Konfiguraacutecioacutes izomeacuteriaUgyanaz a vaacutez konnektivitaacutes de elteacuterő teacuterbelielrendeződeacutes (valamilyen szimmetria-rendezőhoumlz valoacuteviszony)

Nem alakiacutethatoacutek egymaacutesba kovalens koumlteacutes elszakiacutetaacutesaeacutes uacutejrakeacutepződeacutese neacutelkuumll

optikai izomerek (optikai aktivitaacutes) R Sgeometriai izomerek cisz-transz E-Z

76

Konfiguraacutecioacutes diasztereomerekFizikai eacutes keacutemia tulajdonsaacutegaik elteacuternek

Konfiguraacutecioacutes enantiomerekFizikai eacutes keacutemiai tulajdonsaacutegaikazonosak kiveacutevebull azonos meacuterteacutekű de ellenteacutetesiraacutenyuacute optikai forgatoacutekeacutepesseacutegbull elteacuterő reaktivitaacutes maacutes kiraacutelis vegyuumlletekkel valoacute reakcioacuteban

C

C

Cl

Cl H

HC

C

H

Cl H

Cl

cisz-12-dikloacutereteacuten transz-12-dikloacutereteacuten

Br Cl

Cl BrF F

Cl Br

Br FF Cl

(R) (R) (S) (R)

CH

OHCH3CH2

CH3

CH

HOCH2CH3

CH3

CH

OHCH3CH2

CH3

CH

OHCH3

CH3CH2

180o-os forgataacutes

(R)-butaacuten-2-ol (S)-butaacuten-2-olfp 995 oC 995 oCd4

20 0808 0808nD

20 1397 1397[α]D

25 -1352o +1352o

(R)-butaacuten-2-ol (S)-butaacuten-2-ol

CH

OHCH3

CH3CH2

77

Elegykristaacutely

bullveacuteletlenszerűen tartalmazza mindkeacutet enantiomertbulla tiszta enantiomerek eacutes az enantiomer kevereacutekek tulajdonsaacutegai azonosak

Konglomeraacutetum

bullcsak az egyik vagy a maacutesik enantiomert tartalmazzabullaz enantiomerek mechanikusan is elkuumlloumlniacutethetők egymaacutestoacutel

Molekulavegyuumllet

bulla keacutet enantiomer a kristaacutelyban 11 araacutenyban fordul elő (raceacutem elegy)bulla raceacutem elegy eacutes az enantiomerek olvadaacutespontja kuumlloumlnboumlző

bullakiraacutelis koumlruumllmeacutenyek koumlzoumltt megegyező fizikai eacutes keacutemiai tulajdonsaacutegokbullkiraacutelis koumlruumllmeacutenyek koumlzoumltt elteacuterő (kiraacutelis molekulaacutek polarizaacutelt feacuteny)bullenantiomerek koumlzoumltti 3 fő koumllcsoumlnhataacutes

elegykristaacutely keacutepzeacuteskonglomeraacutetum keacutepzeacutesmolekulavegyuumllet keacutepzeacutes

Enantiomerek

78

Enantiomerek egyeacuteb kevereacutekeit az uacutegynevezett bdquoenantiomeric excessrdquo (ee) [enantiomerfelesleg] eacuterteacutekkel jellemezzuumlk (R) eacutes (S) a megfelelő enantiomerek mennyiseacutege a kevereacutekben

A komponensek mennyiseacutegeacutenek meghataacuterozaacutesaKiraacutelis oszlopkromatigraacutefia (enantiomerek elvaacutelasztaacutesa)NMR spektroszkoacutepia

ee =(R) - (S)(R) + (S) 100

Enantiomer felesleg

Az enantiomerfelesleg az aszimmetrikus szinteacutezis sikeresseacutegeacutenek egyikmeacuterőszaacutema Diasztereomerek kevereacuteke eseteacuten hasonloacute moacutedon definiaacuteljaacutek eacuteshasznaacuteljaacutek a diasztereomer felesleg eacutes a szaacutezaleacutekos diasztereomer feleslegfogalmaacutet

Egy 70 R eacutes 30 S izomert tartalmazoacute minta enantiomerfeleslege peacuteldaacuteul40 Ezt az anyagot uacutegy is tekinthetjuumlk mint 40 tiszta R izomer eacutes 60 raceacutemelegy (mely a teljes mennyiseacuteghez 30 R eacutes 30 S izomerrel jaacuterul hozzaacute)kevereacuteke 79

C

C

HOOC

HOOC

H

HOH

OH

S

R

C

C

HOOC

HOOC

OH

HH

OHR

RC

C

COOH

COOH

HO

HH

HOS

S

intramolekulaacuteristuumlkoumlrsiacutek

diasztereomerek diasztereomerek

enantiomerek

COOH

CH3H2NH

R

COOH

CH3 NH2H

S

enantiomerek

Enantiomerek eacutes diasztereomerek

80

C

NH2

COOHHH3C C

CH2SH

COOHH2NH

Ala Cys

Aacutebraacutezolja Fischer keacuteplettel az alaacutebbi perspektivikus keacuteplettel megadott aminosavakat

CH3

COOH

H2N H

CH2SH

COOH

H2N H

Ala Cys

S R

L L81

CNH2H

H3C

COOH

C

COOH

CH2SHH2NH

CCH3H

H2N

COOH

C

COOH

CH2SHHH2N

C

NH2

COOHHH3C

C

CH2SH

COOHH2NH

CH3

COOH

H2N H

CH2SH

COOH

H2N H

82

Enantiomerek eacutes mezo vegyuumlletek

Pszeudoaszimmetria

C

C

HOOC

HOOC

H

HOH

OH

S

R

C

C

HOOC

HOOC

OH

HH

OHR

RC

C

COOH

COOH

HO

HH

HOS

S

intramolekulaacuteristuumlkoumlrsiacutek

diasztereomerek diasztereomerek

enantiomerek

C

C

C

COOH

COOH

HO H

OHH

H OHR

R

C

C

C

COOH

COOH

H OH

HHO

HO HS

S

enantiomerek

optikailag aktiacutevak

C

C

C

COOH

COOH

H OH

OHH

H OHR

S

C

C

C

COOH

COOH

H OH

HHO

H OHR

S

optikailag inaktiacutevak

r s

83

COOH

COOH

COOHHOOC COOH

HOOC COOH

HOOC

mcisz transz transz

szerkezetiizomeacuteria

geometriaiizomeacuteria

optikai izomeacuteria

84

R

RHOH

akiraacutelisszeacutenatom

R

SHOH

rS

RHOH

s

RgtS r s

(S)

(S)

pszeudoaszimmetriaacutes szeacutenatom

akiraacutelis molekulamezo vegyuumllet

akiraacutelisC2 forgaacutesi szimmetriatengely

kiraacutelis

HOOC COOH

Br

m

HOOC COOH

m

HOOC

COOH

pro-pszeudoaszimmetriaacutes szeacutenatom

85

Kiraacutelis molekulaacutekon beluumll is sok esetben talaacutelhatoacute pszeudo-aszimmetriacentrum amennyiben a keacutet enantiomorf ligandum mellett tovaacutebbi aszimmetrikus ligandum is kapcsoloacutedik a centrumhoz (peacuteldaacuteul atropin eacutes szaacutermazeacutekai)

gytszptehuhudownloadindex16630

Oslash86

Mezo-forma a) mindig akiraacutelisb) mindig kell lennie kiraacutelis disztereomerjeacutenek is

gytszptehuhudownloadindex16630

C

C

HOOC

HOOC

H

HOH

OH

S

R

C

C

HOOC

HOOC

OH

HH

OHR

RC

C

COOH

COOH

HO

HH

HOS

S

intramolekulaacuteristuumlkoumlrsiacutek

diasztereomerek diasztereomerek

enantiomerek

Oslash87

gytszptehuhudownloadindex16630

A pszeudo-aszimmetriacentrumok konfiguraacutecioacutejaacuteban elteacuterő izomerekegymaacutessal diasztereoizomer viszonyban aacutellnak

rC

C

C

COOH

COOH

H OH

OHH

H OHR

S

sC

C

C

COOH

COOH

H OH

HHO

H OHR

S Oslash88

Geometriai izomeacuteria

kettős koumlteacutesű vegyuumlletekneacutelciklusos vegyuumlletekneacutel

C CH H

CH3H3CC C

H CH3

HH3C

Felteacutetel (olefinekneacutel) egy adott pilleacuteratomon nem lehet keacutet azonos helyettesiacutetőde adott kettőskoumlteacutes keacutet kuumlloumlnboumlző pilleacuteratomjaacuten lehet egy-egy azonos helyettesiacutető(de ezeknek sem kell szuumlkseacutegkeacuteppen azonosaknak lenniuumlk)

Alfa helyzetű szubsztituens Beacuteta helyzetű szubsztituens

Diasztereomerek

89

Configurational isomers

The particular arrangement of atoms (or goups) in space that is characteristic of a given streoisomer

The configurational isomers can not be transformed into each otherwithout breaking and making a covalent bond

- cis-trans Z-E designations geometric isomers- optical isomerism (cf chirality)

H COOH

H COOH

HOOC H

H COOH

Z E

Oslash90

The requirement for geometric isomerism in alkenes is that each carbon atom involvedin the pi bond have two different groups attached to it such as H and Cl or CH3 and Cl

C CH

H

CH2CH3

CH3

C CH

H

CH2CH3

CH3is the same as

C CCH3

H

CH2CH3

CH3

C CH

CH3

CH2CH3

CH3

geometric isomers

If one of the carbons of the double bond has two identical groups such as two H atomsor two CH3 groups the geometric isomerism is not possible

Z E

Higher priority atoms or groups are on the same side of the pi bond Z bdquotogetherrdquo

Higher priority atoms or groups are on opposite sides of the pi bond E bdquoacrossrdquo

(Look at the single atoms directly attached to the double-bond carbon C and not entire-CH2CH2CH3 group)

Oslash91

Cahn-Ingold-Prelog szekvenciaszabaacutelyokalkeacutenekre vonatkozoacutean

Toumlmegszaacutem

C CT

D

H

DE

Rendszaacutem

C CF

Cl

Br

IZ

Z gt E

E

ZZ C C

C

C

H

NC

C

C

H3C

H3C

CH3

HCH3

H

C CH

NC

C

C

CH3

CH3

H

H

Br

Br

E

R

S

RgtS (DgtL)

92

C CH

H3C

CH

CH

CH3

CH3

CH2

Z ltC

HCH3

CH3

C

H

C

C

H

H

HHH

H

C C

H H

H

C

H

C (C)

o

o

o

H

H(C)oo

o

C CH

H3C

CH

CH

CH3

CH2 Br

CH2

E

C

HCH3

CH2Br

C

H

C

H

H

HCBrH

H

gtC C

H H

H

C

H

C (C)

o

o

o

H

H(C)oo

o

(CON) adott atom ismeacutetelt megjeleniacuteteacutese ---o fantomatom

1 2 3C CCCH CHHH C C(C)CH C(C)HH

1 2 3C CCCH BrCHH gt CHHH C C(C)CH C(C)HH 93

transzE

ciszZ

C CH H

C CH

H

transzZ

ciszE

C CBr H

C CH

Br

Oslash94

Konformaacutecioacutes izomeacuteriaUgyanaz a vaacutez konnektivitaacutes de elteacuterő teacuterbelielrendeződeacutes (valamilyen szimmetria-rendezőhoumlz valoacuteviszony)

Kovalens koumlteacutes elszakiacutetaacutesa eacutes uacutejrakeacutepződeacutese neacutelkuumllegymaacutesba alakiacutethatoacutek

Rotaacutecioacutes izomeacuteriaKuumlloumlnboumlző konformaacutecioacute (konformerek rotamerek)

Axiaacutelis kiralitaacutes R SHelikaacutelis kiralitaacutes P M

95

C CCH3H3C

HHHH

C CCH3

CH3 HH

HH

Konformaacutecioacutes diasztereomerek

C CH

CH3 HCH3

HH C C

H

CH3 CH3H

HH

Konformaacutecioacutes enantiomerek

P M

96

szinperiplanaacuteris szinklinaacutelis antiklinaacutelis antiperiplanaacuteris antiklinaacutelis szinklinaacutelis

pszeudorotaacutecioacute

axiaacutelis ekvatoriaacutelis

Konformerek

kiraacutelis kiraacutelisakiraacutelis akiraacutelis

97

C CCH3

CH3 HH

HHC C

CH3H3C

HHHH

Konfiguraacutecioacutes diasztereomerek

Konformaacutecioacutes diasztereomerek

C CH H

CH3H3CCC

HH3C

H CH3

98

- huacutezaacutes (stretch)

- hajliacutetaacutes (bend)

- csavaraacutes (torsion)

O OH

Hr 1r 2

r 2

O OH

H

α

OH

OH

τ (φ)

Oslash99

O OH

H

HOOH

OOH

HE

α30 kcalmol

Hajliacutetaacutes bend

Huacutezaacutes (nyuacutejtaacutes) stretch

disszociaacutecioacute

E

r

~ 90 ~ 50 kcalmol

HOO + H

HO + HO

Oslash100

H

H

H

O OH

H

1 kcalmol

~ 10kcalmol

(torzioacutes szoumlg)τ

Newman projekcioacute

H H

0o 60o 180o 300o 360o

OO

H

H

HHH HH

Oslash101

CH2 CH2Y ZY = Z = H

Y = Z = CH3

etaacuten

n-butaacuten

300o 360o240o180o120o60o0o

0o120o- 60o-180o-240o-300o-360o-

oacutera jaacuteraacutesaacuteval megegyező

oacutera jaacuteraacutesaacuteval ellenteacutetes

ZY

Z

Y

ZY

Z

Y

Z

Y

ZYZY

syn antisynperiplanar synklinal antiklinal antiperiplanar antiklinal synklinal

102

CCH

H H

HH

HH H

H

H

H H

CCH

H H

H

H HH H

HH

HH

0o 120o 240o 360o

12 M

m

M12 M M

mm

Θ

M = m

E(Θ)

minimum

Maximum

103

HHH H

CH3CH3

HHH H

CH3CH3

H

HH H

CH3

CH3

E

0deg dieacutederes szoumlg

E szabadentalpia-kuumlloumlnbseacuteg

58

29

07

(kcal)

H H

H3CH CH3

H

H H

H3CH H

CH3

H3C CH3

H HH

H

CH3HH H

CH3H

060deg 120deg 180deg 240deg 300deg 360deg

szinperiplanaacuteris szinklinaacutelis antiklinaacutelis antiperiplanaacuteris antiklinaacutelis szinklinaacutelis104

∆G0 = G01 - G0

2

K = e∆G0

RT

∆G = - RT ln K∆G = ∆H - T∆S

∆H = 074

∆S = 2 K = 19

gauche ndash anti araacuteny

minden gauche konformerre keacutet anti forma jut K= [a][g] Oslash105

0o

0o

60o

60o

120o

120o

180o

180o

240o

240o

300o

300o 360o

360o

RELA

T

IacuteV

ENERGIA

ANTI EFFEKTUS

GAUCHE EFFEKTUS

EXTREacuteMGAUCHE

EFFEKTUS

H

H H

H H

H

CH3

H H

H H

CH3

TORZIOacuteS SZOumlG

ZY

Z

YZ

Y

Z

Y

ZY

ZY ZY

F

H H

OH

repulsions

F

H H

H 106

attractiveinteractions

orbitalinteractions

antiperiplanarposition

Anti-effect

107

repulsions

F

H H

OH

repulsions

F

H H

H

Extrem gauche effect

108

C-F

C-H

C-F

C-HC-C C-C

Oslash109

CikloalkaacutenokGyűrűfeszuumlltseacuteg

Hipotetikus planaacuteris rendszerek

Baeyer vegyeacuterteacutekszoumlg-deformaacutecioacute (angulaacuterisgyűrű feszuumlleacutes)

Pitzer anti-aacutellaacuteshoz keacutepesti energiatoumlbblet (torzioacutes feszuumlleacutes)

van der Waals nemkoumltő atomok szterikus koumllcsoumlnhataacutesa

Nem planaacuteris vegyuumlletek

CC C

C

C

boriacuteteacutek

C C C

C

Ctwist

pszeudorotaacutecioacute

CC

C C

V-alakuacute

CCC

CCC

szeacutek110

3 4 5 6 7 8 9 10Gyűrűtagszaacutem

Gyűrű

feszuumlleacutes

kcalmol

hataacutereacuterteacutek

111

Cl

H

H

H

Cl

H

H

Cl

H

H

Cl

H

Cl

H

H

H

H

Cl

mezo SS RR

cisz transz

Ciklopropaacuten

C

C

HOOC

HOOC

H

HOH

OH

S

R

C

C

HOOC

HOOC

OH

HH

OHR

RC

C

COOH

COOH

HO

HH

HOS

S

intramolekulaacuteristuumlkoumlrsiacutek

diasztereomerek diasztereomerek

enantiomerek 112

Ea(a e)

∆Ea+∆E

∆E

Ea(a e)

Z

Hkb 5szeacutek

ZH

kb 95szeacutek

kb 2 kcal

csavartkaacuted

csavartkaacuted

kaacuted

ZH

feacutelszeacutekfeacutelszeacutek

ZH

Ciklohexaacuten

113

A 3-3 nemszomszeacutedos szeacutenatom aacuteltal definiaacutelt siacutekokra

merőleges koumlteacutesiraacutenyok axiaacutelis

A toumlbbi koumlteacutes e keacutet siacutek koumlzoumltt van ekvatoriaacutelis

Pszeudorotaacutecioacute a gyűrűs vegyuumlletek konformerjei

szoumlgfeszuumlltseacuteg neacutelkuumll alakulnak egymaacutesba

114

transz 12-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

cisz 12-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

Z

H

Z

H Z

HZ

Ha

eae

Z

HZ

H

Z

H

Z

H

a

e

ae

115

transz 13-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

cisz 13-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

Z

HZ

H

Z

H Z

H

a

e ae

Z

HZ

HZ

H

Z

H

a

e

ae

116

H

Z

Z

H

H

Z Z

Ha

ea

e

transz 14-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

Z

HZ

H

H

Z

Z

Ha

ea

e

cisz 14-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

117

Oslash118

8 CO2 + 8 H2O

- 12483 kcalmol - 12468 kcalmol

15 kcalmol

CH3

CH3H

H

+ 12 O2

cisz-12-dimetilciklohexaacuten

CH3

H

H

CH3

transz-12-dimetilciklohexaacuten

+ 12 O2

119

Diszubsztituaacutelt ciklohexaacutenokszerkezeti izomerjeinek konformaacutecioacutes viszonyai

Szerkezeti izomer Geometriai izomercisz transz

12

14

ae aa

ea ee

13aa ae

ee ea

120

Oslash121

BrNH2

Br

NH23a 2b

NH2

Br

Br

NH24a 1b

NH2

Br

Br

NH2

1b 4a

NH2

Br

NH2

Br2b 3a

NH2

Br

Br

NH23b 2a

Br

NH2

BrNH24b 1a

Konformaacutecioacutes Konformaacutecioacutes

BrNH2 Br

NH2

1a 4b

Br

NH2

BrNH2

2a 3b

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesenantiomerek

Konfiguraacutecioacutesenantiomerek

diasztereomerek diasztereomerek

12-helyzetben kuumlloumlnboumlző helyettesiacutetőket tartalmazoacute ciklohexaacuten szaacutermazeacutekokkonfiguraacutecioacutes eacutes konformaacutecioacutes viszonyai

Oslash122

H

H

H

HH

H

H

H

Dekalin

cisz transz

123

transz-transz-transzanellaacutecioacute

cisz-transz-transzanellaacutecioacute

DC

BA

DC

BA

H H

R

H

H H

H

H

H

R

H H

DCBA

R

H

H

H

H

H

H

DCBA

R

H

H

H

H

H

H

CH3

CH3

CH3

CH3

Oslash124

A kiralitaacutes kialakulaacutesa eacutes bioloacutegiai jelentőseacutege

Kiraacutelis vegyuumlletek

termeacuteszetes aminosavak (elsősorban L konfiguraacutecioacute)peptidek enzimektermeacuteszetes szeacutenhidraacutetok (elsősorban D konfiguraacutecioacute)gyoacutegyszerek

Az első kiraacutelis vegyuumllet kialakulaacutesa

az elemi reacuteszek gyenge koumllcsoumlnhataacutesaacutenakiraacutenyfuumlggeacuteseacutevel van kapcsolatban

autokataliacutezis

a termeacuteszet nem tuumlkoumlrszimmetrikus (a termeacuteszet homokiraacutelis)

Oslash125

Az optikai aktivitaacuteseredete szeacutenhidraacutetokkiralitaacutescentrumaacutenakkieacutepuumlleacutese a termeacuteszetben

Oslash126

Oslash127

• Slide Number 1
• Slide Number 2
• Slide Number 3
• Slide Number 4
• Slide Number 5
• Slide Number 6
• Slide Number 7
• Izomeacuteria
• Slide Number 9
• Slide Number 10
• Slide Number 11
• Slide Number 12
• Slide Number 13
• Slide Number 14
• Slide Number 15
• Slide Number 16
• Slide Number 17
• Slide Number 18
• Szerkezeti izomeacuteria
• Slide Number 20
• Slide Number 21
• Slide Number 22
• Slide Number 23
• Slide Number 24
• A tautomeacuteria tiacutepusai
• Slide Number 26
• Slide Number 27
• Slide Number 28
• Slide Number 29
• Slide Number 30
• Sztereoizomeacuteria
• Slide Number 32
• Slide Number 33
• Slide Number 34
• Slide Number 35
• Slide Number 36
• Slide Number 37
• Slide Number 38
• Slide Number 39
• Slide Number 40
• Slide Number 41
• Slide Number 42
• Slide Number 43
• Slide Number 44
• Slide Number 45
• Slide Number 46
• Slide Number 47
• Tovaacutebbi kiralitaacutes tiacutepusok
• Slide Number 49
• Slide Number 50
• Slide Number 51
• Slide Number 52
• Slide Number 53
• Slide Number 54
• Slide Number 55
• Slide Number 56
• Slide Number 57
• Toumlbb kiralitaacuteskoumlzpont
• Slide Number 59
• Slide Number 60
• Slide Number 61
• Slide Number 62
• Slide Number 63
• Slide Number 64
• Slide Number 65
• Slide Number 66
• Slide Number 67
• Slide Number 68
• Slide Number 69
• Slide Number 70
• Slide Number 71
• Slide Number 72
• Slide Number 73
• Slide Number 74
• Slide Number 75
• Konfiguraacutecioacutes izomeacuteria
• Slide Number 77
• Slide Number 78
• Slide Number 79
• Slide Number 80
• Slide Number 81
• Slide Number 82
• Slide Number 83
• Slide Number 84
• Slide Number 85
• Slide Number 86
• Slide Number 87
• Slide Number 88
• Slide Number 89
• Slide Number 90
• Slide Number 91
• Slide Number 92
• Slide Number 93
• Slide Number 94
• Slide Number 95
• Slide Number 96
• Slide Number 97
• Slide Number 98
• Slide Number 99
• Slide Number 100
• Slide Number 101
• Slide Number 102
• Slide Number 103
• Slide Number 104
• Slide Number 105
• Slide Number 106
• Slide Number 107
• Slide Number 108
• Slide Number 109
• Slide Number 110
• Slide Number 111
• Slide Number 112
• Slide Number 113
• Slide Number 114
• Slide Number 115
• Slide Number 116
• Slide Number 117
• Slide Number 118
• Slide Number 119
• Slide Number 120
• Slide Number 121
• Slide Number 122
• Slide Number 123
• Slide Number 124
• Slide Number 125
• Slide Number 126
• Slide Number 127

Szerves vegyuumlletek

Nyiacuteltlaacutencuacute vegyuumlletek Gyűrűs vegyuumlletek

Teliacutetettalkaacutenok

Teliacutetetlenalkeacutenek alkinek

Karbociklusok Heterociklusok

Aliciklusok Aromaacutesvegyuumlletek

Teliacutetett

Teliacutetetlen

Aromaacutes

Teliacutetetlen vegyuumlletek

C=C kettőskoumlteacutesttartalmazoacuteak

CequivC haacutermaskoumlteacutesttartalmazoacuteak

Alkeacutenek Polieacutenek Alkinek Poliinek

H3C CH CH2 H2C CH CH CH2 HC CH HC C C CH

propeacuten buta-13-dieacuten etin buta-13-diin

Aliciklusok

Cikloalkaacutenok Policiklusosalkaacutenok

Cikloalkeacutenek Cikloalkinek

ciklohexaacuten spiropentaacuten ciklohexeacuten ciklooktin

Aromaacutesvegyuumlletek

Monociklusok Kondenzaacutelt gyűrűsvegyuumlletek

Monoszubsztituaacuteltbenzolszaacutermazeacutekok

Toumlbbszoumlroumlsenszubsztituaacutelt

benzolszaacutermazeacutekokR R

Lineaacuterisanellaacutecioacute

Angulaacuterisanellaacutecioacute

2

34

5

61

para

orto

metaantraceacuten fenantreacuten

Heterociklusok

Teliacutetett Aromaacutes

Monociklusok Kondenzaacutelt gyűrűsvegyuumlletek

Otetrahidrofuraacuten

Teliacutetetlen(mono- eacutespoliciklus)

S

NH

1

23

45

6

36-dihidro-2H-[13]-tiazin

Npiridin

N

NH

imidazol

NH

indol

N

N

N

N

H

purin

Izomeacuteria

Izomeacuteria(isos azonos meacuteros reacutesz)

Azonos oumlsszegkeacutepletazonos kvalitatiacutev oumlsszeteacutetelazonos kvantitatiacutev oumlsszeteacutetelazonos relatiacutev molekulatoumlmeg

Kuumlloumlnboumlző szerkezet

CH3CH2CH2Cl

CH3CH2CH3

CH3CH2CH3

CH3CH CH2

CH3CH CH2

CH3CH2CH2CH3 CH3CHCH3

CH3

nem izomerek

izomerek

nem izomerek

CH = 12

nem izomerek

9

Izomeacuteriaacutek csoportosiacutetaacutesa

Szerkezeti izomeacuteriaFunkcioacutes csoport izomeacuteriaKuumlloumlnleges tiacutepusok

szeacutenvaacutez izomeacuteriahelyzeti izomeacuteriatautomeacuteria

Sztereoizomeacuteriakonformaacutecioacutes (rotaacutecioacutes) izomeacuteriageometriai izomeacuteria (cisz-transz

izomeacuteria Z-E izomeacuteria)optikai izomeacuteria

Szerkezeti izomeacuteria kuumlloumlnboumlző oumlsszekapcsoltsaacuteg (konnektivitaacutes)Sztereoizomeacuteria azonos konnektivitaacutes

kuumlloumlnboumlző teacuterszerkezet

A kiraacutelis (kheir keacutez) taacutergyak tuumlkoumlrkeacutepuumlkkel nem hozhatoacutek fedeacutesbe sem rotaacutecioacutes sem transzlaacutecioacutes mozgaacutessal (kiveacuteve a molekulaacuten beluumlli rotaacutecioacute lehetőseacutegeacutet)

A kiralitaacutes szerkezeti felteacutetelea taacutergynak ne legyen tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengelye

10

azonos oumlsszegkeacutepletű de kuumlloumlnboumlző szerkezetű vegyuumlletekebben az esetben kuumlloumlnboumlző szerkezetű keacutet molekula ha bennuumlkaz atomok kapcsoloacutedaacutesi sorrendje kuumlloumlnboumlző

2D-szerkezetben valoacute kuumlloumlnboumlzőseacuteg kuumlloumlnboumlző kapcsoloacutedaacutesi sorrend(kuumlloumlnboumlző konstituacutecioacute)

2 Sztereoizomeacuteria

azonos oumlsszegkeacuteplet de elteacuterő teacuterszerkezet

3D-szerkezetben valoacute kuumlloumlnboumlzőseacuteg azonos konstituacutecioacute de kuumlloumlnboumlző teacuterszerkezet

1 Konstituacutecioacutes (szerkezeti) izomeacuteria

11

azonos atomkonnektivitaacutessztereoizomerek

elteacuterotilde atomkonnektivitaacutesnem sztereoizomerekszerkezeti izomerek

C

CBr H

ClH3C

E

C

CCl H

BrH3C

E

C

C

Cl

Br H

CH3

Z

12

Enantiomerekegymaacutessal fedeacutesbe nem hozhatoacute tuumlkoumlrkeacutepi paacuterok

azonos internukleaacuteris taacutevolsaacutegkuumlloumlnboumlző csoportsorrend (konfiguraacutecioacute)

Diasztereomereknem enantiomerek (lehetnek akiraacutelisak is)nincsenek egymaacutessal tuumlkoumlrkeacutepi viszonyban

azonos oumlsszekapcsoltsaacutegkuumlloumlnboumlző internukleaacuteris taacutevolsaacuteg

Konformaacutecioacutes eacutes konfiguraacutecioacutesenantiomerekdiasztereomerek

13

Konstituacutecioacutes izomerek

Azonos oumlsszegkeacuteplet kuumlloumlnboumlző oumlsszekapcsoltsaacuteg

Konformaacutecioacutes izomerek

A konformaacutecioacutes izomerek egyszeres koumlteacutes(ek) koumlruumlli rotaacutecioacuteval (vagy pszeudorotaacutecioacuteval) egymaacutesba alakiacutethatoacutek

Keacutet szomszeacutedos (szeacuten)atom szubsztituenseinek egymaacuteshoz valoacute viszonya

Konfiguraacutecioacutes izomerek

A konfiguraacutecioacutes izomerek egyszeres koumlteacutes(ek) koumlruumlli rotaacutecioacuteval nem alakiacutethatoacutek egymaacutesba

Egy adott (szeacuten)atomon levő csoportsorrend

14

Alfa helyzetű szubsztituens Beacuteta helyzetű szubsztituens

pszeudorotaacutecioacuteaxiaacutelis ekvatoriaacutelis

Konformaacutecioacute

Konfiguraacutecioacute

Konstituacutecioacute

pszeudorotaacutecioacute

15

transz cisz

H

H

H

H

transz ciszdekalin

12-dimetilciklohexaacuten

Konfiguraacutecioacute

16

COOH

COHH3C

H

SCOOH

CHO CH3

HR

L-(+)-tejsav D-(-)-tejsav

fumaacutersavmaleinsav

C

C

HOOC H

H COOH

C

C

H COOH

H COOH

Citromsav ciklus (Szent-Gyoumlrgyi-Krebs ciklus)

izomszoumlvet tejsavas erjedeacutes

17

(Az izomerek leacutetkeacutepesseacutege fuumlgg a koumlztuumlk leacutevő energiagaacutet nagysaacutegaacutetoacutel)

AtropizomeacuteriaCsavart kaacutedakGauche konformerekAntiklinaacutelis konformerek

Koumlteacutesmenti rotaacutecioacuteval egymaacutesba alakiacutethatoacutek

Koumlteacutesmenti rotaacutecioacuteval nem alakiacutethatoacutek egymaacutesba

Koumlteacutesmenti rotaacutecioacuteval nem alakiacutethatoacutek egymaacutesba

Cisz-transz (geometriai) izomerek

Koumlteacutesmenti rotaacutecioacuteval egymaacutesba alakiacutethatoacutek

Fedeacutesbe nem hozhatoacute tuumlkoumlrkeacutepi paacuterok

Kuumlloumlnboumlző vegyuumlletek azonos oumlsszegkeacuteplettel

KONSTITUacuteCIOacuteS IZOMEREK

(szerkezeti vagy struktuacuterizomerek)Az atomok kapcsoloacutedaacutesi sorrendje elteacuterő

TAUTOMEREK

Ugyanaz a vegyuumllet keacutetfeacutele szerkezettel reagaacutel

SZTEREOIZOMEREK

Azonos konstituacutecioacute elteacuterotilde teacuterbeli elrendeződeacutes

Alkaacutenok rotaacutecioacutes izomereiCiklohexaacuten szeacutek-kaacuted izomerei

keto-enol tautomeacuterialaktim-laktaacutem tautomeacuteriagyűrű-laacutenc tautomeacuteria

(Optikai izomerek) Kiraacutelis vegyuumlletek

Nem enantiomerek

Toumlbb kiralitaacutescentrumot tartalmazoacute vegyuumlletekBizonyos atomoknak egy meghataacuterozott

siacutekhoz viszonyiacutetott relatiacutev helyzeteacuteben kuumlloumlnboumlznek

Kettős koumlteacuteses vegyuumlletek Z - E izomeacuteriaacutejaDiszubsztituaacutelt cikloalkaacutenok cisz - transz izomeacuteriaacutejaKondenzaacutelt gyűrűs bicikloalkaacutenok cisz - transz izomeacuteriaacuteja

Centraacutelis kiralitaacutesHelikaacutelis kiralitaacutesAxiaacutelis kiralitaacutes

AlleacutenizomerekSpirovegyuumlletek

KIRAacuteLIS DIASZTEREOMEREK

AKIRAacuteLIS DIASZTEREOMEREK

DIASZTEREOMEREK ENANTIOMEREK

KONFORMAacuteCIOacuteS ENANTIOMEREK

KONFIGURAacuteCIOacuteS ENANTIOMEREK

KONFIGURAacuteCIOacuteSDIASZTEREOMEREK

KONFORMAacuteCIOacuteSDIASZTEREOMEREK

Izomeacuteria

18

Szerkezeti izomeacuteria

19

CH3OCH3 CH3CH2OH

Szerkezeti izomeacuteria

Regioizomeacuteria

Szeacutenvaacutez izomeacuteria CH3CH2CH2CH2CH3 CH3CHCH2CH3

CH3

CH3CCH3

CH3

CH3

H2C CHCH2CH2CH3 CH3CH CHCH2CH3

CH3CH2CH2Cl CH3CHCH3

Cl

Funkcioacutes csoport izomeacuteria

20

OCH3

Br2

FeBr3

OCH3

Br

+

OCH3

Br

OCH3

Br

+

haacuterom regioizomer termeacutek

CC

H

H

CH3

CC

H

H

H

Br CH3

+C

C

Br

H

H

H CH3

HBr

keacutet regioizomer termeacutek

Regioizomeacuteria

Keacutet regioizomer termeacutek keletkezhet dehellipSzelektivitaacutes

Haacuterom regioizomer termeacutek keletkezhet dehellipSzelektivitaacutes

21

H3C CH2 CH2 CH3 H3C CH CH3

CH3

n-butaacuten i-butaacuten

H2C CH2

CHCH3

H2C CH2

H2C CH2

metilciklopropaacuten ciklobutaacuten

22

A compound with the general formula CnH2n contains one double-bond equivalent ndasheither one double bond or one ring

CH3 CH2 CH CH2CH2 CH2

CH2 CH2

an alkane a cycloalkane

A compound with the general formula CnH2n-2 might have one triple bond two ringstwo double bonds or one ring plus one double bond We can say that the formulaCnH2n-2 represents a structure with two double-bond equivalents

Three of many possible structural isomers for C8H14

CH3 (CH2)5 C CH

one triple bond two rings

CH2CH3

one double bondand one ring

23

Tautomeacuteriaegy hidrogeacutenatom eacutes egy kettőskoumlteacutes helyzeteacuteben kuumlloumlnboumlznek ndash a hidrogeacutenatom

mozgeacutekony iacutegy gyors eacutes reverziacutebilis protoncsere valoacutesul meg

Protomeacuteria eacutes elektromeacuteria egyszerre van jelen

CH

HH

C

O

COOH C CH

H OH

COOH

Oxo-enol tautomerek

Tautomeacuteria

Kezelhető szerkezeti izomerkeacutent

24

A tautomeacuteria tiacutepusai

25

1) alacsonyabb pKa eacuterteacutek2) konjugaacutelt rendszer3) hidrogeacuten kelaacutet (6 elektron)

Oxo-enol tautomeacuteria

O OH

CH3H3C

H2C

H

C

O

CH3 H2C C CH3

O H

enoloxo

pKa 20

9999975 000025

F2C C

O H

CF3 F2C

H

C

O

CF3

OH O

H

CH3 C

O

CH C

O

CH3

H

CH3 C

O

CH C

O

CH3

H

pKa 9

20 80

200oC 3oacute

O

O

H

OH

O 26

NH2R C

Y Y

NHR C

H

Y= O S NR1

a)

b)

NH2

NHR1

R2N CNH

NHR1

R2HN CNH2

NR1

R2HN C

Savamid-imidsav eacutes rokon rendszerektautomeacuteriaacuteja

Guanidin-szaacutermazeacutek27

XH

N NH

X

Prototroacutepia (hetrociklusoknaacutel)

N NH

XH X

HN NH

X

HN NH

X

N NH

XH

HN N

XH

dominaacutens forma

28

α anomer izaacutecioacute

-D-Glcfβ-D-Glcfα

βO

OH

CH2OHHO OH

OHOH

O

OH

CH2OHHO

OH

HO

OHCHO

OHHOH2C

HO

β

D-Glcpβminus-D-Glcpα

α

OHOH2C

HOHO

OHOH

OHO

HOH2C

HOHO

OH

Gyűrű-laacutenc tautomeacuteria

De nem koumlzvetlenuumll

29

N OC

O

CH3N OC

O CH3

Szubsztituens tautomerizaacutecioacute

NN

N N N N

NN

N NN

N

Vegyeacuterteacutek izomerizaacutecioacute

Oslash30

Sztereoizomeacuteria

31

Sztereoizomeacuteria

Konfiguraacutecioacuteaz atomok koumllcsoumlnoumls teacuterbeli elrendeződeacutese az egyszereskoumlteacutesek koumlruumlli elfordulaacutest (aacuteltalaacuteban) nem veszi figyelembe

Konformaacutecioacuteegyszeres koumlteacutesek koumlruumlli elforgataacutes amelynek soraacuten konformerek joumlnnek leacutetre

Konfiguraacutecioacutes eacutes konformaacutecioacutesenantiomerekdiasztereomerek

32

COOH

COOH

mcisz transz transz

izomeacuteriageometriaiizomeacuteria

optikai izomeacuteria

COOHHOOC COOH

HOOC COOH

HOOC

poziacutecioacutes

SztereoizomeacuteriaSzerkezeti izomeacuteria

Helyzeti izomeacuteria

33

Enantiomerekegymaacutessal fedeacutesbe nem hozhatoacute tuumlkoumlrkeacutepi paacuterok

azonos internukleaacuteris taacutevolsaacutegkuumlloumlnboumlző csoportsorrend (konfiguraacutecioacute)

Diasztereomereknem enantiomerek (lehetnek akiraacutelisak is)nincsenek egymaacutessal tuumlkoumlrkeacutepi viszonyban

azonos oumlsszekapcsoltsaacutegkuumlloumlnboumlző internukleaacuteris taacutevolsaacuteg

34

C CH3C

Cl

C

H

CH3

BrH

C CCl

H3C

C

H

CH3

BrH

C CH3C

Cl

C

H

CH3

HBr

C CCl

H3C

C

H

CH3

HBr

E R

E S

Z R

Z S

Enantiomerek Enantiomerek

Diasztereomerek

Diasztereomerek

Diasztereomerek

Diasztereomerek

Oslash35

Kiraacutelis vegyuumlletek kiraacutelis koumllcsoumlnhataacutesok

termeacuteszetes aminosavak (főkeacutent L konfiguraacutecioacute)peptidek enzimek

termeacuteszetes szeacutenhidraacutetok (D konfiguraacutecioacute)

gyoacutegyszerek (sok esetben kiraacutelis molekulaacutek)

gyoacutegyszer-receptor koumllcsoumlnhataacutes

Sztereokeacutemia jelentőseacutege

Oslash36

Journal of

Chemical Education

ISSN 0021-9584

Volume 73 Number 6June 1996

Oslash37

Journal ofChemical Education

ISSN 0021-958413

Volume 73 Number 6June 199613

13

13

Oslash38

Kiralitaacutes

A kiraacutelis taacutergyak tuumlkoumlrkeacutepuumlkkel nem hozhatoacutek fedeacutesbe sem rotaacutecioacutes semtranszlaacutecioacutes mozgaacutessal (kiveacuteve a molekulaacuten beluumlli rotaacutecioacute lehetőseacutegeacutet)

A kiralitaacutes szerkezeti felteacutetelea taacutergynak ne legyen tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengelye

Tiacutepusok

Centraacutelis kiralitaacutes ndash sztereogeacuten centrum (R S D L)egy kiraacutelis (szeacuten)atomtoumlbb kiraacutelis szeacutenatom

Axiaacutelis kiralitaacutes ndash tengely koumlruumlli elhelyezkedeacutes (R S)alleacutenizomeacuteria spirovegyuumlletek atropizomeacuteria

Planaacuteris kiralitaacutes ndash siacutekhoz viszonyiacutetott helyzet (P pR M pS)csavart kaacutedak transz cikloalkeacuten

Helikaacutelis kiralitaacutes ndash nem siacutekbeli csavarvonalak (P M)alkaacuten konformerek (gauche antiklinaacutelis)heliceacutenek

39

Azonos minőseacutegi mennyiseacutegi oumlsszeteacutetel moacuteltoumlmeg konstituacutecioacute de kuumlloumlnboumlző teacuterbeli sorrend

Cl

F BrH

R S

Cl

FBrH

konfiguraacutecioacutejeloumlleacutes (+) (ndash) = d l D L R S

40

Azonos minőseacutegi mennyiseacutegi oumlsszeteacutetel moacuteltoumlmeg konstituacutecioacute de kuumlloumlnboumlző teacuterbeli sorrend

C

l

F

B

r

H

R

S

C

l

F

B

r

H

konfiguraacutecioacutejeloumlleacutes(+) (ndash) = d ld l R S

_1063020419

2

1

3

X4

1

X4

23

1

X4

32

(R) (S)

CC

2

1

3

I

BrCl

4F

2

1

3

OH

DT

4H C

OH

H

DT

(R)(S)

41

(R)

HCC

C CHH

HO H

CCC

H HC H

CHH3C

H

HH

H

H

C

Cl HH H

HH

1 4

3

2

1 oumlvezet2 oumlvezet

3 oumlvezet

4 oumlvezet

H

42

CH

OHCH3

CH3CH2

(R)-butaacuten-2-ol (S)-butaacuten-2-ol

180o-os forgataacutes

CH

OHCH3

CH3CH2

CH

OHCH3CH2

CH3

CH

HOCH2CH3

CH3

CH

OHCH3CH2

CH3

A kiralitaacutes az atomok egy pont (sztereogeacuten centrum kiralitaacutescentrum aszimmetriacentrum)koumlruumlli elrendeződeacuteseacutenek koumlvetkezmeacutenye A kiralitaacutest leacutetrehozoacute szerkezeti elemek elrendeződeacuteseegy koumlzpontra vonatkoztathatoacute Egy X centraacutelis atomhoz neacutegy kuumlloumlnboumlző ligandum kapcsoloacutedik a tuumlkoumlrkeacutepek nem hozhatoacutek fedeacutesbe a keacutet konfiguraacutecioacutes izomer enantiomer viszonyban van egymaacutessalSztereogeacuten centrum ndash Egy sp3 szeacutenatom (vagy maacutes atom) 4 kuumlloumlnboumlző ligandumot tartalmaz

Centraacutelis kiralitaacutes

43

Optikai izomeacuteria

Optikai izomerek olyan sztereoizomerek amelyek optikai forgatoacutekeacutepesseacutegbenkuumlloumlnboumlznek

Centraacutelis kiralitaacutes

Sztereogeacuten centrum aacutebraacutezolaacutesaperspektiacutevikus (teacuterszerkezeti)proiciaacutelt (vetiacutetett)

keacuteplettel (Fischer projekcioacute)

L

COOH

CH3H2NH

R

D

COOH

CH3 NH2H

S

intermolekulaacuteristuumlkoumlrsiacutek

COOH

CH3

H NH2

COOH

CH3

H2N H

44

Optikai aktivitaacutesAzok a vegyuumlletek melyek a siacutekban polarizaacutelt feacuteny siacutekjaacutet elforgatjaacutek optikailag aktiacutevakJobbra forgataacutes (oacuteramutatoacuteval azonos) jele (+) balra forgataacutes (oacuteramutatoacuteval ellenteacutetes) jele (-)

Azok a molekulaacutek keacutepesek optikai forgatoacutekeacutepesseacuteg leacutetrehozaacutesaacutera melyek mindenkonformaacutecioacuteja kiraacutelisHa egy kiraacutelis vegyuumlletnek csak egyik enantiomerje van jelen a vegyuumllet optikailag aktiacutev(elforgatja a polarizaacutelt feacuteny siacutekjaacutet) Ha a keacutet enantimer ekvimolaacuteris elegye (racemaacutet) van jelen a tuumlkoumlrkeacutepi paacuterok kompenzaacutecioacuteja miatt nincs makroszkoacutepikus forgataacutes

Oslash45

Fresnel elmeacutelete szerint a siacutekban polarizaacutelt feacuteny keacutet ellenteacutetes iraacutenyaacutebacirkulaacuterisan polarizaacutelt komponensből tevődik oumlssze Optikailag aktiacutev koumlzegbenaz egyik cirkulaacuteris komponens lassabban halad mint a maacutesik ezeacutert aztaacutenamikor kileacutepnek a koumlzegből eltoloacutedott faacutezisban oumlsszegeződnek uacutejra s eza polarizaacutecioacute siacutekjaacutenak elfordulaacutesaacuteban nyilvaacutenul meg Az optikailag aktiacutev anyagmolekulaacutei kuumlloumlnboumlző meacuterteacutekű koumllcsoumlnhataacutesba leacutepnek a jobbra eacutes a balracirkulaacuteris feacutenysugaacuterral A cirkulaacuterisan polaacuterozott feacuteny uacutegy jellemezhető hogya feacutenysugaacuter menteacuten az elektromaacutegneses teret leiacuteroacute elektromos eacutes maacutegnesesvektorok veacutegpontjai egy jobb vagy bal menetű csavarvonalon helyezkednek el

Optikai aktivitaacutes meacutereacutese

polarimetertube

Polarizerfixed Nicolprism

Plane-polarizedlight

Solution of opticallyactive material

Plane ofpolarizationhas undergonea rotation

Analyizermovable Nicolprism

ViewerUnpolarizedlight fromsource

Oslash46

siacutekban polarizaacutelt feacuteny

polarizaacuteloacute lencse (Nicol prizma)

normaacutel feacuteny

a)

b)

c)

x

z

z

z

siacutekban polaacuterozott feacuteny P eacutes M helicitaacutesuacutecirkulaacuterisan polaacuterozott feacuteny

minta

x

z

α

z

x

Oslash47

Tovaacutebbi kiralitaacutes tiacutepusok

48

Sztereogeacuten centrum jelenleacutete nem szuumlkseacuteges sem nem eleacutegseacuteges felteacutetele a kiralitaacutesnak

Nem szuumlkseacuteges peacuteldaacuteul axiaacutelis kiralitaacutes planaacuteris kiralitaacutes

Axiaacutelis kiralitaacutes A kiralitaacutes az atomok egy tengely koumlruumlli elrendeződeacuteseacutenek koumlvetkezmeacutenye

Alleacutenek kiralitaacutesa

Planaacuteris kiralitaacutes A kiralitaacutes az atomok egy siacutek koumlruumlli elhelyezkedeacuteseacutenek koumlvetkezmeacutenye

Helikaacutelis kiralitaacutes Csavarvonal (spiraacutelis) szerkezetű molekulaacutekPl DNS kettős heacutelixe polipeptidek kettős α-heacutelixe

C C CH

ClHCl CCC

H

ClHCl

COOH

CH3

CrOC

OCOC

CrCO

COCO

COOH

CH3

49

R S

HOOC

Br

COOH

Br6

2

6

2COOH

Br

HOOC

Br

tuumlkoumlrsiacutek

C

Br

COOHBr1

2

3 4

HOO c2COOH

Br

BrHOOC

c2

1

2

34

Atropizomeacuteria

50

Axiaacutelis kiralitaacutes

R-konfiguraacutecioacute

51

C CH

H3CC

H

CH3

CCH

CH3C

H

H3C

NH

HN

NH

NH

tuumlkoumlrsiacutek

Nem minden kiraacutelis molekula rendelkezik aszimmetria centrummal

52

Cukor Foszfor atom Oslash53

Konformaacutecioacutes enantiomerek

P M

Helikaacutelis kiralitaacutes

Konfiguraacutecioacutes enantiomerek

P M

Heptaheliceacuten n-Butaacuten

54

Oslash55

56

Feheacuterjeacutek teacuterszerkezete

Oslash

57

Nukleinsavak teacuterszerkezete

Oslash

Toumlbb kiralitaacuteskoumlzpont

58

Toumlbb aszimmetria centrumot tartalmazoacute vegyuumlleteklehetseacuteges sztereoizomereinek szaacutema

A nem enantiomeacuteria viszonyban aacutelloacute sztereoizomerek

diasztereomerek

Ha az n db aszimmetria centrum koumlzoumltt vannak azonosak a fuumlggetlen sztereoizomerek szaacutema lt 2n

mezo-forma nem kiraacutelis

2n

59

CH3CH3

HO H

OHHCH3

H3COHH

HO H

CH3CH3

HO H

HHOCH3

H3COHH

H OH

CH3CH3

HO H

OHH

180o forgataacutes

mezo-23-butaacutendioltuumlkoumlrkeacutepi paacuterok fedeacutesbe hozhatoacutek - akiraacutelis

(2R3R)-23-butaacutendiol (2S3S)-23-butaacutendiol

CH3 CH3

H HHO OH

Egyetlen sztereogeacuten centrumot tartalmazoacute molekula mindig kiraacutelis desztereogeacuten centrum jelenleacutete nem szuumlkseacuteges sem nem eleacutegseacuteges felteacutetele a kiralitaacutesnak

Nem eleacutegseacuteges toumlbb sztereogeacuten centrumot tartalmazoacute molekula lehet akiraacutelisPeacutelda

60

Nem minden olyan molekula kiraacutelis amely aszimmetria centrumokkal rendelkezik

Nem minden kiraacutelis molekula rendelkezik aszimmetria centrummal

axiaacutelis kiralitaacutes 13-diszubsztituaacutelt alleacuten planaacuteris kiralitaacutes spirovegyuumlletek koumlreacuteben

mezo vegyuumlletek cisz-12-azonosandiszubsztituaacutelt ciklopropaacuten

Oslash61

COOHH

HHOOC

CH3H

H3C HS2

COOH

HHO

H OH

COOH

S2

COOHH

HHOOC

HH

H H

borkősav

Newman (fűreacuteszbak) projekcioacuteKonformatiacutev

62

Fisher projekcioacuteval aacutebraacutezolt L- eacutes D-borkősav

mezo-borkotildesav

COOHCH OHCCOOH

OHH

COOHCHO HCCOOH

HHO

szotildelotildesav

COOHCH OHCCOOH

HHO

COOHCHO HCCOOH

OHH

L-(+)-borkotildesav D-(-)-borkotildesav

63

Oslash64

Cl

H

H

H

Cl

H

H

Cl

H

H

Cl

H

Cl

H

H

H

H

Cl

mezo SS RR

cisz transz

Nem minden olyan molekula kiraacutelis amely aszimmetria centrumokkal rendelkezik

65

Szimmeriaelemek(szimmetria azonos meacuteret)

Akkor mondjuk hogy egy taacutergy szimmetriaelemmel rendelkezik ha a megfelelőszimmetriaművelet (tuumlkroumlzeacutes forgataacutes inverzioacute) a taacutergyat az eredetivel fedeacutesbehozhatoacute alakzattaacute konvertaacutelja

Pontcsoport ndash meghataacuterozott taacutergyra vonatkozoacute szimmetriaműveletek oumlsszesseacutege

szimmetriasiacutek (σ) a molekulaacutet keacutet olyan feacutelre bontja amelyek egymaacutesnak pontostuumlkoumlrkeacutepei (Szimmetriasiacutekot tartalmazoacute molekula akiraacutelis de a siacutek hiaacutenya nem okozkiralitaacutest)

n-ed rendű forgaacutesi szimmetriatengely (Cn) a molekulaacutet a tengely koumlruumll 360degnszoumlggel elforgatva az eredetitől megkuumlloumlnboumlzhetetlen molekulaacutet kapunk

szimmetriacentrum (inverzioacutes centrum) (Ci) a molekula baacutermely elemeacutet aszimmetriacentrummal oumlsszekoumltve eacutes az ellenkező iraacutenyba azonos taacutevolsaacutegrameghosszabbiacutetva azonos elemhez jutunk (Szimmetriacentrumot tartalmazoacutemolekula akiraacutelis de hiaacutenya nem okoz kiralitaacutest)

n-ed rendű tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengely (Sn) a molekulaacutet 360degn szoumlggel elforgatvaeacutes a tengelyre merőleges siacutekra tuumlkroumlzve az eredetitől megkuumlloumlnboumlzhetetlenmolekulaacutet kapunk (Tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengelyt tartalmazoacute molekula akiraacutelishiaacutenyaacuteban a molekula kiraacutelis) 66

C CCH3

H

H

CH3180o C C

CH3

H

CH3

H360o

siacutek

tengely

siacutek

tengely

Keacutetfogaacutesuacute tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengely Egyfogaacutesuacute tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengely

Szimmetriacentrum Szimmetriasiacutek

Tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengelyValamely taacutergy akkor jellemezhető Sn azaz n-ed rendű tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengellyel ha annak baacutermely pontjaacutet a tengely koumlruumll 360n fokos szoumlggelelfordiacutetva eacutes a tengelyre merőlegesen fektetett siacutekon keresztuumll tuumlkroumlzve az eredetiobjektumot kapjuk meg (n szuumlkseacutegkeacuteppen paacuteros vagy 1)

Az S1-tengely szimmetriasiacutekkal (σ) az S2-tengely viszont szimmetriacentrummal (Ci) egyeneacuterteacutekű

A szimmetriacentrumon aacutethaladoacute baacutermely egyenesen a centrumtoacutel egyenlő taacutevolsaacutegban azonos elemek talaacutelhatoacutek

Akiraacutelis molekulaacutek

67

szimmetriasiacutek (m S1) forgaacutesi szimmetriatengely (Cn) szimmetriacentrum (Ci S2)

Szimmetrikus + +

Szimmetrikus + -

Koumlzeacuteppontosan - + szimmetrikus

Disszimetrikus - + - (kiraacutelis)

Aszimmetrikus - - - (kiraacutelis)

Szimmetriaelem művelet

Szimmetriasiacutek tuumlkroumlzeacutes

Szimmetriatengely forgataacutes

Szimmetriacentrum inverzioacute

Szimmetriaelem művelet

Azonossaacuteg vaacuteltozatlanulhagyaacutes

Tuumlkroumlzeacutesi forgataacutes eacutesszimmetriatengely (giroid) tengelyre merőleges

tuumlkroumlzeacutesOslash68

Oslash69

Oslash70

Oslash71

Oslash72

1 Atomic number2 Atomic mass3 Z gt E4 R gt S5 Spheres6 Single-bond equivalencies

Cahn-Ingold-Prelog nomenclature system

Sequence rules for order of priority

1 If the atoms in question are different the sequence order is by atomic number with theatom of highest atomic number receiving the highest priority

F lt Cl lt Br lt I

increasing priority

2 If two isotopes of the same element are present the isotope of higher mass receivesthe higher priority

H lt D

increasing priority73

5 If two atoms are identical the atomic numbers of the next atoms are used for priorityassignment If these atoms also have identical atoms attached to them priority isdetermined at the first point of difference along the chain The atom that has attached to itan atom of higher priority has the higher priority (Do not use the sums of the atomic numbersBut look for the single atom of highest priority)

74

6 Atoms attached by double or triple bond are given single-bond equivalencies so that theycan be treated like single-bonded groups in determining priority Each doubly bonded atom isduplicated (or triplicated for triple bonds)

R C

O

OH

Structure Equivalent for priority determination

R C

O

O

OH

C

R C N R C

N

N

NC

C

75

Konfiguraacutecioacutes izomeacuteriaUgyanaz a vaacutez konnektivitaacutes de elteacuterő teacuterbelielrendeződeacutes (valamilyen szimmetria-rendezőhoumlz valoacuteviszony)

Nem alakiacutethatoacutek egymaacutesba kovalens koumlteacutes elszakiacutetaacutesaeacutes uacutejrakeacutepződeacutese neacutelkuumll

optikai izomerek (optikai aktivitaacutes) R Sgeometriai izomerek cisz-transz E-Z

76

Konfiguraacutecioacutes diasztereomerekFizikai eacutes keacutemia tulajdonsaacutegaik elteacuternek

Konfiguraacutecioacutes enantiomerekFizikai eacutes keacutemiai tulajdonsaacutegaikazonosak kiveacutevebull azonos meacuterteacutekű de ellenteacutetesiraacutenyuacute optikai forgatoacutekeacutepesseacutegbull elteacuterő reaktivitaacutes maacutes kiraacutelis vegyuumlletekkel valoacute reakcioacuteban

C

C

Cl

Cl H

HC

C

H

Cl H

Cl

cisz-12-dikloacutereteacuten transz-12-dikloacutereteacuten

Br Cl

Cl BrF F

Cl Br

Br FF Cl

(R) (R) (S) (R)

CH

OHCH3CH2

CH3

CH

HOCH2CH3

CH3

CH

OHCH3CH2

CH3

CH

OHCH3

CH3CH2

180o-os forgataacutes

(R)-butaacuten-2-ol (S)-butaacuten-2-olfp 995 oC 995 oCd4

20 0808 0808nD

20 1397 1397[α]D

25 -1352o +1352o

(R)-butaacuten-2-ol (S)-butaacuten-2-ol

CH

OHCH3

CH3CH2

77

Elegykristaacutely

bullveacuteletlenszerűen tartalmazza mindkeacutet enantiomertbulla tiszta enantiomerek eacutes az enantiomer kevereacutekek tulajdonsaacutegai azonosak

Konglomeraacutetum

bullcsak az egyik vagy a maacutesik enantiomert tartalmazzabullaz enantiomerek mechanikusan is elkuumlloumlniacutethetők egymaacutestoacutel

Molekulavegyuumllet

bulla keacutet enantiomer a kristaacutelyban 11 araacutenyban fordul elő (raceacutem elegy)bulla raceacutem elegy eacutes az enantiomerek olvadaacutespontja kuumlloumlnboumlző

bullakiraacutelis koumlruumllmeacutenyek koumlzoumltt megegyező fizikai eacutes keacutemiai tulajdonsaacutegokbullkiraacutelis koumlruumllmeacutenyek koumlzoumltt elteacuterő (kiraacutelis molekulaacutek polarizaacutelt feacuteny)bullenantiomerek koumlzoumltti 3 fő koumllcsoumlnhataacutes

elegykristaacutely keacutepzeacuteskonglomeraacutetum keacutepzeacutesmolekulavegyuumllet keacutepzeacutes

Enantiomerek

78

Enantiomerek egyeacuteb kevereacutekeit az uacutegynevezett bdquoenantiomeric excessrdquo (ee) [enantiomerfelesleg] eacuterteacutekkel jellemezzuumlk (R) eacutes (S) a megfelelő enantiomerek mennyiseacutege a kevereacutekben

A komponensek mennyiseacutegeacutenek meghataacuterozaacutesaKiraacutelis oszlopkromatigraacutefia (enantiomerek elvaacutelasztaacutesa)NMR spektroszkoacutepia

ee =(R) - (S)(R) + (S) 100

Enantiomer felesleg

Az enantiomerfelesleg az aszimmetrikus szinteacutezis sikeresseacutegeacutenek egyikmeacuterőszaacutema Diasztereomerek kevereacuteke eseteacuten hasonloacute moacutedon definiaacuteljaacutek eacuteshasznaacuteljaacutek a diasztereomer felesleg eacutes a szaacutezaleacutekos diasztereomer feleslegfogalmaacutet

Egy 70 R eacutes 30 S izomert tartalmazoacute minta enantiomerfeleslege peacuteldaacuteul40 Ezt az anyagot uacutegy is tekinthetjuumlk mint 40 tiszta R izomer eacutes 60 raceacutemelegy (mely a teljes mennyiseacuteghez 30 R eacutes 30 S izomerrel jaacuterul hozzaacute)kevereacuteke 79

C

C

HOOC

HOOC

H

HOH

OH

S

R

C

C

HOOC

HOOC

OH

HH

OHR

RC

C

COOH

COOH

HO

HH

HOS

S

intramolekulaacuteristuumlkoumlrsiacutek

diasztereomerek diasztereomerek

enantiomerek

COOH

CH3H2NH

R

COOH

CH3 NH2H

S

enantiomerek

Enantiomerek eacutes diasztereomerek

80

C

NH2

COOHHH3C C

CH2SH

COOHH2NH

Ala Cys

Aacutebraacutezolja Fischer keacuteplettel az alaacutebbi perspektivikus keacuteplettel megadott aminosavakat

CH3

COOH

H2N H

CH2SH

COOH

H2N H

Ala Cys

S R

L L81

CNH2H

H3C

COOH

C

COOH

CH2SHH2NH

CCH3H

H2N

COOH

C

COOH

CH2SHHH2N

C

NH2

COOHHH3C

C

CH2SH

COOHH2NH

CH3

COOH

H2N H

CH2SH

COOH

H2N H

82

Enantiomerek eacutes mezo vegyuumlletek

Pszeudoaszimmetria

C

C

HOOC

HOOC

H

HOH

OH

S

R

C

C

HOOC

HOOC

OH

HH

OHR

RC

C

COOH

COOH

HO

HH

HOS

S

intramolekulaacuteristuumlkoumlrsiacutek

diasztereomerek diasztereomerek

enantiomerek

C

C

C

COOH

COOH

HO H

OHH

H OHR

R

C

C

C

COOH

COOH

H OH

HHO

HO HS

S

enantiomerek

optikailag aktiacutevak

C

C

C

COOH

COOH

H OH

OHH

H OHR

S

C

C

C

COOH

COOH

H OH

HHO

H OHR

S

optikailag inaktiacutevak

r s

83

COOH

COOH

COOHHOOC COOH

HOOC COOH

HOOC

mcisz transz transz

szerkezetiizomeacuteria

geometriaiizomeacuteria

optikai izomeacuteria

84

R

RHOH

akiraacutelisszeacutenatom

R

SHOH

rS

RHOH

s

RgtS r s

(S)

(S)

pszeudoaszimmetriaacutes szeacutenatom

akiraacutelis molekulamezo vegyuumllet

akiraacutelisC2 forgaacutesi szimmetriatengely

kiraacutelis

HOOC COOH

Br

m

HOOC COOH

m

HOOC

COOH

pro-pszeudoaszimmetriaacutes szeacutenatom

85

Kiraacutelis molekulaacutekon beluumll is sok esetben talaacutelhatoacute pszeudo-aszimmetriacentrum amennyiben a keacutet enantiomorf ligandum mellett tovaacutebbi aszimmetrikus ligandum is kapcsoloacutedik a centrumhoz (peacuteldaacuteul atropin eacutes szaacutermazeacutekai)

gytszptehuhudownloadindex16630

Oslash86

Mezo-forma a) mindig akiraacutelisb) mindig kell lennie kiraacutelis disztereomerjeacutenek is

gytszptehuhudownloadindex16630

C

C

HOOC

HOOC

H

HOH

OH

S

R

C

C

HOOC

HOOC

OH

HH

OHR

RC

C

COOH

COOH

HO

HH

HOS

S

intramolekulaacuteristuumlkoumlrsiacutek

diasztereomerek diasztereomerek

enantiomerek

Oslash87

gytszptehuhudownloadindex16630

A pszeudo-aszimmetriacentrumok konfiguraacutecioacutejaacuteban elteacuterő izomerekegymaacutessal diasztereoizomer viszonyban aacutellnak

rC

C

C

COOH

COOH

H OH

OHH

H OHR

S

sC

C

C

COOH

COOH

H OH

HHO

H OHR

S Oslash88

Geometriai izomeacuteria

kettős koumlteacutesű vegyuumlletekneacutelciklusos vegyuumlletekneacutel

C CH H

CH3H3CC C

H CH3

HH3C

Felteacutetel (olefinekneacutel) egy adott pilleacuteratomon nem lehet keacutet azonos helyettesiacutetőde adott kettőskoumlteacutes keacutet kuumlloumlnboumlző pilleacuteratomjaacuten lehet egy-egy azonos helyettesiacutető(de ezeknek sem kell szuumlkseacutegkeacuteppen azonosaknak lenniuumlk)

Alfa helyzetű szubsztituens Beacuteta helyzetű szubsztituens

Diasztereomerek

89

Configurational isomers

The particular arrangement of atoms (or goups) in space that is characteristic of a given streoisomer

The configurational isomers can not be transformed into each otherwithout breaking and making a covalent bond

- cis-trans Z-E designations geometric isomers- optical isomerism (cf chirality)

H COOH

H COOH

HOOC H

H COOH

Z E

Oslash90

The requirement for geometric isomerism in alkenes is that each carbon atom involvedin the pi bond have two different groups attached to it such as H and Cl or CH3 and Cl

C CH

H

CH2CH3

CH3

C CH

H

CH2CH3

CH3is the same as

C CCH3

H

CH2CH3

CH3

C CH

CH3

CH2CH3

CH3

geometric isomers

If one of the carbons of the double bond has two identical groups such as two H atomsor two CH3 groups the geometric isomerism is not possible

Z E

Higher priority atoms or groups are on the same side of the pi bond Z bdquotogetherrdquo

Higher priority atoms or groups are on opposite sides of the pi bond E bdquoacrossrdquo

(Look at the single atoms directly attached to the double-bond carbon C and not entire-CH2CH2CH3 group)

Oslash91

Cahn-Ingold-Prelog szekvenciaszabaacutelyokalkeacutenekre vonatkozoacutean

Toumlmegszaacutem

C CT

D

H

DE

Rendszaacutem

C CF

Cl

Br

IZ

Z gt E

E

ZZ C C

C

C

H

NC

C

C

H3C

H3C

CH3

HCH3

H

C CH

NC

C

C

CH3

CH3

H

H

Br

Br

E

R

S

RgtS (DgtL)

92

C CH

H3C

CH

CH

CH3

CH3

CH2

Z ltC

HCH3

CH3

C

H

C

C

H

H

HHH

H

C C

H H

H

C

H

C (C)

o

o

o

H

H(C)oo

o

C CH

H3C

CH

CH

CH3

CH2 Br

CH2

E

C

HCH3

CH2Br

C

H

C

H

H

HCBrH

H

gtC C

H H

H

C

H

C (C)

o

o

o

H

H(C)oo

o

(CON) adott atom ismeacutetelt megjeleniacuteteacutese ---o fantomatom

1 2 3C CCCH CHHH C C(C)CH C(C)HH

1 2 3C CCCH BrCHH gt CHHH C C(C)CH C(C)HH 93

transzE

ciszZ

C CH H

C CH

H

transzZ

ciszE

C CBr H

C CH

Br

Oslash94

Konformaacutecioacutes izomeacuteriaUgyanaz a vaacutez konnektivitaacutes de elteacuterő teacuterbelielrendeződeacutes (valamilyen szimmetria-rendezőhoumlz valoacuteviszony)

Kovalens koumlteacutes elszakiacutetaacutesa eacutes uacutejrakeacutepződeacutese neacutelkuumllegymaacutesba alakiacutethatoacutek

Rotaacutecioacutes izomeacuteriaKuumlloumlnboumlző konformaacutecioacute (konformerek rotamerek)

Axiaacutelis kiralitaacutes R SHelikaacutelis kiralitaacutes P M

95

C CCH3H3C

HHHH

C CCH3

CH3 HH

HH

Konformaacutecioacutes diasztereomerek

C CH

CH3 HCH3

HH C C

H

CH3 CH3H

HH

Konformaacutecioacutes enantiomerek

P M

96

szinperiplanaacuteris szinklinaacutelis antiklinaacutelis antiperiplanaacuteris antiklinaacutelis szinklinaacutelis

pszeudorotaacutecioacute

axiaacutelis ekvatoriaacutelis

Konformerek

kiraacutelis kiraacutelisakiraacutelis akiraacutelis

97

C CCH3

CH3 HH

HHC C

CH3H3C

HHHH

Konfiguraacutecioacutes diasztereomerek

Konformaacutecioacutes diasztereomerek

C CH H

CH3H3CCC

HH3C

H CH3

98

- huacutezaacutes (stretch)

- hajliacutetaacutes (bend)

- csavaraacutes (torsion)

O OH

Hr 1r 2

r 2

O OH

H

α

OH

OH

τ (φ)

Oslash99

O OH

H

HOOH

OOH

HE

α30 kcalmol

Hajliacutetaacutes bend

Huacutezaacutes (nyuacutejtaacutes) stretch

disszociaacutecioacute

E

r

~ 90 ~ 50 kcalmol

HOO + H

HO + HO

Oslash100

H

H

H

O OH

H

1 kcalmol

~ 10kcalmol

(torzioacutes szoumlg)τ

Newman projekcioacute

H H

0o 60o 180o 300o 360o

OO

H

H

HHH HH

Oslash101

CH2 CH2Y ZY = Z = H

Y = Z = CH3

etaacuten

n-butaacuten

300o 360o240o180o120o60o0o

0o120o- 60o-180o-240o-300o-360o-

oacutera jaacuteraacutesaacuteval megegyező

oacutera jaacuteraacutesaacuteval ellenteacutetes

ZY

Z

Y

ZY

Z

Y

Z

Y

ZYZY

syn antisynperiplanar synklinal antiklinal antiperiplanar antiklinal synklinal

102

CCH

H H

HH

HH H

H

H

H H

CCH

H H

H

H HH H

HH

HH

0o 120o 240o 360o

12 M

m

M12 M M

mm

Θ

M = m

E(Θ)

minimum

Maximum

103

HHH H

CH3CH3

HHH H

CH3CH3

H

HH H

CH3

CH3

E

0deg dieacutederes szoumlg

E szabadentalpia-kuumlloumlnbseacuteg

58

29

07

(kcal)

H H

H3CH CH3

H

H H

H3CH H

CH3

H3C CH3

H HH

H

CH3HH H

CH3H

060deg 120deg 180deg 240deg 300deg 360deg

szinperiplanaacuteris szinklinaacutelis antiklinaacutelis antiperiplanaacuteris antiklinaacutelis szinklinaacutelis104

∆G0 = G01 - G0

2

K = e∆G0

RT

∆G = - RT ln K∆G = ∆H - T∆S

∆H = 074

∆S = 2 K = 19

gauche ndash anti araacuteny

minden gauche konformerre keacutet anti forma jut K= [a][g] Oslash105

0o

0o

60o

60o

120o

120o

180o

180o

240o

240o

300o

300o 360o

360o

RELA

T

IacuteV

ENERGIA

ANTI EFFEKTUS

GAUCHE EFFEKTUS

EXTREacuteMGAUCHE

EFFEKTUS

H

H H

H H

H

CH3

H H

H H

CH3

TORZIOacuteS SZOumlG

ZY

Z

YZ

Y

Z

Y

ZY

ZY ZY

F

H H

OH

repulsions

F

H H

H 106

attractiveinteractions

orbitalinteractions

antiperiplanarposition

Anti-effect

107

repulsions

F

H H

OH

repulsions

F

H H

H

Extrem gauche effect

108

C-F

C-H

C-F

C-HC-C C-C

Oslash109

CikloalkaacutenokGyűrűfeszuumlltseacuteg

Hipotetikus planaacuteris rendszerek

Baeyer vegyeacuterteacutekszoumlg-deformaacutecioacute (angulaacuterisgyűrű feszuumlleacutes)

Pitzer anti-aacutellaacuteshoz keacutepesti energiatoumlbblet (torzioacutes feszuumlleacutes)

van der Waals nemkoumltő atomok szterikus koumllcsoumlnhataacutesa

Nem planaacuteris vegyuumlletek

CC C

C

C

boriacuteteacutek

C C C

C

Ctwist

pszeudorotaacutecioacute

CC

C C

V-alakuacute

CCC

CCC

szeacutek110

3 4 5 6 7 8 9 10Gyűrűtagszaacutem

Gyűrű

feszuumlleacutes

kcalmol

hataacutereacuterteacutek

111

Cl

H

H

H

Cl

H

H

Cl

H

H

Cl

H

Cl

H

H

H

H

Cl

mezo SS RR

cisz transz

Ciklopropaacuten

C

C

HOOC

HOOC

H

HOH

OH

S

R

C

C

HOOC

HOOC

OH

HH

OHR

RC

C

COOH

COOH

HO

HH

HOS

S

intramolekulaacuteristuumlkoumlrsiacutek

diasztereomerek diasztereomerek

enantiomerek 112

Ea(a e)

∆Ea+∆E

∆E

Ea(a e)

Z

Hkb 5szeacutek

ZH

kb 95szeacutek

kb 2 kcal

csavartkaacuted

csavartkaacuted

kaacuted

ZH

feacutelszeacutekfeacutelszeacutek

ZH

Ciklohexaacuten

113

A 3-3 nemszomszeacutedos szeacutenatom aacuteltal definiaacutelt siacutekokra

merőleges koumlteacutesiraacutenyok axiaacutelis

A toumlbbi koumlteacutes e keacutet siacutek koumlzoumltt van ekvatoriaacutelis

Pszeudorotaacutecioacute a gyűrűs vegyuumlletek konformerjei

szoumlgfeszuumlltseacuteg neacutelkuumll alakulnak egymaacutesba

114

transz 12-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

cisz 12-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

Z

H

Z

H Z

HZ

Ha

eae

Z

HZ

H

Z

H

Z

H

a

e

ae

115

transz 13-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

cisz 13-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

Z

HZ

H

Z

H Z

H

a

e ae

Z

HZ

HZ

H

Z

H

a

e

ae

116

H

Z

Z

H

H

Z Z

Ha

ea

e

transz 14-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

Z

HZ

H

H

Z

Z

Ha

ea

e

cisz 14-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

117

Oslash118

8 CO2 + 8 H2O

- 12483 kcalmol - 12468 kcalmol

15 kcalmol

CH3

CH3H

H

+ 12 O2

cisz-12-dimetilciklohexaacuten

CH3

H

H

CH3

transz-12-dimetilciklohexaacuten

+ 12 O2

119

Diszubsztituaacutelt ciklohexaacutenokszerkezeti izomerjeinek konformaacutecioacutes viszonyai

Szerkezeti izomer Geometriai izomercisz transz

12

14

ae aa

ea ee

13aa ae

ee ea

120

Oslash121

BrNH2

Br

NH23a 2b

NH2

Br

Br

NH24a 1b

NH2

Br

Br

NH2

1b 4a

NH2

Br

NH2

Br2b 3a

NH2

Br

Br

NH23b 2a

Br

NH2

BrNH24b 1a

Konformaacutecioacutes Konformaacutecioacutes

BrNH2 Br

NH2

1a 4b

Br

NH2

BrNH2

2a 3b

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesenantiomerek

Konfiguraacutecioacutesenantiomerek

diasztereomerek diasztereomerek

12-helyzetben kuumlloumlnboumlző helyettesiacutetőket tartalmazoacute ciklohexaacuten szaacutermazeacutekokkonfiguraacutecioacutes eacutes konformaacutecioacutes viszonyai

Oslash122

H

H

H

HH

H

H

H

Dekalin

cisz transz

123

transz-transz-transzanellaacutecioacute

cisz-transz-transzanellaacutecioacute

DC

BA

DC

BA

H H

R

H

H H

H

H

H

R

H H

DCBA

R

H

H

H

H

H

H

DCBA

R

H

H

H

H

H

H

CH3

CH3

CH3

CH3

Oslash124

A kiralitaacutes kialakulaacutesa eacutes bioloacutegiai jelentőseacutege

Kiraacutelis vegyuumlletek

termeacuteszetes aminosavak (elsősorban L konfiguraacutecioacute)peptidek enzimektermeacuteszetes szeacutenhidraacutetok (elsősorban D konfiguraacutecioacute)gyoacutegyszerek

Az első kiraacutelis vegyuumllet kialakulaacutesa

az elemi reacuteszek gyenge koumllcsoumlnhataacutesaacutenakiraacutenyfuumlggeacuteseacutevel van kapcsolatban

autokataliacutezis

a termeacuteszet nem tuumlkoumlrszimmetrikus (a termeacuteszet homokiraacutelis)

Oslash125

Az optikai aktivitaacuteseredete szeacutenhidraacutetokkiralitaacutescentrumaacutenakkieacutepuumlleacutese a termeacuteszetben

Oslash126

Oslash127

• Slide Number 1
• Slide Number 2
• Slide Number 3
• Slide Number 4
• Slide Number 5
• Slide Number 6
• Slide Number 7
• Izomeacuteria
• Slide Number 9
• Slide Number 10
• Slide Number 11
• Slide Number 12
• Slide Number 13
• Slide Number 14
• Slide Number 15
• Slide Number 16
• Slide Number 17
• Slide Number 18
• Szerkezeti izomeacuteria
• Slide Number 20
• Slide Number 21
• Slide Number 22
• Slide Number 23
• Slide Number 24
• A tautomeacuteria tiacutepusai
• Slide Number 26
• Slide Number 27
• Slide Number 28
• Slide Number 29
• Slide Number 30
• Sztereoizomeacuteria
• Slide Number 32
• Slide Number 33
• Slide Number 34
• Slide Number 35
• Slide Number 36
• Slide Number 37
• Slide Number 38
• Slide Number 39
• Slide Number 40
• Slide Number 41
• Slide Number 42
• Slide Number 43
• Slide Number 44
• Slide Number 45
• Slide Number 46
• Slide Number 47
• Tovaacutebbi kiralitaacutes tiacutepusok
• Slide Number 49
• Slide Number 50
• Slide Number 51
• Slide Number 52
• Slide Number 53
• Slide Number 54
• Slide Number 55
• Slide Number 56
• Slide Number 57
• Toumlbb kiralitaacuteskoumlzpont
• Slide Number 59
• Slide Number 60
• Slide Number 61
• Slide Number 62
• Slide Number 63
• Slide Number 64
• Slide Number 65
• Slide Number 66
• Slide Number 67
• Slide Number 68
• Slide Number 69
• Slide Number 70
• Slide Number 71
• Slide Number 72
• Slide Number 73
• Slide Number 74
• Slide Number 75
• Konfiguraacutecioacutes izomeacuteria
• Slide Number 77
• Slide Number 78
• Slide Number 79
• Slide Number 80
• Slide Number 81
• Slide Number 82
• Slide Number 83
• Slide Number 84
• Slide Number 85
• Slide Number 86
• Slide Number 87
• Slide Number 88
• Slide Number 89
• Slide Number 90
• Slide Number 91
• Slide Number 92
• Slide Number 93
• Slide Number 94
• Slide Number 95
• Slide Number 96
• Slide Number 97
• Slide Number 98
• Slide Number 99
• Slide Number 100
• Slide Number 101
• Slide Number 102
• Slide Number 103
• Slide Number 104
• Slide Number 105
• Slide Number 106
• Slide Number 107
• Slide Number 108
• Slide Number 109
• Slide Number 110
• Slide Number 111
• Slide Number 112
• Slide Number 113
• Slide Number 114
• Slide Number 115
• Slide Number 116
• Slide Number 117
• Slide Number 118
• Slide Number 119
• Slide Number 120
• Slide Number 121
• Slide Number 122
• Slide Number 123
• Slide Number 124
• Slide Number 125
• Slide Number 126
• Slide Number 127

Teliacutetetlen vegyuumlletek

C=C kettőskoumlteacutesttartalmazoacuteak

CequivC haacutermaskoumlteacutesttartalmazoacuteak

Alkeacutenek Polieacutenek Alkinek Poliinek

H3C CH CH2 H2C CH CH CH2 HC CH HC C C CH

propeacuten buta-13-dieacuten etin buta-13-diin

Aliciklusok

Cikloalkaacutenok Policiklusosalkaacutenok

Cikloalkeacutenek Cikloalkinek

ciklohexaacuten spiropentaacuten ciklohexeacuten ciklooktin

Aromaacutesvegyuumlletek

Monociklusok Kondenzaacutelt gyűrűsvegyuumlletek

Monoszubsztituaacuteltbenzolszaacutermazeacutekok

Toumlbbszoumlroumlsenszubsztituaacutelt

benzolszaacutermazeacutekokR R

Lineaacuterisanellaacutecioacute

Angulaacuterisanellaacutecioacute

2

34

5

61

para

orto

metaantraceacuten fenantreacuten

Heterociklusok

Teliacutetett Aromaacutes

Monociklusok Kondenzaacutelt gyűrűsvegyuumlletek

Otetrahidrofuraacuten

Teliacutetetlen(mono- eacutespoliciklus)

S

NH

1

23

45

6

36-dihidro-2H-[13]-tiazin

Npiridin

N

NH

imidazol

NH

indol

N

N

N

N

H

purin

Izomeacuteria

Izomeacuteria(isos azonos meacuteros reacutesz)

Azonos oumlsszegkeacutepletazonos kvalitatiacutev oumlsszeteacutetelazonos kvantitatiacutev oumlsszeteacutetelazonos relatiacutev molekulatoumlmeg

Kuumlloumlnboumlző szerkezet

CH3CH2CH2Cl

CH3CH2CH3

CH3CH2CH3

CH3CH CH2

CH3CH CH2

CH3CH2CH2CH3 CH3CHCH3

CH3

nem izomerek

izomerek

nem izomerek

CH = 12

nem izomerek

9

Izomeacuteriaacutek csoportosiacutetaacutesa

Szerkezeti izomeacuteriaFunkcioacutes csoport izomeacuteriaKuumlloumlnleges tiacutepusok

szeacutenvaacutez izomeacuteriahelyzeti izomeacuteriatautomeacuteria

Sztereoizomeacuteriakonformaacutecioacutes (rotaacutecioacutes) izomeacuteriageometriai izomeacuteria (cisz-transz

izomeacuteria Z-E izomeacuteria)optikai izomeacuteria

Szerkezeti izomeacuteria kuumlloumlnboumlző oumlsszekapcsoltsaacuteg (konnektivitaacutes)Sztereoizomeacuteria azonos konnektivitaacutes

kuumlloumlnboumlző teacuterszerkezet

A kiraacutelis (kheir keacutez) taacutergyak tuumlkoumlrkeacutepuumlkkel nem hozhatoacutek fedeacutesbe sem rotaacutecioacutes sem transzlaacutecioacutes mozgaacutessal (kiveacuteve a molekulaacuten beluumlli rotaacutecioacute lehetőseacutegeacutet)

A kiralitaacutes szerkezeti felteacutetelea taacutergynak ne legyen tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengelye

10

azonos oumlsszegkeacutepletű de kuumlloumlnboumlző szerkezetű vegyuumlletekebben az esetben kuumlloumlnboumlző szerkezetű keacutet molekula ha bennuumlkaz atomok kapcsoloacutedaacutesi sorrendje kuumlloumlnboumlző

2D-szerkezetben valoacute kuumlloumlnboumlzőseacuteg kuumlloumlnboumlző kapcsoloacutedaacutesi sorrend(kuumlloumlnboumlző konstituacutecioacute)

2 Sztereoizomeacuteria

azonos oumlsszegkeacuteplet de elteacuterő teacuterszerkezet

3D-szerkezetben valoacute kuumlloumlnboumlzőseacuteg azonos konstituacutecioacute de kuumlloumlnboumlző teacuterszerkezet

1 Konstituacutecioacutes (szerkezeti) izomeacuteria

11

azonos atomkonnektivitaacutessztereoizomerek

elteacuterotilde atomkonnektivitaacutesnem sztereoizomerekszerkezeti izomerek

C

CBr H

ClH3C

E

C

CCl H

BrH3C

E

C

C

Cl

Br H

CH3

Z

12

Enantiomerekegymaacutessal fedeacutesbe nem hozhatoacute tuumlkoumlrkeacutepi paacuterok

azonos internukleaacuteris taacutevolsaacutegkuumlloumlnboumlző csoportsorrend (konfiguraacutecioacute)

Diasztereomereknem enantiomerek (lehetnek akiraacutelisak is)nincsenek egymaacutessal tuumlkoumlrkeacutepi viszonyban

azonos oumlsszekapcsoltsaacutegkuumlloumlnboumlző internukleaacuteris taacutevolsaacuteg

Konformaacutecioacutes eacutes konfiguraacutecioacutesenantiomerekdiasztereomerek

13

Konstituacutecioacutes izomerek

Azonos oumlsszegkeacuteplet kuumlloumlnboumlző oumlsszekapcsoltsaacuteg

Konformaacutecioacutes izomerek

A konformaacutecioacutes izomerek egyszeres koumlteacutes(ek) koumlruumlli rotaacutecioacuteval (vagy pszeudorotaacutecioacuteval) egymaacutesba alakiacutethatoacutek

Keacutet szomszeacutedos (szeacuten)atom szubsztituenseinek egymaacuteshoz valoacute viszonya

Konfiguraacutecioacutes izomerek

A konfiguraacutecioacutes izomerek egyszeres koumlteacutes(ek) koumlruumlli rotaacutecioacuteval nem alakiacutethatoacutek egymaacutesba

Egy adott (szeacuten)atomon levő csoportsorrend

14

Alfa helyzetű szubsztituens Beacuteta helyzetű szubsztituens

pszeudorotaacutecioacuteaxiaacutelis ekvatoriaacutelis

Konformaacutecioacute

Konfiguraacutecioacute

Konstituacutecioacute

pszeudorotaacutecioacute

15

transz cisz

H

H

H

H

transz ciszdekalin

12-dimetilciklohexaacuten

Konfiguraacutecioacute

16

COOH

COHH3C

H

SCOOH

CHO CH3

HR

L-(+)-tejsav D-(-)-tejsav

fumaacutersavmaleinsav

C

C

HOOC H

H COOH

C

C

H COOH

H COOH

Citromsav ciklus (Szent-Gyoumlrgyi-Krebs ciklus)

izomszoumlvet tejsavas erjedeacutes

17

(Az izomerek leacutetkeacutepesseacutege fuumlgg a koumlztuumlk leacutevő energiagaacutet nagysaacutegaacutetoacutel)

AtropizomeacuteriaCsavart kaacutedakGauche konformerekAntiklinaacutelis konformerek

Koumlteacutesmenti rotaacutecioacuteval egymaacutesba alakiacutethatoacutek

Koumlteacutesmenti rotaacutecioacuteval nem alakiacutethatoacutek egymaacutesba

Koumlteacutesmenti rotaacutecioacuteval nem alakiacutethatoacutek egymaacutesba

Cisz-transz (geometriai) izomerek

Koumlteacutesmenti rotaacutecioacuteval egymaacutesba alakiacutethatoacutek

Fedeacutesbe nem hozhatoacute tuumlkoumlrkeacutepi paacuterok

Kuumlloumlnboumlző vegyuumlletek azonos oumlsszegkeacuteplettel

KONSTITUacuteCIOacuteS IZOMEREK

(szerkezeti vagy struktuacuterizomerek)Az atomok kapcsoloacutedaacutesi sorrendje elteacuterő

TAUTOMEREK

Ugyanaz a vegyuumllet keacutetfeacutele szerkezettel reagaacutel

SZTEREOIZOMEREK

Azonos konstituacutecioacute elteacuterotilde teacuterbeli elrendeződeacutes

Alkaacutenok rotaacutecioacutes izomereiCiklohexaacuten szeacutek-kaacuted izomerei

keto-enol tautomeacuterialaktim-laktaacutem tautomeacuteriagyűrű-laacutenc tautomeacuteria

(Optikai izomerek) Kiraacutelis vegyuumlletek

Nem enantiomerek

Toumlbb kiralitaacutescentrumot tartalmazoacute vegyuumlletekBizonyos atomoknak egy meghataacuterozott

siacutekhoz viszonyiacutetott relatiacutev helyzeteacuteben kuumlloumlnboumlznek

Kettős koumlteacuteses vegyuumlletek Z - E izomeacuteriaacutejaDiszubsztituaacutelt cikloalkaacutenok cisz - transz izomeacuteriaacutejaKondenzaacutelt gyűrűs bicikloalkaacutenok cisz - transz izomeacuteriaacuteja

Centraacutelis kiralitaacutesHelikaacutelis kiralitaacutesAxiaacutelis kiralitaacutes

AlleacutenizomerekSpirovegyuumlletek

KIRAacuteLIS DIASZTEREOMEREK

AKIRAacuteLIS DIASZTEREOMEREK

DIASZTEREOMEREK ENANTIOMEREK

KONFORMAacuteCIOacuteS ENANTIOMEREK

KONFIGURAacuteCIOacuteS ENANTIOMEREK

KONFIGURAacuteCIOacuteSDIASZTEREOMEREK

KONFORMAacuteCIOacuteSDIASZTEREOMEREK

Izomeacuteria

18

Szerkezeti izomeacuteria

19

CH3OCH3 CH3CH2OH

Szerkezeti izomeacuteria

Regioizomeacuteria

Szeacutenvaacutez izomeacuteria CH3CH2CH2CH2CH3 CH3CHCH2CH3

CH3

CH3CCH3

CH3

CH3

H2C CHCH2CH2CH3 CH3CH CHCH2CH3

CH3CH2CH2Cl CH3CHCH3

Cl

Funkcioacutes csoport izomeacuteria

20

OCH3

Br2

FeBr3

OCH3

Br

+

OCH3

Br

OCH3

Br

+

haacuterom regioizomer termeacutek

CC

H

H

CH3

CC

H

H

H

Br CH3

+C

C

Br

H

H

H CH3

HBr

keacutet regioizomer termeacutek

Regioizomeacuteria

Keacutet regioizomer termeacutek keletkezhet dehellipSzelektivitaacutes

Haacuterom regioizomer termeacutek keletkezhet dehellipSzelektivitaacutes

21

H3C CH2 CH2 CH3 H3C CH CH3

CH3

n-butaacuten i-butaacuten

H2C CH2

CHCH3

H2C CH2

H2C CH2

metilciklopropaacuten ciklobutaacuten

22

A compound with the general formula CnH2n contains one double-bond equivalent ndasheither one double bond or one ring

CH3 CH2 CH CH2CH2 CH2

CH2 CH2

an alkane a cycloalkane

A compound with the general formula CnH2n-2 might have one triple bond two ringstwo double bonds or one ring plus one double bond We can say that the formulaCnH2n-2 represents a structure with two double-bond equivalents

Three of many possible structural isomers for C8H14

CH3 (CH2)5 C CH

one triple bond two rings

CH2CH3

one double bondand one ring

23

Tautomeacuteriaegy hidrogeacutenatom eacutes egy kettőskoumlteacutes helyzeteacuteben kuumlloumlnboumlznek ndash a hidrogeacutenatom

mozgeacutekony iacutegy gyors eacutes reverziacutebilis protoncsere valoacutesul meg

Protomeacuteria eacutes elektromeacuteria egyszerre van jelen

CH

HH

C

O

COOH C CH

H OH

COOH

Oxo-enol tautomerek

Tautomeacuteria

Kezelhető szerkezeti izomerkeacutent

24

A tautomeacuteria tiacutepusai

25

1) alacsonyabb pKa eacuterteacutek2) konjugaacutelt rendszer3) hidrogeacuten kelaacutet (6 elektron)

Oxo-enol tautomeacuteria

O OH

CH3H3C

H2C

H

C

O

CH3 H2C C CH3

O H

enoloxo

pKa 20

9999975 000025

F2C C

O H

CF3 F2C

H

C

O

CF3

OH O

H

CH3 C

O

CH C

O

CH3

H

CH3 C

O

CH C

O

CH3

H

pKa 9

20 80

200oC 3oacute

O

O

H

OH

O 26

NH2R C

Y Y

NHR C

H

Y= O S NR1

a)

b)

NH2

NHR1

R2N CNH

NHR1

R2HN CNH2

NR1

R2HN C

Savamid-imidsav eacutes rokon rendszerektautomeacuteriaacuteja

Guanidin-szaacutermazeacutek27

XH

N NH

X

Prototroacutepia (hetrociklusoknaacutel)

N NH

XH X

HN NH

X

HN NH

X

N NH

XH

HN N

XH

dominaacutens forma

28

α anomer izaacutecioacute

-D-Glcfβ-D-Glcfα

βO

OH

CH2OHHO OH

OHOH

O

OH

CH2OHHO

OH

HO

OHCHO

OHHOH2C

HO

β

D-Glcpβminus-D-Glcpα

α

OHOH2C

HOHO

OHOH

OHO

HOH2C

HOHO

OH

Gyűrű-laacutenc tautomeacuteria

De nem koumlzvetlenuumll

29

N OC

O

CH3N OC

O CH3

Szubsztituens tautomerizaacutecioacute

NN

N N N N

NN

N NN

N

Vegyeacuterteacutek izomerizaacutecioacute

Oslash30

Sztereoizomeacuteria

31

Sztereoizomeacuteria

Konfiguraacutecioacuteaz atomok koumllcsoumlnoumls teacuterbeli elrendeződeacutese az egyszereskoumlteacutesek koumlruumlli elfordulaacutest (aacuteltalaacuteban) nem veszi figyelembe

Konformaacutecioacuteegyszeres koumlteacutesek koumlruumlli elforgataacutes amelynek soraacuten konformerek joumlnnek leacutetre

Konfiguraacutecioacutes eacutes konformaacutecioacutesenantiomerekdiasztereomerek

32

COOH

COOH

mcisz transz transz

izomeacuteriageometriaiizomeacuteria

optikai izomeacuteria

COOHHOOC COOH

HOOC COOH

HOOC

poziacutecioacutes

SztereoizomeacuteriaSzerkezeti izomeacuteria

Helyzeti izomeacuteria

33

Enantiomerekegymaacutessal fedeacutesbe nem hozhatoacute tuumlkoumlrkeacutepi paacuterok

azonos internukleaacuteris taacutevolsaacutegkuumlloumlnboumlző csoportsorrend (konfiguraacutecioacute)

Diasztereomereknem enantiomerek (lehetnek akiraacutelisak is)nincsenek egymaacutessal tuumlkoumlrkeacutepi viszonyban

azonos oumlsszekapcsoltsaacutegkuumlloumlnboumlző internukleaacuteris taacutevolsaacuteg

34

C CH3C

Cl

C

H

CH3

BrH

C CCl

H3C

C

H

CH3

BrH

C CH3C

Cl

C

H

CH3

HBr

C CCl

H3C

C

H

CH3

HBr

E R

E S

Z R

Z S

Enantiomerek Enantiomerek

Diasztereomerek

Diasztereomerek

Diasztereomerek

Diasztereomerek

Oslash35

Kiraacutelis vegyuumlletek kiraacutelis koumllcsoumlnhataacutesok

termeacuteszetes aminosavak (főkeacutent L konfiguraacutecioacute)peptidek enzimek

termeacuteszetes szeacutenhidraacutetok (D konfiguraacutecioacute)

gyoacutegyszerek (sok esetben kiraacutelis molekulaacutek)

gyoacutegyszer-receptor koumllcsoumlnhataacutes

Sztereokeacutemia jelentőseacutege

Oslash36

Journal of

Chemical Education

ISSN 0021-9584

Volume 73 Number 6June 1996

Oslash37

Journal ofChemical Education

ISSN 0021-958413

Volume 73 Number 6June 199613

13

13

Oslash38

Kiralitaacutes

A kiraacutelis taacutergyak tuumlkoumlrkeacutepuumlkkel nem hozhatoacutek fedeacutesbe sem rotaacutecioacutes semtranszlaacutecioacutes mozgaacutessal (kiveacuteve a molekulaacuten beluumlli rotaacutecioacute lehetőseacutegeacutet)

A kiralitaacutes szerkezeti felteacutetelea taacutergynak ne legyen tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengelye

Tiacutepusok

Centraacutelis kiralitaacutes ndash sztereogeacuten centrum (R S D L)egy kiraacutelis (szeacuten)atomtoumlbb kiraacutelis szeacutenatom

Axiaacutelis kiralitaacutes ndash tengely koumlruumlli elhelyezkedeacutes (R S)alleacutenizomeacuteria spirovegyuumlletek atropizomeacuteria

Planaacuteris kiralitaacutes ndash siacutekhoz viszonyiacutetott helyzet (P pR M pS)csavart kaacutedak transz cikloalkeacuten

Helikaacutelis kiralitaacutes ndash nem siacutekbeli csavarvonalak (P M)alkaacuten konformerek (gauche antiklinaacutelis)heliceacutenek

39

Azonos minőseacutegi mennyiseacutegi oumlsszeteacutetel moacuteltoumlmeg konstituacutecioacute de kuumlloumlnboumlző teacuterbeli sorrend

Cl

F BrH

R S

Cl

FBrH

konfiguraacutecioacutejeloumlleacutes (+) (ndash) = d l D L R S

40

Azonos minőseacutegi mennyiseacutegi oumlsszeteacutetel moacuteltoumlmeg konstituacutecioacute de kuumlloumlnboumlző teacuterbeli sorrend

C

l

F

B

r

H

R

S

C

l

F

B

r

H

konfiguraacutecioacutejeloumlleacutes(+) (ndash) = d ld l R S

_1063020419

2

1

3

X4

1

X4

23

1

X4

32

(R) (S)

CC

2

1

3

I

BrCl

4F

2

1

3

OH

DT

4H C

OH

H

DT

(R)(S)

41

(R)

HCC

C CHH

HO H

CCC

H HC H

CHH3C

H

HH

H

H

C

Cl HH H

HH

1 4

3

2

1 oumlvezet2 oumlvezet

3 oumlvezet

4 oumlvezet

H

42

CH

OHCH3

CH3CH2

(R)-butaacuten-2-ol (S)-butaacuten-2-ol

180o-os forgataacutes

CH

OHCH3

CH3CH2

CH

OHCH3CH2

CH3

CH

HOCH2CH3

CH3

CH

OHCH3CH2

CH3

A kiralitaacutes az atomok egy pont (sztereogeacuten centrum kiralitaacutescentrum aszimmetriacentrum)koumlruumlli elrendeződeacuteseacutenek koumlvetkezmeacutenye A kiralitaacutest leacutetrehozoacute szerkezeti elemek elrendeződeacuteseegy koumlzpontra vonatkoztathatoacute Egy X centraacutelis atomhoz neacutegy kuumlloumlnboumlző ligandum kapcsoloacutedik a tuumlkoumlrkeacutepek nem hozhatoacutek fedeacutesbe a keacutet konfiguraacutecioacutes izomer enantiomer viszonyban van egymaacutessalSztereogeacuten centrum ndash Egy sp3 szeacutenatom (vagy maacutes atom) 4 kuumlloumlnboumlző ligandumot tartalmaz

Centraacutelis kiralitaacutes

43

Optikai izomeacuteria

Optikai izomerek olyan sztereoizomerek amelyek optikai forgatoacutekeacutepesseacutegbenkuumlloumlnboumlznek

Centraacutelis kiralitaacutes

Sztereogeacuten centrum aacutebraacutezolaacutesaperspektiacutevikus (teacuterszerkezeti)proiciaacutelt (vetiacutetett)

keacuteplettel (Fischer projekcioacute)

L

COOH

CH3H2NH

R

D

COOH

CH3 NH2H

S

intermolekulaacuteristuumlkoumlrsiacutek

COOH

CH3

H NH2

COOH

CH3

H2N H

44

Optikai aktivitaacutesAzok a vegyuumlletek melyek a siacutekban polarizaacutelt feacuteny siacutekjaacutet elforgatjaacutek optikailag aktiacutevakJobbra forgataacutes (oacuteramutatoacuteval azonos) jele (+) balra forgataacutes (oacuteramutatoacuteval ellenteacutetes) jele (-)

Azok a molekulaacutek keacutepesek optikai forgatoacutekeacutepesseacuteg leacutetrehozaacutesaacutera melyek mindenkonformaacutecioacuteja kiraacutelisHa egy kiraacutelis vegyuumlletnek csak egyik enantiomerje van jelen a vegyuumllet optikailag aktiacutev(elforgatja a polarizaacutelt feacuteny siacutekjaacutet) Ha a keacutet enantimer ekvimolaacuteris elegye (racemaacutet) van jelen a tuumlkoumlrkeacutepi paacuterok kompenzaacutecioacuteja miatt nincs makroszkoacutepikus forgataacutes

Oslash45

Fresnel elmeacutelete szerint a siacutekban polarizaacutelt feacuteny keacutet ellenteacutetes iraacutenyaacutebacirkulaacuterisan polarizaacutelt komponensből tevődik oumlssze Optikailag aktiacutev koumlzegbenaz egyik cirkulaacuteris komponens lassabban halad mint a maacutesik ezeacutert aztaacutenamikor kileacutepnek a koumlzegből eltoloacutedott faacutezisban oumlsszegeződnek uacutejra s eza polarizaacutecioacute siacutekjaacutenak elfordulaacutesaacuteban nyilvaacutenul meg Az optikailag aktiacutev anyagmolekulaacutei kuumlloumlnboumlző meacuterteacutekű koumllcsoumlnhataacutesba leacutepnek a jobbra eacutes a balracirkulaacuteris feacutenysugaacuterral A cirkulaacuterisan polaacuterozott feacuteny uacutegy jellemezhető hogya feacutenysugaacuter menteacuten az elektromaacutegneses teret leiacuteroacute elektromos eacutes maacutegnesesvektorok veacutegpontjai egy jobb vagy bal menetű csavarvonalon helyezkednek el

Optikai aktivitaacutes meacutereacutese

polarimetertube

Polarizerfixed Nicolprism

Plane-polarizedlight

Solution of opticallyactive material

Plane ofpolarizationhas undergonea rotation

Analyizermovable Nicolprism

ViewerUnpolarizedlight fromsource

Oslash46

siacutekban polarizaacutelt feacuteny

polarizaacuteloacute lencse (Nicol prizma)

normaacutel feacuteny

a)

b)

c)

x

z

z

z

siacutekban polaacuterozott feacuteny P eacutes M helicitaacutesuacutecirkulaacuterisan polaacuterozott feacuteny

minta

x

z

α

z

x

Oslash47

Tovaacutebbi kiralitaacutes tiacutepusok

48

Sztereogeacuten centrum jelenleacutete nem szuumlkseacuteges sem nem eleacutegseacuteges felteacutetele a kiralitaacutesnak

Nem szuumlkseacuteges peacuteldaacuteul axiaacutelis kiralitaacutes planaacuteris kiralitaacutes

Axiaacutelis kiralitaacutes A kiralitaacutes az atomok egy tengely koumlruumlli elrendeződeacuteseacutenek koumlvetkezmeacutenye

Alleacutenek kiralitaacutesa

Planaacuteris kiralitaacutes A kiralitaacutes az atomok egy siacutek koumlruumlli elhelyezkedeacuteseacutenek koumlvetkezmeacutenye

Helikaacutelis kiralitaacutes Csavarvonal (spiraacutelis) szerkezetű molekulaacutekPl DNS kettős heacutelixe polipeptidek kettős α-heacutelixe

C C CH

ClHCl CCC

H

ClHCl

COOH

CH3

CrOC

OCOC

CrCO

COCO

COOH

CH3

49

R S

HOOC

Br

COOH

Br6

2

6

2COOH

Br

HOOC

Br

tuumlkoumlrsiacutek

C

Br

COOHBr1

2

3 4

HOO c2COOH

Br

BrHOOC

c2

1

2

34

Atropizomeacuteria

50

Axiaacutelis kiralitaacutes

R-konfiguraacutecioacute

51

C CH

H3CC

H

CH3

CCH

CH3C

H

H3C

NH

HN

NH

NH

tuumlkoumlrsiacutek

Nem minden kiraacutelis molekula rendelkezik aszimmetria centrummal

52

Cukor Foszfor atom Oslash53

Konformaacutecioacutes enantiomerek

P M

Helikaacutelis kiralitaacutes

Konfiguraacutecioacutes enantiomerek

P M

Heptaheliceacuten n-Butaacuten

54

Oslash55

56

Feheacuterjeacutek teacuterszerkezete

Oslash

57

Nukleinsavak teacuterszerkezete

Oslash

Toumlbb kiralitaacuteskoumlzpont

58

Toumlbb aszimmetria centrumot tartalmazoacute vegyuumlleteklehetseacuteges sztereoizomereinek szaacutema

A nem enantiomeacuteria viszonyban aacutelloacute sztereoizomerek

diasztereomerek

Ha az n db aszimmetria centrum koumlzoumltt vannak azonosak a fuumlggetlen sztereoizomerek szaacutema lt 2n

mezo-forma nem kiraacutelis

2n

59

CH3CH3

HO H

OHHCH3

H3COHH

HO H

CH3CH3

HO H

HHOCH3

H3COHH

H OH

CH3CH3

HO H

OHH

180o forgataacutes

mezo-23-butaacutendioltuumlkoumlrkeacutepi paacuterok fedeacutesbe hozhatoacutek - akiraacutelis

(2R3R)-23-butaacutendiol (2S3S)-23-butaacutendiol

CH3 CH3

H HHO OH

Egyetlen sztereogeacuten centrumot tartalmazoacute molekula mindig kiraacutelis desztereogeacuten centrum jelenleacutete nem szuumlkseacuteges sem nem eleacutegseacuteges felteacutetele a kiralitaacutesnak

Nem eleacutegseacuteges toumlbb sztereogeacuten centrumot tartalmazoacute molekula lehet akiraacutelisPeacutelda

60

Nem minden olyan molekula kiraacutelis amely aszimmetria centrumokkal rendelkezik

Nem minden kiraacutelis molekula rendelkezik aszimmetria centrummal

axiaacutelis kiralitaacutes 13-diszubsztituaacutelt alleacuten planaacuteris kiralitaacutes spirovegyuumlletek koumlreacuteben

mezo vegyuumlletek cisz-12-azonosandiszubsztituaacutelt ciklopropaacuten

Oslash61

COOHH

HHOOC

CH3H

H3C HS2

COOH

HHO

H OH

COOH

S2

COOHH

HHOOC

HH

H H

borkősav

Newman (fűreacuteszbak) projekcioacuteKonformatiacutev

62

Fisher projekcioacuteval aacutebraacutezolt L- eacutes D-borkősav

mezo-borkotildesav

COOHCH OHCCOOH

OHH

COOHCHO HCCOOH

HHO

szotildelotildesav

COOHCH OHCCOOH

HHO

COOHCHO HCCOOH

OHH

L-(+)-borkotildesav D-(-)-borkotildesav

63

Oslash64

Cl

H

H

H

Cl

H

H

Cl

H

H

Cl

H

Cl

H

H

H

H

Cl

mezo SS RR

cisz transz

Nem minden olyan molekula kiraacutelis amely aszimmetria centrumokkal rendelkezik

65

Szimmeriaelemek(szimmetria azonos meacuteret)

Akkor mondjuk hogy egy taacutergy szimmetriaelemmel rendelkezik ha a megfelelőszimmetriaművelet (tuumlkroumlzeacutes forgataacutes inverzioacute) a taacutergyat az eredetivel fedeacutesbehozhatoacute alakzattaacute konvertaacutelja

Pontcsoport ndash meghataacuterozott taacutergyra vonatkozoacute szimmetriaműveletek oumlsszesseacutege

szimmetriasiacutek (σ) a molekulaacutet keacutet olyan feacutelre bontja amelyek egymaacutesnak pontostuumlkoumlrkeacutepei (Szimmetriasiacutekot tartalmazoacute molekula akiraacutelis de a siacutek hiaacutenya nem okozkiralitaacutest)

n-ed rendű forgaacutesi szimmetriatengely (Cn) a molekulaacutet a tengely koumlruumll 360degnszoumlggel elforgatva az eredetitől megkuumlloumlnboumlzhetetlen molekulaacutet kapunk

szimmetriacentrum (inverzioacutes centrum) (Ci) a molekula baacutermely elemeacutet aszimmetriacentrummal oumlsszekoumltve eacutes az ellenkező iraacutenyba azonos taacutevolsaacutegrameghosszabbiacutetva azonos elemhez jutunk (Szimmetriacentrumot tartalmazoacutemolekula akiraacutelis de hiaacutenya nem okoz kiralitaacutest)

n-ed rendű tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengely (Sn) a molekulaacutet 360degn szoumlggel elforgatvaeacutes a tengelyre merőleges siacutekra tuumlkroumlzve az eredetitől megkuumlloumlnboumlzhetetlenmolekulaacutet kapunk (Tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengelyt tartalmazoacute molekula akiraacutelishiaacutenyaacuteban a molekula kiraacutelis) 66

C CCH3

H

H

CH3180o C C

CH3

H

CH3

H360o

siacutek

tengely

siacutek

tengely

Keacutetfogaacutesuacute tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengely Egyfogaacutesuacute tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengely

Szimmetriacentrum Szimmetriasiacutek

Tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengelyValamely taacutergy akkor jellemezhető Sn azaz n-ed rendű tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengellyel ha annak baacutermely pontjaacutet a tengely koumlruumll 360n fokos szoumlggelelfordiacutetva eacutes a tengelyre merőlegesen fektetett siacutekon keresztuumll tuumlkroumlzve az eredetiobjektumot kapjuk meg (n szuumlkseacutegkeacuteppen paacuteros vagy 1)

Az S1-tengely szimmetriasiacutekkal (σ) az S2-tengely viszont szimmetriacentrummal (Ci) egyeneacuterteacutekű

A szimmetriacentrumon aacutethaladoacute baacutermely egyenesen a centrumtoacutel egyenlő taacutevolsaacutegban azonos elemek talaacutelhatoacutek

Akiraacutelis molekulaacutek

67

szimmetriasiacutek (m S1) forgaacutesi szimmetriatengely (Cn) szimmetriacentrum (Ci S2)

Szimmetrikus + +

Szimmetrikus + -

Koumlzeacuteppontosan - + szimmetrikus

Disszimetrikus - + - (kiraacutelis)

Aszimmetrikus - - - (kiraacutelis)

Szimmetriaelem művelet

Szimmetriasiacutek tuumlkroumlzeacutes

Szimmetriatengely forgataacutes

Szimmetriacentrum inverzioacute

Szimmetriaelem művelet

Azonossaacuteg vaacuteltozatlanulhagyaacutes

Tuumlkroumlzeacutesi forgataacutes eacutesszimmetriatengely (giroid) tengelyre merőleges

tuumlkroumlzeacutesOslash68

Oslash69

Oslash70

Oslash71

Oslash72

1 Atomic number2 Atomic mass3 Z gt E4 R gt S5 Spheres6 Single-bond equivalencies

Cahn-Ingold-Prelog nomenclature system

Sequence rules for order of priority

1 If the atoms in question are different the sequence order is by atomic number with theatom of highest atomic number receiving the highest priority

F lt Cl lt Br lt I

increasing priority

2 If two isotopes of the same element are present the isotope of higher mass receivesthe higher priority

H lt D

increasing priority73

5 If two atoms are identical the atomic numbers of the next atoms are used for priorityassignment If these atoms also have identical atoms attached to them priority isdetermined at the first point of difference along the chain The atom that has attached to itan atom of higher priority has the higher priority (Do not use the sums of the atomic numbersBut look for the single atom of highest priority)

74

6 Atoms attached by double or triple bond are given single-bond equivalencies so that theycan be treated like single-bonded groups in determining priority Each doubly bonded atom isduplicated (or triplicated for triple bonds)

R C

O

OH

Structure Equivalent for priority determination

R C

O

O

OH

C

R C N R C

N

N

NC

C

75

Konfiguraacutecioacutes izomeacuteriaUgyanaz a vaacutez konnektivitaacutes de elteacuterő teacuterbelielrendeződeacutes (valamilyen szimmetria-rendezőhoumlz valoacuteviszony)

Nem alakiacutethatoacutek egymaacutesba kovalens koumlteacutes elszakiacutetaacutesaeacutes uacutejrakeacutepződeacutese neacutelkuumll

optikai izomerek (optikai aktivitaacutes) R Sgeometriai izomerek cisz-transz E-Z

76

Konfiguraacutecioacutes diasztereomerekFizikai eacutes keacutemia tulajdonsaacutegaik elteacuternek

Konfiguraacutecioacutes enantiomerekFizikai eacutes keacutemiai tulajdonsaacutegaikazonosak kiveacutevebull azonos meacuterteacutekű de ellenteacutetesiraacutenyuacute optikai forgatoacutekeacutepesseacutegbull elteacuterő reaktivitaacutes maacutes kiraacutelis vegyuumlletekkel valoacute reakcioacuteban

C

C

Cl

Cl H

HC

C

H

Cl H

Cl

cisz-12-dikloacutereteacuten transz-12-dikloacutereteacuten

Br Cl

Cl BrF F

Cl Br

Br FF Cl

(R) (R) (S) (R)

CH

OHCH3CH2

CH3

CH

HOCH2CH3

CH3

CH

OHCH3CH2

CH3

CH

OHCH3

CH3CH2

180o-os forgataacutes

(R)-butaacuten-2-ol (S)-butaacuten-2-olfp 995 oC 995 oCd4

20 0808 0808nD

20 1397 1397[α]D

25 -1352o +1352o

(R)-butaacuten-2-ol (S)-butaacuten-2-ol

CH

OHCH3

CH3CH2

77

Elegykristaacutely

bullveacuteletlenszerűen tartalmazza mindkeacutet enantiomertbulla tiszta enantiomerek eacutes az enantiomer kevereacutekek tulajdonsaacutegai azonosak

Konglomeraacutetum

bullcsak az egyik vagy a maacutesik enantiomert tartalmazzabullaz enantiomerek mechanikusan is elkuumlloumlniacutethetők egymaacutestoacutel

Molekulavegyuumllet

bulla keacutet enantiomer a kristaacutelyban 11 araacutenyban fordul elő (raceacutem elegy)bulla raceacutem elegy eacutes az enantiomerek olvadaacutespontja kuumlloumlnboumlző

bullakiraacutelis koumlruumllmeacutenyek koumlzoumltt megegyező fizikai eacutes keacutemiai tulajdonsaacutegokbullkiraacutelis koumlruumllmeacutenyek koumlzoumltt elteacuterő (kiraacutelis molekulaacutek polarizaacutelt feacuteny)bullenantiomerek koumlzoumltti 3 fő koumllcsoumlnhataacutes

elegykristaacutely keacutepzeacuteskonglomeraacutetum keacutepzeacutesmolekulavegyuumllet keacutepzeacutes

Enantiomerek

78

Enantiomerek egyeacuteb kevereacutekeit az uacutegynevezett bdquoenantiomeric excessrdquo (ee) [enantiomerfelesleg] eacuterteacutekkel jellemezzuumlk (R) eacutes (S) a megfelelő enantiomerek mennyiseacutege a kevereacutekben

A komponensek mennyiseacutegeacutenek meghataacuterozaacutesaKiraacutelis oszlopkromatigraacutefia (enantiomerek elvaacutelasztaacutesa)NMR spektroszkoacutepia

ee =(R) - (S)(R) + (S) 100

Enantiomer felesleg

Az enantiomerfelesleg az aszimmetrikus szinteacutezis sikeresseacutegeacutenek egyikmeacuterőszaacutema Diasztereomerek kevereacuteke eseteacuten hasonloacute moacutedon definiaacuteljaacutek eacuteshasznaacuteljaacutek a diasztereomer felesleg eacutes a szaacutezaleacutekos diasztereomer feleslegfogalmaacutet

Egy 70 R eacutes 30 S izomert tartalmazoacute minta enantiomerfeleslege peacuteldaacuteul40 Ezt az anyagot uacutegy is tekinthetjuumlk mint 40 tiszta R izomer eacutes 60 raceacutemelegy (mely a teljes mennyiseacuteghez 30 R eacutes 30 S izomerrel jaacuterul hozzaacute)kevereacuteke 79

C

C

HOOC

HOOC

H

HOH

OH

S

R

C

C

HOOC

HOOC

OH

HH

OHR

RC

C

COOH

COOH

HO

HH

HOS

S

intramolekulaacuteristuumlkoumlrsiacutek

diasztereomerek diasztereomerek

enantiomerek

COOH

CH3H2NH

R

COOH

CH3 NH2H

S

enantiomerek

Enantiomerek eacutes diasztereomerek

80

C

NH2

COOHHH3C C

CH2SH

COOHH2NH

Ala Cys

Aacutebraacutezolja Fischer keacuteplettel az alaacutebbi perspektivikus keacuteplettel megadott aminosavakat

CH3

COOH

H2N H

CH2SH

COOH

H2N H

Ala Cys

S R

L L81

CNH2H

H3C

COOH

C

COOH

CH2SHH2NH

CCH3H

H2N

COOH

C

COOH

CH2SHHH2N

C

NH2

COOHHH3C

C

CH2SH

COOHH2NH

CH3

COOH

H2N H

CH2SH

COOH

H2N H

82

Enantiomerek eacutes mezo vegyuumlletek

Pszeudoaszimmetria

C

C

HOOC

HOOC

H

HOH

OH

S

R

C

C

HOOC

HOOC

OH

HH

OHR

RC

C

COOH

COOH

HO

HH

HOS

S

intramolekulaacuteristuumlkoumlrsiacutek

diasztereomerek diasztereomerek

enantiomerek

C

C

C

COOH

COOH

HO H

OHH

H OHR

R

C

C

C

COOH

COOH

H OH

HHO

HO HS

S

enantiomerek

optikailag aktiacutevak

C

C

C

COOH

COOH

H OH

OHH

H OHR

S

C

C

C

COOH

COOH

H OH

HHO

H OHR

S

optikailag inaktiacutevak

r s

83

COOH

COOH

COOHHOOC COOH

HOOC COOH

HOOC

mcisz transz transz

szerkezetiizomeacuteria

geometriaiizomeacuteria

optikai izomeacuteria

84

R

RHOH

akiraacutelisszeacutenatom

R

SHOH

rS

RHOH

s

RgtS r s

(S)

(S)

pszeudoaszimmetriaacutes szeacutenatom

akiraacutelis molekulamezo vegyuumllet

akiraacutelisC2 forgaacutesi szimmetriatengely

kiraacutelis

HOOC COOH

Br

m

HOOC COOH

m

HOOC

COOH

pro-pszeudoaszimmetriaacutes szeacutenatom

85

Kiraacutelis molekulaacutekon beluumll is sok esetben talaacutelhatoacute pszeudo-aszimmetriacentrum amennyiben a keacutet enantiomorf ligandum mellett tovaacutebbi aszimmetrikus ligandum is kapcsoloacutedik a centrumhoz (peacuteldaacuteul atropin eacutes szaacutermazeacutekai)

gytszptehuhudownloadindex16630

Oslash86

Mezo-forma a) mindig akiraacutelisb) mindig kell lennie kiraacutelis disztereomerjeacutenek is

gytszptehuhudownloadindex16630

C

C

HOOC

HOOC

H

HOH

OH

S

R

C

C

HOOC

HOOC

OH

HH

OHR

RC

C

COOH

COOH

HO

HH

HOS

S

intramolekulaacuteristuumlkoumlrsiacutek

diasztereomerek diasztereomerek

enantiomerek

Oslash87

gytszptehuhudownloadindex16630

A pszeudo-aszimmetriacentrumok konfiguraacutecioacutejaacuteban elteacuterő izomerekegymaacutessal diasztereoizomer viszonyban aacutellnak

rC

C

C

COOH

COOH

H OH

OHH

H OHR

S

sC

C

C

COOH

COOH

H OH

HHO

H OHR

S Oslash88

Geometriai izomeacuteria

kettős koumlteacutesű vegyuumlletekneacutelciklusos vegyuumlletekneacutel

C CH H

CH3H3CC C

H CH3

HH3C

Felteacutetel (olefinekneacutel) egy adott pilleacuteratomon nem lehet keacutet azonos helyettesiacutetőde adott kettőskoumlteacutes keacutet kuumlloumlnboumlző pilleacuteratomjaacuten lehet egy-egy azonos helyettesiacutető(de ezeknek sem kell szuumlkseacutegkeacuteppen azonosaknak lenniuumlk)

Alfa helyzetű szubsztituens Beacuteta helyzetű szubsztituens

Diasztereomerek

89

Configurational isomers

The particular arrangement of atoms (or goups) in space that is characteristic of a given streoisomer

The configurational isomers can not be transformed into each otherwithout breaking and making a covalent bond

- cis-trans Z-E designations geometric isomers- optical isomerism (cf chirality)

H COOH

H COOH

HOOC H

H COOH

Z E

Oslash90

The requirement for geometric isomerism in alkenes is that each carbon atom involvedin the pi bond have two different groups attached to it such as H and Cl or CH3 and Cl

C CH

H

CH2CH3

CH3

C CH

H

CH2CH3

CH3is the same as

C CCH3

H

CH2CH3

CH3

C CH

CH3

CH2CH3

CH3

geometric isomers

If one of the carbons of the double bond has two identical groups such as two H atomsor two CH3 groups the geometric isomerism is not possible

Z E

Higher priority atoms or groups are on the same side of the pi bond Z bdquotogetherrdquo

Higher priority atoms or groups are on opposite sides of the pi bond E bdquoacrossrdquo

(Look at the single atoms directly attached to the double-bond carbon C and not entire-CH2CH2CH3 group)

Oslash91

Cahn-Ingold-Prelog szekvenciaszabaacutelyokalkeacutenekre vonatkozoacutean

Toumlmegszaacutem

C CT

D

H

DE

Rendszaacutem

C CF

Cl

Br

IZ

Z gt E

E

ZZ C C

C

C

H

NC

C

C

H3C

H3C

CH3

HCH3

H

C CH

NC

C

C

CH3

CH3

H

H

Br

Br

E

R

S

RgtS (DgtL)

92

C CH

H3C

CH

CH

CH3

CH3

CH2

Z ltC

HCH3

CH3

C

H

C

C

H

H

HHH

H

C C

H H

H

C

H

C (C)

o

o

o

H

H(C)oo

o

C CH

H3C

CH

CH

CH3

CH2 Br

CH2

E

C

HCH3

CH2Br

C

H

C

H

H

HCBrH

H

gtC C

H H

H

C

H

C (C)

o

o

o

H

H(C)oo

o

(CON) adott atom ismeacutetelt megjeleniacuteteacutese ---o fantomatom

1 2 3C CCCH CHHH C C(C)CH C(C)HH

1 2 3C CCCH BrCHH gt CHHH C C(C)CH C(C)HH 93

transzE

ciszZ

C CH H

C CH

H

transzZ

ciszE

C CBr H

C CH

Br

Oslash94

Konformaacutecioacutes izomeacuteriaUgyanaz a vaacutez konnektivitaacutes de elteacuterő teacuterbelielrendeződeacutes (valamilyen szimmetria-rendezőhoumlz valoacuteviszony)

Kovalens koumlteacutes elszakiacutetaacutesa eacutes uacutejrakeacutepződeacutese neacutelkuumllegymaacutesba alakiacutethatoacutek

Rotaacutecioacutes izomeacuteriaKuumlloumlnboumlző konformaacutecioacute (konformerek rotamerek)

Axiaacutelis kiralitaacutes R SHelikaacutelis kiralitaacutes P M

95

C CCH3H3C

HHHH

C CCH3

CH3 HH

HH

Konformaacutecioacutes diasztereomerek

C CH

CH3 HCH3

HH C C

H

CH3 CH3H

HH

Konformaacutecioacutes enantiomerek

P M

96

szinperiplanaacuteris szinklinaacutelis antiklinaacutelis antiperiplanaacuteris antiklinaacutelis szinklinaacutelis

pszeudorotaacutecioacute

axiaacutelis ekvatoriaacutelis

Konformerek

kiraacutelis kiraacutelisakiraacutelis akiraacutelis

97

C CCH3

CH3 HH

HHC C

CH3H3C

HHHH

Konfiguraacutecioacutes diasztereomerek

Konformaacutecioacutes diasztereomerek

C CH H

CH3H3CCC

HH3C

H CH3

98

- huacutezaacutes (stretch)

- hajliacutetaacutes (bend)

- csavaraacutes (torsion)

O OH

Hr 1r 2

r 2

O OH

H

α

OH

OH

τ (φ)

Oslash99

O OH

H

HOOH

OOH

HE

α30 kcalmol

Hajliacutetaacutes bend

Huacutezaacutes (nyuacutejtaacutes) stretch

disszociaacutecioacute

E

r

~ 90 ~ 50 kcalmol

HOO + H

HO + HO

Oslash100

H

H

H

O OH

H

1 kcalmol

~ 10kcalmol

(torzioacutes szoumlg)τ

Newman projekcioacute

H H

0o 60o 180o 300o 360o

OO

H

H

HHH HH

Oslash101

CH2 CH2Y ZY = Z = H

Y = Z = CH3

etaacuten

n-butaacuten

300o 360o240o180o120o60o0o

0o120o- 60o-180o-240o-300o-360o-

oacutera jaacuteraacutesaacuteval megegyező

oacutera jaacuteraacutesaacuteval ellenteacutetes

ZY

Z

Y

ZY

Z

Y

Z

Y

ZYZY

syn antisynperiplanar synklinal antiklinal antiperiplanar antiklinal synklinal

102

CCH

H H

HH

HH H

H

H

H H

CCH

H H

H

H HH H

HH

HH

0o 120o 240o 360o

12 M

m

M12 M M

mm

Θ

M = m

E(Θ)

minimum

Maximum

103

HHH H

CH3CH3

HHH H

CH3CH3

H

HH H

CH3

CH3

E

0deg dieacutederes szoumlg

E szabadentalpia-kuumlloumlnbseacuteg

58

29

07

(kcal)

H H

H3CH CH3

H

H H

H3CH H

CH3

H3C CH3

H HH

H

CH3HH H

CH3H

060deg 120deg 180deg 240deg 300deg 360deg

szinperiplanaacuteris szinklinaacutelis antiklinaacutelis antiperiplanaacuteris antiklinaacutelis szinklinaacutelis104

∆G0 = G01 - G0

2

K = e∆G0

RT

∆G = - RT ln K∆G = ∆H - T∆S

∆H = 074

∆S = 2 K = 19

gauche ndash anti araacuteny

minden gauche konformerre keacutet anti forma jut K= [a][g] Oslash105

0o

0o

60o

60o

120o

120o

180o

180o

240o

240o

300o

300o 360o

360o

RELA

T

IacuteV

ENERGIA

ANTI EFFEKTUS

GAUCHE EFFEKTUS

EXTREacuteMGAUCHE

EFFEKTUS

H

H H

H H

H

CH3

H H

H H

CH3

TORZIOacuteS SZOumlG

ZY

Z

YZ

Y

Z

Y

ZY

ZY ZY

F

H H

OH

repulsions

F

H H

H 106

attractiveinteractions

orbitalinteractions

antiperiplanarposition

Anti-effect

107

repulsions

F

H H

OH

repulsions

F

H H

H

Extrem gauche effect

108

C-F

C-H

C-F

C-HC-C C-C

Oslash109

CikloalkaacutenokGyűrűfeszuumlltseacuteg

Hipotetikus planaacuteris rendszerek

Baeyer vegyeacuterteacutekszoumlg-deformaacutecioacute (angulaacuterisgyűrű feszuumlleacutes)

Pitzer anti-aacutellaacuteshoz keacutepesti energiatoumlbblet (torzioacutes feszuumlleacutes)

van der Waals nemkoumltő atomok szterikus koumllcsoumlnhataacutesa

Nem planaacuteris vegyuumlletek

CC C

C

C

boriacuteteacutek

C C C

C

Ctwist

pszeudorotaacutecioacute

CC

C C

V-alakuacute

CCC

CCC

szeacutek110

3 4 5 6 7 8 9 10Gyűrűtagszaacutem

Gyűrű

feszuumlleacutes

kcalmol

hataacutereacuterteacutek

111

Cl

H

H

H

Cl

H

H

Cl

H

H

Cl

H

Cl

H

H

H

H

Cl

mezo SS RR

cisz transz

Ciklopropaacuten

C

C

HOOC

HOOC

H

HOH

OH

S

R

C

C

HOOC

HOOC

OH

HH

OHR

RC

C

COOH

COOH

HO

HH

HOS

S

intramolekulaacuteristuumlkoumlrsiacutek

diasztereomerek diasztereomerek

enantiomerek 112

Ea(a e)

∆Ea+∆E

∆E

Ea(a e)

Z

Hkb 5szeacutek

ZH

kb 95szeacutek

kb 2 kcal

csavartkaacuted

csavartkaacuted

kaacuted

ZH

feacutelszeacutekfeacutelszeacutek

ZH

Ciklohexaacuten

113

A 3-3 nemszomszeacutedos szeacutenatom aacuteltal definiaacutelt siacutekokra

merőleges koumlteacutesiraacutenyok axiaacutelis

A toumlbbi koumlteacutes e keacutet siacutek koumlzoumltt van ekvatoriaacutelis

Pszeudorotaacutecioacute a gyűrűs vegyuumlletek konformerjei

szoumlgfeszuumlltseacuteg neacutelkuumll alakulnak egymaacutesba

114

transz 12-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

cisz 12-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

Z

H

Z

H Z

HZ

Ha

eae

Z

HZ

H

Z

H

Z

H

a

e

ae

115

transz 13-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

cisz 13-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

Z

HZ

H

Z

H Z

H

a

e ae

Z

HZ

HZ

H

Z

H

a

e

ae

116

H

Z

Z

H

H

Z Z

Ha

ea

e

transz 14-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

Z

HZ

H

H

Z

Z

Ha

ea

e

cisz 14-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

117

Oslash118

8 CO2 + 8 H2O

- 12483 kcalmol - 12468 kcalmol

15 kcalmol

CH3

CH3H

H

+ 12 O2

cisz-12-dimetilciklohexaacuten

CH3

H

H

CH3

transz-12-dimetilciklohexaacuten

+ 12 O2

119

Diszubsztituaacutelt ciklohexaacutenokszerkezeti izomerjeinek konformaacutecioacutes viszonyai

Szerkezeti izomer Geometriai izomercisz transz

12

14

ae aa

ea ee

13aa ae

ee ea

120

Oslash121

BrNH2

Br

NH23a 2b

NH2

Br

Br

NH24a 1b

NH2

Br

Br

NH2

1b 4a

NH2

Br

NH2

Br2b 3a

NH2

Br

Br

NH23b 2a

Br

NH2

BrNH24b 1a

Konformaacutecioacutes Konformaacutecioacutes

BrNH2 Br

NH2

1a 4b

Br

NH2

BrNH2

2a 3b

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesenantiomerek

Konfiguraacutecioacutesenantiomerek

diasztereomerek diasztereomerek

12-helyzetben kuumlloumlnboumlző helyettesiacutetőket tartalmazoacute ciklohexaacuten szaacutermazeacutekokkonfiguraacutecioacutes eacutes konformaacutecioacutes viszonyai

Oslash122

H

H

H

HH

H

H

H

Dekalin

cisz transz

123

transz-transz-transzanellaacutecioacute

cisz-transz-transzanellaacutecioacute

DC

BA

DC

BA

H H

R

H

H H

H

H

H

R

H H

DCBA

R

H

H

H

H

H

H

DCBA

R

H

H

H

H

H

H

CH3

CH3

CH3

CH3

Oslash124

A kiralitaacutes kialakulaacutesa eacutes bioloacutegiai jelentőseacutege

Kiraacutelis vegyuumlletek

termeacuteszetes aminosavak (elsősorban L konfiguraacutecioacute)peptidek enzimektermeacuteszetes szeacutenhidraacutetok (elsősorban D konfiguraacutecioacute)gyoacutegyszerek

Az első kiraacutelis vegyuumllet kialakulaacutesa

az elemi reacuteszek gyenge koumllcsoumlnhataacutesaacutenakiraacutenyfuumlggeacuteseacutevel van kapcsolatban

autokataliacutezis

a termeacuteszet nem tuumlkoumlrszimmetrikus (a termeacuteszet homokiraacutelis)

Oslash125

Az optikai aktivitaacuteseredete szeacutenhidraacutetokkiralitaacutescentrumaacutenakkieacutepuumlleacutese a termeacuteszetben

Oslash126

Oslash127

• Slide Number 1
• Slide Number 2
• Slide Number 3
• Slide Number 4
• Slide Number 5
• Slide Number 6
• Slide Number 7
• Izomeacuteria
• Slide Number 9
• Slide Number 10
• Slide Number 11
• Slide Number 12
• Slide Number 13
• Slide Number 14
• Slide Number 15
• Slide Number 16
• Slide Number 17
• Slide Number 18
• Szerkezeti izomeacuteria
• Slide Number 20
• Slide Number 21
• Slide Number 22
• Slide Number 23
• Slide Number 24
• A tautomeacuteria tiacutepusai
• Slide Number 26
• Slide Number 27
• Slide Number 28
• Slide Number 29
• Slide Number 30
• Sztereoizomeacuteria
• Slide Number 32
• Slide Number 33
• Slide Number 34
• Slide Number 35
• Slide Number 36
• Slide Number 37
• Slide Number 38
• Slide Number 39
• Slide Number 40
• Slide Number 41
• Slide Number 42
• Slide Number 43
• Slide Number 44
• Slide Number 45
• Slide Number 46
• Slide Number 47
• Tovaacutebbi kiralitaacutes tiacutepusok
• Slide Number 49
• Slide Number 50
• Slide Number 51
• Slide Number 52
• Slide Number 53
• Slide Number 54
• Slide Number 55
• Slide Number 56
• Slide Number 57
• Toumlbb kiralitaacuteskoumlzpont
• Slide Number 59
• Slide Number 60
• Slide Number 61
• Slide Number 62
• Slide Number 63
• Slide Number 64
• Slide Number 65
• Slide Number 66
• Slide Number 67
• Slide Number 68
• Slide Number 69
• Slide Number 70
• Slide Number 71
• Slide Number 72
• Slide Number 73
• Slide Number 74
• Slide Number 75
• Konfiguraacutecioacutes izomeacuteria
• Slide Number 77
• Slide Number 78
• Slide Number 79
• Slide Number 80
• Slide Number 81
• Slide Number 82
• Slide Number 83
• Slide Number 84
• Slide Number 85
• Slide Number 86
• Slide Number 87
• Slide Number 88
• Slide Number 89
• Slide Number 90
• Slide Number 91
• Slide Number 92
• Slide Number 93
• Slide Number 94
• Slide Number 95
• Slide Number 96
• Slide Number 97
• Slide Number 98
• Slide Number 99
• Slide Number 100
• Slide Number 101
• Slide Number 102
• Slide Number 103
• Slide Number 104
• Slide Number 105
• Slide Number 106
• Slide Number 107
• Slide Number 108
• Slide Number 109
• Slide Number 110
• Slide Number 111
• Slide Number 112
• Slide Number 113
• Slide Number 114
• Slide Number 115
• Slide Number 116
• Slide Number 117
• Slide Number 118
• Slide Number 119
• Slide Number 120
• Slide Number 121
• Slide Number 122
• Slide Number 123
• Slide Number 124
• Slide Number 125
• Slide Number 126
• Slide Number 127

Aliciklusok

Cikloalkaacutenok Policiklusosalkaacutenok

Cikloalkeacutenek Cikloalkinek

ciklohexaacuten spiropentaacuten ciklohexeacuten ciklooktin

Aromaacutesvegyuumlletek

Monociklusok Kondenzaacutelt gyűrűsvegyuumlletek

Monoszubsztituaacuteltbenzolszaacutermazeacutekok

Toumlbbszoumlroumlsenszubsztituaacutelt

benzolszaacutermazeacutekokR R

Lineaacuterisanellaacutecioacute

Angulaacuterisanellaacutecioacute

2

34

5

61

para

orto

metaantraceacuten fenantreacuten

Heterociklusok

Teliacutetett Aromaacutes

Monociklusok Kondenzaacutelt gyűrűsvegyuumlletek

Otetrahidrofuraacuten

Teliacutetetlen(mono- eacutespoliciklus)

S

NH

1

23

45

6

36-dihidro-2H-[13]-tiazin

Npiridin

N

NH

imidazol

NH

indol

N

N

N

N

H

purin

Izomeacuteria

Izomeacuteria(isos azonos meacuteros reacutesz)

Azonos oumlsszegkeacutepletazonos kvalitatiacutev oumlsszeteacutetelazonos kvantitatiacutev oumlsszeteacutetelazonos relatiacutev molekulatoumlmeg

Kuumlloumlnboumlző szerkezet

CH3CH2CH2Cl

CH3CH2CH3

CH3CH2CH3

CH3CH CH2

CH3CH CH2

CH3CH2CH2CH3 CH3CHCH3

CH3

nem izomerek

izomerek

nem izomerek

CH = 12

nem izomerek

9

Izomeacuteriaacutek csoportosiacutetaacutesa

Szerkezeti izomeacuteriaFunkcioacutes csoport izomeacuteriaKuumlloumlnleges tiacutepusok

szeacutenvaacutez izomeacuteriahelyzeti izomeacuteriatautomeacuteria

Sztereoizomeacuteriakonformaacutecioacutes (rotaacutecioacutes) izomeacuteriageometriai izomeacuteria (cisz-transz

izomeacuteria Z-E izomeacuteria)optikai izomeacuteria

Szerkezeti izomeacuteria kuumlloumlnboumlző oumlsszekapcsoltsaacuteg (konnektivitaacutes)Sztereoizomeacuteria azonos konnektivitaacutes

kuumlloumlnboumlző teacuterszerkezet

A kiraacutelis (kheir keacutez) taacutergyak tuumlkoumlrkeacutepuumlkkel nem hozhatoacutek fedeacutesbe sem rotaacutecioacutes sem transzlaacutecioacutes mozgaacutessal (kiveacuteve a molekulaacuten beluumlli rotaacutecioacute lehetőseacutegeacutet)

A kiralitaacutes szerkezeti felteacutetelea taacutergynak ne legyen tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengelye

10

azonos oumlsszegkeacutepletű de kuumlloumlnboumlző szerkezetű vegyuumlletekebben az esetben kuumlloumlnboumlző szerkezetű keacutet molekula ha bennuumlkaz atomok kapcsoloacutedaacutesi sorrendje kuumlloumlnboumlző

2D-szerkezetben valoacute kuumlloumlnboumlzőseacuteg kuumlloumlnboumlző kapcsoloacutedaacutesi sorrend(kuumlloumlnboumlző konstituacutecioacute)

2 Sztereoizomeacuteria

azonos oumlsszegkeacuteplet de elteacuterő teacuterszerkezet

3D-szerkezetben valoacute kuumlloumlnboumlzőseacuteg azonos konstituacutecioacute de kuumlloumlnboumlző teacuterszerkezet

1 Konstituacutecioacutes (szerkezeti) izomeacuteria

11

azonos atomkonnektivitaacutessztereoizomerek

elteacuterotilde atomkonnektivitaacutesnem sztereoizomerekszerkezeti izomerek

C

CBr H

ClH3C

E

C

CCl H

BrH3C

E

C

C

Cl

Br H

CH3

Z

12

Enantiomerekegymaacutessal fedeacutesbe nem hozhatoacute tuumlkoumlrkeacutepi paacuterok

azonos internukleaacuteris taacutevolsaacutegkuumlloumlnboumlző csoportsorrend (konfiguraacutecioacute)

Diasztereomereknem enantiomerek (lehetnek akiraacutelisak is)nincsenek egymaacutessal tuumlkoumlrkeacutepi viszonyban

azonos oumlsszekapcsoltsaacutegkuumlloumlnboumlző internukleaacuteris taacutevolsaacuteg

Konformaacutecioacutes eacutes konfiguraacutecioacutesenantiomerekdiasztereomerek

13

Konstituacutecioacutes izomerek

Azonos oumlsszegkeacuteplet kuumlloumlnboumlző oumlsszekapcsoltsaacuteg

Konformaacutecioacutes izomerek

A konformaacutecioacutes izomerek egyszeres koumlteacutes(ek) koumlruumlli rotaacutecioacuteval (vagy pszeudorotaacutecioacuteval) egymaacutesba alakiacutethatoacutek

Keacutet szomszeacutedos (szeacuten)atom szubsztituenseinek egymaacuteshoz valoacute viszonya

Konfiguraacutecioacutes izomerek

A konfiguraacutecioacutes izomerek egyszeres koumlteacutes(ek) koumlruumlli rotaacutecioacuteval nem alakiacutethatoacutek egymaacutesba

Egy adott (szeacuten)atomon levő csoportsorrend

14

Alfa helyzetű szubsztituens Beacuteta helyzetű szubsztituens

pszeudorotaacutecioacuteaxiaacutelis ekvatoriaacutelis

Konformaacutecioacute

Konfiguraacutecioacute

Konstituacutecioacute

pszeudorotaacutecioacute

15

transz cisz

H

H

H

H

transz ciszdekalin

12-dimetilciklohexaacuten

Konfiguraacutecioacute

16

COOH

COHH3C

H

SCOOH

CHO CH3

HR

L-(+)-tejsav D-(-)-tejsav

fumaacutersavmaleinsav

C

C

HOOC H

H COOH

C

C

H COOH

H COOH

Citromsav ciklus (Szent-Gyoumlrgyi-Krebs ciklus)

izomszoumlvet tejsavas erjedeacutes

17

(Az izomerek leacutetkeacutepesseacutege fuumlgg a koumlztuumlk leacutevő energiagaacutet nagysaacutegaacutetoacutel)

AtropizomeacuteriaCsavart kaacutedakGauche konformerekAntiklinaacutelis konformerek

Koumlteacutesmenti rotaacutecioacuteval egymaacutesba alakiacutethatoacutek

Koumlteacutesmenti rotaacutecioacuteval nem alakiacutethatoacutek egymaacutesba

Koumlteacutesmenti rotaacutecioacuteval nem alakiacutethatoacutek egymaacutesba

Cisz-transz (geometriai) izomerek

Koumlteacutesmenti rotaacutecioacuteval egymaacutesba alakiacutethatoacutek

Fedeacutesbe nem hozhatoacute tuumlkoumlrkeacutepi paacuterok

Kuumlloumlnboumlző vegyuumlletek azonos oumlsszegkeacuteplettel

KONSTITUacuteCIOacuteS IZOMEREK

(szerkezeti vagy struktuacuterizomerek)Az atomok kapcsoloacutedaacutesi sorrendje elteacuterő

TAUTOMEREK

Ugyanaz a vegyuumllet keacutetfeacutele szerkezettel reagaacutel

SZTEREOIZOMEREK

Azonos konstituacutecioacute elteacuterotilde teacuterbeli elrendeződeacutes

Alkaacutenok rotaacutecioacutes izomereiCiklohexaacuten szeacutek-kaacuted izomerei

keto-enol tautomeacuterialaktim-laktaacutem tautomeacuteriagyűrű-laacutenc tautomeacuteria

(Optikai izomerek) Kiraacutelis vegyuumlletek

Nem enantiomerek

Toumlbb kiralitaacutescentrumot tartalmazoacute vegyuumlletekBizonyos atomoknak egy meghataacuterozott

siacutekhoz viszonyiacutetott relatiacutev helyzeteacuteben kuumlloumlnboumlznek

Kettős koumlteacuteses vegyuumlletek Z - E izomeacuteriaacutejaDiszubsztituaacutelt cikloalkaacutenok cisz - transz izomeacuteriaacutejaKondenzaacutelt gyűrűs bicikloalkaacutenok cisz - transz izomeacuteriaacuteja

Centraacutelis kiralitaacutesHelikaacutelis kiralitaacutesAxiaacutelis kiralitaacutes

AlleacutenizomerekSpirovegyuumlletek

KIRAacuteLIS DIASZTEREOMEREK

AKIRAacuteLIS DIASZTEREOMEREK

DIASZTEREOMEREK ENANTIOMEREK

KONFORMAacuteCIOacuteS ENANTIOMEREK

KONFIGURAacuteCIOacuteS ENANTIOMEREK

KONFIGURAacuteCIOacuteSDIASZTEREOMEREK

KONFORMAacuteCIOacuteSDIASZTEREOMEREK

Izomeacuteria

18

Szerkezeti izomeacuteria

19

CH3OCH3 CH3CH2OH

Szerkezeti izomeacuteria

Regioizomeacuteria

Szeacutenvaacutez izomeacuteria CH3CH2CH2CH2CH3 CH3CHCH2CH3

CH3

CH3CCH3

CH3

CH3

H2C CHCH2CH2CH3 CH3CH CHCH2CH3

CH3CH2CH2Cl CH3CHCH3

Cl

Funkcioacutes csoport izomeacuteria

20

OCH3

Br2

FeBr3

OCH3

Br

+

OCH3

Br

OCH3

Br

+

haacuterom regioizomer termeacutek

CC

H

H

CH3

CC

H

H

H

Br CH3

+C

C

Br

H

H

H CH3

HBr

keacutet regioizomer termeacutek

Regioizomeacuteria

Keacutet regioizomer termeacutek keletkezhet dehellipSzelektivitaacutes

Haacuterom regioizomer termeacutek keletkezhet dehellipSzelektivitaacutes

21

H3C CH2 CH2 CH3 H3C CH CH3

CH3

n-butaacuten i-butaacuten

H2C CH2

CHCH3

H2C CH2

H2C CH2

metilciklopropaacuten ciklobutaacuten

22

A compound with the general formula CnH2n contains one double-bond equivalent ndasheither one double bond or one ring

CH3 CH2 CH CH2CH2 CH2

CH2 CH2

an alkane a cycloalkane

A compound with the general formula CnH2n-2 might have one triple bond two ringstwo double bonds or one ring plus one double bond We can say that the formulaCnH2n-2 represents a structure with two double-bond equivalents

Three of many possible structural isomers for C8H14

CH3 (CH2)5 C CH

one triple bond two rings

CH2CH3

one double bondand one ring

23

Tautomeacuteriaegy hidrogeacutenatom eacutes egy kettőskoumlteacutes helyzeteacuteben kuumlloumlnboumlznek ndash a hidrogeacutenatom

mozgeacutekony iacutegy gyors eacutes reverziacutebilis protoncsere valoacutesul meg

Protomeacuteria eacutes elektromeacuteria egyszerre van jelen

CH

HH

C

O

COOH C CH

H OH

COOH

Oxo-enol tautomerek

Tautomeacuteria

Kezelhető szerkezeti izomerkeacutent

24

A tautomeacuteria tiacutepusai

25

1) alacsonyabb pKa eacuterteacutek2) konjugaacutelt rendszer3) hidrogeacuten kelaacutet (6 elektron)

Oxo-enol tautomeacuteria

O OH

CH3H3C

H2C

H

C

O

CH3 H2C C CH3

O H

enoloxo

pKa 20

9999975 000025

F2C C

O H

CF3 F2C

H

C

O

CF3

OH O

H

CH3 C

O

CH C

O

CH3

H

CH3 C

O

CH C

O

CH3

H

pKa 9

20 80

200oC 3oacute

O

O

H

OH

O 26

NH2R C

Y Y

NHR C

H

Y= O S NR1

a)

b)

NH2

NHR1

R2N CNH

NHR1

R2HN CNH2

NR1

R2HN C

Savamid-imidsav eacutes rokon rendszerektautomeacuteriaacuteja

Guanidin-szaacutermazeacutek27

XH

N NH

X

Prototroacutepia (hetrociklusoknaacutel)

N NH

XH X

HN NH

X

HN NH

X

N NH

XH

HN N

XH

dominaacutens forma

28

α anomer izaacutecioacute

-D-Glcfβ-D-Glcfα

βO

OH

CH2OHHO OH

OHOH

O

OH

CH2OHHO

OH

HO

OHCHO

OHHOH2C

HO

β

D-Glcpβminus-D-Glcpα

α

OHOH2C

HOHO

OHOH

OHO

HOH2C

HOHO

OH

Gyűrű-laacutenc tautomeacuteria

De nem koumlzvetlenuumll

29

N OC

O

CH3N OC

O CH3

Szubsztituens tautomerizaacutecioacute

NN

N N N N

NN

N NN

N

Vegyeacuterteacutek izomerizaacutecioacute

Oslash30

Sztereoizomeacuteria

31

Sztereoizomeacuteria

Konfiguraacutecioacuteaz atomok koumllcsoumlnoumls teacuterbeli elrendeződeacutese az egyszereskoumlteacutesek koumlruumlli elfordulaacutest (aacuteltalaacuteban) nem veszi figyelembe

Konformaacutecioacuteegyszeres koumlteacutesek koumlruumlli elforgataacutes amelynek soraacuten konformerek joumlnnek leacutetre

Konfiguraacutecioacutes eacutes konformaacutecioacutesenantiomerekdiasztereomerek

32

COOH

COOH

mcisz transz transz

izomeacuteriageometriaiizomeacuteria

optikai izomeacuteria

COOHHOOC COOH

HOOC COOH

HOOC

poziacutecioacutes

SztereoizomeacuteriaSzerkezeti izomeacuteria

Helyzeti izomeacuteria

33

Enantiomerekegymaacutessal fedeacutesbe nem hozhatoacute tuumlkoumlrkeacutepi paacuterok

azonos internukleaacuteris taacutevolsaacutegkuumlloumlnboumlző csoportsorrend (konfiguraacutecioacute)

Diasztereomereknem enantiomerek (lehetnek akiraacutelisak is)nincsenek egymaacutessal tuumlkoumlrkeacutepi viszonyban

azonos oumlsszekapcsoltsaacutegkuumlloumlnboumlző internukleaacuteris taacutevolsaacuteg

34

C CH3C

Cl

C

H

CH3

BrH

C CCl

H3C

C

H

CH3

BrH

C CH3C

Cl

C

H

CH3

HBr

C CCl

H3C

C

H

CH3

HBr

E R

E S

Z R

Z S

Enantiomerek Enantiomerek

Diasztereomerek

Diasztereomerek

Diasztereomerek

Diasztereomerek

Oslash35

Kiraacutelis vegyuumlletek kiraacutelis koumllcsoumlnhataacutesok

termeacuteszetes aminosavak (főkeacutent L konfiguraacutecioacute)peptidek enzimek

termeacuteszetes szeacutenhidraacutetok (D konfiguraacutecioacute)

gyoacutegyszerek (sok esetben kiraacutelis molekulaacutek)

gyoacutegyszer-receptor koumllcsoumlnhataacutes

Sztereokeacutemia jelentőseacutege

Oslash36

Journal of

Chemical Education

ISSN 0021-9584

Volume 73 Number 6June 1996

Oslash37

Journal ofChemical Education

ISSN 0021-958413

Volume 73 Number 6June 199613

13

13

Oslash38

Kiralitaacutes

A kiraacutelis taacutergyak tuumlkoumlrkeacutepuumlkkel nem hozhatoacutek fedeacutesbe sem rotaacutecioacutes semtranszlaacutecioacutes mozgaacutessal (kiveacuteve a molekulaacuten beluumlli rotaacutecioacute lehetőseacutegeacutet)

A kiralitaacutes szerkezeti felteacutetelea taacutergynak ne legyen tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengelye

Tiacutepusok

Centraacutelis kiralitaacutes ndash sztereogeacuten centrum (R S D L)egy kiraacutelis (szeacuten)atomtoumlbb kiraacutelis szeacutenatom

Axiaacutelis kiralitaacutes ndash tengely koumlruumlli elhelyezkedeacutes (R S)alleacutenizomeacuteria spirovegyuumlletek atropizomeacuteria

Planaacuteris kiralitaacutes ndash siacutekhoz viszonyiacutetott helyzet (P pR M pS)csavart kaacutedak transz cikloalkeacuten

Helikaacutelis kiralitaacutes ndash nem siacutekbeli csavarvonalak (P M)alkaacuten konformerek (gauche antiklinaacutelis)heliceacutenek

39

Azonos minőseacutegi mennyiseacutegi oumlsszeteacutetel moacuteltoumlmeg konstituacutecioacute de kuumlloumlnboumlző teacuterbeli sorrend

Cl

F BrH

R S

Cl

FBrH

konfiguraacutecioacutejeloumlleacutes (+) (ndash) = d l D L R S

40

Azonos minőseacutegi mennyiseacutegi oumlsszeteacutetel moacuteltoumlmeg konstituacutecioacute de kuumlloumlnboumlző teacuterbeli sorrend

C

l

F

B

r

H

R

S

C

l

F

B

r

H

konfiguraacutecioacutejeloumlleacutes(+) (ndash) = d ld l R S

_1063020419

2

1

3

X4

1

X4

23

1

X4

32

(R) (S)

CC

2

1

3

I

BrCl

4F

2

1

3

OH

DT

4H C

OH

H

DT

(R)(S)

41

(R)

HCC

C CHH

HO H

CCC

H HC H

CHH3C

H

HH

H

H

C

Cl HH H

HH

1 4

3

2

1 oumlvezet2 oumlvezet

3 oumlvezet

4 oumlvezet

H

42

CH

OHCH3

CH3CH2

(R)-butaacuten-2-ol (S)-butaacuten-2-ol

180o-os forgataacutes

CH

OHCH3

CH3CH2

CH

OHCH3CH2

CH3

CH

HOCH2CH3

CH3

CH

OHCH3CH2

CH3

A kiralitaacutes az atomok egy pont (sztereogeacuten centrum kiralitaacutescentrum aszimmetriacentrum)koumlruumlli elrendeződeacuteseacutenek koumlvetkezmeacutenye A kiralitaacutest leacutetrehozoacute szerkezeti elemek elrendeződeacuteseegy koumlzpontra vonatkoztathatoacute Egy X centraacutelis atomhoz neacutegy kuumlloumlnboumlző ligandum kapcsoloacutedik a tuumlkoumlrkeacutepek nem hozhatoacutek fedeacutesbe a keacutet konfiguraacutecioacutes izomer enantiomer viszonyban van egymaacutessalSztereogeacuten centrum ndash Egy sp3 szeacutenatom (vagy maacutes atom) 4 kuumlloumlnboumlző ligandumot tartalmaz

Centraacutelis kiralitaacutes

43

Optikai izomeacuteria

Optikai izomerek olyan sztereoizomerek amelyek optikai forgatoacutekeacutepesseacutegbenkuumlloumlnboumlznek

Centraacutelis kiralitaacutes

Sztereogeacuten centrum aacutebraacutezolaacutesaperspektiacutevikus (teacuterszerkezeti)proiciaacutelt (vetiacutetett)

keacuteplettel (Fischer projekcioacute)

L

COOH

CH3H2NH

R

D

COOH

CH3 NH2H

S

intermolekulaacuteristuumlkoumlrsiacutek

COOH

CH3

H NH2

COOH

CH3

H2N H

44

Optikai aktivitaacutesAzok a vegyuumlletek melyek a siacutekban polarizaacutelt feacuteny siacutekjaacutet elforgatjaacutek optikailag aktiacutevakJobbra forgataacutes (oacuteramutatoacuteval azonos) jele (+) balra forgataacutes (oacuteramutatoacuteval ellenteacutetes) jele (-)

Azok a molekulaacutek keacutepesek optikai forgatoacutekeacutepesseacuteg leacutetrehozaacutesaacutera melyek mindenkonformaacutecioacuteja kiraacutelisHa egy kiraacutelis vegyuumlletnek csak egyik enantiomerje van jelen a vegyuumllet optikailag aktiacutev(elforgatja a polarizaacutelt feacuteny siacutekjaacutet) Ha a keacutet enantimer ekvimolaacuteris elegye (racemaacutet) van jelen a tuumlkoumlrkeacutepi paacuterok kompenzaacutecioacuteja miatt nincs makroszkoacutepikus forgataacutes

Oslash45

Fresnel elmeacutelete szerint a siacutekban polarizaacutelt feacuteny keacutet ellenteacutetes iraacutenyaacutebacirkulaacuterisan polarizaacutelt komponensből tevődik oumlssze Optikailag aktiacutev koumlzegbenaz egyik cirkulaacuteris komponens lassabban halad mint a maacutesik ezeacutert aztaacutenamikor kileacutepnek a koumlzegből eltoloacutedott faacutezisban oumlsszegeződnek uacutejra s eza polarizaacutecioacute siacutekjaacutenak elfordulaacutesaacuteban nyilvaacutenul meg Az optikailag aktiacutev anyagmolekulaacutei kuumlloumlnboumlző meacuterteacutekű koumllcsoumlnhataacutesba leacutepnek a jobbra eacutes a balracirkulaacuteris feacutenysugaacuterral A cirkulaacuterisan polaacuterozott feacuteny uacutegy jellemezhető hogya feacutenysugaacuter menteacuten az elektromaacutegneses teret leiacuteroacute elektromos eacutes maacutegnesesvektorok veacutegpontjai egy jobb vagy bal menetű csavarvonalon helyezkednek el

Optikai aktivitaacutes meacutereacutese

polarimetertube

Polarizerfixed Nicolprism

Plane-polarizedlight

Solution of opticallyactive material

Plane ofpolarizationhas undergonea rotation

Analyizermovable Nicolprism

ViewerUnpolarizedlight fromsource

Oslash46

siacutekban polarizaacutelt feacuteny

polarizaacuteloacute lencse (Nicol prizma)

normaacutel feacuteny

a)

b)

c)

x

z

z

z

siacutekban polaacuterozott feacuteny P eacutes M helicitaacutesuacutecirkulaacuterisan polaacuterozott feacuteny

minta

x

z

α

z

x

Oslash47

Tovaacutebbi kiralitaacutes tiacutepusok

48

Sztereogeacuten centrum jelenleacutete nem szuumlkseacuteges sem nem eleacutegseacuteges felteacutetele a kiralitaacutesnak

Nem szuumlkseacuteges peacuteldaacuteul axiaacutelis kiralitaacutes planaacuteris kiralitaacutes

Axiaacutelis kiralitaacutes A kiralitaacutes az atomok egy tengely koumlruumlli elrendeződeacuteseacutenek koumlvetkezmeacutenye

Alleacutenek kiralitaacutesa

Planaacuteris kiralitaacutes A kiralitaacutes az atomok egy siacutek koumlruumlli elhelyezkedeacuteseacutenek koumlvetkezmeacutenye

Helikaacutelis kiralitaacutes Csavarvonal (spiraacutelis) szerkezetű molekulaacutekPl DNS kettős heacutelixe polipeptidek kettős α-heacutelixe

C C CH

ClHCl CCC

H

ClHCl

COOH

CH3

CrOC

OCOC

CrCO

COCO

COOH

CH3

49

R S

HOOC

Br

COOH

Br6

2

6

2COOH

Br

HOOC

Br

tuumlkoumlrsiacutek

C

Br

COOHBr1

2

3 4

HOO c2COOH

Br

BrHOOC

c2

1

2

34

Atropizomeacuteria

50

Axiaacutelis kiralitaacutes

R-konfiguraacutecioacute

51

C CH

H3CC

H

CH3

CCH

CH3C

H

H3C

NH

HN

NH

NH

tuumlkoumlrsiacutek

Nem minden kiraacutelis molekula rendelkezik aszimmetria centrummal

52

Cukor Foszfor atom Oslash53

Konformaacutecioacutes enantiomerek

P M

Helikaacutelis kiralitaacutes

Konfiguraacutecioacutes enantiomerek

P M

Heptaheliceacuten n-Butaacuten

54

Oslash55

56

Feheacuterjeacutek teacuterszerkezete

Oslash

57

Nukleinsavak teacuterszerkezete

Oslash

Toumlbb kiralitaacuteskoumlzpont

58

Toumlbb aszimmetria centrumot tartalmazoacute vegyuumlleteklehetseacuteges sztereoizomereinek szaacutema

A nem enantiomeacuteria viszonyban aacutelloacute sztereoizomerek

diasztereomerek

Ha az n db aszimmetria centrum koumlzoumltt vannak azonosak a fuumlggetlen sztereoizomerek szaacutema lt 2n

mezo-forma nem kiraacutelis

2n

59

CH3CH3

HO H

OHHCH3

H3COHH

HO H

CH3CH3

HO H

HHOCH3

H3COHH

H OH

CH3CH3

HO H

OHH

180o forgataacutes

mezo-23-butaacutendioltuumlkoumlrkeacutepi paacuterok fedeacutesbe hozhatoacutek - akiraacutelis

(2R3R)-23-butaacutendiol (2S3S)-23-butaacutendiol

CH3 CH3

H HHO OH

Egyetlen sztereogeacuten centrumot tartalmazoacute molekula mindig kiraacutelis desztereogeacuten centrum jelenleacutete nem szuumlkseacuteges sem nem eleacutegseacuteges felteacutetele a kiralitaacutesnak

Nem eleacutegseacuteges toumlbb sztereogeacuten centrumot tartalmazoacute molekula lehet akiraacutelisPeacutelda

60

Nem minden olyan molekula kiraacutelis amely aszimmetria centrumokkal rendelkezik

Nem minden kiraacutelis molekula rendelkezik aszimmetria centrummal

axiaacutelis kiralitaacutes 13-diszubsztituaacutelt alleacuten planaacuteris kiralitaacutes spirovegyuumlletek koumlreacuteben

mezo vegyuumlletek cisz-12-azonosandiszubsztituaacutelt ciklopropaacuten

Oslash61

COOHH

HHOOC

CH3H

H3C HS2

COOH

HHO

H OH

COOH

S2

COOHH

HHOOC

HH

H H

borkősav

Newman (fűreacuteszbak) projekcioacuteKonformatiacutev

62

Fisher projekcioacuteval aacutebraacutezolt L- eacutes D-borkősav

mezo-borkotildesav

COOHCH OHCCOOH

OHH

COOHCHO HCCOOH

HHO

szotildelotildesav

COOHCH OHCCOOH

HHO

COOHCHO HCCOOH

OHH

L-(+)-borkotildesav D-(-)-borkotildesav

63

Oslash64

Cl

H

H

H

Cl

H

H

Cl

H

H

Cl

H

Cl

H

H

H

H

Cl

mezo SS RR

cisz transz

Nem minden olyan molekula kiraacutelis amely aszimmetria centrumokkal rendelkezik

65

Szimmeriaelemek(szimmetria azonos meacuteret)

Akkor mondjuk hogy egy taacutergy szimmetriaelemmel rendelkezik ha a megfelelőszimmetriaművelet (tuumlkroumlzeacutes forgataacutes inverzioacute) a taacutergyat az eredetivel fedeacutesbehozhatoacute alakzattaacute konvertaacutelja

Pontcsoport ndash meghataacuterozott taacutergyra vonatkozoacute szimmetriaműveletek oumlsszesseacutege

szimmetriasiacutek (σ) a molekulaacutet keacutet olyan feacutelre bontja amelyek egymaacutesnak pontostuumlkoumlrkeacutepei (Szimmetriasiacutekot tartalmazoacute molekula akiraacutelis de a siacutek hiaacutenya nem okozkiralitaacutest)

n-ed rendű forgaacutesi szimmetriatengely (Cn) a molekulaacutet a tengely koumlruumll 360degnszoumlggel elforgatva az eredetitől megkuumlloumlnboumlzhetetlen molekulaacutet kapunk

szimmetriacentrum (inverzioacutes centrum) (Ci) a molekula baacutermely elemeacutet aszimmetriacentrummal oumlsszekoumltve eacutes az ellenkező iraacutenyba azonos taacutevolsaacutegrameghosszabbiacutetva azonos elemhez jutunk (Szimmetriacentrumot tartalmazoacutemolekula akiraacutelis de hiaacutenya nem okoz kiralitaacutest)

n-ed rendű tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengely (Sn) a molekulaacutet 360degn szoumlggel elforgatvaeacutes a tengelyre merőleges siacutekra tuumlkroumlzve az eredetitől megkuumlloumlnboumlzhetetlenmolekulaacutet kapunk (Tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengelyt tartalmazoacute molekula akiraacutelishiaacutenyaacuteban a molekula kiraacutelis) 66

C CCH3

H

H

CH3180o C C

CH3

H

CH3

H360o

siacutek

tengely

siacutek

tengely

Keacutetfogaacutesuacute tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengely Egyfogaacutesuacute tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengely

Szimmetriacentrum Szimmetriasiacutek

Tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengelyValamely taacutergy akkor jellemezhető Sn azaz n-ed rendű tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengellyel ha annak baacutermely pontjaacutet a tengely koumlruumll 360n fokos szoumlggelelfordiacutetva eacutes a tengelyre merőlegesen fektetett siacutekon keresztuumll tuumlkroumlzve az eredetiobjektumot kapjuk meg (n szuumlkseacutegkeacuteppen paacuteros vagy 1)

Az S1-tengely szimmetriasiacutekkal (σ) az S2-tengely viszont szimmetriacentrummal (Ci) egyeneacuterteacutekű

A szimmetriacentrumon aacutethaladoacute baacutermely egyenesen a centrumtoacutel egyenlő taacutevolsaacutegban azonos elemek talaacutelhatoacutek

Akiraacutelis molekulaacutek

67

szimmetriasiacutek (m S1) forgaacutesi szimmetriatengely (Cn) szimmetriacentrum (Ci S2)

Szimmetrikus + +

Szimmetrikus + -

Koumlzeacuteppontosan - + szimmetrikus

Disszimetrikus - + - (kiraacutelis)

Aszimmetrikus - - - (kiraacutelis)

Szimmetriaelem művelet

Szimmetriasiacutek tuumlkroumlzeacutes

Szimmetriatengely forgataacutes

Szimmetriacentrum inverzioacute

Szimmetriaelem művelet

Azonossaacuteg vaacuteltozatlanulhagyaacutes

Tuumlkroumlzeacutesi forgataacutes eacutesszimmetriatengely (giroid) tengelyre merőleges

tuumlkroumlzeacutesOslash68

Oslash69

Oslash70

Oslash71

Oslash72

1 Atomic number2 Atomic mass3 Z gt E4 R gt S5 Spheres6 Single-bond equivalencies

Cahn-Ingold-Prelog nomenclature system

Sequence rules for order of priority

1 If the atoms in question are different the sequence order is by atomic number with theatom of highest atomic number receiving the highest priority

F lt Cl lt Br lt I

increasing priority

2 If two isotopes of the same element are present the isotope of higher mass receivesthe higher priority

H lt D

increasing priority73

5 If two atoms are identical the atomic numbers of the next atoms are used for priorityassignment If these atoms also have identical atoms attached to them priority isdetermined at the first point of difference along the chain The atom that has attached to itan atom of higher priority has the higher priority (Do not use the sums of the atomic numbersBut look for the single atom of highest priority)

74

6 Atoms attached by double or triple bond are given single-bond equivalencies so that theycan be treated like single-bonded groups in determining priority Each doubly bonded atom isduplicated (or triplicated for triple bonds)

R C

O

OH

Structure Equivalent for priority determination

R C

O

O

OH

C

R C N R C

N

N

NC

C

75

Konfiguraacutecioacutes izomeacuteriaUgyanaz a vaacutez konnektivitaacutes de elteacuterő teacuterbelielrendeződeacutes (valamilyen szimmetria-rendezőhoumlz valoacuteviszony)

Nem alakiacutethatoacutek egymaacutesba kovalens koumlteacutes elszakiacutetaacutesaeacutes uacutejrakeacutepződeacutese neacutelkuumll

optikai izomerek (optikai aktivitaacutes) R Sgeometriai izomerek cisz-transz E-Z

76

Konfiguraacutecioacutes diasztereomerekFizikai eacutes keacutemia tulajdonsaacutegaik elteacuternek

Konfiguraacutecioacutes enantiomerekFizikai eacutes keacutemiai tulajdonsaacutegaikazonosak kiveacutevebull azonos meacuterteacutekű de ellenteacutetesiraacutenyuacute optikai forgatoacutekeacutepesseacutegbull elteacuterő reaktivitaacutes maacutes kiraacutelis vegyuumlletekkel valoacute reakcioacuteban

C

C

Cl

Cl H

HC

C

H

Cl H

Cl

cisz-12-dikloacutereteacuten transz-12-dikloacutereteacuten

Br Cl

Cl BrF F

Cl Br

Br FF Cl

(R) (R) (S) (R)

CH

OHCH3CH2

CH3

CH

HOCH2CH3

CH3

CH

OHCH3CH2

CH3

CH

OHCH3

CH3CH2

180o-os forgataacutes

(R)-butaacuten-2-ol (S)-butaacuten-2-olfp 995 oC 995 oCd4

20 0808 0808nD

20 1397 1397[α]D

25 -1352o +1352o

(R)-butaacuten-2-ol (S)-butaacuten-2-ol

CH

OHCH3

CH3CH2

77

Elegykristaacutely

bullveacuteletlenszerűen tartalmazza mindkeacutet enantiomertbulla tiszta enantiomerek eacutes az enantiomer kevereacutekek tulajdonsaacutegai azonosak

Konglomeraacutetum

bullcsak az egyik vagy a maacutesik enantiomert tartalmazzabullaz enantiomerek mechanikusan is elkuumlloumlniacutethetők egymaacutestoacutel

Molekulavegyuumllet

bulla keacutet enantiomer a kristaacutelyban 11 araacutenyban fordul elő (raceacutem elegy)bulla raceacutem elegy eacutes az enantiomerek olvadaacutespontja kuumlloumlnboumlző

bullakiraacutelis koumlruumllmeacutenyek koumlzoumltt megegyező fizikai eacutes keacutemiai tulajdonsaacutegokbullkiraacutelis koumlruumllmeacutenyek koumlzoumltt elteacuterő (kiraacutelis molekulaacutek polarizaacutelt feacuteny)bullenantiomerek koumlzoumltti 3 fő koumllcsoumlnhataacutes

elegykristaacutely keacutepzeacuteskonglomeraacutetum keacutepzeacutesmolekulavegyuumllet keacutepzeacutes

Enantiomerek

78

Enantiomerek egyeacuteb kevereacutekeit az uacutegynevezett bdquoenantiomeric excessrdquo (ee) [enantiomerfelesleg] eacuterteacutekkel jellemezzuumlk (R) eacutes (S) a megfelelő enantiomerek mennyiseacutege a kevereacutekben

A komponensek mennyiseacutegeacutenek meghataacuterozaacutesaKiraacutelis oszlopkromatigraacutefia (enantiomerek elvaacutelasztaacutesa)NMR spektroszkoacutepia

ee =(R) - (S)(R) + (S) 100

Enantiomer felesleg

Az enantiomerfelesleg az aszimmetrikus szinteacutezis sikeresseacutegeacutenek egyikmeacuterőszaacutema Diasztereomerek kevereacuteke eseteacuten hasonloacute moacutedon definiaacuteljaacutek eacuteshasznaacuteljaacutek a diasztereomer felesleg eacutes a szaacutezaleacutekos diasztereomer feleslegfogalmaacutet

Egy 70 R eacutes 30 S izomert tartalmazoacute minta enantiomerfeleslege peacuteldaacuteul40 Ezt az anyagot uacutegy is tekinthetjuumlk mint 40 tiszta R izomer eacutes 60 raceacutemelegy (mely a teljes mennyiseacuteghez 30 R eacutes 30 S izomerrel jaacuterul hozzaacute)kevereacuteke 79

C

C

HOOC

HOOC

H

HOH

OH

S

R

C

C

HOOC

HOOC

OH

HH

OHR

RC

C

COOH

COOH

HO

HH

HOS

S

intramolekulaacuteristuumlkoumlrsiacutek

diasztereomerek diasztereomerek

enantiomerek

COOH

CH3H2NH

R

COOH

CH3 NH2H

S

enantiomerek

Enantiomerek eacutes diasztereomerek

80

C

NH2

COOHHH3C C

CH2SH

COOHH2NH

Ala Cys

Aacutebraacutezolja Fischer keacuteplettel az alaacutebbi perspektivikus keacuteplettel megadott aminosavakat

CH3

COOH

H2N H

CH2SH

COOH

H2N H

Ala Cys

S R

L L81

CNH2H

H3C

COOH

C

COOH

CH2SHH2NH

CCH3H

H2N

COOH

C

COOH

CH2SHHH2N

C

NH2

COOHHH3C

C

CH2SH

COOHH2NH

CH3

COOH

H2N H

CH2SH

COOH

H2N H

82

Enantiomerek eacutes mezo vegyuumlletek

Pszeudoaszimmetria

C

C

HOOC

HOOC

H

HOH

OH

S

R

C

C

HOOC

HOOC

OH

HH

OHR

RC

C

COOH

COOH

HO

HH

HOS

S

intramolekulaacuteristuumlkoumlrsiacutek

diasztereomerek diasztereomerek

enantiomerek

C

C

C

COOH

COOH

HO H

OHH

H OHR

R

C

C

C

COOH

COOH

H OH

HHO

HO HS

S

enantiomerek

optikailag aktiacutevak

C

C

C

COOH

COOH

H OH

OHH

H OHR

S

C

C

C

COOH

COOH

H OH

HHO

H OHR

S

optikailag inaktiacutevak

r s

83

COOH

COOH

COOHHOOC COOH

HOOC COOH

HOOC

mcisz transz transz

szerkezetiizomeacuteria

geometriaiizomeacuteria

optikai izomeacuteria

84

R

RHOH

akiraacutelisszeacutenatom

R

SHOH

rS

RHOH

s

RgtS r s

(S)

(S)

pszeudoaszimmetriaacutes szeacutenatom

akiraacutelis molekulamezo vegyuumllet

akiraacutelisC2 forgaacutesi szimmetriatengely

kiraacutelis

HOOC COOH

Br

m

HOOC COOH

m

HOOC

COOH

pro-pszeudoaszimmetriaacutes szeacutenatom

85

Kiraacutelis molekulaacutekon beluumll is sok esetben talaacutelhatoacute pszeudo-aszimmetriacentrum amennyiben a keacutet enantiomorf ligandum mellett tovaacutebbi aszimmetrikus ligandum is kapcsoloacutedik a centrumhoz (peacuteldaacuteul atropin eacutes szaacutermazeacutekai)

gytszptehuhudownloadindex16630

Oslash86

Mezo-forma a) mindig akiraacutelisb) mindig kell lennie kiraacutelis disztereomerjeacutenek is

gytszptehuhudownloadindex16630

C

C

HOOC

HOOC

H

HOH

OH

S

R

C

C

HOOC

HOOC

OH

HH

OHR

RC

C

COOH

COOH

HO

HH

HOS

S

intramolekulaacuteristuumlkoumlrsiacutek

diasztereomerek diasztereomerek

enantiomerek

Oslash87

gytszptehuhudownloadindex16630

A pszeudo-aszimmetriacentrumok konfiguraacutecioacutejaacuteban elteacuterő izomerekegymaacutessal diasztereoizomer viszonyban aacutellnak

rC

C

C

COOH

COOH

H OH

OHH

H OHR

S

sC

C

C

COOH

COOH

H OH

HHO

H OHR

S Oslash88

Geometriai izomeacuteria

kettős koumlteacutesű vegyuumlletekneacutelciklusos vegyuumlletekneacutel

C CH H

CH3H3CC C

H CH3

HH3C

Felteacutetel (olefinekneacutel) egy adott pilleacuteratomon nem lehet keacutet azonos helyettesiacutetőde adott kettőskoumlteacutes keacutet kuumlloumlnboumlző pilleacuteratomjaacuten lehet egy-egy azonos helyettesiacutető(de ezeknek sem kell szuumlkseacutegkeacuteppen azonosaknak lenniuumlk)

Alfa helyzetű szubsztituens Beacuteta helyzetű szubsztituens

Diasztereomerek

89

Configurational isomers

The particular arrangement of atoms (or goups) in space that is characteristic of a given streoisomer

The configurational isomers can not be transformed into each otherwithout breaking and making a covalent bond

- cis-trans Z-E designations geometric isomers- optical isomerism (cf chirality)

H COOH

H COOH

HOOC H

H COOH

Z E

Oslash90

The requirement for geometric isomerism in alkenes is that each carbon atom involvedin the pi bond have two different groups attached to it such as H and Cl or CH3 and Cl

C CH

H

CH2CH3

CH3

C CH

H

CH2CH3

CH3is the same as

C CCH3

H

CH2CH3

CH3

C CH

CH3

CH2CH3

CH3

geometric isomers

If one of the carbons of the double bond has two identical groups such as two H atomsor two CH3 groups the geometric isomerism is not possible

Z E

Higher priority atoms or groups are on the same side of the pi bond Z bdquotogetherrdquo

Higher priority atoms or groups are on opposite sides of the pi bond E bdquoacrossrdquo

(Look at the single atoms directly attached to the double-bond carbon C and not entire-CH2CH2CH3 group)

Oslash91

Cahn-Ingold-Prelog szekvenciaszabaacutelyokalkeacutenekre vonatkozoacutean

Toumlmegszaacutem

C CT

D

H

DE

Rendszaacutem

C CF

Cl

Br

IZ

Z gt E

E

ZZ C C

C

C

H

NC

C

C

H3C

H3C

CH3

HCH3

H

C CH

NC

C

C

CH3

CH3

H

H

Br

Br

E

R

S

RgtS (DgtL)

92

C CH

H3C

CH

CH

CH3

CH3

CH2

Z ltC

HCH3

CH3

C

H

C

C

H

H

HHH

H

C C

H H

H

C

H

C (C)

o

o

o

H

H(C)oo

o

C CH

H3C

CH

CH

CH3

CH2 Br

CH2

E

C

HCH3

CH2Br

C

H

C

H

H

HCBrH

H

gtC C

H H

H

C

H

C (C)

o

o

o

H

H(C)oo

o

(CON) adott atom ismeacutetelt megjeleniacuteteacutese ---o fantomatom

1 2 3C CCCH CHHH C C(C)CH C(C)HH

1 2 3C CCCH BrCHH gt CHHH C C(C)CH C(C)HH 93

transzE

ciszZ

C CH H

C CH

H

transzZ

ciszE

C CBr H

C CH

Br

Oslash94

Konformaacutecioacutes izomeacuteriaUgyanaz a vaacutez konnektivitaacutes de elteacuterő teacuterbelielrendeződeacutes (valamilyen szimmetria-rendezőhoumlz valoacuteviszony)

Kovalens koumlteacutes elszakiacutetaacutesa eacutes uacutejrakeacutepződeacutese neacutelkuumllegymaacutesba alakiacutethatoacutek

Rotaacutecioacutes izomeacuteriaKuumlloumlnboumlző konformaacutecioacute (konformerek rotamerek)

Axiaacutelis kiralitaacutes R SHelikaacutelis kiralitaacutes P M

95

C CCH3H3C

HHHH

C CCH3

CH3 HH

HH

Konformaacutecioacutes diasztereomerek

C CH

CH3 HCH3

HH C C

H

CH3 CH3H

HH

Konformaacutecioacutes enantiomerek

P M

96

szinperiplanaacuteris szinklinaacutelis antiklinaacutelis antiperiplanaacuteris antiklinaacutelis szinklinaacutelis

pszeudorotaacutecioacute

axiaacutelis ekvatoriaacutelis

Konformerek

kiraacutelis kiraacutelisakiraacutelis akiraacutelis

97

C CCH3

CH3 HH

HHC C

CH3H3C

HHHH

Konfiguraacutecioacutes diasztereomerek

Konformaacutecioacutes diasztereomerek

C CH H

CH3H3CCC

HH3C

H CH3

98

- huacutezaacutes (stretch)

- hajliacutetaacutes (bend)

- csavaraacutes (torsion)

O OH

Hr 1r 2

r 2

O OH

H

α

OH

OH

τ (φ)

Oslash99

O OH

H

HOOH

OOH

HE

α30 kcalmol

Hajliacutetaacutes bend

Huacutezaacutes (nyuacutejtaacutes) stretch

disszociaacutecioacute

E

r

~ 90 ~ 50 kcalmol

HOO + H

HO + HO

Oslash100

H

H

H

O OH

H

1 kcalmol

~ 10kcalmol

(torzioacutes szoumlg)τ

Newman projekcioacute

H H

0o 60o 180o 300o 360o

OO

H

H

HHH HH

Oslash101

CH2 CH2Y ZY = Z = H

Y = Z = CH3

etaacuten

n-butaacuten

300o 360o240o180o120o60o0o

0o120o- 60o-180o-240o-300o-360o-

oacutera jaacuteraacutesaacuteval megegyező

oacutera jaacuteraacutesaacuteval ellenteacutetes

ZY

Z

Y

ZY

Z

Y

Z

Y

ZYZY

syn antisynperiplanar synklinal antiklinal antiperiplanar antiklinal synklinal

102

CCH

H H

HH

HH H

H

H

H H

CCH

H H

H

H HH H

HH

HH

0o 120o 240o 360o

12 M

m

M12 M M

mm

Θ

M = m

E(Θ)

minimum

Maximum

103

HHH H

CH3CH3

HHH H

CH3CH3

H

HH H

CH3

CH3

E

0deg dieacutederes szoumlg

E szabadentalpia-kuumlloumlnbseacuteg

58

29

07

(kcal)

H H

H3CH CH3

H

H H

H3CH H

CH3

H3C CH3

H HH

H

CH3HH H

CH3H

060deg 120deg 180deg 240deg 300deg 360deg

szinperiplanaacuteris szinklinaacutelis antiklinaacutelis antiperiplanaacuteris antiklinaacutelis szinklinaacutelis104

∆G0 = G01 - G0

2

K = e∆G0

RT

∆G = - RT ln K∆G = ∆H - T∆S

∆H = 074

∆S = 2 K = 19

gauche ndash anti araacuteny

minden gauche konformerre keacutet anti forma jut K= [a][g] Oslash105

0o

0o

60o

60o

120o

120o

180o

180o

240o

240o

300o

300o 360o

360o

RELA

T

IacuteV

ENERGIA

ANTI EFFEKTUS

GAUCHE EFFEKTUS

EXTREacuteMGAUCHE

EFFEKTUS

H

H H

H H

H

CH3

H H

H H

CH3

TORZIOacuteS SZOumlG

ZY

Z

YZ

Y

Z

Y

ZY

ZY ZY

F

H H

OH

repulsions

F

H H

H 106

attractiveinteractions

orbitalinteractions

antiperiplanarposition

Anti-effect

107

repulsions

F

H H

OH

repulsions

F

H H

H

Extrem gauche effect

108

C-F

C-H

C-F

C-HC-C C-C

Oslash109

CikloalkaacutenokGyűrűfeszuumlltseacuteg

Hipotetikus planaacuteris rendszerek

Baeyer vegyeacuterteacutekszoumlg-deformaacutecioacute (angulaacuterisgyűrű feszuumlleacutes)

Pitzer anti-aacutellaacuteshoz keacutepesti energiatoumlbblet (torzioacutes feszuumlleacutes)

van der Waals nemkoumltő atomok szterikus koumllcsoumlnhataacutesa

Nem planaacuteris vegyuumlletek

CC C

C

C

boriacuteteacutek

C C C

C

Ctwist

pszeudorotaacutecioacute

CC

C C

V-alakuacute

CCC

CCC

szeacutek110

3 4 5 6 7 8 9 10Gyűrűtagszaacutem

Gyűrű

feszuumlleacutes

kcalmol

hataacutereacuterteacutek

111

Cl

H

H

H

Cl

H

H

Cl

H

H

Cl

H

Cl

H

H

H

H

Cl

mezo SS RR

cisz transz

Ciklopropaacuten

C

C

HOOC

HOOC

H

HOH

OH

S

R

C

C

HOOC

HOOC

OH

HH

OHR

RC

C

COOH

COOH

HO

HH

HOS

S

intramolekulaacuteristuumlkoumlrsiacutek

diasztereomerek diasztereomerek

enantiomerek 112

Ea(a e)

∆Ea+∆E

∆E

Ea(a e)

Z

Hkb 5szeacutek

ZH

kb 95szeacutek

kb 2 kcal

csavartkaacuted

csavartkaacuted

kaacuted

ZH

feacutelszeacutekfeacutelszeacutek

ZH

Ciklohexaacuten

113

A 3-3 nemszomszeacutedos szeacutenatom aacuteltal definiaacutelt siacutekokra

merőleges koumlteacutesiraacutenyok axiaacutelis

A toumlbbi koumlteacutes e keacutet siacutek koumlzoumltt van ekvatoriaacutelis

Pszeudorotaacutecioacute a gyűrűs vegyuumlletek konformerjei

szoumlgfeszuumlltseacuteg neacutelkuumll alakulnak egymaacutesba

114

transz 12-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

cisz 12-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

Z

H

Z

H Z

HZ

Ha

eae

Z

HZ

H

Z

H

Z

H

a

e

ae

115

transz 13-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

cisz 13-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

Z

HZ

H

Z

H Z

H

a

e ae

Z

HZ

HZ

H

Z

H

a

e

ae

116

H

Z

Z

H

H

Z Z

Ha

ea

e

transz 14-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

Z

HZ

H

H

Z

Z

Ha

ea

e

cisz 14-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

117

Oslash118

8 CO2 + 8 H2O

- 12483 kcalmol - 12468 kcalmol

15 kcalmol

CH3

CH3H

H

+ 12 O2

cisz-12-dimetilciklohexaacuten

CH3

H

H

CH3

transz-12-dimetilciklohexaacuten

+ 12 O2

119

Diszubsztituaacutelt ciklohexaacutenokszerkezeti izomerjeinek konformaacutecioacutes viszonyai

Szerkezeti izomer Geometriai izomercisz transz

12

14

ae aa

ea ee

13aa ae

ee ea

120

Oslash121

BrNH2

Br

NH23a 2b

NH2

Br

Br

NH24a 1b

NH2

Br

Br

NH2

1b 4a

NH2

Br

NH2

Br2b 3a

NH2

Br

Br

NH23b 2a

Br

NH2

BrNH24b 1a

Konformaacutecioacutes Konformaacutecioacutes

BrNH2 Br

NH2

1a 4b

Br

NH2

BrNH2

2a 3b

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesenantiomerek

Konfiguraacutecioacutesenantiomerek

diasztereomerek diasztereomerek

12-helyzetben kuumlloumlnboumlző helyettesiacutetőket tartalmazoacute ciklohexaacuten szaacutermazeacutekokkonfiguraacutecioacutes eacutes konformaacutecioacutes viszonyai

Oslash122

H

H

H

HH

H

H

H

Dekalin

cisz transz

123

transz-transz-transzanellaacutecioacute

cisz-transz-transzanellaacutecioacute

DC

BA

DC

BA

H H

R

H

H H

H

H

H

R

H H

DCBA

R

H

H

H

H

H

H

DCBA

R

H

H

H

H

H

H

CH3

CH3

CH3

CH3

Oslash124

A kiralitaacutes kialakulaacutesa eacutes bioloacutegiai jelentőseacutege

Kiraacutelis vegyuumlletek

termeacuteszetes aminosavak (elsősorban L konfiguraacutecioacute)peptidek enzimektermeacuteszetes szeacutenhidraacutetok (elsősorban D konfiguraacutecioacute)gyoacutegyszerek

Az első kiraacutelis vegyuumllet kialakulaacutesa

az elemi reacuteszek gyenge koumllcsoumlnhataacutesaacutenakiraacutenyfuumlggeacuteseacutevel van kapcsolatban

autokataliacutezis

a termeacuteszet nem tuumlkoumlrszimmetrikus (a termeacuteszet homokiraacutelis)

Oslash125

Az optikai aktivitaacuteseredete szeacutenhidraacutetokkiralitaacutescentrumaacutenakkieacutepuumlleacutese a termeacuteszetben

Oslash126

Oslash127

• Slide Number 1
• Slide Number 2
• Slide Number 3
• Slide Number 4
• Slide Number 5
• Slide Number 6
• Slide Number 7
• Izomeacuteria
• Slide Number 9
• Slide Number 10
• Slide Number 11
• Slide Number 12
• Slide Number 13
• Slide Number 14
• Slide Number 15
• Slide Number 16
• Slide Number 17
• Slide Number 18
• Szerkezeti izomeacuteria
• Slide Number 20
• Slide Number 21
• Slide Number 22
• Slide Number 23
• Slide Number 24
• A tautomeacuteria tiacutepusai
• Slide Number 26
• Slide Number 27
• Slide Number 28
• Slide Number 29
• Slide Number 30
• Sztereoizomeacuteria
• Slide Number 32
• Slide Number 33
• Slide Number 34
• Slide Number 35
• Slide Number 36
• Slide Number 37
• Slide Number 38
• Slide Number 39
• Slide Number 40
• Slide Number 41
• Slide Number 42
• Slide Number 43
• Slide Number 44
• Slide Number 45
• Slide Number 46
• Slide Number 47
• Tovaacutebbi kiralitaacutes tiacutepusok
• Slide Number 49
• Slide Number 50
• Slide Number 51
• Slide Number 52
• Slide Number 53
• Slide Number 54
• Slide Number 55
• Slide Number 56
• Slide Number 57
• Toumlbb kiralitaacuteskoumlzpont
• Slide Number 59
• Slide Number 60
• Slide Number 61
• Slide Number 62
• Slide Number 63
• Slide Number 64
• Slide Number 65
• Slide Number 66
• Slide Number 67
• Slide Number 68
• Slide Number 69
• Slide Number 70
• Slide Number 71
• Slide Number 72
• Slide Number 73
• Slide Number 74
• Slide Number 75
• Konfiguraacutecioacutes izomeacuteria
• Slide Number 77
• Slide Number 78
• Slide Number 79
• Slide Number 80
• Slide Number 81
• Slide Number 82
• Slide Number 83
• Slide Number 84
• Slide Number 85
• Slide Number 86
• Slide Number 87
• Slide Number 88
• Slide Number 89
• Slide Number 90
• Slide Number 91
• Slide Number 92
• Slide Number 93
• Slide Number 94
• Slide Number 95
• Slide Number 96
• Slide Number 97
• Slide Number 98
• Slide Number 99
• Slide Number 100
• Slide Number 101
• Slide Number 102
• Slide Number 103
• Slide Number 104
• Slide Number 105
• Slide Number 106
• Slide Number 107
• Slide Number 108
• Slide Number 109
• Slide Number 110
• Slide Number 111
• Slide Number 112
• Slide Number 113
• Slide Number 114
• Slide Number 115
• Slide Number 116
• Slide Number 117
• Slide Number 118
• Slide Number 119
• Slide Number 120
• Slide Number 121
• Slide Number 122
• Slide Number 123
• Slide Number 124
• Slide Number 125
• Slide Number 126
• Slide Number 127

Aromaacutesvegyuumlletek

Monociklusok Kondenzaacutelt gyűrűsvegyuumlletek

Monoszubsztituaacuteltbenzolszaacutermazeacutekok

Toumlbbszoumlroumlsenszubsztituaacutelt

benzolszaacutermazeacutekokR R

Lineaacuterisanellaacutecioacute

Angulaacuterisanellaacutecioacute

2

34

5

61

para

orto

metaantraceacuten fenantreacuten

Heterociklusok

Teliacutetett Aromaacutes

Monociklusok Kondenzaacutelt gyűrűsvegyuumlletek

Otetrahidrofuraacuten

Teliacutetetlen(mono- eacutespoliciklus)

S

NH

1

23

45

6

36-dihidro-2H-[13]-tiazin

Npiridin

N

NH

imidazol

NH

indol

N

N

N

N

H

purin

Izomeacuteria

Izomeacuteria(isos azonos meacuteros reacutesz)

Azonos oumlsszegkeacutepletazonos kvalitatiacutev oumlsszeteacutetelazonos kvantitatiacutev oumlsszeteacutetelazonos relatiacutev molekulatoumlmeg

Kuumlloumlnboumlző szerkezet

CH3CH2CH2Cl

CH3CH2CH3

CH3CH2CH3

CH3CH CH2

CH3CH CH2

CH3CH2CH2CH3 CH3CHCH3

CH3

nem izomerek

izomerek

nem izomerek

CH = 12

nem izomerek

9

Izomeacuteriaacutek csoportosiacutetaacutesa

Szerkezeti izomeacuteriaFunkcioacutes csoport izomeacuteriaKuumlloumlnleges tiacutepusok

szeacutenvaacutez izomeacuteriahelyzeti izomeacuteriatautomeacuteria

Sztereoizomeacuteriakonformaacutecioacutes (rotaacutecioacutes) izomeacuteriageometriai izomeacuteria (cisz-transz

izomeacuteria Z-E izomeacuteria)optikai izomeacuteria

Szerkezeti izomeacuteria kuumlloumlnboumlző oumlsszekapcsoltsaacuteg (konnektivitaacutes)Sztereoizomeacuteria azonos konnektivitaacutes

kuumlloumlnboumlző teacuterszerkezet

A kiraacutelis (kheir keacutez) taacutergyak tuumlkoumlrkeacutepuumlkkel nem hozhatoacutek fedeacutesbe sem rotaacutecioacutes sem transzlaacutecioacutes mozgaacutessal (kiveacuteve a molekulaacuten beluumlli rotaacutecioacute lehetőseacutegeacutet)

A kiralitaacutes szerkezeti felteacutetelea taacutergynak ne legyen tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengelye

10

azonos oumlsszegkeacutepletű de kuumlloumlnboumlző szerkezetű vegyuumlletekebben az esetben kuumlloumlnboumlző szerkezetű keacutet molekula ha bennuumlkaz atomok kapcsoloacutedaacutesi sorrendje kuumlloumlnboumlző

2D-szerkezetben valoacute kuumlloumlnboumlzőseacuteg kuumlloumlnboumlző kapcsoloacutedaacutesi sorrend(kuumlloumlnboumlző konstituacutecioacute)

2 Sztereoizomeacuteria

azonos oumlsszegkeacuteplet de elteacuterő teacuterszerkezet

3D-szerkezetben valoacute kuumlloumlnboumlzőseacuteg azonos konstituacutecioacute de kuumlloumlnboumlző teacuterszerkezet

1 Konstituacutecioacutes (szerkezeti) izomeacuteria

11

azonos atomkonnektivitaacutessztereoizomerek

elteacuterotilde atomkonnektivitaacutesnem sztereoizomerekszerkezeti izomerek

C

CBr H

ClH3C

E

C

CCl H

BrH3C

E

C

C

Cl

Br H

CH3

Z

12

Enantiomerekegymaacutessal fedeacutesbe nem hozhatoacute tuumlkoumlrkeacutepi paacuterok

azonos internukleaacuteris taacutevolsaacutegkuumlloumlnboumlző csoportsorrend (konfiguraacutecioacute)

Diasztereomereknem enantiomerek (lehetnek akiraacutelisak is)nincsenek egymaacutessal tuumlkoumlrkeacutepi viszonyban

azonos oumlsszekapcsoltsaacutegkuumlloumlnboumlző internukleaacuteris taacutevolsaacuteg

Konformaacutecioacutes eacutes konfiguraacutecioacutesenantiomerekdiasztereomerek

13

Konstituacutecioacutes izomerek

Azonos oumlsszegkeacuteplet kuumlloumlnboumlző oumlsszekapcsoltsaacuteg

Konformaacutecioacutes izomerek

A konformaacutecioacutes izomerek egyszeres koumlteacutes(ek) koumlruumlli rotaacutecioacuteval (vagy pszeudorotaacutecioacuteval) egymaacutesba alakiacutethatoacutek

Keacutet szomszeacutedos (szeacuten)atom szubsztituenseinek egymaacuteshoz valoacute viszonya

Konfiguraacutecioacutes izomerek

A konfiguraacutecioacutes izomerek egyszeres koumlteacutes(ek) koumlruumlli rotaacutecioacuteval nem alakiacutethatoacutek egymaacutesba

Egy adott (szeacuten)atomon levő csoportsorrend

14

Alfa helyzetű szubsztituens Beacuteta helyzetű szubsztituens

pszeudorotaacutecioacuteaxiaacutelis ekvatoriaacutelis

Konformaacutecioacute

Konfiguraacutecioacute

Konstituacutecioacute

pszeudorotaacutecioacute

15

transz cisz

H

H

H

H

transz ciszdekalin

12-dimetilciklohexaacuten

Konfiguraacutecioacute

16

COOH

COHH3C

H

SCOOH

CHO CH3

HR

L-(+)-tejsav D-(-)-tejsav

fumaacutersavmaleinsav

C

C

HOOC H

H COOH

C

C

H COOH

H COOH

Citromsav ciklus (Szent-Gyoumlrgyi-Krebs ciklus)

izomszoumlvet tejsavas erjedeacutes

17

(Az izomerek leacutetkeacutepesseacutege fuumlgg a koumlztuumlk leacutevő energiagaacutet nagysaacutegaacutetoacutel)

AtropizomeacuteriaCsavart kaacutedakGauche konformerekAntiklinaacutelis konformerek

Koumlteacutesmenti rotaacutecioacuteval egymaacutesba alakiacutethatoacutek

Koumlteacutesmenti rotaacutecioacuteval nem alakiacutethatoacutek egymaacutesba

Koumlteacutesmenti rotaacutecioacuteval nem alakiacutethatoacutek egymaacutesba

Cisz-transz (geometriai) izomerek

Koumlteacutesmenti rotaacutecioacuteval egymaacutesba alakiacutethatoacutek

Fedeacutesbe nem hozhatoacute tuumlkoumlrkeacutepi paacuterok

Kuumlloumlnboumlző vegyuumlletek azonos oumlsszegkeacuteplettel

KONSTITUacuteCIOacuteS IZOMEREK

(szerkezeti vagy struktuacuterizomerek)Az atomok kapcsoloacutedaacutesi sorrendje elteacuterő

TAUTOMEREK

Ugyanaz a vegyuumllet keacutetfeacutele szerkezettel reagaacutel

SZTEREOIZOMEREK

Azonos konstituacutecioacute elteacuterotilde teacuterbeli elrendeződeacutes

Alkaacutenok rotaacutecioacutes izomereiCiklohexaacuten szeacutek-kaacuted izomerei

keto-enol tautomeacuterialaktim-laktaacutem tautomeacuteriagyűrű-laacutenc tautomeacuteria

(Optikai izomerek) Kiraacutelis vegyuumlletek

Nem enantiomerek

Toumlbb kiralitaacutescentrumot tartalmazoacute vegyuumlletekBizonyos atomoknak egy meghataacuterozott

siacutekhoz viszonyiacutetott relatiacutev helyzeteacuteben kuumlloumlnboumlznek

Kettős koumlteacuteses vegyuumlletek Z - E izomeacuteriaacutejaDiszubsztituaacutelt cikloalkaacutenok cisz - transz izomeacuteriaacutejaKondenzaacutelt gyűrűs bicikloalkaacutenok cisz - transz izomeacuteriaacuteja

Centraacutelis kiralitaacutesHelikaacutelis kiralitaacutesAxiaacutelis kiralitaacutes

AlleacutenizomerekSpirovegyuumlletek

KIRAacuteLIS DIASZTEREOMEREK

AKIRAacuteLIS DIASZTEREOMEREK

DIASZTEREOMEREK ENANTIOMEREK

KONFORMAacuteCIOacuteS ENANTIOMEREK

KONFIGURAacuteCIOacuteS ENANTIOMEREK

KONFIGURAacuteCIOacuteSDIASZTEREOMEREK

KONFORMAacuteCIOacuteSDIASZTEREOMEREK

Izomeacuteria

18

Szerkezeti izomeacuteria

19

CH3OCH3 CH3CH2OH

Szerkezeti izomeacuteria

Regioizomeacuteria

Szeacutenvaacutez izomeacuteria CH3CH2CH2CH2CH3 CH3CHCH2CH3

CH3

CH3CCH3

CH3

CH3

H2C CHCH2CH2CH3 CH3CH CHCH2CH3

CH3CH2CH2Cl CH3CHCH3

Cl

Funkcioacutes csoport izomeacuteria

20

OCH3

Br2

FeBr3

OCH3

Br

+

OCH3

Br

OCH3

Br

+

haacuterom regioizomer termeacutek

CC

H

H

CH3

CC

H

H

H

Br CH3

+C

C

Br

H

H

H CH3

HBr

keacutet regioizomer termeacutek

Regioizomeacuteria

Keacutet regioizomer termeacutek keletkezhet dehellipSzelektivitaacutes

Haacuterom regioizomer termeacutek keletkezhet dehellipSzelektivitaacutes

21

H3C CH2 CH2 CH3 H3C CH CH3

CH3

n-butaacuten i-butaacuten

H2C CH2

CHCH3

H2C CH2

H2C CH2

metilciklopropaacuten ciklobutaacuten

22

A compound with the general formula CnH2n contains one double-bond equivalent ndasheither one double bond or one ring

CH3 CH2 CH CH2CH2 CH2

CH2 CH2

an alkane a cycloalkane

A compound with the general formula CnH2n-2 might have one triple bond two ringstwo double bonds or one ring plus one double bond We can say that the formulaCnH2n-2 represents a structure with two double-bond equivalents

Three of many possible structural isomers for C8H14

CH3 (CH2)5 C CH

one triple bond two rings

CH2CH3

one double bondand one ring

23

Tautomeacuteriaegy hidrogeacutenatom eacutes egy kettőskoumlteacutes helyzeteacuteben kuumlloumlnboumlznek ndash a hidrogeacutenatom

mozgeacutekony iacutegy gyors eacutes reverziacutebilis protoncsere valoacutesul meg

Protomeacuteria eacutes elektromeacuteria egyszerre van jelen

CH

HH

C

O

COOH C CH

H OH

COOH

Oxo-enol tautomerek

Tautomeacuteria

Kezelhető szerkezeti izomerkeacutent

24

A tautomeacuteria tiacutepusai

25

1) alacsonyabb pKa eacuterteacutek2) konjugaacutelt rendszer3) hidrogeacuten kelaacutet (6 elektron)

Oxo-enol tautomeacuteria

O OH

CH3H3C

H2C

H

C

O

CH3 H2C C CH3

O H

enoloxo

pKa 20

9999975 000025

F2C C

O H

CF3 F2C

H

C

O

CF3

OH O

H

CH3 C

O

CH C

O

CH3

H

CH3 C

O

CH C

O

CH3

H

pKa 9

20 80

200oC 3oacute

O

O

H

OH

O 26

NH2R C

Y Y

NHR C

H

Y= O S NR1

a)

b)

NH2

NHR1

R2N CNH

NHR1

R2HN CNH2

NR1

R2HN C

Savamid-imidsav eacutes rokon rendszerektautomeacuteriaacuteja

Guanidin-szaacutermazeacutek27

XH

N NH

X

Prototroacutepia (hetrociklusoknaacutel)

N NH

XH X

HN NH

X

HN NH

X

N NH

XH

HN N

XH

dominaacutens forma

28

α anomer izaacutecioacute

-D-Glcfβ-D-Glcfα

βO

OH

CH2OHHO OH

OHOH

O

OH

CH2OHHO

OH

HO

OHCHO

OHHOH2C

HO

β

D-Glcpβminus-D-Glcpα

α

OHOH2C

HOHO

OHOH

OHO

HOH2C

HOHO

OH

Gyűrű-laacutenc tautomeacuteria

De nem koumlzvetlenuumll

29

N OC

O

CH3N OC

O CH3

Szubsztituens tautomerizaacutecioacute

NN

N N N N

NN

N NN

N

Vegyeacuterteacutek izomerizaacutecioacute

Oslash30

Sztereoizomeacuteria

31

Sztereoizomeacuteria

Konfiguraacutecioacuteaz atomok koumllcsoumlnoumls teacuterbeli elrendeződeacutese az egyszereskoumlteacutesek koumlruumlli elfordulaacutest (aacuteltalaacuteban) nem veszi figyelembe

Konformaacutecioacuteegyszeres koumlteacutesek koumlruumlli elforgataacutes amelynek soraacuten konformerek joumlnnek leacutetre

Konfiguraacutecioacutes eacutes konformaacutecioacutesenantiomerekdiasztereomerek

32

COOH

COOH

mcisz transz transz

izomeacuteriageometriaiizomeacuteria

optikai izomeacuteria

COOHHOOC COOH

HOOC COOH

HOOC

poziacutecioacutes

SztereoizomeacuteriaSzerkezeti izomeacuteria

Helyzeti izomeacuteria

33

Enantiomerekegymaacutessal fedeacutesbe nem hozhatoacute tuumlkoumlrkeacutepi paacuterok

azonos internukleaacuteris taacutevolsaacutegkuumlloumlnboumlző csoportsorrend (konfiguraacutecioacute)

Diasztereomereknem enantiomerek (lehetnek akiraacutelisak is)nincsenek egymaacutessal tuumlkoumlrkeacutepi viszonyban

azonos oumlsszekapcsoltsaacutegkuumlloumlnboumlző internukleaacuteris taacutevolsaacuteg

34

C CH3C

Cl

C

H

CH3

BrH

C CCl

H3C

C

H

CH3

BrH

C CH3C

Cl

C

H

CH3

HBr

C CCl

H3C

C

H

CH3

HBr

E R

E S

Z R

Z S

Enantiomerek Enantiomerek

Diasztereomerek

Diasztereomerek

Diasztereomerek

Diasztereomerek

Oslash35

Kiraacutelis vegyuumlletek kiraacutelis koumllcsoumlnhataacutesok

termeacuteszetes aminosavak (főkeacutent L konfiguraacutecioacute)peptidek enzimek

termeacuteszetes szeacutenhidraacutetok (D konfiguraacutecioacute)

gyoacutegyszerek (sok esetben kiraacutelis molekulaacutek)

gyoacutegyszer-receptor koumllcsoumlnhataacutes

Sztereokeacutemia jelentőseacutege

Oslash36

Journal of

Chemical Education

ISSN 0021-9584

Volume 73 Number 6June 1996

Oslash37

Journal ofChemical Education

ISSN 0021-958413

Volume 73 Number 6June 199613

13

13

Oslash38

Kiralitaacutes

A kiraacutelis taacutergyak tuumlkoumlrkeacutepuumlkkel nem hozhatoacutek fedeacutesbe sem rotaacutecioacutes semtranszlaacutecioacutes mozgaacutessal (kiveacuteve a molekulaacuten beluumlli rotaacutecioacute lehetőseacutegeacutet)

A kiralitaacutes szerkezeti felteacutetelea taacutergynak ne legyen tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengelye

Tiacutepusok

Centraacutelis kiralitaacutes ndash sztereogeacuten centrum (R S D L)egy kiraacutelis (szeacuten)atomtoumlbb kiraacutelis szeacutenatom

Axiaacutelis kiralitaacutes ndash tengely koumlruumlli elhelyezkedeacutes (R S)alleacutenizomeacuteria spirovegyuumlletek atropizomeacuteria

Planaacuteris kiralitaacutes ndash siacutekhoz viszonyiacutetott helyzet (P pR M pS)csavart kaacutedak transz cikloalkeacuten

Helikaacutelis kiralitaacutes ndash nem siacutekbeli csavarvonalak (P M)alkaacuten konformerek (gauche antiklinaacutelis)heliceacutenek

39

Azonos minőseacutegi mennyiseacutegi oumlsszeteacutetel moacuteltoumlmeg konstituacutecioacute de kuumlloumlnboumlző teacuterbeli sorrend

Cl

F BrH

R S

Cl

FBrH

konfiguraacutecioacutejeloumlleacutes (+) (ndash) = d l D L R S

40

Azonos minőseacutegi mennyiseacutegi oumlsszeteacutetel moacuteltoumlmeg konstituacutecioacute de kuumlloumlnboumlző teacuterbeli sorrend

C

l

F

B

r

H

R

S

C

l

F

B

r

H

konfiguraacutecioacutejeloumlleacutes(+) (ndash) = d ld l R S

_1063020419

2

1

3

X4

1

X4

23

1

X4

32

(R) (S)

CC

2

1

3

I

BrCl

4F

2

1

3

OH

DT

4H C

OH

H

DT

(R)(S)

41

(R)

HCC

C CHH

HO H

CCC

H HC H

CHH3C

H

HH

H

H

C

Cl HH H

HH

1 4

3

2

1 oumlvezet2 oumlvezet

3 oumlvezet

4 oumlvezet

H

42

CH

OHCH3

CH3CH2

(R)-butaacuten-2-ol (S)-butaacuten-2-ol

180o-os forgataacutes

CH

OHCH3

CH3CH2

CH

OHCH3CH2

CH3

CH

HOCH2CH3

CH3

CH

OHCH3CH2

CH3

A kiralitaacutes az atomok egy pont (sztereogeacuten centrum kiralitaacutescentrum aszimmetriacentrum)koumlruumlli elrendeződeacuteseacutenek koumlvetkezmeacutenye A kiralitaacutest leacutetrehozoacute szerkezeti elemek elrendeződeacuteseegy koumlzpontra vonatkoztathatoacute Egy X centraacutelis atomhoz neacutegy kuumlloumlnboumlző ligandum kapcsoloacutedik a tuumlkoumlrkeacutepek nem hozhatoacutek fedeacutesbe a keacutet konfiguraacutecioacutes izomer enantiomer viszonyban van egymaacutessalSztereogeacuten centrum ndash Egy sp3 szeacutenatom (vagy maacutes atom) 4 kuumlloumlnboumlző ligandumot tartalmaz

Centraacutelis kiralitaacutes

43

Optikai izomeacuteria

Optikai izomerek olyan sztereoizomerek amelyek optikai forgatoacutekeacutepesseacutegbenkuumlloumlnboumlznek

Centraacutelis kiralitaacutes

Sztereogeacuten centrum aacutebraacutezolaacutesaperspektiacutevikus (teacuterszerkezeti)proiciaacutelt (vetiacutetett)

keacuteplettel (Fischer projekcioacute)

L

COOH

CH3H2NH

R

D

COOH

CH3 NH2H

S

intermolekulaacuteristuumlkoumlrsiacutek

COOH

CH3

H NH2

COOH

CH3

H2N H

44

Optikai aktivitaacutesAzok a vegyuumlletek melyek a siacutekban polarizaacutelt feacuteny siacutekjaacutet elforgatjaacutek optikailag aktiacutevakJobbra forgataacutes (oacuteramutatoacuteval azonos) jele (+) balra forgataacutes (oacuteramutatoacuteval ellenteacutetes) jele (-)

Azok a molekulaacutek keacutepesek optikai forgatoacutekeacutepesseacuteg leacutetrehozaacutesaacutera melyek mindenkonformaacutecioacuteja kiraacutelisHa egy kiraacutelis vegyuumlletnek csak egyik enantiomerje van jelen a vegyuumllet optikailag aktiacutev(elforgatja a polarizaacutelt feacuteny siacutekjaacutet) Ha a keacutet enantimer ekvimolaacuteris elegye (racemaacutet) van jelen a tuumlkoumlrkeacutepi paacuterok kompenzaacutecioacuteja miatt nincs makroszkoacutepikus forgataacutes

Oslash45

Fresnel elmeacutelete szerint a siacutekban polarizaacutelt feacuteny keacutet ellenteacutetes iraacutenyaacutebacirkulaacuterisan polarizaacutelt komponensből tevődik oumlssze Optikailag aktiacutev koumlzegbenaz egyik cirkulaacuteris komponens lassabban halad mint a maacutesik ezeacutert aztaacutenamikor kileacutepnek a koumlzegből eltoloacutedott faacutezisban oumlsszegeződnek uacutejra s eza polarizaacutecioacute siacutekjaacutenak elfordulaacutesaacuteban nyilvaacutenul meg Az optikailag aktiacutev anyagmolekulaacutei kuumlloumlnboumlző meacuterteacutekű koumllcsoumlnhataacutesba leacutepnek a jobbra eacutes a balracirkulaacuteris feacutenysugaacuterral A cirkulaacuterisan polaacuterozott feacuteny uacutegy jellemezhető hogya feacutenysugaacuter menteacuten az elektromaacutegneses teret leiacuteroacute elektromos eacutes maacutegnesesvektorok veacutegpontjai egy jobb vagy bal menetű csavarvonalon helyezkednek el

Optikai aktivitaacutes meacutereacutese

polarimetertube

Polarizerfixed Nicolprism

Plane-polarizedlight

Solution of opticallyactive material

Plane ofpolarizationhas undergonea rotation

Analyizermovable Nicolprism

ViewerUnpolarizedlight fromsource

Oslash46

siacutekban polarizaacutelt feacuteny

polarizaacuteloacute lencse (Nicol prizma)

normaacutel feacuteny

a)

b)

c)

x

z

z

z

siacutekban polaacuterozott feacuteny P eacutes M helicitaacutesuacutecirkulaacuterisan polaacuterozott feacuteny

minta

x

z

α

z

x

Oslash47

Tovaacutebbi kiralitaacutes tiacutepusok

48

Sztereogeacuten centrum jelenleacutete nem szuumlkseacuteges sem nem eleacutegseacuteges felteacutetele a kiralitaacutesnak

Nem szuumlkseacuteges peacuteldaacuteul axiaacutelis kiralitaacutes planaacuteris kiralitaacutes

Axiaacutelis kiralitaacutes A kiralitaacutes az atomok egy tengely koumlruumlli elrendeződeacuteseacutenek koumlvetkezmeacutenye

Alleacutenek kiralitaacutesa

Planaacuteris kiralitaacutes A kiralitaacutes az atomok egy siacutek koumlruumlli elhelyezkedeacuteseacutenek koumlvetkezmeacutenye

Helikaacutelis kiralitaacutes Csavarvonal (spiraacutelis) szerkezetű molekulaacutekPl DNS kettős heacutelixe polipeptidek kettős α-heacutelixe

C C CH

ClHCl CCC

H

ClHCl

COOH

CH3

CrOC

OCOC

CrCO

COCO

COOH

CH3

49

R S

HOOC

Br

COOH

Br6

2

6

2COOH

Br

HOOC

Br

tuumlkoumlrsiacutek

C

Br

COOHBr1

2

3 4

HOO c2COOH

Br

BrHOOC

c2

1

2

34

Atropizomeacuteria

50

Axiaacutelis kiralitaacutes

R-konfiguraacutecioacute

51

C CH

H3CC

H

CH3

CCH

CH3C

H

H3C

NH

HN

NH

NH

tuumlkoumlrsiacutek

Nem minden kiraacutelis molekula rendelkezik aszimmetria centrummal

52

Cukor Foszfor atom Oslash53

Konformaacutecioacutes enantiomerek

P M

Helikaacutelis kiralitaacutes

Konfiguraacutecioacutes enantiomerek

P M

Heptaheliceacuten n-Butaacuten

54

Oslash55

56

Feheacuterjeacutek teacuterszerkezete

Oslash

57

Nukleinsavak teacuterszerkezete

Oslash

Toumlbb kiralitaacuteskoumlzpont

58

Toumlbb aszimmetria centrumot tartalmazoacute vegyuumlleteklehetseacuteges sztereoizomereinek szaacutema

A nem enantiomeacuteria viszonyban aacutelloacute sztereoizomerek

diasztereomerek

Ha az n db aszimmetria centrum koumlzoumltt vannak azonosak a fuumlggetlen sztereoizomerek szaacutema lt 2n

mezo-forma nem kiraacutelis

2n

59

CH3CH3

HO H

OHHCH3

H3COHH

HO H

CH3CH3

HO H

HHOCH3

H3COHH

H OH

CH3CH3

HO H

OHH

180o forgataacutes

mezo-23-butaacutendioltuumlkoumlrkeacutepi paacuterok fedeacutesbe hozhatoacutek - akiraacutelis

(2R3R)-23-butaacutendiol (2S3S)-23-butaacutendiol

CH3 CH3

H HHO OH

Egyetlen sztereogeacuten centrumot tartalmazoacute molekula mindig kiraacutelis desztereogeacuten centrum jelenleacutete nem szuumlkseacuteges sem nem eleacutegseacuteges felteacutetele a kiralitaacutesnak

Nem eleacutegseacuteges toumlbb sztereogeacuten centrumot tartalmazoacute molekula lehet akiraacutelisPeacutelda

60

Nem minden olyan molekula kiraacutelis amely aszimmetria centrumokkal rendelkezik

Nem minden kiraacutelis molekula rendelkezik aszimmetria centrummal

axiaacutelis kiralitaacutes 13-diszubsztituaacutelt alleacuten planaacuteris kiralitaacutes spirovegyuumlletek koumlreacuteben

mezo vegyuumlletek cisz-12-azonosandiszubsztituaacutelt ciklopropaacuten

Oslash61

COOHH

HHOOC

CH3H

H3C HS2

COOH

HHO

H OH

COOH

S2

COOHH

HHOOC

HH

H H

borkősav

Newman (fűreacuteszbak) projekcioacuteKonformatiacutev

62

Fisher projekcioacuteval aacutebraacutezolt L- eacutes D-borkősav

mezo-borkotildesav

COOHCH OHCCOOH

OHH

COOHCHO HCCOOH

HHO

szotildelotildesav

COOHCH OHCCOOH

HHO

COOHCHO HCCOOH

OHH

L-(+)-borkotildesav D-(-)-borkotildesav

63

Oslash64

Cl

H

H

H

Cl

H

H

Cl

H

H

Cl

H

Cl

H

H

H

H

Cl

mezo SS RR

cisz transz

Nem minden olyan molekula kiraacutelis amely aszimmetria centrumokkal rendelkezik

65

Szimmeriaelemek(szimmetria azonos meacuteret)

Akkor mondjuk hogy egy taacutergy szimmetriaelemmel rendelkezik ha a megfelelőszimmetriaművelet (tuumlkroumlzeacutes forgataacutes inverzioacute) a taacutergyat az eredetivel fedeacutesbehozhatoacute alakzattaacute konvertaacutelja

Pontcsoport ndash meghataacuterozott taacutergyra vonatkozoacute szimmetriaműveletek oumlsszesseacutege

szimmetriasiacutek (σ) a molekulaacutet keacutet olyan feacutelre bontja amelyek egymaacutesnak pontostuumlkoumlrkeacutepei (Szimmetriasiacutekot tartalmazoacute molekula akiraacutelis de a siacutek hiaacutenya nem okozkiralitaacutest)

n-ed rendű forgaacutesi szimmetriatengely (Cn) a molekulaacutet a tengely koumlruumll 360degnszoumlggel elforgatva az eredetitől megkuumlloumlnboumlzhetetlen molekulaacutet kapunk

szimmetriacentrum (inverzioacutes centrum) (Ci) a molekula baacutermely elemeacutet aszimmetriacentrummal oumlsszekoumltve eacutes az ellenkező iraacutenyba azonos taacutevolsaacutegrameghosszabbiacutetva azonos elemhez jutunk (Szimmetriacentrumot tartalmazoacutemolekula akiraacutelis de hiaacutenya nem okoz kiralitaacutest)

n-ed rendű tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengely (Sn) a molekulaacutet 360degn szoumlggel elforgatvaeacutes a tengelyre merőleges siacutekra tuumlkroumlzve az eredetitől megkuumlloumlnboumlzhetetlenmolekulaacutet kapunk (Tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengelyt tartalmazoacute molekula akiraacutelishiaacutenyaacuteban a molekula kiraacutelis) 66

C CCH3

H

H

CH3180o C C

CH3

H

CH3

H360o

siacutek

tengely

siacutek

tengely

Keacutetfogaacutesuacute tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengely Egyfogaacutesuacute tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengely

Szimmetriacentrum Szimmetriasiacutek

Tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengelyValamely taacutergy akkor jellemezhető Sn azaz n-ed rendű tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengellyel ha annak baacutermely pontjaacutet a tengely koumlruumll 360n fokos szoumlggelelfordiacutetva eacutes a tengelyre merőlegesen fektetett siacutekon keresztuumll tuumlkroumlzve az eredetiobjektumot kapjuk meg (n szuumlkseacutegkeacuteppen paacuteros vagy 1)

Az S1-tengely szimmetriasiacutekkal (σ) az S2-tengely viszont szimmetriacentrummal (Ci) egyeneacuterteacutekű

A szimmetriacentrumon aacutethaladoacute baacutermely egyenesen a centrumtoacutel egyenlő taacutevolsaacutegban azonos elemek talaacutelhatoacutek

Akiraacutelis molekulaacutek

67

szimmetriasiacutek (m S1) forgaacutesi szimmetriatengely (Cn) szimmetriacentrum (Ci S2)

Szimmetrikus + +

Szimmetrikus + -

Koumlzeacuteppontosan - + szimmetrikus

Disszimetrikus - + - (kiraacutelis)

Aszimmetrikus - - - (kiraacutelis)

Szimmetriaelem művelet

Szimmetriasiacutek tuumlkroumlzeacutes

Szimmetriatengely forgataacutes

Szimmetriacentrum inverzioacute

Szimmetriaelem művelet

Azonossaacuteg vaacuteltozatlanulhagyaacutes

Tuumlkroumlzeacutesi forgataacutes eacutesszimmetriatengely (giroid) tengelyre merőleges

tuumlkroumlzeacutesOslash68

Oslash69

Oslash70

Oslash71

Oslash72

1 Atomic number2 Atomic mass3 Z gt E4 R gt S5 Spheres6 Single-bond equivalencies

Cahn-Ingold-Prelog nomenclature system

Sequence rules for order of priority

1 If the atoms in question are different the sequence order is by atomic number with theatom of highest atomic number receiving the highest priority

F lt Cl lt Br lt I

increasing priority

2 If two isotopes of the same element are present the isotope of higher mass receivesthe higher priority

H lt D

increasing priority73

5 If two atoms are identical the atomic numbers of the next atoms are used for priorityassignment If these atoms also have identical atoms attached to them priority isdetermined at the first point of difference along the chain The atom that has attached to itan atom of higher priority has the higher priority (Do not use the sums of the atomic numbersBut look for the single atom of highest priority)

74

6 Atoms attached by double or triple bond are given single-bond equivalencies so that theycan be treated like single-bonded groups in determining priority Each doubly bonded atom isduplicated (or triplicated for triple bonds)

R C

O

OH

Structure Equivalent for priority determination

R C

O

O

OH

C

R C N R C

N

N

NC

C

75

Konfiguraacutecioacutes izomeacuteriaUgyanaz a vaacutez konnektivitaacutes de elteacuterő teacuterbelielrendeződeacutes (valamilyen szimmetria-rendezőhoumlz valoacuteviszony)

Nem alakiacutethatoacutek egymaacutesba kovalens koumlteacutes elszakiacutetaacutesaeacutes uacutejrakeacutepződeacutese neacutelkuumll

optikai izomerek (optikai aktivitaacutes) R Sgeometriai izomerek cisz-transz E-Z

76

Konfiguraacutecioacutes diasztereomerekFizikai eacutes keacutemia tulajdonsaacutegaik elteacuternek

Konfiguraacutecioacutes enantiomerekFizikai eacutes keacutemiai tulajdonsaacutegaikazonosak kiveacutevebull azonos meacuterteacutekű de ellenteacutetesiraacutenyuacute optikai forgatoacutekeacutepesseacutegbull elteacuterő reaktivitaacutes maacutes kiraacutelis vegyuumlletekkel valoacute reakcioacuteban

C

C

Cl

Cl H

HC

C

H

Cl H

Cl

cisz-12-dikloacutereteacuten transz-12-dikloacutereteacuten

Br Cl

Cl BrF F

Cl Br

Br FF Cl

(R) (R) (S) (R)

CH

OHCH3CH2

CH3

CH

HOCH2CH3

CH3

CH

OHCH3CH2

CH3

CH

OHCH3

CH3CH2

180o-os forgataacutes

(R)-butaacuten-2-ol (S)-butaacuten-2-olfp 995 oC 995 oCd4

20 0808 0808nD

20 1397 1397[α]D

25 -1352o +1352o

(R)-butaacuten-2-ol (S)-butaacuten-2-ol

CH

OHCH3

CH3CH2

77

Elegykristaacutely

bullveacuteletlenszerűen tartalmazza mindkeacutet enantiomertbulla tiszta enantiomerek eacutes az enantiomer kevereacutekek tulajdonsaacutegai azonosak

Konglomeraacutetum

bullcsak az egyik vagy a maacutesik enantiomert tartalmazzabullaz enantiomerek mechanikusan is elkuumlloumlniacutethetők egymaacutestoacutel

Molekulavegyuumllet

bulla keacutet enantiomer a kristaacutelyban 11 araacutenyban fordul elő (raceacutem elegy)bulla raceacutem elegy eacutes az enantiomerek olvadaacutespontja kuumlloumlnboumlző

bullakiraacutelis koumlruumllmeacutenyek koumlzoumltt megegyező fizikai eacutes keacutemiai tulajdonsaacutegokbullkiraacutelis koumlruumllmeacutenyek koumlzoumltt elteacuterő (kiraacutelis molekulaacutek polarizaacutelt feacuteny)bullenantiomerek koumlzoumltti 3 fő koumllcsoumlnhataacutes

elegykristaacutely keacutepzeacuteskonglomeraacutetum keacutepzeacutesmolekulavegyuumllet keacutepzeacutes

Enantiomerek

78

Enantiomerek egyeacuteb kevereacutekeit az uacutegynevezett bdquoenantiomeric excessrdquo (ee) [enantiomerfelesleg] eacuterteacutekkel jellemezzuumlk (R) eacutes (S) a megfelelő enantiomerek mennyiseacutege a kevereacutekben

A komponensek mennyiseacutegeacutenek meghataacuterozaacutesaKiraacutelis oszlopkromatigraacutefia (enantiomerek elvaacutelasztaacutesa)NMR spektroszkoacutepia

ee =(R) - (S)(R) + (S) 100

Enantiomer felesleg

Az enantiomerfelesleg az aszimmetrikus szinteacutezis sikeresseacutegeacutenek egyikmeacuterőszaacutema Diasztereomerek kevereacuteke eseteacuten hasonloacute moacutedon definiaacuteljaacutek eacuteshasznaacuteljaacutek a diasztereomer felesleg eacutes a szaacutezaleacutekos diasztereomer feleslegfogalmaacutet

Egy 70 R eacutes 30 S izomert tartalmazoacute minta enantiomerfeleslege peacuteldaacuteul40 Ezt az anyagot uacutegy is tekinthetjuumlk mint 40 tiszta R izomer eacutes 60 raceacutemelegy (mely a teljes mennyiseacuteghez 30 R eacutes 30 S izomerrel jaacuterul hozzaacute)kevereacuteke 79

C

C

HOOC

HOOC

H

HOH

OH

S

R

C

C

HOOC

HOOC

OH

HH

OHR

RC

C

COOH

COOH

HO

HH

HOS

S

intramolekulaacuteristuumlkoumlrsiacutek

diasztereomerek diasztereomerek

enantiomerek

COOH

CH3H2NH

R

COOH

CH3 NH2H

S

enantiomerek

Enantiomerek eacutes diasztereomerek

80

C

NH2

COOHHH3C C

CH2SH

COOHH2NH

Ala Cys

Aacutebraacutezolja Fischer keacuteplettel az alaacutebbi perspektivikus keacuteplettel megadott aminosavakat

CH3

COOH

H2N H

CH2SH

COOH

H2N H

Ala Cys

S R

L L81

CNH2H

H3C

COOH

C

COOH

CH2SHH2NH

CCH3H

H2N

COOH

C

COOH

CH2SHHH2N

C

NH2

COOHHH3C

C

CH2SH

COOHH2NH

CH3

COOH

H2N H

CH2SH

COOH

H2N H

82

Enantiomerek eacutes mezo vegyuumlletek

Pszeudoaszimmetria

C

C

HOOC

HOOC

H

HOH

OH

S

R

C

C

HOOC

HOOC

OH

HH

OHR

RC

C

COOH

COOH

HO

HH

HOS

S

intramolekulaacuteristuumlkoumlrsiacutek

diasztereomerek diasztereomerek

enantiomerek

C

C

C

COOH

COOH

HO H

OHH

H OHR

R

C

C

C

COOH

COOH

H OH

HHO

HO HS

S

enantiomerek

optikailag aktiacutevak

C

C

C

COOH

COOH

H OH

OHH

H OHR

S

C

C

C

COOH

COOH

H OH

HHO

H OHR

S

optikailag inaktiacutevak

r s

83

COOH

COOH

COOHHOOC COOH

HOOC COOH

HOOC

mcisz transz transz

szerkezetiizomeacuteria

geometriaiizomeacuteria

optikai izomeacuteria

84

R

RHOH

akiraacutelisszeacutenatom

R

SHOH

rS

RHOH

s

RgtS r s

(S)

(S)

pszeudoaszimmetriaacutes szeacutenatom

akiraacutelis molekulamezo vegyuumllet

akiraacutelisC2 forgaacutesi szimmetriatengely

kiraacutelis

HOOC COOH

Br

m

HOOC COOH

m

HOOC

COOH

pro-pszeudoaszimmetriaacutes szeacutenatom

85

Kiraacutelis molekulaacutekon beluumll is sok esetben talaacutelhatoacute pszeudo-aszimmetriacentrum amennyiben a keacutet enantiomorf ligandum mellett tovaacutebbi aszimmetrikus ligandum is kapcsoloacutedik a centrumhoz (peacuteldaacuteul atropin eacutes szaacutermazeacutekai)

gytszptehuhudownloadindex16630

Oslash86

Mezo-forma a) mindig akiraacutelisb) mindig kell lennie kiraacutelis disztereomerjeacutenek is

gytszptehuhudownloadindex16630

C

C

HOOC

HOOC

H

HOH

OH

S

R

C

C

HOOC

HOOC

OH

HH

OHR

RC

C

COOH

COOH

HO

HH

HOS

S

intramolekulaacuteristuumlkoumlrsiacutek

diasztereomerek diasztereomerek

enantiomerek

Oslash87

gytszptehuhudownloadindex16630

A pszeudo-aszimmetriacentrumok konfiguraacutecioacutejaacuteban elteacuterő izomerekegymaacutessal diasztereoizomer viszonyban aacutellnak

rC

C

C

COOH

COOH

H OH

OHH

H OHR

S

sC

C

C

COOH

COOH

H OH

HHO

H OHR

S Oslash88

Geometriai izomeacuteria

kettős koumlteacutesű vegyuumlletekneacutelciklusos vegyuumlletekneacutel

C CH H

CH3H3CC C

H CH3

HH3C

Felteacutetel (olefinekneacutel) egy adott pilleacuteratomon nem lehet keacutet azonos helyettesiacutetőde adott kettőskoumlteacutes keacutet kuumlloumlnboumlző pilleacuteratomjaacuten lehet egy-egy azonos helyettesiacutető(de ezeknek sem kell szuumlkseacutegkeacuteppen azonosaknak lenniuumlk)

Alfa helyzetű szubsztituens Beacuteta helyzetű szubsztituens

Diasztereomerek

89

Configurational isomers

The particular arrangement of atoms (or goups) in space that is characteristic of a given streoisomer

The configurational isomers can not be transformed into each otherwithout breaking and making a covalent bond

- cis-trans Z-E designations geometric isomers- optical isomerism (cf chirality)

H COOH

H COOH

HOOC H

H COOH

Z E

Oslash90

The requirement for geometric isomerism in alkenes is that each carbon atom involvedin the pi bond have two different groups attached to it such as H and Cl or CH3 and Cl

C CH

H

CH2CH3

CH3

C CH

H

CH2CH3

CH3is the same as

C CCH3

H

CH2CH3

CH3

C CH

CH3

CH2CH3

CH3

geometric isomers

If one of the carbons of the double bond has two identical groups such as two H atomsor two CH3 groups the geometric isomerism is not possible

Z E

Higher priority atoms or groups are on the same side of the pi bond Z bdquotogetherrdquo

Higher priority atoms or groups are on opposite sides of the pi bond E bdquoacrossrdquo

(Look at the single atoms directly attached to the double-bond carbon C and not entire-CH2CH2CH3 group)

Oslash91

Cahn-Ingold-Prelog szekvenciaszabaacutelyokalkeacutenekre vonatkozoacutean

Toumlmegszaacutem

C CT

D

H

DE

Rendszaacutem

C CF

Cl

Br

IZ

Z gt E

E

ZZ C C

C

C

H

NC

C

C

H3C

H3C

CH3

HCH3

H

C CH

NC

C

C

CH3

CH3

H

H

Br

Br

E

R

S

RgtS (DgtL)

92

C CH

H3C

CH

CH

CH3

CH3

CH2

Z ltC

HCH3

CH3

C

H

C

C

H

H

HHH

H

C C

H H

H

C

H

C (C)

o

o

o

H

H(C)oo

o

C CH

H3C

CH

CH

CH3

CH2 Br

CH2

E

C

HCH3

CH2Br

C

H

C

H

H

HCBrH

H

gtC C

H H

H

C

H

C (C)

o

o

o

H

H(C)oo

o

(CON) adott atom ismeacutetelt megjeleniacuteteacutese ---o fantomatom

1 2 3C CCCH CHHH C C(C)CH C(C)HH

1 2 3C CCCH BrCHH gt CHHH C C(C)CH C(C)HH 93

transzE

ciszZ

C CH H

C CH

H

transzZ

ciszE

C CBr H

C CH

Br

Oslash94

Konformaacutecioacutes izomeacuteriaUgyanaz a vaacutez konnektivitaacutes de elteacuterő teacuterbelielrendeződeacutes (valamilyen szimmetria-rendezőhoumlz valoacuteviszony)

Kovalens koumlteacutes elszakiacutetaacutesa eacutes uacutejrakeacutepződeacutese neacutelkuumllegymaacutesba alakiacutethatoacutek

Rotaacutecioacutes izomeacuteriaKuumlloumlnboumlző konformaacutecioacute (konformerek rotamerek)

Axiaacutelis kiralitaacutes R SHelikaacutelis kiralitaacutes P M

95

C CCH3H3C

HHHH

C CCH3

CH3 HH

HH

Konformaacutecioacutes diasztereomerek

C CH

CH3 HCH3

HH C C

H

CH3 CH3H

HH

Konformaacutecioacutes enantiomerek

P M

96

szinperiplanaacuteris szinklinaacutelis antiklinaacutelis antiperiplanaacuteris antiklinaacutelis szinklinaacutelis

pszeudorotaacutecioacute

axiaacutelis ekvatoriaacutelis

Konformerek

kiraacutelis kiraacutelisakiraacutelis akiraacutelis

97

C CCH3

CH3 HH

HHC C

CH3H3C

HHHH

Konfiguraacutecioacutes diasztereomerek

Konformaacutecioacutes diasztereomerek

C CH H

CH3H3CCC

HH3C

H CH3

98

- huacutezaacutes (stretch)

- hajliacutetaacutes (bend)

- csavaraacutes (torsion)

O OH

Hr 1r 2

r 2

O OH

H

α

OH

OH

τ (φ)

Oslash99

O OH

H

HOOH

OOH

HE

α30 kcalmol

Hajliacutetaacutes bend

Huacutezaacutes (nyuacutejtaacutes) stretch

disszociaacutecioacute

E

r

~ 90 ~ 50 kcalmol

HOO + H

HO + HO

Oslash100

H

H

H

O OH

H

1 kcalmol

~ 10kcalmol

(torzioacutes szoumlg)τ

Newman projekcioacute

H H

0o 60o 180o 300o 360o

OO

H

H

HHH HH

Oslash101

CH2 CH2Y ZY = Z = H

Y = Z = CH3

etaacuten

n-butaacuten

300o 360o240o180o120o60o0o

0o120o- 60o-180o-240o-300o-360o-

oacutera jaacuteraacutesaacuteval megegyező

oacutera jaacuteraacutesaacuteval ellenteacutetes

ZY

Z

Y

ZY

Z

Y

Z

Y

ZYZY

syn antisynperiplanar synklinal antiklinal antiperiplanar antiklinal synklinal

102

CCH

H H

HH

HH H

H

H

H H

CCH

H H

H

H HH H

HH

HH

0o 120o 240o 360o

12 M

m

M12 M M

mm

Θ

M = m

E(Θ)

minimum

Maximum

103

HHH H

CH3CH3

HHH H

CH3CH3

H

HH H

CH3

CH3

E

0deg dieacutederes szoumlg

E szabadentalpia-kuumlloumlnbseacuteg

58

29

07

(kcal)

H H

H3CH CH3

H

H H

H3CH H

CH3

H3C CH3

H HH

H

CH3HH H

CH3H

060deg 120deg 180deg 240deg 300deg 360deg

szinperiplanaacuteris szinklinaacutelis antiklinaacutelis antiperiplanaacuteris antiklinaacutelis szinklinaacutelis104

∆G0 = G01 - G0

2

K = e∆G0

RT

∆G = - RT ln K∆G = ∆H - T∆S

∆H = 074

∆S = 2 K = 19

gauche ndash anti araacuteny

minden gauche konformerre keacutet anti forma jut K= [a][g] Oslash105

0o

0o

60o

60o

120o

120o

180o

180o

240o

240o

300o

300o 360o

360o

RELA

T

IacuteV

ENERGIA

ANTI EFFEKTUS

GAUCHE EFFEKTUS

EXTREacuteMGAUCHE

EFFEKTUS

H

H H

H H

H

CH3

H H

H H

CH3

TORZIOacuteS SZOumlG

ZY

Z

YZ

Y

Z

Y

ZY

ZY ZY

F

H H

OH

repulsions

F

H H

H 106

attractiveinteractions

orbitalinteractions

antiperiplanarposition

Anti-effect

107

repulsions

F

H H

OH

repulsions

F

H H

H

Extrem gauche effect

108

C-F

C-H

C-F

C-HC-C C-C

Oslash109

CikloalkaacutenokGyűrűfeszuumlltseacuteg

Hipotetikus planaacuteris rendszerek

Baeyer vegyeacuterteacutekszoumlg-deformaacutecioacute (angulaacuterisgyűrű feszuumlleacutes)

Pitzer anti-aacutellaacuteshoz keacutepesti energiatoumlbblet (torzioacutes feszuumlleacutes)

van der Waals nemkoumltő atomok szterikus koumllcsoumlnhataacutesa

Nem planaacuteris vegyuumlletek

CC C

C

C

boriacuteteacutek

C C C

C

Ctwist

pszeudorotaacutecioacute

CC

C C

V-alakuacute

CCC

CCC

szeacutek110

3 4 5 6 7 8 9 10Gyűrűtagszaacutem

Gyűrű

feszuumlleacutes

kcalmol

hataacutereacuterteacutek

111

Cl

H

H

H

Cl

H

H

Cl

H

H

Cl

H

Cl

H

H

H

H

Cl

mezo SS RR

cisz transz

Ciklopropaacuten

C

C

HOOC

HOOC

H

HOH

OH

S

R

C

C

HOOC

HOOC

OH

HH

OHR

RC

C

COOH

COOH

HO

HH

HOS

S

intramolekulaacuteristuumlkoumlrsiacutek

diasztereomerek diasztereomerek

enantiomerek 112

Ea(a e)

∆Ea+∆E

∆E

Ea(a e)

Z

Hkb 5szeacutek

ZH

kb 95szeacutek

kb 2 kcal

csavartkaacuted

csavartkaacuted

kaacuted

ZH

feacutelszeacutekfeacutelszeacutek

ZH

Ciklohexaacuten

113

A 3-3 nemszomszeacutedos szeacutenatom aacuteltal definiaacutelt siacutekokra

merőleges koumlteacutesiraacutenyok axiaacutelis

A toumlbbi koumlteacutes e keacutet siacutek koumlzoumltt van ekvatoriaacutelis

Pszeudorotaacutecioacute a gyűrűs vegyuumlletek konformerjei

szoumlgfeszuumlltseacuteg neacutelkuumll alakulnak egymaacutesba

114

transz 12-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

cisz 12-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

Z

H

Z

H Z

HZ

Ha

eae

Z

HZ

H

Z

H

Z

H

a

e

ae

115

transz 13-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

cisz 13-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

Z

HZ

H

Z

H Z

H

a

e ae

Z

HZ

HZ

H

Z

H

a

e

ae

116

H

Z

Z

H

H

Z Z

Ha

ea

e

transz 14-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

Z

HZ

H

H

Z

Z

Ha

ea

e

cisz 14-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

117

Oslash118

8 CO2 + 8 H2O

- 12483 kcalmol - 12468 kcalmol

15 kcalmol

CH3

CH3H

H

+ 12 O2

cisz-12-dimetilciklohexaacuten

CH3

H

H

CH3

transz-12-dimetilciklohexaacuten

+ 12 O2

119

Diszubsztituaacutelt ciklohexaacutenokszerkezeti izomerjeinek konformaacutecioacutes viszonyai

Szerkezeti izomer Geometriai izomercisz transz

12

14

ae aa

ea ee

13aa ae

ee ea

120

Oslash121

BrNH2

Br

NH23a 2b

NH2

Br

Br

NH24a 1b

NH2

Br

Br

NH2

1b 4a

NH2

Br

NH2

Br2b 3a

NH2

Br

Br

NH23b 2a

Br

NH2

BrNH24b 1a

Konformaacutecioacutes Konformaacutecioacutes

BrNH2 Br

NH2

1a 4b

Br

NH2

BrNH2

2a 3b

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesenantiomerek

Konfiguraacutecioacutesenantiomerek

diasztereomerek diasztereomerek

12-helyzetben kuumlloumlnboumlző helyettesiacutetőket tartalmazoacute ciklohexaacuten szaacutermazeacutekokkonfiguraacutecioacutes eacutes konformaacutecioacutes viszonyai

Oslash122

H

H

H

HH

H

H

H

Dekalin

cisz transz

123

transz-transz-transzanellaacutecioacute

cisz-transz-transzanellaacutecioacute

DC

BA

DC

BA

H H

R

H

H H

H

H

H

R

H H

DCBA

R

H

H

H

H

H

H

DCBA

R

H

H

H

H

H

H

CH3

CH3

CH3

CH3

Oslash124

A kiralitaacutes kialakulaacutesa eacutes bioloacutegiai jelentőseacutege

Kiraacutelis vegyuumlletek

termeacuteszetes aminosavak (elsősorban L konfiguraacutecioacute)peptidek enzimektermeacuteszetes szeacutenhidraacutetok (elsősorban D konfiguraacutecioacute)gyoacutegyszerek

Az első kiraacutelis vegyuumllet kialakulaacutesa

az elemi reacuteszek gyenge koumllcsoumlnhataacutesaacutenakiraacutenyfuumlggeacuteseacutevel van kapcsolatban

autokataliacutezis

a termeacuteszet nem tuumlkoumlrszimmetrikus (a termeacuteszet homokiraacutelis)

Oslash125

Az optikai aktivitaacuteseredete szeacutenhidraacutetokkiralitaacutescentrumaacutenakkieacutepuumlleacutese a termeacuteszetben

Oslash126

Oslash127

• Slide Number 1
• Slide Number 2
• Slide Number 3
• Slide Number 4
• Slide Number 5
• Slide Number 6
• Slide Number 7
• Izomeacuteria
• Slide Number 9
• Slide Number 10
• Slide Number 11
• Slide Number 12
• Slide Number 13
• Slide Number 14
• Slide Number 15
• Slide Number 16
• Slide Number 17
• Slide Number 18
• Szerkezeti izomeacuteria
• Slide Number 20
• Slide Number 21
• Slide Number 22
• Slide Number 23
• Slide Number 24
• A tautomeacuteria tiacutepusai
• Slide Number 26
• Slide Number 27
• Slide Number 28
• Slide Number 29
• Slide Number 30
• Sztereoizomeacuteria
• Slide Number 32
• Slide Number 33
• Slide Number 34
• Slide Number 35
• Slide Number 36
• Slide Number 37
• Slide Number 38
• Slide Number 39
• Slide Number 40
• Slide Number 41
• Slide Number 42
• Slide Number 43
• Slide Number 44
• Slide Number 45
• Slide Number 46
• Slide Number 47
• Tovaacutebbi kiralitaacutes tiacutepusok
• Slide Number 49
• Slide Number 50
• Slide Number 51
• Slide Number 52
• Slide Number 53
• Slide Number 54
• Slide Number 55
• Slide Number 56
• Slide Number 57
• Toumlbb kiralitaacuteskoumlzpont
• Slide Number 59
• Slide Number 60
• Slide Number 61
• Slide Number 62
• Slide Number 63
• Slide Number 64
• Slide Number 65
• Slide Number 66
• Slide Number 67
• Slide Number 68
• Slide Number 69
• Slide Number 70
• Slide Number 71
• Slide Number 72
• Slide Number 73
• Slide Number 74
• Slide Number 75
• Konfiguraacutecioacutes izomeacuteria
• Slide Number 77
• Slide Number 78
• Slide Number 79
• Slide Number 80
• Slide Number 81
• Slide Number 82
• Slide Number 83
• Slide Number 84
• Slide Number 85
• Slide Number 86
• Slide Number 87
• Slide Number 88
• Slide Number 89
• Slide Number 90
• Slide Number 91
• Slide Number 92
• Slide Number 93
• Slide Number 94
• Slide Number 95
• Slide Number 96
• Slide Number 97
• Slide Number 98
• Slide Number 99
• Slide Number 100
• Slide Number 101
• Slide Number 102
• Slide Number 103
• Slide Number 104
• Slide Number 105
• Slide Number 106
• Slide Number 107
• Slide Number 108
• Slide Number 109
• Slide Number 110
• Slide Number 111
• Slide Number 112
• Slide Number 113
• Slide Number 114
• Slide Number 115
• Slide Number 116
• Slide Number 117
• Slide Number 118
• Slide Number 119
• Slide Number 120
• Slide Number 121
• Slide Number 122
• Slide Number 123
• Slide Number 124
• Slide Number 125
• Slide Number 126
• Slide Number 127

Heterociklusok

Teliacutetett Aromaacutes

Monociklusok Kondenzaacutelt gyűrűsvegyuumlletek

Otetrahidrofuraacuten

Teliacutetetlen(mono- eacutespoliciklus)

S

NH

1

23

45

6

36-dihidro-2H-[13]-tiazin

Npiridin

N

NH

imidazol

NH

indol

N

N

N

N

H

purin

Izomeacuteria

Izomeacuteria(isos azonos meacuteros reacutesz)

Azonos oumlsszegkeacutepletazonos kvalitatiacutev oumlsszeteacutetelazonos kvantitatiacutev oumlsszeteacutetelazonos relatiacutev molekulatoumlmeg

Kuumlloumlnboumlző szerkezet

CH3CH2CH2Cl

CH3CH2CH3

CH3CH2CH3

CH3CH CH2

CH3CH CH2

CH3CH2CH2CH3 CH3CHCH3

CH3

nem izomerek

izomerek

nem izomerek

CH = 12

nem izomerek

9

Izomeacuteriaacutek csoportosiacutetaacutesa

Szerkezeti izomeacuteriaFunkcioacutes csoport izomeacuteriaKuumlloumlnleges tiacutepusok

szeacutenvaacutez izomeacuteriahelyzeti izomeacuteriatautomeacuteria

Sztereoizomeacuteriakonformaacutecioacutes (rotaacutecioacutes) izomeacuteriageometriai izomeacuteria (cisz-transz

izomeacuteria Z-E izomeacuteria)optikai izomeacuteria

Szerkezeti izomeacuteria kuumlloumlnboumlző oumlsszekapcsoltsaacuteg (konnektivitaacutes)Sztereoizomeacuteria azonos konnektivitaacutes

kuumlloumlnboumlző teacuterszerkezet

A kiraacutelis (kheir keacutez) taacutergyak tuumlkoumlrkeacutepuumlkkel nem hozhatoacutek fedeacutesbe sem rotaacutecioacutes sem transzlaacutecioacutes mozgaacutessal (kiveacuteve a molekulaacuten beluumlli rotaacutecioacute lehetőseacutegeacutet)

A kiralitaacutes szerkezeti felteacutetelea taacutergynak ne legyen tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengelye

10

azonos oumlsszegkeacutepletű de kuumlloumlnboumlző szerkezetű vegyuumlletekebben az esetben kuumlloumlnboumlző szerkezetű keacutet molekula ha bennuumlkaz atomok kapcsoloacutedaacutesi sorrendje kuumlloumlnboumlző

2D-szerkezetben valoacute kuumlloumlnboumlzőseacuteg kuumlloumlnboumlző kapcsoloacutedaacutesi sorrend(kuumlloumlnboumlző konstituacutecioacute)

2 Sztereoizomeacuteria

azonos oumlsszegkeacuteplet de elteacuterő teacuterszerkezet

3D-szerkezetben valoacute kuumlloumlnboumlzőseacuteg azonos konstituacutecioacute de kuumlloumlnboumlző teacuterszerkezet

1 Konstituacutecioacutes (szerkezeti) izomeacuteria

11

azonos atomkonnektivitaacutessztereoizomerek

elteacuterotilde atomkonnektivitaacutesnem sztereoizomerekszerkezeti izomerek

C

CBr H

ClH3C

E

C

CCl H

BrH3C

E

C

C

Cl

Br H

CH3

Z

12

Enantiomerekegymaacutessal fedeacutesbe nem hozhatoacute tuumlkoumlrkeacutepi paacuterok

azonos internukleaacuteris taacutevolsaacutegkuumlloumlnboumlző csoportsorrend (konfiguraacutecioacute)

Diasztereomereknem enantiomerek (lehetnek akiraacutelisak is)nincsenek egymaacutessal tuumlkoumlrkeacutepi viszonyban

azonos oumlsszekapcsoltsaacutegkuumlloumlnboumlző internukleaacuteris taacutevolsaacuteg

Konformaacutecioacutes eacutes konfiguraacutecioacutesenantiomerekdiasztereomerek

13

Konstituacutecioacutes izomerek

Azonos oumlsszegkeacuteplet kuumlloumlnboumlző oumlsszekapcsoltsaacuteg

Konformaacutecioacutes izomerek

A konformaacutecioacutes izomerek egyszeres koumlteacutes(ek) koumlruumlli rotaacutecioacuteval (vagy pszeudorotaacutecioacuteval) egymaacutesba alakiacutethatoacutek

Keacutet szomszeacutedos (szeacuten)atom szubsztituenseinek egymaacuteshoz valoacute viszonya

Konfiguraacutecioacutes izomerek

A konfiguraacutecioacutes izomerek egyszeres koumlteacutes(ek) koumlruumlli rotaacutecioacuteval nem alakiacutethatoacutek egymaacutesba

Egy adott (szeacuten)atomon levő csoportsorrend

14

Alfa helyzetű szubsztituens Beacuteta helyzetű szubsztituens

pszeudorotaacutecioacuteaxiaacutelis ekvatoriaacutelis

Konformaacutecioacute

Konfiguraacutecioacute

Konstituacutecioacute

pszeudorotaacutecioacute

15

transz cisz

H

H

H

H

transz ciszdekalin

12-dimetilciklohexaacuten

Konfiguraacutecioacute

16

COOH

COHH3C

H

SCOOH

CHO CH3

HR

L-(+)-tejsav D-(-)-tejsav

fumaacutersavmaleinsav

C

C

HOOC H

H COOH

C

C

H COOH

H COOH

Citromsav ciklus (Szent-Gyoumlrgyi-Krebs ciklus)

izomszoumlvet tejsavas erjedeacutes

17

(Az izomerek leacutetkeacutepesseacutege fuumlgg a koumlztuumlk leacutevő energiagaacutet nagysaacutegaacutetoacutel)

AtropizomeacuteriaCsavart kaacutedakGauche konformerekAntiklinaacutelis konformerek

Koumlteacutesmenti rotaacutecioacuteval egymaacutesba alakiacutethatoacutek

Koumlteacutesmenti rotaacutecioacuteval nem alakiacutethatoacutek egymaacutesba

Koumlteacutesmenti rotaacutecioacuteval nem alakiacutethatoacutek egymaacutesba

Cisz-transz (geometriai) izomerek

Koumlteacutesmenti rotaacutecioacuteval egymaacutesba alakiacutethatoacutek

Fedeacutesbe nem hozhatoacute tuumlkoumlrkeacutepi paacuterok

Kuumlloumlnboumlző vegyuumlletek azonos oumlsszegkeacuteplettel

KONSTITUacuteCIOacuteS IZOMEREK

(szerkezeti vagy struktuacuterizomerek)Az atomok kapcsoloacutedaacutesi sorrendje elteacuterő

TAUTOMEREK

Ugyanaz a vegyuumllet keacutetfeacutele szerkezettel reagaacutel

SZTEREOIZOMEREK

Azonos konstituacutecioacute elteacuterotilde teacuterbeli elrendeződeacutes

Alkaacutenok rotaacutecioacutes izomereiCiklohexaacuten szeacutek-kaacuted izomerei

keto-enol tautomeacuterialaktim-laktaacutem tautomeacuteriagyűrű-laacutenc tautomeacuteria

(Optikai izomerek) Kiraacutelis vegyuumlletek

Nem enantiomerek

Toumlbb kiralitaacutescentrumot tartalmazoacute vegyuumlletekBizonyos atomoknak egy meghataacuterozott

siacutekhoz viszonyiacutetott relatiacutev helyzeteacuteben kuumlloumlnboumlznek

Kettős koumlteacuteses vegyuumlletek Z - E izomeacuteriaacutejaDiszubsztituaacutelt cikloalkaacutenok cisz - transz izomeacuteriaacutejaKondenzaacutelt gyűrűs bicikloalkaacutenok cisz - transz izomeacuteriaacuteja

Centraacutelis kiralitaacutesHelikaacutelis kiralitaacutesAxiaacutelis kiralitaacutes

AlleacutenizomerekSpirovegyuumlletek

KIRAacuteLIS DIASZTEREOMEREK

AKIRAacuteLIS DIASZTEREOMEREK

DIASZTEREOMEREK ENANTIOMEREK

KONFORMAacuteCIOacuteS ENANTIOMEREK

KONFIGURAacuteCIOacuteS ENANTIOMEREK

KONFIGURAacuteCIOacuteSDIASZTEREOMEREK

KONFORMAacuteCIOacuteSDIASZTEREOMEREK

Izomeacuteria

18

Szerkezeti izomeacuteria

19

CH3OCH3 CH3CH2OH

Szerkezeti izomeacuteria

Regioizomeacuteria

Szeacutenvaacutez izomeacuteria CH3CH2CH2CH2CH3 CH3CHCH2CH3

CH3

CH3CCH3

CH3

CH3

H2C CHCH2CH2CH3 CH3CH CHCH2CH3

CH3CH2CH2Cl CH3CHCH3

Cl

Funkcioacutes csoport izomeacuteria

20

OCH3

Br2

FeBr3

OCH3

Br

+

OCH3

Br

OCH3

Br

+

haacuterom regioizomer termeacutek

CC

H

H

CH3

CC

H

H

H

Br CH3

+C

C

Br

H

H

H CH3

HBr

keacutet regioizomer termeacutek

Regioizomeacuteria

Keacutet regioizomer termeacutek keletkezhet dehellipSzelektivitaacutes

Haacuterom regioizomer termeacutek keletkezhet dehellipSzelektivitaacutes

21

H3C CH2 CH2 CH3 H3C CH CH3

CH3

n-butaacuten i-butaacuten

H2C CH2

CHCH3

H2C CH2

H2C CH2

metilciklopropaacuten ciklobutaacuten

22

A compound with the general formula CnH2n contains one double-bond equivalent ndasheither one double bond or one ring

CH3 CH2 CH CH2CH2 CH2

CH2 CH2

an alkane a cycloalkane

A compound with the general formula CnH2n-2 might have one triple bond two ringstwo double bonds or one ring plus one double bond We can say that the formulaCnH2n-2 represents a structure with two double-bond equivalents

Three of many possible structural isomers for C8H14

CH3 (CH2)5 C CH

one triple bond two rings

CH2CH3

one double bondand one ring

23

Tautomeacuteriaegy hidrogeacutenatom eacutes egy kettőskoumlteacutes helyzeteacuteben kuumlloumlnboumlznek ndash a hidrogeacutenatom

mozgeacutekony iacutegy gyors eacutes reverziacutebilis protoncsere valoacutesul meg

Protomeacuteria eacutes elektromeacuteria egyszerre van jelen

CH

HH

C

O

COOH C CH

H OH

COOH

Oxo-enol tautomerek

Tautomeacuteria

Kezelhető szerkezeti izomerkeacutent

24

A tautomeacuteria tiacutepusai

25

1) alacsonyabb pKa eacuterteacutek2) konjugaacutelt rendszer3) hidrogeacuten kelaacutet (6 elektron)

Oxo-enol tautomeacuteria

O OH

CH3H3C

H2C

H

C

O

CH3 H2C C CH3

O H

enoloxo

pKa 20

9999975 000025

F2C C

O H

CF3 F2C

H

C

O

CF3

OH O

H

CH3 C

O

CH C

O

CH3

H

CH3 C

O

CH C

O

CH3

H

pKa 9

20 80

200oC 3oacute

O

O

H

OH

O 26

NH2R C

Y Y

NHR C

H

Y= O S NR1

a)

b)

NH2

NHR1

R2N CNH

NHR1

R2HN CNH2

NR1

R2HN C

Savamid-imidsav eacutes rokon rendszerektautomeacuteriaacuteja

Guanidin-szaacutermazeacutek27

XH

N NH

X

Prototroacutepia (hetrociklusoknaacutel)

N NH

XH X

HN NH

X

HN NH

X

N NH

XH

HN N

XH

dominaacutens forma

28

α anomer izaacutecioacute

-D-Glcfβ-D-Glcfα

βO

OH

CH2OHHO OH

OHOH

O

OH

CH2OHHO

OH

HO

OHCHO

OHHOH2C

HO

β

D-Glcpβminus-D-Glcpα

α

OHOH2C

HOHO

OHOH

OHO

HOH2C

HOHO

OH

Gyűrű-laacutenc tautomeacuteria

De nem koumlzvetlenuumll

29

N OC

O

CH3N OC

O CH3

Szubsztituens tautomerizaacutecioacute

NN

N N N N

NN

N NN

N

Vegyeacuterteacutek izomerizaacutecioacute

Oslash30

Sztereoizomeacuteria

31

Sztereoizomeacuteria

Konfiguraacutecioacuteaz atomok koumllcsoumlnoumls teacuterbeli elrendeződeacutese az egyszereskoumlteacutesek koumlruumlli elfordulaacutest (aacuteltalaacuteban) nem veszi figyelembe

Konformaacutecioacuteegyszeres koumlteacutesek koumlruumlli elforgataacutes amelynek soraacuten konformerek joumlnnek leacutetre

Konfiguraacutecioacutes eacutes konformaacutecioacutesenantiomerekdiasztereomerek

32

COOH

COOH

mcisz transz transz

izomeacuteriageometriaiizomeacuteria

optikai izomeacuteria

COOHHOOC COOH

HOOC COOH

HOOC

poziacutecioacutes

SztereoizomeacuteriaSzerkezeti izomeacuteria

Helyzeti izomeacuteria

33

Enantiomerekegymaacutessal fedeacutesbe nem hozhatoacute tuumlkoumlrkeacutepi paacuterok

azonos internukleaacuteris taacutevolsaacutegkuumlloumlnboumlző csoportsorrend (konfiguraacutecioacute)

Diasztereomereknem enantiomerek (lehetnek akiraacutelisak is)nincsenek egymaacutessal tuumlkoumlrkeacutepi viszonyban

azonos oumlsszekapcsoltsaacutegkuumlloumlnboumlző internukleaacuteris taacutevolsaacuteg

34

C CH3C

Cl

C

H

CH3

BrH

C CCl

H3C

C

H

CH3

BrH

C CH3C

Cl

C

H

CH3

HBr

C CCl

H3C

C

H

CH3

HBr

E R

E S

Z R

Z S

Enantiomerek Enantiomerek

Diasztereomerek

Diasztereomerek

Diasztereomerek

Diasztereomerek

Oslash35

Kiraacutelis vegyuumlletek kiraacutelis koumllcsoumlnhataacutesok

termeacuteszetes aminosavak (főkeacutent L konfiguraacutecioacute)peptidek enzimek

termeacuteszetes szeacutenhidraacutetok (D konfiguraacutecioacute)

gyoacutegyszerek (sok esetben kiraacutelis molekulaacutek)

gyoacutegyszer-receptor koumllcsoumlnhataacutes

Sztereokeacutemia jelentőseacutege

Oslash36

Journal of

Chemical Education

ISSN 0021-9584

Volume 73 Number 6June 1996

Oslash37

Journal ofChemical Education

ISSN 0021-958413

Volume 73 Number 6June 199613

13

13

Oslash38

Kiralitaacutes

A kiraacutelis taacutergyak tuumlkoumlrkeacutepuumlkkel nem hozhatoacutek fedeacutesbe sem rotaacutecioacutes semtranszlaacutecioacutes mozgaacutessal (kiveacuteve a molekulaacuten beluumlli rotaacutecioacute lehetőseacutegeacutet)

A kiralitaacutes szerkezeti felteacutetelea taacutergynak ne legyen tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengelye

Tiacutepusok

Centraacutelis kiralitaacutes ndash sztereogeacuten centrum (R S D L)egy kiraacutelis (szeacuten)atomtoumlbb kiraacutelis szeacutenatom

Axiaacutelis kiralitaacutes ndash tengely koumlruumlli elhelyezkedeacutes (R S)alleacutenizomeacuteria spirovegyuumlletek atropizomeacuteria

Planaacuteris kiralitaacutes ndash siacutekhoz viszonyiacutetott helyzet (P pR M pS)csavart kaacutedak transz cikloalkeacuten

Helikaacutelis kiralitaacutes ndash nem siacutekbeli csavarvonalak (P M)alkaacuten konformerek (gauche antiklinaacutelis)heliceacutenek

39

Azonos minőseacutegi mennyiseacutegi oumlsszeteacutetel moacuteltoumlmeg konstituacutecioacute de kuumlloumlnboumlző teacuterbeli sorrend

Cl

F BrH

R S

Cl

FBrH

konfiguraacutecioacutejeloumlleacutes (+) (ndash) = d l D L R S

40

Azonos minőseacutegi mennyiseacutegi oumlsszeteacutetel moacuteltoumlmeg konstituacutecioacute de kuumlloumlnboumlző teacuterbeli sorrend

C

l

F

B

r

H

R

S

C

l

F

B

r

H

konfiguraacutecioacutejeloumlleacutes(+) (ndash) = d ld l R S

_1063020419

2

1

3

X4

1

X4

23

1

X4

32

(R) (S)

CC

2

1

3

I

BrCl

4F

2

1

3

OH

DT

4H C

OH

H

DT

(R)(S)

41

(R)

HCC

C CHH

HO H

CCC

H HC H

CHH3C

H

HH

H

H

C

Cl HH H

HH

1 4

3

2

1 oumlvezet2 oumlvezet

3 oumlvezet

4 oumlvezet

H

42

CH

OHCH3

CH3CH2

(R)-butaacuten-2-ol (S)-butaacuten-2-ol

180o-os forgataacutes

CH

OHCH3

CH3CH2

CH

OHCH3CH2

CH3

CH

HOCH2CH3

CH3

CH

OHCH3CH2

CH3

A kiralitaacutes az atomok egy pont (sztereogeacuten centrum kiralitaacutescentrum aszimmetriacentrum)koumlruumlli elrendeződeacuteseacutenek koumlvetkezmeacutenye A kiralitaacutest leacutetrehozoacute szerkezeti elemek elrendeződeacuteseegy koumlzpontra vonatkoztathatoacute Egy X centraacutelis atomhoz neacutegy kuumlloumlnboumlző ligandum kapcsoloacutedik a tuumlkoumlrkeacutepek nem hozhatoacutek fedeacutesbe a keacutet konfiguraacutecioacutes izomer enantiomer viszonyban van egymaacutessalSztereogeacuten centrum ndash Egy sp3 szeacutenatom (vagy maacutes atom) 4 kuumlloumlnboumlző ligandumot tartalmaz

Centraacutelis kiralitaacutes

43

Optikai izomeacuteria

Optikai izomerek olyan sztereoizomerek amelyek optikai forgatoacutekeacutepesseacutegbenkuumlloumlnboumlznek

Centraacutelis kiralitaacutes

Sztereogeacuten centrum aacutebraacutezolaacutesaperspektiacutevikus (teacuterszerkezeti)proiciaacutelt (vetiacutetett)

keacuteplettel (Fischer projekcioacute)

L

COOH

CH3H2NH

R

D

COOH

CH3 NH2H

S

intermolekulaacuteristuumlkoumlrsiacutek

COOH

CH3

H NH2

COOH

CH3

H2N H

44

Optikai aktivitaacutesAzok a vegyuumlletek melyek a siacutekban polarizaacutelt feacuteny siacutekjaacutet elforgatjaacutek optikailag aktiacutevakJobbra forgataacutes (oacuteramutatoacuteval azonos) jele (+) balra forgataacutes (oacuteramutatoacuteval ellenteacutetes) jele (-)

Azok a molekulaacutek keacutepesek optikai forgatoacutekeacutepesseacuteg leacutetrehozaacutesaacutera melyek mindenkonformaacutecioacuteja kiraacutelisHa egy kiraacutelis vegyuumlletnek csak egyik enantiomerje van jelen a vegyuumllet optikailag aktiacutev(elforgatja a polarizaacutelt feacuteny siacutekjaacutet) Ha a keacutet enantimer ekvimolaacuteris elegye (racemaacutet) van jelen a tuumlkoumlrkeacutepi paacuterok kompenzaacutecioacuteja miatt nincs makroszkoacutepikus forgataacutes

Oslash45

Fresnel elmeacutelete szerint a siacutekban polarizaacutelt feacuteny keacutet ellenteacutetes iraacutenyaacutebacirkulaacuterisan polarizaacutelt komponensből tevődik oumlssze Optikailag aktiacutev koumlzegbenaz egyik cirkulaacuteris komponens lassabban halad mint a maacutesik ezeacutert aztaacutenamikor kileacutepnek a koumlzegből eltoloacutedott faacutezisban oumlsszegeződnek uacutejra s eza polarizaacutecioacute siacutekjaacutenak elfordulaacutesaacuteban nyilvaacutenul meg Az optikailag aktiacutev anyagmolekulaacutei kuumlloumlnboumlző meacuterteacutekű koumllcsoumlnhataacutesba leacutepnek a jobbra eacutes a balracirkulaacuteris feacutenysugaacuterral A cirkulaacuterisan polaacuterozott feacuteny uacutegy jellemezhető hogya feacutenysugaacuter menteacuten az elektromaacutegneses teret leiacuteroacute elektromos eacutes maacutegnesesvektorok veacutegpontjai egy jobb vagy bal menetű csavarvonalon helyezkednek el

Optikai aktivitaacutes meacutereacutese

polarimetertube

Polarizerfixed Nicolprism

Plane-polarizedlight

Solution of opticallyactive material

Plane ofpolarizationhas undergonea rotation

Analyizermovable Nicolprism

ViewerUnpolarizedlight fromsource

Oslash46

siacutekban polarizaacutelt feacuteny

polarizaacuteloacute lencse (Nicol prizma)

normaacutel feacuteny

a)

b)

c)

x

z

z

z

siacutekban polaacuterozott feacuteny P eacutes M helicitaacutesuacutecirkulaacuterisan polaacuterozott feacuteny

minta

x

z

α

z

x

Oslash47

Tovaacutebbi kiralitaacutes tiacutepusok

48

Sztereogeacuten centrum jelenleacutete nem szuumlkseacuteges sem nem eleacutegseacuteges felteacutetele a kiralitaacutesnak

Nem szuumlkseacuteges peacuteldaacuteul axiaacutelis kiralitaacutes planaacuteris kiralitaacutes

Axiaacutelis kiralitaacutes A kiralitaacutes az atomok egy tengely koumlruumlli elrendeződeacuteseacutenek koumlvetkezmeacutenye

Alleacutenek kiralitaacutesa

Planaacuteris kiralitaacutes A kiralitaacutes az atomok egy siacutek koumlruumlli elhelyezkedeacuteseacutenek koumlvetkezmeacutenye

Helikaacutelis kiralitaacutes Csavarvonal (spiraacutelis) szerkezetű molekulaacutekPl DNS kettős heacutelixe polipeptidek kettős α-heacutelixe

C C CH

ClHCl CCC

H

ClHCl

COOH

CH3

CrOC

OCOC

CrCO

COCO

COOH

CH3

49

R S

HOOC

Br

COOH

Br6

2

6

2COOH

Br

HOOC

Br

tuumlkoumlrsiacutek

C

Br

COOHBr1

2

3 4

HOO c2COOH

Br

BrHOOC

c2

1

2

34

Atropizomeacuteria

50

Axiaacutelis kiralitaacutes

R-konfiguraacutecioacute

51

C CH

H3CC

H

CH3

CCH

CH3C

H

H3C

NH

HN

NH

NH

tuumlkoumlrsiacutek

Nem minden kiraacutelis molekula rendelkezik aszimmetria centrummal

52

Cukor Foszfor atom Oslash53

Konformaacutecioacutes enantiomerek

P M

Helikaacutelis kiralitaacutes

Konfiguraacutecioacutes enantiomerek

P M

Heptaheliceacuten n-Butaacuten

54

Oslash55

56

Feheacuterjeacutek teacuterszerkezete

Oslash

57

Nukleinsavak teacuterszerkezete

Oslash

Toumlbb kiralitaacuteskoumlzpont

58

Toumlbb aszimmetria centrumot tartalmazoacute vegyuumlleteklehetseacuteges sztereoizomereinek szaacutema

A nem enantiomeacuteria viszonyban aacutelloacute sztereoizomerek

diasztereomerek

Ha az n db aszimmetria centrum koumlzoumltt vannak azonosak a fuumlggetlen sztereoizomerek szaacutema lt 2n

mezo-forma nem kiraacutelis

2n

59

CH3CH3

HO H

OHHCH3

H3COHH

HO H

CH3CH3

HO H

HHOCH3

H3COHH

H OH

CH3CH3

HO H

OHH

180o forgataacutes

mezo-23-butaacutendioltuumlkoumlrkeacutepi paacuterok fedeacutesbe hozhatoacutek - akiraacutelis

(2R3R)-23-butaacutendiol (2S3S)-23-butaacutendiol

CH3 CH3

H HHO OH

Egyetlen sztereogeacuten centrumot tartalmazoacute molekula mindig kiraacutelis desztereogeacuten centrum jelenleacutete nem szuumlkseacuteges sem nem eleacutegseacuteges felteacutetele a kiralitaacutesnak

Nem eleacutegseacuteges toumlbb sztereogeacuten centrumot tartalmazoacute molekula lehet akiraacutelisPeacutelda

60

Nem minden olyan molekula kiraacutelis amely aszimmetria centrumokkal rendelkezik

Nem minden kiraacutelis molekula rendelkezik aszimmetria centrummal

axiaacutelis kiralitaacutes 13-diszubsztituaacutelt alleacuten planaacuteris kiralitaacutes spirovegyuumlletek koumlreacuteben

mezo vegyuumlletek cisz-12-azonosandiszubsztituaacutelt ciklopropaacuten

Oslash61

COOHH

HHOOC

CH3H

H3C HS2

COOH

HHO

H OH

COOH

S2

COOHH

HHOOC

HH

H H

borkősav

Newman (fűreacuteszbak) projekcioacuteKonformatiacutev

62

Fisher projekcioacuteval aacutebraacutezolt L- eacutes D-borkősav

mezo-borkotildesav

COOHCH OHCCOOH

OHH

COOHCHO HCCOOH

HHO

szotildelotildesav

COOHCH OHCCOOH

HHO

COOHCHO HCCOOH

OHH

L-(+)-borkotildesav D-(-)-borkotildesav

63

Oslash64

Cl

H

H

H

Cl

H

H

Cl

H

H

Cl

H

Cl

H

H

H

H

Cl

mezo SS RR

cisz transz

Nem minden olyan molekula kiraacutelis amely aszimmetria centrumokkal rendelkezik

65

Szimmeriaelemek(szimmetria azonos meacuteret)

Akkor mondjuk hogy egy taacutergy szimmetriaelemmel rendelkezik ha a megfelelőszimmetriaművelet (tuumlkroumlzeacutes forgataacutes inverzioacute) a taacutergyat az eredetivel fedeacutesbehozhatoacute alakzattaacute konvertaacutelja

Pontcsoport ndash meghataacuterozott taacutergyra vonatkozoacute szimmetriaműveletek oumlsszesseacutege

szimmetriasiacutek (σ) a molekulaacutet keacutet olyan feacutelre bontja amelyek egymaacutesnak pontostuumlkoumlrkeacutepei (Szimmetriasiacutekot tartalmazoacute molekula akiraacutelis de a siacutek hiaacutenya nem okozkiralitaacutest)

n-ed rendű forgaacutesi szimmetriatengely (Cn) a molekulaacutet a tengely koumlruumll 360degnszoumlggel elforgatva az eredetitől megkuumlloumlnboumlzhetetlen molekulaacutet kapunk

szimmetriacentrum (inverzioacutes centrum) (Ci) a molekula baacutermely elemeacutet aszimmetriacentrummal oumlsszekoumltve eacutes az ellenkező iraacutenyba azonos taacutevolsaacutegrameghosszabbiacutetva azonos elemhez jutunk (Szimmetriacentrumot tartalmazoacutemolekula akiraacutelis de hiaacutenya nem okoz kiralitaacutest)

n-ed rendű tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengely (Sn) a molekulaacutet 360degn szoumlggel elforgatvaeacutes a tengelyre merőleges siacutekra tuumlkroumlzve az eredetitől megkuumlloumlnboumlzhetetlenmolekulaacutet kapunk (Tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengelyt tartalmazoacute molekula akiraacutelishiaacutenyaacuteban a molekula kiraacutelis) 66

C CCH3

H

H

CH3180o C C

CH3

H

CH3

H360o

siacutek

tengely

siacutek

tengely

Keacutetfogaacutesuacute tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengely Egyfogaacutesuacute tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengely

Szimmetriacentrum Szimmetriasiacutek

Tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengelyValamely taacutergy akkor jellemezhető Sn azaz n-ed rendű tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengellyel ha annak baacutermely pontjaacutet a tengely koumlruumll 360n fokos szoumlggelelfordiacutetva eacutes a tengelyre merőlegesen fektetett siacutekon keresztuumll tuumlkroumlzve az eredetiobjektumot kapjuk meg (n szuumlkseacutegkeacuteppen paacuteros vagy 1)

Az S1-tengely szimmetriasiacutekkal (σ) az S2-tengely viszont szimmetriacentrummal (Ci) egyeneacuterteacutekű

A szimmetriacentrumon aacutethaladoacute baacutermely egyenesen a centrumtoacutel egyenlő taacutevolsaacutegban azonos elemek talaacutelhatoacutek

Akiraacutelis molekulaacutek

67

szimmetriasiacutek (m S1) forgaacutesi szimmetriatengely (Cn) szimmetriacentrum (Ci S2)

Szimmetrikus + +

Szimmetrikus + -

Koumlzeacuteppontosan - + szimmetrikus

Disszimetrikus - + - (kiraacutelis)

Aszimmetrikus - - - (kiraacutelis)

Szimmetriaelem művelet

Szimmetriasiacutek tuumlkroumlzeacutes

Szimmetriatengely forgataacutes

Szimmetriacentrum inverzioacute

Szimmetriaelem művelet

Azonossaacuteg vaacuteltozatlanulhagyaacutes

Tuumlkroumlzeacutesi forgataacutes eacutesszimmetriatengely (giroid) tengelyre merőleges

tuumlkroumlzeacutesOslash68

Oslash69

Oslash70

Oslash71

Oslash72

1 Atomic number2 Atomic mass3 Z gt E4 R gt S5 Spheres6 Single-bond equivalencies

Cahn-Ingold-Prelog nomenclature system

Sequence rules for order of priority

1 If the atoms in question are different the sequence order is by atomic number with theatom of highest atomic number receiving the highest priority

F lt Cl lt Br lt I

increasing priority

2 If two isotopes of the same element are present the isotope of higher mass receivesthe higher priority

H lt D

increasing priority73

5 If two atoms are identical the atomic numbers of the next atoms are used for priorityassignment If these atoms also have identical atoms attached to them priority isdetermined at the first point of difference along the chain The atom that has attached to itan atom of higher priority has the higher priority (Do not use the sums of the atomic numbersBut look for the single atom of highest priority)

74

6 Atoms attached by double or triple bond are given single-bond equivalencies so that theycan be treated like single-bonded groups in determining priority Each doubly bonded atom isduplicated (or triplicated for triple bonds)

R C

O

OH

Structure Equivalent for priority determination

R C

O

O

OH

C

R C N R C

N

N

NC

C

75

Konfiguraacutecioacutes izomeacuteriaUgyanaz a vaacutez konnektivitaacutes de elteacuterő teacuterbelielrendeződeacutes (valamilyen szimmetria-rendezőhoumlz valoacuteviszony)

Nem alakiacutethatoacutek egymaacutesba kovalens koumlteacutes elszakiacutetaacutesaeacutes uacutejrakeacutepződeacutese neacutelkuumll

optikai izomerek (optikai aktivitaacutes) R Sgeometriai izomerek cisz-transz E-Z

76

Konfiguraacutecioacutes diasztereomerekFizikai eacutes keacutemia tulajdonsaacutegaik elteacuternek

Konfiguraacutecioacutes enantiomerekFizikai eacutes keacutemiai tulajdonsaacutegaikazonosak kiveacutevebull azonos meacuterteacutekű de ellenteacutetesiraacutenyuacute optikai forgatoacutekeacutepesseacutegbull elteacuterő reaktivitaacutes maacutes kiraacutelis vegyuumlletekkel valoacute reakcioacuteban

C

C

Cl

Cl H

HC

C

H

Cl H

Cl

cisz-12-dikloacutereteacuten transz-12-dikloacutereteacuten

Br Cl

Cl BrF F

Cl Br

Br FF Cl

(R) (R) (S) (R)

CH

OHCH3CH2

CH3

CH

HOCH2CH3

CH3

CH

OHCH3CH2

CH3

CH

OHCH3

CH3CH2

180o-os forgataacutes

(R)-butaacuten-2-ol (S)-butaacuten-2-olfp 995 oC 995 oCd4

20 0808 0808nD

20 1397 1397[α]D

25 -1352o +1352o

(R)-butaacuten-2-ol (S)-butaacuten-2-ol

CH

OHCH3

CH3CH2

77

Elegykristaacutely

bullveacuteletlenszerűen tartalmazza mindkeacutet enantiomertbulla tiszta enantiomerek eacutes az enantiomer kevereacutekek tulajdonsaacutegai azonosak

Konglomeraacutetum

bullcsak az egyik vagy a maacutesik enantiomert tartalmazzabullaz enantiomerek mechanikusan is elkuumlloumlniacutethetők egymaacutestoacutel

Molekulavegyuumllet

bulla keacutet enantiomer a kristaacutelyban 11 araacutenyban fordul elő (raceacutem elegy)bulla raceacutem elegy eacutes az enantiomerek olvadaacutespontja kuumlloumlnboumlző

bullakiraacutelis koumlruumllmeacutenyek koumlzoumltt megegyező fizikai eacutes keacutemiai tulajdonsaacutegokbullkiraacutelis koumlruumllmeacutenyek koumlzoumltt elteacuterő (kiraacutelis molekulaacutek polarizaacutelt feacuteny)bullenantiomerek koumlzoumltti 3 fő koumllcsoumlnhataacutes

elegykristaacutely keacutepzeacuteskonglomeraacutetum keacutepzeacutesmolekulavegyuumllet keacutepzeacutes

Enantiomerek

78

Enantiomerek egyeacuteb kevereacutekeit az uacutegynevezett bdquoenantiomeric excessrdquo (ee) [enantiomerfelesleg] eacuterteacutekkel jellemezzuumlk (R) eacutes (S) a megfelelő enantiomerek mennyiseacutege a kevereacutekben

A komponensek mennyiseacutegeacutenek meghataacuterozaacutesaKiraacutelis oszlopkromatigraacutefia (enantiomerek elvaacutelasztaacutesa)NMR spektroszkoacutepia

ee =(R) - (S)(R) + (S) 100

Enantiomer felesleg

Az enantiomerfelesleg az aszimmetrikus szinteacutezis sikeresseacutegeacutenek egyikmeacuterőszaacutema Diasztereomerek kevereacuteke eseteacuten hasonloacute moacutedon definiaacuteljaacutek eacuteshasznaacuteljaacutek a diasztereomer felesleg eacutes a szaacutezaleacutekos diasztereomer feleslegfogalmaacutet

Egy 70 R eacutes 30 S izomert tartalmazoacute minta enantiomerfeleslege peacuteldaacuteul40 Ezt az anyagot uacutegy is tekinthetjuumlk mint 40 tiszta R izomer eacutes 60 raceacutemelegy (mely a teljes mennyiseacuteghez 30 R eacutes 30 S izomerrel jaacuterul hozzaacute)kevereacuteke 79

C

C

HOOC

HOOC

H

HOH

OH

S

R

C

C

HOOC

HOOC

OH

HH

OHR

RC

C

COOH

COOH

HO

HH

HOS

S

intramolekulaacuteristuumlkoumlrsiacutek

diasztereomerek diasztereomerek

enantiomerek

COOH

CH3H2NH

R

COOH

CH3 NH2H

S

enantiomerek

Enantiomerek eacutes diasztereomerek

80

C

NH2

COOHHH3C C

CH2SH

COOHH2NH

Ala Cys

Aacutebraacutezolja Fischer keacuteplettel az alaacutebbi perspektivikus keacuteplettel megadott aminosavakat

CH3

COOH

H2N H

CH2SH

COOH

H2N H

Ala Cys

S R

L L81

CNH2H

H3C

COOH

C

COOH

CH2SHH2NH

CCH3H

H2N

COOH

C

COOH

CH2SHHH2N

C

NH2

COOHHH3C

C

CH2SH

COOHH2NH

CH3

COOH

H2N H

CH2SH

COOH

H2N H

82

Enantiomerek eacutes mezo vegyuumlletek

Pszeudoaszimmetria

C

C

HOOC

HOOC

H

HOH

OH

S

R

C

C

HOOC

HOOC

OH

HH

OHR

RC

C

COOH

COOH

HO

HH

HOS

S

intramolekulaacuteristuumlkoumlrsiacutek

diasztereomerek diasztereomerek

enantiomerek

C

C

C

COOH

COOH

HO H

OHH

H OHR

R

C

C

C

COOH

COOH

H OH

HHO

HO HS

S

enantiomerek

optikailag aktiacutevak

C

C

C

COOH

COOH

H OH

OHH

H OHR

S

C

C

C

COOH

COOH

H OH

HHO

H OHR

S

optikailag inaktiacutevak

r s

83

COOH

COOH

COOHHOOC COOH

HOOC COOH

HOOC

mcisz transz transz

szerkezetiizomeacuteria

geometriaiizomeacuteria

optikai izomeacuteria

84

R

RHOH

akiraacutelisszeacutenatom

R

SHOH

rS

RHOH

s

RgtS r s

(S)

(S)

pszeudoaszimmetriaacutes szeacutenatom

akiraacutelis molekulamezo vegyuumllet

akiraacutelisC2 forgaacutesi szimmetriatengely

kiraacutelis

HOOC COOH

Br

m

HOOC COOH

m

HOOC

COOH

pro-pszeudoaszimmetriaacutes szeacutenatom

85

Kiraacutelis molekulaacutekon beluumll is sok esetben talaacutelhatoacute pszeudo-aszimmetriacentrum amennyiben a keacutet enantiomorf ligandum mellett tovaacutebbi aszimmetrikus ligandum is kapcsoloacutedik a centrumhoz (peacuteldaacuteul atropin eacutes szaacutermazeacutekai)

gytszptehuhudownloadindex16630

Oslash86

Mezo-forma a) mindig akiraacutelisb) mindig kell lennie kiraacutelis disztereomerjeacutenek is

gytszptehuhudownloadindex16630

C

C

HOOC

HOOC

H

HOH

OH

S

R

C

C

HOOC

HOOC

OH

HH

OHR

RC

C

COOH

COOH

HO

HH

HOS

S

intramolekulaacuteristuumlkoumlrsiacutek

diasztereomerek diasztereomerek

enantiomerek

Oslash87

gytszptehuhudownloadindex16630

A pszeudo-aszimmetriacentrumok konfiguraacutecioacutejaacuteban elteacuterő izomerekegymaacutessal diasztereoizomer viszonyban aacutellnak

rC

C

C

COOH

COOH

H OH

OHH

H OHR

S

sC

C

C

COOH

COOH

H OH

HHO

H OHR

S Oslash88

Geometriai izomeacuteria

kettős koumlteacutesű vegyuumlletekneacutelciklusos vegyuumlletekneacutel

C CH H

CH3H3CC C

H CH3

HH3C

Felteacutetel (olefinekneacutel) egy adott pilleacuteratomon nem lehet keacutet azonos helyettesiacutetőde adott kettőskoumlteacutes keacutet kuumlloumlnboumlző pilleacuteratomjaacuten lehet egy-egy azonos helyettesiacutető(de ezeknek sem kell szuumlkseacutegkeacuteppen azonosaknak lenniuumlk)

Alfa helyzetű szubsztituens Beacuteta helyzetű szubsztituens

Diasztereomerek

89

Configurational isomers

The particular arrangement of atoms (or goups) in space that is characteristic of a given streoisomer

The configurational isomers can not be transformed into each otherwithout breaking and making a covalent bond

- cis-trans Z-E designations geometric isomers- optical isomerism (cf chirality)

H COOH

H COOH

HOOC H

H COOH

Z E

Oslash90

The requirement for geometric isomerism in alkenes is that each carbon atom involvedin the pi bond have two different groups attached to it such as H and Cl or CH3 and Cl

C CH

H

CH2CH3

CH3

C CH

H

CH2CH3

CH3is the same as

C CCH3

H

CH2CH3

CH3

C CH

CH3

CH2CH3

CH3

geometric isomers

If one of the carbons of the double bond has two identical groups such as two H atomsor two CH3 groups the geometric isomerism is not possible

Z E

Higher priority atoms or groups are on the same side of the pi bond Z bdquotogetherrdquo

Higher priority atoms or groups are on opposite sides of the pi bond E bdquoacrossrdquo

(Look at the single atoms directly attached to the double-bond carbon C and not entire-CH2CH2CH3 group)

Oslash91

Cahn-Ingold-Prelog szekvenciaszabaacutelyokalkeacutenekre vonatkozoacutean

Toumlmegszaacutem

C CT

D

H

DE

Rendszaacutem

C CF

Cl

Br

IZ

Z gt E

E

ZZ C C

C

C

H

NC

C

C

H3C

H3C

CH3

HCH3

H

C CH

NC

C

C

CH3

CH3

H

H

Br

Br

E

R

S

RgtS (DgtL)

92

C CH

H3C

CH

CH

CH3

CH3

CH2

Z ltC

HCH3

CH3

C

H

C

C

H

H

HHH

H

C C

H H

H

C

H

C (C)

o

o

o

H

H(C)oo

o

C CH

H3C

CH

CH

CH3

CH2 Br

CH2

E

C

HCH3

CH2Br

C

H

C

H

H

HCBrH

H

gtC C

H H

H

C

H

C (C)

o

o

o

H

H(C)oo

o

(CON) adott atom ismeacutetelt megjeleniacuteteacutese ---o fantomatom

1 2 3C CCCH CHHH C C(C)CH C(C)HH

1 2 3C CCCH BrCHH gt CHHH C C(C)CH C(C)HH 93

transzE

ciszZ

C CH H

C CH

H

transzZ

ciszE

C CBr H

C CH

Br

Oslash94

Konformaacutecioacutes izomeacuteriaUgyanaz a vaacutez konnektivitaacutes de elteacuterő teacuterbelielrendeződeacutes (valamilyen szimmetria-rendezőhoumlz valoacuteviszony)

Kovalens koumlteacutes elszakiacutetaacutesa eacutes uacutejrakeacutepződeacutese neacutelkuumllegymaacutesba alakiacutethatoacutek

Rotaacutecioacutes izomeacuteriaKuumlloumlnboumlző konformaacutecioacute (konformerek rotamerek)

Axiaacutelis kiralitaacutes R SHelikaacutelis kiralitaacutes P M

95

C CCH3H3C

HHHH

C CCH3

CH3 HH

HH

Konformaacutecioacutes diasztereomerek

C CH

CH3 HCH3

HH C C

H

CH3 CH3H

HH

Konformaacutecioacutes enantiomerek

P M

96

szinperiplanaacuteris szinklinaacutelis antiklinaacutelis antiperiplanaacuteris antiklinaacutelis szinklinaacutelis

pszeudorotaacutecioacute

axiaacutelis ekvatoriaacutelis

Konformerek

kiraacutelis kiraacutelisakiraacutelis akiraacutelis

97

C CCH3

CH3 HH

HHC C

CH3H3C

HHHH

Konfiguraacutecioacutes diasztereomerek

Konformaacutecioacutes diasztereomerek

C CH H

CH3H3CCC

HH3C

H CH3

98

- huacutezaacutes (stretch)

- hajliacutetaacutes (bend)

- csavaraacutes (torsion)

O OH

Hr 1r 2

r 2

O OH

H

α

OH

OH

τ (φ)

Oslash99

O OH

H

HOOH

OOH

HE

α30 kcalmol

Hajliacutetaacutes bend

Huacutezaacutes (nyuacutejtaacutes) stretch

disszociaacutecioacute

E

r

~ 90 ~ 50 kcalmol

HOO + H

HO + HO

Oslash100

H

H

H

O OH

H

1 kcalmol

~ 10kcalmol

(torzioacutes szoumlg)τ

Newman projekcioacute

H H

0o 60o 180o 300o 360o

OO

H

H

HHH HH

Oslash101

CH2 CH2Y ZY = Z = H

Y = Z = CH3

etaacuten

n-butaacuten

300o 360o240o180o120o60o0o

0o120o- 60o-180o-240o-300o-360o-

oacutera jaacuteraacutesaacuteval megegyező

oacutera jaacuteraacutesaacuteval ellenteacutetes

ZY

Z

Y

ZY

Z

Y

Z

Y

ZYZY

syn antisynperiplanar synklinal antiklinal antiperiplanar antiklinal synklinal

102

CCH

H H

HH

HH H

H

H

H H

CCH

H H

H

H HH H

HH

HH

0o 120o 240o 360o

12 M

m

M12 M M

mm

Θ

M = m

E(Θ)

minimum

Maximum

103

HHH H

CH3CH3

HHH H

CH3CH3

H

HH H

CH3

CH3

E

0deg dieacutederes szoumlg

E szabadentalpia-kuumlloumlnbseacuteg

58

29

07

(kcal)

H H

H3CH CH3

H

H H

H3CH H

CH3

H3C CH3

H HH

H

CH3HH H

CH3H

060deg 120deg 180deg 240deg 300deg 360deg

szinperiplanaacuteris szinklinaacutelis antiklinaacutelis antiperiplanaacuteris antiklinaacutelis szinklinaacutelis104

∆G0 = G01 - G0

2

K = e∆G0

RT

∆G = - RT ln K∆G = ∆H - T∆S

∆H = 074

∆S = 2 K = 19

gauche ndash anti araacuteny

minden gauche konformerre keacutet anti forma jut K= [a][g] Oslash105

0o

0o

60o

60o

120o

120o

180o

180o

240o

240o

300o

300o 360o

360o

RELA

T

IacuteV

ENERGIA

ANTI EFFEKTUS

GAUCHE EFFEKTUS

EXTREacuteMGAUCHE

EFFEKTUS

H

H H

H H

H

CH3

H H

H H

CH3

TORZIOacuteS SZOumlG

ZY

Z

YZ

Y

Z

Y

ZY

ZY ZY

F

H H

OH

repulsions

F

H H

H 106

attractiveinteractions

orbitalinteractions

antiperiplanarposition

Anti-effect

107

repulsions

F

H H

OH

repulsions

F

H H

H

Extrem gauche effect

108

C-F

C-H

C-F

C-HC-C C-C

Oslash109

CikloalkaacutenokGyűrűfeszuumlltseacuteg

Hipotetikus planaacuteris rendszerek

Baeyer vegyeacuterteacutekszoumlg-deformaacutecioacute (angulaacuterisgyűrű feszuumlleacutes)

Pitzer anti-aacutellaacuteshoz keacutepesti energiatoumlbblet (torzioacutes feszuumlleacutes)

van der Waals nemkoumltő atomok szterikus koumllcsoumlnhataacutesa

Nem planaacuteris vegyuumlletek

CC C

C

C

boriacuteteacutek

C C C

C

Ctwist

pszeudorotaacutecioacute

CC

C C

V-alakuacute

CCC

CCC

szeacutek110

3 4 5 6 7 8 9 10Gyűrűtagszaacutem

Gyűrű

feszuumlleacutes

kcalmol

hataacutereacuterteacutek

111

Cl

H

H

H

Cl

H

H

Cl

H

H

Cl

H

Cl

H

H

H

H

Cl

mezo SS RR

cisz transz

Ciklopropaacuten

C

C

HOOC

HOOC

H

HOH

OH

S

R

C

C

HOOC

HOOC

OH

HH

OHR

RC

C

COOH

COOH

HO

HH

HOS

S

intramolekulaacuteristuumlkoumlrsiacutek

diasztereomerek diasztereomerek

enantiomerek 112

Ea(a e)

∆Ea+∆E

∆E

Ea(a e)

Z

Hkb 5szeacutek

ZH

kb 95szeacutek

kb 2 kcal

csavartkaacuted

csavartkaacuted

kaacuted

ZH

feacutelszeacutekfeacutelszeacutek

ZH

Ciklohexaacuten

113

A 3-3 nemszomszeacutedos szeacutenatom aacuteltal definiaacutelt siacutekokra

merőleges koumlteacutesiraacutenyok axiaacutelis

A toumlbbi koumlteacutes e keacutet siacutek koumlzoumltt van ekvatoriaacutelis

Pszeudorotaacutecioacute a gyűrűs vegyuumlletek konformerjei

szoumlgfeszuumlltseacuteg neacutelkuumll alakulnak egymaacutesba

114

transz 12-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

cisz 12-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

Z

H

Z

H Z

HZ

Ha

eae

Z

HZ

H

Z

H

Z

H

a

e

ae

115

transz 13-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

cisz 13-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

Z

HZ

H

Z

H Z

H

a

e ae

Z

HZ

HZ

H

Z

H

a

e

ae

116

H

Z

Z

H

H

Z Z

Ha

ea

e

transz 14-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

Z

HZ

H

H

Z

Z

Ha

ea

e

cisz 14-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

117

Oslash118

8 CO2 + 8 H2O

- 12483 kcalmol - 12468 kcalmol

15 kcalmol

CH3

CH3H

H

+ 12 O2

cisz-12-dimetilciklohexaacuten

CH3

H

H

CH3

transz-12-dimetilciklohexaacuten

+ 12 O2

119

Diszubsztituaacutelt ciklohexaacutenokszerkezeti izomerjeinek konformaacutecioacutes viszonyai

Szerkezeti izomer Geometriai izomercisz transz

12

14

ae aa

ea ee

13aa ae

ee ea

120

Oslash121

BrNH2

Br

NH23a 2b

NH2

Br

Br

NH24a 1b

NH2

Br

Br

NH2

1b 4a

NH2

Br

NH2

Br2b 3a

NH2

Br

Br

NH23b 2a

Br

NH2

BrNH24b 1a

Konformaacutecioacutes Konformaacutecioacutes

BrNH2 Br

NH2

1a 4b

Br

NH2

BrNH2

2a 3b

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesenantiomerek

Konfiguraacutecioacutesenantiomerek

diasztereomerek diasztereomerek

12-helyzetben kuumlloumlnboumlző helyettesiacutetőket tartalmazoacute ciklohexaacuten szaacutermazeacutekokkonfiguraacutecioacutes eacutes konformaacutecioacutes viszonyai

Oslash122

H

H

H

HH

H

H

H

Dekalin

cisz transz

123

transz-transz-transzanellaacutecioacute

cisz-transz-transzanellaacutecioacute

DC

BA

DC

BA

H H

R

H

H H

H

H

H

R

H H

DCBA

R

H

H

H

H

H

H

DCBA

R

H

H

H

H

H

H

CH3

CH3

CH3

CH3

Oslash124

A kiralitaacutes kialakulaacutesa eacutes bioloacutegiai jelentőseacutege

Kiraacutelis vegyuumlletek

termeacuteszetes aminosavak (elsősorban L konfiguraacutecioacute)peptidek enzimektermeacuteszetes szeacutenhidraacutetok (elsősorban D konfiguraacutecioacute)gyoacutegyszerek

Az első kiraacutelis vegyuumllet kialakulaacutesa

az elemi reacuteszek gyenge koumllcsoumlnhataacutesaacutenakiraacutenyfuumlggeacuteseacutevel van kapcsolatban

autokataliacutezis

a termeacuteszet nem tuumlkoumlrszimmetrikus (a termeacuteszet homokiraacutelis)

Oslash125

Az optikai aktivitaacuteseredete szeacutenhidraacutetokkiralitaacutescentrumaacutenakkieacutepuumlleacutese a termeacuteszetben

Oslash126

Oslash127

• Slide Number 1
• Slide Number 2
• Slide Number 3
• Slide Number 4
• Slide Number 5
• Slide Number 6
• Slide Number 7
• Izomeacuteria
• Slide Number 9
• Slide Number 10
• Slide Number 11
• Slide Number 12
• Slide Number 13
• Slide Number 14
• Slide Number 15
• Slide Number 16
• Slide Number 17
• Slide Number 18
• Szerkezeti izomeacuteria
• Slide Number 20
• Slide Number 21
• Slide Number 22
• Slide Number 23
• Slide Number 24
• A tautomeacuteria tiacutepusai
• Slide Number 26
• Slide Number 27
• Slide Number 28
• Slide Number 29
• Slide Number 30
• Sztereoizomeacuteria
• Slide Number 32
• Slide Number 33
• Slide Number 34
• Slide Number 35
• Slide Number 36
• Slide Number 37
• Slide Number 38
• Slide Number 39
• Slide Number 40
• Slide Number 41
• Slide Number 42
• Slide Number 43
• Slide Number 44
• Slide Number 45
• Slide Number 46
• Slide Number 47
• Tovaacutebbi kiralitaacutes tiacutepusok
• Slide Number 49
• Slide Number 50
• Slide Number 51
• Slide Number 52
• Slide Number 53
• Slide Number 54
• Slide Number 55
• Slide Number 56
• Slide Number 57
• Toumlbb kiralitaacuteskoumlzpont
• Slide Number 59
• Slide Number 60
• Slide Number 61
• Slide Number 62
• Slide Number 63
• Slide Number 64
• Slide Number 65
• Slide Number 66
• Slide Number 67
• Slide Number 68
• Slide Number 69
• Slide Number 70
• Slide Number 71
• Slide Number 72
• Slide Number 73
• Slide Number 74
• Slide Number 75
• Konfiguraacutecioacutes izomeacuteria
• Slide Number 77
• Slide Number 78
• Slide Number 79
• Slide Number 80
• Slide Number 81
• Slide Number 82
• Slide Number 83
• Slide Number 84
• Slide Number 85
• Slide Number 86
• Slide Number 87
• Slide Number 88
• Slide Number 89
• Slide Number 90
• Slide Number 91
• Slide Number 92
• Slide Number 93
• Slide Number 94
• Slide Number 95
• Slide Number 96
• Slide Number 97
• Slide Number 98
• Slide Number 99
• Slide Number 100
• Slide Number 101
• Slide Number 102
• Slide Number 103
• Slide Number 104
• Slide Number 105
• Slide Number 106
• Slide Number 107
• Slide Number 108
• Slide Number 109
• Slide Number 110
• Slide Number 111
• Slide Number 112
• Slide Number 113
• Slide Number 114
• Slide Number 115
• Slide Number 116
• Slide Number 117
• Slide Number 118
• Slide Number 119
• Slide Number 120
• Slide Number 121
• Slide Number 122
• Slide Number 123
• Slide Number 124
• Slide Number 125
• Slide Number 126
• Slide Number 127

Izomeacuteria

Izomeacuteria(isos azonos meacuteros reacutesz)

Azonos oumlsszegkeacutepletazonos kvalitatiacutev oumlsszeteacutetelazonos kvantitatiacutev oumlsszeteacutetelazonos relatiacutev molekulatoumlmeg

Kuumlloumlnboumlző szerkezet

CH3CH2CH2Cl

CH3CH2CH3

CH3CH2CH3

CH3CH CH2

CH3CH CH2

CH3CH2CH2CH3 CH3CHCH3

CH3

nem izomerek

izomerek

nem izomerek

CH = 12

nem izomerek

9

Izomeacuteriaacutek csoportosiacutetaacutesa

Szerkezeti izomeacuteriaFunkcioacutes csoport izomeacuteriaKuumlloumlnleges tiacutepusok

szeacutenvaacutez izomeacuteriahelyzeti izomeacuteriatautomeacuteria

Sztereoizomeacuteriakonformaacutecioacutes (rotaacutecioacutes) izomeacuteriageometriai izomeacuteria (cisz-transz

izomeacuteria Z-E izomeacuteria)optikai izomeacuteria

Szerkezeti izomeacuteria kuumlloumlnboumlző oumlsszekapcsoltsaacuteg (konnektivitaacutes)Sztereoizomeacuteria azonos konnektivitaacutes

kuumlloumlnboumlző teacuterszerkezet

A kiraacutelis (kheir keacutez) taacutergyak tuumlkoumlrkeacutepuumlkkel nem hozhatoacutek fedeacutesbe sem rotaacutecioacutes sem transzlaacutecioacutes mozgaacutessal (kiveacuteve a molekulaacuten beluumlli rotaacutecioacute lehetőseacutegeacutet)

A kiralitaacutes szerkezeti felteacutetelea taacutergynak ne legyen tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengelye

10

azonos oumlsszegkeacutepletű de kuumlloumlnboumlző szerkezetű vegyuumlletekebben az esetben kuumlloumlnboumlző szerkezetű keacutet molekula ha bennuumlkaz atomok kapcsoloacutedaacutesi sorrendje kuumlloumlnboumlző

2D-szerkezetben valoacute kuumlloumlnboumlzőseacuteg kuumlloumlnboumlző kapcsoloacutedaacutesi sorrend(kuumlloumlnboumlző konstituacutecioacute)

2 Sztereoizomeacuteria

azonos oumlsszegkeacuteplet de elteacuterő teacuterszerkezet

3D-szerkezetben valoacute kuumlloumlnboumlzőseacuteg azonos konstituacutecioacute de kuumlloumlnboumlző teacuterszerkezet

1 Konstituacutecioacutes (szerkezeti) izomeacuteria

11

azonos atomkonnektivitaacutessztereoizomerek

elteacuterotilde atomkonnektivitaacutesnem sztereoizomerekszerkezeti izomerek

C

CBr H

ClH3C

E

C

CCl H

BrH3C

E

C

C

Cl

Br H

CH3

Z

12

Enantiomerekegymaacutessal fedeacutesbe nem hozhatoacute tuumlkoumlrkeacutepi paacuterok

azonos internukleaacuteris taacutevolsaacutegkuumlloumlnboumlző csoportsorrend (konfiguraacutecioacute)

Diasztereomereknem enantiomerek (lehetnek akiraacutelisak is)nincsenek egymaacutessal tuumlkoumlrkeacutepi viszonyban

azonos oumlsszekapcsoltsaacutegkuumlloumlnboumlző internukleaacuteris taacutevolsaacuteg

Konformaacutecioacutes eacutes konfiguraacutecioacutesenantiomerekdiasztereomerek

13

Konstituacutecioacutes izomerek

Azonos oumlsszegkeacuteplet kuumlloumlnboumlző oumlsszekapcsoltsaacuteg

Konformaacutecioacutes izomerek

A konformaacutecioacutes izomerek egyszeres koumlteacutes(ek) koumlruumlli rotaacutecioacuteval (vagy pszeudorotaacutecioacuteval) egymaacutesba alakiacutethatoacutek

Keacutet szomszeacutedos (szeacuten)atom szubsztituenseinek egymaacuteshoz valoacute viszonya

Konfiguraacutecioacutes izomerek

A konfiguraacutecioacutes izomerek egyszeres koumlteacutes(ek) koumlruumlli rotaacutecioacuteval nem alakiacutethatoacutek egymaacutesba

Egy adott (szeacuten)atomon levő csoportsorrend

14

Alfa helyzetű szubsztituens Beacuteta helyzetű szubsztituens

pszeudorotaacutecioacuteaxiaacutelis ekvatoriaacutelis

Konformaacutecioacute

Konfiguraacutecioacute

Konstituacutecioacute

pszeudorotaacutecioacute

15

transz cisz

H

H

H

H

transz ciszdekalin

12-dimetilciklohexaacuten

Konfiguraacutecioacute

16

COOH

COHH3C

H

SCOOH

CHO CH3

HR

L-(+)-tejsav D-(-)-tejsav

fumaacutersavmaleinsav

C

C

HOOC H

H COOH

C

C

H COOH

H COOH

Citromsav ciklus (Szent-Gyoumlrgyi-Krebs ciklus)

izomszoumlvet tejsavas erjedeacutes

17

(Az izomerek leacutetkeacutepesseacutege fuumlgg a koumlztuumlk leacutevő energiagaacutet nagysaacutegaacutetoacutel)

AtropizomeacuteriaCsavart kaacutedakGauche konformerekAntiklinaacutelis konformerek

Koumlteacutesmenti rotaacutecioacuteval egymaacutesba alakiacutethatoacutek

Koumlteacutesmenti rotaacutecioacuteval nem alakiacutethatoacutek egymaacutesba

Koumlteacutesmenti rotaacutecioacuteval nem alakiacutethatoacutek egymaacutesba

Cisz-transz (geometriai) izomerek

Koumlteacutesmenti rotaacutecioacuteval egymaacutesba alakiacutethatoacutek

Fedeacutesbe nem hozhatoacute tuumlkoumlrkeacutepi paacuterok

Kuumlloumlnboumlző vegyuumlletek azonos oumlsszegkeacuteplettel

KONSTITUacuteCIOacuteS IZOMEREK

(szerkezeti vagy struktuacuterizomerek)Az atomok kapcsoloacutedaacutesi sorrendje elteacuterő

TAUTOMEREK

Ugyanaz a vegyuumllet keacutetfeacutele szerkezettel reagaacutel

SZTEREOIZOMEREK

Azonos konstituacutecioacute elteacuterotilde teacuterbeli elrendeződeacutes

Alkaacutenok rotaacutecioacutes izomereiCiklohexaacuten szeacutek-kaacuted izomerei

keto-enol tautomeacuterialaktim-laktaacutem tautomeacuteriagyűrű-laacutenc tautomeacuteria

(Optikai izomerek) Kiraacutelis vegyuumlletek

Nem enantiomerek

Toumlbb kiralitaacutescentrumot tartalmazoacute vegyuumlletekBizonyos atomoknak egy meghataacuterozott

siacutekhoz viszonyiacutetott relatiacutev helyzeteacuteben kuumlloumlnboumlznek

Kettős koumlteacuteses vegyuumlletek Z - E izomeacuteriaacutejaDiszubsztituaacutelt cikloalkaacutenok cisz - transz izomeacuteriaacutejaKondenzaacutelt gyűrűs bicikloalkaacutenok cisz - transz izomeacuteriaacuteja

Centraacutelis kiralitaacutesHelikaacutelis kiralitaacutesAxiaacutelis kiralitaacutes

AlleacutenizomerekSpirovegyuumlletek

KIRAacuteLIS DIASZTEREOMEREK

AKIRAacuteLIS DIASZTEREOMEREK

DIASZTEREOMEREK ENANTIOMEREK

KONFORMAacuteCIOacuteS ENANTIOMEREK

KONFIGURAacuteCIOacuteS ENANTIOMEREK

KONFIGURAacuteCIOacuteSDIASZTEREOMEREK

KONFORMAacuteCIOacuteSDIASZTEREOMEREK

Izomeacuteria

18

Szerkezeti izomeacuteria

19

CH3OCH3 CH3CH2OH

Szerkezeti izomeacuteria

Regioizomeacuteria

Szeacutenvaacutez izomeacuteria CH3CH2CH2CH2CH3 CH3CHCH2CH3

CH3

CH3CCH3

CH3

CH3

H2C CHCH2CH2CH3 CH3CH CHCH2CH3

CH3CH2CH2Cl CH3CHCH3

Cl

Funkcioacutes csoport izomeacuteria

20

OCH3

Br2

FeBr3

OCH3

Br

+

OCH3

Br

OCH3

Br

+

haacuterom regioizomer termeacutek

CC

H

H

CH3

CC

H

H

H

Br CH3

+C

C

Br

H

H

H CH3

HBr

keacutet regioizomer termeacutek

Regioizomeacuteria

Keacutet regioizomer termeacutek keletkezhet dehellipSzelektivitaacutes

Haacuterom regioizomer termeacutek keletkezhet dehellipSzelektivitaacutes

21

H3C CH2 CH2 CH3 H3C CH CH3

CH3

n-butaacuten i-butaacuten

H2C CH2

CHCH3

H2C CH2

H2C CH2

metilciklopropaacuten ciklobutaacuten

22

A compound with the general formula CnH2n contains one double-bond equivalent ndasheither one double bond or one ring

CH3 CH2 CH CH2CH2 CH2

CH2 CH2

an alkane a cycloalkane

A compound with the general formula CnH2n-2 might have one triple bond two ringstwo double bonds or one ring plus one double bond We can say that the formulaCnH2n-2 represents a structure with two double-bond equivalents

Three of many possible structural isomers for C8H14

CH3 (CH2)5 C CH

one triple bond two rings

CH2CH3

one double bondand one ring

23

Tautomeacuteriaegy hidrogeacutenatom eacutes egy kettőskoumlteacutes helyzeteacuteben kuumlloumlnboumlznek ndash a hidrogeacutenatom

mozgeacutekony iacutegy gyors eacutes reverziacutebilis protoncsere valoacutesul meg

Protomeacuteria eacutes elektromeacuteria egyszerre van jelen

CH

HH

C

O

COOH C CH

H OH

COOH

Oxo-enol tautomerek

Tautomeacuteria

Kezelhető szerkezeti izomerkeacutent

24

A tautomeacuteria tiacutepusai

25

1) alacsonyabb pKa eacuterteacutek2) konjugaacutelt rendszer3) hidrogeacuten kelaacutet (6 elektron)

Oxo-enol tautomeacuteria

O OH

CH3H3C

H2C

H

C

O

CH3 H2C C CH3

O H

enoloxo

pKa 20

9999975 000025

F2C C

O H

CF3 F2C

H

C

O

CF3

OH O

H

CH3 C

O

CH C

O

CH3

H

CH3 C

O

CH C

O

CH3

H

pKa 9

20 80

200oC 3oacute

O

O

H

OH

O 26

NH2R C

Y Y

NHR C

H

Y= O S NR1

a)

b)

NH2

NHR1

R2N CNH

NHR1

R2HN CNH2

NR1

R2HN C

Savamid-imidsav eacutes rokon rendszerektautomeacuteriaacuteja

Guanidin-szaacutermazeacutek27

XH

N NH

X

Prototroacutepia (hetrociklusoknaacutel)

N NH

XH X

HN NH

X

HN NH

X

N NH

XH

HN N

XH

dominaacutens forma

28

α anomer izaacutecioacute

-D-Glcfβ-D-Glcfα

βO

OH

CH2OHHO OH

OHOH

O

OH

CH2OHHO

OH

HO

OHCHO

OHHOH2C

HO

β

D-Glcpβminus-D-Glcpα

α

OHOH2C

HOHO

OHOH

OHO

HOH2C

HOHO

OH

Gyűrű-laacutenc tautomeacuteria

De nem koumlzvetlenuumll

29

N OC

O

CH3N OC

O CH3

Szubsztituens tautomerizaacutecioacute

NN

N N N N

NN

N NN

N

Vegyeacuterteacutek izomerizaacutecioacute

Oslash30

Sztereoizomeacuteria

31

Sztereoizomeacuteria

Konfiguraacutecioacuteaz atomok koumllcsoumlnoumls teacuterbeli elrendeződeacutese az egyszereskoumlteacutesek koumlruumlli elfordulaacutest (aacuteltalaacuteban) nem veszi figyelembe

Konformaacutecioacuteegyszeres koumlteacutesek koumlruumlli elforgataacutes amelynek soraacuten konformerek joumlnnek leacutetre

Konfiguraacutecioacutes eacutes konformaacutecioacutesenantiomerekdiasztereomerek

32

COOH

COOH

mcisz transz transz

izomeacuteriageometriaiizomeacuteria

optikai izomeacuteria

COOHHOOC COOH

HOOC COOH

HOOC

poziacutecioacutes

SztereoizomeacuteriaSzerkezeti izomeacuteria

Helyzeti izomeacuteria

33

Enantiomerekegymaacutessal fedeacutesbe nem hozhatoacute tuumlkoumlrkeacutepi paacuterok

azonos internukleaacuteris taacutevolsaacutegkuumlloumlnboumlző csoportsorrend (konfiguraacutecioacute)

Diasztereomereknem enantiomerek (lehetnek akiraacutelisak is)nincsenek egymaacutessal tuumlkoumlrkeacutepi viszonyban

azonos oumlsszekapcsoltsaacutegkuumlloumlnboumlző internukleaacuteris taacutevolsaacuteg

34

C CH3C

Cl

C

H

CH3

BrH

C CCl

H3C

C

H

CH3

BrH

C CH3C

Cl

C

H

CH3

HBr

C CCl

H3C

C

H

CH3

HBr

E R

E S

Z R

Z S

Enantiomerek Enantiomerek

Diasztereomerek

Diasztereomerek

Diasztereomerek

Diasztereomerek

Oslash35

Kiraacutelis vegyuumlletek kiraacutelis koumllcsoumlnhataacutesok

termeacuteszetes aminosavak (főkeacutent L konfiguraacutecioacute)peptidek enzimek

termeacuteszetes szeacutenhidraacutetok (D konfiguraacutecioacute)

gyoacutegyszerek (sok esetben kiraacutelis molekulaacutek)

gyoacutegyszer-receptor koumllcsoumlnhataacutes

Sztereokeacutemia jelentőseacutege

Oslash36

Journal of

Chemical Education

ISSN 0021-9584

Volume 73 Number 6June 1996

Oslash37

Journal ofChemical Education

ISSN 0021-958413

Volume 73 Number 6June 199613

13

13

Oslash38

Kiralitaacutes

A kiraacutelis taacutergyak tuumlkoumlrkeacutepuumlkkel nem hozhatoacutek fedeacutesbe sem rotaacutecioacutes semtranszlaacutecioacutes mozgaacutessal (kiveacuteve a molekulaacuten beluumlli rotaacutecioacute lehetőseacutegeacutet)

A kiralitaacutes szerkezeti felteacutetelea taacutergynak ne legyen tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengelye

Tiacutepusok

Centraacutelis kiralitaacutes ndash sztereogeacuten centrum (R S D L)egy kiraacutelis (szeacuten)atomtoumlbb kiraacutelis szeacutenatom

Axiaacutelis kiralitaacutes ndash tengely koumlruumlli elhelyezkedeacutes (R S)alleacutenizomeacuteria spirovegyuumlletek atropizomeacuteria

Planaacuteris kiralitaacutes ndash siacutekhoz viszonyiacutetott helyzet (P pR M pS)csavart kaacutedak transz cikloalkeacuten

Helikaacutelis kiralitaacutes ndash nem siacutekbeli csavarvonalak (P M)alkaacuten konformerek (gauche antiklinaacutelis)heliceacutenek

39

Azonos minőseacutegi mennyiseacutegi oumlsszeteacutetel moacuteltoumlmeg konstituacutecioacute de kuumlloumlnboumlző teacuterbeli sorrend

Cl

F BrH

R S

Cl

FBrH

konfiguraacutecioacutejeloumlleacutes (+) (ndash) = d l D L R S

40

Azonos minőseacutegi mennyiseacutegi oumlsszeteacutetel moacuteltoumlmeg konstituacutecioacute de kuumlloumlnboumlző teacuterbeli sorrend

C

l

F

B

r

H

R

S

C

l

F

B

r

H

konfiguraacutecioacutejeloumlleacutes(+) (ndash) = d ld l R S

_1063020419

2

1

3

X4

1

X4

23

1

X4

32

(R) (S)

CC

2

1

3

I

BrCl

4F

2

1

3

OH

DT

4H C

OH

H

DT

(R)(S)

41

(R)

HCC

C CHH

HO H

CCC

H HC H

CHH3C

H

HH

H

H

C

Cl HH H

HH

1 4

3

2

1 oumlvezet2 oumlvezet

3 oumlvezet

4 oumlvezet

H

42

CH

OHCH3

CH3CH2

(R)-butaacuten-2-ol (S)-butaacuten-2-ol

180o-os forgataacutes

CH

OHCH3

CH3CH2

CH

OHCH3CH2

CH3

CH

HOCH2CH3

CH3

CH

OHCH3CH2

CH3

A kiralitaacutes az atomok egy pont (sztereogeacuten centrum kiralitaacutescentrum aszimmetriacentrum)koumlruumlli elrendeződeacuteseacutenek koumlvetkezmeacutenye A kiralitaacutest leacutetrehozoacute szerkezeti elemek elrendeződeacuteseegy koumlzpontra vonatkoztathatoacute Egy X centraacutelis atomhoz neacutegy kuumlloumlnboumlző ligandum kapcsoloacutedik a tuumlkoumlrkeacutepek nem hozhatoacutek fedeacutesbe a keacutet konfiguraacutecioacutes izomer enantiomer viszonyban van egymaacutessalSztereogeacuten centrum ndash Egy sp3 szeacutenatom (vagy maacutes atom) 4 kuumlloumlnboumlző ligandumot tartalmaz

Centraacutelis kiralitaacutes

43

Optikai izomeacuteria

Optikai izomerek olyan sztereoizomerek amelyek optikai forgatoacutekeacutepesseacutegbenkuumlloumlnboumlznek

Centraacutelis kiralitaacutes

Sztereogeacuten centrum aacutebraacutezolaacutesaperspektiacutevikus (teacuterszerkezeti)proiciaacutelt (vetiacutetett)

keacuteplettel (Fischer projekcioacute)

L

COOH

CH3H2NH

R

D

COOH

CH3 NH2H

S

intermolekulaacuteristuumlkoumlrsiacutek

COOH

CH3

H NH2

COOH

CH3

H2N H

44

Optikai aktivitaacutesAzok a vegyuumlletek melyek a siacutekban polarizaacutelt feacuteny siacutekjaacutet elforgatjaacutek optikailag aktiacutevakJobbra forgataacutes (oacuteramutatoacuteval azonos) jele (+) balra forgataacutes (oacuteramutatoacuteval ellenteacutetes) jele (-)

Azok a molekulaacutek keacutepesek optikai forgatoacutekeacutepesseacuteg leacutetrehozaacutesaacutera melyek mindenkonformaacutecioacuteja kiraacutelisHa egy kiraacutelis vegyuumlletnek csak egyik enantiomerje van jelen a vegyuumllet optikailag aktiacutev(elforgatja a polarizaacutelt feacuteny siacutekjaacutet) Ha a keacutet enantimer ekvimolaacuteris elegye (racemaacutet) van jelen a tuumlkoumlrkeacutepi paacuterok kompenzaacutecioacuteja miatt nincs makroszkoacutepikus forgataacutes

Oslash45

Fresnel elmeacutelete szerint a siacutekban polarizaacutelt feacuteny keacutet ellenteacutetes iraacutenyaacutebacirkulaacuterisan polarizaacutelt komponensből tevődik oumlssze Optikailag aktiacutev koumlzegbenaz egyik cirkulaacuteris komponens lassabban halad mint a maacutesik ezeacutert aztaacutenamikor kileacutepnek a koumlzegből eltoloacutedott faacutezisban oumlsszegeződnek uacutejra s eza polarizaacutecioacute siacutekjaacutenak elfordulaacutesaacuteban nyilvaacutenul meg Az optikailag aktiacutev anyagmolekulaacutei kuumlloumlnboumlző meacuterteacutekű koumllcsoumlnhataacutesba leacutepnek a jobbra eacutes a balracirkulaacuteris feacutenysugaacuterral A cirkulaacuterisan polaacuterozott feacuteny uacutegy jellemezhető hogya feacutenysugaacuter menteacuten az elektromaacutegneses teret leiacuteroacute elektromos eacutes maacutegnesesvektorok veacutegpontjai egy jobb vagy bal menetű csavarvonalon helyezkednek el

Optikai aktivitaacutes meacutereacutese

polarimetertube

Polarizerfixed Nicolprism

Plane-polarizedlight

Solution of opticallyactive material

Plane ofpolarizationhas undergonea rotation

Analyizermovable Nicolprism

ViewerUnpolarizedlight fromsource

Oslash46

siacutekban polarizaacutelt feacuteny

polarizaacuteloacute lencse (Nicol prizma)

normaacutel feacuteny

a)

b)

c)

x

z

z

z

siacutekban polaacuterozott feacuteny P eacutes M helicitaacutesuacutecirkulaacuterisan polaacuterozott feacuteny

minta

x

z

α

z

x

Oslash47

Tovaacutebbi kiralitaacutes tiacutepusok

48

Sztereogeacuten centrum jelenleacutete nem szuumlkseacuteges sem nem eleacutegseacuteges felteacutetele a kiralitaacutesnak

Nem szuumlkseacuteges peacuteldaacuteul axiaacutelis kiralitaacutes planaacuteris kiralitaacutes

Axiaacutelis kiralitaacutes A kiralitaacutes az atomok egy tengely koumlruumlli elrendeződeacuteseacutenek koumlvetkezmeacutenye

Alleacutenek kiralitaacutesa

Planaacuteris kiralitaacutes A kiralitaacutes az atomok egy siacutek koumlruumlli elhelyezkedeacuteseacutenek koumlvetkezmeacutenye

Helikaacutelis kiralitaacutes Csavarvonal (spiraacutelis) szerkezetű molekulaacutekPl DNS kettős heacutelixe polipeptidek kettős α-heacutelixe

C C CH

ClHCl CCC

H

ClHCl

COOH

CH3

CrOC

OCOC

CrCO

COCO

COOH

CH3

49

R S

HOOC

Br

COOH

Br6

2

6

2COOH

Br

HOOC

Br

tuumlkoumlrsiacutek

C

Br

COOHBr1

2

3 4

HOO c2COOH

Br

BrHOOC

c2

1

2

34

Atropizomeacuteria

50

Axiaacutelis kiralitaacutes

R-konfiguraacutecioacute

51

C CH

H3CC

H

CH3

CCH

CH3C

H

H3C

NH

HN

NH

NH

tuumlkoumlrsiacutek

Nem minden kiraacutelis molekula rendelkezik aszimmetria centrummal

52

Cukor Foszfor atom Oslash53

Konformaacutecioacutes enantiomerek

P M

Helikaacutelis kiralitaacutes

Konfiguraacutecioacutes enantiomerek

P M

Heptaheliceacuten n-Butaacuten

54

Oslash55

56

Feheacuterjeacutek teacuterszerkezete

Oslash

57

Nukleinsavak teacuterszerkezete

Oslash

Toumlbb kiralitaacuteskoumlzpont

58

Toumlbb aszimmetria centrumot tartalmazoacute vegyuumlleteklehetseacuteges sztereoizomereinek szaacutema

A nem enantiomeacuteria viszonyban aacutelloacute sztereoizomerek

diasztereomerek

Ha az n db aszimmetria centrum koumlzoumltt vannak azonosak a fuumlggetlen sztereoizomerek szaacutema lt 2n

mezo-forma nem kiraacutelis

2n

59

CH3CH3

HO H

OHHCH3

H3COHH

HO H

CH3CH3

HO H

HHOCH3

H3COHH

H OH

CH3CH3

HO H

OHH

180o forgataacutes

mezo-23-butaacutendioltuumlkoumlrkeacutepi paacuterok fedeacutesbe hozhatoacutek - akiraacutelis

(2R3R)-23-butaacutendiol (2S3S)-23-butaacutendiol

CH3 CH3

H HHO OH

Egyetlen sztereogeacuten centrumot tartalmazoacute molekula mindig kiraacutelis desztereogeacuten centrum jelenleacutete nem szuumlkseacuteges sem nem eleacutegseacuteges felteacutetele a kiralitaacutesnak

Nem eleacutegseacuteges toumlbb sztereogeacuten centrumot tartalmazoacute molekula lehet akiraacutelisPeacutelda

60

Nem minden olyan molekula kiraacutelis amely aszimmetria centrumokkal rendelkezik

Nem minden kiraacutelis molekula rendelkezik aszimmetria centrummal

axiaacutelis kiralitaacutes 13-diszubsztituaacutelt alleacuten planaacuteris kiralitaacutes spirovegyuumlletek koumlreacuteben

mezo vegyuumlletek cisz-12-azonosandiszubsztituaacutelt ciklopropaacuten

Oslash61

COOHH

HHOOC

CH3H

H3C HS2

COOH

HHO

H OH

COOH

S2

COOHH

HHOOC

HH

H H

borkősav

Newman (fűreacuteszbak) projekcioacuteKonformatiacutev

62

Fisher projekcioacuteval aacutebraacutezolt L- eacutes D-borkősav

mezo-borkotildesav

COOHCH OHCCOOH

OHH

COOHCHO HCCOOH

HHO

szotildelotildesav

COOHCH OHCCOOH

HHO

COOHCHO HCCOOH

OHH

L-(+)-borkotildesav D-(-)-borkotildesav

63

Oslash64

Cl

H

H

H

Cl

H

H

Cl

H

H

Cl

H

Cl

H

H

H

H

Cl

mezo SS RR

cisz transz

Nem minden olyan molekula kiraacutelis amely aszimmetria centrumokkal rendelkezik

65

Szimmeriaelemek(szimmetria azonos meacuteret)

Akkor mondjuk hogy egy taacutergy szimmetriaelemmel rendelkezik ha a megfelelőszimmetriaművelet (tuumlkroumlzeacutes forgataacutes inverzioacute) a taacutergyat az eredetivel fedeacutesbehozhatoacute alakzattaacute konvertaacutelja

Pontcsoport ndash meghataacuterozott taacutergyra vonatkozoacute szimmetriaműveletek oumlsszesseacutege

szimmetriasiacutek (σ) a molekulaacutet keacutet olyan feacutelre bontja amelyek egymaacutesnak pontostuumlkoumlrkeacutepei (Szimmetriasiacutekot tartalmazoacute molekula akiraacutelis de a siacutek hiaacutenya nem okozkiralitaacutest)

n-ed rendű forgaacutesi szimmetriatengely (Cn) a molekulaacutet a tengely koumlruumll 360degnszoumlggel elforgatva az eredetitől megkuumlloumlnboumlzhetetlen molekulaacutet kapunk

szimmetriacentrum (inverzioacutes centrum) (Ci) a molekula baacutermely elemeacutet aszimmetriacentrummal oumlsszekoumltve eacutes az ellenkező iraacutenyba azonos taacutevolsaacutegrameghosszabbiacutetva azonos elemhez jutunk (Szimmetriacentrumot tartalmazoacutemolekula akiraacutelis de hiaacutenya nem okoz kiralitaacutest)

n-ed rendű tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengely (Sn) a molekulaacutet 360degn szoumlggel elforgatvaeacutes a tengelyre merőleges siacutekra tuumlkroumlzve az eredetitől megkuumlloumlnboumlzhetetlenmolekulaacutet kapunk (Tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengelyt tartalmazoacute molekula akiraacutelishiaacutenyaacuteban a molekula kiraacutelis) 66

C CCH3

H

H

CH3180o C C

CH3

H

CH3

H360o

siacutek

tengely

siacutek

tengely

Keacutetfogaacutesuacute tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengely Egyfogaacutesuacute tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengely

Szimmetriacentrum Szimmetriasiacutek

Tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengelyValamely taacutergy akkor jellemezhető Sn azaz n-ed rendű tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengellyel ha annak baacutermely pontjaacutet a tengely koumlruumll 360n fokos szoumlggelelfordiacutetva eacutes a tengelyre merőlegesen fektetett siacutekon keresztuumll tuumlkroumlzve az eredetiobjektumot kapjuk meg (n szuumlkseacutegkeacuteppen paacuteros vagy 1)

Az S1-tengely szimmetriasiacutekkal (σ) az S2-tengely viszont szimmetriacentrummal (Ci) egyeneacuterteacutekű

A szimmetriacentrumon aacutethaladoacute baacutermely egyenesen a centrumtoacutel egyenlő taacutevolsaacutegban azonos elemek talaacutelhatoacutek

Akiraacutelis molekulaacutek

67

szimmetriasiacutek (m S1) forgaacutesi szimmetriatengely (Cn) szimmetriacentrum (Ci S2)

Szimmetrikus + +

Szimmetrikus + -

Koumlzeacuteppontosan - + szimmetrikus

Disszimetrikus - + - (kiraacutelis)

Aszimmetrikus - - - (kiraacutelis)

Szimmetriaelem művelet

Szimmetriasiacutek tuumlkroumlzeacutes

Szimmetriatengely forgataacutes

Szimmetriacentrum inverzioacute

Szimmetriaelem művelet

Azonossaacuteg vaacuteltozatlanulhagyaacutes

Tuumlkroumlzeacutesi forgataacutes eacutesszimmetriatengely (giroid) tengelyre merőleges

tuumlkroumlzeacutesOslash68

Oslash69

Oslash70

Oslash71

Oslash72

1 Atomic number2 Atomic mass3 Z gt E4 R gt S5 Spheres6 Single-bond equivalencies

Cahn-Ingold-Prelog nomenclature system

Sequence rules for order of priority

1 If the atoms in question are different the sequence order is by atomic number with theatom of highest atomic number receiving the highest priority

F lt Cl lt Br lt I

increasing priority

2 If two isotopes of the same element are present the isotope of higher mass receivesthe higher priority

H lt D

increasing priority73

5 If two atoms are identical the atomic numbers of the next atoms are used for priorityassignment If these atoms also have identical atoms attached to them priority isdetermined at the first point of difference along the chain The atom that has attached to itan atom of higher priority has the higher priority (Do not use the sums of the atomic numbersBut look for the single atom of highest priority)

74

6 Atoms attached by double or triple bond are given single-bond equivalencies so that theycan be treated like single-bonded groups in determining priority Each doubly bonded atom isduplicated (or triplicated for triple bonds)

R C

O

OH

Structure Equivalent for priority determination

R C

O

O

OH

C

R C N R C

N

N

NC

C

75

Konfiguraacutecioacutes izomeacuteriaUgyanaz a vaacutez konnektivitaacutes de elteacuterő teacuterbelielrendeződeacutes (valamilyen szimmetria-rendezőhoumlz valoacuteviszony)

Nem alakiacutethatoacutek egymaacutesba kovalens koumlteacutes elszakiacutetaacutesaeacutes uacutejrakeacutepződeacutese neacutelkuumll

optikai izomerek (optikai aktivitaacutes) R Sgeometriai izomerek cisz-transz E-Z

76

Konfiguraacutecioacutes diasztereomerekFizikai eacutes keacutemia tulajdonsaacutegaik elteacuternek

Konfiguraacutecioacutes enantiomerekFizikai eacutes keacutemiai tulajdonsaacutegaikazonosak kiveacutevebull azonos meacuterteacutekű de ellenteacutetesiraacutenyuacute optikai forgatoacutekeacutepesseacutegbull elteacuterő reaktivitaacutes maacutes kiraacutelis vegyuumlletekkel valoacute reakcioacuteban

C

C

Cl

Cl H

HC

C

H

Cl H

Cl

cisz-12-dikloacutereteacuten transz-12-dikloacutereteacuten

Br Cl

Cl BrF F

Cl Br

Br FF Cl

(R) (R) (S) (R)

CH

OHCH3CH2

CH3

CH

HOCH2CH3

CH3

CH

OHCH3CH2

CH3

CH

OHCH3

CH3CH2

180o-os forgataacutes

(R)-butaacuten-2-ol (S)-butaacuten-2-olfp 995 oC 995 oCd4

20 0808 0808nD

20 1397 1397[α]D

25 -1352o +1352o

(R)-butaacuten-2-ol (S)-butaacuten-2-ol

CH

OHCH3

CH3CH2

77

Elegykristaacutely

bullveacuteletlenszerűen tartalmazza mindkeacutet enantiomertbulla tiszta enantiomerek eacutes az enantiomer kevereacutekek tulajdonsaacutegai azonosak

Konglomeraacutetum

bullcsak az egyik vagy a maacutesik enantiomert tartalmazzabullaz enantiomerek mechanikusan is elkuumlloumlniacutethetők egymaacutestoacutel

Molekulavegyuumllet

bulla keacutet enantiomer a kristaacutelyban 11 araacutenyban fordul elő (raceacutem elegy)bulla raceacutem elegy eacutes az enantiomerek olvadaacutespontja kuumlloumlnboumlző

bullakiraacutelis koumlruumllmeacutenyek koumlzoumltt megegyező fizikai eacutes keacutemiai tulajdonsaacutegokbullkiraacutelis koumlruumllmeacutenyek koumlzoumltt elteacuterő (kiraacutelis molekulaacutek polarizaacutelt feacuteny)bullenantiomerek koumlzoumltti 3 fő koumllcsoumlnhataacutes

elegykristaacutely keacutepzeacuteskonglomeraacutetum keacutepzeacutesmolekulavegyuumllet keacutepzeacutes

Enantiomerek

78

Enantiomerek egyeacuteb kevereacutekeit az uacutegynevezett bdquoenantiomeric excessrdquo (ee) [enantiomerfelesleg] eacuterteacutekkel jellemezzuumlk (R) eacutes (S) a megfelelő enantiomerek mennyiseacutege a kevereacutekben

A komponensek mennyiseacutegeacutenek meghataacuterozaacutesaKiraacutelis oszlopkromatigraacutefia (enantiomerek elvaacutelasztaacutesa)NMR spektroszkoacutepia

ee =(R) - (S)(R) + (S) 100

Enantiomer felesleg

Az enantiomerfelesleg az aszimmetrikus szinteacutezis sikeresseacutegeacutenek egyikmeacuterőszaacutema Diasztereomerek kevereacuteke eseteacuten hasonloacute moacutedon definiaacuteljaacutek eacuteshasznaacuteljaacutek a diasztereomer felesleg eacutes a szaacutezaleacutekos diasztereomer feleslegfogalmaacutet

Egy 70 R eacutes 30 S izomert tartalmazoacute minta enantiomerfeleslege peacuteldaacuteul40 Ezt az anyagot uacutegy is tekinthetjuumlk mint 40 tiszta R izomer eacutes 60 raceacutemelegy (mely a teljes mennyiseacuteghez 30 R eacutes 30 S izomerrel jaacuterul hozzaacute)kevereacuteke 79

C

C

HOOC

HOOC

H

HOH

OH

S

R

C

C

HOOC

HOOC

OH

HH

OHR

RC

C

COOH

COOH

HO

HH

HOS

S

intramolekulaacuteristuumlkoumlrsiacutek

diasztereomerek diasztereomerek

enantiomerek

COOH

CH3H2NH

R

COOH

CH3 NH2H

S

enantiomerek

Enantiomerek eacutes diasztereomerek

80

C

NH2

COOHHH3C C

CH2SH

COOHH2NH

Ala Cys

Aacutebraacutezolja Fischer keacuteplettel az alaacutebbi perspektivikus keacuteplettel megadott aminosavakat

CH3

COOH

H2N H

CH2SH

COOH

H2N H

Ala Cys

S R

L L81

CNH2H

H3C

COOH

C

COOH

CH2SHH2NH

CCH3H

H2N

COOH

C

COOH

CH2SHHH2N

C

NH2

COOHHH3C

C

CH2SH

COOHH2NH

CH3

COOH

H2N H

CH2SH

COOH

H2N H

82

Enantiomerek eacutes mezo vegyuumlletek

Pszeudoaszimmetria

C

C

HOOC

HOOC

H

HOH

OH

S

R

C

C

HOOC

HOOC

OH

HH

OHR

RC

C

COOH

COOH

HO

HH

HOS

S

intramolekulaacuteristuumlkoumlrsiacutek

diasztereomerek diasztereomerek

enantiomerek

C

C

C

COOH

COOH

HO H

OHH

H OHR

R

C

C

C

COOH

COOH

H OH

HHO

HO HS

S

enantiomerek

optikailag aktiacutevak

C

C

C

COOH

COOH

H OH

OHH

H OHR

S

C

C

C

COOH

COOH

H OH

HHO

H OHR

S

optikailag inaktiacutevak

r s

83

COOH

COOH

COOHHOOC COOH

HOOC COOH

HOOC

mcisz transz transz

szerkezetiizomeacuteria

geometriaiizomeacuteria

optikai izomeacuteria

84

R

RHOH

akiraacutelisszeacutenatom

R

SHOH

rS

RHOH

s

RgtS r s

(S)

(S)

pszeudoaszimmetriaacutes szeacutenatom

akiraacutelis molekulamezo vegyuumllet

akiraacutelisC2 forgaacutesi szimmetriatengely

kiraacutelis

HOOC COOH

Br

m

HOOC COOH

m

HOOC

COOH

pro-pszeudoaszimmetriaacutes szeacutenatom

85

Kiraacutelis molekulaacutekon beluumll is sok esetben talaacutelhatoacute pszeudo-aszimmetriacentrum amennyiben a keacutet enantiomorf ligandum mellett tovaacutebbi aszimmetrikus ligandum is kapcsoloacutedik a centrumhoz (peacuteldaacuteul atropin eacutes szaacutermazeacutekai)

gytszptehuhudownloadindex16630

Oslash86

Mezo-forma a) mindig akiraacutelisb) mindig kell lennie kiraacutelis disztereomerjeacutenek is

gytszptehuhudownloadindex16630

C

C

HOOC

HOOC

H

HOH

OH

S

R

C

C

HOOC

HOOC

OH

HH

OHR

RC

C

COOH

COOH

HO

HH

HOS

S

intramolekulaacuteristuumlkoumlrsiacutek

diasztereomerek diasztereomerek

enantiomerek

Oslash87

gytszptehuhudownloadindex16630

A pszeudo-aszimmetriacentrumok konfiguraacutecioacutejaacuteban elteacuterő izomerekegymaacutessal diasztereoizomer viszonyban aacutellnak

rC

C

C

COOH

COOH

H OH

OHH

H OHR

S

sC

C

C

COOH

COOH

H OH

HHO

H OHR

S Oslash88

Geometriai izomeacuteria

kettős koumlteacutesű vegyuumlletekneacutelciklusos vegyuumlletekneacutel

C CH H

CH3H3CC C

H CH3

HH3C

Felteacutetel (olefinekneacutel) egy adott pilleacuteratomon nem lehet keacutet azonos helyettesiacutetőde adott kettőskoumlteacutes keacutet kuumlloumlnboumlző pilleacuteratomjaacuten lehet egy-egy azonos helyettesiacutető(de ezeknek sem kell szuumlkseacutegkeacuteppen azonosaknak lenniuumlk)

Alfa helyzetű szubsztituens Beacuteta helyzetű szubsztituens

Diasztereomerek

89

Configurational isomers

The particular arrangement of atoms (or goups) in space that is characteristic of a given streoisomer

The configurational isomers can not be transformed into each otherwithout breaking and making a covalent bond

- cis-trans Z-E designations geometric isomers- optical isomerism (cf chirality)

H COOH

H COOH

HOOC H

H COOH

Z E

Oslash90

The requirement for geometric isomerism in alkenes is that each carbon atom involvedin the pi bond have two different groups attached to it such as H and Cl or CH3 and Cl

C CH

H

CH2CH3

CH3

C CH

H

CH2CH3

CH3is the same as

C CCH3

H

CH2CH3

CH3

C CH

CH3

CH2CH3

CH3

geometric isomers

If one of the carbons of the double bond has two identical groups such as two H atomsor two CH3 groups the geometric isomerism is not possible

Z E

Higher priority atoms or groups are on the same side of the pi bond Z bdquotogetherrdquo

Higher priority atoms or groups are on opposite sides of the pi bond E bdquoacrossrdquo

(Look at the single atoms directly attached to the double-bond carbon C and not entire-CH2CH2CH3 group)

Oslash91

Cahn-Ingold-Prelog szekvenciaszabaacutelyokalkeacutenekre vonatkozoacutean

Toumlmegszaacutem

C CT

D

H

DE

Rendszaacutem

C CF

Cl

Br

IZ

Z gt E

E

ZZ C C

C

C

H

NC

C

C

H3C

H3C

CH3

HCH3

H

C CH

NC

C

C

CH3

CH3

H

H

Br

Br

E

R

S

RgtS (DgtL)

92

C CH

H3C

CH

CH

CH3

CH3

CH2

Z ltC

HCH3

CH3

C

H

C

C

H

H

HHH

H

C C

H H

H

C

H

C (C)

o

o

o

H

H(C)oo

o

C CH

H3C

CH

CH

CH3

CH2 Br

CH2

E

C

HCH3

CH2Br

C

H

C

H

H

HCBrH

H

gtC C

H H

H

C

H

C (C)

o

o

o

H

H(C)oo

o

(CON) adott atom ismeacutetelt megjeleniacuteteacutese ---o fantomatom

1 2 3C CCCH CHHH C C(C)CH C(C)HH

1 2 3C CCCH BrCHH gt CHHH C C(C)CH C(C)HH 93

transzE

ciszZ

C CH H

C CH

H

transzZ

ciszE

C CBr H

C CH

Br

Oslash94

Konformaacutecioacutes izomeacuteriaUgyanaz a vaacutez konnektivitaacutes de elteacuterő teacuterbelielrendeződeacutes (valamilyen szimmetria-rendezőhoumlz valoacuteviszony)

Kovalens koumlteacutes elszakiacutetaacutesa eacutes uacutejrakeacutepződeacutese neacutelkuumllegymaacutesba alakiacutethatoacutek

Rotaacutecioacutes izomeacuteriaKuumlloumlnboumlző konformaacutecioacute (konformerek rotamerek)

Axiaacutelis kiralitaacutes R SHelikaacutelis kiralitaacutes P M

95

C CCH3H3C

HHHH

C CCH3

CH3 HH

HH

Konformaacutecioacutes diasztereomerek

C CH

CH3 HCH3

HH C C

H

CH3 CH3H

HH

Konformaacutecioacutes enantiomerek

P M

96

szinperiplanaacuteris szinklinaacutelis antiklinaacutelis antiperiplanaacuteris antiklinaacutelis szinklinaacutelis

pszeudorotaacutecioacute

axiaacutelis ekvatoriaacutelis

Konformerek

kiraacutelis kiraacutelisakiraacutelis akiraacutelis

97

C CCH3

CH3 HH

HHC C

CH3H3C

HHHH

Konfiguraacutecioacutes diasztereomerek

Konformaacutecioacutes diasztereomerek

C CH H

CH3H3CCC

HH3C

H CH3

98

- huacutezaacutes (stretch)

- hajliacutetaacutes (bend)

- csavaraacutes (torsion)

O OH

Hr 1r 2

r 2

O OH

H

α

OH

OH

τ (φ)

Oslash99

O OH

H

HOOH

OOH

HE

α30 kcalmol

Hajliacutetaacutes bend

Huacutezaacutes (nyuacutejtaacutes) stretch

disszociaacutecioacute

E

r

~ 90 ~ 50 kcalmol

HOO + H

HO + HO

Oslash100

H

H

H

O OH

H

1 kcalmol

~ 10kcalmol

(torzioacutes szoumlg)τ

Newman projekcioacute

H H

0o 60o 180o 300o 360o

OO

H

H

HHH HH

Oslash101

CH2 CH2Y ZY = Z = H

Y = Z = CH3

etaacuten

n-butaacuten

300o 360o240o180o120o60o0o

0o120o- 60o-180o-240o-300o-360o-

oacutera jaacuteraacutesaacuteval megegyező

oacutera jaacuteraacutesaacuteval ellenteacutetes

ZY

Z

Y

ZY

Z

Y

Z

Y

ZYZY

syn antisynperiplanar synklinal antiklinal antiperiplanar antiklinal synklinal

102

CCH

H H

HH

HH H

H

H

H H

CCH

H H

H

H HH H

HH

HH

0o 120o 240o 360o

12 M

m

M12 M M

mm

Θ

M = m

E(Θ)

minimum

Maximum

103

HHH H

CH3CH3

HHH H

CH3CH3

H

HH H

CH3

CH3

E

0deg dieacutederes szoumlg

E szabadentalpia-kuumlloumlnbseacuteg

58

29

07

(kcal)

H H

H3CH CH3

H

H H

H3CH H

CH3

H3C CH3

H HH

H

CH3HH H

CH3H

060deg 120deg 180deg 240deg 300deg 360deg

szinperiplanaacuteris szinklinaacutelis antiklinaacutelis antiperiplanaacuteris antiklinaacutelis szinklinaacutelis104

∆G0 = G01 - G0

2

K = e∆G0

RT

∆G = - RT ln K∆G = ∆H - T∆S

∆H = 074

∆S = 2 K = 19

gauche ndash anti araacuteny

minden gauche konformerre keacutet anti forma jut K= [a][g] Oslash105

0o

0o

60o

60o

120o

120o

180o

180o

240o

240o

300o

300o 360o

360o

RELA

T

IacuteV

ENERGIA

ANTI EFFEKTUS

GAUCHE EFFEKTUS

EXTREacuteMGAUCHE

EFFEKTUS

H

H H

H H

H

CH3

H H

H H

CH3

TORZIOacuteS SZOumlG

ZY

Z

YZ

Y

Z

Y

ZY

ZY ZY

F

H H

OH

repulsions

F

H H

H 106

attractiveinteractions

orbitalinteractions

antiperiplanarposition

Anti-effect

107

repulsions

F

H H

OH

repulsions

F

H H

H

Extrem gauche effect

108

C-F

C-H

C-F

C-HC-C C-C

Oslash109

CikloalkaacutenokGyűrűfeszuumlltseacuteg

Hipotetikus planaacuteris rendszerek

Baeyer vegyeacuterteacutekszoumlg-deformaacutecioacute (angulaacuterisgyűrű feszuumlleacutes)

Pitzer anti-aacutellaacuteshoz keacutepesti energiatoumlbblet (torzioacutes feszuumlleacutes)

van der Waals nemkoumltő atomok szterikus koumllcsoumlnhataacutesa

Nem planaacuteris vegyuumlletek

CC C

C

C

boriacuteteacutek

C C C

C

Ctwist

pszeudorotaacutecioacute

CC

C C

V-alakuacute

CCC

CCC

szeacutek110

3 4 5 6 7 8 9 10Gyűrűtagszaacutem

Gyűrű

feszuumlleacutes

kcalmol

hataacutereacuterteacutek

111

Cl

H

H

H

Cl

H

H

Cl

H

H

Cl

H

Cl

H

H

H

H

Cl

mezo SS RR

cisz transz

Ciklopropaacuten

C

C

HOOC

HOOC

H

HOH

OH

S

R

C

C

HOOC

HOOC

OH

HH

OHR

RC

C

COOH

COOH

HO

HH

HOS

S

intramolekulaacuteristuumlkoumlrsiacutek

diasztereomerek diasztereomerek

enantiomerek 112

Ea(a e)

∆Ea+∆E

∆E

Ea(a e)

Z

Hkb 5szeacutek

ZH

kb 95szeacutek

kb 2 kcal

csavartkaacuted

csavartkaacuted

kaacuted

ZH

feacutelszeacutekfeacutelszeacutek

ZH

Ciklohexaacuten

113

A 3-3 nemszomszeacutedos szeacutenatom aacuteltal definiaacutelt siacutekokra

merőleges koumlteacutesiraacutenyok axiaacutelis

A toumlbbi koumlteacutes e keacutet siacutek koumlzoumltt van ekvatoriaacutelis

Pszeudorotaacutecioacute a gyűrűs vegyuumlletek konformerjei

szoumlgfeszuumlltseacuteg neacutelkuumll alakulnak egymaacutesba

114

transz 12-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

cisz 12-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

Z

H

Z

H Z

HZ

Ha

eae

Z

HZ

H

Z

H

Z

H

a

e

ae

115

transz 13-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

cisz 13-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

Z

HZ

H

Z

H Z

H

a

e ae

Z

HZ

HZ

H

Z

H

a

e

ae

116

H

Z

Z

H

H

Z Z

Ha

ea

e

transz 14-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

Z

HZ

H

H

Z

Z

Ha

ea

e

cisz 14-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

117

Oslash118

8 CO2 + 8 H2O

- 12483 kcalmol - 12468 kcalmol

15 kcalmol

CH3

CH3H

H

+ 12 O2

cisz-12-dimetilciklohexaacuten

CH3

H

H

CH3

transz-12-dimetilciklohexaacuten

+ 12 O2

119

Diszubsztituaacutelt ciklohexaacutenokszerkezeti izomerjeinek konformaacutecioacutes viszonyai

Szerkezeti izomer Geometriai izomercisz transz

12

14

ae aa

ea ee

13aa ae

ee ea

120

Oslash121

BrNH2

Br

NH23a 2b

NH2

Br

Br

NH24a 1b

NH2

Br

Br

NH2

1b 4a

NH2

Br

NH2

Br2b 3a

NH2

Br

Br

NH23b 2a

Br

NH2

BrNH24b 1a

Konformaacutecioacutes Konformaacutecioacutes

BrNH2 Br

NH2

1a 4b

Br

NH2

BrNH2

2a 3b

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesenantiomerek

Konfiguraacutecioacutesenantiomerek

diasztereomerek diasztereomerek

12-helyzetben kuumlloumlnboumlző helyettesiacutetőket tartalmazoacute ciklohexaacuten szaacutermazeacutekokkonfiguraacutecioacutes eacutes konformaacutecioacutes viszonyai

Oslash122

H

H

H

HH

H

H

H

Dekalin

cisz transz

123

transz-transz-transzanellaacutecioacute

cisz-transz-transzanellaacutecioacute

DC

BA

DC

BA

H H

R

H

H H

H

H

H

R

H H

DCBA

R

H

H

H

H

H

H

DCBA

R

H

H

H

H

H

H

CH3

CH3

CH3

CH3

Oslash124

A kiralitaacutes kialakulaacutesa eacutes bioloacutegiai jelentőseacutege

Kiraacutelis vegyuumlletek

termeacuteszetes aminosavak (elsősorban L konfiguraacutecioacute)peptidek enzimektermeacuteszetes szeacutenhidraacutetok (elsősorban D konfiguraacutecioacute)gyoacutegyszerek

Az első kiraacutelis vegyuumllet kialakulaacutesa

az elemi reacuteszek gyenge koumllcsoumlnhataacutesaacutenakiraacutenyfuumlggeacuteseacutevel van kapcsolatban

autokataliacutezis

a termeacuteszet nem tuumlkoumlrszimmetrikus (a termeacuteszet homokiraacutelis)

Oslash125

Az optikai aktivitaacuteseredete szeacutenhidraacutetokkiralitaacutescentrumaacutenakkieacutepuumlleacutese a termeacuteszetben

Oslash126

Oslash127

• Slide Number 1
• Slide Number 2
• Slide Number 3
• Slide Number 4
• Slide Number 5
• Slide Number 6
• Slide Number 7
• Izomeacuteria
• Slide Number 9
• Slide Number 10
• Slide Number 11
• Slide Number 12
• Slide Number 13
• Slide Number 14
• Slide Number 15
• Slide Number 16
• Slide Number 17
• Slide Number 18
• Szerkezeti izomeacuteria
• Slide Number 20
• Slide Number 21
• Slide Number 22
• Slide Number 23
• Slide Number 24
• A tautomeacuteria tiacutepusai
• Slide Number 26
• Slide Number 27
• Slide Number 28
• Slide Number 29
• Slide Number 30
• Sztereoizomeacuteria
• Slide Number 32
• Slide Number 33
• Slide Number 34
• Slide Number 35
• Slide Number 36
• Slide Number 37
• Slide Number 38
• Slide Number 39
• Slide Number 40
• Slide Number 41
• Slide Number 42
• Slide Number 43
• Slide Number 44
• Slide Number 45
• Slide Number 46
• Slide Number 47
• Tovaacutebbi kiralitaacutes tiacutepusok
• Slide Number 49
• Slide Number 50
• Slide Number 51
• Slide Number 52
• Slide Number 53
• Slide Number 54
• Slide Number 55
• Slide Number 56
• Slide Number 57
• Toumlbb kiralitaacuteskoumlzpont
• Slide Number 59
• Slide Number 60
• Slide Number 61
• Slide Number 62
• Slide Number 63
• Slide Number 64
• Slide Number 65
• Slide Number 66
• Slide Number 67
• Slide Number 68
• Slide Number 69
• Slide Number 70
• Slide Number 71
• Slide Number 72
• Slide Number 73
• Slide Number 74
• Slide Number 75
• Konfiguraacutecioacutes izomeacuteria
• Slide Number 77
• Slide Number 78
• Slide Number 79
• Slide Number 80
• Slide Number 81
• Slide Number 82
• Slide Number 83
• Slide Number 84
• Slide Number 85
• Slide Number 86
• Slide Number 87
• Slide Number 88
• Slide Number 89
• Slide Number 90
• Slide Number 91
• Slide Number 92
• Slide Number 93
• Slide Number 94
• Slide Number 95
• Slide Number 96
• Slide Number 97
• Slide Number 98
• Slide Number 99
• Slide Number 100
• Slide Number 101
• Slide Number 102
• Slide Number 103
• Slide Number 104
• Slide Number 105
• Slide Number 106
• Slide Number 107
• Slide Number 108
• Slide Number 109
• Slide Number 110
• Slide Number 111
• Slide Number 112
• Slide Number 113
• Slide Number 114
• Slide Number 115
• Slide Number 116
• Slide Number 117
• Slide Number 118
• Slide Number 119
• Slide Number 120
• Slide Number 121
• Slide Number 122
• Slide Number 123
• Slide Number 124
• Slide Number 125
• Slide Number 126
• Slide Number 127

Izomeacuteria(isos azonos meacuteros reacutesz)

Azonos oumlsszegkeacutepletazonos kvalitatiacutev oumlsszeteacutetelazonos kvantitatiacutev oumlsszeteacutetelazonos relatiacutev molekulatoumlmeg

Kuumlloumlnboumlző szerkezet

CH3CH2CH2Cl

CH3CH2CH3

CH3CH2CH3

CH3CH CH2

CH3CH CH2

CH3CH2CH2CH3 CH3CHCH3

CH3

nem izomerek

izomerek

nem izomerek

CH = 12

nem izomerek

9

Izomeacuteriaacutek csoportosiacutetaacutesa

Szerkezeti izomeacuteriaFunkcioacutes csoport izomeacuteriaKuumlloumlnleges tiacutepusok

szeacutenvaacutez izomeacuteriahelyzeti izomeacuteriatautomeacuteria

Sztereoizomeacuteriakonformaacutecioacutes (rotaacutecioacutes) izomeacuteriageometriai izomeacuteria (cisz-transz

izomeacuteria Z-E izomeacuteria)optikai izomeacuteria

Szerkezeti izomeacuteria kuumlloumlnboumlző oumlsszekapcsoltsaacuteg (konnektivitaacutes)Sztereoizomeacuteria azonos konnektivitaacutes

kuumlloumlnboumlző teacuterszerkezet

A kiraacutelis (kheir keacutez) taacutergyak tuumlkoumlrkeacutepuumlkkel nem hozhatoacutek fedeacutesbe sem rotaacutecioacutes sem transzlaacutecioacutes mozgaacutessal (kiveacuteve a molekulaacuten beluumlli rotaacutecioacute lehetőseacutegeacutet)

A kiralitaacutes szerkezeti felteacutetelea taacutergynak ne legyen tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengelye

10

azonos oumlsszegkeacutepletű de kuumlloumlnboumlző szerkezetű vegyuumlletekebben az esetben kuumlloumlnboumlző szerkezetű keacutet molekula ha bennuumlkaz atomok kapcsoloacutedaacutesi sorrendje kuumlloumlnboumlző

2D-szerkezetben valoacute kuumlloumlnboumlzőseacuteg kuumlloumlnboumlző kapcsoloacutedaacutesi sorrend(kuumlloumlnboumlző konstituacutecioacute)

2 Sztereoizomeacuteria

azonos oumlsszegkeacuteplet de elteacuterő teacuterszerkezet

3D-szerkezetben valoacute kuumlloumlnboumlzőseacuteg azonos konstituacutecioacute de kuumlloumlnboumlző teacuterszerkezet

1 Konstituacutecioacutes (szerkezeti) izomeacuteria

11

azonos atomkonnektivitaacutessztereoizomerek

elteacuterotilde atomkonnektivitaacutesnem sztereoizomerekszerkezeti izomerek

C

CBr H

ClH3C

E

C

CCl H

BrH3C

E

C

C

Cl

Br H

CH3

Z

12

Enantiomerekegymaacutessal fedeacutesbe nem hozhatoacute tuumlkoumlrkeacutepi paacuterok

azonos internukleaacuteris taacutevolsaacutegkuumlloumlnboumlző csoportsorrend (konfiguraacutecioacute)

Diasztereomereknem enantiomerek (lehetnek akiraacutelisak is)nincsenek egymaacutessal tuumlkoumlrkeacutepi viszonyban

azonos oumlsszekapcsoltsaacutegkuumlloumlnboumlző internukleaacuteris taacutevolsaacuteg

Konformaacutecioacutes eacutes konfiguraacutecioacutesenantiomerekdiasztereomerek

13

Konstituacutecioacutes izomerek

Azonos oumlsszegkeacuteplet kuumlloumlnboumlző oumlsszekapcsoltsaacuteg

Konformaacutecioacutes izomerek

A konformaacutecioacutes izomerek egyszeres koumlteacutes(ek) koumlruumlli rotaacutecioacuteval (vagy pszeudorotaacutecioacuteval) egymaacutesba alakiacutethatoacutek

Keacutet szomszeacutedos (szeacuten)atom szubsztituenseinek egymaacuteshoz valoacute viszonya

Konfiguraacutecioacutes izomerek

A konfiguraacutecioacutes izomerek egyszeres koumlteacutes(ek) koumlruumlli rotaacutecioacuteval nem alakiacutethatoacutek egymaacutesba

Egy adott (szeacuten)atomon levő csoportsorrend

14

Alfa helyzetű szubsztituens Beacuteta helyzetű szubsztituens

pszeudorotaacutecioacuteaxiaacutelis ekvatoriaacutelis

Konformaacutecioacute

Konfiguraacutecioacute

Konstituacutecioacute

pszeudorotaacutecioacute

15

transz cisz

H

H

H

H

transz ciszdekalin

12-dimetilciklohexaacuten

Konfiguraacutecioacute

16

COOH

COHH3C

H

SCOOH

CHO CH3

HR

L-(+)-tejsav D-(-)-tejsav

fumaacutersavmaleinsav

C

C

HOOC H

H COOH

C

C

H COOH

H COOH

Citromsav ciklus (Szent-Gyoumlrgyi-Krebs ciklus)

izomszoumlvet tejsavas erjedeacutes

17

(Az izomerek leacutetkeacutepesseacutege fuumlgg a koumlztuumlk leacutevő energiagaacutet nagysaacutegaacutetoacutel)

AtropizomeacuteriaCsavart kaacutedakGauche konformerekAntiklinaacutelis konformerek

Koumlteacutesmenti rotaacutecioacuteval egymaacutesba alakiacutethatoacutek

Koumlteacutesmenti rotaacutecioacuteval nem alakiacutethatoacutek egymaacutesba

Koumlteacutesmenti rotaacutecioacuteval nem alakiacutethatoacutek egymaacutesba

Cisz-transz (geometriai) izomerek

Koumlteacutesmenti rotaacutecioacuteval egymaacutesba alakiacutethatoacutek

Fedeacutesbe nem hozhatoacute tuumlkoumlrkeacutepi paacuterok

Kuumlloumlnboumlző vegyuumlletek azonos oumlsszegkeacuteplettel

KONSTITUacuteCIOacuteS IZOMEREK

(szerkezeti vagy struktuacuterizomerek)Az atomok kapcsoloacutedaacutesi sorrendje elteacuterő

TAUTOMEREK

Ugyanaz a vegyuumllet keacutetfeacutele szerkezettel reagaacutel

SZTEREOIZOMEREK

Azonos konstituacutecioacute elteacuterotilde teacuterbeli elrendeződeacutes

Alkaacutenok rotaacutecioacutes izomereiCiklohexaacuten szeacutek-kaacuted izomerei

keto-enol tautomeacuterialaktim-laktaacutem tautomeacuteriagyűrű-laacutenc tautomeacuteria

(Optikai izomerek) Kiraacutelis vegyuumlletek

Nem enantiomerek

Toumlbb kiralitaacutescentrumot tartalmazoacute vegyuumlletekBizonyos atomoknak egy meghataacuterozott

siacutekhoz viszonyiacutetott relatiacutev helyzeteacuteben kuumlloumlnboumlznek

Kettős koumlteacuteses vegyuumlletek Z - E izomeacuteriaacutejaDiszubsztituaacutelt cikloalkaacutenok cisz - transz izomeacuteriaacutejaKondenzaacutelt gyűrűs bicikloalkaacutenok cisz - transz izomeacuteriaacuteja

Centraacutelis kiralitaacutesHelikaacutelis kiralitaacutesAxiaacutelis kiralitaacutes

AlleacutenizomerekSpirovegyuumlletek

KIRAacuteLIS DIASZTEREOMEREK

AKIRAacuteLIS DIASZTEREOMEREK

DIASZTEREOMEREK ENANTIOMEREK

KONFORMAacuteCIOacuteS ENANTIOMEREK

KONFIGURAacuteCIOacuteS ENANTIOMEREK

KONFIGURAacuteCIOacuteSDIASZTEREOMEREK

KONFORMAacuteCIOacuteSDIASZTEREOMEREK

Izomeacuteria

18

Szerkezeti izomeacuteria

19

CH3OCH3 CH3CH2OH

Szerkezeti izomeacuteria

Regioizomeacuteria

Szeacutenvaacutez izomeacuteria CH3CH2CH2CH2CH3 CH3CHCH2CH3

CH3

CH3CCH3

CH3

CH3

H2C CHCH2CH2CH3 CH3CH CHCH2CH3

CH3CH2CH2Cl CH3CHCH3

Cl

Funkcioacutes csoport izomeacuteria

20

OCH3

Br2

FeBr3

OCH3

Br

+

OCH3

Br

OCH3

Br

+

haacuterom regioizomer termeacutek

CC

H

H

CH3

CC

H

H

H

Br CH3

+C

C

Br

H

H

H CH3

HBr

keacutet regioizomer termeacutek

Regioizomeacuteria

Keacutet regioizomer termeacutek keletkezhet dehellipSzelektivitaacutes

Haacuterom regioizomer termeacutek keletkezhet dehellipSzelektivitaacutes

21

H3C CH2 CH2 CH3 H3C CH CH3

CH3

n-butaacuten i-butaacuten

H2C CH2

CHCH3

H2C CH2

H2C CH2

metilciklopropaacuten ciklobutaacuten

22

A compound with the general formula CnH2n contains one double-bond equivalent ndasheither one double bond or one ring

CH3 CH2 CH CH2CH2 CH2

CH2 CH2

an alkane a cycloalkane

A compound with the general formula CnH2n-2 might have one triple bond two ringstwo double bonds or one ring plus one double bond We can say that the formulaCnH2n-2 represents a structure with two double-bond equivalents

Three of many possible structural isomers for C8H14

CH3 (CH2)5 C CH

one triple bond two rings

CH2CH3

one double bondand one ring

23

Tautomeacuteriaegy hidrogeacutenatom eacutes egy kettőskoumlteacutes helyzeteacuteben kuumlloumlnboumlznek ndash a hidrogeacutenatom

mozgeacutekony iacutegy gyors eacutes reverziacutebilis protoncsere valoacutesul meg

Protomeacuteria eacutes elektromeacuteria egyszerre van jelen

CH

HH

C

O

COOH C CH

H OH

COOH

Oxo-enol tautomerek

Tautomeacuteria

Kezelhető szerkezeti izomerkeacutent

24

A tautomeacuteria tiacutepusai

25

1) alacsonyabb pKa eacuterteacutek2) konjugaacutelt rendszer3) hidrogeacuten kelaacutet (6 elektron)

Oxo-enol tautomeacuteria

O OH

CH3H3C

H2C

H

C

O

CH3 H2C C CH3

O H

enoloxo

pKa 20

9999975 000025

F2C C

O H

CF3 F2C

H

C

O

CF3

OH O

H

CH3 C

O

CH C

O

CH3

H

CH3 C

O

CH C

O

CH3

H

pKa 9

20 80

200oC 3oacute

O

O

H

OH

O 26

NH2R C

Y Y

NHR C

H

Y= O S NR1

a)

b)

NH2

NHR1

R2N CNH

NHR1

R2HN CNH2

NR1

R2HN C

Savamid-imidsav eacutes rokon rendszerektautomeacuteriaacuteja

Guanidin-szaacutermazeacutek27

XH

N NH

X

Prototroacutepia (hetrociklusoknaacutel)

N NH

XH X

HN NH

X

HN NH

X

N NH

XH

HN N

XH

dominaacutens forma

28

α anomer izaacutecioacute

-D-Glcfβ-D-Glcfα

βO

OH

CH2OHHO OH

OHOH

O

OH

CH2OHHO

OH

HO

OHCHO

OHHOH2C

HO

β

D-Glcpβminus-D-Glcpα

α

OHOH2C

HOHO

OHOH

OHO

HOH2C

HOHO

OH

Gyűrű-laacutenc tautomeacuteria

De nem koumlzvetlenuumll

29

N OC

O

CH3N OC

O CH3

Szubsztituens tautomerizaacutecioacute

NN

N N N N

NN

N NN

N

Vegyeacuterteacutek izomerizaacutecioacute

Oslash30

Sztereoizomeacuteria

31

Sztereoizomeacuteria

Konfiguraacutecioacuteaz atomok koumllcsoumlnoumls teacuterbeli elrendeződeacutese az egyszereskoumlteacutesek koumlruumlli elfordulaacutest (aacuteltalaacuteban) nem veszi figyelembe

Konformaacutecioacuteegyszeres koumlteacutesek koumlruumlli elforgataacutes amelynek soraacuten konformerek joumlnnek leacutetre

Konfiguraacutecioacutes eacutes konformaacutecioacutesenantiomerekdiasztereomerek

32

COOH

COOH

mcisz transz transz

izomeacuteriageometriaiizomeacuteria

optikai izomeacuteria

COOHHOOC COOH

HOOC COOH

HOOC

poziacutecioacutes

SztereoizomeacuteriaSzerkezeti izomeacuteria

Helyzeti izomeacuteria

33

Enantiomerekegymaacutessal fedeacutesbe nem hozhatoacute tuumlkoumlrkeacutepi paacuterok

azonos internukleaacuteris taacutevolsaacutegkuumlloumlnboumlző csoportsorrend (konfiguraacutecioacute)

Diasztereomereknem enantiomerek (lehetnek akiraacutelisak is)nincsenek egymaacutessal tuumlkoumlrkeacutepi viszonyban

azonos oumlsszekapcsoltsaacutegkuumlloumlnboumlző internukleaacuteris taacutevolsaacuteg

34

C CH3C

Cl

C

H

CH3

BrH

C CCl

H3C

C

H

CH3

BrH

C CH3C

Cl

C

H

CH3

HBr

C CCl

H3C

C

H

CH3

HBr

E R

E S

Z R

Z S

Enantiomerek Enantiomerek

Diasztereomerek

Diasztereomerek

Diasztereomerek

Diasztereomerek

Oslash35

Kiraacutelis vegyuumlletek kiraacutelis koumllcsoumlnhataacutesok

termeacuteszetes aminosavak (főkeacutent L konfiguraacutecioacute)peptidek enzimek

termeacuteszetes szeacutenhidraacutetok (D konfiguraacutecioacute)

gyoacutegyszerek (sok esetben kiraacutelis molekulaacutek)

gyoacutegyszer-receptor koumllcsoumlnhataacutes

Sztereokeacutemia jelentőseacutege

Oslash36

Journal of

Chemical Education

ISSN 0021-9584

Volume 73 Number 6June 1996

Oslash37

Journal ofChemical Education

ISSN 0021-958413

Volume 73 Number 6June 199613

13

13

Oslash38

Kiralitaacutes

A kiraacutelis taacutergyak tuumlkoumlrkeacutepuumlkkel nem hozhatoacutek fedeacutesbe sem rotaacutecioacutes semtranszlaacutecioacutes mozgaacutessal (kiveacuteve a molekulaacuten beluumlli rotaacutecioacute lehetőseacutegeacutet)

A kiralitaacutes szerkezeti felteacutetelea taacutergynak ne legyen tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengelye

Tiacutepusok

Centraacutelis kiralitaacutes ndash sztereogeacuten centrum (R S D L)egy kiraacutelis (szeacuten)atomtoumlbb kiraacutelis szeacutenatom

Axiaacutelis kiralitaacutes ndash tengely koumlruumlli elhelyezkedeacutes (R S)alleacutenizomeacuteria spirovegyuumlletek atropizomeacuteria

Planaacuteris kiralitaacutes ndash siacutekhoz viszonyiacutetott helyzet (P pR M pS)csavart kaacutedak transz cikloalkeacuten

Helikaacutelis kiralitaacutes ndash nem siacutekbeli csavarvonalak (P M)alkaacuten konformerek (gauche antiklinaacutelis)heliceacutenek

39

Azonos minőseacutegi mennyiseacutegi oumlsszeteacutetel moacuteltoumlmeg konstituacutecioacute de kuumlloumlnboumlző teacuterbeli sorrend

Cl

F BrH

R S

Cl

FBrH

konfiguraacutecioacutejeloumlleacutes (+) (ndash) = d l D L R S

40

Azonos minőseacutegi mennyiseacutegi oumlsszeteacutetel moacuteltoumlmeg konstituacutecioacute de kuumlloumlnboumlző teacuterbeli sorrend

C

l

F

B

r

H

R

S

C

l

F

B

r

H

konfiguraacutecioacutejeloumlleacutes(+) (ndash) = d ld l R S

_1063020419

2

1

3

X4

1

X4

23

1

X4

32

(R) (S)

CC

2

1

3

I

BrCl

4F

2

1

3

OH

DT

4H C

OH

H

DT

(R)(S)

41

(R)

HCC

C CHH

HO H

CCC

H HC H

CHH3C

H

HH

H

H

C

Cl HH H

HH

1 4

3

2

1 oumlvezet2 oumlvezet

3 oumlvezet

4 oumlvezet

H

42

CH

OHCH3

CH3CH2

(R)-butaacuten-2-ol (S)-butaacuten-2-ol

180o-os forgataacutes

CH

OHCH3

CH3CH2

CH

OHCH3CH2

CH3

CH

HOCH2CH3

CH3

CH

OHCH3CH2

CH3

A kiralitaacutes az atomok egy pont (sztereogeacuten centrum kiralitaacutescentrum aszimmetriacentrum)koumlruumlli elrendeződeacuteseacutenek koumlvetkezmeacutenye A kiralitaacutest leacutetrehozoacute szerkezeti elemek elrendeződeacuteseegy koumlzpontra vonatkoztathatoacute Egy X centraacutelis atomhoz neacutegy kuumlloumlnboumlző ligandum kapcsoloacutedik a tuumlkoumlrkeacutepek nem hozhatoacutek fedeacutesbe a keacutet konfiguraacutecioacutes izomer enantiomer viszonyban van egymaacutessalSztereogeacuten centrum ndash Egy sp3 szeacutenatom (vagy maacutes atom) 4 kuumlloumlnboumlző ligandumot tartalmaz

Centraacutelis kiralitaacutes

43

Optikai izomeacuteria

Optikai izomerek olyan sztereoizomerek amelyek optikai forgatoacutekeacutepesseacutegbenkuumlloumlnboumlznek

Centraacutelis kiralitaacutes

Sztereogeacuten centrum aacutebraacutezolaacutesaperspektiacutevikus (teacuterszerkezeti)proiciaacutelt (vetiacutetett)

keacuteplettel (Fischer projekcioacute)

L

COOH

CH3H2NH

R

D

COOH

CH3 NH2H

S

intermolekulaacuteristuumlkoumlrsiacutek

COOH

CH3

H NH2

COOH

CH3

H2N H

44

Optikai aktivitaacutesAzok a vegyuumlletek melyek a siacutekban polarizaacutelt feacuteny siacutekjaacutet elforgatjaacutek optikailag aktiacutevakJobbra forgataacutes (oacuteramutatoacuteval azonos) jele (+) balra forgataacutes (oacuteramutatoacuteval ellenteacutetes) jele (-)

Azok a molekulaacutek keacutepesek optikai forgatoacutekeacutepesseacuteg leacutetrehozaacutesaacutera melyek mindenkonformaacutecioacuteja kiraacutelisHa egy kiraacutelis vegyuumlletnek csak egyik enantiomerje van jelen a vegyuumllet optikailag aktiacutev(elforgatja a polarizaacutelt feacuteny siacutekjaacutet) Ha a keacutet enantimer ekvimolaacuteris elegye (racemaacutet) van jelen a tuumlkoumlrkeacutepi paacuterok kompenzaacutecioacuteja miatt nincs makroszkoacutepikus forgataacutes

Oslash45

Fresnel elmeacutelete szerint a siacutekban polarizaacutelt feacuteny keacutet ellenteacutetes iraacutenyaacutebacirkulaacuterisan polarizaacutelt komponensből tevődik oumlssze Optikailag aktiacutev koumlzegbenaz egyik cirkulaacuteris komponens lassabban halad mint a maacutesik ezeacutert aztaacutenamikor kileacutepnek a koumlzegből eltoloacutedott faacutezisban oumlsszegeződnek uacutejra s eza polarizaacutecioacute siacutekjaacutenak elfordulaacutesaacuteban nyilvaacutenul meg Az optikailag aktiacutev anyagmolekulaacutei kuumlloumlnboumlző meacuterteacutekű koumllcsoumlnhataacutesba leacutepnek a jobbra eacutes a balracirkulaacuteris feacutenysugaacuterral A cirkulaacuterisan polaacuterozott feacuteny uacutegy jellemezhető hogya feacutenysugaacuter menteacuten az elektromaacutegneses teret leiacuteroacute elektromos eacutes maacutegnesesvektorok veacutegpontjai egy jobb vagy bal menetű csavarvonalon helyezkednek el

Optikai aktivitaacutes meacutereacutese

polarimetertube

Polarizerfixed Nicolprism

Plane-polarizedlight

Solution of opticallyactive material

Plane ofpolarizationhas undergonea rotation

Analyizermovable Nicolprism

ViewerUnpolarizedlight fromsource

Oslash46

siacutekban polarizaacutelt feacuteny

polarizaacuteloacute lencse (Nicol prizma)

normaacutel feacuteny

a)

b)

c)

x

z

z

z

siacutekban polaacuterozott feacuteny P eacutes M helicitaacutesuacutecirkulaacuterisan polaacuterozott feacuteny

minta

x

z

α

z

x

Oslash47

Tovaacutebbi kiralitaacutes tiacutepusok

48

Sztereogeacuten centrum jelenleacutete nem szuumlkseacuteges sem nem eleacutegseacuteges felteacutetele a kiralitaacutesnak

Nem szuumlkseacuteges peacuteldaacuteul axiaacutelis kiralitaacutes planaacuteris kiralitaacutes

Axiaacutelis kiralitaacutes A kiralitaacutes az atomok egy tengely koumlruumlli elrendeződeacuteseacutenek koumlvetkezmeacutenye

Alleacutenek kiralitaacutesa

Planaacuteris kiralitaacutes A kiralitaacutes az atomok egy siacutek koumlruumlli elhelyezkedeacuteseacutenek koumlvetkezmeacutenye

Helikaacutelis kiralitaacutes Csavarvonal (spiraacutelis) szerkezetű molekulaacutekPl DNS kettős heacutelixe polipeptidek kettős α-heacutelixe

C C CH

ClHCl CCC

H

ClHCl

COOH

CH3

CrOC

OCOC

CrCO

COCO

COOH

CH3

49

R S

HOOC

Br

COOH

Br6

2

6

2COOH

Br

HOOC

Br

tuumlkoumlrsiacutek

C

Br

COOHBr1

2

3 4

HOO c2COOH

Br

BrHOOC

c2

1

2

34

Atropizomeacuteria

50

Axiaacutelis kiralitaacutes

R-konfiguraacutecioacute

51

C CH

H3CC

H

CH3

CCH

CH3C

H

H3C

NH

HN

NH

NH

tuumlkoumlrsiacutek

Nem minden kiraacutelis molekula rendelkezik aszimmetria centrummal

52

Cukor Foszfor atom Oslash53

Konformaacutecioacutes enantiomerek

P M

Helikaacutelis kiralitaacutes

Konfiguraacutecioacutes enantiomerek

P M

Heptaheliceacuten n-Butaacuten

54

Oslash55

56

Feheacuterjeacutek teacuterszerkezete

Oslash

57

Nukleinsavak teacuterszerkezete

Oslash

Toumlbb kiralitaacuteskoumlzpont

58

Toumlbb aszimmetria centrumot tartalmazoacute vegyuumlleteklehetseacuteges sztereoizomereinek szaacutema

A nem enantiomeacuteria viszonyban aacutelloacute sztereoizomerek

diasztereomerek

Ha az n db aszimmetria centrum koumlzoumltt vannak azonosak a fuumlggetlen sztereoizomerek szaacutema lt 2n

mezo-forma nem kiraacutelis

2n

59

CH3CH3

HO H

OHHCH3

H3COHH

HO H

CH3CH3

HO H

HHOCH3

H3COHH

H OH

CH3CH3

HO H

OHH

180o forgataacutes

mezo-23-butaacutendioltuumlkoumlrkeacutepi paacuterok fedeacutesbe hozhatoacutek - akiraacutelis

(2R3R)-23-butaacutendiol (2S3S)-23-butaacutendiol

CH3 CH3

H HHO OH

Egyetlen sztereogeacuten centrumot tartalmazoacute molekula mindig kiraacutelis desztereogeacuten centrum jelenleacutete nem szuumlkseacuteges sem nem eleacutegseacuteges felteacutetele a kiralitaacutesnak

Nem eleacutegseacuteges toumlbb sztereogeacuten centrumot tartalmazoacute molekula lehet akiraacutelisPeacutelda

60

Nem minden olyan molekula kiraacutelis amely aszimmetria centrumokkal rendelkezik

Nem minden kiraacutelis molekula rendelkezik aszimmetria centrummal

axiaacutelis kiralitaacutes 13-diszubsztituaacutelt alleacuten planaacuteris kiralitaacutes spirovegyuumlletek koumlreacuteben

mezo vegyuumlletek cisz-12-azonosandiszubsztituaacutelt ciklopropaacuten

Oslash61

COOHH

HHOOC

CH3H

H3C HS2

COOH

HHO

H OH

COOH

S2

COOHH

HHOOC

HH

H H

borkősav

Newman (fűreacuteszbak) projekcioacuteKonformatiacutev

62

Fisher projekcioacuteval aacutebraacutezolt L- eacutes D-borkősav

mezo-borkotildesav

COOHCH OHCCOOH

OHH

COOHCHO HCCOOH

HHO

szotildelotildesav

COOHCH OHCCOOH

HHO

COOHCHO HCCOOH

OHH

L-(+)-borkotildesav D-(-)-borkotildesav

63

Oslash64

Cl

H

H

H

Cl

H

H

Cl

H

H

Cl

H

Cl

H

H

H

H

Cl

mezo SS RR

cisz transz

Nem minden olyan molekula kiraacutelis amely aszimmetria centrumokkal rendelkezik

65

Szimmeriaelemek(szimmetria azonos meacuteret)

Akkor mondjuk hogy egy taacutergy szimmetriaelemmel rendelkezik ha a megfelelőszimmetriaművelet (tuumlkroumlzeacutes forgataacutes inverzioacute) a taacutergyat az eredetivel fedeacutesbehozhatoacute alakzattaacute konvertaacutelja

Pontcsoport ndash meghataacuterozott taacutergyra vonatkozoacute szimmetriaműveletek oumlsszesseacutege

szimmetriasiacutek (σ) a molekulaacutet keacutet olyan feacutelre bontja amelyek egymaacutesnak pontostuumlkoumlrkeacutepei (Szimmetriasiacutekot tartalmazoacute molekula akiraacutelis de a siacutek hiaacutenya nem okozkiralitaacutest)

n-ed rendű forgaacutesi szimmetriatengely (Cn) a molekulaacutet a tengely koumlruumll 360degnszoumlggel elforgatva az eredetitől megkuumlloumlnboumlzhetetlen molekulaacutet kapunk

szimmetriacentrum (inverzioacutes centrum) (Ci) a molekula baacutermely elemeacutet aszimmetriacentrummal oumlsszekoumltve eacutes az ellenkező iraacutenyba azonos taacutevolsaacutegrameghosszabbiacutetva azonos elemhez jutunk (Szimmetriacentrumot tartalmazoacutemolekula akiraacutelis de hiaacutenya nem okoz kiralitaacutest)

n-ed rendű tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengely (Sn) a molekulaacutet 360degn szoumlggel elforgatvaeacutes a tengelyre merőleges siacutekra tuumlkroumlzve az eredetitől megkuumlloumlnboumlzhetetlenmolekulaacutet kapunk (Tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengelyt tartalmazoacute molekula akiraacutelishiaacutenyaacuteban a molekula kiraacutelis) 66

C CCH3

H

H

CH3180o C C

CH3

H

CH3

H360o

siacutek

tengely

siacutek

tengely

Keacutetfogaacutesuacute tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengely Egyfogaacutesuacute tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengely

Szimmetriacentrum Szimmetriasiacutek

Tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengelyValamely taacutergy akkor jellemezhető Sn azaz n-ed rendű tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengellyel ha annak baacutermely pontjaacutet a tengely koumlruumll 360n fokos szoumlggelelfordiacutetva eacutes a tengelyre merőlegesen fektetett siacutekon keresztuumll tuumlkroumlzve az eredetiobjektumot kapjuk meg (n szuumlkseacutegkeacuteppen paacuteros vagy 1)

Az S1-tengely szimmetriasiacutekkal (σ) az S2-tengely viszont szimmetriacentrummal (Ci) egyeneacuterteacutekű

A szimmetriacentrumon aacutethaladoacute baacutermely egyenesen a centrumtoacutel egyenlő taacutevolsaacutegban azonos elemek talaacutelhatoacutek

Akiraacutelis molekulaacutek

67

szimmetriasiacutek (m S1) forgaacutesi szimmetriatengely (Cn) szimmetriacentrum (Ci S2)

Szimmetrikus + +

Szimmetrikus + -

Koumlzeacuteppontosan - + szimmetrikus

Disszimetrikus - + - (kiraacutelis)

Aszimmetrikus - - - (kiraacutelis)

Szimmetriaelem művelet

Szimmetriasiacutek tuumlkroumlzeacutes

Szimmetriatengely forgataacutes

Szimmetriacentrum inverzioacute

Szimmetriaelem művelet

Azonossaacuteg vaacuteltozatlanulhagyaacutes

Tuumlkroumlzeacutesi forgataacutes eacutesszimmetriatengely (giroid) tengelyre merőleges

tuumlkroumlzeacutesOslash68

Oslash69

Oslash70

Oslash71

Oslash72

1 Atomic number2 Atomic mass3 Z gt E4 R gt S5 Spheres6 Single-bond equivalencies

Cahn-Ingold-Prelog nomenclature system

Sequence rules for order of priority

1 If the atoms in question are different the sequence order is by atomic number with theatom of highest atomic number receiving the highest priority

F lt Cl lt Br lt I

increasing priority

2 If two isotopes of the same element are present the isotope of higher mass receivesthe higher priority

H lt D

increasing priority73

5 If two atoms are identical the atomic numbers of the next atoms are used for priorityassignment If these atoms also have identical atoms attached to them priority isdetermined at the first point of difference along the chain The atom that has attached to itan atom of higher priority has the higher priority (Do not use the sums of the atomic numbersBut look for the single atom of highest priority)

74

6 Atoms attached by double or triple bond are given single-bond equivalencies so that theycan be treated like single-bonded groups in determining priority Each doubly bonded atom isduplicated (or triplicated for triple bonds)

R C

O

OH

Structure Equivalent for priority determination

R C

O

O

OH

C

R C N R C

N

N

NC

C

75

Konfiguraacutecioacutes izomeacuteriaUgyanaz a vaacutez konnektivitaacutes de elteacuterő teacuterbelielrendeződeacutes (valamilyen szimmetria-rendezőhoumlz valoacuteviszony)

Nem alakiacutethatoacutek egymaacutesba kovalens koumlteacutes elszakiacutetaacutesaeacutes uacutejrakeacutepződeacutese neacutelkuumll

optikai izomerek (optikai aktivitaacutes) R Sgeometriai izomerek cisz-transz E-Z

76

Konfiguraacutecioacutes diasztereomerekFizikai eacutes keacutemia tulajdonsaacutegaik elteacuternek

Konfiguraacutecioacutes enantiomerekFizikai eacutes keacutemiai tulajdonsaacutegaikazonosak kiveacutevebull azonos meacuterteacutekű de ellenteacutetesiraacutenyuacute optikai forgatoacutekeacutepesseacutegbull elteacuterő reaktivitaacutes maacutes kiraacutelis vegyuumlletekkel valoacute reakcioacuteban

C

C

Cl

Cl H

HC

C

H

Cl H

Cl

cisz-12-dikloacutereteacuten transz-12-dikloacutereteacuten

Br Cl

Cl BrF F

Cl Br

Br FF Cl

(R) (R) (S) (R)

CH

OHCH3CH2

CH3

CH

HOCH2CH3

CH3

CH

OHCH3CH2

CH3

CH

OHCH3

CH3CH2

180o-os forgataacutes

(R)-butaacuten-2-ol (S)-butaacuten-2-olfp 995 oC 995 oCd4

20 0808 0808nD

20 1397 1397[α]D

25 -1352o +1352o

(R)-butaacuten-2-ol (S)-butaacuten-2-ol

CH

OHCH3

CH3CH2

77

Elegykristaacutely

bullveacuteletlenszerűen tartalmazza mindkeacutet enantiomertbulla tiszta enantiomerek eacutes az enantiomer kevereacutekek tulajdonsaacutegai azonosak

Konglomeraacutetum

bullcsak az egyik vagy a maacutesik enantiomert tartalmazzabullaz enantiomerek mechanikusan is elkuumlloumlniacutethetők egymaacutestoacutel

Molekulavegyuumllet

bulla keacutet enantiomer a kristaacutelyban 11 araacutenyban fordul elő (raceacutem elegy)bulla raceacutem elegy eacutes az enantiomerek olvadaacutespontja kuumlloumlnboumlző

bullakiraacutelis koumlruumllmeacutenyek koumlzoumltt megegyező fizikai eacutes keacutemiai tulajdonsaacutegokbullkiraacutelis koumlruumllmeacutenyek koumlzoumltt elteacuterő (kiraacutelis molekulaacutek polarizaacutelt feacuteny)bullenantiomerek koumlzoumltti 3 fő koumllcsoumlnhataacutes

elegykristaacutely keacutepzeacuteskonglomeraacutetum keacutepzeacutesmolekulavegyuumllet keacutepzeacutes

Enantiomerek

78

Enantiomerek egyeacuteb kevereacutekeit az uacutegynevezett bdquoenantiomeric excessrdquo (ee) [enantiomerfelesleg] eacuterteacutekkel jellemezzuumlk (R) eacutes (S) a megfelelő enantiomerek mennyiseacutege a kevereacutekben

A komponensek mennyiseacutegeacutenek meghataacuterozaacutesaKiraacutelis oszlopkromatigraacutefia (enantiomerek elvaacutelasztaacutesa)NMR spektroszkoacutepia

ee =(R) - (S)(R) + (S) 100

Enantiomer felesleg

Az enantiomerfelesleg az aszimmetrikus szinteacutezis sikeresseacutegeacutenek egyikmeacuterőszaacutema Diasztereomerek kevereacuteke eseteacuten hasonloacute moacutedon definiaacuteljaacutek eacuteshasznaacuteljaacutek a diasztereomer felesleg eacutes a szaacutezaleacutekos diasztereomer feleslegfogalmaacutet

Egy 70 R eacutes 30 S izomert tartalmazoacute minta enantiomerfeleslege peacuteldaacuteul40 Ezt az anyagot uacutegy is tekinthetjuumlk mint 40 tiszta R izomer eacutes 60 raceacutemelegy (mely a teljes mennyiseacuteghez 30 R eacutes 30 S izomerrel jaacuterul hozzaacute)kevereacuteke 79

C

C

HOOC

HOOC

H

HOH

OH

S

R

C

C

HOOC

HOOC

OH

HH

OHR

RC

C

COOH

COOH

HO

HH

HOS

S

intramolekulaacuteristuumlkoumlrsiacutek

diasztereomerek diasztereomerek

enantiomerek

COOH

CH3H2NH

R

COOH

CH3 NH2H

S

enantiomerek

Enantiomerek eacutes diasztereomerek

80

C

NH2

COOHHH3C C

CH2SH

COOHH2NH

Ala Cys

Aacutebraacutezolja Fischer keacuteplettel az alaacutebbi perspektivikus keacuteplettel megadott aminosavakat

CH3

COOH

H2N H

CH2SH

COOH

H2N H

Ala Cys

S R

L L81

CNH2H

H3C

COOH

C

COOH

CH2SHH2NH

CCH3H

H2N

COOH

C

COOH

CH2SHHH2N

C

NH2

COOHHH3C

C

CH2SH

COOHH2NH

CH3

COOH

H2N H

CH2SH

COOH

H2N H

82

Enantiomerek eacutes mezo vegyuumlletek

Pszeudoaszimmetria

C

C

HOOC

HOOC

H

HOH

OH

S

R

C

C

HOOC

HOOC

OH

HH

OHR

RC

C

COOH

COOH

HO

HH

HOS

S

intramolekulaacuteristuumlkoumlrsiacutek

diasztereomerek diasztereomerek

enantiomerek

C

C

C

COOH

COOH

HO H

OHH

H OHR

R

C

C

C

COOH

COOH

H OH

HHO

HO HS

S

enantiomerek

optikailag aktiacutevak

C

C

C

COOH

COOH

H OH

OHH

H OHR

S

C

C

C

COOH

COOH

H OH

HHO

H OHR

S

optikailag inaktiacutevak

r s

83

COOH

COOH

COOHHOOC COOH

HOOC COOH

HOOC

mcisz transz transz

szerkezetiizomeacuteria

geometriaiizomeacuteria

optikai izomeacuteria

84

R

RHOH

akiraacutelisszeacutenatom

R

SHOH

rS

RHOH

s

RgtS r s

(S)

(S)

pszeudoaszimmetriaacutes szeacutenatom

akiraacutelis molekulamezo vegyuumllet

akiraacutelisC2 forgaacutesi szimmetriatengely

kiraacutelis

HOOC COOH

Br

m

HOOC COOH

m

HOOC

COOH

pro-pszeudoaszimmetriaacutes szeacutenatom

85

Kiraacutelis molekulaacutekon beluumll is sok esetben talaacutelhatoacute pszeudo-aszimmetriacentrum amennyiben a keacutet enantiomorf ligandum mellett tovaacutebbi aszimmetrikus ligandum is kapcsoloacutedik a centrumhoz (peacuteldaacuteul atropin eacutes szaacutermazeacutekai)

gytszptehuhudownloadindex16630

Oslash86

Mezo-forma a) mindig akiraacutelisb) mindig kell lennie kiraacutelis disztereomerjeacutenek is

gytszptehuhudownloadindex16630

C

C

HOOC

HOOC

H

HOH

OH

S

R

C

C

HOOC

HOOC

OH

HH

OHR

RC

C

COOH

COOH

HO

HH

HOS

S

intramolekulaacuteristuumlkoumlrsiacutek

diasztereomerek diasztereomerek

enantiomerek

Oslash87

gytszptehuhudownloadindex16630

A pszeudo-aszimmetriacentrumok konfiguraacutecioacutejaacuteban elteacuterő izomerekegymaacutessal diasztereoizomer viszonyban aacutellnak

rC

C

C

COOH

COOH

H OH

OHH

H OHR

S

sC

C

C

COOH

COOH

H OH

HHO

H OHR

S Oslash88

Geometriai izomeacuteria

kettős koumlteacutesű vegyuumlletekneacutelciklusos vegyuumlletekneacutel

C CH H

CH3H3CC C

H CH3

HH3C

Felteacutetel (olefinekneacutel) egy adott pilleacuteratomon nem lehet keacutet azonos helyettesiacutetőde adott kettőskoumlteacutes keacutet kuumlloumlnboumlző pilleacuteratomjaacuten lehet egy-egy azonos helyettesiacutető(de ezeknek sem kell szuumlkseacutegkeacuteppen azonosaknak lenniuumlk)

Alfa helyzetű szubsztituens Beacuteta helyzetű szubsztituens

Diasztereomerek

89

Configurational isomers

The particular arrangement of atoms (or goups) in space that is characteristic of a given streoisomer

The configurational isomers can not be transformed into each otherwithout breaking and making a covalent bond

- cis-trans Z-E designations geometric isomers- optical isomerism (cf chirality)

H COOH

H COOH

HOOC H

H COOH

Z E

Oslash90

The requirement for geometric isomerism in alkenes is that each carbon atom involvedin the pi bond have two different groups attached to it such as H and Cl or CH3 and Cl

C CH

H

CH2CH3

CH3

C CH

H

CH2CH3

CH3is the same as

C CCH3

H

CH2CH3

CH3

C CH

CH3

CH2CH3

CH3

geometric isomers

If one of the carbons of the double bond has two identical groups such as two H atomsor two CH3 groups the geometric isomerism is not possible

Z E

Higher priority atoms or groups are on the same side of the pi bond Z bdquotogetherrdquo

Higher priority atoms or groups are on opposite sides of the pi bond E bdquoacrossrdquo

(Look at the single atoms directly attached to the double-bond carbon C and not entire-CH2CH2CH3 group)

Oslash91

Cahn-Ingold-Prelog szekvenciaszabaacutelyokalkeacutenekre vonatkozoacutean

Toumlmegszaacutem

C CT

D

H

DE

Rendszaacutem

C CF

Cl

Br

IZ

Z gt E

E

ZZ C C

C

C

H

NC

C

C

H3C

H3C

CH3

HCH3

H

C CH

NC

C

C

CH3

CH3

H

H

Br

Br

E

R

S

RgtS (DgtL)

92

C CH

H3C

CH

CH

CH3

CH3

CH2

Z ltC

HCH3

CH3

C

H

C

C

H

H

HHH

H

C C

H H

H

C

H

C (C)

o

o

o

H

H(C)oo

o

C CH

H3C

CH

CH

CH3

CH2 Br

CH2

E

C

HCH3

CH2Br

C

H

C

H

H

HCBrH

H

gtC C

H H

H

C

H

C (C)

o

o

o

H

H(C)oo

o

(CON) adott atom ismeacutetelt megjeleniacuteteacutese ---o fantomatom

1 2 3C CCCH CHHH C C(C)CH C(C)HH

1 2 3C CCCH BrCHH gt CHHH C C(C)CH C(C)HH 93

transzE

ciszZ

C CH H

C CH

H

transzZ

ciszE

C CBr H

C CH

Br

Oslash94

Konformaacutecioacutes izomeacuteriaUgyanaz a vaacutez konnektivitaacutes de elteacuterő teacuterbelielrendeződeacutes (valamilyen szimmetria-rendezőhoumlz valoacuteviszony)

Kovalens koumlteacutes elszakiacutetaacutesa eacutes uacutejrakeacutepződeacutese neacutelkuumllegymaacutesba alakiacutethatoacutek

Rotaacutecioacutes izomeacuteriaKuumlloumlnboumlző konformaacutecioacute (konformerek rotamerek)

Axiaacutelis kiralitaacutes R SHelikaacutelis kiralitaacutes P M

95

C CCH3H3C

HHHH

C CCH3

CH3 HH

HH

Konformaacutecioacutes diasztereomerek

C CH

CH3 HCH3

HH C C

H

CH3 CH3H

HH

Konformaacutecioacutes enantiomerek

P M

96

szinperiplanaacuteris szinklinaacutelis antiklinaacutelis antiperiplanaacuteris antiklinaacutelis szinklinaacutelis

pszeudorotaacutecioacute

axiaacutelis ekvatoriaacutelis

Konformerek

kiraacutelis kiraacutelisakiraacutelis akiraacutelis

97

C CCH3

CH3 HH

HHC C

CH3H3C

HHHH

Konfiguraacutecioacutes diasztereomerek

Konformaacutecioacutes diasztereomerek

C CH H

CH3H3CCC

HH3C

H CH3

98

- huacutezaacutes (stretch)

- hajliacutetaacutes (bend)

- csavaraacutes (torsion)

O OH

Hr 1r 2

r 2

O OH

H

α

OH

OH

τ (φ)

Oslash99

O OH

H

HOOH

OOH

HE

α30 kcalmol

Hajliacutetaacutes bend

Huacutezaacutes (nyuacutejtaacutes) stretch

disszociaacutecioacute

E

r

~ 90 ~ 50 kcalmol

HOO + H

HO + HO

Oslash100

H

H

H

O OH

H

1 kcalmol

~ 10kcalmol

(torzioacutes szoumlg)τ

Newman projekcioacute

H H

0o 60o 180o 300o 360o

OO

H

H

HHH HH

Oslash101

CH2 CH2Y ZY = Z = H

Y = Z = CH3

etaacuten

n-butaacuten

300o 360o240o180o120o60o0o

0o120o- 60o-180o-240o-300o-360o-

oacutera jaacuteraacutesaacuteval megegyező

oacutera jaacuteraacutesaacuteval ellenteacutetes

ZY

Z

Y

ZY

Z

Y

Z

Y

ZYZY

syn antisynperiplanar synklinal antiklinal antiperiplanar antiklinal synklinal

102

CCH

H H

HH

HH H

H

H

H H

CCH

H H

H

H HH H

HH

HH

0o 120o 240o 360o

12 M

m

M12 M M

mm

Θ

M = m

E(Θ)

minimum

Maximum

103

HHH H

CH3CH3

HHH H

CH3CH3

H

HH H

CH3

CH3

E

0deg dieacutederes szoumlg

E szabadentalpia-kuumlloumlnbseacuteg

58

29

07

(kcal)

H H

H3CH CH3

H

H H

H3CH H

CH3

H3C CH3

H HH

H

CH3HH H

CH3H

060deg 120deg 180deg 240deg 300deg 360deg

szinperiplanaacuteris szinklinaacutelis antiklinaacutelis antiperiplanaacuteris antiklinaacutelis szinklinaacutelis104

∆G0 = G01 - G0

2

K = e∆G0

RT

∆G = - RT ln K∆G = ∆H - T∆S

∆H = 074

∆S = 2 K = 19

gauche ndash anti araacuteny

minden gauche konformerre keacutet anti forma jut K= [a][g] Oslash105

0o

0o

60o

60o

120o

120o

180o

180o

240o

240o

300o

300o 360o

360o

RELA

T

IacuteV

ENERGIA

ANTI EFFEKTUS

GAUCHE EFFEKTUS

EXTREacuteMGAUCHE

EFFEKTUS

H

H H

H H

H

CH3

H H

H H

CH3

TORZIOacuteS SZOumlG

ZY

Z

YZ

Y

Z

Y

ZY

ZY ZY

F

H H

OH

repulsions

F

H H

H 106

attractiveinteractions

orbitalinteractions

antiperiplanarposition

Anti-effect

107

repulsions

F

H H

OH

repulsions

F

H H

H

Extrem gauche effect

108

C-F

C-H

C-F

C-HC-C C-C

Oslash109

CikloalkaacutenokGyűrűfeszuumlltseacuteg

Hipotetikus planaacuteris rendszerek

Baeyer vegyeacuterteacutekszoumlg-deformaacutecioacute (angulaacuterisgyűrű feszuumlleacutes)

Pitzer anti-aacutellaacuteshoz keacutepesti energiatoumlbblet (torzioacutes feszuumlleacutes)

van der Waals nemkoumltő atomok szterikus koumllcsoumlnhataacutesa

Nem planaacuteris vegyuumlletek

CC C

C

C

boriacuteteacutek

C C C

C

Ctwist

pszeudorotaacutecioacute

CC

C C

V-alakuacute

CCC

CCC

szeacutek110

3 4 5 6 7 8 9 10Gyűrűtagszaacutem

Gyűrű

feszuumlleacutes

kcalmol

hataacutereacuterteacutek

111

Cl

H

H

H

Cl

H

H

Cl

H

H

Cl

H

Cl

H

H

H

H

Cl

mezo SS RR

cisz transz

Ciklopropaacuten

C

C

HOOC

HOOC

H

HOH

OH

S

R

C

C

HOOC

HOOC

OH

HH

OHR

RC

C

COOH

COOH

HO

HH

HOS

S

intramolekulaacuteristuumlkoumlrsiacutek

diasztereomerek diasztereomerek

enantiomerek 112

Ea(a e)

∆Ea+∆E

∆E

Ea(a e)

Z

Hkb 5szeacutek

ZH

kb 95szeacutek

kb 2 kcal

csavartkaacuted

csavartkaacuted

kaacuted

ZH

feacutelszeacutekfeacutelszeacutek

ZH

Ciklohexaacuten

113

A 3-3 nemszomszeacutedos szeacutenatom aacuteltal definiaacutelt siacutekokra

merőleges koumlteacutesiraacutenyok axiaacutelis

A toumlbbi koumlteacutes e keacutet siacutek koumlzoumltt van ekvatoriaacutelis

Pszeudorotaacutecioacute a gyűrűs vegyuumlletek konformerjei

szoumlgfeszuumlltseacuteg neacutelkuumll alakulnak egymaacutesba

114

transz 12-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

cisz 12-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

Z

H

Z

H Z

HZ

Ha

eae

Z

HZ

H

Z

H

Z

H

a

e

ae

115

transz 13-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

cisz 13-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

Z

HZ

H

Z

H Z

H

a

e ae

Z

HZ

HZ

H

Z

H

a

e

ae

116

H

Z

Z

H

H

Z Z

Ha

ea

e

transz 14-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

Z

HZ

H

H

Z

Z

Ha

ea

e

cisz 14-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

117

Oslash118

8 CO2 + 8 H2O

- 12483 kcalmol - 12468 kcalmol

15 kcalmol

CH3

CH3H

H

+ 12 O2

cisz-12-dimetilciklohexaacuten

CH3

H

H

CH3

transz-12-dimetilciklohexaacuten

+ 12 O2

119

Diszubsztituaacutelt ciklohexaacutenokszerkezeti izomerjeinek konformaacutecioacutes viszonyai

Szerkezeti izomer Geometriai izomercisz transz

12

14

ae aa

ea ee

13aa ae

ee ea

120

Oslash121

BrNH2

Br

NH23a 2b

NH2

Br

Br

NH24a 1b

NH2

Br

Br

NH2

1b 4a

NH2

Br

NH2

Br2b 3a

NH2

Br

Br

NH23b 2a

Br

NH2

BrNH24b 1a

Konformaacutecioacutes Konformaacutecioacutes

BrNH2 Br

NH2

1a 4b

Br

NH2

BrNH2

2a 3b

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesenantiomerek

Konfiguraacutecioacutesenantiomerek

diasztereomerek diasztereomerek

12-helyzetben kuumlloumlnboumlző helyettesiacutetőket tartalmazoacute ciklohexaacuten szaacutermazeacutekokkonfiguraacutecioacutes eacutes konformaacutecioacutes viszonyai

Oslash122

H

H

H

HH

H

H

H

Dekalin

cisz transz

123

transz-transz-transzanellaacutecioacute

cisz-transz-transzanellaacutecioacute

DC

BA

DC

BA

H H

R

H

H H

H

H

H

R

H H

DCBA

R

H

H

H

H

H

H

DCBA

R

H

H

H

H

H

H

CH3

CH3

CH3

CH3

Oslash124

A kiralitaacutes kialakulaacutesa eacutes bioloacutegiai jelentőseacutege

Kiraacutelis vegyuumlletek

termeacuteszetes aminosavak (elsősorban L konfiguraacutecioacute)peptidek enzimektermeacuteszetes szeacutenhidraacutetok (elsősorban D konfiguraacutecioacute)gyoacutegyszerek

Az első kiraacutelis vegyuumllet kialakulaacutesa

az elemi reacuteszek gyenge koumllcsoumlnhataacutesaacutenakiraacutenyfuumlggeacuteseacutevel van kapcsolatban

autokataliacutezis

a termeacuteszet nem tuumlkoumlrszimmetrikus (a termeacuteszet homokiraacutelis)

Oslash125

Az optikai aktivitaacuteseredete szeacutenhidraacutetokkiralitaacutescentrumaacutenakkieacutepuumlleacutese a termeacuteszetben

Oslash126

Oslash127

• Slide Number 1
• Slide Number 2
• Slide Number 3
• Slide Number 4
• Slide Number 5
• Slide Number 6
• Slide Number 7
• Izomeacuteria
• Slide Number 9
• Slide Number 10
• Slide Number 11
• Slide Number 12
• Slide Number 13
• Slide Number 14
• Slide Number 15
• Slide Number 16
• Slide Number 17
• Slide Number 18
• Szerkezeti izomeacuteria
• Slide Number 20
• Slide Number 21
• Slide Number 22
• Slide Number 23
• Slide Number 24
• A tautomeacuteria tiacutepusai
• Slide Number 26
• Slide Number 27
• Slide Number 28
• Slide Number 29
• Slide Number 30
• Sztereoizomeacuteria
• Slide Number 32
• Slide Number 33
• Slide Number 34
• Slide Number 35
• Slide Number 36
• Slide Number 37
• Slide Number 38
• Slide Number 39
• Slide Number 40
• Slide Number 41
• Slide Number 42
• Slide Number 43
• Slide Number 44
• Slide Number 45
• Slide Number 46
• Slide Number 47
• Tovaacutebbi kiralitaacutes tiacutepusok
• Slide Number 49
• Slide Number 50
• Slide Number 51
• Slide Number 52
• Slide Number 53
• Slide Number 54
• Slide Number 55
• Slide Number 56
• Slide Number 57
• Toumlbb kiralitaacuteskoumlzpont
• Slide Number 59
• Slide Number 60
• Slide Number 61
• Slide Number 62
• Slide Number 63
• Slide Number 64
• Slide Number 65
• Slide Number 66
• Slide Number 67
• Slide Number 68
• Slide Number 69
• Slide Number 70
• Slide Number 71
• Slide Number 72
• Slide Number 73
• Slide Number 74
• Slide Number 75
• Konfiguraacutecioacutes izomeacuteria
• Slide Number 77
• Slide Number 78
• Slide Number 79
• Slide Number 80
• Slide Number 81
• Slide Number 82
• Slide Number 83
• Slide Number 84
• Slide Number 85
• Slide Number 86
• Slide Number 87
• Slide Number 88
• Slide Number 89
• Slide Number 90
• Slide Number 91
• Slide Number 92
• Slide Number 93
• Slide Number 94
• Slide Number 95
• Slide Number 96
• Slide Number 97
• Slide Number 98
• Slide Number 99
• Slide Number 100
• Slide Number 101
• Slide Number 102
• Slide Number 103
• Slide Number 104
• Slide Number 105
• Slide Number 106
• Slide Number 107
• Slide Number 108
• Slide Number 109
• Slide Number 110
• Slide Number 111
• Slide Number 112
• Slide Number 113
• Slide Number 114
• Slide Number 115
• Slide Number 116
• Slide Number 117
• Slide Number 118
• Slide Number 119
• Slide Number 120
• Slide Number 121
• Slide Number 122
• Slide Number 123
• Slide Number 124
• Slide Number 125
• Slide Number 126
• Slide Number 127

Izomeacuteriaacutek csoportosiacutetaacutesa

Szerkezeti izomeacuteriaFunkcioacutes csoport izomeacuteriaKuumlloumlnleges tiacutepusok

szeacutenvaacutez izomeacuteriahelyzeti izomeacuteriatautomeacuteria

Sztereoizomeacuteriakonformaacutecioacutes (rotaacutecioacutes) izomeacuteriageometriai izomeacuteria (cisz-transz

izomeacuteria Z-E izomeacuteria)optikai izomeacuteria

Szerkezeti izomeacuteria kuumlloumlnboumlző oumlsszekapcsoltsaacuteg (konnektivitaacutes)Sztereoizomeacuteria azonos konnektivitaacutes

kuumlloumlnboumlző teacuterszerkezet

A kiraacutelis (kheir keacutez) taacutergyak tuumlkoumlrkeacutepuumlkkel nem hozhatoacutek fedeacutesbe sem rotaacutecioacutes sem transzlaacutecioacutes mozgaacutessal (kiveacuteve a molekulaacuten beluumlli rotaacutecioacute lehetőseacutegeacutet)

A kiralitaacutes szerkezeti felteacutetelea taacutergynak ne legyen tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengelye

10

azonos oumlsszegkeacutepletű de kuumlloumlnboumlző szerkezetű vegyuumlletekebben az esetben kuumlloumlnboumlző szerkezetű keacutet molekula ha bennuumlkaz atomok kapcsoloacutedaacutesi sorrendje kuumlloumlnboumlző

2D-szerkezetben valoacute kuumlloumlnboumlzőseacuteg kuumlloumlnboumlző kapcsoloacutedaacutesi sorrend(kuumlloumlnboumlző konstituacutecioacute)

2 Sztereoizomeacuteria

azonos oumlsszegkeacuteplet de elteacuterő teacuterszerkezet

3D-szerkezetben valoacute kuumlloumlnboumlzőseacuteg azonos konstituacutecioacute de kuumlloumlnboumlző teacuterszerkezet

1 Konstituacutecioacutes (szerkezeti) izomeacuteria

11

azonos atomkonnektivitaacutessztereoizomerek

elteacuterotilde atomkonnektivitaacutesnem sztereoizomerekszerkezeti izomerek

C

CBr H

ClH3C

E

C

CCl H

BrH3C

E

C

C

Cl

Br H

CH3

Z

12

Enantiomerekegymaacutessal fedeacutesbe nem hozhatoacute tuumlkoumlrkeacutepi paacuterok

azonos internukleaacuteris taacutevolsaacutegkuumlloumlnboumlző csoportsorrend (konfiguraacutecioacute)

Diasztereomereknem enantiomerek (lehetnek akiraacutelisak is)nincsenek egymaacutessal tuumlkoumlrkeacutepi viszonyban

azonos oumlsszekapcsoltsaacutegkuumlloumlnboumlző internukleaacuteris taacutevolsaacuteg

Konformaacutecioacutes eacutes konfiguraacutecioacutesenantiomerekdiasztereomerek

13

Konstituacutecioacutes izomerek

Azonos oumlsszegkeacuteplet kuumlloumlnboumlző oumlsszekapcsoltsaacuteg

Konformaacutecioacutes izomerek

A konformaacutecioacutes izomerek egyszeres koumlteacutes(ek) koumlruumlli rotaacutecioacuteval (vagy pszeudorotaacutecioacuteval) egymaacutesba alakiacutethatoacutek

Keacutet szomszeacutedos (szeacuten)atom szubsztituenseinek egymaacuteshoz valoacute viszonya

Konfiguraacutecioacutes izomerek

A konfiguraacutecioacutes izomerek egyszeres koumlteacutes(ek) koumlruumlli rotaacutecioacuteval nem alakiacutethatoacutek egymaacutesba

Egy adott (szeacuten)atomon levő csoportsorrend

14

Alfa helyzetű szubsztituens Beacuteta helyzetű szubsztituens

pszeudorotaacutecioacuteaxiaacutelis ekvatoriaacutelis

Konformaacutecioacute

Konfiguraacutecioacute

Konstituacutecioacute

pszeudorotaacutecioacute

15

transz cisz

H

H

H

H

transz ciszdekalin

12-dimetilciklohexaacuten

Konfiguraacutecioacute

16

COOH

COHH3C

H

SCOOH

CHO CH3

HR

L-(+)-tejsav D-(-)-tejsav

fumaacutersavmaleinsav

C

C

HOOC H

H COOH

C

C

H COOH

H COOH

Citromsav ciklus (Szent-Gyoumlrgyi-Krebs ciklus)

izomszoumlvet tejsavas erjedeacutes

17

(Az izomerek leacutetkeacutepesseacutege fuumlgg a koumlztuumlk leacutevő energiagaacutet nagysaacutegaacutetoacutel)

AtropizomeacuteriaCsavart kaacutedakGauche konformerekAntiklinaacutelis konformerek

Koumlteacutesmenti rotaacutecioacuteval egymaacutesba alakiacutethatoacutek

Koumlteacutesmenti rotaacutecioacuteval nem alakiacutethatoacutek egymaacutesba

Koumlteacutesmenti rotaacutecioacuteval nem alakiacutethatoacutek egymaacutesba

Cisz-transz (geometriai) izomerek

Koumlteacutesmenti rotaacutecioacuteval egymaacutesba alakiacutethatoacutek

Fedeacutesbe nem hozhatoacute tuumlkoumlrkeacutepi paacuterok

Kuumlloumlnboumlző vegyuumlletek azonos oumlsszegkeacuteplettel

KONSTITUacuteCIOacuteS IZOMEREK

(szerkezeti vagy struktuacuterizomerek)Az atomok kapcsoloacutedaacutesi sorrendje elteacuterő

TAUTOMEREK

Ugyanaz a vegyuumllet keacutetfeacutele szerkezettel reagaacutel

SZTEREOIZOMEREK

Azonos konstituacutecioacute elteacuterotilde teacuterbeli elrendeződeacutes

Alkaacutenok rotaacutecioacutes izomereiCiklohexaacuten szeacutek-kaacuted izomerei

keto-enol tautomeacuterialaktim-laktaacutem tautomeacuteriagyűrű-laacutenc tautomeacuteria

(Optikai izomerek) Kiraacutelis vegyuumlletek

Nem enantiomerek

Toumlbb kiralitaacutescentrumot tartalmazoacute vegyuumlletekBizonyos atomoknak egy meghataacuterozott

siacutekhoz viszonyiacutetott relatiacutev helyzeteacuteben kuumlloumlnboumlznek

Kettős koumlteacuteses vegyuumlletek Z - E izomeacuteriaacutejaDiszubsztituaacutelt cikloalkaacutenok cisz - transz izomeacuteriaacutejaKondenzaacutelt gyűrűs bicikloalkaacutenok cisz - transz izomeacuteriaacuteja

Centraacutelis kiralitaacutesHelikaacutelis kiralitaacutesAxiaacutelis kiralitaacutes

AlleacutenizomerekSpirovegyuumlletek

KIRAacuteLIS DIASZTEREOMEREK

AKIRAacuteLIS DIASZTEREOMEREK

DIASZTEREOMEREK ENANTIOMEREK

KONFORMAacuteCIOacuteS ENANTIOMEREK

KONFIGURAacuteCIOacuteS ENANTIOMEREK

KONFIGURAacuteCIOacuteSDIASZTEREOMEREK

KONFORMAacuteCIOacuteSDIASZTEREOMEREK

Izomeacuteria

18

Szerkezeti izomeacuteria

19

CH3OCH3 CH3CH2OH

Szerkezeti izomeacuteria

Regioizomeacuteria

Szeacutenvaacutez izomeacuteria CH3CH2CH2CH2CH3 CH3CHCH2CH3

CH3

CH3CCH3

CH3

CH3

H2C CHCH2CH2CH3 CH3CH CHCH2CH3

CH3CH2CH2Cl CH3CHCH3

Cl

Funkcioacutes csoport izomeacuteria

20

OCH3

Br2

FeBr3

OCH3

Br

+

OCH3

Br

OCH3

Br

+

haacuterom regioizomer termeacutek

CC

H

H

CH3

CC

H

H

H

Br CH3

+C

C

Br

H

H

H CH3

HBr

keacutet regioizomer termeacutek

Regioizomeacuteria

Keacutet regioizomer termeacutek keletkezhet dehellipSzelektivitaacutes

Haacuterom regioizomer termeacutek keletkezhet dehellipSzelektivitaacutes

21

H3C CH2 CH2 CH3 H3C CH CH3

CH3

n-butaacuten i-butaacuten

H2C CH2

CHCH3

H2C CH2

H2C CH2

metilciklopropaacuten ciklobutaacuten

22

A compound with the general formula CnH2n contains one double-bond equivalent ndasheither one double bond or one ring

CH3 CH2 CH CH2CH2 CH2

CH2 CH2

an alkane a cycloalkane

A compound with the general formula CnH2n-2 might have one triple bond two ringstwo double bonds or one ring plus one double bond We can say that the formulaCnH2n-2 represents a structure with two double-bond equivalents

Three of many possible structural isomers for C8H14

CH3 (CH2)5 C CH

one triple bond two rings

CH2CH3

one double bondand one ring

23

Tautomeacuteriaegy hidrogeacutenatom eacutes egy kettőskoumlteacutes helyzeteacuteben kuumlloumlnboumlznek ndash a hidrogeacutenatom

mozgeacutekony iacutegy gyors eacutes reverziacutebilis protoncsere valoacutesul meg

Protomeacuteria eacutes elektromeacuteria egyszerre van jelen

CH

HH

C

O

COOH C CH

H OH

COOH

Oxo-enol tautomerek

Tautomeacuteria

Kezelhető szerkezeti izomerkeacutent

24

A tautomeacuteria tiacutepusai

25

1) alacsonyabb pKa eacuterteacutek2) konjugaacutelt rendszer3) hidrogeacuten kelaacutet (6 elektron)

Oxo-enol tautomeacuteria

O OH

CH3H3C

H2C

H

C

O

CH3 H2C C CH3

O H

enoloxo

pKa 20

9999975 000025

F2C C

O H

CF3 F2C

H

C

O

CF3

OH O

H

CH3 C

O

CH C

O

CH3

H

CH3 C

O

CH C

O

CH3

H

pKa 9

20 80

200oC 3oacute

O

O

H

OH

O 26

NH2R C

Y Y

NHR C

H

Y= O S NR1

a)

b)

NH2

NHR1

R2N CNH

NHR1

R2HN CNH2

NR1

R2HN C

Savamid-imidsav eacutes rokon rendszerektautomeacuteriaacuteja

Guanidin-szaacutermazeacutek27

XH

N NH

X

Prototroacutepia (hetrociklusoknaacutel)

N NH

XH X

HN NH

X

HN NH

X

N NH

XH

HN N

XH

dominaacutens forma

28

α anomer izaacutecioacute

-D-Glcfβ-D-Glcfα

βO

OH

CH2OHHO OH

OHOH

O

OH

CH2OHHO

OH

HO

OHCHO

OHHOH2C

HO

β

D-Glcpβminus-D-Glcpα

α

OHOH2C

HOHO

OHOH

OHO

HOH2C

HOHO

OH

Gyűrű-laacutenc tautomeacuteria

De nem koumlzvetlenuumll

29

N OC

O

CH3N OC

O CH3

Szubsztituens tautomerizaacutecioacute

NN

N N N N

NN

N NN

N

Vegyeacuterteacutek izomerizaacutecioacute

Oslash30

Sztereoizomeacuteria

31

Sztereoizomeacuteria

Konfiguraacutecioacuteaz atomok koumllcsoumlnoumls teacuterbeli elrendeződeacutese az egyszereskoumlteacutesek koumlruumlli elfordulaacutest (aacuteltalaacuteban) nem veszi figyelembe

Konformaacutecioacuteegyszeres koumlteacutesek koumlruumlli elforgataacutes amelynek soraacuten konformerek joumlnnek leacutetre

Konfiguraacutecioacutes eacutes konformaacutecioacutesenantiomerekdiasztereomerek

32

COOH

COOH

mcisz transz transz

izomeacuteriageometriaiizomeacuteria

optikai izomeacuteria

COOHHOOC COOH

HOOC COOH

HOOC

poziacutecioacutes

SztereoizomeacuteriaSzerkezeti izomeacuteria

Helyzeti izomeacuteria

33

Enantiomerekegymaacutessal fedeacutesbe nem hozhatoacute tuumlkoumlrkeacutepi paacuterok

azonos internukleaacuteris taacutevolsaacutegkuumlloumlnboumlző csoportsorrend (konfiguraacutecioacute)

Diasztereomereknem enantiomerek (lehetnek akiraacutelisak is)nincsenek egymaacutessal tuumlkoumlrkeacutepi viszonyban

azonos oumlsszekapcsoltsaacutegkuumlloumlnboumlző internukleaacuteris taacutevolsaacuteg

34

C CH3C

Cl

C

H

CH3

BrH

C CCl

H3C

C

H

CH3

BrH

C CH3C

Cl

C

H

CH3

HBr

C CCl

H3C

C

H

CH3

HBr

E R

E S

Z R

Z S

Enantiomerek Enantiomerek

Diasztereomerek

Diasztereomerek

Diasztereomerek

Diasztereomerek

Oslash35

Kiraacutelis vegyuumlletek kiraacutelis koumllcsoumlnhataacutesok

termeacuteszetes aminosavak (főkeacutent L konfiguraacutecioacute)peptidek enzimek

termeacuteszetes szeacutenhidraacutetok (D konfiguraacutecioacute)

gyoacutegyszerek (sok esetben kiraacutelis molekulaacutek)

gyoacutegyszer-receptor koumllcsoumlnhataacutes

Sztereokeacutemia jelentőseacutege

Oslash36

Journal of

Chemical Education

ISSN 0021-9584

Volume 73 Number 6June 1996

Oslash37

Journal ofChemical Education

ISSN 0021-958413

Volume 73 Number 6June 199613

13

13

Oslash38

Kiralitaacutes

A kiraacutelis taacutergyak tuumlkoumlrkeacutepuumlkkel nem hozhatoacutek fedeacutesbe sem rotaacutecioacutes semtranszlaacutecioacutes mozgaacutessal (kiveacuteve a molekulaacuten beluumlli rotaacutecioacute lehetőseacutegeacutet)

A kiralitaacutes szerkezeti felteacutetelea taacutergynak ne legyen tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengelye

Tiacutepusok

Centraacutelis kiralitaacutes ndash sztereogeacuten centrum (R S D L)egy kiraacutelis (szeacuten)atomtoumlbb kiraacutelis szeacutenatom

Axiaacutelis kiralitaacutes ndash tengely koumlruumlli elhelyezkedeacutes (R S)alleacutenizomeacuteria spirovegyuumlletek atropizomeacuteria

Planaacuteris kiralitaacutes ndash siacutekhoz viszonyiacutetott helyzet (P pR M pS)csavart kaacutedak transz cikloalkeacuten

Helikaacutelis kiralitaacutes ndash nem siacutekbeli csavarvonalak (P M)alkaacuten konformerek (gauche antiklinaacutelis)heliceacutenek

39

Azonos minőseacutegi mennyiseacutegi oumlsszeteacutetel moacuteltoumlmeg konstituacutecioacute de kuumlloumlnboumlző teacuterbeli sorrend

Cl

F BrH

R S

Cl

FBrH

konfiguraacutecioacutejeloumlleacutes (+) (ndash) = d l D L R S

40

Azonos minőseacutegi mennyiseacutegi oumlsszeteacutetel moacuteltoumlmeg konstituacutecioacute de kuumlloumlnboumlző teacuterbeli sorrend

C

l

F

B

r

H

R

S

C

l

F

B

r

H

konfiguraacutecioacutejeloumlleacutes(+) (ndash) = d ld l R S

_1063020419

2

1

3

X4

1

X4

23

1

X4

32

(R) (S)

CC

2

1

3

I

BrCl

4F

2

1

3

OH

DT

4H C

OH

H

DT

(R)(S)

41

(R)

HCC

C CHH

HO H

CCC

H HC H

CHH3C

H

HH

H

H

C

Cl HH H

HH

1 4

3

2

1 oumlvezet2 oumlvezet

3 oumlvezet

4 oumlvezet

H

42

CH

OHCH3

CH3CH2

(R)-butaacuten-2-ol (S)-butaacuten-2-ol

180o-os forgataacutes

CH

OHCH3

CH3CH2

CH

OHCH3CH2

CH3

CH

HOCH2CH3

CH3

CH

OHCH3CH2

CH3

A kiralitaacutes az atomok egy pont (sztereogeacuten centrum kiralitaacutescentrum aszimmetriacentrum)koumlruumlli elrendeződeacuteseacutenek koumlvetkezmeacutenye A kiralitaacutest leacutetrehozoacute szerkezeti elemek elrendeződeacuteseegy koumlzpontra vonatkoztathatoacute Egy X centraacutelis atomhoz neacutegy kuumlloumlnboumlző ligandum kapcsoloacutedik a tuumlkoumlrkeacutepek nem hozhatoacutek fedeacutesbe a keacutet konfiguraacutecioacutes izomer enantiomer viszonyban van egymaacutessalSztereogeacuten centrum ndash Egy sp3 szeacutenatom (vagy maacutes atom) 4 kuumlloumlnboumlző ligandumot tartalmaz

Centraacutelis kiralitaacutes

43

Optikai izomeacuteria

Optikai izomerek olyan sztereoizomerek amelyek optikai forgatoacutekeacutepesseacutegbenkuumlloumlnboumlznek

Centraacutelis kiralitaacutes

Sztereogeacuten centrum aacutebraacutezolaacutesaperspektiacutevikus (teacuterszerkezeti)proiciaacutelt (vetiacutetett)

keacuteplettel (Fischer projekcioacute)

L

COOH

CH3H2NH

R

D

COOH

CH3 NH2H

S

intermolekulaacuteristuumlkoumlrsiacutek

COOH

CH3

H NH2

COOH

CH3

H2N H

44

Optikai aktivitaacutesAzok a vegyuumlletek melyek a siacutekban polarizaacutelt feacuteny siacutekjaacutet elforgatjaacutek optikailag aktiacutevakJobbra forgataacutes (oacuteramutatoacuteval azonos) jele (+) balra forgataacutes (oacuteramutatoacuteval ellenteacutetes) jele (-)

Azok a molekulaacutek keacutepesek optikai forgatoacutekeacutepesseacuteg leacutetrehozaacutesaacutera melyek mindenkonformaacutecioacuteja kiraacutelisHa egy kiraacutelis vegyuumlletnek csak egyik enantiomerje van jelen a vegyuumllet optikailag aktiacutev(elforgatja a polarizaacutelt feacuteny siacutekjaacutet) Ha a keacutet enantimer ekvimolaacuteris elegye (racemaacutet) van jelen a tuumlkoumlrkeacutepi paacuterok kompenzaacutecioacuteja miatt nincs makroszkoacutepikus forgataacutes

Oslash45

Fresnel elmeacutelete szerint a siacutekban polarizaacutelt feacuteny keacutet ellenteacutetes iraacutenyaacutebacirkulaacuterisan polarizaacutelt komponensből tevődik oumlssze Optikailag aktiacutev koumlzegbenaz egyik cirkulaacuteris komponens lassabban halad mint a maacutesik ezeacutert aztaacutenamikor kileacutepnek a koumlzegből eltoloacutedott faacutezisban oumlsszegeződnek uacutejra s eza polarizaacutecioacute siacutekjaacutenak elfordulaacutesaacuteban nyilvaacutenul meg Az optikailag aktiacutev anyagmolekulaacutei kuumlloumlnboumlző meacuterteacutekű koumllcsoumlnhataacutesba leacutepnek a jobbra eacutes a balracirkulaacuteris feacutenysugaacuterral A cirkulaacuterisan polaacuterozott feacuteny uacutegy jellemezhető hogya feacutenysugaacuter menteacuten az elektromaacutegneses teret leiacuteroacute elektromos eacutes maacutegnesesvektorok veacutegpontjai egy jobb vagy bal menetű csavarvonalon helyezkednek el

Optikai aktivitaacutes meacutereacutese

polarimetertube

Polarizerfixed Nicolprism

Plane-polarizedlight

Solution of opticallyactive material

Plane ofpolarizationhas undergonea rotation

Analyizermovable Nicolprism

ViewerUnpolarizedlight fromsource

Oslash46

siacutekban polarizaacutelt feacuteny

polarizaacuteloacute lencse (Nicol prizma)

normaacutel feacuteny

a)

b)

c)

x

z

z

z

siacutekban polaacuterozott feacuteny P eacutes M helicitaacutesuacutecirkulaacuterisan polaacuterozott feacuteny

minta

x

z

α

z

x

Oslash47

Tovaacutebbi kiralitaacutes tiacutepusok

48

Sztereogeacuten centrum jelenleacutete nem szuumlkseacuteges sem nem eleacutegseacuteges felteacutetele a kiralitaacutesnak

Nem szuumlkseacuteges peacuteldaacuteul axiaacutelis kiralitaacutes planaacuteris kiralitaacutes

Axiaacutelis kiralitaacutes A kiralitaacutes az atomok egy tengely koumlruumlli elrendeződeacuteseacutenek koumlvetkezmeacutenye

Alleacutenek kiralitaacutesa

Planaacuteris kiralitaacutes A kiralitaacutes az atomok egy siacutek koumlruumlli elhelyezkedeacuteseacutenek koumlvetkezmeacutenye

Helikaacutelis kiralitaacutes Csavarvonal (spiraacutelis) szerkezetű molekulaacutekPl DNS kettős heacutelixe polipeptidek kettős α-heacutelixe

C C CH

ClHCl CCC

H

ClHCl

COOH

CH3

CrOC

OCOC

CrCO

COCO

COOH

CH3

49

R S

HOOC

Br

COOH

Br6

2

6

2COOH

Br

HOOC

Br

tuumlkoumlrsiacutek

C

Br

COOHBr1

2

3 4

HOO c2COOH

Br

BrHOOC

c2

1

2

34

Atropizomeacuteria

50

Axiaacutelis kiralitaacutes

R-konfiguraacutecioacute

51

C CH

H3CC

H

CH3

CCH

CH3C

H

H3C

NH

HN

NH

NH

tuumlkoumlrsiacutek

Nem minden kiraacutelis molekula rendelkezik aszimmetria centrummal

52

Cukor Foszfor atom Oslash53

Konformaacutecioacutes enantiomerek

P M

Helikaacutelis kiralitaacutes

Konfiguraacutecioacutes enantiomerek

P M

Heptaheliceacuten n-Butaacuten

54

Oslash55

56

Feheacuterjeacutek teacuterszerkezete

Oslash

57

Nukleinsavak teacuterszerkezete

Oslash

Toumlbb kiralitaacuteskoumlzpont

58

Toumlbb aszimmetria centrumot tartalmazoacute vegyuumlleteklehetseacuteges sztereoizomereinek szaacutema

A nem enantiomeacuteria viszonyban aacutelloacute sztereoizomerek

diasztereomerek

Ha az n db aszimmetria centrum koumlzoumltt vannak azonosak a fuumlggetlen sztereoizomerek szaacutema lt 2n

mezo-forma nem kiraacutelis

2n

59

CH3CH3

HO H

OHHCH3

H3COHH

HO H

CH3CH3

HO H

HHOCH3

H3COHH

H OH

CH3CH3

HO H

OHH

180o forgataacutes

mezo-23-butaacutendioltuumlkoumlrkeacutepi paacuterok fedeacutesbe hozhatoacutek - akiraacutelis

(2R3R)-23-butaacutendiol (2S3S)-23-butaacutendiol

CH3 CH3

H HHO OH

Egyetlen sztereogeacuten centrumot tartalmazoacute molekula mindig kiraacutelis desztereogeacuten centrum jelenleacutete nem szuumlkseacuteges sem nem eleacutegseacuteges felteacutetele a kiralitaacutesnak

Nem eleacutegseacuteges toumlbb sztereogeacuten centrumot tartalmazoacute molekula lehet akiraacutelisPeacutelda

60

Nem minden olyan molekula kiraacutelis amely aszimmetria centrumokkal rendelkezik

Nem minden kiraacutelis molekula rendelkezik aszimmetria centrummal

axiaacutelis kiralitaacutes 13-diszubsztituaacutelt alleacuten planaacuteris kiralitaacutes spirovegyuumlletek koumlreacuteben

mezo vegyuumlletek cisz-12-azonosandiszubsztituaacutelt ciklopropaacuten

Oslash61

COOHH

HHOOC

CH3H

H3C HS2

COOH

HHO

H OH

COOH

S2

COOHH

HHOOC

HH

H H

borkősav

Newman (fűreacuteszbak) projekcioacuteKonformatiacutev

62

Fisher projekcioacuteval aacutebraacutezolt L- eacutes D-borkősav

mezo-borkotildesav

COOHCH OHCCOOH

OHH

COOHCHO HCCOOH

HHO

szotildelotildesav

COOHCH OHCCOOH

HHO

COOHCHO HCCOOH

OHH

L-(+)-borkotildesav D-(-)-borkotildesav

63

Oslash64

Cl

H

H

H

Cl

H

H

Cl

H

H

Cl

H

Cl

H

H

H

H

Cl

mezo SS RR

cisz transz

Nem minden olyan molekula kiraacutelis amely aszimmetria centrumokkal rendelkezik

65

Szimmeriaelemek(szimmetria azonos meacuteret)

Akkor mondjuk hogy egy taacutergy szimmetriaelemmel rendelkezik ha a megfelelőszimmetriaművelet (tuumlkroumlzeacutes forgataacutes inverzioacute) a taacutergyat az eredetivel fedeacutesbehozhatoacute alakzattaacute konvertaacutelja

Pontcsoport ndash meghataacuterozott taacutergyra vonatkozoacute szimmetriaműveletek oumlsszesseacutege

szimmetriasiacutek (σ) a molekulaacutet keacutet olyan feacutelre bontja amelyek egymaacutesnak pontostuumlkoumlrkeacutepei (Szimmetriasiacutekot tartalmazoacute molekula akiraacutelis de a siacutek hiaacutenya nem okozkiralitaacutest)

n-ed rendű forgaacutesi szimmetriatengely (Cn) a molekulaacutet a tengely koumlruumll 360degnszoumlggel elforgatva az eredetitől megkuumlloumlnboumlzhetetlen molekulaacutet kapunk

szimmetriacentrum (inverzioacutes centrum) (Ci) a molekula baacutermely elemeacutet aszimmetriacentrummal oumlsszekoumltve eacutes az ellenkező iraacutenyba azonos taacutevolsaacutegrameghosszabbiacutetva azonos elemhez jutunk (Szimmetriacentrumot tartalmazoacutemolekula akiraacutelis de hiaacutenya nem okoz kiralitaacutest)

n-ed rendű tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengely (Sn) a molekulaacutet 360degn szoumlggel elforgatvaeacutes a tengelyre merőleges siacutekra tuumlkroumlzve az eredetitől megkuumlloumlnboumlzhetetlenmolekulaacutet kapunk (Tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengelyt tartalmazoacute molekula akiraacutelishiaacutenyaacuteban a molekula kiraacutelis) 66

C CCH3

H

H

CH3180o C C

CH3

H

CH3

H360o

siacutek

tengely

siacutek

tengely

Keacutetfogaacutesuacute tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengely Egyfogaacutesuacute tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengely

Szimmetriacentrum Szimmetriasiacutek

Tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengelyValamely taacutergy akkor jellemezhető Sn azaz n-ed rendű tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengellyel ha annak baacutermely pontjaacutet a tengely koumlruumll 360n fokos szoumlggelelfordiacutetva eacutes a tengelyre merőlegesen fektetett siacutekon keresztuumll tuumlkroumlzve az eredetiobjektumot kapjuk meg (n szuumlkseacutegkeacuteppen paacuteros vagy 1)

Az S1-tengely szimmetriasiacutekkal (σ) az S2-tengely viszont szimmetriacentrummal (Ci) egyeneacuterteacutekű

A szimmetriacentrumon aacutethaladoacute baacutermely egyenesen a centrumtoacutel egyenlő taacutevolsaacutegban azonos elemek talaacutelhatoacutek

Akiraacutelis molekulaacutek

67

szimmetriasiacutek (m S1) forgaacutesi szimmetriatengely (Cn) szimmetriacentrum (Ci S2)

Szimmetrikus + +

Szimmetrikus + -

Koumlzeacuteppontosan - + szimmetrikus

Disszimetrikus - + - (kiraacutelis)

Aszimmetrikus - - - (kiraacutelis)

Szimmetriaelem művelet

Szimmetriasiacutek tuumlkroumlzeacutes

Szimmetriatengely forgataacutes

Szimmetriacentrum inverzioacute

Szimmetriaelem művelet

Azonossaacuteg vaacuteltozatlanulhagyaacutes

Tuumlkroumlzeacutesi forgataacutes eacutesszimmetriatengely (giroid) tengelyre merőleges

tuumlkroumlzeacutesOslash68

Oslash69

Oslash70

Oslash71

Oslash72

1 Atomic number2 Atomic mass3 Z gt E4 R gt S5 Spheres6 Single-bond equivalencies

Cahn-Ingold-Prelog nomenclature system

Sequence rules for order of priority

1 If the atoms in question are different the sequence order is by atomic number with theatom of highest atomic number receiving the highest priority

F lt Cl lt Br lt I

increasing priority

2 If two isotopes of the same element are present the isotope of higher mass receivesthe higher priority

H lt D

increasing priority73

5 If two atoms are identical the atomic numbers of the next atoms are used for priorityassignment If these atoms also have identical atoms attached to them priority isdetermined at the first point of difference along the chain The atom that has attached to itan atom of higher priority has the higher priority (Do not use the sums of the atomic numbersBut look for the single atom of highest priority)

74

6 Atoms attached by double or triple bond are given single-bond equivalencies so that theycan be treated like single-bonded groups in determining priority Each doubly bonded atom isduplicated (or triplicated for triple bonds)

R C

O

OH

Structure Equivalent for priority determination

R C

O

O

OH

C

R C N R C

N

N

NC

C

75

Konfiguraacutecioacutes izomeacuteriaUgyanaz a vaacutez konnektivitaacutes de elteacuterő teacuterbelielrendeződeacutes (valamilyen szimmetria-rendezőhoumlz valoacuteviszony)

Nem alakiacutethatoacutek egymaacutesba kovalens koumlteacutes elszakiacutetaacutesaeacutes uacutejrakeacutepződeacutese neacutelkuumll

optikai izomerek (optikai aktivitaacutes) R Sgeometriai izomerek cisz-transz E-Z

76

Konfiguraacutecioacutes diasztereomerekFizikai eacutes keacutemia tulajdonsaacutegaik elteacuternek

Konfiguraacutecioacutes enantiomerekFizikai eacutes keacutemiai tulajdonsaacutegaikazonosak kiveacutevebull azonos meacuterteacutekű de ellenteacutetesiraacutenyuacute optikai forgatoacutekeacutepesseacutegbull elteacuterő reaktivitaacutes maacutes kiraacutelis vegyuumlletekkel valoacute reakcioacuteban

C

C

Cl

Cl H

HC

C

H

Cl H

Cl

cisz-12-dikloacutereteacuten transz-12-dikloacutereteacuten

Br Cl

Cl BrF F

Cl Br

Br FF Cl

(R) (R) (S) (R)

CH

OHCH3CH2

CH3

CH

HOCH2CH3

CH3

CH

OHCH3CH2

CH3

CH

OHCH3

CH3CH2

180o-os forgataacutes

(R)-butaacuten-2-ol (S)-butaacuten-2-olfp 995 oC 995 oCd4

20 0808 0808nD

20 1397 1397[α]D

25 -1352o +1352o

(R)-butaacuten-2-ol (S)-butaacuten-2-ol

CH

OHCH3

CH3CH2

77

Elegykristaacutely

bullveacuteletlenszerűen tartalmazza mindkeacutet enantiomertbulla tiszta enantiomerek eacutes az enantiomer kevereacutekek tulajdonsaacutegai azonosak

Konglomeraacutetum

bullcsak az egyik vagy a maacutesik enantiomert tartalmazzabullaz enantiomerek mechanikusan is elkuumlloumlniacutethetők egymaacutestoacutel

Molekulavegyuumllet

bulla keacutet enantiomer a kristaacutelyban 11 araacutenyban fordul elő (raceacutem elegy)bulla raceacutem elegy eacutes az enantiomerek olvadaacutespontja kuumlloumlnboumlző

bullakiraacutelis koumlruumllmeacutenyek koumlzoumltt megegyező fizikai eacutes keacutemiai tulajdonsaacutegokbullkiraacutelis koumlruumllmeacutenyek koumlzoumltt elteacuterő (kiraacutelis molekulaacutek polarizaacutelt feacuteny)bullenantiomerek koumlzoumltti 3 fő koumllcsoumlnhataacutes

elegykristaacutely keacutepzeacuteskonglomeraacutetum keacutepzeacutesmolekulavegyuumllet keacutepzeacutes

Enantiomerek

78

Enantiomerek egyeacuteb kevereacutekeit az uacutegynevezett bdquoenantiomeric excessrdquo (ee) [enantiomerfelesleg] eacuterteacutekkel jellemezzuumlk (R) eacutes (S) a megfelelő enantiomerek mennyiseacutege a kevereacutekben

A komponensek mennyiseacutegeacutenek meghataacuterozaacutesaKiraacutelis oszlopkromatigraacutefia (enantiomerek elvaacutelasztaacutesa)NMR spektroszkoacutepia

ee =(R) - (S)(R) + (S) 100

Enantiomer felesleg

Az enantiomerfelesleg az aszimmetrikus szinteacutezis sikeresseacutegeacutenek egyikmeacuterőszaacutema Diasztereomerek kevereacuteke eseteacuten hasonloacute moacutedon definiaacuteljaacutek eacuteshasznaacuteljaacutek a diasztereomer felesleg eacutes a szaacutezaleacutekos diasztereomer feleslegfogalmaacutet

Egy 70 R eacutes 30 S izomert tartalmazoacute minta enantiomerfeleslege peacuteldaacuteul40 Ezt az anyagot uacutegy is tekinthetjuumlk mint 40 tiszta R izomer eacutes 60 raceacutemelegy (mely a teljes mennyiseacuteghez 30 R eacutes 30 S izomerrel jaacuterul hozzaacute)kevereacuteke 79

C

C

HOOC

HOOC

H

HOH

OH

S

R

C

C

HOOC

HOOC

OH

HH

OHR

RC

C

COOH

COOH

HO

HH

HOS

S

intramolekulaacuteristuumlkoumlrsiacutek

diasztereomerek diasztereomerek

enantiomerek

COOH

CH3H2NH

R

COOH

CH3 NH2H

S

enantiomerek

Enantiomerek eacutes diasztereomerek

80

C

NH2

COOHHH3C C

CH2SH

COOHH2NH

Ala Cys

Aacutebraacutezolja Fischer keacuteplettel az alaacutebbi perspektivikus keacuteplettel megadott aminosavakat

CH3

COOH

H2N H

CH2SH

COOH

H2N H

Ala Cys

S R

L L81

CNH2H

H3C

COOH

C

COOH

CH2SHH2NH

CCH3H

H2N

COOH

C

COOH

CH2SHHH2N

C

NH2

COOHHH3C

C

CH2SH

COOHH2NH

CH3

COOH

H2N H

CH2SH

COOH

H2N H

82

Enantiomerek eacutes mezo vegyuumlletek

Pszeudoaszimmetria

C

C

HOOC

HOOC

H

HOH

OH

S

R

C

C

HOOC

HOOC

OH

HH

OHR

RC

C

COOH

COOH

HO

HH

HOS

S

intramolekulaacuteristuumlkoumlrsiacutek

diasztereomerek diasztereomerek

enantiomerek

C

C

C

COOH

COOH

HO H

OHH

H OHR

R

C

C

C

COOH

COOH

H OH

HHO

HO HS

S

enantiomerek

optikailag aktiacutevak

C

C

C

COOH

COOH

H OH

OHH

H OHR

S

C

C

C

COOH

COOH

H OH

HHO

H OHR

S

optikailag inaktiacutevak

r s

83

COOH

COOH

COOHHOOC COOH

HOOC COOH

HOOC

mcisz transz transz

szerkezetiizomeacuteria

geometriaiizomeacuteria

optikai izomeacuteria

84

R

RHOH

akiraacutelisszeacutenatom

R

SHOH

rS

RHOH

s

RgtS r s

(S)

(S)

pszeudoaszimmetriaacutes szeacutenatom

akiraacutelis molekulamezo vegyuumllet

akiraacutelisC2 forgaacutesi szimmetriatengely

kiraacutelis

HOOC COOH

Br

m

HOOC COOH

m

HOOC

COOH

pro-pszeudoaszimmetriaacutes szeacutenatom

85

Kiraacutelis molekulaacutekon beluumll is sok esetben talaacutelhatoacute pszeudo-aszimmetriacentrum amennyiben a keacutet enantiomorf ligandum mellett tovaacutebbi aszimmetrikus ligandum is kapcsoloacutedik a centrumhoz (peacuteldaacuteul atropin eacutes szaacutermazeacutekai)

gytszptehuhudownloadindex16630

Oslash86

Mezo-forma a) mindig akiraacutelisb) mindig kell lennie kiraacutelis disztereomerjeacutenek is

gytszptehuhudownloadindex16630

C

C

HOOC

HOOC

H

HOH

OH

S

R

C

C

HOOC

HOOC

OH

HH

OHR

RC

C

COOH

COOH

HO

HH

HOS

S

intramolekulaacuteristuumlkoumlrsiacutek

diasztereomerek diasztereomerek

enantiomerek

Oslash87

gytszptehuhudownloadindex16630

A pszeudo-aszimmetriacentrumok konfiguraacutecioacutejaacuteban elteacuterő izomerekegymaacutessal diasztereoizomer viszonyban aacutellnak

rC

C

C

COOH

COOH

H OH

OHH

H OHR

S

sC

C

C

COOH

COOH

H OH

HHO

H OHR

S Oslash88

Geometriai izomeacuteria

kettős koumlteacutesű vegyuumlletekneacutelciklusos vegyuumlletekneacutel

C CH H

CH3H3CC C

H CH3

HH3C

Felteacutetel (olefinekneacutel) egy adott pilleacuteratomon nem lehet keacutet azonos helyettesiacutetőde adott kettőskoumlteacutes keacutet kuumlloumlnboumlző pilleacuteratomjaacuten lehet egy-egy azonos helyettesiacutető(de ezeknek sem kell szuumlkseacutegkeacuteppen azonosaknak lenniuumlk)

Alfa helyzetű szubsztituens Beacuteta helyzetű szubsztituens

Diasztereomerek

89

Configurational isomers

The particular arrangement of atoms (or goups) in space that is characteristic of a given streoisomer

The configurational isomers can not be transformed into each otherwithout breaking and making a covalent bond

- cis-trans Z-E designations geometric isomers- optical isomerism (cf chirality)

H COOH

H COOH

HOOC H

H COOH

Z E

Oslash90

The requirement for geometric isomerism in alkenes is that each carbon atom involvedin the pi bond have two different groups attached to it such as H and Cl or CH3 and Cl

C CH

H

CH2CH3

CH3

C CH

H

CH2CH3

CH3is the same as

C CCH3

H

CH2CH3

CH3

C CH

CH3

CH2CH3

CH3

geometric isomers

If one of the carbons of the double bond has two identical groups such as two H atomsor two CH3 groups the geometric isomerism is not possible

Z E

Higher priority atoms or groups are on the same side of the pi bond Z bdquotogetherrdquo

Higher priority atoms or groups are on opposite sides of the pi bond E bdquoacrossrdquo

(Look at the single atoms directly attached to the double-bond carbon C and not entire-CH2CH2CH3 group)

Oslash91

Cahn-Ingold-Prelog szekvenciaszabaacutelyokalkeacutenekre vonatkozoacutean

Toumlmegszaacutem

C CT

D

H

DE

Rendszaacutem

C CF

Cl

Br

IZ

Z gt E

E

ZZ C C

C

C

H

NC

C

C

H3C

H3C

CH3

HCH3

H

C CH

NC

C

C

CH3

CH3

H

H

Br

Br

E

R

S

RgtS (DgtL)

92

C CH

H3C

CH

CH

CH3

CH3

CH2

Z ltC

HCH3

CH3

C

H

C

C

H

H

HHH

H

C C

H H

H

C

H

C (C)

o

o

o

H

H(C)oo

o

C CH

H3C

CH

CH

CH3

CH2 Br

CH2

E

C

HCH3

CH2Br

C

H

C

H

H

HCBrH

H

gtC C

H H

H

C

H

C (C)

o

o

o

H

H(C)oo

o

(CON) adott atom ismeacutetelt megjeleniacuteteacutese ---o fantomatom

1 2 3C CCCH CHHH C C(C)CH C(C)HH

1 2 3C CCCH BrCHH gt CHHH C C(C)CH C(C)HH 93

transzE

ciszZ

C CH H

C CH

H

transzZ

ciszE

C CBr H

C CH

Br

Oslash94

Konformaacutecioacutes izomeacuteriaUgyanaz a vaacutez konnektivitaacutes de elteacuterő teacuterbelielrendeződeacutes (valamilyen szimmetria-rendezőhoumlz valoacuteviszony)

Kovalens koumlteacutes elszakiacutetaacutesa eacutes uacutejrakeacutepződeacutese neacutelkuumllegymaacutesba alakiacutethatoacutek

Rotaacutecioacutes izomeacuteriaKuumlloumlnboumlző konformaacutecioacute (konformerek rotamerek)

Axiaacutelis kiralitaacutes R SHelikaacutelis kiralitaacutes P M

95

C CCH3H3C

HHHH

C CCH3

CH3 HH

HH

Konformaacutecioacutes diasztereomerek

C CH

CH3 HCH3

HH C C

H

CH3 CH3H

HH

Konformaacutecioacutes enantiomerek

P M

96

szinperiplanaacuteris szinklinaacutelis antiklinaacutelis antiperiplanaacuteris antiklinaacutelis szinklinaacutelis

pszeudorotaacutecioacute

axiaacutelis ekvatoriaacutelis

Konformerek

kiraacutelis kiraacutelisakiraacutelis akiraacutelis

97

C CCH3

CH3 HH

HHC C

CH3H3C

HHHH

Konfiguraacutecioacutes diasztereomerek

Konformaacutecioacutes diasztereomerek

C CH H

CH3H3CCC

HH3C

H CH3

98

- huacutezaacutes (stretch)

- hajliacutetaacutes (bend)

- csavaraacutes (torsion)

O OH

Hr 1r 2

r 2

O OH

H

α

OH

OH

τ (φ)

Oslash99

O OH

H

HOOH

OOH

HE

α30 kcalmol

Hajliacutetaacutes bend

Huacutezaacutes (nyuacutejtaacutes) stretch

disszociaacutecioacute

E

r

~ 90 ~ 50 kcalmol

HOO + H

HO + HO

Oslash100

H

H

H

O OH

H

1 kcalmol

~ 10kcalmol

(torzioacutes szoumlg)τ

Newman projekcioacute

H H

0o 60o 180o 300o 360o

OO

H

H

HHH HH

Oslash101

CH2 CH2Y ZY = Z = H

Y = Z = CH3

etaacuten

n-butaacuten

300o 360o240o180o120o60o0o

0o120o- 60o-180o-240o-300o-360o-

oacutera jaacuteraacutesaacuteval megegyező

oacutera jaacuteraacutesaacuteval ellenteacutetes

ZY

Z

Y

ZY

Z

Y

Z

Y

ZYZY

syn antisynperiplanar synklinal antiklinal antiperiplanar antiklinal synklinal

102

CCH

H H

HH

HH H

H

H

H H

CCH

H H

H

H HH H

HH

HH

0o 120o 240o 360o

12 M

m

M12 M M

mm

Θ

M = m

E(Θ)

minimum

Maximum

103

HHH H

CH3CH3

HHH H

CH3CH3

H

HH H

CH3

CH3

E

0deg dieacutederes szoumlg

E szabadentalpia-kuumlloumlnbseacuteg

58

29

07

(kcal)

H H

H3CH CH3

H

H H

H3CH H

CH3

H3C CH3

H HH

H

CH3HH H

CH3H

060deg 120deg 180deg 240deg 300deg 360deg

szinperiplanaacuteris szinklinaacutelis antiklinaacutelis antiperiplanaacuteris antiklinaacutelis szinklinaacutelis104

∆G0 = G01 - G0

2

K = e∆G0

RT

∆G = - RT ln K∆G = ∆H - T∆S

∆H = 074

∆S = 2 K = 19

gauche ndash anti araacuteny

minden gauche konformerre keacutet anti forma jut K= [a][g] Oslash105

0o

0o

60o

60o

120o

120o

180o

180o

240o

240o

300o

300o 360o

360o

RELA

T

IacuteV

ENERGIA

ANTI EFFEKTUS

GAUCHE EFFEKTUS

EXTREacuteMGAUCHE

EFFEKTUS

H

H H

H H

H

CH3

H H

H H

CH3

TORZIOacuteS SZOumlG

ZY

Z

YZ

Y

Z

Y

ZY

ZY ZY

F

H H

OH

repulsions

F

H H

H 106

attractiveinteractions

orbitalinteractions

antiperiplanarposition

Anti-effect

107

repulsions

F

H H

OH

repulsions

F

H H

H

Extrem gauche effect

108

C-F

C-H

C-F

C-HC-C C-C

Oslash109

CikloalkaacutenokGyűrűfeszuumlltseacuteg

Hipotetikus planaacuteris rendszerek

Baeyer vegyeacuterteacutekszoumlg-deformaacutecioacute (angulaacuterisgyűrű feszuumlleacutes)

Pitzer anti-aacutellaacuteshoz keacutepesti energiatoumlbblet (torzioacutes feszuumlleacutes)

van der Waals nemkoumltő atomok szterikus koumllcsoumlnhataacutesa

Nem planaacuteris vegyuumlletek

CC C

C

C

boriacuteteacutek

C C C

C

Ctwist

pszeudorotaacutecioacute

CC

C C

V-alakuacute

CCC

CCC

szeacutek110

3 4 5 6 7 8 9 10Gyűrűtagszaacutem

Gyűrű

feszuumlleacutes

kcalmol

hataacutereacuterteacutek

111

Cl

H

H

H

Cl

H

H

Cl

H

H

Cl

H

Cl

H

H

H

H

Cl

mezo SS RR

cisz transz

Ciklopropaacuten

C

C

HOOC

HOOC

H

HOH

OH

S

R

C

C

HOOC

HOOC

OH

HH

OHR

RC

C

COOH

COOH

HO

HH

HOS

S

intramolekulaacuteristuumlkoumlrsiacutek

diasztereomerek diasztereomerek

enantiomerek 112

Ea(a e)

∆Ea+∆E

∆E

Ea(a e)

Z

Hkb 5szeacutek

ZH

kb 95szeacutek

kb 2 kcal

csavartkaacuted

csavartkaacuted

kaacuted

ZH

feacutelszeacutekfeacutelszeacutek

ZH

Ciklohexaacuten

113

A 3-3 nemszomszeacutedos szeacutenatom aacuteltal definiaacutelt siacutekokra

merőleges koumlteacutesiraacutenyok axiaacutelis

A toumlbbi koumlteacutes e keacutet siacutek koumlzoumltt van ekvatoriaacutelis

Pszeudorotaacutecioacute a gyűrűs vegyuumlletek konformerjei

szoumlgfeszuumlltseacuteg neacutelkuumll alakulnak egymaacutesba

114

transz 12-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

cisz 12-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

Z

H

Z

H Z

HZ

Ha

eae

Z

HZ

H

Z

H

Z

H

a

e

ae

115

transz 13-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

cisz 13-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

Z

HZ

H

Z

H Z

H

a

e ae

Z

HZ

HZ

H

Z

H

a

e

ae

116

H

Z

Z

H

H

Z Z

Ha

ea

e

transz 14-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

Z

HZ

H

H

Z

Z

Ha

ea

e

cisz 14-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

117

Oslash118

8 CO2 + 8 H2O

- 12483 kcalmol - 12468 kcalmol

15 kcalmol

CH3

CH3H

H

+ 12 O2

cisz-12-dimetilciklohexaacuten

CH3

H

H

CH3

transz-12-dimetilciklohexaacuten

+ 12 O2

119

Diszubsztituaacutelt ciklohexaacutenokszerkezeti izomerjeinek konformaacutecioacutes viszonyai

Szerkezeti izomer Geometriai izomercisz transz

12

14

ae aa

ea ee

13aa ae

ee ea

120

Oslash121

BrNH2

Br

NH23a 2b

NH2

Br

Br

NH24a 1b

NH2

Br

Br

NH2

1b 4a

NH2

Br

NH2

Br2b 3a

NH2

Br

Br

NH23b 2a

Br

NH2

BrNH24b 1a

Konformaacutecioacutes Konformaacutecioacutes

BrNH2 Br

NH2

1a 4b

Br

NH2

BrNH2

2a 3b

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesenantiomerek

Konfiguraacutecioacutesenantiomerek

diasztereomerek diasztereomerek

12-helyzetben kuumlloumlnboumlző helyettesiacutetőket tartalmazoacute ciklohexaacuten szaacutermazeacutekokkonfiguraacutecioacutes eacutes konformaacutecioacutes viszonyai

Oslash122

H

H

H

HH

H

H

H

Dekalin

cisz transz

123

transz-transz-transzanellaacutecioacute

cisz-transz-transzanellaacutecioacute

DC

BA

DC

BA

H H

R

H

H H

H

H

H

R

H H

DCBA

R

H

H

H

H

H

H

DCBA

R

H

H

H

H

H

H

CH3

CH3

CH3

CH3

Oslash124

A kiralitaacutes kialakulaacutesa eacutes bioloacutegiai jelentőseacutege

Kiraacutelis vegyuumlletek

termeacuteszetes aminosavak (elsősorban L konfiguraacutecioacute)peptidek enzimektermeacuteszetes szeacutenhidraacutetok (elsősorban D konfiguraacutecioacute)gyoacutegyszerek

Az első kiraacutelis vegyuumllet kialakulaacutesa

az elemi reacuteszek gyenge koumllcsoumlnhataacutesaacutenakiraacutenyfuumlggeacuteseacutevel van kapcsolatban

autokataliacutezis

a termeacuteszet nem tuumlkoumlrszimmetrikus (a termeacuteszet homokiraacutelis)

Oslash125

Az optikai aktivitaacuteseredete szeacutenhidraacutetokkiralitaacutescentrumaacutenakkieacutepuumlleacutese a termeacuteszetben

Oslash126

Oslash127

• Slide Number 1
• Slide Number 2
• Slide Number 3
• Slide Number 4
• Slide Number 5
• Slide Number 6
• Slide Number 7
• Izomeacuteria
• Slide Number 9
• Slide Number 10
• Slide Number 11
• Slide Number 12
• Slide Number 13
• Slide Number 14
• Slide Number 15
• Slide Number 16
• Slide Number 17
• Slide Number 18
• Szerkezeti izomeacuteria
• Slide Number 20
• Slide Number 21
• Slide Number 22
• Slide Number 23
• Slide Number 24
• A tautomeacuteria tiacutepusai
• Slide Number 26
• Slide Number 27
• Slide Number 28
• Slide Number 29
• Slide Number 30
• Sztereoizomeacuteria
• Slide Number 32
• Slide Number 33
• Slide Number 34
• Slide Number 35
• Slide Number 36
• Slide Number 37
• Slide Number 38
• Slide Number 39
• Slide Number 40
• Slide Number 41
• Slide Number 42
• Slide Number 43
• Slide Number 44
• Slide Number 45
• Slide Number 46
• Slide Number 47
• Tovaacutebbi kiralitaacutes tiacutepusok
• Slide Number 49
• Slide Number 50
• Slide Number 51
• Slide Number 52
• Slide Number 53
• Slide Number 54
• Slide Number 55
• Slide Number 56
• Slide Number 57
• Toumlbb kiralitaacuteskoumlzpont
• Slide Number 59
• Slide Number 60
• Slide Number 61
• Slide Number 62
• Slide Number 63
• Slide Number 64
• Slide Number 65
• Slide Number 66
• Slide Number 67
• Slide Number 68
• Slide Number 69
• Slide Number 70
• Slide Number 71
• Slide Number 72
• Slide Number 73
• Slide Number 74
• Slide Number 75
• Konfiguraacutecioacutes izomeacuteria
• Slide Number 77
• Slide Number 78
• Slide Number 79
• Slide Number 80
• Slide Number 81
• Slide Number 82
• Slide Number 83
• Slide Number 84
• Slide Number 85
• Slide Number 86
• Slide Number 87
• Slide Number 88
• Slide Number 89
• Slide Number 90
• Slide Number 91
• Slide Number 92
• Slide Number 93
• Slide Number 94
• Slide Number 95
• Slide Number 96
• Slide Number 97
• Slide Number 98
• Slide Number 99
• Slide Number 100
• Slide Number 101
• Slide Number 102
• Slide Number 103
• Slide Number 104
• Slide Number 105
• Slide Number 106
• Slide Number 107
• Slide Number 108
• Slide Number 109
• Slide Number 110
• Slide Number 111
• Slide Number 112
• Slide Number 113
• Slide Number 114
• Slide Number 115
• Slide Number 116
• Slide Number 117
• Slide Number 118
• Slide Number 119
• Slide Number 120
• Slide Number 121
• Slide Number 122
• Slide Number 123
• Slide Number 124
• Slide Number 125
• Slide Number 126
• Slide Number 127

azonos oumlsszegkeacutepletű de kuumlloumlnboumlző szerkezetű vegyuumlletekebben az esetben kuumlloumlnboumlző szerkezetű keacutet molekula ha bennuumlkaz atomok kapcsoloacutedaacutesi sorrendje kuumlloumlnboumlző

2D-szerkezetben valoacute kuumlloumlnboumlzőseacuteg kuumlloumlnboumlző kapcsoloacutedaacutesi sorrend(kuumlloumlnboumlző konstituacutecioacute)

2 Sztereoizomeacuteria

azonos oumlsszegkeacuteplet de elteacuterő teacuterszerkezet

3D-szerkezetben valoacute kuumlloumlnboumlzőseacuteg azonos konstituacutecioacute de kuumlloumlnboumlző teacuterszerkezet

1 Konstituacutecioacutes (szerkezeti) izomeacuteria

11

azonos atomkonnektivitaacutessztereoizomerek

elteacuterotilde atomkonnektivitaacutesnem sztereoizomerekszerkezeti izomerek

C

CBr H

ClH3C

E

C

CCl H

BrH3C

E

C

C

Cl

Br H

CH3

Z

12

Enantiomerekegymaacutessal fedeacutesbe nem hozhatoacute tuumlkoumlrkeacutepi paacuterok

azonos internukleaacuteris taacutevolsaacutegkuumlloumlnboumlző csoportsorrend (konfiguraacutecioacute)

Diasztereomereknem enantiomerek (lehetnek akiraacutelisak is)nincsenek egymaacutessal tuumlkoumlrkeacutepi viszonyban

azonos oumlsszekapcsoltsaacutegkuumlloumlnboumlző internukleaacuteris taacutevolsaacuteg

Konformaacutecioacutes eacutes konfiguraacutecioacutesenantiomerekdiasztereomerek

13

Konstituacutecioacutes izomerek

Azonos oumlsszegkeacuteplet kuumlloumlnboumlző oumlsszekapcsoltsaacuteg

Konformaacutecioacutes izomerek

A konformaacutecioacutes izomerek egyszeres koumlteacutes(ek) koumlruumlli rotaacutecioacuteval (vagy pszeudorotaacutecioacuteval) egymaacutesba alakiacutethatoacutek

Keacutet szomszeacutedos (szeacuten)atom szubsztituenseinek egymaacuteshoz valoacute viszonya

Konfiguraacutecioacutes izomerek

A konfiguraacutecioacutes izomerek egyszeres koumlteacutes(ek) koumlruumlli rotaacutecioacuteval nem alakiacutethatoacutek egymaacutesba

Egy adott (szeacuten)atomon levő csoportsorrend

14

Alfa helyzetű szubsztituens Beacuteta helyzetű szubsztituens

pszeudorotaacutecioacuteaxiaacutelis ekvatoriaacutelis

Konformaacutecioacute

Konfiguraacutecioacute

Konstituacutecioacute

pszeudorotaacutecioacute

15

transz cisz

H

H

H

H

transz ciszdekalin

12-dimetilciklohexaacuten

Konfiguraacutecioacute

16

COOH

COHH3C

H

SCOOH

CHO CH3

HR

L-(+)-tejsav D-(-)-tejsav

fumaacutersavmaleinsav

C

C

HOOC H

H COOH

C

C

H COOH

H COOH

Citromsav ciklus (Szent-Gyoumlrgyi-Krebs ciklus)

izomszoumlvet tejsavas erjedeacutes

17

(Az izomerek leacutetkeacutepesseacutege fuumlgg a koumlztuumlk leacutevő energiagaacutet nagysaacutegaacutetoacutel)

AtropizomeacuteriaCsavart kaacutedakGauche konformerekAntiklinaacutelis konformerek

Koumlteacutesmenti rotaacutecioacuteval egymaacutesba alakiacutethatoacutek

Koumlteacutesmenti rotaacutecioacuteval nem alakiacutethatoacutek egymaacutesba

Koumlteacutesmenti rotaacutecioacuteval nem alakiacutethatoacutek egymaacutesba

Cisz-transz (geometriai) izomerek

Koumlteacutesmenti rotaacutecioacuteval egymaacutesba alakiacutethatoacutek

Fedeacutesbe nem hozhatoacute tuumlkoumlrkeacutepi paacuterok

Kuumlloumlnboumlző vegyuumlletek azonos oumlsszegkeacuteplettel

KONSTITUacuteCIOacuteS IZOMEREK

(szerkezeti vagy struktuacuterizomerek)Az atomok kapcsoloacutedaacutesi sorrendje elteacuterő

TAUTOMEREK

Ugyanaz a vegyuumllet keacutetfeacutele szerkezettel reagaacutel

SZTEREOIZOMEREK

Azonos konstituacutecioacute elteacuterotilde teacuterbeli elrendeződeacutes

Alkaacutenok rotaacutecioacutes izomereiCiklohexaacuten szeacutek-kaacuted izomerei

keto-enol tautomeacuterialaktim-laktaacutem tautomeacuteriagyűrű-laacutenc tautomeacuteria

(Optikai izomerek) Kiraacutelis vegyuumlletek

Nem enantiomerek

Toumlbb kiralitaacutescentrumot tartalmazoacute vegyuumlletekBizonyos atomoknak egy meghataacuterozott

siacutekhoz viszonyiacutetott relatiacutev helyzeteacuteben kuumlloumlnboumlznek

Kettős koumlteacuteses vegyuumlletek Z - E izomeacuteriaacutejaDiszubsztituaacutelt cikloalkaacutenok cisz - transz izomeacuteriaacutejaKondenzaacutelt gyűrűs bicikloalkaacutenok cisz - transz izomeacuteriaacuteja

Centraacutelis kiralitaacutesHelikaacutelis kiralitaacutesAxiaacutelis kiralitaacutes

AlleacutenizomerekSpirovegyuumlletek

KIRAacuteLIS DIASZTEREOMEREK

AKIRAacuteLIS DIASZTEREOMEREK

DIASZTEREOMEREK ENANTIOMEREK

KONFORMAacuteCIOacuteS ENANTIOMEREK

KONFIGURAacuteCIOacuteS ENANTIOMEREK

KONFIGURAacuteCIOacuteSDIASZTEREOMEREK

KONFORMAacuteCIOacuteSDIASZTEREOMEREK

Izomeacuteria

18

Szerkezeti izomeacuteria

19

CH3OCH3 CH3CH2OH

Szerkezeti izomeacuteria

Regioizomeacuteria

Szeacutenvaacutez izomeacuteria CH3CH2CH2CH2CH3 CH3CHCH2CH3

CH3

CH3CCH3

CH3

CH3

H2C CHCH2CH2CH3 CH3CH CHCH2CH3

CH3CH2CH2Cl CH3CHCH3

Cl

Funkcioacutes csoport izomeacuteria

20

OCH3

Br2

FeBr3

OCH3

Br

+

OCH3

Br

OCH3

Br

+

haacuterom regioizomer termeacutek

CC

H

H

CH3

CC

H

H

H

Br CH3

+C

C

Br

H

H

H CH3

HBr

keacutet regioizomer termeacutek

Regioizomeacuteria

Keacutet regioizomer termeacutek keletkezhet dehellipSzelektivitaacutes

Haacuterom regioizomer termeacutek keletkezhet dehellipSzelektivitaacutes

21

H3C CH2 CH2 CH3 H3C CH CH3

CH3

n-butaacuten i-butaacuten

H2C CH2

CHCH3

H2C CH2

H2C CH2

metilciklopropaacuten ciklobutaacuten

22

A compound with the general formula CnH2n contains one double-bond equivalent ndasheither one double bond or one ring

CH3 CH2 CH CH2CH2 CH2

CH2 CH2

an alkane a cycloalkane

A compound with the general formula CnH2n-2 might have one triple bond two ringstwo double bonds or one ring plus one double bond We can say that the formulaCnH2n-2 represents a structure with two double-bond equivalents

Three of many possible structural isomers for C8H14

CH3 (CH2)5 C CH

one triple bond two rings

CH2CH3

one double bondand one ring

23

Tautomeacuteriaegy hidrogeacutenatom eacutes egy kettőskoumlteacutes helyzeteacuteben kuumlloumlnboumlznek ndash a hidrogeacutenatom

mozgeacutekony iacutegy gyors eacutes reverziacutebilis protoncsere valoacutesul meg

Protomeacuteria eacutes elektromeacuteria egyszerre van jelen

CH

HH

C

O

COOH C CH

H OH

COOH

Oxo-enol tautomerek

Tautomeacuteria

Kezelhető szerkezeti izomerkeacutent

24

A tautomeacuteria tiacutepusai

25

1) alacsonyabb pKa eacuterteacutek2) konjugaacutelt rendszer3) hidrogeacuten kelaacutet (6 elektron)

Oxo-enol tautomeacuteria

O OH

CH3H3C

H2C

H

C

O

CH3 H2C C CH3

O H

enoloxo

pKa 20

9999975 000025

F2C C

O H

CF3 F2C

H

C

O

CF3

OH O

H

CH3 C

O

CH C

O

CH3

H

CH3 C

O

CH C

O

CH3

H

pKa 9

20 80

200oC 3oacute

O

O

H

OH

O 26

NH2R C

Y Y

NHR C

H

Y= O S NR1

a)

b)

NH2

NHR1

R2N CNH

NHR1

R2HN CNH2

NR1

R2HN C

Savamid-imidsav eacutes rokon rendszerektautomeacuteriaacuteja

Guanidin-szaacutermazeacutek27

XH

N NH

X

Prototroacutepia (hetrociklusoknaacutel)

N NH

XH X

HN NH

X

HN NH

X

N NH

XH

HN N

XH

dominaacutens forma

28

α anomer izaacutecioacute

-D-Glcfβ-D-Glcfα

βO

OH

CH2OHHO OH

OHOH

O

OH

CH2OHHO

OH

HO

OHCHO

OHHOH2C

HO

β

D-Glcpβminus-D-Glcpα

α

OHOH2C

HOHO

OHOH

OHO

HOH2C

HOHO

OH

Gyűrű-laacutenc tautomeacuteria

De nem koumlzvetlenuumll

29

N OC

O

CH3N OC

O CH3

Szubsztituens tautomerizaacutecioacute

NN

N N N N

NN

N NN

N

Vegyeacuterteacutek izomerizaacutecioacute

Oslash30

Sztereoizomeacuteria

31

Sztereoizomeacuteria

Konfiguraacutecioacuteaz atomok koumllcsoumlnoumls teacuterbeli elrendeződeacutese az egyszereskoumlteacutesek koumlruumlli elfordulaacutest (aacuteltalaacuteban) nem veszi figyelembe

Konformaacutecioacuteegyszeres koumlteacutesek koumlruumlli elforgataacutes amelynek soraacuten konformerek joumlnnek leacutetre

Konfiguraacutecioacutes eacutes konformaacutecioacutesenantiomerekdiasztereomerek

32

COOH

COOH

mcisz transz transz

izomeacuteriageometriaiizomeacuteria

optikai izomeacuteria

COOHHOOC COOH

HOOC COOH

HOOC

poziacutecioacutes

SztereoizomeacuteriaSzerkezeti izomeacuteria

Helyzeti izomeacuteria

33

Enantiomerekegymaacutessal fedeacutesbe nem hozhatoacute tuumlkoumlrkeacutepi paacuterok

azonos internukleaacuteris taacutevolsaacutegkuumlloumlnboumlző csoportsorrend (konfiguraacutecioacute)

Diasztereomereknem enantiomerek (lehetnek akiraacutelisak is)nincsenek egymaacutessal tuumlkoumlrkeacutepi viszonyban

azonos oumlsszekapcsoltsaacutegkuumlloumlnboumlző internukleaacuteris taacutevolsaacuteg

34

C CH3C

Cl

C

H

CH3

BrH

C CCl

H3C

C

H

CH3

BrH

C CH3C

Cl

C

H

CH3

HBr

C CCl

H3C

C

H

CH3

HBr

E R

E S

Z R

Z S

Enantiomerek Enantiomerek

Diasztereomerek

Diasztereomerek

Diasztereomerek

Diasztereomerek

Oslash35

Kiraacutelis vegyuumlletek kiraacutelis koumllcsoumlnhataacutesok

termeacuteszetes aminosavak (főkeacutent L konfiguraacutecioacute)peptidek enzimek

termeacuteszetes szeacutenhidraacutetok (D konfiguraacutecioacute)

gyoacutegyszerek (sok esetben kiraacutelis molekulaacutek)

gyoacutegyszer-receptor koumllcsoumlnhataacutes

Sztereokeacutemia jelentőseacutege

Oslash36

Journal of

Chemical Education

ISSN 0021-9584

Volume 73 Number 6June 1996

Oslash37

Journal ofChemical Education

ISSN 0021-958413

Volume 73 Number 6June 199613

13

13

Oslash38

Kiralitaacutes

A kiraacutelis taacutergyak tuumlkoumlrkeacutepuumlkkel nem hozhatoacutek fedeacutesbe sem rotaacutecioacutes semtranszlaacutecioacutes mozgaacutessal (kiveacuteve a molekulaacuten beluumlli rotaacutecioacute lehetőseacutegeacutet)

A kiralitaacutes szerkezeti felteacutetelea taacutergynak ne legyen tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengelye

Tiacutepusok

Centraacutelis kiralitaacutes ndash sztereogeacuten centrum (R S D L)egy kiraacutelis (szeacuten)atomtoumlbb kiraacutelis szeacutenatom

Axiaacutelis kiralitaacutes ndash tengely koumlruumlli elhelyezkedeacutes (R S)alleacutenizomeacuteria spirovegyuumlletek atropizomeacuteria

Planaacuteris kiralitaacutes ndash siacutekhoz viszonyiacutetott helyzet (P pR M pS)csavart kaacutedak transz cikloalkeacuten

Helikaacutelis kiralitaacutes ndash nem siacutekbeli csavarvonalak (P M)alkaacuten konformerek (gauche antiklinaacutelis)heliceacutenek

39

Azonos minőseacutegi mennyiseacutegi oumlsszeteacutetel moacuteltoumlmeg konstituacutecioacute de kuumlloumlnboumlző teacuterbeli sorrend

Cl

F BrH

R S

Cl

FBrH

konfiguraacutecioacutejeloumlleacutes (+) (ndash) = d l D L R S

40

Azonos minőseacutegi mennyiseacutegi oumlsszeteacutetel moacuteltoumlmeg konstituacutecioacute de kuumlloumlnboumlző teacuterbeli sorrend

C

l

F

B

r

H

R

S

C

l

F

B

r

H

konfiguraacutecioacutejeloumlleacutes(+) (ndash) = d ld l R S

_1063020419

2

1

3

X4

1

X4

23

1

X4

32

(R) (S)

CC

2

1

3

I

BrCl

4F

2

1

3

OH

DT

4H C

OH

H

DT

(R)(S)

41

(R)

HCC

C CHH

HO H

CCC

H HC H

CHH3C

H

HH

H

H

C

Cl HH H

HH

1 4

3

2

1 oumlvezet2 oumlvezet

3 oumlvezet

4 oumlvezet

H

42

CH

OHCH3

CH3CH2

(R)-butaacuten-2-ol (S)-butaacuten-2-ol

180o-os forgataacutes

CH

OHCH3

CH3CH2

CH

OHCH3CH2

CH3

CH

HOCH2CH3

CH3

CH

OHCH3CH2

CH3

A kiralitaacutes az atomok egy pont (sztereogeacuten centrum kiralitaacutescentrum aszimmetriacentrum)koumlruumlli elrendeződeacuteseacutenek koumlvetkezmeacutenye A kiralitaacutest leacutetrehozoacute szerkezeti elemek elrendeződeacuteseegy koumlzpontra vonatkoztathatoacute Egy X centraacutelis atomhoz neacutegy kuumlloumlnboumlző ligandum kapcsoloacutedik a tuumlkoumlrkeacutepek nem hozhatoacutek fedeacutesbe a keacutet konfiguraacutecioacutes izomer enantiomer viszonyban van egymaacutessalSztereogeacuten centrum ndash Egy sp3 szeacutenatom (vagy maacutes atom) 4 kuumlloumlnboumlző ligandumot tartalmaz

Centraacutelis kiralitaacutes

43

Optikai izomeacuteria

Optikai izomerek olyan sztereoizomerek amelyek optikai forgatoacutekeacutepesseacutegbenkuumlloumlnboumlznek

Centraacutelis kiralitaacutes

Sztereogeacuten centrum aacutebraacutezolaacutesaperspektiacutevikus (teacuterszerkezeti)proiciaacutelt (vetiacutetett)

keacuteplettel (Fischer projekcioacute)

L

COOH

CH3H2NH

R

D

COOH

CH3 NH2H

S

intermolekulaacuteristuumlkoumlrsiacutek

COOH

CH3

H NH2

COOH

CH3

H2N H

44

Optikai aktivitaacutesAzok a vegyuumlletek melyek a siacutekban polarizaacutelt feacuteny siacutekjaacutet elforgatjaacutek optikailag aktiacutevakJobbra forgataacutes (oacuteramutatoacuteval azonos) jele (+) balra forgataacutes (oacuteramutatoacuteval ellenteacutetes) jele (-)

Azok a molekulaacutek keacutepesek optikai forgatoacutekeacutepesseacuteg leacutetrehozaacutesaacutera melyek mindenkonformaacutecioacuteja kiraacutelisHa egy kiraacutelis vegyuumlletnek csak egyik enantiomerje van jelen a vegyuumllet optikailag aktiacutev(elforgatja a polarizaacutelt feacuteny siacutekjaacutet) Ha a keacutet enantimer ekvimolaacuteris elegye (racemaacutet) van jelen a tuumlkoumlrkeacutepi paacuterok kompenzaacutecioacuteja miatt nincs makroszkoacutepikus forgataacutes

Oslash45

Fresnel elmeacutelete szerint a siacutekban polarizaacutelt feacuteny keacutet ellenteacutetes iraacutenyaacutebacirkulaacuterisan polarizaacutelt komponensből tevődik oumlssze Optikailag aktiacutev koumlzegbenaz egyik cirkulaacuteris komponens lassabban halad mint a maacutesik ezeacutert aztaacutenamikor kileacutepnek a koumlzegből eltoloacutedott faacutezisban oumlsszegeződnek uacutejra s eza polarizaacutecioacute siacutekjaacutenak elfordulaacutesaacuteban nyilvaacutenul meg Az optikailag aktiacutev anyagmolekulaacutei kuumlloumlnboumlző meacuterteacutekű koumllcsoumlnhataacutesba leacutepnek a jobbra eacutes a balracirkulaacuteris feacutenysugaacuterral A cirkulaacuterisan polaacuterozott feacuteny uacutegy jellemezhető hogya feacutenysugaacuter menteacuten az elektromaacutegneses teret leiacuteroacute elektromos eacutes maacutegnesesvektorok veacutegpontjai egy jobb vagy bal menetű csavarvonalon helyezkednek el

Optikai aktivitaacutes meacutereacutese

polarimetertube

Polarizerfixed Nicolprism

Plane-polarizedlight

Solution of opticallyactive material

Plane ofpolarizationhas undergonea rotation

Analyizermovable Nicolprism

ViewerUnpolarizedlight fromsource

Oslash46

siacutekban polarizaacutelt feacuteny

polarizaacuteloacute lencse (Nicol prizma)

normaacutel feacuteny

a)

b)

c)

x

z

z

z

siacutekban polaacuterozott feacuteny P eacutes M helicitaacutesuacutecirkulaacuterisan polaacuterozott feacuteny

minta

x

z

α

z

x

Oslash47

Tovaacutebbi kiralitaacutes tiacutepusok

48

Sztereogeacuten centrum jelenleacutete nem szuumlkseacuteges sem nem eleacutegseacuteges felteacutetele a kiralitaacutesnak

Nem szuumlkseacuteges peacuteldaacuteul axiaacutelis kiralitaacutes planaacuteris kiralitaacutes

Axiaacutelis kiralitaacutes A kiralitaacutes az atomok egy tengely koumlruumlli elrendeződeacuteseacutenek koumlvetkezmeacutenye

Alleacutenek kiralitaacutesa

Planaacuteris kiralitaacutes A kiralitaacutes az atomok egy siacutek koumlruumlli elhelyezkedeacuteseacutenek koumlvetkezmeacutenye

Helikaacutelis kiralitaacutes Csavarvonal (spiraacutelis) szerkezetű molekulaacutekPl DNS kettős heacutelixe polipeptidek kettős α-heacutelixe

C C CH

ClHCl CCC

H

ClHCl

COOH

CH3

CrOC

OCOC

CrCO

COCO

COOH

CH3

49

R S

HOOC

Br

COOH

Br6

2

6

2COOH

Br

HOOC

Br

tuumlkoumlrsiacutek

C

Br

COOHBr1

2

3 4

HOO c2COOH

Br

BrHOOC

c2

1

2

34

Atropizomeacuteria

50

Axiaacutelis kiralitaacutes

R-konfiguraacutecioacute

51

C CH

H3CC

H

CH3

CCH

CH3C

H

H3C

NH

HN

NH

NH

tuumlkoumlrsiacutek

Nem minden kiraacutelis molekula rendelkezik aszimmetria centrummal

52

Cukor Foszfor atom Oslash53

Konformaacutecioacutes enantiomerek

P M

Helikaacutelis kiralitaacutes

Konfiguraacutecioacutes enantiomerek

P M

Heptaheliceacuten n-Butaacuten

54

Oslash55

56

Feheacuterjeacutek teacuterszerkezete

Oslash

57

Nukleinsavak teacuterszerkezete

Oslash

Toumlbb kiralitaacuteskoumlzpont

58

Toumlbb aszimmetria centrumot tartalmazoacute vegyuumlleteklehetseacuteges sztereoizomereinek szaacutema

A nem enantiomeacuteria viszonyban aacutelloacute sztereoizomerek

diasztereomerek

Ha az n db aszimmetria centrum koumlzoumltt vannak azonosak a fuumlggetlen sztereoizomerek szaacutema lt 2n

mezo-forma nem kiraacutelis

2n

59

CH3CH3

HO H

OHHCH3

H3COHH

HO H

CH3CH3

HO H

HHOCH3

H3COHH

H OH

CH3CH3

HO H

OHH

180o forgataacutes

mezo-23-butaacutendioltuumlkoumlrkeacutepi paacuterok fedeacutesbe hozhatoacutek - akiraacutelis

(2R3R)-23-butaacutendiol (2S3S)-23-butaacutendiol

CH3 CH3

H HHO OH

Egyetlen sztereogeacuten centrumot tartalmazoacute molekula mindig kiraacutelis desztereogeacuten centrum jelenleacutete nem szuumlkseacuteges sem nem eleacutegseacuteges felteacutetele a kiralitaacutesnak

Nem eleacutegseacuteges toumlbb sztereogeacuten centrumot tartalmazoacute molekula lehet akiraacutelisPeacutelda

60

Nem minden olyan molekula kiraacutelis amely aszimmetria centrumokkal rendelkezik

Nem minden kiraacutelis molekula rendelkezik aszimmetria centrummal

axiaacutelis kiralitaacutes 13-diszubsztituaacutelt alleacuten planaacuteris kiralitaacutes spirovegyuumlletek koumlreacuteben

mezo vegyuumlletek cisz-12-azonosandiszubsztituaacutelt ciklopropaacuten

Oslash61

COOHH

HHOOC

CH3H

H3C HS2

COOH

HHO

H OH

COOH

S2

COOHH

HHOOC

HH

H H

borkősav

Newman (fűreacuteszbak) projekcioacuteKonformatiacutev

62

Fisher projekcioacuteval aacutebraacutezolt L- eacutes D-borkősav

mezo-borkotildesav

COOHCH OHCCOOH

OHH

COOHCHO HCCOOH

HHO

szotildelotildesav

COOHCH OHCCOOH

HHO

COOHCHO HCCOOH

OHH

L-(+)-borkotildesav D-(-)-borkotildesav

63

Oslash64

Cl

H

H

H

Cl

H

H

Cl

H

H

Cl

H

Cl

H

H

H

H

Cl

mezo SS RR

cisz transz

Nem minden olyan molekula kiraacutelis amely aszimmetria centrumokkal rendelkezik

65

Szimmeriaelemek(szimmetria azonos meacuteret)

Akkor mondjuk hogy egy taacutergy szimmetriaelemmel rendelkezik ha a megfelelőszimmetriaművelet (tuumlkroumlzeacutes forgataacutes inverzioacute) a taacutergyat az eredetivel fedeacutesbehozhatoacute alakzattaacute konvertaacutelja

Pontcsoport ndash meghataacuterozott taacutergyra vonatkozoacute szimmetriaműveletek oumlsszesseacutege

szimmetriasiacutek (σ) a molekulaacutet keacutet olyan feacutelre bontja amelyek egymaacutesnak pontostuumlkoumlrkeacutepei (Szimmetriasiacutekot tartalmazoacute molekula akiraacutelis de a siacutek hiaacutenya nem okozkiralitaacutest)

n-ed rendű forgaacutesi szimmetriatengely (Cn) a molekulaacutet a tengely koumlruumll 360degnszoumlggel elforgatva az eredetitől megkuumlloumlnboumlzhetetlen molekulaacutet kapunk

szimmetriacentrum (inverzioacutes centrum) (Ci) a molekula baacutermely elemeacutet aszimmetriacentrummal oumlsszekoumltve eacutes az ellenkező iraacutenyba azonos taacutevolsaacutegrameghosszabbiacutetva azonos elemhez jutunk (Szimmetriacentrumot tartalmazoacutemolekula akiraacutelis de hiaacutenya nem okoz kiralitaacutest)

n-ed rendű tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengely (Sn) a molekulaacutet 360degn szoumlggel elforgatvaeacutes a tengelyre merőleges siacutekra tuumlkroumlzve az eredetitől megkuumlloumlnboumlzhetetlenmolekulaacutet kapunk (Tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengelyt tartalmazoacute molekula akiraacutelishiaacutenyaacuteban a molekula kiraacutelis) 66

C CCH3

H

H

CH3180o C C

CH3

H

CH3

H360o

siacutek

tengely

siacutek

tengely

Keacutetfogaacutesuacute tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengely Egyfogaacutesuacute tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengely

Szimmetriacentrum Szimmetriasiacutek

Tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengelyValamely taacutergy akkor jellemezhető Sn azaz n-ed rendű tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengellyel ha annak baacutermely pontjaacutet a tengely koumlruumll 360n fokos szoumlggelelfordiacutetva eacutes a tengelyre merőlegesen fektetett siacutekon keresztuumll tuumlkroumlzve az eredetiobjektumot kapjuk meg (n szuumlkseacutegkeacuteppen paacuteros vagy 1)

Az S1-tengely szimmetriasiacutekkal (σ) az S2-tengely viszont szimmetriacentrummal (Ci) egyeneacuterteacutekű

A szimmetriacentrumon aacutethaladoacute baacutermely egyenesen a centrumtoacutel egyenlő taacutevolsaacutegban azonos elemek talaacutelhatoacutek

Akiraacutelis molekulaacutek

67

szimmetriasiacutek (m S1) forgaacutesi szimmetriatengely (Cn) szimmetriacentrum (Ci S2)

Szimmetrikus + +

Szimmetrikus + -

Koumlzeacuteppontosan - + szimmetrikus

Disszimetrikus - + - (kiraacutelis)

Aszimmetrikus - - - (kiraacutelis)

Szimmetriaelem művelet

Szimmetriasiacutek tuumlkroumlzeacutes

Szimmetriatengely forgataacutes

Szimmetriacentrum inverzioacute

Szimmetriaelem művelet

Azonossaacuteg vaacuteltozatlanulhagyaacutes

Tuumlkroumlzeacutesi forgataacutes eacutesszimmetriatengely (giroid) tengelyre merőleges

tuumlkroumlzeacutesOslash68

Oslash69

Oslash70

Oslash71

Oslash72

1 Atomic number2 Atomic mass3 Z gt E4 R gt S5 Spheres6 Single-bond equivalencies

Cahn-Ingold-Prelog nomenclature system

Sequence rules for order of priority

1 If the atoms in question are different the sequence order is by atomic number with theatom of highest atomic number receiving the highest priority

F lt Cl lt Br lt I

increasing priority

2 If two isotopes of the same element are present the isotope of higher mass receivesthe higher priority

H lt D

increasing priority73

5 If two atoms are identical the atomic numbers of the next atoms are used for priorityassignment If these atoms also have identical atoms attached to them priority isdetermined at the first point of difference along the chain The atom that has attached to itan atom of higher priority has the higher priority (Do not use the sums of the atomic numbersBut look for the single atom of highest priority)

74

6 Atoms attached by double or triple bond are given single-bond equivalencies so that theycan be treated like single-bonded groups in determining priority Each doubly bonded atom isduplicated (or triplicated for triple bonds)

R C

O

OH

Structure Equivalent for priority determination

R C

O

O

OH

C

R C N R C

N

N

NC

C

75

Konfiguraacutecioacutes izomeacuteriaUgyanaz a vaacutez konnektivitaacutes de elteacuterő teacuterbelielrendeződeacutes (valamilyen szimmetria-rendezőhoumlz valoacuteviszony)

Nem alakiacutethatoacutek egymaacutesba kovalens koumlteacutes elszakiacutetaacutesaeacutes uacutejrakeacutepződeacutese neacutelkuumll

optikai izomerek (optikai aktivitaacutes) R Sgeometriai izomerek cisz-transz E-Z

76

Konfiguraacutecioacutes diasztereomerekFizikai eacutes keacutemia tulajdonsaacutegaik elteacuternek

Konfiguraacutecioacutes enantiomerekFizikai eacutes keacutemiai tulajdonsaacutegaikazonosak kiveacutevebull azonos meacuterteacutekű de ellenteacutetesiraacutenyuacute optikai forgatoacutekeacutepesseacutegbull elteacuterő reaktivitaacutes maacutes kiraacutelis vegyuumlletekkel valoacute reakcioacuteban

C

C

Cl

Cl H

HC

C

H

Cl H

Cl

cisz-12-dikloacutereteacuten transz-12-dikloacutereteacuten

Br Cl

Cl BrF F

Cl Br

Br FF Cl

(R) (R) (S) (R)

CH

OHCH3CH2

CH3

CH

HOCH2CH3

CH3

CH

OHCH3CH2

CH3

CH

OHCH3

CH3CH2

180o-os forgataacutes

(R)-butaacuten-2-ol (S)-butaacuten-2-olfp 995 oC 995 oCd4

20 0808 0808nD

20 1397 1397[α]D

25 -1352o +1352o

(R)-butaacuten-2-ol (S)-butaacuten-2-ol

CH

OHCH3

CH3CH2

77

Elegykristaacutely

bullveacuteletlenszerűen tartalmazza mindkeacutet enantiomertbulla tiszta enantiomerek eacutes az enantiomer kevereacutekek tulajdonsaacutegai azonosak

Konglomeraacutetum

bullcsak az egyik vagy a maacutesik enantiomert tartalmazzabullaz enantiomerek mechanikusan is elkuumlloumlniacutethetők egymaacutestoacutel

Molekulavegyuumllet

bulla keacutet enantiomer a kristaacutelyban 11 araacutenyban fordul elő (raceacutem elegy)bulla raceacutem elegy eacutes az enantiomerek olvadaacutespontja kuumlloumlnboumlző

bullakiraacutelis koumlruumllmeacutenyek koumlzoumltt megegyező fizikai eacutes keacutemiai tulajdonsaacutegokbullkiraacutelis koumlruumllmeacutenyek koumlzoumltt elteacuterő (kiraacutelis molekulaacutek polarizaacutelt feacuteny)bullenantiomerek koumlzoumltti 3 fő koumllcsoumlnhataacutes

elegykristaacutely keacutepzeacuteskonglomeraacutetum keacutepzeacutesmolekulavegyuumllet keacutepzeacutes

Enantiomerek

78

Enantiomerek egyeacuteb kevereacutekeit az uacutegynevezett bdquoenantiomeric excessrdquo (ee) [enantiomerfelesleg] eacuterteacutekkel jellemezzuumlk (R) eacutes (S) a megfelelő enantiomerek mennyiseacutege a kevereacutekben

A komponensek mennyiseacutegeacutenek meghataacuterozaacutesaKiraacutelis oszlopkromatigraacutefia (enantiomerek elvaacutelasztaacutesa)NMR spektroszkoacutepia

ee =(R) - (S)(R) + (S) 100

Enantiomer felesleg

Az enantiomerfelesleg az aszimmetrikus szinteacutezis sikeresseacutegeacutenek egyikmeacuterőszaacutema Diasztereomerek kevereacuteke eseteacuten hasonloacute moacutedon definiaacuteljaacutek eacuteshasznaacuteljaacutek a diasztereomer felesleg eacutes a szaacutezaleacutekos diasztereomer feleslegfogalmaacutet

Egy 70 R eacutes 30 S izomert tartalmazoacute minta enantiomerfeleslege peacuteldaacuteul40 Ezt az anyagot uacutegy is tekinthetjuumlk mint 40 tiszta R izomer eacutes 60 raceacutemelegy (mely a teljes mennyiseacuteghez 30 R eacutes 30 S izomerrel jaacuterul hozzaacute)kevereacuteke 79

C

C

HOOC

HOOC

H

HOH

OH

S

R

C

C

HOOC

HOOC

OH

HH

OHR

RC

C

COOH

COOH

HO

HH

HOS

S

intramolekulaacuteristuumlkoumlrsiacutek

diasztereomerek diasztereomerek

enantiomerek

COOH

CH3H2NH

R

COOH

CH3 NH2H

S

enantiomerek

Enantiomerek eacutes diasztereomerek

80

C

NH2

COOHHH3C C

CH2SH

COOHH2NH

Ala Cys

Aacutebraacutezolja Fischer keacuteplettel az alaacutebbi perspektivikus keacuteplettel megadott aminosavakat

CH3

COOH

H2N H

CH2SH

COOH

H2N H

Ala Cys

S R

L L81

CNH2H

H3C

COOH

C

COOH

CH2SHH2NH

CCH3H

H2N

COOH

C

COOH

CH2SHHH2N

C

NH2

COOHHH3C

C

CH2SH

COOHH2NH

CH3

COOH

H2N H

CH2SH

COOH

H2N H

82

Enantiomerek eacutes mezo vegyuumlletek

Pszeudoaszimmetria

C

C

HOOC

HOOC

H

HOH

OH

S

R

C

C

HOOC

HOOC

OH

HH

OHR

RC

C

COOH

COOH

HO

HH

HOS

S

intramolekulaacuteristuumlkoumlrsiacutek

diasztereomerek diasztereomerek

enantiomerek

C

C

C

COOH

COOH

HO H

OHH

H OHR

R

C

C

C

COOH

COOH

H OH

HHO

HO HS

S

enantiomerek

optikailag aktiacutevak

C

C

C

COOH

COOH

H OH

OHH

H OHR

S

C

C

C

COOH

COOH

H OH

HHO

H OHR

S

optikailag inaktiacutevak

r s

83

COOH

COOH

COOHHOOC COOH

HOOC COOH

HOOC

mcisz transz transz

szerkezetiizomeacuteria

geometriaiizomeacuteria

optikai izomeacuteria

84

R

RHOH

akiraacutelisszeacutenatom

R

SHOH

rS

RHOH

s

RgtS r s

(S)

(S)

pszeudoaszimmetriaacutes szeacutenatom

akiraacutelis molekulamezo vegyuumllet

akiraacutelisC2 forgaacutesi szimmetriatengely

kiraacutelis

HOOC COOH

Br

m

HOOC COOH

m

HOOC

COOH

pro-pszeudoaszimmetriaacutes szeacutenatom

85

Kiraacutelis molekulaacutekon beluumll is sok esetben talaacutelhatoacute pszeudo-aszimmetriacentrum amennyiben a keacutet enantiomorf ligandum mellett tovaacutebbi aszimmetrikus ligandum is kapcsoloacutedik a centrumhoz (peacuteldaacuteul atropin eacutes szaacutermazeacutekai)

gytszptehuhudownloadindex16630

Oslash86

Mezo-forma a) mindig akiraacutelisb) mindig kell lennie kiraacutelis disztereomerjeacutenek is

gytszptehuhudownloadindex16630

C

C

HOOC

HOOC

H

HOH

OH

S

R

C

C

HOOC

HOOC

OH

HH

OHR

RC

C

COOH

COOH

HO

HH

HOS

S

intramolekulaacuteristuumlkoumlrsiacutek

diasztereomerek diasztereomerek

enantiomerek

Oslash87

gytszptehuhudownloadindex16630

A pszeudo-aszimmetriacentrumok konfiguraacutecioacutejaacuteban elteacuterő izomerekegymaacutessal diasztereoizomer viszonyban aacutellnak

rC

C

C

COOH

COOH

H OH

OHH

H OHR

S

sC

C

C

COOH

COOH

H OH

HHO

H OHR

S Oslash88

Geometriai izomeacuteria

kettős koumlteacutesű vegyuumlletekneacutelciklusos vegyuumlletekneacutel

C CH H

CH3H3CC C

H CH3

HH3C

Felteacutetel (olefinekneacutel) egy adott pilleacuteratomon nem lehet keacutet azonos helyettesiacutetőde adott kettőskoumlteacutes keacutet kuumlloumlnboumlző pilleacuteratomjaacuten lehet egy-egy azonos helyettesiacutető(de ezeknek sem kell szuumlkseacutegkeacuteppen azonosaknak lenniuumlk)

Alfa helyzetű szubsztituens Beacuteta helyzetű szubsztituens

Diasztereomerek

89

Configurational isomers

The particular arrangement of atoms (or goups) in space that is characteristic of a given streoisomer

The configurational isomers can not be transformed into each otherwithout breaking and making a covalent bond

- cis-trans Z-E designations geometric isomers- optical isomerism (cf chirality)

H COOH

H COOH

HOOC H

H COOH

Z E

Oslash90

The requirement for geometric isomerism in alkenes is that each carbon atom involvedin the pi bond have two different groups attached to it such as H and Cl or CH3 and Cl

C CH

H

CH2CH3

CH3

C CH

H

CH2CH3

CH3is the same as

C CCH3

H

CH2CH3

CH3

C CH

CH3

CH2CH3

CH3

geometric isomers

If one of the carbons of the double bond has two identical groups such as two H atomsor two CH3 groups the geometric isomerism is not possible

Z E

Higher priority atoms or groups are on the same side of the pi bond Z bdquotogetherrdquo

Higher priority atoms or groups are on opposite sides of the pi bond E bdquoacrossrdquo

(Look at the single atoms directly attached to the double-bond carbon C and not entire-CH2CH2CH3 group)

Oslash91

Cahn-Ingold-Prelog szekvenciaszabaacutelyokalkeacutenekre vonatkozoacutean

Toumlmegszaacutem

C CT

D

H

DE

Rendszaacutem

C CF

Cl

Br

IZ

Z gt E

E

ZZ C C

C

C

H

NC

C

C

H3C

H3C

CH3

HCH3

H

C CH

NC

C

C

CH3

CH3

H

H

Br

Br

E

R

S

RgtS (DgtL)

92

C CH

H3C

CH

CH

CH3

CH3

CH2

Z ltC

HCH3

CH3

C

H

C

C

H

H

HHH

H

C C

H H

H

C

H

C (C)

o

o

o

H

H(C)oo

o

C CH

H3C

CH

CH

CH3

CH2 Br

CH2

E

C

HCH3

CH2Br

C

H

C

H

H

HCBrH

H

gtC C

H H

H

C

H

C (C)

o

o

o

H

H(C)oo

o

(CON) adott atom ismeacutetelt megjeleniacuteteacutese ---o fantomatom

1 2 3C CCCH CHHH C C(C)CH C(C)HH

1 2 3C CCCH BrCHH gt CHHH C C(C)CH C(C)HH 93

transzE

ciszZ

C CH H

C CH

H

transzZ

ciszE

C CBr H

C CH

Br

Oslash94

Konformaacutecioacutes izomeacuteriaUgyanaz a vaacutez konnektivitaacutes de elteacuterő teacuterbelielrendeződeacutes (valamilyen szimmetria-rendezőhoumlz valoacuteviszony)

Kovalens koumlteacutes elszakiacutetaacutesa eacutes uacutejrakeacutepződeacutese neacutelkuumllegymaacutesba alakiacutethatoacutek

Rotaacutecioacutes izomeacuteriaKuumlloumlnboumlző konformaacutecioacute (konformerek rotamerek)

Axiaacutelis kiralitaacutes R SHelikaacutelis kiralitaacutes P M

95

C CCH3H3C

HHHH

C CCH3

CH3 HH

HH

Konformaacutecioacutes diasztereomerek

C CH

CH3 HCH3

HH C C

H

CH3 CH3H

HH

Konformaacutecioacutes enantiomerek

P M

96

szinperiplanaacuteris szinklinaacutelis antiklinaacutelis antiperiplanaacuteris antiklinaacutelis szinklinaacutelis

pszeudorotaacutecioacute

axiaacutelis ekvatoriaacutelis

Konformerek

kiraacutelis kiraacutelisakiraacutelis akiraacutelis

97

C CCH3

CH3 HH

HHC C

CH3H3C

HHHH

Konfiguraacutecioacutes diasztereomerek

Konformaacutecioacutes diasztereomerek

C CH H

CH3H3CCC

HH3C

H CH3

98

- huacutezaacutes (stretch)

- hajliacutetaacutes (bend)

- csavaraacutes (torsion)

O OH

Hr 1r 2

r 2

O OH

H

α

OH

OH

τ (φ)

Oslash99

O OH

H

HOOH

OOH

HE

α30 kcalmol

Hajliacutetaacutes bend

Huacutezaacutes (nyuacutejtaacutes) stretch

disszociaacutecioacute

E

r

~ 90 ~ 50 kcalmol

HOO + H

HO + HO

Oslash100

H

H

H

O OH

H

1 kcalmol

~ 10kcalmol

(torzioacutes szoumlg)τ

Newman projekcioacute

H H

0o 60o 180o 300o 360o

OO

H

H

HHH HH

Oslash101

CH2 CH2Y ZY = Z = H

Y = Z = CH3

etaacuten

n-butaacuten

300o 360o240o180o120o60o0o

0o120o- 60o-180o-240o-300o-360o-

oacutera jaacuteraacutesaacuteval megegyező

oacutera jaacuteraacutesaacuteval ellenteacutetes

ZY

Z

Y

ZY

Z

Y

Z

Y

ZYZY

syn antisynperiplanar synklinal antiklinal antiperiplanar antiklinal synklinal

102

CCH

H H

HH

HH H

H

H

H H

CCH

H H

H

H HH H

HH

HH

0o 120o 240o 360o

12 M

m

M12 M M

mm

Θ

M = m

E(Θ)

minimum

Maximum

103

HHH H

CH3CH3

HHH H

CH3CH3

H

HH H

CH3

CH3

E

0deg dieacutederes szoumlg

E szabadentalpia-kuumlloumlnbseacuteg

58

29

07

(kcal)

H H

H3CH CH3

H

H H

H3CH H

CH3

H3C CH3

H HH

H

CH3HH H

CH3H

060deg 120deg 180deg 240deg 300deg 360deg

szinperiplanaacuteris szinklinaacutelis antiklinaacutelis antiperiplanaacuteris antiklinaacutelis szinklinaacutelis104

∆G0 = G01 - G0

2

K = e∆G0

RT

∆G = - RT ln K∆G = ∆H - T∆S

∆H = 074

∆S = 2 K = 19

gauche ndash anti araacuteny

minden gauche konformerre keacutet anti forma jut K= [a][g] Oslash105

0o

0o

60o

60o

120o

120o

180o

180o

240o

240o

300o

300o 360o

360o

RELA

T

IacuteV

ENERGIA

ANTI EFFEKTUS

GAUCHE EFFEKTUS

EXTREacuteMGAUCHE

EFFEKTUS

H

H H

H H

H

CH3

H H

H H

CH3

TORZIOacuteS SZOumlG

ZY

Z

YZ

Y

Z

Y

ZY

ZY ZY

F

H H

OH

repulsions

F

H H

H 106

attractiveinteractions

orbitalinteractions

antiperiplanarposition

Anti-effect

107

repulsions

F

H H

OH

repulsions

F

H H

H

Extrem gauche effect

108

C-F

C-H

C-F

C-HC-C C-C

Oslash109

CikloalkaacutenokGyűrűfeszuumlltseacuteg

Hipotetikus planaacuteris rendszerek

Baeyer vegyeacuterteacutekszoumlg-deformaacutecioacute (angulaacuterisgyűrű feszuumlleacutes)

Pitzer anti-aacutellaacuteshoz keacutepesti energiatoumlbblet (torzioacutes feszuumlleacutes)

van der Waals nemkoumltő atomok szterikus koumllcsoumlnhataacutesa

Nem planaacuteris vegyuumlletek

CC C

C

C

boriacuteteacutek

C C C

C

Ctwist

pszeudorotaacutecioacute

CC

C C

V-alakuacute

CCC

CCC

szeacutek110

3 4 5 6 7 8 9 10Gyűrűtagszaacutem

Gyűrű

feszuumlleacutes

kcalmol

hataacutereacuterteacutek

111

Cl

H

H

H

Cl

H

H

Cl

H

H

Cl

H

Cl

H

H

H

H

Cl

mezo SS RR

cisz transz

Ciklopropaacuten

C

C

HOOC

HOOC

H

HOH

OH

S

R

C

C

HOOC

HOOC

OH

HH

OHR

RC

C

COOH

COOH

HO

HH

HOS

S

intramolekulaacuteristuumlkoumlrsiacutek

diasztereomerek diasztereomerek

enantiomerek 112

Ea(a e)

∆Ea+∆E

∆E

Ea(a e)

Z

Hkb 5szeacutek

ZH

kb 95szeacutek

kb 2 kcal

csavartkaacuted

csavartkaacuted

kaacuted

ZH

feacutelszeacutekfeacutelszeacutek

ZH

Ciklohexaacuten

113

A 3-3 nemszomszeacutedos szeacutenatom aacuteltal definiaacutelt siacutekokra

merőleges koumlteacutesiraacutenyok axiaacutelis

A toumlbbi koumlteacutes e keacutet siacutek koumlzoumltt van ekvatoriaacutelis

Pszeudorotaacutecioacute a gyűrűs vegyuumlletek konformerjei

szoumlgfeszuumlltseacuteg neacutelkuumll alakulnak egymaacutesba

114

transz 12-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

cisz 12-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

Z

H

Z

H Z

HZ

Ha

eae

Z

HZ

H

Z

H

Z

H

a

e

ae

115

transz 13-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

cisz 13-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

Z

HZ

H

Z

H Z

H

a

e ae

Z

HZ

HZ

H

Z

H

a

e

ae

116

H

Z

Z

H

H

Z Z

Ha

ea

e

transz 14-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

Z

HZ

H

H

Z

Z

Ha

ea

e

cisz 14-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

117

Oslash118

8 CO2 + 8 H2O

- 12483 kcalmol - 12468 kcalmol

15 kcalmol

CH3

CH3H

H

+ 12 O2

cisz-12-dimetilciklohexaacuten

CH3

H

H

CH3

transz-12-dimetilciklohexaacuten

+ 12 O2

119

Diszubsztituaacutelt ciklohexaacutenokszerkezeti izomerjeinek konformaacutecioacutes viszonyai

Szerkezeti izomer Geometriai izomercisz transz

12

14

ae aa

ea ee

13aa ae

ee ea

120

Oslash121

BrNH2

Br

NH23a 2b

NH2

Br

Br

NH24a 1b

NH2

Br

Br

NH2

1b 4a

NH2

Br

NH2

Br2b 3a

NH2

Br

Br

NH23b 2a

Br

NH2

BrNH24b 1a

Konformaacutecioacutes Konformaacutecioacutes

BrNH2 Br

NH2

1a 4b

Br

NH2

BrNH2

2a 3b

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesenantiomerek

Konfiguraacutecioacutesenantiomerek

diasztereomerek diasztereomerek

12-helyzetben kuumlloumlnboumlző helyettesiacutetőket tartalmazoacute ciklohexaacuten szaacutermazeacutekokkonfiguraacutecioacutes eacutes konformaacutecioacutes viszonyai

Oslash122

H

H

H

HH

H

H

H

Dekalin

cisz transz

123

transz-transz-transzanellaacutecioacute

cisz-transz-transzanellaacutecioacute

DC

BA

DC

BA

H H

R

H

H H

H

H

H

R

H H

DCBA

R

H

H

H

H

H

H

DCBA

R

H

H

H

H

H

H

CH3

CH3

CH3

CH3

Oslash124

A kiralitaacutes kialakulaacutesa eacutes bioloacutegiai jelentőseacutege

Kiraacutelis vegyuumlletek

termeacuteszetes aminosavak (elsősorban L konfiguraacutecioacute)peptidek enzimektermeacuteszetes szeacutenhidraacutetok (elsősorban D konfiguraacutecioacute)gyoacutegyszerek

Az első kiraacutelis vegyuumllet kialakulaacutesa

az elemi reacuteszek gyenge koumllcsoumlnhataacutesaacutenakiraacutenyfuumlggeacuteseacutevel van kapcsolatban

autokataliacutezis

a termeacuteszet nem tuumlkoumlrszimmetrikus (a termeacuteszet homokiraacutelis)

Oslash125

Az optikai aktivitaacuteseredete szeacutenhidraacutetokkiralitaacutescentrumaacutenakkieacutepuumlleacutese a termeacuteszetben

Oslash126

Oslash127

• Slide Number 1
• Slide Number 2
• Slide Number 3
• Slide Number 4
• Slide Number 5
• Slide Number 6
• Slide Number 7
• Izomeacuteria
• Slide Number 9
• Slide Number 10
• Slide Number 11
• Slide Number 12
• Slide Number 13
• Slide Number 14
• Slide Number 15
• Slide Number 16
• Slide Number 17
• Slide Number 18
• Szerkezeti izomeacuteria
• Slide Number 20
• Slide Number 21
• Slide Number 22
• Slide Number 23
• Slide Number 24
• A tautomeacuteria tiacutepusai
• Slide Number 26
• Slide Number 27
• Slide Number 28
• Slide Number 29
• Slide Number 30
• Sztereoizomeacuteria
• Slide Number 32
• Slide Number 33
• Slide Number 34
• Slide Number 35
• Slide Number 36
• Slide Number 37
• Slide Number 38
• Slide Number 39
• Slide Number 40
• Slide Number 41
• Slide Number 42
• Slide Number 43
• Slide Number 44
• Slide Number 45
• Slide Number 46
• Slide Number 47
• Tovaacutebbi kiralitaacutes tiacutepusok
• Slide Number 49
• Slide Number 50
• Slide Number 51
• Slide Number 52
• Slide Number 53
• Slide Number 54
• Slide Number 55
• Slide Number 56
• Slide Number 57
• Toumlbb kiralitaacuteskoumlzpont
• Slide Number 59
• Slide Number 60
• Slide Number 61
• Slide Number 62
• Slide Number 63
• Slide Number 64
• Slide Number 65
• Slide Number 66
• Slide Number 67
• Slide Number 68
• Slide Number 69
• Slide Number 70
• Slide Number 71
• Slide Number 72
• Slide Number 73
• Slide Number 74
• Slide Number 75
• Konfiguraacutecioacutes izomeacuteria
• Slide Number 77
• Slide Number 78
• Slide Number 79
• Slide Number 80
• Slide Number 81
• Slide Number 82
• Slide Number 83
• Slide Number 84
• Slide Number 85
• Slide Number 86
• Slide Number 87
• Slide Number 88
• Slide Number 89
• Slide Number 90
• Slide Number 91
• Slide Number 92
• Slide Number 93
• Slide Number 94
• Slide Number 95
• Slide Number 96
• Slide Number 97
• Slide Number 98
• Slide Number 99
• Slide Number 100
• Slide Number 101
• Slide Number 102
• Slide Number 103
• Slide Number 104
• Slide Number 105
• Slide Number 106
• Slide Number 107
• Slide Number 108
• Slide Number 109
• Slide Number 110
• Slide Number 111
• Slide Number 112
• Slide Number 113
• Slide Number 114
• Slide Number 115
• Slide Number 116
• Slide Number 117
• Slide Number 118
• Slide Number 119
• Slide Number 120
• Slide Number 121
• Slide Number 122
• Slide Number 123
• Slide Number 124
• Slide Number 125
• Slide Number 126
• Slide Number 127

azonos atomkonnektivitaacutessztereoizomerek

elteacuterotilde atomkonnektivitaacutesnem sztereoizomerekszerkezeti izomerek

C

CBr H

ClH3C

E

C

CCl H

BrH3C

E

C

C

Cl

Br H

CH3

Z

12

Enantiomerekegymaacutessal fedeacutesbe nem hozhatoacute tuumlkoumlrkeacutepi paacuterok

azonos internukleaacuteris taacutevolsaacutegkuumlloumlnboumlző csoportsorrend (konfiguraacutecioacute)

Diasztereomereknem enantiomerek (lehetnek akiraacutelisak is)nincsenek egymaacutessal tuumlkoumlrkeacutepi viszonyban

azonos oumlsszekapcsoltsaacutegkuumlloumlnboumlző internukleaacuteris taacutevolsaacuteg

Konformaacutecioacutes eacutes konfiguraacutecioacutesenantiomerekdiasztereomerek

13

Konstituacutecioacutes izomerek

Azonos oumlsszegkeacuteplet kuumlloumlnboumlző oumlsszekapcsoltsaacuteg

Konformaacutecioacutes izomerek

A konformaacutecioacutes izomerek egyszeres koumlteacutes(ek) koumlruumlli rotaacutecioacuteval (vagy pszeudorotaacutecioacuteval) egymaacutesba alakiacutethatoacutek

Keacutet szomszeacutedos (szeacuten)atom szubsztituenseinek egymaacuteshoz valoacute viszonya

Konfiguraacutecioacutes izomerek

A konfiguraacutecioacutes izomerek egyszeres koumlteacutes(ek) koumlruumlli rotaacutecioacuteval nem alakiacutethatoacutek egymaacutesba

Egy adott (szeacuten)atomon levő csoportsorrend

14

Alfa helyzetű szubsztituens Beacuteta helyzetű szubsztituens

pszeudorotaacutecioacuteaxiaacutelis ekvatoriaacutelis

Konformaacutecioacute

Konfiguraacutecioacute

Konstituacutecioacute

pszeudorotaacutecioacute

15

transz cisz

H

H

H

H

transz ciszdekalin

12-dimetilciklohexaacuten

Konfiguraacutecioacute

16

COOH

COHH3C

H

SCOOH

CHO CH3

HR

L-(+)-tejsav D-(-)-tejsav

fumaacutersavmaleinsav

C

C

HOOC H

H COOH

C

C

H COOH

H COOH

Citromsav ciklus (Szent-Gyoumlrgyi-Krebs ciklus)

izomszoumlvet tejsavas erjedeacutes

17

(Az izomerek leacutetkeacutepesseacutege fuumlgg a koumlztuumlk leacutevő energiagaacutet nagysaacutegaacutetoacutel)

AtropizomeacuteriaCsavart kaacutedakGauche konformerekAntiklinaacutelis konformerek

Koumlteacutesmenti rotaacutecioacuteval egymaacutesba alakiacutethatoacutek

Koumlteacutesmenti rotaacutecioacuteval nem alakiacutethatoacutek egymaacutesba

Koumlteacutesmenti rotaacutecioacuteval nem alakiacutethatoacutek egymaacutesba

Cisz-transz (geometriai) izomerek

Koumlteacutesmenti rotaacutecioacuteval egymaacutesba alakiacutethatoacutek

Fedeacutesbe nem hozhatoacute tuumlkoumlrkeacutepi paacuterok

Kuumlloumlnboumlző vegyuumlletek azonos oumlsszegkeacuteplettel

KONSTITUacuteCIOacuteS IZOMEREK

(szerkezeti vagy struktuacuterizomerek)Az atomok kapcsoloacutedaacutesi sorrendje elteacuterő

TAUTOMEREK

Ugyanaz a vegyuumllet keacutetfeacutele szerkezettel reagaacutel

SZTEREOIZOMEREK

Azonos konstituacutecioacute elteacuterotilde teacuterbeli elrendeződeacutes

Alkaacutenok rotaacutecioacutes izomereiCiklohexaacuten szeacutek-kaacuted izomerei

keto-enol tautomeacuterialaktim-laktaacutem tautomeacuteriagyűrű-laacutenc tautomeacuteria

(Optikai izomerek) Kiraacutelis vegyuumlletek

Nem enantiomerek

Toumlbb kiralitaacutescentrumot tartalmazoacute vegyuumlletekBizonyos atomoknak egy meghataacuterozott

siacutekhoz viszonyiacutetott relatiacutev helyzeteacuteben kuumlloumlnboumlznek

Kettős koumlteacuteses vegyuumlletek Z - E izomeacuteriaacutejaDiszubsztituaacutelt cikloalkaacutenok cisz - transz izomeacuteriaacutejaKondenzaacutelt gyűrűs bicikloalkaacutenok cisz - transz izomeacuteriaacuteja

Centraacutelis kiralitaacutesHelikaacutelis kiralitaacutesAxiaacutelis kiralitaacutes

AlleacutenizomerekSpirovegyuumlletek

KIRAacuteLIS DIASZTEREOMEREK

AKIRAacuteLIS DIASZTEREOMEREK

DIASZTEREOMEREK ENANTIOMEREK

KONFORMAacuteCIOacuteS ENANTIOMEREK

KONFIGURAacuteCIOacuteS ENANTIOMEREK

KONFIGURAacuteCIOacuteSDIASZTEREOMEREK

KONFORMAacuteCIOacuteSDIASZTEREOMEREK

Izomeacuteria

18

Szerkezeti izomeacuteria

19

CH3OCH3 CH3CH2OH

Szerkezeti izomeacuteria

Regioizomeacuteria

Szeacutenvaacutez izomeacuteria CH3CH2CH2CH2CH3 CH3CHCH2CH3

CH3

CH3CCH3

CH3

CH3

H2C CHCH2CH2CH3 CH3CH CHCH2CH3

CH3CH2CH2Cl CH3CHCH3

Cl

Funkcioacutes csoport izomeacuteria

20

OCH3

Br2

FeBr3

OCH3

Br

+

OCH3

Br

OCH3

Br

+

haacuterom regioizomer termeacutek

CC

H

H

CH3

CC

H

H

H

Br CH3

+C

C

Br

H

H

H CH3

HBr

keacutet regioizomer termeacutek

Regioizomeacuteria

Keacutet regioizomer termeacutek keletkezhet dehellipSzelektivitaacutes

Haacuterom regioizomer termeacutek keletkezhet dehellipSzelektivitaacutes

21

H3C CH2 CH2 CH3 H3C CH CH3

CH3

n-butaacuten i-butaacuten

H2C CH2

CHCH3

H2C CH2

H2C CH2

metilciklopropaacuten ciklobutaacuten

22

A compound with the general formula CnH2n contains one double-bond equivalent ndasheither one double bond or one ring

CH3 CH2 CH CH2CH2 CH2

CH2 CH2

an alkane a cycloalkane

A compound with the general formula CnH2n-2 might have one triple bond two ringstwo double bonds or one ring plus one double bond We can say that the formulaCnH2n-2 represents a structure with two double-bond equivalents

Three of many possible structural isomers for C8H14

CH3 (CH2)5 C CH

one triple bond two rings

CH2CH3

one double bondand one ring

23

Tautomeacuteriaegy hidrogeacutenatom eacutes egy kettőskoumlteacutes helyzeteacuteben kuumlloumlnboumlznek ndash a hidrogeacutenatom

mozgeacutekony iacutegy gyors eacutes reverziacutebilis protoncsere valoacutesul meg

Protomeacuteria eacutes elektromeacuteria egyszerre van jelen

CH

HH

C

O

COOH C CH

H OH

COOH

Oxo-enol tautomerek

Tautomeacuteria

Kezelhető szerkezeti izomerkeacutent

24

A tautomeacuteria tiacutepusai

25

1) alacsonyabb pKa eacuterteacutek2) konjugaacutelt rendszer3) hidrogeacuten kelaacutet (6 elektron)

Oxo-enol tautomeacuteria

O OH

CH3H3C

H2C

H

C

O

CH3 H2C C CH3

O H

enoloxo

pKa 20

9999975 000025

F2C C

O H

CF3 F2C

H

C

O

CF3

OH O

H

CH3 C

O

CH C

O

CH3

H

CH3 C

O

CH C

O

CH3

H

pKa 9

20 80

200oC 3oacute

O

O

H

OH

O 26

NH2R C

Y Y

NHR C

H

Y= O S NR1

a)

b)

NH2

NHR1

R2N CNH

NHR1

R2HN CNH2

NR1

R2HN C

Savamid-imidsav eacutes rokon rendszerektautomeacuteriaacuteja

Guanidin-szaacutermazeacutek27

XH

N NH

X

Prototroacutepia (hetrociklusoknaacutel)

N NH

XH X

HN NH

X

HN NH

X

N NH

XH

HN N

XH

dominaacutens forma

28

α anomer izaacutecioacute

-D-Glcfβ-D-Glcfα

βO

OH

CH2OHHO OH

OHOH

O

OH

CH2OHHO

OH

HO

OHCHO

OHHOH2C

HO

β

D-Glcpβminus-D-Glcpα

α

OHOH2C

HOHO

OHOH

OHO

HOH2C

HOHO

OH

Gyűrű-laacutenc tautomeacuteria

De nem koumlzvetlenuumll

29

N OC

O

CH3N OC

O CH3

Szubsztituens tautomerizaacutecioacute

NN

N N N N

NN

N NN

N

Vegyeacuterteacutek izomerizaacutecioacute

Oslash30

Sztereoizomeacuteria

31

Sztereoizomeacuteria

Konfiguraacutecioacuteaz atomok koumllcsoumlnoumls teacuterbeli elrendeződeacutese az egyszereskoumlteacutesek koumlruumlli elfordulaacutest (aacuteltalaacuteban) nem veszi figyelembe

Konformaacutecioacuteegyszeres koumlteacutesek koumlruumlli elforgataacutes amelynek soraacuten konformerek joumlnnek leacutetre

Konfiguraacutecioacutes eacutes konformaacutecioacutesenantiomerekdiasztereomerek

32

COOH

COOH

mcisz transz transz

izomeacuteriageometriaiizomeacuteria

optikai izomeacuteria

COOHHOOC COOH

HOOC COOH

HOOC

poziacutecioacutes

SztereoizomeacuteriaSzerkezeti izomeacuteria

Helyzeti izomeacuteria

33

Enantiomerekegymaacutessal fedeacutesbe nem hozhatoacute tuumlkoumlrkeacutepi paacuterok

azonos internukleaacuteris taacutevolsaacutegkuumlloumlnboumlző csoportsorrend (konfiguraacutecioacute)

Diasztereomereknem enantiomerek (lehetnek akiraacutelisak is)nincsenek egymaacutessal tuumlkoumlrkeacutepi viszonyban

azonos oumlsszekapcsoltsaacutegkuumlloumlnboumlző internukleaacuteris taacutevolsaacuteg

34

C CH3C

Cl

C

H

CH3

BrH

C CCl

H3C

C

H

CH3

BrH

C CH3C

Cl

C

H

CH3

HBr

C CCl

H3C

C

H

CH3

HBr

E R

E S

Z R

Z S

Enantiomerek Enantiomerek

Diasztereomerek

Diasztereomerek

Diasztereomerek

Diasztereomerek

Oslash35

Kiraacutelis vegyuumlletek kiraacutelis koumllcsoumlnhataacutesok

termeacuteszetes aminosavak (főkeacutent L konfiguraacutecioacute)peptidek enzimek

termeacuteszetes szeacutenhidraacutetok (D konfiguraacutecioacute)

gyoacutegyszerek (sok esetben kiraacutelis molekulaacutek)

gyoacutegyszer-receptor koumllcsoumlnhataacutes

Sztereokeacutemia jelentőseacutege

Oslash36

Journal of

Chemical Education

ISSN 0021-9584

Volume 73 Number 6June 1996

Oslash37

Journal ofChemical Education

ISSN 0021-958413

Volume 73 Number 6June 199613

13

13

Oslash38

Kiralitaacutes

A kiraacutelis taacutergyak tuumlkoumlrkeacutepuumlkkel nem hozhatoacutek fedeacutesbe sem rotaacutecioacutes semtranszlaacutecioacutes mozgaacutessal (kiveacuteve a molekulaacuten beluumlli rotaacutecioacute lehetőseacutegeacutet)

A kiralitaacutes szerkezeti felteacutetelea taacutergynak ne legyen tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengelye

Tiacutepusok

Centraacutelis kiralitaacutes ndash sztereogeacuten centrum (R S D L)egy kiraacutelis (szeacuten)atomtoumlbb kiraacutelis szeacutenatom

Axiaacutelis kiralitaacutes ndash tengely koumlruumlli elhelyezkedeacutes (R S)alleacutenizomeacuteria spirovegyuumlletek atropizomeacuteria

Planaacuteris kiralitaacutes ndash siacutekhoz viszonyiacutetott helyzet (P pR M pS)csavart kaacutedak transz cikloalkeacuten

Helikaacutelis kiralitaacutes ndash nem siacutekbeli csavarvonalak (P M)alkaacuten konformerek (gauche antiklinaacutelis)heliceacutenek

39

Azonos minőseacutegi mennyiseacutegi oumlsszeteacutetel moacuteltoumlmeg konstituacutecioacute de kuumlloumlnboumlző teacuterbeli sorrend

Cl

F BrH

R S

Cl

FBrH

konfiguraacutecioacutejeloumlleacutes (+) (ndash) = d l D L R S

40

Azonos minőseacutegi mennyiseacutegi oumlsszeteacutetel moacuteltoumlmeg konstituacutecioacute de kuumlloumlnboumlző teacuterbeli sorrend

C

l

F

B

r

H

R

S

C

l

F

B

r

H

konfiguraacutecioacutejeloumlleacutes(+) (ndash) = d ld l R S

_1063020419

2

1

3

X4

1

X4

23

1

X4

32

(R) (S)

CC

2

1

3

I

BrCl

4F

2

1

3

OH

DT

4H C

OH

H

DT

(R)(S)

41

(R)

HCC

C CHH

HO H

CCC

H HC H

CHH3C

H

HH

H

H

C

Cl HH H

HH

1 4

3

2

1 oumlvezet2 oumlvezet

3 oumlvezet

4 oumlvezet

H

42

CH

OHCH3

CH3CH2

(R)-butaacuten-2-ol (S)-butaacuten-2-ol

180o-os forgataacutes

CH

OHCH3

CH3CH2

CH

OHCH3CH2

CH3

CH

HOCH2CH3

CH3

CH

OHCH3CH2

CH3

A kiralitaacutes az atomok egy pont (sztereogeacuten centrum kiralitaacutescentrum aszimmetriacentrum)koumlruumlli elrendeződeacuteseacutenek koumlvetkezmeacutenye A kiralitaacutest leacutetrehozoacute szerkezeti elemek elrendeződeacuteseegy koumlzpontra vonatkoztathatoacute Egy X centraacutelis atomhoz neacutegy kuumlloumlnboumlző ligandum kapcsoloacutedik a tuumlkoumlrkeacutepek nem hozhatoacutek fedeacutesbe a keacutet konfiguraacutecioacutes izomer enantiomer viszonyban van egymaacutessalSztereogeacuten centrum ndash Egy sp3 szeacutenatom (vagy maacutes atom) 4 kuumlloumlnboumlző ligandumot tartalmaz

Centraacutelis kiralitaacutes

43

Optikai izomeacuteria

Optikai izomerek olyan sztereoizomerek amelyek optikai forgatoacutekeacutepesseacutegbenkuumlloumlnboumlznek

Centraacutelis kiralitaacutes

Sztereogeacuten centrum aacutebraacutezolaacutesaperspektiacutevikus (teacuterszerkezeti)proiciaacutelt (vetiacutetett)

keacuteplettel (Fischer projekcioacute)

L

COOH

CH3H2NH

R

D

COOH

CH3 NH2H

S

intermolekulaacuteristuumlkoumlrsiacutek

COOH

CH3

H NH2

COOH

CH3

H2N H

44

Optikai aktivitaacutesAzok a vegyuumlletek melyek a siacutekban polarizaacutelt feacuteny siacutekjaacutet elforgatjaacutek optikailag aktiacutevakJobbra forgataacutes (oacuteramutatoacuteval azonos) jele (+) balra forgataacutes (oacuteramutatoacuteval ellenteacutetes) jele (-)

Azok a molekulaacutek keacutepesek optikai forgatoacutekeacutepesseacuteg leacutetrehozaacutesaacutera melyek mindenkonformaacutecioacuteja kiraacutelisHa egy kiraacutelis vegyuumlletnek csak egyik enantiomerje van jelen a vegyuumllet optikailag aktiacutev(elforgatja a polarizaacutelt feacuteny siacutekjaacutet) Ha a keacutet enantimer ekvimolaacuteris elegye (racemaacutet) van jelen a tuumlkoumlrkeacutepi paacuterok kompenzaacutecioacuteja miatt nincs makroszkoacutepikus forgataacutes

Oslash45

Fresnel elmeacutelete szerint a siacutekban polarizaacutelt feacuteny keacutet ellenteacutetes iraacutenyaacutebacirkulaacuterisan polarizaacutelt komponensből tevődik oumlssze Optikailag aktiacutev koumlzegbenaz egyik cirkulaacuteris komponens lassabban halad mint a maacutesik ezeacutert aztaacutenamikor kileacutepnek a koumlzegből eltoloacutedott faacutezisban oumlsszegeződnek uacutejra s eza polarizaacutecioacute siacutekjaacutenak elfordulaacutesaacuteban nyilvaacutenul meg Az optikailag aktiacutev anyagmolekulaacutei kuumlloumlnboumlző meacuterteacutekű koumllcsoumlnhataacutesba leacutepnek a jobbra eacutes a balracirkulaacuteris feacutenysugaacuterral A cirkulaacuterisan polaacuterozott feacuteny uacutegy jellemezhető hogya feacutenysugaacuter menteacuten az elektromaacutegneses teret leiacuteroacute elektromos eacutes maacutegnesesvektorok veacutegpontjai egy jobb vagy bal menetű csavarvonalon helyezkednek el

Optikai aktivitaacutes meacutereacutese

polarimetertube

Polarizerfixed Nicolprism

Plane-polarizedlight

Solution of opticallyactive material

Plane ofpolarizationhas undergonea rotation

Analyizermovable Nicolprism

ViewerUnpolarizedlight fromsource

Oslash46

siacutekban polarizaacutelt feacuteny

polarizaacuteloacute lencse (Nicol prizma)

normaacutel feacuteny

a)

b)

c)

x

z

z

z

siacutekban polaacuterozott feacuteny P eacutes M helicitaacutesuacutecirkulaacuterisan polaacuterozott feacuteny

minta

x

z

α

z

x

Oslash47

Tovaacutebbi kiralitaacutes tiacutepusok

48

Sztereogeacuten centrum jelenleacutete nem szuumlkseacuteges sem nem eleacutegseacuteges felteacutetele a kiralitaacutesnak

Nem szuumlkseacuteges peacuteldaacuteul axiaacutelis kiralitaacutes planaacuteris kiralitaacutes

Axiaacutelis kiralitaacutes A kiralitaacutes az atomok egy tengely koumlruumlli elrendeződeacuteseacutenek koumlvetkezmeacutenye

Alleacutenek kiralitaacutesa

Planaacuteris kiralitaacutes A kiralitaacutes az atomok egy siacutek koumlruumlli elhelyezkedeacuteseacutenek koumlvetkezmeacutenye

Helikaacutelis kiralitaacutes Csavarvonal (spiraacutelis) szerkezetű molekulaacutekPl DNS kettős heacutelixe polipeptidek kettős α-heacutelixe

C C CH

ClHCl CCC

H

ClHCl

COOH

CH3

CrOC

OCOC

CrCO

COCO

COOH

CH3

49

R S

HOOC

Br

COOH

Br6

2

6

2COOH

Br

HOOC

Br

tuumlkoumlrsiacutek

C

Br

COOHBr1

2

3 4

HOO c2COOH

Br

BrHOOC

c2

1

2

34

Atropizomeacuteria

50

Axiaacutelis kiralitaacutes

R-konfiguraacutecioacute

51

C CH

H3CC

H

CH3

CCH

CH3C

H

H3C

NH

HN

NH

NH

tuumlkoumlrsiacutek

Nem minden kiraacutelis molekula rendelkezik aszimmetria centrummal

52

Cukor Foszfor atom Oslash53

Konformaacutecioacutes enantiomerek

P M

Helikaacutelis kiralitaacutes

Konfiguraacutecioacutes enantiomerek

P M

Heptaheliceacuten n-Butaacuten

54

Oslash55

56

Feheacuterjeacutek teacuterszerkezete

Oslash

57

Nukleinsavak teacuterszerkezete

Oslash

Toumlbb kiralitaacuteskoumlzpont

58

Toumlbb aszimmetria centrumot tartalmazoacute vegyuumlleteklehetseacuteges sztereoizomereinek szaacutema

A nem enantiomeacuteria viszonyban aacutelloacute sztereoizomerek

diasztereomerek

Ha az n db aszimmetria centrum koumlzoumltt vannak azonosak a fuumlggetlen sztereoizomerek szaacutema lt 2n

mezo-forma nem kiraacutelis

2n

59

CH3CH3

HO H

OHHCH3

H3COHH

HO H

CH3CH3

HO H

HHOCH3

H3COHH

H OH

CH3CH3

HO H

OHH

180o forgataacutes

mezo-23-butaacutendioltuumlkoumlrkeacutepi paacuterok fedeacutesbe hozhatoacutek - akiraacutelis

(2R3R)-23-butaacutendiol (2S3S)-23-butaacutendiol

CH3 CH3

H HHO OH

Egyetlen sztereogeacuten centrumot tartalmazoacute molekula mindig kiraacutelis desztereogeacuten centrum jelenleacutete nem szuumlkseacuteges sem nem eleacutegseacuteges felteacutetele a kiralitaacutesnak

Nem eleacutegseacuteges toumlbb sztereogeacuten centrumot tartalmazoacute molekula lehet akiraacutelisPeacutelda

60

Nem minden olyan molekula kiraacutelis amely aszimmetria centrumokkal rendelkezik

Nem minden kiraacutelis molekula rendelkezik aszimmetria centrummal

axiaacutelis kiralitaacutes 13-diszubsztituaacutelt alleacuten planaacuteris kiralitaacutes spirovegyuumlletek koumlreacuteben

mezo vegyuumlletek cisz-12-azonosandiszubsztituaacutelt ciklopropaacuten

Oslash61

COOHH

HHOOC

CH3H

H3C HS2

COOH

HHO

H OH

COOH

S2

COOHH

HHOOC

HH

H H

borkősav

Newman (fűreacuteszbak) projekcioacuteKonformatiacutev

62

Fisher projekcioacuteval aacutebraacutezolt L- eacutes D-borkősav

mezo-borkotildesav

COOHCH OHCCOOH

OHH

COOHCHO HCCOOH

HHO

szotildelotildesav

COOHCH OHCCOOH

HHO

COOHCHO HCCOOH

OHH

L-(+)-borkotildesav D-(-)-borkotildesav

63

Oslash64

Cl

H

H

H

Cl

H

H

Cl

H

H

Cl

H

Cl

H

H

H

H

Cl

mezo SS RR

cisz transz

Nem minden olyan molekula kiraacutelis amely aszimmetria centrumokkal rendelkezik

65

Szimmeriaelemek(szimmetria azonos meacuteret)

Akkor mondjuk hogy egy taacutergy szimmetriaelemmel rendelkezik ha a megfelelőszimmetriaművelet (tuumlkroumlzeacutes forgataacutes inverzioacute) a taacutergyat az eredetivel fedeacutesbehozhatoacute alakzattaacute konvertaacutelja

Pontcsoport ndash meghataacuterozott taacutergyra vonatkozoacute szimmetriaműveletek oumlsszesseacutege

szimmetriasiacutek (σ) a molekulaacutet keacutet olyan feacutelre bontja amelyek egymaacutesnak pontostuumlkoumlrkeacutepei (Szimmetriasiacutekot tartalmazoacute molekula akiraacutelis de a siacutek hiaacutenya nem okozkiralitaacutest)

n-ed rendű forgaacutesi szimmetriatengely (Cn) a molekulaacutet a tengely koumlruumll 360degnszoumlggel elforgatva az eredetitől megkuumlloumlnboumlzhetetlen molekulaacutet kapunk

szimmetriacentrum (inverzioacutes centrum) (Ci) a molekula baacutermely elemeacutet aszimmetriacentrummal oumlsszekoumltve eacutes az ellenkező iraacutenyba azonos taacutevolsaacutegrameghosszabbiacutetva azonos elemhez jutunk (Szimmetriacentrumot tartalmazoacutemolekula akiraacutelis de hiaacutenya nem okoz kiralitaacutest)

n-ed rendű tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengely (Sn) a molekulaacutet 360degn szoumlggel elforgatvaeacutes a tengelyre merőleges siacutekra tuumlkroumlzve az eredetitől megkuumlloumlnboumlzhetetlenmolekulaacutet kapunk (Tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengelyt tartalmazoacute molekula akiraacutelishiaacutenyaacuteban a molekula kiraacutelis) 66

C CCH3

H

H

CH3180o C C

CH3

H

CH3

H360o

siacutek

tengely

siacutek

tengely

Keacutetfogaacutesuacute tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengely Egyfogaacutesuacute tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengely

Szimmetriacentrum Szimmetriasiacutek

Tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengelyValamely taacutergy akkor jellemezhető Sn azaz n-ed rendű tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengellyel ha annak baacutermely pontjaacutet a tengely koumlruumll 360n fokos szoumlggelelfordiacutetva eacutes a tengelyre merőlegesen fektetett siacutekon keresztuumll tuumlkroumlzve az eredetiobjektumot kapjuk meg (n szuumlkseacutegkeacuteppen paacuteros vagy 1)

Az S1-tengely szimmetriasiacutekkal (σ) az S2-tengely viszont szimmetriacentrummal (Ci) egyeneacuterteacutekű

A szimmetriacentrumon aacutethaladoacute baacutermely egyenesen a centrumtoacutel egyenlő taacutevolsaacutegban azonos elemek talaacutelhatoacutek

Akiraacutelis molekulaacutek

67

szimmetriasiacutek (m S1) forgaacutesi szimmetriatengely (Cn) szimmetriacentrum (Ci S2)

Szimmetrikus + +

Szimmetrikus + -

Koumlzeacuteppontosan - + szimmetrikus

Disszimetrikus - + - (kiraacutelis)

Aszimmetrikus - - - (kiraacutelis)

Szimmetriaelem művelet

Szimmetriasiacutek tuumlkroumlzeacutes

Szimmetriatengely forgataacutes

Szimmetriacentrum inverzioacute

Szimmetriaelem művelet

Azonossaacuteg vaacuteltozatlanulhagyaacutes

Tuumlkroumlzeacutesi forgataacutes eacutesszimmetriatengely (giroid) tengelyre merőleges

tuumlkroumlzeacutesOslash68

Oslash69

Oslash70

Oslash71

Oslash72

1 Atomic number2 Atomic mass3 Z gt E4 R gt S5 Spheres6 Single-bond equivalencies

Cahn-Ingold-Prelog nomenclature system

Sequence rules for order of priority

1 If the atoms in question are different the sequence order is by atomic number with theatom of highest atomic number receiving the highest priority

F lt Cl lt Br lt I

increasing priority

2 If two isotopes of the same element are present the isotope of higher mass receivesthe higher priority

H lt D

increasing priority73

5 If two atoms are identical the atomic numbers of the next atoms are used for priorityassignment If these atoms also have identical atoms attached to them priority isdetermined at the first point of difference along the chain The atom that has attached to itan atom of higher priority has the higher priority (Do not use the sums of the atomic numbersBut look for the single atom of highest priority)

74

6 Atoms attached by double or triple bond are given single-bond equivalencies so that theycan be treated like single-bonded groups in determining priority Each doubly bonded atom isduplicated (or triplicated for triple bonds)

R C

O

OH

Structure Equivalent for priority determination

R C

O

O

OH

C

R C N R C

N

N

NC

C

75

Konfiguraacutecioacutes izomeacuteriaUgyanaz a vaacutez konnektivitaacutes de elteacuterő teacuterbelielrendeződeacutes (valamilyen szimmetria-rendezőhoumlz valoacuteviszony)

Nem alakiacutethatoacutek egymaacutesba kovalens koumlteacutes elszakiacutetaacutesaeacutes uacutejrakeacutepződeacutese neacutelkuumll

optikai izomerek (optikai aktivitaacutes) R Sgeometriai izomerek cisz-transz E-Z

76

Konfiguraacutecioacutes diasztereomerekFizikai eacutes keacutemia tulajdonsaacutegaik elteacuternek

Konfiguraacutecioacutes enantiomerekFizikai eacutes keacutemiai tulajdonsaacutegaikazonosak kiveacutevebull azonos meacuterteacutekű de ellenteacutetesiraacutenyuacute optikai forgatoacutekeacutepesseacutegbull elteacuterő reaktivitaacutes maacutes kiraacutelis vegyuumlletekkel valoacute reakcioacuteban

C

C

Cl

Cl H

HC

C

H

Cl H

Cl

cisz-12-dikloacutereteacuten transz-12-dikloacutereteacuten

Br Cl

Cl BrF F

Cl Br

Br FF Cl

(R) (R) (S) (R)

CH

OHCH3CH2

CH3

CH

HOCH2CH3

CH3

CH

OHCH3CH2

CH3

CH

OHCH3

CH3CH2

180o-os forgataacutes

(R)-butaacuten-2-ol (S)-butaacuten-2-olfp 995 oC 995 oCd4

20 0808 0808nD

20 1397 1397[α]D

25 -1352o +1352o

(R)-butaacuten-2-ol (S)-butaacuten-2-ol

CH

OHCH3

CH3CH2

77

Elegykristaacutely

bullveacuteletlenszerűen tartalmazza mindkeacutet enantiomertbulla tiszta enantiomerek eacutes az enantiomer kevereacutekek tulajdonsaacutegai azonosak

Konglomeraacutetum

bullcsak az egyik vagy a maacutesik enantiomert tartalmazzabullaz enantiomerek mechanikusan is elkuumlloumlniacutethetők egymaacutestoacutel

Molekulavegyuumllet

bulla keacutet enantiomer a kristaacutelyban 11 araacutenyban fordul elő (raceacutem elegy)bulla raceacutem elegy eacutes az enantiomerek olvadaacutespontja kuumlloumlnboumlző

bullakiraacutelis koumlruumllmeacutenyek koumlzoumltt megegyező fizikai eacutes keacutemiai tulajdonsaacutegokbullkiraacutelis koumlruumllmeacutenyek koumlzoumltt elteacuterő (kiraacutelis molekulaacutek polarizaacutelt feacuteny)bullenantiomerek koumlzoumltti 3 fő koumllcsoumlnhataacutes

elegykristaacutely keacutepzeacuteskonglomeraacutetum keacutepzeacutesmolekulavegyuumllet keacutepzeacutes

Enantiomerek

78

Enantiomerek egyeacuteb kevereacutekeit az uacutegynevezett bdquoenantiomeric excessrdquo (ee) [enantiomerfelesleg] eacuterteacutekkel jellemezzuumlk (R) eacutes (S) a megfelelő enantiomerek mennyiseacutege a kevereacutekben

A komponensek mennyiseacutegeacutenek meghataacuterozaacutesaKiraacutelis oszlopkromatigraacutefia (enantiomerek elvaacutelasztaacutesa)NMR spektroszkoacutepia

ee =(R) - (S)(R) + (S) 100

Enantiomer felesleg

Az enantiomerfelesleg az aszimmetrikus szinteacutezis sikeresseacutegeacutenek egyikmeacuterőszaacutema Diasztereomerek kevereacuteke eseteacuten hasonloacute moacutedon definiaacuteljaacutek eacuteshasznaacuteljaacutek a diasztereomer felesleg eacutes a szaacutezaleacutekos diasztereomer feleslegfogalmaacutet

Egy 70 R eacutes 30 S izomert tartalmazoacute minta enantiomerfeleslege peacuteldaacuteul40 Ezt az anyagot uacutegy is tekinthetjuumlk mint 40 tiszta R izomer eacutes 60 raceacutemelegy (mely a teljes mennyiseacuteghez 30 R eacutes 30 S izomerrel jaacuterul hozzaacute)kevereacuteke 79

C

C

HOOC

HOOC

H

HOH

OH

S

R

C

C

HOOC

HOOC

OH

HH

OHR

RC

C

COOH

COOH

HO

HH

HOS

S

intramolekulaacuteristuumlkoumlrsiacutek

diasztereomerek diasztereomerek

enantiomerek

COOH

CH3H2NH

R

COOH

CH3 NH2H

S

enantiomerek

Enantiomerek eacutes diasztereomerek

80

C

NH2

COOHHH3C C

CH2SH

COOHH2NH

Ala Cys

Aacutebraacutezolja Fischer keacuteplettel az alaacutebbi perspektivikus keacuteplettel megadott aminosavakat

CH3

COOH

H2N H

CH2SH

COOH

H2N H

Ala Cys

S R

L L81

CNH2H

H3C

COOH

C

COOH

CH2SHH2NH

CCH3H

H2N

COOH

C

COOH

CH2SHHH2N

C

NH2

COOHHH3C

C

CH2SH

COOHH2NH

CH3

COOH

H2N H

CH2SH

COOH

H2N H

82

Enantiomerek eacutes mezo vegyuumlletek

Pszeudoaszimmetria

C

C

HOOC

HOOC

H

HOH

OH

S

R

C

C

HOOC

HOOC

OH

HH

OHR

RC

C

COOH

COOH

HO

HH

HOS

S

intramolekulaacuteristuumlkoumlrsiacutek

diasztereomerek diasztereomerek

enantiomerek

C

C

C

COOH

COOH

HO H

OHH

H OHR

R

C

C

C

COOH

COOH

H OH

HHO

HO HS

S

enantiomerek

optikailag aktiacutevak

C

C

C

COOH

COOH

H OH

OHH

H OHR

S

C

C

C

COOH

COOH

H OH

HHO

H OHR

S

optikailag inaktiacutevak

r s

83

COOH

COOH

COOHHOOC COOH

HOOC COOH

HOOC

mcisz transz transz

szerkezetiizomeacuteria

geometriaiizomeacuteria

optikai izomeacuteria

84

R

RHOH

akiraacutelisszeacutenatom

R

SHOH

rS

RHOH

s

RgtS r s

(S)

(S)

pszeudoaszimmetriaacutes szeacutenatom

akiraacutelis molekulamezo vegyuumllet

akiraacutelisC2 forgaacutesi szimmetriatengely

kiraacutelis

HOOC COOH

Br

m

HOOC COOH

m

HOOC

COOH

pro-pszeudoaszimmetriaacutes szeacutenatom

85

Kiraacutelis molekulaacutekon beluumll is sok esetben talaacutelhatoacute pszeudo-aszimmetriacentrum amennyiben a keacutet enantiomorf ligandum mellett tovaacutebbi aszimmetrikus ligandum is kapcsoloacutedik a centrumhoz (peacuteldaacuteul atropin eacutes szaacutermazeacutekai)

gytszptehuhudownloadindex16630

Oslash86

Mezo-forma a) mindig akiraacutelisb) mindig kell lennie kiraacutelis disztereomerjeacutenek is

gytszptehuhudownloadindex16630

C

C

HOOC

HOOC

H

HOH

OH

S

R

C

C

HOOC

HOOC

OH

HH

OHR

RC

C

COOH

COOH

HO

HH

HOS

S

intramolekulaacuteristuumlkoumlrsiacutek

diasztereomerek diasztereomerek

enantiomerek

Oslash87

gytszptehuhudownloadindex16630

A pszeudo-aszimmetriacentrumok konfiguraacutecioacutejaacuteban elteacuterő izomerekegymaacutessal diasztereoizomer viszonyban aacutellnak

rC

C

C

COOH

COOH

H OH

OHH

H OHR

S

sC

C

C

COOH

COOH

H OH

HHO

H OHR

S Oslash88

Geometriai izomeacuteria

kettős koumlteacutesű vegyuumlletekneacutelciklusos vegyuumlletekneacutel

C CH H

CH3H3CC C

H CH3

HH3C

Felteacutetel (olefinekneacutel) egy adott pilleacuteratomon nem lehet keacutet azonos helyettesiacutetőde adott kettőskoumlteacutes keacutet kuumlloumlnboumlző pilleacuteratomjaacuten lehet egy-egy azonos helyettesiacutető(de ezeknek sem kell szuumlkseacutegkeacuteppen azonosaknak lenniuumlk)

Alfa helyzetű szubsztituens Beacuteta helyzetű szubsztituens

Diasztereomerek

89

Configurational isomers

The particular arrangement of atoms (or goups) in space that is characteristic of a given streoisomer

The configurational isomers can not be transformed into each otherwithout breaking and making a covalent bond

- cis-trans Z-E designations geometric isomers- optical isomerism (cf chirality)

H COOH

H COOH

HOOC H

H COOH

Z E

Oslash90

The requirement for geometric isomerism in alkenes is that each carbon atom involvedin the pi bond have two different groups attached to it such as H and Cl or CH3 and Cl

C CH

H

CH2CH3

CH3

C CH

H

CH2CH3

CH3is the same as

C CCH3

H

CH2CH3

CH3

C CH

CH3

CH2CH3

CH3

geometric isomers

If one of the carbons of the double bond has two identical groups such as two H atomsor two CH3 groups the geometric isomerism is not possible

Z E

Higher priority atoms or groups are on the same side of the pi bond Z bdquotogetherrdquo

Higher priority atoms or groups are on opposite sides of the pi bond E bdquoacrossrdquo

(Look at the single atoms directly attached to the double-bond carbon C and not entire-CH2CH2CH3 group)

Oslash91

Cahn-Ingold-Prelog szekvenciaszabaacutelyokalkeacutenekre vonatkozoacutean

Toumlmegszaacutem

C CT

D

H

DE

Rendszaacutem

C CF

Cl

Br

IZ

Z gt E

E

ZZ C C

C

C

H

NC

C

C

H3C

H3C

CH3

HCH3

H

C CH

NC

C

C

CH3

CH3

H

H

Br

Br

E

R

S

RgtS (DgtL)

92

C CH

H3C

CH

CH

CH3

CH3

CH2

Z ltC

HCH3

CH3

C

H

C

C

H

H

HHH

H

C C

H H

H

C

H

C (C)

o

o

o

H

H(C)oo

o

C CH

H3C

CH

CH

CH3

CH2 Br

CH2

E

C

HCH3

CH2Br

C

H

C

H

H

HCBrH

H

gtC C

H H

H

C

H

C (C)

o

o

o

H

H(C)oo

o

(CON) adott atom ismeacutetelt megjeleniacuteteacutese ---o fantomatom

1 2 3C CCCH CHHH C C(C)CH C(C)HH

1 2 3C CCCH BrCHH gt CHHH C C(C)CH C(C)HH 93

transzE

ciszZ

C CH H

C CH

H

transzZ

ciszE

C CBr H

C CH

Br

Oslash94

Konformaacutecioacutes izomeacuteriaUgyanaz a vaacutez konnektivitaacutes de elteacuterő teacuterbelielrendeződeacutes (valamilyen szimmetria-rendezőhoumlz valoacuteviszony)

Kovalens koumlteacutes elszakiacutetaacutesa eacutes uacutejrakeacutepződeacutese neacutelkuumllegymaacutesba alakiacutethatoacutek

Rotaacutecioacutes izomeacuteriaKuumlloumlnboumlző konformaacutecioacute (konformerek rotamerek)

Axiaacutelis kiralitaacutes R SHelikaacutelis kiralitaacutes P M

95

C CCH3H3C

HHHH

C CCH3

CH3 HH

HH

Konformaacutecioacutes diasztereomerek

C CH

CH3 HCH3

HH C C

H

CH3 CH3H

HH

Konformaacutecioacutes enantiomerek

P M

96

szinperiplanaacuteris szinklinaacutelis antiklinaacutelis antiperiplanaacuteris antiklinaacutelis szinklinaacutelis

pszeudorotaacutecioacute

axiaacutelis ekvatoriaacutelis

Konformerek

kiraacutelis kiraacutelisakiraacutelis akiraacutelis

97

C CCH3

CH3 HH

HHC C

CH3H3C

HHHH

Konfiguraacutecioacutes diasztereomerek

Konformaacutecioacutes diasztereomerek

C CH H

CH3H3CCC

HH3C

H CH3

98

- huacutezaacutes (stretch)

- hajliacutetaacutes (bend)

- csavaraacutes (torsion)

O OH

Hr 1r 2

r 2

O OH

H

α

OH

OH

τ (φ)

Oslash99

O OH

H

HOOH

OOH

HE

α30 kcalmol

Hajliacutetaacutes bend

Huacutezaacutes (nyuacutejtaacutes) stretch

disszociaacutecioacute

E

r

~ 90 ~ 50 kcalmol

HOO + H

HO + HO

Oslash100

H

H

H

O OH

H

1 kcalmol

~ 10kcalmol

(torzioacutes szoumlg)τ

Newman projekcioacute

H H

0o 60o 180o 300o 360o

OO

H

H

HHH HH

Oslash101

CH2 CH2Y ZY = Z = H

Y = Z = CH3

etaacuten

n-butaacuten

300o 360o240o180o120o60o0o

0o120o- 60o-180o-240o-300o-360o-

oacutera jaacuteraacutesaacuteval megegyező

oacutera jaacuteraacutesaacuteval ellenteacutetes

ZY

Z

Y

ZY

Z

Y

Z

Y

ZYZY

syn antisynperiplanar synklinal antiklinal antiperiplanar antiklinal synklinal

102

CCH

H H

HH

HH H

H

H

H H

CCH

H H

H

H HH H

HH

HH

0o 120o 240o 360o

12 M

m

M12 M M

mm

Θ

M = m

E(Θ)

minimum

Maximum

103

HHH H

CH3CH3

HHH H

CH3CH3

H

HH H

CH3

CH3

E

0deg dieacutederes szoumlg

E szabadentalpia-kuumlloumlnbseacuteg

58

29

07

(kcal)

H H

H3CH CH3

H

H H

H3CH H

CH3

H3C CH3

H HH

H

CH3HH H

CH3H

060deg 120deg 180deg 240deg 300deg 360deg

szinperiplanaacuteris szinklinaacutelis antiklinaacutelis antiperiplanaacuteris antiklinaacutelis szinklinaacutelis104

∆G0 = G01 - G0

2

K = e∆G0

RT

∆G = - RT ln K∆G = ∆H - T∆S

∆H = 074

∆S = 2 K = 19

gauche ndash anti araacuteny

minden gauche konformerre keacutet anti forma jut K= [a][g] Oslash105

0o

0o

60o

60o

120o

120o

180o

180o

240o

240o

300o

300o 360o

360o

RELA

T

IacuteV

ENERGIA

ANTI EFFEKTUS

GAUCHE EFFEKTUS

EXTREacuteMGAUCHE

EFFEKTUS

H

H H

H H

H

CH3

H H

H H

CH3

TORZIOacuteS SZOumlG

ZY

Z

YZ

Y

Z

Y

ZY

ZY ZY

F

H H

OH

repulsions

F

H H

H 106

attractiveinteractions

orbitalinteractions

antiperiplanarposition

Anti-effect

107

repulsions

F

H H

OH

repulsions

F

H H

H

Extrem gauche effect

108

C-F

C-H

C-F

C-HC-C C-C

Oslash109

CikloalkaacutenokGyűrűfeszuumlltseacuteg

Hipotetikus planaacuteris rendszerek

Baeyer vegyeacuterteacutekszoumlg-deformaacutecioacute (angulaacuterisgyűrű feszuumlleacutes)

Pitzer anti-aacutellaacuteshoz keacutepesti energiatoumlbblet (torzioacutes feszuumlleacutes)

van der Waals nemkoumltő atomok szterikus koumllcsoumlnhataacutesa

Nem planaacuteris vegyuumlletek

CC C

C

C

boriacuteteacutek

C C C

C

Ctwist

pszeudorotaacutecioacute

CC

C C

V-alakuacute

CCC

CCC

szeacutek110

3 4 5 6 7 8 9 10Gyűrűtagszaacutem

Gyűrű

feszuumlleacutes

kcalmol

hataacutereacuterteacutek

111

Cl

H

H

H

Cl

H

H

Cl

H

H

Cl

H

Cl

H

H

H

H

Cl

mezo SS RR

cisz transz

Ciklopropaacuten

C

C

HOOC

HOOC

H

HOH

OH

S

R

C

C

HOOC

HOOC

OH

HH

OHR

RC

C

COOH

COOH

HO

HH

HOS

S

intramolekulaacuteristuumlkoumlrsiacutek

diasztereomerek diasztereomerek

enantiomerek 112

Ea(a e)

∆Ea+∆E

∆E

Ea(a e)

Z

Hkb 5szeacutek

ZH

kb 95szeacutek

kb 2 kcal

csavartkaacuted

csavartkaacuted

kaacuted

ZH

feacutelszeacutekfeacutelszeacutek

ZH

Ciklohexaacuten

113

A 3-3 nemszomszeacutedos szeacutenatom aacuteltal definiaacutelt siacutekokra

merőleges koumlteacutesiraacutenyok axiaacutelis

A toumlbbi koumlteacutes e keacutet siacutek koumlzoumltt van ekvatoriaacutelis

Pszeudorotaacutecioacute a gyűrűs vegyuumlletek konformerjei

szoumlgfeszuumlltseacuteg neacutelkuumll alakulnak egymaacutesba

114

transz 12-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

cisz 12-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

Z

H

Z

H Z

HZ

Ha

eae

Z

HZ

H

Z

H

Z

H

a

e

ae

115

transz 13-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

cisz 13-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

Z

HZ

H

Z

H Z

H

a

e ae

Z

HZ

HZ

H

Z

H

a

e

ae

116

H

Z

Z

H

H

Z Z

Ha

ea

e

transz 14-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

Z

HZ

H

H

Z

Z

Ha

ea

e

cisz 14-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

117

Oslash118

8 CO2 + 8 H2O

- 12483 kcalmol - 12468 kcalmol

15 kcalmol

CH3

CH3H

H

+ 12 O2

cisz-12-dimetilciklohexaacuten

CH3

H

H

CH3

transz-12-dimetilciklohexaacuten

+ 12 O2

119

Diszubsztituaacutelt ciklohexaacutenokszerkezeti izomerjeinek konformaacutecioacutes viszonyai

Szerkezeti izomer Geometriai izomercisz transz

12

14

ae aa

ea ee

13aa ae

ee ea

120

Oslash121

BrNH2

Br

NH23a 2b

NH2

Br

Br

NH24a 1b

NH2

Br

Br

NH2

1b 4a

NH2

Br

NH2

Br2b 3a

NH2

Br

Br

NH23b 2a

Br

NH2

BrNH24b 1a

Konformaacutecioacutes Konformaacutecioacutes

BrNH2 Br

NH2

1a 4b

Br

NH2

BrNH2

2a 3b

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesenantiomerek

Konfiguraacutecioacutesenantiomerek

diasztereomerek diasztereomerek

12-helyzetben kuumlloumlnboumlző helyettesiacutetőket tartalmazoacute ciklohexaacuten szaacutermazeacutekokkonfiguraacutecioacutes eacutes konformaacutecioacutes viszonyai

Oslash122

H

H

H

HH

H

H

H

Dekalin

cisz transz

123

transz-transz-transzanellaacutecioacute

cisz-transz-transzanellaacutecioacute

DC

BA

DC

BA

H H

R

H

H H

H

H

H

R

H H

DCBA

R

H

H

H

H

H

H

DCBA

R

H

H

H

H

H

H

CH3

CH3

CH3

CH3

Oslash124

A kiralitaacutes kialakulaacutesa eacutes bioloacutegiai jelentőseacutege

Kiraacutelis vegyuumlletek

termeacuteszetes aminosavak (elsősorban L konfiguraacutecioacute)peptidek enzimektermeacuteszetes szeacutenhidraacutetok (elsősorban D konfiguraacutecioacute)gyoacutegyszerek

Az első kiraacutelis vegyuumllet kialakulaacutesa

az elemi reacuteszek gyenge koumllcsoumlnhataacutesaacutenakiraacutenyfuumlggeacuteseacutevel van kapcsolatban

autokataliacutezis

a termeacuteszet nem tuumlkoumlrszimmetrikus (a termeacuteszet homokiraacutelis)

Oslash125

Az optikai aktivitaacuteseredete szeacutenhidraacutetokkiralitaacutescentrumaacutenakkieacutepuumlleacutese a termeacuteszetben

Oslash126

Oslash127

• Slide Number 1
• Slide Number 2
• Slide Number 3
• Slide Number 4
• Slide Number 5
• Slide Number 6
• Slide Number 7
• Izomeacuteria
• Slide Number 9
• Slide Number 10
• Slide Number 11
• Slide Number 12
• Slide Number 13
• Slide Number 14
• Slide Number 15
• Slide Number 16
• Slide Number 17
• Slide Number 18
• Szerkezeti izomeacuteria
• Slide Number 20
• Slide Number 21
• Slide Number 22
• Slide Number 23
• Slide Number 24
• A tautomeacuteria tiacutepusai
• Slide Number 26
• Slide Number 27
• Slide Number 28
• Slide Number 29
• Slide Number 30
• Sztereoizomeacuteria
• Slide Number 32
• Slide Number 33
• Slide Number 34
• Slide Number 35
• Slide Number 36
• Slide Number 37
• Slide Number 38
• Slide Number 39
• Slide Number 40
• Slide Number 41
• Slide Number 42
• Slide Number 43
• Slide Number 44
• Slide Number 45
• Slide Number 46
• Slide Number 47
• Tovaacutebbi kiralitaacutes tiacutepusok
• Slide Number 49
• Slide Number 50
• Slide Number 51
• Slide Number 52
• Slide Number 53
• Slide Number 54
• Slide Number 55
• Slide Number 56
• Slide Number 57
• Toumlbb kiralitaacuteskoumlzpont
• Slide Number 59
• Slide Number 60
• Slide Number 61
• Slide Number 62
• Slide Number 63
• Slide Number 64
• Slide Number 65
• Slide Number 66
• Slide Number 67
• Slide Number 68
• Slide Number 69
• Slide Number 70
• Slide Number 71
• Slide Number 72
• Slide Number 73
• Slide Number 74
• Slide Number 75
• Konfiguraacutecioacutes izomeacuteria
• Slide Number 77
• Slide Number 78
• Slide Number 79
• Slide Number 80
• Slide Number 81
• Slide Number 82
• Slide Number 83
• Slide Number 84
• Slide Number 85
• Slide Number 86
• Slide Number 87
• Slide Number 88
• Slide Number 89
• Slide Number 90
• Slide Number 91
• Slide Number 92
• Slide Number 93
• Slide Number 94
• Slide Number 95
• Slide Number 96
• Slide Number 97
• Slide Number 98
• Slide Number 99
• Slide Number 100
• Slide Number 101
• Slide Number 102
• Slide Number 103
• Slide Number 104
• Slide Number 105
• Slide Number 106
• Slide Number 107
• Slide Number 108
• Slide Number 109
• Slide Number 110
• Slide Number 111
• Slide Number 112
• Slide Number 113
• Slide Number 114
• Slide Number 115
• Slide Number 116
• Slide Number 117
• Slide Number 118
• Slide Number 119
• Slide Number 120
• Slide Number 121
• Slide Number 122
• Slide Number 123
• Slide Number 124
• Slide Number 125
• Slide Number 126
• Slide Number 127

Enantiomerekegymaacutessal fedeacutesbe nem hozhatoacute tuumlkoumlrkeacutepi paacuterok

azonos internukleaacuteris taacutevolsaacutegkuumlloumlnboumlző csoportsorrend (konfiguraacutecioacute)

Diasztereomereknem enantiomerek (lehetnek akiraacutelisak is)nincsenek egymaacutessal tuumlkoumlrkeacutepi viszonyban

azonos oumlsszekapcsoltsaacutegkuumlloumlnboumlző internukleaacuteris taacutevolsaacuteg

Konformaacutecioacutes eacutes konfiguraacutecioacutesenantiomerekdiasztereomerek

13

Konstituacutecioacutes izomerek

Azonos oumlsszegkeacuteplet kuumlloumlnboumlző oumlsszekapcsoltsaacuteg

Konformaacutecioacutes izomerek

A konformaacutecioacutes izomerek egyszeres koumlteacutes(ek) koumlruumlli rotaacutecioacuteval (vagy pszeudorotaacutecioacuteval) egymaacutesba alakiacutethatoacutek

Keacutet szomszeacutedos (szeacuten)atom szubsztituenseinek egymaacuteshoz valoacute viszonya

Konfiguraacutecioacutes izomerek

A konfiguraacutecioacutes izomerek egyszeres koumlteacutes(ek) koumlruumlli rotaacutecioacuteval nem alakiacutethatoacutek egymaacutesba

Egy adott (szeacuten)atomon levő csoportsorrend

14

Alfa helyzetű szubsztituens Beacuteta helyzetű szubsztituens

pszeudorotaacutecioacuteaxiaacutelis ekvatoriaacutelis

Konformaacutecioacute

Konfiguraacutecioacute

Konstituacutecioacute

pszeudorotaacutecioacute

15

transz cisz

H

H

H

H

transz ciszdekalin

12-dimetilciklohexaacuten

Konfiguraacutecioacute

16

COOH

COHH3C

H

SCOOH

CHO CH3

HR

L-(+)-tejsav D-(-)-tejsav

fumaacutersavmaleinsav

C

C

HOOC H

H COOH

C

C

H COOH

H COOH

Citromsav ciklus (Szent-Gyoumlrgyi-Krebs ciklus)

izomszoumlvet tejsavas erjedeacutes

17

(Az izomerek leacutetkeacutepesseacutege fuumlgg a koumlztuumlk leacutevő energiagaacutet nagysaacutegaacutetoacutel)

AtropizomeacuteriaCsavart kaacutedakGauche konformerekAntiklinaacutelis konformerek

Koumlteacutesmenti rotaacutecioacuteval egymaacutesba alakiacutethatoacutek

Koumlteacutesmenti rotaacutecioacuteval nem alakiacutethatoacutek egymaacutesba

Koumlteacutesmenti rotaacutecioacuteval nem alakiacutethatoacutek egymaacutesba

Cisz-transz (geometriai) izomerek

Koumlteacutesmenti rotaacutecioacuteval egymaacutesba alakiacutethatoacutek

Fedeacutesbe nem hozhatoacute tuumlkoumlrkeacutepi paacuterok

Kuumlloumlnboumlző vegyuumlletek azonos oumlsszegkeacuteplettel

KONSTITUacuteCIOacuteS IZOMEREK

(szerkezeti vagy struktuacuterizomerek)Az atomok kapcsoloacutedaacutesi sorrendje elteacuterő

TAUTOMEREK

Ugyanaz a vegyuumllet keacutetfeacutele szerkezettel reagaacutel

SZTEREOIZOMEREK

Azonos konstituacutecioacute elteacuterotilde teacuterbeli elrendeződeacutes

Alkaacutenok rotaacutecioacutes izomereiCiklohexaacuten szeacutek-kaacuted izomerei

keto-enol tautomeacuterialaktim-laktaacutem tautomeacuteriagyűrű-laacutenc tautomeacuteria

(Optikai izomerek) Kiraacutelis vegyuumlletek

Nem enantiomerek

Toumlbb kiralitaacutescentrumot tartalmazoacute vegyuumlletekBizonyos atomoknak egy meghataacuterozott

siacutekhoz viszonyiacutetott relatiacutev helyzeteacuteben kuumlloumlnboumlznek

Kettős koumlteacuteses vegyuumlletek Z - E izomeacuteriaacutejaDiszubsztituaacutelt cikloalkaacutenok cisz - transz izomeacuteriaacutejaKondenzaacutelt gyűrűs bicikloalkaacutenok cisz - transz izomeacuteriaacuteja

Centraacutelis kiralitaacutesHelikaacutelis kiralitaacutesAxiaacutelis kiralitaacutes

AlleacutenizomerekSpirovegyuumlletek

KIRAacuteLIS DIASZTEREOMEREK

AKIRAacuteLIS DIASZTEREOMEREK

DIASZTEREOMEREK ENANTIOMEREK

KONFORMAacuteCIOacuteS ENANTIOMEREK

KONFIGURAacuteCIOacuteS ENANTIOMEREK

KONFIGURAacuteCIOacuteSDIASZTEREOMEREK

KONFORMAacuteCIOacuteSDIASZTEREOMEREK

Izomeacuteria

18

Szerkezeti izomeacuteria

19

CH3OCH3 CH3CH2OH

Szerkezeti izomeacuteria

Regioizomeacuteria

Szeacutenvaacutez izomeacuteria CH3CH2CH2CH2CH3 CH3CHCH2CH3

CH3

CH3CCH3

CH3

CH3

H2C CHCH2CH2CH3 CH3CH CHCH2CH3

CH3CH2CH2Cl CH3CHCH3

Cl

Funkcioacutes csoport izomeacuteria

20

OCH3

Br2

FeBr3

OCH3

Br

+

OCH3

Br

OCH3

Br

+

haacuterom regioizomer termeacutek

CC

H

H

CH3

CC

H

H

H

Br CH3

+C

C

Br

H

H

H CH3

HBr

keacutet regioizomer termeacutek

Regioizomeacuteria

Keacutet regioizomer termeacutek keletkezhet dehellipSzelektivitaacutes

Haacuterom regioizomer termeacutek keletkezhet dehellipSzelektivitaacutes

21

H3C CH2 CH2 CH3 H3C CH CH3

CH3

n-butaacuten i-butaacuten

H2C CH2

CHCH3

H2C CH2

H2C CH2

metilciklopropaacuten ciklobutaacuten

22

A compound with the general formula CnH2n contains one double-bond equivalent ndasheither one double bond or one ring

CH3 CH2 CH CH2CH2 CH2

CH2 CH2

an alkane a cycloalkane

A compound with the general formula CnH2n-2 might have one triple bond two ringstwo double bonds or one ring plus one double bond We can say that the formulaCnH2n-2 represents a structure with two double-bond equivalents

Three of many possible structural isomers for C8H14

CH3 (CH2)5 C CH

one triple bond two rings

CH2CH3

one double bondand one ring

23

Tautomeacuteriaegy hidrogeacutenatom eacutes egy kettőskoumlteacutes helyzeteacuteben kuumlloumlnboumlznek ndash a hidrogeacutenatom

mozgeacutekony iacutegy gyors eacutes reverziacutebilis protoncsere valoacutesul meg

Protomeacuteria eacutes elektromeacuteria egyszerre van jelen

CH

HH

C

O

COOH C CH

H OH

COOH

Oxo-enol tautomerek

Tautomeacuteria

Kezelhető szerkezeti izomerkeacutent

24

A tautomeacuteria tiacutepusai

25

1) alacsonyabb pKa eacuterteacutek2) konjugaacutelt rendszer3) hidrogeacuten kelaacutet (6 elektron)

Oxo-enol tautomeacuteria

O OH

CH3H3C

H2C

H

C

O

CH3 H2C C CH3

O H

enoloxo

pKa 20

9999975 000025

F2C C

O H

CF3 F2C

H

C

O

CF3

OH O

H

CH3 C

O

CH C

O

CH3

H

CH3 C

O

CH C

O

CH3

H

pKa 9

20 80

200oC 3oacute

O

O

H

OH

O 26

NH2R C

Y Y

NHR C

H

Y= O S NR1

a)

b)

NH2

NHR1

R2N CNH

NHR1

R2HN CNH2

NR1

R2HN C

Savamid-imidsav eacutes rokon rendszerektautomeacuteriaacuteja

Guanidin-szaacutermazeacutek27

XH

N NH

X

Prototroacutepia (hetrociklusoknaacutel)

N NH

XH X

HN NH

X

HN NH

X

N NH

XH

HN N

XH

dominaacutens forma

28

α anomer izaacutecioacute

-D-Glcfβ-D-Glcfα

βO

OH

CH2OHHO OH

OHOH

O

OH

CH2OHHO

OH

HO

OHCHO

OHHOH2C

HO

β

D-Glcpβminus-D-Glcpα

α

OHOH2C

HOHO

OHOH

OHO

HOH2C

HOHO

OH

Gyűrű-laacutenc tautomeacuteria

De nem koumlzvetlenuumll

29

N OC

O

CH3N OC

O CH3

Szubsztituens tautomerizaacutecioacute

NN

N N N N

NN

N NN

N

Vegyeacuterteacutek izomerizaacutecioacute

Oslash30

Sztereoizomeacuteria

31

Sztereoizomeacuteria

Konfiguraacutecioacuteaz atomok koumllcsoumlnoumls teacuterbeli elrendeződeacutese az egyszereskoumlteacutesek koumlruumlli elfordulaacutest (aacuteltalaacuteban) nem veszi figyelembe

Konformaacutecioacuteegyszeres koumlteacutesek koumlruumlli elforgataacutes amelynek soraacuten konformerek joumlnnek leacutetre

Konfiguraacutecioacutes eacutes konformaacutecioacutesenantiomerekdiasztereomerek

32

COOH

COOH

mcisz transz transz

izomeacuteriageometriaiizomeacuteria

optikai izomeacuteria

COOHHOOC COOH

HOOC COOH

HOOC

poziacutecioacutes

SztereoizomeacuteriaSzerkezeti izomeacuteria

Helyzeti izomeacuteria

33

Enantiomerekegymaacutessal fedeacutesbe nem hozhatoacute tuumlkoumlrkeacutepi paacuterok

azonos internukleaacuteris taacutevolsaacutegkuumlloumlnboumlző csoportsorrend (konfiguraacutecioacute)

Diasztereomereknem enantiomerek (lehetnek akiraacutelisak is)nincsenek egymaacutessal tuumlkoumlrkeacutepi viszonyban

azonos oumlsszekapcsoltsaacutegkuumlloumlnboumlző internukleaacuteris taacutevolsaacuteg

34

C CH3C

Cl

C

H

CH3

BrH

C CCl

H3C

C

H

CH3

BrH

C CH3C

Cl

C

H

CH3

HBr

C CCl

H3C

C

H

CH3

HBr

E R

E S

Z R

Z S

Enantiomerek Enantiomerek

Diasztereomerek

Diasztereomerek

Diasztereomerek

Diasztereomerek

Oslash35

Kiraacutelis vegyuumlletek kiraacutelis koumllcsoumlnhataacutesok

termeacuteszetes aminosavak (főkeacutent L konfiguraacutecioacute)peptidek enzimek

termeacuteszetes szeacutenhidraacutetok (D konfiguraacutecioacute)

gyoacutegyszerek (sok esetben kiraacutelis molekulaacutek)

gyoacutegyszer-receptor koumllcsoumlnhataacutes

Sztereokeacutemia jelentőseacutege

Oslash36

Journal of

Chemical Education

ISSN 0021-9584

Volume 73 Number 6June 1996

Oslash37

Journal ofChemical Education

ISSN 0021-958413

Volume 73 Number 6June 199613

13

13

Oslash38

Kiralitaacutes

A kiraacutelis taacutergyak tuumlkoumlrkeacutepuumlkkel nem hozhatoacutek fedeacutesbe sem rotaacutecioacutes semtranszlaacutecioacutes mozgaacutessal (kiveacuteve a molekulaacuten beluumlli rotaacutecioacute lehetőseacutegeacutet)

A kiralitaacutes szerkezeti felteacutetelea taacutergynak ne legyen tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengelye

Tiacutepusok

Centraacutelis kiralitaacutes ndash sztereogeacuten centrum (R S D L)egy kiraacutelis (szeacuten)atomtoumlbb kiraacutelis szeacutenatom

Axiaacutelis kiralitaacutes ndash tengely koumlruumlli elhelyezkedeacutes (R S)alleacutenizomeacuteria spirovegyuumlletek atropizomeacuteria

Planaacuteris kiralitaacutes ndash siacutekhoz viszonyiacutetott helyzet (P pR M pS)csavart kaacutedak transz cikloalkeacuten

Helikaacutelis kiralitaacutes ndash nem siacutekbeli csavarvonalak (P M)alkaacuten konformerek (gauche antiklinaacutelis)heliceacutenek

39

Azonos minőseacutegi mennyiseacutegi oumlsszeteacutetel moacuteltoumlmeg konstituacutecioacute de kuumlloumlnboumlző teacuterbeli sorrend

Cl

F BrH

R S

Cl

FBrH

konfiguraacutecioacutejeloumlleacutes (+) (ndash) = d l D L R S

40

Azonos minőseacutegi mennyiseacutegi oumlsszeteacutetel moacuteltoumlmeg konstituacutecioacute de kuumlloumlnboumlző teacuterbeli sorrend

C

l

F

B

r

H

R

S

C

l

F

B

r

H

konfiguraacutecioacutejeloumlleacutes(+) (ndash) = d ld l R S

_1063020419

2

1

3

X4

1

X4

23

1

X4

32

(R) (S)

CC

2

1

3

I

BrCl

4F

2

1

3

OH

DT

4H C

OH

H

DT

(R)(S)

41

(R)

HCC

C CHH

HO H

CCC

H HC H

CHH3C

H

HH

H

H

C

Cl HH H

HH

1 4

3

2

1 oumlvezet2 oumlvezet

3 oumlvezet

4 oumlvezet

H

42

CH

OHCH3

CH3CH2

(R)-butaacuten-2-ol (S)-butaacuten-2-ol

180o-os forgataacutes

CH

OHCH3

CH3CH2

CH

OHCH3CH2

CH3

CH

HOCH2CH3

CH3

CH

OHCH3CH2

CH3

A kiralitaacutes az atomok egy pont (sztereogeacuten centrum kiralitaacutescentrum aszimmetriacentrum)koumlruumlli elrendeződeacuteseacutenek koumlvetkezmeacutenye A kiralitaacutest leacutetrehozoacute szerkezeti elemek elrendeződeacuteseegy koumlzpontra vonatkoztathatoacute Egy X centraacutelis atomhoz neacutegy kuumlloumlnboumlző ligandum kapcsoloacutedik a tuumlkoumlrkeacutepek nem hozhatoacutek fedeacutesbe a keacutet konfiguraacutecioacutes izomer enantiomer viszonyban van egymaacutessalSztereogeacuten centrum ndash Egy sp3 szeacutenatom (vagy maacutes atom) 4 kuumlloumlnboumlző ligandumot tartalmaz

Centraacutelis kiralitaacutes

43

Optikai izomeacuteria

Optikai izomerek olyan sztereoizomerek amelyek optikai forgatoacutekeacutepesseacutegbenkuumlloumlnboumlznek

Centraacutelis kiralitaacutes

Sztereogeacuten centrum aacutebraacutezolaacutesaperspektiacutevikus (teacuterszerkezeti)proiciaacutelt (vetiacutetett)

keacuteplettel (Fischer projekcioacute)

L

COOH

CH3H2NH

R

D

COOH

CH3 NH2H

S

intermolekulaacuteristuumlkoumlrsiacutek

COOH

CH3

H NH2

COOH

CH3

H2N H

44

Optikai aktivitaacutesAzok a vegyuumlletek melyek a siacutekban polarizaacutelt feacuteny siacutekjaacutet elforgatjaacutek optikailag aktiacutevakJobbra forgataacutes (oacuteramutatoacuteval azonos) jele (+) balra forgataacutes (oacuteramutatoacuteval ellenteacutetes) jele (-)

Azok a molekulaacutek keacutepesek optikai forgatoacutekeacutepesseacuteg leacutetrehozaacutesaacutera melyek mindenkonformaacutecioacuteja kiraacutelisHa egy kiraacutelis vegyuumlletnek csak egyik enantiomerje van jelen a vegyuumllet optikailag aktiacutev(elforgatja a polarizaacutelt feacuteny siacutekjaacutet) Ha a keacutet enantimer ekvimolaacuteris elegye (racemaacutet) van jelen a tuumlkoumlrkeacutepi paacuterok kompenzaacutecioacuteja miatt nincs makroszkoacutepikus forgataacutes

Oslash45

Fresnel elmeacutelete szerint a siacutekban polarizaacutelt feacuteny keacutet ellenteacutetes iraacutenyaacutebacirkulaacuterisan polarizaacutelt komponensből tevődik oumlssze Optikailag aktiacutev koumlzegbenaz egyik cirkulaacuteris komponens lassabban halad mint a maacutesik ezeacutert aztaacutenamikor kileacutepnek a koumlzegből eltoloacutedott faacutezisban oumlsszegeződnek uacutejra s eza polarizaacutecioacute siacutekjaacutenak elfordulaacutesaacuteban nyilvaacutenul meg Az optikailag aktiacutev anyagmolekulaacutei kuumlloumlnboumlző meacuterteacutekű koumllcsoumlnhataacutesba leacutepnek a jobbra eacutes a balracirkulaacuteris feacutenysugaacuterral A cirkulaacuterisan polaacuterozott feacuteny uacutegy jellemezhető hogya feacutenysugaacuter menteacuten az elektromaacutegneses teret leiacuteroacute elektromos eacutes maacutegnesesvektorok veacutegpontjai egy jobb vagy bal menetű csavarvonalon helyezkednek el

Optikai aktivitaacutes meacutereacutese

polarimetertube

Polarizerfixed Nicolprism

Plane-polarizedlight

Solution of opticallyactive material

Plane ofpolarizationhas undergonea rotation

Analyizermovable Nicolprism

ViewerUnpolarizedlight fromsource

Oslash46

siacutekban polarizaacutelt feacuteny

polarizaacuteloacute lencse (Nicol prizma)

normaacutel feacuteny

a)

b)

c)

x

z

z

z

siacutekban polaacuterozott feacuteny P eacutes M helicitaacutesuacutecirkulaacuterisan polaacuterozott feacuteny

minta

x

z

α

z

x

Oslash47

Tovaacutebbi kiralitaacutes tiacutepusok

48

Sztereogeacuten centrum jelenleacutete nem szuumlkseacuteges sem nem eleacutegseacuteges felteacutetele a kiralitaacutesnak

Nem szuumlkseacuteges peacuteldaacuteul axiaacutelis kiralitaacutes planaacuteris kiralitaacutes

Axiaacutelis kiralitaacutes A kiralitaacutes az atomok egy tengely koumlruumlli elrendeződeacuteseacutenek koumlvetkezmeacutenye

Alleacutenek kiralitaacutesa

Planaacuteris kiralitaacutes A kiralitaacutes az atomok egy siacutek koumlruumlli elhelyezkedeacuteseacutenek koumlvetkezmeacutenye

Helikaacutelis kiralitaacutes Csavarvonal (spiraacutelis) szerkezetű molekulaacutekPl DNS kettős heacutelixe polipeptidek kettős α-heacutelixe

C C CH

ClHCl CCC

H

ClHCl

COOH

CH3

CrOC

OCOC

CrCO

COCO

COOH

CH3

49

R S

HOOC

Br

COOH

Br6

2

6

2COOH

Br

HOOC

Br

tuumlkoumlrsiacutek

C

Br

COOHBr1

2

3 4

HOO c2COOH

Br

BrHOOC

c2

1

2

34

Atropizomeacuteria

50

Axiaacutelis kiralitaacutes

R-konfiguraacutecioacute

51

C CH

H3CC

H

CH3

CCH

CH3C

H

H3C

NH

HN

NH

NH

tuumlkoumlrsiacutek

Nem minden kiraacutelis molekula rendelkezik aszimmetria centrummal

52

Cukor Foszfor atom Oslash53

Konformaacutecioacutes enantiomerek

P M

Helikaacutelis kiralitaacutes

Konfiguraacutecioacutes enantiomerek

P M

Heptaheliceacuten n-Butaacuten

54

Oslash55

56

Feheacuterjeacutek teacuterszerkezete

Oslash

57

Nukleinsavak teacuterszerkezete

Oslash

Toumlbb kiralitaacuteskoumlzpont

58

Toumlbb aszimmetria centrumot tartalmazoacute vegyuumlleteklehetseacuteges sztereoizomereinek szaacutema

A nem enantiomeacuteria viszonyban aacutelloacute sztereoizomerek

diasztereomerek

Ha az n db aszimmetria centrum koumlzoumltt vannak azonosak a fuumlggetlen sztereoizomerek szaacutema lt 2n

mezo-forma nem kiraacutelis

2n

59

CH3CH3

HO H

OHHCH3

H3COHH

HO H

CH3CH3

HO H

HHOCH3

H3COHH

H OH

CH3CH3

HO H

OHH

180o forgataacutes

mezo-23-butaacutendioltuumlkoumlrkeacutepi paacuterok fedeacutesbe hozhatoacutek - akiraacutelis

(2R3R)-23-butaacutendiol (2S3S)-23-butaacutendiol

CH3 CH3

H HHO OH

Egyetlen sztereogeacuten centrumot tartalmazoacute molekula mindig kiraacutelis desztereogeacuten centrum jelenleacutete nem szuumlkseacuteges sem nem eleacutegseacuteges felteacutetele a kiralitaacutesnak

Nem eleacutegseacuteges toumlbb sztereogeacuten centrumot tartalmazoacute molekula lehet akiraacutelisPeacutelda

60

Nem minden olyan molekula kiraacutelis amely aszimmetria centrumokkal rendelkezik

Nem minden kiraacutelis molekula rendelkezik aszimmetria centrummal

axiaacutelis kiralitaacutes 13-diszubsztituaacutelt alleacuten planaacuteris kiralitaacutes spirovegyuumlletek koumlreacuteben

mezo vegyuumlletek cisz-12-azonosandiszubsztituaacutelt ciklopropaacuten

Oslash61

COOHH

HHOOC

CH3H

H3C HS2

COOH

HHO

H OH

COOH

S2

COOHH

HHOOC

HH

H H

borkősav

Newman (fűreacuteszbak) projekcioacuteKonformatiacutev

62

Fisher projekcioacuteval aacutebraacutezolt L- eacutes D-borkősav

mezo-borkotildesav

COOHCH OHCCOOH

OHH

COOHCHO HCCOOH

HHO

szotildelotildesav

COOHCH OHCCOOH

HHO

COOHCHO HCCOOH

OHH

L-(+)-borkotildesav D-(-)-borkotildesav

63

Oslash64

Cl

H

H

H

Cl

H

H

Cl

H

H

Cl

H

Cl

H

H

H

H

Cl

mezo SS RR

cisz transz

Nem minden olyan molekula kiraacutelis amely aszimmetria centrumokkal rendelkezik

65

Szimmeriaelemek(szimmetria azonos meacuteret)

Akkor mondjuk hogy egy taacutergy szimmetriaelemmel rendelkezik ha a megfelelőszimmetriaművelet (tuumlkroumlzeacutes forgataacutes inverzioacute) a taacutergyat az eredetivel fedeacutesbehozhatoacute alakzattaacute konvertaacutelja

Pontcsoport ndash meghataacuterozott taacutergyra vonatkozoacute szimmetriaműveletek oumlsszesseacutege

szimmetriasiacutek (σ) a molekulaacutet keacutet olyan feacutelre bontja amelyek egymaacutesnak pontostuumlkoumlrkeacutepei (Szimmetriasiacutekot tartalmazoacute molekula akiraacutelis de a siacutek hiaacutenya nem okozkiralitaacutest)

n-ed rendű forgaacutesi szimmetriatengely (Cn) a molekulaacutet a tengely koumlruumll 360degnszoumlggel elforgatva az eredetitől megkuumlloumlnboumlzhetetlen molekulaacutet kapunk

szimmetriacentrum (inverzioacutes centrum) (Ci) a molekula baacutermely elemeacutet aszimmetriacentrummal oumlsszekoumltve eacutes az ellenkező iraacutenyba azonos taacutevolsaacutegrameghosszabbiacutetva azonos elemhez jutunk (Szimmetriacentrumot tartalmazoacutemolekula akiraacutelis de hiaacutenya nem okoz kiralitaacutest)

n-ed rendű tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengely (Sn) a molekulaacutet 360degn szoumlggel elforgatvaeacutes a tengelyre merőleges siacutekra tuumlkroumlzve az eredetitől megkuumlloumlnboumlzhetetlenmolekulaacutet kapunk (Tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengelyt tartalmazoacute molekula akiraacutelishiaacutenyaacuteban a molekula kiraacutelis) 66

C CCH3

H

H

CH3180o C C

CH3

H

CH3

H360o

siacutek

tengely

siacutek

tengely

Keacutetfogaacutesuacute tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengely Egyfogaacutesuacute tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengely

Szimmetriacentrum Szimmetriasiacutek

Tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengelyValamely taacutergy akkor jellemezhető Sn azaz n-ed rendű tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengellyel ha annak baacutermely pontjaacutet a tengely koumlruumll 360n fokos szoumlggelelfordiacutetva eacutes a tengelyre merőlegesen fektetett siacutekon keresztuumll tuumlkroumlzve az eredetiobjektumot kapjuk meg (n szuumlkseacutegkeacuteppen paacuteros vagy 1)

Az S1-tengely szimmetriasiacutekkal (σ) az S2-tengely viszont szimmetriacentrummal (Ci) egyeneacuterteacutekű

A szimmetriacentrumon aacutethaladoacute baacutermely egyenesen a centrumtoacutel egyenlő taacutevolsaacutegban azonos elemek talaacutelhatoacutek

Akiraacutelis molekulaacutek

67

szimmetriasiacutek (m S1) forgaacutesi szimmetriatengely (Cn) szimmetriacentrum (Ci S2)

Szimmetrikus + +

Szimmetrikus + -

Koumlzeacuteppontosan - + szimmetrikus

Disszimetrikus - + - (kiraacutelis)

Aszimmetrikus - - - (kiraacutelis)

Szimmetriaelem művelet

Szimmetriasiacutek tuumlkroumlzeacutes

Szimmetriatengely forgataacutes

Szimmetriacentrum inverzioacute

Szimmetriaelem művelet

Azonossaacuteg vaacuteltozatlanulhagyaacutes

Tuumlkroumlzeacutesi forgataacutes eacutesszimmetriatengely (giroid) tengelyre merőleges

tuumlkroumlzeacutesOslash68

Oslash69

Oslash70

Oslash71

Oslash72

1 Atomic number2 Atomic mass3 Z gt E4 R gt S5 Spheres6 Single-bond equivalencies

Cahn-Ingold-Prelog nomenclature system

Sequence rules for order of priority

1 If the atoms in question are different the sequence order is by atomic number with theatom of highest atomic number receiving the highest priority

F lt Cl lt Br lt I

increasing priority

2 If two isotopes of the same element are present the isotope of higher mass receivesthe higher priority

H lt D

increasing priority73

5 If two atoms are identical the atomic numbers of the next atoms are used for priorityassignment If these atoms also have identical atoms attached to them priority isdetermined at the first point of difference along the chain The atom that has attached to itan atom of higher priority has the higher priority (Do not use the sums of the atomic numbersBut look for the single atom of highest priority)

74

6 Atoms attached by double or triple bond are given single-bond equivalencies so that theycan be treated like single-bonded groups in determining priority Each doubly bonded atom isduplicated (or triplicated for triple bonds)

R C

O

OH

Structure Equivalent for priority determination

R C

O

O

OH

C

R C N R C

N

N

NC

C

75

Konfiguraacutecioacutes izomeacuteriaUgyanaz a vaacutez konnektivitaacutes de elteacuterő teacuterbelielrendeződeacutes (valamilyen szimmetria-rendezőhoumlz valoacuteviszony)

Nem alakiacutethatoacutek egymaacutesba kovalens koumlteacutes elszakiacutetaacutesaeacutes uacutejrakeacutepződeacutese neacutelkuumll

optikai izomerek (optikai aktivitaacutes) R Sgeometriai izomerek cisz-transz E-Z

76

Konfiguraacutecioacutes diasztereomerekFizikai eacutes keacutemia tulajdonsaacutegaik elteacuternek

Konfiguraacutecioacutes enantiomerekFizikai eacutes keacutemiai tulajdonsaacutegaikazonosak kiveacutevebull azonos meacuterteacutekű de ellenteacutetesiraacutenyuacute optikai forgatoacutekeacutepesseacutegbull elteacuterő reaktivitaacutes maacutes kiraacutelis vegyuumlletekkel valoacute reakcioacuteban

C

C

Cl

Cl H

HC

C

H

Cl H

Cl

cisz-12-dikloacutereteacuten transz-12-dikloacutereteacuten

Br Cl

Cl BrF F

Cl Br

Br FF Cl

(R) (R) (S) (R)

CH

OHCH3CH2

CH3

CH

HOCH2CH3

CH3

CH

OHCH3CH2

CH3

CH

OHCH3

CH3CH2

180o-os forgataacutes

(R)-butaacuten-2-ol (S)-butaacuten-2-olfp 995 oC 995 oCd4

20 0808 0808nD

20 1397 1397[α]D

25 -1352o +1352o

(R)-butaacuten-2-ol (S)-butaacuten-2-ol

CH

OHCH3

CH3CH2

77

Elegykristaacutely

bullveacuteletlenszerűen tartalmazza mindkeacutet enantiomertbulla tiszta enantiomerek eacutes az enantiomer kevereacutekek tulajdonsaacutegai azonosak

Konglomeraacutetum

bullcsak az egyik vagy a maacutesik enantiomert tartalmazzabullaz enantiomerek mechanikusan is elkuumlloumlniacutethetők egymaacutestoacutel

Molekulavegyuumllet

bulla keacutet enantiomer a kristaacutelyban 11 araacutenyban fordul elő (raceacutem elegy)bulla raceacutem elegy eacutes az enantiomerek olvadaacutespontja kuumlloumlnboumlző

bullakiraacutelis koumlruumllmeacutenyek koumlzoumltt megegyező fizikai eacutes keacutemiai tulajdonsaacutegokbullkiraacutelis koumlruumllmeacutenyek koumlzoumltt elteacuterő (kiraacutelis molekulaacutek polarizaacutelt feacuteny)bullenantiomerek koumlzoumltti 3 fő koumllcsoumlnhataacutes

elegykristaacutely keacutepzeacuteskonglomeraacutetum keacutepzeacutesmolekulavegyuumllet keacutepzeacutes

Enantiomerek

78

Enantiomerek egyeacuteb kevereacutekeit az uacutegynevezett bdquoenantiomeric excessrdquo (ee) [enantiomerfelesleg] eacuterteacutekkel jellemezzuumlk (R) eacutes (S) a megfelelő enantiomerek mennyiseacutege a kevereacutekben

A komponensek mennyiseacutegeacutenek meghataacuterozaacutesaKiraacutelis oszlopkromatigraacutefia (enantiomerek elvaacutelasztaacutesa)NMR spektroszkoacutepia

ee =(R) - (S)(R) + (S) 100

Enantiomer felesleg

Az enantiomerfelesleg az aszimmetrikus szinteacutezis sikeresseacutegeacutenek egyikmeacuterőszaacutema Diasztereomerek kevereacuteke eseteacuten hasonloacute moacutedon definiaacuteljaacutek eacuteshasznaacuteljaacutek a diasztereomer felesleg eacutes a szaacutezaleacutekos diasztereomer feleslegfogalmaacutet

Egy 70 R eacutes 30 S izomert tartalmazoacute minta enantiomerfeleslege peacuteldaacuteul40 Ezt az anyagot uacutegy is tekinthetjuumlk mint 40 tiszta R izomer eacutes 60 raceacutemelegy (mely a teljes mennyiseacuteghez 30 R eacutes 30 S izomerrel jaacuterul hozzaacute)kevereacuteke 79

C

C

HOOC

HOOC

H

HOH

OH

S

R

C

C

HOOC

HOOC

OH

HH

OHR

RC

C

COOH

COOH

HO

HH

HOS

S

intramolekulaacuteristuumlkoumlrsiacutek

diasztereomerek diasztereomerek

enantiomerek

COOH

CH3H2NH

R

COOH

CH3 NH2H

S

enantiomerek

Enantiomerek eacutes diasztereomerek

80

C

NH2

COOHHH3C C

CH2SH

COOHH2NH

Ala Cys

Aacutebraacutezolja Fischer keacuteplettel az alaacutebbi perspektivikus keacuteplettel megadott aminosavakat

CH3

COOH

H2N H

CH2SH

COOH

H2N H

Ala Cys

S R

L L81

CNH2H

H3C

COOH

C

COOH

CH2SHH2NH

CCH3H

H2N

COOH

C

COOH

CH2SHHH2N

C

NH2

COOHHH3C

C

CH2SH

COOHH2NH

CH3

COOH

H2N H

CH2SH

COOH

H2N H

82

Enantiomerek eacutes mezo vegyuumlletek

Pszeudoaszimmetria

C

C

HOOC

HOOC

H

HOH

OH

S

R

C

C

HOOC

HOOC

OH

HH

OHR

RC

C

COOH

COOH

HO

HH

HOS

S

intramolekulaacuteristuumlkoumlrsiacutek

diasztereomerek diasztereomerek

enantiomerek

C

C

C

COOH

COOH

HO H

OHH

H OHR

R

C

C

C

COOH

COOH

H OH

HHO

HO HS

S

enantiomerek

optikailag aktiacutevak

C

C

C

COOH

COOH

H OH

OHH

H OHR

S

C

C

C

COOH

COOH

H OH

HHO

H OHR

S

optikailag inaktiacutevak

r s

83

COOH

COOH

COOHHOOC COOH

HOOC COOH

HOOC

mcisz transz transz

szerkezetiizomeacuteria

geometriaiizomeacuteria

optikai izomeacuteria

84

R

RHOH

akiraacutelisszeacutenatom

R

SHOH

rS

RHOH

s

RgtS r s

(S)

(S)

pszeudoaszimmetriaacutes szeacutenatom

akiraacutelis molekulamezo vegyuumllet

akiraacutelisC2 forgaacutesi szimmetriatengely

kiraacutelis

HOOC COOH

Br

m

HOOC COOH

m

HOOC

COOH

pro-pszeudoaszimmetriaacutes szeacutenatom

85

Kiraacutelis molekulaacutekon beluumll is sok esetben talaacutelhatoacute pszeudo-aszimmetriacentrum amennyiben a keacutet enantiomorf ligandum mellett tovaacutebbi aszimmetrikus ligandum is kapcsoloacutedik a centrumhoz (peacuteldaacuteul atropin eacutes szaacutermazeacutekai)

gytszptehuhudownloadindex16630

Oslash86

Mezo-forma a) mindig akiraacutelisb) mindig kell lennie kiraacutelis disztereomerjeacutenek is

gytszptehuhudownloadindex16630

C

C

HOOC

HOOC

H

HOH

OH

S

R

C

C

HOOC

HOOC

OH

HH

OHR

RC

C

COOH

COOH

HO

HH

HOS

S

intramolekulaacuteristuumlkoumlrsiacutek

diasztereomerek diasztereomerek

enantiomerek

Oslash87

gytszptehuhudownloadindex16630

A pszeudo-aszimmetriacentrumok konfiguraacutecioacutejaacuteban elteacuterő izomerekegymaacutessal diasztereoizomer viszonyban aacutellnak

rC

C

C

COOH

COOH

H OH

OHH

H OHR

S

sC

C

C

COOH

COOH

H OH

HHO

H OHR

S Oslash88

Geometriai izomeacuteria

kettős koumlteacutesű vegyuumlletekneacutelciklusos vegyuumlletekneacutel

C CH H

CH3H3CC C

H CH3

HH3C

Felteacutetel (olefinekneacutel) egy adott pilleacuteratomon nem lehet keacutet azonos helyettesiacutetőde adott kettőskoumlteacutes keacutet kuumlloumlnboumlző pilleacuteratomjaacuten lehet egy-egy azonos helyettesiacutető(de ezeknek sem kell szuumlkseacutegkeacuteppen azonosaknak lenniuumlk)

Alfa helyzetű szubsztituens Beacuteta helyzetű szubsztituens

Diasztereomerek

89

Configurational isomers

The particular arrangement of atoms (or goups) in space that is characteristic of a given streoisomer

The configurational isomers can not be transformed into each otherwithout breaking and making a covalent bond

- cis-trans Z-E designations geometric isomers- optical isomerism (cf chirality)

H COOH

H COOH

HOOC H

H COOH

Z E

Oslash90

The requirement for geometric isomerism in alkenes is that each carbon atom involvedin the pi bond have two different groups attached to it such as H and Cl or CH3 and Cl

C CH

H

CH2CH3

CH3

C CH

H

CH2CH3

CH3is the same as

C CCH3

H

CH2CH3

CH3

C CH

CH3

CH2CH3

CH3

geometric isomers

If one of the carbons of the double bond has two identical groups such as two H atomsor two CH3 groups the geometric isomerism is not possible

Z E

Higher priority atoms or groups are on the same side of the pi bond Z bdquotogetherrdquo

Higher priority atoms or groups are on opposite sides of the pi bond E bdquoacrossrdquo

(Look at the single atoms directly attached to the double-bond carbon C and not entire-CH2CH2CH3 group)

Oslash91

Cahn-Ingold-Prelog szekvenciaszabaacutelyokalkeacutenekre vonatkozoacutean

Toumlmegszaacutem

C CT

D

H

DE

Rendszaacutem

C CF

Cl

Br

IZ

Z gt E

E

ZZ C C

C

C

H

NC

C

C

H3C

H3C

CH3

HCH3

H

C CH

NC

C

C

CH3

CH3

H

H

Br

Br

E

R

S

RgtS (DgtL)

92

C CH

H3C

CH

CH

CH3

CH3

CH2

Z ltC

HCH3

CH3

C

H

C

C

H

H

HHH

H

C C

H H

H

C

H

C (C)

o

o

o

H

H(C)oo

o

C CH

H3C

CH

CH

CH3

CH2 Br

CH2

E

C

HCH3

CH2Br

C

H

C

H

H

HCBrH

H

gtC C

H H

H

C

H

C (C)

o

o

o

H

H(C)oo

o

(CON) adott atom ismeacutetelt megjeleniacuteteacutese ---o fantomatom

1 2 3C CCCH CHHH C C(C)CH C(C)HH

1 2 3C CCCH BrCHH gt CHHH C C(C)CH C(C)HH 93

transzE

ciszZ

C CH H

C CH

H

transzZ

ciszE

C CBr H

C CH

Br

Oslash94

Konformaacutecioacutes izomeacuteriaUgyanaz a vaacutez konnektivitaacutes de elteacuterő teacuterbelielrendeződeacutes (valamilyen szimmetria-rendezőhoumlz valoacuteviszony)

Kovalens koumlteacutes elszakiacutetaacutesa eacutes uacutejrakeacutepződeacutese neacutelkuumllegymaacutesba alakiacutethatoacutek

Rotaacutecioacutes izomeacuteriaKuumlloumlnboumlző konformaacutecioacute (konformerek rotamerek)

Axiaacutelis kiralitaacutes R SHelikaacutelis kiralitaacutes P M

95

C CCH3H3C

HHHH

C CCH3

CH3 HH

HH

Konformaacutecioacutes diasztereomerek

C CH

CH3 HCH3

HH C C

H

CH3 CH3H

HH

Konformaacutecioacutes enantiomerek

P M

96

szinperiplanaacuteris szinklinaacutelis antiklinaacutelis antiperiplanaacuteris antiklinaacutelis szinklinaacutelis

pszeudorotaacutecioacute

axiaacutelis ekvatoriaacutelis

Konformerek

kiraacutelis kiraacutelisakiraacutelis akiraacutelis

97

C CCH3

CH3 HH

HHC C

CH3H3C

HHHH

Konfiguraacutecioacutes diasztereomerek

Konformaacutecioacutes diasztereomerek

C CH H

CH3H3CCC

HH3C

H CH3

98

- huacutezaacutes (stretch)

- hajliacutetaacutes (bend)

- csavaraacutes (torsion)

O OH

Hr 1r 2

r 2

O OH

H

α

OH

OH

τ (φ)

Oslash99

O OH

H

HOOH

OOH

HE

α30 kcalmol

Hajliacutetaacutes bend

Huacutezaacutes (nyuacutejtaacutes) stretch

disszociaacutecioacute

E

r

~ 90 ~ 50 kcalmol

HOO + H

HO + HO

Oslash100

H

H

H

O OH

H

1 kcalmol

~ 10kcalmol

(torzioacutes szoumlg)τ

Newman projekcioacute

H H

0o 60o 180o 300o 360o

OO

H

H

HHH HH

Oslash101

CH2 CH2Y ZY = Z = H

Y = Z = CH3

etaacuten

n-butaacuten

300o 360o240o180o120o60o0o

0o120o- 60o-180o-240o-300o-360o-

oacutera jaacuteraacutesaacuteval megegyező

oacutera jaacuteraacutesaacuteval ellenteacutetes

ZY

Z

Y

ZY

Z

Y

Z

Y

ZYZY

syn antisynperiplanar synklinal antiklinal antiperiplanar antiklinal synklinal

102

CCH

H H

HH

HH H

H

H

H H

CCH

H H

H

H HH H

HH

HH

0o 120o 240o 360o

12 M

m

M12 M M

mm

Θ

M = m

E(Θ)

minimum

Maximum

103

HHH H

CH3CH3

HHH H

CH3CH3

H

HH H

CH3

CH3

E

0deg dieacutederes szoumlg

E szabadentalpia-kuumlloumlnbseacuteg

58

29

07

(kcal)

H H

H3CH CH3

H

H H

H3CH H

CH3

H3C CH3

H HH

H

CH3HH H

CH3H

060deg 120deg 180deg 240deg 300deg 360deg

szinperiplanaacuteris szinklinaacutelis antiklinaacutelis antiperiplanaacuteris antiklinaacutelis szinklinaacutelis104

∆G0 = G01 - G0

2

K = e∆G0

RT

∆G = - RT ln K∆G = ∆H - T∆S

∆H = 074

∆S = 2 K = 19

gauche ndash anti araacuteny

minden gauche konformerre keacutet anti forma jut K= [a][g] Oslash105

0o

0o

60o

60o

120o

120o

180o

180o

240o

240o

300o

300o 360o

360o

RELA

T

IacuteV

ENERGIA

ANTI EFFEKTUS

GAUCHE EFFEKTUS

EXTREacuteMGAUCHE

EFFEKTUS

H

H H

H H

H

CH3

H H

H H

CH3

TORZIOacuteS SZOumlG

ZY

Z

YZ

Y

Z

Y

ZY

ZY ZY

F

H H

OH

repulsions

F

H H

H 106

attractiveinteractions

orbitalinteractions

antiperiplanarposition

Anti-effect

107

repulsions

F

H H

OH

repulsions

F

H H

H

Extrem gauche effect

108

C-F

C-H

C-F

C-HC-C C-C

Oslash109

CikloalkaacutenokGyűrűfeszuumlltseacuteg

Hipotetikus planaacuteris rendszerek

Baeyer vegyeacuterteacutekszoumlg-deformaacutecioacute (angulaacuterisgyűrű feszuumlleacutes)

Pitzer anti-aacutellaacuteshoz keacutepesti energiatoumlbblet (torzioacutes feszuumlleacutes)

van der Waals nemkoumltő atomok szterikus koumllcsoumlnhataacutesa

Nem planaacuteris vegyuumlletek

CC C

C

C

boriacuteteacutek

C C C

C

Ctwist

pszeudorotaacutecioacute

CC

C C

V-alakuacute

CCC

CCC

szeacutek110

3 4 5 6 7 8 9 10Gyűrűtagszaacutem

Gyűrű

feszuumlleacutes

kcalmol

hataacutereacuterteacutek

111

Cl

H

H

H

Cl

H

H

Cl

H

H

Cl

H

Cl

H

H

H

H

Cl

mezo SS RR

cisz transz

Ciklopropaacuten

C

C

HOOC

HOOC

H

HOH

OH

S

R

C

C

HOOC

HOOC

OH

HH

OHR

RC

C

COOH

COOH

HO

HH

HOS

S

intramolekulaacuteristuumlkoumlrsiacutek

diasztereomerek diasztereomerek

enantiomerek 112

Ea(a e)

∆Ea+∆E

∆E

Ea(a e)

Z

Hkb 5szeacutek

ZH

kb 95szeacutek

kb 2 kcal

csavartkaacuted

csavartkaacuted

kaacuted

ZH

feacutelszeacutekfeacutelszeacutek

ZH

Ciklohexaacuten

113

A 3-3 nemszomszeacutedos szeacutenatom aacuteltal definiaacutelt siacutekokra

merőleges koumlteacutesiraacutenyok axiaacutelis

A toumlbbi koumlteacutes e keacutet siacutek koumlzoumltt van ekvatoriaacutelis

Pszeudorotaacutecioacute a gyűrűs vegyuumlletek konformerjei

szoumlgfeszuumlltseacuteg neacutelkuumll alakulnak egymaacutesba

114

transz 12-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

cisz 12-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

Z

H

Z

H Z

HZ

Ha

eae

Z

HZ

H

Z

H

Z

H

a

e

ae

115

transz 13-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

cisz 13-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

Z

HZ

H

Z

H Z

H

a

e ae

Z

HZ

HZ

H

Z

H

a

e

ae

116

H

Z

Z

H

H

Z Z

Ha

ea

e

transz 14-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

Z

HZ

H

H

Z

Z

Ha

ea

e

cisz 14-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

117

Oslash118

8 CO2 + 8 H2O

- 12483 kcalmol - 12468 kcalmol

15 kcalmol

CH3

CH3H

H

+ 12 O2

cisz-12-dimetilciklohexaacuten

CH3

H

H

CH3

transz-12-dimetilciklohexaacuten

+ 12 O2

119

Diszubsztituaacutelt ciklohexaacutenokszerkezeti izomerjeinek konformaacutecioacutes viszonyai

Szerkezeti izomer Geometriai izomercisz transz

12

14

ae aa

ea ee

13aa ae

ee ea

120

Oslash121

BrNH2

Br

NH23a 2b

NH2

Br

Br

NH24a 1b

NH2

Br

Br

NH2

1b 4a

NH2

Br

NH2

Br2b 3a

NH2

Br

Br

NH23b 2a

Br

NH2

BrNH24b 1a

Konformaacutecioacutes Konformaacutecioacutes

BrNH2 Br

NH2

1a 4b

Br

NH2

BrNH2

2a 3b

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesenantiomerek

Konfiguraacutecioacutesenantiomerek

diasztereomerek diasztereomerek

12-helyzetben kuumlloumlnboumlző helyettesiacutetőket tartalmazoacute ciklohexaacuten szaacutermazeacutekokkonfiguraacutecioacutes eacutes konformaacutecioacutes viszonyai

Oslash122

H

H

H

HH

H

H

H

Dekalin

cisz transz

123

transz-transz-transzanellaacutecioacute

cisz-transz-transzanellaacutecioacute

DC

BA

DC

BA

H H

R

H

H H

H

H

H

R

H H

DCBA

R

H

H

H

H

H

H

DCBA

R

H

H

H

H

H

H

CH3

CH3

CH3

CH3

Oslash124

A kiralitaacutes kialakulaacutesa eacutes bioloacutegiai jelentőseacutege

Kiraacutelis vegyuumlletek

termeacuteszetes aminosavak (elsősorban L konfiguraacutecioacute)peptidek enzimektermeacuteszetes szeacutenhidraacutetok (elsősorban D konfiguraacutecioacute)gyoacutegyszerek

Az első kiraacutelis vegyuumllet kialakulaacutesa

az elemi reacuteszek gyenge koumllcsoumlnhataacutesaacutenakiraacutenyfuumlggeacuteseacutevel van kapcsolatban

autokataliacutezis

a termeacuteszet nem tuumlkoumlrszimmetrikus (a termeacuteszet homokiraacutelis)

Oslash125

Az optikai aktivitaacuteseredete szeacutenhidraacutetokkiralitaacutescentrumaacutenakkieacutepuumlleacutese a termeacuteszetben

Oslash126

Oslash127

• Slide Number 1
• Slide Number 2
• Slide Number 3
• Slide Number 4
• Slide Number 5
• Slide Number 6
• Slide Number 7
• Izomeacuteria
• Slide Number 9
• Slide Number 10
• Slide Number 11
• Slide Number 12
• Slide Number 13
• Slide Number 14
• Slide Number 15
• Slide Number 16
• Slide Number 17
• Slide Number 18
• Szerkezeti izomeacuteria
• Slide Number 20
• Slide Number 21
• Slide Number 22
• Slide Number 23
• Slide Number 24
• A tautomeacuteria tiacutepusai
• Slide Number 26
• Slide Number 27
• Slide Number 28
• Slide Number 29
• Slide Number 30
• Sztereoizomeacuteria
• Slide Number 32
• Slide Number 33
• Slide Number 34
• Slide Number 35
• Slide Number 36
• Slide Number 37
• Slide Number 38
• Slide Number 39
• Slide Number 40
• Slide Number 41
• Slide Number 42
• Slide Number 43
• Slide Number 44
• Slide Number 45
• Slide Number 46
• Slide Number 47
• Tovaacutebbi kiralitaacutes tiacutepusok
• Slide Number 49
• Slide Number 50
• Slide Number 51
• Slide Number 52
• Slide Number 53
• Slide Number 54
• Slide Number 55
• Slide Number 56
• Slide Number 57
• Toumlbb kiralitaacuteskoumlzpont
• Slide Number 59
• Slide Number 60
• Slide Number 61
• Slide Number 62
• Slide Number 63
• Slide Number 64
• Slide Number 65
• Slide Number 66
• Slide Number 67
• Slide Number 68
• Slide Number 69
• Slide Number 70
• Slide Number 71
• Slide Number 72
• Slide Number 73
• Slide Number 74
• Slide Number 75
• Konfiguraacutecioacutes izomeacuteria
• Slide Number 77
• Slide Number 78
• Slide Number 79
• Slide Number 80
• Slide Number 81
• Slide Number 82
• Slide Number 83
• Slide Number 84
• Slide Number 85
• Slide Number 86
• Slide Number 87
• Slide Number 88
• Slide Number 89
• Slide Number 90
• Slide Number 91
• Slide Number 92
• Slide Number 93
• Slide Number 94
• Slide Number 95
• Slide Number 96
• Slide Number 97
• Slide Number 98
• Slide Number 99
• Slide Number 100
• Slide Number 101
• Slide Number 102
• Slide Number 103
• Slide Number 104
• Slide Number 105
• Slide Number 106
• Slide Number 107
• Slide Number 108
• Slide Number 109
• Slide Number 110
• Slide Number 111
• Slide Number 112
• Slide Number 113
• Slide Number 114
• Slide Number 115
• Slide Number 116
• Slide Number 117
• Slide Number 118
• Slide Number 119
• Slide Number 120
• Slide Number 121
• Slide Number 122
• Slide Number 123
• Slide Number 124
• Slide Number 125
• Slide Number 126
• Slide Number 127

Konstituacutecioacutes izomerek

Azonos oumlsszegkeacuteplet kuumlloumlnboumlző oumlsszekapcsoltsaacuteg

Konformaacutecioacutes izomerek

A konformaacutecioacutes izomerek egyszeres koumlteacutes(ek) koumlruumlli rotaacutecioacuteval (vagy pszeudorotaacutecioacuteval) egymaacutesba alakiacutethatoacutek

Keacutet szomszeacutedos (szeacuten)atom szubsztituenseinek egymaacuteshoz valoacute viszonya

Konfiguraacutecioacutes izomerek

A konfiguraacutecioacutes izomerek egyszeres koumlteacutes(ek) koumlruumlli rotaacutecioacuteval nem alakiacutethatoacutek egymaacutesba

Egy adott (szeacuten)atomon levő csoportsorrend

14

Alfa helyzetű szubsztituens Beacuteta helyzetű szubsztituens

pszeudorotaacutecioacuteaxiaacutelis ekvatoriaacutelis

Konformaacutecioacute

Konfiguraacutecioacute

Konstituacutecioacute

pszeudorotaacutecioacute

15

transz cisz

H

H

H

H

transz ciszdekalin

12-dimetilciklohexaacuten

Konfiguraacutecioacute

16

COOH

COHH3C

H

SCOOH

CHO CH3

HR

L-(+)-tejsav D-(-)-tejsav

fumaacutersavmaleinsav

C

C

HOOC H

H COOH

C

C

H COOH

H COOH

Citromsav ciklus (Szent-Gyoumlrgyi-Krebs ciklus)

izomszoumlvet tejsavas erjedeacutes

17

(Az izomerek leacutetkeacutepesseacutege fuumlgg a koumlztuumlk leacutevő energiagaacutet nagysaacutegaacutetoacutel)

AtropizomeacuteriaCsavart kaacutedakGauche konformerekAntiklinaacutelis konformerek

Koumlteacutesmenti rotaacutecioacuteval egymaacutesba alakiacutethatoacutek

Koumlteacutesmenti rotaacutecioacuteval nem alakiacutethatoacutek egymaacutesba

Koumlteacutesmenti rotaacutecioacuteval nem alakiacutethatoacutek egymaacutesba

Cisz-transz (geometriai) izomerek

Koumlteacutesmenti rotaacutecioacuteval egymaacutesba alakiacutethatoacutek

Fedeacutesbe nem hozhatoacute tuumlkoumlrkeacutepi paacuterok

Kuumlloumlnboumlző vegyuumlletek azonos oumlsszegkeacuteplettel

KONSTITUacuteCIOacuteS IZOMEREK

(szerkezeti vagy struktuacuterizomerek)Az atomok kapcsoloacutedaacutesi sorrendje elteacuterő

TAUTOMEREK

Ugyanaz a vegyuumllet keacutetfeacutele szerkezettel reagaacutel

SZTEREOIZOMEREK

Azonos konstituacutecioacute elteacuterotilde teacuterbeli elrendeződeacutes

Alkaacutenok rotaacutecioacutes izomereiCiklohexaacuten szeacutek-kaacuted izomerei

keto-enol tautomeacuterialaktim-laktaacutem tautomeacuteriagyűrű-laacutenc tautomeacuteria

(Optikai izomerek) Kiraacutelis vegyuumlletek

Nem enantiomerek

Toumlbb kiralitaacutescentrumot tartalmazoacute vegyuumlletekBizonyos atomoknak egy meghataacuterozott

siacutekhoz viszonyiacutetott relatiacutev helyzeteacuteben kuumlloumlnboumlznek

Kettős koumlteacuteses vegyuumlletek Z - E izomeacuteriaacutejaDiszubsztituaacutelt cikloalkaacutenok cisz - transz izomeacuteriaacutejaKondenzaacutelt gyűrűs bicikloalkaacutenok cisz - transz izomeacuteriaacuteja

Centraacutelis kiralitaacutesHelikaacutelis kiralitaacutesAxiaacutelis kiralitaacutes

AlleacutenizomerekSpirovegyuumlletek

KIRAacuteLIS DIASZTEREOMEREK

AKIRAacuteLIS DIASZTEREOMEREK

DIASZTEREOMEREK ENANTIOMEREK

KONFORMAacuteCIOacuteS ENANTIOMEREK

KONFIGURAacuteCIOacuteS ENANTIOMEREK

KONFIGURAacuteCIOacuteSDIASZTEREOMEREK

KONFORMAacuteCIOacuteSDIASZTEREOMEREK

Izomeacuteria

18

Szerkezeti izomeacuteria

19

CH3OCH3 CH3CH2OH

Szerkezeti izomeacuteria

Regioizomeacuteria

Szeacutenvaacutez izomeacuteria CH3CH2CH2CH2CH3 CH3CHCH2CH3

CH3

CH3CCH3

CH3

CH3

H2C CHCH2CH2CH3 CH3CH CHCH2CH3

CH3CH2CH2Cl CH3CHCH3

Cl

Funkcioacutes csoport izomeacuteria

20

OCH3

Br2

FeBr3

OCH3

Br

+

OCH3

Br

OCH3

Br

+

haacuterom regioizomer termeacutek

CC

H

H

CH3

CC

H

H

H

Br CH3

+C

C

Br

H

H

H CH3

HBr

keacutet regioizomer termeacutek

Regioizomeacuteria

Keacutet regioizomer termeacutek keletkezhet dehellipSzelektivitaacutes

Haacuterom regioizomer termeacutek keletkezhet dehellipSzelektivitaacutes

21

H3C CH2 CH2 CH3 H3C CH CH3

CH3

n-butaacuten i-butaacuten

H2C CH2

CHCH3

H2C CH2

H2C CH2

metilciklopropaacuten ciklobutaacuten

22

A compound with the general formula CnH2n contains one double-bond equivalent ndasheither one double bond or one ring

CH3 CH2 CH CH2CH2 CH2

CH2 CH2

an alkane a cycloalkane

A compound with the general formula CnH2n-2 might have one triple bond two ringstwo double bonds or one ring plus one double bond We can say that the formulaCnH2n-2 represents a structure with two double-bond equivalents

Three of many possible structural isomers for C8H14

CH3 (CH2)5 C CH

one triple bond two rings

CH2CH3

one double bondand one ring

23

Tautomeacuteriaegy hidrogeacutenatom eacutes egy kettőskoumlteacutes helyzeteacuteben kuumlloumlnboumlznek ndash a hidrogeacutenatom

mozgeacutekony iacutegy gyors eacutes reverziacutebilis protoncsere valoacutesul meg

Protomeacuteria eacutes elektromeacuteria egyszerre van jelen

CH

HH

C

O

COOH C CH

H OH

COOH

Oxo-enol tautomerek

Tautomeacuteria

Kezelhető szerkezeti izomerkeacutent

24

A tautomeacuteria tiacutepusai

25

1) alacsonyabb pKa eacuterteacutek2) konjugaacutelt rendszer3) hidrogeacuten kelaacutet (6 elektron)

Oxo-enol tautomeacuteria

O OH

CH3H3C

H2C

H

C

O

CH3 H2C C CH3

O H

enoloxo

pKa 20

9999975 000025

F2C C

O H

CF3 F2C

H

C

O

CF3

OH O

H

CH3 C

O

CH C

O

CH3

H

CH3 C

O

CH C

O

CH3

H

pKa 9

20 80

200oC 3oacute

O

O

H

OH

O 26

NH2R C

Y Y

NHR C

H

Y= O S NR1

a)

b)

NH2

NHR1

R2N CNH

NHR1

R2HN CNH2

NR1

R2HN C

Savamid-imidsav eacutes rokon rendszerektautomeacuteriaacuteja

Guanidin-szaacutermazeacutek27

XH

N NH

X

Prototroacutepia (hetrociklusoknaacutel)

N NH

XH X

HN NH

X

HN NH

X

N NH

XH

HN N

XH

dominaacutens forma

28

α anomer izaacutecioacute

-D-Glcfβ-D-Glcfα

βO

OH

CH2OHHO OH

OHOH

O

OH

CH2OHHO

OH

HO

OHCHO

OHHOH2C

HO

β

D-Glcpβminus-D-Glcpα

α

OHOH2C

HOHO

OHOH

OHO

HOH2C

HOHO

OH

Gyűrű-laacutenc tautomeacuteria

De nem koumlzvetlenuumll

29

N OC

O

CH3N OC

O CH3

Szubsztituens tautomerizaacutecioacute

NN

N N N N

NN

N NN

N

Vegyeacuterteacutek izomerizaacutecioacute

Oslash30

Sztereoizomeacuteria

31

Sztereoizomeacuteria

Konfiguraacutecioacuteaz atomok koumllcsoumlnoumls teacuterbeli elrendeződeacutese az egyszereskoumlteacutesek koumlruumlli elfordulaacutest (aacuteltalaacuteban) nem veszi figyelembe

Konformaacutecioacuteegyszeres koumlteacutesek koumlruumlli elforgataacutes amelynek soraacuten konformerek joumlnnek leacutetre

Konfiguraacutecioacutes eacutes konformaacutecioacutesenantiomerekdiasztereomerek

32

COOH

COOH

mcisz transz transz

izomeacuteriageometriaiizomeacuteria

optikai izomeacuteria

COOHHOOC COOH

HOOC COOH

HOOC

poziacutecioacutes

SztereoizomeacuteriaSzerkezeti izomeacuteria

Helyzeti izomeacuteria

33

Enantiomerekegymaacutessal fedeacutesbe nem hozhatoacute tuumlkoumlrkeacutepi paacuterok

azonos internukleaacuteris taacutevolsaacutegkuumlloumlnboumlző csoportsorrend (konfiguraacutecioacute)

Diasztereomereknem enantiomerek (lehetnek akiraacutelisak is)nincsenek egymaacutessal tuumlkoumlrkeacutepi viszonyban

azonos oumlsszekapcsoltsaacutegkuumlloumlnboumlző internukleaacuteris taacutevolsaacuteg

34

C CH3C

Cl

C

H

CH3

BrH

C CCl

H3C

C

H

CH3

BrH

C CH3C

Cl

C

H

CH3

HBr

C CCl

H3C

C

H

CH3

HBr

E R

E S

Z R

Z S

Enantiomerek Enantiomerek

Diasztereomerek

Diasztereomerek

Diasztereomerek

Diasztereomerek

Oslash35

Kiraacutelis vegyuumlletek kiraacutelis koumllcsoumlnhataacutesok

termeacuteszetes aminosavak (főkeacutent L konfiguraacutecioacute)peptidek enzimek

termeacuteszetes szeacutenhidraacutetok (D konfiguraacutecioacute)

gyoacutegyszerek (sok esetben kiraacutelis molekulaacutek)

gyoacutegyszer-receptor koumllcsoumlnhataacutes

Sztereokeacutemia jelentőseacutege

Oslash36

Journal of

Chemical Education

ISSN 0021-9584

Volume 73 Number 6June 1996

Oslash37

Journal ofChemical Education

ISSN 0021-958413

Volume 73 Number 6June 199613

13

13

Oslash38

Kiralitaacutes

A kiraacutelis taacutergyak tuumlkoumlrkeacutepuumlkkel nem hozhatoacutek fedeacutesbe sem rotaacutecioacutes semtranszlaacutecioacutes mozgaacutessal (kiveacuteve a molekulaacuten beluumlli rotaacutecioacute lehetőseacutegeacutet)

A kiralitaacutes szerkezeti felteacutetelea taacutergynak ne legyen tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengelye

Tiacutepusok

Centraacutelis kiralitaacutes ndash sztereogeacuten centrum (R S D L)egy kiraacutelis (szeacuten)atomtoumlbb kiraacutelis szeacutenatom

Axiaacutelis kiralitaacutes ndash tengely koumlruumlli elhelyezkedeacutes (R S)alleacutenizomeacuteria spirovegyuumlletek atropizomeacuteria

Planaacuteris kiralitaacutes ndash siacutekhoz viszonyiacutetott helyzet (P pR M pS)csavart kaacutedak transz cikloalkeacuten

Helikaacutelis kiralitaacutes ndash nem siacutekbeli csavarvonalak (P M)alkaacuten konformerek (gauche antiklinaacutelis)heliceacutenek

39

Azonos minőseacutegi mennyiseacutegi oumlsszeteacutetel moacuteltoumlmeg konstituacutecioacute de kuumlloumlnboumlző teacuterbeli sorrend

Cl

F BrH

R S

Cl

FBrH

konfiguraacutecioacutejeloumlleacutes (+) (ndash) = d l D L R S

40

Azonos minőseacutegi mennyiseacutegi oumlsszeteacutetel moacuteltoumlmeg konstituacutecioacute de kuumlloumlnboumlző teacuterbeli sorrend

C

l

F

B

r

H

R

S

C

l

F

B

r

H

konfiguraacutecioacutejeloumlleacutes(+) (ndash) = d ld l R S

_1063020419

2

1

3

X4

1

X4

23

1

X4

32

(R) (S)

CC

2

1

3

I

BrCl

4F

2

1

3

OH

DT

4H C

OH

H

DT

(R)(S)

41

(R)

HCC

C CHH

HO H

CCC

H HC H

CHH3C

H

HH

H

H

C

Cl HH H

HH

1 4

3

2

1 oumlvezet2 oumlvezet

3 oumlvezet

4 oumlvezet

H

42

CH

OHCH3

CH3CH2

(R)-butaacuten-2-ol (S)-butaacuten-2-ol

180o-os forgataacutes

CH

OHCH3

CH3CH2

CH

OHCH3CH2

CH3

CH

HOCH2CH3

CH3

CH

OHCH3CH2

CH3

A kiralitaacutes az atomok egy pont (sztereogeacuten centrum kiralitaacutescentrum aszimmetriacentrum)koumlruumlli elrendeződeacuteseacutenek koumlvetkezmeacutenye A kiralitaacutest leacutetrehozoacute szerkezeti elemek elrendeződeacuteseegy koumlzpontra vonatkoztathatoacute Egy X centraacutelis atomhoz neacutegy kuumlloumlnboumlző ligandum kapcsoloacutedik a tuumlkoumlrkeacutepek nem hozhatoacutek fedeacutesbe a keacutet konfiguraacutecioacutes izomer enantiomer viszonyban van egymaacutessalSztereogeacuten centrum ndash Egy sp3 szeacutenatom (vagy maacutes atom) 4 kuumlloumlnboumlző ligandumot tartalmaz

Centraacutelis kiralitaacutes

43

Optikai izomeacuteria

Optikai izomerek olyan sztereoizomerek amelyek optikai forgatoacutekeacutepesseacutegbenkuumlloumlnboumlznek

Centraacutelis kiralitaacutes

Sztereogeacuten centrum aacutebraacutezolaacutesaperspektiacutevikus (teacuterszerkezeti)proiciaacutelt (vetiacutetett)

keacuteplettel (Fischer projekcioacute)

L

COOH

CH3H2NH

R

D

COOH

CH3 NH2H

S

intermolekulaacuteristuumlkoumlrsiacutek

COOH

CH3

H NH2

COOH

CH3

H2N H

44

Optikai aktivitaacutesAzok a vegyuumlletek melyek a siacutekban polarizaacutelt feacuteny siacutekjaacutet elforgatjaacutek optikailag aktiacutevakJobbra forgataacutes (oacuteramutatoacuteval azonos) jele (+) balra forgataacutes (oacuteramutatoacuteval ellenteacutetes) jele (-)

Azok a molekulaacutek keacutepesek optikai forgatoacutekeacutepesseacuteg leacutetrehozaacutesaacutera melyek mindenkonformaacutecioacuteja kiraacutelisHa egy kiraacutelis vegyuumlletnek csak egyik enantiomerje van jelen a vegyuumllet optikailag aktiacutev(elforgatja a polarizaacutelt feacuteny siacutekjaacutet) Ha a keacutet enantimer ekvimolaacuteris elegye (racemaacutet) van jelen a tuumlkoumlrkeacutepi paacuterok kompenzaacutecioacuteja miatt nincs makroszkoacutepikus forgataacutes

Oslash45

Fresnel elmeacutelete szerint a siacutekban polarizaacutelt feacuteny keacutet ellenteacutetes iraacutenyaacutebacirkulaacuterisan polarizaacutelt komponensből tevődik oumlssze Optikailag aktiacutev koumlzegbenaz egyik cirkulaacuteris komponens lassabban halad mint a maacutesik ezeacutert aztaacutenamikor kileacutepnek a koumlzegből eltoloacutedott faacutezisban oumlsszegeződnek uacutejra s eza polarizaacutecioacute siacutekjaacutenak elfordulaacutesaacuteban nyilvaacutenul meg Az optikailag aktiacutev anyagmolekulaacutei kuumlloumlnboumlző meacuterteacutekű koumllcsoumlnhataacutesba leacutepnek a jobbra eacutes a balracirkulaacuteris feacutenysugaacuterral A cirkulaacuterisan polaacuterozott feacuteny uacutegy jellemezhető hogya feacutenysugaacuter menteacuten az elektromaacutegneses teret leiacuteroacute elektromos eacutes maacutegnesesvektorok veacutegpontjai egy jobb vagy bal menetű csavarvonalon helyezkednek el

Optikai aktivitaacutes meacutereacutese

polarimetertube

Polarizerfixed Nicolprism

Plane-polarizedlight

Solution of opticallyactive material

Plane ofpolarizationhas undergonea rotation

Analyizermovable Nicolprism

ViewerUnpolarizedlight fromsource

Oslash46

siacutekban polarizaacutelt feacuteny

polarizaacuteloacute lencse (Nicol prizma)

normaacutel feacuteny

a)

b)

c)

x

z

z

z

siacutekban polaacuterozott feacuteny P eacutes M helicitaacutesuacutecirkulaacuterisan polaacuterozott feacuteny

minta

x

z

α

z

x

Oslash47

Tovaacutebbi kiralitaacutes tiacutepusok

48

Sztereogeacuten centrum jelenleacutete nem szuumlkseacuteges sem nem eleacutegseacuteges felteacutetele a kiralitaacutesnak

Nem szuumlkseacuteges peacuteldaacuteul axiaacutelis kiralitaacutes planaacuteris kiralitaacutes

Axiaacutelis kiralitaacutes A kiralitaacutes az atomok egy tengely koumlruumlli elrendeződeacuteseacutenek koumlvetkezmeacutenye

Alleacutenek kiralitaacutesa

Planaacuteris kiralitaacutes A kiralitaacutes az atomok egy siacutek koumlruumlli elhelyezkedeacuteseacutenek koumlvetkezmeacutenye

Helikaacutelis kiralitaacutes Csavarvonal (spiraacutelis) szerkezetű molekulaacutekPl DNS kettős heacutelixe polipeptidek kettős α-heacutelixe

C C CH

ClHCl CCC

H

ClHCl

COOH

CH3

CrOC

OCOC

CrCO

COCO

COOH

CH3

49

R S

HOOC

Br

COOH

Br6

2

6

2COOH

Br

HOOC

Br

tuumlkoumlrsiacutek

C

Br

COOHBr1

2

3 4

HOO c2COOH

Br

BrHOOC

c2

1

2

34

Atropizomeacuteria

50

Axiaacutelis kiralitaacutes

R-konfiguraacutecioacute

51

C CH

H3CC

H

CH3

CCH

CH3C

H

H3C

NH

HN

NH

NH

tuumlkoumlrsiacutek

Nem minden kiraacutelis molekula rendelkezik aszimmetria centrummal

52

Cukor Foszfor atom Oslash53

Konformaacutecioacutes enantiomerek

P M

Helikaacutelis kiralitaacutes

Konfiguraacutecioacutes enantiomerek

P M

Heptaheliceacuten n-Butaacuten

54

Oslash55

56

Feheacuterjeacutek teacuterszerkezete

Oslash

57

Nukleinsavak teacuterszerkezete

Oslash

Toumlbb kiralitaacuteskoumlzpont

58

Toumlbb aszimmetria centrumot tartalmazoacute vegyuumlleteklehetseacuteges sztereoizomereinek szaacutema

A nem enantiomeacuteria viszonyban aacutelloacute sztereoizomerek

diasztereomerek

Ha az n db aszimmetria centrum koumlzoumltt vannak azonosak a fuumlggetlen sztereoizomerek szaacutema lt 2n

mezo-forma nem kiraacutelis

2n

59

CH3CH3

HO H

OHHCH3

H3COHH

HO H

CH3CH3

HO H

HHOCH3

H3COHH

H OH

CH3CH3

HO H

OHH

180o forgataacutes

mezo-23-butaacutendioltuumlkoumlrkeacutepi paacuterok fedeacutesbe hozhatoacutek - akiraacutelis

(2R3R)-23-butaacutendiol (2S3S)-23-butaacutendiol

CH3 CH3

H HHO OH

Egyetlen sztereogeacuten centrumot tartalmazoacute molekula mindig kiraacutelis desztereogeacuten centrum jelenleacutete nem szuumlkseacuteges sem nem eleacutegseacuteges felteacutetele a kiralitaacutesnak

Nem eleacutegseacuteges toumlbb sztereogeacuten centrumot tartalmazoacute molekula lehet akiraacutelisPeacutelda

60

Nem minden olyan molekula kiraacutelis amely aszimmetria centrumokkal rendelkezik

Nem minden kiraacutelis molekula rendelkezik aszimmetria centrummal

axiaacutelis kiralitaacutes 13-diszubsztituaacutelt alleacuten planaacuteris kiralitaacutes spirovegyuumlletek koumlreacuteben

mezo vegyuumlletek cisz-12-azonosandiszubsztituaacutelt ciklopropaacuten

Oslash61

COOHH

HHOOC

CH3H

H3C HS2

COOH

HHO

H OH

COOH

S2

COOHH

HHOOC

HH

H H

borkősav

Newman (fűreacuteszbak) projekcioacuteKonformatiacutev

62

Fisher projekcioacuteval aacutebraacutezolt L- eacutes D-borkősav

mezo-borkotildesav

COOHCH OHCCOOH

OHH

COOHCHO HCCOOH

HHO

szotildelotildesav

COOHCH OHCCOOH

HHO

COOHCHO HCCOOH

OHH

L-(+)-borkotildesav D-(-)-borkotildesav

63

Oslash64

Cl

H

H

H

Cl

H

H

Cl

H

H

Cl

H

Cl

H

H

H

H

Cl

mezo SS RR

cisz transz

Nem minden olyan molekula kiraacutelis amely aszimmetria centrumokkal rendelkezik

65

Szimmeriaelemek(szimmetria azonos meacuteret)

Akkor mondjuk hogy egy taacutergy szimmetriaelemmel rendelkezik ha a megfelelőszimmetriaművelet (tuumlkroumlzeacutes forgataacutes inverzioacute) a taacutergyat az eredetivel fedeacutesbehozhatoacute alakzattaacute konvertaacutelja

Pontcsoport ndash meghataacuterozott taacutergyra vonatkozoacute szimmetriaműveletek oumlsszesseacutege

szimmetriasiacutek (σ) a molekulaacutet keacutet olyan feacutelre bontja amelyek egymaacutesnak pontostuumlkoumlrkeacutepei (Szimmetriasiacutekot tartalmazoacute molekula akiraacutelis de a siacutek hiaacutenya nem okozkiralitaacutest)

n-ed rendű forgaacutesi szimmetriatengely (Cn) a molekulaacutet a tengely koumlruumll 360degnszoumlggel elforgatva az eredetitől megkuumlloumlnboumlzhetetlen molekulaacutet kapunk

szimmetriacentrum (inverzioacutes centrum) (Ci) a molekula baacutermely elemeacutet aszimmetriacentrummal oumlsszekoumltve eacutes az ellenkező iraacutenyba azonos taacutevolsaacutegrameghosszabbiacutetva azonos elemhez jutunk (Szimmetriacentrumot tartalmazoacutemolekula akiraacutelis de hiaacutenya nem okoz kiralitaacutest)

n-ed rendű tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengely (Sn) a molekulaacutet 360degn szoumlggel elforgatvaeacutes a tengelyre merőleges siacutekra tuumlkroumlzve az eredetitől megkuumlloumlnboumlzhetetlenmolekulaacutet kapunk (Tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengelyt tartalmazoacute molekula akiraacutelishiaacutenyaacuteban a molekula kiraacutelis) 66

C CCH3

H

H

CH3180o C C

CH3

H

CH3

H360o

siacutek

tengely

siacutek

tengely

Keacutetfogaacutesuacute tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengely Egyfogaacutesuacute tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengely

Szimmetriacentrum Szimmetriasiacutek

Tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengelyValamely taacutergy akkor jellemezhető Sn azaz n-ed rendű tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengellyel ha annak baacutermely pontjaacutet a tengely koumlruumll 360n fokos szoumlggelelfordiacutetva eacutes a tengelyre merőlegesen fektetett siacutekon keresztuumll tuumlkroumlzve az eredetiobjektumot kapjuk meg (n szuumlkseacutegkeacuteppen paacuteros vagy 1)

Az S1-tengely szimmetriasiacutekkal (σ) az S2-tengely viszont szimmetriacentrummal (Ci) egyeneacuterteacutekű

A szimmetriacentrumon aacutethaladoacute baacutermely egyenesen a centrumtoacutel egyenlő taacutevolsaacutegban azonos elemek talaacutelhatoacutek

Akiraacutelis molekulaacutek

67

szimmetriasiacutek (m S1) forgaacutesi szimmetriatengely (Cn) szimmetriacentrum (Ci S2)

Szimmetrikus + +

Szimmetrikus + -

Koumlzeacuteppontosan - + szimmetrikus

Disszimetrikus - + - (kiraacutelis)

Aszimmetrikus - - - (kiraacutelis)

Szimmetriaelem művelet

Szimmetriasiacutek tuumlkroumlzeacutes

Szimmetriatengely forgataacutes

Szimmetriacentrum inverzioacute

Szimmetriaelem művelet

Azonossaacuteg vaacuteltozatlanulhagyaacutes

Tuumlkroumlzeacutesi forgataacutes eacutesszimmetriatengely (giroid) tengelyre merőleges

tuumlkroumlzeacutesOslash68

Oslash69

Oslash70

Oslash71

Oslash72

1 Atomic number2 Atomic mass3 Z gt E4 R gt S5 Spheres6 Single-bond equivalencies

Cahn-Ingold-Prelog nomenclature system

Sequence rules for order of priority

1 If the atoms in question are different the sequence order is by atomic number with theatom of highest atomic number receiving the highest priority

F lt Cl lt Br lt I

increasing priority

2 If two isotopes of the same element are present the isotope of higher mass receivesthe higher priority

H lt D

increasing priority73

5 If two atoms are identical the atomic numbers of the next atoms are used for priorityassignment If these atoms also have identical atoms attached to them priority isdetermined at the first point of difference along the chain The atom that has attached to itan atom of higher priority has the higher priority (Do not use the sums of the atomic numbersBut look for the single atom of highest priority)

74

6 Atoms attached by double or triple bond are given single-bond equivalencies so that theycan be treated like single-bonded groups in determining priority Each doubly bonded atom isduplicated (or triplicated for triple bonds)

R C

O

OH

Structure Equivalent for priority determination

R C

O

O

OH

C

R C N R C

N

N

NC

C

75

Konfiguraacutecioacutes izomeacuteriaUgyanaz a vaacutez konnektivitaacutes de elteacuterő teacuterbelielrendeződeacutes (valamilyen szimmetria-rendezőhoumlz valoacuteviszony)

Nem alakiacutethatoacutek egymaacutesba kovalens koumlteacutes elszakiacutetaacutesaeacutes uacutejrakeacutepződeacutese neacutelkuumll

optikai izomerek (optikai aktivitaacutes) R Sgeometriai izomerek cisz-transz E-Z

76

Konfiguraacutecioacutes diasztereomerekFizikai eacutes keacutemia tulajdonsaacutegaik elteacuternek

Konfiguraacutecioacutes enantiomerekFizikai eacutes keacutemiai tulajdonsaacutegaikazonosak kiveacutevebull azonos meacuterteacutekű de ellenteacutetesiraacutenyuacute optikai forgatoacutekeacutepesseacutegbull elteacuterő reaktivitaacutes maacutes kiraacutelis vegyuumlletekkel valoacute reakcioacuteban

C

C

Cl

Cl H

HC

C

H

Cl H

Cl

cisz-12-dikloacutereteacuten transz-12-dikloacutereteacuten

Br Cl

Cl BrF F

Cl Br

Br FF Cl

(R) (R) (S) (R)

CH

OHCH3CH2

CH3

CH

HOCH2CH3

CH3

CH

OHCH3CH2

CH3

CH

OHCH3

CH3CH2

180o-os forgataacutes

(R)-butaacuten-2-ol (S)-butaacuten-2-olfp 995 oC 995 oCd4

20 0808 0808nD

20 1397 1397[α]D

25 -1352o +1352o

(R)-butaacuten-2-ol (S)-butaacuten-2-ol

CH

OHCH3

CH3CH2

77

Elegykristaacutely

bullveacuteletlenszerűen tartalmazza mindkeacutet enantiomertbulla tiszta enantiomerek eacutes az enantiomer kevereacutekek tulajdonsaacutegai azonosak

Konglomeraacutetum

bullcsak az egyik vagy a maacutesik enantiomert tartalmazzabullaz enantiomerek mechanikusan is elkuumlloumlniacutethetők egymaacutestoacutel

Molekulavegyuumllet

bulla keacutet enantiomer a kristaacutelyban 11 araacutenyban fordul elő (raceacutem elegy)bulla raceacutem elegy eacutes az enantiomerek olvadaacutespontja kuumlloumlnboumlző

bullakiraacutelis koumlruumllmeacutenyek koumlzoumltt megegyező fizikai eacutes keacutemiai tulajdonsaacutegokbullkiraacutelis koumlruumllmeacutenyek koumlzoumltt elteacuterő (kiraacutelis molekulaacutek polarizaacutelt feacuteny)bullenantiomerek koumlzoumltti 3 fő koumllcsoumlnhataacutes

elegykristaacutely keacutepzeacuteskonglomeraacutetum keacutepzeacutesmolekulavegyuumllet keacutepzeacutes

Enantiomerek

78

Enantiomerek egyeacuteb kevereacutekeit az uacutegynevezett bdquoenantiomeric excessrdquo (ee) [enantiomerfelesleg] eacuterteacutekkel jellemezzuumlk (R) eacutes (S) a megfelelő enantiomerek mennyiseacutege a kevereacutekben

A komponensek mennyiseacutegeacutenek meghataacuterozaacutesaKiraacutelis oszlopkromatigraacutefia (enantiomerek elvaacutelasztaacutesa)NMR spektroszkoacutepia

ee =(R) - (S)(R) + (S) 100

Enantiomer felesleg

Az enantiomerfelesleg az aszimmetrikus szinteacutezis sikeresseacutegeacutenek egyikmeacuterőszaacutema Diasztereomerek kevereacuteke eseteacuten hasonloacute moacutedon definiaacuteljaacutek eacuteshasznaacuteljaacutek a diasztereomer felesleg eacutes a szaacutezaleacutekos diasztereomer feleslegfogalmaacutet

Egy 70 R eacutes 30 S izomert tartalmazoacute minta enantiomerfeleslege peacuteldaacuteul40 Ezt az anyagot uacutegy is tekinthetjuumlk mint 40 tiszta R izomer eacutes 60 raceacutemelegy (mely a teljes mennyiseacuteghez 30 R eacutes 30 S izomerrel jaacuterul hozzaacute)kevereacuteke 79

C

C

HOOC

HOOC

H

HOH

OH

S

R

C

C

HOOC

HOOC

OH

HH

OHR

RC

C

COOH

COOH

HO

HH

HOS

S

intramolekulaacuteristuumlkoumlrsiacutek

diasztereomerek diasztereomerek

enantiomerek

COOH

CH3H2NH

R

COOH

CH3 NH2H

S

enantiomerek

Enantiomerek eacutes diasztereomerek

80

C

NH2

COOHHH3C C

CH2SH

COOHH2NH

Ala Cys

Aacutebraacutezolja Fischer keacuteplettel az alaacutebbi perspektivikus keacuteplettel megadott aminosavakat

CH3

COOH

H2N H

CH2SH

COOH

H2N H

Ala Cys

S R

L L81

CNH2H

H3C

COOH

C

COOH

CH2SHH2NH

CCH3H

H2N

COOH

C

COOH

CH2SHHH2N

C

NH2

COOHHH3C

C

CH2SH

COOHH2NH

CH3

COOH

H2N H

CH2SH

COOH

H2N H

82

Enantiomerek eacutes mezo vegyuumlletek

Pszeudoaszimmetria

C

C

HOOC

HOOC

H

HOH

OH

S

R

C

C

HOOC

HOOC

OH

HH

OHR

RC

C

COOH

COOH

HO

HH

HOS

S

intramolekulaacuteristuumlkoumlrsiacutek

diasztereomerek diasztereomerek

enantiomerek

C

C

C

COOH

COOH

HO H

OHH

H OHR

R

C

C

C

COOH

COOH

H OH

HHO

HO HS

S

enantiomerek

optikailag aktiacutevak

C

C

C

COOH

COOH

H OH

OHH

H OHR

S

C

C

C

COOH

COOH

H OH

HHO

H OHR

S

optikailag inaktiacutevak

r s

83

COOH

COOH

COOHHOOC COOH

HOOC COOH

HOOC

mcisz transz transz

szerkezetiizomeacuteria

geometriaiizomeacuteria

optikai izomeacuteria

84

R

RHOH

akiraacutelisszeacutenatom

R

SHOH

rS

RHOH

s

RgtS r s

(S)

(S)

pszeudoaszimmetriaacutes szeacutenatom

akiraacutelis molekulamezo vegyuumllet

akiraacutelisC2 forgaacutesi szimmetriatengely

kiraacutelis

HOOC COOH

Br

m

HOOC COOH

m

HOOC

COOH

pro-pszeudoaszimmetriaacutes szeacutenatom

85

Kiraacutelis molekulaacutekon beluumll is sok esetben talaacutelhatoacute pszeudo-aszimmetriacentrum amennyiben a keacutet enantiomorf ligandum mellett tovaacutebbi aszimmetrikus ligandum is kapcsoloacutedik a centrumhoz (peacuteldaacuteul atropin eacutes szaacutermazeacutekai)

gytszptehuhudownloadindex16630

Oslash86

Mezo-forma a) mindig akiraacutelisb) mindig kell lennie kiraacutelis disztereomerjeacutenek is

gytszptehuhudownloadindex16630

C

C

HOOC

HOOC

H

HOH

OH

S

R

C

C

HOOC

HOOC

OH

HH

OHR

RC

C

COOH

COOH

HO

HH

HOS

S

intramolekulaacuteristuumlkoumlrsiacutek

diasztereomerek diasztereomerek

enantiomerek

Oslash87

gytszptehuhudownloadindex16630

A pszeudo-aszimmetriacentrumok konfiguraacutecioacutejaacuteban elteacuterő izomerekegymaacutessal diasztereoizomer viszonyban aacutellnak

rC

C

C

COOH

COOH

H OH

OHH

H OHR

S

sC

C

C

COOH

COOH

H OH

HHO

H OHR

S Oslash88

Geometriai izomeacuteria

kettős koumlteacutesű vegyuumlletekneacutelciklusos vegyuumlletekneacutel

C CH H

CH3H3CC C

H CH3

HH3C

Felteacutetel (olefinekneacutel) egy adott pilleacuteratomon nem lehet keacutet azonos helyettesiacutetőde adott kettőskoumlteacutes keacutet kuumlloumlnboumlző pilleacuteratomjaacuten lehet egy-egy azonos helyettesiacutető(de ezeknek sem kell szuumlkseacutegkeacuteppen azonosaknak lenniuumlk)

Alfa helyzetű szubsztituens Beacuteta helyzetű szubsztituens

Diasztereomerek

89

Configurational isomers

The particular arrangement of atoms (or goups) in space that is characteristic of a given streoisomer

The configurational isomers can not be transformed into each otherwithout breaking and making a covalent bond

- cis-trans Z-E designations geometric isomers- optical isomerism (cf chirality)

H COOH

H COOH

HOOC H

H COOH

Z E

Oslash90

The requirement for geometric isomerism in alkenes is that each carbon atom involvedin the pi bond have two different groups attached to it such as H and Cl or CH3 and Cl

C CH

H

CH2CH3

CH3

C CH

H

CH2CH3

CH3is the same as

C CCH3

H

CH2CH3

CH3

C CH

CH3

CH2CH3

CH3

geometric isomers

If one of the carbons of the double bond has two identical groups such as two H atomsor two CH3 groups the geometric isomerism is not possible

Z E

Higher priority atoms or groups are on the same side of the pi bond Z bdquotogetherrdquo

Higher priority atoms or groups are on opposite sides of the pi bond E bdquoacrossrdquo

(Look at the single atoms directly attached to the double-bond carbon C and not entire-CH2CH2CH3 group)

Oslash91

Cahn-Ingold-Prelog szekvenciaszabaacutelyokalkeacutenekre vonatkozoacutean

Toumlmegszaacutem

C CT

D

H

DE

Rendszaacutem

C CF

Cl

Br

IZ

Z gt E

E

ZZ C C

C

C

H

NC

C

C

H3C

H3C

CH3

HCH3

H

C CH

NC

C

C

CH3

CH3

H

H

Br

Br

E

R

S

RgtS (DgtL)

92

C CH

H3C

CH

CH

CH3

CH3

CH2

Z ltC

HCH3

CH3

C

H

C

C

H

H

HHH

H

C C

H H

H

C

H

C (C)

o

o

o

H

H(C)oo

o

C CH

H3C

CH

CH

CH3

CH2 Br

CH2

E

C

HCH3

CH2Br

C

H

C

H

H

HCBrH

H

gtC C

H H

H

C

H

C (C)

o

o

o

H

H(C)oo

o

(CON) adott atom ismeacutetelt megjeleniacuteteacutese ---o fantomatom

1 2 3C CCCH CHHH C C(C)CH C(C)HH

1 2 3C CCCH BrCHH gt CHHH C C(C)CH C(C)HH 93

transzE

ciszZ

C CH H

C CH

H

transzZ

ciszE

C CBr H

C CH

Br

Oslash94

Konformaacutecioacutes izomeacuteriaUgyanaz a vaacutez konnektivitaacutes de elteacuterő teacuterbelielrendeződeacutes (valamilyen szimmetria-rendezőhoumlz valoacuteviszony)

Kovalens koumlteacutes elszakiacutetaacutesa eacutes uacutejrakeacutepződeacutese neacutelkuumllegymaacutesba alakiacutethatoacutek

Rotaacutecioacutes izomeacuteriaKuumlloumlnboumlző konformaacutecioacute (konformerek rotamerek)

Axiaacutelis kiralitaacutes R SHelikaacutelis kiralitaacutes P M

95

C CCH3H3C

HHHH

C CCH3

CH3 HH

HH

Konformaacutecioacutes diasztereomerek

C CH

CH3 HCH3

HH C C

H

CH3 CH3H

HH

Konformaacutecioacutes enantiomerek

P M

96

szinperiplanaacuteris szinklinaacutelis antiklinaacutelis antiperiplanaacuteris antiklinaacutelis szinklinaacutelis

pszeudorotaacutecioacute

axiaacutelis ekvatoriaacutelis

Konformerek

kiraacutelis kiraacutelisakiraacutelis akiraacutelis

97

C CCH3

CH3 HH

HHC C

CH3H3C

HHHH

Konfiguraacutecioacutes diasztereomerek

Konformaacutecioacutes diasztereomerek

C CH H

CH3H3CCC

HH3C

H CH3

98

- huacutezaacutes (stretch)

- hajliacutetaacutes (bend)

- csavaraacutes (torsion)

O OH

Hr 1r 2

r 2

O OH

H

α

OH

OH

τ (φ)

Oslash99

O OH

H

HOOH

OOH

HE

α30 kcalmol

Hajliacutetaacutes bend

Huacutezaacutes (nyuacutejtaacutes) stretch

disszociaacutecioacute

E

r

~ 90 ~ 50 kcalmol

HOO + H

HO + HO

Oslash100

H

H

H

O OH

H

1 kcalmol

~ 10kcalmol

(torzioacutes szoumlg)τ

Newman projekcioacute

H H

0o 60o 180o 300o 360o

OO

H

H

HHH HH

Oslash101

CH2 CH2Y ZY = Z = H

Y = Z = CH3

etaacuten

n-butaacuten

300o 360o240o180o120o60o0o

0o120o- 60o-180o-240o-300o-360o-

oacutera jaacuteraacutesaacuteval megegyező

oacutera jaacuteraacutesaacuteval ellenteacutetes

ZY

Z

Y

ZY

Z

Y

Z

Y

ZYZY

syn antisynperiplanar synklinal antiklinal antiperiplanar antiklinal synklinal

102

CCH

H H

HH

HH H

H

H

H H

CCH

H H

H

H HH H

HH

HH

0o 120o 240o 360o

12 M

m

M12 M M

mm

Θ

M = m

E(Θ)

minimum

Maximum

103

HHH H

CH3CH3

HHH H

CH3CH3

H

HH H

CH3

CH3

E

0deg dieacutederes szoumlg

E szabadentalpia-kuumlloumlnbseacuteg

58

29

07

(kcal)

H H

H3CH CH3

H

H H

H3CH H

CH3

H3C CH3

H HH

H

CH3HH H

CH3H

060deg 120deg 180deg 240deg 300deg 360deg

szinperiplanaacuteris szinklinaacutelis antiklinaacutelis antiperiplanaacuteris antiklinaacutelis szinklinaacutelis104

∆G0 = G01 - G0

2

K = e∆G0

RT

∆G = - RT ln K∆G = ∆H - T∆S

∆H = 074

∆S = 2 K = 19

gauche ndash anti araacuteny

minden gauche konformerre keacutet anti forma jut K= [a][g] Oslash105

0o

0o

60o

60o

120o

120o

180o

180o

240o

240o

300o

300o 360o

360o

RELA

T

IacuteV

ENERGIA

ANTI EFFEKTUS

GAUCHE EFFEKTUS

EXTREacuteMGAUCHE

EFFEKTUS

H

H H

H H

H

CH3

H H

H H

CH3

TORZIOacuteS SZOumlG

ZY

Z

YZ

Y

Z

Y

ZY

ZY ZY

F

H H

OH

repulsions

F

H H

H 106

attractiveinteractions

orbitalinteractions

antiperiplanarposition

Anti-effect

107

repulsions

F

H H

OH

repulsions

F

H H

H

Extrem gauche effect

108

C-F

C-H

C-F

C-HC-C C-C

Oslash109

CikloalkaacutenokGyűrűfeszuumlltseacuteg

Hipotetikus planaacuteris rendszerek

Baeyer vegyeacuterteacutekszoumlg-deformaacutecioacute (angulaacuterisgyűrű feszuumlleacutes)

Pitzer anti-aacutellaacuteshoz keacutepesti energiatoumlbblet (torzioacutes feszuumlleacutes)

van der Waals nemkoumltő atomok szterikus koumllcsoumlnhataacutesa

Nem planaacuteris vegyuumlletek

CC C

C

C

boriacuteteacutek

C C C

C

Ctwist

pszeudorotaacutecioacute

CC

C C

V-alakuacute

CCC

CCC

szeacutek110

3 4 5 6 7 8 9 10Gyűrűtagszaacutem

Gyűrű

feszuumlleacutes

kcalmol

hataacutereacuterteacutek

111

Cl

H

H

H

Cl

H

H

Cl

H

H

Cl

H

Cl

H

H

H

H

Cl

mezo SS RR

cisz transz

Ciklopropaacuten

C

C

HOOC

HOOC

H

HOH

OH

S

R

C

C

HOOC

HOOC

OH

HH

OHR

RC

C

COOH

COOH

HO

HH

HOS

S

intramolekulaacuteristuumlkoumlrsiacutek

diasztereomerek diasztereomerek

enantiomerek 112

Ea(a e)

∆Ea+∆E

∆E

Ea(a e)

Z

Hkb 5szeacutek

ZH

kb 95szeacutek

kb 2 kcal

csavartkaacuted

csavartkaacuted

kaacuted

ZH

feacutelszeacutekfeacutelszeacutek

ZH

Ciklohexaacuten

113

A 3-3 nemszomszeacutedos szeacutenatom aacuteltal definiaacutelt siacutekokra

merőleges koumlteacutesiraacutenyok axiaacutelis

A toumlbbi koumlteacutes e keacutet siacutek koumlzoumltt van ekvatoriaacutelis

Pszeudorotaacutecioacute a gyűrűs vegyuumlletek konformerjei

szoumlgfeszuumlltseacuteg neacutelkuumll alakulnak egymaacutesba

114

transz 12-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

cisz 12-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

Z

H

Z

H Z

HZ

Ha

eae

Z

HZ

H

Z

H

Z

H

a

e

ae

115

transz 13-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

cisz 13-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

Z

HZ

H

Z

H Z

H

a

e ae

Z

HZ

HZ

H

Z

H

a

e

ae

116

H

Z

Z

H

H

Z Z

Ha

ea

e

transz 14-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

Z

HZ

H

H

Z

Z

Ha

ea

e

cisz 14-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

117

Oslash118

8 CO2 + 8 H2O

- 12483 kcalmol - 12468 kcalmol

15 kcalmol

CH3

CH3H

H

+ 12 O2

cisz-12-dimetilciklohexaacuten

CH3

H

H

CH3

transz-12-dimetilciklohexaacuten

+ 12 O2

119

Diszubsztituaacutelt ciklohexaacutenokszerkezeti izomerjeinek konformaacutecioacutes viszonyai

Szerkezeti izomer Geometriai izomercisz transz

12

14

ae aa

ea ee

13aa ae

ee ea

120

Oslash121

BrNH2

Br

NH23a 2b

NH2

Br

Br

NH24a 1b

NH2

Br

Br

NH2

1b 4a

NH2

Br

NH2

Br2b 3a

NH2

Br

Br

NH23b 2a

Br

NH2

BrNH24b 1a

Konformaacutecioacutes Konformaacutecioacutes

BrNH2 Br

NH2

1a 4b

Br

NH2

BrNH2

2a 3b

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesenantiomerek

Konfiguraacutecioacutesenantiomerek

diasztereomerek diasztereomerek

12-helyzetben kuumlloumlnboumlző helyettesiacutetőket tartalmazoacute ciklohexaacuten szaacutermazeacutekokkonfiguraacutecioacutes eacutes konformaacutecioacutes viszonyai

Oslash122

H

H

H

HH

H

H

H

Dekalin

cisz transz

123

transz-transz-transzanellaacutecioacute

cisz-transz-transzanellaacutecioacute

DC

BA

DC

BA

H H

R

H

H H

H

H

H

R

H H

DCBA

R

H

H

H

H

H

H

DCBA

R

H

H

H

H

H

H

CH3

CH3

CH3

CH3

Oslash124

A kiralitaacutes kialakulaacutesa eacutes bioloacutegiai jelentőseacutege

Kiraacutelis vegyuumlletek

termeacuteszetes aminosavak (elsősorban L konfiguraacutecioacute)peptidek enzimektermeacuteszetes szeacutenhidraacutetok (elsősorban D konfiguraacutecioacute)gyoacutegyszerek

Az első kiraacutelis vegyuumllet kialakulaacutesa

az elemi reacuteszek gyenge koumllcsoumlnhataacutesaacutenakiraacutenyfuumlggeacuteseacutevel van kapcsolatban

autokataliacutezis

a termeacuteszet nem tuumlkoumlrszimmetrikus (a termeacuteszet homokiraacutelis)

Oslash125

Az optikai aktivitaacuteseredete szeacutenhidraacutetokkiralitaacutescentrumaacutenakkieacutepuumlleacutese a termeacuteszetben

Oslash126

Oslash127

• Slide Number 1
• Slide Number 2
• Slide Number 3
• Slide Number 4
• Slide Number 5
• Slide Number 6
• Slide Number 7
• Izomeacuteria
• Slide Number 9
• Slide Number 10
• Slide Number 11
• Slide Number 12
• Slide Number 13
• Slide Number 14
• Slide Number 15
• Slide Number 16
• Slide Number 17
• Slide Number 18
• Szerkezeti izomeacuteria
• Slide Number 20
• Slide Number 21
• Slide Number 22
• Slide Number 23
• Slide Number 24
• A tautomeacuteria tiacutepusai
• Slide Number 26
• Slide Number 27
• Slide Number 28
• Slide Number 29
• Slide Number 30
• Sztereoizomeacuteria
• Slide Number 32
• Slide Number 33
• Slide Number 34
• Slide Number 35
• Slide Number 36
• Slide Number 37
• Slide Number 38
• Slide Number 39
• Slide Number 40
• Slide Number 41
• Slide Number 42
• Slide Number 43
• Slide Number 44
• Slide Number 45
• Slide Number 46
• Slide Number 47
• Tovaacutebbi kiralitaacutes tiacutepusok
• Slide Number 49
• Slide Number 50
• Slide Number 51
• Slide Number 52
• Slide Number 53
• Slide Number 54
• Slide Number 55
• Slide Number 56
• Slide Number 57
• Toumlbb kiralitaacuteskoumlzpont
• Slide Number 59
• Slide Number 60
• Slide Number 61
• Slide Number 62
• Slide Number 63
• Slide Number 64
• Slide Number 65
• Slide Number 66
• Slide Number 67
• Slide Number 68
• Slide Number 69
• Slide Number 70
• Slide Number 71
• Slide Number 72
• Slide Number 73
• Slide Number 74
• Slide Number 75
• Konfiguraacutecioacutes izomeacuteria
• Slide Number 77
• Slide Number 78
• Slide Number 79
• Slide Number 80
• Slide Number 81
• Slide Number 82
• Slide Number 83
• Slide Number 84
• Slide Number 85
• Slide Number 86
• Slide Number 87
• Slide Number 88
• Slide Number 89
• Slide Number 90
• Slide Number 91
• Slide Number 92
• Slide Number 93
• Slide Number 94
• Slide Number 95
• Slide Number 96
• Slide Number 97
• Slide Number 98
• Slide Number 99
• Slide Number 100
• Slide Number 101
• Slide Number 102
• Slide Number 103
• Slide Number 104
• Slide Number 105
• Slide Number 106
• Slide Number 107
• Slide Number 108
• Slide Number 109
• Slide Number 110
• Slide Number 111
• Slide Number 112
• Slide Number 113
• Slide Number 114
• Slide Number 115
• Slide Number 116
• Slide Number 117
• Slide Number 118
• Slide Number 119
• Slide Number 120
• Slide Number 121
• Slide Number 122
• Slide Number 123
• Slide Number 124
• Slide Number 125
• Slide Number 126
• Slide Number 127

Alfa helyzetű szubsztituens Beacuteta helyzetű szubsztituens

pszeudorotaacutecioacuteaxiaacutelis ekvatoriaacutelis

Konformaacutecioacute

Konfiguraacutecioacute

Konstituacutecioacute

pszeudorotaacutecioacute

15

transz cisz

H

H

H

H

transz ciszdekalin

12-dimetilciklohexaacuten

Konfiguraacutecioacute

16

COOH

COHH3C

H

SCOOH

CHO CH3

HR

L-(+)-tejsav D-(-)-tejsav

fumaacutersavmaleinsav

C

C

HOOC H

H COOH

C

C

H COOH

H COOH

Citromsav ciklus (Szent-Gyoumlrgyi-Krebs ciklus)

izomszoumlvet tejsavas erjedeacutes

17

(Az izomerek leacutetkeacutepesseacutege fuumlgg a koumlztuumlk leacutevő energiagaacutet nagysaacutegaacutetoacutel)

AtropizomeacuteriaCsavart kaacutedakGauche konformerekAntiklinaacutelis konformerek

Koumlteacutesmenti rotaacutecioacuteval egymaacutesba alakiacutethatoacutek

Koumlteacutesmenti rotaacutecioacuteval nem alakiacutethatoacutek egymaacutesba

Koumlteacutesmenti rotaacutecioacuteval nem alakiacutethatoacutek egymaacutesba

Cisz-transz (geometriai) izomerek

Koumlteacutesmenti rotaacutecioacuteval egymaacutesba alakiacutethatoacutek

Fedeacutesbe nem hozhatoacute tuumlkoumlrkeacutepi paacuterok

Kuumlloumlnboumlző vegyuumlletek azonos oumlsszegkeacuteplettel

KONSTITUacuteCIOacuteS IZOMEREK

(szerkezeti vagy struktuacuterizomerek)Az atomok kapcsoloacutedaacutesi sorrendje elteacuterő

TAUTOMEREK

Ugyanaz a vegyuumllet keacutetfeacutele szerkezettel reagaacutel

SZTEREOIZOMEREK

Azonos konstituacutecioacute elteacuterotilde teacuterbeli elrendeződeacutes

Alkaacutenok rotaacutecioacutes izomereiCiklohexaacuten szeacutek-kaacuted izomerei

keto-enol tautomeacuterialaktim-laktaacutem tautomeacuteriagyűrű-laacutenc tautomeacuteria

(Optikai izomerek) Kiraacutelis vegyuumlletek

Nem enantiomerek

Toumlbb kiralitaacutescentrumot tartalmazoacute vegyuumlletekBizonyos atomoknak egy meghataacuterozott

siacutekhoz viszonyiacutetott relatiacutev helyzeteacuteben kuumlloumlnboumlznek

Kettős koumlteacuteses vegyuumlletek Z - E izomeacuteriaacutejaDiszubsztituaacutelt cikloalkaacutenok cisz - transz izomeacuteriaacutejaKondenzaacutelt gyűrűs bicikloalkaacutenok cisz - transz izomeacuteriaacuteja

Centraacutelis kiralitaacutesHelikaacutelis kiralitaacutesAxiaacutelis kiralitaacutes

AlleacutenizomerekSpirovegyuumlletek

KIRAacuteLIS DIASZTEREOMEREK

AKIRAacuteLIS DIASZTEREOMEREK

DIASZTEREOMEREK ENANTIOMEREK

KONFORMAacuteCIOacuteS ENANTIOMEREK

KONFIGURAacuteCIOacuteS ENANTIOMEREK

KONFIGURAacuteCIOacuteSDIASZTEREOMEREK

KONFORMAacuteCIOacuteSDIASZTEREOMEREK

Izomeacuteria

18

Szerkezeti izomeacuteria

19

CH3OCH3 CH3CH2OH

Szerkezeti izomeacuteria

Regioizomeacuteria

Szeacutenvaacutez izomeacuteria CH3CH2CH2CH2CH3 CH3CHCH2CH3

CH3

CH3CCH3

CH3

CH3

H2C CHCH2CH2CH3 CH3CH CHCH2CH3

CH3CH2CH2Cl CH3CHCH3

Cl

Funkcioacutes csoport izomeacuteria

20

OCH3

Br2

FeBr3

OCH3

Br

+

OCH3

Br

OCH3

Br

+

haacuterom regioizomer termeacutek

CC

H

H

CH3

CC

H

H

H

Br CH3

+C

C

Br

H

H

H CH3

HBr

keacutet regioizomer termeacutek

Regioizomeacuteria

Keacutet regioizomer termeacutek keletkezhet dehellipSzelektivitaacutes

Haacuterom regioizomer termeacutek keletkezhet dehellipSzelektivitaacutes

21

H3C CH2 CH2 CH3 H3C CH CH3

CH3

n-butaacuten i-butaacuten

H2C CH2

CHCH3

H2C CH2

H2C CH2

metilciklopropaacuten ciklobutaacuten

22

A compound with the general formula CnH2n contains one double-bond equivalent ndasheither one double bond or one ring

CH3 CH2 CH CH2CH2 CH2

CH2 CH2

an alkane a cycloalkane

A compound with the general formula CnH2n-2 might have one triple bond two ringstwo double bonds or one ring plus one double bond We can say that the formulaCnH2n-2 represents a structure with two double-bond equivalents

Three of many possible structural isomers for C8H14

CH3 (CH2)5 C CH

one triple bond two rings

CH2CH3

one double bondand one ring

23

Tautomeacuteriaegy hidrogeacutenatom eacutes egy kettőskoumlteacutes helyzeteacuteben kuumlloumlnboumlznek ndash a hidrogeacutenatom

mozgeacutekony iacutegy gyors eacutes reverziacutebilis protoncsere valoacutesul meg

Protomeacuteria eacutes elektromeacuteria egyszerre van jelen

CH

HH

C

O

COOH C CH

H OH

COOH

Oxo-enol tautomerek

Tautomeacuteria

Kezelhető szerkezeti izomerkeacutent

24

A tautomeacuteria tiacutepusai

25

1) alacsonyabb pKa eacuterteacutek2) konjugaacutelt rendszer3) hidrogeacuten kelaacutet (6 elektron)

Oxo-enol tautomeacuteria

O OH

CH3H3C

H2C

H

C

O

CH3 H2C C CH3

O H

enoloxo

pKa 20

9999975 000025

F2C C

O H

CF3 F2C

H

C

O

CF3

OH O

H

CH3 C

O

CH C

O

CH3

H

CH3 C

O

CH C

O

CH3

H

pKa 9

20 80

200oC 3oacute

O

O

H

OH

O 26

NH2R C

Y Y

NHR C

H

Y= O S NR1

a)

b)

NH2

NHR1

R2N CNH

NHR1

R2HN CNH2

NR1

R2HN C

Savamid-imidsav eacutes rokon rendszerektautomeacuteriaacuteja

Guanidin-szaacutermazeacutek27

XH

N NH

X

Prototroacutepia (hetrociklusoknaacutel)

N NH

XH X

HN NH

X

HN NH

X

N NH

XH

HN N

XH

dominaacutens forma

28

α anomer izaacutecioacute

-D-Glcfβ-D-Glcfα

βO

OH

CH2OHHO OH

OHOH

O

OH

CH2OHHO

OH

HO

OHCHO

OHHOH2C

HO

β

D-Glcpβminus-D-Glcpα

α

OHOH2C

HOHO

OHOH

OHO

HOH2C

HOHO

OH

Gyűrű-laacutenc tautomeacuteria

De nem koumlzvetlenuumll

29

N OC

O

CH3N OC

O CH3

Szubsztituens tautomerizaacutecioacute

NN

N N N N

NN

N NN

N

Vegyeacuterteacutek izomerizaacutecioacute

Oslash30

Sztereoizomeacuteria

31

Sztereoizomeacuteria

Konfiguraacutecioacuteaz atomok koumllcsoumlnoumls teacuterbeli elrendeződeacutese az egyszereskoumlteacutesek koumlruumlli elfordulaacutest (aacuteltalaacuteban) nem veszi figyelembe

Konformaacutecioacuteegyszeres koumlteacutesek koumlruumlli elforgataacutes amelynek soraacuten konformerek joumlnnek leacutetre

Konfiguraacutecioacutes eacutes konformaacutecioacutesenantiomerekdiasztereomerek

32

COOH

COOH

mcisz transz transz

izomeacuteriageometriaiizomeacuteria

optikai izomeacuteria

COOHHOOC COOH

HOOC COOH

HOOC

poziacutecioacutes

SztereoizomeacuteriaSzerkezeti izomeacuteria

Helyzeti izomeacuteria

33

Enantiomerekegymaacutessal fedeacutesbe nem hozhatoacute tuumlkoumlrkeacutepi paacuterok

azonos internukleaacuteris taacutevolsaacutegkuumlloumlnboumlző csoportsorrend (konfiguraacutecioacute)

Diasztereomereknem enantiomerek (lehetnek akiraacutelisak is)nincsenek egymaacutessal tuumlkoumlrkeacutepi viszonyban

azonos oumlsszekapcsoltsaacutegkuumlloumlnboumlző internukleaacuteris taacutevolsaacuteg

34

C CH3C

Cl

C

H

CH3

BrH

C CCl

H3C

C

H

CH3

BrH

C CH3C

Cl

C

H

CH3

HBr

C CCl

H3C

C

H

CH3

HBr

E R

E S

Z R

Z S

Enantiomerek Enantiomerek

Diasztereomerek

Diasztereomerek

Diasztereomerek

Diasztereomerek

Oslash35

Kiraacutelis vegyuumlletek kiraacutelis koumllcsoumlnhataacutesok

termeacuteszetes aminosavak (főkeacutent L konfiguraacutecioacute)peptidek enzimek

termeacuteszetes szeacutenhidraacutetok (D konfiguraacutecioacute)

gyoacutegyszerek (sok esetben kiraacutelis molekulaacutek)

gyoacutegyszer-receptor koumllcsoumlnhataacutes

Sztereokeacutemia jelentőseacutege

Oslash36

Journal of

Chemical Education

ISSN 0021-9584

Volume 73 Number 6June 1996

Oslash37

Journal ofChemical Education

ISSN 0021-958413

Volume 73 Number 6June 199613

13

13

Oslash38

Kiralitaacutes

A kiraacutelis taacutergyak tuumlkoumlrkeacutepuumlkkel nem hozhatoacutek fedeacutesbe sem rotaacutecioacutes semtranszlaacutecioacutes mozgaacutessal (kiveacuteve a molekulaacuten beluumlli rotaacutecioacute lehetőseacutegeacutet)

A kiralitaacutes szerkezeti felteacutetelea taacutergynak ne legyen tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengelye

Tiacutepusok

Centraacutelis kiralitaacutes ndash sztereogeacuten centrum (R S D L)egy kiraacutelis (szeacuten)atomtoumlbb kiraacutelis szeacutenatom

Axiaacutelis kiralitaacutes ndash tengely koumlruumlli elhelyezkedeacutes (R S)alleacutenizomeacuteria spirovegyuumlletek atropizomeacuteria

Planaacuteris kiralitaacutes ndash siacutekhoz viszonyiacutetott helyzet (P pR M pS)csavart kaacutedak transz cikloalkeacuten

Helikaacutelis kiralitaacutes ndash nem siacutekbeli csavarvonalak (P M)alkaacuten konformerek (gauche antiklinaacutelis)heliceacutenek

39

Azonos minőseacutegi mennyiseacutegi oumlsszeteacutetel moacuteltoumlmeg konstituacutecioacute de kuumlloumlnboumlző teacuterbeli sorrend

Cl

F BrH

R S

Cl

FBrH

konfiguraacutecioacutejeloumlleacutes (+) (ndash) = d l D L R S

40

Azonos minőseacutegi mennyiseacutegi oumlsszeteacutetel moacuteltoumlmeg konstituacutecioacute de kuumlloumlnboumlző teacuterbeli sorrend

C

l

F

B

r

H

R

S

C

l

F

B

r

H

konfiguraacutecioacutejeloumlleacutes(+) (ndash) = d ld l R S

_1063020419

2

1

3

X4

1

X4

23

1

X4

32

(R) (S)

CC

2

1

3

I

BrCl

4F

2

1

3

OH

DT

4H C

OH

H

DT

(R)(S)

41

(R)

HCC

C CHH

HO H

CCC

H HC H

CHH3C

H

HH

H

H

C

Cl HH H

HH

1 4

3

2

1 oumlvezet2 oumlvezet

3 oumlvezet

4 oumlvezet

H

42

CH

OHCH3

CH3CH2

(R)-butaacuten-2-ol (S)-butaacuten-2-ol

180o-os forgataacutes

CH

OHCH3

CH3CH2

CH

OHCH3CH2

CH3

CH

HOCH2CH3

CH3

CH

OHCH3CH2

CH3

A kiralitaacutes az atomok egy pont (sztereogeacuten centrum kiralitaacutescentrum aszimmetriacentrum)koumlruumlli elrendeződeacuteseacutenek koumlvetkezmeacutenye A kiralitaacutest leacutetrehozoacute szerkezeti elemek elrendeződeacuteseegy koumlzpontra vonatkoztathatoacute Egy X centraacutelis atomhoz neacutegy kuumlloumlnboumlző ligandum kapcsoloacutedik a tuumlkoumlrkeacutepek nem hozhatoacutek fedeacutesbe a keacutet konfiguraacutecioacutes izomer enantiomer viszonyban van egymaacutessalSztereogeacuten centrum ndash Egy sp3 szeacutenatom (vagy maacutes atom) 4 kuumlloumlnboumlző ligandumot tartalmaz

Centraacutelis kiralitaacutes

43

Optikai izomeacuteria

Optikai izomerek olyan sztereoizomerek amelyek optikai forgatoacutekeacutepesseacutegbenkuumlloumlnboumlznek

Centraacutelis kiralitaacutes

Sztereogeacuten centrum aacutebraacutezolaacutesaperspektiacutevikus (teacuterszerkezeti)proiciaacutelt (vetiacutetett)

keacuteplettel (Fischer projekcioacute)

L

COOH

CH3H2NH

R

D

COOH

CH3 NH2H

S

intermolekulaacuteristuumlkoumlrsiacutek

COOH

CH3

H NH2

COOH

CH3

H2N H

44

Optikai aktivitaacutesAzok a vegyuumlletek melyek a siacutekban polarizaacutelt feacuteny siacutekjaacutet elforgatjaacutek optikailag aktiacutevakJobbra forgataacutes (oacuteramutatoacuteval azonos) jele (+) balra forgataacutes (oacuteramutatoacuteval ellenteacutetes) jele (-)

Azok a molekulaacutek keacutepesek optikai forgatoacutekeacutepesseacuteg leacutetrehozaacutesaacutera melyek mindenkonformaacutecioacuteja kiraacutelisHa egy kiraacutelis vegyuumlletnek csak egyik enantiomerje van jelen a vegyuumllet optikailag aktiacutev(elforgatja a polarizaacutelt feacuteny siacutekjaacutet) Ha a keacutet enantimer ekvimolaacuteris elegye (racemaacutet) van jelen a tuumlkoumlrkeacutepi paacuterok kompenzaacutecioacuteja miatt nincs makroszkoacutepikus forgataacutes

Oslash45

Fresnel elmeacutelete szerint a siacutekban polarizaacutelt feacuteny keacutet ellenteacutetes iraacutenyaacutebacirkulaacuterisan polarizaacutelt komponensből tevődik oumlssze Optikailag aktiacutev koumlzegbenaz egyik cirkulaacuteris komponens lassabban halad mint a maacutesik ezeacutert aztaacutenamikor kileacutepnek a koumlzegből eltoloacutedott faacutezisban oumlsszegeződnek uacutejra s eza polarizaacutecioacute siacutekjaacutenak elfordulaacutesaacuteban nyilvaacutenul meg Az optikailag aktiacutev anyagmolekulaacutei kuumlloumlnboumlző meacuterteacutekű koumllcsoumlnhataacutesba leacutepnek a jobbra eacutes a balracirkulaacuteris feacutenysugaacuterral A cirkulaacuterisan polaacuterozott feacuteny uacutegy jellemezhető hogya feacutenysugaacuter menteacuten az elektromaacutegneses teret leiacuteroacute elektromos eacutes maacutegnesesvektorok veacutegpontjai egy jobb vagy bal menetű csavarvonalon helyezkednek el

Optikai aktivitaacutes meacutereacutese

polarimetertube

Polarizerfixed Nicolprism

Plane-polarizedlight

Solution of opticallyactive material

Plane ofpolarizationhas undergonea rotation

Analyizermovable Nicolprism

ViewerUnpolarizedlight fromsource

Oslash46

siacutekban polarizaacutelt feacuteny

polarizaacuteloacute lencse (Nicol prizma)

normaacutel feacuteny

a)

b)

c)

x

z

z

z

siacutekban polaacuterozott feacuteny P eacutes M helicitaacutesuacutecirkulaacuterisan polaacuterozott feacuteny

minta

x

z

α

z

x

Oslash47

Tovaacutebbi kiralitaacutes tiacutepusok

48

Sztereogeacuten centrum jelenleacutete nem szuumlkseacuteges sem nem eleacutegseacuteges felteacutetele a kiralitaacutesnak

Nem szuumlkseacuteges peacuteldaacuteul axiaacutelis kiralitaacutes planaacuteris kiralitaacutes

Axiaacutelis kiralitaacutes A kiralitaacutes az atomok egy tengely koumlruumlli elrendeződeacuteseacutenek koumlvetkezmeacutenye

Alleacutenek kiralitaacutesa

Planaacuteris kiralitaacutes A kiralitaacutes az atomok egy siacutek koumlruumlli elhelyezkedeacuteseacutenek koumlvetkezmeacutenye

Helikaacutelis kiralitaacutes Csavarvonal (spiraacutelis) szerkezetű molekulaacutekPl DNS kettős heacutelixe polipeptidek kettős α-heacutelixe

C C CH

ClHCl CCC

H

ClHCl

COOH

CH3

CrOC

OCOC

CrCO

COCO

COOH

CH3

49

R S

HOOC

Br

COOH

Br6

2

6

2COOH

Br

HOOC

Br

tuumlkoumlrsiacutek

C

Br

COOHBr1

2

3 4

HOO c2COOH

Br

BrHOOC

c2

1

2

34

Atropizomeacuteria

50

Axiaacutelis kiralitaacutes

R-konfiguraacutecioacute

51

C CH

H3CC

H

CH3

CCH

CH3C

H

H3C

NH

HN

NH

NH

tuumlkoumlrsiacutek

Nem minden kiraacutelis molekula rendelkezik aszimmetria centrummal

52

Cukor Foszfor atom Oslash53

Konformaacutecioacutes enantiomerek

P M

Helikaacutelis kiralitaacutes

Konfiguraacutecioacutes enantiomerek

P M

Heptaheliceacuten n-Butaacuten

54

Oslash55

56

Feheacuterjeacutek teacuterszerkezete

Oslash

57

Nukleinsavak teacuterszerkezete

Oslash

Toumlbb kiralitaacuteskoumlzpont

58

Toumlbb aszimmetria centrumot tartalmazoacute vegyuumlleteklehetseacuteges sztereoizomereinek szaacutema

A nem enantiomeacuteria viszonyban aacutelloacute sztereoizomerek

diasztereomerek

Ha az n db aszimmetria centrum koumlzoumltt vannak azonosak a fuumlggetlen sztereoizomerek szaacutema lt 2n

mezo-forma nem kiraacutelis

2n

59

CH3CH3

HO H

OHHCH3

H3COHH

HO H

CH3CH3

HO H

HHOCH3

H3COHH

H OH

CH3CH3

HO H

OHH

180o forgataacutes

mezo-23-butaacutendioltuumlkoumlrkeacutepi paacuterok fedeacutesbe hozhatoacutek - akiraacutelis

(2R3R)-23-butaacutendiol (2S3S)-23-butaacutendiol

CH3 CH3

H HHO OH

Egyetlen sztereogeacuten centrumot tartalmazoacute molekula mindig kiraacutelis desztereogeacuten centrum jelenleacutete nem szuumlkseacuteges sem nem eleacutegseacuteges felteacutetele a kiralitaacutesnak

Nem eleacutegseacuteges toumlbb sztereogeacuten centrumot tartalmazoacute molekula lehet akiraacutelisPeacutelda

60

Nem minden olyan molekula kiraacutelis amely aszimmetria centrumokkal rendelkezik

Nem minden kiraacutelis molekula rendelkezik aszimmetria centrummal

axiaacutelis kiralitaacutes 13-diszubsztituaacutelt alleacuten planaacuteris kiralitaacutes spirovegyuumlletek koumlreacuteben

mezo vegyuumlletek cisz-12-azonosandiszubsztituaacutelt ciklopropaacuten

Oslash61

COOHH

HHOOC

CH3H

H3C HS2

COOH

HHO

H OH

COOH

S2

COOHH

HHOOC

HH

H H

borkősav

Newman (fűreacuteszbak) projekcioacuteKonformatiacutev

62

Fisher projekcioacuteval aacutebraacutezolt L- eacutes D-borkősav

mezo-borkotildesav

COOHCH OHCCOOH

OHH

COOHCHO HCCOOH

HHO

szotildelotildesav

COOHCH OHCCOOH

HHO

COOHCHO HCCOOH

OHH

L-(+)-borkotildesav D-(-)-borkotildesav

63

Oslash64

Cl

H

H

H

Cl

H

H

Cl

H

H

Cl

H

Cl

H

H

H

H

Cl

mezo SS RR

cisz transz

Nem minden olyan molekula kiraacutelis amely aszimmetria centrumokkal rendelkezik

65

Szimmeriaelemek(szimmetria azonos meacuteret)

Akkor mondjuk hogy egy taacutergy szimmetriaelemmel rendelkezik ha a megfelelőszimmetriaművelet (tuumlkroumlzeacutes forgataacutes inverzioacute) a taacutergyat az eredetivel fedeacutesbehozhatoacute alakzattaacute konvertaacutelja

Pontcsoport ndash meghataacuterozott taacutergyra vonatkozoacute szimmetriaműveletek oumlsszesseacutege

szimmetriasiacutek (σ) a molekulaacutet keacutet olyan feacutelre bontja amelyek egymaacutesnak pontostuumlkoumlrkeacutepei (Szimmetriasiacutekot tartalmazoacute molekula akiraacutelis de a siacutek hiaacutenya nem okozkiralitaacutest)

n-ed rendű forgaacutesi szimmetriatengely (Cn) a molekulaacutet a tengely koumlruumll 360degnszoumlggel elforgatva az eredetitől megkuumlloumlnboumlzhetetlen molekulaacutet kapunk

szimmetriacentrum (inverzioacutes centrum) (Ci) a molekula baacutermely elemeacutet aszimmetriacentrummal oumlsszekoumltve eacutes az ellenkező iraacutenyba azonos taacutevolsaacutegrameghosszabbiacutetva azonos elemhez jutunk (Szimmetriacentrumot tartalmazoacutemolekula akiraacutelis de hiaacutenya nem okoz kiralitaacutest)

n-ed rendű tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengely (Sn) a molekulaacutet 360degn szoumlggel elforgatvaeacutes a tengelyre merőleges siacutekra tuumlkroumlzve az eredetitől megkuumlloumlnboumlzhetetlenmolekulaacutet kapunk (Tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengelyt tartalmazoacute molekula akiraacutelishiaacutenyaacuteban a molekula kiraacutelis) 66

C CCH3

H

H

CH3180o C C

CH3

H

CH3

H360o

siacutek

tengely

siacutek

tengely

Keacutetfogaacutesuacute tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengely Egyfogaacutesuacute tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengely

Szimmetriacentrum Szimmetriasiacutek

Tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengelyValamely taacutergy akkor jellemezhető Sn azaz n-ed rendű tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengellyel ha annak baacutermely pontjaacutet a tengely koumlruumll 360n fokos szoumlggelelfordiacutetva eacutes a tengelyre merőlegesen fektetett siacutekon keresztuumll tuumlkroumlzve az eredetiobjektumot kapjuk meg (n szuumlkseacutegkeacuteppen paacuteros vagy 1)

Az S1-tengely szimmetriasiacutekkal (σ) az S2-tengely viszont szimmetriacentrummal (Ci) egyeneacuterteacutekű

A szimmetriacentrumon aacutethaladoacute baacutermely egyenesen a centrumtoacutel egyenlő taacutevolsaacutegban azonos elemek talaacutelhatoacutek

Akiraacutelis molekulaacutek

67

szimmetriasiacutek (m S1) forgaacutesi szimmetriatengely (Cn) szimmetriacentrum (Ci S2)

Szimmetrikus + +

Szimmetrikus + -

Koumlzeacuteppontosan - + szimmetrikus

Disszimetrikus - + - (kiraacutelis)

Aszimmetrikus - - - (kiraacutelis)

Szimmetriaelem művelet

Szimmetriasiacutek tuumlkroumlzeacutes

Szimmetriatengely forgataacutes

Szimmetriacentrum inverzioacute

Szimmetriaelem művelet

Azonossaacuteg vaacuteltozatlanulhagyaacutes

Tuumlkroumlzeacutesi forgataacutes eacutesszimmetriatengely (giroid) tengelyre merőleges

tuumlkroumlzeacutesOslash68

Oslash69

Oslash70

Oslash71

Oslash72

1 Atomic number2 Atomic mass3 Z gt E4 R gt S5 Spheres6 Single-bond equivalencies

Cahn-Ingold-Prelog nomenclature system

Sequence rules for order of priority

1 If the atoms in question are different the sequence order is by atomic number with theatom of highest atomic number receiving the highest priority

F lt Cl lt Br lt I

increasing priority

2 If two isotopes of the same element are present the isotope of higher mass receivesthe higher priority

H lt D

increasing priority73

5 If two atoms are identical the atomic numbers of the next atoms are used for priorityassignment If these atoms also have identical atoms attached to them priority isdetermined at the first point of difference along the chain The atom that has attached to itan atom of higher priority has the higher priority (Do not use the sums of the atomic numbersBut look for the single atom of highest priority)

74

6 Atoms attached by double or triple bond are given single-bond equivalencies so that theycan be treated like single-bonded groups in determining priority Each doubly bonded atom isduplicated (or triplicated for triple bonds)

R C

O

OH

Structure Equivalent for priority determination

R C

O

O

OH

C

R C N R C

N

N

NC

C

75

Konfiguraacutecioacutes izomeacuteriaUgyanaz a vaacutez konnektivitaacutes de elteacuterő teacuterbelielrendeződeacutes (valamilyen szimmetria-rendezőhoumlz valoacuteviszony)

Nem alakiacutethatoacutek egymaacutesba kovalens koumlteacutes elszakiacutetaacutesaeacutes uacutejrakeacutepződeacutese neacutelkuumll

optikai izomerek (optikai aktivitaacutes) R Sgeometriai izomerek cisz-transz E-Z

76

Konfiguraacutecioacutes diasztereomerekFizikai eacutes keacutemia tulajdonsaacutegaik elteacuternek

Konfiguraacutecioacutes enantiomerekFizikai eacutes keacutemiai tulajdonsaacutegaikazonosak kiveacutevebull azonos meacuterteacutekű de ellenteacutetesiraacutenyuacute optikai forgatoacutekeacutepesseacutegbull elteacuterő reaktivitaacutes maacutes kiraacutelis vegyuumlletekkel valoacute reakcioacuteban

C

C

Cl

Cl H

HC

C

H

Cl H

Cl

cisz-12-dikloacutereteacuten transz-12-dikloacutereteacuten

Br Cl

Cl BrF F

Cl Br

Br FF Cl

(R) (R) (S) (R)

CH

OHCH3CH2

CH3

CH

HOCH2CH3

CH3

CH

OHCH3CH2

CH3

CH

OHCH3

CH3CH2

180o-os forgataacutes

(R)-butaacuten-2-ol (S)-butaacuten-2-olfp 995 oC 995 oCd4

20 0808 0808nD

20 1397 1397[α]D

25 -1352o +1352o

(R)-butaacuten-2-ol (S)-butaacuten-2-ol

CH

OHCH3

CH3CH2

77

Elegykristaacutely

bullveacuteletlenszerűen tartalmazza mindkeacutet enantiomertbulla tiszta enantiomerek eacutes az enantiomer kevereacutekek tulajdonsaacutegai azonosak

Konglomeraacutetum

bullcsak az egyik vagy a maacutesik enantiomert tartalmazzabullaz enantiomerek mechanikusan is elkuumlloumlniacutethetők egymaacutestoacutel

Molekulavegyuumllet

bulla keacutet enantiomer a kristaacutelyban 11 araacutenyban fordul elő (raceacutem elegy)bulla raceacutem elegy eacutes az enantiomerek olvadaacutespontja kuumlloumlnboumlző

bullakiraacutelis koumlruumllmeacutenyek koumlzoumltt megegyező fizikai eacutes keacutemiai tulajdonsaacutegokbullkiraacutelis koumlruumllmeacutenyek koumlzoumltt elteacuterő (kiraacutelis molekulaacutek polarizaacutelt feacuteny)bullenantiomerek koumlzoumltti 3 fő koumllcsoumlnhataacutes

elegykristaacutely keacutepzeacuteskonglomeraacutetum keacutepzeacutesmolekulavegyuumllet keacutepzeacutes

Enantiomerek

78

Enantiomerek egyeacuteb kevereacutekeit az uacutegynevezett bdquoenantiomeric excessrdquo (ee) [enantiomerfelesleg] eacuterteacutekkel jellemezzuumlk (R) eacutes (S) a megfelelő enantiomerek mennyiseacutege a kevereacutekben

A komponensek mennyiseacutegeacutenek meghataacuterozaacutesaKiraacutelis oszlopkromatigraacutefia (enantiomerek elvaacutelasztaacutesa)NMR spektroszkoacutepia

ee =(R) - (S)(R) + (S) 100

Enantiomer felesleg

Az enantiomerfelesleg az aszimmetrikus szinteacutezis sikeresseacutegeacutenek egyikmeacuterőszaacutema Diasztereomerek kevereacuteke eseteacuten hasonloacute moacutedon definiaacuteljaacutek eacuteshasznaacuteljaacutek a diasztereomer felesleg eacutes a szaacutezaleacutekos diasztereomer feleslegfogalmaacutet

Egy 70 R eacutes 30 S izomert tartalmazoacute minta enantiomerfeleslege peacuteldaacuteul40 Ezt az anyagot uacutegy is tekinthetjuumlk mint 40 tiszta R izomer eacutes 60 raceacutemelegy (mely a teljes mennyiseacuteghez 30 R eacutes 30 S izomerrel jaacuterul hozzaacute)kevereacuteke 79

C

C

HOOC

HOOC

H

HOH

OH

S

R

C

C

HOOC

HOOC

OH

HH

OHR

RC

C

COOH

COOH

HO

HH

HOS

S

intramolekulaacuteristuumlkoumlrsiacutek

diasztereomerek diasztereomerek

enantiomerek

COOH

CH3H2NH

R

COOH

CH3 NH2H

S

enantiomerek

Enantiomerek eacutes diasztereomerek

80

C

NH2

COOHHH3C C

CH2SH

COOHH2NH

Ala Cys

Aacutebraacutezolja Fischer keacuteplettel az alaacutebbi perspektivikus keacuteplettel megadott aminosavakat

CH3

COOH

H2N H

CH2SH

COOH

H2N H

Ala Cys

S R

L L81

CNH2H

H3C

COOH

C

COOH

CH2SHH2NH

CCH3H

H2N

COOH

C

COOH

CH2SHHH2N

C

NH2

COOHHH3C

C

CH2SH

COOHH2NH

CH3

COOH

H2N H

CH2SH

COOH

H2N H

82

Enantiomerek eacutes mezo vegyuumlletek

Pszeudoaszimmetria

C

C

HOOC

HOOC

H

HOH

OH

S

R

C

C

HOOC

HOOC

OH

HH

OHR

RC

C

COOH

COOH

HO

HH

HOS

S

intramolekulaacuteristuumlkoumlrsiacutek

diasztereomerek diasztereomerek

enantiomerek

C

C

C

COOH

COOH

HO H

OHH

H OHR

R

C

C

C

COOH

COOH

H OH

HHO

HO HS

S

enantiomerek

optikailag aktiacutevak

C

C

C

COOH

COOH

H OH

OHH

H OHR

S

C

C

C

COOH

COOH

H OH

HHO

H OHR

S

optikailag inaktiacutevak

r s

83

COOH

COOH

COOHHOOC COOH

HOOC COOH

HOOC

mcisz transz transz

szerkezetiizomeacuteria

geometriaiizomeacuteria

optikai izomeacuteria

84

R

RHOH

akiraacutelisszeacutenatom

R

SHOH

rS

RHOH

s

RgtS r s

(S)

(S)

pszeudoaszimmetriaacutes szeacutenatom

akiraacutelis molekulamezo vegyuumllet

akiraacutelisC2 forgaacutesi szimmetriatengely

kiraacutelis

HOOC COOH

Br

m

HOOC COOH

m

HOOC

COOH

pro-pszeudoaszimmetriaacutes szeacutenatom

85

Kiraacutelis molekulaacutekon beluumll is sok esetben talaacutelhatoacute pszeudo-aszimmetriacentrum amennyiben a keacutet enantiomorf ligandum mellett tovaacutebbi aszimmetrikus ligandum is kapcsoloacutedik a centrumhoz (peacuteldaacuteul atropin eacutes szaacutermazeacutekai)

gytszptehuhudownloadindex16630

Oslash86

Mezo-forma a) mindig akiraacutelisb) mindig kell lennie kiraacutelis disztereomerjeacutenek is

gytszptehuhudownloadindex16630

C

C

HOOC

HOOC

H

HOH

OH

S

R

C

C

HOOC

HOOC

OH

HH

OHR

RC

C

COOH

COOH

HO

HH

HOS

S

intramolekulaacuteristuumlkoumlrsiacutek

diasztereomerek diasztereomerek

enantiomerek

Oslash87

gytszptehuhudownloadindex16630

A pszeudo-aszimmetriacentrumok konfiguraacutecioacutejaacuteban elteacuterő izomerekegymaacutessal diasztereoizomer viszonyban aacutellnak

rC

C

C

COOH

COOH

H OH

OHH

H OHR

S

sC

C

C

COOH

COOH

H OH

HHO

H OHR

S Oslash88

Geometriai izomeacuteria

kettős koumlteacutesű vegyuumlletekneacutelciklusos vegyuumlletekneacutel

C CH H

CH3H3CC C

H CH3

HH3C

Felteacutetel (olefinekneacutel) egy adott pilleacuteratomon nem lehet keacutet azonos helyettesiacutetőde adott kettőskoumlteacutes keacutet kuumlloumlnboumlző pilleacuteratomjaacuten lehet egy-egy azonos helyettesiacutető(de ezeknek sem kell szuumlkseacutegkeacuteppen azonosaknak lenniuumlk)

Alfa helyzetű szubsztituens Beacuteta helyzetű szubsztituens

Diasztereomerek

89

Configurational isomers

The particular arrangement of atoms (or goups) in space that is characteristic of a given streoisomer

The configurational isomers can not be transformed into each otherwithout breaking and making a covalent bond

- cis-trans Z-E designations geometric isomers- optical isomerism (cf chirality)

H COOH

H COOH

HOOC H

H COOH

Z E

Oslash90

The requirement for geometric isomerism in alkenes is that each carbon atom involvedin the pi bond have two different groups attached to it such as H and Cl or CH3 and Cl

C CH

H

CH2CH3

CH3

C CH

H

CH2CH3

CH3is the same as

C CCH3

H

CH2CH3

CH3

C CH

CH3

CH2CH3

CH3

geometric isomers

If one of the carbons of the double bond has two identical groups such as two H atomsor two CH3 groups the geometric isomerism is not possible

Z E

Higher priority atoms or groups are on the same side of the pi bond Z bdquotogetherrdquo

Higher priority atoms or groups are on opposite sides of the pi bond E bdquoacrossrdquo

(Look at the single atoms directly attached to the double-bond carbon C and not entire-CH2CH2CH3 group)

Oslash91

Cahn-Ingold-Prelog szekvenciaszabaacutelyokalkeacutenekre vonatkozoacutean

Toumlmegszaacutem

C CT

D

H

DE

Rendszaacutem

C CF

Cl

Br

IZ

Z gt E

E

ZZ C C

C

C

H

NC

C

C

H3C

H3C

CH3

HCH3

H

C CH

NC

C

C

CH3

CH3

H

H

Br

Br

E

R

S

RgtS (DgtL)

92

C CH

H3C

CH

CH

CH3

CH3

CH2

Z ltC

HCH3

CH3

C

H

C

C

H

H

HHH

H

C C

H H

H

C

H

C (C)

o

o

o

H

H(C)oo

o

C CH

H3C

CH

CH

CH3

CH2 Br

CH2

E

C

HCH3

CH2Br

C

H

C

H

H

HCBrH

H

gtC C

H H

H

C

H

C (C)

o

o

o

H

H(C)oo

o

(CON) adott atom ismeacutetelt megjeleniacuteteacutese ---o fantomatom

1 2 3C CCCH CHHH C C(C)CH C(C)HH

1 2 3C CCCH BrCHH gt CHHH C C(C)CH C(C)HH 93

transzE

ciszZ

C CH H

C CH

H

transzZ

ciszE

C CBr H

C CH

Br

Oslash94

Konformaacutecioacutes izomeacuteriaUgyanaz a vaacutez konnektivitaacutes de elteacuterő teacuterbelielrendeződeacutes (valamilyen szimmetria-rendezőhoumlz valoacuteviszony)

Kovalens koumlteacutes elszakiacutetaacutesa eacutes uacutejrakeacutepződeacutese neacutelkuumllegymaacutesba alakiacutethatoacutek

Rotaacutecioacutes izomeacuteriaKuumlloumlnboumlző konformaacutecioacute (konformerek rotamerek)

Axiaacutelis kiralitaacutes R SHelikaacutelis kiralitaacutes P M

95

C CCH3H3C

HHHH

C CCH3

CH3 HH

HH

Konformaacutecioacutes diasztereomerek

C CH

CH3 HCH3

HH C C

H

CH3 CH3H

HH

Konformaacutecioacutes enantiomerek

P M

96

szinperiplanaacuteris szinklinaacutelis antiklinaacutelis antiperiplanaacuteris antiklinaacutelis szinklinaacutelis

pszeudorotaacutecioacute

axiaacutelis ekvatoriaacutelis

Konformerek

kiraacutelis kiraacutelisakiraacutelis akiraacutelis

97

C CCH3

CH3 HH

HHC C

CH3H3C

HHHH

Konfiguraacutecioacutes diasztereomerek

Konformaacutecioacutes diasztereomerek

C CH H

CH3H3CCC

HH3C

H CH3

98

- huacutezaacutes (stretch)

- hajliacutetaacutes (bend)

- csavaraacutes (torsion)

O OH

Hr 1r 2

r 2

O OH

H

α

OH

OH

τ (φ)

Oslash99

O OH

H

HOOH

OOH

HE

α30 kcalmol

Hajliacutetaacutes bend

Huacutezaacutes (nyuacutejtaacutes) stretch

disszociaacutecioacute

E

r

~ 90 ~ 50 kcalmol

HOO + H

HO + HO

Oslash100

H

H

H

O OH

H

1 kcalmol

~ 10kcalmol

(torzioacutes szoumlg)τ

Newman projekcioacute

H H

0o 60o 180o 300o 360o

OO

H

H

HHH HH

Oslash101

CH2 CH2Y ZY = Z = H

Y = Z = CH3

etaacuten

n-butaacuten

300o 360o240o180o120o60o0o

0o120o- 60o-180o-240o-300o-360o-

oacutera jaacuteraacutesaacuteval megegyező

oacutera jaacuteraacutesaacuteval ellenteacutetes

ZY

Z

Y

ZY

Z

Y

Z

Y

ZYZY

syn antisynperiplanar synklinal antiklinal antiperiplanar antiklinal synklinal

102

CCH

H H

HH

HH H

H

H

H H

CCH

H H

H

H HH H

HH

HH

0o 120o 240o 360o

12 M

m

M12 M M

mm

Θ

M = m

E(Θ)

minimum

Maximum

103

HHH H

CH3CH3

HHH H

CH3CH3

H

HH H

CH3

CH3

E

0deg dieacutederes szoumlg

E szabadentalpia-kuumlloumlnbseacuteg

58

29

07

(kcal)

H H

H3CH CH3

H

H H

H3CH H

CH3

H3C CH3

H HH

H

CH3HH H

CH3H

060deg 120deg 180deg 240deg 300deg 360deg

szinperiplanaacuteris szinklinaacutelis antiklinaacutelis antiperiplanaacuteris antiklinaacutelis szinklinaacutelis104

∆G0 = G01 - G0

2

K = e∆G0

RT

∆G = - RT ln K∆G = ∆H - T∆S

∆H = 074

∆S = 2 K = 19

gauche ndash anti araacuteny

minden gauche konformerre keacutet anti forma jut K= [a][g] Oslash105

0o

0o

60o

60o

120o

120o

180o

180o

240o

240o

300o

300o 360o

360o

RELA

T

IacuteV

ENERGIA

ANTI EFFEKTUS

GAUCHE EFFEKTUS

EXTREacuteMGAUCHE

EFFEKTUS

H

H H

H H

H

CH3

H H

H H

CH3

TORZIOacuteS SZOumlG

ZY

Z

YZ

Y

Z

Y

ZY

ZY ZY

F

H H

OH

repulsions

F

H H

H 106

attractiveinteractions

orbitalinteractions

antiperiplanarposition

Anti-effect

107

repulsions

F

H H

OH

repulsions

F

H H

H

Extrem gauche effect

108

C-F

C-H

C-F

C-HC-C C-C

Oslash109

CikloalkaacutenokGyűrűfeszuumlltseacuteg

Hipotetikus planaacuteris rendszerek

Baeyer vegyeacuterteacutekszoumlg-deformaacutecioacute (angulaacuterisgyűrű feszuumlleacutes)

Pitzer anti-aacutellaacuteshoz keacutepesti energiatoumlbblet (torzioacutes feszuumlleacutes)

van der Waals nemkoumltő atomok szterikus koumllcsoumlnhataacutesa

Nem planaacuteris vegyuumlletek

CC C

C

C

boriacuteteacutek

C C C

C

Ctwist

pszeudorotaacutecioacute

CC

C C

V-alakuacute

CCC

CCC

szeacutek110

3 4 5 6 7 8 9 10Gyűrűtagszaacutem

Gyűrű

feszuumlleacutes

kcalmol

hataacutereacuterteacutek

111

Cl

H

H

H

Cl

H

H

Cl

H

H

Cl

H

Cl

H

H

H

H

Cl

mezo SS RR

cisz transz

Ciklopropaacuten

C

C

HOOC

HOOC

H

HOH

OH

S

R

C

C

HOOC

HOOC

OH

HH

OHR

RC

C

COOH

COOH

HO

HH

HOS

S

intramolekulaacuteristuumlkoumlrsiacutek

diasztereomerek diasztereomerek

enantiomerek 112

Ea(a e)

∆Ea+∆E

∆E

Ea(a e)

Z

Hkb 5szeacutek

ZH

kb 95szeacutek

kb 2 kcal

csavartkaacuted

csavartkaacuted

kaacuted

ZH

feacutelszeacutekfeacutelszeacutek

ZH

Ciklohexaacuten

113

A 3-3 nemszomszeacutedos szeacutenatom aacuteltal definiaacutelt siacutekokra

merőleges koumlteacutesiraacutenyok axiaacutelis

A toumlbbi koumlteacutes e keacutet siacutek koumlzoumltt van ekvatoriaacutelis

Pszeudorotaacutecioacute a gyűrűs vegyuumlletek konformerjei

szoumlgfeszuumlltseacuteg neacutelkuumll alakulnak egymaacutesba

114

transz 12-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

cisz 12-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

Z

H

Z

H Z

HZ

Ha

eae

Z

HZ

H

Z

H

Z

H

a

e

ae

115

transz 13-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

cisz 13-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

Z

HZ

H

Z

H Z

H

a

e ae

Z

HZ

HZ

H

Z

H

a

e

ae

116

H

Z

Z

H

H

Z Z

Ha

ea

e

transz 14-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

Z

HZ

H

H

Z

Z

Ha

ea

e

cisz 14-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

117

Oslash118

8 CO2 + 8 H2O

- 12483 kcalmol - 12468 kcalmol

15 kcalmol

CH3

CH3H

H

+ 12 O2

cisz-12-dimetilciklohexaacuten

CH3

H

H

CH3

transz-12-dimetilciklohexaacuten

+ 12 O2

119

Diszubsztituaacutelt ciklohexaacutenokszerkezeti izomerjeinek konformaacutecioacutes viszonyai

Szerkezeti izomer Geometriai izomercisz transz

12

14

ae aa

ea ee

13aa ae

ee ea

120

Oslash121

BrNH2

Br

NH23a 2b

NH2

Br

Br

NH24a 1b

NH2

Br

Br

NH2

1b 4a

NH2

Br

NH2

Br2b 3a

NH2

Br

Br

NH23b 2a

Br

NH2

BrNH24b 1a

Konformaacutecioacutes Konformaacutecioacutes

BrNH2 Br

NH2

1a 4b

Br

NH2

BrNH2

2a 3b

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesenantiomerek

Konfiguraacutecioacutesenantiomerek

diasztereomerek diasztereomerek

12-helyzetben kuumlloumlnboumlző helyettesiacutetőket tartalmazoacute ciklohexaacuten szaacutermazeacutekokkonfiguraacutecioacutes eacutes konformaacutecioacutes viszonyai

Oslash122

H

H

H

HH

H

H

H

Dekalin

cisz transz

123

transz-transz-transzanellaacutecioacute

cisz-transz-transzanellaacutecioacute

DC

BA

DC

BA

H H

R

H

H H

H

H

H

R

H H

DCBA

R

H

H

H

H

H

H

DCBA

R

H

H

H

H

H

H

CH3

CH3

CH3

CH3

Oslash124

A kiralitaacutes kialakulaacutesa eacutes bioloacutegiai jelentőseacutege

Kiraacutelis vegyuumlletek

termeacuteszetes aminosavak (elsősorban L konfiguraacutecioacute)peptidek enzimektermeacuteszetes szeacutenhidraacutetok (elsősorban D konfiguraacutecioacute)gyoacutegyszerek

Az első kiraacutelis vegyuumllet kialakulaacutesa

az elemi reacuteszek gyenge koumllcsoumlnhataacutesaacutenakiraacutenyfuumlggeacuteseacutevel van kapcsolatban

autokataliacutezis

a termeacuteszet nem tuumlkoumlrszimmetrikus (a termeacuteszet homokiraacutelis)

Oslash125

Az optikai aktivitaacuteseredete szeacutenhidraacutetokkiralitaacutescentrumaacutenakkieacutepuumlleacutese a termeacuteszetben

Oslash126

Oslash127

• Slide Number 1
• Slide Number 2
• Slide Number 3
• Slide Number 4
• Slide Number 5
• Slide Number 6
• Slide Number 7
• Izomeacuteria
• Slide Number 9
• Slide Number 10
• Slide Number 11
• Slide Number 12
• Slide Number 13
• Slide Number 14
• Slide Number 15
• Slide Number 16
• Slide Number 17
• Slide Number 18
• Szerkezeti izomeacuteria
• Slide Number 20
• Slide Number 21
• Slide Number 22
• Slide Number 23
• Slide Number 24
• A tautomeacuteria tiacutepusai
• Slide Number 26
• Slide Number 27
• Slide Number 28
• Slide Number 29
• Slide Number 30
• Sztereoizomeacuteria
• Slide Number 32
• Slide Number 33
• Slide Number 34
• Slide Number 35
• Slide Number 36
• Slide Number 37
• Slide Number 38
• Slide Number 39
• Slide Number 40
• Slide Number 41
• Slide Number 42
• Slide Number 43
• Slide Number 44
• Slide Number 45
• Slide Number 46
• Slide Number 47
• Tovaacutebbi kiralitaacutes tiacutepusok
• Slide Number 49
• Slide Number 50
• Slide Number 51
• Slide Number 52
• Slide Number 53
• Slide Number 54
• Slide Number 55
• Slide Number 56
• Slide Number 57
• Toumlbb kiralitaacuteskoumlzpont
• Slide Number 59
• Slide Number 60
• Slide Number 61
• Slide Number 62
• Slide Number 63
• Slide Number 64
• Slide Number 65
• Slide Number 66
• Slide Number 67
• Slide Number 68
• Slide Number 69
• Slide Number 70
• Slide Number 71
• Slide Number 72
• Slide Number 73
• Slide Number 74
• Slide Number 75
• Konfiguraacutecioacutes izomeacuteria
• Slide Number 77
• Slide Number 78
• Slide Number 79
• Slide Number 80
• Slide Number 81
• Slide Number 82
• Slide Number 83
• Slide Number 84
• Slide Number 85
• Slide Number 86
• Slide Number 87
• Slide Number 88
• Slide Number 89
• Slide Number 90
• Slide Number 91
• Slide Number 92
• Slide Number 93
• Slide Number 94
• Slide Number 95
• Slide Number 96
• Slide Number 97
• Slide Number 98
• Slide Number 99
• Slide Number 100
• Slide Number 101
• Slide Number 102
• Slide Number 103
• Slide Number 104
• Slide Number 105
• Slide Number 106
• Slide Number 107
• Slide Number 108
• Slide Number 109
• Slide Number 110
• Slide Number 111
• Slide Number 112
• Slide Number 113
• Slide Number 114
• Slide Number 115
• Slide Number 116
• Slide Number 117
• Slide Number 118
• Slide Number 119
• Slide Number 120
• Slide Number 121
• Slide Number 122
• Slide Number 123
• Slide Number 124
• Slide Number 125
• Slide Number 126
• Slide Number 127

transz cisz

H

H

H

H

transz ciszdekalin

12-dimetilciklohexaacuten

Konfiguraacutecioacute

16

COOH

COHH3C

H

SCOOH

CHO CH3

HR

L-(+)-tejsav D-(-)-tejsav

fumaacutersavmaleinsav

C

C

HOOC H

H COOH

C

C

H COOH

H COOH

Citromsav ciklus (Szent-Gyoumlrgyi-Krebs ciklus)

izomszoumlvet tejsavas erjedeacutes

17

(Az izomerek leacutetkeacutepesseacutege fuumlgg a koumlztuumlk leacutevő energiagaacutet nagysaacutegaacutetoacutel)

AtropizomeacuteriaCsavart kaacutedakGauche konformerekAntiklinaacutelis konformerek

Koumlteacutesmenti rotaacutecioacuteval egymaacutesba alakiacutethatoacutek

Koumlteacutesmenti rotaacutecioacuteval nem alakiacutethatoacutek egymaacutesba

Koumlteacutesmenti rotaacutecioacuteval nem alakiacutethatoacutek egymaacutesba

Cisz-transz (geometriai) izomerek

Koumlteacutesmenti rotaacutecioacuteval egymaacutesba alakiacutethatoacutek

Fedeacutesbe nem hozhatoacute tuumlkoumlrkeacutepi paacuterok

Kuumlloumlnboumlző vegyuumlletek azonos oumlsszegkeacuteplettel

KONSTITUacuteCIOacuteS IZOMEREK

(szerkezeti vagy struktuacuterizomerek)Az atomok kapcsoloacutedaacutesi sorrendje elteacuterő

TAUTOMEREK

Ugyanaz a vegyuumllet keacutetfeacutele szerkezettel reagaacutel

SZTEREOIZOMEREK

Azonos konstituacutecioacute elteacuterotilde teacuterbeli elrendeződeacutes

Alkaacutenok rotaacutecioacutes izomereiCiklohexaacuten szeacutek-kaacuted izomerei

keto-enol tautomeacuterialaktim-laktaacutem tautomeacuteriagyűrű-laacutenc tautomeacuteria

(Optikai izomerek) Kiraacutelis vegyuumlletek

Nem enantiomerek

Toumlbb kiralitaacutescentrumot tartalmazoacute vegyuumlletekBizonyos atomoknak egy meghataacuterozott

siacutekhoz viszonyiacutetott relatiacutev helyzeteacuteben kuumlloumlnboumlznek

Kettős koumlteacuteses vegyuumlletek Z - E izomeacuteriaacutejaDiszubsztituaacutelt cikloalkaacutenok cisz - transz izomeacuteriaacutejaKondenzaacutelt gyűrűs bicikloalkaacutenok cisz - transz izomeacuteriaacuteja

Centraacutelis kiralitaacutesHelikaacutelis kiralitaacutesAxiaacutelis kiralitaacutes

AlleacutenizomerekSpirovegyuumlletek

KIRAacuteLIS DIASZTEREOMEREK

AKIRAacuteLIS DIASZTEREOMEREK

DIASZTEREOMEREK ENANTIOMEREK

KONFORMAacuteCIOacuteS ENANTIOMEREK

KONFIGURAacuteCIOacuteS ENANTIOMEREK

KONFIGURAacuteCIOacuteSDIASZTEREOMEREK

KONFORMAacuteCIOacuteSDIASZTEREOMEREK

Izomeacuteria

18

Szerkezeti izomeacuteria

19

CH3OCH3 CH3CH2OH

Szerkezeti izomeacuteria

Regioizomeacuteria

Szeacutenvaacutez izomeacuteria CH3CH2CH2CH2CH3 CH3CHCH2CH3

CH3

CH3CCH3

CH3

CH3

H2C CHCH2CH2CH3 CH3CH CHCH2CH3

CH3CH2CH2Cl CH3CHCH3

Cl

Funkcioacutes csoport izomeacuteria

20

OCH3

Br2

FeBr3

OCH3

Br

+

OCH3

Br

OCH3

Br

+

haacuterom regioizomer termeacutek

CC

H

H

CH3

CC

H

H

H

Br CH3

+C

C

Br

H

H

H CH3

HBr

keacutet regioizomer termeacutek

Regioizomeacuteria

Keacutet regioizomer termeacutek keletkezhet dehellipSzelektivitaacutes

Haacuterom regioizomer termeacutek keletkezhet dehellipSzelektivitaacutes

21

H3C CH2 CH2 CH3 H3C CH CH3

CH3

n-butaacuten i-butaacuten

H2C CH2

CHCH3

H2C CH2

H2C CH2

metilciklopropaacuten ciklobutaacuten

22

A compound with the general formula CnH2n contains one double-bond equivalent ndasheither one double bond or one ring

CH3 CH2 CH CH2CH2 CH2

CH2 CH2

an alkane a cycloalkane

A compound with the general formula CnH2n-2 might have one triple bond two ringstwo double bonds or one ring plus one double bond We can say that the formulaCnH2n-2 represents a structure with two double-bond equivalents

Three of many possible structural isomers for C8H14

CH3 (CH2)5 C CH

one triple bond two rings

CH2CH3

one double bondand one ring

23

Tautomeacuteriaegy hidrogeacutenatom eacutes egy kettőskoumlteacutes helyzeteacuteben kuumlloumlnboumlznek ndash a hidrogeacutenatom

mozgeacutekony iacutegy gyors eacutes reverziacutebilis protoncsere valoacutesul meg

Protomeacuteria eacutes elektromeacuteria egyszerre van jelen

CH

HH

C

O

COOH C CH

H OH

COOH

Oxo-enol tautomerek

Tautomeacuteria

Kezelhető szerkezeti izomerkeacutent

24

A tautomeacuteria tiacutepusai

25

1) alacsonyabb pKa eacuterteacutek2) konjugaacutelt rendszer3) hidrogeacuten kelaacutet (6 elektron)

Oxo-enol tautomeacuteria

O OH

CH3H3C

H2C

H

C

O

CH3 H2C C CH3

O H

enoloxo

pKa 20

9999975 000025

F2C C

O H

CF3 F2C

H

C

O

CF3

OH O

H

CH3 C

O

CH C

O

CH3

H

CH3 C

O

CH C

O

CH3

H

pKa 9

20 80

200oC 3oacute

O

O

H

OH

O 26

NH2R C

Y Y

NHR C

H

Y= O S NR1

a)

b)

NH2

NHR1

R2N CNH

NHR1

R2HN CNH2

NR1

R2HN C

Savamid-imidsav eacutes rokon rendszerektautomeacuteriaacuteja

Guanidin-szaacutermazeacutek27

XH

N NH

X

Prototroacutepia (hetrociklusoknaacutel)

N NH

XH X

HN NH

X

HN NH

X

N NH

XH

HN N

XH

dominaacutens forma

28

α anomer izaacutecioacute

-D-Glcfβ-D-Glcfα

βO

OH

CH2OHHO OH

OHOH

O

OH

CH2OHHO

OH

HO

OHCHO

OHHOH2C

HO

β

D-Glcpβminus-D-Glcpα

α

OHOH2C

HOHO

OHOH

OHO

HOH2C

HOHO

OH

Gyűrű-laacutenc tautomeacuteria

De nem koumlzvetlenuumll

29

N OC

O

CH3N OC

O CH3

Szubsztituens tautomerizaacutecioacute

NN

N N N N

NN

N NN

N

Vegyeacuterteacutek izomerizaacutecioacute

Oslash30

Sztereoizomeacuteria

31

Sztereoizomeacuteria

Konfiguraacutecioacuteaz atomok koumllcsoumlnoumls teacuterbeli elrendeződeacutese az egyszereskoumlteacutesek koumlruumlli elfordulaacutest (aacuteltalaacuteban) nem veszi figyelembe

Konformaacutecioacuteegyszeres koumlteacutesek koumlruumlli elforgataacutes amelynek soraacuten konformerek joumlnnek leacutetre

Konfiguraacutecioacutes eacutes konformaacutecioacutesenantiomerekdiasztereomerek

32

COOH

COOH

mcisz transz transz

izomeacuteriageometriaiizomeacuteria

optikai izomeacuteria

COOHHOOC COOH

HOOC COOH

HOOC

poziacutecioacutes

SztereoizomeacuteriaSzerkezeti izomeacuteria

Helyzeti izomeacuteria

33

Enantiomerekegymaacutessal fedeacutesbe nem hozhatoacute tuumlkoumlrkeacutepi paacuterok

azonos internukleaacuteris taacutevolsaacutegkuumlloumlnboumlző csoportsorrend (konfiguraacutecioacute)

Diasztereomereknem enantiomerek (lehetnek akiraacutelisak is)nincsenek egymaacutessal tuumlkoumlrkeacutepi viszonyban

azonos oumlsszekapcsoltsaacutegkuumlloumlnboumlző internukleaacuteris taacutevolsaacuteg

34

C CH3C

Cl

C

H

CH3

BrH

C CCl

H3C

C

H

CH3

BrH

C CH3C

Cl

C

H

CH3

HBr

C CCl

H3C

C

H

CH3

HBr

E R

E S

Z R

Z S

Enantiomerek Enantiomerek

Diasztereomerek

Diasztereomerek

Diasztereomerek

Diasztereomerek

Oslash35

Kiraacutelis vegyuumlletek kiraacutelis koumllcsoumlnhataacutesok

termeacuteszetes aminosavak (főkeacutent L konfiguraacutecioacute)peptidek enzimek

termeacuteszetes szeacutenhidraacutetok (D konfiguraacutecioacute)

gyoacutegyszerek (sok esetben kiraacutelis molekulaacutek)

gyoacutegyszer-receptor koumllcsoumlnhataacutes

Sztereokeacutemia jelentőseacutege

Oslash36

Journal of

Chemical Education

ISSN 0021-9584

Volume 73 Number 6June 1996

Oslash37

Journal ofChemical Education

ISSN 0021-958413

Volume 73 Number 6June 199613

13

13

Oslash38

Kiralitaacutes

A kiraacutelis taacutergyak tuumlkoumlrkeacutepuumlkkel nem hozhatoacutek fedeacutesbe sem rotaacutecioacutes semtranszlaacutecioacutes mozgaacutessal (kiveacuteve a molekulaacuten beluumlli rotaacutecioacute lehetőseacutegeacutet)

A kiralitaacutes szerkezeti felteacutetelea taacutergynak ne legyen tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengelye

Tiacutepusok

Centraacutelis kiralitaacutes ndash sztereogeacuten centrum (R S D L)egy kiraacutelis (szeacuten)atomtoumlbb kiraacutelis szeacutenatom

Axiaacutelis kiralitaacutes ndash tengely koumlruumlli elhelyezkedeacutes (R S)alleacutenizomeacuteria spirovegyuumlletek atropizomeacuteria

Planaacuteris kiralitaacutes ndash siacutekhoz viszonyiacutetott helyzet (P pR M pS)csavart kaacutedak transz cikloalkeacuten

Helikaacutelis kiralitaacutes ndash nem siacutekbeli csavarvonalak (P M)alkaacuten konformerek (gauche antiklinaacutelis)heliceacutenek

39

Azonos minőseacutegi mennyiseacutegi oumlsszeteacutetel moacuteltoumlmeg konstituacutecioacute de kuumlloumlnboumlző teacuterbeli sorrend

Cl

F BrH

R S

Cl

FBrH

konfiguraacutecioacutejeloumlleacutes (+) (ndash) = d l D L R S

40

Azonos minőseacutegi mennyiseacutegi oumlsszeteacutetel moacuteltoumlmeg konstituacutecioacute de kuumlloumlnboumlző teacuterbeli sorrend

C

l

F

B

r

H

R

S

C

l

F

B

r

H

konfiguraacutecioacutejeloumlleacutes(+) (ndash) = d ld l R S

_1063020419

2

1

3

X4

1

X4

23

1

X4

32

(R) (S)

CC

2

1

3

I

BrCl

4F

2

1

3

OH

DT

4H C

OH

H

DT

(R)(S)

41

(R)

HCC

C CHH

HO H

CCC

H HC H

CHH3C

H

HH

H

H

C

Cl HH H

HH

1 4

3

2

1 oumlvezet2 oumlvezet

3 oumlvezet

4 oumlvezet

H

42

CH

OHCH3

CH3CH2

(R)-butaacuten-2-ol (S)-butaacuten-2-ol

180o-os forgataacutes

CH

OHCH3

CH3CH2

CH

OHCH3CH2

CH3

CH

HOCH2CH3

CH3

CH

OHCH3CH2

CH3

A kiralitaacutes az atomok egy pont (sztereogeacuten centrum kiralitaacutescentrum aszimmetriacentrum)koumlruumlli elrendeződeacuteseacutenek koumlvetkezmeacutenye A kiralitaacutest leacutetrehozoacute szerkezeti elemek elrendeződeacuteseegy koumlzpontra vonatkoztathatoacute Egy X centraacutelis atomhoz neacutegy kuumlloumlnboumlző ligandum kapcsoloacutedik a tuumlkoumlrkeacutepek nem hozhatoacutek fedeacutesbe a keacutet konfiguraacutecioacutes izomer enantiomer viszonyban van egymaacutessalSztereogeacuten centrum ndash Egy sp3 szeacutenatom (vagy maacutes atom) 4 kuumlloumlnboumlző ligandumot tartalmaz

Centraacutelis kiralitaacutes

43

Optikai izomeacuteria

Optikai izomerek olyan sztereoizomerek amelyek optikai forgatoacutekeacutepesseacutegbenkuumlloumlnboumlznek

Centraacutelis kiralitaacutes

Sztereogeacuten centrum aacutebraacutezolaacutesaperspektiacutevikus (teacuterszerkezeti)proiciaacutelt (vetiacutetett)

keacuteplettel (Fischer projekcioacute)

L

COOH

CH3H2NH

R

D

COOH

CH3 NH2H

S

intermolekulaacuteristuumlkoumlrsiacutek

COOH

CH3

H NH2

COOH

CH3

H2N H

44

Optikai aktivitaacutesAzok a vegyuumlletek melyek a siacutekban polarizaacutelt feacuteny siacutekjaacutet elforgatjaacutek optikailag aktiacutevakJobbra forgataacutes (oacuteramutatoacuteval azonos) jele (+) balra forgataacutes (oacuteramutatoacuteval ellenteacutetes) jele (-)

Azok a molekulaacutek keacutepesek optikai forgatoacutekeacutepesseacuteg leacutetrehozaacutesaacutera melyek mindenkonformaacutecioacuteja kiraacutelisHa egy kiraacutelis vegyuumlletnek csak egyik enantiomerje van jelen a vegyuumllet optikailag aktiacutev(elforgatja a polarizaacutelt feacuteny siacutekjaacutet) Ha a keacutet enantimer ekvimolaacuteris elegye (racemaacutet) van jelen a tuumlkoumlrkeacutepi paacuterok kompenzaacutecioacuteja miatt nincs makroszkoacutepikus forgataacutes

Oslash45

Fresnel elmeacutelete szerint a siacutekban polarizaacutelt feacuteny keacutet ellenteacutetes iraacutenyaacutebacirkulaacuterisan polarizaacutelt komponensből tevődik oumlssze Optikailag aktiacutev koumlzegbenaz egyik cirkulaacuteris komponens lassabban halad mint a maacutesik ezeacutert aztaacutenamikor kileacutepnek a koumlzegből eltoloacutedott faacutezisban oumlsszegeződnek uacutejra s eza polarizaacutecioacute siacutekjaacutenak elfordulaacutesaacuteban nyilvaacutenul meg Az optikailag aktiacutev anyagmolekulaacutei kuumlloumlnboumlző meacuterteacutekű koumllcsoumlnhataacutesba leacutepnek a jobbra eacutes a balracirkulaacuteris feacutenysugaacuterral A cirkulaacuterisan polaacuterozott feacuteny uacutegy jellemezhető hogya feacutenysugaacuter menteacuten az elektromaacutegneses teret leiacuteroacute elektromos eacutes maacutegnesesvektorok veacutegpontjai egy jobb vagy bal menetű csavarvonalon helyezkednek el

Optikai aktivitaacutes meacutereacutese

polarimetertube

Polarizerfixed Nicolprism

Plane-polarizedlight

Solution of opticallyactive material

Plane ofpolarizationhas undergonea rotation

Analyizermovable Nicolprism

ViewerUnpolarizedlight fromsource

Oslash46

siacutekban polarizaacutelt feacuteny

polarizaacuteloacute lencse (Nicol prizma)

normaacutel feacuteny

a)

b)

c)

x

z

z

z

siacutekban polaacuterozott feacuteny P eacutes M helicitaacutesuacutecirkulaacuterisan polaacuterozott feacuteny

minta

x

z

α

z

x

Oslash47

Tovaacutebbi kiralitaacutes tiacutepusok

48

Sztereogeacuten centrum jelenleacutete nem szuumlkseacuteges sem nem eleacutegseacuteges felteacutetele a kiralitaacutesnak

Nem szuumlkseacuteges peacuteldaacuteul axiaacutelis kiralitaacutes planaacuteris kiralitaacutes

Axiaacutelis kiralitaacutes A kiralitaacutes az atomok egy tengely koumlruumlli elrendeződeacuteseacutenek koumlvetkezmeacutenye

Alleacutenek kiralitaacutesa

Planaacuteris kiralitaacutes A kiralitaacutes az atomok egy siacutek koumlruumlli elhelyezkedeacuteseacutenek koumlvetkezmeacutenye

Helikaacutelis kiralitaacutes Csavarvonal (spiraacutelis) szerkezetű molekulaacutekPl DNS kettős heacutelixe polipeptidek kettős α-heacutelixe

C C CH

ClHCl CCC

H

ClHCl

COOH

CH3

CrOC

OCOC

CrCO

COCO

COOH

CH3

49

R S

HOOC

Br

COOH

Br6

2

6

2COOH

Br

HOOC

Br

tuumlkoumlrsiacutek

C

Br

COOHBr1

2

3 4

HOO c2COOH

Br

BrHOOC

c2

1

2

34

Atropizomeacuteria

50

Axiaacutelis kiralitaacutes

R-konfiguraacutecioacute

51

C CH

H3CC

H

CH3

CCH

CH3C

H

H3C

NH

HN

NH

NH

tuumlkoumlrsiacutek

Nem minden kiraacutelis molekula rendelkezik aszimmetria centrummal

52

Cukor Foszfor atom Oslash53

Konformaacutecioacutes enantiomerek

P M

Helikaacutelis kiralitaacutes

Konfiguraacutecioacutes enantiomerek

P M

Heptaheliceacuten n-Butaacuten

54

Oslash55

56

Feheacuterjeacutek teacuterszerkezete

Oslash

57

Nukleinsavak teacuterszerkezete

Oslash

Toumlbb kiralitaacuteskoumlzpont

58

Toumlbb aszimmetria centrumot tartalmazoacute vegyuumlleteklehetseacuteges sztereoizomereinek szaacutema

A nem enantiomeacuteria viszonyban aacutelloacute sztereoizomerek

diasztereomerek

Ha az n db aszimmetria centrum koumlzoumltt vannak azonosak a fuumlggetlen sztereoizomerek szaacutema lt 2n

mezo-forma nem kiraacutelis

2n

59

CH3CH3

HO H

OHHCH3

H3COHH

HO H

CH3CH3

HO H

HHOCH3

H3COHH

H OH

CH3CH3

HO H

OHH

180o forgataacutes

mezo-23-butaacutendioltuumlkoumlrkeacutepi paacuterok fedeacutesbe hozhatoacutek - akiraacutelis

(2R3R)-23-butaacutendiol (2S3S)-23-butaacutendiol

CH3 CH3

H HHO OH

Egyetlen sztereogeacuten centrumot tartalmazoacute molekula mindig kiraacutelis desztereogeacuten centrum jelenleacutete nem szuumlkseacuteges sem nem eleacutegseacuteges felteacutetele a kiralitaacutesnak

Nem eleacutegseacuteges toumlbb sztereogeacuten centrumot tartalmazoacute molekula lehet akiraacutelisPeacutelda

60

Nem minden olyan molekula kiraacutelis amely aszimmetria centrumokkal rendelkezik

Nem minden kiraacutelis molekula rendelkezik aszimmetria centrummal

axiaacutelis kiralitaacutes 13-diszubsztituaacutelt alleacuten planaacuteris kiralitaacutes spirovegyuumlletek koumlreacuteben

mezo vegyuumlletek cisz-12-azonosandiszubsztituaacutelt ciklopropaacuten

Oslash61

COOHH

HHOOC

CH3H

H3C HS2

COOH

HHO

H OH

COOH

S2

COOHH

HHOOC

HH

H H

borkősav

Newman (fűreacuteszbak) projekcioacuteKonformatiacutev

62

Fisher projekcioacuteval aacutebraacutezolt L- eacutes D-borkősav

mezo-borkotildesav

COOHCH OHCCOOH

OHH

COOHCHO HCCOOH

HHO

szotildelotildesav

COOHCH OHCCOOH

HHO

COOHCHO HCCOOH

OHH

L-(+)-borkotildesav D-(-)-borkotildesav

63

Oslash64

Cl

H

H

H

Cl

H

H

Cl

H

H

Cl

H

Cl

H

H

H

H

Cl

mezo SS RR

cisz transz

Nem minden olyan molekula kiraacutelis amely aszimmetria centrumokkal rendelkezik

65

Szimmeriaelemek(szimmetria azonos meacuteret)

Akkor mondjuk hogy egy taacutergy szimmetriaelemmel rendelkezik ha a megfelelőszimmetriaművelet (tuumlkroumlzeacutes forgataacutes inverzioacute) a taacutergyat az eredetivel fedeacutesbehozhatoacute alakzattaacute konvertaacutelja

Pontcsoport ndash meghataacuterozott taacutergyra vonatkozoacute szimmetriaműveletek oumlsszesseacutege

szimmetriasiacutek (σ) a molekulaacutet keacutet olyan feacutelre bontja amelyek egymaacutesnak pontostuumlkoumlrkeacutepei (Szimmetriasiacutekot tartalmazoacute molekula akiraacutelis de a siacutek hiaacutenya nem okozkiralitaacutest)

n-ed rendű forgaacutesi szimmetriatengely (Cn) a molekulaacutet a tengely koumlruumll 360degnszoumlggel elforgatva az eredetitől megkuumlloumlnboumlzhetetlen molekulaacutet kapunk

szimmetriacentrum (inverzioacutes centrum) (Ci) a molekula baacutermely elemeacutet aszimmetriacentrummal oumlsszekoumltve eacutes az ellenkező iraacutenyba azonos taacutevolsaacutegrameghosszabbiacutetva azonos elemhez jutunk (Szimmetriacentrumot tartalmazoacutemolekula akiraacutelis de hiaacutenya nem okoz kiralitaacutest)

n-ed rendű tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengely (Sn) a molekulaacutet 360degn szoumlggel elforgatvaeacutes a tengelyre merőleges siacutekra tuumlkroumlzve az eredetitől megkuumlloumlnboumlzhetetlenmolekulaacutet kapunk (Tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengelyt tartalmazoacute molekula akiraacutelishiaacutenyaacuteban a molekula kiraacutelis) 66

C CCH3

H

H

CH3180o C C

CH3

H

CH3

H360o

siacutek

tengely

siacutek

tengely

Keacutetfogaacutesuacute tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengely Egyfogaacutesuacute tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengely

Szimmetriacentrum Szimmetriasiacutek

Tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengelyValamely taacutergy akkor jellemezhető Sn azaz n-ed rendű tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengellyel ha annak baacutermely pontjaacutet a tengely koumlruumll 360n fokos szoumlggelelfordiacutetva eacutes a tengelyre merőlegesen fektetett siacutekon keresztuumll tuumlkroumlzve az eredetiobjektumot kapjuk meg (n szuumlkseacutegkeacuteppen paacuteros vagy 1)

Az S1-tengely szimmetriasiacutekkal (σ) az S2-tengely viszont szimmetriacentrummal (Ci) egyeneacuterteacutekű

A szimmetriacentrumon aacutethaladoacute baacutermely egyenesen a centrumtoacutel egyenlő taacutevolsaacutegban azonos elemek talaacutelhatoacutek

Akiraacutelis molekulaacutek

67

szimmetriasiacutek (m S1) forgaacutesi szimmetriatengely (Cn) szimmetriacentrum (Ci S2)

Szimmetrikus + +

Szimmetrikus + -

Koumlzeacuteppontosan - + szimmetrikus

Disszimetrikus - + - (kiraacutelis)

Aszimmetrikus - - - (kiraacutelis)

Szimmetriaelem művelet

Szimmetriasiacutek tuumlkroumlzeacutes

Szimmetriatengely forgataacutes

Szimmetriacentrum inverzioacute

Szimmetriaelem művelet

Azonossaacuteg vaacuteltozatlanulhagyaacutes

Tuumlkroumlzeacutesi forgataacutes eacutesszimmetriatengely (giroid) tengelyre merőleges

tuumlkroumlzeacutesOslash68

Oslash69

Oslash70

Oslash71

Oslash72

1 Atomic number2 Atomic mass3 Z gt E4 R gt S5 Spheres6 Single-bond equivalencies

Cahn-Ingold-Prelog nomenclature system

Sequence rules for order of priority

1 If the atoms in question are different the sequence order is by atomic number with theatom of highest atomic number receiving the highest priority

F lt Cl lt Br lt I

increasing priority

2 If two isotopes of the same element are present the isotope of higher mass receivesthe higher priority

H lt D

increasing priority73

5 If two atoms are identical the atomic numbers of the next atoms are used for priorityassignment If these atoms also have identical atoms attached to them priority isdetermined at the first point of difference along the chain The atom that has attached to itan atom of higher priority has the higher priority (Do not use the sums of the atomic numbersBut look for the single atom of highest priority)

74

6 Atoms attached by double or triple bond are given single-bond equivalencies so that theycan be treated like single-bonded groups in determining priority Each doubly bonded atom isduplicated (or triplicated for triple bonds)

R C

O

OH

Structure Equivalent for priority determination

R C

O

O

OH

C

R C N R C

N

N

NC

C

75

Konfiguraacutecioacutes izomeacuteriaUgyanaz a vaacutez konnektivitaacutes de elteacuterő teacuterbelielrendeződeacutes (valamilyen szimmetria-rendezőhoumlz valoacuteviszony)

Nem alakiacutethatoacutek egymaacutesba kovalens koumlteacutes elszakiacutetaacutesaeacutes uacutejrakeacutepződeacutese neacutelkuumll

optikai izomerek (optikai aktivitaacutes) R Sgeometriai izomerek cisz-transz E-Z

76

Konfiguraacutecioacutes diasztereomerekFizikai eacutes keacutemia tulajdonsaacutegaik elteacuternek

Konfiguraacutecioacutes enantiomerekFizikai eacutes keacutemiai tulajdonsaacutegaikazonosak kiveacutevebull azonos meacuterteacutekű de ellenteacutetesiraacutenyuacute optikai forgatoacutekeacutepesseacutegbull elteacuterő reaktivitaacutes maacutes kiraacutelis vegyuumlletekkel valoacute reakcioacuteban

C

C

Cl

Cl H

HC

C

H

Cl H

Cl

cisz-12-dikloacutereteacuten transz-12-dikloacutereteacuten

Br Cl

Cl BrF F

Cl Br

Br FF Cl

(R) (R) (S) (R)

CH

OHCH3CH2

CH3

CH

HOCH2CH3

CH3

CH

OHCH3CH2

CH3

CH

OHCH3

CH3CH2

180o-os forgataacutes

(R)-butaacuten-2-ol (S)-butaacuten-2-olfp 995 oC 995 oCd4

20 0808 0808nD

20 1397 1397[α]D

25 -1352o +1352o

(R)-butaacuten-2-ol (S)-butaacuten-2-ol

CH

OHCH3

CH3CH2

77

Elegykristaacutely

bullveacuteletlenszerűen tartalmazza mindkeacutet enantiomertbulla tiszta enantiomerek eacutes az enantiomer kevereacutekek tulajdonsaacutegai azonosak

Konglomeraacutetum

bullcsak az egyik vagy a maacutesik enantiomert tartalmazzabullaz enantiomerek mechanikusan is elkuumlloumlniacutethetők egymaacutestoacutel

Molekulavegyuumllet

bulla keacutet enantiomer a kristaacutelyban 11 araacutenyban fordul elő (raceacutem elegy)bulla raceacutem elegy eacutes az enantiomerek olvadaacutespontja kuumlloumlnboumlző

bullakiraacutelis koumlruumllmeacutenyek koumlzoumltt megegyező fizikai eacutes keacutemiai tulajdonsaacutegokbullkiraacutelis koumlruumllmeacutenyek koumlzoumltt elteacuterő (kiraacutelis molekulaacutek polarizaacutelt feacuteny)bullenantiomerek koumlzoumltti 3 fő koumllcsoumlnhataacutes

elegykristaacutely keacutepzeacuteskonglomeraacutetum keacutepzeacutesmolekulavegyuumllet keacutepzeacutes

Enantiomerek

78

Enantiomerek egyeacuteb kevereacutekeit az uacutegynevezett bdquoenantiomeric excessrdquo (ee) [enantiomerfelesleg] eacuterteacutekkel jellemezzuumlk (R) eacutes (S) a megfelelő enantiomerek mennyiseacutege a kevereacutekben

A komponensek mennyiseacutegeacutenek meghataacuterozaacutesaKiraacutelis oszlopkromatigraacutefia (enantiomerek elvaacutelasztaacutesa)NMR spektroszkoacutepia

ee =(R) - (S)(R) + (S) 100

Enantiomer felesleg

Az enantiomerfelesleg az aszimmetrikus szinteacutezis sikeresseacutegeacutenek egyikmeacuterőszaacutema Diasztereomerek kevereacuteke eseteacuten hasonloacute moacutedon definiaacuteljaacutek eacuteshasznaacuteljaacutek a diasztereomer felesleg eacutes a szaacutezaleacutekos diasztereomer feleslegfogalmaacutet

Egy 70 R eacutes 30 S izomert tartalmazoacute minta enantiomerfeleslege peacuteldaacuteul40 Ezt az anyagot uacutegy is tekinthetjuumlk mint 40 tiszta R izomer eacutes 60 raceacutemelegy (mely a teljes mennyiseacuteghez 30 R eacutes 30 S izomerrel jaacuterul hozzaacute)kevereacuteke 79

C

C

HOOC

HOOC

H

HOH

OH

S

R

C

C

HOOC

HOOC

OH

HH

OHR

RC

C

COOH

COOH

HO

HH

HOS

S

intramolekulaacuteristuumlkoumlrsiacutek

diasztereomerek diasztereomerek

enantiomerek

COOH

CH3H2NH

R

COOH

CH3 NH2H

S

enantiomerek

Enantiomerek eacutes diasztereomerek

80

C

NH2

COOHHH3C C

CH2SH

COOHH2NH

Ala Cys

Aacutebraacutezolja Fischer keacuteplettel az alaacutebbi perspektivikus keacuteplettel megadott aminosavakat

CH3

COOH

H2N H

CH2SH

COOH

H2N H

Ala Cys

S R

L L81

CNH2H

H3C

COOH

C

COOH

CH2SHH2NH

CCH3H

H2N

COOH

C

COOH

CH2SHHH2N

C

NH2

COOHHH3C

C

CH2SH

COOHH2NH

CH3

COOH

H2N H

CH2SH

COOH

H2N H

82

Enantiomerek eacutes mezo vegyuumlletek

Pszeudoaszimmetria

C

C

HOOC

HOOC

H

HOH

OH

S

R

C

C

HOOC

HOOC

OH

HH

OHR

RC

C

COOH

COOH

HO

HH

HOS

S

intramolekulaacuteristuumlkoumlrsiacutek

diasztereomerek diasztereomerek

enantiomerek

C

C

C

COOH

COOH

HO H

OHH

H OHR

R

C

C

C

COOH

COOH

H OH

HHO

HO HS

S

enantiomerek

optikailag aktiacutevak

C

C

C

COOH

COOH

H OH

OHH

H OHR

S

C

C

C

COOH

COOH

H OH

HHO

H OHR

S

optikailag inaktiacutevak

r s

83

COOH

COOH

COOHHOOC COOH

HOOC COOH

HOOC

mcisz transz transz

szerkezetiizomeacuteria

geometriaiizomeacuteria

optikai izomeacuteria

84

R

RHOH

akiraacutelisszeacutenatom

R

SHOH

rS

RHOH

s

RgtS r s

(S)

(S)

pszeudoaszimmetriaacutes szeacutenatom

akiraacutelis molekulamezo vegyuumllet

akiraacutelisC2 forgaacutesi szimmetriatengely

kiraacutelis

HOOC COOH

Br

m

HOOC COOH

m

HOOC

COOH

pro-pszeudoaszimmetriaacutes szeacutenatom

85

Kiraacutelis molekulaacutekon beluumll is sok esetben talaacutelhatoacute pszeudo-aszimmetriacentrum amennyiben a keacutet enantiomorf ligandum mellett tovaacutebbi aszimmetrikus ligandum is kapcsoloacutedik a centrumhoz (peacuteldaacuteul atropin eacutes szaacutermazeacutekai)

gytszptehuhudownloadindex16630

Oslash86

Mezo-forma a) mindig akiraacutelisb) mindig kell lennie kiraacutelis disztereomerjeacutenek is

gytszptehuhudownloadindex16630

C

C

HOOC

HOOC

H

HOH

OH

S

R

C

C

HOOC

HOOC

OH

HH

OHR

RC

C

COOH

COOH

HO

HH

HOS

S

intramolekulaacuteristuumlkoumlrsiacutek

diasztereomerek diasztereomerek

enantiomerek

Oslash87

gytszptehuhudownloadindex16630

A pszeudo-aszimmetriacentrumok konfiguraacutecioacutejaacuteban elteacuterő izomerekegymaacutessal diasztereoizomer viszonyban aacutellnak

rC

C

C

COOH

COOH

H OH

OHH

H OHR

S

sC

C

C

COOH

COOH

H OH

HHO

H OHR

S Oslash88

Geometriai izomeacuteria

kettős koumlteacutesű vegyuumlletekneacutelciklusos vegyuumlletekneacutel

C CH H

CH3H3CC C

H CH3

HH3C

Felteacutetel (olefinekneacutel) egy adott pilleacuteratomon nem lehet keacutet azonos helyettesiacutetőde adott kettőskoumlteacutes keacutet kuumlloumlnboumlző pilleacuteratomjaacuten lehet egy-egy azonos helyettesiacutető(de ezeknek sem kell szuumlkseacutegkeacuteppen azonosaknak lenniuumlk)

Alfa helyzetű szubsztituens Beacuteta helyzetű szubsztituens

Diasztereomerek

89

Configurational isomers

The particular arrangement of atoms (or goups) in space that is characteristic of a given streoisomer

The configurational isomers can not be transformed into each otherwithout breaking and making a covalent bond

- cis-trans Z-E designations geometric isomers- optical isomerism (cf chirality)

H COOH

H COOH

HOOC H

H COOH

Z E

Oslash90

The requirement for geometric isomerism in alkenes is that each carbon atom involvedin the pi bond have two different groups attached to it such as H and Cl or CH3 and Cl

C CH

H

CH2CH3

CH3

C CH

H

CH2CH3

CH3is the same as

C CCH3

H

CH2CH3

CH3

C CH

CH3

CH2CH3

CH3

geometric isomers

If one of the carbons of the double bond has two identical groups such as two H atomsor two CH3 groups the geometric isomerism is not possible

Z E

Higher priority atoms or groups are on the same side of the pi bond Z bdquotogetherrdquo

Higher priority atoms or groups are on opposite sides of the pi bond E bdquoacrossrdquo

(Look at the single atoms directly attached to the double-bond carbon C and not entire-CH2CH2CH3 group)

Oslash91

Cahn-Ingold-Prelog szekvenciaszabaacutelyokalkeacutenekre vonatkozoacutean

Toumlmegszaacutem

C CT

D

H

DE

Rendszaacutem

C CF

Cl

Br

IZ

Z gt E

E

ZZ C C

C

C

H

NC

C

C

H3C

H3C

CH3

HCH3

H

C CH

NC

C

C

CH3

CH3

H

H

Br

Br

E

R

S

RgtS (DgtL)

92

C CH

H3C

CH

CH

CH3

CH3

CH2

Z ltC

HCH3

CH3

C

H

C

C

H

H

HHH

H

C C

H H

H

C

H

C (C)

o

o

o

H

H(C)oo

o

C CH

H3C

CH

CH

CH3

CH2 Br

CH2

E

C

HCH3

CH2Br

C

H

C

H

H

HCBrH

H

gtC C

H H

H

C

H

C (C)

o

o

o

H

H(C)oo

o

(CON) adott atom ismeacutetelt megjeleniacuteteacutese ---o fantomatom

1 2 3C CCCH CHHH C C(C)CH C(C)HH

1 2 3C CCCH BrCHH gt CHHH C C(C)CH C(C)HH 93

transzE

ciszZ

C CH H

C CH

H

transzZ

ciszE

C CBr H

C CH

Br

Oslash94

Konformaacutecioacutes izomeacuteriaUgyanaz a vaacutez konnektivitaacutes de elteacuterő teacuterbelielrendeződeacutes (valamilyen szimmetria-rendezőhoumlz valoacuteviszony)

Kovalens koumlteacutes elszakiacutetaacutesa eacutes uacutejrakeacutepződeacutese neacutelkuumllegymaacutesba alakiacutethatoacutek

Rotaacutecioacutes izomeacuteriaKuumlloumlnboumlző konformaacutecioacute (konformerek rotamerek)

Axiaacutelis kiralitaacutes R SHelikaacutelis kiralitaacutes P M

95

C CCH3H3C

HHHH

C CCH3

CH3 HH

HH

Konformaacutecioacutes diasztereomerek

C CH

CH3 HCH3

HH C C

H

CH3 CH3H

HH

Konformaacutecioacutes enantiomerek

P M

96

szinperiplanaacuteris szinklinaacutelis antiklinaacutelis antiperiplanaacuteris antiklinaacutelis szinklinaacutelis

pszeudorotaacutecioacute

axiaacutelis ekvatoriaacutelis

Konformerek

kiraacutelis kiraacutelisakiraacutelis akiraacutelis

97

C CCH3

CH3 HH

HHC C

CH3H3C

HHHH

Konfiguraacutecioacutes diasztereomerek

Konformaacutecioacutes diasztereomerek

C CH H

CH3H3CCC

HH3C

H CH3

98

- huacutezaacutes (stretch)

- hajliacutetaacutes (bend)

- csavaraacutes (torsion)

O OH

Hr 1r 2

r 2

O OH

H

α

OH

OH

τ (φ)

Oslash99

O OH

H

HOOH

OOH

HE

α30 kcalmol

Hajliacutetaacutes bend

Huacutezaacutes (nyuacutejtaacutes) stretch

disszociaacutecioacute

E

r

~ 90 ~ 50 kcalmol

HOO + H

HO + HO

Oslash100

H

H

H

O OH

H

1 kcalmol

~ 10kcalmol

(torzioacutes szoumlg)τ

Newman projekcioacute

H H

0o 60o 180o 300o 360o

OO

H

H

HHH HH

Oslash101

CH2 CH2Y ZY = Z = H

Y = Z = CH3

etaacuten

n-butaacuten

300o 360o240o180o120o60o0o

0o120o- 60o-180o-240o-300o-360o-

oacutera jaacuteraacutesaacuteval megegyező

oacutera jaacuteraacutesaacuteval ellenteacutetes

ZY

Z

Y

ZY

Z

Y

Z

Y

ZYZY

syn antisynperiplanar synklinal antiklinal antiperiplanar antiklinal synklinal

102

CCH

H H

HH

HH H

H

H

H H

CCH

H H

H

H HH H

HH

HH

0o 120o 240o 360o

12 M

m

M12 M M

mm

Θ

M = m

E(Θ)

minimum

Maximum

103

HHH H

CH3CH3

HHH H

CH3CH3

H

HH H

CH3

CH3

E

0deg dieacutederes szoumlg

E szabadentalpia-kuumlloumlnbseacuteg

58

29

07

(kcal)

H H

H3CH CH3

H

H H

H3CH H

CH3

H3C CH3

H HH

H

CH3HH H

CH3H

060deg 120deg 180deg 240deg 300deg 360deg

szinperiplanaacuteris szinklinaacutelis antiklinaacutelis antiperiplanaacuteris antiklinaacutelis szinklinaacutelis104

∆G0 = G01 - G0

2

K = e∆G0

RT

∆G = - RT ln K∆G = ∆H - T∆S

∆H = 074

∆S = 2 K = 19

gauche ndash anti araacuteny

minden gauche konformerre keacutet anti forma jut K= [a][g] Oslash105

0o

0o

60o

60o

120o

120o

180o

180o

240o

240o

300o

300o 360o

360o

RELA

T

IacuteV

ENERGIA

ANTI EFFEKTUS

GAUCHE EFFEKTUS

EXTREacuteMGAUCHE

EFFEKTUS

H

H H

H H

H

CH3

H H

H H

CH3

TORZIOacuteS SZOumlG

ZY

Z

YZ

Y

Z

Y

ZY

ZY ZY

F

H H

OH

repulsions

F

H H

H 106

attractiveinteractions

orbitalinteractions

antiperiplanarposition

Anti-effect

107

repulsions

F

H H

OH

repulsions

F

H H

H

Extrem gauche effect

108

C-F

C-H

C-F

C-HC-C C-C

Oslash109

CikloalkaacutenokGyűrűfeszuumlltseacuteg

Hipotetikus planaacuteris rendszerek

Baeyer vegyeacuterteacutekszoumlg-deformaacutecioacute (angulaacuterisgyűrű feszuumlleacutes)

Pitzer anti-aacutellaacuteshoz keacutepesti energiatoumlbblet (torzioacutes feszuumlleacutes)

van der Waals nemkoumltő atomok szterikus koumllcsoumlnhataacutesa

Nem planaacuteris vegyuumlletek

CC C

C

C

boriacuteteacutek

C C C

C

Ctwist

pszeudorotaacutecioacute

CC

C C

V-alakuacute

CCC

CCC

szeacutek110

3 4 5 6 7 8 9 10Gyűrűtagszaacutem

Gyűrű

feszuumlleacutes

kcalmol

hataacutereacuterteacutek

111

Cl

H

H

H

Cl

H

H

Cl

H

H

Cl

H

Cl

H

H

H

H

Cl

mezo SS RR

cisz transz

Ciklopropaacuten

C

C

HOOC

HOOC

H

HOH

OH

S

R

C

C

HOOC

HOOC

OH

HH

OHR

RC

C

COOH

COOH

HO

HH

HOS

S

intramolekulaacuteristuumlkoumlrsiacutek

diasztereomerek diasztereomerek

enantiomerek 112

Ea(a e)

∆Ea+∆E

∆E

Ea(a e)

Z

Hkb 5szeacutek

ZH

kb 95szeacutek

kb 2 kcal

csavartkaacuted

csavartkaacuted

kaacuted

ZH

feacutelszeacutekfeacutelszeacutek

ZH

Ciklohexaacuten

113

A 3-3 nemszomszeacutedos szeacutenatom aacuteltal definiaacutelt siacutekokra

merőleges koumlteacutesiraacutenyok axiaacutelis

A toumlbbi koumlteacutes e keacutet siacutek koumlzoumltt van ekvatoriaacutelis

Pszeudorotaacutecioacute a gyűrűs vegyuumlletek konformerjei

szoumlgfeszuumlltseacuteg neacutelkuumll alakulnak egymaacutesba

114

transz 12-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

cisz 12-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

Z

H

Z

H Z

HZ

Ha

eae

Z

HZ

H

Z

H

Z

H

a

e

ae

115

transz 13-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

cisz 13-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

Z

HZ

H

Z

H Z

H

a

e ae

Z

HZ

HZ

H

Z

H

a

e

ae

116

H

Z

Z

H

H

Z Z

Ha

ea

e

transz 14-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

Z

HZ

H

H

Z

Z

Ha

ea

e

cisz 14-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

117

Oslash118

8 CO2 + 8 H2O

- 12483 kcalmol - 12468 kcalmol

15 kcalmol

CH3

CH3H

H

+ 12 O2

cisz-12-dimetilciklohexaacuten

CH3

H

H

CH3

transz-12-dimetilciklohexaacuten

+ 12 O2

119

Diszubsztituaacutelt ciklohexaacutenokszerkezeti izomerjeinek konformaacutecioacutes viszonyai

Szerkezeti izomer Geometriai izomercisz transz

12

14

ae aa

ea ee

13aa ae

ee ea

120

Oslash121

BrNH2

Br

NH23a 2b

NH2

Br

Br

NH24a 1b

NH2

Br

Br

NH2

1b 4a

NH2

Br

NH2

Br2b 3a

NH2

Br

Br

NH23b 2a

Br

NH2

BrNH24b 1a

Konformaacutecioacutes Konformaacutecioacutes

BrNH2 Br

NH2

1a 4b

Br

NH2

BrNH2

2a 3b

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesenantiomerek

Konfiguraacutecioacutesenantiomerek

diasztereomerek diasztereomerek

12-helyzetben kuumlloumlnboumlző helyettesiacutetőket tartalmazoacute ciklohexaacuten szaacutermazeacutekokkonfiguraacutecioacutes eacutes konformaacutecioacutes viszonyai

Oslash122

H

H

H

HH

H

H

H

Dekalin

cisz transz

123

transz-transz-transzanellaacutecioacute

cisz-transz-transzanellaacutecioacute

DC

BA

DC

BA

H H

R

H

H H

H

H

H

R

H H

DCBA

R

H

H

H

H

H

H

DCBA

R

H

H

H

H

H

H

CH3

CH3

CH3

CH3

Oslash124

A kiralitaacutes kialakulaacutesa eacutes bioloacutegiai jelentőseacutege

Kiraacutelis vegyuumlletek

termeacuteszetes aminosavak (elsősorban L konfiguraacutecioacute)peptidek enzimektermeacuteszetes szeacutenhidraacutetok (elsősorban D konfiguraacutecioacute)gyoacutegyszerek

Az első kiraacutelis vegyuumllet kialakulaacutesa

az elemi reacuteszek gyenge koumllcsoumlnhataacutesaacutenakiraacutenyfuumlggeacuteseacutevel van kapcsolatban

autokataliacutezis

a termeacuteszet nem tuumlkoumlrszimmetrikus (a termeacuteszet homokiraacutelis)

Oslash125

Az optikai aktivitaacuteseredete szeacutenhidraacutetokkiralitaacutescentrumaacutenakkieacutepuumlleacutese a termeacuteszetben

Oslash126

Oslash127

• Slide Number 1
• Slide Number 2
• Slide Number 3
• Slide Number 4
• Slide Number 5
• Slide Number 6
• Slide Number 7
• Izomeacuteria
• Slide Number 9
• Slide Number 10
• Slide Number 11
• Slide Number 12
• Slide Number 13
• Slide Number 14
• Slide Number 15
• Slide Number 16
• Slide Number 17
• Slide Number 18
• Szerkezeti izomeacuteria
• Slide Number 20
• Slide Number 21
• Slide Number 22
• Slide Number 23
• Slide Number 24
• A tautomeacuteria tiacutepusai
• Slide Number 26
• Slide Number 27
• Slide Number 28
• Slide Number 29
• Slide Number 30
• Sztereoizomeacuteria
• Slide Number 32
• Slide Number 33
• Slide Number 34
• Slide Number 35
• Slide Number 36
• Slide Number 37
• Slide Number 38
• Slide Number 39
• Slide Number 40
• Slide Number 41
• Slide Number 42
• Slide Number 43
• Slide Number 44
• Slide Number 45
• Slide Number 46
• Slide Number 47
• Tovaacutebbi kiralitaacutes tiacutepusok
• Slide Number 49
• Slide Number 50
• Slide Number 51
• Slide Number 52
• Slide Number 53
• Slide Number 54
• Slide Number 55
• Slide Number 56
• Slide Number 57
• Toumlbb kiralitaacuteskoumlzpont
• Slide Number 59
• Slide Number 60
• Slide Number 61
• Slide Number 62
• Slide Number 63
• Slide Number 64
• Slide Number 65
• Slide Number 66
• Slide Number 67
• Slide Number 68
• Slide Number 69
• Slide Number 70
• Slide Number 71
• Slide Number 72
• Slide Number 73
• Slide Number 74
• Slide Number 75
• Konfiguraacutecioacutes izomeacuteria
• Slide Number 77
• Slide Number 78
• Slide Number 79
• Slide Number 80
• Slide Number 81
• Slide Number 82
• Slide Number 83
• Slide Number 84
• Slide Number 85
• Slide Number 86
• Slide Number 87
• Slide Number 88
• Slide Number 89
• Slide Number 90
• Slide Number 91
• Slide Number 92
• Slide Number 93
• Slide Number 94
• Slide Number 95
• Slide Number 96
• Slide Number 97
• Slide Number 98
• Slide Number 99
• Slide Number 100
• Slide Number 101
• Slide Number 102
• Slide Number 103
• Slide Number 104
• Slide Number 105
• Slide Number 106
• Slide Number 107
• Slide Number 108
• Slide Number 109
• Slide Number 110
• Slide Number 111
• Slide Number 112
• Slide Number 113
• Slide Number 114
• Slide Number 115
• Slide Number 116
• Slide Number 117
• Slide Number 118
• Slide Number 119
• Slide Number 120
• Slide Number 121
• Slide Number 122
• Slide Number 123
• Slide Number 124
• Slide Number 125
• Slide Number 126
• Slide Number 127

COOH

COHH3C

H

SCOOH

CHO CH3

HR

L-(+)-tejsav D-(-)-tejsav

fumaacutersavmaleinsav

C

C

HOOC H

H COOH

C

C

H COOH

H COOH

Citromsav ciklus (Szent-Gyoumlrgyi-Krebs ciklus)

izomszoumlvet tejsavas erjedeacutes

17

(Az izomerek leacutetkeacutepesseacutege fuumlgg a koumlztuumlk leacutevő energiagaacutet nagysaacutegaacutetoacutel)

AtropizomeacuteriaCsavart kaacutedakGauche konformerekAntiklinaacutelis konformerek

Koumlteacutesmenti rotaacutecioacuteval egymaacutesba alakiacutethatoacutek

Koumlteacutesmenti rotaacutecioacuteval nem alakiacutethatoacutek egymaacutesba

Koumlteacutesmenti rotaacutecioacuteval nem alakiacutethatoacutek egymaacutesba

Cisz-transz (geometriai) izomerek

Koumlteacutesmenti rotaacutecioacuteval egymaacutesba alakiacutethatoacutek

Fedeacutesbe nem hozhatoacute tuumlkoumlrkeacutepi paacuterok

Kuumlloumlnboumlző vegyuumlletek azonos oumlsszegkeacuteplettel

KONSTITUacuteCIOacuteS IZOMEREK

(szerkezeti vagy struktuacuterizomerek)Az atomok kapcsoloacutedaacutesi sorrendje elteacuterő

TAUTOMEREK

Ugyanaz a vegyuumllet keacutetfeacutele szerkezettel reagaacutel

SZTEREOIZOMEREK

Azonos konstituacutecioacute elteacuterotilde teacuterbeli elrendeződeacutes

Alkaacutenok rotaacutecioacutes izomereiCiklohexaacuten szeacutek-kaacuted izomerei

keto-enol tautomeacuterialaktim-laktaacutem tautomeacuteriagyűrű-laacutenc tautomeacuteria

(Optikai izomerek) Kiraacutelis vegyuumlletek

Nem enantiomerek

Toumlbb kiralitaacutescentrumot tartalmazoacute vegyuumlletekBizonyos atomoknak egy meghataacuterozott

siacutekhoz viszonyiacutetott relatiacutev helyzeteacuteben kuumlloumlnboumlznek

Kettős koumlteacuteses vegyuumlletek Z - E izomeacuteriaacutejaDiszubsztituaacutelt cikloalkaacutenok cisz - transz izomeacuteriaacutejaKondenzaacutelt gyűrűs bicikloalkaacutenok cisz - transz izomeacuteriaacuteja

Centraacutelis kiralitaacutesHelikaacutelis kiralitaacutesAxiaacutelis kiralitaacutes

AlleacutenizomerekSpirovegyuumlletek

KIRAacuteLIS DIASZTEREOMEREK

AKIRAacuteLIS DIASZTEREOMEREK

DIASZTEREOMEREK ENANTIOMEREK

KONFORMAacuteCIOacuteS ENANTIOMEREK

KONFIGURAacuteCIOacuteS ENANTIOMEREK

KONFIGURAacuteCIOacuteSDIASZTEREOMEREK

KONFORMAacuteCIOacuteSDIASZTEREOMEREK

Izomeacuteria

18

Szerkezeti izomeacuteria

19

CH3OCH3 CH3CH2OH

Szerkezeti izomeacuteria

Regioizomeacuteria

Szeacutenvaacutez izomeacuteria CH3CH2CH2CH2CH3 CH3CHCH2CH3

CH3

CH3CCH3

CH3

CH3

H2C CHCH2CH2CH3 CH3CH CHCH2CH3

CH3CH2CH2Cl CH3CHCH3

Cl

Funkcioacutes csoport izomeacuteria

20

OCH3

Br2

FeBr3

OCH3

Br

+

OCH3

Br

OCH3

Br

+

haacuterom regioizomer termeacutek

CC

H

H

CH3

CC

H

H

H

Br CH3

+C

C

Br

H

H

H CH3

HBr

keacutet regioizomer termeacutek

Regioizomeacuteria

Keacutet regioizomer termeacutek keletkezhet dehellipSzelektivitaacutes

Haacuterom regioizomer termeacutek keletkezhet dehellipSzelektivitaacutes

21

H3C CH2 CH2 CH3 H3C CH CH3

CH3

n-butaacuten i-butaacuten

H2C CH2

CHCH3

H2C CH2

H2C CH2

metilciklopropaacuten ciklobutaacuten

22

A compound with the general formula CnH2n contains one double-bond equivalent ndasheither one double bond or one ring

CH3 CH2 CH CH2CH2 CH2

CH2 CH2

an alkane a cycloalkane

A compound with the general formula CnH2n-2 might have one triple bond two ringstwo double bonds or one ring plus one double bond We can say that the formulaCnH2n-2 represents a structure with two double-bond equivalents

Three of many possible structural isomers for C8H14

CH3 (CH2)5 C CH

one triple bond two rings

CH2CH3

one double bondand one ring

23

Tautomeacuteriaegy hidrogeacutenatom eacutes egy kettőskoumlteacutes helyzeteacuteben kuumlloumlnboumlznek ndash a hidrogeacutenatom

mozgeacutekony iacutegy gyors eacutes reverziacutebilis protoncsere valoacutesul meg

Protomeacuteria eacutes elektromeacuteria egyszerre van jelen

CH

HH

C

O

COOH C CH

H OH

COOH

Oxo-enol tautomerek

Tautomeacuteria

Kezelhető szerkezeti izomerkeacutent

24

A tautomeacuteria tiacutepusai

25

1) alacsonyabb pKa eacuterteacutek2) konjugaacutelt rendszer3) hidrogeacuten kelaacutet (6 elektron)

Oxo-enol tautomeacuteria

O OH

CH3H3C

H2C

H

C

O

CH3 H2C C CH3

O H

enoloxo

pKa 20

9999975 000025

F2C C

O H

CF3 F2C

H

C

O

CF3

OH O

H

CH3 C

O

CH C

O

CH3

H

CH3 C

O

CH C

O

CH3

H

pKa 9

20 80

200oC 3oacute

O

O

H

OH

O 26

NH2R C

Y Y

NHR C

H

Y= O S NR1

a)

b)

NH2

NHR1

R2N CNH

NHR1

R2HN CNH2

NR1

R2HN C

Savamid-imidsav eacutes rokon rendszerektautomeacuteriaacuteja

Guanidin-szaacutermazeacutek27

XH

N NH

X

Prototroacutepia (hetrociklusoknaacutel)

N NH

XH X

HN NH

X

HN NH

X

N NH

XH

HN N

XH

dominaacutens forma

28

α anomer izaacutecioacute

-D-Glcfβ-D-Glcfα

βO

OH

CH2OHHO OH

OHOH

O

OH

CH2OHHO

OH

HO

OHCHO

OHHOH2C

HO

β

D-Glcpβminus-D-Glcpα

α

OHOH2C

HOHO

OHOH

OHO

HOH2C

HOHO

OH

Gyűrű-laacutenc tautomeacuteria

De nem koumlzvetlenuumll

29

N OC

O

CH3N OC

O CH3

Szubsztituens tautomerizaacutecioacute

NN

N N N N

NN

N NN

N

Vegyeacuterteacutek izomerizaacutecioacute

Oslash30

Sztereoizomeacuteria

31

Sztereoizomeacuteria

Konfiguraacutecioacuteaz atomok koumllcsoumlnoumls teacuterbeli elrendeződeacutese az egyszereskoumlteacutesek koumlruumlli elfordulaacutest (aacuteltalaacuteban) nem veszi figyelembe

Konformaacutecioacuteegyszeres koumlteacutesek koumlruumlli elforgataacutes amelynek soraacuten konformerek joumlnnek leacutetre

Konfiguraacutecioacutes eacutes konformaacutecioacutesenantiomerekdiasztereomerek

32

COOH

COOH

mcisz transz transz

izomeacuteriageometriaiizomeacuteria

optikai izomeacuteria

COOHHOOC COOH

HOOC COOH

HOOC

poziacutecioacutes

SztereoizomeacuteriaSzerkezeti izomeacuteria

Helyzeti izomeacuteria

33

Enantiomerekegymaacutessal fedeacutesbe nem hozhatoacute tuumlkoumlrkeacutepi paacuterok

azonos internukleaacuteris taacutevolsaacutegkuumlloumlnboumlző csoportsorrend (konfiguraacutecioacute)

Diasztereomereknem enantiomerek (lehetnek akiraacutelisak is)nincsenek egymaacutessal tuumlkoumlrkeacutepi viszonyban

azonos oumlsszekapcsoltsaacutegkuumlloumlnboumlző internukleaacuteris taacutevolsaacuteg

34

C CH3C

Cl

C

H

CH3

BrH

C CCl

H3C

C

H

CH3

BrH

C CH3C

Cl

C

H

CH3

HBr

C CCl

H3C

C

H

CH3

HBr

E R

E S

Z R

Z S

Enantiomerek Enantiomerek

Diasztereomerek

Diasztereomerek

Diasztereomerek

Diasztereomerek

Oslash35

Kiraacutelis vegyuumlletek kiraacutelis koumllcsoumlnhataacutesok

termeacuteszetes aminosavak (főkeacutent L konfiguraacutecioacute)peptidek enzimek

termeacuteszetes szeacutenhidraacutetok (D konfiguraacutecioacute)

gyoacutegyszerek (sok esetben kiraacutelis molekulaacutek)

gyoacutegyszer-receptor koumllcsoumlnhataacutes

Sztereokeacutemia jelentőseacutege

Oslash36

Journal of

Chemical Education

ISSN 0021-9584

Volume 73 Number 6June 1996

Oslash37

Journal ofChemical Education

ISSN 0021-958413

Volume 73 Number 6June 199613

13

13

Oslash38

Kiralitaacutes

A kiraacutelis taacutergyak tuumlkoumlrkeacutepuumlkkel nem hozhatoacutek fedeacutesbe sem rotaacutecioacutes semtranszlaacutecioacutes mozgaacutessal (kiveacuteve a molekulaacuten beluumlli rotaacutecioacute lehetőseacutegeacutet)

A kiralitaacutes szerkezeti felteacutetelea taacutergynak ne legyen tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengelye

Tiacutepusok

Centraacutelis kiralitaacutes ndash sztereogeacuten centrum (R S D L)egy kiraacutelis (szeacuten)atomtoumlbb kiraacutelis szeacutenatom

Axiaacutelis kiralitaacutes ndash tengely koumlruumlli elhelyezkedeacutes (R S)alleacutenizomeacuteria spirovegyuumlletek atropizomeacuteria

Planaacuteris kiralitaacutes ndash siacutekhoz viszonyiacutetott helyzet (P pR M pS)csavart kaacutedak transz cikloalkeacuten

Helikaacutelis kiralitaacutes ndash nem siacutekbeli csavarvonalak (P M)alkaacuten konformerek (gauche antiklinaacutelis)heliceacutenek

39

Azonos minőseacutegi mennyiseacutegi oumlsszeteacutetel moacuteltoumlmeg konstituacutecioacute de kuumlloumlnboumlző teacuterbeli sorrend

Cl

F BrH

R S

Cl

FBrH

konfiguraacutecioacutejeloumlleacutes (+) (ndash) = d l D L R S

40

Azonos minőseacutegi mennyiseacutegi oumlsszeteacutetel moacuteltoumlmeg konstituacutecioacute de kuumlloumlnboumlző teacuterbeli sorrend

C

l

F

B

r

H

R

S

C

l

F

B

r

H

konfiguraacutecioacutejeloumlleacutes(+) (ndash) = d ld l R S

_1063020419

2

1

3

X4

1

X4

23

1

X4

32

(R) (S)

CC

2

1

3

I

BrCl

4F

2

1

3

OH

DT

4H C

OH

H

DT

(R)(S)

41

(R)

HCC

C CHH

HO H

CCC

H HC H

CHH3C

H

HH

H

H

C

Cl HH H

HH

1 4

3

2

1 oumlvezet2 oumlvezet

3 oumlvezet

4 oumlvezet

H

42

CH

OHCH3

CH3CH2

(R)-butaacuten-2-ol (S)-butaacuten-2-ol

180o-os forgataacutes

CH

OHCH3

CH3CH2

CH

OHCH3CH2

CH3

CH

HOCH2CH3

CH3

CH

OHCH3CH2

CH3

A kiralitaacutes az atomok egy pont (sztereogeacuten centrum kiralitaacutescentrum aszimmetriacentrum)koumlruumlli elrendeződeacuteseacutenek koumlvetkezmeacutenye A kiralitaacutest leacutetrehozoacute szerkezeti elemek elrendeződeacuteseegy koumlzpontra vonatkoztathatoacute Egy X centraacutelis atomhoz neacutegy kuumlloumlnboumlző ligandum kapcsoloacutedik a tuumlkoumlrkeacutepek nem hozhatoacutek fedeacutesbe a keacutet konfiguraacutecioacutes izomer enantiomer viszonyban van egymaacutessalSztereogeacuten centrum ndash Egy sp3 szeacutenatom (vagy maacutes atom) 4 kuumlloumlnboumlző ligandumot tartalmaz

Centraacutelis kiralitaacutes

43

Optikai izomeacuteria

Optikai izomerek olyan sztereoizomerek amelyek optikai forgatoacutekeacutepesseacutegbenkuumlloumlnboumlznek

Centraacutelis kiralitaacutes

Sztereogeacuten centrum aacutebraacutezolaacutesaperspektiacutevikus (teacuterszerkezeti)proiciaacutelt (vetiacutetett)

keacuteplettel (Fischer projekcioacute)

L

COOH

CH3H2NH

R

D

COOH

CH3 NH2H

S

intermolekulaacuteristuumlkoumlrsiacutek

COOH

CH3

H NH2

COOH

CH3

H2N H

44

Optikai aktivitaacutesAzok a vegyuumlletek melyek a siacutekban polarizaacutelt feacuteny siacutekjaacutet elforgatjaacutek optikailag aktiacutevakJobbra forgataacutes (oacuteramutatoacuteval azonos) jele (+) balra forgataacutes (oacuteramutatoacuteval ellenteacutetes) jele (-)

Azok a molekulaacutek keacutepesek optikai forgatoacutekeacutepesseacuteg leacutetrehozaacutesaacutera melyek mindenkonformaacutecioacuteja kiraacutelisHa egy kiraacutelis vegyuumlletnek csak egyik enantiomerje van jelen a vegyuumllet optikailag aktiacutev(elforgatja a polarizaacutelt feacuteny siacutekjaacutet) Ha a keacutet enantimer ekvimolaacuteris elegye (racemaacutet) van jelen a tuumlkoumlrkeacutepi paacuterok kompenzaacutecioacuteja miatt nincs makroszkoacutepikus forgataacutes

Oslash45

Fresnel elmeacutelete szerint a siacutekban polarizaacutelt feacuteny keacutet ellenteacutetes iraacutenyaacutebacirkulaacuterisan polarizaacutelt komponensből tevődik oumlssze Optikailag aktiacutev koumlzegbenaz egyik cirkulaacuteris komponens lassabban halad mint a maacutesik ezeacutert aztaacutenamikor kileacutepnek a koumlzegből eltoloacutedott faacutezisban oumlsszegeződnek uacutejra s eza polarizaacutecioacute siacutekjaacutenak elfordulaacutesaacuteban nyilvaacutenul meg Az optikailag aktiacutev anyagmolekulaacutei kuumlloumlnboumlző meacuterteacutekű koumllcsoumlnhataacutesba leacutepnek a jobbra eacutes a balracirkulaacuteris feacutenysugaacuterral A cirkulaacuterisan polaacuterozott feacuteny uacutegy jellemezhető hogya feacutenysugaacuter menteacuten az elektromaacutegneses teret leiacuteroacute elektromos eacutes maacutegnesesvektorok veacutegpontjai egy jobb vagy bal menetű csavarvonalon helyezkednek el

Optikai aktivitaacutes meacutereacutese

polarimetertube

Polarizerfixed Nicolprism

Plane-polarizedlight

Solution of opticallyactive material

Plane ofpolarizationhas undergonea rotation

Analyizermovable Nicolprism

ViewerUnpolarizedlight fromsource

Oslash46

siacutekban polarizaacutelt feacuteny

polarizaacuteloacute lencse (Nicol prizma)

normaacutel feacuteny

a)

b)

c)

x

z

z

z

siacutekban polaacuterozott feacuteny P eacutes M helicitaacutesuacutecirkulaacuterisan polaacuterozott feacuteny

minta

x

z

α

z

x

Oslash47

Tovaacutebbi kiralitaacutes tiacutepusok

48

Sztereogeacuten centrum jelenleacutete nem szuumlkseacuteges sem nem eleacutegseacuteges felteacutetele a kiralitaacutesnak

Nem szuumlkseacuteges peacuteldaacuteul axiaacutelis kiralitaacutes planaacuteris kiralitaacutes

Axiaacutelis kiralitaacutes A kiralitaacutes az atomok egy tengely koumlruumlli elrendeződeacuteseacutenek koumlvetkezmeacutenye

Alleacutenek kiralitaacutesa

Planaacuteris kiralitaacutes A kiralitaacutes az atomok egy siacutek koumlruumlli elhelyezkedeacuteseacutenek koumlvetkezmeacutenye

Helikaacutelis kiralitaacutes Csavarvonal (spiraacutelis) szerkezetű molekulaacutekPl DNS kettős heacutelixe polipeptidek kettős α-heacutelixe

C C CH

ClHCl CCC

H

ClHCl

COOH

CH3

CrOC

OCOC

CrCO

COCO

COOH

CH3

49

R S

HOOC

Br

COOH

Br6

2

6

2COOH

Br

HOOC

Br

tuumlkoumlrsiacutek

C

Br

COOHBr1

2

3 4

HOO c2COOH

Br

BrHOOC

c2

1

2

34

Atropizomeacuteria

50

Axiaacutelis kiralitaacutes

R-konfiguraacutecioacute

51

C CH

H3CC

H

CH3

CCH

CH3C

H

H3C

NH

HN

NH

NH

tuumlkoumlrsiacutek

Nem minden kiraacutelis molekula rendelkezik aszimmetria centrummal

52

Cukor Foszfor atom Oslash53

Konformaacutecioacutes enantiomerek

P M

Helikaacutelis kiralitaacutes

Konfiguraacutecioacutes enantiomerek

P M

Heptaheliceacuten n-Butaacuten

54

Oslash55

56

Feheacuterjeacutek teacuterszerkezete

Oslash

57

Nukleinsavak teacuterszerkezete

Oslash

Toumlbb kiralitaacuteskoumlzpont

58

Toumlbb aszimmetria centrumot tartalmazoacute vegyuumlleteklehetseacuteges sztereoizomereinek szaacutema

A nem enantiomeacuteria viszonyban aacutelloacute sztereoizomerek

diasztereomerek

Ha az n db aszimmetria centrum koumlzoumltt vannak azonosak a fuumlggetlen sztereoizomerek szaacutema lt 2n

mezo-forma nem kiraacutelis

2n

59

CH3CH3

HO H

OHHCH3

H3COHH

HO H

CH3CH3

HO H

HHOCH3

H3COHH

H OH

CH3CH3

HO H

OHH

180o forgataacutes

mezo-23-butaacutendioltuumlkoumlrkeacutepi paacuterok fedeacutesbe hozhatoacutek - akiraacutelis

(2R3R)-23-butaacutendiol (2S3S)-23-butaacutendiol

CH3 CH3

H HHO OH

Egyetlen sztereogeacuten centrumot tartalmazoacute molekula mindig kiraacutelis desztereogeacuten centrum jelenleacutete nem szuumlkseacuteges sem nem eleacutegseacuteges felteacutetele a kiralitaacutesnak

Nem eleacutegseacuteges toumlbb sztereogeacuten centrumot tartalmazoacute molekula lehet akiraacutelisPeacutelda

60

Nem minden olyan molekula kiraacutelis amely aszimmetria centrumokkal rendelkezik

Nem minden kiraacutelis molekula rendelkezik aszimmetria centrummal

axiaacutelis kiralitaacutes 13-diszubsztituaacutelt alleacuten planaacuteris kiralitaacutes spirovegyuumlletek koumlreacuteben

mezo vegyuumlletek cisz-12-azonosandiszubsztituaacutelt ciklopropaacuten

Oslash61

COOHH

HHOOC

CH3H

H3C HS2

COOH

HHO

H OH

COOH

S2

COOHH

HHOOC

HH

H H

borkősav

Newman (fűreacuteszbak) projekcioacuteKonformatiacutev

62

Fisher projekcioacuteval aacutebraacutezolt L- eacutes D-borkősav

mezo-borkotildesav

COOHCH OHCCOOH

OHH

COOHCHO HCCOOH

HHO

szotildelotildesav

COOHCH OHCCOOH

HHO

COOHCHO HCCOOH

OHH

L-(+)-borkotildesav D-(-)-borkotildesav

63

Oslash64

Cl

H

H

H

Cl

H

H

Cl

H

H

Cl

H

Cl

H

H

H

H

Cl

mezo SS RR

cisz transz

Nem minden olyan molekula kiraacutelis amely aszimmetria centrumokkal rendelkezik

65

Szimmeriaelemek(szimmetria azonos meacuteret)

Akkor mondjuk hogy egy taacutergy szimmetriaelemmel rendelkezik ha a megfelelőszimmetriaművelet (tuumlkroumlzeacutes forgataacutes inverzioacute) a taacutergyat az eredetivel fedeacutesbehozhatoacute alakzattaacute konvertaacutelja

Pontcsoport ndash meghataacuterozott taacutergyra vonatkozoacute szimmetriaműveletek oumlsszesseacutege

szimmetriasiacutek (σ) a molekulaacutet keacutet olyan feacutelre bontja amelyek egymaacutesnak pontostuumlkoumlrkeacutepei (Szimmetriasiacutekot tartalmazoacute molekula akiraacutelis de a siacutek hiaacutenya nem okozkiralitaacutest)

n-ed rendű forgaacutesi szimmetriatengely (Cn) a molekulaacutet a tengely koumlruumll 360degnszoumlggel elforgatva az eredetitől megkuumlloumlnboumlzhetetlen molekulaacutet kapunk

szimmetriacentrum (inverzioacutes centrum) (Ci) a molekula baacutermely elemeacutet aszimmetriacentrummal oumlsszekoumltve eacutes az ellenkező iraacutenyba azonos taacutevolsaacutegrameghosszabbiacutetva azonos elemhez jutunk (Szimmetriacentrumot tartalmazoacutemolekula akiraacutelis de hiaacutenya nem okoz kiralitaacutest)

n-ed rendű tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengely (Sn) a molekulaacutet 360degn szoumlggel elforgatvaeacutes a tengelyre merőleges siacutekra tuumlkroumlzve az eredetitől megkuumlloumlnboumlzhetetlenmolekulaacutet kapunk (Tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengelyt tartalmazoacute molekula akiraacutelishiaacutenyaacuteban a molekula kiraacutelis) 66

C CCH3

H

H

CH3180o C C

CH3

H

CH3

H360o

siacutek

tengely

siacutek

tengely

Keacutetfogaacutesuacute tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengely Egyfogaacutesuacute tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengely

Szimmetriacentrum Szimmetriasiacutek

Tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengelyValamely taacutergy akkor jellemezhető Sn azaz n-ed rendű tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengellyel ha annak baacutermely pontjaacutet a tengely koumlruumll 360n fokos szoumlggelelfordiacutetva eacutes a tengelyre merőlegesen fektetett siacutekon keresztuumll tuumlkroumlzve az eredetiobjektumot kapjuk meg (n szuumlkseacutegkeacuteppen paacuteros vagy 1)

Az S1-tengely szimmetriasiacutekkal (σ) az S2-tengely viszont szimmetriacentrummal (Ci) egyeneacuterteacutekű

A szimmetriacentrumon aacutethaladoacute baacutermely egyenesen a centrumtoacutel egyenlő taacutevolsaacutegban azonos elemek talaacutelhatoacutek

Akiraacutelis molekulaacutek

67

szimmetriasiacutek (m S1) forgaacutesi szimmetriatengely (Cn) szimmetriacentrum (Ci S2)

Szimmetrikus + +

Szimmetrikus + -

Koumlzeacuteppontosan - + szimmetrikus

Disszimetrikus - + - (kiraacutelis)

Aszimmetrikus - - - (kiraacutelis)

Szimmetriaelem művelet

Szimmetriasiacutek tuumlkroumlzeacutes

Szimmetriatengely forgataacutes

Szimmetriacentrum inverzioacute

Szimmetriaelem művelet

Azonossaacuteg vaacuteltozatlanulhagyaacutes

Tuumlkroumlzeacutesi forgataacutes eacutesszimmetriatengely (giroid) tengelyre merőleges

tuumlkroumlzeacutesOslash68

Oslash69

Oslash70

Oslash71

Oslash72

1 Atomic number2 Atomic mass3 Z gt E4 R gt S5 Spheres6 Single-bond equivalencies

Cahn-Ingold-Prelog nomenclature system

Sequence rules for order of priority

1 If the atoms in question are different the sequence order is by atomic number with theatom of highest atomic number receiving the highest priority

F lt Cl lt Br lt I

increasing priority

2 If two isotopes of the same element are present the isotope of higher mass receivesthe higher priority

H lt D

increasing priority73

5 If two atoms are identical the atomic numbers of the next atoms are used for priorityassignment If these atoms also have identical atoms attached to them priority isdetermined at the first point of difference along the chain The atom that has attached to itan atom of higher priority has the higher priority (Do not use the sums of the atomic numbersBut look for the single atom of highest priority)

74

6 Atoms attached by double or triple bond are given single-bond equivalencies so that theycan be treated like single-bonded groups in determining priority Each doubly bonded atom isduplicated (or triplicated for triple bonds)

R C

O

OH

Structure Equivalent for priority determination

R C

O

O

OH

C

R C N R C

N

N

NC

C

75

Konfiguraacutecioacutes izomeacuteriaUgyanaz a vaacutez konnektivitaacutes de elteacuterő teacuterbelielrendeződeacutes (valamilyen szimmetria-rendezőhoumlz valoacuteviszony)

Nem alakiacutethatoacutek egymaacutesba kovalens koumlteacutes elszakiacutetaacutesaeacutes uacutejrakeacutepződeacutese neacutelkuumll

optikai izomerek (optikai aktivitaacutes) R Sgeometriai izomerek cisz-transz E-Z

76

Konfiguraacutecioacutes diasztereomerekFizikai eacutes keacutemia tulajdonsaacutegaik elteacuternek

Konfiguraacutecioacutes enantiomerekFizikai eacutes keacutemiai tulajdonsaacutegaikazonosak kiveacutevebull azonos meacuterteacutekű de ellenteacutetesiraacutenyuacute optikai forgatoacutekeacutepesseacutegbull elteacuterő reaktivitaacutes maacutes kiraacutelis vegyuumlletekkel valoacute reakcioacuteban

C

C

Cl

Cl H

HC

C

H

Cl H

Cl

cisz-12-dikloacutereteacuten transz-12-dikloacutereteacuten

Br Cl

Cl BrF F

Cl Br

Br FF Cl

(R) (R) (S) (R)

CH

OHCH3CH2

CH3

CH

HOCH2CH3

CH3

CH

OHCH3CH2

CH3

CH

OHCH3

CH3CH2

180o-os forgataacutes

(R)-butaacuten-2-ol (S)-butaacuten-2-olfp 995 oC 995 oCd4

20 0808 0808nD

20 1397 1397[α]D

25 -1352o +1352o

(R)-butaacuten-2-ol (S)-butaacuten-2-ol

CH

OHCH3

CH3CH2

77

Elegykristaacutely

bullveacuteletlenszerűen tartalmazza mindkeacutet enantiomertbulla tiszta enantiomerek eacutes az enantiomer kevereacutekek tulajdonsaacutegai azonosak

Konglomeraacutetum

bullcsak az egyik vagy a maacutesik enantiomert tartalmazzabullaz enantiomerek mechanikusan is elkuumlloumlniacutethetők egymaacutestoacutel

Molekulavegyuumllet

bulla keacutet enantiomer a kristaacutelyban 11 araacutenyban fordul elő (raceacutem elegy)bulla raceacutem elegy eacutes az enantiomerek olvadaacutespontja kuumlloumlnboumlző

bullakiraacutelis koumlruumllmeacutenyek koumlzoumltt megegyező fizikai eacutes keacutemiai tulajdonsaacutegokbullkiraacutelis koumlruumllmeacutenyek koumlzoumltt elteacuterő (kiraacutelis molekulaacutek polarizaacutelt feacuteny)bullenantiomerek koumlzoumltti 3 fő koumllcsoumlnhataacutes

elegykristaacutely keacutepzeacuteskonglomeraacutetum keacutepzeacutesmolekulavegyuumllet keacutepzeacutes

Enantiomerek

78

Enantiomerek egyeacuteb kevereacutekeit az uacutegynevezett bdquoenantiomeric excessrdquo (ee) [enantiomerfelesleg] eacuterteacutekkel jellemezzuumlk (R) eacutes (S) a megfelelő enantiomerek mennyiseacutege a kevereacutekben

A komponensek mennyiseacutegeacutenek meghataacuterozaacutesaKiraacutelis oszlopkromatigraacutefia (enantiomerek elvaacutelasztaacutesa)NMR spektroszkoacutepia

ee =(R) - (S)(R) + (S) 100

Enantiomer felesleg

Az enantiomerfelesleg az aszimmetrikus szinteacutezis sikeresseacutegeacutenek egyikmeacuterőszaacutema Diasztereomerek kevereacuteke eseteacuten hasonloacute moacutedon definiaacuteljaacutek eacuteshasznaacuteljaacutek a diasztereomer felesleg eacutes a szaacutezaleacutekos diasztereomer feleslegfogalmaacutet

Egy 70 R eacutes 30 S izomert tartalmazoacute minta enantiomerfeleslege peacuteldaacuteul40 Ezt az anyagot uacutegy is tekinthetjuumlk mint 40 tiszta R izomer eacutes 60 raceacutemelegy (mely a teljes mennyiseacuteghez 30 R eacutes 30 S izomerrel jaacuterul hozzaacute)kevereacuteke 79

C

C

HOOC

HOOC

H

HOH

OH

S

R

C

C

HOOC

HOOC

OH

HH

OHR

RC

C

COOH

COOH

HO

HH

HOS

S

intramolekulaacuteristuumlkoumlrsiacutek

diasztereomerek diasztereomerek

enantiomerek

COOH

CH3H2NH

R

COOH

CH3 NH2H

S

enantiomerek

Enantiomerek eacutes diasztereomerek

80

C

NH2

COOHHH3C C

CH2SH

COOHH2NH

Ala Cys

Aacutebraacutezolja Fischer keacuteplettel az alaacutebbi perspektivikus keacuteplettel megadott aminosavakat

CH3

COOH

H2N H

CH2SH

COOH

H2N H

Ala Cys

S R

L L81

CNH2H

H3C

COOH

C

COOH

CH2SHH2NH

CCH3H

H2N

COOH

C

COOH

CH2SHHH2N

C

NH2

COOHHH3C

C

CH2SH

COOHH2NH

CH3

COOH

H2N H

CH2SH

COOH

H2N H

82

Enantiomerek eacutes mezo vegyuumlletek

Pszeudoaszimmetria

C

C

HOOC

HOOC

H

HOH

OH

S

R

C

C

HOOC

HOOC

OH

HH

OHR

RC

C

COOH

COOH

HO

HH

HOS

S

intramolekulaacuteristuumlkoumlrsiacutek

diasztereomerek diasztereomerek

enantiomerek

C

C

C

COOH

COOH

HO H

OHH

H OHR

R

C

C

C

COOH

COOH

H OH

HHO

HO HS

S

enantiomerek

optikailag aktiacutevak

C

C

C

COOH

COOH

H OH

OHH

H OHR

S

C

C

C

COOH

COOH

H OH

HHO

H OHR

S

optikailag inaktiacutevak

r s

83

COOH

COOH

COOHHOOC COOH

HOOC COOH

HOOC

mcisz transz transz

szerkezetiizomeacuteria

geometriaiizomeacuteria

optikai izomeacuteria

84

R

RHOH

akiraacutelisszeacutenatom

R

SHOH

rS

RHOH

s

RgtS r s

(S)

(S)

pszeudoaszimmetriaacutes szeacutenatom

akiraacutelis molekulamezo vegyuumllet

akiraacutelisC2 forgaacutesi szimmetriatengely

kiraacutelis

HOOC COOH

Br

m

HOOC COOH

m

HOOC

COOH

pro-pszeudoaszimmetriaacutes szeacutenatom

85

Kiraacutelis molekulaacutekon beluumll is sok esetben talaacutelhatoacute pszeudo-aszimmetriacentrum amennyiben a keacutet enantiomorf ligandum mellett tovaacutebbi aszimmetrikus ligandum is kapcsoloacutedik a centrumhoz (peacuteldaacuteul atropin eacutes szaacutermazeacutekai)

gytszptehuhudownloadindex16630

Oslash86

Mezo-forma a) mindig akiraacutelisb) mindig kell lennie kiraacutelis disztereomerjeacutenek is

gytszptehuhudownloadindex16630

C

C

HOOC

HOOC

H

HOH

OH

S

R

C

C

HOOC

HOOC

OH

HH

OHR

RC

C

COOH

COOH

HO

HH

HOS

S

intramolekulaacuteristuumlkoumlrsiacutek

diasztereomerek diasztereomerek

enantiomerek

Oslash87

gytszptehuhudownloadindex16630

A pszeudo-aszimmetriacentrumok konfiguraacutecioacutejaacuteban elteacuterő izomerekegymaacutessal diasztereoizomer viszonyban aacutellnak

rC

C

C

COOH

COOH

H OH

OHH

H OHR

S

sC

C

C

COOH

COOH

H OH

HHO

H OHR

S Oslash88

Geometriai izomeacuteria

kettős koumlteacutesű vegyuumlletekneacutelciklusos vegyuumlletekneacutel

C CH H

CH3H3CC C

H CH3

HH3C

Felteacutetel (olefinekneacutel) egy adott pilleacuteratomon nem lehet keacutet azonos helyettesiacutetőde adott kettőskoumlteacutes keacutet kuumlloumlnboumlző pilleacuteratomjaacuten lehet egy-egy azonos helyettesiacutető(de ezeknek sem kell szuumlkseacutegkeacuteppen azonosaknak lenniuumlk)

Alfa helyzetű szubsztituens Beacuteta helyzetű szubsztituens

Diasztereomerek

89

Configurational isomers

The particular arrangement of atoms (or goups) in space that is characteristic of a given streoisomer

The configurational isomers can not be transformed into each otherwithout breaking and making a covalent bond

- cis-trans Z-E designations geometric isomers- optical isomerism (cf chirality)

H COOH

H COOH

HOOC H

H COOH

Z E

Oslash90

The requirement for geometric isomerism in alkenes is that each carbon atom involvedin the pi bond have two different groups attached to it such as H and Cl or CH3 and Cl

C CH

H

CH2CH3

CH3

C CH

H

CH2CH3

CH3is the same as

C CCH3

H

CH2CH3

CH3

C CH

CH3

CH2CH3

CH3

geometric isomers

If one of the carbons of the double bond has two identical groups such as two H atomsor two CH3 groups the geometric isomerism is not possible

Z E

Higher priority atoms or groups are on the same side of the pi bond Z bdquotogetherrdquo

Higher priority atoms or groups are on opposite sides of the pi bond E bdquoacrossrdquo

(Look at the single atoms directly attached to the double-bond carbon C and not entire-CH2CH2CH3 group)

Oslash91

Cahn-Ingold-Prelog szekvenciaszabaacutelyokalkeacutenekre vonatkozoacutean

Toumlmegszaacutem

C CT

D

H

DE

Rendszaacutem

C CF

Cl

Br

IZ

Z gt E

E

ZZ C C

C

C

H

NC

C

C

H3C

H3C

CH3

HCH3

H

C CH

NC

C

C

CH3

CH3

H

H

Br

Br

E

R

S

RgtS (DgtL)

92

C CH

H3C

CH

CH

CH3

CH3

CH2

Z ltC

HCH3

CH3

C

H

C

C

H

H

HHH

H

C C

H H

H

C

H

C (C)

o

o

o

H

H(C)oo

o

C CH

H3C

CH

CH

CH3

CH2 Br

CH2

E

C

HCH3

CH2Br

C

H

C

H

H

HCBrH

H

gtC C

H H

H

C

H

C (C)

o

o

o

H

H(C)oo

o

(CON) adott atom ismeacutetelt megjeleniacuteteacutese ---o fantomatom

1 2 3C CCCH CHHH C C(C)CH C(C)HH

1 2 3C CCCH BrCHH gt CHHH C C(C)CH C(C)HH 93

transzE

ciszZ

C CH H

C CH

H

transzZ

ciszE

C CBr H

C CH

Br

Oslash94

Konformaacutecioacutes izomeacuteriaUgyanaz a vaacutez konnektivitaacutes de elteacuterő teacuterbelielrendeződeacutes (valamilyen szimmetria-rendezőhoumlz valoacuteviszony)

Kovalens koumlteacutes elszakiacutetaacutesa eacutes uacutejrakeacutepződeacutese neacutelkuumllegymaacutesba alakiacutethatoacutek

Rotaacutecioacutes izomeacuteriaKuumlloumlnboumlző konformaacutecioacute (konformerek rotamerek)

Axiaacutelis kiralitaacutes R SHelikaacutelis kiralitaacutes P M

95

C CCH3H3C

HHHH

C CCH3

CH3 HH

HH

Konformaacutecioacutes diasztereomerek

C CH

CH3 HCH3

HH C C

H

CH3 CH3H

HH

Konformaacutecioacutes enantiomerek

P M

96

szinperiplanaacuteris szinklinaacutelis antiklinaacutelis antiperiplanaacuteris antiklinaacutelis szinklinaacutelis

pszeudorotaacutecioacute

axiaacutelis ekvatoriaacutelis

Konformerek

kiraacutelis kiraacutelisakiraacutelis akiraacutelis

97

C CCH3

CH3 HH

HHC C

CH3H3C

HHHH

Konfiguraacutecioacutes diasztereomerek

Konformaacutecioacutes diasztereomerek

C CH H

CH3H3CCC

HH3C

H CH3

98

- huacutezaacutes (stretch)

- hajliacutetaacutes (bend)

- csavaraacutes (torsion)

O OH

Hr 1r 2

r 2

O OH

H

α

OH

OH

τ (φ)

Oslash99

O OH

H

HOOH

OOH

HE

α30 kcalmol

Hajliacutetaacutes bend

Huacutezaacutes (nyuacutejtaacutes) stretch

disszociaacutecioacute

E

r

~ 90 ~ 50 kcalmol

HOO + H

HO + HO

Oslash100

H

H

H

O OH

H

1 kcalmol

~ 10kcalmol

(torzioacutes szoumlg)τ

Newman projekcioacute

H H

0o 60o 180o 300o 360o

OO

H

H

HHH HH

Oslash101

CH2 CH2Y ZY = Z = H

Y = Z = CH3

etaacuten

n-butaacuten

300o 360o240o180o120o60o0o

0o120o- 60o-180o-240o-300o-360o-

oacutera jaacuteraacutesaacuteval megegyező

oacutera jaacuteraacutesaacuteval ellenteacutetes

ZY

Z

Y

ZY

Z

Y

Z

Y

ZYZY

syn antisynperiplanar synklinal antiklinal antiperiplanar antiklinal synklinal

102

CCH

H H

HH

HH H

H

H

H H

CCH

H H

H

H HH H

HH

HH

0o 120o 240o 360o

12 M

m

M12 M M

mm

Θ

M = m

E(Θ)

minimum

Maximum

103

HHH H

CH3CH3

HHH H

CH3CH3

H

HH H

CH3

CH3

E

0deg dieacutederes szoumlg

E szabadentalpia-kuumlloumlnbseacuteg

58

29

07

(kcal)

H H

H3CH CH3

H

H H

H3CH H

CH3

H3C CH3

H HH

H

CH3HH H

CH3H

060deg 120deg 180deg 240deg 300deg 360deg

szinperiplanaacuteris szinklinaacutelis antiklinaacutelis antiperiplanaacuteris antiklinaacutelis szinklinaacutelis104

∆G0 = G01 - G0

2

K = e∆G0

RT

∆G = - RT ln K∆G = ∆H - T∆S

∆H = 074

∆S = 2 K = 19

gauche ndash anti araacuteny

minden gauche konformerre keacutet anti forma jut K= [a][g] Oslash105

0o

0o

60o

60o

120o

120o

180o

180o

240o

240o

300o

300o 360o

360o

RELA

T

IacuteV

ENERGIA

ANTI EFFEKTUS

GAUCHE EFFEKTUS

EXTREacuteMGAUCHE

EFFEKTUS

H

H H

H H

H

CH3

H H

H H

CH3

TORZIOacuteS SZOumlG

ZY

Z

YZ

Y

Z

Y

ZY

ZY ZY

F

H H

OH

repulsions

F

H H

H 106

attractiveinteractions

orbitalinteractions

antiperiplanarposition

Anti-effect

107

repulsions

F

H H

OH

repulsions

F

H H

H

Extrem gauche effect

108

C-F

C-H

C-F

C-HC-C C-C

Oslash109

CikloalkaacutenokGyűrűfeszuumlltseacuteg

Hipotetikus planaacuteris rendszerek

Baeyer vegyeacuterteacutekszoumlg-deformaacutecioacute (angulaacuterisgyűrű feszuumlleacutes)

Pitzer anti-aacutellaacuteshoz keacutepesti energiatoumlbblet (torzioacutes feszuumlleacutes)

van der Waals nemkoumltő atomok szterikus koumllcsoumlnhataacutesa

Nem planaacuteris vegyuumlletek

CC C

C

C

boriacuteteacutek

C C C

C

Ctwist

pszeudorotaacutecioacute

CC

C C

V-alakuacute

CCC

CCC

szeacutek110

3 4 5 6 7 8 9 10Gyűrűtagszaacutem

Gyűrű

feszuumlleacutes

kcalmol

hataacutereacuterteacutek

111

Cl

H

H

H

Cl

H

H

Cl

H

H

Cl

H

Cl

H

H

H

H

Cl

mezo SS RR

cisz transz

Ciklopropaacuten

C

C

HOOC

HOOC

H

HOH

OH

S

R

C

C

HOOC

HOOC

OH

HH

OHR

RC

C

COOH

COOH

HO

HH

HOS

S

intramolekulaacuteristuumlkoumlrsiacutek

diasztereomerek diasztereomerek

enantiomerek 112

Ea(a e)

∆Ea+∆E

∆E

Ea(a e)

Z

Hkb 5szeacutek

ZH

kb 95szeacutek

kb 2 kcal

csavartkaacuted

csavartkaacuted

kaacuted

ZH

feacutelszeacutekfeacutelszeacutek

ZH

Ciklohexaacuten

113

A 3-3 nemszomszeacutedos szeacutenatom aacuteltal definiaacutelt siacutekokra

merőleges koumlteacutesiraacutenyok axiaacutelis

A toumlbbi koumlteacutes e keacutet siacutek koumlzoumltt van ekvatoriaacutelis

Pszeudorotaacutecioacute a gyűrűs vegyuumlletek konformerjei

szoumlgfeszuumlltseacuteg neacutelkuumll alakulnak egymaacutesba

114

transz 12-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

cisz 12-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

Z

H

Z

H Z

HZ

Ha

eae

Z

HZ

H

Z

H

Z

H

a

e

ae

115

transz 13-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

cisz 13-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

Z

HZ

H

Z

H Z

H

a

e ae

Z

HZ

HZ

H

Z

H

a

e

ae

116

H

Z

Z

H

H

Z Z

Ha

ea

e

transz 14-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

Z

HZ

H

H

Z

Z

Ha

ea

e

cisz 14-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

117

Oslash118

8 CO2 + 8 H2O

- 12483 kcalmol - 12468 kcalmol

15 kcalmol

CH3

CH3H

H

+ 12 O2

cisz-12-dimetilciklohexaacuten

CH3

H

H

CH3

transz-12-dimetilciklohexaacuten

+ 12 O2

119

Diszubsztituaacutelt ciklohexaacutenokszerkezeti izomerjeinek konformaacutecioacutes viszonyai

Szerkezeti izomer Geometriai izomercisz transz

12

14

ae aa

ea ee

13aa ae

ee ea

120

Oslash121

BrNH2

Br

NH23a 2b

NH2

Br

Br

NH24a 1b

NH2

Br

Br

NH2

1b 4a

NH2

Br

NH2

Br2b 3a

NH2

Br

Br

NH23b 2a

Br

NH2

BrNH24b 1a

Konformaacutecioacutes Konformaacutecioacutes

BrNH2 Br

NH2

1a 4b

Br

NH2

BrNH2

2a 3b

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesenantiomerek

Konfiguraacutecioacutesenantiomerek

diasztereomerek diasztereomerek

12-helyzetben kuumlloumlnboumlző helyettesiacutetőket tartalmazoacute ciklohexaacuten szaacutermazeacutekokkonfiguraacutecioacutes eacutes konformaacutecioacutes viszonyai

Oslash122

H

H

H

HH

H

H

H

Dekalin

cisz transz

123

transz-transz-transzanellaacutecioacute

cisz-transz-transzanellaacutecioacute

DC

BA

DC

BA

H H

R

H

H H

H

H

H

R

H H

DCBA

R

H

H

H

H

H

H

DCBA

R

H

H

H

H

H

H

CH3

CH3

CH3

CH3

Oslash124

A kiralitaacutes kialakulaacutesa eacutes bioloacutegiai jelentőseacutege

Kiraacutelis vegyuumlletek

termeacuteszetes aminosavak (elsősorban L konfiguraacutecioacute)peptidek enzimektermeacuteszetes szeacutenhidraacutetok (elsősorban D konfiguraacutecioacute)gyoacutegyszerek

Az első kiraacutelis vegyuumllet kialakulaacutesa

az elemi reacuteszek gyenge koumllcsoumlnhataacutesaacutenakiraacutenyfuumlggeacuteseacutevel van kapcsolatban

autokataliacutezis

a termeacuteszet nem tuumlkoumlrszimmetrikus (a termeacuteszet homokiraacutelis)

Oslash125

Az optikai aktivitaacuteseredete szeacutenhidraacutetokkiralitaacutescentrumaacutenakkieacutepuumlleacutese a termeacuteszetben

Oslash126

Oslash127

• Slide Number 1
• Slide Number 2
• Slide Number 3
• Slide Number 4
• Slide Number 5
• Slide Number 6
• Slide Number 7
• Izomeacuteria
• Slide Number 9
• Slide Number 10
• Slide Number 11
• Slide Number 12
• Slide Number 13
• Slide Number 14
• Slide Number 15
• Slide Number 16
• Slide Number 17
• Slide Number 18
• Szerkezeti izomeacuteria
• Slide Number 20
• Slide Number 21
• Slide Number 22
• Slide Number 23
• Slide Number 24
• A tautomeacuteria tiacutepusai
• Slide Number 26
• Slide Number 27
• Slide Number 28
• Slide Number 29
• Slide Number 30
• Sztereoizomeacuteria
• Slide Number 32
• Slide Number 33
• Slide Number 34
• Slide Number 35
• Slide Number 36
• Slide Number 37
• Slide Number 38
• Slide Number 39
• Slide Number 40
• Slide Number 41
• Slide Number 42
• Slide Number 43
• Slide Number 44
• Slide Number 45
• Slide Number 46
• Slide Number 47
• Tovaacutebbi kiralitaacutes tiacutepusok
• Slide Number 49
• Slide Number 50
• Slide Number 51
• Slide Number 52
• Slide Number 53
• Slide Number 54
• Slide Number 55
• Slide Number 56
• Slide Number 57
• Toumlbb kiralitaacuteskoumlzpont
• Slide Number 59
• Slide Number 60
• Slide Number 61
• Slide Number 62
• Slide Number 63
• Slide Number 64
• Slide Number 65
• Slide Number 66
• Slide Number 67
• Slide Number 68
• Slide Number 69
• Slide Number 70
• Slide Number 71
• Slide Number 72
• Slide Number 73
• Slide Number 74
• Slide Number 75
• Konfiguraacutecioacutes izomeacuteria
• Slide Number 77
• Slide Number 78
• Slide Number 79
• Slide Number 80
• Slide Number 81
• Slide Number 82
• Slide Number 83
• Slide Number 84
• Slide Number 85
• Slide Number 86
• Slide Number 87
• Slide Number 88
• Slide Number 89
• Slide Number 90
• Slide Number 91
• Slide Number 92
• Slide Number 93
• Slide Number 94
• Slide Number 95
• Slide Number 96
• Slide Number 97
• Slide Number 98
• Slide Number 99
• Slide Number 100
• Slide Number 101
• Slide Number 102
• Slide Number 103
• Slide Number 104
• Slide Number 105
• Slide Number 106
• Slide Number 107
• Slide Number 108
• Slide Number 109
• Slide Number 110
• Slide Number 111
• Slide Number 112
• Slide Number 113
• Slide Number 114
• Slide Number 115
• Slide Number 116
• Slide Number 117
• Slide Number 118
• Slide Number 119
• Slide Number 120
• Slide Number 121
• Slide Number 122
• Slide Number 123
• Slide Number 124
• Slide Number 125
• Slide Number 126
• Slide Number 127

(Az izomerek leacutetkeacutepesseacutege fuumlgg a koumlztuumlk leacutevő energiagaacutet nagysaacutegaacutetoacutel)

AtropizomeacuteriaCsavart kaacutedakGauche konformerekAntiklinaacutelis konformerek

Koumlteacutesmenti rotaacutecioacuteval egymaacutesba alakiacutethatoacutek

Koumlteacutesmenti rotaacutecioacuteval nem alakiacutethatoacutek egymaacutesba

Koumlteacutesmenti rotaacutecioacuteval nem alakiacutethatoacutek egymaacutesba

Cisz-transz (geometriai) izomerek

Koumlteacutesmenti rotaacutecioacuteval egymaacutesba alakiacutethatoacutek

Fedeacutesbe nem hozhatoacute tuumlkoumlrkeacutepi paacuterok

Kuumlloumlnboumlző vegyuumlletek azonos oumlsszegkeacuteplettel

KONSTITUacuteCIOacuteS IZOMEREK

(szerkezeti vagy struktuacuterizomerek)Az atomok kapcsoloacutedaacutesi sorrendje elteacuterő

TAUTOMEREK

Ugyanaz a vegyuumllet keacutetfeacutele szerkezettel reagaacutel

SZTEREOIZOMEREK

Azonos konstituacutecioacute elteacuterotilde teacuterbeli elrendeződeacutes

Alkaacutenok rotaacutecioacutes izomereiCiklohexaacuten szeacutek-kaacuted izomerei

keto-enol tautomeacuterialaktim-laktaacutem tautomeacuteriagyűrű-laacutenc tautomeacuteria

(Optikai izomerek) Kiraacutelis vegyuumlletek

Nem enantiomerek

Toumlbb kiralitaacutescentrumot tartalmazoacute vegyuumlletekBizonyos atomoknak egy meghataacuterozott

siacutekhoz viszonyiacutetott relatiacutev helyzeteacuteben kuumlloumlnboumlznek

Kettős koumlteacuteses vegyuumlletek Z - E izomeacuteriaacutejaDiszubsztituaacutelt cikloalkaacutenok cisz - transz izomeacuteriaacutejaKondenzaacutelt gyűrűs bicikloalkaacutenok cisz - transz izomeacuteriaacuteja

Centraacutelis kiralitaacutesHelikaacutelis kiralitaacutesAxiaacutelis kiralitaacutes

AlleacutenizomerekSpirovegyuumlletek

KIRAacuteLIS DIASZTEREOMEREK

AKIRAacuteLIS DIASZTEREOMEREK

DIASZTEREOMEREK ENANTIOMEREK

KONFORMAacuteCIOacuteS ENANTIOMEREK

KONFIGURAacuteCIOacuteS ENANTIOMEREK

KONFIGURAacuteCIOacuteSDIASZTEREOMEREK

KONFORMAacuteCIOacuteSDIASZTEREOMEREK

Izomeacuteria

18

Szerkezeti izomeacuteria

19

CH3OCH3 CH3CH2OH

Szerkezeti izomeacuteria

Regioizomeacuteria

Szeacutenvaacutez izomeacuteria CH3CH2CH2CH2CH3 CH3CHCH2CH3

CH3

CH3CCH3

CH3

CH3

H2C CHCH2CH2CH3 CH3CH CHCH2CH3

CH3CH2CH2Cl CH3CHCH3

Cl

Funkcioacutes csoport izomeacuteria

20

OCH3

Br2

FeBr3

OCH3

Br

+

OCH3

Br

OCH3

Br

+

haacuterom regioizomer termeacutek

CC

H

H

CH3

CC

H

H

H

Br CH3

+C

C

Br

H

H

H CH3

HBr

keacutet regioizomer termeacutek

Regioizomeacuteria

Keacutet regioizomer termeacutek keletkezhet dehellipSzelektivitaacutes

Haacuterom regioizomer termeacutek keletkezhet dehellipSzelektivitaacutes

21

H3C CH2 CH2 CH3 H3C CH CH3

CH3

n-butaacuten i-butaacuten

H2C CH2

CHCH3

H2C CH2

H2C CH2

metilciklopropaacuten ciklobutaacuten

22

A compound with the general formula CnH2n contains one double-bond equivalent ndasheither one double bond or one ring

CH3 CH2 CH CH2CH2 CH2

CH2 CH2

an alkane a cycloalkane

A compound with the general formula CnH2n-2 might have one triple bond two ringstwo double bonds or one ring plus one double bond We can say that the formulaCnH2n-2 represents a structure with two double-bond equivalents

Three of many possible structural isomers for C8H14

CH3 (CH2)5 C CH

one triple bond two rings

CH2CH3

one double bondand one ring

23

Tautomeacuteriaegy hidrogeacutenatom eacutes egy kettőskoumlteacutes helyzeteacuteben kuumlloumlnboumlznek ndash a hidrogeacutenatom

mozgeacutekony iacutegy gyors eacutes reverziacutebilis protoncsere valoacutesul meg

Protomeacuteria eacutes elektromeacuteria egyszerre van jelen

CH

HH

C

O

COOH C CH

H OH

COOH

Oxo-enol tautomerek

Tautomeacuteria

Kezelhető szerkezeti izomerkeacutent

24

A tautomeacuteria tiacutepusai

25

1) alacsonyabb pKa eacuterteacutek2) konjugaacutelt rendszer3) hidrogeacuten kelaacutet (6 elektron)

Oxo-enol tautomeacuteria

O OH

CH3H3C

H2C

H

C

O

CH3 H2C C CH3

O H

enoloxo

pKa 20

9999975 000025

F2C C

O H

CF3 F2C

H

C

O

CF3

OH O

H

CH3 C

O

CH C

O

CH3

H

CH3 C

O

CH C

O

CH3

H

pKa 9

20 80

200oC 3oacute

O

O

H

OH

O 26

NH2R C

Y Y

NHR C

H

Y= O S NR1

a)

b)

NH2

NHR1

R2N CNH

NHR1

R2HN CNH2

NR1

R2HN C

Savamid-imidsav eacutes rokon rendszerektautomeacuteriaacuteja

Guanidin-szaacutermazeacutek27

XH

N NH

X

Prototroacutepia (hetrociklusoknaacutel)

N NH

XH X

HN NH

X

HN NH

X

N NH

XH

HN N

XH

dominaacutens forma

28

α anomer izaacutecioacute

-D-Glcfβ-D-Glcfα

βO

OH

CH2OHHO OH

OHOH

O

OH

CH2OHHO

OH

HO

OHCHO

OHHOH2C

HO

β

D-Glcpβminus-D-Glcpα

α

OHOH2C

HOHO

OHOH

OHO

HOH2C

HOHO

OH

Gyűrű-laacutenc tautomeacuteria

De nem koumlzvetlenuumll

29

N OC

O

CH3N OC

O CH3

Szubsztituens tautomerizaacutecioacute

NN

N N N N

NN

N NN

N

Vegyeacuterteacutek izomerizaacutecioacute

Oslash30

Sztereoizomeacuteria

31

Sztereoizomeacuteria

Konfiguraacutecioacuteaz atomok koumllcsoumlnoumls teacuterbeli elrendeződeacutese az egyszereskoumlteacutesek koumlruumlli elfordulaacutest (aacuteltalaacuteban) nem veszi figyelembe

Konformaacutecioacuteegyszeres koumlteacutesek koumlruumlli elforgataacutes amelynek soraacuten konformerek joumlnnek leacutetre

Konfiguraacutecioacutes eacutes konformaacutecioacutesenantiomerekdiasztereomerek

32

COOH

COOH

mcisz transz transz

izomeacuteriageometriaiizomeacuteria

optikai izomeacuteria

COOHHOOC COOH

HOOC COOH

HOOC

poziacutecioacutes

SztereoizomeacuteriaSzerkezeti izomeacuteria

Helyzeti izomeacuteria

33

Enantiomerekegymaacutessal fedeacutesbe nem hozhatoacute tuumlkoumlrkeacutepi paacuterok

azonos internukleaacuteris taacutevolsaacutegkuumlloumlnboumlző csoportsorrend (konfiguraacutecioacute)

Diasztereomereknem enantiomerek (lehetnek akiraacutelisak is)nincsenek egymaacutessal tuumlkoumlrkeacutepi viszonyban

azonos oumlsszekapcsoltsaacutegkuumlloumlnboumlző internukleaacuteris taacutevolsaacuteg

34

C CH3C

Cl

C

H

CH3

BrH

C CCl

H3C

C

H

CH3

BrH

C CH3C

Cl

C

H

CH3

HBr

C CCl

H3C

C

H

CH3

HBr

E R

E S

Z R

Z S

Enantiomerek Enantiomerek

Diasztereomerek

Diasztereomerek

Diasztereomerek

Diasztereomerek

Oslash35

Kiraacutelis vegyuumlletek kiraacutelis koumllcsoumlnhataacutesok

termeacuteszetes aminosavak (főkeacutent L konfiguraacutecioacute)peptidek enzimek

termeacuteszetes szeacutenhidraacutetok (D konfiguraacutecioacute)

gyoacutegyszerek (sok esetben kiraacutelis molekulaacutek)

gyoacutegyszer-receptor koumllcsoumlnhataacutes

Sztereokeacutemia jelentőseacutege

Oslash36

Journal of

Chemical Education

ISSN 0021-9584

Volume 73 Number 6June 1996

Oslash37

Journal ofChemical Education

ISSN 0021-958413

Volume 73 Number 6June 199613

13

13

Oslash38

Kiralitaacutes

A kiraacutelis taacutergyak tuumlkoumlrkeacutepuumlkkel nem hozhatoacutek fedeacutesbe sem rotaacutecioacutes semtranszlaacutecioacutes mozgaacutessal (kiveacuteve a molekulaacuten beluumlli rotaacutecioacute lehetőseacutegeacutet)

A kiralitaacutes szerkezeti felteacutetelea taacutergynak ne legyen tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengelye

Tiacutepusok

Centraacutelis kiralitaacutes ndash sztereogeacuten centrum (R S D L)egy kiraacutelis (szeacuten)atomtoumlbb kiraacutelis szeacutenatom

Axiaacutelis kiralitaacutes ndash tengely koumlruumlli elhelyezkedeacutes (R S)alleacutenizomeacuteria spirovegyuumlletek atropizomeacuteria

Planaacuteris kiralitaacutes ndash siacutekhoz viszonyiacutetott helyzet (P pR M pS)csavart kaacutedak transz cikloalkeacuten

Helikaacutelis kiralitaacutes ndash nem siacutekbeli csavarvonalak (P M)alkaacuten konformerek (gauche antiklinaacutelis)heliceacutenek

39

Azonos minőseacutegi mennyiseacutegi oumlsszeteacutetel moacuteltoumlmeg konstituacutecioacute de kuumlloumlnboumlző teacuterbeli sorrend

Cl

F BrH

R S

Cl

FBrH

konfiguraacutecioacutejeloumlleacutes (+) (ndash) = d l D L R S

40

Azonos minőseacutegi mennyiseacutegi oumlsszeteacutetel moacuteltoumlmeg konstituacutecioacute de kuumlloumlnboumlző teacuterbeli sorrend

C

l

F

B

r

H

R

S

C

l

F

B

r

H

konfiguraacutecioacutejeloumlleacutes(+) (ndash) = d ld l R S

_1063020419

2

1

3

X4

1

X4

23

1

X4

32

(R) (S)

CC

2

1

3

I

BrCl

4F

2

1

3

OH

DT

4H C

OH

H

DT

(R)(S)

41

(R)

HCC

C CHH

HO H

CCC

H HC H

CHH3C

H

HH

H

H

C

Cl HH H

HH

1 4

3

2

1 oumlvezet2 oumlvezet

3 oumlvezet

4 oumlvezet

H

42

CH

OHCH3

CH3CH2

(R)-butaacuten-2-ol (S)-butaacuten-2-ol

180o-os forgataacutes

CH

OHCH3

CH3CH2

CH

OHCH3CH2

CH3

CH

HOCH2CH3

CH3

CH

OHCH3CH2

CH3

A kiralitaacutes az atomok egy pont (sztereogeacuten centrum kiralitaacutescentrum aszimmetriacentrum)koumlruumlli elrendeződeacuteseacutenek koumlvetkezmeacutenye A kiralitaacutest leacutetrehozoacute szerkezeti elemek elrendeződeacuteseegy koumlzpontra vonatkoztathatoacute Egy X centraacutelis atomhoz neacutegy kuumlloumlnboumlző ligandum kapcsoloacutedik a tuumlkoumlrkeacutepek nem hozhatoacutek fedeacutesbe a keacutet konfiguraacutecioacutes izomer enantiomer viszonyban van egymaacutessalSztereogeacuten centrum ndash Egy sp3 szeacutenatom (vagy maacutes atom) 4 kuumlloumlnboumlző ligandumot tartalmaz

Centraacutelis kiralitaacutes

43

Optikai izomeacuteria

Optikai izomerek olyan sztereoizomerek amelyek optikai forgatoacutekeacutepesseacutegbenkuumlloumlnboumlznek

Centraacutelis kiralitaacutes

Sztereogeacuten centrum aacutebraacutezolaacutesaperspektiacutevikus (teacuterszerkezeti)proiciaacutelt (vetiacutetett)

keacuteplettel (Fischer projekcioacute)

L

COOH

CH3H2NH

R

D

COOH

CH3 NH2H

S

intermolekulaacuteristuumlkoumlrsiacutek

COOH

CH3

H NH2

COOH

CH3

H2N H

44

Optikai aktivitaacutesAzok a vegyuumlletek melyek a siacutekban polarizaacutelt feacuteny siacutekjaacutet elforgatjaacutek optikailag aktiacutevakJobbra forgataacutes (oacuteramutatoacuteval azonos) jele (+) balra forgataacutes (oacuteramutatoacuteval ellenteacutetes) jele (-)

Azok a molekulaacutek keacutepesek optikai forgatoacutekeacutepesseacuteg leacutetrehozaacutesaacutera melyek mindenkonformaacutecioacuteja kiraacutelisHa egy kiraacutelis vegyuumlletnek csak egyik enantiomerje van jelen a vegyuumllet optikailag aktiacutev(elforgatja a polarizaacutelt feacuteny siacutekjaacutet) Ha a keacutet enantimer ekvimolaacuteris elegye (racemaacutet) van jelen a tuumlkoumlrkeacutepi paacuterok kompenzaacutecioacuteja miatt nincs makroszkoacutepikus forgataacutes

Oslash45

Fresnel elmeacutelete szerint a siacutekban polarizaacutelt feacuteny keacutet ellenteacutetes iraacutenyaacutebacirkulaacuterisan polarizaacutelt komponensből tevődik oumlssze Optikailag aktiacutev koumlzegbenaz egyik cirkulaacuteris komponens lassabban halad mint a maacutesik ezeacutert aztaacutenamikor kileacutepnek a koumlzegből eltoloacutedott faacutezisban oumlsszegeződnek uacutejra s eza polarizaacutecioacute siacutekjaacutenak elfordulaacutesaacuteban nyilvaacutenul meg Az optikailag aktiacutev anyagmolekulaacutei kuumlloumlnboumlző meacuterteacutekű koumllcsoumlnhataacutesba leacutepnek a jobbra eacutes a balracirkulaacuteris feacutenysugaacuterral A cirkulaacuterisan polaacuterozott feacuteny uacutegy jellemezhető hogya feacutenysugaacuter menteacuten az elektromaacutegneses teret leiacuteroacute elektromos eacutes maacutegnesesvektorok veacutegpontjai egy jobb vagy bal menetű csavarvonalon helyezkednek el

Optikai aktivitaacutes meacutereacutese

polarimetertube

Polarizerfixed Nicolprism

Plane-polarizedlight

Solution of opticallyactive material

Plane ofpolarizationhas undergonea rotation

Analyizermovable Nicolprism

ViewerUnpolarizedlight fromsource

Oslash46

siacutekban polarizaacutelt feacuteny

polarizaacuteloacute lencse (Nicol prizma)

normaacutel feacuteny

a)

b)

c)

x

z

z

z

siacutekban polaacuterozott feacuteny P eacutes M helicitaacutesuacutecirkulaacuterisan polaacuterozott feacuteny

minta

x

z

α

z

x

Oslash47

Tovaacutebbi kiralitaacutes tiacutepusok

48

Sztereogeacuten centrum jelenleacutete nem szuumlkseacuteges sem nem eleacutegseacuteges felteacutetele a kiralitaacutesnak

Nem szuumlkseacuteges peacuteldaacuteul axiaacutelis kiralitaacutes planaacuteris kiralitaacutes

Axiaacutelis kiralitaacutes A kiralitaacutes az atomok egy tengely koumlruumlli elrendeződeacuteseacutenek koumlvetkezmeacutenye

Alleacutenek kiralitaacutesa

Planaacuteris kiralitaacutes A kiralitaacutes az atomok egy siacutek koumlruumlli elhelyezkedeacuteseacutenek koumlvetkezmeacutenye

Helikaacutelis kiralitaacutes Csavarvonal (spiraacutelis) szerkezetű molekulaacutekPl DNS kettős heacutelixe polipeptidek kettős α-heacutelixe

C C CH

ClHCl CCC

H

ClHCl

COOH

CH3

CrOC

OCOC

CrCO

COCO

COOH

CH3

49

R S

HOOC

Br

COOH

Br6

2

6

2COOH

Br

HOOC

Br

tuumlkoumlrsiacutek

C

Br

COOHBr1

2

3 4

HOO c2COOH

Br

BrHOOC

c2

1

2

34

Atropizomeacuteria

50

Axiaacutelis kiralitaacutes

R-konfiguraacutecioacute

51

C CH

H3CC

H

CH3

CCH

CH3C

H

H3C

NH

HN

NH

NH

tuumlkoumlrsiacutek

Nem minden kiraacutelis molekula rendelkezik aszimmetria centrummal

52

Cukor Foszfor atom Oslash53

Konformaacutecioacutes enantiomerek

P M

Helikaacutelis kiralitaacutes

Konfiguraacutecioacutes enantiomerek

P M

Heptaheliceacuten n-Butaacuten

54

Oslash55

56

Feheacuterjeacutek teacuterszerkezete

Oslash

57

Nukleinsavak teacuterszerkezete

Oslash

Toumlbb kiralitaacuteskoumlzpont

58

Toumlbb aszimmetria centrumot tartalmazoacute vegyuumlleteklehetseacuteges sztereoizomereinek szaacutema

A nem enantiomeacuteria viszonyban aacutelloacute sztereoizomerek

diasztereomerek

Ha az n db aszimmetria centrum koumlzoumltt vannak azonosak a fuumlggetlen sztereoizomerek szaacutema lt 2n

mezo-forma nem kiraacutelis

2n

59

CH3CH3

HO H

OHHCH3

H3COHH

HO H

CH3CH3

HO H

HHOCH3

H3COHH

H OH

CH3CH3

HO H

OHH

180o forgataacutes

mezo-23-butaacutendioltuumlkoumlrkeacutepi paacuterok fedeacutesbe hozhatoacutek - akiraacutelis

(2R3R)-23-butaacutendiol (2S3S)-23-butaacutendiol

CH3 CH3

H HHO OH

Egyetlen sztereogeacuten centrumot tartalmazoacute molekula mindig kiraacutelis desztereogeacuten centrum jelenleacutete nem szuumlkseacuteges sem nem eleacutegseacuteges felteacutetele a kiralitaacutesnak

Nem eleacutegseacuteges toumlbb sztereogeacuten centrumot tartalmazoacute molekula lehet akiraacutelisPeacutelda

60

Nem minden olyan molekula kiraacutelis amely aszimmetria centrumokkal rendelkezik

Nem minden kiraacutelis molekula rendelkezik aszimmetria centrummal

axiaacutelis kiralitaacutes 13-diszubsztituaacutelt alleacuten planaacuteris kiralitaacutes spirovegyuumlletek koumlreacuteben

mezo vegyuumlletek cisz-12-azonosandiszubsztituaacutelt ciklopropaacuten

Oslash61

COOHH

HHOOC

CH3H

H3C HS2

COOH

HHO

H OH

COOH

S2

COOHH

HHOOC

HH

H H

borkősav

Newman (fűreacuteszbak) projekcioacuteKonformatiacutev

62

Fisher projekcioacuteval aacutebraacutezolt L- eacutes D-borkősav

mezo-borkotildesav

COOHCH OHCCOOH

OHH

COOHCHO HCCOOH

HHO

szotildelotildesav

COOHCH OHCCOOH

HHO

COOHCHO HCCOOH

OHH

L-(+)-borkotildesav D-(-)-borkotildesav

63

Oslash64

Cl

H

H

H

Cl

H

H

Cl

H

H

Cl

H

Cl

H

H

H

H

Cl

mezo SS RR

cisz transz

Nem minden olyan molekula kiraacutelis amely aszimmetria centrumokkal rendelkezik

65

Szimmeriaelemek(szimmetria azonos meacuteret)

Akkor mondjuk hogy egy taacutergy szimmetriaelemmel rendelkezik ha a megfelelőszimmetriaművelet (tuumlkroumlzeacutes forgataacutes inverzioacute) a taacutergyat az eredetivel fedeacutesbehozhatoacute alakzattaacute konvertaacutelja

Pontcsoport ndash meghataacuterozott taacutergyra vonatkozoacute szimmetriaműveletek oumlsszesseacutege

szimmetriasiacutek (σ) a molekulaacutet keacutet olyan feacutelre bontja amelyek egymaacutesnak pontostuumlkoumlrkeacutepei (Szimmetriasiacutekot tartalmazoacute molekula akiraacutelis de a siacutek hiaacutenya nem okozkiralitaacutest)

n-ed rendű forgaacutesi szimmetriatengely (Cn) a molekulaacutet a tengely koumlruumll 360degnszoumlggel elforgatva az eredetitől megkuumlloumlnboumlzhetetlen molekulaacutet kapunk

szimmetriacentrum (inverzioacutes centrum) (Ci) a molekula baacutermely elemeacutet aszimmetriacentrummal oumlsszekoumltve eacutes az ellenkező iraacutenyba azonos taacutevolsaacutegrameghosszabbiacutetva azonos elemhez jutunk (Szimmetriacentrumot tartalmazoacutemolekula akiraacutelis de hiaacutenya nem okoz kiralitaacutest)

n-ed rendű tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengely (Sn) a molekulaacutet 360degn szoumlggel elforgatvaeacutes a tengelyre merőleges siacutekra tuumlkroumlzve az eredetitől megkuumlloumlnboumlzhetetlenmolekulaacutet kapunk (Tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengelyt tartalmazoacute molekula akiraacutelishiaacutenyaacuteban a molekula kiraacutelis) 66

C CCH3

H

H

CH3180o C C

CH3

H

CH3

H360o

siacutek

tengely

siacutek

tengely

Keacutetfogaacutesuacute tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengely Egyfogaacutesuacute tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengely

Szimmetriacentrum Szimmetriasiacutek

Tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengelyValamely taacutergy akkor jellemezhető Sn azaz n-ed rendű tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengellyel ha annak baacutermely pontjaacutet a tengely koumlruumll 360n fokos szoumlggelelfordiacutetva eacutes a tengelyre merőlegesen fektetett siacutekon keresztuumll tuumlkroumlzve az eredetiobjektumot kapjuk meg (n szuumlkseacutegkeacuteppen paacuteros vagy 1)

Az S1-tengely szimmetriasiacutekkal (σ) az S2-tengely viszont szimmetriacentrummal (Ci) egyeneacuterteacutekű

A szimmetriacentrumon aacutethaladoacute baacutermely egyenesen a centrumtoacutel egyenlő taacutevolsaacutegban azonos elemek talaacutelhatoacutek

Akiraacutelis molekulaacutek

67

szimmetriasiacutek (m S1) forgaacutesi szimmetriatengely (Cn) szimmetriacentrum (Ci S2)

Szimmetrikus + +

Szimmetrikus + -

Koumlzeacuteppontosan - + szimmetrikus

Disszimetrikus - + - (kiraacutelis)

Aszimmetrikus - - - (kiraacutelis)

Szimmetriaelem művelet

Szimmetriasiacutek tuumlkroumlzeacutes

Szimmetriatengely forgataacutes

Szimmetriacentrum inverzioacute

Szimmetriaelem művelet

Azonossaacuteg vaacuteltozatlanulhagyaacutes

Tuumlkroumlzeacutesi forgataacutes eacutesszimmetriatengely (giroid) tengelyre merőleges

tuumlkroumlzeacutesOslash68

Oslash69

Oslash70

Oslash71

Oslash72

1 Atomic number2 Atomic mass3 Z gt E4 R gt S5 Spheres6 Single-bond equivalencies

Cahn-Ingold-Prelog nomenclature system

Sequence rules for order of priority

1 If the atoms in question are different the sequence order is by atomic number with theatom of highest atomic number receiving the highest priority

F lt Cl lt Br lt I

increasing priority

2 If two isotopes of the same element are present the isotope of higher mass receivesthe higher priority

H lt D

increasing priority73

5 If two atoms are identical the atomic numbers of the next atoms are used for priorityassignment If these atoms also have identical atoms attached to them priority isdetermined at the first point of difference along the chain The atom that has attached to itan atom of higher priority has the higher priority (Do not use the sums of the atomic numbersBut look for the single atom of highest priority)

74

6 Atoms attached by double or triple bond are given single-bond equivalencies so that theycan be treated like single-bonded groups in determining priority Each doubly bonded atom isduplicated (or triplicated for triple bonds)

R C

O

OH

Structure Equivalent for priority determination

R C

O

O

OH

C

R C N R C

N

N

NC

C

75

Konfiguraacutecioacutes izomeacuteriaUgyanaz a vaacutez konnektivitaacutes de elteacuterő teacuterbelielrendeződeacutes (valamilyen szimmetria-rendezőhoumlz valoacuteviszony)

Nem alakiacutethatoacutek egymaacutesba kovalens koumlteacutes elszakiacutetaacutesaeacutes uacutejrakeacutepződeacutese neacutelkuumll

optikai izomerek (optikai aktivitaacutes) R Sgeometriai izomerek cisz-transz E-Z

76

Konfiguraacutecioacutes diasztereomerekFizikai eacutes keacutemia tulajdonsaacutegaik elteacuternek

Konfiguraacutecioacutes enantiomerekFizikai eacutes keacutemiai tulajdonsaacutegaikazonosak kiveacutevebull azonos meacuterteacutekű de ellenteacutetesiraacutenyuacute optikai forgatoacutekeacutepesseacutegbull elteacuterő reaktivitaacutes maacutes kiraacutelis vegyuumlletekkel valoacute reakcioacuteban

C

C

Cl

Cl H

HC

C

H

Cl H

Cl

cisz-12-dikloacutereteacuten transz-12-dikloacutereteacuten

Br Cl

Cl BrF F

Cl Br

Br FF Cl

(R) (R) (S) (R)

CH

OHCH3CH2

CH3

CH

HOCH2CH3

CH3

CH

OHCH3CH2

CH3

CH

OHCH3

CH3CH2

180o-os forgataacutes

(R)-butaacuten-2-ol (S)-butaacuten-2-olfp 995 oC 995 oCd4

20 0808 0808nD

20 1397 1397[α]D

25 -1352o +1352o

(R)-butaacuten-2-ol (S)-butaacuten-2-ol

CH

OHCH3

CH3CH2

77

Elegykristaacutely

bullveacuteletlenszerűen tartalmazza mindkeacutet enantiomertbulla tiszta enantiomerek eacutes az enantiomer kevereacutekek tulajdonsaacutegai azonosak

Konglomeraacutetum

bullcsak az egyik vagy a maacutesik enantiomert tartalmazzabullaz enantiomerek mechanikusan is elkuumlloumlniacutethetők egymaacutestoacutel

Molekulavegyuumllet

bulla keacutet enantiomer a kristaacutelyban 11 araacutenyban fordul elő (raceacutem elegy)bulla raceacutem elegy eacutes az enantiomerek olvadaacutespontja kuumlloumlnboumlző

bullakiraacutelis koumlruumllmeacutenyek koumlzoumltt megegyező fizikai eacutes keacutemiai tulajdonsaacutegokbullkiraacutelis koumlruumllmeacutenyek koumlzoumltt elteacuterő (kiraacutelis molekulaacutek polarizaacutelt feacuteny)bullenantiomerek koumlzoumltti 3 fő koumllcsoumlnhataacutes

elegykristaacutely keacutepzeacuteskonglomeraacutetum keacutepzeacutesmolekulavegyuumllet keacutepzeacutes

Enantiomerek

78

Enantiomerek egyeacuteb kevereacutekeit az uacutegynevezett bdquoenantiomeric excessrdquo (ee) [enantiomerfelesleg] eacuterteacutekkel jellemezzuumlk (R) eacutes (S) a megfelelő enantiomerek mennyiseacutege a kevereacutekben

A komponensek mennyiseacutegeacutenek meghataacuterozaacutesaKiraacutelis oszlopkromatigraacutefia (enantiomerek elvaacutelasztaacutesa)NMR spektroszkoacutepia

ee =(R) - (S)(R) + (S) 100

Enantiomer felesleg

Az enantiomerfelesleg az aszimmetrikus szinteacutezis sikeresseacutegeacutenek egyikmeacuterőszaacutema Diasztereomerek kevereacuteke eseteacuten hasonloacute moacutedon definiaacuteljaacutek eacuteshasznaacuteljaacutek a diasztereomer felesleg eacutes a szaacutezaleacutekos diasztereomer feleslegfogalmaacutet

Egy 70 R eacutes 30 S izomert tartalmazoacute minta enantiomerfeleslege peacuteldaacuteul40 Ezt az anyagot uacutegy is tekinthetjuumlk mint 40 tiszta R izomer eacutes 60 raceacutemelegy (mely a teljes mennyiseacuteghez 30 R eacutes 30 S izomerrel jaacuterul hozzaacute)kevereacuteke 79

C

C

HOOC

HOOC

H

HOH

OH

S

R

C

C

HOOC

HOOC

OH

HH

OHR

RC

C

COOH

COOH

HO

HH

HOS

S

intramolekulaacuteristuumlkoumlrsiacutek

diasztereomerek diasztereomerek

enantiomerek

COOH

CH3H2NH

R

COOH

CH3 NH2H

S

enantiomerek

Enantiomerek eacutes diasztereomerek

80

C

NH2

COOHHH3C C

CH2SH

COOHH2NH

Ala Cys

Aacutebraacutezolja Fischer keacuteplettel az alaacutebbi perspektivikus keacuteplettel megadott aminosavakat

CH3

COOH

H2N H

CH2SH

COOH

H2N H

Ala Cys

S R

L L81

CNH2H

H3C

COOH

C

COOH

CH2SHH2NH

CCH3H

H2N

COOH

C

COOH

CH2SHHH2N

C

NH2

COOHHH3C

C

CH2SH

COOHH2NH

CH3

COOH

H2N H

CH2SH

COOH

H2N H

82

Enantiomerek eacutes mezo vegyuumlletek

Pszeudoaszimmetria

C

C

HOOC

HOOC

H

HOH

OH

S

R

C

C

HOOC

HOOC

OH

HH

OHR

RC

C

COOH

COOH

HO

HH

HOS

S

intramolekulaacuteristuumlkoumlrsiacutek

diasztereomerek diasztereomerek

enantiomerek

C

C

C

COOH

COOH

HO H

OHH

H OHR

R

C

C

C

COOH

COOH

H OH

HHO

HO HS

S

enantiomerek

optikailag aktiacutevak

C

C

C

COOH

COOH

H OH

OHH

H OHR

S

C

C

C

COOH

COOH

H OH

HHO

H OHR

S

optikailag inaktiacutevak

r s

83

COOH

COOH

COOHHOOC COOH

HOOC COOH

HOOC

mcisz transz transz

szerkezetiizomeacuteria

geometriaiizomeacuteria

optikai izomeacuteria

84

R

RHOH

akiraacutelisszeacutenatom

R

SHOH

rS

RHOH

s

RgtS r s

(S)

(S)

pszeudoaszimmetriaacutes szeacutenatom

akiraacutelis molekulamezo vegyuumllet

akiraacutelisC2 forgaacutesi szimmetriatengely

kiraacutelis

HOOC COOH

Br

m

HOOC COOH

m

HOOC

COOH

pro-pszeudoaszimmetriaacutes szeacutenatom

85

Kiraacutelis molekulaacutekon beluumll is sok esetben talaacutelhatoacute pszeudo-aszimmetriacentrum amennyiben a keacutet enantiomorf ligandum mellett tovaacutebbi aszimmetrikus ligandum is kapcsoloacutedik a centrumhoz (peacuteldaacuteul atropin eacutes szaacutermazeacutekai)

gytszptehuhudownloadindex16630

Oslash86

Mezo-forma a) mindig akiraacutelisb) mindig kell lennie kiraacutelis disztereomerjeacutenek is

gytszptehuhudownloadindex16630

C

C

HOOC

HOOC

H

HOH

OH

S

R

C

C

HOOC

HOOC

OH

HH

OHR

RC

C

COOH

COOH

HO

HH

HOS

S

intramolekulaacuteristuumlkoumlrsiacutek

diasztereomerek diasztereomerek

enantiomerek

Oslash87

gytszptehuhudownloadindex16630

A pszeudo-aszimmetriacentrumok konfiguraacutecioacutejaacuteban elteacuterő izomerekegymaacutessal diasztereoizomer viszonyban aacutellnak

rC

C

C

COOH

COOH

H OH

OHH

H OHR

S

sC

C

C

COOH

COOH

H OH

HHO

H OHR

S Oslash88

Geometriai izomeacuteria

kettős koumlteacutesű vegyuumlletekneacutelciklusos vegyuumlletekneacutel

C CH H

CH3H3CC C

H CH3

HH3C

Felteacutetel (olefinekneacutel) egy adott pilleacuteratomon nem lehet keacutet azonos helyettesiacutetőde adott kettőskoumlteacutes keacutet kuumlloumlnboumlző pilleacuteratomjaacuten lehet egy-egy azonos helyettesiacutető(de ezeknek sem kell szuumlkseacutegkeacuteppen azonosaknak lenniuumlk)

Alfa helyzetű szubsztituens Beacuteta helyzetű szubsztituens

Diasztereomerek

89

Configurational isomers

The particular arrangement of atoms (or goups) in space that is characteristic of a given streoisomer

The configurational isomers can not be transformed into each otherwithout breaking and making a covalent bond

- cis-trans Z-E designations geometric isomers- optical isomerism (cf chirality)

H COOH

H COOH

HOOC H

H COOH

Z E

Oslash90

The requirement for geometric isomerism in alkenes is that each carbon atom involvedin the pi bond have two different groups attached to it such as H and Cl or CH3 and Cl

C CH

H

CH2CH3

CH3

C CH

H

CH2CH3

CH3is the same as

C CCH3

H

CH2CH3

CH3

C CH

CH3

CH2CH3

CH3

geometric isomers

If one of the carbons of the double bond has two identical groups such as two H atomsor two CH3 groups the geometric isomerism is not possible

Z E

Higher priority atoms or groups are on the same side of the pi bond Z bdquotogetherrdquo

Higher priority atoms or groups are on opposite sides of the pi bond E bdquoacrossrdquo

(Look at the single atoms directly attached to the double-bond carbon C and not entire-CH2CH2CH3 group)

Oslash91

Cahn-Ingold-Prelog szekvenciaszabaacutelyokalkeacutenekre vonatkozoacutean

Toumlmegszaacutem

C CT

D

H

DE

Rendszaacutem

C CF

Cl

Br

IZ

Z gt E

E

ZZ C C

C

C

H

NC

C

C

H3C

H3C

CH3

HCH3

H

C CH

NC

C

C

CH3

CH3

H

H

Br

Br

E

R

S

RgtS (DgtL)

92

C CH

H3C

CH

CH

CH3

CH3

CH2

Z ltC

HCH3

CH3

C

H

C

C

H

H

HHH

H

C C

H H

H

C

H

C (C)

o

o

o

H

H(C)oo

o

C CH

H3C

CH

CH

CH3

CH2 Br

CH2

E

C

HCH3

CH2Br

C

H

C

H

H

HCBrH

H

gtC C

H H

H

C

H

C (C)

o

o

o

H

H(C)oo

o

(CON) adott atom ismeacutetelt megjeleniacuteteacutese ---o fantomatom

1 2 3C CCCH CHHH C C(C)CH C(C)HH

1 2 3C CCCH BrCHH gt CHHH C C(C)CH C(C)HH 93

transzE

ciszZ

C CH H

C CH

H

transzZ

ciszE

C CBr H

C CH

Br

Oslash94

Konformaacutecioacutes izomeacuteriaUgyanaz a vaacutez konnektivitaacutes de elteacuterő teacuterbelielrendeződeacutes (valamilyen szimmetria-rendezőhoumlz valoacuteviszony)

Kovalens koumlteacutes elszakiacutetaacutesa eacutes uacutejrakeacutepződeacutese neacutelkuumllegymaacutesba alakiacutethatoacutek

Rotaacutecioacutes izomeacuteriaKuumlloumlnboumlző konformaacutecioacute (konformerek rotamerek)

Axiaacutelis kiralitaacutes R SHelikaacutelis kiralitaacutes P M

95

C CCH3H3C

HHHH

C CCH3

CH3 HH

HH

Konformaacutecioacutes diasztereomerek

C CH

CH3 HCH3

HH C C

H

CH3 CH3H

HH

Konformaacutecioacutes enantiomerek

P M

96

szinperiplanaacuteris szinklinaacutelis antiklinaacutelis antiperiplanaacuteris antiklinaacutelis szinklinaacutelis

pszeudorotaacutecioacute

axiaacutelis ekvatoriaacutelis

Konformerek

kiraacutelis kiraacutelisakiraacutelis akiraacutelis

97

C CCH3

CH3 HH

HHC C

CH3H3C

HHHH

Konfiguraacutecioacutes diasztereomerek

Konformaacutecioacutes diasztereomerek

C CH H

CH3H3CCC

HH3C

H CH3

98

- huacutezaacutes (stretch)

- hajliacutetaacutes (bend)

- csavaraacutes (torsion)

O OH

Hr 1r 2

r 2

O OH

H

α

OH

OH

τ (φ)

Oslash99

O OH

H

HOOH

OOH

HE

α30 kcalmol

Hajliacutetaacutes bend

Huacutezaacutes (nyuacutejtaacutes) stretch

disszociaacutecioacute

E

r

~ 90 ~ 50 kcalmol

HOO + H

HO + HO

Oslash100

H

H

H

O OH

H

1 kcalmol

~ 10kcalmol

(torzioacutes szoumlg)τ

Newman projekcioacute

H H

0o 60o 180o 300o 360o

OO

H

H

HHH HH

Oslash101

CH2 CH2Y ZY = Z = H

Y = Z = CH3

etaacuten

n-butaacuten

300o 360o240o180o120o60o0o

0o120o- 60o-180o-240o-300o-360o-

oacutera jaacuteraacutesaacuteval megegyező

oacutera jaacuteraacutesaacuteval ellenteacutetes

ZY

Z

Y

ZY

Z

Y

Z

Y

ZYZY

syn antisynperiplanar synklinal antiklinal antiperiplanar antiklinal synklinal

102

CCH

H H

HH

HH H

H

H

H H

CCH

H H

H

H HH H

HH

HH

0o 120o 240o 360o

12 M

m

M12 M M

mm

Θ

M = m

E(Θ)

minimum

Maximum

103

HHH H

CH3CH3

HHH H

CH3CH3

H

HH H

CH3

CH3

E

0deg dieacutederes szoumlg

E szabadentalpia-kuumlloumlnbseacuteg

58

29

07

(kcal)

H H

H3CH CH3

H

H H

H3CH H

CH3

H3C CH3

H HH

H

CH3HH H

CH3H

060deg 120deg 180deg 240deg 300deg 360deg

szinperiplanaacuteris szinklinaacutelis antiklinaacutelis antiperiplanaacuteris antiklinaacutelis szinklinaacutelis104

∆G0 = G01 - G0

2

K = e∆G0

RT

∆G = - RT ln K∆G = ∆H - T∆S

∆H = 074

∆S = 2 K = 19

gauche ndash anti araacuteny

minden gauche konformerre keacutet anti forma jut K= [a][g] Oslash105

0o

0o

60o

60o

120o

120o

180o

180o

240o

240o

300o

300o 360o

360o

RELA

T

IacuteV

ENERGIA

ANTI EFFEKTUS

GAUCHE EFFEKTUS

EXTREacuteMGAUCHE

EFFEKTUS

H

H H

H H

H

CH3

H H

H H

CH3

TORZIOacuteS SZOumlG

ZY

Z

YZ

Y

Z

Y

ZY

ZY ZY

F

H H

OH

repulsions

F

H H

H 106

attractiveinteractions

orbitalinteractions

antiperiplanarposition

Anti-effect

107

repulsions

F

H H

OH

repulsions

F

H H

H

Extrem gauche effect

108

C-F

C-H

C-F

C-HC-C C-C

Oslash109

CikloalkaacutenokGyűrűfeszuumlltseacuteg

Hipotetikus planaacuteris rendszerek

Baeyer vegyeacuterteacutekszoumlg-deformaacutecioacute (angulaacuterisgyűrű feszuumlleacutes)

Pitzer anti-aacutellaacuteshoz keacutepesti energiatoumlbblet (torzioacutes feszuumlleacutes)

van der Waals nemkoumltő atomok szterikus koumllcsoumlnhataacutesa

Nem planaacuteris vegyuumlletek

CC C

C

C

boriacuteteacutek

C C C

C

Ctwist

pszeudorotaacutecioacute

CC

C C

V-alakuacute

CCC

CCC

szeacutek110

3 4 5 6 7 8 9 10Gyűrűtagszaacutem

Gyűrű

feszuumlleacutes

kcalmol

hataacutereacuterteacutek

111

Cl

H

H

H

Cl

H

H

Cl

H

H

Cl

H

Cl

H

H

H

H

Cl

mezo SS RR

cisz transz

Ciklopropaacuten

C

C

HOOC

HOOC

H

HOH

OH

S

R

C

C

HOOC

HOOC

OH

HH

OHR

RC

C

COOH

COOH

HO

HH

HOS

S

intramolekulaacuteristuumlkoumlrsiacutek

diasztereomerek diasztereomerek

enantiomerek 112

Ea(a e)

∆Ea+∆E

∆E

Ea(a e)

Z

Hkb 5szeacutek

ZH

kb 95szeacutek

kb 2 kcal

csavartkaacuted

csavartkaacuted

kaacuted

ZH

feacutelszeacutekfeacutelszeacutek

ZH

Ciklohexaacuten

113

A 3-3 nemszomszeacutedos szeacutenatom aacuteltal definiaacutelt siacutekokra

merőleges koumlteacutesiraacutenyok axiaacutelis

A toumlbbi koumlteacutes e keacutet siacutek koumlzoumltt van ekvatoriaacutelis

Pszeudorotaacutecioacute a gyűrűs vegyuumlletek konformerjei

szoumlgfeszuumlltseacuteg neacutelkuumll alakulnak egymaacutesba

114

transz 12-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

cisz 12-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

Z

H

Z

H Z

HZ

Ha

eae

Z

HZ

H

Z

H

Z

H

a

e

ae

115

transz 13-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

cisz 13-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

Z

HZ

H

Z

H Z

H

a

e ae

Z

HZ

HZ

H

Z

H

a

e

ae

116

H

Z

Z

H

H

Z Z

Ha

ea

e

transz 14-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

Z

HZ

H

H

Z

Z

Ha

ea

e

cisz 14-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

117

Oslash118

8 CO2 + 8 H2O

- 12483 kcalmol - 12468 kcalmol

15 kcalmol

CH3

CH3H

H

+ 12 O2

cisz-12-dimetilciklohexaacuten

CH3

H

H

CH3

transz-12-dimetilciklohexaacuten

+ 12 O2

119

Diszubsztituaacutelt ciklohexaacutenokszerkezeti izomerjeinek konformaacutecioacutes viszonyai

Szerkezeti izomer Geometriai izomercisz transz

12

14

ae aa

ea ee

13aa ae

ee ea

120

Oslash121

BrNH2

Br

NH23a 2b

NH2

Br

Br

NH24a 1b

NH2

Br

Br

NH2

1b 4a

NH2

Br

NH2

Br2b 3a

NH2

Br

Br

NH23b 2a

Br

NH2

BrNH24b 1a

Konformaacutecioacutes Konformaacutecioacutes

BrNH2 Br

NH2

1a 4b

Br

NH2

BrNH2

2a 3b

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesenantiomerek

Konfiguraacutecioacutesenantiomerek

diasztereomerek diasztereomerek

12-helyzetben kuumlloumlnboumlző helyettesiacutetőket tartalmazoacute ciklohexaacuten szaacutermazeacutekokkonfiguraacutecioacutes eacutes konformaacutecioacutes viszonyai

Oslash122

H

H

H

HH

H

H

H

Dekalin

cisz transz

123

transz-transz-transzanellaacutecioacute

cisz-transz-transzanellaacutecioacute

DC

BA

DC

BA

H H

R

H

H H

H

H

H

R

H H

DCBA

R

H

H

H

H

H

H

DCBA

R

H

H

H

H

H

H

CH3

CH3

CH3

CH3

Oslash124

A kiralitaacutes kialakulaacutesa eacutes bioloacutegiai jelentőseacutege

Kiraacutelis vegyuumlletek

termeacuteszetes aminosavak (elsősorban L konfiguraacutecioacute)peptidek enzimektermeacuteszetes szeacutenhidraacutetok (elsősorban D konfiguraacutecioacute)gyoacutegyszerek

Az első kiraacutelis vegyuumllet kialakulaacutesa

az elemi reacuteszek gyenge koumllcsoumlnhataacutesaacutenakiraacutenyfuumlggeacuteseacutevel van kapcsolatban

autokataliacutezis

a termeacuteszet nem tuumlkoumlrszimmetrikus (a termeacuteszet homokiraacutelis)

Oslash125

Az optikai aktivitaacuteseredete szeacutenhidraacutetokkiralitaacutescentrumaacutenakkieacutepuumlleacutese a termeacuteszetben

Oslash126

Oslash127

• Slide Number 1
• Slide Number 2
• Slide Number 3
• Slide Number 4
• Slide Number 5
• Slide Number 6
• Slide Number 7
• Izomeacuteria
• Slide Number 9
• Slide Number 10
• Slide Number 11
• Slide Number 12
• Slide Number 13
• Slide Number 14
• Slide Number 15
• Slide Number 16
• Slide Number 17
• Slide Number 18
• Szerkezeti izomeacuteria
• Slide Number 20
• Slide Number 21
• Slide Number 22
• Slide Number 23
• Slide Number 24
• A tautomeacuteria tiacutepusai
• Slide Number 26
• Slide Number 27
• Slide Number 28
• Slide Number 29
• Slide Number 30
• Sztereoizomeacuteria
• Slide Number 32
• Slide Number 33
• Slide Number 34
• Slide Number 35
• Slide Number 36
• Slide Number 37
• Slide Number 38
• Slide Number 39
• Slide Number 40
• Slide Number 41
• Slide Number 42
• Slide Number 43
• Slide Number 44
• Slide Number 45
• Slide Number 46
• Slide Number 47
• Tovaacutebbi kiralitaacutes tiacutepusok
• Slide Number 49
• Slide Number 50
• Slide Number 51
• Slide Number 52
• Slide Number 53
• Slide Number 54
• Slide Number 55
• Slide Number 56
• Slide Number 57
• Toumlbb kiralitaacuteskoumlzpont
• Slide Number 59
• Slide Number 60
• Slide Number 61
• Slide Number 62
• Slide Number 63
• Slide Number 64
• Slide Number 65
• Slide Number 66
• Slide Number 67
• Slide Number 68
• Slide Number 69
• Slide Number 70
• Slide Number 71
• Slide Number 72
• Slide Number 73
• Slide Number 74
• Slide Number 75
• Konfiguraacutecioacutes izomeacuteria
• Slide Number 77
• Slide Number 78
• Slide Number 79
• Slide Number 80
• Slide Number 81
• Slide Number 82
• Slide Number 83
• Slide Number 84
• Slide Number 85
• Slide Number 86
• Slide Number 87
• Slide Number 88
• Slide Number 89
• Slide Number 90
• Slide Number 91
• Slide Number 92
• Slide Number 93
• Slide Number 94
• Slide Number 95
• Slide Number 96
• Slide Number 97
• Slide Number 98
• Slide Number 99
• Slide Number 100
• Slide Number 101
• Slide Number 102
• Slide Number 103
• Slide Number 104
• Slide Number 105
• Slide Number 106
• Slide Number 107
• Slide Number 108
• Slide Number 109
• Slide Number 110
• Slide Number 111
• Slide Number 112
• Slide Number 113
• Slide Number 114
• Slide Number 115
• Slide Number 116
• Slide Number 117
• Slide Number 118
• Slide Number 119
• Slide Number 120
• Slide Number 121
• Slide Number 122
• Slide Number 123
• Slide Number 124
• Slide Number 125
• Slide Number 126
• Slide Number 127

Szerkezeti izomeacuteria

19

CH3OCH3 CH3CH2OH

Szerkezeti izomeacuteria

Regioizomeacuteria

Szeacutenvaacutez izomeacuteria CH3CH2CH2CH2CH3 CH3CHCH2CH3

CH3

CH3CCH3

CH3

CH3

H2C CHCH2CH2CH3 CH3CH CHCH2CH3

CH3CH2CH2Cl CH3CHCH3

Cl

Funkcioacutes csoport izomeacuteria

20

OCH3

Br2

FeBr3

OCH3

Br

+

OCH3

Br

OCH3

Br

+

haacuterom regioizomer termeacutek

CC

H

H

CH3

CC

H

H

H

Br CH3

+C

C

Br

H

H

H CH3

HBr

keacutet regioizomer termeacutek

Regioizomeacuteria

Keacutet regioizomer termeacutek keletkezhet dehellipSzelektivitaacutes

Haacuterom regioizomer termeacutek keletkezhet dehellipSzelektivitaacutes

21

H3C CH2 CH2 CH3 H3C CH CH3

CH3

n-butaacuten i-butaacuten

H2C CH2

CHCH3

H2C CH2

H2C CH2

metilciklopropaacuten ciklobutaacuten

22

A compound with the general formula CnH2n contains one double-bond equivalent ndasheither one double bond or one ring

CH3 CH2 CH CH2CH2 CH2

CH2 CH2

an alkane a cycloalkane

A compound with the general formula CnH2n-2 might have one triple bond two ringstwo double bonds or one ring plus one double bond We can say that the formulaCnH2n-2 represents a structure with two double-bond equivalents

Three of many possible structural isomers for C8H14

CH3 (CH2)5 C CH

one triple bond two rings

CH2CH3

one double bondand one ring

23

Tautomeacuteriaegy hidrogeacutenatom eacutes egy kettőskoumlteacutes helyzeteacuteben kuumlloumlnboumlznek ndash a hidrogeacutenatom

mozgeacutekony iacutegy gyors eacutes reverziacutebilis protoncsere valoacutesul meg

Protomeacuteria eacutes elektromeacuteria egyszerre van jelen

CH

HH

C

O

COOH C CH

H OH

COOH

Oxo-enol tautomerek

Tautomeacuteria

Kezelhető szerkezeti izomerkeacutent

24

A tautomeacuteria tiacutepusai

25

1) alacsonyabb pKa eacuterteacutek2) konjugaacutelt rendszer3) hidrogeacuten kelaacutet (6 elektron)

Oxo-enol tautomeacuteria

O OH

CH3H3C

H2C

H

C

O

CH3 H2C C CH3

O H

enoloxo

pKa 20

9999975 000025

F2C C

O H

CF3 F2C

H

C

O

CF3

OH O

H

CH3 C

O

CH C

O

CH3

H

CH3 C

O

CH C

O

CH3

H

pKa 9

20 80

200oC 3oacute

O

O

H

OH

O 26

NH2R C

Y Y

NHR C

H

Y= O S NR1

a)

b)

NH2

NHR1

R2N CNH

NHR1

R2HN CNH2

NR1

R2HN C

Savamid-imidsav eacutes rokon rendszerektautomeacuteriaacuteja

Guanidin-szaacutermazeacutek27

XH

N NH

X

Prototroacutepia (hetrociklusoknaacutel)

N NH

XH X

HN NH

X

HN NH

X

N NH

XH

HN N

XH

dominaacutens forma

28

α anomer izaacutecioacute

-D-Glcfβ-D-Glcfα

βO

OH

CH2OHHO OH

OHOH

O

OH

CH2OHHO

OH

HO

OHCHO

OHHOH2C

HO

β

D-Glcpβminus-D-Glcpα

α

OHOH2C

HOHO

OHOH

OHO

HOH2C

HOHO

OH

Gyűrű-laacutenc tautomeacuteria

De nem koumlzvetlenuumll

29

N OC

O

CH3N OC

O CH3

Szubsztituens tautomerizaacutecioacute

NN

N N N N

NN

N NN

N

Vegyeacuterteacutek izomerizaacutecioacute

Oslash30

Sztereoizomeacuteria

31

Sztereoizomeacuteria

Konfiguraacutecioacuteaz atomok koumllcsoumlnoumls teacuterbeli elrendeződeacutese az egyszereskoumlteacutesek koumlruumlli elfordulaacutest (aacuteltalaacuteban) nem veszi figyelembe

Konformaacutecioacuteegyszeres koumlteacutesek koumlruumlli elforgataacutes amelynek soraacuten konformerek joumlnnek leacutetre

Konfiguraacutecioacutes eacutes konformaacutecioacutesenantiomerekdiasztereomerek

32

COOH

COOH

mcisz transz transz

izomeacuteriageometriaiizomeacuteria

optikai izomeacuteria

COOHHOOC COOH

HOOC COOH

HOOC

poziacutecioacutes

SztereoizomeacuteriaSzerkezeti izomeacuteria

Helyzeti izomeacuteria

33

Enantiomerekegymaacutessal fedeacutesbe nem hozhatoacute tuumlkoumlrkeacutepi paacuterok

azonos internukleaacuteris taacutevolsaacutegkuumlloumlnboumlző csoportsorrend (konfiguraacutecioacute)

Diasztereomereknem enantiomerek (lehetnek akiraacutelisak is)nincsenek egymaacutessal tuumlkoumlrkeacutepi viszonyban

azonos oumlsszekapcsoltsaacutegkuumlloumlnboumlző internukleaacuteris taacutevolsaacuteg

34

C CH3C

Cl

C

H

CH3

BrH

C CCl

H3C

C

H

CH3

BrH

C CH3C

Cl

C

H

CH3

HBr

C CCl

H3C

C

H

CH3

HBr

E R

E S

Z R

Z S

Enantiomerek Enantiomerek

Diasztereomerek

Diasztereomerek

Diasztereomerek

Diasztereomerek

Oslash35

Kiraacutelis vegyuumlletek kiraacutelis koumllcsoumlnhataacutesok

termeacuteszetes aminosavak (főkeacutent L konfiguraacutecioacute)peptidek enzimek

termeacuteszetes szeacutenhidraacutetok (D konfiguraacutecioacute)

gyoacutegyszerek (sok esetben kiraacutelis molekulaacutek)

gyoacutegyszer-receptor koumllcsoumlnhataacutes

Sztereokeacutemia jelentőseacutege

Oslash36

Journal of

Chemical Education

ISSN 0021-9584

Volume 73 Number 6June 1996

Oslash37

Journal ofChemical Education

ISSN 0021-958413

Volume 73 Number 6June 199613

13

13

Oslash38

Kiralitaacutes

A kiraacutelis taacutergyak tuumlkoumlrkeacutepuumlkkel nem hozhatoacutek fedeacutesbe sem rotaacutecioacutes semtranszlaacutecioacutes mozgaacutessal (kiveacuteve a molekulaacuten beluumlli rotaacutecioacute lehetőseacutegeacutet)

A kiralitaacutes szerkezeti felteacutetelea taacutergynak ne legyen tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengelye

Tiacutepusok

Centraacutelis kiralitaacutes ndash sztereogeacuten centrum (R S D L)egy kiraacutelis (szeacuten)atomtoumlbb kiraacutelis szeacutenatom

Axiaacutelis kiralitaacutes ndash tengely koumlruumlli elhelyezkedeacutes (R S)alleacutenizomeacuteria spirovegyuumlletek atropizomeacuteria

Planaacuteris kiralitaacutes ndash siacutekhoz viszonyiacutetott helyzet (P pR M pS)csavart kaacutedak transz cikloalkeacuten

Helikaacutelis kiralitaacutes ndash nem siacutekbeli csavarvonalak (P M)alkaacuten konformerek (gauche antiklinaacutelis)heliceacutenek

39

Azonos minőseacutegi mennyiseacutegi oumlsszeteacutetel moacuteltoumlmeg konstituacutecioacute de kuumlloumlnboumlző teacuterbeli sorrend

Cl

F BrH

R S

Cl

FBrH

konfiguraacutecioacutejeloumlleacutes (+) (ndash) = d l D L R S

40

Azonos minőseacutegi mennyiseacutegi oumlsszeteacutetel moacuteltoumlmeg konstituacutecioacute de kuumlloumlnboumlző teacuterbeli sorrend

C

l

F

B

r

H

R

S

C

l

F

B

r

H

konfiguraacutecioacutejeloumlleacutes(+) (ndash) = d ld l R S

_1063020419

2

1

3

X4

1

X4

23

1

X4

32

(R) (S)

CC

2

1

3

I

BrCl

4F

2

1

3

OH

DT

4H C

OH

H

DT

(R)(S)

41

(R)

HCC

C CHH

HO H

CCC

H HC H

CHH3C

H

HH

H

H

C

Cl HH H

HH

1 4

3

2

1 oumlvezet2 oumlvezet

3 oumlvezet

4 oumlvezet

H

42

CH

OHCH3

CH3CH2

(R)-butaacuten-2-ol (S)-butaacuten-2-ol

180o-os forgataacutes

CH

OHCH3

CH3CH2

CH

OHCH3CH2

CH3

CH

HOCH2CH3

CH3

CH

OHCH3CH2

CH3

A kiralitaacutes az atomok egy pont (sztereogeacuten centrum kiralitaacutescentrum aszimmetriacentrum)koumlruumlli elrendeződeacuteseacutenek koumlvetkezmeacutenye A kiralitaacutest leacutetrehozoacute szerkezeti elemek elrendeződeacuteseegy koumlzpontra vonatkoztathatoacute Egy X centraacutelis atomhoz neacutegy kuumlloumlnboumlző ligandum kapcsoloacutedik a tuumlkoumlrkeacutepek nem hozhatoacutek fedeacutesbe a keacutet konfiguraacutecioacutes izomer enantiomer viszonyban van egymaacutessalSztereogeacuten centrum ndash Egy sp3 szeacutenatom (vagy maacutes atom) 4 kuumlloumlnboumlző ligandumot tartalmaz

Centraacutelis kiralitaacutes

43

Optikai izomeacuteria

Optikai izomerek olyan sztereoizomerek amelyek optikai forgatoacutekeacutepesseacutegbenkuumlloumlnboumlznek

Centraacutelis kiralitaacutes

Sztereogeacuten centrum aacutebraacutezolaacutesaperspektiacutevikus (teacuterszerkezeti)proiciaacutelt (vetiacutetett)

keacuteplettel (Fischer projekcioacute)

L

COOH

CH3H2NH

R

D

COOH

CH3 NH2H

S

intermolekulaacuteristuumlkoumlrsiacutek

COOH

CH3

H NH2

COOH

CH3

H2N H

44

Optikai aktivitaacutesAzok a vegyuumlletek melyek a siacutekban polarizaacutelt feacuteny siacutekjaacutet elforgatjaacutek optikailag aktiacutevakJobbra forgataacutes (oacuteramutatoacuteval azonos) jele (+) balra forgataacutes (oacuteramutatoacuteval ellenteacutetes) jele (-)

Azok a molekulaacutek keacutepesek optikai forgatoacutekeacutepesseacuteg leacutetrehozaacutesaacutera melyek mindenkonformaacutecioacuteja kiraacutelisHa egy kiraacutelis vegyuumlletnek csak egyik enantiomerje van jelen a vegyuumllet optikailag aktiacutev(elforgatja a polarizaacutelt feacuteny siacutekjaacutet) Ha a keacutet enantimer ekvimolaacuteris elegye (racemaacutet) van jelen a tuumlkoumlrkeacutepi paacuterok kompenzaacutecioacuteja miatt nincs makroszkoacutepikus forgataacutes

Oslash45

Fresnel elmeacutelete szerint a siacutekban polarizaacutelt feacuteny keacutet ellenteacutetes iraacutenyaacutebacirkulaacuterisan polarizaacutelt komponensből tevődik oumlssze Optikailag aktiacutev koumlzegbenaz egyik cirkulaacuteris komponens lassabban halad mint a maacutesik ezeacutert aztaacutenamikor kileacutepnek a koumlzegből eltoloacutedott faacutezisban oumlsszegeződnek uacutejra s eza polarizaacutecioacute siacutekjaacutenak elfordulaacutesaacuteban nyilvaacutenul meg Az optikailag aktiacutev anyagmolekulaacutei kuumlloumlnboumlző meacuterteacutekű koumllcsoumlnhataacutesba leacutepnek a jobbra eacutes a balracirkulaacuteris feacutenysugaacuterral A cirkulaacuterisan polaacuterozott feacuteny uacutegy jellemezhető hogya feacutenysugaacuter menteacuten az elektromaacutegneses teret leiacuteroacute elektromos eacutes maacutegnesesvektorok veacutegpontjai egy jobb vagy bal menetű csavarvonalon helyezkednek el

Optikai aktivitaacutes meacutereacutese

polarimetertube

Polarizerfixed Nicolprism

Plane-polarizedlight

Solution of opticallyactive material

Plane ofpolarizationhas undergonea rotation

Analyizermovable Nicolprism

ViewerUnpolarizedlight fromsource

Oslash46

siacutekban polarizaacutelt feacuteny

polarizaacuteloacute lencse (Nicol prizma)

normaacutel feacuteny

a)

b)

c)

x

z

z

z

siacutekban polaacuterozott feacuteny P eacutes M helicitaacutesuacutecirkulaacuterisan polaacuterozott feacuteny

minta

x

z

α

z

x

Oslash47

Tovaacutebbi kiralitaacutes tiacutepusok

48

Sztereogeacuten centrum jelenleacutete nem szuumlkseacuteges sem nem eleacutegseacuteges felteacutetele a kiralitaacutesnak

Nem szuumlkseacuteges peacuteldaacuteul axiaacutelis kiralitaacutes planaacuteris kiralitaacutes

Axiaacutelis kiralitaacutes A kiralitaacutes az atomok egy tengely koumlruumlli elrendeződeacuteseacutenek koumlvetkezmeacutenye

Alleacutenek kiralitaacutesa

Planaacuteris kiralitaacutes A kiralitaacutes az atomok egy siacutek koumlruumlli elhelyezkedeacuteseacutenek koumlvetkezmeacutenye

Helikaacutelis kiralitaacutes Csavarvonal (spiraacutelis) szerkezetű molekulaacutekPl DNS kettős heacutelixe polipeptidek kettős α-heacutelixe

C C CH

ClHCl CCC

H

ClHCl

COOH

CH3

CrOC

OCOC

CrCO

COCO

COOH

CH3

49

R S

HOOC

Br

COOH

Br6

2

6

2COOH

Br

HOOC

Br

tuumlkoumlrsiacutek

C

Br

COOHBr1

2

3 4

HOO c2COOH

Br

BrHOOC

c2

1

2

34

Atropizomeacuteria

50

Axiaacutelis kiralitaacutes

R-konfiguraacutecioacute

51

C CH

H3CC

H

CH3

CCH

CH3C

H

H3C

NH

HN

NH

NH

tuumlkoumlrsiacutek

Nem minden kiraacutelis molekula rendelkezik aszimmetria centrummal

52

Cukor Foszfor atom Oslash53

Konformaacutecioacutes enantiomerek

P M

Helikaacutelis kiralitaacutes

Konfiguraacutecioacutes enantiomerek

P M

Heptaheliceacuten n-Butaacuten

54

Oslash55

56

Feheacuterjeacutek teacuterszerkezete

Oslash

57

Nukleinsavak teacuterszerkezete

Oslash

Toumlbb kiralitaacuteskoumlzpont

58

Toumlbb aszimmetria centrumot tartalmazoacute vegyuumlleteklehetseacuteges sztereoizomereinek szaacutema

A nem enantiomeacuteria viszonyban aacutelloacute sztereoizomerek

diasztereomerek

Ha az n db aszimmetria centrum koumlzoumltt vannak azonosak a fuumlggetlen sztereoizomerek szaacutema lt 2n

mezo-forma nem kiraacutelis

2n

59

CH3CH3

HO H

OHHCH3

H3COHH

HO H

CH3CH3

HO H

HHOCH3

H3COHH

H OH

CH3CH3

HO H

OHH

180o forgataacutes

mezo-23-butaacutendioltuumlkoumlrkeacutepi paacuterok fedeacutesbe hozhatoacutek - akiraacutelis

(2R3R)-23-butaacutendiol (2S3S)-23-butaacutendiol

CH3 CH3

H HHO OH

Egyetlen sztereogeacuten centrumot tartalmazoacute molekula mindig kiraacutelis desztereogeacuten centrum jelenleacutete nem szuumlkseacuteges sem nem eleacutegseacuteges felteacutetele a kiralitaacutesnak

Nem eleacutegseacuteges toumlbb sztereogeacuten centrumot tartalmazoacute molekula lehet akiraacutelisPeacutelda

60

Nem minden olyan molekula kiraacutelis amely aszimmetria centrumokkal rendelkezik

Nem minden kiraacutelis molekula rendelkezik aszimmetria centrummal

axiaacutelis kiralitaacutes 13-diszubsztituaacutelt alleacuten planaacuteris kiralitaacutes spirovegyuumlletek koumlreacuteben

mezo vegyuumlletek cisz-12-azonosandiszubsztituaacutelt ciklopropaacuten

Oslash61

COOHH

HHOOC

CH3H

H3C HS2

COOH

HHO

H OH

COOH

S2

COOHH

HHOOC

HH

H H

borkősav

Newman (fűreacuteszbak) projekcioacuteKonformatiacutev

62

Fisher projekcioacuteval aacutebraacutezolt L- eacutes D-borkősav

mezo-borkotildesav

COOHCH OHCCOOH

OHH

COOHCHO HCCOOH

HHO

szotildelotildesav

COOHCH OHCCOOH

HHO

COOHCHO HCCOOH

OHH

L-(+)-borkotildesav D-(-)-borkotildesav

63

Oslash64

Cl

H

H

H

Cl

H

H

Cl

H

H

Cl

H

Cl

H

H

H

H

Cl

mezo SS RR

cisz transz

Nem minden olyan molekula kiraacutelis amely aszimmetria centrumokkal rendelkezik

65

Szimmeriaelemek(szimmetria azonos meacuteret)

Akkor mondjuk hogy egy taacutergy szimmetriaelemmel rendelkezik ha a megfelelőszimmetriaművelet (tuumlkroumlzeacutes forgataacutes inverzioacute) a taacutergyat az eredetivel fedeacutesbehozhatoacute alakzattaacute konvertaacutelja

Pontcsoport ndash meghataacuterozott taacutergyra vonatkozoacute szimmetriaműveletek oumlsszesseacutege

szimmetriasiacutek (σ) a molekulaacutet keacutet olyan feacutelre bontja amelyek egymaacutesnak pontostuumlkoumlrkeacutepei (Szimmetriasiacutekot tartalmazoacute molekula akiraacutelis de a siacutek hiaacutenya nem okozkiralitaacutest)

n-ed rendű forgaacutesi szimmetriatengely (Cn) a molekulaacutet a tengely koumlruumll 360degnszoumlggel elforgatva az eredetitől megkuumlloumlnboumlzhetetlen molekulaacutet kapunk

szimmetriacentrum (inverzioacutes centrum) (Ci) a molekula baacutermely elemeacutet aszimmetriacentrummal oumlsszekoumltve eacutes az ellenkező iraacutenyba azonos taacutevolsaacutegrameghosszabbiacutetva azonos elemhez jutunk (Szimmetriacentrumot tartalmazoacutemolekula akiraacutelis de hiaacutenya nem okoz kiralitaacutest)

n-ed rendű tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengely (Sn) a molekulaacutet 360degn szoumlggel elforgatvaeacutes a tengelyre merőleges siacutekra tuumlkroumlzve az eredetitől megkuumlloumlnboumlzhetetlenmolekulaacutet kapunk (Tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengelyt tartalmazoacute molekula akiraacutelishiaacutenyaacuteban a molekula kiraacutelis) 66

C CCH3

H

H

CH3180o C C

CH3

H

CH3

H360o

siacutek

tengely

siacutek

tengely

Keacutetfogaacutesuacute tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengely Egyfogaacutesuacute tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengely

Szimmetriacentrum Szimmetriasiacutek

Tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengelyValamely taacutergy akkor jellemezhető Sn azaz n-ed rendű tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengellyel ha annak baacutermely pontjaacutet a tengely koumlruumll 360n fokos szoumlggelelfordiacutetva eacutes a tengelyre merőlegesen fektetett siacutekon keresztuumll tuumlkroumlzve az eredetiobjektumot kapjuk meg (n szuumlkseacutegkeacuteppen paacuteros vagy 1)

Az S1-tengely szimmetriasiacutekkal (σ) az S2-tengely viszont szimmetriacentrummal (Ci) egyeneacuterteacutekű

A szimmetriacentrumon aacutethaladoacute baacutermely egyenesen a centrumtoacutel egyenlő taacutevolsaacutegban azonos elemek talaacutelhatoacutek

Akiraacutelis molekulaacutek

67

szimmetriasiacutek (m S1) forgaacutesi szimmetriatengely (Cn) szimmetriacentrum (Ci S2)

Szimmetrikus + +

Szimmetrikus + -

Koumlzeacuteppontosan - + szimmetrikus

Disszimetrikus - + - (kiraacutelis)

Aszimmetrikus - - - (kiraacutelis)

Szimmetriaelem művelet

Szimmetriasiacutek tuumlkroumlzeacutes

Szimmetriatengely forgataacutes

Szimmetriacentrum inverzioacute

Szimmetriaelem művelet

Azonossaacuteg vaacuteltozatlanulhagyaacutes

Tuumlkroumlzeacutesi forgataacutes eacutesszimmetriatengely (giroid) tengelyre merőleges

tuumlkroumlzeacutesOslash68

Oslash69

Oslash70

Oslash71

Oslash72

1 Atomic number2 Atomic mass3 Z gt E4 R gt S5 Spheres6 Single-bond equivalencies

Cahn-Ingold-Prelog nomenclature system

Sequence rules for order of priority

1 If the atoms in question are different the sequence order is by atomic number with theatom of highest atomic number receiving the highest priority

F lt Cl lt Br lt I

increasing priority

2 If two isotopes of the same element are present the isotope of higher mass receivesthe higher priority

H lt D

increasing priority73

5 If two atoms are identical the atomic numbers of the next atoms are used for priorityassignment If these atoms also have identical atoms attached to them priority isdetermined at the first point of difference along the chain The atom that has attached to itan atom of higher priority has the higher priority (Do not use the sums of the atomic numbersBut look for the single atom of highest priority)

74

6 Atoms attached by double or triple bond are given single-bond equivalencies so that theycan be treated like single-bonded groups in determining priority Each doubly bonded atom isduplicated (or triplicated for triple bonds)

R C

O

OH

Structure Equivalent for priority determination

R C

O

O

OH

C

R C N R C

N

N

NC

C

75

Konfiguraacutecioacutes izomeacuteriaUgyanaz a vaacutez konnektivitaacutes de elteacuterő teacuterbelielrendeződeacutes (valamilyen szimmetria-rendezőhoumlz valoacuteviszony)

Nem alakiacutethatoacutek egymaacutesba kovalens koumlteacutes elszakiacutetaacutesaeacutes uacutejrakeacutepződeacutese neacutelkuumll

optikai izomerek (optikai aktivitaacutes) R Sgeometriai izomerek cisz-transz E-Z

76

Konfiguraacutecioacutes diasztereomerekFizikai eacutes keacutemia tulajdonsaacutegaik elteacuternek

Konfiguraacutecioacutes enantiomerekFizikai eacutes keacutemiai tulajdonsaacutegaikazonosak kiveacutevebull azonos meacuterteacutekű de ellenteacutetesiraacutenyuacute optikai forgatoacutekeacutepesseacutegbull elteacuterő reaktivitaacutes maacutes kiraacutelis vegyuumlletekkel valoacute reakcioacuteban

C

C

Cl

Cl H

HC

C

H

Cl H

Cl

cisz-12-dikloacutereteacuten transz-12-dikloacutereteacuten

Br Cl

Cl BrF F

Cl Br

Br FF Cl

(R) (R) (S) (R)

CH

OHCH3CH2

CH3

CH

HOCH2CH3

CH3

CH

OHCH3CH2

CH3

CH

OHCH3

CH3CH2

180o-os forgataacutes

(R)-butaacuten-2-ol (S)-butaacuten-2-olfp 995 oC 995 oCd4

20 0808 0808nD

20 1397 1397[α]D

25 -1352o +1352o

(R)-butaacuten-2-ol (S)-butaacuten-2-ol

CH

OHCH3

CH3CH2

77

Elegykristaacutely

bullveacuteletlenszerűen tartalmazza mindkeacutet enantiomertbulla tiszta enantiomerek eacutes az enantiomer kevereacutekek tulajdonsaacutegai azonosak

Konglomeraacutetum

bullcsak az egyik vagy a maacutesik enantiomert tartalmazzabullaz enantiomerek mechanikusan is elkuumlloumlniacutethetők egymaacutestoacutel

Molekulavegyuumllet

bulla keacutet enantiomer a kristaacutelyban 11 araacutenyban fordul elő (raceacutem elegy)bulla raceacutem elegy eacutes az enantiomerek olvadaacutespontja kuumlloumlnboumlző

bullakiraacutelis koumlruumllmeacutenyek koumlzoumltt megegyező fizikai eacutes keacutemiai tulajdonsaacutegokbullkiraacutelis koumlruumllmeacutenyek koumlzoumltt elteacuterő (kiraacutelis molekulaacutek polarizaacutelt feacuteny)bullenantiomerek koumlzoumltti 3 fő koumllcsoumlnhataacutes

elegykristaacutely keacutepzeacuteskonglomeraacutetum keacutepzeacutesmolekulavegyuumllet keacutepzeacutes

Enantiomerek

78

Enantiomerek egyeacuteb kevereacutekeit az uacutegynevezett bdquoenantiomeric excessrdquo (ee) [enantiomerfelesleg] eacuterteacutekkel jellemezzuumlk (R) eacutes (S) a megfelelő enantiomerek mennyiseacutege a kevereacutekben

A komponensek mennyiseacutegeacutenek meghataacuterozaacutesaKiraacutelis oszlopkromatigraacutefia (enantiomerek elvaacutelasztaacutesa)NMR spektroszkoacutepia

ee =(R) - (S)(R) + (S) 100

Enantiomer felesleg

Az enantiomerfelesleg az aszimmetrikus szinteacutezis sikeresseacutegeacutenek egyikmeacuterőszaacutema Diasztereomerek kevereacuteke eseteacuten hasonloacute moacutedon definiaacuteljaacutek eacuteshasznaacuteljaacutek a diasztereomer felesleg eacutes a szaacutezaleacutekos diasztereomer feleslegfogalmaacutet

Egy 70 R eacutes 30 S izomert tartalmazoacute minta enantiomerfeleslege peacuteldaacuteul40 Ezt az anyagot uacutegy is tekinthetjuumlk mint 40 tiszta R izomer eacutes 60 raceacutemelegy (mely a teljes mennyiseacuteghez 30 R eacutes 30 S izomerrel jaacuterul hozzaacute)kevereacuteke 79

C

C

HOOC

HOOC

H

HOH

OH

S

R

C

C

HOOC

HOOC

OH

HH

OHR

RC

C

COOH

COOH

HO

HH

HOS

S

intramolekulaacuteristuumlkoumlrsiacutek

diasztereomerek diasztereomerek

enantiomerek

COOH

CH3H2NH

R

COOH

CH3 NH2H

S

enantiomerek

Enantiomerek eacutes diasztereomerek

80

C

NH2

COOHHH3C C

CH2SH

COOHH2NH

Ala Cys

Aacutebraacutezolja Fischer keacuteplettel az alaacutebbi perspektivikus keacuteplettel megadott aminosavakat

CH3

COOH

H2N H

CH2SH

COOH

H2N H

Ala Cys

S R

L L81

CNH2H

H3C

COOH

C

COOH

CH2SHH2NH

CCH3H

H2N

COOH

C

COOH

CH2SHHH2N

C

NH2

COOHHH3C

C

CH2SH

COOHH2NH

CH3

COOH

H2N H

CH2SH

COOH

H2N H

82

Enantiomerek eacutes mezo vegyuumlletek

Pszeudoaszimmetria

C

C

HOOC

HOOC

H

HOH

OH

S

R

C

C

HOOC

HOOC

OH

HH

OHR

RC

C

COOH

COOH

HO

HH

HOS

S

intramolekulaacuteristuumlkoumlrsiacutek

diasztereomerek diasztereomerek

enantiomerek

C

C

C

COOH

COOH

HO H

OHH

H OHR

R

C

C

C

COOH

COOH

H OH

HHO

HO HS

S

enantiomerek

optikailag aktiacutevak

C

C

C

COOH

COOH

H OH

OHH

H OHR

S

C

C

C

COOH

COOH

H OH

HHO

H OHR

S

optikailag inaktiacutevak

r s

83

COOH

COOH

COOHHOOC COOH

HOOC COOH

HOOC

mcisz transz transz

szerkezetiizomeacuteria

geometriaiizomeacuteria

optikai izomeacuteria

84

R

RHOH

akiraacutelisszeacutenatom

R

SHOH

rS

RHOH

s

RgtS r s

(S)

(S)

pszeudoaszimmetriaacutes szeacutenatom

akiraacutelis molekulamezo vegyuumllet

akiraacutelisC2 forgaacutesi szimmetriatengely

kiraacutelis

HOOC COOH

Br

m

HOOC COOH

m

HOOC

COOH

pro-pszeudoaszimmetriaacutes szeacutenatom

85

Kiraacutelis molekulaacutekon beluumll is sok esetben talaacutelhatoacute pszeudo-aszimmetriacentrum amennyiben a keacutet enantiomorf ligandum mellett tovaacutebbi aszimmetrikus ligandum is kapcsoloacutedik a centrumhoz (peacuteldaacuteul atropin eacutes szaacutermazeacutekai)

gytszptehuhudownloadindex16630

Oslash86

Mezo-forma a) mindig akiraacutelisb) mindig kell lennie kiraacutelis disztereomerjeacutenek is

gytszptehuhudownloadindex16630

C

C

HOOC

HOOC

H

HOH

OH

S

R

C

C

HOOC

HOOC

OH

HH

OHR

RC

C

COOH

COOH

HO

HH

HOS

S

intramolekulaacuteristuumlkoumlrsiacutek

diasztereomerek diasztereomerek

enantiomerek

Oslash87

gytszptehuhudownloadindex16630

A pszeudo-aszimmetriacentrumok konfiguraacutecioacutejaacuteban elteacuterő izomerekegymaacutessal diasztereoizomer viszonyban aacutellnak

rC

C

C

COOH

COOH

H OH

OHH

H OHR

S

sC

C

C

COOH

COOH

H OH

HHO

H OHR

S Oslash88

Geometriai izomeacuteria

kettős koumlteacutesű vegyuumlletekneacutelciklusos vegyuumlletekneacutel

C CH H

CH3H3CC C

H CH3

HH3C

Felteacutetel (olefinekneacutel) egy adott pilleacuteratomon nem lehet keacutet azonos helyettesiacutetőde adott kettőskoumlteacutes keacutet kuumlloumlnboumlző pilleacuteratomjaacuten lehet egy-egy azonos helyettesiacutető(de ezeknek sem kell szuumlkseacutegkeacuteppen azonosaknak lenniuumlk)

Alfa helyzetű szubsztituens Beacuteta helyzetű szubsztituens

Diasztereomerek

89

Configurational isomers

The particular arrangement of atoms (or goups) in space that is characteristic of a given streoisomer

The configurational isomers can not be transformed into each otherwithout breaking and making a covalent bond

- cis-trans Z-E designations geometric isomers- optical isomerism (cf chirality)

H COOH

H COOH

HOOC H

H COOH

Z E

Oslash90

The requirement for geometric isomerism in alkenes is that each carbon atom involvedin the pi bond have two different groups attached to it such as H and Cl or CH3 and Cl

C CH

H

CH2CH3

CH3

C CH

H

CH2CH3

CH3is the same as

C CCH3

H

CH2CH3

CH3

C CH

CH3

CH2CH3

CH3

geometric isomers

If one of the carbons of the double bond has two identical groups such as two H atomsor two CH3 groups the geometric isomerism is not possible

Z E

Higher priority atoms or groups are on the same side of the pi bond Z bdquotogetherrdquo

Higher priority atoms or groups are on opposite sides of the pi bond E bdquoacrossrdquo

(Look at the single atoms directly attached to the double-bond carbon C and not entire-CH2CH2CH3 group)

Oslash91

Cahn-Ingold-Prelog szekvenciaszabaacutelyokalkeacutenekre vonatkozoacutean

Toumlmegszaacutem

C CT

D

H

DE

Rendszaacutem

C CF

Cl

Br

IZ

Z gt E

E

ZZ C C

C

C

H

NC

C

C

H3C

H3C

CH3

HCH3

H

C CH

NC

C

C

CH3

CH3

H

H

Br

Br

E

R

S

RgtS (DgtL)

92

C CH

H3C

CH

CH

CH3

CH3

CH2

Z ltC

HCH3

CH3

C

H

C

C

H

H

HHH

H

C C

H H

H

C

H

C (C)

o

o

o

H

H(C)oo

o

C CH

H3C

CH

CH

CH3

CH2 Br

CH2

E

C

HCH3

CH2Br

C

H

C

H

H

HCBrH

H

gtC C

H H

H

C

H

C (C)

o

o

o

H

H(C)oo

o

(CON) adott atom ismeacutetelt megjeleniacuteteacutese ---o fantomatom

1 2 3C CCCH CHHH C C(C)CH C(C)HH

1 2 3C CCCH BrCHH gt CHHH C C(C)CH C(C)HH 93

transzE

ciszZ

C CH H

C CH

H

transzZ

ciszE

C CBr H

C CH

Br

Oslash94

Konformaacutecioacutes izomeacuteriaUgyanaz a vaacutez konnektivitaacutes de elteacuterő teacuterbelielrendeződeacutes (valamilyen szimmetria-rendezőhoumlz valoacuteviszony)

Kovalens koumlteacutes elszakiacutetaacutesa eacutes uacutejrakeacutepződeacutese neacutelkuumllegymaacutesba alakiacutethatoacutek

Rotaacutecioacutes izomeacuteriaKuumlloumlnboumlző konformaacutecioacute (konformerek rotamerek)

Axiaacutelis kiralitaacutes R SHelikaacutelis kiralitaacutes P M

95

C CCH3H3C

HHHH

C CCH3

CH3 HH

HH

Konformaacutecioacutes diasztereomerek

C CH

CH3 HCH3

HH C C

H

CH3 CH3H

HH

Konformaacutecioacutes enantiomerek

P M

96

szinperiplanaacuteris szinklinaacutelis antiklinaacutelis antiperiplanaacuteris antiklinaacutelis szinklinaacutelis

pszeudorotaacutecioacute

axiaacutelis ekvatoriaacutelis

Konformerek

kiraacutelis kiraacutelisakiraacutelis akiraacutelis

97

C CCH3

CH3 HH

HHC C

CH3H3C

HHHH

Konfiguraacutecioacutes diasztereomerek

Konformaacutecioacutes diasztereomerek

C CH H

CH3H3CCC

HH3C

H CH3

98

- huacutezaacutes (stretch)

- hajliacutetaacutes (bend)

- csavaraacutes (torsion)

O OH

Hr 1r 2

r 2

O OH

H

α

OH

OH

τ (φ)

Oslash99

O OH

H

HOOH

OOH

HE

α30 kcalmol

Hajliacutetaacutes bend

Huacutezaacutes (nyuacutejtaacutes) stretch

disszociaacutecioacute

E

r

~ 90 ~ 50 kcalmol

HOO + H

HO + HO

Oslash100

H

H

H

O OH

H

1 kcalmol

~ 10kcalmol

(torzioacutes szoumlg)τ

Newman projekcioacute

H H

0o 60o 180o 300o 360o

OO

H

H

HHH HH

Oslash101

CH2 CH2Y ZY = Z = H

Y = Z = CH3

etaacuten

n-butaacuten

300o 360o240o180o120o60o0o

0o120o- 60o-180o-240o-300o-360o-

oacutera jaacuteraacutesaacuteval megegyező

oacutera jaacuteraacutesaacuteval ellenteacutetes

ZY

Z

Y

ZY

Z

Y

Z

Y

ZYZY

syn antisynperiplanar synklinal antiklinal antiperiplanar antiklinal synklinal

102

CCH

H H

HH

HH H

H

H

H H

CCH

H H

H

H HH H

HH

HH

0o 120o 240o 360o

12 M

m

M12 M M

mm

Θ

M = m

E(Θ)

minimum

Maximum

103

HHH H

CH3CH3

HHH H

CH3CH3

H

HH H

CH3

CH3

E

0deg dieacutederes szoumlg

E szabadentalpia-kuumlloumlnbseacuteg

58

29

07

(kcal)

H H

H3CH CH3

H

H H

H3CH H

CH3

H3C CH3

H HH

H

CH3HH H

CH3H

060deg 120deg 180deg 240deg 300deg 360deg

szinperiplanaacuteris szinklinaacutelis antiklinaacutelis antiperiplanaacuteris antiklinaacutelis szinklinaacutelis104

∆G0 = G01 - G0

2

K = e∆G0

RT

∆G = - RT ln K∆G = ∆H - T∆S

∆H = 074

∆S = 2 K = 19

gauche ndash anti araacuteny

minden gauche konformerre keacutet anti forma jut K= [a][g] Oslash105

0o

0o

60o

60o

120o

120o

180o

180o

240o

240o

300o

300o 360o

360o

RELA

T

IacuteV

ENERGIA

ANTI EFFEKTUS

GAUCHE EFFEKTUS

EXTREacuteMGAUCHE

EFFEKTUS

H

H H

H H

H

CH3

H H

H H

CH3

TORZIOacuteS SZOumlG

ZY

Z

YZ

Y

Z

Y

ZY

ZY ZY

F

H H

OH

repulsions

F

H H

H 106

attractiveinteractions

orbitalinteractions

antiperiplanarposition

Anti-effect

107

repulsions

F

H H

OH

repulsions

F

H H

H

Extrem gauche effect

108

C-F

C-H

C-F

C-HC-C C-C

Oslash109

CikloalkaacutenokGyűrűfeszuumlltseacuteg

Hipotetikus planaacuteris rendszerek

Baeyer vegyeacuterteacutekszoumlg-deformaacutecioacute (angulaacuterisgyűrű feszuumlleacutes)

Pitzer anti-aacutellaacuteshoz keacutepesti energiatoumlbblet (torzioacutes feszuumlleacutes)

van der Waals nemkoumltő atomok szterikus koumllcsoumlnhataacutesa

Nem planaacuteris vegyuumlletek

CC C

C

C

boriacuteteacutek

C C C

C

Ctwist

pszeudorotaacutecioacute

CC

C C

V-alakuacute

CCC

CCC

szeacutek110

3 4 5 6 7 8 9 10Gyűrűtagszaacutem

Gyűrű

feszuumlleacutes

kcalmol

hataacutereacuterteacutek

111

Cl

H

H

H

Cl

H

H

Cl

H

H

Cl

H

Cl

H

H

H

H

Cl

mezo SS RR

cisz transz

Ciklopropaacuten

C

C

HOOC

HOOC

H

HOH

OH

S

R

C

C

HOOC

HOOC

OH

HH

OHR

RC

C

COOH

COOH

HO

HH

HOS

S

intramolekulaacuteristuumlkoumlrsiacutek

diasztereomerek diasztereomerek

enantiomerek 112

Ea(a e)

∆Ea+∆E

∆E

Ea(a e)

Z

Hkb 5szeacutek

ZH

kb 95szeacutek

kb 2 kcal

csavartkaacuted

csavartkaacuted

kaacuted

ZH

feacutelszeacutekfeacutelszeacutek

ZH

Ciklohexaacuten

113

A 3-3 nemszomszeacutedos szeacutenatom aacuteltal definiaacutelt siacutekokra

merőleges koumlteacutesiraacutenyok axiaacutelis

A toumlbbi koumlteacutes e keacutet siacutek koumlzoumltt van ekvatoriaacutelis

Pszeudorotaacutecioacute a gyűrűs vegyuumlletek konformerjei

szoumlgfeszuumlltseacuteg neacutelkuumll alakulnak egymaacutesba

114

transz 12-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

cisz 12-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

Z

H

Z

H Z

HZ

Ha

eae

Z

HZ

H

Z

H

Z

H

a

e

ae

115

transz 13-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

cisz 13-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

Z

HZ

H

Z

H Z

H

a

e ae

Z

HZ

HZ

H

Z

H

a

e

ae

116

H

Z

Z

H

H

Z Z

Ha

ea

e

transz 14-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

Z

HZ

H

H

Z

Z

Ha

ea

e

cisz 14-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

117

Oslash118

8 CO2 + 8 H2O

- 12483 kcalmol - 12468 kcalmol

15 kcalmol

CH3

CH3H

H

+ 12 O2

cisz-12-dimetilciklohexaacuten

CH3

H

H

CH3

transz-12-dimetilciklohexaacuten

+ 12 O2

119

Diszubsztituaacutelt ciklohexaacutenokszerkezeti izomerjeinek konformaacutecioacutes viszonyai

Szerkezeti izomer Geometriai izomercisz transz

12

14

ae aa

ea ee

13aa ae

ee ea

120

Oslash121

BrNH2

Br

NH23a 2b

NH2

Br

Br

NH24a 1b

NH2

Br

Br

NH2

1b 4a

NH2

Br

NH2

Br2b 3a

NH2

Br

Br

NH23b 2a

Br

NH2

BrNH24b 1a

Konformaacutecioacutes Konformaacutecioacutes

BrNH2 Br

NH2

1a 4b

Br

NH2

BrNH2

2a 3b

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesenantiomerek

Konfiguraacutecioacutesenantiomerek

diasztereomerek diasztereomerek

12-helyzetben kuumlloumlnboumlző helyettesiacutetőket tartalmazoacute ciklohexaacuten szaacutermazeacutekokkonfiguraacutecioacutes eacutes konformaacutecioacutes viszonyai

Oslash122

H

H

H

HH

H

H

H

Dekalin

cisz transz

123

transz-transz-transzanellaacutecioacute

cisz-transz-transzanellaacutecioacute

DC

BA

DC

BA

H H

R

H

H H

H

H

H

R

H H

DCBA

R

H

H

H

H

H

H

DCBA

R

H

H

H

H

H

H

CH3

CH3

CH3

CH3

Oslash124

A kiralitaacutes kialakulaacutesa eacutes bioloacutegiai jelentőseacutege

Kiraacutelis vegyuumlletek

termeacuteszetes aminosavak (elsősorban L konfiguraacutecioacute)peptidek enzimektermeacuteszetes szeacutenhidraacutetok (elsősorban D konfiguraacutecioacute)gyoacutegyszerek

Az első kiraacutelis vegyuumllet kialakulaacutesa

az elemi reacuteszek gyenge koumllcsoumlnhataacutesaacutenakiraacutenyfuumlggeacuteseacutevel van kapcsolatban

autokataliacutezis

a termeacuteszet nem tuumlkoumlrszimmetrikus (a termeacuteszet homokiraacutelis)

Oslash125

Az optikai aktivitaacuteseredete szeacutenhidraacutetokkiralitaacutescentrumaacutenakkieacutepuumlleacutese a termeacuteszetben

Oslash126

Oslash127

• Slide Number 1
• Slide Number 2
• Slide Number 3
• Slide Number 4
• Slide Number 5
• Slide Number 6
• Slide Number 7
• Izomeacuteria
• Slide Number 9
• Slide Number 10
• Slide Number 11
• Slide Number 12
• Slide Number 13
• Slide Number 14
• Slide Number 15
• Slide Number 16
• Slide Number 17
• Slide Number 18
• Szerkezeti izomeacuteria
• Slide Number 20
• Slide Number 21
• Slide Number 22
• Slide Number 23
• Slide Number 24
• A tautomeacuteria tiacutepusai
• Slide Number 26
• Slide Number 27
• Slide Number 28
• Slide Number 29
• Slide Number 30
• Sztereoizomeacuteria
• Slide Number 32
• Slide Number 33
• Slide Number 34
• Slide Number 35
• Slide Number 36
• Slide Number 37
• Slide Number 38
• Slide Number 39
• Slide Number 40
• Slide Number 41
• Slide Number 42
• Slide Number 43
• Slide Number 44
• Slide Number 45
• Slide Number 46
• Slide Number 47
• Tovaacutebbi kiralitaacutes tiacutepusok
• Slide Number 49
• Slide Number 50
• Slide Number 51
• Slide Number 52
• Slide Number 53
• Slide Number 54
• Slide Number 55
• Slide Number 56
• Slide Number 57
• Toumlbb kiralitaacuteskoumlzpont
• Slide Number 59
• Slide Number 60
• Slide Number 61
• Slide Number 62
• Slide Number 63
• Slide Number 64
• Slide Number 65
• Slide Number 66
• Slide Number 67
• Slide Number 68
• Slide Number 69
• Slide Number 70
• Slide Number 71
• Slide Number 72
• Slide Number 73
• Slide Number 74
• Slide Number 75
• Konfiguraacutecioacutes izomeacuteria
• Slide Number 77
• Slide Number 78
• Slide Number 79
• Slide Number 80
• Slide Number 81
• Slide Number 82
• Slide Number 83
• Slide Number 84
• Slide Number 85
• Slide Number 86
• Slide Number 87
• Slide Number 88
• Slide Number 89
• Slide Number 90
• Slide Number 91
• Slide Number 92
• Slide Number 93
• Slide Number 94
• Slide Number 95
• Slide Number 96
• Slide Number 97
• Slide Number 98
• Slide Number 99
• Slide Number 100
• Slide Number 101
• Slide Number 102
• Slide Number 103
• Slide Number 104
• Slide Number 105
• Slide Number 106
• Slide Number 107
• Slide Number 108
• Slide Number 109
• Slide Number 110
• Slide Number 111
• Slide Number 112
• Slide Number 113
• Slide Number 114
• Slide Number 115
• Slide Number 116
• Slide Number 117
• Slide Number 118
• Slide Number 119
• Slide Number 120
• Slide Number 121
• Slide Number 122
• Slide Number 123
• Slide Number 124
• Slide Number 125
• Slide Number 126
• Slide Number 127

CH3OCH3 CH3CH2OH

Szerkezeti izomeacuteria

Regioizomeacuteria

Szeacutenvaacutez izomeacuteria CH3CH2CH2CH2CH3 CH3CHCH2CH3

CH3

CH3CCH3

CH3

CH3

H2C CHCH2CH2CH3 CH3CH CHCH2CH3

CH3CH2CH2Cl CH3CHCH3

Cl

Funkcioacutes csoport izomeacuteria

20

OCH3

Br2

FeBr3

OCH3

Br

+

OCH3

Br

OCH3

Br

+

haacuterom regioizomer termeacutek

CC

H

H

CH3

CC

H

H

H

Br CH3

+C

C

Br

H

H

H CH3

HBr

keacutet regioizomer termeacutek

Regioizomeacuteria

Keacutet regioizomer termeacutek keletkezhet dehellipSzelektivitaacutes

Haacuterom regioizomer termeacutek keletkezhet dehellipSzelektivitaacutes

21

H3C CH2 CH2 CH3 H3C CH CH3

CH3

n-butaacuten i-butaacuten

H2C CH2

CHCH3

H2C CH2

H2C CH2

metilciklopropaacuten ciklobutaacuten

22

A compound with the general formula CnH2n contains one double-bond equivalent ndasheither one double bond or one ring

CH3 CH2 CH CH2CH2 CH2

CH2 CH2

an alkane a cycloalkane

A compound with the general formula CnH2n-2 might have one triple bond two ringstwo double bonds or one ring plus one double bond We can say that the formulaCnH2n-2 represents a structure with two double-bond equivalents

Three of many possible structural isomers for C8H14

CH3 (CH2)5 C CH

one triple bond two rings

CH2CH3

one double bondand one ring

23

Tautomeacuteriaegy hidrogeacutenatom eacutes egy kettőskoumlteacutes helyzeteacuteben kuumlloumlnboumlznek ndash a hidrogeacutenatom

mozgeacutekony iacutegy gyors eacutes reverziacutebilis protoncsere valoacutesul meg

Protomeacuteria eacutes elektromeacuteria egyszerre van jelen

CH

HH

C

O

COOH C CH

H OH

COOH

Oxo-enol tautomerek

Tautomeacuteria

Kezelhető szerkezeti izomerkeacutent

24

A tautomeacuteria tiacutepusai

25

1) alacsonyabb pKa eacuterteacutek2) konjugaacutelt rendszer3) hidrogeacuten kelaacutet (6 elektron)

Oxo-enol tautomeacuteria

O OH

CH3H3C

H2C

H

C

O

CH3 H2C C CH3

O H

enoloxo

pKa 20

9999975 000025

F2C C

O H

CF3 F2C

H

C

O

CF3

OH O

H

CH3 C

O

CH C

O

CH3

H

CH3 C

O

CH C

O

CH3

H

pKa 9

20 80

200oC 3oacute

O

O

H

OH

O 26

NH2R C

Y Y

NHR C

H

Y= O S NR1

a)

b)

NH2

NHR1

R2N CNH

NHR1

R2HN CNH2

NR1

R2HN C

Savamid-imidsav eacutes rokon rendszerektautomeacuteriaacuteja

Guanidin-szaacutermazeacutek27

XH

N NH

X

Prototroacutepia (hetrociklusoknaacutel)

N NH

XH X

HN NH

X

HN NH

X

N NH

XH

HN N

XH

dominaacutens forma

28

α anomer izaacutecioacute

-D-Glcfβ-D-Glcfα

βO

OH

CH2OHHO OH

OHOH

O

OH

CH2OHHO

OH

HO

OHCHO

OHHOH2C

HO

β

D-Glcpβminus-D-Glcpα

α

OHOH2C

HOHO

OHOH

OHO

HOH2C

HOHO

OH

Gyűrű-laacutenc tautomeacuteria

De nem koumlzvetlenuumll

29

N OC

O

CH3N OC

O CH3

Szubsztituens tautomerizaacutecioacute

NN

N N N N

NN

N NN

N

Vegyeacuterteacutek izomerizaacutecioacute

Oslash30

Sztereoizomeacuteria

31

Sztereoizomeacuteria

Konfiguraacutecioacuteaz atomok koumllcsoumlnoumls teacuterbeli elrendeződeacutese az egyszereskoumlteacutesek koumlruumlli elfordulaacutest (aacuteltalaacuteban) nem veszi figyelembe

Konformaacutecioacuteegyszeres koumlteacutesek koumlruumlli elforgataacutes amelynek soraacuten konformerek joumlnnek leacutetre

Konfiguraacutecioacutes eacutes konformaacutecioacutesenantiomerekdiasztereomerek

32

COOH

COOH

mcisz transz transz

izomeacuteriageometriaiizomeacuteria

optikai izomeacuteria

COOHHOOC COOH

HOOC COOH

HOOC

poziacutecioacutes

SztereoizomeacuteriaSzerkezeti izomeacuteria

Helyzeti izomeacuteria

33

Enantiomerekegymaacutessal fedeacutesbe nem hozhatoacute tuumlkoumlrkeacutepi paacuterok

azonos internukleaacuteris taacutevolsaacutegkuumlloumlnboumlző csoportsorrend (konfiguraacutecioacute)

Diasztereomereknem enantiomerek (lehetnek akiraacutelisak is)nincsenek egymaacutessal tuumlkoumlrkeacutepi viszonyban

azonos oumlsszekapcsoltsaacutegkuumlloumlnboumlző internukleaacuteris taacutevolsaacuteg

34

C CH3C

Cl

C

H

CH3

BrH

C CCl

H3C

C

H

CH3

BrH

C CH3C

Cl

C

H

CH3

HBr

C CCl

H3C

C

H

CH3

HBr

E R

E S

Z R

Z S

Enantiomerek Enantiomerek

Diasztereomerek

Diasztereomerek

Diasztereomerek

Diasztereomerek

Oslash35

Kiraacutelis vegyuumlletek kiraacutelis koumllcsoumlnhataacutesok

termeacuteszetes aminosavak (főkeacutent L konfiguraacutecioacute)peptidek enzimek

termeacuteszetes szeacutenhidraacutetok (D konfiguraacutecioacute)

gyoacutegyszerek (sok esetben kiraacutelis molekulaacutek)

gyoacutegyszer-receptor koumllcsoumlnhataacutes

Sztereokeacutemia jelentőseacutege

Oslash36

Journal of

Chemical Education

ISSN 0021-9584

Volume 73 Number 6June 1996

Oslash37

Journal ofChemical Education

ISSN 0021-958413

Volume 73 Number 6June 199613

13

13

Oslash38

Kiralitaacutes

A kiraacutelis taacutergyak tuumlkoumlrkeacutepuumlkkel nem hozhatoacutek fedeacutesbe sem rotaacutecioacutes semtranszlaacutecioacutes mozgaacutessal (kiveacuteve a molekulaacuten beluumlli rotaacutecioacute lehetőseacutegeacutet)

A kiralitaacutes szerkezeti felteacutetelea taacutergynak ne legyen tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengelye

Tiacutepusok

Centraacutelis kiralitaacutes ndash sztereogeacuten centrum (R S D L)egy kiraacutelis (szeacuten)atomtoumlbb kiraacutelis szeacutenatom

Axiaacutelis kiralitaacutes ndash tengely koumlruumlli elhelyezkedeacutes (R S)alleacutenizomeacuteria spirovegyuumlletek atropizomeacuteria

Planaacuteris kiralitaacutes ndash siacutekhoz viszonyiacutetott helyzet (P pR M pS)csavart kaacutedak transz cikloalkeacuten

Helikaacutelis kiralitaacutes ndash nem siacutekbeli csavarvonalak (P M)alkaacuten konformerek (gauche antiklinaacutelis)heliceacutenek

39

Azonos minőseacutegi mennyiseacutegi oumlsszeteacutetel moacuteltoumlmeg konstituacutecioacute de kuumlloumlnboumlző teacuterbeli sorrend

Cl

F BrH

R S

Cl

FBrH

konfiguraacutecioacutejeloumlleacutes (+) (ndash) = d l D L R S

40

Azonos minőseacutegi mennyiseacutegi oumlsszeteacutetel moacuteltoumlmeg konstituacutecioacute de kuumlloumlnboumlző teacuterbeli sorrend

C

l

F

B

r

H

R

S

C

l

F

B

r

H

konfiguraacutecioacutejeloumlleacutes(+) (ndash) = d ld l R S

_1063020419

2

1

3

X4

1

X4

23

1

X4

32

(R) (S)

CC

2

1

3

I

BrCl

4F

2

1

3

OH

DT

4H C

OH

H

DT

(R)(S)

41

(R)

HCC

C CHH

HO H

CCC

H HC H

CHH3C

H

HH

H

H

C

Cl HH H

HH

1 4

3

2

1 oumlvezet2 oumlvezet

3 oumlvezet

4 oumlvezet

H

42

CH

OHCH3

CH3CH2

(R)-butaacuten-2-ol (S)-butaacuten-2-ol

180o-os forgataacutes

CH

OHCH3

CH3CH2

CH

OHCH3CH2

CH3

CH

HOCH2CH3

CH3

CH

OHCH3CH2

CH3

A kiralitaacutes az atomok egy pont (sztereogeacuten centrum kiralitaacutescentrum aszimmetriacentrum)koumlruumlli elrendeződeacuteseacutenek koumlvetkezmeacutenye A kiralitaacutest leacutetrehozoacute szerkezeti elemek elrendeződeacuteseegy koumlzpontra vonatkoztathatoacute Egy X centraacutelis atomhoz neacutegy kuumlloumlnboumlző ligandum kapcsoloacutedik a tuumlkoumlrkeacutepek nem hozhatoacutek fedeacutesbe a keacutet konfiguraacutecioacutes izomer enantiomer viszonyban van egymaacutessalSztereogeacuten centrum ndash Egy sp3 szeacutenatom (vagy maacutes atom) 4 kuumlloumlnboumlző ligandumot tartalmaz

Centraacutelis kiralitaacutes

43

Optikai izomeacuteria

Optikai izomerek olyan sztereoizomerek amelyek optikai forgatoacutekeacutepesseacutegbenkuumlloumlnboumlznek

Centraacutelis kiralitaacutes

Sztereogeacuten centrum aacutebraacutezolaacutesaperspektiacutevikus (teacuterszerkezeti)proiciaacutelt (vetiacutetett)

keacuteplettel (Fischer projekcioacute)

L

COOH

CH3H2NH

R

D

COOH

CH3 NH2H

S

intermolekulaacuteristuumlkoumlrsiacutek

COOH

CH3

H NH2

COOH

CH3

H2N H

44

Optikai aktivitaacutesAzok a vegyuumlletek melyek a siacutekban polarizaacutelt feacuteny siacutekjaacutet elforgatjaacutek optikailag aktiacutevakJobbra forgataacutes (oacuteramutatoacuteval azonos) jele (+) balra forgataacutes (oacuteramutatoacuteval ellenteacutetes) jele (-)

Azok a molekulaacutek keacutepesek optikai forgatoacutekeacutepesseacuteg leacutetrehozaacutesaacutera melyek mindenkonformaacutecioacuteja kiraacutelisHa egy kiraacutelis vegyuumlletnek csak egyik enantiomerje van jelen a vegyuumllet optikailag aktiacutev(elforgatja a polarizaacutelt feacuteny siacutekjaacutet) Ha a keacutet enantimer ekvimolaacuteris elegye (racemaacutet) van jelen a tuumlkoumlrkeacutepi paacuterok kompenzaacutecioacuteja miatt nincs makroszkoacutepikus forgataacutes

Oslash45

Fresnel elmeacutelete szerint a siacutekban polarizaacutelt feacuteny keacutet ellenteacutetes iraacutenyaacutebacirkulaacuterisan polarizaacutelt komponensből tevődik oumlssze Optikailag aktiacutev koumlzegbenaz egyik cirkulaacuteris komponens lassabban halad mint a maacutesik ezeacutert aztaacutenamikor kileacutepnek a koumlzegből eltoloacutedott faacutezisban oumlsszegeződnek uacutejra s eza polarizaacutecioacute siacutekjaacutenak elfordulaacutesaacuteban nyilvaacutenul meg Az optikailag aktiacutev anyagmolekulaacutei kuumlloumlnboumlző meacuterteacutekű koumllcsoumlnhataacutesba leacutepnek a jobbra eacutes a balracirkulaacuteris feacutenysugaacuterral A cirkulaacuterisan polaacuterozott feacuteny uacutegy jellemezhető hogya feacutenysugaacuter menteacuten az elektromaacutegneses teret leiacuteroacute elektromos eacutes maacutegnesesvektorok veacutegpontjai egy jobb vagy bal menetű csavarvonalon helyezkednek el

Optikai aktivitaacutes meacutereacutese

polarimetertube

Polarizerfixed Nicolprism

Plane-polarizedlight

Solution of opticallyactive material

Plane ofpolarizationhas undergonea rotation

Analyizermovable Nicolprism

ViewerUnpolarizedlight fromsource

Oslash46

siacutekban polarizaacutelt feacuteny

polarizaacuteloacute lencse (Nicol prizma)

normaacutel feacuteny

a)

b)

c)

x

z

z

z

siacutekban polaacuterozott feacuteny P eacutes M helicitaacutesuacutecirkulaacuterisan polaacuterozott feacuteny

minta

x

z

α

z

x

Oslash47

Tovaacutebbi kiralitaacutes tiacutepusok

48

Sztereogeacuten centrum jelenleacutete nem szuumlkseacuteges sem nem eleacutegseacuteges felteacutetele a kiralitaacutesnak

Nem szuumlkseacuteges peacuteldaacuteul axiaacutelis kiralitaacutes planaacuteris kiralitaacutes

Axiaacutelis kiralitaacutes A kiralitaacutes az atomok egy tengely koumlruumlli elrendeződeacuteseacutenek koumlvetkezmeacutenye

Alleacutenek kiralitaacutesa

Planaacuteris kiralitaacutes A kiralitaacutes az atomok egy siacutek koumlruumlli elhelyezkedeacuteseacutenek koumlvetkezmeacutenye

Helikaacutelis kiralitaacutes Csavarvonal (spiraacutelis) szerkezetű molekulaacutekPl DNS kettős heacutelixe polipeptidek kettős α-heacutelixe

C C CH

ClHCl CCC

H

ClHCl

COOH

CH3

CrOC

OCOC

CrCO

COCO

COOH

CH3

49

R S

HOOC

Br

COOH

Br6

2

6

2COOH

Br

HOOC

Br

tuumlkoumlrsiacutek

C

Br

COOHBr1

2

3 4

HOO c2COOH

Br

BrHOOC

c2

1

2

34

Atropizomeacuteria

50

Axiaacutelis kiralitaacutes

R-konfiguraacutecioacute

51

C CH

H3CC

H

CH3

CCH

CH3C

H

H3C

NH

HN

NH

NH

tuumlkoumlrsiacutek

Nem minden kiraacutelis molekula rendelkezik aszimmetria centrummal

52

Cukor Foszfor atom Oslash53

Konformaacutecioacutes enantiomerek

P M

Helikaacutelis kiralitaacutes

Konfiguraacutecioacutes enantiomerek

P M

Heptaheliceacuten n-Butaacuten

54

Oslash55

56

Feheacuterjeacutek teacuterszerkezete

Oslash

57

Nukleinsavak teacuterszerkezete

Oslash

Toumlbb kiralitaacuteskoumlzpont

58

Toumlbb aszimmetria centrumot tartalmazoacute vegyuumlleteklehetseacuteges sztereoizomereinek szaacutema

A nem enantiomeacuteria viszonyban aacutelloacute sztereoizomerek

diasztereomerek

Ha az n db aszimmetria centrum koumlzoumltt vannak azonosak a fuumlggetlen sztereoizomerek szaacutema lt 2n

mezo-forma nem kiraacutelis

2n

59

CH3CH3

HO H

OHHCH3

H3COHH

HO H

CH3CH3

HO H

HHOCH3

H3COHH

H OH

CH3CH3

HO H

OHH

180o forgataacutes

mezo-23-butaacutendioltuumlkoumlrkeacutepi paacuterok fedeacutesbe hozhatoacutek - akiraacutelis

(2R3R)-23-butaacutendiol (2S3S)-23-butaacutendiol

CH3 CH3

H HHO OH

Egyetlen sztereogeacuten centrumot tartalmazoacute molekula mindig kiraacutelis desztereogeacuten centrum jelenleacutete nem szuumlkseacuteges sem nem eleacutegseacuteges felteacutetele a kiralitaacutesnak

Nem eleacutegseacuteges toumlbb sztereogeacuten centrumot tartalmazoacute molekula lehet akiraacutelisPeacutelda

60

Nem minden olyan molekula kiraacutelis amely aszimmetria centrumokkal rendelkezik

Nem minden kiraacutelis molekula rendelkezik aszimmetria centrummal

axiaacutelis kiralitaacutes 13-diszubsztituaacutelt alleacuten planaacuteris kiralitaacutes spirovegyuumlletek koumlreacuteben

mezo vegyuumlletek cisz-12-azonosandiszubsztituaacutelt ciklopropaacuten

Oslash61

COOHH

HHOOC

CH3H

H3C HS2

COOH

HHO

H OH

COOH

S2

COOHH

HHOOC

HH

H H

borkősav

Newman (fűreacuteszbak) projekcioacuteKonformatiacutev

62

Fisher projekcioacuteval aacutebraacutezolt L- eacutes D-borkősav

mezo-borkotildesav

COOHCH OHCCOOH

OHH

COOHCHO HCCOOH

HHO

szotildelotildesav

COOHCH OHCCOOH

HHO

COOHCHO HCCOOH

OHH

L-(+)-borkotildesav D-(-)-borkotildesav

63

Oslash64

Cl

H

H

H

Cl

H

H

Cl

H

H

Cl

H

Cl

H

H

H

H

Cl

mezo SS RR

cisz transz

Nem minden olyan molekula kiraacutelis amely aszimmetria centrumokkal rendelkezik

65

Szimmeriaelemek(szimmetria azonos meacuteret)

Akkor mondjuk hogy egy taacutergy szimmetriaelemmel rendelkezik ha a megfelelőszimmetriaművelet (tuumlkroumlzeacutes forgataacutes inverzioacute) a taacutergyat az eredetivel fedeacutesbehozhatoacute alakzattaacute konvertaacutelja

Pontcsoport ndash meghataacuterozott taacutergyra vonatkozoacute szimmetriaműveletek oumlsszesseacutege

szimmetriasiacutek (σ) a molekulaacutet keacutet olyan feacutelre bontja amelyek egymaacutesnak pontostuumlkoumlrkeacutepei (Szimmetriasiacutekot tartalmazoacute molekula akiraacutelis de a siacutek hiaacutenya nem okozkiralitaacutest)

n-ed rendű forgaacutesi szimmetriatengely (Cn) a molekulaacutet a tengely koumlruumll 360degnszoumlggel elforgatva az eredetitől megkuumlloumlnboumlzhetetlen molekulaacutet kapunk

szimmetriacentrum (inverzioacutes centrum) (Ci) a molekula baacutermely elemeacutet aszimmetriacentrummal oumlsszekoumltve eacutes az ellenkező iraacutenyba azonos taacutevolsaacutegrameghosszabbiacutetva azonos elemhez jutunk (Szimmetriacentrumot tartalmazoacutemolekula akiraacutelis de hiaacutenya nem okoz kiralitaacutest)

n-ed rendű tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengely (Sn) a molekulaacutet 360degn szoumlggel elforgatvaeacutes a tengelyre merőleges siacutekra tuumlkroumlzve az eredetitől megkuumlloumlnboumlzhetetlenmolekulaacutet kapunk (Tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengelyt tartalmazoacute molekula akiraacutelishiaacutenyaacuteban a molekula kiraacutelis) 66

C CCH3

H

H

CH3180o C C

CH3

H

CH3

H360o

siacutek

tengely

siacutek

tengely

Keacutetfogaacutesuacute tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengely Egyfogaacutesuacute tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengely

Szimmetriacentrum Szimmetriasiacutek

Tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengelyValamely taacutergy akkor jellemezhető Sn azaz n-ed rendű tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengellyel ha annak baacutermely pontjaacutet a tengely koumlruumll 360n fokos szoumlggelelfordiacutetva eacutes a tengelyre merőlegesen fektetett siacutekon keresztuumll tuumlkroumlzve az eredetiobjektumot kapjuk meg (n szuumlkseacutegkeacuteppen paacuteros vagy 1)

Az S1-tengely szimmetriasiacutekkal (σ) az S2-tengely viszont szimmetriacentrummal (Ci) egyeneacuterteacutekű

A szimmetriacentrumon aacutethaladoacute baacutermely egyenesen a centrumtoacutel egyenlő taacutevolsaacutegban azonos elemek talaacutelhatoacutek

Akiraacutelis molekulaacutek

67

szimmetriasiacutek (m S1) forgaacutesi szimmetriatengely (Cn) szimmetriacentrum (Ci S2)

Szimmetrikus + +

Szimmetrikus + -

Koumlzeacuteppontosan - + szimmetrikus

Disszimetrikus - + - (kiraacutelis)

Aszimmetrikus - - - (kiraacutelis)

Szimmetriaelem művelet

Szimmetriasiacutek tuumlkroumlzeacutes

Szimmetriatengely forgataacutes

Szimmetriacentrum inverzioacute

Szimmetriaelem művelet

Azonossaacuteg vaacuteltozatlanulhagyaacutes

Tuumlkroumlzeacutesi forgataacutes eacutesszimmetriatengely (giroid) tengelyre merőleges

tuumlkroumlzeacutesOslash68

Oslash69

Oslash70

Oslash71

Oslash72

1 Atomic number2 Atomic mass3 Z gt E4 R gt S5 Spheres6 Single-bond equivalencies

Cahn-Ingold-Prelog nomenclature system

Sequence rules for order of priority

1 If the atoms in question are different the sequence order is by atomic number with theatom of highest atomic number receiving the highest priority

F lt Cl lt Br lt I

increasing priority

2 If two isotopes of the same element are present the isotope of higher mass receivesthe higher priority

H lt D

increasing priority73

5 If two atoms are identical the atomic numbers of the next atoms are used for priorityassignment If these atoms also have identical atoms attached to them priority isdetermined at the first point of difference along the chain The atom that has attached to itan atom of higher priority has the higher priority (Do not use the sums of the atomic numbersBut look for the single atom of highest priority)

74

6 Atoms attached by double or triple bond are given single-bond equivalencies so that theycan be treated like single-bonded groups in determining priority Each doubly bonded atom isduplicated (or triplicated for triple bonds)

R C

O

OH

Structure Equivalent for priority determination

R C

O

O

OH

C

R C N R C

N

N

NC

C

75

Konfiguraacutecioacutes izomeacuteriaUgyanaz a vaacutez konnektivitaacutes de elteacuterő teacuterbelielrendeződeacutes (valamilyen szimmetria-rendezőhoumlz valoacuteviszony)

Nem alakiacutethatoacutek egymaacutesba kovalens koumlteacutes elszakiacutetaacutesaeacutes uacutejrakeacutepződeacutese neacutelkuumll

optikai izomerek (optikai aktivitaacutes) R Sgeometriai izomerek cisz-transz E-Z

76

Konfiguraacutecioacutes diasztereomerekFizikai eacutes keacutemia tulajdonsaacutegaik elteacuternek

Konfiguraacutecioacutes enantiomerekFizikai eacutes keacutemiai tulajdonsaacutegaikazonosak kiveacutevebull azonos meacuterteacutekű de ellenteacutetesiraacutenyuacute optikai forgatoacutekeacutepesseacutegbull elteacuterő reaktivitaacutes maacutes kiraacutelis vegyuumlletekkel valoacute reakcioacuteban

C

C

Cl

Cl H

HC

C

H

Cl H

Cl

cisz-12-dikloacutereteacuten transz-12-dikloacutereteacuten

Br Cl

Cl BrF F

Cl Br

Br FF Cl

(R) (R) (S) (R)

CH

OHCH3CH2

CH3

CH

HOCH2CH3

CH3

CH

OHCH3CH2

CH3

CH

OHCH3

CH3CH2

180o-os forgataacutes

(R)-butaacuten-2-ol (S)-butaacuten-2-olfp 995 oC 995 oCd4

20 0808 0808nD

20 1397 1397[α]D

25 -1352o +1352o

(R)-butaacuten-2-ol (S)-butaacuten-2-ol

CH

OHCH3

CH3CH2

77

Elegykristaacutely

bullveacuteletlenszerűen tartalmazza mindkeacutet enantiomertbulla tiszta enantiomerek eacutes az enantiomer kevereacutekek tulajdonsaacutegai azonosak

Konglomeraacutetum

bullcsak az egyik vagy a maacutesik enantiomert tartalmazzabullaz enantiomerek mechanikusan is elkuumlloumlniacutethetők egymaacutestoacutel

Molekulavegyuumllet

bulla keacutet enantiomer a kristaacutelyban 11 araacutenyban fordul elő (raceacutem elegy)bulla raceacutem elegy eacutes az enantiomerek olvadaacutespontja kuumlloumlnboumlző

bullakiraacutelis koumlruumllmeacutenyek koumlzoumltt megegyező fizikai eacutes keacutemiai tulajdonsaacutegokbullkiraacutelis koumlruumllmeacutenyek koumlzoumltt elteacuterő (kiraacutelis molekulaacutek polarizaacutelt feacuteny)bullenantiomerek koumlzoumltti 3 fő koumllcsoumlnhataacutes

elegykristaacutely keacutepzeacuteskonglomeraacutetum keacutepzeacutesmolekulavegyuumllet keacutepzeacutes

Enantiomerek

78

Enantiomerek egyeacuteb kevereacutekeit az uacutegynevezett bdquoenantiomeric excessrdquo (ee) [enantiomerfelesleg] eacuterteacutekkel jellemezzuumlk (R) eacutes (S) a megfelelő enantiomerek mennyiseacutege a kevereacutekben

A komponensek mennyiseacutegeacutenek meghataacuterozaacutesaKiraacutelis oszlopkromatigraacutefia (enantiomerek elvaacutelasztaacutesa)NMR spektroszkoacutepia

ee =(R) - (S)(R) + (S) 100

Enantiomer felesleg

Az enantiomerfelesleg az aszimmetrikus szinteacutezis sikeresseacutegeacutenek egyikmeacuterőszaacutema Diasztereomerek kevereacuteke eseteacuten hasonloacute moacutedon definiaacuteljaacutek eacuteshasznaacuteljaacutek a diasztereomer felesleg eacutes a szaacutezaleacutekos diasztereomer feleslegfogalmaacutet

Egy 70 R eacutes 30 S izomert tartalmazoacute minta enantiomerfeleslege peacuteldaacuteul40 Ezt az anyagot uacutegy is tekinthetjuumlk mint 40 tiszta R izomer eacutes 60 raceacutemelegy (mely a teljes mennyiseacuteghez 30 R eacutes 30 S izomerrel jaacuterul hozzaacute)kevereacuteke 79

C

C

HOOC

HOOC

H

HOH

OH

S

R

C

C

HOOC

HOOC

OH

HH

OHR

RC

C

COOH

COOH

HO

HH

HOS

S

intramolekulaacuteristuumlkoumlrsiacutek

diasztereomerek diasztereomerek

enantiomerek

COOH

CH3H2NH

R

COOH

CH3 NH2H

S

enantiomerek

Enantiomerek eacutes diasztereomerek

80

C

NH2

COOHHH3C C

CH2SH

COOHH2NH

Ala Cys

Aacutebraacutezolja Fischer keacuteplettel az alaacutebbi perspektivikus keacuteplettel megadott aminosavakat

CH3

COOH

H2N H

CH2SH

COOH

H2N H

Ala Cys

S R

L L81

CNH2H

H3C

COOH

C

COOH

CH2SHH2NH

CCH3H

H2N

COOH

C

COOH

CH2SHHH2N

C

NH2

COOHHH3C

C

CH2SH

COOHH2NH

CH3

COOH

H2N H

CH2SH

COOH

H2N H

82

Enantiomerek eacutes mezo vegyuumlletek

Pszeudoaszimmetria

C

C

HOOC

HOOC

H

HOH

OH

S

R

C

C

HOOC

HOOC

OH

HH

OHR

RC

C

COOH

COOH

HO

HH

HOS

S

intramolekulaacuteristuumlkoumlrsiacutek

diasztereomerek diasztereomerek

enantiomerek

C

C

C

COOH

COOH

HO H

OHH

H OHR

R

C

C

C

COOH

COOH

H OH

HHO

HO HS

S

enantiomerek

optikailag aktiacutevak

C

C

C

COOH

COOH

H OH

OHH

H OHR

S

C

C

C

COOH

COOH

H OH

HHO

H OHR

S

optikailag inaktiacutevak

r s

83

COOH

COOH

COOHHOOC COOH

HOOC COOH

HOOC

mcisz transz transz

szerkezetiizomeacuteria

geometriaiizomeacuteria

optikai izomeacuteria

84

R

RHOH

akiraacutelisszeacutenatom

R

SHOH

rS

RHOH

s

RgtS r s

(S)

(S)

pszeudoaszimmetriaacutes szeacutenatom

akiraacutelis molekulamezo vegyuumllet

akiraacutelisC2 forgaacutesi szimmetriatengely

kiraacutelis

HOOC COOH

Br

m

HOOC COOH

m

HOOC

COOH

pro-pszeudoaszimmetriaacutes szeacutenatom

85

Kiraacutelis molekulaacutekon beluumll is sok esetben talaacutelhatoacute pszeudo-aszimmetriacentrum amennyiben a keacutet enantiomorf ligandum mellett tovaacutebbi aszimmetrikus ligandum is kapcsoloacutedik a centrumhoz (peacuteldaacuteul atropin eacutes szaacutermazeacutekai)

gytszptehuhudownloadindex16630

Oslash86

Mezo-forma a) mindig akiraacutelisb) mindig kell lennie kiraacutelis disztereomerjeacutenek is

gytszptehuhudownloadindex16630

C

C

HOOC

HOOC

H

HOH

OH

S

R

C

C

HOOC

HOOC

OH

HH

OHR

RC

C

COOH

COOH

HO

HH

HOS

S

intramolekulaacuteristuumlkoumlrsiacutek

diasztereomerek diasztereomerek

enantiomerek

Oslash87

gytszptehuhudownloadindex16630

A pszeudo-aszimmetriacentrumok konfiguraacutecioacutejaacuteban elteacuterő izomerekegymaacutessal diasztereoizomer viszonyban aacutellnak

rC

C

C

COOH

COOH

H OH

OHH

H OHR

S

sC

C

C

COOH

COOH

H OH

HHO

H OHR

S Oslash88

Geometriai izomeacuteria

kettős koumlteacutesű vegyuumlletekneacutelciklusos vegyuumlletekneacutel

C CH H

CH3H3CC C

H CH3

HH3C

Felteacutetel (olefinekneacutel) egy adott pilleacuteratomon nem lehet keacutet azonos helyettesiacutetőde adott kettőskoumlteacutes keacutet kuumlloumlnboumlző pilleacuteratomjaacuten lehet egy-egy azonos helyettesiacutető(de ezeknek sem kell szuumlkseacutegkeacuteppen azonosaknak lenniuumlk)

Alfa helyzetű szubsztituens Beacuteta helyzetű szubsztituens

Diasztereomerek

89

Configurational isomers

The particular arrangement of atoms (or goups) in space that is characteristic of a given streoisomer

The configurational isomers can not be transformed into each otherwithout breaking and making a covalent bond

- cis-trans Z-E designations geometric isomers- optical isomerism (cf chirality)

H COOH

H COOH

HOOC H

H COOH

Z E

Oslash90

The requirement for geometric isomerism in alkenes is that each carbon atom involvedin the pi bond have two different groups attached to it such as H and Cl or CH3 and Cl

C CH

H

CH2CH3

CH3

C CH

H

CH2CH3

CH3is the same as

C CCH3

H

CH2CH3

CH3

C CH

CH3

CH2CH3

CH3

geometric isomers

If one of the carbons of the double bond has two identical groups such as two H atomsor two CH3 groups the geometric isomerism is not possible

Z E

Higher priority atoms or groups are on the same side of the pi bond Z bdquotogetherrdquo

Higher priority atoms or groups are on opposite sides of the pi bond E bdquoacrossrdquo

(Look at the single atoms directly attached to the double-bond carbon C and not entire-CH2CH2CH3 group)

Oslash91

Cahn-Ingold-Prelog szekvenciaszabaacutelyokalkeacutenekre vonatkozoacutean

Toumlmegszaacutem

C CT

D

H

DE

Rendszaacutem

C CF

Cl

Br

IZ

Z gt E

E

ZZ C C

C

C

H

NC

C

C

H3C

H3C

CH3

HCH3

H

C CH

NC

C

C

CH3

CH3

H

H

Br

Br

E

R

S

RgtS (DgtL)

92

C CH

H3C

CH

CH

CH3

CH3

CH2

Z ltC

HCH3

CH3

C

H

C

C

H

H

HHH

H

C C

H H

H

C

H

C (C)

o

o

o

H

H(C)oo

o

C CH

H3C

CH

CH

CH3

CH2 Br

CH2

E

C

HCH3

CH2Br

C

H

C

H

H

HCBrH

H

gtC C

H H

H

C

H

C (C)

o

o

o

H

H(C)oo

o

(CON) adott atom ismeacutetelt megjeleniacuteteacutese ---o fantomatom

1 2 3C CCCH CHHH C C(C)CH C(C)HH

1 2 3C CCCH BrCHH gt CHHH C C(C)CH C(C)HH 93

transzE

ciszZ

C CH H

C CH

H

transzZ

ciszE

C CBr H

C CH

Br

Oslash94

Konformaacutecioacutes izomeacuteriaUgyanaz a vaacutez konnektivitaacutes de elteacuterő teacuterbelielrendeződeacutes (valamilyen szimmetria-rendezőhoumlz valoacuteviszony)

Kovalens koumlteacutes elszakiacutetaacutesa eacutes uacutejrakeacutepződeacutese neacutelkuumllegymaacutesba alakiacutethatoacutek

Rotaacutecioacutes izomeacuteriaKuumlloumlnboumlző konformaacutecioacute (konformerek rotamerek)

Axiaacutelis kiralitaacutes R SHelikaacutelis kiralitaacutes P M

95

C CCH3H3C

HHHH

C CCH3

CH3 HH

HH

Konformaacutecioacutes diasztereomerek

C CH

CH3 HCH3

HH C C

H

CH3 CH3H

HH

Konformaacutecioacutes enantiomerek

P M

96

szinperiplanaacuteris szinklinaacutelis antiklinaacutelis antiperiplanaacuteris antiklinaacutelis szinklinaacutelis

pszeudorotaacutecioacute

axiaacutelis ekvatoriaacutelis

Konformerek

kiraacutelis kiraacutelisakiraacutelis akiraacutelis

97

C CCH3

CH3 HH

HHC C

CH3H3C

HHHH

Konfiguraacutecioacutes diasztereomerek

Konformaacutecioacutes diasztereomerek

C CH H

CH3H3CCC

HH3C

H CH3

98

- huacutezaacutes (stretch)

- hajliacutetaacutes (bend)

- csavaraacutes (torsion)

O OH

Hr 1r 2

r 2

O OH

H

α

OH

OH

τ (φ)

Oslash99

O OH

H

HOOH

OOH

HE

α30 kcalmol

Hajliacutetaacutes bend

Huacutezaacutes (nyuacutejtaacutes) stretch

disszociaacutecioacute

E

r

~ 90 ~ 50 kcalmol

HOO + H

HO + HO

Oslash100

H

H

H

O OH

H

1 kcalmol

~ 10kcalmol

(torzioacutes szoumlg)τ

Newman projekcioacute

H H

0o 60o 180o 300o 360o

OO

H

H

HHH HH

Oslash101

CH2 CH2Y ZY = Z = H

Y = Z = CH3

etaacuten

n-butaacuten

300o 360o240o180o120o60o0o

0o120o- 60o-180o-240o-300o-360o-

oacutera jaacuteraacutesaacuteval megegyező

oacutera jaacuteraacutesaacuteval ellenteacutetes

ZY

Z

Y

ZY

Z

Y

Z

Y

ZYZY

syn antisynperiplanar synklinal antiklinal antiperiplanar antiklinal synklinal

102

CCH

H H

HH

HH H

H

H

H H

CCH

H H

H

H HH H

HH

HH

0o 120o 240o 360o

12 M

m

M12 M M

mm

Θ

M = m

E(Θ)

minimum

Maximum

103

HHH H

CH3CH3

HHH H

CH3CH3

H

HH H

CH3

CH3

E

0deg dieacutederes szoumlg

E szabadentalpia-kuumlloumlnbseacuteg

58

29

07

(kcal)

H H

H3CH CH3

H

H H

H3CH H

CH3

H3C CH3

H HH

H

CH3HH H

CH3H

060deg 120deg 180deg 240deg 300deg 360deg

szinperiplanaacuteris szinklinaacutelis antiklinaacutelis antiperiplanaacuteris antiklinaacutelis szinklinaacutelis104

∆G0 = G01 - G0

2

K = e∆G0

RT

∆G = - RT ln K∆G = ∆H - T∆S

∆H = 074

∆S = 2 K = 19

gauche ndash anti araacuteny

minden gauche konformerre keacutet anti forma jut K= [a][g] Oslash105

0o

0o

60o

60o

120o

120o

180o

180o

240o

240o

300o

300o 360o

360o

RELA

T

IacuteV

ENERGIA

ANTI EFFEKTUS

GAUCHE EFFEKTUS

EXTREacuteMGAUCHE

EFFEKTUS

H

H H

H H

H

CH3

H H

H H

CH3

TORZIOacuteS SZOumlG

ZY

Z

YZ

Y

Z

Y

ZY

ZY ZY

F

H H

OH

repulsions

F

H H

H 106

attractiveinteractions

orbitalinteractions

antiperiplanarposition

Anti-effect

107

repulsions

F

H H

OH

repulsions

F

H H

H

Extrem gauche effect

108

C-F

C-H

C-F

C-HC-C C-C

Oslash109

CikloalkaacutenokGyűrűfeszuumlltseacuteg

Hipotetikus planaacuteris rendszerek

Baeyer vegyeacuterteacutekszoumlg-deformaacutecioacute (angulaacuterisgyűrű feszuumlleacutes)

Pitzer anti-aacutellaacuteshoz keacutepesti energiatoumlbblet (torzioacutes feszuumlleacutes)

van der Waals nemkoumltő atomok szterikus koumllcsoumlnhataacutesa

Nem planaacuteris vegyuumlletek

CC C

C

C

boriacuteteacutek

C C C

C

Ctwist

pszeudorotaacutecioacute

CC

C C

V-alakuacute

CCC

CCC

szeacutek110

3 4 5 6 7 8 9 10Gyűrűtagszaacutem

Gyűrű

feszuumlleacutes

kcalmol

hataacutereacuterteacutek

111

Cl

H

H

H

Cl

H

H

Cl

H

H

Cl

H

Cl

H

H

H

H

Cl

mezo SS RR

cisz transz

Ciklopropaacuten

C

C

HOOC

HOOC

H

HOH

OH

S

R

C

C

HOOC

HOOC

OH

HH

OHR

RC

C

COOH

COOH

HO

HH

HOS

S

intramolekulaacuteristuumlkoumlrsiacutek

diasztereomerek diasztereomerek

enantiomerek 112

Ea(a e)

∆Ea+∆E

∆E

Ea(a e)

Z

Hkb 5szeacutek

ZH

kb 95szeacutek

kb 2 kcal

csavartkaacuted

csavartkaacuted

kaacuted

ZH

feacutelszeacutekfeacutelszeacutek

ZH

Ciklohexaacuten

113

A 3-3 nemszomszeacutedos szeacutenatom aacuteltal definiaacutelt siacutekokra

merőleges koumlteacutesiraacutenyok axiaacutelis

A toumlbbi koumlteacutes e keacutet siacutek koumlzoumltt van ekvatoriaacutelis

Pszeudorotaacutecioacute a gyűrűs vegyuumlletek konformerjei

szoumlgfeszuumlltseacuteg neacutelkuumll alakulnak egymaacutesba

114

transz 12-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

cisz 12-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

Z

H

Z

H Z

HZ

Ha

eae

Z

HZ

H

Z

H

Z

H

a

e

ae

115

transz 13-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

cisz 13-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

Z

HZ

H

Z

H Z

H

a

e ae

Z

HZ

HZ

H

Z

H

a

e

ae

116

H

Z

Z

H

H

Z Z

Ha

ea

e

transz 14-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

Z

HZ

H

H

Z

Z

Ha

ea

e

cisz 14-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

117

Oslash118

8 CO2 + 8 H2O

- 12483 kcalmol - 12468 kcalmol

15 kcalmol

CH3

CH3H

H

+ 12 O2

cisz-12-dimetilciklohexaacuten

CH3

H

H

CH3

transz-12-dimetilciklohexaacuten

+ 12 O2

119

Diszubsztituaacutelt ciklohexaacutenokszerkezeti izomerjeinek konformaacutecioacutes viszonyai

Szerkezeti izomer Geometriai izomercisz transz

12

14

ae aa

ea ee

13aa ae

ee ea

120

Oslash121

BrNH2

Br

NH23a 2b

NH2

Br

Br

NH24a 1b

NH2

Br

Br

NH2

1b 4a

NH2

Br

NH2

Br2b 3a

NH2

Br

Br

NH23b 2a

Br

NH2

BrNH24b 1a

Konformaacutecioacutes Konformaacutecioacutes

BrNH2 Br

NH2

1a 4b

Br

NH2

BrNH2

2a 3b

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesenantiomerek

Konfiguraacutecioacutesenantiomerek

diasztereomerek diasztereomerek

12-helyzetben kuumlloumlnboumlző helyettesiacutetőket tartalmazoacute ciklohexaacuten szaacutermazeacutekokkonfiguraacutecioacutes eacutes konformaacutecioacutes viszonyai

Oslash122

H

H

H

HH

H

H

H

Dekalin

cisz transz

123

transz-transz-transzanellaacutecioacute

cisz-transz-transzanellaacutecioacute

DC

BA

DC

BA

H H

R

H

H H

H

H

H

R

H H

DCBA

R

H

H

H

H

H

H

DCBA

R

H

H

H

H

H

H

CH3

CH3

CH3

CH3

Oslash124

A kiralitaacutes kialakulaacutesa eacutes bioloacutegiai jelentőseacutege

Kiraacutelis vegyuumlletek

termeacuteszetes aminosavak (elsősorban L konfiguraacutecioacute)peptidek enzimektermeacuteszetes szeacutenhidraacutetok (elsősorban D konfiguraacutecioacute)gyoacutegyszerek

Az első kiraacutelis vegyuumllet kialakulaacutesa

az elemi reacuteszek gyenge koumllcsoumlnhataacutesaacutenakiraacutenyfuumlggeacuteseacutevel van kapcsolatban

autokataliacutezis

a termeacuteszet nem tuumlkoumlrszimmetrikus (a termeacuteszet homokiraacutelis)

Oslash125

Az optikai aktivitaacuteseredete szeacutenhidraacutetokkiralitaacutescentrumaacutenakkieacutepuumlleacutese a termeacuteszetben

Oslash126

Oslash127

• Slide Number 1
• Slide Number 2
• Slide Number 3
• Slide Number 4
• Slide Number 5
• Slide Number 6
• Slide Number 7
• Izomeacuteria
• Slide Number 9
• Slide Number 10
• Slide Number 11
• Slide Number 12
• Slide Number 13
• Slide Number 14
• Slide Number 15
• Slide Number 16
• Slide Number 17
• Slide Number 18
• Szerkezeti izomeacuteria
• Slide Number 20
• Slide Number 21
• Slide Number 22
• Slide Number 23
• Slide Number 24
• A tautomeacuteria tiacutepusai
• Slide Number 26
• Slide Number 27
• Slide Number 28
• Slide Number 29
• Slide Number 30
• Sztereoizomeacuteria
• Slide Number 32
• Slide Number 33
• Slide Number 34
• Slide Number 35
• Slide Number 36
• Slide Number 37
• Slide Number 38
• Slide Number 39
• Slide Number 40
• Slide Number 41
• Slide Number 42
• Slide Number 43
• Slide Number 44
• Slide Number 45
• Slide Number 46
• Slide Number 47
• Tovaacutebbi kiralitaacutes tiacutepusok
• Slide Number 49
• Slide Number 50
• Slide Number 51
• Slide Number 52
• Slide Number 53
• Slide Number 54
• Slide Number 55
• Slide Number 56
• Slide Number 57
• Toumlbb kiralitaacuteskoumlzpont
• Slide Number 59
• Slide Number 60
• Slide Number 61
• Slide Number 62
• Slide Number 63
• Slide Number 64
• Slide Number 65
• Slide Number 66
• Slide Number 67
• Slide Number 68
• Slide Number 69
• Slide Number 70
• Slide Number 71
• Slide Number 72
• Slide Number 73
• Slide Number 74
• Slide Number 75
• Konfiguraacutecioacutes izomeacuteria
• Slide Number 77
• Slide Number 78
• Slide Number 79
• Slide Number 80
• Slide Number 81
• Slide Number 82
• Slide Number 83
• Slide Number 84
• Slide Number 85
• Slide Number 86
• Slide Number 87
• Slide Number 88
• Slide Number 89
• Slide Number 90
• Slide Number 91
• Slide Number 92
• Slide Number 93
• Slide Number 94
• Slide Number 95
• Slide Number 96
• Slide Number 97
• Slide Number 98
• Slide Number 99
• Slide Number 100
• Slide Number 101
• Slide Number 102
• Slide Number 103
• Slide Number 104
• Slide Number 105
• Slide Number 106
• Slide Number 107
• Slide Number 108
• Slide Number 109
• Slide Number 110
• Slide Number 111
• Slide Number 112
• Slide Number 113
• Slide Number 114
• Slide Number 115
• Slide Number 116
• Slide Number 117
• Slide Number 118
• Slide Number 119
• Slide Number 120
• Slide Number 121
• Slide Number 122
• Slide Number 123
• Slide Number 124
• Slide Number 125
• Slide Number 126
• Slide Number 127

OCH3

Br2

FeBr3

OCH3

Br

+

OCH3

Br

OCH3

Br

+

haacuterom regioizomer termeacutek

CC

H

H

CH3

CC

H

H

H

Br CH3

+C

C

Br

H

H

H CH3

HBr

keacutet regioizomer termeacutek

Regioizomeacuteria

Keacutet regioizomer termeacutek keletkezhet dehellipSzelektivitaacutes

Haacuterom regioizomer termeacutek keletkezhet dehellipSzelektivitaacutes

21

H3C CH2 CH2 CH3 H3C CH CH3

CH3

n-butaacuten i-butaacuten

H2C CH2

CHCH3

H2C CH2

H2C CH2

metilciklopropaacuten ciklobutaacuten

22

A compound with the general formula CnH2n contains one double-bond equivalent ndasheither one double bond or one ring

CH3 CH2 CH CH2CH2 CH2

CH2 CH2

an alkane a cycloalkane

A compound with the general formula CnH2n-2 might have one triple bond two ringstwo double bonds or one ring plus one double bond We can say that the formulaCnH2n-2 represents a structure with two double-bond equivalents

Three of many possible structural isomers for C8H14

CH3 (CH2)5 C CH

one triple bond two rings

CH2CH3

one double bondand one ring

23

Tautomeacuteriaegy hidrogeacutenatom eacutes egy kettőskoumlteacutes helyzeteacuteben kuumlloumlnboumlznek ndash a hidrogeacutenatom

mozgeacutekony iacutegy gyors eacutes reverziacutebilis protoncsere valoacutesul meg

Protomeacuteria eacutes elektromeacuteria egyszerre van jelen

CH

HH

C

O

COOH C CH

H OH

COOH

Oxo-enol tautomerek

Tautomeacuteria

Kezelhető szerkezeti izomerkeacutent

24

A tautomeacuteria tiacutepusai

25

1) alacsonyabb pKa eacuterteacutek2) konjugaacutelt rendszer3) hidrogeacuten kelaacutet (6 elektron)

Oxo-enol tautomeacuteria

O OH

CH3H3C

H2C

H

C

O

CH3 H2C C CH3

O H

enoloxo

pKa 20

9999975 000025

F2C C

O H

CF3 F2C

H

C

O

CF3

OH O

H

CH3 C

O

CH C

O

CH3

H

CH3 C

O

CH C

O

CH3

H

pKa 9

20 80

200oC 3oacute

O

O

H

OH

O 26

NH2R C

Y Y

NHR C

H

Y= O S NR1

a)

b)

NH2

NHR1

R2N CNH

NHR1

R2HN CNH2

NR1

R2HN C

Savamid-imidsav eacutes rokon rendszerektautomeacuteriaacuteja

Guanidin-szaacutermazeacutek27

XH

N NH

X

Prototroacutepia (hetrociklusoknaacutel)

N NH

XH X

HN NH

X

HN NH

X

N NH

XH

HN N

XH

dominaacutens forma

28

α anomer izaacutecioacute

-D-Glcfβ-D-Glcfα

βO

OH

CH2OHHO OH

OHOH

O

OH

CH2OHHO

OH

HO

OHCHO

OHHOH2C

HO

β

D-Glcpβminus-D-Glcpα

α

OHOH2C

HOHO

OHOH

OHO

HOH2C

HOHO

OH

Gyűrű-laacutenc tautomeacuteria

De nem koumlzvetlenuumll

29

N OC

O

CH3N OC

O CH3

Szubsztituens tautomerizaacutecioacute

NN

N N N N

NN

N NN

N

Vegyeacuterteacutek izomerizaacutecioacute

Oslash30

Sztereoizomeacuteria

31

Sztereoizomeacuteria

Konfiguraacutecioacuteaz atomok koumllcsoumlnoumls teacuterbeli elrendeződeacutese az egyszereskoumlteacutesek koumlruumlli elfordulaacutest (aacuteltalaacuteban) nem veszi figyelembe

Konformaacutecioacuteegyszeres koumlteacutesek koumlruumlli elforgataacutes amelynek soraacuten konformerek joumlnnek leacutetre

Konfiguraacutecioacutes eacutes konformaacutecioacutesenantiomerekdiasztereomerek

32

COOH

COOH

mcisz transz transz

izomeacuteriageometriaiizomeacuteria

optikai izomeacuteria

COOHHOOC COOH

HOOC COOH

HOOC

poziacutecioacutes

SztereoizomeacuteriaSzerkezeti izomeacuteria

Helyzeti izomeacuteria

33

Enantiomerekegymaacutessal fedeacutesbe nem hozhatoacute tuumlkoumlrkeacutepi paacuterok

azonos internukleaacuteris taacutevolsaacutegkuumlloumlnboumlző csoportsorrend (konfiguraacutecioacute)

Diasztereomereknem enantiomerek (lehetnek akiraacutelisak is)nincsenek egymaacutessal tuumlkoumlrkeacutepi viszonyban

azonos oumlsszekapcsoltsaacutegkuumlloumlnboumlző internukleaacuteris taacutevolsaacuteg

34

C CH3C

Cl

C

H

CH3

BrH

C CCl

H3C

C

H

CH3

BrH

C CH3C

Cl

C

H

CH3

HBr

C CCl

H3C

C

H

CH3

HBr

E R

E S

Z R

Z S

Enantiomerek Enantiomerek

Diasztereomerek

Diasztereomerek

Diasztereomerek

Diasztereomerek

Oslash35

Kiraacutelis vegyuumlletek kiraacutelis koumllcsoumlnhataacutesok

termeacuteszetes aminosavak (főkeacutent L konfiguraacutecioacute)peptidek enzimek

termeacuteszetes szeacutenhidraacutetok (D konfiguraacutecioacute)

gyoacutegyszerek (sok esetben kiraacutelis molekulaacutek)

gyoacutegyszer-receptor koumllcsoumlnhataacutes

Sztereokeacutemia jelentőseacutege

Oslash36

Journal of

Chemical Education

ISSN 0021-9584

Volume 73 Number 6June 1996

Oslash37

Journal ofChemical Education

ISSN 0021-958413

Volume 73 Number 6June 199613

13

13

Oslash38

Kiralitaacutes

A kiraacutelis taacutergyak tuumlkoumlrkeacutepuumlkkel nem hozhatoacutek fedeacutesbe sem rotaacutecioacutes semtranszlaacutecioacutes mozgaacutessal (kiveacuteve a molekulaacuten beluumlli rotaacutecioacute lehetőseacutegeacutet)

A kiralitaacutes szerkezeti felteacutetelea taacutergynak ne legyen tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengelye

Tiacutepusok

Centraacutelis kiralitaacutes ndash sztereogeacuten centrum (R S D L)egy kiraacutelis (szeacuten)atomtoumlbb kiraacutelis szeacutenatom

Axiaacutelis kiralitaacutes ndash tengely koumlruumlli elhelyezkedeacutes (R S)alleacutenizomeacuteria spirovegyuumlletek atropizomeacuteria

Planaacuteris kiralitaacutes ndash siacutekhoz viszonyiacutetott helyzet (P pR M pS)csavart kaacutedak transz cikloalkeacuten

Helikaacutelis kiralitaacutes ndash nem siacutekbeli csavarvonalak (P M)alkaacuten konformerek (gauche antiklinaacutelis)heliceacutenek

39

Azonos minőseacutegi mennyiseacutegi oumlsszeteacutetel moacuteltoumlmeg konstituacutecioacute de kuumlloumlnboumlző teacuterbeli sorrend

Cl

F BrH

R S

Cl

FBrH

konfiguraacutecioacutejeloumlleacutes (+) (ndash) = d l D L R S

40

Azonos minőseacutegi mennyiseacutegi oumlsszeteacutetel moacuteltoumlmeg konstituacutecioacute de kuumlloumlnboumlző teacuterbeli sorrend

C

l

F

B

r

H

R

S

C

l

F

B

r

H

konfiguraacutecioacutejeloumlleacutes(+) (ndash) = d ld l R S

_1063020419

2

1

3

X4

1

X4

23

1

X4

32

(R) (S)

CC

2

1

3

I

BrCl

4F

2

1

3

OH

DT

4H C

OH

H

DT

(R)(S)

41

(R)

HCC

C CHH

HO H

CCC

H HC H

CHH3C

H

HH

H

H

C

Cl HH H

HH

1 4

3

2

1 oumlvezet2 oumlvezet

3 oumlvezet

4 oumlvezet

H

42

CH

OHCH3

CH3CH2

(R)-butaacuten-2-ol (S)-butaacuten-2-ol

180o-os forgataacutes

CH

OHCH3

CH3CH2

CH

OHCH3CH2

CH3

CH

HOCH2CH3

CH3

CH

OHCH3CH2

CH3

A kiralitaacutes az atomok egy pont (sztereogeacuten centrum kiralitaacutescentrum aszimmetriacentrum)koumlruumlli elrendeződeacuteseacutenek koumlvetkezmeacutenye A kiralitaacutest leacutetrehozoacute szerkezeti elemek elrendeződeacuteseegy koumlzpontra vonatkoztathatoacute Egy X centraacutelis atomhoz neacutegy kuumlloumlnboumlző ligandum kapcsoloacutedik a tuumlkoumlrkeacutepek nem hozhatoacutek fedeacutesbe a keacutet konfiguraacutecioacutes izomer enantiomer viszonyban van egymaacutessalSztereogeacuten centrum ndash Egy sp3 szeacutenatom (vagy maacutes atom) 4 kuumlloumlnboumlző ligandumot tartalmaz

Centraacutelis kiralitaacutes

43

Optikai izomeacuteria

Optikai izomerek olyan sztereoizomerek amelyek optikai forgatoacutekeacutepesseacutegbenkuumlloumlnboumlznek

Centraacutelis kiralitaacutes

Sztereogeacuten centrum aacutebraacutezolaacutesaperspektiacutevikus (teacuterszerkezeti)proiciaacutelt (vetiacutetett)

keacuteplettel (Fischer projekcioacute)

L

COOH

CH3H2NH

R

D

COOH

CH3 NH2H

S

intermolekulaacuteristuumlkoumlrsiacutek

COOH

CH3

H NH2

COOH

CH3

H2N H

44

Optikai aktivitaacutesAzok a vegyuumlletek melyek a siacutekban polarizaacutelt feacuteny siacutekjaacutet elforgatjaacutek optikailag aktiacutevakJobbra forgataacutes (oacuteramutatoacuteval azonos) jele (+) balra forgataacutes (oacuteramutatoacuteval ellenteacutetes) jele (-)

Azok a molekulaacutek keacutepesek optikai forgatoacutekeacutepesseacuteg leacutetrehozaacutesaacutera melyek mindenkonformaacutecioacuteja kiraacutelisHa egy kiraacutelis vegyuumlletnek csak egyik enantiomerje van jelen a vegyuumllet optikailag aktiacutev(elforgatja a polarizaacutelt feacuteny siacutekjaacutet) Ha a keacutet enantimer ekvimolaacuteris elegye (racemaacutet) van jelen a tuumlkoumlrkeacutepi paacuterok kompenzaacutecioacuteja miatt nincs makroszkoacutepikus forgataacutes

Oslash45

Fresnel elmeacutelete szerint a siacutekban polarizaacutelt feacuteny keacutet ellenteacutetes iraacutenyaacutebacirkulaacuterisan polarizaacutelt komponensből tevődik oumlssze Optikailag aktiacutev koumlzegbenaz egyik cirkulaacuteris komponens lassabban halad mint a maacutesik ezeacutert aztaacutenamikor kileacutepnek a koumlzegből eltoloacutedott faacutezisban oumlsszegeződnek uacutejra s eza polarizaacutecioacute siacutekjaacutenak elfordulaacutesaacuteban nyilvaacutenul meg Az optikailag aktiacutev anyagmolekulaacutei kuumlloumlnboumlző meacuterteacutekű koumllcsoumlnhataacutesba leacutepnek a jobbra eacutes a balracirkulaacuteris feacutenysugaacuterral A cirkulaacuterisan polaacuterozott feacuteny uacutegy jellemezhető hogya feacutenysugaacuter menteacuten az elektromaacutegneses teret leiacuteroacute elektromos eacutes maacutegnesesvektorok veacutegpontjai egy jobb vagy bal menetű csavarvonalon helyezkednek el

Optikai aktivitaacutes meacutereacutese

polarimetertube

Polarizerfixed Nicolprism

Plane-polarizedlight

Solution of opticallyactive material

Plane ofpolarizationhas undergonea rotation

Analyizermovable Nicolprism

ViewerUnpolarizedlight fromsource

Oslash46

siacutekban polarizaacutelt feacuteny

polarizaacuteloacute lencse (Nicol prizma)

normaacutel feacuteny

a)

b)

c)

x

z

z

z

siacutekban polaacuterozott feacuteny P eacutes M helicitaacutesuacutecirkulaacuterisan polaacuterozott feacuteny

minta

x

z

α

z

x

Oslash47

Tovaacutebbi kiralitaacutes tiacutepusok

48

Sztereogeacuten centrum jelenleacutete nem szuumlkseacuteges sem nem eleacutegseacuteges felteacutetele a kiralitaacutesnak

Nem szuumlkseacuteges peacuteldaacuteul axiaacutelis kiralitaacutes planaacuteris kiralitaacutes

Axiaacutelis kiralitaacutes A kiralitaacutes az atomok egy tengely koumlruumlli elrendeződeacuteseacutenek koumlvetkezmeacutenye

Alleacutenek kiralitaacutesa

Planaacuteris kiralitaacutes A kiralitaacutes az atomok egy siacutek koumlruumlli elhelyezkedeacuteseacutenek koumlvetkezmeacutenye

Helikaacutelis kiralitaacutes Csavarvonal (spiraacutelis) szerkezetű molekulaacutekPl DNS kettős heacutelixe polipeptidek kettős α-heacutelixe

C C CH

ClHCl CCC

H

ClHCl

COOH

CH3

CrOC

OCOC

CrCO

COCO

COOH

CH3

49

R S

HOOC

Br

COOH

Br6

2

6

2COOH

Br

HOOC

Br

tuumlkoumlrsiacutek

C

Br

COOHBr1

2

3 4

HOO c2COOH

Br

BrHOOC

c2

1

2

34

Atropizomeacuteria

50

Axiaacutelis kiralitaacutes

R-konfiguraacutecioacute

51

C CH

H3CC

H

CH3

CCH

CH3C

H

H3C

NH

HN

NH

NH

tuumlkoumlrsiacutek

Nem minden kiraacutelis molekula rendelkezik aszimmetria centrummal

52

Cukor Foszfor atom Oslash53

Konformaacutecioacutes enantiomerek

P M

Helikaacutelis kiralitaacutes

Konfiguraacutecioacutes enantiomerek

P M

Heptaheliceacuten n-Butaacuten

54

Oslash55

56

Feheacuterjeacutek teacuterszerkezete

Oslash

57

Nukleinsavak teacuterszerkezete

Oslash

Toumlbb kiralitaacuteskoumlzpont

58

Toumlbb aszimmetria centrumot tartalmazoacute vegyuumlleteklehetseacuteges sztereoizomereinek szaacutema

A nem enantiomeacuteria viszonyban aacutelloacute sztereoizomerek

diasztereomerek

Ha az n db aszimmetria centrum koumlzoumltt vannak azonosak a fuumlggetlen sztereoizomerek szaacutema lt 2n

mezo-forma nem kiraacutelis

2n

59

CH3CH3

HO H

OHHCH3

H3COHH

HO H

CH3CH3

HO H

HHOCH3

H3COHH

H OH

CH3CH3

HO H

OHH

180o forgataacutes

mezo-23-butaacutendioltuumlkoumlrkeacutepi paacuterok fedeacutesbe hozhatoacutek - akiraacutelis

(2R3R)-23-butaacutendiol (2S3S)-23-butaacutendiol

CH3 CH3

H HHO OH

Egyetlen sztereogeacuten centrumot tartalmazoacute molekula mindig kiraacutelis desztereogeacuten centrum jelenleacutete nem szuumlkseacuteges sem nem eleacutegseacuteges felteacutetele a kiralitaacutesnak

Nem eleacutegseacuteges toumlbb sztereogeacuten centrumot tartalmazoacute molekula lehet akiraacutelisPeacutelda

60

Nem minden olyan molekula kiraacutelis amely aszimmetria centrumokkal rendelkezik

Nem minden kiraacutelis molekula rendelkezik aszimmetria centrummal

axiaacutelis kiralitaacutes 13-diszubsztituaacutelt alleacuten planaacuteris kiralitaacutes spirovegyuumlletek koumlreacuteben

mezo vegyuumlletek cisz-12-azonosandiszubsztituaacutelt ciklopropaacuten

Oslash61

COOHH

HHOOC

CH3H

H3C HS2

COOH

HHO

H OH

COOH

S2

COOHH

HHOOC

HH

H H

borkősav

Newman (fűreacuteszbak) projekcioacuteKonformatiacutev

62

Fisher projekcioacuteval aacutebraacutezolt L- eacutes D-borkősav

mezo-borkotildesav

COOHCH OHCCOOH

OHH

COOHCHO HCCOOH

HHO

szotildelotildesav

COOHCH OHCCOOH

HHO

COOHCHO HCCOOH

OHH

L-(+)-borkotildesav D-(-)-borkotildesav

63

Oslash64

Cl

H

H

H

Cl

H

H

Cl

H

H

Cl

H

Cl

H

H

H

H

Cl

mezo SS RR

cisz transz

Nem minden olyan molekula kiraacutelis amely aszimmetria centrumokkal rendelkezik

65

Szimmeriaelemek(szimmetria azonos meacuteret)

Akkor mondjuk hogy egy taacutergy szimmetriaelemmel rendelkezik ha a megfelelőszimmetriaművelet (tuumlkroumlzeacutes forgataacutes inverzioacute) a taacutergyat az eredetivel fedeacutesbehozhatoacute alakzattaacute konvertaacutelja

Pontcsoport ndash meghataacuterozott taacutergyra vonatkozoacute szimmetriaműveletek oumlsszesseacutege

szimmetriasiacutek (σ) a molekulaacutet keacutet olyan feacutelre bontja amelyek egymaacutesnak pontostuumlkoumlrkeacutepei (Szimmetriasiacutekot tartalmazoacute molekula akiraacutelis de a siacutek hiaacutenya nem okozkiralitaacutest)

n-ed rendű forgaacutesi szimmetriatengely (Cn) a molekulaacutet a tengely koumlruumll 360degnszoumlggel elforgatva az eredetitől megkuumlloumlnboumlzhetetlen molekulaacutet kapunk

szimmetriacentrum (inverzioacutes centrum) (Ci) a molekula baacutermely elemeacutet aszimmetriacentrummal oumlsszekoumltve eacutes az ellenkező iraacutenyba azonos taacutevolsaacutegrameghosszabbiacutetva azonos elemhez jutunk (Szimmetriacentrumot tartalmazoacutemolekula akiraacutelis de hiaacutenya nem okoz kiralitaacutest)

n-ed rendű tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengely (Sn) a molekulaacutet 360degn szoumlggel elforgatvaeacutes a tengelyre merőleges siacutekra tuumlkroumlzve az eredetitől megkuumlloumlnboumlzhetetlenmolekulaacutet kapunk (Tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengelyt tartalmazoacute molekula akiraacutelishiaacutenyaacuteban a molekula kiraacutelis) 66

C CCH3

H

H

CH3180o C C

CH3

H

CH3

H360o

siacutek

tengely

siacutek

tengely

Keacutetfogaacutesuacute tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengely Egyfogaacutesuacute tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengely

Szimmetriacentrum Szimmetriasiacutek

Tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengelyValamely taacutergy akkor jellemezhető Sn azaz n-ed rendű tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengellyel ha annak baacutermely pontjaacutet a tengely koumlruumll 360n fokos szoumlggelelfordiacutetva eacutes a tengelyre merőlegesen fektetett siacutekon keresztuumll tuumlkroumlzve az eredetiobjektumot kapjuk meg (n szuumlkseacutegkeacuteppen paacuteros vagy 1)

Az S1-tengely szimmetriasiacutekkal (σ) az S2-tengely viszont szimmetriacentrummal (Ci) egyeneacuterteacutekű

A szimmetriacentrumon aacutethaladoacute baacutermely egyenesen a centrumtoacutel egyenlő taacutevolsaacutegban azonos elemek talaacutelhatoacutek

Akiraacutelis molekulaacutek

67

szimmetriasiacutek (m S1) forgaacutesi szimmetriatengely (Cn) szimmetriacentrum (Ci S2)

Szimmetrikus + +

Szimmetrikus + -

Koumlzeacuteppontosan - + szimmetrikus

Disszimetrikus - + - (kiraacutelis)

Aszimmetrikus - - - (kiraacutelis)

Szimmetriaelem művelet

Szimmetriasiacutek tuumlkroumlzeacutes

Szimmetriatengely forgataacutes

Szimmetriacentrum inverzioacute

Szimmetriaelem művelet

Azonossaacuteg vaacuteltozatlanulhagyaacutes

Tuumlkroumlzeacutesi forgataacutes eacutesszimmetriatengely (giroid) tengelyre merőleges

tuumlkroumlzeacutesOslash68

Oslash69

Oslash70

Oslash71

Oslash72

1 Atomic number2 Atomic mass3 Z gt E4 R gt S5 Spheres6 Single-bond equivalencies

Cahn-Ingold-Prelog nomenclature system

Sequence rules for order of priority

1 If the atoms in question are different the sequence order is by atomic number with theatom of highest atomic number receiving the highest priority

F lt Cl lt Br lt I

increasing priority

2 If two isotopes of the same element are present the isotope of higher mass receivesthe higher priority

H lt D

increasing priority73

5 If two atoms are identical the atomic numbers of the next atoms are used for priorityassignment If these atoms also have identical atoms attached to them priority isdetermined at the first point of difference along the chain The atom that has attached to itan atom of higher priority has the higher priority (Do not use the sums of the atomic numbersBut look for the single atom of highest priority)

74

6 Atoms attached by double or triple bond are given single-bond equivalencies so that theycan be treated like single-bonded groups in determining priority Each doubly bonded atom isduplicated (or triplicated for triple bonds)

R C

O

OH

Structure Equivalent for priority determination

R C

O

O

OH

C

R C N R C

N

N

NC

C

75

Konfiguraacutecioacutes izomeacuteriaUgyanaz a vaacutez konnektivitaacutes de elteacuterő teacuterbelielrendeződeacutes (valamilyen szimmetria-rendezőhoumlz valoacuteviszony)

Nem alakiacutethatoacutek egymaacutesba kovalens koumlteacutes elszakiacutetaacutesaeacutes uacutejrakeacutepződeacutese neacutelkuumll

optikai izomerek (optikai aktivitaacutes) R Sgeometriai izomerek cisz-transz E-Z

76

Konfiguraacutecioacutes diasztereomerekFizikai eacutes keacutemia tulajdonsaacutegaik elteacuternek

Konfiguraacutecioacutes enantiomerekFizikai eacutes keacutemiai tulajdonsaacutegaikazonosak kiveacutevebull azonos meacuterteacutekű de ellenteacutetesiraacutenyuacute optikai forgatoacutekeacutepesseacutegbull elteacuterő reaktivitaacutes maacutes kiraacutelis vegyuumlletekkel valoacute reakcioacuteban

C

C

Cl

Cl H

HC

C

H

Cl H

Cl

cisz-12-dikloacutereteacuten transz-12-dikloacutereteacuten

Br Cl

Cl BrF F

Cl Br

Br FF Cl

(R) (R) (S) (R)

CH

OHCH3CH2

CH3

CH

HOCH2CH3

CH3

CH

OHCH3CH2

CH3

CH

OHCH3

CH3CH2

180o-os forgataacutes

(R)-butaacuten-2-ol (S)-butaacuten-2-olfp 995 oC 995 oCd4

20 0808 0808nD

20 1397 1397[α]D

25 -1352o +1352o

(R)-butaacuten-2-ol (S)-butaacuten-2-ol

CH

OHCH3

CH3CH2

77

Elegykristaacutely

bullveacuteletlenszerűen tartalmazza mindkeacutet enantiomertbulla tiszta enantiomerek eacutes az enantiomer kevereacutekek tulajdonsaacutegai azonosak

Konglomeraacutetum

bullcsak az egyik vagy a maacutesik enantiomert tartalmazzabullaz enantiomerek mechanikusan is elkuumlloumlniacutethetők egymaacutestoacutel

Molekulavegyuumllet

bulla keacutet enantiomer a kristaacutelyban 11 araacutenyban fordul elő (raceacutem elegy)bulla raceacutem elegy eacutes az enantiomerek olvadaacutespontja kuumlloumlnboumlző

bullakiraacutelis koumlruumllmeacutenyek koumlzoumltt megegyező fizikai eacutes keacutemiai tulajdonsaacutegokbullkiraacutelis koumlruumllmeacutenyek koumlzoumltt elteacuterő (kiraacutelis molekulaacutek polarizaacutelt feacuteny)bullenantiomerek koumlzoumltti 3 fő koumllcsoumlnhataacutes

elegykristaacutely keacutepzeacuteskonglomeraacutetum keacutepzeacutesmolekulavegyuumllet keacutepzeacutes

Enantiomerek

78

Enantiomerek egyeacuteb kevereacutekeit az uacutegynevezett bdquoenantiomeric excessrdquo (ee) [enantiomerfelesleg] eacuterteacutekkel jellemezzuumlk (R) eacutes (S) a megfelelő enantiomerek mennyiseacutege a kevereacutekben

A komponensek mennyiseacutegeacutenek meghataacuterozaacutesaKiraacutelis oszlopkromatigraacutefia (enantiomerek elvaacutelasztaacutesa)NMR spektroszkoacutepia

ee =(R) - (S)(R) + (S) 100

Enantiomer felesleg

Az enantiomerfelesleg az aszimmetrikus szinteacutezis sikeresseacutegeacutenek egyikmeacuterőszaacutema Diasztereomerek kevereacuteke eseteacuten hasonloacute moacutedon definiaacuteljaacutek eacuteshasznaacuteljaacutek a diasztereomer felesleg eacutes a szaacutezaleacutekos diasztereomer feleslegfogalmaacutet

Egy 70 R eacutes 30 S izomert tartalmazoacute minta enantiomerfeleslege peacuteldaacuteul40 Ezt az anyagot uacutegy is tekinthetjuumlk mint 40 tiszta R izomer eacutes 60 raceacutemelegy (mely a teljes mennyiseacuteghez 30 R eacutes 30 S izomerrel jaacuterul hozzaacute)kevereacuteke 79

C

C

HOOC

HOOC

H

HOH

OH

S

R

C

C

HOOC

HOOC

OH

HH

OHR

RC

C

COOH

COOH

HO

HH

HOS

S

intramolekulaacuteristuumlkoumlrsiacutek

diasztereomerek diasztereomerek

enantiomerek

COOH

CH3H2NH

R

COOH

CH3 NH2H

S

enantiomerek

Enantiomerek eacutes diasztereomerek

80

C

NH2

COOHHH3C C

CH2SH

COOHH2NH

Ala Cys

Aacutebraacutezolja Fischer keacuteplettel az alaacutebbi perspektivikus keacuteplettel megadott aminosavakat

CH3

COOH

H2N H

CH2SH

COOH

H2N H

Ala Cys

S R

L L81

CNH2H

H3C

COOH

C

COOH

CH2SHH2NH

CCH3H

H2N

COOH

C

COOH

CH2SHHH2N

C

NH2

COOHHH3C

C

CH2SH

COOHH2NH

CH3

COOH

H2N H

CH2SH

COOH

H2N H

82

Enantiomerek eacutes mezo vegyuumlletek

Pszeudoaszimmetria

C

C

HOOC

HOOC

H

HOH

OH

S

R

C

C

HOOC

HOOC

OH

HH

OHR

RC

C

COOH

COOH

HO

HH

HOS

S

intramolekulaacuteristuumlkoumlrsiacutek

diasztereomerek diasztereomerek

enantiomerek

C

C

C

COOH

COOH

HO H

OHH

H OHR

R

C

C

C

COOH

COOH

H OH

HHO

HO HS

S

enantiomerek

optikailag aktiacutevak

C

C

C

COOH

COOH

H OH

OHH

H OHR

S

C

C

C

COOH

COOH

H OH

HHO

H OHR

S

optikailag inaktiacutevak

r s

83

COOH

COOH

COOHHOOC COOH

HOOC COOH

HOOC

mcisz transz transz

szerkezetiizomeacuteria

geometriaiizomeacuteria

optikai izomeacuteria

84

R

RHOH

akiraacutelisszeacutenatom

R

SHOH

rS

RHOH

s

RgtS r s

(S)

(S)

pszeudoaszimmetriaacutes szeacutenatom

akiraacutelis molekulamezo vegyuumllet

akiraacutelisC2 forgaacutesi szimmetriatengely

kiraacutelis

HOOC COOH

Br

m

HOOC COOH

m

HOOC

COOH

pro-pszeudoaszimmetriaacutes szeacutenatom

85

Kiraacutelis molekulaacutekon beluumll is sok esetben talaacutelhatoacute pszeudo-aszimmetriacentrum amennyiben a keacutet enantiomorf ligandum mellett tovaacutebbi aszimmetrikus ligandum is kapcsoloacutedik a centrumhoz (peacuteldaacuteul atropin eacutes szaacutermazeacutekai)

gytszptehuhudownloadindex16630

Oslash86

Mezo-forma a) mindig akiraacutelisb) mindig kell lennie kiraacutelis disztereomerjeacutenek is

gytszptehuhudownloadindex16630

C

C

HOOC

HOOC

H

HOH

OH

S

R

C

C

HOOC

HOOC

OH

HH

OHR

RC

C

COOH

COOH

HO

HH

HOS

S

intramolekulaacuteristuumlkoumlrsiacutek

diasztereomerek diasztereomerek

enantiomerek

Oslash87

gytszptehuhudownloadindex16630

A pszeudo-aszimmetriacentrumok konfiguraacutecioacutejaacuteban elteacuterő izomerekegymaacutessal diasztereoizomer viszonyban aacutellnak

rC

C

C

COOH

COOH

H OH

OHH

H OHR

S

sC

C

C

COOH

COOH

H OH

HHO

H OHR

S Oslash88

Geometriai izomeacuteria

kettős koumlteacutesű vegyuumlletekneacutelciklusos vegyuumlletekneacutel

C CH H

CH3H3CC C

H CH3

HH3C

Felteacutetel (olefinekneacutel) egy adott pilleacuteratomon nem lehet keacutet azonos helyettesiacutetőde adott kettőskoumlteacutes keacutet kuumlloumlnboumlző pilleacuteratomjaacuten lehet egy-egy azonos helyettesiacutető(de ezeknek sem kell szuumlkseacutegkeacuteppen azonosaknak lenniuumlk)

Alfa helyzetű szubsztituens Beacuteta helyzetű szubsztituens

Diasztereomerek

89

Configurational isomers

The particular arrangement of atoms (or goups) in space that is characteristic of a given streoisomer

The configurational isomers can not be transformed into each otherwithout breaking and making a covalent bond

- cis-trans Z-E designations geometric isomers- optical isomerism (cf chirality)

H COOH

H COOH

HOOC H

H COOH

Z E

Oslash90

The requirement for geometric isomerism in alkenes is that each carbon atom involvedin the pi bond have two different groups attached to it such as H and Cl or CH3 and Cl

C CH

H

CH2CH3

CH3

C CH

H

CH2CH3

CH3is the same as

C CCH3

H

CH2CH3

CH3

C CH

CH3

CH2CH3

CH3

geometric isomers

If one of the carbons of the double bond has two identical groups such as two H atomsor two CH3 groups the geometric isomerism is not possible

Z E

Higher priority atoms or groups are on the same side of the pi bond Z bdquotogetherrdquo

Higher priority atoms or groups are on opposite sides of the pi bond E bdquoacrossrdquo

(Look at the single atoms directly attached to the double-bond carbon C and not entire-CH2CH2CH3 group)

Oslash91

Cahn-Ingold-Prelog szekvenciaszabaacutelyokalkeacutenekre vonatkozoacutean

Toumlmegszaacutem

C CT

D

H

DE

Rendszaacutem

C CF

Cl

Br

IZ

Z gt E

E

ZZ C C

C

C

H

NC

C

C

H3C

H3C

CH3

HCH3

H

C CH

NC

C

C

CH3

CH3

H

H

Br

Br

E

R

S

RgtS (DgtL)

92

C CH

H3C

CH

CH

CH3

CH3

CH2

Z ltC

HCH3

CH3

C

H

C

C

H

H

HHH

H

C C

H H

H

C

H

C (C)

o

o

o

H

H(C)oo

o

C CH

H3C

CH

CH

CH3

CH2 Br

CH2

E

C

HCH3

CH2Br

C

H

C

H

H

HCBrH

H

gtC C

H H

H

C

H

C (C)

o

o

o

H

H(C)oo

o

(CON) adott atom ismeacutetelt megjeleniacuteteacutese ---o fantomatom

1 2 3C CCCH CHHH C C(C)CH C(C)HH

1 2 3C CCCH BrCHH gt CHHH C C(C)CH C(C)HH 93

transzE

ciszZ

C CH H

C CH

H

transzZ

ciszE

C CBr H

C CH

Br

Oslash94

Konformaacutecioacutes izomeacuteriaUgyanaz a vaacutez konnektivitaacutes de elteacuterő teacuterbelielrendeződeacutes (valamilyen szimmetria-rendezőhoumlz valoacuteviszony)

Kovalens koumlteacutes elszakiacutetaacutesa eacutes uacutejrakeacutepződeacutese neacutelkuumllegymaacutesba alakiacutethatoacutek

Rotaacutecioacutes izomeacuteriaKuumlloumlnboumlző konformaacutecioacute (konformerek rotamerek)

Axiaacutelis kiralitaacutes R SHelikaacutelis kiralitaacutes P M

95

C CCH3H3C

HHHH

C CCH3

CH3 HH

HH

Konformaacutecioacutes diasztereomerek

C CH

CH3 HCH3

HH C C

H

CH3 CH3H

HH

Konformaacutecioacutes enantiomerek

P M

96

szinperiplanaacuteris szinklinaacutelis antiklinaacutelis antiperiplanaacuteris antiklinaacutelis szinklinaacutelis

pszeudorotaacutecioacute

axiaacutelis ekvatoriaacutelis

Konformerek

kiraacutelis kiraacutelisakiraacutelis akiraacutelis

97

C CCH3

CH3 HH

HHC C

CH3H3C

HHHH

Konfiguraacutecioacutes diasztereomerek

Konformaacutecioacutes diasztereomerek

C CH H

CH3H3CCC

HH3C

H CH3

98

- huacutezaacutes (stretch)

- hajliacutetaacutes (bend)

- csavaraacutes (torsion)

O OH

Hr 1r 2

r 2

O OH

H

α

OH

OH

τ (φ)

Oslash99

O OH

H

HOOH

OOH

HE

α30 kcalmol

Hajliacutetaacutes bend

Huacutezaacutes (nyuacutejtaacutes) stretch

disszociaacutecioacute

E

r

~ 90 ~ 50 kcalmol

HOO + H

HO + HO

Oslash100

H

H

H

O OH

H

1 kcalmol

~ 10kcalmol

(torzioacutes szoumlg)τ

Newman projekcioacute

H H

0o 60o 180o 300o 360o

OO

H

H

HHH HH

Oslash101

CH2 CH2Y ZY = Z = H

Y = Z = CH3

etaacuten

n-butaacuten

300o 360o240o180o120o60o0o

0o120o- 60o-180o-240o-300o-360o-

oacutera jaacuteraacutesaacuteval megegyező

oacutera jaacuteraacutesaacuteval ellenteacutetes

ZY

Z

Y

ZY

Z

Y

Z

Y

ZYZY

syn antisynperiplanar synklinal antiklinal antiperiplanar antiklinal synklinal

102

CCH

H H

HH

HH H

H

H

H H

CCH

H H

H

H HH H

HH

HH

0o 120o 240o 360o

12 M

m

M12 M M

mm

Θ

M = m

E(Θ)

minimum

Maximum

103

HHH H

CH3CH3

HHH H

CH3CH3

H

HH H

CH3

CH3

E

0deg dieacutederes szoumlg

E szabadentalpia-kuumlloumlnbseacuteg

58

29

07

(kcal)

H H

H3CH CH3

H

H H

H3CH H

CH3

H3C CH3

H HH

H

CH3HH H

CH3H

060deg 120deg 180deg 240deg 300deg 360deg

szinperiplanaacuteris szinklinaacutelis antiklinaacutelis antiperiplanaacuteris antiklinaacutelis szinklinaacutelis104

∆G0 = G01 - G0

2

K = e∆G0

RT

∆G = - RT ln K∆G = ∆H - T∆S

∆H = 074

∆S = 2 K = 19

gauche ndash anti araacuteny

minden gauche konformerre keacutet anti forma jut K= [a][g] Oslash105

0o

0o

60o

60o

120o

120o

180o

180o

240o

240o

300o

300o 360o

360o

RELA

T

IacuteV

ENERGIA

ANTI EFFEKTUS

GAUCHE EFFEKTUS

EXTREacuteMGAUCHE

EFFEKTUS

H

H H

H H

H

CH3

H H

H H

CH3

TORZIOacuteS SZOumlG

ZY

Z

YZ

Y

Z

Y

ZY

ZY ZY

F

H H

OH

repulsions

F

H H

H 106

attractiveinteractions

orbitalinteractions

antiperiplanarposition

Anti-effect

107

repulsions

F

H H

OH

repulsions

F

H H

H

Extrem gauche effect

108

C-F

C-H

C-F

C-HC-C C-C

Oslash109

CikloalkaacutenokGyűrűfeszuumlltseacuteg

Hipotetikus planaacuteris rendszerek

Baeyer vegyeacuterteacutekszoumlg-deformaacutecioacute (angulaacuterisgyűrű feszuumlleacutes)

Pitzer anti-aacutellaacuteshoz keacutepesti energiatoumlbblet (torzioacutes feszuumlleacutes)

van der Waals nemkoumltő atomok szterikus koumllcsoumlnhataacutesa

Nem planaacuteris vegyuumlletek

CC C

C

C

boriacuteteacutek

C C C

C

Ctwist

pszeudorotaacutecioacute

CC

C C

V-alakuacute

CCC

CCC

szeacutek110

3 4 5 6 7 8 9 10Gyűrűtagszaacutem

Gyűrű

feszuumlleacutes

kcalmol

hataacutereacuterteacutek

111

Cl

H

H

H

Cl

H

H

Cl

H

H

Cl

H

Cl

H

H

H

H

Cl

mezo SS RR

cisz transz

Ciklopropaacuten

C

C

HOOC

HOOC

H

HOH

OH

S

R

C

C

HOOC

HOOC

OH

HH

OHR

RC

C

COOH

COOH

HO

HH

HOS

S

intramolekulaacuteristuumlkoumlrsiacutek

diasztereomerek diasztereomerek

enantiomerek 112

Ea(a e)

∆Ea+∆E

∆E

Ea(a e)

Z

Hkb 5szeacutek

ZH

kb 95szeacutek

kb 2 kcal

csavartkaacuted

csavartkaacuted

kaacuted

ZH

feacutelszeacutekfeacutelszeacutek

ZH

Ciklohexaacuten

113

A 3-3 nemszomszeacutedos szeacutenatom aacuteltal definiaacutelt siacutekokra

merőleges koumlteacutesiraacutenyok axiaacutelis

A toumlbbi koumlteacutes e keacutet siacutek koumlzoumltt van ekvatoriaacutelis

Pszeudorotaacutecioacute a gyűrűs vegyuumlletek konformerjei

szoumlgfeszuumlltseacuteg neacutelkuumll alakulnak egymaacutesba

114

transz 12-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

cisz 12-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

Z

H

Z

H Z

HZ

Ha

eae

Z

HZ

H

Z

H

Z

H

a

e

ae

115

transz 13-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

cisz 13-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

Z

HZ

H

Z

H Z

H

a

e ae

Z

HZ

HZ

H

Z

H

a

e

ae

116

H

Z

Z

H

H

Z Z

Ha

ea

e

transz 14-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

Z

HZ

H

H

Z

Z

Ha

ea

e

cisz 14-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

117

Oslash118

8 CO2 + 8 H2O

- 12483 kcalmol - 12468 kcalmol

15 kcalmol

CH3

CH3H

H

+ 12 O2

cisz-12-dimetilciklohexaacuten

CH3

H

H

CH3

transz-12-dimetilciklohexaacuten

+ 12 O2

119

Diszubsztituaacutelt ciklohexaacutenokszerkezeti izomerjeinek konformaacutecioacutes viszonyai

Szerkezeti izomer Geometriai izomercisz transz

12

14

ae aa

ea ee

13aa ae

ee ea

120

Oslash121

BrNH2

Br

NH23a 2b

NH2

Br

Br

NH24a 1b

NH2

Br

Br

NH2

1b 4a

NH2

Br

NH2

Br2b 3a

NH2

Br

Br

NH23b 2a

Br

NH2

BrNH24b 1a

Konformaacutecioacutes Konformaacutecioacutes

BrNH2 Br

NH2

1a 4b

Br

NH2

BrNH2

2a 3b

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesenantiomerek

Konfiguraacutecioacutesenantiomerek

diasztereomerek diasztereomerek

12-helyzetben kuumlloumlnboumlző helyettesiacutetőket tartalmazoacute ciklohexaacuten szaacutermazeacutekokkonfiguraacutecioacutes eacutes konformaacutecioacutes viszonyai

Oslash122

H

H

H

HH

H

H

H

Dekalin

cisz transz

123

transz-transz-transzanellaacutecioacute

cisz-transz-transzanellaacutecioacute

DC

BA

DC

BA

H H

R

H

H H

H

H

H

R

H H

DCBA

R

H

H

H

H

H

H

DCBA

R

H

H

H

H

H

H

CH3

CH3

CH3

CH3

Oslash124

A kiralitaacutes kialakulaacutesa eacutes bioloacutegiai jelentőseacutege

Kiraacutelis vegyuumlletek

termeacuteszetes aminosavak (elsősorban L konfiguraacutecioacute)peptidek enzimektermeacuteszetes szeacutenhidraacutetok (elsősorban D konfiguraacutecioacute)gyoacutegyszerek

Az első kiraacutelis vegyuumllet kialakulaacutesa

az elemi reacuteszek gyenge koumllcsoumlnhataacutesaacutenakiraacutenyfuumlggeacuteseacutevel van kapcsolatban

autokataliacutezis

a termeacuteszet nem tuumlkoumlrszimmetrikus (a termeacuteszet homokiraacutelis)

Oslash125

Az optikai aktivitaacuteseredete szeacutenhidraacutetokkiralitaacutescentrumaacutenakkieacutepuumlleacutese a termeacuteszetben

Oslash126

Oslash127

• Slide Number 1
• Slide Number 2
• Slide Number 3
• Slide Number 4
• Slide Number 5
• Slide Number 6
• Slide Number 7
• Izomeacuteria
• Slide Number 9
• Slide Number 10
• Slide Number 11
• Slide Number 12
• Slide Number 13
• Slide Number 14
• Slide Number 15
• Slide Number 16
• Slide Number 17
• Slide Number 18
• Szerkezeti izomeacuteria
• Slide Number 20
• Slide Number 21
• Slide Number 22
• Slide Number 23
• Slide Number 24
• A tautomeacuteria tiacutepusai
• Slide Number 26
• Slide Number 27
• Slide Number 28
• Slide Number 29
• Slide Number 30
• Sztereoizomeacuteria
• Slide Number 32
• Slide Number 33
• Slide Number 34
• Slide Number 35
• Slide Number 36
• Slide Number 37
• Slide Number 38
• Slide Number 39
• Slide Number 40
• Slide Number 41
• Slide Number 42
• Slide Number 43
• Slide Number 44
• Slide Number 45
• Slide Number 46
• Slide Number 47
• Tovaacutebbi kiralitaacutes tiacutepusok
• Slide Number 49
• Slide Number 50
• Slide Number 51
• Slide Number 52
• Slide Number 53
• Slide Number 54
• Slide Number 55
• Slide Number 56
• Slide Number 57
• Toumlbb kiralitaacuteskoumlzpont
• Slide Number 59
• Slide Number 60
• Slide Number 61
• Slide Number 62
• Slide Number 63
• Slide Number 64
• Slide Number 65
• Slide Number 66
• Slide Number 67
• Slide Number 68
• Slide Number 69
• Slide Number 70
• Slide Number 71
• Slide Number 72
• Slide Number 73
• Slide Number 74
• Slide Number 75
• Konfiguraacutecioacutes izomeacuteria
• Slide Number 77
• Slide Number 78
• Slide Number 79
• Slide Number 80
• Slide Number 81
• Slide Number 82
• Slide Number 83
• Slide Number 84
• Slide Number 85
• Slide Number 86
• Slide Number 87
• Slide Number 88
• Slide Number 89
• Slide Number 90
• Slide Number 91
• Slide Number 92
• Slide Number 93
• Slide Number 94
• Slide Number 95
• Slide Number 96
• Slide Number 97
• Slide Number 98
• Slide Number 99
• Slide Number 100
• Slide Number 101
• Slide Number 102
• Slide Number 103
• Slide Number 104
• Slide Number 105
• Slide Number 106
• Slide Number 107
• Slide Number 108
• Slide Number 109
• Slide Number 110
• Slide Number 111
• Slide Number 112
• Slide Number 113
• Slide Number 114
• Slide Number 115
• Slide Number 116
• Slide Number 117
• Slide Number 118
• Slide Number 119
• Slide Number 120
• Slide Number 121
• Slide Number 122
• Slide Number 123
• Slide Number 124
• Slide Number 125
• Slide Number 126
• Slide Number 127

H3C CH2 CH2 CH3 H3C CH CH3

CH3

n-butaacuten i-butaacuten

H2C CH2

CHCH3

H2C CH2

H2C CH2

metilciklopropaacuten ciklobutaacuten

22

A compound with the general formula CnH2n contains one double-bond equivalent ndasheither one double bond or one ring

CH3 CH2 CH CH2CH2 CH2

CH2 CH2

an alkane a cycloalkane

A compound with the general formula CnH2n-2 might have one triple bond two ringstwo double bonds or one ring plus one double bond We can say that the formulaCnH2n-2 represents a structure with two double-bond equivalents

Three of many possible structural isomers for C8H14

CH3 (CH2)5 C CH

one triple bond two rings

CH2CH3

one double bondand one ring

23

Tautomeacuteriaegy hidrogeacutenatom eacutes egy kettőskoumlteacutes helyzeteacuteben kuumlloumlnboumlznek ndash a hidrogeacutenatom

mozgeacutekony iacutegy gyors eacutes reverziacutebilis protoncsere valoacutesul meg

Protomeacuteria eacutes elektromeacuteria egyszerre van jelen

CH

HH

C

O

COOH C CH

H OH

COOH

Oxo-enol tautomerek

Tautomeacuteria

Kezelhető szerkezeti izomerkeacutent

24

A tautomeacuteria tiacutepusai

25

1) alacsonyabb pKa eacuterteacutek2) konjugaacutelt rendszer3) hidrogeacuten kelaacutet (6 elektron)

Oxo-enol tautomeacuteria

O OH

CH3H3C

H2C

H

C

O

CH3 H2C C CH3

O H

enoloxo

pKa 20

9999975 000025

F2C C

O H

CF3 F2C

H

C

O

CF3

OH O

H

CH3 C

O

CH C

O

CH3

H

CH3 C

O

CH C

O

CH3

H

pKa 9

20 80

200oC 3oacute

O

O

H

OH

O 26

NH2R C

Y Y

NHR C

H

Y= O S NR1

a)

b)

NH2

NHR1

R2N CNH

NHR1

R2HN CNH2

NR1

R2HN C

Savamid-imidsav eacutes rokon rendszerektautomeacuteriaacuteja

Guanidin-szaacutermazeacutek27

XH

N NH

X

Prototroacutepia (hetrociklusoknaacutel)

N NH

XH X

HN NH

X

HN NH

X

N NH

XH

HN N

XH

dominaacutens forma

28

α anomer izaacutecioacute

-D-Glcfβ-D-Glcfα

βO

OH

CH2OHHO OH

OHOH

O

OH

CH2OHHO

OH

HO

OHCHO

OHHOH2C

HO

β

D-Glcpβminus-D-Glcpα

α

OHOH2C

HOHO

OHOH

OHO

HOH2C

HOHO

OH

Gyűrű-laacutenc tautomeacuteria

De nem koumlzvetlenuumll

29

N OC

O

CH3N OC

O CH3

Szubsztituens tautomerizaacutecioacute

NN

N N N N

NN

N NN

N

Vegyeacuterteacutek izomerizaacutecioacute

Oslash30

Sztereoizomeacuteria

31

Sztereoizomeacuteria

Konfiguraacutecioacuteaz atomok koumllcsoumlnoumls teacuterbeli elrendeződeacutese az egyszereskoumlteacutesek koumlruumlli elfordulaacutest (aacuteltalaacuteban) nem veszi figyelembe

Konformaacutecioacuteegyszeres koumlteacutesek koumlruumlli elforgataacutes amelynek soraacuten konformerek joumlnnek leacutetre

Konfiguraacutecioacutes eacutes konformaacutecioacutesenantiomerekdiasztereomerek

32

COOH

COOH

mcisz transz transz

izomeacuteriageometriaiizomeacuteria

optikai izomeacuteria

COOHHOOC COOH

HOOC COOH

HOOC

poziacutecioacutes

SztereoizomeacuteriaSzerkezeti izomeacuteria

Helyzeti izomeacuteria

33

Enantiomerekegymaacutessal fedeacutesbe nem hozhatoacute tuumlkoumlrkeacutepi paacuterok

azonos internukleaacuteris taacutevolsaacutegkuumlloumlnboumlző csoportsorrend (konfiguraacutecioacute)

Diasztereomereknem enantiomerek (lehetnek akiraacutelisak is)nincsenek egymaacutessal tuumlkoumlrkeacutepi viszonyban

azonos oumlsszekapcsoltsaacutegkuumlloumlnboumlző internukleaacuteris taacutevolsaacuteg

34

C CH3C

Cl

C

H

CH3

BrH

C CCl

H3C

C

H

CH3

BrH

C CH3C

Cl

C

H

CH3

HBr

C CCl

H3C

C

H

CH3

HBr

E R

E S

Z R

Z S

Enantiomerek Enantiomerek

Diasztereomerek

Diasztereomerek

Diasztereomerek

Diasztereomerek

Oslash35

Kiraacutelis vegyuumlletek kiraacutelis koumllcsoumlnhataacutesok

termeacuteszetes aminosavak (főkeacutent L konfiguraacutecioacute)peptidek enzimek

termeacuteszetes szeacutenhidraacutetok (D konfiguraacutecioacute)

gyoacutegyszerek (sok esetben kiraacutelis molekulaacutek)

gyoacutegyszer-receptor koumllcsoumlnhataacutes

Sztereokeacutemia jelentőseacutege

Oslash36

Journal of

Chemical Education

ISSN 0021-9584

Volume 73 Number 6June 1996

Oslash37

Journal ofChemical Education

ISSN 0021-958413

Volume 73 Number 6June 199613

13

13

Oslash38

Kiralitaacutes

A kiraacutelis taacutergyak tuumlkoumlrkeacutepuumlkkel nem hozhatoacutek fedeacutesbe sem rotaacutecioacutes semtranszlaacutecioacutes mozgaacutessal (kiveacuteve a molekulaacuten beluumlli rotaacutecioacute lehetőseacutegeacutet)

A kiralitaacutes szerkezeti felteacutetelea taacutergynak ne legyen tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengelye

Tiacutepusok

Centraacutelis kiralitaacutes ndash sztereogeacuten centrum (R S D L)egy kiraacutelis (szeacuten)atomtoumlbb kiraacutelis szeacutenatom

Axiaacutelis kiralitaacutes ndash tengely koumlruumlli elhelyezkedeacutes (R S)alleacutenizomeacuteria spirovegyuumlletek atropizomeacuteria

Planaacuteris kiralitaacutes ndash siacutekhoz viszonyiacutetott helyzet (P pR M pS)csavart kaacutedak transz cikloalkeacuten

Helikaacutelis kiralitaacutes ndash nem siacutekbeli csavarvonalak (P M)alkaacuten konformerek (gauche antiklinaacutelis)heliceacutenek

39

Azonos minőseacutegi mennyiseacutegi oumlsszeteacutetel moacuteltoumlmeg konstituacutecioacute de kuumlloumlnboumlző teacuterbeli sorrend

Cl

F BrH

R S

Cl

FBrH

konfiguraacutecioacutejeloumlleacutes (+) (ndash) = d l D L R S

40

Azonos minőseacutegi mennyiseacutegi oumlsszeteacutetel moacuteltoumlmeg konstituacutecioacute de kuumlloumlnboumlző teacuterbeli sorrend

C

l

F

B

r

H

R

S

C

l

F

B

r

H

konfiguraacutecioacutejeloumlleacutes(+) (ndash) = d ld l R S

_1063020419

2

1

3

X4

1

X4

23

1

X4

32

(R) (S)

CC

2

1

3

I

BrCl

4F

2

1

3

OH

DT

4H C

OH

H

DT

(R)(S)

41

(R)

HCC

C CHH

HO H

CCC

H HC H

CHH3C

H

HH

H

H

C

Cl HH H

HH

1 4

3

2

1 oumlvezet2 oumlvezet

3 oumlvezet

4 oumlvezet

H

42

CH

OHCH3

CH3CH2

(R)-butaacuten-2-ol (S)-butaacuten-2-ol

180o-os forgataacutes

CH

OHCH3

CH3CH2

CH

OHCH3CH2

CH3

CH

HOCH2CH3

CH3

CH

OHCH3CH2

CH3

A kiralitaacutes az atomok egy pont (sztereogeacuten centrum kiralitaacutescentrum aszimmetriacentrum)koumlruumlli elrendeződeacuteseacutenek koumlvetkezmeacutenye A kiralitaacutest leacutetrehozoacute szerkezeti elemek elrendeződeacuteseegy koumlzpontra vonatkoztathatoacute Egy X centraacutelis atomhoz neacutegy kuumlloumlnboumlző ligandum kapcsoloacutedik a tuumlkoumlrkeacutepek nem hozhatoacutek fedeacutesbe a keacutet konfiguraacutecioacutes izomer enantiomer viszonyban van egymaacutessalSztereogeacuten centrum ndash Egy sp3 szeacutenatom (vagy maacutes atom) 4 kuumlloumlnboumlző ligandumot tartalmaz

Centraacutelis kiralitaacutes

43

Optikai izomeacuteria

Optikai izomerek olyan sztereoizomerek amelyek optikai forgatoacutekeacutepesseacutegbenkuumlloumlnboumlznek

Centraacutelis kiralitaacutes

Sztereogeacuten centrum aacutebraacutezolaacutesaperspektiacutevikus (teacuterszerkezeti)proiciaacutelt (vetiacutetett)

keacuteplettel (Fischer projekcioacute)

L

COOH

CH3H2NH

R

D

COOH

CH3 NH2H

S

intermolekulaacuteristuumlkoumlrsiacutek

COOH

CH3

H NH2

COOH

CH3

H2N H

44

Optikai aktivitaacutesAzok a vegyuumlletek melyek a siacutekban polarizaacutelt feacuteny siacutekjaacutet elforgatjaacutek optikailag aktiacutevakJobbra forgataacutes (oacuteramutatoacuteval azonos) jele (+) balra forgataacutes (oacuteramutatoacuteval ellenteacutetes) jele (-)

Azok a molekulaacutek keacutepesek optikai forgatoacutekeacutepesseacuteg leacutetrehozaacutesaacutera melyek mindenkonformaacutecioacuteja kiraacutelisHa egy kiraacutelis vegyuumlletnek csak egyik enantiomerje van jelen a vegyuumllet optikailag aktiacutev(elforgatja a polarizaacutelt feacuteny siacutekjaacutet) Ha a keacutet enantimer ekvimolaacuteris elegye (racemaacutet) van jelen a tuumlkoumlrkeacutepi paacuterok kompenzaacutecioacuteja miatt nincs makroszkoacutepikus forgataacutes

Oslash45

Fresnel elmeacutelete szerint a siacutekban polarizaacutelt feacuteny keacutet ellenteacutetes iraacutenyaacutebacirkulaacuterisan polarizaacutelt komponensből tevődik oumlssze Optikailag aktiacutev koumlzegbenaz egyik cirkulaacuteris komponens lassabban halad mint a maacutesik ezeacutert aztaacutenamikor kileacutepnek a koumlzegből eltoloacutedott faacutezisban oumlsszegeződnek uacutejra s eza polarizaacutecioacute siacutekjaacutenak elfordulaacutesaacuteban nyilvaacutenul meg Az optikailag aktiacutev anyagmolekulaacutei kuumlloumlnboumlző meacuterteacutekű koumllcsoumlnhataacutesba leacutepnek a jobbra eacutes a balracirkulaacuteris feacutenysugaacuterral A cirkulaacuterisan polaacuterozott feacuteny uacutegy jellemezhető hogya feacutenysugaacuter menteacuten az elektromaacutegneses teret leiacuteroacute elektromos eacutes maacutegnesesvektorok veacutegpontjai egy jobb vagy bal menetű csavarvonalon helyezkednek el

Optikai aktivitaacutes meacutereacutese

polarimetertube

Polarizerfixed Nicolprism

Plane-polarizedlight

Solution of opticallyactive material

Plane ofpolarizationhas undergonea rotation

Analyizermovable Nicolprism

ViewerUnpolarizedlight fromsource

Oslash46

siacutekban polarizaacutelt feacuteny

polarizaacuteloacute lencse (Nicol prizma)

normaacutel feacuteny

a)

b)

c)

x

z

z

z

siacutekban polaacuterozott feacuteny P eacutes M helicitaacutesuacutecirkulaacuterisan polaacuterozott feacuteny

minta

x

z

α

z

x

Oslash47

Tovaacutebbi kiralitaacutes tiacutepusok

48

Sztereogeacuten centrum jelenleacutete nem szuumlkseacuteges sem nem eleacutegseacuteges felteacutetele a kiralitaacutesnak

Nem szuumlkseacuteges peacuteldaacuteul axiaacutelis kiralitaacutes planaacuteris kiralitaacutes

Axiaacutelis kiralitaacutes A kiralitaacutes az atomok egy tengely koumlruumlli elrendeződeacuteseacutenek koumlvetkezmeacutenye

Alleacutenek kiralitaacutesa

Planaacuteris kiralitaacutes A kiralitaacutes az atomok egy siacutek koumlruumlli elhelyezkedeacuteseacutenek koumlvetkezmeacutenye

Helikaacutelis kiralitaacutes Csavarvonal (spiraacutelis) szerkezetű molekulaacutekPl DNS kettős heacutelixe polipeptidek kettős α-heacutelixe

C C CH

ClHCl CCC

H

ClHCl

COOH

CH3

CrOC

OCOC

CrCO

COCO

COOH

CH3

49

R S

HOOC

Br

COOH

Br6

2

6

2COOH

Br

HOOC

Br

tuumlkoumlrsiacutek

C

Br

COOHBr1

2

3 4

HOO c2COOH

Br

BrHOOC

c2

1

2

34

Atropizomeacuteria

50

Axiaacutelis kiralitaacutes

R-konfiguraacutecioacute

51

C CH

H3CC

H

CH3

CCH

CH3C

H

H3C

NH

HN

NH

NH

tuumlkoumlrsiacutek

Nem minden kiraacutelis molekula rendelkezik aszimmetria centrummal

52

Cukor Foszfor atom Oslash53

Konformaacutecioacutes enantiomerek

P M

Helikaacutelis kiralitaacutes

Konfiguraacutecioacutes enantiomerek

P M

Heptaheliceacuten n-Butaacuten

54

Oslash55

56

Feheacuterjeacutek teacuterszerkezete

Oslash

57

Nukleinsavak teacuterszerkezete

Oslash

Toumlbb kiralitaacuteskoumlzpont

58

Toumlbb aszimmetria centrumot tartalmazoacute vegyuumlleteklehetseacuteges sztereoizomereinek szaacutema

A nem enantiomeacuteria viszonyban aacutelloacute sztereoizomerek

diasztereomerek

Ha az n db aszimmetria centrum koumlzoumltt vannak azonosak a fuumlggetlen sztereoizomerek szaacutema lt 2n

mezo-forma nem kiraacutelis

2n

59

CH3CH3

HO H

OHHCH3

H3COHH

HO H

CH3CH3

HO H

HHOCH3

H3COHH

H OH

CH3CH3

HO H

OHH

180o forgataacutes

mezo-23-butaacutendioltuumlkoumlrkeacutepi paacuterok fedeacutesbe hozhatoacutek - akiraacutelis

(2R3R)-23-butaacutendiol (2S3S)-23-butaacutendiol

CH3 CH3

H HHO OH

Egyetlen sztereogeacuten centrumot tartalmazoacute molekula mindig kiraacutelis desztereogeacuten centrum jelenleacutete nem szuumlkseacuteges sem nem eleacutegseacuteges felteacutetele a kiralitaacutesnak

Nem eleacutegseacuteges toumlbb sztereogeacuten centrumot tartalmazoacute molekula lehet akiraacutelisPeacutelda

60

Nem minden olyan molekula kiraacutelis amely aszimmetria centrumokkal rendelkezik

Nem minden kiraacutelis molekula rendelkezik aszimmetria centrummal

axiaacutelis kiralitaacutes 13-diszubsztituaacutelt alleacuten planaacuteris kiralitaacutes spirovegyuumlletek koumlreacuteben

mezo vegyuumlletek cisz-12-azonosandiszubsztituaacutelt ciklopropaacuten

Oslash61

COOHH

HHOOC

CH3H

H3C HS2

COOH

HHO

H OH

COOH

S2

COOHH

HHOOC

HH

H H

borkősav

Newman (fűreacuteszbak) projekcioacuteKonformatiacutev

62

Fisher projekcioacuteval aacutebraacutezolt L- eacutes D-borkősav

mezo-borkotildesav

COOHCH OHCCOOH

OHH

COOHCHO HCCOOH

HHO

szotildelotildesav

COOHCH OHCCOOH

HHO

COOHCHO HCCOOH

OHH

L-(+)-borkotildesav D-(-)-borkotildesav

63

Oslash64

Cl

H

H

H

Cl

H

H

Cl

H

H

Cl

H

Cl

H

H

H

H

Cl

mezo SS RR

cisz transz

Nem minden olyan molekula kiraacutelis amely aszimmetria centrumokkal rendelkezik

65

Szimmeriaelemek(szimmetria azonos meacuteret)

Akkor mondjuk hogy egy taacutergy szimmetriaelemmel rendelkezik ha a megfelelőszimmetriaművelet (tuumlkroumlzeacutes forgataacutes inverzioacute) a taacutergyat az eredetivel fedeacutesbehozhatoacute alakzattaacute konvertaacutelja

Pontcsoport ndash meghataacuterozott taacutergyra vonatkozoacute szimmetriaműveletek oumlsszesseacutege

szimmetriasiacutek (σ) a molekulaacutet keacutet olyan feacutelre bontja amelyek egymaacutesnak pontostuumlkoumlrkeacutepei (Szimmetriasiacutekot tartalmazoacute molekula akiraacutelis de a siacutek hiaacutenya nem okozkiralitaacutest)

n-ed rendű forgaacutesi szimmetriatengely (Cn) a molekulaacutet a tengely koumlruumll 360degnszoumlggel elforgatva az eredetitől megkuumlloumlnboumlzhetetlen molekulaacutet kapunk

szimmetriacentrum (inverzioacutes centrum) (Ci) a molekula baacutermely elemeacutet aszimmetriacentrummal oumlsszekoumltve eacutes az ellenkező iraacutenyba azonos taacutevolsaacutegrameghosszabbiacutetva azonos elemhez jutunk (Szimmetriacentrumot tartalmazoacutemolekula akiraacutelis de hiaacutenya nem okoz kiralitaacutest)

n-ed rendű tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengely (Sn) a molekulaacutet 360degn szoumlggel elforgatvaeacutes a tengelyre merőleges siacutekra tuumlkroumlzve az eredetitől megkuumlloumlnboumlzhetetlenmolekulaacutet kapunk (Tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengelyt tartalmazoacute molekula akiraacutelishiaacutenyaacuteban a molekula kiraacutelis) 66

C CCH3

H

H

CH3180o C C

CH3

H

CH3

H360o

siacutek

tengely

siacutek

tengely

Keacutetfogaacutesuacute tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengely Egyfogaacutesuacute tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengely

Szimmetriacentrum Szimmetriasiacutek

Tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengelyValamely taacutergy akkor jellemezhető Sn azaz n-ed rendű tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengellyel ha annak baacutermely pontjaacutet a tengely koumlruumll 360n fokos szoumlggelelfordiacutetva eacutes a tengelyre merőlegesen fektetett siacutekon keresztuumll tuumlkroumlzve az eredetiobjektumot kapjuk meg (n szuumlkseacutegkeacuteppen paacuteros vagy 1)

Az S1-tengely szimmetriasiacutekkal (σ) az S2-tengely viszont szimmetriacentrummal (Ci) egyeneacuterteacutekű

A szimmetriacentrumon aacutethaladoacute baacutermely egyenesen a centrumtoacutel egyenlő taacutevolsaacutegban azonos elemek talaacutelhatoacutek

Akiraacutelis molekulaacutek

67

szimmetriasiacutek (m S1) forgaacutesi szimmetriatengely (Cn) szimmetriacentrum (Ci S2)

Szimmetrikus + +

Szimmetrikus + -

Koumlzeacuteppontosan - + szimmetrikus

Disszimetrikus - + - (kiraacutelis)

Aszimmetrikus - - - (kiraacutelis)

Szimmetriaelem művelet

Szimmetriasiacutek tuumlkroumlzeacutes

Szimmetriatengely forgataacutes

Szimmetriacentrum inverzioacute

Szimmetriaelem művelet

Azonossaacuteg vaacuteltozatlanulhagyaacutes

Tuumlkroumlzeacutesi forgataacutes eacutesszimmetriatengely (giroid) tengelyre merőleges

tuumlkroumlzeacutesOslash68

Oslash69

Oslash70

Oslash71

Oslash72

1 Atomic number2 Atomic mass3 Z gt E4 R gt S5 Spheres6 Single-bond equivalencies

Cahn-Ingold-Prelog nomenclature system

Sequence rules for order of priority

1 If the atoms in question are different the sequence order is by atomic number with theatom of highest atomic number receiving the highest priority

F lt Cl lt Br lt I

increasing priority

2 If two isotopes of the same element are present the isotope of higher mass receivesthe higher priority

H lt D

increasing priority73

5 If two atoms are identical the atomic numbers of the next atoms are used for priorityassignment If these atoms also have identical atoms attached to them priority isdetermined at the first point of difference along the chain The atom that has attached to itan atom of higher priority has the higher priority (Do not use the sums of the atomic numbersBut look for the single atom of highest priority)

74

6 Atoms attached by double or triple bond are given single-bond equivalencies so that theycan be treated like single-bonded groups in determining priority Each doubly bonded atom isduplicated (or triplicated for triple bonds)

R C

O

OH

Structure Equivalent for priority determination

R C

O

O

OH

C

R C N R C

N

N

NC

C

75

Konfiguraacutecioacutes izomeacuteriaUgyanaz a vaacutez konnektivitaacutes de elteacuterő teacuterbelielrendeződeacutes (valamilyen szimmetria-rendezőhoumlz valoacuteviszony)

Nem alakiacutethatoacutek egymaacutesba kovalens koumlteacutes elszakiacutetaacutesaeacutes uacutejrakeacutepződeacutese neacutelkuumll

optikai izomerek (optikai aktivitaacutes) R Sgeometriai izomerek cisz-transz E-Z

76

Konfiguraacutecioacutes diasztereomerekFizikai eacutes keacutemia tulajdonsaacutegaik elteacuternek

Konfiguraacutecioacutes enantiomerekFizikai eacutes keacutemiai tulajdonsaacutegaikazonosak kiveacutevebull azonos meacuterteacutekű de ellenteacutetesiraacutenyuacute optikai forgatoacutekeacutepesseacutegbull elteacuterő reaktivitaacutes maacutes kiraacutelis vegyuumlletekkel valoacute reakcioacuteban

C

C

Cl

Cl H

HC

C

H

Cl H

Cl

cisz-12-dikloacutereteacuten transz-12-dikloacutereteacuten

Br Cl

Cl BrF F

Cl Br

Br FF Cl

(R) (R) (S) (R)

CH

OHCH3CH2

CH3

CH

HOCH2CH3

CH3

CH

OHCH3CH2

CH3

CH

OHCH3

CH3CH2

180o-os forgataacutes

(R)-butaacuten-2-ol (S)-butaacuten-2-olfp 995 oC 995 oCd4

20 0808 0808nD

20 1397 1397[α]D

25 -1352o +1352o

(R)-butaacuten-2-ol (S)-butaacuten-2-ol

CH

OHCH3

CH3CH2

77

Elegykristaacutely

bullveacuteletlenszerűen tartalmazza mindkeacutet enantiomertbulla tiszta enantiomerek eacutes az enantiomer kevereacutekek tulajdonsaacutegai azonosak

Konglomeraacutetum

bullcsak az egyik vagy a maacutesik enantiomert tartalmazzabullaz enantiomerek mechanikusan is elkuumlloumlniacutethetők egymaacutestoacutel

Molekulavegyuumllet

bulla keacutet enantiomer a kristaacutelyban 11 araacutenyban fordul elő (raceacutem elegy)bulla raceacutem elegy eacutes az enantiomerek olvadaacutespontja kuumlloumlnboumlző

bullakiraacutelis koumlruumllmeacutenyek koumlzoumltt megegyező fizikai eacutes keacutemiai tulajdonsaacutegokbullkiraacutelis koumlruumllmeacutenyek koumlzoumltt elteacuterő (kiraacutelis molekulaacutek polarizaacutelt feacuteny)bullenantiomerek koumlzoumltti 3 fő koumllcsoumlnhataacutes

elegykristaacutely keacutepzeacuteskonglomeraacutetum keacutepzeacutesmolekulavegyuumllet keacutepzeacutes

Enantiomerek

78

Enantiomerek egyeacuteb kevereacutekeit az uacutegynevezett bdquoenantiomeric excessrdquo (ee) [enantiomerfelesleg] eacuterteacutekkel jellemezzuumlk (R) eacutes (S) a megfelelő enantiomerek mennyiseacutege a kevereacutekben

A komponensek mennyiseacutegeacutenek meghataacuterozaacutesaKiraacutelis oszlopkromatigraacutefia (enantiomerek elvaacutelasztaacutesa)NMR spektroszkoacutepia

ee =(R) - (S)(R) + (S) 100

Enantiomer felesleg

Az enantiomerfelesleg az aszimmetrikus szinteacutezis sikeresseacutegeacutenek egyikmeacuterőszaacutema Diasztereomerek kevereacuteke eseteacuten hasonloacute moacutedon definiaacuteljaacutek eacuteshasznaacuteljaacutek a diasztereomer felesleg eacutes a szaacutezaleacutekos diasztereomer feleslegfogalmaacutet

Egy 70 R eacutes 30 S izomert tartalmazoacute minta enantiomerfeleslege peacuteldaacuteul40 Ezt az anyagot uacutegy is tekinthetjuumlk mint 40 tiszta R izomer eacutes 60 raceacutemelegy (mely a teljes mennyiseacuteghez 30 R eacutes 30 S izomerrel jaacuterul hozzaacute)kevereacuteke 79

C

C

HOOC

HOOC

H

HOH

OH

S

R

C

C

HOOC

HOOC

OH

HH

OHR

RC

C

COOH

COOH

HO

HH

HOS

S

intramolekulaacuteristuumlkoumlrsiacutek

diasztereomerek diasztereomerek

enantiomerek

COOH

CH3H2NH

R

COOH

CH3 NH2H

S

enantiomerek

Enantiomerek eacutes diasztereomerek

80

C

NH2

COOHHH3C C

CH2SH

COOHH2NH

Ala Cys

Aacutebraacutezolja Fischer keacuteplettel az alaacutebbi perspektivikus keacuteplettel megadott aminosavakat

CH3

COOH

H2N H

CH2SH

COOH

H2N H

Ala Cys

S R

L L81

CNH2H

H3C

COOH

C

COOH

CH2SHH2NH

CCH3H

H2N

COOH

C

COOH

CH2SHHH2N

C

NH2

COOHHH3C

C

CH2SH

COOHH2NH

CH3

COOH

H2N H

CH2SH

COOH

H2N H

82

Enantiomerek eacutes mezo vegyuumlletek

Pszeudoaszimmetria

C

C

HOOC

HOOC

H

HOH

OH

S

R

C

C

HOOC

HOOC

OH

HH

OHR

RC

C

COOH

COOH

HO

HH

HOS

S

intramolekulaacuteristuumlkoumlrsiacutek

diasztereomerek diasztereomerek

enantiomerek

C

C

C

COOH

COOH

HO H

OHH

H OHR

R

C

C

C

COOH

COOH

H OH

HHO

HO HS

S

enantiomerek

optikailag aktiacutevak

C

C

C

COOH

COOH

H OH

OHH

H OHR

S

C

C

C

COOH

COOH

H OH

HHO

H OHR

S

optikailag inaktiacutevak

r s

83

COOH

COOH

COOHHOOC COOH

HOOC COOH

HOOC

mcisz transz transz

szerkezetiizomeacuteria

geometriaiizomeacuteria

optikai izomeacuteria

84

R

RHOH

akiraacutelisszeacutenatom

R

SHOH

rS

RHOH

s

RgtS r s

(S)

(S)

pszeudoaszimmetriaacutes szeacutenatom

akiraacutelis molekulamezo vegyuumllet

akiraacutelisC2 forgaacutesi szimmetriatengely

kiraacutelis

HOOC COOH

Br

m

HOOC COOH

m

HOOC

COOH

pro-pszeudoaszimmetriaacutes szeacutenatom

85

Kiraacutelis molekulaacutekon beluumll is sok esetben talaacutelhatoacute pszeudo-aszimmetriacentrum amennyiben a keacutet enantiomorf ligandum mellett tovaacutebbi aszimmetrikus ligandum is kapcsoloacutedik a centrumhoz (peacuteldaacuteul atropin eacutes szaacutermazeacutekai)

gytszptehuhudownloadindex16630

Oslash86

Mezo-forma a) mindig akiraacutelisb) mindig kell lennie kiraacutelis disztereomerjeacutenek is

gytszptehuhudownloadindex16630

C

C

HOOC

HOOC

H

HOH

OH

S

R

C

C

HOOC

HOOC

OH

HH

OHR

RC

C

COOH

COOH

HO

HH

HOS

S

intramolekulaacuteristuumlkoumlrsiacutek

diasztereomerek diasztereomerek

enantiomerek

Oslash87

gytszptehuhudownloadindex16630

A pszeudo-aszimmetriacentrumok konfiguraacutecioacutejaacuteban elteacuterő izomerekegymaacutessal diasztereoizomer viszonyban aacutellnak

rC

C

C

COOH

COOH

H OH

OHH

H OHR

S

sC

C

C

COOH

COOH

H OH

HHO

H OHR

S Oslash88

Geometriai izomeacuteria

kettős koumlteacutesű vegyuumlletekneacutelciklusos vegyuumlletekneacutel

C CH H

CH3H3CC C

H CH3

HH3C

Felteacutetel (olefinekneacutel) egy adott pilleacuteratomon nem lehet keacutet azonos helyettesiacutetőde adott kettőskoumlteacutes keacutet kuumlloumlnboumlző pilleacuteratomjaacuten lehet egy-egy azonos helyettesiacutető(de ezeknek sem kell szuumlkseacutegkeacuteppen azonosaknak lenniuumlk)

Alfa helyzetű szubsztituens Beacuteta helyzetű szubsztituens

Diasztereomerek

89

Configurational isomers

The particular arrangement of atoms (or goups) in space that is characteristic of a given streoisomer

The configurational isomers can not be transformed into each otherwithout breaking and making a covalent bond

- cis-trans Z-E designations geometric isomers- optical isomerism (cf chirality)

H COOH

H COOH

HOOC H

H COOH

Z E

Oslash90

The requirement for geometric isomerism in alkenes is that each carbon atom involvedin the pi bond have two different groups attached to it such as H and Cl or CH3 and Cl

C CH

H

CH2CH3

CH3

C CH

H

CH2CH3

CH3is the same as

C CCH3

H

CH2CH3

CH3

C CH

CH3

CH2CH3

CH3

geometric isomers

If one of the carbons of the double bond has two identical groups such as two H atomsor two CH3 groups the geometric isomerism is not possible

Z E

Higher priority atoms or groups are on the same side of the pi bond Z bdquotogetherrdquo

Higher priority atoms or groups are on opposite sides of the pi bond E bdquoacrossrdquo

(Look at the single atoms directly attached to the double-bond carbon C and not entire-CH2CH2CH3 group)

Oslash91

Cahn-Ingold-Prelog szekvenciaszabaacutelyokalkeacutenekre vonatkozoacutean

Toumlmegszaacutem

C CT

D

H

DE

Rendszaacutem

C CF

Cl

Br

IZ

Z gt E

E

ZZ C C

C

C

H

NC

C

C

H3C

H3C

CH3

HCH3

H

C CH

NC

C

C

CH3

CH3

H

H

Br

Br

E

R

S

RgtS (DgtL)

92

C CH

H3C

CH

CH

CH3

CH3

CH2

Z ltC

HCH3

CH3

C

H

C

C

H

H

HHH

H

C C

H H

H

C

H

C (C)

o

o

o

H

H(C)oo

o

C CH

H3C

CH

CH

CH3

CH2 Br

CH2

E

C

HCH3

CH2Br

C

H

C

H

H

HCBrH

H

gtC C

H H

H

C

H

C (C)

o

o

o

H

H(C)oo

o

(CON) adott atom ismeacutetelt megjeleniacuteteacutese ---o fantomatom

1 2 3C CCCH CHHH C C(C)CH C(C)HH

1 2 3C CCCH BrCHH gt CHHH C C(C)CH C(C)HH 93

transzE

ciszZ

C CH H

C CH

H

transzZ

ciszE

C CBr H

C CH

Br

Oslash94

Konformaacutecioacutes izomeacuteriaUgyanaz a vaacutez konnektivitaacutes de elteacuterő teacuterbelielrendeződeacutes (valamilyen szimmetria-rendezőhoumlz valoacuteviszony)

Kovalens koumlteacutes elszakiacutetaacutesa eacutes uacutejrakeacutepződeacutese neacutelkuumllegymaacutesba alakiacutethatoacutek

Rotaacutecioacutes izomeacuteriaKuumlloumlnboumlző konformaacutecioacute (konformerek rotamerek)

Axiaacutelis kiralitaacutes R SHelikaacutelis kiralitaacutes P M

95

C CCH3H3C

HHHH

C CCH3

CH3 HH

HH

Konformaacutecioacutes diasztereomerek

C CH

CH3 HCH3

HH C C

H

CH3 CH3H

HH

Konformaacutecioacutes enantiomerek

P M

96

szinperiplanaacuteris szinklinaacutelis antiklinaacutelis antiperiplanaacuteris antiklinaacutelis szinklinaacutelis

pszeudorotaacutecioacute

axiaacutelis ekvatoriaacutelis

Konformerek

kiraacutelis kiraacutelisakiraacutelis akiraacutelis

97

C CCH3

CH3 HH

HHC C

CH3H3C

HHHH

Konfiguraacutecioacutes diasztereomerek

Konformaacutecioacutes diasztereomerek

C CH H

CH3H3CCC

HH3C

H CH3

98

- huacutezaacutes (stretch)

- hajliacutetaacutes (bend)

- csavaraacutes (torsion)

O OH

Hr 1r 2

r 2

O OH

H

α

OH

OH

τ (φ)

Oslash99

O OH

H

HOOH

OOH

HE

α30 kcalmol

Hajliacutetaacutes bend

Huacutezaacutes (nyuacutejtaacutes) stretch

disszociaacutecioacute

E

r

~ 90 ~ 50 kcalmol

HOO + H

HO + HO

Oslash100

H

H

H

O OH

H

1 kcalmol

~ 10kcalmol

(torzioacutes szoumlg)τ

Newman projekcioacute

H H

0o 60o 180o 300o 360o

OO

H

H

HHH HH

Oslash101

CH2 CH2Y ZY = Z = H

Y = Z = CH3

etaacuten

n-butaacuten

300o 360o240o180o120o60o0o

0o120o- 60o-180o-240o-300o-360o-

oacutera jaacuteraacutesaacuteval megegyező

oacutera jaacuteraacutesaacuteval ellenteacutetes

ZY

Z

Y

ZY

Z

Y

Z

Y

ZYZY

syn antisynperiplanar synklinal antiklinal antiperiplanar antiklinal synklinal

102

CCH

H H

HH

HH H

H

H

H H

CCH

H H

H

H HH H

HH

HH

0o 120o 240o 360o

12 M

m

M12 M M

mm

Θ

M = m

E(Θ)

minimum

Maximum

103

HHH H

CH3CH3

HHH H

CH3CH3

H

HH H

CH3

CH3

E

0deg dieacutederes szoumlg

E szabadentalpia-kuumlloumlnbseacuteg

58

29

07

(kcal)

H H

H3CH CH3

H

H H

H3CH H

CH3

H3C CH3

H HH

H

CH3HH H

CH3H

060deg 120deg 180deg 240deg 300deg 360deg

szinperiplanaacuteris szinklinaacutelis antiklinaacutelis antiperiplanaacuteris antiklinaacutelis szinklinaacutelis104

∆G0 = G01 - G0

2

K = e∆G0

RT

∆G = - RT ln K∆G = ∆H - T∆S

∆H = 074

∆S = 2 K = 19

gauche ndash anti araacuteny

minden gauche konformerre keacutet anti forma jut K= [a][g] Oslash105

0o

0o

60o

60o

120o

120o

180o

180o

240o

240o

300o

300o 360o

360o

RELA

T

IacuteV

ENERGIA

ANTI EFFEKTUS

GAUCHE EFFEKTUS

EXTREacuteMGAUCHE

EFFEKTUS

H

H H

H H

H

CH3

H H

H H

CH3

TORZIOacuteS SZOumlG

ZY

Z

YZ

Y

Z

Y

ZY

ZY ZY

F

H H

OH

repulsions

F

H H

H 106

attractiveinteractions

orbitalinteractions

antiperiplanarposition

Anti-effect

107

repulsions

F

H H

OH

repulsions

F

H H

H

Extrem gauche effect

108

C-F

C-H

C-F

C-HC-C C-C

Oslash109

CikloalkaacutenokGyűrűfeszuumlltseacuteg

Hipotetikus planaacuteris rendszerek

Baeyer vegyeacuterteacutekszoumlg-deformaacutecioacute (angulaacuterisgyűrű feszuumlleacutes)

Pitzer anti-aacutellaacuteshoz keacutepesti energiatoumlbblet (torzioacutes feszuumlleacutes)

van der Waals nemkoumltő atomok szterikus koumllcsoumlnhataacutesa

Nem planaacuteris vegyuumlletek

CC C

C

C

boriacuteteacutek

C C C

C

Ctwist

pszeudorotaacutecioacute

CC

C C

V-alakuacute

CCC

CCC

szeacutek110

3 4 5 6 7 8 9 10Gyűrűtagszaacutem

Gyűrű

feszuumlleacutes

kcalmol

hataacutereacuterteacutek

111

Cl

H

H

H

Cl

H

H

Cl

H

H

Cl

H

Cl

H

H

H

H

Cl

mezo SS RR

cisz transz

Ciklopropaacuten

C

C

HOOC

HOOC

H

HOH

OH

S

R

C

C

HOOC

HOOC

OH

HH

OHR

RC

C

COOH

COOH

HO

HH

HOS

S

intramolekulaacuteristuumlkoumlrsiacutek

diasztereomerek diasztereomerek

enantiomerek 112

Ea(a e)

∆Ea+∆E

∆E

Ea(a e)

Z

Hkb 5szeacutek

ZH

kb 95szeacutek

kb 2 kcal

csavartkaacuted

csavartkaacuted

kaacuted

ZH

feacutelszeacutekfeacutelszeacutek

ZH

Ciklohexaacuten

113

A 3-3 nemszomszeacutedos szeacutenatom aacuteltal definiaacutelt siacutekokra

merőleges koumlteacutesiraacutenyok axiaacutelis

A toumlbbi koumlteacutes e keacutet siacutek koumlzoumltt van ekvatoriaacutelis

Pszeudorotaacutecioacute a gyűrűs vegyuumlletek konformerjei

szoumlgfeszuumlltseacuteg neacutelkuumll alakulnak egymaacutesba

114

transz 12-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

cisz 12-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

Z

H

Z

H Z

HZ

Ha

eae

Z

HZ

H

Z

H

Z

H

a

e

ae

115

transz 13-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

cisz 13-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

Z

HZ

H

Z

H Z

H

a

e ae

Z

HZ

HZ

H

Z

H

a

e

ae

116

H

Z

Z

H

H

Z Z

Ha

ea

e

transz 14-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

Z

HZ

H

H

Z

Z

Ha

ea

e

cisz 14-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

117

Oslash118

8 CO2 + 8 H2O

- 12483 kcalmol - 12468 kcalmol

15 kcalmol

CH3

CH3H

H

+ 12 O2

cisz-12-dimetilciklohexaacuten

CH3

H

H

CH3

transz-12-dimetilciklohexaacuten

+ 12 O2

119

Diszubsztituaacutelt ciklohexaacutenokszerkezeti izomerjeinek konformaacutecioacutes viszonyai

Szerkezeti izomer Geometriai izomercisz transz

12

14

ae aa

ea ee

13aa ae

ee ea

120

Oslash121

BrNH2

Br

NH23a 2b

NH2

Br

Br

NH24a 1b

NH2

Br

Br

NH2

1b 4a

NH2

Br

NH2

Br2b 3a

NH2

Br

Br

NH23b 2a

Br

NH2

BrNH24b 1a

Konformaacutecioacutes Konformaacutecioacutes

BrNH2 Br

NH2

1a 4b

Br

NH2

BrNH2

2a 3b

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesenantiomerek

Konfiguraacutecioacutesenantiomerek

diasztereomerek diasztereomerek

12-helyzetben kuumlloumlnboumlző helyettesiacutetőket tartalmazoacute ciklohexaacuten szaacutermazeacutekokkonfiguraacutecioacutes eacutes konformaacutecioacutes viszonyai

Oslash122

H

H

H

HH

H

H

H

Dekalin

cisz transz

123

transz-transz-transzanellaacutecioacute

cisz-transz-transzanellaacutecioacute

DC

BA

DC

BA

H H

R

H

H H

H

H

H

R

H H

DCBA

R

H

H

H

H

H

H

DCBA

R

H

H

H

H

H

H

CH3

CH3

CH3

CH3

Oslash124

A kiralitaacutes kialakulaacutesa eacutes bioloacutegiai jelentőseacutege

Kiraacutelis vegyuumlletek

termeacuteszetes aminosavak (elsősorban L konfiguraacutecioacute)peptidek enzimektermeacuteszetes szeacutenhidraacutetok (elsősorban D konfiguraacutecioacute)gyoacutegyszerek

Az első kiraacutelis vegyuumllet kialakulaacutesa

az elemi reacuteszek gyenge koumllcsoumlnhataacutesaacutenakiraacutenyfuumlggeacuteseacutevel van kapcsolatban

autokataliacutezis

a termeacuteszet nem tuumlkoumlrszimmetrikus (a termeacuteszet homokiraacutelis)

Oslash125

Az optikai aktivitaacuteseredete szeacutenhidraacutetokkiralitaacutescentrumaacutenakkieacutepuumlleacutese a termeacuteszetben

Oslash126

Oslash127

• Slide Number 1
• Slide Number 2
• Slide Number 3
• Slide Number 4
• Slide Number 5
• Slide Number 6
• Slide Number 7
• Izomeacuteria
• Slide Number 9
• Slide Number 10
• Slide Number 11
• Slide Number 12
• Slide Number 13
• Slide Number 14
• Slide Number 15
• Slide Number 16
• Slide Number 17
• Slide Number 18
• Szerkezeti izomeacuteria
• Slide Number 20
• Slide Number 21
• Slide Number 22
• Slide Number 23
• Slide Number 24
• A tautomeacuteria tiacutepusai
• Slide Number 26
• Slide Number 27
• Slide Number 28
• Slide Number 29
• Slide Number 30
• Sztereoizomeacuteria
• Slide Number 32
• Slide Number 33
• Slide Number 34
• Slide Number 35
• Slide Number 36
• Slide Number 37
• Slide Number 38
• Slide Number 39
• Slide Number 40
• Slide Number 41
• Slide Number 42
• Slide Number 43
• Slide Number 44
• Slide Number 45
• Slide Number 46
• Slide Number 47
• Tovaacutebbi kiralitaacutes tiacutepusok
• Slide Number 49
• Slide Number 50
• Slide Number 51
• Slide Number 52
• Slide Number 53
• Slide Number 54
• Slide Number 55
• Slide Number 56
• Slide Number 57
• Toumlbb kiralitaacuteskoumlzpont
• Slide Number 59
• Slide Number 60
• Slide Number 61
• Slide Number 62
• Slide Number 63
• Slide Number 64
• Slide Number 65
• Slide Number 66
• Slide Number 67
• Slide Number 68
• Slide Number 69
• Slide Number 70
• Slide Number 71
• Slide Number 72
• Slide Number 73
• Slide Number 74
• Slide Number 75
• Konfiguraacutecioacutes izomeacuteria
• Slide Number 77
• Slide Number 78
• Slide Number 79
• Slide Number 80
• Slide Number 81
• Slide Number 82
• Slide Number 83
• Slide Number 84
• Slide Number 85
• Slide Number 86
• Slide Number 87
• Slide Number 88
• Slide Number 89
• Slide Number 90
• Slide Number 91
• Slide Number 92
• Slide Number 93
• Slide Number 94
• Slide Number 95
• Slide Number 96
• Slide Number 97
• Slide Number 98
• Slide Number 99
• Slide Number 100
• Slide Number 101
• Slide Number 102
• Slide Number 103
• Slide Number 104
• Slide Number 105
• Slide Number 106
• Slide Number 107
• Slide Number 108
• Slide Number 109
• Slide Number 110
• Slide Number 111
• Slide Number 112
• Slide Number 113
• Slide Number 114
• Slide Number 115
• Slide Number 116
• Slide Number 117
• Slide Number 118
• Slide Number 119
• Slide Number 120
• Slide Number 121
• Slide Number 122
• Slide Number 123
• Slide Number 124
• Slide Number 125
• Slide Number 126
• Slide Number 127

A compound with the general formula CnH2n contains one double-bond equivalent ndasheither one double bond or one ring

CH3 CH2 CH CH2CH2 CH2

CH2 CH2

an alkane a cycloalkane

A compound with the general formula CnH2n-2 might have one triple bond two ringstwo double bonds or one ring plus one double bond We can say that the formulaCnH2n-2 represents a structure with two double-bond equivalents

Three of many possible structural isomers for C8H14

CH3 (CH2)5 C CH

one triple bond two rings

CH2CH3

one double bondand one ring

23

Tautomeacuteriaegy hidrogeacutenatom eacutes egy kettőskoumlteacutes helyzeteacuteben kuumlloumlnboumlznek ndash a hidrogeacutenatom

mozgeacutekony iacutegy gyors eacutes reverziacutebilis protoncsere valoacutesul meg

Protomeacuteria eacutes elektromeacuteria egyszerre van jelen

CH

HH

C

O

COOH C CH

H OH

COOH

Oxo-enol tautomerek

Tautomeacuteria

Kezelhető szerkezeti izomerkeacutent

24

A tautomeacuteria tiacutepusai

25

1) alacsonyabb pKa eacuterteacutek2) konjugaacutelt rendszer3) hidrogeacuten kelaacutet (6 elektron)

Oxo-enol tautomeacuteria

O OH

CH3H3C

H2C

H

C

O

CH3 H2C C CH3

O H

enoloxo

pKa 20

9999975 000025

F2C C

O H

CF3 F2C

H

C

O

CF3

OH O

H

CH3 C

O

CH C

O

CH3

H

CH3 C

O

CH C

O

CH3

H

pKa 9

20 80

200oC 3oacute

O

O

H

OH

O 26

NH2R C

Y Y

NHR C

H

Y= O S NR1

a)

b)

NH2

NHR1

R2N CNH

NHR1

R2HN CNH2

NR1

R2HN C

Savamid-imidsav eacutes rokon rendszerektautomeacuteriaacuteja

Guanidin-szaacutermazeacutek27

XH

N NH

X

Prototroacutepia (hetrociklusoknaacutel)

N NH

XH X

HN NH

X

HN NH

X

N NH

XH

HN N

XH

dominaacutens forma

28

α anomer izaacutecioacute

-D-Glcfβ-D-Glcfα

βO

OH

CH2OHHO OH

OHOH

O

OH

CH2OHHO

OH

HO

OHCHO

OHHOH2C

HO

β

D-Glcpβminus-D-Glcpα

α

OHOH2C

HOHO

OHOH

OHO

HOH2C

HOHO

OH

Gyűrű-laacutenc tautomeacuteria

De nem koumlzvetlenuumll

29

N OC

O

CH3N OC

O CH3

Szubsztituens tautomerizaacutecioacute

NN

N N N N

NN

N NN

N

Vegyeacuterteacutek izomerizaacutecioacute

Oslash30

Sztereoizomeacuteria

31

Sztereoizomeacuteria

Konfiguraacutecioacuteaz atomok koumllcsoumlnoumls teacuterbeli elrendeződeacutese az egyszereskoumlteacutesek koumlruumlli elfordulaacutest (aacuteltalaacuteban) nem veszi figyelembe

Konformaacutecioacuteegyszeres koumlteacutesek koumlruumlli elforgataacutes amelynek soraacuten konformerek joumlnnek leacutetre

Konfiguraacutecioacutes eacutes konformaacutecioacutesenantiomerekdiasztereomerek

32

COOH

COOH

mcisz transz transz

izomeacuteriageometriaiizomeacuteria

optikai izomeacuteria

COOHHOOC COOH

HOOC COOH

HOOC

poziacutecioacutes

SztereoizomeacuteriaSzerkezeti izomeacuteria

Helyzeti izomeacuteria

33

Enantiomerekegymaacutessal fedeacutesbe nem hozhatoacute tuumlkoumlrkeacutepi paacuterok

azonos internukleaacuteris taacutevolsaacutegkuumlloumlnboumlző csoportsorrend (konfiguraacutecioacute)

Diasztereomereknem enantiomerek (lehetnek akiraacutelisak is)nincsenek egymaacutessal tuumlkoumlrkeacutepi viszonyban

azonos oumlsszekapcsoltsaacutegkuumlloumlnboumlző internukleaacuteris taacutevolsaacuteg

34

C CH3C

Cl

C

H

CH3

BrH

C CCl

H3C

C

H

CH3

BrH

C CH3C

Cl

C

H

CH3

HBr

C CCl

H3C

C

H

CH3

HBr

E R

E S

Z R

Z S

Enantiomerek Enantiomerek

Diasztereomerek

Diasztereomerek

Diasztereomerek

Diasztereomerek

Oslash35

Kiraacutelis vegyuumlletek kiraacutelis koumllcsoumlnhataacutesok

termeacuteszetes aminosavak (főkeacutent L konfiguraacutecioacute)peptidek enzimek

termeacuteszetes szeacutenhidraacutetok (D konfiguraacutecioacute)

gyoacutegyszerek (sok esetben kiraacutelis molekulaacutek)

gyoacutegyszer-receptor koumllcsoumlnhataacutes

Sztereokeacutemia jelentőseacutege

Oslash36

Journal of

Chemical Education

ISSN 0021-9584

Volume 73 Number 6June 1996

Oslash37

Journal ofChemical Education

ISSN 0021-958413

Volume 73 Number 6June 199613

13

13

Oslash38

Kiralitaacutes

A kiraacutelis taacutergyak tuumlkoumlrkeacutepuumlkkel nem hozhatoacutek fedeacutesbe sem rotaacutecioacutes semtranszlaacutecioacutes mozgaacutessal (kiveacuteve a molekulaacuten beluumlli rotaacutecioacute lehetőseacutegeacutet)

A kiralitaacutes szerkezeti felteacutetelea taacutergynak ne legyen tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengelye

Tiacutepusok

Centraacutelis kiralitaacutes ndash sztereogeacuten centrum (R S D L)egy kiraacutelis (szeacuten)atomtoumlbb kiraacutelis szeacutenatom

Axiaacutelis kiralitaacutes ndash tengely koumlruumlli elhelyezkedeacutes (R S)alleacutenizomeacuteria spirovegyuumlletek atropizomeacuteria

Planaacuteris kiralitaacutes ndash siacutekhoz viszonyiacutetott helyzet (P pR M pS)csavart kaacutedak transz cikloalkeacuten

Helikaacutelis kiralitaacutes ndash nem siacutekbeli csavarvonalak (P M)alkaacuten konformerek (gauche antiklinaacutelis)heliceacutenek

39

Azonos minőseacutegi mennyiseacutegi oumlsszeteacutetel moacuteltoumlmeg konstituacutecioacute de kuumlloumlnboumlző teacuterbeli sorrend

Cl

F BrH

R S

Cl

FBrH

konfiguraacutecioacutejeloumlleacutes (+) (ndash) = d l D L R S

40

Azonos minőseacutegi mennyiseacutegi oumlsszeteacutetel moacuteltoumlmeg konstituacutecioacute de kuumlloumlnboumlző teacuterbeli sorrend

C

l

F

B

r

H

R

S

C

l

F

B

r

H

konfiguraacutecioacutejeloumlleacutes(+) (ndash) = d ld l R S

_1063020419

2

1

3

X4

1

X4

23

1

X4

32

(R) (S)

CC

2

1

3

I

BrCl

4F

2

1

3

OH

DT

4H C

OH

H

DT

(R)(S)

41

(R)

HCC

C CHH

HO H

CCC

H HC H

CHH3C

H

HH

H

H

C

Cl HH H

HH

1 4

3

2

1 oumlvezet2 oumlvezet

3 oumlvezet

4 oumlvezet

H

42

CH

OHCH3

CH3CH2

(R)-butaacuten-2-ol (S)-butaacuten-2-ol

180o-os forgataacutes

CH

OHCH3

CH3CH2

CH

OHCH3CH2

CH3

CH

HOCH2CH3

CH3

CH

OHCH3CH2

CH3

A kiralitaacutes az atomok egy pont (sztereogeacuten centrum kiralitaacutescentrum aszimmetriacentrum)koumlruumlli elrendeződeacuteseacutenek koumlvetkezmeacutenye A kiralitaacutest leacutetrehozoacute szerkezeti elemek elrendeződeacuteseegy koumlzpontra vonatkoztathatoacute Egy X centraacutelis atomhoz neacutegy kuumlloumlnboumlző ligandum kapcsoloacutedik a tuumlkoumlrkeacutepek nem hozhatoacutek fedeacutesbe a keacutet konfiguraacutecioacutes izomer enantiomer viszonyban van egymaacutessalSztereogeacuten centrum ndash Egy sp3 szeacutenatom (vagy maacutes atom) 4 kuumlloumlnboumlző ligandumot tartalmaz

Centraacutelis kiralitaacutes

43

Optikai izomeacuteria

Optikai izomerek olyan sztereoizomerek amelyek optikai forgatoacutekeacutepesseacutegbenkuumlloumlnboumlznek

Centraacutelis kiralitaacutes

Sztereogeacuten centrum aacutebraacutezolaacutesaperspektiacutevikus (teacuterszerkezeti)proiciaacutelt (vetiacutetett)

keacuteplettel (Fischer projekcioacute)

L

COOH

CH3H2NH

R

D

COOH

CH3 NH2H

S

intermolekulaacuteristuumlkoumlrsiacutek

COOH

CH3

H NH2

COOH

CH3

H2N H

44

Optikai aktivitaacutesAzok a vegyuumlletek melyek a siacutekban polarizaacutelt feacuteny siacutekjaacutet elforgatjaacutek optikailag aktiacutevakJobbra forgataacutes (oacuteramutatoacuteval azonos) jele (+) balra forgataacutes (oacuteramutatoacuteval ellenteacutetes) jele (-)

Azok a molekulaacutek keacutepesek optikai forgatoacutekeacutepesseacuteg leacutetrehozaacutesaacutera melyek mindenkonformaacutecioacuteja kiraacutelisHa egy kiraacutelis vegyuumlletnek csak egyik enantiomerje van jelen a vegyuumllet optikailag aktiacutev(elforgatja a polarizaacutelt feacuteny siacutekjaacutet) Ha a keacutet enantimer ekvimolaacuteris elegye (racemaacutet) van jelen a tuumlkoumlrkeacutepi paacuterok kompenzaacutecioacuteja miatt nincs makroszkoacutepikus forgataacutes

Oslash45

Fresnel elmeacutelete szerint a siacutekban polarizaacutelt feacuteny keacutet ellenteacutetes iraacutenyaacutebacirkulaacuterisan polarizaacutelt komponensből tevődik oumlssze Optikailag aktiacutev koumlzegbenaz egyik cirkulaacuteris komponens lassabban halad mint a maacutesik ezeacutert aztaacutenamikor kileacutepnek a koumlzegből eltoloacutedott faacutezisban oumlsszegeződnek uacutejra s eza polarizaacutecioacute siacutekjaacutenak elfordulaacutesaacuteban nyilvaacutenul meg Az optikailag aktiacutev anyagmolekulaacutei kuumlloumlnboumlző meacuterteacutekű koumllcsoumlnhataacutesba leacutepnek a jobbra eacutes a balracirkulaacuteris feacutenysugaacuterral A cirkulaacuterisan polaacuterozott feacuteny uacutegy jellemezhető hogya feacutenysugaacuter menteacuten az elektromaacutegneses teret leiacuteroacute elektromos eacutes maacutegnesesvektorok veacutegpontjai egy jobb vagy bal menetű csavarvonalon helyezkednek el

Optikai aktivitaacutes meacutereacutese

polarimetertube

Polarizerfixed Nicolprism

Plane-polarizedlight

Solution of opticallyactive material

Plane ofpolarizationhas undergonea rotation

Analyizermovable Nicolprism

ViewerUnpolarizedlight fromsource

Oslash46

siacutekban polarizaacutelt feacuteny

polarizaacuteloacute lencse (Nicol prizma)

normaacutel feacuteny

a)

b)

c)

x

z

z

z

siacutekban polaacuterozott feacuteny P eacutes M helicitaacutesuacutecirkulaacuterisan polaacuterozott feacuteny

minta

x

z

α

z

x

Oslash47

Tovaacutebbi kiralitaacutes tiacutepusok

48

Sztereogeacuten centrum jelenleacutete nem szuumlkseacuteges sem nem eleacutegseacuteges felteacutetele a kiralitaacutesnak

Nem szuumlkseacuteges peacuteldaacuteul axiaacutelis kiralitaacutes planaacuteris kiralitaacutes

Axiaacutelis kiralitaacutes A kiralitaacutes az atomok egy tengely koumlruumlli elrendeződeacuteseacutenek koumlvetkezmeacutenye

Alleacutenek kiralitaacutesa

Planaacuteris kiralitaacutes A kiralitaacutes az atomok egy siacutek koumlruumlli elhelyezkedeacuteseacutenek koumlvetkezmeacutenye

Helikaacutelis kiralitaacutes Csavarvonal (spiraacutelis) szerkezetű molekulaacutekPl DNS kettős heacutelixe polipeptidek kettős α-heacutelixe

C C CH

ClHCl CCC

H

ClHCl

COOH

CH3

CrOC

OCOC

CrCO

COCO

COOH

CH3

49

R S

HOOC

Br

COOH

Br6

2

6

2COOH

Br

HOOC

Br

tuumlkoumlrsiacutek

C

Br

COOHBr1

2

3 4

HOO c2COOH

Br

BrHOOC

c2

1

2

34

Atropizomeacuteria

50

Axiaacutelis kiralitaacutes

R-konfiguraacutecioacute

51

C CH

H3CC

H

CH3

CCH

CH3C

H

H3C

NH

HN

NH

NH

tuumlkoumlrsiacutek

Nem minden kiraacutelis molekula rendelkezik aszimmetria centrummal

52

Cukor Foszfor atom Oslash53

Konformaacutecioacutes enantiomerek

P M

Helikaacutelis kiralitaacutes

Konfiguraacutecioacutes enantiomerek

P M

Heptaheliceacuten n-Butaacuten

54

Oslash55

56

Feheacuterjeacutek teacuterszerkezete

Oslash

57

Nukleinsavak teacuterszerkezete

Oslash

Toumlbb kiralitaacuteskoumlzpont

58

Toumlbb aszimmetria centrumot tartalmazoacute vegyuumlleteklehetseacuteges sztereoizomereinek szaacutema

A nem enantiomeacuteria viszonyban aacutelloacute sztereoizomerek

diasztereomerek

Ha az n db aszimmetria centrum koumlzoumltt vannak azonosak a fuumlggetlen sztereoizomerek szaacutema lt 2n

mezo-forma nem kiraacutelis

2n

59

CH3CH3

HO H

OHHCH3

H3COHH

HO H

CH3CH3

HO H

HHOCH3

H3COHH

H OH

CH3CH3

HO H

OHH

180o forgataacutes

mezo-23-butaacutendioltuumlkoumlrkeacutepi paacuterok fedeacutesbe hozhatoacutek - akiraacutelis

(2R3R)-23-butaacutendiol (2S3S)-23-butaacutendiol

CH3 CH3

H HHO OH

Egyetlen sztereogeacuten centrumot tartalmazoacute molekula mindig kiraacutelis desztereogeacuten centrum jelenleacutete nem szuumlkseacuteges sem nem eleacutegseacuteges felteacutetele a kiralitaacutesnak

Nem eleacutegseacuteges toumlbb sztereogeacuten centrumot tartalmazoacute molekula lehet akiraacutelisPeacutelda

60

Nem minden olyan molekula kiraacutelis amely aszimmetria centrumokkal rendelkezik

Nem minden kiraacutelis molekula rendelkezik aszimmetria centrummal

axiaacutelis kiralitaacutes 13-diszubsztituaacutelt alleacuten planaacuteris kiralitaacutes spirovegyuumlletek koumlreacuteben

mezo vegyuumlletek cisz-12-azonosandiszubsztituaacutelt ciklopropaacuten

Oslash61

COOHH

HHOOC

CH3H

H3C HS2

COOH

HHO

H OH

COOH

S2

COOHH

HHOOC

HH

H H

borkősav

Newman (fűreacuteszbak) projekcioacuteKonformatiacutev

62

Fisher projekcioacuteval aacutebraacutezolt L- eacutes D-borkősav

mezo-borkotildesav

COOHCH OHCCOOH

OHH

COOHCHO HCCOOH

HHO

szotildelotildesav

COOHCH OHCCOOH

HHO

COOHCHO HCCOOH

OHH

L-(+)-borkotildesav D-(-)-borkotildesav

63

Oslash64

Cl

H

H

H

Cl

H

H

Cl

H

H

Cl

H

Cl

H

H

H

H

Cl

mezo SS RR

cisz transz

Nem minden olyan molekula kiraacutelis amely aszimmetria centrumokkal rendelkezik

65

Szimmeriaelemek(szimmetria azonos meacuteret)

Akkor mondjuk hogy egy taacutergy szimmetriaelemmel rendelkezik ha a megfelelőszimmetriaművelet (tuumlkroumlzeacutes forgataacutes inverzioacute) a taacutergyat az eredetivel fedeacutesbehozhatoacute alakzattaacute konvertaacutelja

Pontcsoport ndash meghataacuterozott taacutergyra vonatkozoacute szimmetriaműveletek oumlsszesseacutege

szimmetriasiacutek (σ) a molekulaacutet keacutet olyan feacutelre bontja amelyek egymaacutesnak pontostuumlkoumlrkeacutepei (Szimmetriasiacutekot tartalmazoacute molekula akiraacutelis de a siacutek hiaacutenya nem okozkiralitaacutest)

n-ed rendű forgaacutesi szimmetriatengely (Cn) a molekulaacutet a tengely koumlruumll 360degnszoumlggel elforgatva az eredetitől megkuumlloumlnboumlzhetetlen molekulaacutet kapunk

szimmetriacentrum (inverzioacutes centrum) (Ci) a molekula baacutermely elemeacutet aszimmetriacentrummal oumlsszekoumltve eacutes az ellenkező iraacutenyba azonos taacutevolsaacutegrameghosszabbiacutetva azonos elemhez jutunk (Szimmetriacentrumot tartalmazoacutemolekula akiraacutelis de hiaacutenya nem okoz kiralitaacutest)

n-ed rendű tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengely (Sn) a molekulaacutet 360degn szoumlggel elforgatvaeacutes a tengelyre merőleges siacutekra tuumlkroumlzve az eredetitől megkuumlloumlnboumlzhetetlenmolekulaacutet kapunk (Tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengelyt tartalmazoacute molekula akiraacutelishiaacutenyaacuteban a molekula kiraacutelis) 66

C CCH3

H

H

CH3180o C C

CH3

H

CH3

H360o

siacutek

tengely

siacutek

tengely

Keacutetfogaacutesuacute tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengely Egyfogaacutesuacute tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengely

Szimmetriacentrum Szimmetriasiacutek

Tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengelyValamely taacutergy akkor jellemezhető Sn azaz n-ed rendű tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengellyel ha annak baacutermely pontjaacutet a tengely koumlruumll 360n fokos szoumlggelelfordiacutetva eacutes a tengelyre merőlegesen fektetett siacutekon keresztuumll tuumlkroumlzve az eredetiobjektumot kapjuk meg (n szuumlkseacutegkeacuteppen paacuteros vagy 1)

Az S1-tengely szimmetriasiacutekkal (σ) az S2-tengely viszont szimmetriacentrummal (Ci) egyeneacuterteacutekű

A szimmetriacentrumon aacutethaladoacute baacutermely egyenesen a centrumtoacutel egyenlő taacutevolsaacutegban azonos elemek talaacutelhatoacutek

Akiraacutelis molekulaacutek

67

szimmetriasiacutek (m S1) forgaacutesi szimmetriatengely (Cn) szimmetriacentrum (Ci S2)

Szimmetrikus + +

Szimmetrikus + -

Koumlzeacuteppontosan - + szimmetrikus

Disszimetrikus - + - (kiraacutelis)

Aszimmetrikus - - - (kiraacutelis)

Szimmetriaelem művelet

Szimmetriasiacutek tuumlkroumlzeacutes

Szimmetriatengely forgataacutes

Szimmetriacentrum inverzioacute

Szimmetriaelem művelet

Azonossaacuteg vaacuteltozatlanulhagyaacutes

Tuumlkroumlzeacutesi forgataacutes eacutesszimmetriatengely (giroid) tengelyre merőleges

tuumlkroumlzeacutesOslash68

Oslash69

Oslash70

Oslash71

Oslash72

1 Atomic number2 Atomic mass3 Z gt E4 R gt S5 Spheres6 Single-bond equivalencies

Cahn-Ingold-Prelog nomenclature system

Sequence rules for order of priority

1 If the atoms in question are different the sequence order is by atomic number with theatom of highest atomic number receiving the highest priority

F lt Cl lt Br lt I

increasing priority

2 If two isotopes of the same element are present the isotope of higher mass receivesthe higher priority

H lt D

increasing priority73

5 If two atoms are identical the atomic numbers of the next atoms are used for priorityassignment If these atoms also have identical atoms attached to them priority isdetermined at the first point of difference along the chain The atom that has attached to itan atom of higher priority has the higher priority (Do not use the sums of the atomic numbersBut look for the single atom of highest priority)

74

6 Atoms attached by double or triple bond are given single-bond equivalencies so that theycan be treated like single-bonded groups in determining priority Each doubly bonded atom isduplicated (or triplicated for triple bonds)

R C

O

OH

Structure Equivalent for priority determination

R C

O

O

OH

C

R C N R C

N

N

NC

C

75

Konfiguraacutecioacutes izomeacuteriaUgyanaz a vaacutez konnektivitaacutes de elteacuterő teacuterbelielrendeződeacutes (valamilyen szimmetria-rendezőhoumlz valoacuteviszony)

Nem alakiacutethatoacutek egymaacutesba kovalens koumlteacutes elszakiacutetaacutesaeacutes uacutejrakeacutepződeacutese neacutelkuumll

optikai izomerek (optikai aktivitaacutes) R Sgeometriai izomerek cisz-transz E-Z

76

Konfiguraacutecioacutes diasztereomerekFizikai eacutes keacutemia tulajdonsaacutegaik elteacuternek

Konfiguraacutecioacutes enantiomerekFizikai eacutes keacutemiai tulajdonsaacutegaikazonosak kiveacutevebull azonos meacuterteacutekű de ellenteacutetesiraacutenyuacute optikai forgatoacutekeacutepesseacutegbull elteacuterő reaktivitaacutes maacutes kiraacutelis vegyuumlletekkel valoacute reakcioacuteban

C

C

Cl

Cl H

HC

C

H

Cl H

Cl

cisz-12-dikloacutereteacuten transz-12-dikloacutereteacuten

Br Cl

Cl BrF F

Cl Br

Br FF Cl

(R) (R) (S) (R)

CH

OHCH3CH2

CH3

CH

HOCH2CH3

CH3

CH

OHCH3CH2

CH3

CH

OHCH3

CH3CH2

180o-os forgataacutes

(R)-butaacuten-2-ol (S)-butaacuten-2-olfp 995 oC 995 oCd4

20 0808 0808nD

20 1397 1397[α]D

25 -1352o +1352o

(R)-butaacuten-2-ol (S)-butaacuten-2-ol

CH

OHCH3

CH3CH2

77

Elegykristaacutely

bullveacuteletlenszerűen tartalmazza mindkeacutet enantiomertbulla tiszta enantiomerek eacutes az enantiomer kevereacutekek tulajdonsaacutegai azonosak

Konglomeraacutetum

bullcsak az egyik vagy a maacutesik enantiomert tartalmazzabullaz enantiomerek mechanikusan is elkuumlloumlniacutethetők egymaacutestoacutel

Molekulavegyuumllet

bulla keacutet enantiomer a kristaacutelyban 11 araacutenyban fordul elő (raceacutem elegy)bulla raceacutem elegy eacutes az enantiomerek olvadaacutespontja kuumlloumlnboumlző

bullakiraacutelis koumlruumllmeacutenyek koumlzoumltt megegyező fizikai eacutes keacutemiai tulajdonsaacutegokbullkiraacutelis koumlruumllmeacutenyek koumlzoumltt elteacuterő (kiraacutelis molekulaacutek polarizaacutelt feacuteny)bullenantiomerek koumlzoumltti 3 fő koumllcsoumlnhataacutes

elegykristaacutely keacutepzeacuteskonglomeraacutetum keacutepzeacutesmolekulavegyuumllet keacutepzeacutes

Enantiomerek

78

Enantiomerek egyeacuteb kevereacutekeit az uacutegynevezett bdquoenantiomeric excessrdquo (ee) [enantiomerfelesleg] eacuterteacutekkel jellemezzuumlk (R) eacutes (S) a megfelelő enantiomerek mennyiseacutege a kevereacutekben

A komponensek mennyiseacutegeacutenek meghataacuterozaacutesaKiraacutelis oszlopkromatigraacutefia (enantiomerek elvaacutelasztaacutesa)NMR spektroszkoacutepia

ee =(R) - (S)(R) + (S) 100

Enantiomer felesleg

Az enantiomerfelesleg az aszimmetrikus szinteacutezis sikeresseacutegeacutenek egyikmeacuterőszaacutema Diasztereomerek kevereacuteke eseteacuten hasonloacute moacutedon definiaacuteljaacutek eacuteshasznaacuteljaacutek a diasztereomer felesleg eacutes a szaacutezaleacutekos diasztereomer feleslegfogalmaacutet

Egy 70 R eacutes 30 S izomert tartalmazoacute minta enantiomerfeleslege peacuteldaacuteul40 Ezt az anyagot uacutegy is tekinthetjuumlk mint 40 tiszta R izomer eacutes 60 raceacutemelegy (mely a teljes mennyiseacuteghez 30 R eacutes 30 S izomerrel jaacuterul hozzaacute)kevereacuteke 79

C

C

HOOC

HOOC

H

HOH

OH

S

R

C

C

HOOC

HOOC

OH

HH

OHR

RC

C

COOH

COOH

HO

HH

HOS

S

intramolekulaacuteristuumlkoumlrsiacutek

diasztereomerek diasztereomerek

enantiomerek

COOH

CH3H2NH

R

COOH

CH3 NH2H

S

enantiomerek

Enantiomerek eacutes diasztereomerek

80

C

NH2

COOHHH3C C

CH2SH

COOHH2NH

Ala Cys

Aacutebraacutezolja Fischer keacuteplettel az alaacutebbi perspektivikus keacuteplettel megadott aminosavakat

CH3

COOH

H2N H

CH2SH

COOH

H2N H

Ala Cys

S R

L L81

CNH2H

H3C

COOH

C

COOH

CH2SHH2NH

CCH3H

H2N

COOH

C

COOH

CH2SHHH2N

C

NH2

COOHHH3C

C

CH2SH

COOHH2NH

CH3

COOH

H2N H

CH2SH

COOH

H2N H

82

Enantiomerek eacutes mezo vegyuumlletek

Pszeudoaszimmetria

C

C

HOOC

HOOC

H

HOH

OH

S

R

C

C

HOOC

HOOC

OH

HH

OHR

RC

C

COOH

COOH

HO

HH

HOS

S

intramolekulaacuteristuumlkoumlrsiacutek

diasztereomerek diasztereomerek

enantiomerek

C

C

C

COOH

COOH

HO H

OHH

H OHR

R

C

C

C

COOH

COOH

H OH

HHO

HO HS

S

enantiomerek

optikailag aktiacutevak

C

C

C

COOH

COOH

H OH

OHH

H OHR

S

C

C

C

COOH

COOH

H OH

HHO

H OHR

S

optikailag inaktiacutevak

r s

83

COOH

COOH

COOHHOOC COOH

HOOC COOH

HOOC

mcisz transz transz

szerkezetiizomeacuteria

geometriaiizomeacuteria

optikai izomeacuteria

84

R

RHOH

akiraacutelisszeacutenatom

R

SHOH

rS

RHOH

s

RgtS r s

(S)

(S)

pszeudoaszimmetriaacutes szeacutenatom

akiraacutelis molekulamezo vegyuumllet

akiraacutelisC2 forgaacutesi szimmetriatengely

kiraacutelis

HOOC COOH

Br

m

HOOC COOH

m

HOOC

COOH

pro-pszeudoaszimmetriaacutes szeacutenatom

85

Kiraacutelis molekulaacutekon beluumll is sok esetben talaacutelhatoacute pszeudo-aszimmetriacentrum amennyiben a keacutet enantiomorf ligandum mellett tovaacutebbi aszimmetrikus ligandum is kapcsoloacutedik a centrumhoz (peacuteldaacuteul atropin eacutes szaacutermazeacutekai)

gytszptehuhudownloadindex16630

Oslash86

Mezo-forma a) mindig akiraacutelisb) mindig kell lennie kiraacutelis disztereomerjeacutenek is

gytszptehuhudownloadindex16630

C

C

HOOC

HOOC

H

HOH

OH

S

R

C

C

HOOC

HOOC

OH

HH

OHR

RC

C

COOH

COOH

HO

HH

HOS

S

intramolekulaacuteristuumlkoumlrsiacutek

diasztereomerek diasztereomerek

enantiomerek

Oslash87

gytszptehuhudownloadindex16630

A pszeudo-aszimmetriacentrumok konfiguraacutecioacutejaacuteban elteacuterő izomerekegymaacutessal diasztereoizomer viszonyban aacutellnak

rC

C

C

COOH

COOH

H OH

OHH

H OHR

S

sC

C

C

COOH

COOH

H OH

HHO

H OHR

S Oslash88

Geometriai izomeacuteria

kettős koumlteacutesű vegyuumlletekneacutelciklusos vegyuumlletekneacutel

C CH H

CH3H3CC C

H CH3

HH3C

Felteacutetel (olefinekneacutel) egy adott pilleacuteratomon nem lehet keacutet azonos helyettesiacutetőde adott kettőskoumlteacutes keacutet kuumlloumlnboumlző pilleacuteratomjaacuten lehet egy-egy azonos helyettesiacutető(de ezeknek sem kell szuumlkseacutegkeacuteppen azonosaknak lenniuumlk)

Alfa helyzetű szubsztituens Beacuteta helyzetű szubsztituens

Diasztereomerek

89

Configurational isomers

The particular arrangement of atoms (or goups) in space that is characteristic of a given streoisomer

The configurational isomers can not be transformed into each otherwithout breaking and making a covalent bond

- cis-trans Z-E designations geometric isomers- optical isomerism (cf chirality)

H COOH

H COOH

HOOC H

H COOH

Z E

Oslash90

The requirement for geometric isomerism in alkenes is that each carbon atom involvedin the pi bond have two different groups attached to it such as H and Cl or CH3 and Cl

C CH

H

CH2CH3

CH3

C CH

H

CH2CH3

CH3is the same as

C CCH3

H

CH2CH3

CH3

C CH

CH3

CH2CH3

CH3

geometric isomers

If one of the carbons of the double bond has two identical groups such as two H atomsor two CH3 groups the geometric isomerism is not possible

Z E

Higher priority atoms or groups are on the same side of the pi bond Z bdquotogetherrdquo

Higher priority atoms or groups are on opposite sides of the pi bond E bdquoacrossrdquo

(Look at the single atoms directly attached to the double-bond carbon C and not entire-CH2CH2CH3 group)

Oslash91

Cahn-Ingold-Prelog szekvenciaszabaacutelyokalkeacutenekre vonatkozoacutean

Toumlmegszaacutem

C CT

D

H

DE

Rendszaacutem

C CF

Cl

Br

IZ

Z gt E

E

ZZ C C

C

C

H

NC

C

C

H3C

H3C

CH3

HCH3

H

C CH

NC

C

C

CH3

CH3

H

H

Br

Br

E

R

S

RgtS (DgtL)

92

C CH

H3C

CH

CH

CH3

CH3

CH2

Z ltC

HCH3

CH3

C

H

C

C

H

H

HHH

H

C C

H H

H

C

H

C (C)

o

o

o

H

H(C)oo

o

C CH

H3C

CH

CH

CH3

CH2 Br

CH2

E

C

HCH3

CH2Br

C

H

C

H

H

HCBrH

H

gtC C

H H

H

C

H

C (C)

o

o

o

H

H(C)oo

o

(CON) adott atom ismeacutetelt megjeleniacuteteacutese ---o fantomatom

1 2 3C CCCH CHHH C C(C)CH C(C)HH

1 2 3C CCCH BrCHH gt CHHH C C(C)CH C(C)HH 93

transzE

ciszZ

C CH H

C CH

H

transzZ

ciszE

C CBr H

C CH

Br

Oslash94

Konformaacutecioacutes izomeacuteriaUgyanaz a vaacutez konnektivitaacutes de elteacuterő teacuterbelielrendeződeacutes (valamilyen szimmetria-rendezőhoumlz valoacuteviszony)

Kovalens koumlteacutes elszakiacutetaacutesa eacutes uacutejrakeacutepződeacutese neacutelkuumllegymaacutesba alakiacutethatoacutek

Rotaacutecioacutes izomeacuteriaKuumlloumlnboumlző konformaacutecioacute (konformerek rotamerek)

Axiaacutelis kiralitaacutes R SHelikaacutelis kiralitaacutes P M

95

C CCH3H3C

HHHH

C CCH3

CH3 HH

HH

Konformaacutecioacutes diasztereomerek

C CH

CH3 HCH3

HH C C

H

CH3 CH3H

HH

Konformaacutecioacutes enantiomerek

P M

96

szinperiplanaacuteris szinklinaacutelis antiklinaacutelis antiperiplanaacuteris antiklinaacutelis szinklinaacutelis

pszeudorotaacutecioacute

axiaacutelis ekvatoriaacutelis

Konformerek

kiraacutelis kiraacutelisakiraacutelis akiraacutelis

97

C CCH3

CH3 HH

HHC C

CH3H3C

HHHH

Konfiguraacutecioacutes diasztereomerek

Konformaacutecioacutes diasztereomerek

C CH H

CH3H3CCC

HH3C

H CH3

98

- huacutezaacutes (stretch)

- hajliacutetaacutes (bend)

- csavaraacutes (torsion)

O OH

Hr 1r 2

r 2

O OH

H

α

OH

OH

τ (φ)

Oslash99

O OH

H

HOOH

OOH

HE

α30 kcalmol

Hajliacutetaacutes bend

Huacutezaacutes (nyuacutejtaacutes) stretch

disszociaacutecioacute

E

r

~ 90 ~ 50 kcalmol

HOO + H

HO + HO

Oslash100

H

H

H

O OH

H

1 kcalmol

~ 10kcalmol

(torzioacutes szoumlg)τ

Newman projekcioacute

H H

0o 60o 180o 300o 360o

OO

H

H

HHH HH

Oslash101

CH2 CH2Y ZY = Z = H

Y = Z = CH3

etaacuten

n-butaacuten

300o 360o240o180o120o60o0o

0o120o- 60o-180o-240o-300o-360o-

oacutera jaacuteraacutesaacuteval megegyező

oacutera jaacuteraacutesaacuteval ellenteacutetes

ZY

Z

Y

ZY

Z

Y

Z

Y

ZYZY

syn antisynperiplanar synklinal antiklinal antiperiplanar antiklinal synklinal

102

CCH

H H

HH

HH H

H

H

H H

CCH

H H

H

H HH H

HH

HH

0o 120o 240o 360o

12 M

m

M12 M M

mm

Θ

M = m

E(Θ)

minimum

Maximum

103

HHH H

CH3CH3

HHH H

CH3CH3

H

HH H

CH3

CH3

E

0deg dieacutederes szoumlg

E szabadentalpia-kuumlloumlnbseacuteg

58

29

07

(kcal)

H H

H3CH CH3

H

H H

H3CH H

CH3

H3C CH3

H HH

H

CH3HH H

CH3H

060deg 120deg 180deg 240deg 300deg 360deg

szinperiplanaacuteris szinklinaacutelis antiklinaacutelis antiperiplanaacuteris antiklinaacutelis szinklinaacutelis104

∆G0 = G01 - G0

2

K = e∆G0

RT

∆G = - RT ln K∆G = ∆H - T∆S

∆H = 074

∆S = 2 K = 19

gauche ndash anti araacuteny

minden gauche konformerre keacutet anti forma jut K= [a][g] Oslash105

0o

0o

60o

60o

120o

120o

180o

180o

240o

240o

300o

300o 360o

360o

RELA

T

IacuteV

ENERGIA

ANTI EFFEKTUS

GAUCHE EFFEKTUS

EXTREacuteMGAUCHE

EFFEKTUS

H

H H

H H

H

CH3

H H

H H

CH3

TORZIOacuteS SZOumlG

ZY

Z

YZ

Y

Z

Y

ZY

ZY ZY

F

H H

OH

repulsions

F

H H

H 106

attractiveinteractions

orbitalinteractions

antiperiplanarposition

Anti-effect

107

repulsions

F

H H

OH

repulsions

F

H H

H

Extrem gauche effect

108

C-F

C-H

C-F

C-HC-C C-C

Oslash109

CikloalkaacutenokGyűrűfeszuumlltseacuteg

Hipotetikus planaacuteris rendszerek

Baeyer vegyeacuterteacutekszoumlg-deformaacutecioacute (angulaacuterisgyűrű feszuumlleacutes)

Pitzer anti-aacutellaacuteshoz keacutepesti energiatoumlbblet (torzioacutes feszuumlleacutes)

van der Waals nemkoumltő atomok szterikus koumllcsoumlnhataacutesa

Nem planaacuteris vegyuumlletek

CC C

C

C

boriacuteteacutek

C C C

C

Ctwist

pszeudorotaacutecioacute

CC

C C

V-alakuacute

CCC

CCC

szeacutek110

3 4 5 6 7 8 9 10Gyűrűtagszaacutem

Gyűrű

feszuumlleacutes

kcalmol

hataacutereacuterteacutek

111

Cl

H

H

H

Cl

H

H

Cl

H

H

Cl

H

Cl

H

H

H

H

Cl

mezo SS RR

cisz transz

Ciklopropaacuten

C

C

HOOC

HOOC

H

HOH

OH

S

R

C

C

HOOC

HOOC

OH

HH

OHR

RC

C

COOH

COOH

HO

HH

HOS

S

intramolekulaacuteristuumlkoumlrsiacutek

diasztereomerek diasztereomerek

enantiomerek 112

Ea(a e)

∆Ea+∆E

∆E

Ea(a e)

Z

Hkb 5szeacutek

ZH

kb 95szeacutek

kb 2 kcal

csavartkaacuted

csavartkaacuted

kaacuted

ZH

feacutelszeacutekfeacutelszeacutek

ZH

Ciklohexaacuten

113

A 3-3 nemszomszeacutedos szeacutenatom aacuteltal definiaacutelt siacutekokra

merőleges koumlteacutesiraacutenyok axiaacutelis

A toumlbbi koumlteacutes e keacutet siacutek koumlzoumltt van ekvatoriaacutelis

Pszeudorotaacutecioacute a gyűrűs vegyuumlletek konformerjei

szoumlgfeszuumlltseacuteg neacutelkuumll alakulnak egymaacutesba

114

transz 12-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

cisz 12-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

Z

H

Z

H Z

HZ

Ha

eae

Z

HZ

H

Z

H

Z

H

a

e

ae

115

transz 13-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

cisz 13-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

Z

HZ

H

Z

H Z

H

a

e ae

Z

HZ

HZ

H

Z

H

a

e

ae

116

H

Z

Z

H

H

Z Z

Ha

ea

e

transz 14-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

Z

HZ

H

H

Z

Z

Ha

ea

e

cisz 14-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

117

Oslash118

8 CO2 + 8 H2O

- 12483 kcalmol - 12468 kcalmol

15 kcalmol

CH3

CH3H

H

+ 12 O2

cisz-12-dimetilciklohexaacuten

CH3

H

H

CH3

transz-12-dimetilciklohexaacuten

+ 12 O2

119

Diszubsztituaacutelt ciklohexaacutenokszerkezeti izomerjeinek konformaacutecioacutes viszonyai

Szerkezeti izomer Geometriai izomercisz transz

12

14

ae aa

ea ee

13aa ae

ee ea

120

Oslash121

BrNH2

Br

NH23a 2b

NH2

Br

Br

NH24a 1b

NH2

Br

Br

NH2

1b 4a

NH2

Br

NH2

Br2b 3a

NH2

Br

Br

NH23b 2a

Br

NH2

BrNH24b 1a

Konformaacutecioacutes Konformaacutecioacutes

BrNH2 Br

NH2

1a 4b

Br

NH2

BrNH2

2a 3b

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesenantiomerek

Konfiguraacutecioacutesenantiomerek

diasztereomerek diasztereomerek

12-helyzetben kuumlloumlnboumlző helyettesiacutetőket tartalmazoacute ciklohexaacuten szaacutermazeacutekokkonfiguraacutecioacutes eacutes konformaacutecioacutes viszonyai

Oslash122

H

H

H

HH

H

H

H

Dekalin

cisz transz

123

transz-transz-transzanellaacutecioacute

cisz-transz-transzanellaacutecioacute

DC

BA

DC

BA

H H

R

H

H H

H

H

H

R

H H

DCBA

R

H

H

H

H

H

H

DCBA

R

H

H

H

H

H

H

CH3

CH3

CH3

CH3

Oslash124

A kiralitaacutes kialakulaacutesa eacutes bioloacutegiai jelentőseacutege

Kiraacutelis vegyuumlletek

termeacuteszetes aminosavak (elsősorban L konfiguraacutecioacute)peptidek enzimektermeacuteszetes szeacutenhidraacutetok (elsősorban D konfiguraacutecioacute)gyoacutegyszerek

Az első kiraacutelis vegyuumllet kialakulaacutesa

az elemi reacuteszek gyenge koumllcsoumlnhataacutesaacutenakiraacutenyfuumlggeacuteseacutevel van kapcsolatban

autokataliacutezis

a termeacuteszet nem tuumlkoumlrszimmetrikus (a termeacuteszet homokiraacutelis)

Oslash125

Az optikai aktivitaacuteseredete szeacutenhidraacutetokkiralitaacutescentrumaacutenakkieacutepuumlleacutese a termeacuteszetben

Oslash126

Oslash127

• Slide Number 1
• Slide Number 2
• Slide Number 3
• Slide Number 4
• Slide Number 5
• Slide Number 6
• Slide Number 7
• Izomeacuteria
• Slide Number 9
• Slide Number 10
• Slide Number 11
• Slide Number 12
• Slide Number 13
• Slide Number 14
• Slide Number 15
• Slide Number 16
• Slide Number 17
• Slide Number 18
• Szerkezeti izomeacuteria
• Slide Number 20
• Slide Number 21
• Slide Number 22
• Slide Number 23
• Slide Number 24
• A tautomeacuteria tiacutepusai
• Slide Number 26
• Slide Number 27
• Slide Number 28
• Slide Number 29
• Slide Number 30
• Sztereoizomeacuteria
• Slide Number 32
• Slide Number 33
• Slide Number 34
• Slide Number 35
• Slide Number 36
• Slide Number 37
• Slide Number 38
• Slide Number 39
• Slide Number 40
• Slide Number 41
• Slide Number 42
• Slide Number 43
• Slide Number 44
• Slide Number 45
• Slide Number 46
• Slide Number 47
• Tovaacutebbi kiralitaacutes tiacutepusok
• Slide Number 49
• Slide Number 50
• Slide Number 51
• Slide Number 52
• Slide Number 53
• Slide Number 54
• Slide Number 55
• Slide Number 56
• Slide Number 57
• Toumlbb kiralitaacuteskoumlzpont
• Slide Number 59
• Slide Number 60
• Slide Number 61
• Slide Number 62
• Slide Number 63
• Slide Number 64
• Slide Number 65
• Slide Number 66
• Slide Number 67
• Slide Number 68
• Slide Number 69
• Slide Number 70
• Slide Number 71
• Slide Number 72
• Slide Number 73
• Slide Number 74
• Slide Number 75
• Konfiguraacutecioacutes izomeacuteria
• Slide Number 77
• Slide Number 78
• Slide Number 79
• Slide Number 80
• Slide Number 81
• Slide Number 82
• Slide Number 83
• Slide Number 84
• Slide Number 85
• Slide Number 86
• Slide Number 87
• Slide Number 88
• Slide Number 89
• Slide Number 90
• Slide Number 91
• Slide Number 92
• Slide Number 93
• Slide Number 94
• Slide Number 95
• Slide Number 96
• Slide Number 97
• Slide Number 98
• Slide Number 99
• Slide Number 100
• Slide Number 101
• Slide Number 102
• Slide Number 103
• Slide Number 104
• Slide Number 105
• Slide Number 106
• Slide Number 107
• Slide Number 108
• Slide Number 109
• Slide Number 110
• Slide Number 111
• Slide Number 112
• Slide Number 113
• Slide Number 114
• Slide Number 115
• Slide Number 116
• Slide Number 117
• Slide Number 118
• Slide Number 119
• Slide Number 120
• Slide Number 121
• Slide Number 122
• Slide Number 123
• Slide Number 124
• Slide Number 125
• Slide Number 126
• Slide Number 127

Tautomeacuteriaegy hidrogeacutenatom eacutes egy kettőskoumlteacutes helyzeteacuteben kuumlloumlnboumlznek ndash a hidrogeacutenatom

mozgeacutekony iacutegy gyors eacutes reverziacutebilis protoncsere valoacutesul meg

Protomeacuteria eacutes elektromeacuteria egyszerre van jelen

CH

HH

C

O

COOH C CH

H OH

COOH

Oxo-enol tautomerek

Tautomeacuteria

Kezelhető szerkezeti izomerkeacutent

24

A tautomeacuteria tiacutepusai

25

1) alacsonyabb pKa eacuterteacutek2) konjugaacutelt rendszer3) hidrogeacuten kelaacutet (6 elektron)

Oxo-enol tautomeacuteria

O OH

CH3H3C

H2C

H

C

O

CH3 H2C C CH3

O H

enoloxo

pKa 20

9999975 000025

F2C C

O H

CF3 F2C

H

C

O

CF3

OH O

H

CH3 C

O

CH C

O

CH3

H

CH3 C

O

CH C

O

CH3

H

pKa 9

20 80

200oC 3oacute

O

O

H

OH

O 26

NH2R C

Y Y

NHR C

H

Y= O S NR1

a)

b)

NH2

NHR1

R2N CNH

NHR1

R2HN CNH2

NR1

R2HN C

Savamid-imidsav eacutes rokon rendszerektautomeacuteriaacuteja

Guanidin-szaacutermazeacutek27

XH

N NH

X

Prototroacutepia (hetrociklusoknaacutel)

N NH

XH X

HN NH

X

HN NH

X

N NH

XH

HN N

XH

dominaacutens forma

28

α anomer izaacutecioacute

-D-Glcfβ-D-Glcfα

βO

OH

CH2OHHO OH

OHOH

O

OH

CH2OHHO

OH

HO

OHCHO

OHHOH2C

HO

β

D-Glcpβminus-D-Glcpα

α

OHOH2C

HOHO

OHOH

OHO

HOH2C

HOHO

OH

Gyűrű-laacutenc tautomeacuteria

De nem koumlzvetlenuumll

29

N OC

O

CH3N OC

O CH3

Szubsztituens tautomerizaacutecioacute

NN

N N N N

NN

N NN

N

Vegyeacuterteacutek izomerizaacutecioacute

Oslash30

Sztereoizomeacuteria

31

Sztereoizomeacuteria

Konfiguraacutecioacuteaz atomok koumllcsoumlnoumls teacuterbeli elrendeződeacutese az egyszereskoumlteacutesek koumlruumlli elfordulaacutest (aacuteltalaacuteban) nem veszi figyelembe

Konformaacutecioacuteegyszeres koumlteacutesek koumlruumlli elforgataacutes amelynek soraacuten konformerek joumlnnek leacutetre

Konfiguraacutecioacutes eacutes konformaacutecioacutesenantiomerekdiasztereomerek

32

COOH

COOH

mcisz transz transz

izomeacuteriageometriaiizomeacuteria

optikai izomeacuteria

COOHHOOC COOH

HOOC COOH

HOOC

poziacutecioacutes

SztereoizomeacuteriaSzerkezeti izomeacuteria

Helyzeti izomeacuteria

33

Enantiomerekegymaacutessal fedeacutesbe nem hozhatoacute tuumlkoumlrkeacutepi paacuterok

azonos internukleaacuteris taacutevolsaacutegkuumlloumlnboumlző csoportsorrend (konfiguraacutecioacute)

Diasztereomereknem enantiomerek (lehetnek akiraacutelisak is)nincsenek egymaacutessal tuumlkoumlrkeacutepi viszonyban

azonos oumlsszekapcsoltsaacutegkuumlloumlnboumlző internukleaacuteris taacutevolsaacuteg

34

C CH3C

Cl

C

H

CH3

BrH

C CCl

H3C

C

H

CH3

BrH

C CH3C

Cl

C

H

CH3

HBr

C CCl

H3C

C

H

CH3

HBr

E R

E S

Z R

Z S

Enantiomerek Enantiomerek

Diasztereomerek

Diasztereomerek

Diasztereomerek

Diasztereomerek

Oslash35

Kiraacutelis vegyuumlletek kiraacutelis koumllcsoumlnhataacutesok

termeacuteszetes aminosavak (főkeacutent L konfiguraacutecioacute)peptidek enzimek

termeacuteszetes szeacutenhidraacutetok (D konfiguraacutecioacute)

gyoacutegyszerek (sok esetben kiraacutelis molekulaacutek)

gyoacutegyszer-receptor koumllcsoumlnhataacutes

Sztereokeacutemia jelentőseacutege

Oslash36

Journal of

Chemical Education

ISSN 0021-9584

Volume 73 Number 6June 1996

Oslash37

Journal ofChemical Education

ISSN 0021-958413

Volume 73 Number 6June 199613

13

13

Oslash38

Kiralitaacutes

A kiraacutelis taacutergyak tuumlkoumlrkeacutepuumlkkel nem hozhatoacutek fedeacutesbe sem rotaacutecioacutes semtranszlaacutecioacutes mozgaacutessal (kiveacuteve a molekulaacuten beluumlli rotaacutecioacute lehetőseacutegeacutet)

A kiralitaacutes szerkezeti felteacutetelea taacutergynak ne legyen tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengelye

Tiacutepusok

Centraacutelis kiralitaacutes ndash sztereogeacuten centrum (R S D L)egy kiraacutelis (szeacuten)atomtoumlbb kiraacutelis szeacutenatom

Axiaacutelis kiralitaacutes ndash tengely koumlruumlli elhelyezkedeacutes (R S)alleacutenizomeacuteria spirovegyuumlletek atropizomeacuteria

Planaacuteris kiralitaacutes ndash siacutekhoz viszonyiacutetott helyzet (P pR M pS)csavart kaacutedak transz cikloalkeacuten

Helikaacutelis kiralitaacutes ndash nem siacutekbeli csavarvonalak (P M)alkaacuten konformerek (gauche antiklinaacutelis)heliceacutenek

39

Azonos minőseacutegi mennyiseacutegi oumlsszeteacutetel moacuteltoumlmeg konstituacutecioacute de kuumlloumlnboumlző teacuterbeli sorrend

Cl

F BrH

R S

Cl

FBrH

konfiguraacutecioacutejeloumlleacutes (+) (ndash) = d l D L R S

40

Azonos minőseacutegi mennyiseacutegi oumlsszeteacutetel moacuteltoumlmeg konstituacutecioacute de kuumlloumlnboumlző teacuterbeli sorrend

C

l

F

B

r

H

R

S

C

l

F

B

r

H

konfiguraacutecioacutejeloumlleacutes(+) (ndash) = d ld l R S

_1063020419

2

1

3

X4

1

X4

23

1

X4

32

(R) (S)

CC

2

1

3

I

BrCl

4F

2

1

3

OH

DT

4H C

OH

H

DT

(R)(S)

41

(R)

HCC

C CHH

HO H

CCC

H HC H

CHH3C

H

HH

H

H

C

Cl HH H

HH

1 4

3

2

1 oumlvezet2 oumlvezet

3 oumlvezet

4 oumlvezet

H

42

CH

OHCH3

CH3CH2

(R)-butaacuten-2-ol (S)-butaacuten-2-ol

180o-os forgataacutes

CH

OHCH3

CH3CH2

CH

OHCH3CH2

CH3

CH

HOCH2CH3

CH3

CH

OHCH3CH2

CH3

A kiralitaacutes az atomok egy pont (sztereogeacuten centrum kiralitaacutescentrum aszimmetriacentrum)koumlruumlli elrendeződeacuteseacutenek koumlvetkezmeacutenye A kiralitaacutest leacutetrehozoacute szerkezeti elemek elrendeződeacuteseegy koumlzpontra vonatkoztathatoacute Egy X centraacutelis atomhoz neacutegy kuumlloumlnboumlző ligandum kapcsoloacutedik a tuumlkoumlrkeacutepek nem hozhatoacutek fedeacutesbe a keacutet konfiguraacutecioacutes izomer enantiomer viszonyban van egymaacutessalSztereogeacuten centrum ndash Egy sp3 szeacutenatom (vagy maacutes atom) 4 kuumlloumlnboumlző ligandumot tartalmaz

Centraacutelis kiralitaacutes

43

Optikai izomeacuteria

Optikai izomerek olyan sztereoizomerek amelyek optikai forgatoacutekeacutepesseacutegbenkuumlloumlnboumlznek

Centraacutelis kiralitaacutes

Sztereogeacuten centrum aacutebraacutezolaacutesaperspektiacutevikus (teacuterszerkezeti)proiciaacutelt (vetiacutetett)

keacuteplettel (Fischer projekcioacute)

L

COOH

CH3H2NH

R

D

COOH

CH3 NH2H

S

intermolekulaacuteristuumlkoumlrsiacutek

COOH

CH3

H NH2

COOH

CH3

H2N H

44

Optikai aktivitaacutesAzok a vegyuumlletek melyek a siacutekban polarizaacutelt feacuteny siacutekjaacutet elforgatjaacutek optikailag aktiacutevakJobbra forgataacutes (oacuteramutatoacuteval azonos) jele (+) balra forgataacutes (oacuteramutatoacuteval ellenteacutetes) jele (-)

Azok a molekulaacutek keacutepesek optikai forgatoacutekeacutepesseacuteg leacutetrehozaacutesaacutera melyek mindenkonformaacutecioacuteja kiraacutelisHa egy kiraacutelis vegyuumlletnek csak egyik enantiomerje van jelen a vegyuumllet optikailag aktiacutev(elforgatja a polarizaacutelt feacuteny siacutekjaacutet) Ha a keacutet enantimer ekvimolaacuteris elegye (racemaacutet) van jelen a tuumlkoumlrkeacutepi paacuterok kompenzaacutecioacuteja miatt nincs makroszkoacutepikus forgataacutes

Oslash45

Fresnel elmeacutelete szerint a siacutekban polarizaacutelt feacuteny keacutet ellenteacutetes iraacutenyaacutebacirkulaacuterisan polarizaacutelt komponensből tevődik oumlssze Optikailag aktiacutev koumlzegbenaz egyik cirkulaacuteris komponens lassabban halad mint a maacutesik ezeacutert aztaacutenamikor kileacutepnek a koumlzegből eltoloacutedott faacutezisban oumlsszegeződnek uacutejra s eza polarizaacutecioacute siacutekjaacutenak elfordulaacutesaacuteban nyilvaacutenul meg Az optikailag aktiacutev anyagmolekulaacutei kuumlloumlnboumlző meacuterteacutekű koumllcsoumlnhataacutesba leacutepnek a jobbra eacutes a balracirkulaacuteris feacutenysugaacuterral A cirkulaacuterisan polaacuterozott feacuteny uacutegy jellemezhető hogya feacutenysugaacuter menteacuten az elektromaacutegneses teret leiacuteroacute elektromos eacutes maacutegnesesvektorok veacutegpontjai egy jobb vagy bal menetű csavarvonalon helyezkednek el

Optikai aktivitaacutes meacutereacutese

polarimetertube

Polarizerfixed Nicolprism

Plane-polarizedlight

Solution of opticallyactive material

Plane ofpolarizationhas undergonea rotation

Analyizermovable Nicolprism

ViewerUnpolarizedlight fromsource

Oslash46

siacutekban polarizaacutelt feacuteny

polarizaacuteloacute lencse (Nicol prizma)

normaacutel feacuteny

a)

b)

c)

x

z

z

z

siacutekban polaacuterozott feacuteny P eacutes M helicitaacutesuacutecirkulaacuterisan polaacuterozott feacuteny

minta

x

z

α

z

x

Oslash47

Tovaacutebbi kiralitaacutes tiacutepusok

48

Sztereogeacuten centrum jelenleacutete nem szuumlkseacuteges sem nem eleacutegseacuteges felteacutetele a kiralitaacutesnak

Nem szuumlkseacuteges peacuteldaacuteul axiaacutelis kiralitaacutes planaacuteris kiralitaacutes

Axiaacutelis kiralitaacutes A kiralitaacutes az atomok egy tengely koumlruumlli elrendeződeacuteseacutenek koumlvetkezmeacutenye

Alleacutenek kiralitaacutesa

Planaacuteris kiralitaacutes A kiralitaacutes az atomok egy siacutek koumlruumlli elhelyezkedeacuteseacutenek koumlvetkezmeacutenye

Helikaacutelis kiralitaacutes Csavarvonal (spiraacutelis) szerkezetű molekulaacutekPl DNS kettős heacutelixe polipeptidek kettős α-heacutelixe

C C CH

ClHCl CCC

H

ClHCl

COOH

CH3

CrOC

OCOC

CrCO

COCO

COOH

CH3

49

R S

HOOC

Br

COOH

Br6

2

6

2COOH

Br

HOOC

Br

tuumlkoumlrsiacutek

C

Br

COOHBr1

2

3 4

HOO c2COOH

Br

BrHOOC

c2

1

2

34

Atropizomeacuteria

50

Axiaacutelis kiralitaacutes

R-konfiguraacutecioacute

51

C CH

H3CC

H

CH3

CCH

CH3C

H

H3C

NH

HN

NH

NH

tuumlkoumlrsiacutek

Nem minden kiraacutelis molekula rendelkezik aszimmetria centrummal

52

Cukor Foszfor atom Oslash53

Konformaacutecioacutes enantiomerek

P M

Helikaacutelis kiralitaacutes

Konfiguraacutecioacutes enantiomerek

P M

Heptaheliceacuten n-Butaacuten

54

Oslash55

56

Feheacuterjeacutek teacuterszerkezete

Oslash

57

Nukleinsavak teacuterszerkezete

Oslash

Toumlbb kiralitaacuteskoumlzpont

58

Toumlbb aszimmetria centrumot tartalmazoacute vegyuumlleteklehetseacuteges sztereoizomereinek szaacutema

A nem enantiomeacuteria viszonyban aacutelloacute sztereoizomerek

diasztereomerek

Ha az n db aszimmetria centrum koumlzoumltt vannak azonosak a fuumlggetlen sztereoizomerek szaacutema lt 2n

mezo-forma nem kiraacutelis

2n

59

CH3CH3

HO H

OHHCH3

H3COHH

HO H

CH3CH3

HO H

HHOCH3

H3COHH

H OH

CH3CH3

HO H

OHH

180o forgataacutes

mezo-23-butaacutendioltuumlkoumlrkeacutepi paacuterok fedeacutesbe hozhatoacutek - akiraacutelis

(2R3R)-23-butaacutendiol (2S3S)-23-butaacutendiol

CH3 CH3

H HHO OH

Egyetlen sztereogeacuten centrumot tartalmazoacute molekula mindig kiraacutelis desztereogeacuten centrum jelenleacutete nem szuumlkseacuteges sem nem eleacutegseacuteges felteacutetele a kiralitaacutesnak

Nem eleacutegseacuteges toumlbb sztereogeacuten centrumot tartalmazoacute molekula lehet akiraacutelisPeacutelda

60

Nem minden olyan molekula kiraacutelis amely aszimmetria centrumokkal rendelkezik

Nem minden kiraacutelis molekula rendelkezik aszimmetria centrummal

axiaacutelis kiralitaacutes 13-diszubsztituaacutelt alleacuten planaacuteris kiralitaacutes spirovegyuumlletek koumlreacuteben

mezo vegyuumlletek cisz-12-azonosandiszubsztituaacutelt ciklopropaacuten

Oslash61

COOHH

HHOOC

CH3H

H3C HS2

COOH

HHO

H OH

COOH

S2

COOHH

HHOOC

HH

H H

borkősav

Newman (fűreacuteszbak) projekcioacuteKonformatiacutev

62

Fisher projekcioacuteval aacutebraacutezolt L- eacutes D-borkősav

mezo-borkotildesav

COOHCH OHCCOOH

OHH

COOHCHO HCCOOH

HHO

szotildelotildesav

COOHCH OHCCOOH

HHO

COOHCHO HCCOOH

OHH

L-(+)-borkotildesav D-(-)-borkotildesav

63

Oslash64

Cl

H

H

H

Cl

H

H

Cl

H

H

Cl

H

Cl

H

H

H

H

Cl

mezo SS RR

cisz transz

Nem minden olyan molekula kiraacutelis amely aszimmetria centrumokkal rendelkezik

65

Szimmeriaelemek(szimmetria azonos meacuteret)

Akkor mondjuk hogy egy taacutergy szimmetriaelemmel rendelkezik ha a megfelelőszimmetriaművelet (tuumlkroumlzeacutes forgataacutes inverzioacute) a taacutergyat az eredetivel fedeacutesbehozhatoacute alakzattaacute konvertaacutelja

Pontcsoport ndash meghataacuterozott taacutergyra vonatkozoacute szimmetriaműveletek oumlsszesseacutege

szimmetriasiacutek (σ) a molekulaacutet keacutet olyan feacutelre bontja amelyek egymaacutesnak pontostuumlkoumlrkeacutepei (Szimmetriasiacutekot tartalmazoacute molekula akiraacutelis de a siacutek hiaacutenya nem okozkiralitaacutest)

n-ed rendű forgaacutesi szimmetriatengely (Cn) a molekulaacutet a tengely koumlruumll 360degnszoumlggel elforgatva az eredetitől megkuumlloumlnboumlzhetetlen molekulaacutet kapunk

szimmetriacentrum (inverzioacutes centrum) (Ci) a molekula baacutermely elemeacutet aszimmetriacentrummal oumlsszekoumltve eacutes az ellenkező iraacutenyba azonos taacutevolsaacutegrameghosszabbiacutetva azonos elemhez jutunk (Szimmetriacentrumot tartalmazoacutemolekula akiraacutelis de hiaacutenya nem okoz kiralitaacutest)

n-ed rendű tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengely (Sn) a molekulaacutet 360degn szoumlggel elforgatvaeacutes a tengelyre merőleges siacutekra tuumlkroumlzve az eredetitől megkuumlloumlnboumlzhetetlenmolekulaacutet kapunk (Tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengelyt tartalmazoacute molekula akiraacutelishiaacutenyaacuteban a molekula kiraacutelis) 66

C CCH3

H

H

CH3180o C C

CH3

H

CH3

H360o

siacutek

tengely

siacutek

tengely

Keacutetfogaacutesuacute tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengely Egyfogaacutesuacute tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengely

Szimmetriacentrum Szimmetriasiacutek

Tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengelyValamely taacutergy akkor jellemezhető Sn azaz n-ed rendű tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengellyel ha annak baacutermely pontjaacutet a tengely koumlruumll 360n fokos szoumlggelelfordiacutetva eacutes a tengelyre merőlegesen fektetett siacutekon keresztuumll tuumlkroumlzve az eredetiobjektumot kapjuk meg (n szuumlkseacutegkeacuteppen paacuteros vagy 1)

Az S1-tengely szimmetriasiacutekkal (σ) az S2-tengely viszont szimmetriacentrummal (Ci) egyeneacuterteacutekű

A szimmetriacentrumon aacutethaladoacute baacutermely egyenesen a centrumtoacutel egyenlő taacutevolsaacutegban azonos elemek talaacutelhatoacutek

Akiraacutelis molekulaacutek

67

szimmetriasiacutek (m S1) forgaacutesi szimmetriatengely (Cn) szimmetriacentrum (Ci S2)

Szimmetrikus + +

Szimmetrikus + -

Koumlzeacuteppontosan - + szimmetrikus

Disszimetrikus - + - (kiraacutelis)

Aszimmetrikus - - - (kiraacutelis)

Szimmetriaelem művelet

Szimmetriasiacutek tuumlkroumlzeacutes

Szimmetriatengely forgataacutes

Szimmetriacentrum inverzioacute

Szimmetriaelem művelet

Azonossaacuteg vaacuteltozatlanulhagyaacutes

Tuumlkroumlzeacutesi forgataacutes eacutesszimmetriatengely (giroid) tengelyre merőleges

tuumlkroumlzeacutesOslash68

Oslash69

Oslash70

Oslash71

Oslash72

1 Atomic number2 Atomic mass3 Z gt E4 R gt S5 Spheres6 Single-bond equivalencies

Cahn-Ingold-Prelog nomenclature system

Sequence rules for order of priority

1 If the atoms in question are different the sequence order is by atomic number with theatom of highest atomic number receiving the highest priority

F lt Cl lt Br lt I

increasing priority

2 If two isotopes of the same element are present the isotope of higher mass receivesthe higher priority

H lt D

increasing priority73

5 If two atoms are identical the atomic numbers of the next atoms are used for priorityassignment If these atoms also have identical atoms attached to them priority isdetermined at the first point of difference along the chain The atom that has attached to itan atom of higher priority has the higher priority (Do not use the sums of the atomic numbersBut look for the single atom of highest priority)

74

6 Atoms attached by double or triple bond are given single-bond equivalencies so that theycan be treated like single-bonded groups in determining priority Each doubly bonded atom isduplicated (or triplicated for triple bonds)

R C

O

OH

Structure Equivalent for priority determination

R C

O

O

OH

C

R C N R C

N

N

NC

C

75

Konfiguraacutecioacutes izomeacuteriaUgyanaz a vaacutez konnektivitaacutes de elteacuterő teacuterbelielrendeződeacutes (valamilyen szimmetria-rendezőhoumlz valoacuteviszony)

Nem alakiacutethatoacutek egymaacutesba kovalens koumlteacutes elszakiacutetaacutesaeacutes uacutejrakeacutepződeacutese neacutelkuumll

optikai izomerek (optikai aktivitaacutes) R Sgeometriai izomerek cisz-transz E-Z

76

Konfiguraacutecioacutes diasztereomerekFizikai eacutes keacutemia tulajdonsaacutegaik elteacuternek

Konfiguraacutecioacutes enantiomerekFizikai eacutes keacutemiai tulajdonsaacutegaikazonosak kiveacutevebull azonos meacuterteacutekű de ellenteacutetesiraacutenyuacute optikai forgatoacutekeacutepesseacutegbull elteacuterő reaktivitaacutes maacutes kiraacutelis vegyuumlletekkel valoacute reakcioacuteban

C

C

Cl

Cl H

HC

C

H

Cl H

Cl

cisz-12-dikloacutereteacuten transz-12-dikloacutereteacuten

Br Cl

Cl BrF F

Cl Br

Br FF Cl

(R) (R) (S) (R)

CH

OHCH3CH2

CH3

CH

HOCH2CH3

CH3

CH

OHCH3CH2

CH3

CH

OHCH3

CH3CH2

180o-os forgataacutes

(R)-butaacuten-2-ol (S)-butaacuten-2-olfp 995 oC 995 oCd4

20 0808 0808nD

20 1397 1397[α]D

25 -1352o +1352o

(R)-butaacuten-2-ol (S)-butaacuten-2-ol

CH

OHCH3

CH3CH2

77

Elegykristaacutely

bullveacuteletlenszerűen tartalmazza mindkeacutet enantiomertbulla tiszta enantiomerek eacutes az enantiomer kevereacutekek tulajdonsaacutegai azonosak

Konglomeraacutetum

bullcsak az egyik vagy a maacutesik enantiomert tartalmazzabullaz enantiomerek mechanikusan is elkuumlloumlniacutethetők egymaacutestoacutel

Molekulavegyuumllet

bulla keacutet enantiomer a kristaacutelyban 11 araacutenyban fordul elő (raceacutem elegy)bulla raceacutem elegy eacutes az enantiomerek olvadaacutespontja kuumlloumlnboumlző

bullakiraacutelis koumlruumllmeacutenyek koumlzoumltt megegyező fizikai eacutes keacutemiai tulajdonsaacutegokbullkiraacutelis koumlruumllmeacutenyek koumlzoumltt elteacuterő (kiraacutelis molekulaacutek polarizaacutelt feacuteny)bullenantiomerek koumlzoumltti 3 fő koumllcsoumlnhataacutes

elegykristaacutely keacutepzeacuteskonglomeraacutetum keacutepzeacutesmolekulavegyuumllet keacutepzeacutes

Enantiomerek

78

Enantiomerek egyeacuteb kevereacutekeit az uacutegynevezett bdquoenantiomeric excessrdquo (ee) [enantiomerfelesleg] eacuterteacutekkel jellemezzuumlk (R) eacutes (S) a megfelelő enantiomerek mennyiseacutege a kevereacutekben

A komponensek mennyiseacutegeacutenek meghataacuterozaacutesaKiraacutelis oszlopkromatigraacutefia (enantiomerek elvaacutelasztaacutesa)NMR spektroszkoacutepia

ee =(R) - (S)(R) + (S) 100

Enantiomer felesleg

Az enantiomerfelesleg az aszimmetrikus szinteacutezis sikeresseacutegeacutenek egyikmeacuterőszaacutema Diasztereomerek kevereacuteke eseteacuten hasonloacute moacutedon definiaacuteljaacutek eacuteshasznaacuteljaacutek a diasztereomer felesleg eacutes a szaacutezaleacutekos diasztereomer feleslegfogalmaacutet

Egy 70 R eacutes 30 S izomert tartalmazoacute minta enantiomerfeleslege peacuteldaacuteul40 Ezt az anyagot uacutegy is tekinthetjuumlk mint 40 tiszta R izomer eacutes 60 raceacutemelegy (mely a teljes mennyiseacuteghez 30 R eacutes 30 S izomerrel jaacuterul hozzaacute)kevereacuteke 79

C

C

HOOC

HOOC

H

HOH

OH

S

R

C

C

HOOC

HOOC

OH

HH

OHR

RC

C

COOH

COOH

HO

HH

HOS

S

intramolekulaacuteristuumlkoumlrsiacutek

diasztereomerek diasztereomerek

enantiomerek

COOH

CH3H2NH

R

COOH

CH3 NH2H

S

enantiomerek

Enantiomerek eacutes diasztereomerek

80

C

NH2

COOHHH3C C

CH2SH

COOHH2NH

Ala Cys

Aacutebraacutezolja Fischer keacuteplettel az alaacutebbi perspektivikus keacuteplettel megadott aminosavakat

CH3

COOH

H2N H

CH2SH

COOH

H2N H

Ala Cys

S R

L L81

CNH2H

H3C

COOH

C

COOH

CH2SHH2NH

CCH3H

H2N

COOH

C

COOH

CH2SHHH2N

C

NH2

COOHHH3C

C

CH2SH

COOHH2NH

CH3

COOH

H2N H

CH2SH

COOH

H2N H

82

Enantiomerek eacutes mezo vegyuumlletek

Pszeudoaszimmetria

C

C

HOOC

HOOC

H

HOH

OH

S

R

C

C

HOOC

HOOC

OH

HH

OHR

RC

C

COOH

COOH

HO

HH

HOS

S

intramolekulaacuteristuumlkoumlrsiacutek

diasztereomerek diasztereomerek

enantiomerek

C

C

C

COOH

COOH

HO H

OHH

H OHR

R

C

C

C

COOH

COOH

H OH

HHO

HO HS

S

enantiomerek

optikailag aktiacutevak

C

C

C

COOH

COOH

H OH

OHH

H OHR

S

C

C

C

COOH

COOH

H OH

HHO

H OHR

S

optikailag inaktiacutevak

r s

83

COOH

COOH

COOHHOOC COOH

HOOC COOH

HOOC

mcisz transz transz

szerkezetiizomeacuteria

geometriaiizomeacuteria

optikai izomeacuteria

84

R

RHOH

akiraacutelisszeacutenatom

R

SHOH

rS

RHOH

s

RgtS r s

(S)

(S)

pszeudoaszimmetriaacutes szeacutenatom

akiraacutelis molekulamezo vegyuumllet

akiraacutelisC2 forgaacutesi szimmetriatengely

kiraacutelis

HOOC COOH

Br

m

HOOC COOH

m

HOOC

COOH

pro-pszeudoaszimmetriaacutes szeacutenatom

85

Kiraacutelis molekulaacutekon beluumll is sok esetben talaacutelhatoacute pszeudo-aszimmetriacentrum amennyiben a keacutet enantiomorf ligandum mellett tovaacutebbi aszimmetrikus ligandum is kapcsoloacutedik a centrumhoz (peacuteldaacuteul atropin eacutes szaacutermazeacutekai)

gytszptehuhudownloadindex16630

Oslash86

Mezo-forma a) mindig akiraacutelisb) mindig kell lennie kiraacutelis disztereomerjeacutenek is

gytszptehuhudownloadindex16630

C

C

HOOC

HOOC

H

HOH

OH

S

R

C

C

HOOC

HOOC

OH

HH

OHR

RC

C

COOH

COOH

HO

HH

HOS

S

intramolekulaacuteristuumlkoumlrsiacutek

diasztereomerek diasztereomerek

enantiomerek

Oslash87

gytszptehuhudownloadindex16630

A pszeudo-aszimmetriacentrumok konfiguraacutecioacutejaacuteban elteacuterő izomerekegymaacutessal diasztereoizomer viszonyban aacutellnak

rC

C

C

COOH

COOH

H OH

OHH

H OHR

S

sC

C

C

COOH

COOH

H OH

HHO

H OHR

S Oslash88

Geometriai izomeacuteria

kettős koumlteacutesű vegyuumlletekneacutelciklusos vegyuumlletekneacutel

C CH H

CH3H3CC C

H CH3

HH3C

Felteacutetel (olefinekneacutel) egy adott pilleacuteratomon nem lehet keacutet azonos helyettesiacutetőde adott kettőskoumlteacutes keacutet kuumlloumlnboumlző pilleacuteratomjaacuten lehet egy-egy azonos helyettesiacutető(de ezeknek sem kell szuumlkseacutegkeacuteppen azonosaknak lenniuumlk)

Alfa helyzetű szubsztituens Beacuteta helyzetű szubsztituens

Diasztereomerek

89

Configurational isomers

The particular arrangement of atoms (or goups) in space that is characteristic of a given streoisomer

The configurational isomers can not be transformed into each otherwithout breaking and making a covalent bond

- cis-trans Z-E designations geometric isomers- optical isomerism (cf chirality)

H COOH

H COOH

HOOC H

H COOH

Z E

Oslash90

The requirement for geometric isomerism in alkenes is that each carbon atom involvedin the pi bond have two different groups attached to it such as H and Cl or CH3 and Cl

C CH

H

CH2CH3

CH3

C CH

H

CH2CH3

CH3is the same as

C CCH3

H

CH2CH3

CH3

C CH

CH3

CH2CH3

CH3

geometric isomers

If one of the carbons of the double bond has two identical groups such as two H atomsor two CH3 groups the geometric isomerism is not possible

Z E

Higher priority atoms or groups are on the same side of the pi bond Z bdquotogetherrdquo

Higher priority atoms or groups are on opposite sides of the pi bond E bdquoacrossrdquo

(Look at the single atoms directly attached to the double-bond carbon C and not entire-CH2CH2CH3 group)

Oslash91

Cahn-Ingold-Prelog szekvenciaszabaacutelyokalkeacutenekre vonatkozoacutean

Toumlmegszaacutem

C CT

D

H

DE

Rendszaacutem

C CF

Cl

Br

IZ

Z gt E

E

ZZ C C

C

C

H

NC

C

C

H3C

H3C

CH3

HCH3

H

C CH

NC

C

C

CH3

CH3

H

H

Br

Br

E

R

S

RgtS (DgtL)

92

C CH

H3C

CH

CH

CH3

CH3

CH2

Z ltC

HCH3

CH3

C

H

C

C

H

H

HHH

H

C C

H H

H

C

H

C (C)

o

o

o

H

H(C)oo

o

C CH

H3C

CH

CH

CH3

CH2 Br

CH2

E

C

HCH3

CH2Br

C

H

C

H

H

HCBrH

H

gtC C

H H

H

C

H

C (C)

o

o

o

H

H(C)oo

o

(CON) adott atom ismeacutetelt megjeleniacuteteacutese ---o fantomatom

1 2 3C CCCH CHHH C C(C)CH C(C)HH

1 2 3C CCCH BrCHH gt CHHH C C(C)CH C(C)HH 93

transzE

ciszZ

C CH H

C CH

H

transzZ

ciszE

C CBr H

C CH

Br

Oslash94

Konformaacutecioacutes izomeacuteriaUgyanaz a vaacutez konnektivitaacutes de elteacuterő teacuterbelielrendeződeacutes (valamilyen szimmetria-rendezőhoumlz valoacuteviszony)

Kovalens koumlteacutes elszakiacutetaacutesa eacutes uacutejrakeacutepződeacutese neacutelkuumllegymaacutesba alakiacutethatoacutek

Rotaacutecioacutes izomeacuteriaKuumlloumlnboumlző konformaacutecioacute (konformerek rotamerek)

Axiaacutelis kiralitaacutes R SHelikaacutelis kiralitaacutes P M

95

C CCH3H3C

HHHH

C CCH3

CH3 HH

HH

Konformaacutecioacutes diasztereomerek

C CH

CH3 HCH3

HH C C

H

CH3 CH3H

HH

Konformaacutecioacutes enantiomerek

P M

96

szinperiplanaacuteris szinklinaacutelis antiklinaacutelis antiperiplanaacuteris antiklinaacutelis szinklinaacutelis

pszeudorotaacutecioacute

axiaacutelis ekvatoriaacutelis

Konformerek

kiraacutelis kiraacutelisakiraacutelis akiraacutelis

97

C CCH3

CH3 HH

HHC C

CH3H3C

HHHH

Konfiguraacutecioacutes diasztereomerek

Konformaacutecioacutes diasztereomerek

C CH H

CH3H3CCC

HH3C

H CH3

98

- huacutezaacutes (stretch)

- hajliacutetaacutes (bend)

- csavaraacutes (torsion)

O OH

Hr 1r 2

r 2

O OH

H

α

OH

OH

τ (φ)

Oslash99

O OH

H

HOOH

OOH

HE

α30 kcalmol

Hajliacutetaacutes bend

Huacutezaacutes (nyuacutejtaacutes) stretch

disszociaacutecioacute

E

r

~ 90 ~ 50 kcalmol

HOO + H

HO + HO

Oslash100

H

H

H

O OH

H

1 kcalmol

~ 10kcalmol

(torzioacutes szoumlg)τ

Newman projekcioacute

H H

0o 60o 180o 300o 360o

OO

H

H

HHH HH

Oslash101

CH2 CH2Y ZY = Z = H

Y = Z = CH3

etaacuten

n-butaacuten

300o 360o240o180o120o60o0o

0o120o- 60o-180o-240o-300o-360o-

oacutera jaacuteraacutesaacuteval megegyező

oacutera jaacuteraacutesaacuteval ellenteacutetes

ZY

Z

Y

ZY

Z

Y

Z

Y

ZYZY

syn antisynperiplanar synklinal antiklinal antiperiplanar antiklinal synklinal

102

CCH

H H

HH

HH H

H

H

H H

CCH

H H

H

H HH H

HH

HH

0o 120o 240o 360o

12 M

m

M12 M M

mm

Θ

M = m

E(Θ)

minimum

Maximum

103

HHH H

CH3CH3

HHH H

CH3CH3

H

HH H

CH3

CH3

E

0deg dieacutederes szoumlg

E szabadentalpia-kuumlloumlnbseacuteg

58

29

07

(kcal)

H H

H3CH CH3

H

H H

H3CH H

CH3

H3C CH3

H HH

H

CH3HH H

CH3H

060deg 120deg 180deg 240deg 300deg 360deg

szinperiplanaacuteris szinklinaacutelis antiklinaacutelis antiperiplanaacuteris antiklinaacutelis szinklinaacutelis104

∆G0 = G01 - G0

2

K = e∆G0

RT

∆G = - RT ln K∆G = ∆H - T∆S

∆H = 074

∆S = 2 K = 19

gauche ndash anti araacuteny

minden gauche konformerre keacutet anti forma jut K= [a][g] Oslash105

0o

0o

60o

60o

120o

120o

180o

180o

240o

240o

300o

300o 360o

360o

RELA

T

IacuteV

ENERGIA

ANTI EFFEKTUS

GAUCHE EFFEKTUS

EXTREacuteMGAUCHE

EFFEKTUS

H

H H

H H

H

CH3

H H

H H

CH3

TORZIOacuteS SZOumlG

ZY

Z

YZ

Y

Z

Y

ZY

ZY ZY

F

H H

OH

repulsions

F

H H

H 106

attractiveinteractions

orbitalinteractions

antiperiplanarposition

Anti-effect

107

repulsions

F

H H

OH

repulsions

F

H H

H

Extrem gauche effect

108

C-F

C-H

C-F

C-HC-C C-C

Oslash109

CikloalkaacutenokGyűrűfeszuumlltseacuteg

Hipotetikus planaacuteris rendszerek

Baeyer vegyeacuterteacutekszoumlg-deformaacutecioacute (angulaacuterisgyűrű feszuumlleacutes)

Pitzer anti-aacutellaacuteshoz keacutepesti energiatoumlbblet (torzioacutes feszuumlleacutes)

van der Waals nemkoumltő atomok szterikus koumllcsoumlnhataacutesa

Nem planaacuteris vegyuumlletek

CC C

C

C

boriacuteteacutek

C C C

C

Ctwist

pszeudorotaacutecioacute

CC

C C

V-alakuacute

CCC

CCC

szeacutek110

3 4 5 6 7 8 9 10Gyűrűtagszaacutem

Gyűrű

feszuumlleacutes

kcalmol

hataacutereacuterteacutek

111

Cl

H

H

H

Cl

H

H

Cl

H

H

Cl

H

Cl

H

H

H

H

Cl

mezo SS RR

cisz transz

Ciklopropaacuten

C

C

HOOC

HOOC

H

HOH

OH

S

R

C

C

HOOC

HOOC

OH

HH

OHR

RC

C

COOH

COOH

HO

HH

HOS

S

intramolekulaacuteristuumlkoumlrsiacutek

diasztereomerek diasztereomerek

enantiomerek 112

Ea(a e)

∆Ea+∆E

∆E

Ea(a e)

Z

Hkb 5szeacutek

ZH

kb 95szeacutek

kb 2 kcal

csavartkaacuted

csavartkaacuted

kaacuted

ZH

feacutelszeacutekfeacutelszeacutek

ZH

Ciklohexaacuten

113

A 3-3 nemszomszeacutedos szeacutenatom aacuteltal definiaacutelt siacutekokra

merőleges koumlteacutesiraacutenyok axiaacutelis

A toumlbbi koumlteacutes e keacutet siacutek koumlzoumltt van ekvatoriaacutelis

Pszeudorotaacutecioacute a gyűrűs vegyuumlletek konformerjei

szoumlgfeszuumlltseacuteg neacutelkuumll alakulnak egymaacutesba

114

transz 12-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

cisz 12-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

Z

H

Z

H Z

HZ

Ha

eae

Z

HZ

H

Z

H

Z

H

a

e

ae

115

transz 13-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

cisz 13-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

Z

HZ

H

Z

H Z

H

a

e ae

Z

HZ

HZ

H

Z

H

a

e

ae

116

H

Z

Z

H

H

Z Z

Ha

ea

e

transz 14-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

Z

HZ

H

H

Z

Z

Ha

ea

e

cisz 14-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

117

Oslash118

8 CO2 + 8 H2O

- 12483 kcalmol - 12468 kcalmol

15 kcalmol

CH3

CH3H

H

+ 12 O2

cisz-12-dimetilciklohexaacuten

CH3

H

H

CH3

transz-12-dimetilciklohexaacuten

+ 12 O2

119

Diszubsztituaacutelt ciklohexaacutenokszerkezeti izomerjeinek konformaacutecioacutes viszonyai

Szerkezeti izomer Geometriai izomercisz transz

12

14

ae aa

ea ee

13aa ae

ee ea

120

Oslash121

BrNH2

Br

NH23a 2b

NH2

Br

Br

NH24a 1b

NH2

Br

Br

NH2

1b 4a

NH2

Br

NH2

Br2b 3a

NH2

Br

Br

NH23b 2a

Br

NH2

BrNH24b 1a

Konformaacutecioacutes Konformaacutecioacutes

BrNH2 Br

NH2

1a 4b

Br

NH2

BrNH2

2a 3b

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesenantiomerek

Konfiguraacutecioacutesenantiomerek

diasztereomerek diasztereomerek

12-helyzetben kuumlloumlnboumlző helyettesiacutetőket tartalmazoacute ciklohexaacuten szaacutermazeacutekokkonfiguraacutecioacutes eacutes konformaacutecioacutes viszonyai

Oslash122

H

H

H

HH

H

H

H

Dekalin

cisz transz

123

transz-transz-transzanellaacutecioacute

cisz-transz-transzanellaacutecioacute

DC

BA

DC

BA

H H

R

H

H H

H

H

H

R

H H

DCBA

R

H

H

H

H

H

H

DCBA

R

H

H

H

H

H

H

CH3

CH3

CH3

CH3

Oslash124

A kiralitaacutes kialakulaacutesa eacutes bioloacutegiai jelentőseacutege

Kiraacutelis vegyuumlletek

termeacuteszetes aminosavak (elsősorban L konfiguraacutecioacute)peptidek enzimektermeacuteszetes szeacutenhidraacutetok (elsősorban D konfiguraacutecioacute)gyoacutegyszerek

Az első kiraacutelis vegyuumllet kialakulaacutesa

az elemi reacuteszek gyenge koumllcsoumlnhataacutesaacutenakiraacutenyfuumlggeacuteseacutevel van kapcsolatban

autokataliacutezis

a termeacuteszet nem tuumlkoumlrszimmetrikus (a termeacuteszet homokiraacutelis)

Oslash125

Az optikai aktivitaacuteseredete szeacutenhidraacutetokkiralitaacutescentrumaacutenakkieacutepuumlleacutese a termeacuteszetben

Oslash126

Oslash127

• Slide Number 1
• Slide Number 2
• Slide Number 3
• Slide Number 4
• Slide Number 5
• Slide Number 6
• Slide Number 7
• Izomeacuteria
• Slide Number 9
• Slide Number 10
• Slide Number 11
• Slide Number 12
• Slide Number 13
• Slide Number 14
• Slide Number 15
• Slide Number 16
• Slide Number 17
• Slide Number 18
• Szerkezeti izomeacuteria
• Slide Number 20
• Slide Number 21
• Slide Number 22
• Slide Number 23
• Slide Number 24
• A tautomeacuteria tiacutepusai
• Slide Number 26
• Slide Number 27
• Slide Number 28
• Slide Number 29
• Slide Number 30
• Sztereoizomeacuteria
• Slide Number 32
• Slide Number 33
• Slide Number 34
• Slide Number 35
• Slide Number 36
• Slide Number 37
• Slide Number 38
• Slide Number 39
• Slide Number 40
• Slide Number 41
• Slide Number 42
• Slide Number 43
• Slide Number 44
• Slide Number 45
• Slide Number 46
• Slide Number 47
• Tovaacutebbi kiralitaacutes tiacutepusok
• Slide Number 49
• Slide Number 50
• Slide Number 51
• Slide Number 52
• Slide Number 53
• Slide Number 54
• Slide Number 55
• Slide Number 56
• Slide Number 57
• Toumlbb kiralitaacuteskoumlzpont
• Slide Number 59
• Slide Number 60
• Slide Number 61
• Slide Number 62
• Slide Number 63
• Slide Number 64
• Slide Number 65
• Slide Number 66
• Slide Number 67
• Slide Number 68
• Slide Number 69
• Slide Number 70
• Slide Number 71
• Slide Number 72
• Slide Number 73
• Slide Number 74
• Slide Number 75
• Konfiguraacutecioacutes izomeacuteria
• Slide Number 77
• Slide Number 78
• Slide Number 79
• Slide Number 80
• Slide Number 81
• Slide Number 82
• Slide Number 83
• Slide Number 84
• Slide Number 85
• Slide Number 86
• Slide Number 87
• Slide Number 88
• Slide Number 89
• Slide Number 90
• Slide Number 91
• Slide Number 92
• Slide Number 93
• Slide Number 94
• Slide Number 95
• Slide Number 96
• Slide Number 97
• Slide Number 98
• Slide Number 99
• Slide Number 100
• Slide Number 101
• Slide Number 102
• Slide Number 103
• Slide Number 104
• Slide Number 105
• Slide Number 106
• Slide Number 107
• Slide Number 108
• Slide Number 109
• Slide Number 110
• Slide Number 111
• Slide Number 112
• Slide Number 113
• Slide Number 114
• Slide Number 115
• Slide Number 116
• Slide Number 117
• Slide Number 118
• Slide Number 119
• Slide Number 120
• Slide Number 121
• Slide Number 122
• Slide Number 123
• Slide Number 124
• Slide Number 125
• Slide Number 126
• Slide Number 127

A tautomeacuteria tiacutepusai

25

1) alacsonyabb pKa eacuterteacutek2) konjugaacutelt rendszer3) hidrogeacuten kelaacutet (6 elektron)

Oxo-enol tautomeacuteria

O OH

CH3H3C

H2C

H

C

O

CH3 H2C C CH3

O H

enoloxo

pKa 20

9999975 000025

F2C C

O H

CF3 F2C

H

C

O

CF3

OH O

H

CH3 C

O

CH C

O

CH3

H

CH3 C

O

CH C

O

CH3

H

pKa 9

20 80

200oC 3oacute

O

O

H

OH

O 26

NH2R C

Y Y

NHR C

H

Y= O S NR1

a)

b)

NH2

NHR1

R2N CNH

NHR1

R2HN CNH2

NR1

R2HN C

Savamid-imidsav eacutes rokon rendszerektautomeacuteriaacuteja

Guanidin-szaacutermazeacutek27

XH

N NH

X

Prototroacutepia (hetrociklusoknaacutel)

N NH

XH X

HN NH

X

HN NH

X

N NH

XH

HN N

XH

dominaacutens forma

28

α anomer izaacutecioacute

-D-Glcfβ-D-Glcfα

βO

OH

CH2OHHO OH

OHOH

O

OH

CH2OHHO

OH

HO

OHCHO

OHHOH2C

HO

β

D-Glcpβminus-D-Glcpα

α

OHOH2C

HOHO

OHOH

OHO

HOH2C

HOHO

OH

Gyűrű-laacutenc tautomeacuteria

De nem koumlzvetlenuumll

29

N OC

O

CH3N OC

O CH3

Szubsztituens tautomerizaacutecioacute

NN

N N N N

NN

N NN

N

Vegyeacuterteacutek izomerizaacutecioacute

Oslash30

Sztereoizomeacuteria

31

Sztereoizomeacuteria

Konfiguraacutecioacuteaz atomok koumllcsoumlnoumls teacuterbeli elrendeződeacutese az egyszereskoumlteacutesek koumlruumlli elfordulaacutest (aacuteltalaacuteban) nem veszi figyelembe

Konformaacutecioacuteegyszeres koumlteacutesek koumlruumlli elforgataacutes amelynek soraacuten konformerek joumlnnek leacutetre

Konfiguraacutecioacutes eacutes konformaacutecioacutesenantiomerekdiasztereomerek

32

COOH

COOH

mcisz transz transz

izomeacuteriageometriaiizomeacuteria

optikai izomeacuteria

COOHHOOC COOH

HOOC COOH

HOOC

poziacutecioacutes

SztereoizomeacuteriaSzerkezeti izomeacuteria

Helyzeti izomeacuteria

33

Enantiomerekegymaacutessal fedeacutesbe nem hozhatoacute tuumlkoumlrkeacutepi paacuterok

azonos internukleaacuteris taacutevolsaacutegkuumlloumlnboumlző csoportsorrend (konfiguraacutecioacute)

Diasztereomereknem enantiomerek (lehetnek akiraacutelisak is)nincsenek egymaacutessal tuumlkoumlrkeacutepi viszonyban

azonos oumlsszekapcsoltsaacutegkuumlloumlnboumlző internukleaacuteris taacutevolsaacuteg

34

C CH3C

Cl

C

H

CH3

BrH

C CCl

H3C

C

H

CH3

BrH

C CH3C

Cl

C

H

CH3

HBr

C CCl

H3C

C

H

CH3

HBr

E R

E S

Z R

Z S

Enantiomerek Enantiomerek

Diasztereomerek

Diasztereomerek

Diasztereomerek

Diasztereomerek

Oslash35

Kiraacutelis vegyuumlletek kiraacutelis koumllcsoumlnhataacutesok

termeacuteszetes aminosavak (főkeacutent L konfiguraacutecioacute)peptidek enzimek

termeacuteszetes szeacutenhidraacutetok (D konfiguraacutecioacute)

gyoacutegyszerek (sok esetben kiraacutelis molekulaacutek)

gyoacutegyszer-receptor koumllcsoumlnhataacutes

Sztereokeacutemia jelentőseacutege

Oslash36

Journal of

Chemical Education

ISSN 0021-9584

Volume 73 Number 6June 1996

Oslash37

Journal ofChemical Education

ISSN 0021-958413

Volume 73 Number 6June 199613

13

13

Oslash38

Kiralitaacutes

A kiraacutelis taacutergyak tuumlkoumlrkeacutepuumlkkel nem hozhatoacutek fedeacutesbe sem rotaacutecioacutes semtranszlaacutecioacutes mozgaacutessal (kiveacuteve a molekulaacuten beluumlli rotaacutecioacute lehetőseacutegeacutet)

A kiralitaacutes szerkezeti felteacutetelea taacutergynak ne legyen tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengelye

Tiacutepusok

Centraacutelis kiralitaacutes ndash sztereogeacuten centrum (R S D L)egy kiraacutelis (szeacuten)atomtoumlbb kiraacutelis szeacutenatom

Axiaacutelis kiralitaacutes ndash tengely koumlruumlli elhelyezkedeacutes (R S)alleacutenizomeacuteria spirovegyuumlletek atropizomeacuteria

Planaacuteris kiralitaacutes ndash siacutekhoz viszonyiacutetott helyzet (P pR M pS)csavart kaacutedak transz cikloalkeacuten

Helikaacutelis kiralitaacutes ndash nem siacutekbeli csavarvonalak (P M)alkaacuten konformerek (gauche antiklinaacutelis)heliceacutenek

39

Azonos minőseacutegi mennyiseacutegi oumlsszeteacutetel moacuteltoumlmeg konstituacutecioacute de kuumlloumlnboumlző teacuterbeli sorrend

Cl

F BrH

R S

Cl

FBrH

konfiguraacutecioacutejeloumlleacutes (+) (ndash) = d l D L R S

40

Azonos minőseacutegi mennyiseacutegi oumlsszeteacutetel moacuteltoumlmeg konstituacutecioacute de kuumlloumlnboumlző teacuterbeli sorrend

C

l

F

B

r

H

R

S

C

l

F

B

r

H

konfiguraacutecioacutejeloumlleacutes(+) (ndash) = d ld l R S

_1063020419

2

1

3

X4

1

X4

23

1

X4

32

(R) (S)

CC

2

1

3

I

BrCl

4F

2

1

3

OH

DT

4H C

OH

H

DT

(R)(S)

41

(R)

HCC

C CHH

HO H

CCC

H HC H

CHH3C

H

HH

H

H

C

Cl HH H

HH

1 4

3

2

1 oumlvezet2 oumlvezet

3 oumlvezet

4 oumlvezet

H

42

CH

OHCH3

CH3CH2

(R)-butaacuten-2-ol (S)-butaacuten-2-ol

180o-os forgataacutes

CH

OHCH3

CH3CH2

CH

OHCH3CH2

CH3

CH

HOCH2CH3

CH3

CH

OHCH3CH2

CH3

A kiralitaacutes az atomok egy pont (sztereogeacuten centrum kiralitaacutescentrum aszimmetriacentrum)koumlruumlli elrendeződeacuteseacutenek koumlvetkezmeacutenye A kiralitaacutest leacutetrehozoacute szerkezeti elemek elrendeződeacuteseegy koumlzpontra vonatkoztathatoacute Egy X centraacutelis atomhoz neacutegy kuumlloumlnboumlző ligandum kapcsoloacutedik a tuumlkoumlrkeacutepek nem hozhatoacutek fedeacutesbe a keacutet konfiguraacutecioacutes izomer enantiomer viszonyban van egymaacutessalSztereogeacuten centrum ndash Egy sp3 szeacutenatom (vagy maacutes atom) 4 kuumlloumlnboumlző ligandumot tartalmaz

Centraacutelis kiralitaacutes

43

Optikai izomeacuteria

Optikai izomerek olyan sztereoizomerek amelyek optikai forgatoacutekeacutepesseacutegbenkuumlloumlnboumlznek

Centraacutelis kiralitaacutes

Sztereogeacuten centrum aacutebraacutezolaacutesaperspektiacutevikus (teacuterszerkezeti)proiciaacutelt (vetiacutetett)

keacuteplettel (Fischer projekcioacute)

L

COOH

CH3H2NH

R

D

COOH

CH3 NH2H

S

intermolekulaacuteristuumlkoumlrsiacutek

COOH

CH3

H NH2

COOH

CH3

H2N H

44

Optikai aktivitaacutesAzok a vegyuumlletek melyek a siacutekban polarizaacutelt feacuteny siacutekjaacutet elforgatjaacutek optikailag aktiacutevakJobbra forgataacutes (oacuteramutatoacuteval azonos) jele (+) balra forgataacutes (oacuteramutatoacuteval ellenteacutetes) jele (-)

Azok a molekulaacutek keacutepesek optikai forgatoacutekeacutepesseacuteg leacutetrehozaacutesaacutera melyek mindenkonformaacutecioacuteja kiraacutelisHa egy kiraacutelis vegyuumlletnek csak egyik enantiomerje van jelen a vegyuumllet optikailag aktiacutev(elforgatja a polarizaacutelt feacuteny siacutekjaacutet) Ha a keacutet enantimer ekvimolaacuteris elegye (racemaacutet) van jelen a tuumlkoumlrkeacutepi paacuterok kompenzaacutecioacuteja miatt nincs makroszkoacutepikus forgataacutes

Oslash45

Fresnel elmeacutelete szerint a siacutekban polarizaacutelt feacuteny keacutet ellenteacutetes iraacutenyaacutebacirkulaacuterisan polarizaacutelt komponensből tevődik oumlssze Optikailag aktiacutev koumlzegbenaz egyik cirkulaacuteris komponens lassabban halad mint a maacutesik ezeacutert aztaacutenamikor kileacutepnek a koumlzegből eltoloacutedott faacutezisban oumlsszegeződnek uacutejra s eza polarizaacutecioacute siacutekjaacutenak elfordulaacutesaacuteban nyilvaacutenul meg Az optikailag aktiacutev anyagmolekulaacutei kuumlloumlnboumlző meacuterteacutekű koumllcsoumlnhataacutesba leacutepnek a jobbra eacutes a balracirkulaacuteris feacutenysugaacuterral A cirkulaacuterisan polaacuterozott feacuteny uacutegy jellemezhető hogya feacutenysugaacuter menteacuten az elektromaacutegneses teret leiacuteroacute elektromos eacutes maacutegnesesvektorok veacutegpontjai egy jobb vagy bal menetű csavarvonalon helyezkednek el

Optikai aktivitaacutes meacutereacutese

polarimetertube

Polarizerfixed Nicolprism

Plane-polarizedlight

Solution of opticallyactive material

Plane ofpolarizationhas undergonea rotation

Analyizermovable Nicolprism

ViewerUnpolarizedlight fromsource

Oslash46

siacutekban polarizaacutelt feacuteny

polarizaacuteloacute lencse (Nicol prizma)

normaacutel feacuteny

a)

b)

c)

x

z

z

z

siacutekban polaacuterozott feacuteny P eacutes M helicitaacutesuacutecirkulaacuterisan polaacuterozott feacuteny

minta

x

z

α

z

x

Oslash47

Tovaacutebbi kiralitaacutes tiacutepusok

48

Sztereogeacuten centrum jelenleacutete nem szuumlkseacuteges sem nem eleacutegseacuteges felteacutetele a kiralitaacutesnak

Nem szuumlkseacuteges peacuteldaacuteul axiaacutelis kiralitaacutes planaacuteris kiralitaacutes

Axiaacutelis kiralitaacutes A kiralitaacutes az atomok egy tengely koumlruumlli elrendeződeacuteseacutenek koumlvetkezmeacutenye

Alleacutenek kiralitaacutesa

Planaacuteris kiralitaacutes A kiralitaacutes az atomok egy siacutek koumlruumlli elhelyezkedeacuteseacutenek koumlvetkezmeacutenye

Helikaacutelis kiralitaacutes Csavarvonal (spiraacutelis) szerkezetű molekulaacutekPl DNS kettős heacutelixe polipeptidek kettős α-heacutelixe

C C CH

ClHCl CCC

H

ClHCl

COOH

CH3

CrOC

OCOC

CrCO

COCO

COOH

CH3

49

R S

HOOC

Br

COOH

Br6

2

6

2COOH

Br

HOOC

Br

tuumlkoumlrsiacutek

C

Br

COOHBr1

2

3 4

HOO c2COOH

Br

BrHOOC

c2

1

2

34

Atropizomeacuteria

50

Axiaacutelis kiralitaacutes

R-konfiguraacutecioacute

51

C CH

H3CC

H

CH3

CCH

CH3C

H

H3C

NH

HN

NH

NH

tuumlkoumlrsiacutek

Nem minden kiraacutelis molekula rendelkezik aszimmetria centrummal

52

Cukor Foszfor atom Oslash53

Konformaacutecioacutes enantiomerek

P M

Helikaacutelis kiralitaacutes

Konfiguraacutecioacutes enantiomerek

P M

Heptaheliceacuten n-Butaacuten

54

Oslash55

56

Feheacuterjeacutek teacuterszerkezete

Oslash

57

Nukleinsavak teacuterszerkezete

Oslash

Toumlbb kiralitaacuteskoumlzpont

58

Toumlbb aszimmetria centrumot tartalmazoacute vegyuumlleteklehetseacuteges sztereoizomereinek szaacutema

A nem enantiomeacuteria viszonyban aacutelloacute sztereoizomerek

diasztereomerek

Ha az n db aszimmetria centrum koumlzoumltt vannak azonosak a fuumlggetlen sztereoizomerek szaacutema lt 2n

mezo-forma nem kiraacutelis

2n

59

CH3CH3

HO H

OHHCH3

H3COHH

HO H

CH3CH3

HO H

HHOCH3

H3COHH

H OH

CH3CH3

HO H

OHH

180o forgataacutes

mezo-23-butaacutendioltuumlkoumlrkeacutepi paacuterok fedeacutesbe hozhatoacutek - akiraacutelis

(2R3R)-23-butaacutendiol (2S3S)-23-butaacutendiol

CH3 CH3

H HHO OH

Egyetlen sztereogeacuten centrumot tartalmazoacute molekula mindig kiraacutelis desztereogeacuten centrum jelenleacutete nem szuumlkseacuteges sem nem eleacutegseacuteges felteacutetele a kiralitaacutesnak

Nem eleacutegseacuteges toumlbb sztereogeacuten centrumot tartalmazoacute molekula lehet akiraacutelisPeacutelda

60

Nem minden olyan molekula kiraacutelis amely aszimmetria centrumokkal rendelkezik

Nem minden kiraacutelis molekula rendelkezik aszimmetria centrummal

axiaacutelis kiralitaacutes 13-diszubsztituaacutelt alleacuten planaacuteris kiralitaacutes spirovegyuumlletek koumlreacuteben

mezo vegyuumlletek cisz-12-azonosandiszubsztituaacutelt ciklopropaacuten

Oslash61

COOHH

HHOOC

CH3H

H3C HS2

COOH

HHO

H OH

COOH

S2

COOHH

HHOOC

HH

H H

borkősav

Newman (fűreacuteszbak) projekcioacuteKonformatiacutev

62

Fisher projekcioacuteval aacutebraacutezolt L- eacutes D-borkősav

mezo-borkotildesav

COOHCH OHCCOOH

OHH

COOHCHO HCCOOH

HHO

szotildelotildesav

COOHCH OHCCOOH

HHO

COOHCHO HCCOOH

OHH

L-(+)-borkotildesav D-(-)-borkotildesav

63

Oslash64

Cl

H

H

H

Cl

H

H

Cl

H

H

Cl

H

Cl

H

H

H

H

Cl

mezo SS RR

cisz transz

Nem minden olyan molekula kiraacutelis amely aszimmetria centrumokkal rendelkezik

65

Szimmeriaelemek(szimmetria azonos meacuteret)

Akkor mondjuk hogy egy taacutergy szimmetriaelemmel rendelkezik ha a megfelelőszimmetriaművelet (tuumlkroumlzeacutes forgataacutes inverzioacute) a taacutergyat az eredetivel fedeacutesbehozhatoacute alakzattaacute konvertaacutelja

Pontcsoport ndash meghataacuterozott taacutergyra vonatkozoacute szimmetriaműveletek oumlsszesseacutege

szimmetriasiacutek (σ) a molekulaacutet keacutet olyan feacutelre bontja amelyek egymaacutesnak pontostuumlkoumlrkeacutepei (Szimmetriasiacutekot tartalmazoacute molekula akiraacutelis de a siacutek hiaacutenya nem okozkiralitaacutest)

n-ed rendű forgaacutesi szimmetriatengely (Cn) a molekulaacutet a tengely koumlruumll 360degnszoumlggel elforgatva az eredetitől megkuumlloumlnboumlzhetetlen molekulaacutet kapunk

szimmetriacentrum (inverzioacutes centrum) (Ci) a molekula baacutermely elemeacutet aszimmetriacentrummal oumlsszekoumltve eacutes az ellenkező iraacutenyba azonos taacutevolsaacutegrameghosszabbiacutetva azonos elemhez jutunk (Szimmetriacentrumot tartalmazoacutemolekula akiraacutelis de hiaacutenya nem okoz kiralitaacutest)

n-ed rendű tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengely (Sn) a molekulaacutet 360degn szoumlggel elforgatvaeacutes a tengelyre merőleges siacutekra tuumlkroumlzve az eredetitől megkuumlloumlnboumlzhetetlenmolekulaacutet kapunk (Tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengelyt tartalmazoacute molekula akiraacutelishiaacutenyaacuteban a molekula kiraacutelis) 66

C CCH3

H

H

CH3180o C C

CH3

H

CH3

H360o

siacutek

tengely

siacutek

tengely

Keacutetfogaacutesuacute tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengely Egyfogaacutesuacute tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengely

Szimmetriacentrum Szimmetriasiacutek

Tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengelyValamely taacutergy akkor jellemezhető Sn azaz n-ed rendű tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengellyel ha annak baacutermely pontjaacutet a tengely koumlruumll 360n fokos szoumlggelelfordiacutetva eacutes a tengelyre merőlegesen fektetett siacutekon keresztuumll tuumlkroumlzve az eredetiobjektumot kapjuk meg (n szuumlkseacutegkeacuteppen paacuteros vagy 1)

Az S1-tengely szimmetriasiacutekkal (σ) az S2-tengely viszont szimmetriacentrummal (Ci) egyeneacuterteacutekű

A szimmetriacentrumon aacutethaladoacute baacutermely egyenesen a centrumtoacutel egyenlő taacutevolsaacutegban azonos elemek talaacutelhatoacutek

Akiraacutelis molekulaacutek

67

szimmetriasiacutek (m S1) forgaacutesi szimmetriatengely (Cn) szimmetriacentrum (Ci S2)

Szimmetrikus + +

Szimmetrikus + -

Koumlzeacuteppontosan - + szimmetrikus

Disszimetrikus - + - (kiraacutelis)

Aszimmetrikus - - - (kiraacutelis)

Szimmetriaelem művelet

Szimmetriasiacutek tuumlkroumlzeacutes

Szimmetriatengely forgataacutes

Szimmetriacentrum inverzioacute

Szimmetriaelem művelet

Azonossaacuteg vaacuteltozatlanulhagyaacutes

Tuumlkroumlzeacutesi forgataacutes eacutesszimmetriatengely (giroid) tengelyre merőleges

tuumlkroumlzeacutesOslash68

Oslash69

Oslash70

Oslash71

Oslash72

1 Atomic number2 Atomic mass3 Z gt E4 R gt S5 Spheres6 Single-bond equivalencies

Cahn-Ingold-Prelog nomenclature system

Sequence rules for order of priority

1 If the atoms in question are different the sequence order is by atomic number with theatom of highest atomic number receiving the highest priority

F lt Cl lt Br lt I

increasing priority

2 If two isotopes of the same element are present the isotope of higher mass receivesthe higher priority

H lt D

increasing priority73

5 If two atoms are identical the atomic numbers of the next atoms are used for priorityassignment If these atoms also have identical atoms attached to them priority isdetermined at the first point of difference along the chain The atom that has attached to itan atom of higher priority has the higher priority (Do not use the sums of the atomic numbersBut look for the single atom of highest priority)

74

6 Atoms attached by double or triple bond are given single-bond equivalencies so that theycan be treated like single-bonded groups in determining priority Each doubly bonded atom isduplicated (or triplicated for triple bonds)

R C

O

OH

Structure Equivalent for priority determination

R C

O

O

OH

C

R C N R C

N

N

NC

C

75

Konfiguraacutecioacutes izomeacuteriaUgyanaz a vaacutez konnektivitaacutes de elteacuterő teacuterbelielrendeződeacutes (valamilyen szimmetria-rendezőhoumlz valoacuteviszony)

Nem alakiacutethatoacutek egymaacutesba kovalens koumlteacutes elszakiacutetaacutesaeacutes uacutejrakeacutepződeacutese neacutelkuumll

optikai izomerek (optikai aktivitaacutes) R Sgeometriai izomerek cisz-transz E-Z

76

Konfiguraacutecioacutes diasztereomerekFizikai eacutes keacutemia tulajdonsaacutegaik elteacuternek

Konfiguraacutecioacutes enantiomerekFizikai eacutes keacutemiai tulajdonsaacutegaikazonosak kiveacutevebull azonos meacuterteacutekű de ellenteacutetesiraacutenyuacute optikai forgatoacutekeacutepesseacutegbull elteacuterő reaktivitaacutes maacutes kiraacutelis vegyuumlletekkel valoacute reakcioacuteban

C

C

Cl

Cl H

HC

C

H

Cl H

Cl

cisz-12-dikloacutereteacuten transz-12-dikloacutereteacuten

Br Cl

Cl BrF F

Cl Br

Br FF Cl

(R) (R) (S) (R)

CH

OHCH3CH2

CH3

CH

HOCH2CH3

CH3

CH

OHCH3CH2

CH3

CH

OHCH3

CH3CH2

180o-os forgataacutes

(R)-butaacuten-2-ol (S)-butaacuten-2-olfp 995 oC 995 oCd4

20 0808 0808nD

20 1397 1397[α]D

25 -1352o +1352o

(R)-butaacuten-2-ol (S)-butaacuten-2-ol

CH

OHCH3

CH3CH2

77

Elegykristaacutely

bullveacuteletlenszerűen tartalmazza mindkeacutet enantiomertbulla tiszta enantiomerek eacutes az enantiomer kevereacutekek tulajdonsaacutegai azonosak

Konglomeraacutetum

bullcsak az egyik vagy a maacutesik enantiomert tartalmazzabullaz enantiomerek mechanikusan is elkuumlloumlniacutethetők egymaacutestoacutel

Molekulavegyuumllet

bulla keacutet enantiomer a kristaacutelyban 11 araacutenyban fordul elő (raceacutem elegy)bulla raceacutem elegy eacutes az enantiomerek olvadaacutespontja kuumlloumlnboumlző

bullakiraacutelis koumlruumllmeacutenyek koumlzoumltt megegyező fizikai eacutes keacutemiai tulajdonsaacutegokbullkiraacutelis koumlruumllmeacutenyek koumlzoumltt elteacuterő (kiraacutelis molekulaacutek polarizaacutelt feacuteny)bullenantiomerek koumlzoumltti 3 fő koumllcsoumlnhataacutes

elegykristaacutely keacutepzeacuteskonglomeraacutetum keacutepzeacutesmolekulavegyuumllet keacutepzeacutes

Enantiomerek

78

Enantiomerek egyeacuteb kevereacutekeit az uacutegynevezett bdquoenantiomeric excessrdquo (ee) [enantiomerfelesleg] eacuterteacutekkel jellemezzuumlk (R) eacutes (S) a megfelelő enantiomerek mennyiseacutege a kevereacutekben

A komponensek mennyiseacutegeacutenek meghataacuterozaacutesaKiraacutelis oszlopkromatigraacutefia (enantiomerek elvaacutelasztaacutesa)NMR spektroszkoacutepia

ee =(R) - (S)(R) + (S) 100

Enantiomer felesleg

Az enantiomerfelesleg az aszimmetrikus szinteacutezis sikeresseacutegeacutenek egyikmeacuterőszaacutema Diasztereomerek kevereacuteke eseteacuten hasonloacute moacutedon definiaacuteljaacutek eacuteshasznaacuteljaacutek a diasztereomer felesleg eacutes a szaacutezaleacutekos diasztereomer feleslegfogalmaacutet

Egy 70 R eacutes 30 S izomert tartalmazoacute minta enantiomerfeleslege peacuteldaacuteul40 Ezt az anyagot uacutegy is tekinthetjuumlk mint 40 tiszta R izomer eacutes 60 raceacutemelegy (mely a teljes mennyiseacuteghez 30 R eacutes 30 S izomerrel jaacuterul hozzaacute)kevereacuteke 79

C

C

HOOC

HOOC

H

HOH

OH

S

R

C

C

HOOC

HOOC

OH

HH

OHR

RC

C

COOH

COOH

HO

HH

HOS

S

intramolekulaacuteristuumlkoumlrsiacutek

diasztereomerek diasztereomerek

enantiomerek

COOH

CH3H2NH

R

COOH

CH3 NH2H

S

enantiomerek

Enantiomerek eacutes diasztereomerek

80

C

NH2

COOHHH3C C

CH2SH

COOHH2NH

Ala Cys

Aacutebraacutezolja Fischer keacuteplettel az alaacutebbi perspektivikus keacuteplettel megadott aminosavakat

CH3

COOH

H2N H

CH2SH

COOH

H2N H

Ala Cys

S R

L L81

CNH2H

H3C

COOH

C

COOH

CH2SHH2NH

CCH3H

H2N

COOH

C

COOH

CH2SHHH2N

C

NH2

COOHHH3C

C

CH2SH

COOHH2NH

CH3

COOH

H2N H

CH2SH

COOH

H2N H

82

Enantiomerek eacutes mezo vegyuumlletek

Pszeudoaszimmetria

C

C

HOOC

HOOC

H

HOH

OH

S

R

C

C

HOOC

HOOC

OH

HH

OHR

RC

C

COOH

COOH

HO

HH

HOS

S

intramolekulaacuteristuumlkoumlrsiacutek

diasztereomerek diasztereomerek

enantiomerek

C

C

C

COOH

COOH

HO H

OHH

H OHR

R

C

C

C

COOH

COOH

H OH

HHO

HO HS

S

enantiomerek

optikailag aktiacutevak

C

C

C

COOH

COOH

H OH

OHH

H OHR

S

C

C

C

COOH

COOH

H OH

HHO

H OHR

S

optikailag inaktiacutevak

r s

83

COOH

COOH

COOHHOOC COOH

HOOC COOH

HOOC

mcisz transz transz

szerkezetiizomeacuteria

geometriaiizomeacuteria

optikai izomeacuteria

84

R

RHOH

akiraacutelisszeacutenatom

R

SHOH

rS

RHOH

s

RgtS r s

(S)

(S)

pszeudoaszimmetriaacutes szeacutenatom

akiraacutelis molekulamezo vegyuumllet

akiraacutelisC2 forgaacutesi szimmetriatengely

kiraacutelis

HOOC COOH

Br

m

HOOC COOH

m

HOOC

COOH

pro-pszeudoaszimmetriaacutes szeacutenatom

85

Kiraacutelis molekulaacutekon beluumll is sok esetben talaacutelhatoacute pszeudo-aszimmetriacentrum amennyiben a keacutet enantiomorf ligandum mellett tovaacutebbi aszimmetrikus ligandum is kapcsoloacutedik a centrumhoz (peacuteldaacuteul atropin eacutes szaacutermazeacutekai)

gytszptehuhudownloadindex16630

Oslash86

Mezo-forma a) mindig akiraacutelisb) mindig kell lennie kiraacutelis disztereomerjeacutenek is

gytszptehuhudownloadindex16630

C

C

HOOC

HOOC

H

HOH

OH

S

R

C

C

HOOC

HOOC

OH

HH

OHR

RC

C

COOH

COOH

HO

HH

HOS

S

intramolekulaacuteristuumlkoumlrsiacutek

diasztereomerek diasztereomerek

enantiomerek

Oslash87

gytszptehuhudownloadindex16630

A pszeudo-aszimmetriacentrumok konfiguraacutecioacutejaacuteban elteacuterő izomerekegymaacutessal diasztereoizomer viszonyban aacutellnak

rC

C

C

COOH

COOH

H OH

OHH

H OHR

S

sC

C

C

COOH

COOH

H OH

HHO

H OHR

S Oslash88

Geometriai izomeacuteria

kettős koumlteacutesű vegyuumlletekneacutelciklusos vegyuumlletekneacutel

C CH H

CH3H3CC C

H CH3

HH3C

Felteacutetel (olefinekneacutel) egy adott pilleacuteratomon nem lehet keacutet azonos helyettesiacutetőde adott kettőskoumlteacutes keacutet kuumlloumlnboumlző pilleacuteratomjaacuten lehet egy-egy azonos helyettesiacutető(de ezeknek sem kell szuumlkseacutegkeacuteppen azonosaknak lenniuumlk)

Alfa helyzetű szubsztituens Beacuteta helyzetű szubsztituens

Diasztereomerek

89

Configurational isomers

The particular arrangement of atoms (or goups) in space that is characteristic of a given streoisomer

The configurational isomers can not be transformed into each otherwithout breaking and making a covalent bond

- cis-trans Z-E designations geometric isomers- optical isomerism (cf chirality)

H COOH

H COOH

HOOC H

H COOH

Z E

Oslash90

The requirement for geometric isomerism in alkenes is that each carbon atom involvedin the pi bond have two different groups attached to it such as H and Cl or CH3 and Cl

C CH

H

CH2CH3

CH3

C CH

H

CH2CH3

CH3is the same as

C CCH3

H

CH2CH3

CH3

C CH

CH3

CH2CH3

CH3

geometric isomers

If one of the carbons of the double bond has two identical groups such as two H atomsor two CH3 groups the geometric isomerism is not possible

Z E

Higher priority atoms or groups are on the same side of the pi bond Z bdquotogetherrdquo

Higher priority atoms or groups are on opposite sides of the pi bond E bdquoacrossrdquo

(Look at the single atoms directly attached to the double-bond carbon C and not entire-CH2CH2CH3 group)

Oslash91

Cahn-Ingold-Prelog szekvenciaszabaacutelyokalkeacutenekre vonatkozoacutean

Toumlmegszaacutem

C CT

D

H

DE

Rendszaacutem

C CF

Cl

Br

IZ

Z gt E

E

ZZ C C

C

C

H

NC

C

C

H3C

H3C

CH3

HCH3

H

C CH

NC

C

C

CH3

CH3

H

H

Br

Br

E

R

S

RgtS (DgtL)

92

C CH

H3C

CH

CH

CH3

CH3

CH2

Z ltC

HCH3

CH3

C

H

C

C

H

H

HHH

H

C C

H H

H

C

H

C (C)

o

o

o

H

H(C)oo

o

C CH

H3C

CH

CH

CH3

CH2 Br

CH2

E

C

HCH3

CH2Br

C

H

C

H

H

HCBrH

H

gtC C

H H

H

C

H

C (C)

o

o

o

H

H(C)oo

o

(CON) adott atom ismeacutetelt megjeleniacuteteacutese ---o fantomatom

1 2 3C CCCH CHHH C C(C)CH C(C)HH

1 2 3C CCCH BrCHH gt CHHH C C(C)CH C(C)HH 93

transzE

ciszZ

C CH H

C CH

H

transzZ

ciszE

C CBr H

C CH

Br

Oslash94

Konformaacutecioacutes izomeacuteriaUgyanaz a vaacutez konnektivitaacutes de elteacuterő teacuterbelielrendeződeacutes (valamilyen szimmetria-rendezőhoumlz valoacuteviszony)

Kovalens koumlteacutes elszakiacutetaacutesa eacutes uacutejrakeacutepződeacutese neacutelkuumllegymaacutesba alakiacutethatoacutek

Rotaacutecioacutes izomeacuteriaKuumlloumlnboumlző konformaacutecioacute (konformerek rotamerek)

Axiaacutelis kiralitaacutes R SHelikaacutelis kiralitaacutes P M

95

C CCH3H3C

HHHH

C CCH3

CH3 HH

HH

Konformaacutecioacutes diasztereomerek

C CH

CH3 HCH3

HH C C

H

CH3 CH3H

HH

Konformaacutecioacutes enantiomerek

P M

96

szinperiplanaacuteris szinklinaacutelis antiklinaacutelis antiperiplanaacuteris antiklinaacutelis szinklinaacutelis

pszeudorotaacutecioacute

axiaacutelis ekvatoriaacutelis

Konformerek

kiraacutelis kiraacutelisakiraacutelis akiraacutelis

97

C CCH3

CH3 HH

HHC C

CH3H3C

HHHH

Konfiguraacutecioacutes diasztereomerek

Konformaacutecioacutes diasztereomerek

C CH H

CH3H3CCC

HH3C

H CH3

98

- huacutezaacutes (stretch)

- hajliacutetaacutes (bend)

- csavaraacutes (torsion)

O OH

Hr 1r 2

r 2

O OH

H

α

OH

OH

τ (φ)

Oslash99

O OH

H

HOOH

OOH

HE

α30 kcalmol

Hajliacutetaacutes bend

Huacutezaacutes (nyuacutejtaacutes) stretch

disszociaacutecioacute

E

r

~ 90 ~ 50 kcalmol

HOO + H

HO + HO

Oslash100

H

H

H

O OH

H

1 kcalmol

~ 10kcalmol

(torzioacutes szoumlg)τ

Newman projekcioacute

H H

0o 60o 180o 300o 360o

OO

H

H

HHH HH

Oslash101

CH2 CH2Y ZY = Z = H

Y = Z = CH3

etaacuten

n-butaacuten

300o 360o240o180o120o60o0o

0o120o- 60o-180o-240o-300o-360o-

oacutera jaacuteraacutesaacuteval megegyező

oacutera jaacuteraacutesaacuteval ellenteacutetes

ZY

Z

Y

ZY

Z

Y

Z

Y

ZYZY

syn antisynperiplanar synklinal antiklinal antiperiplanar antiklinal synklinal

102

CCH

H H

HH

HH H

H

H

H H

CCH

H H

H

H HH H

HH

HH

0o 120o 240o 360o

12 M

m

M12 M M

mm

Θ

M = m

E(Θ)

minimum

Maximum

103

HHH H

CH3CH3

HHH H

CH3CH3

H

HH H

CH3

CH3

E

0deg dieacutederes szoumlg

E szabadentalpia-kuumlloumlnbseacuteg

58

29

07

(kcal)

H H

H3CH CH3

H

H H

H3CH H

CH3

H3C CH3

H HH

H

CH3HH H

CH3H

060deg 120deg 180deg 240deg 300deg 360deg

szinperiplanaacuteris szinklinaacutelis antiklinaacutelis antiperiplanaacuteris antiklinaacutelis szinklinaacutelis104

∆G0 = G01 - G0

2

K = e∆G0

RT

∆G = - RT ln K∆G = ∆H - T∆S

∆H = 074

∆S = 2 K = 19

gauche ndash anti araacuteny

minden gauche konformerre keacutet anti forma jut K= [a][g] Oslash105

0o

0o

60o

60o

120o

120o

180o

180o

240o

240o

300o

300o 360o

360o

RELA

T

IacuteV

ENERGIA

ANTI EFFEKTUS

GAUCHE EFFEKTUS

EXTREacuteMGAUCHE

EFFEKTUS

H

H H

H H

H

CH3

H H

H H

CH3

TORZIOacuteS SZOumlG

ZY

Z

YZ

Y

Z

Y

ZY

ZY ZY

F

H H

OH

repulsions

F

H H

H 106

attractiveinteractions

orbitalinteractions

antiperiplanarposition

Anti-effect

107

repulsions

F

H H

OH

repulsions

F

H H

H

Extrem gauche effect

108

C-F

C-H

C-F

C-HC-C C-C

Oslash109

CikloalkaacutenokGyűrűfeszuumlltseacuteg

Hipotetikus planaacuteris rendszerek

Baeyer vegyeacuterteacutekszoumlg-deformaacutecioacute (angulaacuterisgyűrű feszuumlleacutes)

Pitzer anti-aacutellaacuteshoz keacutepesti energiatoumlbblet (torzioacutes feszuumlleacutes)

van der Waals nemkoumltő atomok szterikus koumllcsoumlnhataacutesa

Nem planaacuteris vegyuumlletek

CC C

C

C

boriacuteteacutek

C C C

C

Ctwist

pszeudorotaacutecioacute

CC

C C

V-alakuacute

CCC

CCC

szeacutek110

3 4 5 6 7 8 9 10Gyűrűtagszaacutem

Gyűrű

feszuumlleacutes

kcalmol

hataacutereacuterteacutek

111

Cl

H

H

H

Cl

H

H

Cl

H

H

Cl

H

Cl

H

H

H

H

Cl

mezo SS RR

cisz transz

Ciklopropaacuten

C

C

HOOC

HOOC

H

HOH

OH

S

R

C

C

HOOC

HOOC

OH

HH

OHR

RC

C

COOH

COOH

HO

HH

HOS

S

intramolekulaacuteristuumlkoumlrsiacutek

diasztereomerek diasztereomerek

enantiomerek 112

Ea(a e)

∆Ea+∆E

∆E

Ea(a e)

Z

Hkb 5szeacutek

ZH

kb 95szeacutek

kb 2 kcal

csavartkaacuted

csavartkaacuted

kaacuted

ZH

feacutelszeacutekfeacutelszeacutek

ZH

Ciklohexaacuten

113

A 3-3 nemszomszeacutedos szeacutenatom aacuteltal definiaacutelt siacutekokra

merőleges koumlteacutesiraacutenyok axiaacutelis

A toumlbbi koumlteacutes e keacutet siacutek koumlzoumltt van ekvatoriaacutelis

Pszeudorotaacutecioacute a gyűrűs vegyuumlletek konformerjei

szoumlgfeszuumlltseacuteg neacutelkuumll alakulnak egymaacutesba

114

transz 12-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

cisz 12-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

Z

H

Z

H Z

HZ

Ha

eae

Z

HZ

H

Z

H

Z

H

a

e

ae

115

transz 13-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

cisz 13-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

Z

HZ

H

Z

H Z

H

a

e ae

Z

HZ

HZ

H

Z

H

a

e

ae

116

H

Z

Z

H

H

Z Z

Ha

ea

e

transz 14-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

Z

HZ

H

H

Z

Z

Ha

ea

e

cisz 14-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

117

Oslash118

8 CO2 + 8 H2O

- 12483 kcalmol - 12468 kcalmol

15 kcalmol

CH3

CH3H

H

+ 12 O2

cisz-12-dimetilciklohexaacuten

CH3

H

H

CH3

transz-12-dimetilciklohexaacuten

+ 12 O2

119

Diszubsztituaacutelt ciklohexaacutenokszerkezeti izomerjeinek konformaacutecioacutes viszonyai

Szerkezeti izomer Geometriai izomercisz transz

12

14

ae aa

ea ee

13aa ae

ee ea

120

Oslash121

BrNH2

Br

NH23a 2b

NH2

Br

Br

NH24a 1b

NH2

Br

Br

NH2

1b 4a

NH2

Br

NH2

Br2b 3a

NH2

Br

Br

NH23b 2a

Br

NH2

BrNH24b 1a

Konformaacutecioacutes Konformaacutecioacutes

BrNH2 Br

NH2

1a 4b

Br

NH2

BrNH2

2a 3b

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesenantiomerek

Konfiguraacutecioacutesenantiomerek

diasztereomerek diasztereomerek

12-helyzetben kuumlloumlnboumlző helyettesiacutetőket tartalmazoacute ciklohexaacuten szaacutermazeacutekokkonfiguraacutecioacutes eacutes konformaacutecioacutes viszonyai

Oslash122

H

H

H

HH

H

H

H

Dekalin

cisz transz

123

transz-transz-transzanellaacutecioacute

cisz-transz-transzanellaacutecioacute

DC

BA

DC

BA

H H

R

H

H H

H

H

H

R

H H

DCBA

R

H

H

H

H

H

H

DCBA

R

H

H

H

H

H

H

CH3

CH3

CH3

CH3

Oslash124

A kiralitaacutes kialakulaacutesa eacutes bioloacutegiai jelentőseacutege

Kiraacutelis vegyuumlletek

termeacuteszetes aminosavak (elsősorban L konfiguraacutecioacute)peptidek enzimektermeacuteszetes szeacutenhidraacutetok (elsősorban D konfiguraacutecioacute)gyoacutegyszerek

Az első kiraacutelis vegyuumllet kialakulaacutesa

az elemi reacuteszek gyenge koumllcsoumlnhataacutesaacutenakiraacutenyfuumlggeacuteseacutevel van kapcsolatban

autokataliacutezis

a termeacuteszet nem tuumlkoumlrszimmetrikus (a termeacuteszet homokiraacutelis)

Oslash125

Az optikai aktivitaacuteseredete szeacutenhidraacutetokkiralitaacutescentrumaacutenakkieacutepuumlleacutese a termeacuteszetben

Oslash126

Oslash127

• Slide Number 1
• Slide Number 2
• Slide Number 3
• Slide Number 4
• Slide Number 5
• Slide Number 6
• Slide Number 7
• Izomeacuteria
• Slide Number 9
• Slide Number 10
• Slide Number 11
• Slide Number 12
• Slide Number 13
• Slide Number 14
• Slide Number 15
• Slide Number 16
• Slide Number 17
• Slide Number 18
• Szerkezeti izomeacuteria
• Slide Number 20
• Slide Number 21
• Slide Number 22
• Slide Number 23
• Slide Number 24
• A tautomeacuteria tiacutepusai
• Slide Number 26
• Slide Number 27
• Slide Number 28
• Slide Number 29
• Slide Number 30
• Sztereoizomeacuteria
• Slide Number 32
• Slide Number 33
• Slide Number 34
• Slide Number 35
• Slide Number 36
• Slide Number 37
• Slide Number 38
• Slide Number 39
• Slide Number 40
• Slide Number 41
• Slide Number 42
• Slide Number 43
• Slide Number 44
• Slide Number 45
• Slide Number 46
• Slide Number 47
• Tovaacutebbi kiralitaacutes tiacutepusok
• Slide Number 49
• Slide Number 50
• Slide Number 51
• Slide Number 52
• Slide Number 53
• Slide Number 54
• Slide Number 55
• Slide Number 56
• Slide Number 57
• Toumlbb kiralitaacuteskoumlzpont
• Slide Number 59
• Slide Number 60
• Slide Number 61
• Slide Number 62
• Slide Number 63
• Slide Number 64
• Slide Number 65
• Slide Number 66
• Slide Number 67
• Slide Number 68
• Slide Number 69
• Slide Number 70
• Slide Number 71
• Slide Number 72
• Slide Number 73
• Slide Number 74
• Slide Number 75
• Konfiguraacutecioacutes izomeacuteria
• Slide Number 77
• Slide Number 78
• Slide Number 79
• Slide Number 80
• Slide Number 81
• Slide Number 82
• Slide Number 83
• Slide Number 84
• Slide Number 85
• Slide Number 86
• Slide Number 87
• Slide Number 88
• Slide Number 89
• Slide Number 90
• Slide Number 91
• Slide Number 92
• Slide Number 93
• Slide Number 94
• Slide Number 95
• Slide Number 96
• Slide Number 97
• Slide Number 98
• Slide Number 99
• Slide Number 100
• Slide Number 101
• Slide Number 102
• Slide Number 103
• Slide Number 104
• Slide Number 105
• Slide Number 106
• Slide Number 107
• Slide Number 108
• Slide Number 109
• Slide Number 110
• Slide Number 111
• Slide Number 112
• Slide Number 113
• Slide Number 114
• Slide Number 115
• Slide Number 116
• Slide Number 117
• Slide Number 118
• Slide Number 119
• Slide Number 120
• Slide Number 121
• Slide Number 122
• Slide Number 123
• Slide Number 124
• Slide Number 125
• Slide Number 126
• Slide Number 127

1) alacsonyabb pKa eacuterteacutek2) konjugaacutelt rendszer3) hidrogeacuten kelaacutet (6 elektron)

Oxo-enol tautomeacuteria

O OH

CH3H3C

H2C

H

C

O

CH3 H2C C CH3

O H

enoloxo

pKa 20

9999975 000025

F2C C

O H

CF3 F2C

H

C

O

CF3

OH O

H

CH3 C

O

CH C

O

CH3

H

CH3 C

O

CH C

O

CH3

H

pKa 9

20 80

200oC 3oacute

O

O

H

OH

O 26

NH2R C

Y Y

NHR C

H

Y= O S NR1

a)

b)

NH2

NHR1

R2N CNH

NHR1

R2HN CNH2

NR1

R2HN C

Savamid-imidsav eacutes rokon rendszerektautomeacuteriaacuteja

Guanidin-szaacutermazeacutek27

XH

N NH

X

Prototroacutepia (hetrociklusoknaacutel)

N NH

XH X

HN NH

X

HN NH

X

N NH

XH

HN N

XH

dominaacutens forma

28

α anomer izaacutecioacute

-D-Glcfβ-D-Glcfα

βO

OH

CH2OHHO OH

OHOH

O

OH

CH2OHHO

OH

HO

OHCHO

OHHOH2C

HO

β

D-Glcpβminus-D-Glcpα

α

OHOH2C

HOHO

OHOH

OHO

HOH2C

HOHO

OH

Gyűrű-laacutenc tautomeacuteria

De nem koumlzvetlenuumll

29

N OC

O

CH3N OC

O CH3

Szubsztituens tautomerizaacutecioacute

NN

N N N N

NN

N NN

N

Vegyeacuterteacutek izomerizaacutecioacute

Oslash30

Sztereoizomeacuteria

31

Sztereoizomeacuteria

Konfiguraacutecioacuteaz atomok koumllcsoumlnoumls teacuterbeli elrendeződeacutese az egyszereskoumlteacutesek koumlruumlli elfordulaacutest (aacuteltalaacuteban) nem veszi figyelembe

Konformaacutecioacuteegyszeres koumlteacutesek koumlruumlli elforgataacutes amelynek soraacuten konformerek joumlnnek leacutetre

Konfiguraacutecioacutes eacutes konformaacutecioacutesenantiomerekdiasztereomerek

32

COOH

COOH

mcisz transz transz

izomeacuteriageometriaiizomeacuteria

optikai izomeacuteria

COOHHOOC COOH

HOOC COOH

HOOC

poziacutecioacutes

SztereoizomeacuteriaSzerkezeti izomeacuteria

Helyzeti izomeacuteria

33

Enantiomerekegymaacutessal fedeacutesbe nem hozhatoacute tuumlkoumlrkeacutepi paacuterok

azonos internukleaacuteris taacutevolsaacutegkuumlloumlnboumlző csoportsorrend (konfiguraacutecioacute)

Diasztereomereknem enantiomerek (lehetnek akiraacutelisak is)nincsenek egymaacutessal tuumlkoumlrkeacutepi viszonyban

azonos oumlsszekapcsoltsaacutegkuumlloumlnboumlző internukleaacuteris taacutevolsaacuteg

34

C CH3C

Cl

C

H

CH3

BrH

C CCl

H3C

C

H

CH3

BrH

C CH3C

Cl

C

H

CH3

HBr

C CCl

H3C

C

H

CH3

HBr

E R

E S

Z R

Z S

Enantiomerek Enantiomerek

Diasztereomerek

Diasztereomerek

Diasztereomerek

Diasztereomerek

Oslash35

Kiraacutelis vegyuumlletek kiraacutelis koumllcsoumlnhataacutesok

termeacuteszetes aminosavak (főkeacutent L konfiguraacutecioacute)peptidek enzimek

termeacuteszetes szeacutenhidraacutetok (D konfiguraacutecioacute)

gyoacutegyszerek (sok esetben kiraacutelis molekulaacutek)

gyoacutegyszer-receptor koumllcsoumlnhataacutes

Sztereokeacutemia jelentőseacutege

Oslash36

Journal of

Chemical Education

ISSN 0021-9584

Volume 73 Number 6June 1996

Oslash37

Journal ofChemical Education

ISSN 0021-958413

Volume 73 Number 6June 199613

13

13

Oslash38

Kiralitaacutes

A kiraacutelis taacutergyak tuumlkoumlrkeacutepuumlkkel nem hozhatoacutek fedeacutesbe sem rotaacutecioacutes semtranszlaacutecioacutes mozgaacutessal (kiveacuteve a molekulaacuten beluumlli rotaacutecioacute lehetőseacutegeacutet)

A kiralitaacutes szerkezeti felteacutetelea taacutergynak ne legyen tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengelye

Tiacutepusok

Centraacutelis kiralitaacutes ndash sztereogeacuten centrum (R S D L)egy kiraacutelis (szeacuten)atomtoumlbb kiraacutelis szeacutenatom

Axiaacutelis kiralitaacutes ndash tengely koumlruumlli elhelyezkedeacutes (R S)alleacutenizomeacuteria spirovegyuumlletek atropizomeacuteria

Planaacuteris kiralitaacutes ndash siacutekhoz viszonyiacutetott helyzet (P pR M pS)csavart kaacutedak transz cikloalkeacuten

Helikaacutelis kiralitaacutes ndash nem siacutekbeli csavarvonalak (P M)alkaacuten konformerek (gauche antiklinaacutelis)heliceacutenek

39

Azonos minőseacutegi mennyiseacutegi oumlsszeteacutetel moacuteltoumlmeg konstituacutecioacute de kuumlloumlnboumlző teacuterbeli sorrend

Cl

F BrH

R S

Cl

FBrH

konfiguraacutecioacutejeloumlleacutes (+) (ndash) = d l D L R S

40

Azonos minőseacutegi mennyiseacutegi oumlsszeteacutetel moacuteltoumlmeg konstituacutecioacute de kuumlloumlnboumlző teacuterbeli sorrend

C

l

F

B

r

H

R

S

C

l

F

B

r

H

konfiguraacutecioacutejeloumlleacutes(+) (ndash) = d ld l R S

_1063020419

2

1

3

X4

1

X4

23

1

X4

32

(R) (S)

CC

2

1

3

I

BrCl

4F

2

1

3

OH

DT

4H C

OH

H

DT

(R)(S)

41

(R)

HCC

C CHH

HO H

CCC

H HC H

CHH3C

H

HH

H

H

C

Cl HH H

HH

1 4

3

2

1 oumlvezet2 oumlvezet

3 oumlvezet

4 oumlvezet

H

42

CH

OHCH3

CH3CH2

(R)-butaacuten-2-ol (S)-butaacuten-2-ol

180o-os forgataacutes

CH

OHCH3

CH3CH2

CH

OHCH3CH2

CH3

CH

HOCH2CH3

CH3

CH

OHCH3CH2

CH3

A kiralitaacutes az atomok egy pont (sztereogeacuten centrum kiralitaacutescentrum aszimmetriacentrum)koumlruumlli elrendeződeacuteseacutenek koumlvetkezmeacutenye A kiralitaacutest leacutetrehozoacute szerkezeti elemek elrendeződeacuteseegy koumlzpontra vonatkoztathatoacute Egy X centraacutelis atomhoz neacutegy kuumlloumlnboumlző ligandum kapcsoloacutedik a tuumlkoumlrkeacutepek nem hozhatoacutek fedeacutesbe a keacutet konfiguraacutecioacutes izomer enantiomer viszonyban van egymaacutessalSztereogeacuten centrum ndash Egy sp3 szeacutenatom (vagy maacutes atom) 4 kuumlloumlnboumlző ligandumot tartalmaz

Centraacutelis kiralitaacutes

43

Optikai izomeacuteria

Optikai izomerek olyan sztereoizomerek amelyek optikai forgatoacutekeacutepesseacutegbenkuumlloumlnboumlznek

Centraacutelis kiralitaacutes

Sztereogeacuten centrum aacutebraacutezolaacutesaperspektiacutevikus (teacuterszerkezeti)proiciaacutelt (vetiacutetett)

keacuteplettel (Fischer projekcioacute)

L

COOH

CH3H2NH

R

D

COOH

CH3 NH2H

S

intermolekulaacuteristuumlkoumlrsiacutek

COOH

CH3

H NH2

COOH

CH3

H2N H

44

Optikai aktivitaacutesAzok a vegyuumlletek melyek a siacutekban polarizaacutelt feacuteny siacutekjaacutet elforgatjaacutek optikailag aktiacutevakJobbra forgataacutes (oacuteramutatoacuteval azonos) jele (+) balra forgataacutes (oacuteramutatoacuteval ellenteacutetes) jele (-)

Azok a molekulaacutek keacutepesek optikai forgatoacutekeacutepesseacuteg leacutetrehozaacutesaacutera melyek mindenkonformaacutecioacuteja kiraacutelisHa egy kiraacutelis vegyuumlletnek csak egyik enantiomerje van jelen a vegyuumllet optikailag aktiacutev(elforgatja a polarizaacutelt feacuteny siacutekjaacutet) Ha a keacutet enantimer ekvimolaacuteris elegye (racemaacutet) van jelen a tuumlkoumlrkeacutepi paacuterok kompenzaacutecioacuteja miatt nincs makroszkoacutepikus forgataacutes

Oslash45

Fresnel elmeacutelete szerint a siacutekban polarizaacutelt feacuteny keacutet ellenteacutetes iraacutenyaacutebacirkulaacuterisan polarizaacutelt komponensből tevődik oumlssze Optikailag aktiacutev koumlzegbenaz egyik cirkulaacuteris komponens lassabban halad mint a maacutesik ezeacutert aztaacutenamikor kileacutepnek a koumlzegből eltoloacutedott faacutezisban oumlsszegeződnek uacutejra s eza polarizaacutecioacute siacutekjaacutenak elfordulaacutesaacuteban nyilvaacutenul meg Az optikailag aktiacutev anyagmolekulaacutei kuumlloumlnboumlző meacuterteacutekű koumllcsoumlnhataacutesba leacutepnek a jobbra eacutes a balracirkulaacuteris feacutenysugaacuterral A cirkulaacuterisan polaacuterozott feacuteny uacutegy jellemezhető hogya feacutenysugaacuter menteacuten az elektromaacutegneses teret leiacuteroacute elektromos eacutes maacutegnesesvektorok veacutegpontjai egy jobb vagy bal menetű csavarvonalon helyezkednek el

Optikai aktivitaacutes meacutereacutese

polarimetertube

Polarizerfixed Nicolprism

Plane-polarizedlight

Solution of opticallyactive material

Plane ofpolarizationhas undergonea rotation

Analyizermovable Nicolprism

ViewerUnpolarizedlight fromsource

Oslash46

siacutekban polarizaacutelt feacuteny

polarizaacuteloacute lencse (Nicol prizma)

normaacutel feacuteny

a)

b)

c)

x

z

z

z

siacutekban polaacuterozott feacuteny P eacutes M helicitaacutesuacutecirkulaacuterisan polaacuterozott feacuteny

minta

x

z

α

z

x

Oslash47

Tovaacutebbi kiralitaacutes tiacutepusok

48

Sztereogeacuten centrum jelenleacutete nem szuumlkseacuteges sem nem eleacutegseacuteges felteacutetele a kiralitaacutesnak

Nem szuumlkseacuteges peacuteldaacuteul axiaacutelis kiralitaacutes planaacuteris kiralitaacutes

Axiaacutelis kiralitaacutes A kiralitaacutes az atomok egy tengely koumlruumlli elrendeződeacuteseacutenek koumlvetkezmeacutenye

Alleacutenek kiralitaacutesa

Planaacuteris kiralitaacutes A kiralitaacutes az atomok egy siacutek koumlruumlli elhelyezkedeacuteseacutenek koumlvetkezmeacutenye

Helikaacutelis kiralitaacutes Csavarvonal (spiraacutelis) szerkezetű molekulaacutekPl DNS kettős heacutelixe polipeptidek kettős α-heacutelixe

C C CH

ClHCl CCC

H

ClHCl

COOH

CH3

CrOC

OCOC

CrCO

COCO

COOH

CH3

49

R S

HOOC

Br

COOH

Br6

2

6

2COOH

Br

HOOC

Br

tuumlkoumlrsiacutek

C

Br

COOHBr1

2

3 4

HOO c2COOH

Br

BrHOOC

c2

1

2

34

Atropizomeacuteria

50

Axiaacutelis kiralitaacutes

R-konfiguraacutecioacute

51

C CH

H3CC

H

CH3

CCH

CH3C

H

H3C

NH

HN

NH

NH

tuumlkoumlrsiacutek

Nem minden kiraacutelis molekula rendelkezik aszimmetria centrummal

52

Cukor Foszfor atom Oslash53

Konformaacutecioacutes enantiomerek

P M

Helikaacutelis kiralitaacutes

Konfiguraacutecioacutes enantiomerek

P M

Heptaheliceacuten n-Butaacuten

54

Oslash55

56

Feheacuterjeacutek teacuterszerkezete

Oslash

57

Nukleinsavak teacuterszerkezete

Oslash

Toumlbb kiralitaacuteskoumlzpont

58

Toumlbb aszimmetria centrumot tartalmazoacute vegyuumlleteklehetseacuteges sztereoizomereinek szaacutema

A nem enantiomeacuteria viszonyban aacutelloacute sztereoizomerek

diasztereomerek

Ha az n db aszimmetria centrum koumlzoumltt vannak azonosak a fuumlggetlen sztereoizomerek szaacutema lt 2n

mezo-forma nem kiraacutelis

2n

59

CH3CH3

HO H

OHHCH3

H3COHH

HO H

CH3CH3

HO H

HHOCH3

H3COHH

H OH

CH3CH3

HO H

OHH

180o forgataacutes

mezo-23-butaacutendioltuumlkoumlrkeacutepi paacuterok fedeacutesbe hozhatoacutek - akiraacutelis

(2R3R)-23-butaacutendiol (2S3S)-23-butaacutendiol

CH3 CH3

H HHO OH

Egyetlen sztereogeacuten centrumot tartalmazoacute molekula mindig kiraacutelis desztereogeacuten centrum jelenleacutete nem szuumlkseacuteges sem nem eleacutegseacuteges felteacutetele a kiralitaacutesnak

Nem eleacutegseacuteges toumlbb sztereogeacuten centrumot tartalmazoacute molekula lehet akiraacutelisPeacutelda

60

Nem minden olyan molekula kiraacutelis amely aszimmetria centrumokkal rendelkezik

Nem minden kiraacutelis molekula rendelkezik aszimmetria centrummal

axiaacutelis kiralitaacutes 13-diszubsztituaacutelt alleacuten planaacuteris kiralitaacutes spirovegyuumlletek koumlreacuteben

mezo vegyuumlletek cisz-12-azonosandiszubsztituaacutelt ciklopropaacuten

Oslash61

COOHH

HHOOC

CH3H

H3C HS2

COOH

HHO

H OH

COOH

S2

COOHH

HHOOC

HH

H H

borkősav

Newman (fűreacuteszbak) projekcioacuteKonformatiacutev

62

Fisher projekcioacuteval aacutebraacutezolt L- eacutes D-borkősav

mezo-borkotildesav

COOHCH OHCCOOH

OHH

COOHCHO HCCOOH

HHO

szotildelotildesav

COOHCH OHCCOOH

HHO

COOHCHO HCCOOH

OHH

L-(+)-borkotildesav D-(-)-borkotildesav

63

Oslash64

Cl

H

H

H

Cl

H

H

Cl

H

H

Cl

H

Cl

H

H

H

H

Cl

mezo SS RR

cisz transz

Nem minden olyan molekula kiraacutelis amely aszimmetria centrumokkal rendelkezik

65

Szimmeriaelemek(szimmetria azonos meacuteret)

Akkor mondjuk hogy egy taacutergy szimmetriaelemmel rendelkezik ha a megfelelőszimmetriaművelet (tuumlkroumlzeacutes forgataacutes inverzioacute) a taacutergyat az eredetivel fedeacutesbehozhatoacute alakzattaacute konvertaacutelja

Pontcsoport ndash meghataacuterozott taacutergyra vonatkozoacute szimmetriaműveletek oumlsszesseacutege

szimmetriasiacutek (σ) a molekulaacutet keacutet olyan feacutelre bontja amelyek egymaacutesnak pontostuumlkoumlrkeacutepei (Szimmetriasiacutekot tartalmazoacute molekula akiraacutelis de a siacutek hiaacutenya nem okozkiralitaacutest)

n-ed rendű forgaacutesi szimmetriatengely (Cn) a molekulaacutet a tengely koumlruumll 360degnszoumlggel elforgatva az eredetitől megkuumlloumlnboumlzhetetlen molekulaacutet kapunk

szimmetriacentrum (inverzioacutes centrum) (Ci) a molekula baacutermely elemeacutet aszimmetriacentrummal oumlsszekoumltve eacutes az ellenkező iraacutenyba azonos taacutevolsaacutegrameghosszabbiacutetva azonos elemhez jutunk (Szimmetriacentrumot tartalmazoacutemolekula akiraacutelis de hiaacutenya nem okoz kiralitaacutest)

n-ed rendű tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengely (Sn) a molekulaacutet 360degn szoumlggel elforgatvaeacutes a tengelyre merőleges siacutekra tuumlkroumlzve az eredetitől megkuumlloumlnboumlzhetetlenmolekulaacutet kapunk (Tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengelyt tartalmazoacute molekula akiraacutelishiaacutenyaacuteban a molekula kiraacutelis) 66

C CCH3

H

H

CH3180o C C

CH3

H

CH3

H360o

siacutek

tengely

siacutek

tengely

Keacutetfogaacutesuacute tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengely Egyfogaacutesuacute tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengely

Szimmetriacentrum Szimmetriasiacutek

Tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengelyValamely taacutergy akkor jellemezhető Sn azaz n-ed rendű tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengellyel ha annak baacutermely pontjaacutet a tengely koumlruumll 360n fokos szoumlggelelfordiacutetva eacutes a tengelyre merőlegesen fektetett siacutekon keresztuumll tuumlkroumlzve az eredetiobjektumot kapjuk meg (n szuumlkseacutegkeacuteppen paacuteros vagy 1)

Az S1-tengely szimmetriasiacutekkal (σ) az S2-tengely viszont szimmetriacentrummal (Ci) egyeneacuterteacutekű

A szimmetriacentrumon aacutethaladoacute baacutermely egyenesen a centrumtoacutel egyenlő taacutevolsaacutegban azonos elemek talaacutelhatoacutek

Akiraacutelis molekulaacutek

67

szimmetriasiacutek (m S1) forgaacutesi szimmetriatengely (Cn) szimmetriacentrum (Ci S2)

Szimmetrikus + +

Szimmetrikus + -

Koumlzeacuteppontosan - + szimmetrikus

Disszimetrikus - + - (kiraacutelis)

Aszimmetrikus - - - (kiraacutelis)

Szimmetriaelem művelet

Szimmetriasiacutek tuumlkroumlzeacutes

Szimmetriatengely forgataacutes

Szimmetriacentrum inverzioacute

Szimmetriaelem művelet

Azonossaacuteg vaacuteltozatlanulhagyaacutes

Tuumlkroumlzeacutesi forgataacutes eacutesszimmetriatengely (giroid) tengelyre merőleges

tuumlkroumlzeacutesOslash68

Oslash69

Oslash70

Oslash71

Oslash72

1 Atomic number2 Atomic mass3 Z gt E4 R gt S5 Spheres6 Single-bond equivalencies

Cahn-Ingold-Prelog nomenclature system

Sequence rules for order of priority

1 If the atoms in question are different the sequence order is by atomic number with theatom of highest atomic number receiving the highest priority

F lt Cl lt Br lt I

increasing priority

2 If two isotopes of the same element are present the isotope of higher mass receivesthe higher priority

H lt D

increasing priority73

5 If two atoms are identical the atomic numbers of the next atoms are used for priorityassignment If these atoms also have identical atoms attached to them priority isdetermined at the first point of difference along the chain The atom that has attached to itan atom of higher priority has the higher priority (Do not use the sums of the atomic numbersBut look for the single atom of highest priority)

74

6 Atoms attached by double or triple bond are given single-bond equivalencies so that theycan be treated like single-bonded groups in determining priority Each doubly bonded atom isduplicated (or triplicated for triple bonds)

R C

O

OH

Structure Equivalent for priority determination

R C

O

O

OH

C

R C N R C

N

N

NC

C

75

Konfiguraacutecioacutes izomeacuteriaUgyanaz a vaacutez konnektivitaacutes de elteacuterő teacuterbelielrendeződeacutes (valamilyen szimmetria-rendezőhoumlz valoacuteviszony)

Nem alakiacutethatoacutek egymaacutesba kovalens koumlteacutes elszakiacutetaacutesaeacutes uacutejrakeacutepződeacutese neacutelkuumll

optikai izomerek (optikai aktivitaacutes) R Sgeometriai izomerek cisz-transz E-Z

76

Konfiguraacutecioacutes diasztereomerekFizikai eacutes keacutemia tulajdonsaacutegaik elteacuternek

Konfiguraacutecioacutes enantiomerekFizikai eacutes keacutemiai tulajdonsaacutegaikazonosak kiveacutevebull azonos meacuterteacutekű de ellenteacutetesiraacutenyuacute optikai forgatoacutekeacutepesseacutegbull elteacuterő reaktivitaacutes maacutes kiraacutelis vegyuumlletekkel valoacute reakcioacuteban

C

C

Cl

Cl H

HC

C

H

Cl H

Cl

cisz-12-dikloacutereteacuten transz-12-dikloacutereteacuten

Br Cl

Cl BrF F

Cl Br

Br FF Cl

(R) (R) (S) (R)

CH

OHCH3CH2

CH3

CH

HOCH2CH3

CH3

CH

OHCH3CH2

CH3

CH

OHCH3

CH3CH2

180o-os forgataacutes

(R)-butaacuten-2-ol (S)-butaacuten-2-olfp 995 oC 995 oCd4

20 0808 0808nD

20 1397 1397[α]D

25 -1352o +1352o

(R)-butaacuten-2-ol (S)-butaacuten-2-ol

CH

OHCH3

CH3CH2

77

Elegykristaacutely

bullveacuteletlenszerűen tartalmazza mindkeacutet enantiomertbulla tiszta enantiomerek eacutes az enantiomer kevereacutekek tulajdonsaacutegai azonosak

Konglomeraacutetum

bullcsak az egyik vagy a maacutesik enantiomert tartalmazzabullaz enantiomerek mechanikusan is elkuumlloumlniacutethetők egymaacutestoacutel

Molekulavegyuumllet

bulla keacutet enantiomer a kristaacutelyban 11 araacutenyban fordul elő (raceacutem elegy)bulla raceacutem elegy eacutes az enantiomerek olvadaacutespontja kuumlloumlnboumlző

bullakiraacutelis koumlruumllmeacutenyek koumlzoumltt megegyező fizikai eacutes keacutemiai tulajdonsaacutegokbullkiraacutelis koumlruumllmeacutenyek koumlzoumltt elteacuterő (kiraacutelis molekulaacutek polarizaacutelt feacuteny)bullenantiomerek koumlzoumltti 3 fő koumllcsoumlnhataacutes

elegykristaacutely keacutepzeacuteskonglomeraacutetum keacutepzeacutesmolekulavegyuumllet keacutepzeacutes

Enantiomerek

78

Enantiomerek egyeacuteb kevereacutekeit az uacutegynevezett bdquoenantiomeric excessrdquo (ee) [enantiomerfelesleg] eacuterteacutekkel jellemezzuumlk (R) eacutes (S) a megfelelő enantiomerek mennyiseacutege a kevereacutekben

A komponensek mennyiseacutegeacutenek meghataacuterozaacutesaKiraacutelis oszlopkromatigraacutefia (enantiomerek elvaacutelasztaacutesa)NMR spektroszkoacutepia

ee =(R) - (S)(R) + (S) 100

Enantiomer felesleg

Az enantiomerfelesleg az aszimmetrikus szinteacutezis sikeresseacutegeacutenek egyikmeacuterőszaacutema Diasztereomerek kevereacuteke eseteacuten hasonloacute moacutedon definiaacuteljaacutek eacuteshasznaacuteljaacutek a diasztereomer felesleg eacutes a szaacutezaleacutekos diasztereomer feleslegfogalmaacutet

Egy 70 R eacutes 30 S izomert tartalmazoacute minta enantiomerfeleslege peacuteldaacuteul40 Ezt az anyagot uacutegy is tekinthetjuumlk mint 40 tiszta R izomer eacutes 60 raceacutemelegy (mely a teljes mennyiseacuteghez 30 R eacutes 30 S izomerrel jaacuterul hozzaacute)kevereacuteke 79

C

C

HOOC

HOOC

H

HOH

OH

S

R

C

C

HOOC

HOOC

OH

HH

OHR

RC

C

COOH

COOH

HO

HH

HOS

S

intramolekulaacuteristuumlkoumlrsiacutek

diasztereomerek diasztereomerek

enantiomerek

COOH

CH3H2NH

R

COOH

CH3 NH2H

S

enantiomerek

Enantiomerek eacutes diasztereomerek

80

C

NH2

COOHHH3C C

CH2SH

COOHH2NH

Ala Cys

Aacutebraacutezolja Fischer keacuteplettel az alaacutebbi perspektivikus keacuteplettel megadott aminosavakat

CH3

COOH

H2N H

CH2SH

COOH

H2N H

Ala Cys

S R

L L81

CNH2H

H3C

COOH

C

COOH

CH2SHH2NH

CCH3H

H2N

COOH

C

COOH

CH2SHHH2N

C

NH2

COOHHH3C

C

CH2SH

COOHH2NH

CH3

COOH

H2N H

CH2SH

COOH

H2N H

82

Enantiomerek eacutes mezo vegyuumlletek

Pszeudoaszimmetria

C

C

HOOC

HOOC

H

HOH

OH

S

R

C

C

HOOC

HOOC

OH

HH

OHR

RC

C

COOH

COOH

HO

HH

HOS

S

intramolekulaacuteristuumlkoumlrsiacutek

diasztereomerek diasztereomerek

enantiomerek

C

C

C

COOH

COOH

HO H

OHH

H OHR

R

C

C

C

COOH

COOH

H OH

HHO

HO HS

S

enantiomerek

optikailag aktiacutevak

C

C

C

COOH

COOH

H OH

OHH

H OHR

S

C

C

C

COOH

COOH

H OH

HHO

H OHR

S

optikailag inaktiacutevak

r s

83

COOH

COOH

COOHHOOC COOH

HOOC COOH

HOOC

mcisz transz transz

szerkezetiizomeacuteria

geometriaiizomeacuteria

optikai izomeacuteria

84

R

RHOH

akiraacutelisszeacutenatom

R

SHOH

rS

RHOH

s

RgtS r s

(S)

(S)

pszeudoaszimmetriaacutes szeacutenatom

akiraacutelis molekulamezo vegyuumllet

akiraacutelisC2 forgaacutesi szimmetriatengely

kiraacutelis

HOOC COOH

Br

m

HOOC COOH

m

HOOC

COOH

pro-pszeudoaszimmetriaacutes szeacutenatom

85

Kiraacutelis molekulaacutekon beluumll is sok esetben talaacutelhatoacute pszeudo-aszimmetriacentrum amennyiben a keacutet enantiomorf ligandum mellett tovaacutebbi aszimmetrikus ligandum is kapcsoloacutedik a centrumhoz (peacuteldaacuteul atropin eacutes szaacutermazeacutekai)

gytszptehuhudownloadindex16630

Oslash86

Mezo-forma a) mindig akiraacutelisb) mindig kell lennie kiraacutelis disztereomerjeacutenek is

gytszptehuhudownloadindex16630

C

C

HOOC

HOOC

H

HOH

OH

S

R

C

C

HOOC

HOOC

OH

HH

OHR

RC

C

COOH

COOH

HO

HH

HOS

S

intramolekulaacuteristuumlkoumlrsiacutek

diasztereomerek diasztereomerek

enantiomerek

Oslash87

gytszptehuhudownloadindex16630

A pszeudo-aszimmetriacentrumok konfiguraacutecioacutejaacuteban elteacuterő izomerekegymaacutessal diasztereoizomer viszonyban aacutellnak

rC

C

C

COOH

COOH

H OH

OHH

H OHR

S

sC

C

C

COOH

COOH

H OH

HHO

H OHR

S Oslash88

Geometriai izomeacuteria

kettős koumlteacutesű vegyuumlletekneacutelciklusos vegyuumlletekneacutel

C CH H

CH3H3CC C

H CH3

HH3C

Felteacutetel (olefinekneacutel) egy adott pilleacuteratomon nem lehet keacutet azonos helyettesiacutetőde adott kettőskoumlteacutes keacutet kuumlloumlnboumlző pilleacuteratomjaacuten lehet egy-egy azonos helyettesiacutető(de ezeknek sem kell szuumlkseacutegkeacuteppen azonosaknak lenniuumlk)

Alfa helyzetű szubsztituens Beacuteta helyzetű szubsztituens

Diasztereomerek

89

Configurational isomers

The particular arrangement of atoms (or goups) in space that is characteristic of a given streoisomer

The configurational isomers can not be transformed into each otherwithout breaking and making a covalent bond

- cis-trans Z-E designations geometric isomers- optical isomerism (cf chirality)

H COOH

H COOH

HOOC H

H COOH

Z E

Oslash90

The requirement for geometric isomerism in alkenes is that each carbon atom involvedin the pi bond have two different groups attached to it such as H and Cl or CH3 and Cl

C CH

H

CH2CH3

CH3

C CH

H

CH2CH3

CH3is the same as

C CCH3

H

CH2CH3

CH3

C CH

CH3

CH2CH3

CH3

geometric isomers

If one of the carbons of the double bond has two identical groups such as two H atomsor two CH3 groups the geometric isomerism is not possible

Z E

Higher priority atoms or groups are on the same side of the pi bond Z bdquotogetherrdquo

Higher priority atoms or groups are on opposite sides of the pi bond E bdquoacrossrdquo

(Look at the single atoms directly attached to the double-bond carbon C and not entire-CH2CH2CH3 group)

Oslash91

Cahn-Ingold-Prelog szekvenciaszabaacutelyokalkeacutenekre vonatkozoacutean

Toumlmegszaacutem

C CT

D

H

DE

Rendszaacutem

C CF

Cl

Br

IZ

Z gt E

E

ZZ C C

C

C

H

NC

C

C

H3C

H3C

CH3

HCH3

H

C CH

NC

C

C

CH3

CH3

H

H

Br

Br

E

R

S

RgtS (DgtL)

92

C CH

H3C

CH

CH

CH3

CH3

CH2

Z ltC

HCH3

CH3

C

H

C

C

H

H

HHH

H

C C

H H

H

C

H

C (C)

o

o

o

H

H(C)oo

o

C CH

H3C

CH

CH

CH3

CH2 Br

CH2

E

C

HCH3

CH2Br

C

H

C

H

H

HCBrH

H

gtC C

H H

H

C

H

C (C)

o

o

o

H

H(C)oo

o

(CON) adott atom ismeacutetelt megjeleniacuteteacutese ---o fantomatom

1 2 3C CCCH CHHH C C(C)CH C(C)HH

1 2 3C CCCH BrCHH gt CHHH C C(C)CH C(C)HH 93

transzE

ciszZ

C CH H

C CH

H

transzZ

ciszE

C CBr H

C CH

Br

Oslash94

Konformaacutecioacutes izomeacuteriaUgyanaz a vaacutez konnektivitaacutes de elteacuterő teacuterbelielrendeződeacutes (valamilyen szimmetria-rendezőhoumlz valoacuteviszony)

Kovalens koumlteacutes elszakiacutetaacutesa eacutes uacutejrakeacutepződeacutese neacutelkuumllegymaacutesba alakiacutethatoacutek

Rotaacutecioacutes izomeacuteriaKuumlloumlnboumlző konformaacutecioacute (konformerek rotamerek)

Axiaacutelis kiralitaacutes R SHelikaacutelis kiralitaacutes P M

95

C CCH3H3C

HHHH

C CCH3

CH3 HH

HH

Konformaacutecioacutes diasztereomerek

C CH

CH3 HCH3

HH C C

H

CH3 CH3H

HH

Konformaacutecioacutes enantiomerek

P M

96

szinperiplanaacuteris szinklinaacutelis antiklinaacutelis antiperiplanaacuteris antiklinaacutelis szinklinaacutelis

pszeudorotaacutecioacute

axiaacutelis ekvatoriaacutelis

Konformerek

kiraacutelis kiraacutelisakiraacutelis akiraacutelis

97

C CCH3

CH3 HH

HHC C

CH3H3C

HHHH

Konfiguraacutecioacutes diasztereomerek

Konformaacutecioacutes diasztereomerek

C CH H

CH3H3CCC

HH3C

H CH3

98

- huacutezaacutes (stretch)

- hajliacutetaacutes (bend)

- csavaraacutes (torsion)

O OH

Hr 1r 2

r 2

O OH

H

α

OH

OH

τ (φ)

Oslash99

O OH

H

HOOH

OOH

HE

α30 kcalmol

Hajliacutetaacutes bend

Huacutezaacutes (nyuacutejtaacutes) stretch

disszociaacutecioacute

E

r

~ 90 ~ 50 kcalmol

HOO + H

HO + HO

Oslash100

H

H

H

O OH

H

1 kcalmol

~ 10kcalmol

(torzioacutes szoumlg)τ

Newman projekcioacute

H H

0o 60o 180o 300o 360o

OO

H

H

HHH HH

Oslash101

CH2 CH2Y ZY = Z = H

Y = Z = CH3

etaacuten

n-butaacuten

300o 360o240o180o120o60o0o

0o120o- 60o-180o-240o-300o-360o-

oacutera jaacuteraacutesaacuteval megegyező

oacutera jaacuteraacutesaacuteval ellenteacutetes

ZY

Z

Y

ZY

Z

Y

Z

Y

ZYZY

syn antisynperiplanar synklinal antiklinal antiperiplanar antiklinal synklinal

102

CCH

H H

HH

HH H

H

H

H H

CCH

H H

H

H HH H

HH

HH

0o 120o 240o 360o

12 M

m

M12 M M

mm

Θ

M = m

E(Θ)

minimum

Maximum

103

HHH H

CH3CH3

HHH H

CH3CH3

H

HH H

CH3

CH3

E

0deg dieacutederes szoumlg

E szabadentalpia-kuumlloumlnbseacuteg

58

29

07

(kcal)

H H

H3CH CH3

H

H H

H3CH H

CH3

H3C CH3

H HH

H

CH3HH H

CH3H

060deg 120deg 180deg 240deg 300deg 360deg

szinperiplanaacuteris szinklinaacutelis antiklinaacutelis antiperiplanaacuteris antiklinaacutelis szinklinaacutelis104

∆G0 = G01 - G0

2

K = e∆G0

RT

∆G = - RT ln K∆G = ∆H - T∆S

∆H = 074

∆S = 2 K = 19

gauche ndash anti araacuteny

minden gauche konformerre keacutet anti forma jut K= [a][g] Oslash105

0o

0o

60o

60o

120o

120o

180o

180o

240o

240o

300o

300o 360o

360o

RELA

T

IacuteV

ENERGIA

ANTI EFFEKTUS

GAUCHE EFFEKTUS

EXTREacuteMGAUCHE

EFFEKTUS

H

H H

H H

H

CH3

H H

H H

CH3

TORZIOacuteS SZOumlG

ZY

Z

YZ

Y

Z

Y

ZY

ZY ZY

F

H H

OH

repulsions

F

H H

H 106

attractiveinteractions

orbitalinteractions

antiperiplanarposition

Anti-effect

107

repulsions

F

H H

OH

repulsions

F

H H

H

Extrem gauche effect

108

C-F

C-H

C-F

C-HC-C C-C

Oslash109

CikloalkaacutenokGyűrűfeszuumlltseacuteg

Hipotetikus planaacuteris rendszerek

Baeyer vegyeacuterteacutekszoumlg-deformaacutecioacute (angulaacuterisgyűrű feszuumlleacutes)

Pitzer anti-aacutellaacuteshoz keacutepesti energiatoumlbblet (torzioacutes feszuumlleacutes)

van der Waals nemkoumltő atomok szterikus koumllcsoumlnhataacutesa

Nem planaacuteris vegyuumlletek

CC C

C

C

boriacuteteacutek

C C C

C

Ctwist

pszeudorotaacutecioacute

CC

C C

V-alakuacute

CCC

CCC

szeacutek110

3 4 5 6 7 8 9 10Gyűrűtagszaacutem

Gyűrű

feszuumlleacutes

kcalmol

hataacutereacuterteacutek

111

Cl

H

H

H

Cl

H

H

Cl

H

H

Cl

H

Cl

H

H

H

H

Cl

mezo SS RR

cisz transz

Ciklopropaacuten

C

C

HOOC

HOOC

H

HOH

OH

S

R

C

C

HOOC

HOOC

OH

HH

OHR

RC

C

COOH

COOH

HO

HH

HOS

S

intramolekulaacuteristuumlkoumlrsiacutek

diasztereomerek diasztereomerek

enantiomerek 112

Ea(a e)

∆Ea+∆E

∆E

Ea(a e)

Z

Hkb 5szeacutek

ZH

kb 95szeacutek

kb 2 kcal

csavartkaacuted

csavartkaacuted

kaacuted

ZH

feacutelszeacutekfeacutelszeacutek

ZH

Ciklohexaacuten

113

A 3-3 nemszomszeacutedos szeacutenatom aacuteltal definiaacutelt siacutekokra

merőleges koumlteacutesiraacutenyok axiaacutelis

A toumlbbi koumlteacutes e keacutet siacutek koumlzoumltt van ekvatoriaacutelis

Pszeudorotaacutecioacute a gyűrűs vegyuumlletek konformerjei

szoumlgfeszuumlltseacuteg neacutelkuumll alakulnak egymaacutesba

114

transz 12-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

cisz 12-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

Z

H

Z

H Z

HZ

Ha

eae

Z

HZ

H

Z

H

Z

H

a

e

ae

115

transz 13-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

cisz 13-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

Z

HZ

H

Z

H Z

H

a

e ae

Z

HZ

HZ

H

Z

H

a

e

ae

116

H

Z

Z

H

H

Z Z

Ha

ea

e

transz 14-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

Z

HZ

H

H

Z

Z

Ha

ea

e

cisz 14-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

117

Oslash118

8 CO2 + 8 H2O

- 12483 kcalmol - 12468 kcalmol

15 kcalmol

CH3

CH3H

H

+ 12 O2

cisz-12-dimetilciklohexaacuten

CH3

H

H

CH3

transz-12-dimetilciklohexaacuten

+ 12 O2

119

Diszubsztituaacutelt ciklohexaacutenokszerkezeti izomerjeinek konformaacutecioacutes viszonyai

Szerkezeti izomer Geometriai izomercisz transz

12

14

ae aa

ea ee

13aa ae

ee ea

120

Oslash121

BrNH2

Br

NH23a 2b

NH2

Br

Br

NH24a 1b

NH2

Br

Br

NH2

1b 4a

NH2

Br

NH2

Br2b 3a

NH2

Br

Br

NH23b 2a

Br

NH2

BrNH24b 1a

Konformaacutecioacutes Konformaacutecioacutes

BrNH2 Br

NH2

1a 4b

Br

NH2

BrNH2

2a 3b

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesenantiomerek

Konfiguraacutecioacutesenantiomerek

diasztereomerek diasztereomerek

12-helyzetben kuumlloumlnboumlző helyettesiacutetőket tartalmazoacute ciklohexaacuten szaacutermazeacutekokkonfiguraacutecioacutes eacutes konformaacutecioacutes viszonyai

Oslash122

H

H

H

HH

H

H

H

Dekalin

cisz transz

123

transz-transz-transzanellaacutecioacute

cisz-transz-transzanellaacutecioacute

DC

BA

DC

BA

H H

R

H

H H

H

H

H

R

H H

DCBA

R

H

H

H

H

H

H

DCBA

R

H

H

H

H

H

H

CH3

CH3

CH3

CH3

Oslash124

A kiralitaacutes kialakulaacutesa eacutes bioloacutegiai jelentőseacutege

Kiraacutelis vegyuumlletek

termeacuteszetes aminosavak (elsősorban L konfiguraacutecioacute)peptidek enzimektermeacuteszetes szeacutenhidraacutetok (elsősorban D konfiguraacutecioacute)gyoacutegyszerek

Az első kiraacutelis vegyuumllet kialakulaacutesa

az elemi reacuteszek gyenge koumllcsoumlnhataacutesaacutenakiraacutenyfuumlggeacuteseacutevel van kapcsolatban

autokataliacutezis

a termeacuteszet nem tuumlkoumlrszimmetrikus (a termeacuteszet homokiraacutelis)

Oslash125

Az optikai aktivitaacuteseredete szeacutenhidraacutetokkiralitaacutescentrumaacutenakkieacutepuumlleacutese a termeacuteszetben

Oslash126

Oslash127

• Slide Number 1
• Slide Number 2
• Slide Number 3
• Slide Number 4
• Slide Number 5
• Slide Number 6
• Slide Number 7
• Izomeacuteria
• Slide Number 9
• Slide Number 10
• Slide Number 11
• Slide Number 12
• Slide Number 13
• Slide Number 14
• Slide Number 15
• Slide Number 16
• Slide Number 17
• Slide Number 18
• Szerkezeti izomeacuteria
• Slide Number 20
• Slide Number 21
• Slide Number 22
• Slide Number 23
• Slide Number 24
• A tautomeacuteria tiacutepusai
• Slide Number 26
• Slide Number 27
• Slide Number 28
• Slide Number 29
• Slide Number 30
• Sztereoizomeacuteria
• Slide Number 32
• Slide Number 33
• Slide Number 34
• Slide Number 35
• Slide Number 36
• Slide Number 37
• Slide Number 38
• Slide Number 39
• Slide Number 40
• Slide Number 41
• Slide Number 42
• Slide Number 43
• Slide Number 44
• Slide Number 45
• Slide Number 46
• Slide Number 47
• Tovaacutebbi kiralitaacutes tiacutepusok
• Slide Number 49
• Slide Number 50
• Slide Number 51
• Slide Number 52
• Slide Number 53
• Slide Number 54
• Slide Number 55
• Slide Number 56
• Slide Number 57
• Toumlbb kiralitaacuteskoumlzpont
• Slide Number 59
• Slide Number 60
• Slide Number 61
• Slide Number 62
• Slide Number 63
• Slide Number 64
• Slide Number 65
• Slide Number 66
• Slide Number 67
• Slide Number 68
• Slide Number 69
• Slide Number 70
• Slide Number 71
• Slide Number 72
• Slide Number 73
• Slide Number 74
• Slide Number 75
• Konfiguraacutecioacutes izomeacuteria
• Slide Number 77
• Slide Number 78
• Slide Number 79
• Slide Number 80
• Slide Number 81
• Slide Number 82
• Slide Number 83
• Slide Number 84
• Slide Number 85
• Slide Number 86
• Slide Number 87
• Slide Number 88
• Slide Number 89
• Slide Number 90
• Slide Number 91
• Slide Number 92
• Slide Number 93
• Slide Number 94
• Slide Number 95
• Slide Number 96
• Slide Number 97
• Slide Number 98
• Slide Number 99
• Slide Number 100
• Slide Number 101
• Slide Number 102
• Slide Number 103
• Slide Number 104
• Slide Number 105
• Slide Number 106
• Slide Number 107
• Slide Number 108
• Slide Number 109
• Slide Number 110
• Slide Number 111
• Slide Number 112
• Slide Number 113
• Slide Number 114
• Slide Number 115
• Slide Number 116
• Slide Number 117
• Slide Number 118
• Slide Number 119
• Slide Number 120
• Slide Number 121
• Slide Number 122
• Slide Number 123
• Slide Number 124
• Slide Number 125
• Slide Number 126
• Slide Number 127

NH2R C

Y Y

NHR C

H

Y= O S NR1

a)

b)

NH2

NHR1

R2N CNH

NHR1

R2HN CNH2

NR1

R2HN C

Savamid-imidsav eacutes rokon rendszerektautomeacuteriaacuteja

Guanidin-szaacutermazeacutek27

XH

N NH

X

Prototroacutepia (hetrociklusoknaacutel)

N NH

XH X

HN NH

X

HN NH

X

N NH

XH

HN N

XH

dominaacutens forma

28

α anomer izaacutecioacute

-D-Glcfβ-D-Glcfα

βO

OH

CH2OHHO OH

OHOH

O

OH

CH2OHHO

OH

HO

OHCHO

OHHOH2C

HO

β

D-Glcpβminus-D-Glcpα

α

OHOH2C

HOHO

OHOH

OHO

HOH2C

HOHO

OH

Gyűrű-laacutenc tautomeacuteria

De nem koumlzvetlenuumll

29

N OC

O

CH3N OC

O CH3

Szubsztituens tautomerizaacutecioacute

NN

N N N N

NN

N NN

N

Vegyeacuterteacutek izomerizaacutecioacute

Oslash30

Sztereoizomeacuteria

31

Sztereoizomeacuteria

Konfiguraacutecioacuteaz atomok koumllcsoumlnoumls teacuterbeli elrendeződeacutese az egyszereskoumlteacutesek koumlruumlli elfordulaacutest (aacuteltalaacuteban) nem veszi figyelembe

Konformaacutecioacuteegyszeres koumlteacutesek koumlruumlli elforgataacutes amelynek soraacuten konformerek joumlnnek leacutetre

Konfiguraacutecioacutes eacutes konformaacutecioacutesenantiomerekdiasztereomerek

32

COOH

COOH

mcisz transz transz

izomeacuteriageometriaiizomeacuteria

optikai izomeacuteria

COOHHOOC COOH

HOOC COOH

HOOC

poziacutecioacutes

SztereoizomeacuteriaSzerkezeti izomeacuteria

Helyzeti izomeacuteria

33

Enantiomerekegymaacutessal fedeacutesbe nem hozhatoacute tuumlkoumlrkeacutepi paacuterok

azonos internukleaacuteris taacutevolsaacutegkuumlloumlnboumlző csoportsorrend (konfiguraacutecioacute)

Diasztereomereknem enantiomerek (lehetnek akiraacutelisak is)nincsenek egymaacutessal tuumlkoumlrkeacutepi viszonyban

azonos oumlsszekapcsoltsaacutegkuumlloumlnboumlző internukleaacuteris taacutevolsaacuteg

34

C CH3C

Cl

C

H

CH3

BrH

C CCl

H3C

C

H

CH3

BrH

C CH3C

Cl

C

H

CH3

HBr

C CCl

H3C

C

H

CH3

HBr

E R

E S

Z R

Z S

Enantiomerek Enantiomerek

Diasztereomerek

Diasztereomerek

Diasztereomerek

Diasztereomerek

Oslash35

Kiraacutelis vegyuumlletek kiraacutelis koumllcsoumlnhataacutesok

termeacuteszetes aminosavak (főkeacutent L konfiguraacutecioacute)peptidek enzimek

termeacuteszetes szeacutenhidraacutetok (D konfiguraacutecioacute)

gyoacutegyszerek (sok esetben kiraacutelis molekulaacutek)

gyoacutegyszer-receptor koumllcsoumlnhataacutes

Sztereokeacutemia jelentőseacutege

Oslash36

Journal of

Chemical Education

ISSN 0021-9584

Volume 73 Number 6June 1996

Oslash37

Journal ofChemical Education

ISSN 0021-958413

Volume 73 Number 6June 199613

13

13

Oslash38

Kiralitaacutes

A kiraacutelis taacutergyak tuumlkoumlrkeacutepuumlkkel nem hozhatoacutek fedeacutesbe sem rotaacutecioacutes semtranszlaacutecioacutes mozgaacutessal (kiveacuteve a molekulaacuten beluumlli rotaacutecioacute lehetőseacutegeacutet)

A kiralitaacutes szerkezeti felteacutetelea taacutergynak ne legyen tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengelye

Tiacutepusok

Centraacutelis kiralitaacutes ndash sztereogeacuten centrum (R S D L)egy kiraacutelis (szeacuten)atomtoumlbb kiraacutelis szeacutenatom

Axiaacutelis kiralitaacutes ndash tengely koumlruumlli elhelyezkedeacutes (R S)alleacutenizomeacuteria spirovegyuumlletek atropizomeacuteria

Planaacuteris kiralitaacutes ndash siacutekhoz viszonyiacutetott helyzet (P pR M pS)csavart kaacutedak transz cikloalkeacuten

Helikaacutelis kiralitaacutes ndash nem siacutekbeli csavarvonalak (P M)alkaacuten konformerek (gauche antiklinaacutelis)heliceacutenek

39

Azonos minőseacutegi mennyiseacutegi oumlsszeteacutetel moacuteltoumlmeg konstituacutecioacute de kuumlloumlnboumlző teacuterbeli sorrend

Cl

F BrH

R S

Cl

FBrH

konfiguraacutecioacutejeloumlleacutes (+) (ndash) = d l D L R S

40

Azonos minőseacutegi mennyiseacutegi oumlsszeteacutetel moacuteltoumlmeg konstituacutecioacute de kuumlloumlnboumlző teacuterbeli sorrend

C

l

F

B

r

H

R

S

C

l

F

B

r

H

konfiguraacutecioacutejeloumlleacutes(+) (ndash) = d ld l R S

_1063020419

2

1

3

X4

1

X4

23

1

X4

32

(R) (S)

CC

2

1

3

I

BrCl

4F

2

1

3

OH

DT

4H C

OH

H

DT

(R)(S)

41

(R)

HCC

C CHH

HO H

CCC

H HC H

CHH3C

H

HH

H

H

C

Cl HH H

HH

1 4

3

2

1 oumlvezet2 oumlvezet

3 oumlvezet

4 oumlvezet

H

42

CH

OHCH3

CH3CH2

(R)-butaacuten-2-ol (S)-butaacuten-2-ol

180o-os forgataacutes

CH

OHCH3

CH3CH2

CH

OHCH3CH2

CH3

CH

HOCH2CH3

CH3

CH

OHCH3CH2

CH3

A kiralitaacutes az atomok egy pont (sztereogeacuten centrum kiralitaacutescentrum aszimmetriacentrum)koumlruumlli elrendeződeacuteseacutenek koumlvetkezmeacutenye A kiralitaacutest leacutetrehozoacute szerkezeti elemek elrendeződeacuteseegy koumlzpontra vonatkoztathatoacute Egy X centraacutelis atomhoz neacutegy kuumlloumlnboumlző ligandum kapcsoloacutedik a tuumlkoumlrkeacutepek nem hozhatoacutek fedeacutesbe a keacutet konfiguraacutecioacutes izomer enantiomer viszonyban van egymaacutessalSztereogeacuten centrum ndash Egy sp3 szeacutenatom (vagy maacutes atom) 4 kuumlloumlnboumlző ligandumot tartalmaz

Centraacutelis kiralitaacutes

43

Optikai izomeacuteria

Optikai izomerek olyan sztereoizomerek amelyek optikai forgatoacutekeacutepesseacutegbenkuumlloumlnboumlznek

Centraacutelis kiralitaacutes

Sztereogeacuten centrum aacutebraacutezolaacutesaperspektiacutevikus (teacuterszerkezeti)proiciaacutelt (vetiacutetett)

keacuteplettel (Fischer projekcioacute)

L

COOH

CH3H2NH

R

D

COOH

CH3 NH2H

S

intermolekulaacuteristuumlkoumlrsiacutek

COOH

CH3

H NH2

COOH

CH3

H2N H

44

Optikai aktivitaacutesAzok a vegyuumlletek melyek a siacutekban polarizaacutelt feacuteny siacutekjaacutet elforgatjaacutek optikailag aktiacutevakJobbra forgataacutes (oacuteramutatoacuteval azonos) jele (+) balra forgataacutes (oacuteramutatoacuteval ellenteacutetes) jele (-)

Azok a molekulaacutek keacutepesek optikai forgatoacutekeacutepesseacuteg leacutetrehozaacutesaacutera melyek mindenkonformaacutecioacuteja kiraacutelisHa egy kiraacutelis vegyuumlletnek csak egyik enantiomerje van jelen a vegyuumllet optikailag aktiacutev(elforgatja a polarizaacutelt feacuteny siacutekjaacutet) Ha a keacutet enantimer ekvimolaacuteris elegye (racemaacutet) van jelen a tuumlkoumlrkeacutepi paacuterok kompenzaacutecioacuteja miatt nincs makroszkoacutepikus forgataacutes

Oslash45

Fresnel elmeacutelete szerint a siacutekban polarizaacutelt feacuteny keacutet ellenteacutetes iraacutenyaacutebacirkulaacuterisan polarizaacutelt komponensből tevődik oumlssze Optikailag aktiacutev koumlzegbenaz egyik cirkulaacuteris komponens lassabban halad mint a maacutesik ezeacutert aztaacutenamikor kileacutepnek a koumlzegből eltoloacutedott faacutezisban oumlsszegeződnek uacutejra s eza polarizaacutecioacute siacutekjaacutenak elfordulaacutesaacuteban nyilvaacutenul meg Az optikailag aktiacutev anyagmolekulaacutei kuumlloumlnboumlző meacuterteacutekű koumllcsoumlnhataacutesba leacutepnek a jobbra eacutes a balracirkulaacuteris feacutenysugaacuterral A cirkulaacuterisan polaacuterozott feacuteny uacutegy jellemezhető hogya feacutenysugaacuter menteacuten az elektromaacutegneses teret leiacuteroacute elektromos eacutes maacutegnesesvektorok veacutegpontjai egy jobb vagy bal menetű csavarvonalon helyezkednek el

Optikai aktivitaacutes meacutereacutese

polarimetertube

Polarizerfixed Nicolprism

Plane-polarizedlight

Solution of opticallyactive material

Plane ofpolarizationhas undergonea rotation

Analyizermovable Nicolprism

ViewerUnpolarizedlight fromsource

Oslash46

siacutekban polarizaacutelt feacuteny

polarizaacuteloacute lencse (Nicol prizma)

normaacutel feacuteny

a)

b)

c)

x

z

z

z

siacutekban polaacuterozott feacuteny P eacutes M helicitaacutesuacutecirkulaacuterisan polaacuterozott feacuteny

minta

x

z

α

z

x

Oslash47

Tovaacutebbi kiralitaacutes tiacutepusok

48

Sztereogeacuten centrum jelenleacutete nem szuumlkseacuteges sem nem eleacutegseacuteges felteacutetele a kiralitaacutesnak

Nem szuumlkseacuteges peacuteldaacuteul axiaacutelis kiralitaacutes planaacuteris kiralitaacutes

Axiaacutelis kiralitaacutes A kiralitaacutes az atomok egy tengely koumlruumlli elrendeződeacuteseacutenek koumlvetkezmeacutenye

Alleacutenek kiralitaacutesa

Planaacuteris kiralitaacutes A kiralitaacutes az atomok egy siacutek koumlruumlli elhelyezkedeacuteseacutenek koumlvetkezmeacutenye

Helikaacutelis kiralitaacutes Csavarvonal (spiraacutelis) szerkezetű molekulaacutekPl DNS kettős heacutelixe polipeptidek kettős α-heacutelixe

C C CH

ClHCl CCC

H

ClHCl

COOH

CH3

CrOC

OCOC

CrCO

COCO

COOH

CH3

49

R S

HOOC

Br

COOH

Br6

2

6

2COOH

Br

HOOC

Br

tuumlkoumlrsiacutek

C

Br

COOHBr1

2

3 4

HOO c2COOH

Br

BrHOOC

c2

1

2

34

Atropizomeacuteria

50

Axiaacutelis kiralitaacutes

R-konfiguraacutecioacute

51

C CH

H3CC

H

CH3

CCH

CH3C

H

H3C

NH

HN

NH

NH

tuumlkoumlrsiacutek

Nem minden kiraacutelis molekula rendelkezik aszimmetria centrummal

52

Cukor Foszfor atom Oslash53

Konformaacutecioacutes enantiomerek

P M

Helikaacutelis kiralitaacutes

Konfiguraacutecioacutes enantiomerek

P M

Heptaheliceacuten n-Butaacuten

54

Oslash55

56

Feheacuterjeacutek teacuterszerkezete

Oslash

57

Nukleinsavak teacuterszerkezete

Oslash

Toumlbb kiralitaacuteskoumlzpont

58

Toumlbb aszimmetria centrumot tartalmazoacute vegyuumlleteklehetseacuteges sztereoizomereinek szaacutema

A nem enantiomeacuteria viszonyban aacutelloacute sztereoizomerek

diasztereomerek

Ha az n db aszimmetria centrum koumlzoumltt vannak azonosak a fuumlggetlen sztereoizomerek szaacutema lt 2n

mezo-forma nem kiraacutelis

2n

59

CH3CH3

HO H

OHHCH3

H3COHH

HO H

CH3CH3

HO H

HHOCH3

H3COHH

H OH

CH3CH3

HO H

OHH

180o forgataacutes

mezo-23-butaacutendioltuumlkoumlrkeacutepi paacuterok fedeacutesbe hozhatoacutek - akiraacutelis

(2R3R)-23-butaacutendiol (2S3S)-23-butaacutendiol

CH3 CH3

H HHO OH

Egyetlen sztereogeacuten centrumot tartalmazoacute molekula mindig kiraacutelis desztereogeacuten centrum jelenleacutete nem szuumlkseacuteges sem nem eleacutegseacuteges felteacutetele a kiralitaacutesnak

Nem eleacutegseacuteges toumlbb sztereogeacuten centrumot tartalmazoacute molekula lehet akiraacutelisPeacutelda

60

Nem minden olyan molekula kiraacutelis amely aszimmetria centrumokkal rendelkezik

Nem minden kiraacutelis molekula rendelkezik aszimmetria centrummal

axiaacutelis kiralitaacutes 13-diszubsztituaacutelt alleacuten planaacuteris kiralitaacutes spirovegyuumlletek koumlreacuteben

mezo vegyuumlletek cisz-12-azonosandiszubsztituaacutelt ciklopropaacuten

Oslash61

COOHH

HHOOC

CH3H

H3C HS2

COOH

HHO

H OH

COOH

S2

COOHH

HHOOC

HH

H H

borkősav

Newman (fűreacuteszbak) projekcioacuteKonformatiacutev

62

Fisher projekcioacuteval aacutebraacutezolt L- eacutes D-borkősav

mezo-borkotildesav

COOHCH OHCCOOH

OHH

COOHCHO HCCOOH

HHO

szotildelotildesav

COOHCH OHCCOOH

HHO

COOHCHO HCCOOH

OHH

L-(+)-borkotildesav D-(-)-borkotildesav

63

Oslash64

Cl

H

H

H

Cl

H

H

Cl

H

H

Cl

H

Cl

H

H

H

H

Cl

mezo SS RR

cisz transz

Nem minden olyan molekula kiraacutelis amely aszimmetria centrumokkal rendelkezik

65

Szimmeriaelemek(szimmetria azonos meacuteret)

Akkor mondjuk hogy egy taacutergy szimmetriaelemmel rendelkezik ha a megfelelőszimmetriaművelet (tuumlkroumlzeacutes forgataacutes inverzioacute) a taacutergyat az eredetivel fedeacutesbehozhatoacute alakzattaacute konvertaacutelja

Pontcsoport ndash meghataacuterozott taacutergyra vonatkozoacute szimmetriaműveletek oumlsszesseacutege

szimmetriasiacutek (σ) a molekulaacutet keacutet olyan feacutelre bontja amelyek egymaacutesnak pontostuumlkoumlrkeacutepei (Szimmetriasiacutekot tartalmazoacute molekula akiraacutelis de a siacutek hiaacutenya nem okozkiralitaacutest)

n-ed rendű forgaacutesi szimmetriatengely (Cn) a molekulaacutet a tengely koumlruumll 360degnszoumlggel elforgatva az eredetitől megkuumlloumlnboumlzhetetlen molekulaacutet kapunk

szimmetriacentrum (inverzioacutes centrum) (Ci) a molekula baacutermely elemeacutet aszimmetriacentrummal oumlsszekoumltve eacutes az ellenkező iraacutenyba azonos taacutevolsaacutegrameghosszabbiacutetva azonos elemhez jutunk (Szimmetriacentrumot tartalmazoacutemolekula akiraacutelis de hiaacutenya nem okoz kiralitaacutest)

n-ed rendű tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengely (Sn) a molekulaacutet 360degn szoumlggel elforgatvaeacutes a tengelyre merőleges siacutekra tuumlkroumlzve az eredetitől megkuumlloumlnboumlzhetetlenmolekulaacutet kapunk (Tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengelyt tartalmazoacute molekula akiraacutelishiaacutenyaacuteban a molekula kiraacutelis) 66

C CCH3

H

H

CH3180o C C

CH3

H

CH3

H360o

siacutek

tengely

siacutek

tengely

Keacutetfogaacutesuacute tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengely Egyfogaacutesuacute tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengely

Szimmetriacentrum Szimmetriasiacutek

Tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengelyValamely taacutergy akkor jellemezhető Sn azaz n-ed rendű tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengellyel ha annak baacutermely pontjaacutet a tengely koumlruumll 360n fokos szoumlggelelfordiacutetva eacutes a tengelyre merőlegesen fektetett siacutekon keresztuumll tuumlkroumlzve az eredetiobjektumot kapjuk meg (n szuumlkseacutegkeacuteppen paacuteros vagy 1)

Az S1-tengely szimmetriasiacutekkal (σ) az S2-tengely viszont szimmetriacentrummal (Ci) egyeneacuterteacutekű

A szimmetriacentrumon aacutethaladoacute baacutermely egyenesen a centrumtoacutel egyenlő taacutevolsaacutegban azonos elemek talaacutelhatoacutek

Akiraacutelis molekulaacutek

67

szimmetriasiacutek (m S1) forgaacutesi szimmetriatengely (Cn) szimmetriacentrum (Ci S2)

Szimmetrikus + +

Szimmetrikus + -

Koumlzeacuteppontosan - + szimmetrikus

Disszimetrikus - + - (kiraacutelis)

Aszimmetrikus - - - (kiraacutelis)

Szimmetriaelem művelet

Szimmetriasiacutek tuumlkroumlzeacutes

Szimmetriatengely forgataacutes

Szimmetriacentrum inverzioacute

Szimmetriaelem művelet

Azonossaacuteg vaacuteltozatlanulhagyaacutes

Tuumlkroumlzeacutesi forgataacutes eacutesszimmetriatengely (giroid) tengelyre merőleges

tuumlkroumlzeacutesOslash68

Oslash69

Oslash70

Oslash71

Oslash72

1 Atomic number2 Atomic mass3 Z gt E4 R gt S5 Spheres6 Single-bond equivalencies

Cahn-Ingold-Prelog nomenclature system

Sequence rules for order of priority

1 If the atoms in question are different the sequence order is by atomic number with theatom of highest atomic number receiving the highest priority

F lt Cl lt Br lt I

increasing priority

2 If two isotopes of the same element are present the isotope of higher mass receivesthe higher priority

H lt D

increasing priority73

5 If two atoms are identical the atomic numbers of the next atoms are used for priorityassignment If these atoms also have identical atoms attached to them priority isdetermined at the first point of difference along the chain The atom that has attached to itan atom of higher priority has the higher priority (Do not use the sums of the atomic numbersBut look for the single atom of highest priority)

74

6 Atoms attached by double or triple bond are given single-bond equivalencies so that theycan be treated like single-bonded groups in determining priority Each doubly bonded atom isduplicated (or triplicated for triple bonds)

R C

O

OH

Structure Equivalent for priority determination

R C

O

O

OH

C

R C N R C

N

N

NC

C

75

Konfiguraacutecioacutes izomeacuteriaUgyanaz a vaacutez konnektivitaacutes de elteacuterő teacuterbelielrendeződeacutes (valamilyen szimmetria-rendezőhoumlz valoacuteviszony)

Nem alakiacutethatoacutek egymaacutesba kovalens koumlteacutes elszakiacutetaacutesaeacutes uacutejrakeacutepződeacutese neacutelkuumll

optikai izomerek (optikai aktivitaacutes) R Sgeometriai izomerek cisz-transz E-Z

76

Konfiguraacutecioacutes diasztereomerekFizikai eacutes keacutemia tulajdonsaacutegaik elteacuternek

Konfiguraacutecioacutes enantiomerekFizikai eacutes keacutemiai tulajdonsaacutegaikazonosak kiveacutevebull azonos meacuterteacutekű de ellenteacutetesiraacutenyuacute optikai forgatoacutekeacutepesseacutegbull elteacuterő reaktivitaacutes maacutes kiraacutelis vegyuumlletekkel valoacute reakcioacuteban

C

C

Cl

Cl H

HC

C

H

Cl H

Cl

cisz-12-dikloacutereteacuten transz-12-dikloacutereteacuten

Br Cl

Cl BrF F

Cl Br

Br FF Cl

(R) (R) (S) (R)

CH

OHCH3CH2

CH3

CH

HOCH2CH3

CH3

CH

OHCH3CH2

CH3

CH

OHCH3

CH3CH2

180o-os forgataacutes

(R)-butaacuten-2-ol (S)-butaacuten-2-olfp 995 oC 995 oCd4

20 0808 0808nD

20 1397 1397[α]D

25 -1352o +1352o

(R)-butaacuten-2-ol (S)-butaacuten-2-ol

CH

OHCH3

CH3CH2

77

Elegykristaacutely

bullveacuteletlenszerűen tartalmazza mindkeacutet enantiomertbulla tiszta enantiomerek eacutes az enantiomer kevereacutekek tulajdonsaacutegai azonosak

Konglomeraacutetum

bullcsak az egyik vagy a maacutesik enantiomert tartalmazzabullaz enantiomerek mechanikusan is elkuumlloumlniacutethetők egymaacutestoacutel

Molekulavegyuumllet

bulla keacutet enantiomer a kristaacutelyban 11 araacutenyban fordul elő (raceacutem elegy)bulla raceacutem elegy eacutes az enantiomerek olvadaacutespontja kuumlloumlnboumlző

bullakiraacutelis koumlruumllmeacutenyek koumlzoumltt megegyező fizikai eacutes keacutemiai tulajdonsaacutegokbullkiraacutelis koumlruumllmeacutenyek koumlzoumltt elteacuterő (kiraacutelis molekulaacutek polarizaacutelt feacuteny)bullenantiomerek koumlzoumltti 3 fő koumllcsoumlnhataacutes

elegykristaacutely keacutepzeacuteskonglomeraacutetum keacutepzeacutesmolekulavegyuumllet keacutepzeacutes

Enantiomerek

78

Enantiomerek egyeacuteb kevereacutekeit az uacutegynevezett bdquoenantiomeric excessrdquo (ee) [enantiomerfelesleg] eacuterteacutekkel jellemezzuumlk (R) eacutes (S) a megfelelő enantiomerek mennyiseacutege a kevereacutekben

A komponensek mennyiseacutegeacutenek meghataacuterozaacutesaKiraacutelis oszlopkromatigraacutefia (enantiomerek elvaacutelasztaacutesa)NMR spektroszkoacutepia

ee =(R) - (S)(R) + (S) 100

Enantiomer felesleg

Az enantiomerfelesleg az aszimmetrikus szinteacutezis sikeresseacutegeacutenek egyikmeacuterőszaacutema Diasztereomerek kevereacuteke eseteacuten hasonloacute moacutedon definiaacuteljaacutek eacuteshasznaacuteljaacutek a diasztereomer felesleg eacutes a szaacutezaleacutekos diasztereomer feleslegfogalmaacutet

Egy 70 R eacutes 30 S izomert tartalmazoacute minta enantiomerfeleslege peacuteldaacuteul40 Ezt az anyagot uacutegy is tekinthetjuumlk mint 40 tiszta R izomer eacutes 60 raceacutemelegy (mely a teljes mennyiseacuteghez 30 R eacutes 30 S izomerrel jaacuterul hozzaacute)kevereacuteke 79

C

C

HOOC

HOOC

H

HOH

OH

S

R

C

C

HOOC

HOOC

OH

HH

OHR

RC

C

COOH

COOH

HO

HH

HOS

S

intramolekulaacuteristuumlkoumlrsiacutek

diasztereomerek diasztereomerek

enantiomerek

COOH

CH3H2NH

R

COOH

CH3 NH2H

S

enantiomerek

Enantiomerek eacutes diasztereomerek

80

C

NH2

COOHHH3C C

CH2SH

COOHH2NH

Ala Cys

Aacutebraacutezolja Fischer keacuteplettel az alaacutebbi perspektivikus keacuteplettel megadott aminosavakat

CH3

COOH

H2N H

CH2SH

COOH

H2N H

Ala Cys

S R

L L81

CNH2H

H3C

COOH

C

COOH

CH2SHH2NH

CCH3H

H2N

COOH

C

COOH

CH2SHHH2N

C

NH2

COOHHH3C

C

CH2SH

COOHH2NH

CH3

COOH

H2N H

CH2SH

COOH

H2N H

82

Enantiomerek eacutes mezo vegyuumlletek

Pszeudoaszimmetria

C

C

HOOC

HOOC

H

HOH

OH

S

R

C

C

HOOC

HOOC

OH

HH

OHR

RC

C

COOH

COOH

HO

HH

HOS

S

intramolekulaacuteristuumlkoumlrsiacutek

diasztereomerek diasztereomerek

enantiomerek

C

C

C

COOH

COOH

HO H

OHH

H OHR

R

C

C

C

COOH

COOH

H OH

HHO

HO HS

S

enantiomerek

optikailag aktiacutevak

C

C

C

COOH

COOH

H OH

OHH

H OHR

S

C

C

C

COOH

COOH

H OH

HHO

H OHR

S

optikailag inaktiacutevak

r s

83

COOH

COOH

COOHHOOC COOH

HOOC COOH

HOOC

mcisz transz transz

szerkezetiizomeacuteria

geometriaiizomeacuteria

optikai izomeacuteria

84

R

RHOH

akiraacutelisszeacutenatom

R

SHOH

rS

RHOH

s

RgtS r s

(S)

(S)

pszeudoaszimmetriaacutes szeacutenatom

akiraacutelis molekulamezo vegyuumllet

akiraacutelisC2 forgaacutesi szimmetriatengely

kiraacutelis

HOOC COOH

Br

m

HOOC COOH

m

HOOC

COOH

pro-pszeudoaszimmetriaacutes szeacutenatom

85

Kiraacutelis molekulaacutekon beluumll is sok esetben talaacutelhatoacute pszeudo-aszimmetriacentrum amennyiben a keacutet enantiomorf ligandum mellett tovaacutebbi aszimmetrikus ligandum is kapcsoloacutedik a centrumhoz (peacuteldaacuteul atropin eacutes szaacutermazeacutekai)

gytszptehuhudownloadindex16630

Oslash86

Mezo-forma a) mindig akiraacutelisb) mindig kell lennie kiraacutelis disztereomerjeacutenek is

gytszptehuhudownloadindex16630

C

C

HOOC

HOOC

H

HOH

OH

S

R

C

C

HOOC

HOOC

OH

HH

OHR

RC

C

COOH

COOH

HO

HH

HOS

S

intramolekulaacuteristuumlkoumlrsiacutek

diasztereomerek diasztereomerek

enantiomerek

Oslash87

gytszptehuhudownloadindex16630

A pszeudo-aszimmetriacentrumok konfiguraacutecioacutejaacuteban elteacuterő izomerekegymaacutessal diasztereoizomer viszonyban aacutellnak

rC

C

C

COOH

COOH

H OH

OHH

H OHR

S

sC

C

C

COOH

COOH

H OH

HHO

H OHR

S Oslash88

Geometriai izomeacuteria

kettős koumlteacutesű vegyuumlletekneacutelciklusos vegyuumlletekneacutel

C CH H

CH3H3CC C

H CH3

HH3C

Felteacutetel (olefinekneacutel) egy adott pilleacuteratomon nem lehet keacutet azonos helyettesiacutetőde adott kettőskoumlteacutes keacutet kuumlloumlnboumlző pilleacuteratomjaacuten lehet egy-egy azonos helyettesiacutető(de ezeknek sem kell szuumlkseacutegkeacuteppen azonosaknak lenniuumlk)

Alfa helyzetű szubsztituens Beacuteta helyzetű szubsztituens

Diasztereomerek

89

Configurational isomers

The particular arrangement of atoms (or goups) in space that is characteristic of a given streoisomer

The configurational isomers can not be transformed into each otherwithout breaking and making a covalent bond

- cis-trans Z-E designations geometric isomers- optical isomerism (cf chirality)

H COOH

H COOH

HOOC H

H COOH

Z E

Oslash90

The requirement for geometric isomerism in alkenes is that each carbon atom involvedin the pi bond have two different groups attached to it such as H and Cl or CH3 and Cl

C CH

H

CH2CH3

CH3

C CH

H

CH2CH3

CH3is the same as

C CCH3

H

CH2CH3

CH3

C CH

CH3

CH2CH3

CH3

geometric isomers

If one of the carbons of the double bond has two identical groups such as two H atomsor two CH3 groups the geometric isomerism is not possible

Z E

Higher priority atoms or groups are on the same side of the pi bond Z bdquotogetherrdquo

Higher priority atoms or groups are on opposite sides of the pi bond E bdquoacrossrdquo

(Look at the single atoms directly attached to the double-bond carbon C and not entire-CH2CH2CH3 group)

Oslash91

Cahn-Ingold-Prelog szekvenciaszabaacutelyokalkeacutenekre vonatkozoacutean

Toumlmegszaacutem

C CT

D

H

DE

Rendszaacutem

C CF

Cl

Br

IZ

Z gt E

E

ZZ C C

C

C

H

NC

C

C

H3C

H3C

CH3

HCH3

H

C CH

NC

C

C

CH3

CH3

H

H

Br

Br

E

R

S

RgtS (DgtL)

92

C CH

H3C

CH

CH

CH3

CH3

CH2

Z ltC

HCH3

CH3

C

H

C

C

H

H

HHH

H

C C

H H

H

C

H

C (C)

o

o

o

H

H(C)oo

o

C CH

H3C

CH

CH

CH3

CH2 Br

CH2

E

C

HCH3

CH2Br

C

H

C

H

H

HCBrH

H

gtC C

H H

H

C

H

C (C)

o

o

o

H

H(C)oo

o

(CON) adott atom ismeacutetelt megjeleniacuteteacutese ---o fantomatom

1 2 3C CCCH CHHH C C(C)CH C(C)HH

1 2 3C CCCH BrCHH gt CHHH C C(C)CH C(C)HH 93

transzE

ciszZ

C CH H

C CH

H

transzZ

ciszE

C CBr H

C CH

Br

Oslash94

Konformaacutecioacutes izomeacuteriaUgyanaz a vaacutez konnektivitaacutes de elteacuterő teacuterbelielrendeződeacutes (valamilyen szimmetria-rendezőhoumlz valoacuteviszony)

Kovalens koumlteacutes elszakiacutetaacutesa eacutes uacutejrakeacutepződeacutese neacutelkuumllegymaacutesba alakiacutethatoacutek

Rotaacutecioacutes izomeacuteriaKuumlloumlnboumlző konformaacutecioacute (konformerek rotamerek)

Axiaacutelis kiralitaacutes R SHelikaacutelis kiralitaacutes P M

95

C CCH3H3C

HHHH

C CCH3

CH3 HH

HH

Konformaacutecioacutes diasztereomerek

C CH

CH3 HCH3

HH C C

H

CH3 CH3H

HH

Konformaacutecioacutes enantiomerek

P M

96

szinperiplanaacuteris szinklinaacutelis antiklinaacutelis antiperiplanaacuteris antiklinaacutelis szinklinaacutelis

pszeudorotaacutecioacute

axiaacutelis ekvatoriaacutelis

Konformerek

kiraacutelis kiraacutelisakiraacutelis akiraacutelis

97

C CCH3

CH3 HH

HHC C

CH3H3C

HHHH

Konfiguraacutecioacutes diasztereomerek

Konformaacutecioacutes diasztereomerek

C CH H

CH3H3CCC

HH3C

H CH3

98

- huacutezaacutes (stretch)

- hajliacutetaacutes (bend)

- csavaraacutes (torsion)

O OH

Hr 1r 2

r 2

O OH

H

α

OH

OH

τ (φ)

Oslash99

O OH

H

HOOH

OOH

HE

α30 kcalmol

Hajliacutetaacutes bend

Huacutezaacutes (nyuacutejtaacutes) stretch

disszociaacutecioacute

E

r

~ 90 ~ 50 kcalmol

HOO + H

HO + HO

Oslash100

H

H

H

O OH

H

1 kcalmol

~ 10kcalmol

(torzioacutes szoumlg)τ

Newman projekcioacute

H H

0o 60o 180o 300o 360o

OO

H

H

HHH HH

Oslash101

CH2 CH2Y ZY = Z = H

Y = Z = CH3

etaacuten

n-butaacuten

300o 360o240o180o120o60o0o

0o120o- 60o-180o-240o-300o-360o-

oacutera jaacuteraacutesaacuteval megegyező

oacutera jaacuteraacutesaacuteval ellenteacutetes

ZY

Z

Y

ZY

Z

Y

Z

Y

ZYZY

syn antisynperiplanar synklinal antiklinal antiperiplanar antiklinal synklinal

102

CCH

H H

HH

HH H

H

H

H H

CCH

H H

H

H HH H

HH

HH

0o 120o 240o 360o

12 M

m

M12 M M

mm

Θ

M = m

E(Θ)

minimum

Maximum

103

HHH H

CH3CH3

HHH H

CH3CH3

H

HH H

CH3

CH3

E

0deg dieacutederes szoumlg

E szabadentalpia-kuumlloumlnbseacuteg

58

29

07

(kcal)

H H

H3CH CH3

H

H H

H3CH H

CH3

H3C CH3

H HH

H

CH3HH H

CH3H

060deg 120deg 180deg 240deg 300deg 360deg

szinperiplanaacuteris szinklinaacutelis antiklinaacutelis antiperiplanaacuteris antiklinaacutelis szinklinaacutelis104

∆G0 = G01 - G0

2

K = e∆G0

RT

∆G = - RT ln K∆G = ∆H - T∆S

∆H = 074

∆S = 2 K = 19

gauche ndash anti araacuteny

minden gauche konformerre keacutet anti forma jut K= [a][g] Oslash105

0o

0o

60o

60o

120o

120o

180o

180o

240o

240o

300o

300o 360o

360o

RELA

T

IacuteV

ENERGIA

ANTI EFFEKTUS

GAUCHE EFFEKTUS

EXTREacuteMGAUCHE

EFFEKTUS

H

H H

H H

H

CH3

H H

H H

CH3

TORZIOacuteS SZOumlG

ZY

Z

YZ

Y

Z

Y

ZY

ZY ZY

F

H H

OH

repulsions

F

H H

H 106

attractiveinteractions

orbitalinteractions

antiperiplanarposition

Anti-effect

107

repulsions

F

H H

OH

repulsions

F

H H

H

Extrem gauche effect

108

C-F

C-H

C-F

C-HC-C C-C

Oslash109

CikloalkaacutenokGyűrűfeszuumlltseacuteg

Hipotetikus planaacuteris rendszerek

Baeyer vegyeacuterteacutekszoumlg-deformaacutecioacute (angulaacuterisgyűrű feszuumlleacutes)

Pitzer anti-aacutellaacuteshoz keacutepesti energiatoumlbblet (torzioacutes feszuumlleacutes)

van der Waals nemkoumltő atomok szterikus koumllcsoumlnhataacutesa

Nem planaacuteris vegyuumlletek

CC C

C

C

boriacuteteacutek

C C C

C

Ctwist

pszeudorotaacutecioacute

CC

C C

V-alakuacute

CCC

CCC

szeacutek110

3 4 5 6 7 8 9 10Gyűrűtagszaacutem

Gyűrű

feszuumlleacutes

kcalmol

hataacutereacuterteacutek

111

Cl

H

H

H

Cl

H

H

Cl

H

H

Cl

H

Cl

H

H

H

H

Cl

mezo SS RR

cisz transz

Ciklopropaacuten

C

C

HOOC

HOOC

H

HOH

OH

S

R

C

C

HOOC

HOOC

OH

HH

OHR

RC

C

COOH

COOH

HO

HH

HOS

S

intramolekulaacuteristuumlkoumlrsiacutek

diasztereomerek diasztereomerek

enantiomerek 112

Ea(a e)

∆Ea+∆E

∆E

Ea(a e)

Z

Hkb 5szeacutek

ZH

kb 95szeacutek

kb 2 kcal

csavartkaacuted

csavartkaacuted

kaacuted

ZH

feacutelszeacutekfeacutelszeacutek

ZH

Ciklohexaacuten

113

A 3-3 nemszomszeacutedos szeacutenatom aacuteltal definiaacutelt siacutekokra

merőleges koumlteacutesiraacutenyok axiaacutelis

A toumlbbi koumlteacutes e keacutet siacutek koumlzoumltt van ekvatoriaacutelis

Pszeudorotaacutecioacute a gyűrűs vegyuumlletek konformerjei

szoumlgfeszuumlltseacuteg neacutelkuumll alakulnak egymaacutesba

114

transz 12-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

cisz 12-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

Z

H

Z

H Z

HZ

Ha

eae

Z

HZ

H

Z

H

Z

H

a

e

ae

115

transz 13-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

cisz 13-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

Z

HZ

H

Z

H Z

H

a

e ae

Z

HZ

HZ

H

Z

H

a

e

ae

116

H

Z

Z

H

H

Z Z

Ha

ea

e

transz 14-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

Z

HZ

H

H

Z

Z

Ha

ea

e

cisz 14-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

117

Oslash118

8 CO2 + 8 H2O

- 12483 kcalmol - 12468 kcalmol

15 kcalmol

CH3

CH3H

H

+ 12 O2

cisz-12-dimetilciklohexaacuten

CH3

H

H

CH3

transz-12-dimetilciklohexaacuten

+ 12 O2

119

Diszubsztituaacutelt ciklohexaacutenokszerkezeti izomerjeinek konformaacutecioacutes viszonyai

Szerkezeti izomer Geometriai izomercisz transz

12

14

ae aa

ea ee

13aa ae

ee ea

120

Oslash121

BrNH2

Br

NH23a 2b

NH2

Br

Br

NH24a 1b

NH2

Br

Br

NH2

1b 4a

NH2

Br

NH2

Br2b 3a

NH2

Br

Br

NH23b 2a

Br

NH2

BrNH24b 1a

Konformaacutecioacutes Konformaacutecioacutes

BrNH2 Br

NH2

1a 4b

Br

NH2

BrNH2

2a 3b

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesenantiomerek

Konfiguraacutecioacutesenantiomerek

diasztereomerek diasztereomerek

12-helyzetben kuumlloumlnboumlző helyettesiacutetőket tartalmazoacute ciklohexaacuten szaacutermazeacutekokkonfiguraacutecioacutes eacutes konformaacutecioacutes viszonyai

Oslash122

H

H

H

HH

H

H

H

Dekalin

cisz transz

123

transz-transz-transzanellaacutecioacute

cisz-transz-transzanellaacutecioacute

DC

BA

DC

BA

H H

R

H

H H

H

H

H

R

H H

DCBA

R

H

H

H

H

H

H

DCBA

R

H

H

H

H

H

H

CH3

CH3

CH3

CH3

Oslash124

A kiralitaacutes kialakulaacutesa eacutes bioloacutegiai jelentőseacutege

Kiraacutelis vegyuumlletek

termeacuteszetes aminosavak (elsősorban L konfiguraacutecioacute)peptidek enzimektermeacuteszetes szeacutenhidraacutetok (elsősorban D konfiguraacutecioacute)gyoacutegyszerek

Az első kiraacutelis vegyuumllet kialakulaacutesa

az elemi reacuteszek gyenge koumllcsoumlnhataacutesaacutenakiraacutenyfuumlggeacuteseacutevel van kapcsolatban

autokataliacutezis

a termeacuteszet nem tuumlkoumlrszimmetrikus (a termeacuteszet homokiraacutelis)

Oslash125

Az optikai aktivitaacuteseredete szeacutenhidraacutetokkiralitaacutescentrumaacutenakkieacutepuumlleacutese a termeacuteszetben

Oslash126

Oslash127

• Slide Number 1
• Slide Number 2
• Slide Number 3
• Slide Number 4
• Slide Number 5
• Slide Number 6
• Slide Number 7
• Izomeacuteria
• Slide Number 9
• Slide Number 10
• Slide Number 11
• Slide Number 12
• Slide Number 13
• Slide Number 14
• Slide Number 15
• Slide Number 16
• Slide Number 17
• Slide Number 18
• Szerkezeti izomeacuteria
• Slide Number 20
• Slide Number 21
• Slide Number 22
• Slide Number 23
• Slide Number 24
• A tautomeacuteria tiacutepusai
• Slide Number 26
• Slide Number 27
• Slide Number 28
• Slide Number 29
• Slide Number 30
• Sztereoizomeacuteria
• Slide Number 32
• Slide Number 33
• Slide Number 34
• Slide Number 35
• Slide Number 36
• Slide Number 37
• Slide Number 38
• Slide Number 39
• Slide Number 40
• Slide Number 41
• Slide Number 42
• Slide Number 43
• Slide Number 44
• Slide Number 45
• Slide Number 46
• Slide Number 47
• Tovaacutebbi kiralitaacutes tiacutepusok
• Slide Number 49
• Slide Number 50
• Slide Number 51
• Slide Number 52
• Slide Number 53
• Slide Number 54
• Slide Number 55
• Slide Number 56
• Slide Number 57
• Toumlbb kiralitaacuteskoumlzpont
• Slide Number 59
• Slide Number 60
• Slide Number 61
• Slide Number 62
• Slide Number 63
• Slide Number 64
• Slide Number 65
• Slide Number 66
• Slide Number 67
• Slide Number 68
• Slide Number 69
• Slide Number 70
• Slide Number 71
• Slide Number 72
• Slide Number 73
• Slide Number 74
• Slide Number 75
• Konfiguraacutecioacutes izomeacuteria
• Slide Number 77
• Slide Number 78
• Slide Number 79
• Slide Number 80
• Slide Number 81
• Slide Number 82
• Slide Number 83
• Slide Number 84
• Slide Number 85
• Slide Number 86
• Slide Number 87
• Slide Number 88
• Slide Number 89
• Slide Number 90
• Slide Number 91
• Slide Number 92
• Slide Number 93
• Slide Number 94
• Slide Number 95
• Slide Number 96
• Slide Number 97
• Slide Number 98
• Slide Number 99
• Slide Number 100
• Slide Number 101
• Slide Number 102
• Slide Number 103
• Slide Number 104
• Slide Number 105
• Slide Number 106
• Slide Number 107
• Slide Number 108
• Slide Number 109
• Slide Number 110
• Slide Number 111
• Slide Number 112
• Slide Number 113
• Slide Number 114
• Slide Number 115
• Slide Number 116
• Slide Number 117
• Slide Number 118
• Slide Number 119
• Slide Number 120
• Slide Number 121
• Slide Number 122
• Slide Number 123
• Slide Number 124
• Slide Number 125
• Slide Number 126
• Slide Number 127

XH

N NH

X

Prototroacutepia (hetrociklusoknaacutel)

N NH

XH X

HN NH

X

HN NH

X

N NH

XH

HN N

XH

dominaacutens forma

28

α anomer izaacutecioacute

-D-Glcfβ-D-Glcfα

βO

OH

CH2OHHO OH

OHOH

O

OH

CH2OHHO

OH

HO

OHCHO

OHHOH2C

HO

β

D-Glcpβminus-D-Glcpα

α

OHOH2C

HOHO

OHOH

OHO

HOH2C

HOHO

OH

Gyűrű-laacutenc tautomeacuteria

De nem koumlzvetlenuumll

29

N OC

O

CH3N OC

O CH3

Szubsztituens tautomerizaacutecioacute

NN

N N N N

NN

N NN

N

Vegyeacuterteacutek izomerizaacutecioacute

Oslash30

Sztereoizomeacuteria

31

Sztereoizomeacuteria

Konfiguraacutecioacuteaz atomok koumllcsoumlnoumls teacuterbeli elrendeződeacutese az egyszereskoumlteacutesek koumlruumlli elfordulaacutest (aacuteltalaacuteban) nem veszi figyelembe

Konformaacutecioacuteegyszeres koumlteacutesek koumlruumlli elforgataacutes amelynek soraacuten konformerek joumlnnek leacutetre

Konfiguraacutecioacutes eacutes konformaacutecioacutesenantiomerekdiasztereomerek

32

COOH

COOH

mcisz transz transz

izomeacuteriageometriaiizomeacuteria

optikai izomeacuteria

COOHHOOC COOH

HOOC COOH

HOOC

poziacutecioacutes

SztereoizomeacuteriaSzerkezeti izomeacuteria

Helyzeti izomeacuteria

33

Enantiomerekegymaacutessal fedeacutesbe nem hozhatoacute tuumlkoumlrkeacutepi paacuterok

azonos internukleaacuteris taacutevolsaacutegkuumlloumlnboumlző csoportsorrend (konfiguraacutecioacute)

Diasztereomereknem enantiomerek (lehetnek akiraacutelisak is)nincsenek egymaacutessal tuumlkoumlrkeacutepi viszonyban

azonos oumlsszekapcsoltsaacutegkuumlloumlnboumlző internukleaacuteris taacutevolsaacuteg

34

C CH3C

Cl

C

H

CH3

BrH

C CCl

H3C

C

H

CH3

BrH

C CH3C

Cl

C

H

CH3

HBr

C CCl

H3C

C

H

CH3

HBr

E R

E S

Z R

Z S

Enantiomerek Enantiomerek

Diasztereomerek

Diasztereomerek

Diasztereomerek

Diasztereomerek

Oslash35

Kiraacutelis vegyuumlletek kiraacutelis koumllcsoumlnhataacutesok

termeacuteszetes aminosavak (főkeacutent L konfiguraacutecioacute)peptidek enzimek

termeacuteszetes szeacutenhidraacutetok (D konfiguraacutecioacute)

gyoacutegyszerek (sok esetben kiraacutelis molekulaacutek)

gyoacutegyszer-receptor koumllcsoumlnhataacutes

Sztereokeacutemia jelentőseacutege

Oslash36

Journal of

Chemical Education

ISSN 0021-9584

Volume 73 Number 6June 1996

Oslash37

Journal ofChemical Education

ISSN 0021-958413

Volume 73 Number 6June 199613

13

13

Oslash38

Kiralitaacutes

A kiraacutelis taacutergyak tuumlkoumlrkeacutepuumlkkel nem hozhatoacutek fedeacutesbe sem rotaacutecioacutes semtranszlaacutecioacutes mozgaacutessal (kiveacuteve a molekulaacuten beluumlli rotaacutecioacute lehetőseacutegeacutet)

A kiralitaacutes szerkezeti felteacutetelea taacutergynak ne legyen tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengelye

Tiacutepusok

Centraacutelis kiralitaacutes ndash sztereogeacuten centrum (R S D L)egy kiraacutelis (szeacuten)atomtoumlbb kiraacutelis szeacutenatom

Axiaacutelis kiralitaacutes ndash tengely koumlruumlli elhelyezkedeacutes (R S)alleacutenizomeacuteria spirovegyuumlletek atropizomeacuteria

Planaacuteris kiralitaacutes ndash siacutekhoz viszonyiacutetott helyzet (P pR M pS)csavart kaacutedak transz cikloalkeacuten

Helikaacutelis kiralitaacutes ndash nem siacutekbeli csavarvonalak (P M)alkaacuten konformerek (gauche antiklinaacutelis)heliceacutenek

39

Azonos minőseacutegi mennyiseacutegi oumlsszeteacutetel moacuteltoumlmeg konstituacutecioacute de kuumlloumlnboumlző teacuterbeli sorrend

Cl

F BrH

R S

Cl

FBrH

konfiguraacutecioacutejeloumlleacutes (+) (ndash) = d l D L R S

40

Azonos minőseacutegi mennyiseacutegi oumlsszeteacutetel moacuteltoumlmeg konstituacutecioacute de kuumlloumlnboumlző teacuterbeli sorrend

C

l

F

B

r

H

R

S

C

l

F

B

r

H

konfiguraacutecioacutejeloumlleacutes(+) (ndash) = d ld l R S

_1063020419

2

1

3

X4

1

X4

23

1

X4

32

(R) (S)

CC

2

1

3

I

BrCl

4F

2

1

3

OH

DT

4H C

OH

H

DT

(R)(S)

41

(R)

HCC

C CHH

HO H

CCC

H HC H

CHH3C

H

HH

H

H

C

Cl HH H

HH

1 4

3

2

1 oumlvezet2 oumlvezet

3 oumlvezet

4 oumlvezet

H

42

CH

OHCH3

CH3CH2

(R)-butaacuten-2-ol (S)-butaacuten-2-ol

180o-os forgataacutes

CH

OHCH3

CH3CH2

CH

OHCH3CH2

CH3

CH

HOCH2CH3

CH3

CH

OHCH3CH2

CH3

A kiralitaacutes az atomok egy pont (sztereogeacuten centrum kiralitaacutescentrum aszimmetriacentrum)koumlruumlli elrendeződeacuteseacutenek koumlvetkezmeacutenye A kiralitaacutest leacutetrehozoacute szerkezeti elemek elrendeződeacuteseegy koumlzpontra vonatkoztathatoacute Egy X centraacutelis atomhoz neacutegy kuumlloumlnboumlző ligandum kapcsoloacutedik a tuumlkoumlrkeacutepek nem hozhatoacutek fedeacutesbe a keacutet konfiguraacutecioacutes izomer enantiomer viszonyban van egymaacutessalSztereogeacuten centrum ndash Egy sp3 szeacutenatom (vagy maacutes atom) 4 kuumlloumlnboumlző ligandumot tartalmaz

Centraacutelis kiralitaacutes

43

Optikai izomeacuteria

Optikai izomerek olyan sztereoizomerek amelyek optikai forgatoacutekeacutepesseacutegbenkuumlloumlnboumlznek

Centraacutelis kiralitaacutes

Sztereogeacuten centrum aacutebraacutezolaacutesaperspektiacutevikus (teacuterszerkezeti)proiciaacutelt (vetiacutetett)

keacuteplettel (Fischer projekcioacute)

L

COOH

CH3H2NH

R

D

COOH

CH3 NH2H

S

intermolekulaacuteristuumlkoumlrsiacutek

COOH

CH3

H NH2

COOH

CH3

H2N H

44

Optikai aktivitaacutesAzok a vegyuumlletek melyek a siacutekban polarizaacutelt feacuteny siacutekjaacutet elforgatjaacutek optikailag aktiacutevakJobbra forgataacutes (oacuteramutatoacuteval azonos) jele (+) balra forgataacutes (oacuteramutatoacuteval ellenteacutetes) jele (-)

Azok a molekulaacutek keacutepesek optikai forgatoacutekeacutepesseacuteg leacutetrehozaacutesaacutera melyek mindenkonformaacutecioacuteja kiraacutelisHa egy kiraacutelis vegyuumlletnek csak egyik enantiomerje van jelen a vegyuumllet optikailag aktiacutev(elforgatja a polarizaacutelt feacuteny siacutekjaacutet) Ha a keacutet enantimer ekvimolaacuteris elegye (racemaacutet) van jelen a tuumlkoumlrkeacutepi paacuterok kompenzaacutecioacuteja miatt nincs makroszkoacutepikus forgataacutes

Oslash45

Fresnel elmeacutelete szerint a siacutekban polarizaacutelt feacuteny keacutet ellenteacutetes iraacutenyaacutebacirkulaacuterisan polarizaacutelt komponensből tevődik oumlssze Optikailag aktiacutev koumlzegbenaz egyik cirkulaacuteris komponens lassabban halad mint a maacutesik ezeacutert aztaacutenamikor kileacutepnek a koumlzegből eltoloacutedott faacutezisban oumlsszegeződnek uacutejra s eza polarizaacutecioacute siacutekjaacutenak elfordulaacutesaacuteban nyilvaacutenul meg Az optikailag aktiacutev anyagmolekulaacutei kuumlloumlnboumlző meacuterteacutekű koumllcsoumlnhataacutesba leacutepnek a jobbra eacutes a balracirkulaacuteris feacutenysugaacuterral A cirkulaacuterisan polaacuterozott feacuteny uacutegy jellemezhető hogya feacutenysugaacuter menteacuten az elektromaacutegneses teret leiacuteroacute elektromos eacutes maacutegnesesvektorok veacutegpontjai egy jobb vagy bal menetű csavarvonalon helyezkednek el

Optikai aktivitaacutes meacutereacutese

polarimetertube

Polarizerfixed Nicolprism

Plane-polarizedlight

Solution of opticallyactive material

Plane ofpolarizationhas undergonea rotation

Analyizermovable Nicolprism

ViewerUnpolarizedlight fromsource

Oslash46

siacutekban polarizaacutelt feacuteny

polarizaacuteloacute lencse (Nicol prizma)

normaacutel feacuteny

a)

b)

c)

x

z

z

z

siacutekban polaacuterozott feacuteny P eacutes M helicitaacutesuacutecirkulaacuterisan polaacuterozott feacuteny

minta

x

z

α

z

x

Oslash47

Tovaacutebbi kiralitaacutes tiacutepusok

48

Sztereogeacuten centrum jelenleacutete nem szuumlkseacuteges sem nem eleacutegseacuteges felteacutetele a kiralitaacutesnak

Nem szuumlkseacuteges peacuteldaacuteul axiaacutelis kiralitaacutes planaacuteris kiralitaacutes

Axiaacutelis kiralitaacutes A kiralitaacutes az atomok egy tengely koumlruumlli elrendeződeacuteseacutenek koumlvetkezmeacutenye

Alleacutenek kiralitaacutesa

Planaacuteris kiralitaacutes A kiralitaacutes az atomok egy siacutek koumlruumlli elhelyezkedeacuteseacutenek koumlvetkezmeacutenye

Helikaacutelis kiralitaacutes Csavarvonal (spiraacutelis) szerkezetű molekulaacutekPl DNS kettős heacutelixe polipeptidek kettős α-heacutelixe

C C CH

ClHCl CCC

H

ClHCl

COOH

CH3

CrOC

OCOC

CrCO

COCO

COOH

CH3

49

R S

HOOC

Br

COOH

Br6

2

6

2COOH

Br

HOOC

Br

tuumlkoumlrsiacutek

C

Br

COOHBr1

2

3 4

HOO c2COOH

Br

BrHOOC

c2

1

2

34

Atropizomeacuteria

50

Axiaacutelis kiralitaacutes

R-konfiguraacutecioacute

51

C CH

H3CC

H

CH3

CCH

CH3C

H

H3C

NH

HN

NH

NH

tuumlkoumlrsiacutek

Nem minden kiraacutelis molekula rendelkezik aszimmetria centrummal

52

Cukor Foszfor atom Oslash53

Konformaacutecioacutes enantiomerek

P M

Helikaacutelis kiralitaacutes

Konfiguraacutecioacutes enantiomerek

P M

Heptaheliceacuten n-Butaacuten

54

Oslash55

56

Feheacuterjeacutek teacuterszerkezete

Oslash

57

Nukleinsavak teacuterszerkezete

Oslash

Toumlbb kiralitaacuteskoumlzpont

58

Toumlbb aszimmetria centrumot tartalmazoacute vegyuumlleteklehetseacuteges sztereoizomereinek szaacutema

A nem enantiomeacuteria viszonyban aacutelloacute sztereoizomerek

diasztereomerek

Ha az n db aszimmetria centrum koumlzoumltt vannak azonosak a fuumlggetlen sztereoizomerek szaacutema lt 2n

mezo-forma nem kiraacutelis

2n

59

CH3CH3

HO H

OHHCH3

H3COHH

HO H

CH3CH3

HO H

HHOCH3

H3COHH

H OH

CH3CH3

HO H

OHH

180o forgataacutes

mezo-23-butaacutendioltuumlkoumlrkeacutepi paacuterok fedeacutesbe hozhatoacutek - akiraacutelis

(2R3R)-23-butaacutendiol (2S3S)-23-butaacutendiol

CH3 CH3

H HHO OH

Egyetlen sztereogeacuten centrumot tartalmazoacute molekula mindig kiraacutelis desztereogeacuten centrum jelenleacutete nem szuumlkseacuteges sem nem eleacutegseacuteges felteacutetele a kiralitaacutesnak

Nem eleacutegseacuteges toumlbb sztereogeacuten centrumot tartalmazoacute molekula lehet akiraacutelisPeacutelda

60

Nem minden olyan molekula kiraacutelis amely aszimmetria centrumokkal rendelkezik

Nem minden kiraacutelis molekula rendelkezik aszimmetria centrummal

axiaacutelis kiralitaacutes 13-diszubsztituaacutelt alleacuten planaacuteris kiralitaacutes spirovegyuumlletek koumlreacuteben

mezo vegyuumlletek cisz-12-azonosandiszubsztituaacutelt ciklopropaacuten

Oslash61

COOHH

HHOOC

CH3H

H3C HS2

COOH

HHO

H OH

COOH

S2

COOHH

HHOOC

HH

H H

borkősav

Newman (fűreacuteszbak) projekcioacuteKonformatiacutev

62

Fisher projekcioacuteval aacutebraacutezolt L- eacutes D-borkősav

mezo-borkotildesav

COOHCH OHCCOOH

OHH

COOHCHO HCCOOH

HHO

szotildelotildesav

COOHCH OHCCOOH

HHO

COOHCHO HCCOOH

OHH

L-(+)-borkotildesav D-(-)-borkotildesav

63

Oslash64

Cl

H

H

H

Cl

H

H

Cl

H

H

Cl

H

Cl

H

H

H

H

Cl

mezo SS RR

cisz transz

Nem minden olyan molekula kiraacutelis amely aszimmetria centrumokkal rendelkezik

65

Szimmeriaelemek(szimmetria azonos meacuteret)

Akkor mondjuk hogy egy taacutergy szimmetriaelemmel rendelkezik ha a megfelelőszimmetriaművelet (tuumlkroumlzeacutes forgataacutes inverzioacute) a taacutergyat az eredetivel fedeacutesbehozhatoacute alakzattaacute konvertaacutelja

Pontcsoport ndash meghataacuterozott taacutergyra vonatkozoacute szimmetriaműveletek oumlsszesseacutege

szimmetriasiacutek (σ) a molekulaacutet keacutet olyan feacutelre bontja amelyek egymaacutesnak pontostuumlkoumlrkeacutepei (Szimmetriasiacutekot tartalmazoacute molekula akiraacutelis de a siacutek hiaacutenya nem okozkiralitaacutest)

n-ed rendű forgaacutesi szimmetriatengely (Cn) a molekulaacutet a tengely koumlruumll 360degnszoumlggel elforgatva az eredetitől megkuumlloumlnboumlzhetetlen molekulaacutet kapunk

szimmetriacentrum (inverzioacutes centrum) (Ci) a molekula baacutermely elemeacutet aszimmetriacentrummal oumlsszekoumltve eacutes az ellenkező iraacutenyba azonos taacutevolsaacutegrameghosszabbiacutetva azonos elemhez jutunk (Szimmetriacentrumot tartalmazoacutemolekula akiraacutelis de hiaacutenya nem okoz kiralitaacutest)

n-ed rendű tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengely (Sn) a molekulaacutet 360degn szoumlggel elforgatvaeacutes a tengelyre merőleges siacutekra tuumlkroumlzve az eredetitől megkuumlloumlnboumlzhetetlenmolekulaacutet kapunk (Tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengelyt tartalmazoacute molekula akiraacutelishiaacutenyaacuteban a molekula kiraacutelis) 66

C CCH3

H

H

CH3180o C C

CH3

H

CH3

H360o

siacutek

tengely

siacutek

tengely

Keacutetfogaacutesuacute tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengely Egyfogaacutesuacute tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengely

Szimmetriacentrum Szimmetriasiacutek

Tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengelyValamely taacutergy akkor jellemezhető Sn azaz n-ed rendű tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengellyel ha annak baacutermely pontjaacutet a tengely koumlruumll 360n fokos szoumlggelelfordiacutetva eacutes a tengelyre merőlegesen fektetett siacutekon keresztuumll tuumlkroumlzve az eredetiobjektumot kapjuk meg (n szuumlkseacutegkeacuteppen paacuteros vagy 1)

Az S1-tengely szimmetriasiacutekkal (σ) az S2-tengely viszont szimmetriacentrummal (Ci) egyeneacuterteacutekű

A szimmetriacentrumon aacutethaladoacute baacutermely egyenesen a centrumtoacutel egyenlő taacutevolsaacutegban azonos elemek talaacutelhatoacutek

Akiraacutelis molekulaacutek

67

szimmetriasiacutek (m S1) forgaacutesi szimmetriatengely (Cn) szimmetriacentrum (Ci S2)

Szimmetrikus + +

Szimmetrikus + -

Koumlzeacuteppontosan - + szimmetrikus

Disszimetrikus - + - (kiraacutelis)

Aszimmetrikus - - - (kiraacutelis)

Szimmetriaelem művelet

Szimmetriasiacutek tuumlkroumlzeacutes

Szimmetriatengely forgataacutes

Szimmetriacentrum inverzioacute

Szimmetriaelem művelet

Azonossaacuteg vaacuteltozatlanulhagyaacutes

Tuumlkroumlzeacutesi forgataacutes eacutesszimmetriatengely (giroid) tengelyre merőleges

tuumlkroumlzeacutesOslash68

Oslash69

Oslash70

Oslash71

Oslash72

1 Atomic number2 Atomic mass3 Z gt E4 R gt S5 Spheres6 Single-bond equivalencies

Cahn-Ingold-Prelog nomenclature system

Sequence rules for order of priority

1 If the atoms in question are different the sequence order is by atomic number with theatom of highest atomic number receiving the highest priority

F lt Cl lt Br lt I

increasing priority

2 If two isotopes of the same element are present the isotope of higher mass receivesthe higher priority

H lt D

increasing priority73

5 If two atoms are identical the atomic numbers of the next atoms are used for priorityassignment If these atoms also have identical atoms attached to them priority isdetermined at the first point of difference along the chain The atom that has attached to itan atom of higher priority has the higher priority (Do not use the sums of the atomic numbersBut look for the single atom of highest priority)

74

6 Atoms attached by double or triple bond are given single-bond equivalencies so that theycan be treated like single-bonded groups in determining priority Each doubly bonded atom isduplicated (or triplicated for triple bonds)

R C

O

OH

Structure Equivalent for priority determination

R C

O

O

OH

C

R C N R C

N

N

NC

C

75

Konfiguraacutecioacutes izomeacuteriaUgyanaz a vaacutez konnektivitaacutes de elteacuterő teacuterbelielrendeződeacutes (valamilyen szimmetria-rendezőhoumlz valoacuteviszony)

Nem alakiacutethatoacutek egymaacutesba kovalens koumlteacutes elszakiacutetaacutesaeacutes uacutejrakeacutepződeacutese neacutelkuumll

optikai izomerek (optikai aktivitaacutes) R Sgeometriai izomerek cisz-transz E-Z

76

Konfiguraacutecioacutes diasztereomerekFizikai eacutes keacutemia tulajdonsaacutegaik elteacuternek

Konfiguraacutecioacutes enantiomerekFizikai eacutes keacutemiai tulajdonsaacutegaikazonosak kiveacutevebull azonos meacuterteacutekű de ellenteacutetesiraacutenyuacute optikai forgatoacutekeacutepesseacutegbull elteacuterő reaktivitaacutes maacutes kiraacutelis vegyuumlletekkel valoacute reakcioacuteban

C

C

Cl

Cl H

HC

C

H

Cl H

Cl

cisz-12-dikloacutereteacuten transz-12-dikloacutereteacuten

Br Cl

Cl BrF F

Cl Br

Br FF Cl

(R) (R) (S) (R)

CH

OHCH3CH2

CH3

CH

HOCH2CH3

CH3

CH

OHCH3CH2

CH3

CH

OHCH3

CH3CH2

180o-os forgataacutes

(R)-butaacuten-2-ol (S)-butaacuten-2-olfp 995 oC 995 oCd4

20 0808 0808nD

20 1397 1397[α]D

25 -1352o +1352o

(R)-butaacuten-2-ol (S)-butaacuten-2-ol

CH

OHCH3

CH3CH2

77

Elegykristaacutely

bullveacuteletlenszerűen tartalmazza mindkeacutet enantiomertbulla tiszta enantiomerek eacutes az enantiomer kevereacutekek tulajdonsaacutegai azonosak

Konglomeraacutetum

bullcsak az egyik vagy a maacutesik enantiomert tartalmazzabullaz enantiomerek mechanikusan is elkuumlloumlniacutethetők egymaacutestoacutel

Molekulavegyuumllet

bulla keacutet enantiomer a kristaacutelyban 11 araacutenyban fordul elő (raceacutem elegy)bulla raceacutem elegy eacutes az enantiomerek olvadaacutespontja kuumlloumlnboumlző

bullakiraacutelis koumlruumllmeacutenyek koumlzoumltt megegyező fizikai eacutes keacutemiai tulajdonsaacutegokbullkiraacutelis koumlruumllmeacutenyek koumlzoumltt elteacuterő (kiraacutelis molekulaacutek polarizaacutelt feacuteny)bullenantiomerek koumlzoumltti 3 fő koumllcsoumlnhataacutes

elegykristaacutely keacutepzeacuteskonglomeraacutetum keacutepzeacutesmolekulavegyuumllet keacutepzeacutes

Enantiomerek

78

Enantiomerek egyeacuteb kevereacutekeit az uacutegynevezett bdquoenantiomeric excessrdquo (ee) [enantiomerfelesleg] eacuterteacutekkel jellemezzuumlk (R) eacutes (S) a megfelelő enantiomerek mennyiseacutege a kevereacutekben

A komponensek mennyiseacutegeacutenek meghataacuterozaacutesaKiraacutelis oszlopkromatigraacutefia (enantiomerek elvaacutelasztaacutesa)NMR spektroszkoacutepia

ee =(R) - (S)(R) + (S) 100

Enantiomer felesleg

Az enantiomerfelesleg az aszimmetrikus szinteacutezis sikeresseacutegeacutenek egyikmeacuterőszaacutema Diasztereomerek kevereacuteke eseteacuten hasonloacute moacutedon definiaacuteljaacutek eacuteshasznaacuteljaacutek a diasztereomer felesleg eacutes a szaacutezaleacutekos diasztereomer feleslegfogalmaacutet

Egy 70 R eacutes 30 S izomert tartalmazoacute minta enantiomerfeleslege peacuteldaacuteul40 Ezt az anyagot uacutegy is tekinthetjuumlk mint 40 tiszta R izomer eacutes 60 raceacutemelegy (mely a teljes mennyiseacuteghez 30 R eacutes 30 S izomerrel jaacuterul hozzaacute)kevereacuteke 79

C

C

HOOC

HOOC

H

HOH

OH

S

R

C

C

HOOC

HOOC

OH

HH

OHR

RC

C

COOH

COOH

HO

HH

HOS

S

intramolekulaacuteristuumlkoumlrsiacutek

diasztereomerek diasztereomerek

enantiomerek

COOH

CH3H2NH

R

COOH

CH3 NH2H

S

enantiomerek

Enantiomerek eacutes diasztereomerek

80

C

NH2

COOHHH3C C

CH2SH

COOHH2NH

Ala Cys

Aacutebraacutezolja Fischer keacuteplettel az alaacutebbi perspektivikus keacuteplettel megadott aminosavakat

CH3

COOH

H2N H

CH2SH

COOH

H2N H

Ala Cys

S R

L L81

CNH2H

H3C

COOH

C

COOH

CH2SHH2NH

CCH3H

H2N

COOH

C

COOH

CH2SHHH2N

C

NH2

COOHHH3C

C

CH2SH

COOHH2NH

CH3

COOH

H2N H

CH2SH

COOH

H2N H

82

Enantiomerek eacutes mezo vegyuumlletek

Pszeudoaszimmetria

C

C

HOOC

HOOC

H

HOH

OH

S

R

C

C

HOOC

HOOC

OH

HH

OHR

RC

C

COOH

COOH

HO

HH

HOS

S

intramolekulaacuteristuumlkoumlrsiacutek

diasztereomerek diasztereomerek

enantiomerek

C

C

C

COOH

COOH

HO H

OHH

H OHR

R

C

C

C

COOH

COOH

H OH

HHO

HO HS

S

enantiomerek

optikailag aktiacutevak

C

C

C

COOH

COOH

H OH

OHH

H OHR

S

C

C

C

COOH

COOH

H OH

HHO

H OHR

S

optikailag inaktiacutevak

r s

83

COOH

COOH

COOHHOOC COOH

HOOC COOH

HOOC

mcisz transz transz

szerkezetiizomeacuteria

geometriaiizomeacuteria

optikai izomeacuteria

84

R

RHOH

akiraacutelisszeacutenatom

R

SHOH

rS

RHOH

s

RgtS r s

(S)

(S)

pszeudoaszimmetriaacutes szeacutenatom

akiraacutelis molekulamezo vegyuumllet

akiraacutelisC2 forgaacutesi szimmetriatengely

kiraacutelis

HOOC COOH

Br

m

HOOC COOH

m

HOOC

COOH

pro-pszeudoaszimmetriaacutes szeacutenatom

85

Kiraacutelis molekulaacutekon beluumll is sok esetben talaacutelhatoacute pszeudo-aszimmetriacentrum amennyiben a keacutet enantiomorf ligandum mellett tovaacutebbi aszimmetrikus ligandum is kapcsoloacutedik a centrumhoz (peacuteldaacuteul atropin eacutes szaacutermazeacutekai)

gytszptehuhudownloadindex16630

Oslash86

Mezo-forma a) mindig akiraacutelisb) mindig kell lennie kiraacutelis disztereomerjeacutenek is

gytszptehuhudownloadindex16630

C

C

HOOC

HOOC

H

HOH

OH

S

R

C

C

HOOC

HOOC

OH

HH

OHR

RC

C

COOH

COOH

HO

HH

HOS

S

intramolekulaacuteristuumlkoumlrsiacutek

diasztereomerek diasztereomerek

enantiomerek

Oslash87

gytszptehuhudownloadindex16630

A pszeudo-aszimmetriacentrumok konfiguraacutecioacutejaacuteban elteacuterő izomerekegymaacutessal diasztereoizomer viszonyban aacutellnak

rC

C

C

COOH

COOH

H OH

OHH

H OHR

S

sC

C

C

COOH

COOH

H OH

HHO

H OHR

S Oslash88

Geometriai izomeacuteria

kettős koumlteacutesű vegyuumlletekneacutelciklusos vegyuumlletekneacutel

C CH H

CH3H3CC C

H CH3

HH3C

Felteacutetel (olefinekneacutel) egy adott pilleacuteratomon nem lehet keacutet azonos helyettesiacutetőde adott kettőskoumlteacutes keacutet kuumlloumlnboumlző pilleacuteratomjaacuten lehet egy-egy azonos helyettesiacutető(de ezeknek sem kell szuumlkseacutegkeacuteppen azonosaknak lenniuumlk)

Alfa helyzetű szubsztituens Beacuteta helyzetű szubsztituens

Diasztereomerek

89

Configurational isomers

The particular arrangement of atoms (or goups) in space that is characteristic of a given streoisomer

The configurational isomers can not be transformed into each otherwithout breaking and making a covalent bond

- cis-trans Z-E designations geometric isomers- optical isomerism (cf chirality)

H COOH

H COOH

HOOC H

H COOH

Z E

Oslash90

The requirement for geometric isomerism in alkenes is that each carbon atom involvedin the pi bond have two different groups attached to it such as H and Cl or CH3 and Cl

C CH

H

CH2CH3

CH3

C CH

H

CH2CH3

CH3is the same as

C CCH3

H

CH2CH3

CH3

C CH

CH3

CH2CH3

CH3

geometric isomers

If one of the carbons of the double bond has two identical groups such as two H atomsor two CH3 groups the geometric isomerism is not possible

Z E

Higher priority atoms or groups are on the same side of the pi bond Z bdquotogetherrdquo

Higher priority atoms or groups are on opposite sides of the pi bond E bdquoacrossrdquo

(Look at the single atoms directly attached to the double-bond carbon C and not entire-CH2CH2CH3 group)

Oslash91

Cahn-Ingold-Prelog szekvenciaszabaacutelyokalkeacutenekre vonatkozoacutean

Toumlmegszaacutem

C CT

D

H

DE

Rendszaacutem

C CF

Cl

Br

IZ

Z gt E

E

ZZ C C

C

C

H

NC

C

C

H3C

H3C

CH3

HCH3

H

C CH

NC

C

C

CH3

CH3

H

H

Br

Br

E

R

S

RgtS (DgtL)

92

C CH

H3C

CH

CH

CH3

CH3

CH2

Z ltC

HCH3

CH3

C

H

C

C

H

H

HHH

H

C C

H H

H

C

H

C (C)

o

o

o

H

H(C)oo

o

C CH

H3C

CH

CH

CH3

CH2 Br

CH2

E

C

HCH3

CH2Br

C

H

C

H

H

HCBrH

H

gtC C

H H

H

C

H

C (C)

o

o

o

H

H(C)oo

o

(CON) adott atom ismeacutetelt megjeleniacuteteacutese ---o fantomatom

1 2 3C CCCH CHHH C C(C)CH C(C)HH

1 2 3C CCCH BrCHH gt CHHH C C(C)CH C(C)HH 93

transzE

ciszZ

C CH H

C CH

H

transzZ

ciszE

C CBr H

C CH

Br

Oslash94

Konformaacutecioacutes izomeacuteriaUgyanaz a vaacutez konnektivitaacutes de elteacuterő teacuterbelielrendeződeacutes (valamilyen szimmetria-rendezőhoumlz valoacuteviszony)

Kovalens koumlteacutes elszakiacutetaacutesa eacutes uacutejrakeacutepződeacutese neacutelkuumllegymaacutesba alakiacutethatoacutek

Rotaacutecioacutes izomeacuteriaKuumlloumlnboumlző konformaacutecioacute (konformerek rotamerek)

Axiaacutelis kiralitaacutes R SHelikaacutelis kiralitaacutes P M

95

C CCH3H3C

HHHH

C CCH3

CH3 HH

HH

Konformaacutecioacutes diasztereomerek

C CH

CH3 HCH3

HH C C

H

CH3 CH3H

HH

Konformaacutecioacutes enantiomerek

P M

96

szinperiplanaacuteris szinklinaacutelis antiklinaacutelis antiperiplanaacuteris antiklinaacutelis szinklinaacutelis

pszeudorotaacutecioacute

axiaacutelis ekvatoriaacutelis

Konformerek

kiraacutelis kiraacutelisakiraacutelis akiraacutelis

97

C CCH3

CH3 HH

HHC C

CH3H3C

HHHH

Konfiguraacutecioacutes diasztereomerek

Konformaacutecioacutes diasztereomerek

C CH H

CH3H3CCC

HH3C

H CH3

98

- huacutezaacutes (stretch)

- hajliacutetaacutes (bend)

- csavaraacutes (torsion)

O OH

Hr 1r 2

r 2

O OH

H

α

OH

OH

τ (φ)

Oslash99

O OH

H

HOOH

OOH

HE

α30 kcalmol

Hajliacutetaacutes bend

Huacutezaacutes (nyuacutejtaacutes) stretch

disszociaacutecioacute

E

r

~ 90 ~ 50 kcalmol

HOO + H

HO + HO

Oslash100

H

H

H

O OH

H

1 kcalmol

~ 10kcalmol

(torzioacutes szoumlg)τ

Newman projekcioacute

H H

0o 60o 180o 300o 360o

OO

H

H

HHH HH

Oslash101

CH2 CH2Y ZY = Z = H

Y = Z = CH3

etaacuten

n-butaacuten

300o 360o240o180o120o60o0o

0o120o- 60o-180o-240o-300o-360o-

oacutera jaacuteraacutesaacuteval megegyező

oacutera jaacuteraacutesaacuteval ellenteacutetes

ZY

Z

Y

ZY

Z

Y

Z

Y

ZYZY

syn antisynperiplanar synklinal antiklinal antiperiplanar antiklinal synklinal

102

CCH

H H

HH

HH H

H

H

H H

CCH

H H

H

H HH H

HH

HH

0o 120o 240o 360o

12 M

m

M12 M M

mm

Θ

M = m

E(Θ)

minimum

Maximum

103

HHH H

CH3CH3

HHH H

CH3CH3

H

HH H

CH3

CH3

E

0deg dieacutederes szoumlg

E szabadentalpia-kuumlloumlnbseacuteg

58

29

07

(kcal)

H H

H3CH CH3

H

H H

H3CH H

CH3

H3C CH3

H HH

H

CH3HH H

CH3H

060deg 120deg 180deg 240deg 300deg 360deg

szinperiplanaacuteris szinklinaacutelis antiklinaacutelis antiperiplanaacuteris antiklinaacutelis szinklinaacutelis104

∆G0 = G01 - G0

2

K = e∆G0

RT

∆G = - RT ln K∆G = ∆H - T∆S

∆H = 074

∆S = 2 K = 19

gauche ndash anti araacuteny

minden gauche konformerre keacutet anti forma jut K= [a][g] Oslash105

0o

0o

60o

60o

120o

120o

180o

180o

240o

240o

300o

300o 360o

360o

RELA

T

IacuteV

ENERGIA

ANTI EFFEKTUS

GAUCHE EFFEKTUS

EXTREacuteMGAUCHE

EFFEKTUS

H

H H

H H

H

CH3

H H

H H

CH3

TORZIOacuteS SZOumlG

ZY

Z

YZ

Y

Z

Y

ZY

ZY ZY

F

H H

OH

repulsions

F

H H

H 106

attractiveinteractions

orbitalinteractions

antiperiplanarposition

Anti-effect

107

repulsions

F

H H

OH

repulsions

F

H H

H

Extrem gauche effect

108

C-F

C-H

C-F

C-HC-C C-C

Oslash109

CikloalkaacutenokGyűrűfeszuumlltseacuteg

Hipotetikus planaacuteris rendszerek

Baeyer vegyeacuterteacutekszoumlg-deformaacutecioacute (angulaacuterisgyűrű feszuumlleacutes)

Pitzer anti-aacutellaacuteshoz keacutepesti energiatoumlbblet (torzioacutes feszuumlleacutes)

van der Waals nemkoumltő atomok szterikus koumllcsoumlnhataacutesa

Nem planaacuteris vegyuumlletek

CC C

C

C

boriacuteteacutek

C C C

C

Ctwist

pszeudorotaacutecioacute

CC

C C

V-alakuacute

CCC

CCC

szeacutek110

3 4 5 6 7 8 9 10Gyűrűtagszaacutem

Gyűrű

feszuumlleacutes

kcalmol

hataacutereacuterteacutek

111

Cl

H

H

H

Cl

H

H

Cl

H

H

Cl

H

Cl

H

H

H

H

Cl

mezo SS RR

cisz transz

Ciklopropaacuten

C

C

HOOC

HOOC

H

HOH

OH

S

R

C

C

HOOC

HOOC

OH

HH

OHR

RC

C

COOH

COOH

HO

HH

HOS

S

intramolekulaacuteristuumlkoumlrsiacutek

diasztereomerek diasztereomerek

enantiomerek 112

Ea(a e)

∆Ea+∆E

∆E

Ea(a e)

Z

Hkb 5szeacutek

ZH

kb 95szeacutek

kb 2 kcal

csavartkaacuted

csavartkaacuted

kaacuted

ZH

feacutelszeacutekfeacutelszeacutek

ZH

Ciklohexaacuten

113

A 3-3 nemszomszeacutedos szeacutenatom aacuteltal definiaacutelt siacutekokra

merőleges koumlteacutesiraacutenyok axiaacutelis

A toumlbbi koumlteacutes e keacutet siacutek koumlzoumltt van ekvatoriaacutelis

Pszeudorotaacutecioacute a gyűrűs vegyuumlletek konformerjei

szoumlgfeszuumlltseacuteg neacutelkuumll alakulnak egymaacutesba

114

transz 12-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

cisz 12-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

Z

H

Z

H Z

HZ

Ha

eae

Z

HZ

H

Z

H

Z

H

a

e

ae

115

transz 13-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

cisz 13-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

Z

HZ

H

Z

H Z

H

a

e ae

Z

HZ

HZ

H

Z

H

a

e

ae

116

H

Z

Z

H

H

Z Z

Ha

ea

e

transz 14-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

Z

HZ

H

H

Z

Z

Ha

ea

e

cisz 14-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

117

Oslash118

8 CO2 + 8 H2O

- 12483 kcalmol - 12468 kcalmol

15 kcalmol

CH3

CH3H

H

+ 12 O2

cisz-12-dimetilciklohexaacuten

CH3

H

H

CH3

transz-12-dimetilciklohexaacuten

+ 12 O2

119

Diszubsztituaacutelt ciklohexaacutenokszerkezeti izomerjeinek konformaacutecioacutes viszonyai

Szerkezeti izomer Geometriai izomercisz transz

12

14

ae aa

ea ee

13aa ae

ee ea

120

Oslash121

BrNH2

Br

NH23a 2b

NH2

Br

Br

NH24a 1b

NH2

Br

Br

NH2

1b 4a

NH2

Br

NH2

Br2b 3a

NH2

Br

Br

NH23b 2a

Br

NH2

BrNH24b 1a

Konformaacutecioacutes Konformaacutecioacutes

BrNH2 Br

NH2

1a 4b

Br

NH2

BrNH2

2a 3b

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesenantiomerek

Konfiguraacutecioacutesenantiomerek

diasztereomerek diasztereomerek

12-helyzetben kuumlloumlnboumlző helyettesiacutetőket tartalmazoacute ciklohexaacuten szaacutermazeacutekokkonfiguraacutecioacutes eacutes konformaacutecioacutes viszonyai

Oslash122

H

H

H

HH

H

H

H

Dekalin

cisz transz

123

transz-transz-transzanellaacutecioacute

cisz-transz-transzanellaacutecioacute

DC

BA

DC

BA

H H

R

H

H H

H

H

H

R

H H

DCBA

R

H

H

H

H

H

H

DCBA

R

H

H

H

H

H

H

CH3

CH3

CH3

CH3

Oslash124

A kiralitaacutes kialakulaacutesa eacutes bioloacutegiai jelentőseacutege

Kiraacutelis vegyuumlletek

termeacuteszetes aminosavak (elsősorban L konfiguraacutecioacute)peptidek enzimektermeacuteszetes szeacutenhidraacutetok (elsősorban D konfiguraacutecioacute)gyoacutegyszerek

Az első kiraacutelis vegyuumllet kialakulaacutesa

az elemi reacuteszek gyenge koumllcsoumlnhataacutesaacutenakiraacutenyfuumlggeacuteseacutevel van kapcsolatban

autokataliacutezis

a termeacuteszet nem tuumlkoumlrszimmetrikus (a termeacuteszet homokiraacutelis)

Oslash125

Az optikai aktivitaacuteseredete szeacutenhidraacutetokkiralitaacutescentrumaacutenakkieacutepuumlleacutese a termeacuteszetben

Oslash126

Oslash127

• Slide Number 1
• Slide Number 2
• Slide Number 3
• Slide Number 4
• Slide Number 5
• Slide Number 6
• Slide Number 7
• Izomeacuteria
• Slide Number 9
• Slide Number 10
• Slide Number 11
• Slide Number 12
• Slide Number 13
• Slide Number 14
• Slide Number 15
• Slide Number 16
• Slide Number 17
• Slide Number 18
• Szerkezeti izomeacuteria
• Slide Number 20
• Slide Number 21
• Slide Number 22
• Slide Number 23
• Slide Number 24
• A tautomeacuteria tiacutepusai
• Slide Number 26
• Slide Number 27
• Slide Number 28
• Slide Number 29
• Slide Number 30
• Sztereoizomeacuteria
• Slide Number 32
• Slide Number 33
• Slide Number 34
• Slide Number 35
• Slide Number 36
• Slide Number 37
• Slide Number 38
• Slide Number 39
• Slide Number 40
• Slide Number 41
• Slide Number 42
• Slide Number 43
• Slide Number 44
• Slide Number 45
• Slide Number 46
• Slide Number 47
• Tovaacutebbi kiralitaacutes tiacutepusok
• Slide Number 49
• Slide Number 50
• Slide Number 51
• Slide Number 52
• Slide Number 53
• Slide Number 54
• Slide Number 55
• Slide Number 56
• Slide Number 57
• Toumlbb kiralitaacuteskoumlzpont
• Slide Number 59
• Slide Number 60
• Slide Number 61
• Slide Number 62
• Slide Number 63
• Slide Number 64
• Slide Number 65
• Slide Number 66
• Slide Number 67
• Slide Number 68
• Slide Number 69
• Slide Number 70
• Slide Number 71
• Slide Number 72
• Slide Number 73
• Slide Number 74
• Slide Number 75
• Konfiguraacutecioacutes izomeacuteria
• Slide Number 77
• Slide Number 78
• Slide Number 79
• Slide Number 80
• Slide Number 81
• Slide Number 82
• Slide Number 83
• Slide Number 84
• Slide Number 85
• Slide Number 86
• Slide Number 87
• Slide Number 88
• Slide Number 89
• Slide Number 90
• Slide Number 91
• Slide Number 92
• Slide Number 93
• Slide Number 94
• Slide Number 95
• Slide Number 96
• Slide Number 97
• Slide Number 98
• Slide Number 99
• Slide Number 100
• Slide Number 101
• Slide Number 102
• Slide Number 103
• Slide Number 104
• Slide Number 105
• Slide Number 106
• Slide Number 107
• Slide Number 108
• Slide Number 109
• Slide Number 110
• Slide Number 111
• Slide Number 112
• Slide Number 113
• Slide Number 114
• Slide Number 115
• Slide Number 116
• Slide Number 117
• Slide Number 118
• Slide Number 119
• Slide Number 120
• Slide Number 121
• Slide Number 122
• Slide Number 123
• Slide Number 124
• Slide Number 125
• Slide Number 126
• Slide Number 127

α anomer izaacutecioacute

-D-Glcfβ-D-Glcfα

βO

OH

CH2OHHO OH

OHOH

O

OH

CH2OHHO

OH

HO

OHCHO

OHHOH2C

HO

β

D-Glcpβminus-D-Glcpα

α

OHOH2C

HOHO

OHOH

OHO

HOH2C

HOHO

OH

Gyűrű-laacutenc tautomeacuteria

De nem koumlzvetlenuumll

29

N OC

O

CH3N OC

O CH3

Szubsztituens tautomerizaacutecioacute

NN

N N N N

NN

N NN

N

Vegyeacuterteacutek izomerizaacutecioacute

Oslash30

Sztereoizomeacuteria

31

Sztereoizomeacuteria

Konfiguraacutecioacuteaz atomok koumllcsoumlnoumls teacuterbeli elrendeződeacutese az egyszereskoumlteacutesek koumlruumlli elfordulaacutest (aacuteltalaacuteban) nem veszi figyelembe

Konformaacutecioacuteegyszeres koumlteacutesek koumlruumlli elforgataacutes amelynek soraacuten konformerek joumlnnek leacutetre

Konfiguraacutecioacutes eacutes konformaacutecioacutesenantiomerekdiasztereomerek

32

COOH

COOH

mcisz transz transz

izomeacuteriageometriaiizomeacuteria

optikai izomeacuteria

COOHHOOC COOH

HOOC COOH

HOOC

poziacutecioacutes

SztereoizomeacuteriaSzerkezeti izomeacuteria

Helyzeti izomeacuteria

33

Enantiomerekegymaacutessal fedeacutesbe nem hozhatoacute tuumlkoumlrkeacutepi paacuterok

azonos internukleaacuteris taacutevolsaacutegkuumlloumlnboumlző csoportsorrend (konfiguraacutecioacute)

Diasztereomereknem enantiomerek (lehetnek akiraacutelisak is)nincsenek egymaacutessal tuumlkoumlrkeacutepi viszonyban

azonos oumlsszekapcsoltsaacutegkuumlloumlnboumlző internukleaacuteris taacutevolsaacuteg

34

C CH3C

Cl

C

H

CH3

BrH

C CCl

H3C

C

H

CH3

BrH

C CH3C

Cl

C

H

CH3

HBr

C CCl

H3C

C

H

CH3

HBr

E R

E S

Z R

Z S

Enantiomerek Enantiomerek

Diasztereomerek

Diasztereomerek

Diasztereomerek

Diasztereomerek

Oslash35

Kiraacutelis vegyuumlletek kiraacutelis koumllcsoumlnhataacutesok

termeacuteszetes aminosavak (főkeacutent L konfiguraacutecioacute)peptidek enzimek

termeacuteszetes szeacutenhidraacutetok (D konfiguraacutecioacute)

gyoacutegyszerek (sok esetben kiraacutelis molekulaacutek)

gyoacutegyszer-receptor koumllcsoumlnhataacutes

Sztereokeacutemia jelentőseacutege

Oslash36

Journal of

Chemical Education

ISSN 0021-9584

Volume 73 Number 6June 1996

Oslash37

Journal ofChemical Education

ISSN 0021-958413

Volume 73 Number 6June 199613

13

13

Oslash38

Kiralitaacutes

A kiraacutelis taacutergyak tuumlkoumlrkeacutepuumlkkel nem hozhatoacutek fedeacutesbe sem rotaacutecioacutes semtranszlaacutecioacutes mozgaacutessal (kiveacuteve a molekulaacuten beluumlli rotaacutecioacute lehetőseacutegeacutet)

A kiralitaacutes szerkezeti felteacutetelea taacutergynak ne legyen tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengelye

Tiacutepusok

Centraacutelis kiralitaacutes ndash sztereogeacuten centrum (R S D L)egy kiraacutelis (szeacuten)atomtoumlbb kiraacutelis szeacutenatom

Axiaacutelis kiralitaacutes ndash tengely koumlruumlli elhelyezkedeacutes (R S)alleacutenizomeacuteria spirovegyuumlletek atropizomeacuteria

Planaacuteris kiralitaacutes ndash siacutekhoz viszonyiacutetott helyzet (P pR M pS)csavart kaacutedak transz cikloalkeacuten

Helikaacutelis kiralitaacutes ndash nem siacutekbeli csavarvonalak (P M)alkaacuten konformerek (gauche antiklinaacutelis)heliceacutenek

39

Azonos minőseacutegi mennyiseacutegi oumlsszeteacutetel moacuteltoumlmeg konstituacutecioacute de kuumlloumlnboumlző teacuterbeli sorrend

Cl

F BrH

R S

Cl

FBrH

konfiguraacutecioacutejeloumlleacutes (+) (ndash) = d l D L R S

40

Azonos minőseacutegi mennyiseacutegi oumlsszeteacutetel moacuteltoumlmeg konstituacutecioacute de kuumlloumlnboumlző teacuterbeli sorrend

C

l

F

B

r

H

R

S

C

l

F

B

r

H

konfiguraacutecioacutejeloumlleacutes(+) (ndash) = d ld l R S

_1063020419

2

1

3

X4

1

X4

23

1

X4

32

(R) (S)

CC

2

1

3

I

BrCl

4F

2

1

3

OH

DT

4H C

OH

H

DT

(R)(S)

41

(R)

HCC

C CHH

HO H

CCC

H HC H

CHH3C

H

HH

H

H

C

Cl HH H

HH

1 4

3

2

1 oumlvezet2 oumlvezet

3 oumlvezet

4 oumlvezet

H

42

CH

OHCH3

CH3CH2

(R)-butaacuten-2-ol (S)-butaacuten-2-ol

180o-os forgataacutes

CH

OHCH3

CH3CH2

CH

OHCH3CH2

CH3

CH

HOCH2CH3

CH3

CH

OHCH3CH2

CH3

A kiralitaacutes az atomok egy pont (sztereogeacuten centrum kiralitaacutescentrum aszimmetriacentrum)koumlruumlli elrendeződeacuteseacutenek koumlvetkezmeacutenye A kiralitaacutest leacutetrehozoacute szerkezeti elemek elrendeződeacuteseegy koumlzpontra vonatkoztathatoacute Egy X centraacutelis atomhoz neacutegy kuumlloumlnboumlző ligandum kapcsoloacutedik a tuumlkoumlrkeacutepek nem hozhatoacutek fedeacutesbe a keacutet konfiguraacutecioacutes izomer enantiomer viszonyban van egymaacutessalSztereogeacuten centrum ndash Egy sp3 szeacutenatom (vagy maacutes atom) 4 kuumlloumlnboumlző ligandumot tartalmaz

Centraacutelis kiralitaacutes

43

Optikai izomeacuteria

Optikai izomerek olyan sztereoizomerek amelyek optikai forgatoacutekeacutepesseacutegbenkuumlloumlnboumlznek

Centraacutelis kiralitaacutes

Sztereogeacuten centrum aacutebraacutezolaacutesaperspektiacutevikus (teacuterszerkezeti)proiciaacutelt (vetiacutetett)

keacuteplettel (Fischer projekcioacute)

L

COOH

CH3H2NH

R

D

COOH

CH3 NH2H

S

intermolekulaacuteristuumlkoumlrsiacutek

COOH

CH3

H NH2

COOH

CH3

H2N H

44

Optikai aktivitaacutesAzok a vegyuumlletek melyek a siacutekban polarizaacutelt feacuteny siacutekjaacutet elforgatjaacutek optikailag aktiacutevakJobbra forgataacutes (oacuteramutatoacuteval azonos) jele (+) balra forgataacutes (oacuteramutatoacuteval ellenteacutetes) jele (-)

Azok a molekulaacutek keacutepesek optikai forgatoacutekeacutepesseacuteg leacutetrehozaacutesaacutera melyek mindenkonformaacutecioacuteja kiraacutelisHa egy kiraacutelis vegyuumlletnek csak egyik enantiomerje van jelen a vegyuumllet optikailag aktiacutev(elforgatja a polarizaacutelt feacuteny siacutekjaacutet) Ha a keacutet enantimer ekvimolaacuteris elegye (racemaacutet) van jelen a tuumlkoumlrkeacutepi paacuterok kompenzaacutecioacuteja miatt nincs makroszkoacutepikus forgataacutes

Oslash45

Fresnel elmeacutelete szerint a siacutekban polarizaacutelt feacuteny keacutet ellenteacutetes iraacutenyaacutebacirkulaacuterisan polarizaacutelt komponensből tevődik oumlssze Optikailag aktiacutev koumlzegbenaz egyik cirkulaacuteris komponens lassabban halad mint a maacutesik ezeacutert aztaacutenamikor kileacutepnek a koumlzegből eltoloacutedott faacutezisban oumlsszegeződnek uacutejra s eza polarizaacutecioacute siacutekjaacutenak elfordulaacutesaacuteban nyilvaacutenul meg Az optikailag aktiacutev anyagmolekulaacutei kuumlloumlnboumlző meacuterteacutekű koumllcsoumlnhataacutesba leacutepnek a jobbra eacutes a balracirkulaacuteris feacutenysugaacuterral A cirkulaacuterisan polaacuterozott feacuteny uacutegy jellemezhető hogya feacutenysugaacuter menteacuten az elektromaacutegneses teret leiacuteroacute elektromos eacutes maacutegnesesvektorok veacutegpontjai egy jobb vagy bal menetű csavarvonalon helyezkednek el

Optikai aktivitaacutes meacutereacutese

polarimetertube

Polarizerfixed Nicolprism

Plane-polarizedlight

Solution of opticallyactive material

Plane ofpolarizationhas undergonea rotation

Analyizermovable Nicolprism

ViewerUnpolarizedlight fromsource

Oslash46

siacutekban polarizaacutelt feacuteny

polarizaacuteloacute lencse (Nicol prizma)

normaacutel feacuteny

a)

b)

c)

x

z

z

z

siacutekban polaacuterozott feacuteny P eacutes M helicitaacutesuacutecirkulaacuterisan polaacuterozott feacuteny

minta

x

z

α

z

x

Oslash47

Tovaacutebbi kiralitaacutes tiacutepusok

48

Sztereogeacuten centrum jelenleacutete nem szuumlkseacuteges sem nem eleacutegseacuteges felteacutetele a kiralitaacutesnak

Nem szuumlkseacuteges peacuteldaacuteul axiaacutelis kiralitaacutes planaacuteris kiralitaacutes

Axiaacutelis kiralitaacutes A kiralitaacutes az atomok egy tengely koumlruumlli elrendeződeacuteseacutenek koumlvetkezmeacutenye

Alleacutenek kiralitaacutesa

Planaacuteris kiralitaacutes A kiralitaacutes az atomok egy siacutek koumlruumlli elhelyezkedeacuteseacutenek koumlvetkezmeacutenye

Helikaacutelis kiralitaacutes Csavarvonal (spiraacutelis) szerkezetű molekulaacutekPl DNS kettős heacutelixe polipeptidek kettős α-heacutelixe

C C CH

ClHCl CCC

H

ClHCl

COOH

CH3

CrOC

OCOC

CrCO

COCO

COOH

CH3

49

R S

HOOC

Br

COOH

Br6

2

6

2COOH

Br

HOOC

Br

tuumlkoumlrsiacutek

C

Br

COOHBr1

2

3 4

HOO c2COOH

Br

BrHOOC

c2

1

2

34

Atropizomeacuteria

50

Axiaacutelis kiralitaacutes

R-konfiguraacutecioacute

51

C CH

H3CC

H

CH3

CCH

CH3C

H

H3C

NH

HN

NH

NH

tuumlkoumlrsiacutek

Nem minden kiraacutelis molekula rendelkezik aszimmetria centrummal

52

Cukor Foszfor atom Oslash53

Konformaacutecioacutes enantiomerek

P M

Helikaacutelis kiralitaacutes

Konfiguraacutecioacutes enantiomerek

P M

Heptaheliceacuten n-Butaacuten

54

Oslash55

56

Feheacuterjeacutek teacuterszerkezete

Oslash

57

Nukleinsavak teacuterszerkezete

Oslash

Toumlbb kiralitaacuteskoumlzpont

58

Toumlbb aszimmetria centrumot tartalmazoacute vegyuumlleteklehetseacuteges sztereoizomereinek szaacutema

A nem enantiomeacuteria viszonyban aacutelloacute sztereoizomerek

diasztereomerek

Ha az n db aszimmetria centrum koumlzoumltt vannak azonosak a fuumlggetlen sztereoizomerek szaacutema lt 2n

mezo-forma nem kiraacutelis

2n

59

CH3CH3

HO H

OHHCH3

H3COHH

HO H

CH3CH3

HO H

HHOCH3

H3COHH

H OH

CH3CH3

HO H

OHH

180o forgataacutes

mezo-23-butaacutendioltuumlkoumlrkeacutepi paacuterok fedeacutesbe hozhatoacutek - akiraacutelis

(2R3R)-23-butaacutendiol (2S3S)-23-butaacutendiol

CH3 CH3

H HHO OH

Egyetlen sztereogeacuten centrumot tartalmazoacute molekula mindig kiraacutelis desztereogeacuten centrum jelenleacutete nem szuumlkseacuteges sem nem eleacutegseacuteges felteacutetele a kiralitaacutesnak

Nem eleacutegseacuteges toumlbb sztereogeacuten centrumot tartalmazoacute molekula lehet akiraacutelisPeacutelda

60

Nem minden olyan molekula kiraacutelis amely aszimmetria centrumokkal rendelkezik

Nem minden kiraacutelis molekula rendelkezik aszimmetria centrummal

axiaacutelis kiralitaacutes 13-diszubsztituaacutelt alleacuten planaacuteris kiralitaacutes spirovegyuumlletek koumlreacuteben

mezo vegyuumlletek cisz-12-azonosandiszubsztituaacutelt ciklopropaacuten

Oslash61

COOHH

HHOOC

CH3H

H3C HS2

COOH

HHO

H OH

COOH

S2

COOHH

HHOOC

HH

H H

borkősav

Newman (fűreacuteszbak) projekcioacuteKonformatiacutev

62

Fisher projekcioacuteval aacutebraacutezolt L- eacutes D-borkősav

mezo-borkotildesav

COOHCH OHCCOOH

OHH

COOHCHO HCCOOH

HHO

szotildelotildesav

COOHCH OHCCOOH

HHO

COOHCHO HCCOOH

OHH

L-(+)-borkotildesav D-(-)-borkotildesav

63

Oslash64

Cl

H

H

H

Cl

H

H

Cl

H

H

Cl

H

Cl

H

H

H

H

Cl

mezo SS RR

cisz transz

Nem minden olyan molekula kiraacutelis amely aszimmetria centrumokkal rendelkezik

65

Szimmeriaelemek(szimmetria azonos meacuteret)

Akkor mondjuk hogy egy taacutergy szimmetriaelemmel rendelkezik ha a megfelelőszimmetriaművelet (tuumlkroumlzeacutes forgataacutes inverzioacute) a taacutergyat az eredetivel fedeacutesbehozhatoacute alakzattaacute konvertaacutelja

Pontcsoport ndash meghataacuterozott taacutergyra vonatkozoacute szimmetriaműveletek oumlsszesseacutege

szimmetriasiacutek (σ) a molekulaacutet keacutet olyan feacutelre bontja amelyek egymaacutesnak pontostuumlkoumlrkeacutepei (Szimmetriasiacutekot tartalmazoacute molekula akiraacutelis de a siacutek hiaacutenya nem okozkiralitaacutest)

n-ed rendű forgaacutesi szimmetriatengely (Cn) a molekulaacutet a tengely koumlruumll 360degnszoumlggel elforgatva az eredetitől megkuumlloumlnboumlzhetetlen molekulaacutet kapunk

szimmetriacentrum (inverzioacutes centrum) (Ci) a molekula baacutermely elemeacutet aszimmetriacentrummal oumlsszekoumltve eacutes az ellenkező iraacutenyba azonos taacutevolsaacutegrameghosszabbiacutetva azonos elemhez jutunk (Szimmetriacentrumot tartalmazoacutemolekula akiraacutelis de hiaacutenya nem okoz kiralitaacutest)

n-ed rendű tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengely (Sn) a molekulaacutet 360degn szoumlggel elforgatvaeacutes a tengelyre merőleges siacutekra tuumlkroumlzve az eredetitől megkuumlloumlnboumlzhetetlenmolekulaacutet kapunk (Tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengelyt tartalmazoacute molekula akiraacutelishiaacutenyaacuteban a molekula kiraacutelis) 66

C CCH3

H

H

CH3180o C C

CH3

H

CH3

H360o

siacutek

tengely

siacutek

tengely

Keacutetfogaacutesuacute tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengely Egyfogaacutesuacute tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengely

Szimmetriacentrum Szimmetriasiacutek

Tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengelyValamely taacutergy akkor jellemezhető Sn azaz n-ed rendű tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengellyel ha annak baacutermely pontjaacutet a tengely koumlruumll 360n fokos szoumlggelelfordiacutetva eacutes a tengelyre merőlegesen fektetett siacutekon keresztuumll tuumlkroumlzve az eredetiobjektumot kapjuk meg (n szuumlkseacutegkeacuteppen paacuteros vagy 1)

Az S1-tengely szimmetriasiacutekkal (σ) az S2-tengely viszont szimmetriacentrummal (Ci) egyeneacuterteacutekű

A szimmetriacentrumon aacutethaladoacute baacutermely egyenesen a centrumtoacutel egyenlő taacutevolsaacutegban azonos elemek talaacutelhatoacutek

Akiraacutelis molekulaacutek

67

szimmetriasiacutek (m S1) forgaacutesi szimmetriatengely (Cn) szimmetriacentrum (Ci S2)

Szimmetrikus + +

Szimmetrikus + -

Koumlzeacuteppontosan - + szimmetrikus

Disszimetrikus - + - (kiraacutelis)

Aszimmetrikus - - - (kiraacutelis)

Szimmetriaelem művelet

Szimmetriasiacutek tuumlkroumlzeacutes

Szimmetriatengely forgataacutes

Szimmetriacentrum inverzioacute

Szimmetriaelem művelet

Azonossaacuteg vaacuteltozatlanulhagyaacutes

Tuumlkroumlzeacutesi forgataacutes eacutesszimmetriatengely (giroid) tengelyre merőleges

tuumlkroumlzeacutesOslash68

Oslash69

Oslash70

Oslash71

Oslash72

1 Atomic number2 Atomic mass3 Z gt E4 R gt S5 Spheres6 Single-bond equivalencies

Cahn-Ingold-Prelog nomenclature system

Sequence rules for order of priority

1 If the atoms in question are different the sequence order is by atomic number with theatom of highest atomic number receiving the highest priority

F lt Cl lt Br lt I

increasing priority

2 If two isotopes of the same element are present the isotope of higher mass receivesthe higher priority

H lt D

increasing priority73

5 If two atoms are identical the atomic numbers of the next atoms are used for priorityassignment If these atoms also have identical atoms attached to them priority isdetermined at the first point of difference along the chain The atom that has attached to itan atom of higher priority has the higher priority (Do not use the sums of the atomic numbersBut look for the single atom of highest priority)

74

6 Atoms attached by double or triple bond are given single-bond equivalencies so that theycan be treated like single-bonded groups in determining priority Each doubly bonded atom isduplicated (or triplicated for triple bonds)

R C

O

OH

Structure Equivalent for priority determination

R C

O

O

OH

C

R C N R C

N

N

NC

C

75

Konfiguraacutecioacutes izomeacuteriaUgyanaz a vaacutez konnektivitaacutes de elteacuterő teacuterbelielrendeződeacutes (valamilyen szimmetria-rendezőhoumlz valoacuteviszony)

Nem alakiacutethatoacutek egymaacutesba kovalens koumlteacutes elszakiacutetaacutesaeacutes uacutejrakeacutepződeacutese neacutelkuumll

optikai izomerek (optikai aktivitaacutes) R Sgeometriai izomerek cisz-transz E-Z

76

Konfiguraacutecioacutes diasztereomerekFizikai eacutes keacutemia tulajdonsaacutegaik elteacuternek

Konfiguraacutecioacutes enantiomerekFizikai eacutes keacutemiai tulajdonsaacutegaikazonosak kiveacutevebull azonos meacuterteacutekű de ellenteacutetesiraacutenyuacute optikai forgatoacutekeacutepesseacutegbull elteacuterő reaktivitaacutes maacutes kiraacutelis vegyuumlletekkel valoacute reakcioacuteban

C

C

Cl

Cl H

HC

C

H

Cl H

Cl

cisz-12-dikloacutereteacuten transz-12-dikloacutereteacuten

Br Cl

Cl BrF F

Cl Br

Br FF Cl

(R) (R) (S) (R)

CH

OHCH3CH2

CH3

CH

HOCH2CH3

CH3

CH

OHCH3CH2

CH3

CH

OHCH3

CH3CH2

180o-os forgataacutes

(R)-butaacuten-2-ol (S)-butaacuten-2-olfp 995 oC 995 oCd4

20 0808 0808nD

20 1397 1397[α]D

25 -1352o +1352o

(R)-butaacuten-2-ol (S)-butaacuten-2-ol

CH

OHCH3

CH3CH2

77

Elegykristaacutely

bullveacuteletlenszerűen tartalmazza mindkeacutet enantiomertbulla tiszta enantiomerek eacutes az enantiomer kevereacutekek tulajdonsaacutegai azonosak

Konglomeraacutetum

bullcsak az egyik vagy a maacutesik enantiomert tartalmazzabullaz enantiomerek mechanikusan is elkuumlloumlniacutethetők egymaacutestoacutel

Molekulavegyuumllet

bulla keacutet enantiomer a kristaacutelyban 11 araacutenyban fordul elő (raceacutem elegy)bulla raceacutem elegy eacutes az enantiomerek olvadaacutespontja kuumlloumlnboumlző

bullakiraacutelis koumlruumllmeacutenyek koumlzoumltt megegyező fizikai eacutes keacutemiai tulajdonsaacutegokbullkiraacutelis koumlruumllmeacutenyek koumlzoumltt elteacuterő (kiraacutelis molekulaacutek polarizaacutelt feacuteny)bullenantiomerek koumlzoumltti 3 fő koumllcsoumlnhataacutes

elegykristaacutely keacutepzeacuteskonglomeraacutetum keacutepzeacutesmolekulavegyuumllet keacutepzeacutes

Enantiomerek

78

Enantiomerek egyeacuteb kevereacutekeit az uacutegynevezett bdquoenantiomeric excessrdquo (ee) [enantiomerfelesleg] eacuterteacutekkel jellemezzuumlk (R) eacutes (S) a megfelelő enantiomerek mennyiseacutege a kevereacutekben

A komponensek mennyiseacutegeacutenek meghataacuterozaacutesaKiraacutelis oszlopkromatigraacutefia (enantiomerek elvaacutelasztaacutesa)NMR spektroszkoacutepia

ee =(R) - (S)(R) + (S) 100

Enantiomer felesleg

Az enantiomerfelesleg az aszimmetrikus szinteacutezis sikeresseacutegeacutenek egyikmeacuterőszaacutema Diasztereomerek kevereacuteke eseteacuten hasonloacute moacutedon definiaacuteljaacutek eacuteshasznaacuteljaacutek a diasztereomer felesleg eacutes a szaacutezaleacutekos diasztereomer feleslegfogalmaacutet

Egy 70 R eacutes 30 S izomert tartalmazoacute minta enantiomerfeleslege peacuteldaacuteul40 Ezt az anyagot uacutegy is tekinthetjuumlk mint 40 tiszta R izomer eacutes 60 raceacutemelegy (mely a teljes mennyiseacuteghez 30 R eacutes 30 S izomerrel jaacuterul hozzaacute)kevereacuteke 79

C

C

HOOC

HOOC

H

HOH

OH

S

R

C

C

HOOC

HOOC

OH

HH

OHR

RC

C

COOH

COOH

HO

HH

HOS

S

intramolekulaacuteristuumlkoumlrsiacutek

diasztereomerek diasztereomerek

enantiomerek

COOH

CH3H2NH

R

COOH

CH3 NH2H

S

enantiomerek

Enantiomerek eacutes diasztereomerek

80

C

NH2

COOHHH3C C

CH2SH

COOHH2NH

Ala Cys

Aacutebraacutezolja Fischer keacuteplettel az alaacutebbi perspektivikus keacuteplettel megadott aminosavakat

CH3

COOH

H2N H

CH2SH

COOH

H2N H

Ala Cys

S R

L L81

CNH2H

H3C

COOH

C

COOH

CH2SHH2NH

CCH3H

H2N

COOH

C

COOH

CH2SHHH2N

C

NH2

COOHHH3C

C

CH2SH

COOHH2NH

CH3

COOH

H2N H

CH2SH

COOH

H2N H

82

Enantiomerek eacutes mezo vegyuumlletek

Pszeudoaszimmetria

C

C

HOOC

HOOC

H

HOH

OH

S

R

C

C

HOOC

HOOC

OH

HH

OHR

RC

C

COOH

COOH

HO

HH

HOS

S

intramolekulaacuteristuumlkoumlrsiacutek

diasztereomerek diasztereomerek

enantiomerek

C

C

C

COOH

COOH

HO H

OHH

H OHR

R

C

C

C

COOH

COOH

H OH

HHO

HO HS

S

enantiomerek

optikailag aktiacutevak

C

C

C

COOH

COOH

H OH

OHH

H OHR

S

C

C

C

COOH

COOH

H OH

HHO

H OHR

S

optikailag inaktiacutevak

r s

83

COOH

COOH

COOHHOOC COOH

HOOC COOH

HOOC

mcisz transz transz

szerkezetiizomeacuteria

geometriaiizomeacuteria

optikai izomeacuteria

84

R

RHOH

akiraacutelisszeacutenatom

R

SHOH

rS

RHOH

s

RgtS r s

(S)

(S)

pszeudoaszimmetriaacutes szeacutenatom

akiraacutelis molekulamezo vegyuumllet

akiraacutelisC2 forgaacutesi szimmetriatengely

kiraacutelis

HOOC COOH

Br

m

HOOC COOH

m

HOOC

COOH

pro-pszeudoaszimmetriaacutes szeacutenatom

85

Kiraacutelis molekulaacutekon beluumll is sok esetben talaacutelhatoacute pszeudo-aszimmetriacentrum amennyiben a keacutet enantiomorf ligandum mellett tovaacutebbi aszimmetrikus ligandum is kapcsoloacutedik a centrumhoz (peacuteldaacuteul atropin eacutes szaacutermazeacutekai)

gytszptehuhudownloadindex16630

Oslash86

Mezo-forma a) mindig akiraacutelisb) mindig kell lennie kiraacutelis disztereomerjeacutenek is

gytszptehuhudownloadindex16630

C

C

HOOC

HOOC

H

HOH

OH

S

R

C

C

HOOC

HOOC

OH

HH

OHR

RC

C

COOH

COOH

HO

HH

HOS

S

intramolekulaacuteristuumlkoumlrsiacutek

diasztereomerek diasztereomerek

enantiomerek

Oslash87

gytszptehuhudownloadindex16630

A pszeudo-aszimmetriacentrumok konfiguraacutecioacutejaacuteban elteacuterő izomerekegymaacutessal diasztereoizomer viszonyban aacutellnak

rC

C

C

COOH

COOH

H OH

OHH

H OHR

S

sC

C

C

COOH

COOH

H OH

HHO

H OHR

S Oslash88

Geometriai izomeacuteria

kettős koumlteacutesű vegyuumlletekneacutelciklusos vegyuumlletekneacutel

C CH H

CH3H3CC C

H CH3

HH3C

Felteacutetel (olefinekneacutel) egy adott pilleacuteratomon nem lehet keacutet azonos helyettesiacutetőde adott kettőskoumlteacutes keacutet kuumlloumlnboumlző pilleacuteratomjaacuten lehet egy-egy azonos helyettesiacutető(de ezeknek sem kell szuumlkseacutegkeacuteppen azonosaknak lenniuumlk)

Alfa helyzetű szubsztituens Beacuteta helyzetű szubsztituens

Diasztereomerek

89

Configurational isomers

The particular arrangement of atoms (or goups) in space that is characteristic of a given streoisomer

The configurational isomers can not be transformed into each otherwithout breaking and making a covalent bond

- cis-trans Z-E designations geometric isomers- optical isomerism (cf chirality)

H COOH

H COOH

HOOC H

H COOH

Z E

Oslash90

The requirement for geometric isomerism in alkenes is that each carbon atom involvedin the pi bond have two different groups attached to it such as H and Cl or CH3 and Cl

C CH

H

CH2CH3

CH3

C CH

H

CH2CH3

CH3is the same as

C CCH3

H

CH2CH3

CH3

C CH

CH3

CH2CH3

CH3

geometric isomers

If one of the carbons of the double bond has two identical groups such as two H atomsor two CH3 groups the geometric isomerism is not possible

Z E

Higher priority atoms or groups are on the same side of the pi bond Z bdquotogetherrdquo

Higher priority atoms or groups are on opposite sides of the pi bond E bdquoacrossrdquo

(Look at the single atoms directly attached to the double-bond carbon C and not entire-CH2CH2CH3 group)

Oslash91

Cahn-Ingold-Prelog szekvenciaszabaacutelyokalkeacutenekre vonatkozoacutean

Toumlmegszaacutem

C CT

D

H

DE

Rendszaacutem

C CF

Cl

Br

IZ

Z gt E

E

ZZ C C

C

C

H

NC

C

C

H3C

H3C

CH3

HCH3

H

C CH

NC

C

C

CH3

CH3

H

H

Br

Br

E

R

S

RgtS (DgtL)

92

C CH

H3C

CH

CH

CH3

CH3

CH2

Z ltC

HCH3

CH3

C

H

C

C

H

H

HHH

H

C C

H H

H

C

H

C (C)

o

o

o

H

H(C)oo

o

C CH

H3C

CH

CH

CH3

CH2 Br

CH2

E

C

HCH3

CH2Br

C

H

C

H

H

HCBrH

H

gtC C

H H

H

C

H

C (C)

o

o

o

H

H(C)oo

o

(CON) adott atom ismeacutetelt megjeleniacuteteacutese ---o fantomatom

1 2 3C CCCH CHHH C C(C)CH C(C)HH

1 2 3C CCCH BrCHH gt CHHH C C(C)CH C(C)HH 93

transzE

ciszZ

C CH H

C CH

H

transzZ

ciszE

C CBr H

C CH

Br

Oslash94

Konformaacutecioacutes izomeacuteriaUgyanaz a vaacutez konnektivitaacutes de elteacuterő teacuterbelielrendeződeacutes (valamilyen szimmetria-rendezőhoumlz valoacuteviszony)

Kovalens koumlteacutes elszakiacutetaacutesa eacutes uacutejrakeacutepződeacutese neacutelkuumllegymaacutesba alakiacutethatoacutek

Rotaacutecioacutes izomeacuteriaKuumlloumlnboumlző konformaacutecioacute (konformerek rotamerek)

Axiaacutelis kiralitaacutes R SHelikaacutelis kiralitaacutes P M

95

C CCH3H3C

HHHH

C CCH3

CH3 HH

HH

Konformaacutecioacutes diasztereomerek

C CH

CH3 HCH3

HH C C

H

CH3 CH3H

HH

Konformaacutecioacutes enantiomerek

P M

96

szinperiplanaacuteris szinklinaacutelis antiklinaacutelis antiperiplanaacuteris antiklinaacutelis szinklinaacutelis

pszeudorotaacutecioacute

axiaacutelis ekvatoriaacutelis

Konformerek

kiraacutelis kiraacutelisakiraacutelis akiraacutelis

97

C CCH3

CH3 HH

HHC C

CH3H3C

HHHH

Konfiguraacutecioacutes diasztereomerek

Konformaacutecioacutes diasztereomerek

C CH H

CH3H3CCC

HH3C

H CH3

98

- huacutezaacutes (stretch)

- hajliacutetaacutes (bend)

- csavaraacutes (torsion)

O OH

Hr 1r 2

r 2

O OH

H

α

OH

OH

τ (φ)

Oslash99

O OH

H

HOOH

OOH

HE

α30 kcalmol

Hajliacutetaacutes bend

Huacutezaacutes (nyuacutejtaacutes) stretch

disszociaacutecioacute

E

r

~ 90 ~ 50 kcalmol

HOO + H

HO + HO

Oslash100

H

H

H

O OH

H

1 kcalmol

~ 10kcalmol

(torzioacutes szoumlg)τ

Newman projekcioacute

H H

0o 60o 180o 300o 360o

OO

H

H

HHH HH

Oslash101

CH2 CH2Y ZY = Z = H

Y = Z = CH3

etaacuten

n-butaacuten

300o 360o240o180o120o60o0o

0o120o- 60o-180o-240o-300o-360o-

oacutera jaacuteraacutesaacuteval megegyező

oacutera jaacuteraacutesaacuteval ellenteacutetes

ZY

Z

Y

ZY

Z

Y

Z

Y

ZYZY

syn antisynperiplanar synklinal antiklinal antiperiplanar antiklinal synklinal

102

CCH

H H

HH

HH H

H

H

H H

CCH

H H

H

H HH H

HH

HH

0o 120o 240o 360o

12 M

m

M12 M M

mm

Θ

M = m

E(Θ)

minimum

Maximum

103

HHH H

CH3CH3

HHH H

CH3CH3

H

HH H

CH3

CH3

E

0deg dieacutederes szoumlg

E szabadentalpia-kuumlloumlnbseacuteg

58

29

07

(kcal)

H H

H3CH CH3

H

H H

H3CH H

CH3

H3C CH3

H HH

H

CH3HH H

CH3H

060deg 120deg 180deg 240deg 300deg 360deg

szinperiplanaacuteris szinklinaacutelis antiklinaacutelis antiperiplanaacuteris antiklinaacutelis szinklinaacutelis104

∆G0 = G01 - G0

2

K = e∆G0

RT

∆G = - RT ln K∆G = ∆H - T∆S

∆H = 074

∆S = 2 K = 19

gauche ndash anti araacuteny

minden gauche konformerre keacutet anti forma jut K= [a][g] Oslash105

0o

0o

60o

60o

120o

120o

180o

180o

240o

240o

300o

300o 360o

360o

RELA

T

IacuteV

ENERGIA

ANTI EFFEKTUS

GAUCHE EFFEKTUS

EXTREacuteMGAUCHE

EFFEKTUS

H

H H

H H

H

CH3

H H

H H

CH3

TORZIOacuteS SZOumlG

ZY

Z

YZ

Y

Z

Y

ZY

ZY ZY

F

H H

OH

repulsions

F

H H

H 106

attractiveinteractions

orbitalinteractions

antiperiplanarposition

Anti-effect

107

repulsions

F

H H

OH

repulsions

F

H H

H

Extrem gauche effect

108

C-F

C-H

C-F

C-HC-C C-C

Oslash109

CikloalkaacutenokGyűrűfeszuumlltseacuteg

Hipotetikus planaacuteris rendszerek

Baeyer vegyeacuterteacutekszoumlg-deformaacutecioacute (angulaacuterisgyűrű feszuumlleacutes)

Pitzer anti-aacutellaacuteshoz keacutepesti energiatoumlbblet (torzioacutes feszuumlleacutes)

van der Waals nemkoumltő atomok szterikus koumllcsoumlnhataacutesa

Nem planaacuteris vegyuumlletek

CC C

C

C

boriacuteteacutek

C C C

C

Ctwist

pszeudorotaacutecioacute

CC

C C

V-alakuacute

CCC

CCC

szeacutek110

3 4 5 6 7 8 9 10Gyűrűtagszaacutem

Gyűrű

feszuumlleacutes

kcalmol

hataacutereacuterteacutek

111

Cl

H

H

H

Cl

H

H

Cl

H

H

Cl

H

Cl

H

H

H

H

Cl

mezo SS RR

cisz transz

Ciklopropaacuten

C

C

HOOC

HOOC

H

HOH

OH

S

R

C

C

HOOC

HOOC

OH

HH

OHR

RC

C

COOH

COOH

HO

HH

HOS

S

intramolekulaacuteristuumlkoumlrsiacutek

diasztereomerek diasztereomerek

enantiomerek 112

Ea(a e)

∆Ea+∆E

∆E

Ea(a e)

Z

Hkb 5szeacutek

ZH

kb 95szeacutek

kb 2 kcal

csavartkaacuted

csavartkaacuted

kaacuted

ZH

feacutelszeacutekfeacutelszeacutek

ZH

Ciklohexaacuten

113

A 3-3 nemszomszeacutedos szeacutenatom aacuteltal definiaacutelt siacutekokra

merőleges koumlteacutesiraacutenyok axiaacutelis

A toumlbbi koumlteacutes e keacutet siacutek koumlzoumltt van ekvatoriaacutelis

Pszeudorotaacutecioacute a gyűrűs vegyuumlletek konformerjei

szoumlgfeszuumlltseacuteg neacutelkuumll alakulnak egymaacutesba

114

transz 12-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

cisz 12-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

Z

H

Z

H Z

HZ

Ha

eae

Z

HZ

H

Z

H

Z

H

a

e

ae

115

transz 13-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

cisz 13-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

Z

HZ

H

Z

H Z

H

a

e ae

Z

HZ

HZ

H

Z

H

a

e

ae

116

H

Z

Z

H

H

Z Z

Ha

ea

e

transz 14-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

Z

HZ

H

H

Z

Z

Ha

ea

e

cisz 14-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

117

Oslash118

8 CO2 + 8 H2O

- 12483 kcalmol - 12468 kcalmol

15 kcalmol

CH3

CH3H

H

+ 12 O2

cisz-12-dimetilciklohexaacuten

CH3

H

H

CH3

transz-12-dimetilciklohexaacuten

+ 12 O2

119

Diszubsztituaacutelt ciklohexaacutenokszerkezeti izomerjeinek konformaacutecioacutes viszonyai

Szerkezeti izomer Geometriai izomercisz transz

12

14

ae aa

ea ee

13aa ae

ee ea

120

Oslash121

BrNH2

Br

NH23a 2b

NH2

Br

Br

NH24a 1b

NH2

Br

Br

NH2

1b 4a

NH2

Br

NH2

Br2b 3a

NH2

Br

Br

NH23b 2a

Br

NH2

BrNH24b 1a

Konformaacutecioacutes Konformaacutecioacutes

BrNH2 Br

NH2

1a 4b

Br

NH2

BrNH2

2a 3b

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesenantiomerek

Konfiguraacutecioacutesenantiomerek

diasztereomerek diasztereomerek

12-helyzetben kuumlloumlnboumlző helyettesiacutetőket tartalmazoacute ciklohexaacuten szaacutermazeacutekokkonfiguraacutecioacutes eacutes konformaacutecioacutes viszonyai

Oslash122

H

H

H

HH

H

H

H

Dekalin

cisz transz

123

transz-transz-transzanellaacutecioacute

cisz-transz-transzanellaacutecioacute

DC

BA

DC

BA

H H

R

H

H H

H

H

H

R

H H

DCBA

R

H

H

H

H

H

H

DCBA

R

H

H

H

H

H

H

CH3

CH3

CH3

CH3

Oslash124

A kiralitaacutes kialakulaacutesa eacutes bioloacutegiai jelentőseacutege

Kiraacutelis vegyuumlletek

termeacuteszetes aminosavak (elsősorban L konfiguraacutecioacute)peptidek enzimektermeacuteszetes szeacutenhidraacutetok (elsősorban D konfiguraacutecioacute)gyoacutegyszerek

Az első kiraacutelis vegyuumllet kialakulaacutesa

az elemi reacuteszek gyenge koumllcsoumlnhataacutesaacutenakiraacutenyfuumlggeacuteseacutevel van kapcsolatban

autokataliacutezis

a termeacuteszet nem tuumlkoumlrszimmetrikus (a termeacuteszet homokiraacutelis)

Oslash125

Az optikai aktivitaacuteseredete szeacutenhidraacutetokkiralitaacutescentrumaacutenakkieacutepuumlleacutese a termeacuteszetben

Oslash126

Oslash127

• Slide Number 1
• Slide Number 2
• Slide Number 3
• Slide Number 4
• Slide Number 5
• Slide Number 6
• Slide Number 7
• Izomeacuteria
• Slide Number 9
• Slide Number 10
• Slide Number 11
• Slide Number 12
• Slide Number 13
• Slide Number 14
• Slide Number 15
• Slide Number 16
• Slide Number 17
• Slide Number 18
• Szerkezeti izomeacuteria
• Slide Number 20
• Slide Number 21
• Slide Number 22
• Slide Number 23
• Slide Number 24
• A tautomeacuteria tiacutepusai
• Slide Number 26
• Slide Number 27
• Slide Number 28
• Slide Number 29
• Slide Number 30
• Sztereoizomeacuteria
• Slide Number 32
• Slide Number 33
• Slide Number 34
• Slide Number 35
• Slide Number 36
• Slide Number 37
• Slide Number 38
• Slide Number 39
• Slide Number 40
• Slide Number 41
• Slide Number 42
• Slide Number 43
• Slide Number 44
• Slide Number 45
• Slide Number 46
• Slide Number 47
• Tovaacutebbi kiralitaacutes tiacutepusok
• Slide Number 49
• Slide Number 50
• Slide Number 51
• Slide Number 52
• Slide Number 53
• Slide Number 54
• Slide Number 55
• Slide Number 56
• Slide Number 57
• Toumlbb kiralitaacuteskoumlzpont
• Slide Number 59
• Slide Number 60
• Slide Number 61
• Slide Number 62
• Slide Number 63
• Slide Number 64
• Slide Number 65
• Slide Number 66
• Slide Number 67
• Slide Number 68
• Slide Number 69
• Slide Number 70
• Slide Number 71
• Slide Number 72
• Slide Number 73
• Slide Number 74
• Slide Number 75
• Konfiguraacutecioacutes izomeacuteria
• Slide Number 77
• Slide Number 78
• Slide Number 79
• Slide Number 80
• Slide Number 81
• Slide Number 82
• Slide Number 83
• Slide Number 84
• Slide Number 85
• Slide Number 86
• Slide Number 87
• Slide Number 88
• Slide Number 89
• Slide Number 90
• Slide Number 91
• Slide Number 92
• Slide Number 93
• Slide Number 94
• Slide Number 95
• Slide Number 96
• Slide Number 97
• Slide Number 98
• Slide Number 99
• Slide Number 100
• Slide Number 101
• Slide Number 102
• Slide Number 103
• Slide Number 104
• Slide Number 105
• Slide Number 106
• Slide Number 107
• Slide Number 108
• Slide Number 109
• Slide Number 110
• Slide Number 111
• Slide Number 112
• Slide Number 113
• Slide Number 114
• Slide Number 115
• Slide Number 116
• Slide Number 117
• Slide Number 118
• Slide Number 119
• Slide Number 120
• Slide Number 121
• Slide Number 122
• Slide Number 123
• Slide Number 124
• Slide Number 125
• Slide Number 126
• Slide Number 127

N OC

O

CH3N OC

O CH3

Szubsztituens tautomerizaacutecioacute

NN

N N N N

NN

N NN

N

Vegyeacuterteacutek izomerizaacutecioacute

Oslash30

Sztereoizomeacuteria

31

Sztereoizomeacuteria

Konfiguraacutecioacuteaz atomok koumllcsoumlnoumls teacuterbeli elrendeződeacutese az egyszereskoumlteacutesek koumlruumlli elfordulaacutest (aacuteltalaacuteban) nem veszi figyelembe

Konformaacutecioacuteegyszeres koumlteacutesek koumlruumlli elforgataacutes amelynek soraacuten konformerek joumlnnek leacutetre

Konfiguraacutecioacutes eacutes konformaacutecioacutesenantiomerekdiasztereomerek

32

COOH

COOH

mcisz transz transz

izomeacuteriageometriaiizomeacuteria

optikai izomeacuteria

COOHHOOC COOH

HOOC COOH

HOOC

poziacutecioacutes

SztereoizomeacuteriaSzerkezeti izomeacuteria

Helyzeti izomeacuteria

33

Enantiomerekegymaacutessal fedeacutesbe nem hozhatoacute tuumlkoumlrkeacutepi paacuterok

azonos internukleaacuteris taacutevolsaacutegkuumlloumlnboumlző csoportsorrend (konfiguraacutecioacute)

Diasztereomereknem enantiomerek (lehetnek akiraacutelisak is)nincsenek egymaacutessal tuumlkoumlrkeacutepi viszonyban

azonos oumlsszekapcsoltsaacutegkuumlloumlnboumlző internukleaacuteris taacutevolsaacuteg

34

C CH3C

Cl

C

H

CH3

BrH

C CCl

H3C

C

H

CH3

BrH

C CH3C

Cl

C

H

CH3

HBr

C CCl

H3C

C

H

CH3

HBr

E R

E S

Z R

Z S

Enantiomerek Enantiomerek

Diasztereomerek

Diasztereomerek

Diasztereomerek

Diasztereomerek

Oslash35

Kiraacutelis vegyuumlletek kiraacutelis koumllcsoumlnhataacutesok

termeacuteszetes aminosavak (főkeacutent L konfiguraacutecioacute)peptidek enzimek

termeacuteszetes szeacutenhidraacutetok (D konfiguraacutecioacute)

gyoacutegyszerek (sok esetben kiraacutelis molekulaacutek)

gyoacutegyszer-receptor koumllcsoumlnhataacutes

Sztereokeacutemia jelentőseacutege

Oslash36

Journal of

Chemical Education

ISSN 0021-9584

Volume 73 Number 6June 1996

Oslash37

Journal ofChemical Education

ISSN 0021-958413

Volume 73 Number 6June 199613

13

13

Oslash38

Kiralitaacutes

A kiraacutelis taacutergyak tuumlkoumlrkeacutepuumlkkel nem hozhatoacutek fedeacutesbe sem rotaacutecioacutes semtranszlaacutecioacutes mozgaacutessal (kiveacuteve a molekulaacuten beluumlli rotaacutecioacute lehetőseacutegeacutet)

A kiralitaacutes szerkezeti felteacutetelea taacutergynak ne legyen tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengelye

Tiacutepusok

Centraacutelis kiralitaacutes ndash sztereogeacuten centrum (R S D L)egy kiraacutelis (szeacuten)atomtoumlbb kiraacutelis szeacutenatom

Axiaacutelis kiralitaacutes ndash tengely koumlruumlli elhelyezkedeacutes (R S)alleacutenizomeacuteria spirovegyuumlletek atropizomeacuteria

Planaacuteris kiralitaacutes ndash siacutekhoz viszonyiacutetott helyzet (P pR M pS)csavart kaacutedak transz cikloalkeacuten

Helikaacutelis kiralitaacutes ndash nem siacutekbeli csavarvonalak (P M)alkaacuten konformerek (gauche antiklinaacutelis)heliceacutenek

39

Azonos minőseacutegi mennyiseacutegi oumlsszeteacutetel moacuteltoumlmeg konstituacutecioacute de kuumlloumlnboumlző teacuterbeli sorrend

Cl

F BrH

R S

Cl

FBrH

konfiguraacutecioacutejeloumlleacutes (+) (ndash) = d l D L R S

40

Azonos minőseacutegi mennyiseacutegi oumlsszeteacutetel moacuteltoumlmeg konstituacutecioacute de kuumlloumlnboumlző teacuterbeli sorrend

C

l

F

B

r

H

R

S

C

l

F

B

r

H

konfiguraacutecioacutejeloumlleacutes(+) (ndash) = d ld l R S

_1063020419

2

1

3

X4

1

X4

23

1

X4

32

(R) (S)

CC

2

1

3

I

BrCl

4F

2

1

3

OH

DT

4H C

OH

H

DT

(R)(S)

41

(R)

HCC

C CHH

HO H

CCC

H HC H

CHH3C

H

HH

H

H

C

Cl HH H

HH

1 4

3

2

1 oumlvezet2 oumlvezet

3 oumlvezet

4 oumlvezet

H

42

CH

OHCH3

CH3CH2

(R)-butaacuten-2-ol (S)-butaacuten-2-ol

180o-os forgataacutes

CH

OHCH3

CH3CH2

CH

OHCH3CH2

CH3

CH

HOCH2CH3

CH3

CH

OHCH3CH2

CH3

A kiralitaacutes az atomok egy pont (sztereogeacuten centrum kiralitaacutescentrum aszimmetriacentrum)koumlruumlli elrendeződeacuteseacutenek koumlvetkezmeacutenye A kiralitaacutest leacutetrehozoacute szerkezeti elemek elrendeződeacuteseegy koumlzpontra vonatkoztathatoacute Egy X centraacutelis atomhoz neacutegy kuumlloumlnboumlző ligandum kapcsoloacutedik a tuumlkoumlrkeacutepek nem hozhatoacutek fedeacutesbe a keacutet konfiguraacutecioacutes izomer enantiomer viszonyban van egymaacutessalSztereogeacuten centrum ndash Egy sp3 szeacutenatom (vagy maacutes atom) 4 kuumlloumlnboumlző ligandumot tartalmaz

Centraacutelis kiralitaacutes

43

Optikai izomeacuteria

Optikai izomerek olyan sztereoizomerek amelyek optikai forgatoacutekeacutepesseacutegbenkuumlloumlnboumlznek

Centraacutelis kiralitaacutes

Sztereogeacuten centrum aacutebraacutezolaacutesaperspektiacutevikus (teacuterszerkezeti)proiciaacutelt (vetiacutetett)

keacuteplettel (Fischer projekcioacute)

L

COOH

CH3H2NH

R

D

COOH

CH3 NH2H

S

intermolekulaacuteristuumlkoumlrsiacutek

COOH

CH3

H NH2

COOH

CH3

H2N H

44

Optikai aktivitaacutesAzok a vegyuumlletek melyek a siacutekban polarizaacutelt feacuteny siacutekjaacutet elforgatjaacutek optikailag aktiacutevakJobbra forgataacutes (oacuteramutatoacuteval azonos) jele (+) balra forgataacutes (oacuteramutatoacuteval ellenteacutetes) jele (-)

Azok a molekulaacutek keacutepesek optikai forgatoacutekeacutepesseacuteg leacutetrehozaacutesaacutera melyek mindenkonformaacutecioacuteja kiraacutelisHa egy kiraacutelis vegyuumlletnek csak egyik enantiomerje van jelen a vegyuumllet optikailag aktiacutev(elforgatja a polarizaacutelt feacuteny siacutekjaacutet) Ha a keacutet enantimer ekvimolaacuteris elegye (racemaacutet) van jelen a tuumlkoumlrkeacutepi paacuterok kompenzaacutecioacuteja miatt nincs makroszkoacutepikus forgataacutes

Oslash45

Fresnel elmeacutelete szerint a siacutekban polarizaacutelt feacuteny keacutet ellenteacutetes iraacutenyaacutebacirkulaacuterisan polarizaacutelt komponensből tevődik oumlssze Optikailag aktiacutev koumlzegbenaz egyik cirkulaacuteris komponens lassabban halad mint a maacutesik ezeacutert aztaacutenamikor kileacutepnek a koumlzegből eltoloacutedott faacutezisban oumlsszegeződnek uacutejra s eza polarizaacutecioacute siacutekjaacutenak elfordulaacutesaacuteban nyilvaacutenul meg Az optikailag aktiacutev anyagmolekulaacutei kuumlloumlnboumlző meacuterteacutekű koumllcsoumlnhataacutesba leacutepnek a jobbra eacutes a balracirkulaacuteris feacutenysugaacuterral A cirkulaacuterisan polaacuterozott feacuteny uacutegy jellemezhető hogya feacutenysugaacuter menteacuten az elektromaacutegneses teret leiacuteroacute elektromos eacutes maacutegnesesvektorok veacutegpontjai egy jobb vagy bal menetű csavarvonalon helyezkednek el

Optikai aktivitaacutes meacutereacutese

polarimetertube

Polarizerfixed Nicolprism

Plane-polarizedlight

Solution of opticallyactive material

Plane ofpolarizationhas undergonea rotation

Analyizermovable Nicolprism

ViewerUnpolarizedlight fromsource

Oslash46

siacutekban polarizaacutelt feacuteny

polarizaacuteloacute lencse (Nicol prizma)

normaacutel feacuteny

a)

b)

c)

x

z

z

z

siacutekban polaacuterozott feacuteny P eacutes M helicitaacutesuacutecirkulaacuterisan polaacuterozott feacuteny

minta

x

z

α

z

x

Oslash47

Tovaacutebbi kiralitaacutes tiacutepusok

48

Sztereogeacuten centrum jelenleacutete nem szuumlkseacuteges sem nem eleacutegseacuteges felteacutetele a kiralitaacutesnak

Nem szuumlkseacuteges peacuteldaacuteul axiaacutelis kiralitaacutes planaacuteris kiralitaacutes

Axiaacutelis kiralitaacutes A kiralitaacutes az atomok egy tengely koumlruumlli elrendeződeacuteseacutenek koumlvetkezmeacutenye

Alleacutenek kiralitaacutesa

Planaacuteris kiralitaacutes A kiralitaacutes az atomok egy siacutek koumlruumlli elhelyezkedeacuteseacutenek koumlvetkezmeacutenye

Helikaacutelis kiralitaacutes Csavarvonal (spiraacutelis) szerkezetű molekulaacutekPl DNS kettős heacutelixe polipeptidek kettős α-heacutelixe

C C CH

ClHCl CCC

H

ClHCl

COOH

CH3

CrOC

OCOC

CrCO

COCO

COOH

CH3

49

R S

HOOC

Br

COOH

Br6

2

6

2COOH

Br

HOOC

Br

tuumlkoumlrsiacutek

C

Br

COOHBr1

2

3 4

HOO c2COOH

Br

BrHOOC

c2

1

2

34

Atropizomeacuteria

50

Axiaacutelis kiralitaacutes

R-konfiguraacutecioacute

51

C CH

H3CC

H

CH3

CCH

CH3C

H

H3C

NH

HN

NH

NH

tuumlkoumlrsiacutek

Nem minden kiraacutelis molekula rendelkezik aszimmetria centrummal

52

Cukor Foszfor atom Oslash53

Konformaacutecioacutes enantiomerek

P M

Helikaacutelis kiralitaacutes

Konfiguraacutecioacutes enantiomerek

P M

Heptaheliceacuten n-Butaacuten

54

Oslash55

56

Feheacuterjeacutek teacuterszerkezete

Oslash

57

Nukleinsavak teacuterszerkezete

Oslash

Toumlbb kiralitaacuteskoumlzpont

58

Toumlbb aszimmetria centrumot tartalmazoacute vegyuumlleteklehetseacuteges sztereoizomereinek szaacutema

A nem enantiomeacuteria viszonyban aacutelloacute sztereoizomerek

diasztereomerek

Ha az n db aszimmetria centrum koumlzoumltt vannak azonosak a fuumlggetlen sztereoizomerek szaacutema lt 2n

mezo-forma nem kiraacutelis

2n

59

CH3CH3

HO H

OHHCH3

H3COHH

HO H

CH3CH3

HO H

HHOCH3

H3COHH

H OH

CH3CH3

HO H

OHH

180o forgataacutes

mezo-23-butaacutendioltuumlkoumlrkeacutepi paacuterok fedeacutesbe hozhatoacutek - akiraacutelis

(2R3R)-23-butaacutendiol (2S3S)-23-butaacutendiol

CH3 CH3

H HHO OH

Egyetlen sztereogeacuten centrumot tartalmazoacute molekula mindig kiraacutelis desztereogeacuten centrum jelenleacutete nem szuumlkseacuteges sem nem eleacutegseacuteges felteacutetele a kiralitaacutesnak

Nem eleacutegseacuteges toumlbb sztereogeacuten centrumot tartalmazoacute molekula lehet akiraacutelisPeacutelda

60

Nem minden olyan molekula kiraacutelis amely aszimmetria centrumokkal rendelkezik

Nem minden kiraacutelis molekula rendelkezik aszimmetria centrummal

axiaacutelis kiralitaacutes 13-diszubsztituaacutelt alleacuten planaacuteris kiralitaacutes spirovegyuumlletek koumlreacuteben

mezo vegyuumlletek cisz-12-azonosandiszubsztituaacutelt ciklopropaacuten

Oslash61

COOHH

HHOOC

CH3H

H3C HS2

COOH

HHO

H OH

COOH

S2

COOHH

HHOOC

HH

H H

borkősav

Newman (fűreacuteszbak) projekcioacuteKonformatiacutev

62

Fisher projekcioacuteval aacutebraacutezolt L- eacutes D-borkősav

mezo-borkotildesav

COOHCH OHCCOOH

OHH

COOHCHO HCCOOH

HHO

szotildelotildesav

COOHCH OHCCOOH

HHO

COOHCHO HCCOOH

OHH

L-(+)-borkotildesav D-(-)-borkotildesav

63

Oslash64

Cl

H

H

H

Cl

H

H

Cl

H

H

Cl

H

Cl

H

H

H

H

Cl

mezo SS RR

cisz transz

Nem minden olyan molekula kiraacutelis amely aszimmetria centrumokkal rendelkezik

65

Szimmeriaelemek(szimmetria azonos meacuteret)

Akkor mondjuk hogy egy taacutergy szimmetriaelemmel rendelkezik ha a megfelelőszimmetriaművelet (tuumlkroumlzeacutes forgataacutes inverzioacute) a taacutergyat az eredetivel fedeacutesbehozhatoacute alakzattaacute konvertaacutelja

Pontcsoport ndash meghataacuterozott taacutergyra vonatkozoacute szimmetriaműveletek oumlsszesseacutege

szimmetriasiacutek (σ) a molekulaacutet keacutet olyan feacutelre bontja amelyek egymaacutesnak pontostuumlkoumlrkeacutepei (Szimmetriasiacutekot tartalmazoacute molekula akiraacutelis de a siacutek hiaacutenya nem okozkiralitaacutest)

n-ed rendű forgaacutesi szimmetriatengely (Cn) a molekulaacutet a tengely koumlruumll 360degnszoumlggel elforgatva az eredetitől megkuumlloumlnboumlzhetetlen molekulaacutet kapunk

szimmetriacentrum (inverzioacutes centrum) (Ci) a molekula baacutermely elemeacutet aszimmetriacentrummal oumlsszekoumltve eacutes az ellenkező iraacutenyba azonos taacutevolsaacutegrameghosszabbiacutetva azonos elemhez jutunk (Szimmetriacentrumot tartalmazoacutemolekula akiraacutelis de hiaacutenya nem okoz kiralitaacutest)

n-ed rendű tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengely (Sn) a molekulaacutet 360degn szoumlggel elforgatvaeacutes a tengelyre merőleges siacutekra tuumlkroumlzve az eredetitől megkuumlloumlnboumlzhetetlenmolekulaacutet kapunk (Tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengelyt tartalmazoacute molekula akiraacutelishiaacutenyaacuteban a molekula kiraacutelis) 66

C CCH3

H

H

CH3180o C C

CH3

H

CH3

H360o

siacutek

tengely

siacutek

tengely

Keacutetfogaacutesuacute tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengely Egyfogaacutesuacute tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengely

Szimmetriacentrum Szimmetriasiacutek

Tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengelyValamely taacutergy akkor jellemezhető Sn azaz n-ed rendű tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengellyel ha annak baacutermely pontjaacutet a tengely koumlruumll 360n fokos szoumlggelelfordiacutetva eacutes a tengelyre merőlegesen fektetett siacutekon keresztuumll tuumlkroumlzve az eredetiobjektumot kapjuk meg (n szuumlkseacutegkeacuteppen paacuteros vagy 1)

Az S1-tengely szimmetriasiacutekkal (σ) az S2-tengely viszont szimmetriacentrummal (Ci) egyeneacuterteacutekű

A szimmetriacentrumon aacutethaladoacute baacutermely egyenesen a centrumtoacutel egyenlő taacutevolsaacutegban azonos elemek talaacutelhatoacutek

Akiraacutelis molekulaacutek

67

szimmetriasiacutek (m S1) forgaacutesi szimmetriatengely (Cn) szimmetriacentrum (Ci S2)

Szimmetrikus + +

Szimmetrikus + -

Koumlzeacuteppontosan - + szimmetrikus

Disszimetrikus - + - (kiraacutelis)

Aszimmetrikus - - - (kiraacutelis)

Szimmetriaelem művelet

Szimmetriasiacutek tuumlkroumlzeacutes

Szimmetriatengely forgataacutes

Szimmetriacentrum inverzioacute

Szimmetriaelem művelet

Azonossaacuteg vaacuteltozatlanulhagyaacutes

Tuumlkroumlzeacutesi forgataacutes eacutesszimmetriatengely (giroid) tengelyre merőleges

tuumlkroumlzeacutesOslash68

Oslash69

Oslash70

Oslash71

Oslash72

1 Atomic number2 Atomic mass3 Z gt E4 R gt S5 Spheres6 Single-bond equivalencies

Cahn-Ingold-Prelog nomenclature system

Sequence rules for order of priority

1 If the atoms in question are different the sequence order is by atomic number with theatom of highest atomic number receiving the highest priority

F lt Cl lt Br lt I

increasing priority

2 If two isotopes of the same element are present the isotope of higher mass receivesthe higher priority

H lt D

increasing priority73

5 If two atoms are identical the atomic numbers of the next atoms are used for priorityassignment If these atoms also have identical atoms attached to them priority isdetermined at the first point of difference along the chain The atom that has attached to itan atom of higher priority has the higher priority (Do not use the sums of the atomic numbersBut look for the single atom of highest priority)

74

6 Atoms attached by double or triple bond are given single-bond equivalencies so that theycan be treated like single-bonded groups in determining priority Each doubly bonded atom isduplicated (or triplicated for triple bonds)

R C

O

OH

Structure Equivalent for priority determination

R C

O

O

OH

C

R C N R C

N

N

NC

C

75

Konfiguraacutecioacutes izomeacuteriaUgyanaz a vaacutez konnektivitaacutes de elteacuterő teacuterbelielrendeződeacutes (valamilyen szimmetria-rendezőhoumlz valoacuteviszony)

Nem alakiacutethatoacutek egymaacutesba kovalens koumlteacutes elszakiacutetaacutesaeacutes uacutejrakeacutepződeacutese neacutelkuumll

optikai izomerek (optikai aktivitaacutes) R Sgeometriai izomerek cisz-transz E-Z

76

Konfiguraacutecioacutes diasztereomerekFizikai eacutes keacutemia tulajdonsaacutegaik elteacuternek

Konfiguraacutecioacutes enantiomerekFizikai eacutes keacutemiai tulajdonsaacutegaikazonosak kiveacutevebull azonos meacuterteacutekű de ellenteacutetesiraacutenyuacute optikai forgatoacutekeacutepesseacutegbull elteacuterő reaktivitaacutes maacutes kiraacutelis vegyuumlletekkel valoacute reakcioacuteban

C

C

Cl

Cl H

HC

C

H

Cl H

Cl

cisz-12-dikloacutereteacuten transz-12-dikloacutereteacuten

Br Cl

Cl BrF F

Cl Br

Br FF Cl

(R) (R) (S) (R)

CH

OHCH3CH2

CH3

CH

HOCH2CH3

CH3

CH

OHCH3CH2

CH3

CH

OHCH3

CH3CH2

180o-os forgataacutes

(R)-butaacuten-2-ol (S)-butaacuten-2-olfp 995 oC 995 oCd4

20 0808 0808nD

20 1397 1397[α]D

25 -1352o +1352o

(R)-butaacuten-2-ol (S)-butaacuten-2-ol

CH

OHCH3

CH3CH2

77

Elegykristaacutely

bullveacuteletlenszerűen tartalmazza mindkeacutet enantiomertbulla tiszta enantiomerek eacutes az enantiomer kevereacutekek tulajdonsaacutegai azonosak

Konglomeraacutetum

bullcsak az egyik vagy a maacutesik enantiomert tartalmazzabullaz enantiomerek mechanikusan is elkuumlloumlniacutethetők egymaacutestoacutel

Molekulavegyuumllet

bulla keacutet enantiomer a kristaacutelyban 11 araacutenyban fordul elő (raceacutem elegy)bulla raceacutem elegy eacutes az enantiomerek olvadaacutespontja kuumlloumlnboumlző

bullakiraacutelis koumlruumllmeacutenyek koumlzoumltt megegyező fizikai eacutes keacutemiai tulajdonsaacutegokbullkiraacutelis koumlruumllmeacutenyek koumlzoumltt elteacuterő (kiraacutelis molekulaacutek polarizaacutelt feacuteny)bullenantiomerek koumlzoumltti 3 fő koumllcsoumlnhataacutes

elegykristaacutely keacutepzeacuteskonglomeraacutetum keacutepzeacutesmolekulavegyuumllet keacutepzeacutes

Enantiomerek

78

Enantiomerek egyeacuteb kevereacutekeit az uacutegynevezett bdquoenantiomeric excessrdquo (ee) [enantiomerfelesleg] eacuterteacutekkel jellemezzuumlk (R) eacutes (S) a megfelelő enantiomerek mennyiseacutege a kevereacutekben

A komponensek mennyiseacutegeacutenek meghataacuterozaacutesaKiraacutelis oszlopkromatigraacutefia (enantiomerek elvaacutelasztaacutesa)NMR spektroszkoacutepia

ee =(R) - (S)(R) + (S) 100

Enantiomer felesleg

Az enantiomerfelesleg az aszimmetrikus szinteacutezis sikeresseacutegeacutenek egyikmeacuterőszaacutema Diasztereomerek kevereacuteke eseteacuten hasonloacute moacutedon definiaacuteljaacutek eacuteshasznaacuteljaacutek a diasztereomer felesleg eacutes a szaacutezaleacutekos diasztereomer feleslegfogalmaacutet

Egy 70 R eacutes 30 S izomert tartalmazoacute minta enantiomerfeleslege peacuteldaacuteul40 Ezt az anyagot uacutegy is tekinthetjuumlk mint 40 tiszta R izomer eacutes 60 raceacutemelegy (mely a teljes mennyiseacuteghez 30 R eacutes 30 S izomerrel jaacuterul hozzaacute)kevereacuteke 79

C

C

HOOC

HOOC

H

HOH

OH

S

R

C

C

HOOC

HOOC

OH

HH

OHR

RC

C

COOH

COOH

HO

HH

HOS

S

intramolekulaacuteristuumlkoumlrsiacutek

diasztereomerek diasztereomerek

enantiomerek

COOH

CH3H2NH

R

COOH

CH3 NH2H

S

enantiomerek

Enantiomerek eacutes diasztereomerek

80

C

NH2

COOHHH3C C

CH2SH

COOHH2NH

Ala Cys

Aacutebraacutezolja Fischer keacuteplettel az alaacutebbi perspektivikus keacuteplettel megadott aminosavakat

CH3

COOH

H2N H

CH2SH

COOH

H2N H

Ala Cys

S R

L L81

CNH2H

H3C

COOH

C

COOH

CH2SHH2NH

CCH3H

H2N

COOH

C

COOH

CH2SHHH2N

C

NH2

COOHHH3C

C

CH2SH

COOHH2NH

CH3

COOH

H2N H

CH2SH

COOH

H2N H

82

Enantiomerek eacutes mezo vegyuumlletek

Pszeudoaszimmetria

C

C

HOOC

HOOC

H

HOH

OH

S

R

C

C

HOOC

HOOC

OH

HH

OHR

RC

C

COOH

COOH

HO

HH

HOS

S

intramolekulaacuteristuumlkoumlrsiacutek

diasztereomerek diasztereomerek

enantiomerek

C

C

C

COOH

COOH

HO H

OHH

H OHR

R

C

C

C

COOH

COOH

H OH

HHO

HO HS

S

enantiomerek

optikailag aktiacutevak

C

C

C

COOH

COOH

H OH

OHH

H OHR

S

C

C

C

COOH

COOH

H OH

HHO

H OHR

S

optikailag inaktiacutevak

r s

83

COOH

COOH

COOHHOOC COOH

HOOC COOH

HOOC

mcisz transz transz

szerkezetiizomeacuteria

geometriaiizomeacuteria

optikai izomeacuteria

84

R

RHOH

akiraacutelisszeacutenatom

R

SHOH

rS

RHOH

s

RgtS r s

(S)

(S)

pszeudoaszimmetriaacutes szeacutenatom

akiraacutelis molekulamezo vegyuumllet

akiraacutelisC2 forgaacutesi szimmetriatengely

kiraacutelis

HOOC COOH

Br

m

HOOC COOH

m

HOOC

COOH

pro-pszeudoaszimmetriaacutes szeacutenatom

85

Kiraacutelis molekulaacutekon beluumll is sok esetben talaacutelhatoacute pszeudo-aszimmetriacentrum amennyiben a keacutet enantiomorf ligandum mellett tovaacutebbi aszimmetrikus ligandum is kapcsoloacutedik a centrumhoz (peacuteldaacuteul atropin eacutes szaacutermazeacutekai)

gytszptehuhudownloadindex16630

Oslash86

Mezo-forma a) mindig akiraacutelisb) mindig kell lennie kiraacutelis disztereomerjeacutenek is

gytszptehuhudownloadindex16630

C

C

HOOC

HOOC

H

HOH

OH

S

R

C

C

HOOC

HOOC

OH

HH

OHR

RC

C

COOH

COOH

HO

HH

HOS

S

intramolekulaacuteristuumlkoumlrsiacutek

diasztereomerek diasztereomerek

enantiomerek

Oslash87

gytszptehuhudownloadindex16630

A pszeudo-aszimmetriacentrumok konfiguraacutecioacutejaacuteban elteacuterő izomerekegymaacutessal diasztereoizomer viszonyban aacutellnak

rC

C

C

COOH

COOH

H OH

OHH

H OHR

S

sC

C

C

COOH

COOH

H OH

HHO

H OHR

S Oslash88

Geometriai izomeacuteria

kettős koumlteacutesű vegyuumlletekneacutelciklusos vegyuumlletekneacutel

C CH H

CH3H3CC C

H CH3

HH3C

Felteacutetel (olefinekneacutel) egy adott pilleacuteratomon nem lehet keacutet azonos helyettesiacutetőde adott kettőskoumlteacutes keacutet kuumlloumlnboumlző pilleacuteratomjaacuten lehet egy-egy azonos helyettesiacutető(de ezeknek sem kell szuumlkseacutegkeacuteppen azonosaknak lenniuumlk)

Alfa helyzetű szubsztituens Beacuteta helyzetű szubsztituens

Diasztereomerek

89

Configurational isomers

The particular arrangement of atoms (or goups) in space that is characteristic of a given streoisomer

The configurational isomers can not be transformed into each otherwithout breaking and making a covalent bond

- cis-trans Z-E designations geometric isomers- optical isomerism (cf chirality)

H COOH

H COOH

HOOC H

H COOH

Z E

Oslash90

The requirement for geometric isomerism in alkenes is that each carbon atom involvedin the pi bond have two different groups attached to it such as H and Cl or CH3 and Cl

C CH

H

CH2CH3

CH3

C CH

H

CH2CH3

CH3is the same as

C CCH3

H

CH2CH3

CH3

C CH

CH3

CH2CH3

CH3

geometric isomers

If one of the carbons of the double bond has two identical groups such as two H atomsor two CH3 groups the geometric isomerism is not possible

Z E

Higher priority atoms or groups are on the same side of the pi bond Z bdquotogetherrdquo

Higher priority atoms or groups are on opposite sides of the pi bond E bdquoacrossrdquo

(Look at the single atoms directly attached to the double-bond carbon C and not entire-CH2CH2CH3 group)

Oslash91

Cahn-Ingold-Prelog szekvenciaszabaacutelyokalkeacutenekre vonatkozoacutean

Toumlmegszaacutem

C CT

D

H

DE

Rendszaacutem

C CF

Cl

Br

IZ

Z gt E

E

ZZ C C

C

C

H

NC

C

C

H3C

H3C

CH3

HCH3

H

C CH

NC

C

C

CH3

CH3

H

H

Br

Br

E

R

S

RgtS (DgtL)

92

C CH

H3C

CH

CH

CH3

CH3

CH2

Z ltC

HCH3

CH3

C

H

C

C

H

H

HHH

H

C C

H H

H

C

H

C (C)

o

o

o

H

H(C)oo

o

C CH

H3C

CH

CH

CH3

CH2 Br

CH2

E

C

HCH3

CH2Br

C

H

C

H

H

HCBrH

H

gtC C

H H

H

C

H

C (C)

o

o

o

H

H(C)oo

o

(CON) adott atom ismeacutetelt megjeleniacuteteacutese ---o fantomatom

1 2 3C CCCH CHHH C C(C)CH C(C)HH

1 2 3C CCCH BrCHH gt CHHH C C(C)CH C(C)HH 93

transzE

ciszZ

C CH H

C CH

H

transzZ

ciszE

C CBr H

C CH

Br

Oslash94

Konformaacutecioacutes izomeacuteriaUgyanaz a vaacutez konnektivitaacutes de elteacuterő teacuterbelielrendeződeacutes (valamilyen szimmetria-rendezőhoumlz valoacuteviszony)

Kovalens koumlteacutes elszakiacutetaacutesa eacutes uacutejrakeacutepződeacutese neacutelkuumllegymaacutesba alakiacutethatoacutek

Rotaacutecioacutes izomeacuteriaKuumlloumlnboumlző konformaacutecioacute (konformerek rotamerek)

Axiaacutelis kiralitaacutes R SHelikaacutelis kiralitaacutes P M

95

C CCH3H3C

HHHH

C CCH3

CH3 HH

HH

Konformaacutecioacutes diasztereomerek

C CH

CH3 HCH3

HH C C

H

CH3 CH3H

HH

Konformaacutecioacutes enantiomerek

P M

96

szinperiplanaacuteris szinklinaacutelis antiklinaacutelis antiperiplanaacuteris antiklinaacutelis szinklinaacutelis

pszeudorotaacutecioacute

axiaacutelis ekvatoriaacutelis

Konformerek

kiraacutelis kiraacutelisakiraacutelis akiraacutelis

97

C CCH3

CH3 HH

HHC C

CH3H3C

HHHH

Konfiguraacutecioacutes diasztereomerek

Konformaacutecioacutes diasztereomerek

C CH H

CH3H3CCC

HH3C

H CH3

98

- huacutezaacutes (stretch)

- hajliacutetaacutes (bend)

- csavaraacutes (torsion)

O OH

Hr 1r 2

r 2

O OH

H

α

OH

OH

τ (φ)

Oslash99

O OH

H

HOOH

OOH

HE

α30 kcalmol

Hajliacutetaacutes bend

Huacutezaacutes (nyuacutejtaacutes) stretch

disszociaacutecioacute

E

r

~ 90 ~ 50 kcalmol

HOO + H

HO + HO

Oslash100

H

H

H

O OH

H

1 kcalmol

~ 10kcalmol

(torzioacutes szoumlg)τ

Newman projekcioacute

H H

0o 60o 180o 300o 360o

OO

H

H

HHH HH

Oslash101

CH2 CH2Y ZY = Z = H

Y = Z = CH3

etaacuten

n-butaacuten

300o 360o240o180o120o60o0o

0o120o- 60o-180o-240o-300o-360o-

oacutera jaacuteraacutesaacuteval megegyező

oacutera jaacuteraacutesaacuteval ellenteacutetes

ZY

Z

Y

ZY

Z

Y

Z

Y

ZYZY

syn antisynperiplanar synklinal antiklinal antiperiplanar antiklinal synklinal

102

CCH

H H

HH

HH H

H

H

H H

CCH

H H

H

H HH H

HH

HH

0o 120o 240o 360o

12 M

m

M12 M M

mm

Θ

M = m

E(Θ)

minimum

Maximum

103

HHH H

CH3CH3

HHH H

CH3CH3

H

HH H

CH3

CH3

E

0deg dieacutederes szoumlg

E szabadentalpia-kuumlloumlnbseacuteg

58

29

07

(kcal)

H H

H3CH CH3

H

H H

H3CH H

CH3

H3C CH3

H HH

H

CH3HH H

CH3H

060deg 120deg 180deg 240deg 300deg 360deg

szinperiplanaacuteris szinklinaacutelis antiklinaacutelis antiperiplanaacuteris antiklinaacutelis szinklinaacutelis104

∆G0 = G01 - G0

2

K = e∆G0

RT

∆G = - RT ln K∆G = ∆H - T∆S

∆H = 074

∆S = 2 K = 19

gauche ndash anti araacuteny

minden gauche konformerre keacutet anti forma jut K= [a][g] Oslash105

0o

0o

60o

60o

120o

120o

180o

180o

240o

240o

300o

300o 360o

360o

RELA

T

IacuteV

ENERGIA

ANTI EFFEKTUS

GAUCHE EFFEKTUS

EXTREacuteMGAUCHE

EFFEKTUS

H

H H

H H

H

CH3

H H

H H

CH3

TORZIOacuteS SZOumlG

ZY

Z

YZ

Y

Z

Y

ZY

ZY ZY

F

H H

OH

repulsions

F

H H

H 106

attractiveinteractions

orbitalinteractions

antiperiplanarposition

Anti-effect

107

repulsions

F

H H

OH

repulsions

F

H H

H

Extrem gauche effect

108

C-F

C-H

C-F

C-HC-C C-C

Oslash109

CikloalkaacutenokGyűrűfeszuumlltseacuteg

Hipotetikus planaacuteris rendszerek

Baeyer vegyeacuterteacutekszoumlg-deformaacutecioacute (angulaacuterisgyűrű feszuumlleacutes)

Pitzer anti-aacutellaacuteshoz keacutepesti energiatoumlbblet (torzioacutes feszuumlleacutes)

van der Waals nemkoumltő atomok szterikus koumllcsoumlnhataacutesa

Nem planaacuteris vegyuumlletek

CC C

C

C

boriacuteteacutek

C C C

C

Ctwist

pszeudorotaacutecioacute

CC

C C

V-alakuacute

CCC

CCC

szeacutek110

3 4 5 6 7 8 9 10Gyűrűtagszaacutem

Gyűrű

feszuumlleacutes

kcalmol

hataacutereacuterteacutek

111

Cl

H

H

H

Cl

H

H

Cl

H

H

Cl

H

Cl

H

H

H

H

Cl

mezo SS RR

cisz transz

Ciklopropaacuten

C

C

HOOC

HOOC

H

HOH

OH

S

R

C

C

HOOC

HOOC

OH

HH

OHR

RC

C

COOH

COOH

HO

HH

HOS

S

intramolekulaacuteristuumlkoumlrsiacutek

diasztereomerek diasztereomerek

enantiomerek 112

Ea(a e)

∆Ea+∆E

∆E

Ea(a e)

Z

Hkb 5szeacutek

ZH

kb 95szeacutek

kb 2 kcal

csavartkaacuted

csavartkaacuted

kaacuted

ZH

feacutelszeacutekfeacutelszeacutek

ZH

Ciklohexaacuten

113

A 3-3 nemszomszeacutedos szeacutenatom aacuteltal definiaacutelt siacutekokra

merőleges koumlteacutesiraacutenyok axiaacutelis

A toumlbbi koumlteacutes e keacutet siacutek koumlzoumltt van ekvatoriaacutelis

Pszeudorotaacutecioacute a gyűrűs vegyuumlletek konformerjei

szoumlgfeszuumlltseacuteg neacutelkuumll alakulnak egymaacutesba

114

transz 12-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

cisz 12-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

Z

H

Z

H Z

HZ

Ha

eae

Z

HZ

H

Z

H

Z

H

a

e

ae

115

transz 13-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

cisz 13-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

Z

HZ

H

Z

H Z

H

a

e ae

Z

HZ

HZ

H

Z

H

a

e

ae

116

H

Z

Z

H

H

Z Z

Ha

ea

e

transz 14-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

Z

HZ

H

H

Z

Z

Ha

ea

e

cisz 14-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

117

Oslash118

8 CO2 + 8 H2O

- 12483 kcalmol - 12468 kcalmol

15 kcalmol

CH3

CH3H

H

+ 12 O2

cisz-12-dimetilciklohexaacuten

CH3

H

H

CH3

transz-12-dimetilciklohexaacuten

+ 12 O2

119

Diszubsztituaacutelt ciklohexaacutenokszerkezeti izomerjeinek konformaacutecioacutes viszonyai

Szerkezeti izomer Geometriai izomercisz transz

12

14

ae aa

ea ee

13aa ae

ee ea

120

Oslash121

BrNH2

Br

NH23a 2b

NH2

Br

Br

NH24a 1b

NH2

Br

Br

NH2

1b 4a

NH2

Br

NH2

Br2b 3a

NH2

Br

Br

NH23b 2a

Br

NH2

BrNH24b 1a

Konformaacutecioacutes Konformaacutecioacutes

BrNH2 Br

NH2

1a 4b

Br

NH2

BrNH2

2a 3b

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesenantiomerek

Konfiguraacutecioacutesenantiomerek

diasztereomerek diasztereomerek

12-helyzetben kuumlloumlnboumlző helyettesiacutetőket tartalmazoacute ciklohexaacuten szaacutermazeacutekokkonfiguraacutecioacutes eacutes konformaacutecioacutes viszonyai

Oslash122

H

H

H

HH

H

H

H

Dekalin

cisz transz

123

transz-transz-transzanellaacutecioacute

cisz-transz-transzanellaacutecioacute

DC

BA

DC

BA

H H

R

H

H H

H

H

H

R

H H

DCBA

R

H

H

H

H

H

H

DCBA

R

H

H

H

H

H

H

CH3

CH3

CH3

CH3

Oslash124

A kiralitaacutes kialakulaacutesa eacutes bioloacutegiai jelentőseacutege

Kiraacutelis vegyuumlletek

termeacuteszetes aminosavak (elsősorban L konfiguraacutecioacute)peptidek enzimektermeacuteszetes szeacutenhidraacutetok (elsősorban D konfiguraacutecioacute)gyoacutegyszerek

Az első kiraacutelis vegyuumllet kialakulaacutesa

az elemi reacuteszek gyenge koumllcsoumlnhataacutesaacutenakiraacutenyfuumlggeacuteseacutevel van kapcsolatban

autokataliacutezis

a termeacuteszet nem tuumlkoumlrszimmetrikus (a termeacuteszet homokiraacutelis)

Oslash125

Az optikai aktivitaacuteseredete szeacutenhidraacutetokkiralitaacutescentrumaacutenakkieacutepuumlleacutese a termeacuteszetben

Oslash126

Oslash127

• Slide Number 1
• Slide Number 2
• Slide Number 3
• Slide Number 4
• Slide Number 5
• Slide Number 6
• Slide Number 7
• Izomeacuteria
• Slide Number 9
• Slide Number 10
• Slide Number 11
• Slide Number 12
• Slide Number 13
• Slide Number 14
• Slide Number 15
• Slide Number 16
• Slide Number 17
• Slide Number 18
• Szerkezeti izomeacuteria
• Slide Number 20
• Slide Number 21
• Slide Number 22
• Slide Number 23
• Slide Number 24
• A tautomeacuteria tiacutepusai
• Slide Number 26
• Slide Number 27
• Slide Number 28
• Slide Number 29
• Slide Number 30
• Sztereoizomeacuteria
• Slide Number 32
• Slide Number 33
• Slide Number 34
• Slide Number 35
• Slide Number 36
• Slide Number 37
• Slide Number 38
• Slide Number 39
• Slide Number 40
• Slide Number 41
• Slide Number 42
• Slide Number 43
• Slide Number 44
• Slide Number 45
• Slide Number 46
• Slide Number 47
• Tovaacutebbi kiralitaacutes tiacutepusok
• Slide Number 49
• Slide Number 50
• Slide Number 51
• Slide Number 52
• Slide Number 53
• Slide Number 54
• Slide Number 55
• Slide Number 56
• Slide Number 57
• Toumlbb kiralitaacuteskoumlzpont
• Slide Number 59
• Slide Number 60
• Slide Number 61
• Slide Number 62
• Slide Number 63
• Slide Number 64
• Slide Number 65
• Slide Number 66
• Slide Number 67
• Slide Number 68
• Slide Number 69
• Slide Number 70
• Slide Number 71
• Slide Number 72
• Slide Number 73
• Slide Number 74
• Slide Number 75
• Konfiguraacutecioacutes izomeacuteria
• Slide Number 77
• Slide Number 78
• Slide Number 79
• Slide Number 80
• Slide Number 81
• Slide Number 82
• Slide Number 83
• Slide Number 84
• Slide Number 85
• Slide Number 86
• Slide Number 87
• Slide Number 88
• Slide Number 89
• Slide Number 90
• Slide Number 91
• Slide Number 92
• Slide Number 93
• Slide Number 94
• Slide Number 95
• Slide Number 96
• Slide Number 97
• Slide Number 98
• Slide Number 99
• Slide Number 100
• Slide Number 101
• Slide Number 102
• Slide Number 103
• Slide Number 104
• Slide Number 105
• Slide Number 106
• Slide Number 107
• Slide Number 108
• Slide Number 109
• Slide Number 110
• Slide Number 111
• Slide Number 112
• Slide Number 113
• Slide Number 114
• Slide Number 115
• Slide Number 116
• Slide Number 117
• Slide Number 118
• Slide Number 119
• Slide Number 120
• Slide Number 121
• Slide Number 122
• Slide Number 123
• Slide Number 124
• Slide Number 125
• Slide Number 126
• Slide Number 127

Sztereoizomeacuteria

31

Sztereoizomeacuteria

Konfiguraacutecioacuteaz atomok koumllcsoumlnoumls teacuterbeli elrendeződeacutese az egyszereskoumlteacutesek koumlruumlli elfordulaacutest (aacuteltalaacuteban) nem veszi figyelembe

Konformaacutecioacuteegyszeres koumlteacutesek koumlruumlli elforgataacutes amelynek soraacuten konformerek joumlnnek leacutetre

Konfiguraacutecioacutes eacutes konformaacutecioacutesenantiomerekdiasztereomerek

32

COOH

COOH

mcisz transz transz

izomeacuteriageometriaiizomeacuteria

optikai izomeacuteria

COOHHOOC COOH

HOOC COOH

HOOC

poziacutecioacutes

SztereoizomeacuteriaSzerkezeti izomeacuteria

Helyzeti izomeacuteria

33

Enantiomerekegymaacutessal fedeacutesbe nem hozhatoacute tuumlkoumlrkeacutepi paacuterok

azonos internukleaacuteris taacutevolsaacutegkuumlloumlnboumlző csoportsorrend (konfiguraacutecioacute)

Diasztereomereknem enantiomerek (lehetnek akiraacutelisak is)nincsenek egymaacutessal tuumlkoumlrkeacutepi viszonyban

azonos oumlsszekapcsoltsaacutegkuumlloumlnboumlző internukleaacuteris taacutevolsaacuteg

34

C CH3C

Cl

C

H

CH3

BrH

C CCl

H3C

C

H

CH3

BrH

C CH3C

Cl

C

H

CH3

HBr

C CCl

H3C

C

H

CH3

HBr

E R

E S

Z R

Z S

Enantiomerek Enantiomerek

Diasztereomerek

Diasztereomerek

Diasztereomerek

Diasztereomerek

Oslash35

Kiraacutelis vegyuumlletek kiraacutelis koumllcsoumlnhataacutesok

termeacuteszetes aminosavak (főkeacutent L konfiguraacutecioacute)peptidek enzimek

termeacuteszetes szeacutenhidraacutetok (D konfiguraacutecioacute)

gyoacutegyszerek (sok esetben kiraacutelis molekulaacutek)

gyoacutegyszer-receptor koumllcsoumlnhataacutes

Sztereokeacutemia jelentőseacutege

Oslash36

Journal of

Chemical Education

ISSN 0021-9584

Volume 73 Number 6June 1996

Oslash37

Journal ofChemical Education

ISSN 0021-958413

Volume 73 Number 6June 199613

13

13

Oslash38

Kiralitaacutes

A kiraacutelis taacutergyak tuumlkoumlrkeacutepuumlkkel nem hozhatoacutek fedeacutesbe sem rotaacutecioacutes semtranszlaacutecioacutes mozgaacutessal (kiveacuteve a molekulaacuten beluumlli rotaacutecioacute lehetőseacutegeacutet)

A kiralitaacutes szerkezeti felteacutetelea taacutergynak ne legyen tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengelye

Tiacutepusok

Centraacutelis kiralitaacutes ndash sztereogeacuten centrum (R S D L)egy kiraacutelis (szeacuten)atomtoumlbb kiraacutelis szeacutenatom

Axiaacutelis kiralitaacutes ndash tengely koumlruumlli elhelyezkedeacutes (R S)alleacutenizomeacuteria spirovegyuumlletek atropizomeacuteria

Planaacuteris kiralitaacutes ndash siacutekhoz viszonyiacutetott helyzet (P pR M pS)csavart kaacutedak transz cikloalkeacuten

Helikaacutelis kiralitaacutes ndash nem siacutekbeli csavarvonalak (P M)alkaacuten konformerek (gauche antiklinaacutelis)heliceacutenek

39

Azonos minőseacutegi mennyiseacutegi oumlsszeteacutetel moacuteltoumlmeg konstituacutecioacute de kuumlloumlnboumlző teacuterbeli sorrend

Cl

F BrH

R S

Cl

FBrH

konfiguraacutecioacutejeloumlleacutes (+) (ndash) = d l D L R S

40

Azonos minőseacutegi mennyiseacutegi oumlsszeteacutetel moacuteltoumlmeg konstituacutecioacute de kuumlloumlnboumlző teacuterbeli sorrend

C

l

F

B

r

H

R

S

C

l

F

B

r

H

konfiguraacutecioacutejeloumlleacutes(+) (ndash) = d ld l R S

_1063020419

2

1

3

X4

1

X4

23

1

X4

32

(R) (S)

CC

2

1

3

I

BrCl

4F

2

1

3

OH

DT

4H C

OH

H

DT

(R)(S)

41

(R)

HCC

C CHH

HO H

CCC

H HC H

CHH3C

H

HH

H

H

C

Cl HH H

HH

1 4

3

2

1 oumlvezet2 oumlvezet

3 oumlvezet

4 oumlvezet

H

42

CH

OHCH3

CH3CH2

(R)-butaacuten-2-ol (S)-butaacuten-2-ol

180o-os forgataacutes

CH

OHCH3

CH3CH2

CH

OHCH3CH2

CH3

CH

HOCH2CH3

CH3

CH

OHCH3CH2

CH3

A kiralitaacutes az atomok egy pont (sztereogeacuten centrum kiralitaacutescentrum aszimmetriacentrum)koumlruumlli elrendeződeacuteseacutenek koumlvetkezmeacutenye A kiralitaacutest leacutetrehozoacute szerkezeti elemek elrendeződeacuteseegy koumlzpontra vonatkoztathatoacute Egy X centraacutelis atomhoz neacutegy kuumlloumlnboumlző ligandum kapcsoloacutedik a tuumlkoumlrkeacutepek nem hozhatoacutek fedeacutesbe a keacutet konfiguraacutecioacutes izomer enantiomer viszonyban van egymaacutessalSztereogeacuten centrum ndash Egy sp3 szeacutenatom (vagy maacutes atom) 4 kuumlloumlnboumlző ligandumot tartalmaz

Centraacutelis kiralitaacutes

43

Optikai izomeacuteria

Optikai izomerek olyan sztereoizomerek amelyek optikai forgatoacutekeacutepesseacutegbenkuumlloumlnboumlznek

Centraacutelis kiralitaacutes

Sztereogeacuten centrum aacutebraacutezolaacutesaperspektiacutevikus (teacuterszerkezeti)proiciaacutelt (vetiacutetett)

keacuteplettel (Fischer projekcioacute)

L

COOH

CH3H2NH

R

D

COOH

CH3 NH2H

S

intermolekulaacuteristuumlkoumlrsiacutek

COOH

CH3

H NH2

COOH

CH3

H2N H

44

Optikai aktivitaacutesAzok a vegyuumlletek melyek a siacutekban polarizaacutelt feacuteny siacutekjaacutet elforgatjaacutek optikailag aktiacutevakJobbra forgataacutes (oacuteramutatoacuteval azonos) jele (+) balra forgataacutes (oacuteramutatoacuteval ellenteacutetes) jele (-)

Azok a molekulaacutek keacutepesek optikai forgatoacutekeacutepesseacuteg leacutetrehozaacutesaacutera melyek mindenkonformaacutecioacuteja kiraacutelisHa egy kiraacutelis vegyuumlletnek csak egyik enantiomerje van jelen a vegyuumllet optikailag aktiacutev(elforgatja a polarizaacutelt feacuteny siacutekjaacutet) Ha a keacutet enantimer ekvimolaacuteris elegye (racemaacutet) van jelen a tuumlkoumlrkeacutepi paacuterok kompenzaacutecioacuteja miatt nincs makroszkoacutepikus forgataacutes

Oslash45

Fresnel elmeacutelete szerint a siacutekban polarizaacutelt feacuteny keacutet ellenteacutetes iraacutenyaacutebacirkulaacuterisan polarizaacutelt komponensből tevődik oumlssze Optikailag aktiacutev koumlzegbenaz egyik cirkulaacuteris komponens lassabban halad mint a maacutesik ezeacutert aztaacutenamikor kileacutepnek a koumlzegből eltoloacutedott faacutezisban oumlsszegeződnek uacutejra s eza polarizaacutecioacute siacutekjaacutenak elfordulaacutesaacuteban nyilvaacutenul meg Az optikailag aktiacutev anyagmolekulaacutei kuumlloumlnboumlző meacuterteacutekű koumllcsoumlnhataacutesba leacutepnek a jobbra eacutes a balracirkulaacuteris feacutenysugaacuterral A cirkulaacuterisan polaacuterozott feacuteny uacutegy jellemezhető hogya feacutenysugaacuter menteacuten az elektromaacutegneses teret leiacuteroacute elektromos eacutes maacutegnesesvektorok veacutegpontjai egy jobb vagy bal menetű csavarvonalon helyezkednek el

Optikai aktivitaacutes meacutereacutese

polarimetertube

Polarizerfixed Nicolprism

Plane-polarizedlight

Solution of opticallyactive material

Plane ofpolarizationhas undergonea rotation

Analyizermovable Nicolprism

ViewerUnpolarizedlight fromsource

Oslash46

siacutekban polarizaacutelt feacuteny

polarizaacuteloacute lencse (Nicol prizma)

normaacutel feacuteny

a)

b)

c)

x

z

z

z

siacutekban polaacuterozott feacuteny P eacutes M helicitaacutesuacutecirkulaacuterisan polaacuterozott feacuteny

minta

x

z

α

z

x

Oslash47

Tovaacutebbi kiralitaacutes tiacutepusok

48

Sztereogeacuten centrum jelenleacutete nem szuumlkseacuteges sem nem eleacutegseacuteges felteacutetele a kiralitaacutesnak

Nem szuumlkseacuteges peacuteldaacuteul axiaacutelis kiralitaacutes planaacuteris kiralitaacutes

Axiaacutelis kiralitaacutes A kiralitaacutes az atomok egy tengely koumlruumlli elrendeződeacuteseacutenek koumlvetkezmeacutenye

Alleacutenek kiralitaacutesa

Planaacuteris kiralitaacutes A kiralitaacutes az atomok egy siacutek koumlruumlli elhelyezkedeacuteseacutenek koumlvetkezmeacutenye

Helikaacutelis kiralitaacutes Csavarvonal (spiraacutelis) szerkezetű molekulaacutekPl DNS kettős heacutelixe polipeptidek kettős α-heacutelixe

C C CH

ClHCl CCC

H

ClHCl

COOH

CH3

CrOC

OCOC

CrCO

COCO

COOH

CH3

49

R S

HOOC

Br

COOH

Br6

2

6

2COOH

Br

HOOC

Br

tuumlkoumlrsiacutek

C

Br

COOHBr1

2

3 4

HOO c2COOH

Br

BrHOOC

c2

1

2

34

Atropizomeacuteria

50

Axiaacutelis kiralitaacutes

R-konfiguraacutecioacute

51

C CH

H3CC

H

CH3

CCH

CH3C

H

H3C

NH

HN

NH

NH

tuumlkoumlrsiacutek

Nem minden kiraacutelis molekula rendelkezik aszimmetria centrummal

52

Cukor Foszfor atom Oslash53

Konformaacutecioacutes enantiomerek

P M

Helikaacutelis kiralitaacutes

Konfiguraacutecioacutes enantiomerek

P M

Heptaheliceacuten n-Butaacuten

54

Oslash55

56

Feheacuterjeacutek teacuterszerkezete

Oslash

57

Nukleinsavak teacuterszerkezete

Oslash

Toumlbb kiralitaacuteskoumlzpont

58

Toumlbb aszimmetria centrumot tartalmazoacute vegyuumlleteklehetseacuteges sztereoizomereinek szaacutema

A nem enantiomeacuteria viszonyban aacutelloacute sztereoizomerek

diasztereomerek

Ha az n db aszimmetria centrum koumlzoumltt vannak azonosak a fuumlggetlen sztereoizomerek szaacutema lt 2n

mezo-forma nem kiraacutelis

2n

59

CH3CH3

HO H

OHHCH3

H3COHH

HO H

CH3CH3

HO H

HHOCH3

H3COHH

H OH

CH3CH3

HO H

OHH

180o forgataacutes

mezo-23-butaacutendioltuumlkoumlrkeacutepi paacuterok fedeacutesbe hozhatoacutek - akiraacutelis

(2R3R)-23-butaacutendiol (2S3S)-23-butaacutendiol

CH3 CH3

H HHO OH

Egyetlen sztereogeacuten centrumot tartalmazoacute molekula mindig kiraacutelis desztereogeacuten centrum jelenleacutete nem szuumlkseacuteges sem nem eleacutegseacuteges felteacutetele a kiralitaacutesnak

Nem eleacutegseacuteges toumlbb sztereogeacuten centrumot tartalmazoacute molekula lehet akiraacutelisPeacutelda

60

Nem minden olyan molekula kiraacutelis amely aszimmetria centrumokkal rendelkezik

Nem minden kiraacutelis molekula rendelkezik aszimmetria centrummal

axiaacutelis kiralitaacutes 13-diszubsztituaacutelt alleacuten planaacuteris kiralitaacutes spirovegyuumlletek koumlreacuteben

mezo vegyuumlletek cisz-12-azonosandiszubsztituaacutelt ciklopropaacuten

Oslash61

COOHH

HHOOC

CH3H

H3C HS2

COOH

HHO

H OH

COOH

S2

COOHH

HHOOC

HH

H H

borkősav

Newman (fűreacuteszbak) projekcioacuteKonformatiacutev

62

Fisher projekcioacuteval aacutebraacutezolt L- eacutes D-borkősav

mezo-borkotildesav

COOHCH OHCCOOH

OHH

COOHCHO HCCOOH

HHO

szotildelotildesav

COOHCH OHCCOOH

HHO

COOHCHO HCCOOH

OHH

L-(+)-borkotildesav D-(-)-borkotildesav

63

Oslash64

Cl

H

H

H

Cl

H

H

Cl

H

H

Cl

H

Cl

H

H

H

H

Cl

mezo SS RR

cisz transz

Nem minden olyan molekula kiraacutelis amely aszimmetria centrumokkal rendelkezik

65

Szimmeriaelemek(szimmetria azonos meacuteret)

Akkor mondjuk hogy egy taacutergy szimmetriaelemmel rendelkezik ha a megfelelőszimmetriaművelet (tuumlkroumlzeacutes forgataacutes inverzioacute) a taacutergyat az eredetivel fedeacutesbehozhatoacute alakzattaacute konvertaacutelja

Pontcsoport ndash meghataacuterozott taacutergyra vonatkozoacute szimmetriaműveletek oumlsszesseacutege

szimmetriasiacutek (σ) a molekulaacutet keacutet olyan feacutelre bontja amelyek egymaacutesnak pontostuumlkoumlrkeacutepei (Szimmetriasiacutekot tartalmazoacute molekula akiraacutelis de a siacutek hiaacutenya nem okozkiralitaacutest)

n-ed rendű forgaacutesi szimmetriatengely (Cn) a molekulaacutet a tengely koumlruumll 360degnszoumlggel elforgatva az eredetitől megkuumlloumlnboumlzhetetlen molekulaacutet kapunk

szimmetriacentrum (inverzioacutes centrum) (Ci) a molekula baacutermely elemeacutet aszimmetriacentrummal oumlsszekoumltve eacutes az ellenkező iraacutenyba azonos taacutevolsaacutegrameghosszabbiacutetva azonos elemhez jutunk (Szimmetriacentrumot tartalmazoacutemolekula akiraacutelis de hiaacutenya nem okoz kiralitaacutest)

n-ed rendű tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengely (Sn) a molekulaacutet 360degn szoumlggel elforgatvaeacutes a tengelyre merőleges siacutekra tuumlkroumlzve az eredetitől megkuumlloumlnboumlzhetetlenmolekulaacutet kapunk (Tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengelyt tartalmazoacute molekula akiraacutelishiaacutenyaacuteban a molekula kiraacutelis) 66

C CCH3

H

H

CH3180o C C

CH3

H

CH3

H360o

siacutek

tengely

siacutek

tengely

Keacutetfogaacutesuacute tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengely Egyfogaacutesuacute tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengely

Szimmetriacentrum Szimmetriasiacutek

Tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengelyValamely taacutergy akkor jellemezhető Sn azaz n-ed rendű tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengellyel ha annak baacutermely pontjaacutet a tengely koumlruumll 360n fokos szoumlggelelfordiacutetva eacutes a tengelyre merőlegesen fektetett siacutekon keresztuumll tuumlkroumlzve az eredetiobjektumot kapjuk meg (n szuumlkseacutegkeacuteppen paacuteros vagy 1)

Az S1-tengely szimmetriasiacutekkal (σ) az S2-tengely viszont szimmetriacentrummal (Ci) egyeneacuterteacutekű

A szimmetriacentrumon aacutethaladoacute baacutermely egyenesen a centrumtoacutel egyenlő taacutevolsaacutegban azonos elemek talaacutelhatoacutek

Akiraacutelis molekulaacutek

67

szimmetriasiacutek (m S1) forgaacutesi szimmetriatengely (Cn) szimmetriacentrum (Ci S2)

Szimmetrikus + +

Szimmetrikus + -

Koumlzeacuteppontosan - + szimmetrikus

Disszimetrikus - + - (kiraacutelis)

Aszimmetrikus - - - (kiraacutelis)

Szimmetriaelem művelet

Szimmetriasiacutek tuumlkroumlzeacutes

Szimmetriatengely forgataacutes

Szimmetriacentrum inverzioacute

Szimmetriaelem művelet

Azonossaacuteg vaacuteltozatlanulhagyaacutes

Tuumlkroumlzeacutesi forgataacutes eacutesszimmetriatengely (giroid) tengelyre merőleges

tuumlkroumlzeacutesOslash68

Oslash69

Oslash70

Oslash71

Oslash72

1 Atomic number2 Atomic mass3 Z gt E4 R gt S5 Spheres6 Single-bond equivalencies

Cahn-Ingold-Prelog nomenclature system

Sequence rules for order of priority

1 If the atoms in question are different the sequence order is by atomic number with theatom of highest atomic number receiving the highest priority

F lt Cl lt Br lt I

increasing priority

2 If two isotopes of the same element are present the isotope of higher mass receivesthe higher priority

H lt D

increasing priority73

5 If two atoms are identical the atomic numbers of the next atoms are used for priorityassignment If these atoms also have identical atoms attached to them priority isdetermined at the first point of difference along the chain The atom that has attached to itan atom of higher priority has the higher priority (Do not use the sums of the atomic numbersBut look for the single atom of highest priority)

74

6 Atoms attached by double or triple bond are given single-bond equivalencies so that theycan be treated like single-bonded groups in determining priority Each doubly bonded atom isduplicated (or triplicated for triple bonds)

R C

O

OH

Structure Equivalent for priority determination

R C

O

O

OH

C

R C N R C

N

N

NC

C

75

Konfiguraacutecioacutes izomeacuteriaUgyanaz a vaacutez konnektivitaacutes de elteacuterő teacuterbelielrendeződeacutes (valamilyen szimmetria-rendezőhoumlz valoacuteviszony)

Nem alakiacutethatoacutek egymaacutesba kovalens koumlteacutes elszakiacutetaacutesaeacutes uacutejrakeacutepződeacutese neacutelkuumll

optikai izomerek (optikai aktivitaacutes) R Sgeometriai izomerek cisz-transz E-Z

76

Konfiguraacutecioacutes diasztereomerekFizikai eacutes keacutemia tulajdonsaacutegaik elteacuternek

Konfiguraacutecioacutes enantiomerekFizikai eacutes keacutemiai tulajdonsaacutegaikazonosak kiveacutevebull azonos meacuterteacutekű de ellenteacutetesiraacutenyuacute optikai forgatoacutekeacutepesseacutegbull elteacuterő reaktivitaacutes maacutes kiraacutelis vegyuumlletekkel valoacute reakcioacuteban

C

C

Cl

Cl H

HC

C

H

Cl H

Cl

cisz-12-dikloacutereteacuten transz-12-dikloacutereteacuten

Br Cl

Cl BrF F

Cl Br

Br FF Cl

(R) (R) (S) (R)

CH

OHCH3CH2

CH3

CH

HOCH2CH3

CH3

CH

OHCH3CH2

CH3

CH

OHCH3

CH3CH2

180o-os forgataacutes

(R)-butaacuten-2-ol (S)-butaacuten-2-olfp 995 oC 995 oCd4

20 0808 0808nD

20 1397 1397[α]D

25 -1352o +1352o

(R)-butaacuten-2-ol (S)-butaacuten-2-ol

CH

OHCH3

CH3CH2

77

Elegykristaacutely

bullveacuteletlenszerűen tartalmazza mindkeacutet enantiomertbulla tiszta enantiomerek eacutes az enantiomer kevereacutekek tulajdonsaacutegai azonosak

Konglomeraacutetum

bullcsak az egyik vagy a maacutesik enantiomert tartalmazzabullaz enantiomerek mechanikusan is elkuumlloumlniacutethetők egymaacutestoacutel

Molekulavegyuumllet

bulla keacutet enantiomer a kristaacutelyban 11 araacutenyban fordul elő (raceacutem elegy)bulla raceacutem elegy eacutes az enantiomerek olvadaacutespontja kuumlloumlnboumlző

bullakiraacutelis koumlruumllmeacutenyek koumlzoumltt megegyező fizikai eacutes keacutemiai tulajdonsaacutegokbullkiraacutelis koumlruumllmeacutenyek koumlzoumltt elteacuterő (kiraacutelis molekulaacutek polarizaacutelt feacuteny)bullenantiomerek koumlzoumltti 3 fő koumllcsoumlnhataacutes

elegykristaacutely keacutepzeacuteskonglomeraacutetum keacutepzeacutesmolekulavegyuumllet keacutepzeacutes

Enantiomerek

78

Enantiomerek egyeacuteb kevereacutekeit az uacutegynevezett bdquoenantiomeric excessrdquo (ee) [enantiomerfelesleg] eacuterteacutekkel jellemezzuumlk (R) eacutes (S) a megfelelő enantiomerek mennyiseacutege a kevereacutekben

A komponensek mennyiseacutegeacutenek meghataacuterozaacutesaKiraacutelis oszlopkromatigraacutefia (enantiomerek elvaacutelasztaacutesa)NMR spektroszkoacutepia

ee =(R) - (S)(R) + (S) 100

Enantiomer felesleg

Az enantiomerfelesleg az aszimmetrikus szinteacutezis sikeresseacutegeacutenek egyikmeacuterőszaacutema Diasztereomerek kevereacuteke eseteacuten hasonloacute moacutedon definiaacuteljaacutek eacuteshasznaacuteljaacutek a diasztereomer felesleg eacutes a szaacutezaleacutekos diasztereomer feleslegfogalmaacutet

Egy 70 R eacutes 30 S izomert tartalmazoacute minta enantiomerfeleslege peacuteldaacuteul40 Ezt az anyagot uacutegy is tekinthetjuumlk mint 40 tiszta R izomer eacutes 60 raceacutemelegy (mely a teljes mennyiseacuteghez 30 R eacutes 30 S izomerrel jaacuterul hozzaacute)kevereacuteke 79

C

C

HOOC

HOOC

H

HOH

OH

S

R

C

C

HOOC

HOOC

OH

HH

OHR

RC

C

COOH

COOH

HO

HH

HOS

S

intramolekulaacuteristuumlkoumlrsiacutek

diasztereomerek diasztereomerek

enantiomerek

COOH

CH3H2NH

R

COOH

CH3 NH2H

S

enantiomerek

Enantiomerek eacutes diasztereomerek

80

C

NH2

COOHHH3C C

CH2SH

COOHH2NH

Ala Cys

Aacutebraacutezolja Fischer keacuteplettel az alaacutebbi perspektivikus keacuteplettel megadott aminosavakat

CH3

COOH

H2N H

CH2SH

COOH

H2N H

Ala Cys

S R

L L81

CNH2H

H3C

COOH

C

COOH

CH2SHH2NH

CCH3H

H2N

COOH

C

COOH

CH2SHHH2N

C

NH2

COOHHH3C

C

CH2SH

COOHH2NH

CH3

COOH

H2N H

CH2SH

COOH

H2N H

82

Enantiomerek eacutes mezo vegyuumlletek

Pszeudoaszimmetria

C

C

HOOC

HOOC

H

HOH

OH

S

R

C

C

HOOC

HOOC

OH

HH

OHR

RC

C

COOH

COOH

HO

HH

HOS

S

intramolekulaacuteristuumlkoumlrsiacutek

diasztereomerek diasztereomerek

enantiomerek

C

C

C

COOH

COOH

HO H

OHH

H OHR

R

C

C

C

COOH

COOH

H OH

HHO

HO HS

S

enantiomerek

optikailag aktiacutevak

C

C

C

COOH

COOH

H OH

OHH

H OHR

S

C

C

C

COOH

COOH

H OH

HHO

H OHR

S

optikailag inaktiacutevak

r s

83

COOH

COOH

COOHHOOC COOH

HOOC COOH

HOOC

mcisz transz transz

szerkezetiizomeacuteria

geometriaiizomeacuteria

optikai izomeacuteria

84

R

RHOH

akiraacutelisszeacutenatom

R

SHOH

rS

RHOH

s

RgtS r s

(S)

(S)

pszeudoaszimmetriaacutes szeacutenatom

akiraacutelis molekulamezo vegyuumllet

akiraacutelisC2 forgaacutesi szimmetriatengely

kiraacutelis

HOOC COOH

Br

m

HOOC COOH

m

HOOC

COOH

pro-pszeudoaszimmetriaacutes szeacutenatom

85

Kiraacutelis molekulaacutekon beluumll is sok esetben talaacutelhatoacute pszeudo-aszimmetriacentrum amennyiben a keacutet enantiomorf ligandum mellett tovaacutebbi aszimmetrikus ligandum is kapcsoloacutedik a centrumhoz (peacuteldaacuteul atropin eacutes szaacutermazeacutekai)

gytszptehuhudownloadindex16630

Oslash86

Mezo-forma a) mindig akiraacutelisb) mindig kell lennie kiraacutelis disztereomerjeacutenek is

gytszptehuhudownloadindex16630

C

C

HOOC

HOOC

H

HOH

OH

S

R

C

C

HOOC

HOOC

OH

HH

OHR

RC

C

COOH

COOH

HO

HH

HOS

S

intramolekulaacuteristuumlkoumlrsiacutek

diasztereomerek diasztereomerek

enantiomerek

Oslash87

gytszptehuhudownloadindex16630

A pszeudo-aszimmetriacentrumok konfiguraacutecioacutejaacuteban elteacuterő izomerekegymaacutessal diasztereoizomer viszonyban aacutellnak

rC

C

C

COOH

COOH

H OH

OHH

H OHR

S

sC

C

C

COOH

COOH

H OH

HHO

H OHR

S Oslash88

Geometriai izomeacuteria

kettős koumlteacutesű vegyuumlletekneacutelciklusos vegyuumlletekneacutel

C CH H

CH3H3CC C

H CH3

HH3C

Felteacutetel (olefinekneacutel) egy adott pilleacuteratomon nem lehet keacutet azonos helyettesiacutetőde adott kettőskoumlteacutes keacutet kuumlloumlnboumlző pilleacuteratomjaacuten lehet egy-egy azonos helyettesiacutető(de ezeknek sem kell szuumlkseacutegkeacuteppen azonosaknak lenniuumlk)

Alfa helyzetű szubsztituens Beacuteta helyzetű szubsztituens

Diasztereomerek

89

Configurational isomers

The particular arrangement of atoms (or goups) in space that is characteristic of a given streoisomer

The configurational isomers can not be transformed into each otherwithout breaking and making a covalent bond

- cis-trans Z-E designations geometric isomers- optical isomerism (cf chirality)

H COOH

H COOH

HOOC H

H COOH

Z E

Oslash90

The requirement for geometric isomerism in alkenes is that each carbon atom involvedin the pi bond have two different groups attached to it such as H and Cl or CH3 and Cl

C CH

H

CH2CH3

CH3

C CH

H

CH2CH3

CH3is the same as

C CCH3

H

CH2CH3

CH3

C CH

CH3

CH2CH3

CH3

geometric isomers

If one of the carbons of the double bond has two identical groups such as two H atomsor two CH3 groups the geometric isomerism is not possible

Z E

Higher priority atoms or groups are on the same side of the pi bond Z bdquotogetherrdquo

Higher priority atoms or groups are on opposite sides of the pi bond E bdquoacrossrdquo

(Look at the single atoms directly attached to the double-bond carbon C and not entire-CH2CH2CH3 group)

Oslash91

Cahn-Ingold-Prelog szekvenciaszabaacutelyokalkeacutenekre vonatkozoacutean

Toumlmegszaacutem

C CT

D

H

DE

Rendszaacutem

C CF

Cl

Br

IZ

Z gt E

E

ZZ C C

C

C

H

NC

C

C

H3C

H3C

CH3

HCH3

H

C CH

NC

C

C

CH3

CH3

H

H

Br

Br

E

R

S

RgtS (DgtL)

92

C CH

H3C

CH

CH

CH3

CH3

CH2

Z ltC

HCH3

CH3

C

H

C

C

H

H

HHH

H

C C

H H

H

C

H

C (C)

o

o

o

H

H(C)oo

o

C CH

H3C

CH

CH

CH3

CH2 Br

CH2

E

C

HCH3

CH2Br

C

H

C

H

H

HCBrH

H

gtC C

H H

H

C

H

C (C)

o

o

o

H

H(C)oo

o

(CON) adott atom ismeacutetelt megjeleniacuteteacutese ---o fantomatom

1 2 3C CCCH CHHH C C(C)CH C(C)HH

1 2 3C CCCH BrCHH gt CHHH C C(C)CH C(C)HH 93

transzE

ciszZ

C CH H

C CH

H

transzZ

ciszE

C CBr H

C CH

Br

Oslash94

Konformaacutecioacutes izomeacuteriaUgyanaz a vaacutez konnektivitaacutes de elteacuterő teacuterbelielrendeződeacutes (valamilyen szimmetria-rendezőhoumlz valoacuteviszony)

Kovalens koumlteacutes elszakiacutetaacutesa eacutes uacutejrakeacutepződeacutese neacutelkuumllegymaacutesba alakiacutethatoacutek

Rotaacutecioacutes izomeacuteriaKuumlloumlnboumlző konformaacutecioacute (konformerek rotamerek)

Axiaacutelis kiralitaacutes R SHelikaacutelis kiralitaacutes P M

95

C CCH3H3C

HHHH

C CCH3

CH3 HH

HH

Konformaacutecioacutes diasztereomerek

C CH

CH3 HCH3

HH C C

H

CH3 CH3H

HH

Konformaacutecioacutes enantiomerek

P M

96

szinperiplanaacuteris szinklinaacutelis antiklinaacutelis antiperiplanaacuteris antiklinaacutelis szinklinaacutelis

pszeudorotaacutecioacute

axiaacutelis ekvatoriaacutelis

Konformerek

kiraacutelis kiraacutelisakiraacutelis akiraacutelis

97

C CCH3

CH3 HH

HHC C

CH3H3C

HHHH

Konfiguraacutecioacutes diasztereomerek

Konformaacutecioacutes diasztereomerek

C CH H

CH3H3CCC

HH3C

H CH3

98

- huacutezaacutes (stretch)

- hajliacutetaacutes (bend)

- csavaraacutes (torsion)

O OH

Hr 1r 2

r 2

O OH

H

α

OH

OH

τ (φ)

Oslash99

O OH

H

HOOH

OOH

HE

α30 kcalmol

Hajliacutetaacutes bend

Huacutezaacutes (nyuacutejtaacutes) stretch

disszociaacutecioacute

E

r

~ 90 ~ 50 kcalmol

HOO + H

HO + HO

Oslash100

H

H

H

O OH

H

1 kcalmol

~ 10kcalmol

(torzioacutes szoumlg)τ

Newman projekcioacute

H H

0o 60o 180o 300o 360o

OO

H

H

HHH HH

Oslash101

CH2 CH2Y ZY = Z = H

Y = Z = CH3

etaacuten

n-butaacuten

300o 360o240o180o120o60o0o

0o120o- 60o-180o-240o-300o-360o-

oacutera jaacuteraacutesaacuteval megegyező

oacutera jaacuteraacutesaacuteval ellenteacutetes

ZY

Z

Y

ZY

Z

Y

Z

Y

ZYZY

syn antisynperiplanar synklinal antiklinal antiperiplanar antiklinal synklinal

102

CCH

H H

HH

HH H

H

H

H H

CCH

H H

H

H HH H

HH

HH

0o 120o 240o 360o

12 M

m

M12 M M

mm

Θ

M = m

E(Θ)

minimum

Maximum

103

HHH H

CH3CH3

HHH H

CH3CH3

H

HH H

CH3

CH3

E

0deg dieacutederes szoumlg

E szabadentalpia-kuumlloumlnbseacuteg

58

29

07

(kcal)

H H

H3CH CH3

H

H H

H3CH H

CH3

H3C CH3

H HH

H

CH3HH H

CH3H

060deg 120deg 180deg 240deg 300deg 360deg

szinperiplanaacuteris szinklinaacutelis antiklinaacutelis antiperiplanaacuteris antiklinaacutelis szinklinaacutelis104

∆G0 = G01 - G0

2

K = e∆G0

RT

∆G = - RT ln K∆G = ∆H - T∆S

∆H = 074

∆S = 2 K = 19

gauche ndash anti araacuteny

minden gauche konformerre keacutet anti forma jut K= [a][g] Oslash105

0o

0o

60o

60o

120o

120o

180o

180o

240o

240o

300o

300o 360o

360o

RELA

T

IacuteV

ENERGIA

ANTI EFFEKTUS

GAUCHE EFFEKTUS

EXTREacuteMGAUCHE

EFFEKTUS

H

H H

H H

H

CH3

H H

H H

CH3

TORZIOacuteS SZOumlG

ZY

Z

YZ

Y

Z

Y

ZY

ZY ZY

F

H H

OH

repulsions

F

H H

H 106

attractiveinteractions

orbitalinteractions

antiperiplanarposition

Anti-effect

107

repulsions

F

H H

OH

repulsions

F

H H

H

Extrem gauche effect

108

C-F

C-H

C-F

C-HC-C C-C

Oslash109

CikloalkaacutenokGyűrűfeszuumlltseacuteg

Hipotetikus planaacuteris rendszerek

Baeyer vegyeacuterteacutekszoumlg-deformaacutecioacute (angulaacuterisgyűrű feszuumlleacutes)

Pitzer anti-aacutellaacuteshoz keacutepesti energiatoumlbblet (torzioacutes feszuumlleacutes)

van der Waals nemkoumltő atomok szterikus koumllcsoumlnhataacutesa

Nem planaacuteris vegyuumlletek

CC C

C

C

boriacuteteacutek

C C C

C

Ctwist

pszeudorotaacutecioacute

CC

C C

V-alakuacute

CCC

CCC

szeacutek110

3 4 5 6 7 8 9 10Gyűrűtagszaacutem

Gyűrű

feszuumlleacutes

kcalmol

hataacutereacuterteacutek

111

Cl

H

H

H

Cl

H

H

Cl

H

H

Cl

H

Cl

H

H

H

H

Cl

mezo SS RR

cisz transz

Ciklopropaacuten

C

C

HOOC

HOOC

H

HOH

OH

S

R

C

C

HOOC

HOOC

OH

HH

OHR

RC

C

COOH

COOH

HO

HH

HOS

S

intramolekulaacuteristuumlkoumlrsiacutek

diasztereomerek diasztereomerek

enantiomerek 112

Ea(a e)

∆Ea+∆E

∆E

Ea(a e)

Z

Hkb 5szeacutek

ZH

kb 95szeacutek

kb 2 kcal

csavartkaacuted

csavartkaacuted

kaacuted

ZH

feacutelszeacutekfeacutelszeacutek

ZH

Ciklohexaacuten

113

A 3-3 nemszomszeacutedos szeacutenatom aacuteltal definiaacutelt siacutekokra

merőleges koumlteacutesiraacutenyok axiaacutelis

A toumlbbi koumlteacutes e keacutet siacutek koumlzoumltt van ekvatoriaacutelis

Pszeudorotaacutecioacute a gyűrűs vegyuumlletek konformerjei

szoumlgfeszuumlltseacuteg neacutelkuumll alakulnak egymaacutesba

114

transz 12-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

cisz 12-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

Z

H

Z

H Z

HZ

Ha

eae

Z

HZ

H

Z

H

Z

H

a

e

ae

115

transz 13-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

cisz 13-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

Z

HZ

H

Z

H Z

H

a

e ae

Z

HZ

HZ

H

Z

H

a

e

ae

116

H

Z

Z

H

H

Z Z

Ha

ea

e

transz 14-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

Z

HZ

H

H

Z

Z

Ha

ea

e

cisz 14-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

117

Oslash118

8 CO2 + 8 H2O

- 12483 kcalmol - 12468 kcalmol

15 kcalmol

CH3

CH3H

H

+ 12 O2

cisz-12-dimetilciklohexaacuten

CH3

H

H

CH3

transz-12-dimetilciklohexaacuten

+ 12 O2

119

Diszubsztituaacutelt ciklohexaacutenokszerkezeti izomerjeinek konformaacutecioacutes viszonyai

Szerkezeti izomer Geometriai izomercisz transz

12

14

ae aa

ea ee

13aa ae

ee ea

120

Oslash121

BrNH2

Br

NH23a 2b

NH2

Br

Br

NH24a 1b

NH2

Br

Br

NH2

1b 4a

NH2

Br

NH2

Br2b 3a

NH2

Br

Br

NH23b 2a

Br

NH2

BrNH24b 1a

Konformaacutecioacutes Konformaacutecioacutes

BrNH2 Br

NH2

1a 4b

Br

NH2

BrNH2

2a 3b

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesenantiomerek

Konfiguraacutecioacutesenantiomerek

diasztereomerek diasztereomerek

12-helyzetben kuumlloumlnboumlző helyettesiacutetőket tartalmazoacute ciklohexaacuten szaacutermazeacutekokkonfiguraacutecioacutes eacutes konformaacutecioacutes viszonyai

Oslash122

H

H

H

HH

H

H

H

Dekalin

cisz transz

123

transz-transz-transzanellaacutecioacute

cisz-transz-transzanellaacutecioacute

DC

BA

DC

BA

H H

R

H

H H

H

H

H

R

H H

DCBA

R

H

H

H

H

H

H

DCBA

R

H

H

H

H

H

H

CH3

CH3

CH3

CH3

Oslash124

A kiralitaacutes kialakulaacutesa eacutes bioloacutegiai jelentőseacutege

Kiraacutelis vegyuumlletek

termeacuteszetes aminosavak (elsősorban L konfiguraacutecioacute)peptidek enzimektermeacuteszetes szeacutenhidraacutetok (elsősorban D konfiguraacutecioacute)gyoacutegyszerek

Az első kiraacutelis vegyuumllet kialakulaacutesa

az elemi reacuteszek gyenge koumllcsoumlnhataacutesaacutenakiraacutenyfuumlggeacuteseacutevel van kapcsolatban

autokataliacutezis

a termeacuteszet nem tuumlkoumlrszimmetrikus (a termeacuteszet homokiraacutelis)

Oslash125

Az optikai aktivitaacuteseredete szeacutenhidraacutetokkiralitaacutescentrumaacutenakkieacutepuumlleacutese a termeacuteszetben

Oslash126

Oslash127

• Slide Number 1
• Slide Number 2
• Slide Number 3
• Slide Number 4
• Slide Number 5
• Slide Number 6
• Slide Number 7
• Izomeacuteria
• Slide Number 9
• Slide Number 10
• Slide Number 11
• Slide Number 12
• Slide Number 13
• Slide Number 14
• Slide Number 15
• Slide Number 16
• Slide Number 17
• Slide Number 18
• Szerkezeti izomeacuteria
• Slide Number 20
• Slide Number 21
• Slide Number 22
• Slide Number 23
• Slide Number 24
• A tautomeacuteria tiacutepusai
• Slide Number 26
• Slide Number 27
• Slide Number 28
• Slide Number 29
• Slide Number 30
• Sztereoizomeacuteria
• Slide Number 32
• Slide Number 33
• Slide Number 34
• Slide Number 35
• Slide Number 36
• Slide Number 37
• Slide Number 38
• Slide Number 39
• Slide Number 40
• Slide Number 41
• Slide Number 42
• Slide Number 43
• Slide Number 44
• Slide Number 45
• Slide Number 46
• Slide Number 47
• Tovaacutebbi kiralitaacutes tiacutepusok
• Slide Number 49
• Slide Number 50
• Slide Number 51
• Slide Number 52
• Slide Number 53
• Slide Number 54
• Slide Number 55
• Slide Number 56
• Slide Number 57
• Toumlbb kiralitaacuteskoumlzpont
• Slide Number 59
• Slide Number 60
• Slide Number 61
• Slide Number 62
• Slide Number 63
• Slide Number 64
• Slide Number 65
• Slide Number 66
• Slide Number 67
• Slide Number 68
• Slide Number 69
• Slide Number 70
• Slide Number 71
• Slide Number 72
• Slide Number 73
• Slide Number 74
• Slide Number 75
• Konfiguraacutecioacutes izomeacuteria
• Slide Number 77
• Slide Number 78
• Slide Number 79
• Slide Number 80
• Slide Number 81
• Slide Number 82
• Slide Number 83
• Slide Number 84
• Slide Number 85
• Slide Number 86
• Slide Number 87
• Slide Number 88
• Slide Number 89
• Slide Number 90
• Slide Number 91
• Slide Number 92
• Slide Number 93
• Slide Number 94
• Slide Number 95
• Slide Number 96
• Slide Number 97
• Slide Number 98
• Slide Number 99
• Slide Number 100
• Slide Number 101
• Slide Number 102
• Slide Number 103
• Slide Number 104
• Slide Number 105
• Slide Number 106
• Slide Number 107
• Slide Number 108
• Slide Number 109
• Slide Number 110
• Slide Number 111
• Slide Number 112
• Slide Number 113
• Slide Number 114
• Slide Number 115
• Slide Number 116
• Slide Number 117
• Slide Number 118
• Slide Number 119
• Slide Number 120
• Slide Number 121
• Slide Number 122
• Slide Number 123
• Slide Number 124
• Slide Number 125
• Slide Number 126
• Slide Number 127

Sztereoizomeacuteria

Konfiguraacutecioacuteaz atomok koumllcsoumlnoumls teacuterbeli elrendeződeacutese az egyszereskoumlteacutesek koumlruumlli elfordulaacutest (aacuteltalaacuteban) nem veszi figyelembe

Konformaacutecioacuteegyszeres koumlteacutesek koumlruumlli elforgataacutes amelynek soraacuten konformerek joumlnnek leacutetre

Konfiguraacutecioacutes eacutes konformaacutecioacutesenantiomerekdiasztereomerek

32

COOH

COOH

mcisz transz transz

izomeacuteriageometriaiizomeacuteria

optikai izomeacuteria

COOHHOOC COOH

HOOC COOH

HOOC

poziacutecioacutes

SztereoizomeacuteriaSzerkezeti izomeacuteria

Helyzeti izomeacuteria

33

Enantiomerekegymaacutessal fedeacutesbe nem hozhatoacute tuumlkoumlrkeacutepi paacuterok

azonos internukleaacuteris taacutevolsaacutegkuumlloumlnboumlző csoportsorrend (konfiguraacutecioacute)

Diasztereomereknem enantiomerek (lehetnek akiraacutelisak is)nincsenek egymaacutessal tuumlkoumlrkeacutepi viszonyban

azonos oumlsszekapcsoltsaacutegkuumlloumlnboumlző internukleaacuteris taacutevolsaacuteg

34

C CH3C

Cl

C

H

CH3

BrH

C CCl

H3C

C

H

CH3

BrH

C CH3C

Cl

C

H

CH3

HBr

C CCl

H3C

C

H

CH3

HBr

E R

E S

Z R

Z S

Enantiomerek Enantiomerek

Diasztereomerek

Diasztereomerek

Diasztereomerek

Diasztereomerek

Oslash35

Kiraacutelis vegyuumlletek kiraacutelis koumllcsoumlnhataacutesok

termeacuteszetes aminosavak (főkeacutent L konfiguraacutecioacute)peptidek enzimek

termeacuteszetes szeacutenhidraacutetok (D konfiguraacutecioacute)

gyoacutegyszerek (sok esetben kiraacutelis molekulaacutek)

gyoacutegyszer-receptor koumllcsoumlnhataacutes

Sztereokeacutemia jelentőseacutege

Oslash36

Journal of

Chemical Education

ISSN 0021-9584

Volume 73 Number 6June 1996

Oslash37

Journal ofChemical Education

ISSN 0021-958413

Volume 73 Number 6June 199613

13

13

Oslash38

Kiralitaacutes

A kiraacutelis taacutergyak tuumlkoumlrkeacutepuumlkkel nem hozhatoacutek fedeacutesbe sem rotaacutecioacutes semtranszlaacutecioacutes mozgaacutessal (kiveacuteve a molekulaacuten beluumlli rotaacutecioacute lehetőseacutegeacutet)

A kiralitaacutes szerkezeti felteacutetelea taacutergynak ne legyen tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengelye

Tiacutepusok

Centraacutelis kiralitaacutes ndash sztereogeacuten centrum (R S D L)egy kiraacutelis (szeacuten)atomtoumlbb kiraacutelis szeacutenatom

Axiaacutelis kiralitaacutes ndash tengely koumlruumlli elhelyezkedeacutes (R S)alleacutenizomeacuteria spirovegyuumlletek atropizomeacuteria

Planaacuteris kiralitaacutes ndash siacutekhoz viszonyiacutetott helyzet (P pR M pS)csavart kaacutedak transz cikloalkeacuten

Helikaacutelis kiralitaacutes ndash nem siacutekbeli csavarvonalak (P M)alkaacuten konformerek (gauche antiklinaacutelis)heliceacutenek

39

Azonos minőseacutegi mennyiseacutegi oumlsszeteacutetel moacuteltoumlmeg konstituacutecioacute de kuumlloumlnboumlző teacuterbeli sorrend

Cl

F BrH

R S

Cl

FBrH

konfiguraacutecioacutejeloumlleacutes (+) (ndash) = d l D L R S

40

Azonos minőseacutegi mennyiseacutegi oumlsszeteacutetel moacuteltoumlmeg konstituacutecioacute de kuumlloumlnboumlző teacuterbeli sorrend

C

l

F

B

r

H

R

S

C

l

F

B

r

H

konfiguraacutecioacutejeloumlleacutes(+) (ndash) = d ld l R S

_1063020419

2

1

3

X4

1

X4

23

1

X4

32

(R) (S)

CC

2

1

3

I

BrCl

4F

2

1

3

OH

DT

4H C

OH

H

DT

(R)(S)

41

(R)

HCC

C CHH

HO H

CCC

H HC H

CHH3C

H

HH

H

H

C

Cl HH H

HH

1 4

3

2

1 oumlvezet2 oumlvezet

3 oumlvezet

4 oumlvezet

H

42

CH

OHCH3

CH3CH2

(R)-butaacuten-2-ol (S)-butaacuten-2-ol

180o-os forgataacutes

CH

OHCH3

CH3CH2

CH

OHCH3CH2

CH3

CH

HOCH2CH3

CH3

CH

OHCH3CH2

CH3

A kiralitaacutes az atomok egy pont (sztereogeacuten centrum kiralitaacutescentrum aszimmetriacentrum)koumlruumlli elrendeződeacuteseacutenek koumlvetkezmeacutenye A kiralitaacutest leacutetrehozoacute szerkezeti elemek elrendeződeacuteseegy koumlzpontra vonatkoztathatoacute Egy X centraacutelis atomhoz neacutegy kuumlloumlnboumlző ligandum kapcsoloacutedik a tuumlkoumlrkeacutepek nem hozhatoacutek fedeacutesbe a keacutet konfiguraacutecioacutes izomer enantiomer viszonyban van egymaacutessalSztereogeacuten centrum ndash Egy sp3 szeacutenatom (vagy maacutes atom) 4 kuumlloumlnboumlző ligandumot tartalmaz

Centraacutelis kiralitaacutes

43

Optikai izomeacuteria

Optikai izomerek olyan sztereoizomerek amelyek optikai forgatoacutekeacutepesseacutegbenkuumlloumlnboumlznek

Centraacutelis kiralitaacutes

Sztereogeacuten centrum aacutebraacutezolaacutesaperspektiacutevikus (teacuterszerkezeti)proiciaacutelt (vetiacutetett)

keacuteplettel (Fischer projekcioacute)

L

COOH

CH3H2NH

R

D

COOH

CH3 NH2H

S

intermolekulaacuteristuumlkoumlrsiacutek

COOH

CH3

H NH2

COOH

CH3

H2N H

44

Optikai aktivitaacutesAzok a vegyuumlletek melyek a siacutekban polarizaacutelt feacuteny siacutekjaacutet elforgatjaacutek optikailag aktiacutevakJobbra forgataacutes (oacuteramutatoacuteval azonos) jele (+) balra forgataacutes (oacuteramutatoacuteval ellenteacutetes) jele (-)

Azok a molekulaacutek keacutepesek optikai forgatoacutekeacutepesseacuteg leacutetrehozaacutesaacutera melyek mindenkonformaacutecioacuteja kiraacutelisHa egy kiraacutelis vegyuumlletnek csak egyik enantiomerje van jelen a vegyuumllet optikailag aktiacutev(elforgatja a polarizaacutelt feacuteny siacutekjaacutet) Ha a keacutet enantimer ekvimolaacuteris elegye (racemaacutet) van jelen a tuumlkoumlrkeacutepi paacuterok kompenzaacutecioacuteja miatt nincs makroszkoacutepikus forgataacutes

Oslash45

Fresnel elmeacutelete szerint a siacutekban polarizaacutelt feacuteny keacutet ellenteacutetes iraacutenyaacutebacirkulaacuterisan polarizaacutelt komponensből tevődik oumlssze Optikailag aktiacutev koumlzegbenaz egyik cirkulaacuteris komponens lassabban halad mint a maacutesik ezeacutert aztaacutenamikor kileacutepnek a koumlzegből eltoloacutedott faacutezisban oumlsszegeződnek uacutejra s eza polarizaacutecioacute siacutekjaacutenak elfordulaacutesaacuteban nyilvaacutenul meg Az optikailag aktiacutev anyagmolekulaacutei kuumlloumlnboumlző meacuterteacutekű koumllcsoumlnhataacutesba leacutepnek a jobbra eacutes a balracirkulaacuteris feacutenysugaacuterral A cirkulaacuterisan polaacuterozott feacuteny uacutegy jellemezhető hogya feacutenysugaacuter menteacuten az elektromaacutegneses teret leiacuteroacute elektromos eacutes maacutegnesesvektorok veacutegpontjai egy jobb vagy bal menetű csavarvonalon helyezkednek el

Optikai aktivitaacutes meacutereacutese

polarimetertube

Polarizerfixed Nicolprism

Plane-polarizedlight

Solution of opticallyactive material

Plane ofpolarizationhas undergonea rotation

Analyizermovable Nicolprism

ViewerUnpolarizedlight fromsource

Oslash46

siacutekban polarizaacutelt feacuteny

polarizaacuteloacute lencse (Nicol prizma)

normaacutel feacuteny

a)

b)

c)

x

z

z

z

siacutekban polaacuterozott feacuteny P eacutes M helicitaacutesuacutecirkulaacuterisan polaacuterozott feacuteny

minta

x

z

α

z

x

Oslash47

Tovaacutebbi kiralitaacutes tiacutepusok

48

Sztereogeacuten centrum jelenleacutete nem szuumlkseacuteges sem nem eleacutegseacuteges felteacutetele a kiralitaacutesnak

Nem szuumlkseacuteges peacuteldaacuteul axiaacutelis kiralitaacutes planaacuteris kiralitaacutes

Axiaacutelis kiralitaacutes A kiralitaacutes az atomok egy tengely koumlruumlli elrendeződeacuteseacutenek koumlvetkezmeacutenye

Alleacutenek kiralitaacutesa

Planaacuteris kiralitaacutes A kiralitaacutes az atomok egy siacutek koumlruumlli elhelyezkedeacuteseacutenek koumlvetkezmeacutenye

Helikaacutelis kiralitaacutes Csavarvonal (spiraacutelis) szerkezetű molekulaacutekPl DNS kettős heacutelixe polipeptidek kettős α-heacutelixe

C C CH

ClHCl CCC

H

ClHCl

COOH

CH3

CrOC

OCOC

CrCO

COCO

COOH

CH3

49

R S

HOOC

Br

COOH

Br6

2

6

2COOH

Br

HOOC

Br

tuumlkoumlrsiacutek

C

Br

COOHBr1

2

3 4

HOO c2COOH

Br

BrHOOC

c2

1

2

34

Atropizomeacuteria

50

Axiaacutelis kiralitaacutes

R-konfiguraacutecioacute

51

C CH

H3CC

H

CH3

CCH

CH3C

H

H3C

NH

HN

NH

NH

tuumlkoumlrsiacutek

Nem minden kiraacutelis molekula rendelkezik aszimmetria centrummal

52

Cukor Foszfor atom Oslash53

Konformaacutecioacutes enantiomerek

P M

Helikaacutelis kiralitaacutes

Konfiguraacutecioacutes enantiomerek

P M

Heptaheliceacuten n-Butaacuten

54

Oslash55

56

Feheacuterjeacutek teacuterszerkezete

Oslash

57

Nukleinsavak teacuterszerkezete

Oslash

Toumlbb kiralitaacuteskoumlzpont

58

Toumlbb aszimmetria centrumot tartalmazoacute vegyuumlleteklehetseacuteges sztereoizomereinek szaacutema

A nem enantiomeacuteria viszonyban aacutelloacute sztereoizomerek

diasztereomerek

Ha az n db aszimmetria centrum koumlzoumltt vannak azonosak a fuumlggetlen sztereoizomerek szaacutema lt 2n

mezo-forma nem kiraacutelis

2n

59

CH3CH3

HO H

OHHCH3

H3COHH

HO H

CH3CH3

HO H

HHOCH3

H3COHH

H OH

CH3CH3

HO H

OHH

180o forgataacutes

mezo-23-butaacutendioltuumlkoumlrkeacutepi paacuterok fedeacutesbe hozhatoacutek - akiraacutelis

(2R3R)-23-butaacutendiol (2S3S)-23-butaacutendiol

CH3 CH3

H HHO OH

Egyetlen sztereogeacuten centrumot tartalmazoacute molekula mindig kiraacutelis desztereogeacuten centrum jelenleacutete nem szuumlkseacuteges sem nem eleacutegseacuteges felteacutetele a kiralitaacutesnak

Nem eleacutegseacuteges toumlbb sztereogeacuten centrumot tartalmazoacute molekula lehet akiraacutelisPeacutelda

60

Nem minden olyan molekula kiraacutelis amely aszimmetria centrumokkal rendelkezik

Nem minden kiraacutelis molekula rendelkezik aszimmetria centrummal

axiaacutelis kiralitaacutes 13-diszubsztituaacutelt alleacuten planaacuteris kiralitaacutes spirovegyuumlletek koumlreacuteben

mezo vegyuumlletek cisz-12-azonosandiszubsztituaacutelt ciklopropaacuten

Oslash61

COOHH

HHOOC

CH3H

H3C HS2

COOH

HHO

H OH

COOH

S2

COOHH

HHOOC

HH

H H

borkősav

Newman (fűreacuteszbak) projekcioacuteKonformatiacutev

62

Fisher projekcioacuteval aacutebraacutezolt L- eacutes D-borkősav

mezo-borkotildesav

COOHCH OHCCOOH

OHH

COOHCHO HCCOOH

HHO

szotildelotildesav

COOHCH OHCCOOH

HHO

COOHCHO HCCOOH

OHH

L-(+)-borkotildesav D-(-)-borkotildesav

63

Oslash64

Cl

H

H

H

Cl

H

H

Cl

H

H

Cl

H

Cl

H

H

H

H

Cl

mezo SS RR

cisz transz

Nem minden olyan molekula kiraacutelis amely aszimmetria centrumokkal rendelkezik

65

Szimmeriaelemek(szimmetria azonos meacuteret)

Akkor mondjuk hogy egy taacutergy szimmetriaelemmel rendelkezik ha a megfelelőszimmetriaművelet (tuumlkroumlzeacutes forgataacutes inverzioacute) a taacutergyat az eredetivel fedeacutesbehozhatoacute alakzattaacute konvertaacutelja

Pontcsoport ndash meghataacuterozott taacutergyra vonatkozoacute szimmetriaműveletek oumlsszesseacutege

szimmetriasiacutek (σ) a molekulaacutet keacutet olyan feacutelre bontja amelyek egymaacutesnak pontostuumlkoumlrkeacutepei (Szimmetriasiacutekot tartalmazoacute molekula akiraacutelis de a siacutek hiaacutenya nem okozkiralitaacutest)

n-ed rendű forgaacutesi szimmetriatengely (Cn) a molekulaacutet a tengely koumlruumll 360degnszoumlggel elforgatva az eredetitől megkuumlloumlnboumlzhetetlen molekulaacutet kapunk

szimmetriacentrum (inverzioacutes centrum) (Ci) a molekula baacutermely elemeacutet aszimmetriacentrummal oumlsszekoumltve eacutes az ellenkező iraacutenyba azonos taacutevolsaacutegrameghosszabbiacutetva azonos elemhez jutunk (Szimmetriacentrumot tartalmazoacutemolekula akiraacutelis de hiaacutenya nem okoz kiralitaacutest)

n-ed rendű tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengely (Sn) a molekulaacutet 360degn szoumlggel elforgatvaeacutes a tengelyre merőleges siacutekra tuumlkroumlzve az eredetitől megkuumlloumlnboumlzhetetlenmolekulaacutet kapunk (Tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengelyt tartalmazoacute molekula akiraacutelishiaacutenyaacuteban a molekula kiraacutelis) 66

C CCH3

H

H

CH3180o C C

CH3

H

CH3

H360o

siacutek

tengely

siacutek

tengely

Keacutetfogaacutesuacute tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengely Egyfogaacutesuacute tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengely

Szimmetriacentrum Szimmetriasiacutek

Tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengelyValamely taacutergy akkor jellemezhető Sn azaz n-ed rendű tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengellyel ha annak baacutermely pontjaacutet a tengely koumlruumll 360n fokos szoumlggelelfordiacutetva eacutes a tengelyre merőlegesen fektetett siacutekon keresztuumll tuumlkroumlzve az eredetiobjektumot kapjuk meg (n szuumlkseacutegkeacuteppen paacuteros vagy 1)

Az S1-tengely szimmetriasiacutekkal (σ) az S2-tengely viszont szimmetriacentrummal (Ci) egyeneacuterteacutekű

A szimmetriacentrumon aacutethaladoacute baacutermely egyenesen a centrumtoacutel egyenlő taacutevolsaacutegban azonos elemek talaacutelhatoacutek

Akiraacutelis molekulaacutek

67

szimmetriasiacutek (m S1) forgaacutesi szimmetriatengely (Cn) szimmetriacentrum (Ci S2)

Szimmetrikus + +

Szimmetrikus + -

Koumlzeacuteppontosan - + szimmetrikus

Disszimetrikus - + - (kiraacutelis)

Aszimmetrikus - - - (kiraacutelis)

Szimmetriaelem művelet

Szimmetriasiacutek tuumlkroumlzeacutes

Szimmetriatengely forgataacutes

Szimmetriacentrum inverzioacute

Szimmetriaelem művelet

Azonossaacuteg vaacuteltozatlanulhagyaacutes

Tuumlkroumlzeacutesi forgataacutes eacutesszimmetriatengely (giroid) tengelyre merőleges

tuumlkroumlzeacutesOslash68

Oslash69

Oslash70

Oslash71

Oslash72

1 Atomic number2 Atomic mass3 Z gt E4 R gt S5 Spheres6 Single-bond equivalencies

Cahn-Ingold-Prelog nomenclature system

Sequence rules for order of priority

1 If the atoms in question are different the sequence order is by atomic number with theatom of highest atomic number receiving the highest priority

F lt Cl lt Br lt I

increasing priority

2 If two isotopes of the same element are present the isotope of higher mass receivesthe higher priority

H lt D

increasing priority73

5 If two atoms are identical the atomic numbers of the next atoms are used for priorityassignment If these atoms also have identical atoms attached to them priority isdetermined at the first point of difference along the chain The atom that has attached to itan atom of higher priority has the higher priority (Do not use the sums of the atomic numbersBut look for the single atom of highest priority)

74

6 Atoms attached by double or triple bond are given single-bond equivalencies so that theycan be treated like single-bonded groups in determining priority Each doubly bonded atom isduplicated (or triplicated for triple bonds)

R C

O

OH

Structure Equivalent for priority determination

R C

O

O

OH

C

R C N R C

N

N

NC

C

75

Konfiguraacutecioacutes izomeacuteriaUgyanaz a vaacutez konnektivitaacutes de elteacuterő teacuterbelielrendeződeacutes (valamilyen szimmetria-rendezőhoumlz valoacuteviszony)

Nem alakiacutethatoacutek egymaacutesba kovalens koumlteacutes elszakiacutetaacutesaeacutes uacutejrakeacutepződeacutese neacutelkuumll

optikai izomerek (optikai aktivitaacutes) R Sgeometriai izomerek cisz-transz E-Z

76

Konfiguraacutecioacutes diasztereomerekFizikai eacutes keacutemia tulajdonsaacutegaik elteacuternek

Konfiguraacutecioacutes enantiomerekFizikai eacutes keacutemiai tulajdonsaacutegaikazonosak kiveacutevebull azonos meacuterteacutekű de ellenteacutetesiraacutenyuacute optikai forgatoacutekeacutepesseacutegbull elteacuterő reaktivitaacutes maacutes kiraacutelis vegyuumlletekkel valoacute reakcioacuteban

C

C

Cl

Cl H

HC

C

H

Cl H

Cl

cisz-12-dikloacutereteacuten transz-12-dikloacutereteacuten

Br Cl

Cl BrF F

Cl Br

Br FF Cl

(R) (R) (S) (R)

CH

OHCH3CH2

CH3

CH

HOCH2CH3

CH3

CH

OHCH3CH2

CH3

CH

OHCH3

CH3CH2

180o-os forgataacutes

(R)-butaacuten-2-ol (S)-butaacuten-2-olfp 995 oC 995 oCd4

20 0808 0808nD

20 1397 1397[α]D

25 -1352o +1352o

(R)-butaacuten-2-ol (S)-butaacuten-2-ol

CH

OHCH3

CH3CH2

77

Elegykristaacutely

bullveacuteletlenszerűen tartalmazza mindkeacutet enantiomertbulla tiszta enantiomerek eacutes az enantiomer kevereacutekek tulajdonsaacutegai azonosak

Konglomeraacutetum

bullcsak az egyik vagy a maacutesik enantiomert tartalmazzabullaz enantiomerek mechanikusan is elkuumlloumlniacutethetők egymaacutestoacutel

Molekulavegyuumllet

bulla keacutet enantiomer a kristaacutelyban 11 araacutenyban fordul elő (raceacutem elegy)bulla raceacutem elegy eacutes az enantiomerek olvadaacutespontja kuumlloumlnboumlző

bullakiraacutelis koumlruumllmeacutenyek koumlzoumltt megegyező fizikai eacutes keacutemiai tulajdonsaacutegokbullkiraacutelis koumlruumllmeacutenyek koumlzoumltt elteacuterő (kiraacutelis molekulaacutek polarizaacutelt feacuteny)bullenantiomerek koumlzoumltti 3 fő koumllcsoumlnhataacutes

elegykristaacutely keacutepzeacuteskonglomeraacutetum keacutepzeacutesmolekulavegyuumllet keacutepzeacutes

Enantiomerek

78

Enantiomerek egyeacuteb kevereacutekeit az uacutegynevezett bdquoenantiomeric excessrdquo (ee) [enantiomerfelesleg] eacuterteacutekkel jellemezzuumlk (R) eacutes (S) a megfelelő enantiomerek mennyiseacutege a kevereacutekben

A komponensek mennyiseacutegeacutenek meghataacuterozaacutesaKiraacutelis oszlopkromatigraacutefia (enantiomerek elvaacutelasztaacutesa)NMR spektroszkoacutepia

ee =(R) - (S)(R) + (S) 100

Enantiomer felesleg

Az enantiomerfelesleg az aszimmetrikus szinteacutezis sikeresseacutegeacutenek egyikmeacuterőszaacutema Diasztereomerek kevereacuteke eseteacuten hasonloacute moacutedon definiaacuteljaacutek eacuteshasznaacuteljaacutek a diasztereomer felesleg eacutes a szaacutezaleacutekos diasztereomer feleslegfogalmaacutet

Egy 70 R eacutes 30 S izomert tartalmazoacute minta enantiomerfeleslege peacuteldaacuteul40 Ezt az anyagot uacutegy is tekinthetjuumlk mint 40 tiszta R izomer eacutes 60 raceacutemelegy (mely a teljes mennyiseacuteghez 30 R eacutes 30 S izomerrel jaacuterul hozzaacute)kevereacuteke 79

C

C

HOOC

HOOC

H

HOH

OH

S

R

C

C

HOOC

HOOC

OH

HH

OHR

RC

C

COOH

COOH

HO

HH

HOS

S

intramolekulaacuteristuumlkoumlrsiacutek

diasztereomerek diasztereomerek

enantiomerek

COOH

CH3H2NH

R

COOH

CH3 NH2H

S

enantiomerek

Enantiomerek eacutes diasztereomerek

80

C

NH2

COOHHH3C C

CH2SH

COOHH2NH

Ala Cys

Aacutebraacutezolja Fischer keacuteplettel az alaacutebbi perspektivikus keacuteplettel megadott aminosavakat

CH3

COOH

H2N H

CH2SH

COOH

H2N H

Ala Cys

S R

L L81

CNH2H

H3C

COOH

C

COOH

CH2SHH2NH

CCH3H

H2N

COOH

C

COOH

CH2SHHH2N

C

NH2

COOHHH3C

C

CH2SH

COOHH2NH

CH3

COOH

H2N H

CH2SH

COOH

H2N H

82

Enantiomerek eacutes mezo vegyuumlletek

Pszeudoaszimmetria

C

C

HOOC

HOOC

H

HOH

OH

S

R

C

C

HOOC

HOOC

OH

HH

OHR

RC

C

COOH

COOH

HO

HH

HOS

S

intramolekulaacuteristuumlkoumlrsiacutek

diasztereomerek diasztereomerek

enantiomerek

C

C

C

COOH

COOH

HO H

OHH

H OHR

R

C

C

C

COOH

COOH

H OH

HHO

HO HS

S

enantiomerek

optikailag aktiacutevak

C

C

C

COOH

COOH

H OH

OHH

H OHR

S

C

C

C

COOH

COOH

H OH

HHO

H OHR

S

optikailag inaktiacutevak

r s

83

COOH

COOH

COOHHOOC COOH

HOOC COOH

HOOC

mcisz transz transz

szerkezetiizomeacuteria

geometriaiizomeacuteria

optikai izomeacuteria

84

R

RHOH

akiraacutelisszeacutenatom

R

SHOH

rS

RHOH

s

RgtS r s

(S)

(S)

pszeudoaszimmetriaacutes szeacutenatom

akiraacutelis molekulamezo vegyuumllet

akiraacutelisC2 forgaacutesi szimmetriatengely

kiraacutelis

HOOC COOH

Br

m

HOOC COOH

m

HOOC

COOH

pro-pszeudoaszimmetriaacutes szeacutenatom

85

Kiraacutelis molekulaacutekon beluumll is sok esetben talaacutelhatoacute pszeudo-aszimmetriacentrum amennyiben a keacutet enantiomorf ligandum mellett tovaacutebbi aszimmetrikus ligandum is kapcsoloacutedik a centrumhoz (peacuteldaacuteul atropin eacutes szaacutermazeacutekai)

gytszptehuhudownloadindex16630

Oslash86

Mezo-forma a) mindig akiraacutelisb) mindig kell lennie kiraacutelis disztereomerjeacutenek is

gytszptehuhudownloadindex16630

C

C

HOOC

HOOC

H

HOH

OH

S

R

C

C

HOOC

HOOC

OH

HH

OHR

RC

C

COOH

COOH

HO

HH

HOS

S

intramolekulaacuteristuumlkoumlrsiacutek

diasztereomerek diasztereomerek

enantiomerek

Oslash87

gytszptehuhudownloadindex16630

A pszeudo-aszimmetriacentrumok konfiguraacutecioacutejaacuteban elteacuterő izomerekegymaacutessal diasztereoizomer viszonyban aacutellnak

rC

C

C

COOH

COOH

H OH

OHH

H OHR

S

sC

C

C

COOH

COOH

H OH

HHO

H OHR

S Oslash88

Geometriai izomeacuteria

kettős koumlteacutesű vegyuumlletekneacutelciklusos vegyuumlletekneacutel

C CH H

CH3H3CC C

H CH3

HH3C

Felteacutetel (olefinekneacutel) egy adott pilleacuteratomon nem lehet keacutet azonos helyettesiacutetőde adott kettőskoumlteacutes keacutet kuumlloumlnboumlző pilleacuteratomjaacuten lehet egy-egy azonos helyettesiacutető(de ezeknek sem kell szuumlkseacutegkeacuteppen azonosaknak lenniuumlk)

Alfa helyzetű szubsztituens Beacuteta helyzetű szubsztituens

Diasztereomerek

89

Configurational isomers

The particular arrangement of atoms (or goups) in space that is characteristic of a given streoisomer

The configurational isomers can not be transformed into each otherwithout breaking and making a covalent bond

- cis-trans Z-E designations geometric isomers- optical isomerism (cf chirality)

H COOH

H COOH

HOOC H

H COOH

Z E

Oslash90

The requirement for geometric isomerism in alkenes is that each carbon atom involvedin the pi bond have two different groups attached to it such as H and Cl or CH3 and Cl

C CH

H

CH2CH3

CH3

C CH

H

CH2CH3

CH3is the same as

C CCH3

H

CH2CH3

CH3

C CH

CH3

CH2CH3

CH3

geometric isomers

If one of the carbons of the double bond has two identical groups such as two H atomsor two CH3 groups the geometric isomerism is not possible

Z E

Higher priority atoms or groups are on the same side of the pi bond Z bdquotogetherrdquo

Higher priority atoms or groups are on opposite sides of the pi bond E bdquoacrossrdquo

(Look at the single atoms directly attached to the double-bond carbon C and not entire-CH2CH2CH3 group)

Oslash91

Cahn-Ingold-Prelog szekvenciaszabaacutelyokalkeacutenekre vonatkozoacutean

Toumlmegszaacutem

C CT

D

H

DE

Rendszaacutem

C CF

Cl

Br

IZ

Z gt E

E

ZZ C C

C

C

H

NC

C

C

H3C

H3C

CH3

HCH3

H

C CH

NC

C

C

CH3

CH3

H

H

Br

Br

E

R

S

RgtS (DgtL)

92

C CH

H3C

CH

CH

CH3

CH3

CH2

Z ltC

HCH3

CH3

C

H

C

C

H

H

HHH

H

C C

H H

H

C

H

C (C)

o

o

o

H

H(C)oo

o

C CH

H3C

CH

CH

CH3

CH2 Br

CH2

E

C

HCH3

CH2Br

C

H

C

H

H

HCBrH

H

gtC C

H H

H

C

H

C (C)

o

o

o

H

H(C)oo

o

(CON) adott atom ismeacutetelt megjeleniacuteteacutese ---o fantomatom

1 2 3C CCCH CHHH C C(C)CH C(C)HH

1 2 3C CCCH BrCHH gt CHHH C C(C)CH C(C)HH 93

transzE

ciszZ

C CH H

C CH

H

transzZ

ciszE

C CBr H

C CH

Br

Oslash94

Konformaacutecioacutes izomeacuteriaUgyanaz a vaacutez konnektivitaacutes de elteacuterő teacuterbelielrendeződeacutes (valamilyen szimmetria-rendezőhoumlz valoacuteviszony)

Kovalens koumlteacutes elszakiacutetaacutesa eacutes uacutejrakeacutepződeacutese neacutelkuumllegymaacutesba alakiacutethatoacutek

Rotaacutecioacutes izomeacuteriaKuumlloumlnboumlző konformaacutecioacute (konformerek rotamerek)

Axiaacutelis kiralitaacutes R SHelikaacutelis kiralitaacutes P M

95

C CCH3H3C

HHHH

C CCH3

CH3 HH

HH

Konformaacutecioacutes diasztereomerek

C CH

CH3 HCH3

HH C C

H

CH3 CH3H

HH

Konformaacutecioacutes enantiomerek

P M

96

szinperiplanaacuteris szinklinaacutelis antiklinaacutelis antiperiplanaacuteris antiklinaacutelis szinklinaacutelis

pszeudorotaacutecioacute

axiaacutelis ekvatoriaacutelis

Konformerek

kiraacutelis kiraacutelisakiraacutelis akiraacutelis

97

C CCH3

CH3 HH

HHC C

CH3H3C

HHHH

Konfiguraacutecioacutes diasztereomerek

Konformaacutecioacutes diasztereomerek

C CH H

CH3H3CCC

HH3C

H CH3

98

- huacutezaacutes (stretch)

- hajliacutetaacutes (bend)

- csavaraacutes (torsion)

O OH

Hr 1r 2

r 2

O OH

H

α

OH

OH

τ (φ)

Oslash99

O OH

H

HOOH

OOH

HE

α30 kcalmol

Hajliacutetaacutes bend

Huacutezaacutes (nyuacutejtaacutes) stretch

disszociaacutecioacute

E

r

~ 90 ~ 50 kcalmol

HOO + H

HO + HO

Oslash100

H

H

H

O OH

H

1 kcalmol

~ 10kcalmol

(torzioacutes szoumlg)τ

Newman projekcioacute

H H

0o 60o 180o 300o 360o

OO

H

H

HHH HH

Oslash101

CH2 CH2Y ZY = Z = H

Y = Z = CH3

etaacuten

n-butaacuten

300o 360o240o180o120o60o0o

0o120o- 60o-180o-240o-300o-360o-

oacutera jaacuteraacutesaacuteval megegyező

oacutera jaacuteraacutesaacuteval ellenteacutetes

ZY

Z

Y

ZY

Z

Y

Z

Y

ZYZY

syn antisynperiplanar synklinal antiklinal antiperiplanar antiklinal synklinal

102

CCH

H H

HH

HH H

H

H

H H

CCH

H H

H

H HH H

HH

HH

0o 120o 240o 360o

12 M

m

M12 M M

mm

Θ

M = m

E(Θ)

minimum

Maximum

103

HHH H

CH3CH3

HHH H

CH3CH3

H

HH H

CH3

CH3

E

0deg dieacutederes szoumlg

E szabadentalpia-kuumlloumlnbseacuteg

58

29

07

(kcal)

H H

H3CH CH3

H

H H

H3CH H

CH3

H3C CH3

H HH

H

CH3HH H

CH3H

060deg 120deg 180deg 240deg 300deg 360deg

szinperiplanaacuteris szinklinaacutelis antiklinaacutelis antiperiplanaacuteris antiklinaacutelis szinklinaacutelis104

∆G0 = G01 - G0

2

K = e∆G0

RT

∆G = - RT ln K∆G = ∆H - T∆S

∆H = 074

∆S = 2 K = 19

gauche ndash anti araacuteny

minden gauche konformerre keacutet anti forma jut K= [a][g] Oslash105

0o

0o

60o

60o

120o

120o

180o

180o

240o

240o

300o

300o 360o

360o

RELA

T

IacuteV

ENERGIA

ANTI EFFEKTUS

GAUCHE EFFEKTUS

EXTREacuteMGAUCHE

EFFEKTUS

H

H H

H H

H

CH3

H H

H H

CH3

TORZIOacuteS SZOumlG

ZY

Z

YZ

Y

Z

Y

ZY

ZY ZY

F

H H

OH

repulsions

F

H H

H 106

attractiveinteractions

orbitalinteractions

antiperiplanarposition

Anti-effect

107

repulsions

F

H H

OH

repulsions

F

H H

H

Extrem gauche effect

108

C-F

C-H

C-F

C-HC-C C-C

Oslash109

CikloalkaacutenokGyűrűfeszuumlltseacuteg

Hipotetikus planaacuteris rendszerek

Baeyer vegyeacuterteacutekszoumlg-deformaacutecioacute (angulaacuterisgyűrű feszuumlleacutes)

Pitzer anti-aacutellaacuteshoz keacutepesti energiatoumlbblet (torzioacutes feszuumlleacutes)

van der Waals nemkoumltő atomok szterikus koumllcsoumlnhataacutesa

Nem planaacuteris vegyuumlletek

CC C

C

C

boriacuteteacutek

C C C

C

Ctwist

pszeudorotaacutecioacute

CC

C C

V-alakuacute

CCC

CCC

szeacutek110

3 4 5 6 7 8 9 10Gyűrűtagszaacutem

Gyűrű

feszuumlleacutes

kcalmol

hataacutereacuterteacutek

111

Cl

H

H

H

Cl

H

H

Cl

H

H

Cl

H

Cl

H

H

H

H

Cl

mezo SS RR

cisz transz

Ciklopropaacuten

C

C

HOOC

HOOC

H

HOH

OH

S

R

C

C

HOOC

HOOC

OH

HH

OHR

RC

C

COOH

COOH

HO

HH

HOS

S

intramolekulaacuteristuumlkoumlrsiacutek

diasztereomerek diasztereomerek

enantiomerek 112

Ea(a e)

∆Ea+∆E

∆E

Ea(a e)

Z

Hkb 5szeacutek

ZH

kb 95szeacutek

kb 2 kcal

csavartkaacuted

csavartkaacuted

kaacuted

ZH

feacutelszeacutekfeacutelszeacutek

ZH

Ciklohexaacuten

113

A 3-3 nemszomszeacutedos szeacutenatom aacuteltal definiaacutelt siacutekokra

merőleges koumlteacutesiraacutenyok axiaacutelis

A toumlbbi koumlteacutes e keacutet siacutek koumlzoumltt van ekvatoriaacutelis

Pszeudorotaacutecioacute a gyűrűs vegyuumlletek konformerjei

szoumlgfeszuumlltseacuteg neacutelkuumll alakulnak egymaacutesba

114

transz 12-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

cisz 12-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

Z

H

Z

H Z

HZ

Ha

eae

Z

HZ

H

Z

H

Z

H

a

e

ae

115

transz 13-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

cisz 13-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

Z

HZ

H

Z

H Z

H

a

e ae

Z

HZ

HZ

H

Z

H

a

e

ae

116

H

Z

Z

H

H

Z Z

Ha

ea

e

transz 14-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

Z

HZ

H

H

Z

Z

Ha

ea

e

cisz 14-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

117

Oslash118

8 CO2 + 8 H2O

- 12483 kcalmol - 12468 kcalmol

15 kcalmol

CH3

CH3H

H

+ 12 O2

cisz-12-dimetilciklohexaacuten

CH3

H

H

CH3

transz-12-dimetilciklohexaacuten

+ 12 O2

119

Diszubsztituaacutelt ciklohexaacutenokszerkezeti izomerjeinek konformaacutecioacutes viszonyai

Szerkezeti izomer Geometriai izomercisz transz

12

14

ae aa

ea ee

13aa ae

ee ea

120

Oslash121

BrNH2

Br

NH23a 2b

NH2

Br

Br

NH24a 1b

NH2

Br

Br

NH2

1b 4a

NH2

Br

NH2

Br2b 3a

NH2

Br

Br

NH23b 2a

Br

NH2

BrNH24b 1a

Konformaacutecioacutes Konformaacutecioacutes

BrNH2 Br

NH2

1a 4b

Br

NH2

BrNH2

2a 3b

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesenantiomerek

Konfiguraacutecioacutesenantiomerek

diasztereomerek diasztereomerek

12-helyzetben kuumlloumlnboumlző helyettesiacutetőket tartalmazoacute ciklohexaacuten szaacutermazeacutekokkonfiguraacutecioacutes eacutes konformaacutecioacutes viszonyai

Oslash122

H

H

H

HH

H

H

H

Dekalin

cisz transz

123

transz-transz-transzanellaacutecioacute

cisz-transz-transzanellaacutecioacute

DC

BA

DC

BA

H H

R

H

H H

H

H

H

R

H H

DCBA

R

H

H

H

H

H

H

DCBA

R

H

H

H

H

H

H

CH3

CH3

CH3

CH3

Oslash124

A kiralitaacutes kialakulaacutesa eacutes bioloacutegiai jelentőseacutege

Kiraacutelis vegyuumlletek

termeacuteszetes aminosavak (elsősorban L konfiguraacutecioacute)peptidek enzimektermeacuteszetes szeacutenhidraacutetok (elsősorban D konfiguraacutecioacute)gyoacutegyszerek

Az első kiraacutelis vegyuumllet kialakulaacutesa

az elemi reacuteszek gyenge koumllcsoumlnhataacutesaacutenakiraacutenyfuumlggeacuteseacutevel van kapcsolatban

autokataliacutezis

a termeacuteszet nem tuumlkoumlrszimmetrikus (a termeacuteszet homokiraacutelis)

Oslash125

Az optikai aktivitaacuteseredete szeacutenhidraacutetokkiralitaacutescentrumaacutenakkieacutepuumlleacutese a termeacuteszetben

Oslash126

Oslash127

• Slide Number 1
• Slide Number 2
• Slide Number 3
• Slide Number 4
• Slide Number 5
• Slide Number 6
• Slide Number 7
• Izomeacuteria
• Slide Number 9
• Slide Number 10
• Slide Number 11
• Slide Number 12
• Slide Number 13
• Slide Number 14
• Slide Number 15
• Slide Number 16
• Slide Number 17
• Slide Number 18
• Szerkezeti izomeacuteria
• Slide Number 20
• Slide Number 21
• Slide Number 22
• Slide Number 23
• Slide Number 24
• A tautomeacuteria tiacutepusai
• Slide Number 26
• Slide Number 27
• Slide Number 28
• Slide Number 29
• Slide Number 30
• Sztereoizomeacuteria
• Slide Number 32
• Slide Number 33
• Slide Number 34
• Slide Number 35
• Slide Number 36
• Slide Number 37
• Slide Number 38
• Slide Number 39
• Slide Number 40
• Slide Number 41
• Slide Number 42
• Slide Number 43
• Slide Number 44
• Slide Number 45
• Slide Number 46
• Slide Number 47
• Tovaacutebbi kiralitaacutes tiacutepusok
• Slide Number 49
• Slide Number 50
• Slide Number 51
• Slide Number 52
• Slide Number 53
• Slide Number 54
• Slide Number 55
• Slide Number 56
• Slide Number 57
• Toumlbb kiralitaacuteskoumlzpont
• Slide Number 59
• Slide Number 60
• Slide Number 61
• Slide Number 62
• Slide Number 63
• Slide Number 64
• Slide Number 65
• Slide Number 66
• Slide Number 67
• Slide Number 68
• Slide Number 69
• Slide Number 70
• Slide Number 71
• Slide Number 72
• Slide Number 73
• Slide Number 74
• Slide Number 75
• Konfiguraacutecioacutes izomeacuteria
• Slide Number 77
• Slide Number 78
• Slide Number 79
• Slide Number 80
• Slide Number 81
• Slide Number 82
• Slide Number 83
• Slide Number 84
• Slide Number 85
• Slide Number 86
• Slide Number 87
• Slide Number 88
• Slide Number 89
• Slide Number 90
• Slide Number 91
• Slide Number 92
• Slide Number 93
• Slide Number 94
• Slide Number 95
• Slide Number 96
• Slide Number 97
• Slide Number 98
• Slide Number 99
• Slide Number 100
• Slide Number 101
• Slide Number 102
• Slide Number 103
• Slide Number 104
• Slide Number 105
• Slide Number 106
• Slide Number 107
• Slide Number 108
• Slide Number 109
• Slide Number 110
• Slide Number 111
• Slide Number 112
• Slide Number 113
• Slide Number 114
• Slide Number 115
• Slide Number 116
• Slide Number 117
• Slide Number 118
• Slide Number 119
• Slide Number 120
• Slide Number 121
• Slide Number 122
• Slide Number 123
• Slide Number 124
• Slide Number 125
• Slide Number 126
• Slide Number 127

COOH

COOH

mcisz transz transz

izomeacuteriageometriaiizomeacuteria

optikai izomeacuteria

COOHHOOC COOH

HOOC COOH

HOOC

poziacutecioacutes

SztereoizomeacuteriaSzerkezeti izomeacuteria

Helyzeti izomeacuteria

33

Enantiomerekegymaacutessal fedeacutesbe nem hozhatoacute tuumlkoumlrkeacutepi paacuterok

azonos internukleaacuteris taacutevolsaacutegkuumlloumlnboumlző csoportsorrend (konfiguraacutecioacute)

Diasztereomereknem enantiomerek (lehetnek akiraacutelisak is)nincsenek egymaacutessal tuumlkoumlrkeacutepi viszonyban

azonos oumlsszekapcsoltsaacutegkuumlloumlnboumlző internukleaacuteris taacutevolsaacuteg

34

C CH3C

Cl

C

H

CH3

BrH

C CCl

H3C

C

H

CH3

BrH

C CH3C

Cl

C

H

CH3

HBr

C CCl

H3C

C

H

CH3

HBr

E R

E S

Z R

Z S

Enantiomerek Enantiomerek

Diasztereomerek

Diasztereomerek

Diasztereomerek

Diasztereomerek

Oslash35

Kiraacutelis vegyuumlletek kiraacutelis koumllcsoumlnhataacutesok

termeacuteszetes aminosavak (főkeacutent L konfiguraacutecioacute)peptidek enzimek

termeacuteszetes szeacutenhidraacutetok (D konfiguraacutecioacute)

gyoacutegyszerek (sok esetben kiraacutelis molekulaacutek)

gyoacutegyszer-receptor koumllcsoumlnhataacutes

Sztereokeacutemia jelentőseacutege

Oslash36

Journal of

Chemical Education

ISSN 0021-9584

Volume 73 Number 6June 1996

Oslash37

Journal ofChemical Education

ISSN 0021-958413

Volume 73 Number 6June 199613

13

13

Oslash38

Kiralitaacutes

A kiraacutelis taacutergyak tuumlkoumlrkeacutepuumlkkel nem hozhatoacutek fedeacutesbe sem rotaacutecioacutes semtranszlaacutecioacutes mozgaacutessal (kiveacuteve a molekulaacuten beluumlli rotaacutecioacute lehetőseacutegeacutet)

A kiralitaacutes szerkezeti felteacutetelea taacutergynak ne legyen tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengelye

Tiacutepusok

Centraacutelis kiralitaacutes ndash sztereogeacuten centrum (R S D L)egy kiraacutelis (szeacuten)atomtoumlbb kiraacutelis szeacutenatom

Axiaacutelis kiralitaacutes ndash tengely koumlruumlli elhelyezkedeacutes (R S)alleacutenizomeacuteria spirovegyuumlletek atropizomeacuteria

Planaacuteris kiralitaacutes ndash siacutekhoz viszonyiacutetott helyzet (P pR M pS)csavart kaacutedak transz cikloalkeacuten

Helikaacutelis kiralitaacutes ndash nem siacutekbeli csavarvonalak (P M)alkaacuten konformerek (gauche antiklinaacutelis)heliceacutenek

39

Azonos minőseacutegi mennyiseacutegi oumlsszeteacutetel moacuteltoumlmeg konstituacutecioacute de kuumlloumlnboumlző teacuterbeli sorrend

Cl

F BrH

R S

Cl

FBrH

konfiguraacutecioacutejeloumlleacutes (+) (ndash) = d l D L R S

40

Azonos minőseacutegi mennyiseacutegi oumlsszeteacutetel moacuteltoumlmeg konstituacutecioacute de kuumlloumlnboumlző teacuterbeli sorrend

C

l

F

B

r

H

R

S

C

l

F

B

r

H

konfiguraacutecioacutejeloumlleacutes(+) (ndash) = d ld l R S

_1063020419

2

1

3

X4

1

X4

23

1

X4

32

(R) (S)

CC

2

1

3

I

BrCl

4F

2

1

3

OH

DT

4H C

OH

H

DT

(R)(S)

41

(R)

HCC

C CHH

HO H

CCC

H HC H

CHH3C

H

HH

H

H

C

Cl HH H

HH

1 4

3

2

1 oumlvezet2 oumlvezet

3 oumlvezet

4 oumlvezet

H

42

CH

OHCH3

CH3CH2

(R)-butaacuten-2-ol (S)-butaacuten-2-ol

180o-os forgataacutes

CH

OHCH3

CH3CH2

CH

OHCH3CH2

CH3

CH

HOCH2CH3

CH3

CH

OHCH3CH2

CH3

A kiralitaacutes az atomok egy pont (sztereogeacuten centrum kiralitaacutescentrum aszimmetriacentrum)koumlruumlli elrendeződeacuteseacutenek koumlvetkezmeacutenye A kiralitaacutest leacutetrehozoacute szerkezeti elemek elrendeződeacuteseegy koumlzpontra vonatkoztathatoacute Egy X centraacutelis atomhoz neacutegy kuumlloumlnboumlző ligandum kapcsoloacutedik a tuumlkoumlrkeacutepek nem hozhatoacutek fedeacutesbe a keacutet konfiguraacutecioacutes izomer enantiomer viszonyban van egymaacutessalSztereogeacuten centrum ndash Egy sp3 szeacutenatom (vagy maacutes atom) 4 kuumlloumlnboumlző ligandumot tartalmaz

Centraacutelis kiralitaacutes

43

Optikai izomeacuteria

Optikai izomerek olyan sztereoizomerek amelyek optikai forgatoacutekeacutepesseacutegbenkuumlloumlnboumlznek

Centraacutelis kiralitaacutes

Sztereogeacuten centrum aacutebraacutezolaacutesaperspektiacutevikus (teacuterszerkezeti)proiciaacutelt (vetiacutetett)

keacuteplettel (Fischer projekcioacute)

L

COOH

CH3H2NH

R

D

COOH

CH3 NH2H

S

intermolekulaacuteristuumlkoumlrsiacutek

COOH

CH3

H NH2

COOH

CH3

H2N H

44

Optikai aktivitaacutesAzok a vegyuumlletek melyek a siacutekban polarizaacutelt feacuteny siacutekjaacutet elforgatjaacutek optikailag aktiacutevakJobbra forgataacutes (oacuteramutatoacuteval azonos) jele (+) balra forgataacutes (oacuteramutatoacuteval ellenteacutetes) jele (-)

Azok a molekulaacutek keacutepesek optikai forgatoacutekeacutepesseacuteg leacutetrehozaacutesaacutera melyek mindenkonformaacutecioacuteja kiraacutelisHa egy kiraacutelis vegyuumlletnek csak egyik enantiomerje van jelen a vegyuumllet optikailag aktiacutev(elforgatja a polarizaacutelt feacuteny siacutekjaacutet) Ha a keacutet enantimer ekvimolaacuteris elegye (racemaacutet) van jelen a tuumlkoumlrkeacutepi paacuterok kompenzaacutecioacuteja miatt nincs makroszkoacutepikus forgataacutes

Oslash45

Fresnel elmeacutelete szerint a siacutekban polarizaacutelt feacuteny keacutet ellenteacutetes iraacutenyaacutebacirkulaacuterisan polarizaacutelt komponensből tevődik oumlssze Optikailag aktiacutev koumlzegbenaz egyik cirkulaacuteris komponens lassabban halad mint a maacutesik ezeacutert aztaacutenamikor kileacutepnek a koumlzegből eltoloacutedott faacutezisban oumlsszegeződnek uacutejra s eza polarizaacutecioacute siacutekjaacutenak elfordulaacutesaacuteban nyilvaacutenul meg Az optikailag aktiacutev anyagmolekulaacutei kuumlloumlnboumlző meacuterteacutekű koumllcsoumlnhataacutesba leacutepnek a jobbra eacutes a balracirkulaacuteris feacutenysugaacuterral A cirkulaacuterisan polaacuterozott feacuteny uacutegy jellemezhető hogya feacutenysugaacuter menteacuten az elektromaacutegneses teret leiacuteroacute elektromos eacutes maacutegnesesvektorok veacutegpontjai egy jobb vagy bal menetű csavarvonalon helyezkednek el

Optikai aktivitaacutes meacutereacutese

polarimetertube

Polarizerfixed Nicolprism

Plane-polarizedlight

Solution of opticallyactive material

Plane ofpolarizationhas undergonea rotation

Analyizermovable Nicolprism

ViewerUnpolarizedlight fromsource

Oslash46

siacutekban polarizaacutelt feacuteny

polarizaacuteloacute lencse (Nicol prizma)

normaacutel feacuteny

a)

b)

c)

x

z

z

z

siacutekban polaacuterozott feacuteny P eacutes M helicitaacutesuacutecirkulaacuterisan polaacuterozott feacuteny

minta

x

z

α

z

x

Oslash47

Tovaacutebbi kiralitaacutes tiacutepusok

48

Sztereogeacuten centrum jelenleacutete nem szuumlkseacuteges sem nem eleacutegseacuteges felteacutetele a kiralitaacutesnak

Nem szuumlkseacuteges peacuteldaacuteul axiaacutelis kiralitaacutes planaacuteris kiralitaacutes

Axiaacutelis kiralitaacutes A kiralitaacutes az atomok egy tengely koumlruumlli elrendeződeacuteseacutenek koumlvetkezmeacutenye

Alleacutenek kiralitaacutesa

Planaacuteris kiralitaacutes A kiralitaacutes az atomok egy siacutek koumlruumlli elhelyezkedeacuteseacutenek koumlvetkezmeacutenye

Helikaacutelis kiralitaacutes Csavarvonal (spiraacutelis) szerkezetű molekulaacutekPl DNS kettős heacutelixe polipeptidek kettős α-heacutelixe

C C CH

ClHCl CCC

H

ClHCl

COOH

CH3

CrOC

OCOC

CrCO

COCO

COOH

CH3

49

R S

HOOC

Br

COOH

Br6

2

6

2COOH

Br

HOOC

Br

tuumlkoumlrsiacutek

C

Br

COOHBr1

2

3 4

HOO c2COOH

Br

BrHOOC

c2

1

2

34

Atropizomeacuteria

50

Axiaacutelis kiralitaacutes

R-konfiguraacutecioacute

51

C CH

H3CC

H

CH3

CCH

CH3C

H

H3C

NH

HN

NH

NH

tuumlkoumlrsiacutek

Nem minden kiraacutelis molekula rendelkezik aszimmetria centrummal

52

Cukor Foszfor atom Oslash53

Konformaacutecioacutes enantiomerek

P M

Helikaacutelis kiralitaacutes

Konfiguraacutecioacutes enantiomerek

P M

Heptaheliceacuten n-Butaacuten

54

Oslash55

56

Feheacuterjeacutek teacuterszerkezete

Oslash

57

Nukleinsavak teacuterszerkezete

Oslash

Toumlbb kiralitaacuteskoumlzpont

58

Toumlbb aszimmetria centrumot tartalmazoacute vegyuumlleteklehetseacuteges sztereoizomereinek szaacutema

A nem enantiomeacuteria viszonyban aacutelloacute sztereoizomerek

diasztereomerek

Ha az n db aszimmetria centrum koumlzoumltt vannak azonosak a fuumlggetlen sztereoizomerek szaacutema lt 2n

mezo-forma nem kiraacutelis

2n

59

CH3CH3

HO H

OHHCH3

H3COHH

HO H

CH3CH3

HO H

HHOCH3

H3COHH

H OH

CH3CH3

HO H

OHH

180o forgataacutes

mezo-23-butaacutendioltuumlkoumlrkeacutepi paacuterok fedeacutesbe hozhatoacutek - akiraacutelis

(2R3R)-23-butaacutendiol (2S3S)-23-butaacutendiol

CH3 CH3

H HHO OH

Egyetlen sztereogeacuten centrumot tartalmazoacute molekula mindig kiraacutelis desztereogeacuten centrum jelenleacutete nem szuumlkseacuteges sem nem eleacutegseacuteges felteacutetele a kiralitaacutesnak

Nem eleacutegseacuteges toumlbb sztereogeacuten centrumot tartalmazoacute molekula lehet akiraacutelisPeacutelda

60

Nem minden olyan molekula kiraacutelis amely aszimmetria centrumokkal rendelkezik

Nem minden kiraacutelis molekula rendelkezik aszimmetria centrummal

axiaacutelis kiralitaacutes 13-diszubsztituaacutelt alleacuten planaacuteris kiralitaacutes spirovegyuumlletek koumlreacuteben

mezo vegyuumlletek cisz-12-azonosandiszubsztituaacutelt ciklopropaacuten

Oslash61

COOHH

HHOOC

CH3H

H3C HS2

COOH

HHO

H OH

COOH

S2

COOHH

HHOOC

HH

H H

borkősav

Newman (fűreacuteszbak) projekcioacuteKonformatiacutev

62

Fisher projekcioacuteval aacutebraacutezolt L- eacutes D-borkősav

mezo-borkotildesav

COOHCH OHCCOOH

OHH

COOHCHO HCCOOH

HHO

szotildelotildesav

COOHCH OHCCOOH

HHO

COOHCHO HCCOOH

OHH

L-(+)-borkotildesav D-(-)-borkotildesav

63

Oslash64

Cl

H

H

H

Cl

H

H

Cl

H

H

Cl

H

Cl

H

H

H

H

Cl

mezo SS RR

cisz transz

Nem minden olyan molekula kiraacutelis amely aszimmetria centrumokkal rendelkezik

65

Szimmeriaelemek(szimmetria azonos meacuteret)

Akkor mondjuk hogy egy taacutergy szimmetriaelemmel rendelkezik ha a megfelelőszimmetriaművelet (tuumlkroumlzeacutes forgataacutes inverzioacute) a taacutergyat az eredetivel fedeacutesbehozhatoacute alakzattaacute konvertaacutelja

Pontcsoport ndash meghataacuterozott taacutergyra vonatkozoacute szimmetriaműveletek oumlsszesseacutege

szimmetriasiacutek (σ) a molekulaacutet keacutet olyan feacutelre bontja amelyek egymaacutesnak pontostuumlkoumlrkeacutepei (Szimmetriasiacutekot tartalmazoacute molekula akiraacutelis de a siacutek hiaacutenya nem okozkiralitaacutest)

n-ed rendű forgaacutesi szimmetriatengely (Cn) a molekulaacutet a tengely koumlruumll 360degnszoumlggel elforgatva az eredetitől megkuumlloumlnboumlzhetetlen molekulaacutet kapunk

szimmetriacentrum (inverzioacutes centrum) (Ci) a molekula baacutermely elemeacutet aszimmetriacentrummal oumlsszekoumltve eacutes az ellenkező iraacutenyba azonos taacutevolsaacutegrameghosszabbiacutetva azonos elemhez jutunk (Szimmetriacentrumot tartalmazoacutemolekula akiraacutelis de hiaacutenya nem okoz kiralitaacutest)

n-ed rendű tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengely (Sn) a molekulaacutet 360degn szoumlggel elforgatvaeacutes a tengelyre merőleges siacutekra tuumlkroumlzve az eredetitől megkuumlloumlnboumlzhetetlenmolekulaacutet kapunk (Tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengelyt tartalmazoacute molekula akiraacutelishiaacutenyaacuteban a molekula kiraacutelis) 66

C CCH3

H

H

CH3180o C C

CH3

H

CH3

H360o

siacutek

tengely

siacutek

tengely

Keacutetfogaacutesuacute tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengely Egyfogaacutesuacute tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengely

Szimmetriacentrum Szimmetriasiacutek

Tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengelyValamely taacutergy akkor jellemezhető Sn azaz n-ed rendű tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengellyel ha annak baacutermely pontjaacutet a tengely koumlruumll 360n fokos szoumlggelelfordiacutetva eacutes a tengelyre merőlegesen fektetett siacutekon keresztuumll tuumlkroumlzve az eredetiobjektumot kapjuk meg (n szuumlkseacutegkeacuteppen paacuteros vagy 1)

Az S1-tengely szimmetriasiacutekkal (σ) az S2-tengely viszont szimmetriacentrummal (Ci) egyeneacuterteacutekű

A szimmetriacentrumon aacutethaladoacute baacutermely egyenesen a centrumtoacutel egyenlő taacutevolsaacutegban azonos elemek talaacutelhatoacutek

Akiraacutelis molekulaacutek

67

szimmetriasiacutek (m S1) forgaacutesi szimmetriatengely (Cn) szimmetriacentrum (Ci S2)

Szimmetrikus + +

Szimmetrikus + -

Koumlzeacuteppontosan - + szimmetrikus

Disszimetrikus - + - (kiraacutelis)

Aszimmetrikus - - - (kiraacutelis)

Szimmetriaelem művelet

Szimmetriasiacutek tuumlkroumlzeacutes

Szimmetriatengely forgataacutes

Szimmetriacentrum inverzioacute

Szimmetriaelem művelet

Azonossaacuteg vaacuteltozatlanulhagyaacutes

Tuumlkroumlzeacutesi forgataacutes eacutesszimmetriatengely (giroid) tengelyre merőleges

tuumlkroumlzeacutesOslash68

Oslash69

Oslash70

Oslash71

Oslash72

1 Atomic number2 Atomic mass3 Z gt E4 R gt S5 Spheres6 Single-bond equivalencies

Cahn-Ingold-Prelog nomenclature system

Sequence rules for order of priority

1 If the atoms in question are different the sequence order is by atomic number with theatom of highest atomic number receiving the highest priority

F lt Cl lt Br lt I

increasing priority

2 If two isotopes of the same element are present the isotope of higher mass receivesthe higher priority

H lt D

increasing priority73

5 If two atoms are identical the atomic numbers of the next atoms are used for priorityassignment If these atoms also have identical atoms attached to them priority isdetermined at the first point of difference along the chain The atom that has attached to itan atom of higher priority has the higher priority (Do not use the sums of the atomic numbersBut look for the single atom of highest priority)

74

6 Atoms attached by double or triple bond are given single-bond equivalencies so that theycan be treated like single-bonded groups in determining priority Each doubly bonded atom isduplicated (or triplicated for triple bonds)

R C

O

OH

Structure Equivalent for priority determination

R C

O

O

OH

C

R C N R C

N

N

NC

C

75

Konfiguraacutecioacutes izomeacuteriaUgyanaz a vaacutez konnektivitaacutes de elteacuterő teacuterbelielrendeződeacutes (valamilyen szimmetria-rendezőhoumlz valoacuteviszony)

Nem alakiacutethatoacutek egymaacutesba kovalens koumlteacutes elszakiacutetaacutesaeacutes uacutejrakeacutepződeacutese neacutelkuumll

optikai izomerek (optikai aktivitaacutes) R Sgeometriai izomerek cisz-transz E-Z

76

Konfiguraacutecioacutes diasztereomerekFizikai eacutes keacutemia tulajdonsaacutegaik elteacuternek

Konfiguraacutecioacutes enantiomerekFizikai eacutes keacutemiai tulajdonsaacutegaikazonosak kiveacutevebull azonos meacuterteacutekű de ellenteacutetesiraacutenyuacute optikai forgatoacutekeacutepesseacutegbull elteacuterő reaktivitaacutes maacutes kiraacutelis vegyuumlletekkel valoacute reakcioacuteban

C

C

Cl

Cl H

HC

C

H

Cl H

Cl

cisz-12-dikloacutereteacuten transz-12-dikloacutereteacuten

Br Cl

Cl BrF F

Cl Br

Br FF Cl

(R) (R) (S) (R)

CH

OHCH3CH2

CH3

CH

HOCH2CH3

CH3

CH

OHCH3CH2

CH3

CH

OHCH3

CH3CH2

180o-os forgataacutes

(R)-butaacuten-2-ol (S)-butaacuten-2-olfp 995 oC 995 oCd4

20 0808 0808nD

20 1397 1397[α]D

25 -1352o +1352o

(R)-butaacuten-2-ol (S)-butaacuten-2-ol

CH

OHCH3

CH3CH2

77

Elegykristaacutely

bullveacuteletlenszerűen tartalmazza mindkeacutet enantiomertbulla tiszta enantiomerek eacutes az enantiomer kevereacutekek tulajdonsaacutegai azonosak

Konglomeraacutetum

bullcsak az egyik vagy a maacutesik enantiomert tartalmazzabullaz enantiomerek mechanikusan is elkuumlloumlniacutethetők egymaacutestoacutel

Molekulavegyuumllet

bulla keacutet enantiomer a kristaacutelyban 11 araacutenyban fordul elő (raceacutem elegy)bulla raceacutem elegy eacutes az enantiomerek olvadaacutespontja kuumlloumlnboumlző

bullakiraacutelis koumlruumllmeacutenyek koumlzoumltt megegyező fizikai eacutes keacutemiai tulajdonsaacutegokbullkiraacutelis koumlruumllmeacutenyek koumlzoumltt elteacuterő (kiraacutelis molekulaacutek polarizaacutelt feacuteny)bullenantiomerek koumlzoumltti 3 fő koumllcsoumlnhataacutes

elegykristaacutely keacutepzeacuteskonglomeraacutetum keacutepzeacutesmolekulavegyuumllet keacutepzeacutes

Enantiomerek

78

Enantiomerek egyeacuteb kevereacutekeit az uacutegynevezett bdquoenantiomeric excessrdquo (ee) [enantiomerfelesleg] eacuterteacutekkel jellemezzuumlk (R) eacutes (S) a megfelelő enantiomerek mennyiseacutege a kevereacutekben

A komponensek mennyiseacutegeacutenek meghataacuterozaacutesaKiraacutelis oszlopkromatigraacutefia (enantiomerek elvaacutelasztaacutesa)NMR spektroszkoacutepia

ee =(R) - (S)(R) + (S) 100

Enantiomer felesleg

Az enantiomerfelesleg az aszimmetrikus szinteacutezis sikeresseacutegeacutenek egyikmeacuterőszaacutema Diasztereomerek kevereacuteke eseteacuten hasonloacute moacutedon definiaacuteljaacutek eacuteshasznaacuteljaacutek a diasztereomer felesleg eacutes a szaacutezaleacutekos diasztereomer feleslegfogalmaacutet

Egy 70 R eacutes 30 S izomert tartalmazoacute minta enantiomerfeleslege peacuteldaacuteul40 Ezt az anyagot uacutegy is tekinthetjuumlk mint 40 tiszta R izomer eacutes 60 raceacutemelegy (mely a teljes mennyiseacuteghez 30 R eacutes 30 S izomerrel jaacuterul hozzaacute)kevereacuteke 79

C

C

HOOC

HOOC

H

HOH

OH

S

R

C

C

HOOC

HOOC

OH

HH

OHR

RC

C

COOH

COOH

HO

HH

HOS

S

intramolekulaacuteristuumlkoumlrsiacutek

diasztereomerek diasztereomerek

enantiomerek

COOH

CH3H2NH

R

COOH

CH3 NH2H

S

enantiomerek

Enantiomerek eacutes diasztereomerek

80

C

NH2

COOHHH3C C

CH2SH

COOHH2NH

Ala Cys

Aacutebraacutezolja Fischer keacuteplettel az alaacutebbi perspektivikus keacuteplettel megadott aminosavakat

CH3

COOH

H2N H

CH2SH

COOH

H2N H

Ala Cys

S R

L L81

CNH2H

H3C

COOH

C

COOH

CH2SHH2NH

CCH3H

H2N

COOH

C

COOH

CH2SHHH2N

C

NH2

COOHHH3C

C

CH2SH

COOHH2NH

CH3

COOH

H2N H

CH2SH

COOH

H2N H

82

Enantiomerek eacutes mezo vegyuumlletek

Pszeudoaszimmetria

C

C

HOOC

HOOC

H

HOH

OH

S

R

C

C

HOOC

HOOC

OH

HH

OHR

RC

C

COOH

COOH

HO

HH

HOS

S

intramolekulaacuteristuumlkoumlrsiacutek

diasztereomerek diasztereomerek

enantiomerek

C

C

C

COOH

COOH

HO H

OHH

H OHR

R

C

C

C

COOH

COOH

H OH

HHO

HO HS

S

enantiomerek

optikailag aktiacutevak

C

C

C

COOH

COOH

H OH

OHH

H OHR

S

C

C

C

COOH

COOH

H OH

HHO

H OHR

S

optikailag inaktiacutevak

r s

83

COOH

COOH

COOHHOOC COOH

HOOC COOH

HOOC

mcisz transz transz

szerkezetiizomeacuteria

geometriaiizomeacuteria

optikai izomeacuteria

84

R

RHOH

akiraacutelisszeacutenatom

R

SHOH

rS

RHOH

s

RgtS r s

(S)

(S)

pszeudoaszimmetriaacutes szeacutenatom

akiraacutelis molekulamezo vegyuumllet

akiraacutelisC2 forgaacutesi szimmetriatengely

kiraacutelis

HOOC COOH

Br

m

HOOC COOH

m

HOOC

COOH

pro-pszeudoaszimmetriaacutes szeacutenatom

85

Kiraacutelis molekulaacutekon beluumll is sok esetben talaacutelhatoacute pszeudo-aszimmetriacentrum amennyiben a keacutet enantiomorf ligandum mellett tovaacutebbi aszimmetrikus ligandum is kapcsoloacutedik a centrumhoz (peacuteldaacuteul atropin eacutes szaacutermazeacutekai)

gytszptehuhudownloadindex16630

Oslash86

Mezo-forma a) mindig akiraacutelisb) mindig kell lennie kiraacutelis disztereomerjeacutenek is

gytszptehuhudownloadindex16630

C

C

HOOC

HOOC

H

HOH

OH

S

R

C

C

HOOC

HOOC

OH

HH

OHR

RC

C

COOH

COOH

HO

HH

HOS

S

intramolekulaacuteristuumlkoumlrsiacutek

diasztereomerek diasztereomerek

enantiomerek

Oslash87

gytszptehuhudownloadindex16630

A pszeudo-aszimmetriacentrumok konfiguraacutecioacutejaacuteban elteacuterő izomerekegymaacutessal diasztereoizomer viszonyban aacutellnak

rC

C

C

COOH

COOH

H OH

OHH

H OHR

S

sC

C

C

COOH

COOH

H OH

HHO

H OHR

S Oslash88

Geometriai izomeacuteria

kettős koumlteacutesű vegyuumlletekneacutelciklusos vegyuumlletekneacutel

C CH H

CH3H3CC C

H CH3

HH3C

Felteacutetel (olefinekneacutel) egy adott pilleacuteratomon nem lehet keacutet azonos helyettesiacutetőde adott kettőskoumlteacutes keacutet kuumlloumlnboumlző pilleacuteratomjaacuten lehet egy-egy azonos helyettesiacutető(de ezeknek sem kell szuumlkseacutegkeacuteppen azonosaknak lenniuumlk)

Alfa helyzetű szubsztituens Beacuteta helyzetű szubsztituens

Diasztereomerek

89

Configurational isomers

The particular arrangement of atoms (or goups) in space that is characteristic of a given streoisomer

The configurational isomers can not be transformed into each otherwithout breaking and making a covalent bond

- cis-trans Z-E designations geometric isomers- optical isomerism (cf chirality)

H COOH

H COOH

HOOC H

H COOH

Z E

Oslash90

The requirement for geometric isomerism in alkenes is that each carbon atom involvedin the pi bond have two different groups attached to it such as H and Cl or CH3 and Cl

C CH

H

CH2CH3

CH3

C CH

H

CH2CH3

CH3is the same as

C CCH3

H

CH2CH3

CH3

C CH

CH3

CH2CH3

CH3

geometric isomers

If one of the carbons of the double bond has two identical groups such as two H atomsor two CH3 groups the geometric isomerism is not possible

Z E

Higher priority atoms or groups are on the same side of the pi bond Z bdquotogetherrdquo

Higher priority atoms or groups are on opposite sides of the pi bond E bdquoacrossrdquo

(Look at the single atoms directly attached to the double-bond carbon C and not entire-CH2CH2CH3 group)

Oslash91

Cahn-Ingold-Prelog szekvenciaszabaacutelyokalkeacutenekre vonatkozoacutean

Toumlmegszaacutem

C CT

D

H

DE

Rendszaacutem

C CF

Cl

Br

IZ

Z gt E

E

ZZ C C

C

C

H

NC

C

C

H3C

H3C

CH3

HCH3

H

C CH

NC

C

C

CH3

CH3

H

H

Br

Br

E

R

S

RgtS (DgtL)

92

C CH

H3C

CH

CH

CH3

CH3

CH2

Z ltC

HCH3

CH3

C

H

C

C

H

H

HHH

H

C C

H H

H

C

H

C (C)

o

o

o

H

H(C)oo

o

C CH

H3C

CH

CH

CH3

CH2 Br

CH2

E

C

HCH3

CH2Br

C

H

C

H

H

HCBrH

H

gtC C

H H

H

C

H

C (C)

o

o

o

H

H(C)oo

o

(CON) adott atom ismeacutetelt megjeleniacuteteacutese ---o fantomatom

1 2 3C CCCH CHHH C C(C)CH C(C)HH

1 2 3C CCCH BrCHH gt CHHH C C(C)CH C(C)HH 93

transzE

ciszZ

C CH H

C CH

H

transzZ

ciszE

C CBr H

C CH

Br

Oslash94

Konformaacutecioacutes izomeacuteriaUgyanaz a vaacutez konnektivitaacutes de elteacuterő teacuterbelielrendeződeacutes (valamilyen szimmetria-rendezőhoumlz valoacuteviszony)

Kovalens koumlteacutes elszakiacutetaacutesa eacutes uacutejrakeacutepződeacutese neacutelkuumllegymaacutesba alakiacutethatoacutek

Rotaacutecioacutes izomeacuteriaKuumlloumlnboumlző konformaacutecioacute (konformerek rotamerek)

Axiaacutelis kiralitaacutes R SHelikaacutelis kiralitaacutes P M

95

C CCH3H3C

HHHH

C CCH3

CH3 HH

HH

Konformaacutecioacutes diasztereomerek

C CH

CH3 HCH3

HH C C

H

CH3 CH3H

HH

Konformaacutecioacutes enantiomerek

P M

96

szinperiplanaacuteris szinklinaacutelis antiklinaacutelis antiperiplanaacuteris antiklinaacutelis szinklinaacutelis

pszeudorotaacutecioacute

axiaacutelis ekvatoriaacutelis

Konformerek

kiraacutelis kiraacutelisakiraacutelis akiraacutelis

97

C CCH3

CH3 HH

HHC C

CH3H3C

HHHH

Konfiguraacutecioacutes diasztereomerek

Konformaacutecioacutes diasztereomerek

C CH H

CH3H3CCC

HH3C

H CH3

98

- huacutezaacutes (stretch)

- hajliacutetaacutes (bend)

- csavaraacutes (torsion)

O OH

Hr 1r 2

r 2

O OH

H

α

OH

OH

τ (φ)

Oslash99

O OH

H

HOOH

OOH

HE

α30 kcalmol

Hajliacutetaacutes bend

Huacutezaacutes (nyuacutejtaacutes) stretch

disszociaacutecioacute

E

r

~ 90 ~ 50 kcalmol

HOO + H

HO + HO

Oslash100

H

H

H

O OH

H

1 kcalmol

~ 10kcalmol

(torzioacutes szoumlg)τ

Newman projekcioacute

H H

0o 60o 180o 300o 360o

OO

H

H

HHH HH

Oslash101

CH2 CH2Y ZY = Z = H

Y = Z = CH3

etaacuten

n-butaacuten

300o 360o240o180o120o60o0o

0o120o- 60o-180o-240o-300o-360o-

oacutera jaacuteraacutesaacuteval megegyező

oacutera jaacuteraacutesaacuteval ellenteacutetes

ZY

Z

Y

ZY

Z

Y

Z

Y

ZYZY

syn antisynperiplanar synklinal antiklinal antiperiplanar antiklinal synklinal

102

CCH

H H

HH

HH H

H

H

H H

CCH

H H

H

H HH H

HH

HH

0o 120o 240o 360o

12 M

m

M12 M M

mm

Θ

M = m

E(Θ)

minimum

Maximum

103

HHH H

CH3CH3

HHH H

CH3CH3

H

HH H

CH3

CH3

E

0deg dieacutederes szoumlg

E szabadentalpia-kuumlloumlnbseacuteg

58

29

07

(kcal)

H H

H3CH CH3

H

H H

H3CH H

CH3

H3C CH3

H HH

H

CH3HH H

CH3H

060deg 120deg 180deg 240deg 300deg 360deg

szinperiplanaacuteris szinklinaacutelis antiklinaacutelis antiperiplanaacuteris antiklinaacutelis szinklinaacutelis104

∆G0 = G01 - G0

2

K = e∆G0

RT

∆G = - RT ln K∆G = ∆H - T∆S

∆H = 074

∆S = 2 K = 19

gauche ndash anti araacuteny

minden gauche konformerre keacutet anti forma jut K= [a][g] Oslash105

0o

0o

60o

60o

120o

120o

180o

180o

240o

240o

300o

300o 360o

360o

RELA

T

IacuteV

ENERGIA

ANTI EFFEKTUS

GAUCHE EFFEKTUS

EXTREacuteMGAUCHE

EFFEKTUS

H

H H

H H

H

CH3

H H

H H

CH3

TORZIOacuteS SZOumlG

ZY

Z

YZ

Y

Z

Y

ZY

ZY ZY

F

H H

OH

repulsions

F

H H

H 106

attractiveinteractions

orbitalinteractions

antiperiplanarposition

Anti-effect

107

repulsions

F

H H

OH

repulsions

F

H H

H

Extrem gauche effect

108

C-F

C-H

C-F

C-HC-C C-C

Oslash109

CikloalkaacutenokGyűrűfeszuumlltseacuteg

Hipotetikus planaacuteris rendszerek

Baeyer vegyeacuterteacutekszoumlg-deformaacutecioacute (angulaacuterisgyűrű feszuumlleacutes)

Pitzer anti-aacutellaacuteshoz keacutepesti energiatoumlbblet (torzioacutes feszuumlleacutes)

van der Waals nemkoumltő atomok szterikus koumllcsoumlnhataacutesa

Nem planaacuteris vegyuumlletek

CC C

C

C

boriacuteteacutek

C C C

C

Ctwist

pszeudorotaacutecioacute

CC

C C

V-alakuacute

CCC

CCC

szeacutek110

3 4 5 6 7 8 9 10Gyűrűtagszaacutem

Gyűrű

feszuumlleacutes

kcalmol

hataacutereacuterteacutek

111

Cl

H

H

H

Cl

H

H

Cl

H

H

Cl

H

Cl

H

H

H

H

Cl

mezo SS RR

cisz transz

Ciklopropaacuten

C

C

HOOC

HOOC

H

HOH

OH

S

R

C

C

HOOC

HOOC

OH

HH

OHR

RC

C

COOH

COOH

HO

HH

HOS

S

intramolekulaacuteristuumlkoumlrsiacutek

diasztereomerek diasztereomerek

enantiomerek 112

Ea(a e)

∆Ea+∆E

∆E

Ea(a e)

Z

Hkb 5szeacutek

ZH

kb 95szeacutek

kb 2 kcal

csavartkaacuted

csavartkaacuted

kaacuted

ZH

feacutelszeacutekfeacutelszeacutek

ZH

Ciklohexaacuten

113

A 3-3 nemszomszeacutedos szeacutenatom aacuteltal definiaacutelt siacutekokra

merőleges koumlteacutesiraacutenyok axiaacutelis

A toumlbbi koumlteacutes e keacutet siacutek koumlzoumltt van ekvatoriaacutelis

Pszeudorotaacutecioacute a gyűrűs vegyuumlletek konformerjei

szoumlgfeszuumlltseacuteg neacutelkuumll alakulnak egymaacutesba

114

transz 12-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

cisz 12-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

Z

H

Z

H Z

HZ

Ha

eae

Z

HZ

H

Z

H

Z

H

a

e

ae

115

transz 13-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

cisz 13-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

Z

HZ

H

Z

H Z

H

a

e ae

Z

HZ

HZ

H

Z

H

a

e

ae

116

H

Z

Z

H

H

Z Z

Ha

ea

e

transz 14-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

Z

HZ

H

H

Z

Z

Ha

ea

e

cisz 14-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

117

Oslash118

8 CO2 + 8 H2O

- 12483 kcalmol - 12468 kcalmol

15 kcalmol

CH3

CH3H

H

+ 12 O2

cisz-12-dimetilciklohexaacuten

CH3

H

H

CH3

transz-12-dimetilciklohexaacuten

+ 12 O2

119

Diszubsztituaacutelt ciklohexaacutenokszerkezeti izomerjeinek konformaacutecioacutes viszonyai

Szerkezeti izomer Geometriai izomercisz transz

12

14

ae aa

ea ee

13aa ae

ee ea

120

Oslash121

BrNH2

Br

NH23a 2b

NH2

Br

Br

NH24a 1b

NH2

Br

Br

NH2

1b 4a

NH2

Br

NH2

Br2b 3a

NH2

Br

Br

NH23b 2a

Br

NH2

BrNH24b 1a

Konformaacutecioacutes Konformaacutecioacutes

BrNH2 Br

NH2

1a 4b

Br

NH2

BrNH2

2a 3b

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesenantiomerek

Konfiguraacutecioacutesenantiomerek

diasztereomerek diasztereomerek

12-helyzetben kuumlloumlnboumlző helyettesiacutetőket tartalmazoacute ciklohexaacuten szaacutermazeacutekokkonfiguraacutecioacutes eacutes konformaacutecioacutes viszonyai

Oslash122

H

H

H

HH

H

H

H

Dekalin

cisz transz

123

transz-transz-transzanellaacutecioacute

cisz-transz-transzanellaacutecioacute

DC

BA

DC

BA

H H

R

H

H H

H

H

H

R

H H

DCBA

R

H

H

H

H

H

H

DCBA

R

H

H

H

H

H

H

CH3

CH3

CH3

CH3

Oslash124

A kiralitaacutes kialakulaacutesa eacutes bioloacutegiai jelentőseacutege

Kiraacutelis vegyuumlletek

termeacuteszetes aminosavak (elsősorban L konfiguraacutecioacute)peptidek enzimektermeacuteszetes szeacutenhidraacutetok (elsősorban D konfiguraacutecioacute)gyoacutegyszerek

Az első kiraacutelis vegyuumllet kialakulaacutesa

az elemi reacuteszek gyenge koumllcsoumlnhataacutesaacutenakiraacutenyfuumlggeacuteseacutevel van kapcsolatban

autokataliacutezis

a termeacuteszet nem tuumlkoumlrszimmetrikus (a termeacuteszet homokiraacutelis)

Oslash125

Az optikai aktivitaacuteseredete szeacutenhidraacutetokkiralitaacutescentrumaacutenakkieacutepuumlleacutese a termeacuteszetben

Oslash126

Oslash127

• Slide Number 1
• Slide Number 2
• Slide Number 3
• Slide Number 4
• Slide Number 5
• Slide Number 6
• Slide Number 7
• Izomeacuteria
• Slide Number 9
• Slide Number 10
• Slide Number 11
• Slide Number 12
• Slide Number 13
• Slide Number 14
• Slide Number 15
• Slide Number 16
• Slide Number 17
• Slide Number 18
• Szerkezeti izomeacuteria
• Slide Number 20
• Slide Number 21
• Slide Number 22
• Slide Number 23
• Slide Number 24
• A tautomeacuteria tiacutepusai
• Slide Number 26
• Slide Number 27
• Slide Number 28
• Slide Number 29
• Slide Number 30
• Sztereoizomeacuteria
• Slide Number 32
• Slide Number 33
• Slide Number 34
• Slide Number 35
• Slide Number 36
• Slide Number 37
• Slide Number 38
• Slide Number 39
• Slide Number 40
• Slide Number 41
• Slide Number 42
• Slide Number 43
• Slide Number 44
• Slide Number 45
• Slide Number 46
• Slide Number 47
• Tovaacutebbi kiralitaacutes tiacutepusok
• Slide Number 49
• Slide Number 50
• Slide Number 51
• Slide Number 52
• Slide Number 53
• Slide Number 54
• Slide Number 55
• Slide Number 56
• Slide Number 57
• Toumlbb kiralitaacuteskoumlzpont
• Slide Number 59
• Slide Number 60
• Slide Number 61
• Slide Number 62
• Slide Number 63
• Slide Number 64
• Slide Number 65
• Slide Number 66
• Slide Number 67
• Slide Number 68
• Slide Number 69
• Slide Number 70
• Slide Number 71
• Slide Number 72
• Slide Number 73
• Slide Number 74
• Slide Number 75
• Konfiguraacutecioacutes izomeacuteria
• Slide Number 77
• Slide Number 78
• Slide Number 79
• Slide Number 80
• Slide Number 81
• Slide Number 82
• Slide Number 83
• Slide Number 84
• Slide Number 85
• Slide Number 86
• Slide Number 87
• Slide Number 88
• Slide Number 89
• Slide Number 90
• Slide Number 91
• Slide Number 92
• Slide Number 93
• Slide Number 94
• Slide Number 95
• Slide Number 96
• Slide Number 97
• Slide Number 98
• Slide Number 99
• Slide Number 100
• Slide Number 101
• Slide Number 102
• Slide Number 103
• Slide Number 104
• Slide Number 105
• Slide Number 106
• Slide Number 107
• Slide Number 108
• Slide Number 109
• Slide Number 110
• Slide Number 111
• Slide Number 112
• Slide Number 113
• Slide Number 114
• Slide Number 115
• Slide Number 116
• Slide Number 117
• Slide Number 118
• Slide Number 119
• Slide Number 120
• Slide Number 121
• Slide Number 122
• Slide Number 123
• Slide Number 124
• Slide Number 125
• Slide Number 126
• Slide Number 127

Enantiomerekegymaacutessal fedeacutesbe nem hozhatoacute tuumlkoumlrkeacutepi paacuterok

azonos internukleaacuteris taacutevolsaacutegkuumlloumlnboumlző csoportsorrend (konfiguraacutecioacute)

Diasztereomereknem enantiomerek (lehetnek akiraacutelisak is)nincsenek egymaacutessal tuumlkoumlrkeacutepi viszonyban

azonos oumlsszekapcsoltsaacutegkuumlloumlnboumlző internukleaacuteris taacutevolsaacuteg

34

C CH3C

Cl

C

H

CH3

BrH

C CCl

H3C

C

H

CH3

BrH

C CH3C

Cl

C

H

CH3

HBr

C CCl

H3C

C

H

CH3

HBr

E R

E S

Z R

Z S

Enantiomerek Enantiomerek

Diasztereomerek

Diasztereomerek

Diasztereomerek

Diasztereomerek

Oslash35

Kiraacutelis vegyuumlletek kiraacutelis koumllcsoumlnhataacutesok

termeacuteszetes aminosavak (főkeacutent L konfiguraacutecioacute)peptidek enzimek

termeacuteszetes szeacutenhidraacutetok (D konfiguraacutecioacute)

gyoacutegyszerek (sok esetben kiraacutelis molekulaacutek)

gyoacutegyszer-receptor koumllcsoumlnhataacutes

Sztereokeacutemia jelentőseacutege

Oslash36

Journal of

Chemical Education

ISSN 0021-9584

Volume 73 Number 6June 1996

Oslash37

Journal ofChemical Education

ISSN 0021-958413

Volume 73 Number 6June 199613

13

13

Oslash38

Kiralitaacutes

A kiraacutelis taacutergyak tuumlkoumlrkeacutepuumlkkel nem hozhatoacutek fedeacutesbe sem rotaacutecioacutes semtranszlaacutecioacutes mozgaacutessal (kiveacuteve a molekulaacuten beluumlli rotaacutecioacute lehetőseacutegeacutet)

A kiralitaacutes szerkezeti felteacutetelea taacutergynak ne legyen tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengelye

Tiacutepusok

Centraacutelis kiralitaacutes ndash sztereogeacuten centrum (R S D L)egy kiraacutelis (szeacuten)atomtoumlbb kiraacutelis szeacutenatom

Axiaacutelis kiralitaacutes ndash tengely koumlruumlli elhelyezkedeacutes (R S)alleacutenizomeacuteria spirovegyuumlletek atropizomeacuteria

Planaacuteris kiralitaacutes ndash siacutekhoz viszonyiacutetott helyzet (P pR M pS)csavart kaacutedak transz cikloalkeacuten

Helikaacutelis kiralitaacutes ndash nem siacutekbeli csavarvonalak (P M)alkaacuten konformerek (gauche antiklinaacutelis)heliceacutenek

39

Azonos minőseacutegi mennyiseacutegi oumlsszeteacutetel moacuteltoumlmeg konstituacutecioacute de kuumlloumlnboumlző teacuterbeli sorrend

Cl

F BrH

R S

Cl

FBrH

konfiguraacutecioacutejeloumlleacutes (+) (ndash) = d l D L R S

40

Azonos minőseacutegi mennyiseacutegi oumlsszeteacutetel moacuteltoumlmeg konstituacutecioacute de kuumlloumlnboumlző teacuterbeli sorrend

C

l

F

B

r

H

R

S

C

l

F

B

r

H

konfiguraacutecioacutejeloumlleacutes(+) (ndash) = d ld l R S

_1063020419

2

1

3

X4

1

X4

23

1

X4

32

(R) (S)

CC

2

1

3

I

BrCl

4F

2

1

3

OH

DT

4H C

OH

H

DT

(R)(S)

41

(R)

HCC

C CHH

HO H

CCC

H HC H

CHH3C

H

HH

H

H

C

Cl HH H

HH

1 4

3

2

1 oumlvezet2 oumlvezet

3 oumlvezet

4 oumlvezet

H

42

CH

OHCH3

CH3CH2

(R)-butaacuten-2-ol (S)-butaacuten-2-ol

180o-os forgataacutes

CH

OHCH3

CH3CH2

CH

OHCH3CH2

CH3

CH

HOCH2CH3

CH3

CH

OHCH3CH2

CH3

A kiralitaacutes az atomok egy pont (sztereogeacuten centrum kiralitaacutescentrum aszimmetriacentrum)koumlruumlli elrendeződeacuteseacutenek koumlvetkezmeacutenye A kiralitaacutest leacutetrehozoacute szerkezeti elemek elrendeződeacuteseegy koumlzpontra vonatkoztathatoacute Egy X centraacutelis atomhoz neacutegy kuumlloumlnboumlző ligandum kapcsoloacutedik a tuumlkoumlrkeacutepek nem hozhatoacutek fedeacutesbe a keacutet konfiguraacutecioacutes izomer enantiomer viszonyban van egymaacutessalSztereogeacuten centrum ndash Egy sp3 szeacutenatom (vagy maacutes atom) 4 kuumlloumlnboumlző ligandumot tartalmaz

Centraacutelis kiralitaacutes

43

Optikai izomeacuteria

Optikai izomerek olyan sztereoizomerek amelyek optikai forgatoacutekeacutepesseacutegbenkuumlloumlnboumlznek

Centraacutelis kiralitaacutes

Sztereogeacuten centrum aacutebraacutezolaacutesaperspektiacutevikus (teacuterszerkezeti)proiciaacutelt (vetiacutetett)

keacuteplettel (Fischer projekcioacute)

L

COOH

CH3H2NH

R

D

COOH

CH3 NH2H

S

intermolekulaacuteristuumlkoumlrsiacutek

COOH

CH3

H NH2

COOH

CH3

H2N H

44

Optikai aktivitaacutesAzok a vegyuumlletek melyek a siacutekban polarizaacutelt feacuteny siacutekjaacutet elforgatjaacutek optikailag aktiacutevakJobbra forgataacutes (oacuteramutatoacuteval azonos) jele (+) balra forgataacutes (oacuteramutatoacuteval ellenteacutetes) jele (-)

Azok a molekulaacutek keacutepesek optikai forgatoacutekeacutepesseacuteg leacutetrehozaacutesaacutera melyek mindenkonformaacutecioacuteja kiraacutelisHa egy kiraacutelis vegyuumlletnek csak egyik enantiomerje van jelen a vegyuumllet optikailag aktiacutev(elforgatja a polarizaacutelt feacuteny siacutekjaacutet) Ha a keacutet enantimer ekvimolaacuteris elegye (racemaacutet) van jelen a tuumlkoumlrkeacutepi paacuterok kompenzaacutecioacuteja miatt nincs makroszkoacutepikus forgataacutes

Oslash45

Fresnel elmeacutelete szerint a siacutekban polarizaacutelt feacuteny keacutet ellenteacutetes iraacutenyaacutebacirkulaacuterisan polarizaacutelt komponensből tevődik oumlssze Optikailag aktiacutev koumlzegbenaz egyik cirkulaacuteris komponens lassabban halad mint a maacutesik ezeacutert aztaacutenamikor kileacutepnek a koumlzegből eltoloacutedott faacutezisban oumlsszegeződnek uacutejra s eza polarizaacutecioacute siacutekjaacutenak elfordulaacutesaacuteban nyilvaacutenul meg Az optikailag aktiacutev anyagmolekulaacutei kuumlloumlnboumlző meacuterteacutekű koumllcsoumlnhataacutesba leacutepnek a jobbra eacutes a balracirkulaacuteris feacutenysugaacuterral A cirkulaacuterisan polaacuterozott feacuteny uacutegy jellemezhető hogya feacutenysugaacuter menteacuten az elektromaacutegneses teret leiacuteroacute elektromos eacutes maacutegnesesvektorok veacutegpontjai egy jobb vagy bal menetű csavarvonalon helyezkednek el

Optikai aktivitaacutes meacutereacutese

polarimetertube

Polarizerfixed Nicolprism

Plane-polarizedlight

Solution of opticallyactive material

Plane ofpolarizationhas undergonea rotation

Analyizermovable Nicolprism

ViewerUnpolarizedlight fromsource

Oslash46

siacutekban polarizaacutelt feacuteny

polarizaacuteloacute lencse (Nicol prizma)

normaacutel feacuteny

a)

b)

c)

x

z

z

z

siacutekban polaacuterozott feacuteny P eacutes M helicitaacutesuacutecirkulaacuterisan polaacuterozott feacuteny

minta

x

z

α

z

x

Oslash47

Tovaacutebbi kiralitaacutes tiacutepusok

48

Sztereogeacuten centrum jelenleacutete nem szuumlkseacuteges sem nem eleacutegseacuteges felteacutetele a kiralitaacutesnak

Nem szuumlkseacuteges peacuteldaacuteul axiaacutelis kiralitaacutes planaacuteris kiralitaacutes

Axiaacutelis kiralitaacutes A kiralitaacutes az atomok egy tengely koumlruumlli elrendeződeacuteseacutenek koumlvetkezmeacutenye

Alleacutenek kiralitaacutesa

Planaacuteris kiralitaacutes A kiralitaacutes az atomok egy siacutek koumlruumlli elhelyezkedeacuteseacutenek koumlvetkezmeacutenye

Helikaacutelis kiralitaacutes Csavarvonal (spiraacutelis) szerkezetű molekulaacutekPl DNS kettős heacutelixe polipeptidek kettős α-heacutelixe

C C CH

ClHCl CCC

H

ClHCl

COOH

CH3

CrOC

OCOC

CrCO

COCO

COOH

CH3

49

R S

HOOC

Br

COOH

Br6

2

6

2COOH

Br

HOOC

Br

tuumlkoumlrsiacutek

C

Br

COOHBr1

2

3 4

HOO c2COOH

Br

BrHOOC

c2

1

2

34

Atropizomeacuteria

50

Axiaacutelis kiralitaacutes

R-konfiguraacutecioacute

51

C CH

H3CC

H

CH3

CCH

CH3C

H

H3C

NH

HN

NH

NH

tuumlkoumlrsiacutek

Nem minden kiraacutelis molekula rendelkezik aszimmetria centrummal

52

Cukor Foszfor atom Oslash53

Konformaacutecioacutes enantiomerek

P M

Helikaacutelis kiralitaacutes

Konfiguraacutecioacutes enantiomerek

P M

Heptaheliceacuten n-Butaacuten

54

Oslash55

56

Feheacuterjeacutek teacuterszerkezete

Oslash

57

Nukleinsavak teacuterszerkezete

Oslash

Toumlbb kiralitaacuteskoumlzpont

58

Toumlbb aszimmetria centrumot tartalmazoacute vegyuumlleteklehetseacuteges sztereoizomereinek szaacutema

A nem enantiomeacuteria viszonyban aacutelloacute sztereoizomerek

diasztereomerek

Ha az n db aszimmetria centrum koumlzoumltt vannak azonosak a fuumlggetlen sztereoizomerek szaacutema lt 2n

mezo-forma nem kiraacutelis

2n

59

CH3CH3

HO H

OHHCH3

H3COHH

HO H

CH3CH3

HO H

HHOCH3

H3COHH

H OH

CH3CH3

HO H

OHH

180o forgataacutes

mezo-23-butaacutendioltuumlkoumlrkeacutepi paacuterok fedeacutesbe hozhatoacutek - akiraacutelis

(2R3R)-23-butaacutendiol (2S3S)-23-butaacutendiol

CH3 CH3

H HHO OH

Egyetlen sztereogeacuten centrumot tartalmazoacute molekula mindig kiraacutelis desztereogeacuten centrum jelenleacutete nem szuumlkseacuteges sem nem eleacutegseacuteges felteacutetele a kiralitaacutesnak

Nem eleacutegseacuteges toumlbb sztereogeacuten centrumot tartalmazoacute molekula lehet akiraacutelisPeacutelda

60

Nem minden olyan molekula kiraacutelis amely aszimmetria centrumokkal rendelkezik

Nem minden kiraacutelis molekula rendelkezik aszimmetria centrummal

axiaacutelis kiralitaacutes 13-diszubsztituaacutelt alleacuten planaacuteris kiralitaacutes spirovegyuumlletek koumlreacuteben

mezo vegyuumlletek cisz-12-azonosandiszubsztituaacutelt ciklopropaacuten

Oslash61

COOHH

HHOOC

CH3H

H3C HS2

COOH

HHO

H OH

COOH

S2

COOHH

HHOOC

HH

H H

borkősav

Newman (fűreacuteszbak) projekcioacuteKonformatiacutev

62

Fisher projekcioacuteval aacutebraacutezolt L- eacutes D-borkősav

mezo-borkotildesav

COOHCH OHCCOOH

OHH

COOHCHO HCCOOH

HHO

szotildelotildesav

COOHCH OHCCOOH

HHO

COOHCHO HCCOOH

OHH

L-(+)-borkotildesav D-(-)-borkotildesav

63

Oslash64

Cl

H

H

H

Cl

H

H

Cl

H

H

Cl

H

Cl

H

H

H

H

Cl

mezo SS RR

cisz transz

Nem minden olyan molekula kiraacutelis amely aszimmetria centrumokkal rendelkezik

65

Szimmeriaelemek(szimmetria azonos meacuteret)

Akkor mondjuk hogy egy taacutergy szimmetriaelemmel rendelkezik ha a megfelelőszimmetriaművelet (tuumlkroumlzeacutes forgataacutes inverzioacute) a taacutergyat az eredetivel fedeacutesbehozhatoacute alakzattaacute konvertaacutelja

Pontcsoport ndash meghataacuterozott taacutergyra vonatkozoacute szimmetriaműveletek oumlsszesseacutege

szimmetriasiacutek (σ) a molekulaacutet keacutet olyan feacutelre bontja amelyek egymaacutesnak pontostuumlkoumlrkeacutepei (Szimmetriasiacutekot tartalmazoacute molekula akiraacutelis de a siacutek hiaacutenya nem okozkiralitaacutest)

n-ed rendű forgaacutesi szimmetriatengely (Cn) a molekulaacutet a tengely koumlruumll 360degnszoumlggel elforgatva az eredetitől megkuumlloumlnboumlzhetetlen molekulaacutet kapunk

szimmetriacentrum (inverzioacutes centrum) (Ci) a molekula baacutermely elemeacutet aszimmetriacentrummal oumlsszekoumltve eacutes az ellenkező iraacutenyba azonos taacutevolsaacutegrameghosszabbiacutetva azonos elemhez jutunk (Szimmetriacentrumot tartalmazoacutemolekula akiraacutelis de hiaacutenya nem okoz kiralitaacutest)

n-ed rendű tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengely (Sn) a molekulaacutet 360degn szoumlggel elforgatvaeacutes a tengelyre merőleges siacutekra tuumlkroumlzve az eredetitől megkuumlloumlnboumlzhetetlenmolekulaacutet kapunk (Tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengelyt tartalmazoacute molekula akiraacutelishiaacutenyaacuteban a molekula kiraacutelis) 66

C CCH3

H

H

CH3180o C C

CH3

H

CH3

H360o

siacutek

tengely

siacutek

tengely

Keacutetfogaacutesuacute tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengely Egyfogaacutesuacute tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengely

Szimmetriacentrum Szimmetriasiacutek

Tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengelyValamely taacutergy akkor jellemezhető Sn azaz n-ed rendű tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengellyel ha annak baacutermely pontjaacutet a tengely koumlruumll 360n fokos szoumlggelelfordiacutetva eacutes a tengelyre merőlegesen fektetett siacutekon keresztuumll tuumlkroumlzve az eredetiobjektumot kapjuk meg (n szuumlkseacutegkeacuteppen paacuteros vagy 1)

Az S1-tengely szimmetriasiacutekkal (σ) az S2-tengely viszont szimmetriacentrummal (Ci) egyeneacuterteacutekű

A szimmetriacentrumon aacutethaladoacute baacutermely egyenesen a centrumtoacutel egyenlő taacutevolsaacutegban azonos elemek talaacutelhatoacutek

Akiraacutelis molekulaacutek

67

szimmetriasiacutek (m S1) forgaacutesi szimmetriatengely (Cn) szimmetriacentrum (Ci S2)

Szimmetrikus + +

Szimmetrikus + -

Koumlzeacuteppontosan - + szimmetrikus

Disszimetrikus - + - (kiraacutelis)

Aszimmetrikus - - - (kiraacutelis)

Szimmetriaelem művelet

Szimmetriasiacutek tuumlkroumlzeacutes

Szimmetriatengely forgataacutes

Szimmetriacentrum inverzioacute

Szimmetriaelem művelet

Azonossaacuteg vaacuteltozatlanulhagyaacutes

Tuumlkroumlzeacutesi forgataacutes eacutesszimmetriatengely (giroid) tengelyre merőleges

tuumlkroumlzeacutesOslash68

Oslash69

Oslash70

Oslash71

Oslash72

1 Atomic number2 Atomic mass3 Z gt E4 R gt S5 Spheres6 Single-bond equivalencies

Cahn-Ingold-Prelog nomenclature system

Sequence rules for order of priority

1 If the atoms in question are different the sequence order is by atomic number with theatom of highest atomic number receiving the highest priority

F lt Cl lt Br lt I

increasing priority

2 If two isotopes of the same element are present the isotope of higher mass receivesthe higher priority

H lt D

increasing priority73

5 If two atoms are identical the atomic numbers of the next atoms are used for priorityassignment If these atoms also have identical atoms attached to them priority isdetermined at the first point of difference along the chain The atom that has attached to itan atom of higher priority has the higher priority (Do not use the sums of the atomic numbersBut look for the single atom of highest priority)

74

6 Atoms attached by double or triple bond are given single-bond equivalencies so that theycan be treated like single-bonded groups in determining priority Each doubly bonded atom isduplicated (or triplicated for triple bonds)

R C

O

OH

Structure Equivalent for priority determination

R C

O

O

OH

C

R C N R C

N

N

NC

C

75

Konfiguraacutecioacutes izomeacuteriaUgyanaz a vaacutez konnektivitaacutes de elteacuterő teacuterbelielrendeződeacutes (valamilyen szimmetria-rendezőhoumlz valoacuteviszony)

Nem alakiacutethatoacutek egymaacutesba kovalens koumlteacutes elszakiacutetaacutesaeacutes uacutejrakeacutepződeacutese neacutelkuumll

optikai izomerek (optikai aktivitaacutes) R Sgeometriai izomerek cisz-transz E-Z

76

Konfiguraacutecioacutes diasztereomerekFizikai eacutes keacutemia tulajdonsaacutegaik elteacuternek

Konfiguraacutecioacutes enantiomerekFizikai eacutes keacutemiai tulajdonsaacutegaikazonosak kiveacutevebull azonos meacuterteacutekű de ellenteacutetesiraacutenyuacute optikai forgatoacutekeacutepesseacutegbull elteacuterő reaktivitaacutes maacutes kiraacutelis vegyuumlletekkel valoacute reakcioacuteban

C

C

Cl

Cl H

HC

C

H

Cl H

Cl

cisz-12-dikloacutereteacuten transz-12-dikloacutereteacuten

Br Cl

Cl BrF F

Cl Br

Br FF Cl

(R) (R) (S) (R)

CH

OHCH3CH2

CH3

CH

HOCH2CH3

CH3

CH

OHCH3CH2

CH3

CH

OHCH3

CH3CH2

180o-os forgataacutes

(R)-butaacuten-2-ol (S)-butaacuten-2-olfp 995 oC 995 oCd4

20 0808 0808nD

20 1397 1397[α]D

25 -1352o +1352o

(R)-butaacuten-2-ol (S)-butaacuten-2-ol

CH

OHCH3

CH3CH2

77

Elegykristaacutely

bullveacuteletlenszerűen tartalmazza mindkeacutet enantiomertbulla tiszta enantiomerek eacutes az enantiomer kevereacutekek tulajdonsaacutegai azonosak

Konglomeraacutetum

bullcsak az egyik vagy a maacutesik enantiomert tartalmazzabullaz enantiomerek mechanikusan is elkuumlloumlniacutethetők egymaacutestoacutel

Molekulavegyuumllet

bulla keacutet enantiomer a kristaacutelyban 11 araacutenyban fordul elő (raceacutem elegy)bulla raceacutem elegy eacutes az enantiomerek olvadaacutespontja kuumlloumlnboumlző

bullakiraacutelis koumlruumllmeacutenyek koumlzoumltt megegyező fizikai eacutes keacutemiai tulajdonsaacutegokbullkiraacutelis koumlruumllmeacutenyek koumlzoumltt elteacuterő (kiraacutelis molekulaacutek polarizaacutelt feacuteny)bullenantiomerek koumlzoumltti 3 fő koumllcsoumlnhataacutes

elegykristaacutely keacutepzeacuteskonglomeraacutetum keacutepzeacutesmolekulavegyuumllet keacutepzeacutes

Enantiomerek

78

Enantiomerek egyeacuteb kevereacutekeit az uacutegynevezett bdquoenantiomeric excessrdquo (ee) [enantiomerfelesleg] eacuterteacutekkel jellemezzuumlk (R) eacutes (S) a megfelelő enantiomerek mennyiseacutege a kevereacutekben

A komponensek mennyiseacutegeacutenek meghataacuterozaacutesaKiraacutelis oszlopkromatigraacutefia (enantiomerek elvaacutelasztaacutesa)NMR spektroszkoacutepia

ee =(R) - (S)(R) + (S) 100

Enantiomer felesleg

Az enantiomerfelesleg az aszimmetrikus szinteacutezis sikeresseacutegeacutenek egyikmeacuterőszaacutema Diasztereomerek kevereacuteke eseteacuten hasonloacute moacutedon definiaacuteljaacutek eacuteshasznaacuteljaacutek a diasztereomer felesleg eacutes a szaacutezaleacutekos diasztereomer feleslegfogalmaacutet

Egy 70 R eacutes 30 S izomert tartalmazoacute minta enantiomerfeleslege peacuteldaacuteul40 Ezt az anyagot uacutegy is tekinthetjuumlk mint 40 tiszta R izomer eacutes 60 raceacutemelegy (mely a teljes mennyiseacuteghez 30 R eacutes 30 S izomerrel jaacuterul hozzaacute)kevereacuteke 79

C

C

HOOC

HOOC

H

HOH

OH

S

R

C

C

HOOC

HOOC

OH

HH

OHR

RC

C

COOH

COOH

HO

HH

HOS

S

intramolekulaacuteristuumlkoumlrsiacutek

diasztereomerek diasztereomerek

enantiomerek

COOH

CH3H2NH

R

COOH

CH3 NH2H

S

enantiomerek

Enantiomerek eacutes diasztereomerek

80

C

NH2

COOHHH3C C

CH2SH

COOHH2NH

Ala Cys

Aacutebraacutezolja Fischer keacuteplettel az alaacutebbi perspektivikus keacuteplettel megadott aminosavakat

CH3

COOH

H2N H

CH2SH

COOH

H2N H

Ala Cys

S R

L L81

CNH2H

H3C

COOH

C

COOH

CH2SHH2NH

CCH3H

H2N

COOH

C

COOH

CH2SHHH2N

C

NH2

COOHHH3C

C

CH2SH

COOHH2NH

CH3

COOH

H2N H

CH2SH

COOH

H2N H

82

Enantiomerek eacutes mezo vegyuumlletek

Pszeudoaszimmetria

C

C

HOOC

HOOC

H

HOH

OH

S

R

C

C

HOOC

HOOC

OH

HH

OHR

RC

C

COOH

COOH

HO

HH

HOS

S

intramolekulaacuteristuumlkoumlrsiacutek

diasztereomerek diasztereomerek

enantiomerek

C

C

C

COOH

COOH

HO H

OHH

H OHR

R

C

C

C

COOH

COOH

H OH

HHO

HO HS

S

enantiomerek

optikailag aktiacutevak

C

C

C

COOH

COOH

H OH

OHH

H OHR

S

C

C

C

COOH

COOH

H OH

HHO

H OHR

S

optikailag inaktiacutevak

r s

83

COOH

COOH

COOHHOOC COOH

HOOC COOH

HOOC

mcisz transz transz

szerkezetiizomeacuteria

geometriaiizomeacuteria

optikai izomeacuteria

84

R

RHOH

akiraacutelisszeacutenatom

R

SHOH

rS

RHOH

s

RgtS r s

(S)

(S)

pszeudoaszimmetriaacutes szeacutenatom

akiraacutelis molekulamezo vegyuumllet

akiraacutelisC2 forgaacutesi szimmetriatengely

kiraacutelis

HOOC COOH

Br

m

HOOC COOH

m

HOOC

COOH

pro-pszeudoaszimmetriaacutes szeacutenatom

85

Kiraacutelis molekulaacutekon beluumll is sok esetben talaacutelhatoacute pszeudo-aszimmetriacentrum amennyiben a keacutet enantiomorf ligandum mellett tovaacutebbi aszimmetrikus ligandum is kapcsoloacutedik a centrumhoz (peacuteldaacuteul atropin eacutes szaacutermazeacutekai)

gytszptehuhudownloadindex16630

Oslash86

Mezo-forma a) mindig akiraacutelisb) mindig kell lennie kiraacutelis disztereomerjeacutenek is

gytszptehuhudownloadindex16630

C

C

HOOC

HOOC

H

HOH

OH

S

R

C

C

HOOC

HOOC

OH

HH

OHR

RC

C

COOH

COOH

HO

HH

HOS

S

intramolekulaacuteristuumlkoumlrsiacutek

diasztereomerek diasztereomerek

enantiomerek

Oslash87

gytszptehuhudownloadindex16630

A pszeudo-aszimmetriacentrumok konfiguraacutecioacutejaacuteban elteacuterő izomerekegymaacutessal diasztereoizomer viszonyban aacutellnak

rC

C

C

COOH

COOH

H OH

OHH

H OHR

S

sC

C

C

COOH

COOH

H OH

HHO

H OHR

S Oslash88

Geometriai izomeacuteria

kettős koumlteacutesű vegyuumlletekneacutelciklusos vegyuumlletekneacutel

C CH H

CH3H3CC C

H CH3

HH3C

Felteacutetel (olefinekneacutel) egy adott pilleacuteratomon nem lehet keacutet azonos helyettesiacutetőde adott kettőskoumlteacutes keacutet kuumlloumlnboumlző pilleacuteratomjaacuten lehet egy-egy azonos helyettesiacutető(de ezeknek sem kell szuumlkseacutegkeacuteppen azonosaknak lenniuumlk)

Alfa helyzetű szubsztituens Beacuteta helyzetű szubsztituens

Diasztereomerek

89

Configurational isomers

The particular arrangement of atoms (or goups) in space that is characteristic of a given streoisomer

The configurational isomers can not be transformed into each otherwithout breaking and making a covalent bond

- cis-trans Z-E designations geometric isomers- optical isomerism (cf chirality)

H COOH

H COOH

HOOC H

H COOH

Z E

Oslash90

The requirement for geometric isomerism in alkenes is that each carbon atom involvedin the pi bond have two different groups attached to it such as H and Cl or CH3 and Cl

C CH

H

CH2CH3

CH3

C CH

H

CH2CH3

CH3is the same as

C CCH3

H

CH2CH3

CH3

C CH

CH3

CH2CH3

CH3

geometric isomers

If one of the carbons of the double bond has two identical groups such as two H atomsor two CH3 groups the geometric isomerism is not possible

Z E

Higher priority atoms or groups are on the same side of the pi bond Z bdquotogetherrdquo

Higher priority atoms or groups are on opposite sides of the pi bond E bdquoacrossrdquo

(Look at the single atoms directly attached to the double-bond carbon C and not entire-CH2CH2CH3 group)

Oslash91

Cahn-Ingold-Prelog szekvenciaszabaacutelyokalkeacutenekre vonatkozoacutean

Toumlmegszaacutem

C CT

D

H

DE

Rendszaacutem

C CF

Cl

Br

IZ

Z gt E

E

ZZ C C

C

C

H

NC

C

C

H3C

H3C

CH3

HCH3

H

C CH

NC

C

C

CH3

CH3

H

H

Br

Br

E

R

S

RgtS (DgtL)

92

C CH

H3C

CH

CH

CH3

CH3

CH2

Z ltC

HCH3

CH3

C

H

C

C

H

H

HHH

H

C C

H H

H

C

H

C (C)

o

o

o

H

H(C)oo

o

C CH

H3C

CH

CH

CH3

CH2 Br

CH2

E

C

HCH3

CH2Br

C

H

C

H

H

HCBrH

H

gtC C

H H

H

C

H

C (C)

o

o

o

H

H(C)oo

o

(CON) adott atom ismeacutetelt megjeleniacuteteacutese ---o fantomatom

1 2 3C CCCH CHHH C C(C)CH C(C)HH

1 2 3C CCCH BrCHH gt CHHH C C(C)CH C(C)HH 93

transzE

ciszZ

C CH H

C CH

H

transzZ

ciszE

C CBr H

C CH

Br

Oslash94

Konformaacutecioacutes izomeacuteriaUgyanaz a vaacutez konnektivitaacutes de elteacuterő teacuterbelielrendeződeacutes (valamilyen szimmetria-rendezőhoumlz valoacuteviszony)

Kovalens koumlteacutes elszakiacutetaacutesa eacutes uacutejrakeacutepződeacutese neacutelkuumllegymaacutesba alakiacutethatoacutek

Rotaacutecioacutes izomeacuteriaKuumlloumlnboumlző konformaacutecioacute (konformerek rotamerek)

Axiaacutelis kiralitaacutes R SHelikaacutelis kiralitaacutes P M

95

C CCH3H3C

HHHH

C CCH3

CH3 HH

HH

Konformaacutecioacutes diasztereomerek

C CH

CH3 HCH3

HH C C

H

CH3 CH3H

HH

Konformaacutecioacutes enantiomerek

P M

96

szinperiplanaacuteris szinklinaacutelis antiklinaacutelis antiperiplanaacuteris antiklinaacutelis szinklinaacutelis

pszeudorotaacutecioacute

axiaacutelis ekvatoriaacutelis

Konformerek

kiraacutelis kiraacutelisakiraacutelis akiraacutelis

97

C CCH3

CH3 HH

HHC C

CH3H3C

HHHH

Konfiguraacutecioacutes diasztereomerek

Konformaacutecioacutes diasztereomerek

C CH H

CH3H3CCC

HH3C

H CH3

98

- huacutezaacutes (stretch)

- hajliacutetaacutes (bend)

- csavaraacutes (torsion)

O OH

Hr 1r 2

r 2

O OH

H

α

OH

OH

τ (φ)

Oslash99

O OH

H

HOOH

OOH

HE

α30 kcalmol

Hajliacutetaacutes bend

Huacutezaacutes (nyuacutejtaacutes) stretch

disszociaacutecioacute

E

r

~ 90 ~ 50 kcalmol

HOO + H

HO + HO

Oslash100

H

H

H

O OH

H

1 kcalmol

~ 10kcalmol

(torzioacutes szoumlg)τ

Newman projekcioacute

H H

0o 60o 180o 300o 360o

OO

H

H

HHH HH

Oslash101

CH2 CH2Y ZY = Z = H

Y = Z = CH3

etaacuten

n-butaacuten

300o 360o240o180o120o60o0o

0o120o- 60o-180o-240o-300o-360o-

oacutera jaacuteraacutesaacuteval megegyező

oacutera jaacuteraacutesaacuteval ellenteacutetes

ZY

Z

Y

ZY

Z

Y

Z

Y

ZYZY

syn antisynperiplanar synklinal antiklinal antiperiplanar antiklinal synklinal

102

CCH

H H

HH

HH H

H

H

H H

CCH

H H

H

H HH H

HH

HH

0o 120o 240o 360o

12 M

m

M12 M M

mm

Θ

M = m

E(Θ)

minimum

Maximum

103

HHH H

CH3CH3

HHH H

CH3CH3

H

HH H

CH3

CH3

E

0deg dieacutederes szoumlg

E szabadentalpia-kuumlloumlnbseacuteg

58

29

07

(kcal)

H H

H3CH CH3

H

H H

H3CH H

CH3

H3C CH3

H HH

H

CH3HH H

CH3H

060deg 120deg 180deg 240deg 300deg 360deg

szinperiplanaacuteris szinklinaacutelis antiklinaacutelis antiperiplanaacuteris antiklinaacutelis szinklinaacutelis104

∆G0 = G01 - G0

2

K = e∆G0

RT

∆G = - RT ln K∆G = ∆H - T∆S

∆H = 074

∆S = 2 K = 19

gauche ndash anti araacuteny

minden gauche konformerre keacutet anti forma jut K= [a][g] Oslash105

0o

0o

60o

60o

120o

120o

180o

180o

240o

240o

300o

300o 360o

360o

RELA

T

IacuteV

ENERGIA

ANTI EFFEKTUS

GAUCHE EFFEKTUS

EXTREacuteMGAUCHE

EFFEKTUS

H

H H

H H

H

CH3

H H

H H

CH3

TORZIOacuteS SZOumlG

ZY

Z

YZ

Y

Z

Y

ZY

ZY ZY

F

H H

OH

repulsions

F

H H

H 106

attractiveinteractions

orbitalinteractions

antiperiplanarposition

Anti-effect

107

repulsions

F

H H

OH

repulsions

F

H H

H

Extrem gauche effect

108

C-F

C-H

C-F

C-HC-C C-C

Oslash109

CikloalkaacutenokGyűrűfeszuumlltseacuteg

Hipotetikus planaacuteris rendszerek

Baeyer vegyeacuterteacutekszoumlg-deformaacutecioacute (angulaacuterisgyűrű feszuumlleacutes)

Pitzer anti-aacutellaacuteshoz keacutepesti energiatoumlbblet (torzioacutes feszuumlleacutes)

van der Waals nemkoumltő atomok szterikus koumllcsoumlnhataacutesa

Nem planaacuteris vegyuumlletek

CC C

C

C

boriacuteteacutek

C C C

C

Ctwist

pszeudorotaacutecioacute

CC

C C

V-alakuacute

CCC

CCC

szeacutek110

3 4 5 6 7 8 9 10Gyűrűtagszaacutem

Gyűrű

feszuumlleacutes

kcalmol

hataacutereacuterteacutek

111

Cl

H

H

H

Cl

H

H

Cl

H

H

Cl

H

Cl

H

H

H

H

Cl

mezo SS RR

cisz transz

Ciklopropaacuten

C

C

HOOC

HOOC

H

HOH

OH

S

R

C

C

HOOC

HOOC

OH

HH

OHR

RC

C

COOH

COOH

HO

HH

HOS

S

intramolekulaacuteristuumlkoumlrsiacutek

diasztereomerek diasztereomerek

enantiomerek 112

Ea(a e)

∆Ea+∆E

∆E

Ea(a e)

Z

Hkb 5szeacutek

ZH

kb 95szeacutek

kb 2 kcal

csavartkaacuted

csavartkaacuted

kaacuted

ZH

feacutelszeacutekfeacutelszeacutek

ZH

Ciklohexaacuten

113

A 3-3 nemszomszeacutedos szeacutenatom aacuteltal definiaacutelt siacutekokra

merőleges koumlteacutesiraacutenyok axiaacutelis

A toumlbbi koumlteacutes e keacutet siacutek koumlzoumltt van ekvatoriaacutelis

Pszeudorotaacutecioacute a gyűrűs vegyuumlletek konformerjei

szoumlgfeszuumlltseacuteg neacutelkuumll alakulnak egymaacutesba

114

transz 12-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

cisz 12-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

Z

H

Z

H Z

HZ

Ha

eae

Z

HZ

H

Z

H

Z

H

a

e

ae

115

transz 13-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

cisz 13-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

Z

HZ

H

Z

H Z

H

a

e ae

Z

HZ

HZ

H

Z

H

a

e

ae

116

H

Z

Z

H

H

Z Z

Ha

ea

e

transz 14-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

Z

HZ

H

H

Z

Z

Ha

ea

e

cisz 14-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

117

Oslash118

8 CO2 + 8 H2O

- 12483 kcalmol - 12468 kcalmol

15 kcalmol

CH3

CH3H

H

+ 12 O2

cisz-12-dimetilciklohexaacuten

CH3

H

H

CH3

transz-12-dimetilciklohexaacuten

+ 12 O2

119

Diszubsztituaacutelt ciklohexaacutenokszerkezeti izomerjeinek konformaacutecioacutes viszonyai

Szerkezeti izomer Geometriai izomercisz transz

12

14

ae aa

ea ee

13aa ae

ee ea

120

Oslash121

BrNH2

Br

NH23a 2b

NH2

Br

Br

NH24a 1b

NH2

Br

Br

NH2

1b 4a

NH2

Br

NH2

Br2b 3a

NH2

Br

Br

NH23b 2a

Br

NH2

BrNH24b 1a

Konformaacutecioacutes Konformaacutecioacutes

BrNH2 Br

NH2

1a 4b

Br

NH2

BrNH2

2a 3b

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesenantiomerek

Konfiguraacutecioacutesenantiomerek

diasztereomerek diasztereomerek

12-helyzetben kuumlloumlnboumlző helyettesiacutetőket tartalmazoacute ciklohexaacuten szaacutermazeacutekokkonfiguraacutecioacutes eacutes konformaacutecioacutes viszonyai

Oslash122

H

H

H

HH

H

H

H

Dekalin

cisz transz

123

transz-transz-transzanellaacutecioacute

cisz-transz-transzanellaacutecioacute

DC

BA

DC

BA

H H

R

H

H H

H

H

H

R

H H

DCBA

R

H

H

H

H

H

H

DCBA

R

H

H

H

H

H

H

CH3

CH3

CH3

CH3

Oslash124

A kiralitaacutes kialakulaacutesa eacutes bioloacutegiai jelentőseacutege

Kiraacutelis vegyuumlletek

termeacuteszetes aminosavak (elsősorban L konfiguraacutecioacute)peptidek enzimektermeacuteszetes szeacutenhidraacutetok (elsősorban D konfiguraacutecioacute)gyoacutegyszerek

Az első kiraacutelis vegyuumllet kialakulaacutesa

az elemi reacuteszek gyenge koumllcsoumlnhataacutesaacutenakiraacutenyfuumlggeacuteseacutevel van kapcsolatban

autokataliacutezis

a termeacuteszet nem tuumlkoumlrszimmetrikus (a termeacuteszet homokiraacutelis)

Oslash125

Az optikai aktivitaacuteseredete szeacutenhidraacutetokkiralitaacutescentrumaacutenakkieacutepuumlleacutese a termeacuteszetben

Oslash126

Oslash127

• Slide Number 1
• Slide Number 2
• Slide Number 3
• Slide Number 4
• Slide Number 5
• Slide Number 6
• Slide Number 7
• Izomeacuteria
• Slide Number 9
• Slide Number 10
• Slide Number 11
• Slide Number 12
• Slide Number 13
• Slide Number 14
• Slide Number 15
• Slide Number 16
• Slide Number 17
• Slide Number 18
• Szerkezeti izomeacuteria
• Slide Number 20
• Slide Number 21
• Slide Number 22
• Slide Number 23
• Slide Number 24
• A tautomeacuteria tiacutepusai
• Slide Number 26
• Slide Number 27
• Slide Number 28
• Slide Number 29
• Slide Number 30
• Sztereoizomeacuteria
• Slide Number 32
• Slide Number 33
• Slide Number 34
• Slide Number 35
• Slide Number 36
• Slide Number 37
• Slide Number 38
• Slide Number 39
• Slide Number 40
• Slide Number 41
• Slide Number 42
• Slide Number 43
• Slide Number 44
• Slide Number 45
• Slide Number 46
• Slide Number 47
• Tovaacutebbi kiralitaacutes tiacutepusok
• Slide Number 49
• Slide Number 50
• Slide Number 51
• Slide Number 52
• Slide Number 53
• Slide Number 54
• Slide Number 55
• Slide Number 56
• Slide Number 57
• Toumlbb kiralitaacuteskoumlzpont
• Slide Number 59
• Slide Number 60
• Slide Number 61
• Slide Number 62
• Slide Number 63
• Slide Number 64
• Slide Number 65
• Slide Number 66
• Slide Number 67
• Slide Number 68
• Slide Number 69
• Slide Number 70
• Slide Number 71
• Slide Number 72
• Slide Number 73
• Slide Number 74
• Slide Number 75
• Konfiguraacutecioacutes izomeacuteria
• Slide Number 77
• Slide Number 78
• Slide Number 79
• Slide Number 80
• Slide Number 81
• Slide Number 82
• Slide Number 83
• Slide Number 84
• Slide Number 85
• Slide Number 86
• Slide Number 87
• Slide Number 88
• Slide Number 89
• Slide Number 90
• Slide Number 91
• Slide Number 92
• Slide Number 93
• Slide Number 94
• Slide Number 95
• Slide Number 96
• Slide Number 97
• Slide Number 98
• Slide Number 99
• Slide Number 100
• Slide Number 101
• Slide Number 102
• Slide Number 103
• Slide Number 104
• Slide Number 105
• Slide Number 106
• Slide Number 107
• Slide Number 108
• Slide Number 109
• Slide Number 110
• Slide Number 111
• Slide Number 112
• Slide Number 113
• Slide Number 114
• Slide Number 115
• Slide Number 116
• Slide Number 117
• Slide Number 118
• Slide Number 119
• Slide Number 120
• Slide Number 121
• Slide Number 122
• Slide Number 123
• Slide Number 124
• Slide Number 125
• Slide Number 126
• Slide Number 127

C CH3C

Cl

C

H

CH3

BrH

C CCl

H3C

C

H

CH3

BrH

C CH3C

Cl

C

H

CH3

HBr

C CCl

H3C

C

H

CH3

HBr

E R

E S

Z R

Z S

Enantiomerek Enantiomerek

Diasztereomerek

Diasztereomerek

Diasztereomerek

Diasztereomerek

Oslash35

Kiraacutelis vegyuumlletek kiraacutelis koumllcsoumlnhataacutesok

termeacuteszetes aminosavak (főkeacutent L konfiguraacutecioacute)peptidek enzimek

termeacuteszetes szeacutenhidraacutetok (D konfiguraacutecioacute)

gyoacutegyszerek (sok esetben kiraacutelis molekulaacutek)

gyoacutegyszer-receptor koumllcsoumlnhataacutes

Sztereokeacutemia jelentőseacutege

Oslash36

Journal of

Chemical Education

ISSN 0021-9584

Volume 73 Number 6June 1996

Oslash37

Journal ofChemical Education

ISSN 0021-958413

Volume 73 Number 6June 199613

13

13

Oslash38

Kiralitaacutes

A kiraacutelis taacutergyak tuumlkoumlrkeacutepuumlkkel nem hozhatoacutek fedeacutesbe sem rotaacutecioacutes semtranszlaacutecioacutes mozgaacutessal (kiveacuteve a molekulaacuten beluumlli rotaacutecioacute lehetőseacutegeacutet)

A kiralitaacutes szerkezeti felteacutetelea taacutergynak ne legyen tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengelye

Tiacutepusok

Centraacutelis kiralitaacutes ndash sztereogeacuten centrum (R S D L)egy kiraacutelis (szeacuten)atomtoumlbb kiraacutelis szeacutenatom

Axiaacutelis kiralitaacutes ndash tengely koumlruumlli elhelyezkedeacutes (R S)alleacutenizomeacuteria spirovegyuumlletek atropizomeacuteria

Planaacuteris kiralitaacutes ndash siacutekhoz viszonyiacutetott helyzet (P pR M pS)csavart kaacutedak transz cikloalkeacuten

Helikaacutelis kiralitaacutes ndash nem siacutekbeli csavarvonalak (P M)alkaacuten konformerek (gauche antiklinaacutelis)heliceacutenek

39

Azonos minőseacutegi mennyiseacutegi oumlsszeteacutetel moacuteltoumlmeg konstituacutecioacute de kuumlloumlnboumlző teacuterbeli sorrend

Cl

F BrH

R S

Cl

FBrH

konfiguraacutecioacutejeloumlleacutes (+) (ndash) = d l D L R S

40

Azonos minőseacutegi mennyiseacutegi oumlsszeteacutetel moacuteltoumlmeg konstituacutecioacute de kuumlloumlnboumlző teacuterbeli sorrend

C

l

F

B

r

H

R

S

C

l

F

B

r

H

konfiguraacutecioacutejeloumlleacutes(+) (ndash) = d ld l R S

_1063020419

2

1

3

X4

1

X4

23

1

X4

32

(R) (S)

CC

2

1

3

I

BrCl

4F

2

1

3

OH

DT

4H C

OH

H

DT

(R)(S)

41

(R)

HCC

C CHH

HO H

CCC

H HC H

CHH3C

H

HH

H

H

C

Cl HH H

HH

1 4

3

2

1 oumlvezet2 oumlvezet

3 oumlvezet

4 oumlvezet

H

42

CH

OHCH3

CH3CH2

(R)-butaacuten-2-ol (S)-butaacuten-2-ol

180o-os forgataacutes

CH

OHCH3

CH3CH2

CH

OHCH3CH2

CH3

CH

HOCH2CH3

CH3

CH

OHCH3CH2

CH3

A kiralitaacutes az atomok egy pont (sztereogeacuten centrum kiralitaacutescentrum aszimmetriacentrum)koumlruumlli elrendeződeacuteseacutenek koumlvetkezmeacutenye A kiralitaacutest leacutetrehozoacute szerkezeti elemek elrendeződeacuteseegy koumlzpontra vonatkoztathatoacute Egy X centraacutelis atomhoz neacutegy kuumlloumlnboumlző ligandum kapcsoloacutedik a tuumlkoumlrkeacutepek nem hozhatoacutek fedeacutesbe a keacutet konfiguraacutecioacutes izomer enantiomer viszonyban van egymaacutessalSztereogeacuten centrum ndash Egy sp3 szeacutenatom (vagy maacutes atom) 4 kuumlloumlnboumlző ligandumot tartalmaz

Centraacutelis kiralitaacutes

43

Optikai izomeacuteria

Optikai izomerek olyan sztereoizomerek amelyek optikai forgatoacutekeacutepesseacutegbenkuumlloumlnboumlznek

Centraacutelis kiralitaacutes

Sztereogeacuten centrum aacutebraacutezolaacutesaperspektiacutevikus (teacuterszerkezeti)proiciaacutelt (vetiacutetett)

keacuteplettel (Fischer projekcioacute)

L

COOH

CH3H2NH

R

D

COOH

CH3 NH2H

S

intermolekulaacuteristuumlkoumlrsiacutek

COOH

CH3

H NH2

COOH

CH3

H2N H

44

Optikai aktivitaacutesAzok a vegyuumlletek melyek a siacutekban polarizaacutelt feacuteny siacutekjaacutet elforgatjaacutek optikailag aktiacutevakJobbra forgataacutes (oacuteramutatoacuteval azonos) jele (+) balra forgataacutes (oacuteramutatoacuteval ellenteacutetes) jele (-)

Azok a molekulaacutek keacutepesek optikai forgatoacutekeacutepesseacuteg leacutetrehozaacutesaacutera melyek mindenkonformaacutecioacuteja kiraacutelisHa egy kiraacutelis vegyuumlletnek csak egyik enantiomerje van jelen a vegyuumllet optikailag aktiacutev(elforgatja a polarizaacutelt feacuteny siacutekjaacutet) Ha a keacutet enantimer ekvimolaacuteris elegye (racemaacutet) van jelen a tuumlkoumlrkeacutepi paacuterok kompenzaacutecioacuteja miatt nincs makroszkoacutepikus forgataacutes

Oslash45

Fresnel elmeacutelete szerint a siacutekban polarizaacutelt feacuteny keacutet ellenteacutetes iraacutenyaacutebacirkulaacuterisan polarizaacutelt komponensből tevődik oumlssze Optikailag aktiacutev koumlzegbenaz egyik cirkulaacuteris komponens lassabban halad mint a maacutesik ezeacutert aztaacutenamikor kileacutepnek a koumlzegből eltoloacutedott faacutezisban oumlsszegeződnek uacutejra s eza polarizaacutecioacute siacutekjaacutenak elfordulaacutesaacuteban nyilvaacutenul meg Az optikailag aktiacutev anyagmolekulaacutei kuumlloumlnboumlző meacuterteacutekű koumllcsoumlnhataacutesba leacutepnek a jobbra eacutes a balracirkulaacuteris feacutenysugaacuterral A cirkulaacuterisan polaacuterozott feacuteny uacutegy jellemezhető hogya feacutenysugaacuter menteacuten az elektromaacutegneses teret leiacuteroacute elektromos eacutes maacutegnesesvektorok veacutegpontjai egy jobb vagy bal menetű csavarvonalon helyezkednek el

Optikai aktivitaacutes meacutereacutese

polarimetertube

Polarizerfixed Nicolprism

Plane-polarizedlight

Solution of opticallyactive material

Plane ofpolarizationhas undergonea rotation

Analyizermovable Nicolprism

ViewerUnpolarizedlight fromsource

Oslash46

siacutekban polarizaacutelt feacuteny

polarizaacuteloacute lencse (Nicol prizma)

normaacutel feacuteny

a)

b)

c)

x

z

z

z

siacutekban polaacuterozott feacuteny P eacutes M helicitaacutesuacutecirkulaacuterisan polaacuterozott feacuteny

minta

x

z

α

z

x

Oslash47

Tovaacutebbi kiralitaacutes tiacutepusok

48

Sztereogeacuten centrum jelenleacutete nem szuumlkseacuteges sem nem eleacutegseacuteges felteacutetele a kiralitaacutesnak

Nem szuumlkseacuteges peacuteldaacuteul axiaacutelis kiralitaacutes planaacuteris kiralitaacutes

Axiaacutelis kiralitaacutes A kiralitaacutes az atomok egy tengely koumlruumlli elrendeződeacuteseacutenek koumlvetkezmeacutenye

Alleacutenek kiralitaacutesa

Planaacuteris kiralitaacutes A kiralitaacutes az atomok egy siacutek koumlruumlli elhelyezkedeacuteseacutenek koumlvetkezmeacutenye

Helikaacutelis kiralitaacutes Csavarvonal (spiraacutelis) szerkezetű molekulaacutekPl DNS kettős heacutelixe polipeptidek kettős α-heacutelixe

C C CH

ClHCl CCC

H

ClHCl

COOH

CH3

CrOC

OCOC

CrCO

COCO

COOH

CH3

49

R S

HOOC

Br

COOH

Br6

2

6

2COOH

Br

HOOC

Br

tuumlkoumlrsiacutek

C

Br

COOHBr1

2

3 4

HOO c2COOH

Br

BrHOOC

c2

1

2

34

Atropizomeacuteria

50

Axiaacutelis kiralitaacutes

R-konfiguraacutecioacute

51

C CH

H3CC

H

CH3

CCH

CH3C

H

H3C

NH

HN

NH

NH

tuumlkoumlrsiacutek

Nem minden kiraacutelis molekula rendelkezik aszimmetria centrummal

52

Cukor Foszfor atom Oslash53

Konformaacutecioacutes enantiomerek

P M

Helikaacutelis kiralitaacutes

Konfiguraacutecioacutes enantiomerek

P M

Heptaheliceacuten n-Butaacuten

54

Oslash55

56

Feheacuterjeacutek teacuterszerkezete

Oslash

57

Nukleinsavak teacuterszerkezete

Oslash

Toumlbb kiralitaacuteskoumlzpont

58

Toumlbb aszimmetria centrumot tartalmazoacute vegyuumlleteklehetseacuteges sztereoizomereinek szaacutema

A nem enantiomeacuteria viszonyban aacutelloacute sztereoizomerek

diasztereomerek

Ha az n db aszimmetria centrum koumlzoumltt vannak azonosak a fuumlggetlen sztereoizomerek szaacutema lt 2n

mezo-forma nem kiraacutelis

2n

59

CH3CH3

HO H

OHHCH3

H3COHH

HO H

CH3CH3

HO H

HHOCH3

H3COHH

H OH

CH3CH3

HO H

OHH

180o forgataacutes

mezo-23-butaacutendioltuumlkoumlrkeacutepi paacuterok fedeacutesbe hozhatoacutek - akiraacutelis

(2R3R)-23-butaacutendiol (2S3S)-23-butaacutendiol

CH3 CH3

H HHO OH

Egyetlen sztereogeacuten centrumot tartalmazoacute molekula mindig kiraacutelis desztereogeacuten centrum jelenleacutete nem szuumlkseacuteges sem nem eleacutegseacuteges felteacutetele a kiralitaacutesnak

Nem eleacutegseacuteges toumlbb sztereogeacuten centrumot tartalmazoacute molekula lehet akiraacutelisPeacutelda

60

Nem minden olyan molekula kiraacutelis amely aszimmetria centrumokkal rendelkezik

Nem minden kiraacutelis molekula rendelkezik aszimmetria centrummal

axiaacutelis kiralitaacutes 13-diszubsztituaacutelt alleacuten planaacuteris kiralitaacutes spirovegyuumlletek koumlreacuteben

mezo vegyuumlletek cisz-12-azonosandiszubsztituaacutelt ciklopropaacuten

Oslash61

COOHH

HHOOC

CH3H

H3C HS2

COOH

HHO

H OH

COOH

S2

COOHH

HHOOC

HH

H H

borkősav

Newman (fűreacuteszbak) projekcioacuteKonformatiacutev

62

Fisher projekcioacuteval aacutebraacutezolt L- eacutes D-borkősav

mezo-borkotildesav

COOHCH OHCCOOH

OHH

COOHCHO HCCOOH

HHO

szotildelotildesav

COOHCH OHCCOOH

HHO

COOHCHO HCCOOH

OHH

L-(+)-borkotildesav D-(-)-borkotildesav

63

Oslash64

Cl

H

H

H

Cl

H

H

Cl

H

H

Cl

H

Cl

H

H

H

H

Cl

mezo SS RR

cisz transz

Nem minden olyan molekula kiraacutelis amely aszimmetria centrumokkal rendelkezik

65

Szimmeriaelemek(szimmetria azonos meacuteret)

Akkor mondjuk hogy egy taacutergy szimmetriaelemmel rendelkezik ha a megfelelőszimmetriaművelet (tuumlkroumlzeacutes forgataacutes inverzioacute) a taacutergyat az eredetivel fedeacutesbehozhatoacute alakzattaacute konvertaacutelja

Pontcsoport ndash meghataacuterozott taacutergyra vonatkozoacute szimmetriaműveletek oumlsszesseacutege

szimmetriasiacutek (σ) a molekulaacutet keacutet olyan feacutelre bontja amelyek egymaacutesnak pontostuumlkoumlrkeacutepei (Szimmetriasiacutekot tartalmazoacute molekula akiraacutelis de a siacutek hiaacutenya nem okozkiralitaacutest)

n-ed rendű forgaacutesi szimmetriatengely (Cn) a molekulaacutet a tengely koumlruumll 360degnszoumlggel elforgatva az eredetitől megkuumlloumlnboumlzhetetlen molekulaacutet kapunk

szimmetriacentrum (inverzioacutes centrum) (Ci) a molekula baacutermely elemeacutet aszimmetriacentrummal oumlsszekoumltve eacutes az ellenkező iraacutenyba azonos taacutevolsaacutegrameghosszabbiacutetva azonos elemhez jutunk (Szimmetriacentrumot tartalmazoacutemolekula akiraacutelis de hiaacutenya nem okoz kiralitaacutest)

n-ed rendű tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengely (Sn) a molekulaacutet 360degn szoumlggel elforgatvaeacutes a tengelyre merőleges siacutekra tuumlkroumlzve az eredetitől megkuumlloumlnboumlzhetetlenmolekulaacutet kapunk (Tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengelyt tartalmazoacute molekula akiraacutelishiaacutenyaacuteban a molekula kiraacutelis) 66

C CCH3

H

H

CH3180o C C

CH3

H

CH3

H360o

siacutek

tengely

siacutek

tengely

Keacutetfogaacutesuacute tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengely Egyfogaacutesuacute tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengely

Szimmetriacentrum Szimmetriasiacutek

Tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengelyValamely taacutergy akkor jellemezhető Sn azaz n-ed rendű tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengellyel ha annak baacutermely pontjaacutet a tengely koumlruumll 360n fokos szoumlggelelfordiacutetva eacutes a tengelyre merőlegesen fektetett siacutekon keresztuumll tuumlkroumlzve az eredetiobjektumot kapjuk meg (n szuumlkseacutegkeacuteppen paacuteros vagy 1)

Az S1-tengely szimmetriasiacutekkal (σ) az S2-tengely viszont szimmetriacentrummal (Ci) egyeneacuterteacutekű

A szimmetriacentrumon aacutethaladoacute baacutermely egyenesen a centrumtoacutel egyenlő taacutevolsaacutegban azonos elemek talaacutelhatoacutek

Akiraacutelis molekulaacutek

67

szimmetriasiacutek (m S1) forgaacutesi szimmetriatengely (Cn) szimmetriacentrum (Ci S2)

Szimmetrikus + +

Szimmetrikus + -

Koumlzeacuteppontosan - + szimmetrikus

Disszimetrikus - + - (kiraacutelis)

Aszimmetrikus - - - (kiraacutelis)

Szimmetriaelem művelet

Szimmetriasiacutek tuumlkroumlzeacutes

Szimmetriatengely forgataacutes

Szimmetriacentrum inverzioacute

Szimmetriaelem művelet

Azonossaacuteg vaacuteltozatlanulhagyaacutes

Tuumlkroumlzeacutesi forgataacutes eacutesszimmetriatengely (giroid) tengelyre merőleges

tuumlkroumlzeacutesOslash68

Oslash69

Oslash70

Oslash71

Oslash72

1 Atomic number2 Atomic mass3 Z gt E4 R gt S5 Spheres6 Single-bond equivalencies

Cahn-Ingold-Prelog nomenclature system

Sequence rules for order of priority

1 If the atoms in question are different the sequence order is by atomic number with theatom of highest atomic number receiving the highest priority

F lt Cl lt Br lt I

increasing priority

2 If two isotopes of the same element are present the isotope of higher mass receivesthe higher priority

H lt D

increasing priority73

5 If two atoms are identical the atomic numbers of the next atoms are used for priorityassignment If these atoms also have identical atoms attached to them priority isdetermined at the first point of difference along the chain The atom that has attached to itan atom of higher priority has the higher priority (Do not use the sums of the atomic numbersBut look for the single atom of highest priority)

74

6 Atoms attached by double or triple bond are given single-bond equivalencies so that theycan be treated like single-bonded groups in determining priority Each doubly bonded atom isduplicated (or triplicated for triple bonds)

R C

O

OH

Structure Equivalent for priority determination

R C

O

O

OH

C

R C N R C

N

N

NC

C

75

Konfiguraacutecioacutes izomeacuteriaUgyanaz a vaacutez konnektivitaacutes de elteacuterő teacuterbelielrendeződeacutes (valamilyen szimmetria-rendezőhoumlz valoacuteviszony)

Nem alakiacutethatoacutek egymaacutesba kovalens koumlteacutes elszakiacutetaacutesaeacutes uacutejrakeacutepződeacutese neacutelkuumll

optikai izomerek (optikai aktivitaacutes) R Sgeometriai izomerek cisz-transz E-Z

76

Konfiguraacutecioacutes diasztereomerekFizikai eacutes keacutemia tulajdonsaacutegaik elteacuternek

Konfiguraacutecioacutes enantiomerekFizikai eacutes keacutemiai tulajdonsaacutegaikazonosak kiveacutevebull azonos meacuterteacutekű de ellenteacutetesiraacutenyuacute optikai forgatoacutekeacutepesseacutegbull elteacuterő reaktivitaacutes maacutes kiraacutelis vegyuumlletekkel valoacute reakcioacuteban

C

C

Cl

Cl H

HC

C

H

Cl H

Cl

cisz-12-dikloacutereteacuten transz-12-dikloacutereteacuten

Br Cl

Cl BrF F

Cl Br

Br FF Cl

(R) (R) (S) (R)

CH

OHCH3CH2

CH3

CH

HOCH2CH3

CH3

CH

OHCH3CH2

CH3

CH

OHCH3

CH3CH2

180o-os forgataacutes

(R)-butaacuten-2-ol (S)-butaacuten-2-olfp 995 oC 995 oCd4

20 0808 0808nD

20 1397 1397[α]D

25 -1352o +1352o

(R)-butaacuten-2-ol (S)-butaacuten-2-ol

CH

OHCH3

CH3CH2

77

Elegykristaacutely

bullveacuteletlenszerűen tartalmazza mindkeacutet enantiomertbulla tiszta enantiomerek eacutes az enantiomer kevereacutekek tulajdonsaacutegai azonosak

Konglomeraacutetum

bullcsak az egyik vagy a maacutesik enantiomert tartalmazzabullaz enantiomerek mechanikusan is elkuumlloumlniacutethetők egymaacutestoacutel

Molekulavegyuumllet

bulla keacutet enantiomer a kristaacutelyban 11 araacutenyban fordul elő (raceacutem elegy)bulla raceacutem elegy eacutes az enantiomerek olvadaacutespontja kuumlloumlnboumlző

bullakiraacutelis koumlruumllmeacutenyek koumlzoumltt megegyező fizikai eacutes keacutemiai tulajdonsaacutegokbullkiraacutelis koumlruumllmeacutenyek koumlzoumltt elteacuterő (kiraacutelis molekulaacutek polarizaacutelt feacuteny)bullenantiomerek koumlzoumltti 3 fő koumllcsoumlnhataacutes

elegykristaacutely keacutepzeacuteskonglomeraacutetum keacutepzeacutesmolekulavegyuumllet keacutepzeacutes

Enantiomerek

78

Enantiomerek egyeacuteb kevereacutekeit az uacutegynevezett bdquoenantiomeric excessrdquo (ee) [enantiomerfelesleg] eacuterteacutekkel jellemezzuumlk (R) eacutes (S) a megfelelő enantiomerek mennyiseacutege a kevereacutekben

A komponensek mennyiseacutegeacutenek meghataacuterozaacutesaKiraacutelis oszlopkromatigraacutefia (enantiomerek elvaacutelasztaacutesa)NMR spektroszkoacutepia

ee =(R) - (S)(R) + (S) 100

Enantiomer felesleg

Az enantiomerfelesleg az aszimmetrikus szinteacutezis sikeresseacutegeacutenek egyikmeacuterőszaacutema Diasztereomerek kevereacuteke eseteacuten hasonloacute moacutedon definiaacuteljaacutek eacuteshasznaacuteljaacutek a diasztereomer felesleg eacutes a szaacutezaleacutekos diasztereomer feleslegfogalmaacutet

Egy 70 R eacutes 30 S izomert tartalmazoacute minta enantiomerfeleslege peacuteldaacuteul40 Ezt az anyagot uacutegy is tekinthetjuumlk mint 40 tiszta R izomer eacutes 60 raceacutemelegy (mely a teljes mennyiseacuteghez 30 R eacutes 30 S izomerrel jaacuterul hozzaacute)kevereacuteke 79

C

C

HOOC

HOOC

H

HOH

OH

S

R

C

C

HOOC

HOOC

OH

HH

OHR

RC

C

COOH

COOH

HO

HH

HOS

S

intramolekulaacuteristuumlkoumlrsiacutek

diasztereomerek diasztereomerek

enantiomerek

COOH

CH3H2NH

R

COOH

CH3 NH2H

S

enantiomerek

Enantiomerek eacutes diasztereomerek

80

C

NH2

COOHHH3C C

CH2SH

COOHH2NH

Ala Cys

Aacutebraacutezolja Fischer keacuteplettel az alaacutebbi perspektivikus keacuteplettel megadott aminosavakat

CH3

COOH

H2N H

CH2SH

COOH

H2N H

Ala Cys

S R

L L81

CNH2H

H3C

COOH

C

COOH

CH2SHH2NH

CCH3H

H2N

COOH

C

COOH

CH2SHHH2N

C

NH2

COOHHH3C

C

CH2SH

COOHH2NH

CH3

COOH

H2N H

CH2SH

COOH

H2N H

82

Enantiomerek eacutes mezo vegyuumlletek

Pszeudoaszimmetria

C

C

HOOC

HOOC

H

HOH

OH

S

R

C

C

HOOC

HOOC

OH

HH

OHR

RC

C

COOH

COOH

HO

HH

HOS

S

intramolekulaacuteristuumlkoumlrsiacutek

diasztereomerek diasztereomerek

enantiomerek

C

C

C

COOH

COOH

HO H

OHH

H OHR

R

C

C

C

COOH

COOH

H OH

HHO

HO HS

S

enantiomerek

optikailag aktiacutevak

C

C

C

COOH

COOH

H OH

OHH

H OHR

S

C

C

C

COOH

COOH

H OH

HHO

H OHR

S

optikailag inaktiacutevak

r s

83

COOH

COOH

COOHHOOC COOH

HOOC COOH

HOOC

mcisz transz transz

szerkezetiizomeacuteria

geometriaiizomeacuteria

optikai izomeacuteria

84

R

RHOH

akiraacutelisszeacutenatom

R

SHOH

rS

RHOH

s

RgtS r s

(S)

(S)

pszeudoaszimmetriaacutes szeacutenatom

akiraacutelis molekulamezo vegyuumllet

akiraacutelisC2 forgaacutesi szimmetriatengely

kiraacutelis

HOOC COOH

Br

m

HOOC COOH

m

HOOC

COOH

pro-pszeudoaszimmetriaacutes szeacutenatom

85

Kiraacutelis molekulaacutekon beluumll is sok esetben talaacutelhatoacute pszeudo-aszimmetriacentrum amennyiben a keacutet enantiomorf ligandum mellett tovaacutebbi aszimmetrikus ligandum is kapcsoloacutedik a centrumhoz (peacuteldaacuteul atropin eacutes szaacutermazeacutekai)

gytszptehuhudownloadindex16630

Oslash86

Mezo-forma a) mindig akiraacutelisb) mindig kell lennie kiraacutelis disztereomerjeacutenek is

gytszptehuhudownloadindex16630

C

C

HOOC

HOOC

H

HOH

OH

S

R

C

C

HOOC

HOOC

OH

HH

OHR

RC

C

COOH

COOH

HO

HH

HOS

S

intramolekulaacuteristuumlkoumlrsiacutek

diasztereomerek diasztereomerek

enantiomerek

Oslash87

gytszptehuhudownloadindex16630

A pszeudo-aszimmetriacentrumok konfiguraacutecioacutejaacuteban elteacuterő izomerekegymaacutessal diasztereoizomer viszonyban aacutellnak

rC

C

C

COOH

COOH

H OH

OHH

H OHR

S

sC

C

C

COOH

COOH

H OH

HHO

H OHR

S Oslash88

Geometriai izomeacuteria

kettős koumlteacutesű vegyuumlletekneacutelciklusos vegyuumlletekneacutel

C CH H

CH3H3CC C

H CH3

HH3C

Felteacutetel (olefinekneacutel) egy adott pilleacuteratomon nem lehet keacutet azonos helyettesiacutetőde adott kettőskoumlteacutes keacutet kuumlloumlnboumlző pilleacuteratomjaacuten lehet egy-egy azonos helyettesiacutető(de ezeknek sem kell szuumlkseacutegkeacuteppen azonosaknak lenniuumlk)

Alfa helyzetű szubsztituens Beacuteta helyzetű szubsztituens

Diasztereomerek

89

Configurational isomers

The particular arrangement of atoms (or goups) in space that is characteristic of a given streoisomer

The configurational isomers can not be transformed into each otherwithout breaking and making a covalent bond

- cis-trans Z-E designations geometric isomers- optical isomerism (cf chirality)

H COOH

H COOH

HOOC H

H COOH

Z E

Oslash90

The requirement for geometric isomerism in alkenes is that each carbon atom involvedin the pi bond have two different groups attached to it such as H and Cl or CH3 and Cl

C CH

H

CH2CH3

CH3

C CH

H

CH2CH3

CH3is the same as

C CCH3

H

CH2CH3

CH3

C CH

CH3

CH2CH3

CH3

geometric isomers

If one of the carbons of the double bond has two identical groups such as two H atomsor two CH3 groups the geometric isomerism is not possible

Z E

Higher priority atoms or groups are on the same side of the pi bond Z bdquotogetherrdquo

Higher priority atoms or groups are on opposite sides of the pi bond E bdquoacrossrdquo

(Look at the single atoms directly attached to the double-bond carbon C and not entire-CH2CH2CH3 group)

Oslash91

Cahn-Ingold-Prelog szekvenciaszabaacutelyokalkeacutenekre vonatkozoacutean

Toumlmegszaacutem

C CT

D

H

DE

Rendszaacutem

C CF

Cl

Br

IZ

Z gt E

E

ZZ C C

C

C

H

NC

C

C

H3C

H3C

CH3

HCH3

H

C CH

NC

C

C

CH3

CH3

H

H

Br

Br

E

R

S

RgtS (DgtL)

92

C CH

H3C

CH

CH

CH3

CH3

CH2

Z ltC

HCH3

CH3

C

H

C

C

H

H

HHH

H

C C

H H

H

C

H

C (C)

o

o

o

H

H(C)oo

o

C CH

H3C

CH

CH

CH3

CH2 Br

CH2

E

C

HCH3

CH2Br

C

H

C

H

H

HCBrH

H

gtC C

H H

H

C

H

C (C)

o

o

o

H

H(C)oo

o

(CON) adott atom ismeacutetelt megjeleniacuteteacutese ---o fantomatom

1 2 3C CCCH CHHH C C(C)CH C(C)HH

1 2 3C CCCH BrCHH gt CHHH C C(C)CH C(C)HH 93

transzE

ciszZ

C CH H

C CH

H

transzZ

ciszE

C CBr H

C CH

Br

Oslash94

Konformaacutecioacutes izomeacuteriaUgyanaz a vaacutez konnektivitaacutes de elteacuterő teacuterbelielrendeződeacutes (valamilyen szimmetria-rendezőhoumlz valoacuteviszony)

Kovalens koumlteacutes elszakiacutetaacutesa eacutes uacutejrakeacutepződeacutese neacutelkuumllegymaacutesba alakiacutethatoacutek

Rotaacutecioacutes izomeacuteriaKuumlloumlnboumlző konformaacutecioacute (konformerek rotamerek)

Axiaacutelis kiralitaacutes R SHelikaacutelis kiralitaacutes P M

95

C CCH3H3C

HHHH

C CCH3

CH3 HH

HH

Konformaacutecioacutes diasztereomerek

C CH

CH3 HCH3

HH C C

H

CH3 CH3H

HH

Konformaacutecioacutes enantiomerek

P M

96

szinperiplanaacuteris szinklinaacutelis antiklinaacutelis antiperiplanaacuteris antiklinaacutelis szinklinaacutelis

pszeudorotaacutecioacute

axiaacutelis ekvatoriaacutelis

Konformerek

kiraacutelis kiraacutelisakiraacutelis akiraacutelis

97

C CCH3

CH3 HH

HHC C

CH3H3C

HHHH

Konfiguraacutecioacutes diasztereomerek

Konformaacutecioacutes diasztereomerek

C CH H

CH3H3CCC

HH3C

H CH3

98

- huacutezaacutes (stretch)

- hajliacutetaacutes (bend)

- csavaraacutes (torsion)

O OH

Hr 1r 2

r 2

O OH

H

α

OH

OH

τ (φ)

Oslash99

O OH

H

HOOH

OOH

HE

α30 kcalmol

Hajliacutetaacutes bend

Huacutezaacutes (nyuacutejtaacutes) stretch

disszociaacutecioacute

E

r

~ 90 ~ 50 kcalmol

HOO + H

HO + HO

Oslash100

H

H

H

O OH

H

1 kcalmol

~ 10kcalmol

(torzioacutes szoumlg)τ

Newman projekcioacute

H H

0o 60o 180o 300o 360o

OO

H

H

HHH HH

Oslash101

CH2 CH2Y ZY = Z = H

Y = Z = CH3

etaacuten

n-butaacuten

300o 360o240o180o120o60o0o

0o120o- 60o-180o-240o-300o-360o-

oacutera jaacuteraacutesaacuteval megegyező

oacutera jaacuteraacutesaacuteval ellenteacutetes

ZY

Z

Y

ZY

Z

Y

Z

Y

ZYZY

syn antisynperiplanar synklinal antiklinal antiperiplanar antiklinal synklinal

102

CCH

H H

HH

HH H

H

H

H H

CCH

H H

H

H HH H

HH

HH

0o 120o 240o 360o

12 M

m

M12 M M

mm

Θ

M = m

E(Θ)

minimum

Maximum

103

HHH H

CH3CH3

HHH H

CH3CH3

H

HH H

CH3

CH3

E

0deg dieacutederes szoumlg

E szabadentalpia-kuumlloumlnbseacuteg

58

29

07

(kcal)

H H

H3CH CH3

H

H H

H3CH H

CH3

H3C CH3

H HH

H

CH3HH H

CH3H

060deg 120deg 180deg 240deg 300deg 360deg

szinperiplanaacuteris szinklinaacutelis antiklinaacutelis antiperiplanaacuteris antiklinaacutelis szinklinaacutelis104

∆G0 = G01 - G0

2

K = e∆G0

RT

∆G = - RT ln K∆G = ∆H - T∆S

∆H = 074

∆S = 2 K = 19

gauche ndash anti araacuteny

minden gauche konformerre keacutet anti forma jut K= [a][g] Oslash105

0o

0o

60o

60o

120o

120o

180o

180o

240o

240o

300o

300o 360o

360o

RELA

T

IacuteV

ENERGIA

ANTI EFFEKTUS

GAUCHE EFFEKTUS

EXTREacuteMGAUCHE

EFFEKTUS

H

H H

H H

H

CH3

H H

H H

CH3

TORZIOacuteS SZOumlG

ZY

Z

YZ

Y

Z

Y

ZY

ZY ZY

F

H H

OH

repulsions

F

H H

H 106

attractiveinteractions

orbitalinteractions

antiperiplanarposition

Anti-effect

107

repulsions

F

H H

OH

repulsions

F

H H

H

Extrem gauche effect

108

C-F

C-H

C-F

C-HC-C C-C

Oslash109

CikloalkaacutenokGyűrűfeszuumlltseacuteg

Hipotetikus planaacuteris rendszerek

Baeyer vegyeacuterteacutekszoumlg-deformaacutecioacute (angulaacuterisgyűrű feszuumlleacutes)

Pitzer anti-aacutellaacuteshoz keacutepesti energiatoumlbblet (torzioacutes feszuumlleacutes)

van der Waals nemkoumltő atomok szterikus koumllcsoumlnhataacutesa

Nem planaacuteris vegyuumlletek

CC C

C

C

boriacuteteacutek

C C C

C

Ctwist

pszeudorotaacutecioacute

CC

C C

V-alakuacute

CCC

CCC

szeacutek110

3 4 5 6 7 8 9 10Gyűrűtagszaacutem

Gyűrű

feszuumlleacutes

kcalmol

hataacutereacuterteacutek

111

Cl

H

H

H

Cl

H

H

Cl

H

H

Cl

H

Cl

H

H

H

H

Cl

mezo SS RR

cisz transz

Ciklopropaacuten

C

C

HOOC

HOOC

H

HOH

OH

S

R

C

C

HOOC

HOOC

OH

HH

OHR

RC

C

COOH

COOH

HO

HH

HOS

S

intramolekulaacuteristuumlkoumlrsiacutek

diasztereomerek diasztereomerek

enantiomerek 112

Ea(a e)

∆Ea+∆E

∆E

Ea(a e)

Z

Hkb 5szeacutek

ZH

kb 95szeacutek

kb 2 kcal

csavartkaacuted

csavartkaacuted

kaacuted

ZH

feacutelszeacutekfeacutelszeacutek

ZH

Ciklohexaacuten

113

A 3-3 nemszomszeacutedos szeacutenatom aacuteltal definiaacutelt siacutekokra

merőleges koumlteacutesiraacutenyok axiaacutelis

A toumlbbi koumlteacutes e keacutet siacutek koumlzoumltt van ekvatoriaacutelis

Pszeudorotaacutecioacute a gyűrűs vegyuumlletek konformerjei

szoumlgfeszuumlltseacuteg neacutelkuumll alakulnak egymaacutesba

114

transz 12-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

cisz 12-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

Z

H

Z

H Z

HZ

Ha

eae

Z

HZ

H

Z

H

Z

H

a

e

ae

115

transz 13-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

cisz 13-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

Z

HZ

H

Z

H Z

H

a

e ae

Z

HZ

HZ

H

Z

H

a

e

ae

116

H

Z

Z

H

H

Z Z

Ha

ea

e

transz 14-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

Z

HZ

H

H

Z

Z

Ha

ea

e

cisz 14-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

117

Oslash118

8 CO2 + 8 H2O

- 12483 kcalmol - 12468 kcalmol

15 kcalmol

CH3

CH3H

H

+ 12 O2

cisz-12-dimetilciklohexaacuten

CH3

H

H

CH3

transz-12-dimetilciklohexaacuten

+ 12 O2

119

Diszubsztituaacutelt ciklohexaacutenokszerkezeti izomerjeinek konformaacutecioacutes viszonyai

Szerkezeti izomer Geometriai izomercisz transz

12

14

ae aa

ea ee

13aa ae

ee ea

120

Oslash121

BrNH2

Br

NH23a 2b

NH2

Br

Br

NH24a 1b

NH2

Br

Br

NH2

1b 4a

NH2

Br

NH2

Br2b 3a

NH2

Br

Br

NH23b 2a

Br

NH2

BrNH24b 1a

Konformaacutecioacutes Konformaacutecioacutes

BrNH2 Br

NH2

1a 4b

Br

NH2

BrNH2

2a 3b

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesenantiomerek

Konfiguraacutecioacutesenantiomerek

diasztereomerek diasztereomerek

12-helyzetben kuumlloumlnboumlző helyettesiacutetőket tartalmazoacute ciklohexaacuten szaacutermazeacutekokkonfiguraacutecioacutes eacutes konformaacutecioacutes viszonyai

Oslash122

H

H

H

HH

H

H

H

Dekalin

cisz transz

123

transz-transz-transzanellaacutecioacute

cisz-transz-transzanellaacutecioacute

DC

BA

DC

BA

H H

R

H

H H

H

H

H

R

H H

DCBA

R

H

H

H

H

H

H

DCBA

R

H

H

H

H

H

H

CH3

CH3

CH3

CH3

Oslash124

A kiralitaacutes kialakulaacutesa eacutes bioloacutegiai jelentőseacutege

Kiraacutelis vegyuumlletek

termeacuteszetes aminosavak (elsősorban L konfiguraacutecioacute)peptidek enzimektermeacuteszetes szeacutenhidraacutetok (elsősorban D konfiguraacutecioacute)gyoacutegyszerek

Az első kiraacutelis vegyuumllet kialakulaacutesa

az elemi reacuteszek gyenge koumllcsoumlnhataacutesaacutenakiraacutenyfuumlggeacuteseacutevel van kapcsolatban

autokataliacutezis

a termeacuteszet nem tuumlkoumlrszimmetrikus (a termeacuteszet homokiraacutelis)

Oslash125

Az optikai aktivitaacuteseredete szeacutenhidraacutetokkiralitaacutescentrumaacutenakkieacutepuumlleacutese a termeacuteszetben

Oslash126

Oslash127

• Slide Number 1
• Slide Number 2
• Slide Number 3
• Slide Number 4
• Slide Number 5
• Slide Number 6
• Slide Number 7
• Izomeacuteria
• Slide Number 9
• Slide Number 10
• Slide Number 11
• Slide Number 12
• Slide Number 13
• Slide Number 14
• Slide Number 15
• Slide Number 16
• Slide Number 17
• Slide Number 18
• Szerkezeti izomeacuteria
• Slide Number 20
• Slide Number 21
• Slide Number 22
• Slide Number 23
• Slide Number 24
• A tautomeacuteria tiacutepusai
• Slide Number 26
• Slide Number 27
• Slide Number 28
• Slide Number 29
• Slide Number 30
• Sztereoizomeacuteria
• Slide Number 32
• Slide Number 33
• Slide Number 34
• Slide Number 35
• Slide Number 36
• Slide Number 37
• Slide Number 38
• Slide Number 39
• Slide Number 40
• Slide Number 41
• Slide Number 42
• Slide Number 43
• Slide Number 44
• Slide Number 45
• Slide Number 46
• Slide Number 47
• Tovaacutebbi kiralitaacutes tiacutepusok
• Slide Number 49
• Slide Number 50
• Slide Number 51
• Slide Number 52
• Slide Number 53
• Slide Number 54
• Slide Number 55
• Slide Number 56
• Slide Number 57
• Toumlbb kiralitaacuteskoumlzpont
• Slide Number 59
• Slide Number 60
• Slide Number 61
• Slide Number 62
• Slide Number 63
• Slide Number 64
• Slide Number 65
• Slide Number 66
• Slide Number 67
• Slide Number 68
• Slide Number 69
• Slide Number 70
• Slide Number 71
• Slide Number 72
• Slide Number 73
• Slide Number 74
• Slide Number 75
• Konfiguraacutecioacutes izomeacuteria
• Slide Number 77
• Slide Number 78
• Slide Number 79
• Slide Number 80
• Slide Number 81
• Slide Number 82
• Slide Number 83
• Slide Number 84
• Slide Number 85
• Slide Number 86
• Slide Number 87
• Slide Number 88
• Slide Number 89
• Slide Number 90
• Slide Number 91
• Slide Number 92
• Slide Number 93
• Slide Number 94
• Slide Number 95
• Slide Number 96
• Slide Number 97
• Slide Number 98
• Slide Number 99
• Slide Number 100
• Slide Number 101
• Slide Number 102
• Slide Number 103
• Slide Number 104
• Slide Number 105
• Slide Number 106
• Slide Number 107
• Slide Number 108
• Slide Number 109
• Slide Number 110
• Slide Number 111
• Slide Number 112
• Slide Number 113
• Slide Number 114
• Slide Number 115
• Slide Number 116
• Slide Number 117
• Slide Number 118
• Slide Number 119
• Slide Number 120
• Slide Number 121
• Slide Number 122
• Slide Number 123
• Slide Number 124
• Slide Number 125
• Slide Number 126
• Slide Number 127

Kiraacutelis vegyuumlletek kiraacutelis koumllcsoumlnhataacutesok

termeacuteszetes aminosavak (főkeacutent L konfiguraacutecioacute)peptidek enzimek

termeacuteszetes szeacutenhidraacutetok (D konfiguraacutecioacute)

gyoacutegyszerek (sok esetben kiraacutelis molekulaacutek)

gyoacutegyszer-receptor koumllcsoumlnhataacutes

Sztereokeacutemia jelentőseacutege

Oslash36

Journal of

Chemical Education

ISSN 0021-9584

Volume 73 Number 6June 1996

Oslash37

Journal ofChemical Education

ISSN 0021-958413

Volume 73 Number 6June 199613

13

13

Oslash38

Kiralitaacutes

A kiraacutelis taacutergyak tuumlkoumlrkeacutepuumlkkel nem hozhatoacutek fedeacutesbe sem rotaacutecioacutes semtranszlaacutecioacutes mozgaacutessal (kiveacuteve a molekulaacuten beluumlli rotaacutecioacute lehetőseacutegeacutet)

A kiralitaacutes szerkezeti felteacutetelea taacutergynak ne legyen tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengelye

Tiacutepusok

Centraacutelis kiralitaacutes ndash sztereogeacuten centrum (R S D L)egy kiraacutelis (szeacuten)atomtoumlbb kiraacutelis szeacutenatom

Axiaacutelis kiralitaacutes ndash tengely koumlruumlli elhelyezkedeacutes (R S)alleacutenizomeacuteria spirovegyuumlletek atropizomeacuteria

Planaacuteris kiralitaacutes ndash siacutekhoz viszonyiacutetott helyzet (P pR M pS)csavart kaacutedak transz cikloalkeacuten

Helikaacutelis kiralitaacutes ndash nem siacutekbeli csavarvonalak (P M)alkaacuten konformerek (gauche antiklinaacutelis)heliceacutenek

39

Azonos minőseacutegi mennyiseacutegi oumlsszeteacutetel moacuteltoumlmeg konstituacutecioacute de kuumlloumlnboumlző teacuterbeli sorrend

Cl

F BrH

R S

Cl

FBrH

konfiguraacutecioacutejeloumlleacutes (+) (ndash) = d l D L R S

40

Azonos minőseacutegi mennyiseacutegi oumlsszeteacutetel moacuteltoumlmeg konstituacutecioacute de kuumlloumlnboumlző teacuterbeli sorrend

C

l

F

B

r

H

R

S

C

l

F

B

r

H

konfiguraacutecioacutejeloumlleacutes(+) (ndash) = d ld l R S

_1063020419

2

1

3

X4

1

X4

23

1

X4

32

(R) (S)

CC

2

1

3

I

BrCl

4F

2

1

3

OH

DT

4H C

OH

H

DT

(R)(S)

41

(R)

HCC

C CHH

HO H

CCC

H HC H

CHH3C

H

HH

H

H

C

Cl HH H

HH

1 4

3

2

1 oumlvezet2 oumlvezet

3 oumlvezet

4 oumlvezet

H

42

CH

OHCH3

CH3CH2

(R)-butaacuten-2-ol (S)-butaacuten-2-ol

180o-os forgataacutes

CH

OHCH3

CH3CH2

CH

OHCH3CH2

CH3

CH

HOCH2CH3

CH3

CH

OHCH3CH2

CH3

A kiralitaacutes az atomok egy pont (sztereogeacuten centrum kiralitaacutescentrum aszimmetriacentrum)koumlruumlli elrendeződeacuteseacutenek koumlvetkezmeacutenye A kiralitaacutest leacutetrehozoacute szerkezeti elemek elrendeződeacuteseegy koumlzpontra vonatkoztathatoacute Egy X centraacutelis atomhoz neacutegy kuumlloumlnboumlző ligandum kapcsoloacutedik a tuumlkoumlrkeacutepek nem hozhatoacutek fedeacutesbe a keacutet konfiguraacutecioacutes izomer enantiomer viszonyban van egymaacutessalSztereogeacuten centrum ndash Egy sp3 szeacutenatom (vagy maacutes atom) 4 kuumlloumlnboumlző ligandumot tartalmaz

Centraacutelis kiralitaacutes

43

Optikai izomeacuteria

Optikai izomerek olyan sztereoizomerek amelyek optikai forgatoacutekeacutepesseacutegbenkuumlloumlnboumlznek

Centraacutelis kiralitaacutes

Sztereogeacuten centrum aacutebraacutezolaacutesaperspektiacutevikus (teacuterszerkezeti)proiciaacutelt (vetiacutetett)

keacuteplettel (Fischer projekcioacute)

L

COOH

CH3H2NH

R

D

COOH

CH3 NH2H

S

intermolekulaacuteristuumlkoumlrsiacutek

COOH

CH3

H NH2

COOH

CH3

H2N H

44

Optikai aktivitaacutesAzok a vegyuumlletek melyek a siacutekban polarizaacutelt feacuteny siacutekjaacutet elforgatjaacutek optikailag aktiacutevakJobbra forgataacutes (oacuteramutatoacuteval azonos) jele (+) balra forgataacutes (oacuteramutatoacuteval ellenteacutetes) jele (-)

Azok a molekulaacutek keacutepesek optikai forgatoacutekeacutepesseacuteg leacutetrehozaacutesaacutera melyek mindenkonformaacutecioacuteja kiraacutelisHa egy kiraacutelis vegyuumlletnek csak egyik enantiomerje van jelen a vegyuumllet optikailag aktiacutev(elforgatja a polarizaacutelt feacuteny siacutekjaacutet) Ha a keacutet enantimer ekvimolaacuteris elegye (racemaacutet) van jelen a tuumlkoumlrkeacutepi paacuterok kompenzaacutecioacuteja miatt nincs makroszkoacutepikus forgataacutes

Oslash45

Fresnel elmeacutelete szerint a siacutekban polarizaacutelt feacuteny keacutet ellenteacutetes iraacutenyaacutebacirkulaacuterisan polarizaacutelt komponensből tevődik oumlssze Optikailag aktiacutev koumlzegbenaz egyik cirkulaacuteris komponens lassabban halad mint a maacutesik ezeacutert aztaacutenamikor kileacutepnek a koumlzegből eltoloacutedott faacutezisban oumlsszegeződnek uacutejra s eza polarizaacutecioacute siacutekjaacutenak elfordulaacutesaacuteban nyilvaacutenul meg Az optikailag aktiacutev anyagmolekulaacutei kuumlloumlnboumlző meacuterteacutekű koumllcsoumlnhataacutesba leacutepnek a jobbra eacutes a balracirkulaacuteris feacutenysugaacuterral A cirkulaacuterisan polaacuterozott feacuteny uacutegy jellemezhető hogya feacutenysugaacuter menteacuten az elektromaacutegneses teret leiacuteroacute elektromos eacutes maacutegnesesvektorok veacutegpontjai egy jobb vagy bal menetű csavarvonalon helyezkednek el

Optikai aktivitaacutes meacutereacutese

polarimetertube

Polarizerfixed Nicolprism

Plane-polarizedlight

Solution of opticallyactive material

Plane ofpolarizationhas undergonea rotation

Analyizermovable Nicolprism

ViewerUnpolarizedlight fromsource

Oslash46

siacutekban polarizaacutelt feacuteny

polarizaacuteloacute lencse (Nicol prizma)

normaacutel feacuteny

a)

b)

c)

x

z

z

z

siacutekban polaacuterozott feacuteny P eacutes M helicitaacutesuacutecirkulaacuterisan polaacuterozott feacuteny

minta

x

z

α

z

x

Oslash47

Tovaacutebbi kiralitaacutes tiacutepusok

48

Sztereogeacuten centrum jelenleacutete nem szuumlkseacuteges sem nem eleacutegseacuteges felteacutetele a kiralitaacutesnak

Nem szuumlkseacuteges peacuteldaacuteul axiaacutelis kiralitaacutes planaacuteris kiralitaacutes

Axiaacutelis kiralitaacutes A kiralitaacutes az atomok egy tengely koumlruumlli elrendeződeacuteseacutenek koumlvetkezmeacutenye

Alleacutenek kiralitaacutesa

Planaacuteris kiralitaacutes A kiralitaacutes az atomok egy siacutek koumlruumlli elhelyezkedeacuteseacutenek koumlvetkezmeacutenye

Helikaacutelis kiralitaacutes Csavarvonal (spiraacutelis) szerkezetű molekulaacutekPl DNS kettős heacutelixe polipeptidek kettős α-heacutelixe

C C CH

ClHCl CCC

H

ClHCl

COOH

CH3

CrOC

OCOC

CrCO

COCO

COOH

CH3

49

R S

HOOC

Br

COOH

Br6

2

6

2COOH

Br

HOOC

Br

tuumlkoumlrsiacutek

C

Br

COOHBr1

2

3 4

HOO c2COOH

Br

BrHOOC

c2

1

2

34

Atropizomeacuteria

50

Axiaacutelis kiralitaacutes

R-konfiguraacutecioacute

51

C CH

H3CC

H

CH3

CCH

CH3C

H

H3C

NH

HN

NH

NH

tuumlkoumlrsiacutek

Nem minden kiraacutelis molekula rendelkezik aszimmetria centrummal

52

Cukor Foszfor atom Oslash53

Konformaacutecioacutes enantiomerek

P M

Helikaacutelis kiralitaacutes

Konfiguraacutecioacutes enantiomerek

P M

Heptaheliceacuten n-Butaacuten

54

Oslash55

56

Feheacuterjeacutek teacuterszerkezete

Oslash

57

Nukleinsavak teacuterszerkezete

Oslash

Toumlbb kiralitaacuteskoumlzpont

58

Toumlbb aszimmetria centrumot tartalmazoacute vegyuumlleteklehetseacuteges sztereoizomereinek szaacutema

A nem enantiomeacuteria viszonyban aacutelloacute sztereoizomerek

diasztereomerek

Ha az n db aszimmetria centrum koumlzoumltt vannak azonosak a fuumlggetlen sztereoizomerek szaacutema lt 2n

mezo-forma nem kiraacutelis

2n

59

CH3CH3

HO H

OHHCH3

H3COHH

HO H

CH3CH3

HO H

HHOCH3

H3COHH

H OH

CH3CH3

HO H

OHH

180o forgataacutes

mezo-23-butaacutendioltuumlkoumlrkeacutepi paacuterok fedeacutesbe hozhatoacutek - akiraacutelis

(2R3R)-23-butaacutendiol (2S3S)-23-butaacutendiol

CH3 CH3

H HHO OH

Egyetlen sztereogeacuten centrumot tartalmazoacute molekula mindig kiraacutelis desztereogeacuten centrum jelenleacutete nem szuumlkseacuteges sem nem eleacutegseacuteges felteacutetele a kiralitaacutesnak

Nem eleacutegseacuteges toumlbb sztereogeacuten centrumot tartalmazoacute molekula lehet akiraacutelisPeacutelda

60

Nem minden olyan molekula kiraacutelis amely aszimmetria centrumokkal rendelkezik

Nem minden kiraacutelis molekula rendelkezik aszimmetria centrummal

axiaacutelis kiralitaacutes 13-diszubsztituaacutelt alleacuten planaacuteris kiralitaacutes spirovegyuumlletek koumlreacuteben

mezo vegyuumlletek cisz-12-azonosandiszubsztituaacutelt ciklopropaacuten

Oslash61

COOHH

HHOOC

CH3H

H3C HS2

COOH

HHO

H OH

COOH

S2

COOHH

HHOOC

HH

H H

borkősav

Newman (fűreacuteszbak) projekcioacuteKonformatiacutev

62

Fisher projekcioacuteval aacutebraacutezolt L- eacutes D-borkősav

mezo-borkotildesav

COOHCH OHCCOOH

OHH

COOHCHO HCCOOH

HHO

szotildelotildesav

COOHCH OHCCOOH

HHO

COOHCHO HCCOOH

OHH

L-(+)-borkotildesav D-(-)-borkotildesav

63

Oslash64

Cl

H

H

H

Cl

H

H

Cl

H

H

Cl

H

Cl

H

H

H

H

Cl

mezo SS RR

cisz transz

Nem minden olyan molekula kiraacutelis amely aszimmetria centrumokkal rendelkezik

65

Szimmeriaelemek(szimmetria azonos meacuteret)

Akkor mondjuk hogy egy taacutergy szimmetriaelemmel rendelkezik ha a megfelelőszimmetriaművelet (tuumlkroumlzeacutes forgataacutes inverzioacute) a taacutergyat az eredetivel fedeacutesbehozhatoacute alakzattaacute konvertaacutelja

Pontcsoport ndash meghataacuterozott taacutergyra vonatkozoacute szimmetriaműveletek oumlsszesseacutege

szimmetriasiacutek (σ) a molekulaacutet keacutet olyan feacutelre bontja amelyek egymaacutesnak pontostuumlkoumlrkeacutepei (Szimmetriasiacutekot tartalmazoacute molekula akiraacutelis de a siacutek hiaacutenya nem okozkiralitaacutest)

n-ed rendű forgaacutesi szimmetriatengely (Cn) a molekulaacutet a tengely koumlruumll 360degnszoumlggel elforgatva az eredetitől megkuumlloumlnboumlzhetetlen molekulaacutet kapunk

szimmetriacentrum (inverzioacutes centrum) (Ci) a molekula baacutermely elemeacutet aszimmetriacentrummal oumlsszekoumltve eacutes az ellenkező iraacutenyba azonos taacutevolsaacutegrameghosszabbiacutetva azonos elemhez jutunk (Szimmetriacentrumot tartalmazoacutemolekula akiraacutelis de hiaacutenya nem okoz kiralitaacutest)

n-ed rendű tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengely (Sn) a molekulaacutet 360degn szoumlggel elforgatvaeacutes a tengelyre merőleges siacutekra tuumlkroumlzve az eredetitől megkuumlloumlnboumlzhetetlenmolekulaacutet kapunk (Tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengelyt tartalmazoacute molekula akiraacutelishiaacutenyaacuteban a molekula kiraacutelis) 66

C CCH3

H

H

CH3180o C C

CH3

H

CH3

H360o

siacutek

tengely

siacutek

tengely

Keacutetfogaacutesuacute tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengely Egyfogaacutesuacute tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengely

Szimmetriacentrum Szimmetriasiacutek

Tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengelyValamely taacutergy akkor jellemezhető Sn azaz n-ed rendű tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengellyel ha annak baacutermely pontjaacutet a tengely koumlruumll 360n fokos szoumlggelelfordiacutetva eacutes a tengelyre merőlegesen fektetett siacutekon keresztuumll tuumlkroumlzve az eredetiobjektumot kapjuk meg (n szuumlkseacutegkeacuteppen paacuteros vagy 1)

Az S1-tengely szimmetriasiacutekkal (σ) az S2-tengely viszont szimmetriacentrummal (Ci) egyeneacuterteacutekű

A szimmetriacentrumon aacutethaladoacute baacutermely egyenesen a centrumtoacutel egyenlő taacutevolsaacutegban azonos elemek talaacutelhatoacutek

Akiraacutelis molekulaacutek

67

szimmetriasiacutek (m S1) forgaacutesi szimmetriatengely (Cn) szimmetriacentrum (Ci S2)

Szimmetrikus + +

Szimmetrikus + -

Koumlzeacuteppontosan - + szimmetrikus

Disszimetrikus - + - (kiraacutelis)

Aszimmetrikus - - - (kiraacutelis)

Szimmetriaelem művelet

Szimmetriasiacutek tuumlkroumlzeacutes

Szimmetriatengely forgataacutes

Szimmetriacentrum inverzioacute

Szimmetriaelem művelet

Azonossaacuteg vaacuteltozatlanulhagyaacutes

Tuumlkroumlzeacutesi forgataacutes eacutesszimmetriatengely (giroid) tengelyre merőleges

tuumlkroumlzeacutesOslash68

Oslash69

Oslash70

Oslash71

Oslash72

1 Atomic number2 Atomic mass3 Z gt E4 R gt S5 Spheres6 Single-bond equivalencies

Cahn-Ingold-Prelog nomenclature system

Sequence rules for order of priority

1 If the atoms in question are different the sequence order is by atomic number with theatom of highest atomic number receiving the highest priority

F lt Cl lt Br lt I

increasing priority

2 If two isotopes of the same element are present the isotope of higher mass receivesthe higher priority

H lt D

increasing priority73

5 If two atoms are identical the atomic numbers of the next atoms are used for priorityassignment If these atoms also have identical atoms attached to them priority isdetermined at the first point of difference along the chain The atom that has attached to itan atom of higher priority has the higher priority (Do not use the sums of the atomic numbersBut look for the single atom of highest priority)

74

6 Atoms attached by double or triple bond are given single-bond equivalencies so that theycan be treated like single-bonded groups in determining priority Each doubly bonded atom isduplicated (or triplicated for triple bonds)

R C

O

OH

Structure Equivalent for priority determination

R C

O

O

OH

C

R C N R C

N

N

NC

C

75

Konfiguraacutecioacutes izomeacuteriaUgyanaz a vaacutez konnektivitaacutes de elteacuterő teacuterbelielrendeződeacutes (valamilyen szimmetria-rendezőhoumlz valoacuteviszony)

Nem alakiacutethatoacutek egymaacutesba kovalens koumlteacutes elszakiacutetaacutesaeacutes uacutejrakeacutepződeacutese neacutelkuumll

optikai izomerek (optikai aktivitaacutes) R Sgeometriai izomerek cisz-transz E-Z

76

Konfiguraacutecioacutes diasztereomerekFizikai eacutes keacutemia tulajdonsaacutegaik elteacuternek

Konfiguraacutecioacutes enantiomerekFizikai eacutes keacutemiai tulajdonsaacutegaikazonosak kiveacutevebull azonos meacuterteacutekű de ellenteacutetesiraacutenyuacute optikai forgatoacutekeacutepesseacutegbull elteacuterő reaktivitaacutes maacutes kiraacutelis vegyuumlletekkel valoacute reakcioacuteban

C

C

Cl

Cl H

HC

C

H

Cl H

Cl

cisz-12-dikloacutereteacuten transz-12-dikloacutereteacuten

Br Cl

Cl BrF F

Cl Br

Br FF Cl

(R) (R) (S) (R)

CH

OHCH3CH2

CH3

CH

HOCH2CH3

CH3

CH

OHCH3CH2

CH3

CH

OHCH3

CH3CH2

180o-os forgataacutes

(R)-butaacuten-2-ol (S)-butaacuten-2-olfp 995 oC 995 oCd4

20 0808 0808nD

20 1397 1397[α]D

25 -1352o +1352o

(R)-butaacuten-2-ol (S)-butaacuten-2-ol

CH

OHCH3

CH3CH2

77

Elegykristaacutely

bullveacuteletlenszerűen tartalmazza mindkeacutet enantiomertbulla tiszta enantiomerek eacutes az enantiomer kevereacutekek tulajdonsaacutegai azonosak

Konglomeraacutetum

bullcsak az egyik vagy a maacutesik enantiomert tartalmazzabullaz enantiomerek mechanikusan is elkuumlloumlniacutethetők egymaacutestoacutel

Molekulavegyuumllet

bulla keacutet enantiomer a kristaacutelyban 11 araacutenyban fordul elő (raceacutem elegy)bulla raceacutem elegy eacutes az enantiomerek olvadaacutespontja kuumlloumlnboumlző

bullakiraacutelis koumlruumllmeacutenyek koumlzoumltt megegyező fizikai eacutes keacutemiai tulajdonsaacutegokbullkiraacutelis koumlruumllmeacutenyek koumlzoumltt elteacuterő (kiraacutelis molekulaacutek polarizaacutelt feacuteny)bullenantiomerek koumlzoumltti 3 fő koumllcsoumlnhataacutes

elegykristaacutely keacutepzeacuteskonglomeraacutetum keacutepzeacutesmolekulavegyuumllet keacutepzeacutes

Enantiomerek

78

Enantiomerek egyeacuteb kevereacutekeit az uacutegynevezett bdquoenantiomeric excessrdquo (ee) [enantiomerfelesleg] eacuterteacutekkel jellemezzuumlk (R) eacutes (S) a megfelelő enantiomerek mennyiseacutege a kevereacutekben

A komponensek mennyiseacutegeacutenek meghataacuterozaacutesaKiraacutelis oszlopkromatigraacutefia (enantiomerek elvaacutelasztaacutesa)NMR spektroszkoacutepia

ee =(R) - (S)(R) + (S) 100

Enantiomer felesleg

Az enantiomerfelesleg az aszimmetrikus szinteacutezis sikeresseacutegeacutenek egyikmeacuterőszaacutema Diasztereomerek kevereacuteke eseteacuten hasonloacute moacutedon definiaacuteljaacutek eacuteshasznaacuteljaacutek a diasztereomer felesleg eacutes a szaacutezaleacutekos diasztereomer feleslegfogalmaacutet

Egy 70 R eacutes 30 S izomert tartalmazoacute minta enantiomerfeleslege peacuteldaacuteul40 Ezt az anyagot uacutegy is tekinthetjuumlk mint 40 tiszta R izomer eacutes 60 raceacutemelegy (mely a teljes mennyiseacuteghez 30 R eacutes 30 S izomerrel jaacuterul hozzaacute)kevereacuteke 79

C

C

HOOC

HOOC

H

HOH

OH

S

R

C

C

HOOC

HOOC

OH

HH

OHR

RC

C

COOH

COOH

HO

HH

HOS

S

intramolekulaacuteristuumlkoumlrsiacutek

diasztereomerek diasztereomerek

enantiomerek

COOH

CH3H2NH

R

COOH

CH3 NH2H

S

enantiomerek

Enantiomerek eacutes diasztereomerek

80

C

NH2

COOHHH3C C

CH2SH

COOHH2NH

Ala Cys

Aacutebraacutezolja Fischer keacuteplettel az alaacutebbi perspektivikus keacuteplettel megadott aminosavakat

CH3

COOH

H2N H

CH2SH

COOH

H2N H

Ala Cys

S R

L L81

CNH2H

H3C

COOH

C

COOH

CH2SHH2NH

CCH3H

H2N

COOH

C

COOH

CH2SHHH2N

C

NH2

COOHHH3C

C

CH2SH

COOHH2NH

CH3

COOH

H2N H

CH2SH

COOH

H2N H

82

Enantiomerek eacutes mezo vegyuumlletek

Pszeudoaszimmetria

C

C

HOOC

HOOC

H

HOH

OH

S

R

C

C

HOOC

HOOC

OH

HH

OHR

RC

C

COOH

COOH

HO

HH

HOS

S

intramolekulaacuteristuumlkoumlrsiacutek

diasztereomerek diasztereomerek

enantiomerek

C

C

C

COOH

COOH

HO H

OHH

H OHR

R

C

C

C

COOH

COOH

H OH

HHO

HO HS

S

enantiomerek

optikailag aktiacutevak

C

C

C

COOH

COOH

H OH

OHH

H OHR

S

C

C

C

COOH

COOH

H OH

HHO

H OHR

S

optikailag inaktiacutevak

r s

83

COOH

COOH

COOHHOOC COOH

HOOC COOH

HOOC

mcisz transz transz

szerkezetiizomeacuteria

geometriaiizomeacuteria

optikai izomeacuteria

84

R

RHOH

akiraacutelisszeacutenatom

R

SHOH

rS

RHOH

s

RgtS r s

(S)

(S)

pszeudoaszimmetriaacutes szeacutenatom

akiraacutelis molekulamezo vegyuumllet

akiraacutelisC2 forgaacutesi szimmetriatengely

kiraacutelis

HOOC COOH

Br

m

HOOC COOH

m

HOOC

COOH

pro-pszeudoaszimmetriaacutes szeacutenatom

85

Kiraacutelis molekulaacutekon beluumll is sok esetben talaacutelhatoacute pszeudo-aszimmetriacentrum amennyiben a keacutet enantiomorf ligandum mellett tovaacutebbi aszimmetrikus ligandum is kapcsoloacutedik a centrumhoz (peacuteldaacuteul atropin eacutes szaacutermazeacutekai)

gytszptehuhudownloadindex16630

Oslash86

Mezo-forma a) mindig akiraacutelisb) mindig kell lennie kiraacutelis disztereomerjeacutenek is

gytszptehuhudownloadindex16630

C

C

HOOC

HOOC

H

HOH

OH

S

R

C

C

HOOC

HOOC

OH

HH

OHR

RC

C

COOH

COOH

HO

HH

HOS

S

intramolekulaacuteristuumlkoumlrsiacutek

diasztereomerek diasztereomerek

enantiomerek

Oslash87

gytszptehuhudownloadindex16630

A pszeudo-aszimmetriacentrumok konfiguraacutecioacutejaacuteban elteacuterő izomerekegymaacutessal diasztereoizomer viszonyban aacutellnak

rC

C

C

COOH

COOH

H OH

OHH

H OHR

S

sC

C

C

COOH

COOH

H OH

HHO

H OHR

S Oslash88

Geometriai izomeacuteria

kettős koumlteacutesű vegyuumlletekneacutelciklusos vegyuumlletekneacutel

C CH H

CH3H3CC C

H CH3

HH3C

Felteacutetel (olefinekneacutel) egy adott pilleacuteratomon nem lehet keacutet azonos helyettesiacutetőde adott kettőskoumlteacutes keacutet kuumlloumlnboumlző pilleacuteratomjaacuten lehet egy-egy azonos helyettesiacutető(de ezeknek sem kell szuumlkseacutegkeacuteppen azonosaknak lenniuumlk)

Alfa helyzetű szubsztituens Beacuteta helyzetű szubsztituens

Diasztereomerek

89

Configurational isomers

The particular arrangement of atoms (or goups) in space that is characteristic of a given streoisomer

The configurational isomers can not be transformed into each otherwithout breaking and making a covalent bond

- cis-trans Z-E designations geometric isomers- optical isomerism (cf chirality)

H COOH

H COOH

HOOC H

H COOH

Z E

Oslash90

The requirement for geometric isomerism in alkenes is that each carbon atom involvedin the pi bond have two different groups attached to it such as H and Cl or CH3 and Cl

C CH

H

CH2CH3

CH3

C CH

H

CH2CH3

CH3is the same as

C CCH3

H

CH2CH3

CH3

C CH

CH3

CH2CH3

CH3

geometric isomers

If one of the carbons of the double bond has two identical groups such as two H atomsor two CH3 groups the geometric isomerism is not possible

Z E

Higher priority atoms or groups are on the same side of the pi bond Z bdquotogetherrdquo

Higher priority atoms or groups are on opposite sides of the pi bond E bdquoacrossrdquo

(Look at the single atoms directly attached to the double-bond carbon C and not entire-CH2CH2CH3 group)

Oslash91

Cahn-Ingold-Prelog szekvenciaszabaacutelyokalkeacutenekre vonatkozoacutean

Toumlmegszaacutem

C CT

D

H

DE

Rendszaacutem

C CF

Cl

Br

IZ

Z gt E

E

ZZ C C

C

C

H

NC

C

C

H3C

H3C

CH3

HCH3

H

C CH

NC

C

C

CH3

CH3

H

H

Br

Br

E

R

S

RgtS (DgtL)

92

C CH

H3C

CH

CH

CH3

CH3

CH2

Z ltC

HCH3

CH3

C

H

C

C

H

H

HHH

H

C C

H H

H

C

H

C (C)

o

o

o

H

H(C)oo

o

C CH

H3C

CH

CH

CH3

CH2 Br

CH2

E

C

HCH3

CH2Br

C

H

C

H

H

HCBrH

H

gtC C

H H

H

C

H

C (C)

o

o

o

H

H(C)oo

o

(CON) adott atom ismeacutetelt megjeleniacuteteacutese ---o fantomatom

1 2 3C CCCH CHHH C C(C)CH C(C)HH

1 2 3C CCCH BrCHH gt CHHH C C(C)CH C(C)HH 93

transzE

ciszZ

C CH H

C CH

H

transzZ

ciszE

C CBr H

C CH

Br

Oslash94

Konformaacutecioacutes izomeacuteriaUgyanaz a vaacutez konnektivitaacutes de elteacuterő teacuterbelielrendeződeacutes (valamilyen szimmetria-rendezőhoumlz valoacuteviszony)

Kovalens koumlteacutes elszakiacutetaacutesa eacutes uacutejrakeacutepződeacutese neacutelkuumllegymaacutesba alakiacutethatoacutek

Rotaacutecioacutes izomeacuteriaKuumlloumlnboumlző konformaacutecioacute (konformerek rotamerek)

Axiaacutelis kiralitaacutes R SHelikaacutelis kiralitaacutes P M

95

C CCH3H3C

HHHH

C CCH3

CH3 HH

HH

Konformaacutecioacutes diasztereomerek

C CH

CH3 HCH3

HH C C

H

CH3 CH3H

HH

Konformaacutecioacutes enantiomerek

P M

96

szinperiplanaacuteris szinklinaacutelis antiklinaacutelis antiperiplanaacuteris antiklinaacutelis szinklinaacutelis

pszeudorotaacutecioacute

axiaacutelis ekvatoriaacutelis

Konformerek

kiraacutelis kiraacutelisakiraacutelis akiraacutelis

97

C CCH3

CH3 HH

HHC C

CH3H3C

HHHH

Konfiguraacutecioacutes diasztereomerek

Konformaacutecioacutes diasztereomerek

C CH H

CH3H3CCC

HH3C

H CH3

98

- huacutezaacutes (stretch)

- hajliacutetaacutes (bend)

- csavaraacutes (torsion)

O OH

Hr 1r 2

r 2

O OH

H

α

OH

OH

τ (φ)

Oslash99

O OH

H

HOOH

OOH

HE

α30 kcalmol

Hajliacutetaacutes bend

Huacutezaacutes (nyuacutejtaacutes) stretch

disszociaacutecioacute

E

r

~ 90 ~ 50 kcalmol

HOO + H

HO + HO

Oslash100

H

H

H

O OH

H

1 kcalmol

~ 10kcalmol

(torzioacutes szoumlg)τ

Newman projekcioacute

H H

0o 60o 180o 300o 360o

OO

H

H

HHH HH

Oslash101

CH2 CH2Y ZY = Z = H

Y = Z = CH3

etaacuten

n-butaacuten

300o 360o240o180o120o60o0o

0o120o- 60o-180o-240o-300o-360o-

oacutera jaacuteraacutesaacuteval megegyező

oacutera jaacuteraacutesaacuteval ellenteacutetes

ZY

Z

Y

ZY

Z

Y

Z

Y

ZYZY

syn antisynperiplanar synklinal antiklinal antiperiplanar antiklinal synklinal

102

CCH

H H

HH

HH H

H

H

H H

CCH

H H

H

H HH H

HH

HH

0o 120o 240o 360o

12 M

m

M12 M M

mm

Θ

M = m

E(Θ)

minimum

Maximum

103

HHH H

CH3CH3

HHH H

CH3CH3

H

HH H

CH3

CH3

E

0deg dieacutederes szoumlg

E szabadentalpia-kuumlloumlnbseacuteg

58

29

07

(kcal)

H H

H3CH CH3

H

H H

H3CH H

CH3

H3C CH3

H HH

H

CH3HH H

CH3H

060deg 120deg 180deg 240deg 300deg 360deg

szinperiplanaacuteris szinklinaacutelis antiklinaacutelis antiperiplanaacuteris antiklinaacutelis szinklinaacutelis104

∆G0 = G01 - G0

2

K = e∆G0

RT

∆G = - RT ln K∆G = ∆H - T∆S

∆H = 074

∆S = 2 K = 19

gauche ndash anti araacuteny

minden gauche konformerre keacutet anti forma jut K= [a][g] Oslash105

0o

0o

60o

60o

120o

120o

180o

180o

240o

240o

300o

300o 360o

360o

RELA

T

IacuteV

ENERGIA

ANTI EFFEKTUS

GAUCHE EFFEKTUS

EXTREacuteMGAUCHE

EFFEKTUS

H

H H

H H

H

CH3

H H

H H

CH3

TORZIOacuteS SZOumlG

ZY

Z

YZ

Y

Z

Y

ZY

ZY ZY

F

H H

OH

repulsions

F

H H

H 106

attractiveinteractions

orbitalinteractions

antiperiplanarposition

Anti-effect

107

repulsions

F

H H

OH

repulsions

F

H H

H

Extrem gauche effect

108

C-F

C-H

C-F

C-HC-C C-C

Oslash109

CikloalkaacutenokGyűrűfeszuumlltseacuteg

Hipotetikus planaacuteris rendszerek

Baeyer vegyeacuterteacutekszoumlg-deformaacutecioacute (angulaacuterisgyűrű feszuumlleacutes)

Pitzer anti-aacutellaacuteshoz keacutepesti energiatoumlbblet (torzioacutes feszuumlleacutes)

van der Waals nemkoumltő atomok szterikus koumllcsoumlnhataacutesa

Nem planaacuteris vegyuumlletek

CC C

C

C

boriacuteteacutek

C C C

C

Ctwist

pszeudorotaacutecioacute

CC

C C

V-alakuacute

CCC

CCC

szeacutek110

3 4 5 6 7 8 9 10Gyűrűtagszaacutem

Gyűrű

feszuumlleacutes

kcalmol

hataacutereacuterteacutek

111

Cl

H

H

H

Cl

H

H

Cl

H

H

Cl

H

Cl

H

H

H

H

Cl

mezo SS RR

cisz transz

Ciklopropaacuten

C

C

HOOC

HOOC

H

HOH

OH

S

R

C

C

HOOC

HOOC

OH

HH

OHR

RC

C

COOH

COOH

HO

HH

HOS

S

intramolekulaacuteristuumlkoumlrsiacutek

diasztereomerek diasztereomerek

enantiomerek 112

Ea(a e)

∆Ea+∆E

∆E

Ea(a e)

Z

Hkb 5szeacutek

ZH

kb 95szeacutek

kb 2 kcal

csavartkaacuted

csavartkaacuted

kaacuted

ZH

feacutelszeacutekfeacutelszeacutek

ZH

Ciklohexaacuten

113

A 3-3 nemszomszeacutedos szeacutenatom aacuteltal definiaacutelt siacutekokra

merőleges koumlteacutesiraacutenyok axiaacutelis

A toumlbbi koumlteacutes e keacutet siacutek koumlzoumltt van ekvatoriaacutelis

Pszeudorotaacutecioacute a gyűrűs vegyuumlletek konformerjei

szoumlgfeszuumlltseacuteg neacutelkuumll alakulnak egymaacutesba

114

transz 12-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

cisz 12-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

Z

H

Z

H Z

HZ

Ha

eae

Z

HZ

H

Z

H

Z

H

a

e

ae

115

transz 13-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

cisz 13-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

Z

HZ

H

Z

H Z

H

a

e ae

Z

HZ

HZ

H

Z

H

a

e

ae

116

H

Z

Z

H

H

Z Z

Ha

ea

e

transz 14-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

Z

HZ

H

H

Z

Z

Ha

ea

e

cisz 14-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

117

Oslash118

8 CO2 + 8 H2O

- 12483 kcalmol - 12468 kcalmol

15 kcalmol

CH3

CH3H

H

+ 12 O2

cisz-12-dimetilciklohexaacuten

CH3

H

H

CH3

transz-12-dimetilciklohexaacuten

+ 12 O2

119

Diszubsztituaacutelt ciklohexaacutenokszerkezeti izomerjeinek konformaacutecioacutes viszonyai

Szerkezeti izomer Geometriai izomercisz transz

12

14

ae aa

ea ee

13aa ae

ee ea

120

Oslash121

BrNH2

Br

NH23a 2b

NH2

Br

Br

NH24a 1b

NH2

Br

Br

NH2

1b 4a

NH2

Br

NH2

Br2b 3a

NH2

Br

Br

NH23b 2a

Br

NH2

BrNH24b 1a

Konformaacutecioacutes Konformaacutecioacutes

BrNH2 Br

NH2

1a 4b

Br

NH2

BrNH2

2a 3b

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesenantiomerek

Konfiguraacutecioacutesenantiomerek

diasztereomerek diasztereomerek

12-helyzetben kuumlloumlnboumlző helyettesiacutetőket tartalmazoacute ciklohexaacuten szaacutermazeacutekokkonfiguraacutecioacutes eacutes konformaacutecioacutes viszonyai

Oslash122

H

H

H

HH

H

H

H

Dekalin

cisz transz

123

transz-transz-transzanellaacutecioacute

cisz-transz-transzanellaacutecioacute

DC

BA

DC

BA

H H

R

H

H H

H

H

H

R

H H

DCBA

R

H

H

H

H

H

H

DCBA

R

H

H

H

H

H

H

CH3

CH3

CH3

CH3

Oslash124

A kiralitaacutes kialakulaacutesa eacutes bioloacutegiai jelentőseacutege

Kiraacutelis vegyuumlletek

termeacuteszetes aminosavak (elsősorban L konfiguraacutecioacute)peptidek enzimektermeacuteszetes szeacutenhidraacutetok (elsősorban D konfiguraacutecioacute)gyoacutegyszerek

Az első kiraacutelis vegyuumllet kialakulaacutesa

az elemi reacuteszek gyenge koumllcsoumlnhataacutesaacutenakiraacutenyfuumlggeacuteseacutevel van kapcsolatban

autokataliacutezis

a termeacuteszet nem tuumlkoumlrszimmetrikus (a termeacuteszet homokiraacutelis)

Oslash125

Az optikai aktivitaacuteseredete szeacutenhidraacutetokkiralitaacutescentrumaacutenakkieacutepuumlleacutese a termeacuteszetben

Oslash126

Oslash127

• Slide Number 1
• Slide Number 2
• Slide Number 3
• Slide Number 4
• Slide Number 5
• Slide Number 6
• Slide Number 7
• Izomeacuteria
• Slide Number 9
• Slide Number 10
• Slide Number 11
• Slide Number 12
• Slide Number 13
• Slide Number 14
• Slide Number 15
• Slide Number 16
• Slide Number 17
• Slide Number 18
• Szerkezeti izomeacuteria
• Slide Number 20
• Slide Number 21
• Slide Number 22
• Slide Number 23
• Slide Number 24
• A tautomeacuteria tiacutepusai
• Slide Number 26
• Slide Number 27
• Slide Number 28
• Slide Number 29
• Slide Number 30
• Sztereoizomeacuteria
• Slide Number 32
• Slide Number 33
• Slide Number 34
• Slide Number 35
• Slide Number 36
• Slide Number 37
• Slide Number 38
• Slide Number 39
• Slide Number 40
• Slide Number 41
• Slide Number 42
• Slide Number 43
• Slide Number 44
• Slide Number 45
• Slide Number 46
• Slide Number 47
• Tovaacutebbi kiralitaacutes tiacutepusok
• Slide Number 49
• Slide Number 50
• Slide Number 51
• Slide Number 52
• Slide Number 53
• Slide Number 54
• Slide Number 55
• Slide Number 56
• Slide Number 57
• Toumlbb kiralitaacuteskoumlzpont
• Slide Number 59
• Slide Number 60
• Slide Number 61
• Slide Number 62
• Slide Number 63
• Slide Number 64
• Slide Number 65
• Slide Number 66
• Slide Number 67
• Slide Number 68
• Slide Number 69
• Slide Number 70
• Slide Number 71
• Slide Number 72
• Slide Number 73
• Slide Number 74
• Slide Number 75
• Konfiguraacutecioacutes izomeacuteria
• Slide Number 77
• Slide Number 78
• Slide Number 79
• Slide Number 80
• Slide Number 81
• Slide Number 82
• Slide Number 83
• Slide Number 84
• Slide Number 85
• Slide Number 86
• Slide Number 87
• Slide Number 88
• Slide Number 89
• Slide Number 90
• Slide Number 91
• Slide Number 92
• Slide Number 93
• Slide Number 94
• Slide Number 95
• Slide Number 96
• Slide Number 97
• Slide Number 98
• Slide Number 99
• Slide Number 100
• Slide Number 101
• Slide Number 102
• Slide Number 103
• Slide Number 104
• Slide Number 105
• Slide Number 106
• Slide Number 107
• Slide Number 108
• Slide Number 109
• Slide Number 110
• Slide Number 111
• Slide Number 112
• Slide Number 113
• Slide Number 114
• Slide Number 115
• Slide Number 116
• Slide Number 117
• Slide Number 118
• Slide Number 119
• Slide Number 120
• Slide Number 121
• Slide Number 122
• Slide Number 123
• Slide Number 124
• Slide Number 125
• Slide Number 126
• Slide Number 127

Journal of

Chemical Education

ISSN 0021-9584

Volume 73 Number 6June 1996

Oslash37

Journal ofChemical Education

ISSN 0021-958413

Volume 73 Number 6June 199613

13

13

Oslash38

Kiralitaacutes

A kiraacutelis taacutergyak tuumlkoumlrkeacutepuumlkkel nem hozhatoacutek fedeacutesbe sem rotaacutecioacutes semtranszlaacutecioacutes mozgaacutessal (kiveacuteve a molekulaacuten beluumlli rotaacutecioacute lehetőseacutegeacutet)

A kiralitaacutes szerkezeti felteacutetelea taacutergynak ne legyen tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengelye

Tiacutepusok

Centraacutelis kiralitaacutes ndash sztereogeacuten centrum (R S D L)egy kiraacutelis (szeacuten)atomtoumlbb kiraacutelis szeacutenatom

Axiaacutelis kiralitaacutes ndash tengely koumlruumlli elhelyezkedeacutes (R S)alleacutenizomeacuteria spirovegyuumlletek atropizomeacuteria

Planaacuteris kiralitaacutes ndash siacutekhoz viszonyiacutetott helyzet (P pR M pS)csavart kaacutedak transz cikloalkeacuten

Helikaacutelis kiralitaacutes ndash nem siacutekbeli csavarvonalak (P M)alkaacuten konformerek (gauche antiklinaacutelis)heliceacutenek

39

Azonos minőseacutegi mennyiseacutegi oumlsszeteacutetel moacuteltoumlmeg konstituacutecioacute de kuumlloumlnboumlző teacuterbeli sorrend

Cl

F BrH

R S

Cl

FBrH

konfiguraacutecioacutejeloumlleacutes (+) (ndash) = d l D L R S

40

Azonos minőseacutegi mennyiseacutegi oumlsszeteacutetel moacuteltoumlmeg konstituacutecioacute de kuumlloumlnboumlző teacuterbeli sorrend

C

l

F

B

r

H

R

S

C

l

F

B

r

H

konfiguraacutecioacutejeloumlleacutes(+) (ndash) = d ld l R S

_1063020419

2

1

3

X4

1

X4

23

1

X4

32

(R) (S)

CC

2

1

3

I

BrCl

4F

2

1

3

OH

DT

4H C

OH

H

DT

(R)(S)

41

(R)

HCC

C CHH

HO H

CCC

H HC H

CHH3C

H

HH

H

H

C

Cl HH H

HH

1 4

3

2

1 oumlvezet2 oumlvezet

3 oumlvezet

4 oumlvezet

H

42

CH

OHCH3

CH3CH2

(R)-butaacuten-2-ol (S)-butaacuten-2-ol

180o-os forgataacutes

CH

OHCH3

CH3CH2

CH

OHCH3CH2

CH3

CH

HOCH2CH3

CH3

CH

OHCH3CH2

CH3

A kiralitaacutes az atomok egy pont (sztereogeacuten centrum kiralitaacutescentrum aszimmetriacentrum)koumlruumlli elrendeződeacuteseacutenek koumlvetkezmeacutenye A kiralitaacutest leacutetrehozoacute szerkezeti elemek elrendeződeacuteseegy koumlzpontra vonatkoztathatoacute Egy X centraacutelis atomhoz neacutegy kuumlloumlnboumlző ligandum kapcsoloacutedik a tuumlkoumlrkeacutepek nem hozhatoacutek fedeacutesbe a keacutet konfiguraacutecioacutes izomer enantiomer viszonyban van egymaacutessalSztereogeacuten centrum ndash Egy sp3 szeacutenatom (vagy maacutes atom) 4 kuumlloumlnboumlző ligandumot tartalmaz

Centraacutelis kiralitaacutes

43

Optikai izomeacuteria

Optikai izomerek olyan sztereoizomerek amelyek optikai forgatoacutekeacutepesseacutegbenkuumlloumlnboumlznek

Centraacutelis kiralitaacutes

Sztereogeacuten centrum aacutebraacutezolaacutesaperspektiacutevikus (teacuterszerkezeti)proiciaacutelt (vetiacutetett)

keacuteplettel (Fischer projekcioacute)

L

COOH

CH3H2NH

R

D

COOH

CH3 NH2H

S

intermolekulaacuteristuumlkoumlrsiacutek

COOH

CH3

H NH2

COOH

CH3

H2N H

44

Optikai aktivitaacutesAzok a vegyuumlletek melyek a siacutekban polarizaacutelt feacuteny siacutekjaacutet elforgatjaacutek optikailag aktiacutevakJobbra forgataacutes (oacuteramutatoacuteval azonos) jele (+) balra forgataacutes (oacuteramutatoacuteval ellenteacutetes) jele (-)

Azok a molekulaacutek keacutepesek optikai forgatoacutekeacutepesseacuteg leacutetrehozaacutesaacutera melyek mindenkonformaacutecioacuteja kiraacutelisHa egy kiraacutelis vegyuumlletnek csak egyik enantiomerje van jelen a vegyuumllet optikailag aktiacutev(elforgatja a polarizaacutelt feacuteny siacutekjaacutet) Ha a keacutet enantimer ekvimolaacuteris elegye (racemaacutet) van jelen a tuumlkoumlrkeacutepi paacuterok kompenzaacutecioacuteja miatt nincs makroszkoacutepikus forgataacutes

Oslash45

Fresnel elmeacutelete szerint a siacutekban polarizaacutelt feacuteny keacutet ellenteacutetes iraacutenyaacutebacirkulaacuterisan polarizaacutelt komponensből tevődik oumlssze Optikailag aktiacutev koumlzegbenaz egyik cirkulaacuteris komponens lassabban halad mint a maacutesik ezeacutert aztaacutenamikor kileacutepnek a koumlzegből eltoloacutedott faacutezisban oumlsszegeződnek uacutejra s eza polarizaacutecioacute siacutekjaacutenak elfordulaacutesaacuteban nyilvaacutenul meg Az optikailag aktiacutev anyagmolekulaacutei kuumlloumlnboumlző meacuterteacutekű koumllcsoumlnhataacutesba leacutepnek a jobbra eacutes a balracirkulaacuteris feacutenysugaacuterral A cirkulaacuterisan polaacuterozott feacuteny uacutegy jellemezhető hogya feacutenysugaacuter menteacuten az elektromaacutegneses teret leiacuteroacute elektromos eacutes maacutegnesesvektorok veacutegpontjai egy jobb vagy bal menetű csavarvonalon helyezkednek el

Optikai aktivitaacutes meacutereacutese

polarimetertube

Polarizerfixed Nicolprism

Plane-polarizedlight

Solution of opticallyactive material

Plane ofpolarizationhas undergonea rotation

Analyizermovable Nicolprism

ViewerUnpolarizedlight fromsource

Oslash46

siacutekban polarizaacutelt feacuteny

polarizaacuteloacute lencse (Nicol prizma)

normaacutel feacuteny

a)

b)

c)

x

z

z

z

siacutekban polaacuterozott feacuteny P eacutes M helicitaacutesuacutecirkulaacuterisan polaacuterozott feacuteny

minta

x

z

α

z

x

Oslash47

Tovaacutebbi kiralitaacutes tiacutepusok

48

Sztereogeacuten centrum jelenleacutete nem szuumlkseacuteges sem nem eleacutegseacuteges felteacutetele a kiralitaacutesnak

Nem szuumlkseacuteges peacuteldaacuteul axiaacutelis kiralitaacutes planaacuteris kiralitaacutes

Axiaacutelis kiralitaacutes A kiralitaacutes az atomok egy tengely koumlruumlli elrendeződeacuteseacutenek koumlvetkezmeacutenye

Alleacutenek kiralitaacutesa

Planaacuteris kiralitaacutes A kiralitaacutes az atomok egy siacutek koumlruumlli elhelyezkedeacuteseacutenek koumlvetkezmeacutenye

Helikaacutelis kiralitaacutes Csavarvonal (spiraacutelis) szerkezetű molekulaacutekPl DNS kettős heacutelixe polipeptidek kettős α-heacutelixe

C C CH

ClHCl CCC

H

ClHCl

COOH

CH3

CrOC

OCOC

CrCO

COCO

COOH

CH3

49

R S

HOOC

Br

COOH

Br6

2

6

2COOH

Br

HOOC

Br

tuumlkoumlrsiacutek

C

Br

COOHBr1

2

3 4

HOO c2COOH

Br

BrHOOC

c2

1

2

34

Atropizomeacuteria

50

Axiaacutelis kiralitaacutes

R-konfiguraacutecioacute

51

C CH

H3CC

H

CH3

CCH

CH3C

H

H3C

NH

HN

NH

NH

tuumlkoumlrsiacutek

Nem minden kiraacutelis molekula rendelkezik aszimmetria centrummal

52

Cukor Foszfor atom Oslash53

Konformaacutecioacutes enantiomerek

P M

Helikaacutelis kiralitaacutes

Konfiguraacutecioacutes enantiomerek

P M

Heptaheliceacuten n-Butaacuten

54

Oslash55

56

Feheacuterjeacutek teacuterszerkezete

Oslash

57

Nukleinsavak teacuterszerkezete

Oslash

Toumlbb kiralitaacuteskoumlzpont

58

Toumlbb aszimmetria centrumot tartalmazoacute vegyuumlleteklehetseacuteges sztereoizomereinek szaacutema

A nem enantiomeacuteria viszonyban aacutelloacute sztereoizomerek

diasztereomerek

Ha az n db aszimmetria centrum koumlzoumltt vannak azonosak a fuumlggetlen sztereoizomerek szaacutema lt 2n

mezo-forma nem kiraacutelis

2n

59

CH3CH3

HO H

OHHCH3

H3COHH

HO H

CH3CH3

HO H

HHOCH3

H3COHH

H OH

CH3CH3

HO H

OHH

180o forgataacutes

mezo-23-butaacutendioltuumlkoumlrkeacutepi paacuterok fedeacutesbe hozhatoacutek - akiraacutelis

(2R3R)-23-butaacutendiol (2S3S)-23-butaacutendiol

CH3 CH3

H HHO OH

Egyetlen sztereogeacuten centrumot tartalmazoacute molekula mindig kiraacutelis desztereogeacuten centrum jelenleacutete nem szuumlkseacuteges sem nem eleacutegseacuteges felteacutetele a kiralitaacutesnak

Nem eleacutegseacuteges toumlbb sztereogeacuten centrumot tartalmazoacute molekula lehet akiraacutelisPeacutelda

60

Nem minden olyan molekula kiraacutelis amely aszimmetria centrumokkal rendelkezik

Nem minden kiraacutelis molekula rendelkezik aszimmetria centrummal

axiaacutelis kiralitaacutes 13-diszubsztituaacutelt alleacuten planaacuteris kiralitaacutes spirovegyuumlletek koumlreacuteben

mezo vegyuumlletek cisz-12-azonosandiszubsztituaacutelt ciklopropaacuten

Oslash61

COOHH

HHOOC

CH3H

H3C HS2

COOH

HHO

H OH

COOH

S2

COOHH

HHOOC

HH

H H

borkősav

Newman (fűreacuteszbak) projekcioacuteKonformatiacutev

62

Fisher projekcioacuteval aacutebraacutezolt L- eacutes D-borkősav

mezo-borkotildesav

COOHCH OHCCOOH

OHH

COOHCHO HCCOOH

HHO

szotildelotildesav

COOHCH OHCCOOH

HHO

COOHCHO HCCOOH

OHH

L-(+)-borkotildesav D-(-)-borkotildesav

63

Oslash64

Cl

H

H

H

Cl

H

H

Cl

H

H

Cl

H

Cl

H

H

H

H

Cl

mezo SS RR

cisz transz

Nem minden olyan molekula kiraacutelis amely aszimmetria centrumokkal rendelkezik

65

Szimmeriaelemek(szimmetria azonos meacuteret)

Akkor mondjuk hogy egy taacutergy szimmetriaelemmel rendelkezik ha a megfelelőszimmetriaművelet (tuumlkroumlzeacutes forgataacutes inverzioacute) a taacutergyat az eredetivel fedeacutesbehozhatoacute alakzattaacute konvertaacutelja

Pontcsoport ndash meghataacuterozott taacutergyra vonatkozoacute szimmetriaműveletek oumlsszesseacutege

szimmetriasiacutek (σ) a molekulaacutet keacutet olyan feacutelre bontja amelyek egymaacutesnak pontostuumlkoumlrkeacutepei (Szimmetriasiacutekot tartalmazoacute molekula akiraacutelis de a siacutek hiaacutenya nem okozkiralitaacutest)

n-ed rendű forgaacutesi szimmetriatengely (Cn) a molekulaacutet a tengely koumlruumll 360degnszoumlggel elforgatva az eredetitől megkuumlloumlnboumlzhetetlen molekulaacutet kapunk

szimmetriacentrum (inverzioacutes centrum) (Ci) a molekula baacutermely elemeacutet aszimmetriacentrummal oumlsszekoumltve eacutes az ellenkező iraacutenyba azonos taacutevolsaacutegrameghosszabbiacutetva azonos elemhez jutunk (Szimmetriacentrumot tartalmazoacutemolekula akiraacutelis de hiaacutenya nem okoz kiralitaacutest)

n-ed rendű tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengely (Sn) a molekulaacutet 360degn szoumlggel elforgatvaeacutes a tengelyre merőleges siacutekra tuumlkroumlzve az eredetitől megkuumlloumlnboumlzhetetlenmolekulaacutet kapunk (Tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengelyt tartalmazoacute molekula akiraacutelishiaacutenyaacuteban a molekula kiraacutelis) 66

C CCH3

H

H

CH3180o C C

CH3

H

CH3

H360o

siacutek

tengely

siacutek

tengely

Keacutetfogaacutesuacute tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengely Egyfogaacutesuacute tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengely

Szimmetriacentrum Szimmetriasiacutek

Tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengelyValamely taacutergy akkor jellemezhető Sn azaz n-ed rendű tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengellyel ha annak baacutermely pontjaacutet a tengely koumlruumll 360n fokos szoumlggelelfordiacutetva eacutes a tengelyre merőlegesen fektetett siacutekon keresztuumll tuumlkroumlzve az eredetiobjektumot kapjuk meg (n szuumlkseacutegkeacuteppen paacuteros vagy 1)

Az S1-tengely szimmetriasiacutekkal (σ) az S2-tengely viszont szimmetriacentrummal (Ci) egyeneacuterteacutekű

A szimmetriacentrumon aacutethaladoacute baacutermely egyenesen a centrumtoacutel egyenlő taacutevolsaacutegban azonos elemek talaacutelhatoacutek

Akiraacutelis molekulaacutek

67

szimmetriasiacutek (m S1) forgaacutesi szimmetriatengely (Cn) szimmetriacentrum (Ci S2)

Szimmetrikus + +

Szimmetrikus + -

Koumlzeacuteppontosan - + szimmetrikus

Disszimetrikus - + - (kiraacutelis)

Aszimmetrikus - - - (kiraacutelis)

Szimmetriaelem művelet

Szimmetriasiacutek tuumlkroumlzeacutes

Szimmetriatengely forgataacutes

Szimmetriacentrum inverzioacute

Szimmetriaelem művelet

Azonossaacuteg vaacuteltozatlanulhagyaacutes

Tuumlkroumlzeacutesi forgataacutes eacutesszimmetriatengely (giroid) tengelyre merőleges

tuumlkroumlzeacutesOslash68

Oslash69

Oslash70

Oslash71

Oslash72

1 Atomic number2 Atomic mass3 Z gt E4 R gt S5 Spheres6 Single-bond equivalencies

Cahn-Ingold-Prelog nomenclature system

Sequence rules for order of priority

1 If the atoms in question are different the sequence order is by atomic number with theatom of highest atomic number receiving the highest priority

F lt Cl lt Br lt I

increasing priority

2 If two isotopes of the same element are present the isotope of higher mass receivesthe higher priority

H lt D

increasing priority73

5 If two atoms are identical the atomic numbers of the next atoms are used for priorityassignment If these atoms also have identical atoms attached to them priority isdetermined at the first point of difference along the chain The atom that has attached to itan atom of higher priority has the higher priority (Do not use the sums of the atomic numbersBut look for the single atom of highest priority)

74

6 Atoms attached by double or triple bond are given single-bond equivalencies so that theycan be treated like single-bonded groups in determining priority Each doubly bonded atom isduplicated (or triplicated for triple bonds)

R C

O

OH

Structure Equivalent for priority determination

R C

O

O

OH

C

R C N R C

N

N

NC

C

75

Konfiguraacutecioacutes izomeacuteriaUgyanaz a vaacutez konnektivitaacutes de elteacuterő teacuterbelielrendeződeacutes (valamilyen szimmetria-rendezőhoumlz valoacuteviszony)

Nem alakiacutethatoacutek egymaacutesba kovalens koumlteacutes elszakiacutetaacutesaeacutes uacutejrakeacutepződeacutese neacutelkuumll

optikai izomerek (optikai aktivitaacutes) R Sgeometriai izomerek cisz-transz E-Z

76

Konfiguraacutecioacutes diasztereomerekFizikai eacutes keacutemia tulajdonsaacutegaik elteacuternek

Konfiguraacutecioacutes enantiomerekFizikai eacutes keacutemiai tulajdonsaacutegaikazonosak kiveacutevebull azonos meacuterteacutekű de ellenteacutetesiraacutenyuacute optikai forgatoacutekeacutepesseacutegbull elteacuterő reaktivitaacutes maacutes kiraacutelis vegyuumlletekkel valoacute reakcioacuteban

C

C

Cl

Cl H

HC

C

H

Cl H

Cl

cisz-12-dikloacutereteacuten transz-12-dikloacutereteacuten

Br Cl

Cl BrF F

Cl Br

Br FF Cl

(R) (R) (S) (R)

CH

OHCH3CH2

CH3

CH

HOCH2CH3

CH3

CH

OHCH3CH2

CH3

CH

OHCH3

CH3CH2

180o-os forgataacutes

(R)-butaacuten-2-ol (S)-butaacuten-2-olfp 995 oC 995 oCd4

20 0808 0808nD

20 1397 1397[α]D

25 -1352o +1352o

(R)-butaacuten-2-ol (S)-butaacuten-2-ol

CH

OHCH3

CH3CH2

77

Elegykristaacutely

bullveacuteletlenszerűen tartalmazza mindkeacutet enantiomertbulla tiszta enantiomerek eacutes az enantiomer kevereacutekek tulajdonsaacutegai azonosak

Konglomeraacutetum

bullcsak az egyik vagy a maacutesik enantiomert tartalmazzabullaz enantiomerek mechanikusan is elkuumlloumlniacutethetők egymaacutestoacutel

Molekulavegyuumllet

bulla keacutet enantiomer a kristaacutelyban 11 araacutenyban fordul elő (raceacutem elegy)bulla raceacutem elegy eacutes az enantiomerek olvadaacutespontja kuumlloumlnboumlző

bullakiraacutelis koumlruumllmeacutenyek koumlzoumltt megegyező fizikai eacutes keacutemiai tulajdonsaacutegokbullkiraacutelis koumlruumllmeacutenyek koumlzoumltt elteacuterő (kiraacutelis molekulaacutek polarizaacutelt feacuteny)bullenantiomerek koumlzoumltti 3 fő koumllcsoumlnhataacutes

elegykristaacutely keacutepzeacuteskonglomeraacutetum keacutepzeacutesmolekulavegyuumllet keacutepzeacutes

Enantiomerek

78

Enantiomerek egyeacuteb kevereacutekeit az uacutegynevezett bdquoenantiomeric excessrdquo (ee) [enantiomerfelesleg] eacuterteacutekkel jellemezzuumlk (R) eacutes (S) a megfelelő enantiomerek mennyiseacutege a kevereacutekben

A komponensek mennyiseacutegeacutenek meghataacuterozaacutesaKiraacutelis oszlopkromatigraacutefia (enantiomerek elvaacutelasztaacutesa)NMR spektroszkoacutepia

ee =(R) - (S)(R) + (S) 100

Enantiomer felesleg

Az enantiomerfelesleg az aszimmetrikus szinteacutezis sikeresseacutegeacutenek egyikmeacuterőszaacutema Diasztereomerek kevereacuteke eseteacuten hasonloacute moacutedon definiaacuteljaacutek eacuteshasznaacuteljaacutek a diasztereomer felesleg eacutes a szaacutezaleacutekos diasztereomer feleslegfogalmaacutet

Egy 70 R eacutes 30 S izomert tartalmazoacute minta enantiomerfeleslege peacuteldaacuteul40 Ezt az anyagot uacutegy is tekinthetjuumlk mint 40 tiszta R izomer eacutes 60 raceacutemelegy (mely a teljes mennyiseacuteghez 30 R eacutes 30 S izomerrel jaacuterul hozzaacute)kevereacuteke 79

C

C

HOOC

HOOC

H

HOH

OH

S

R

C

C

HOOC

HOOC

OH

HH

OHR

RC

C

COOH

COOH

HO

HH

HOS

S

intramolekulaacuteristuumlkoumlrsiacutek

diasztereomerek diasztereomerek

enantiomerek

COOH

CH3H2NH

R

COOH

CH3 NH2H

S

enantiomerek

Enantiomerek eacutes diasztereomerek

80

C

NH2

COOHHH3C C

CH2SH

COOHH2NH

Ala Cys

Aacutebraacutezolja Fischer keacuteplettel az alaacutebbi perspektivikus keacuteplettel megadott aminosavakat

CH3

COOH

H2N H

CH2SH

COOH

H2N H

Ala Cys

S R

L L81

CNH2H

H3C

COOH

C

COOH

CH2SHH2NH

CCH3H

H2N

COOH

C

COOH

CH2SHHH2N

C

NH2

COOHHH3C

C

CH2SH

COOHH2NH

CH3

COOH

H2N H

CH2SH

COOH

H2N H

82

Enantiomerek eacutes mezo vegyuumlletek

Pszeudoaszimmetria

C

C

HOOC

HOOC

H

HOH

OH

S

R

C

C

HOOC

HOOC

OH

HH

OHR

RC

C

COOH

COOH

HO

HH

HOS

S

intramolekulaacuteristuumlkoumlrsiacutek

diasztereomerek diasztereomerek

enantiomerek

C

C

C

COOH

COOH

HO H

OHH

H OHR

R

C

C

C

COOH

COOH

H OH

HHO

HO HS

S

enantiomerek

optikailag aktiacutevak

C

C

C

COOH

COOH

H OH

OHH

H OHR

S

C

C

C

COOH

COOH

H OH

HHO

H OHR

S

optikailag inaktiacutevak

r s

83

COOH

COOH

COOHHOOC COOH

HOOC COOH

HOOC

mcisz transz transz

szerkezetiizomeacuteria

geometriaiizomeacuteria

optikai izomeacuteria

84

R

RHOH

akiraacutelisszeacutenatom

R

SHOH

rS

RHOH

s

RgtS r s

(S)

(S)

pszeudoaszimmetriaacutes szeacutenatom

akiraacutelis molekulamezo vegyuumllet

akiraacutelisC2 forgaacutesi szimmetriatengely

kiraacutelis

HOOC COOH

Br

m

HOOC COOH

m

HOOC

COOH

pro-pszeudoaszimmetriaacutes szeacutenatom

85

Kiraacutelis molekulaacutekon beluumll is sok esetben talaacutelhatoacute pszeudo-aszimmetriacentrum amennyiben a keacutet enantiomorf ligandum mellett tovaacutebbi aszimmetrikus ligandum is kapcsoloacutedik a centrumhoz (peacuteldaacuteul atropin eacutes szaacutermazeacutekai)

gytszptehuhudownloadindex16630

Oslash86

Mezo-forma a) mindig akiraacutelisb) mindig kell lennie kiraacutelis disztereomerjeacutenek is

gytszptehuhudownloadindex16630

C

C

HOOC

HOOC

H

HOH

OH

S

R

C

C

HOOC

HOOC

OH

HH

OHR

RC

C

COOH

COOH

HO

HH

HOS

S

intramolekulaacuteristuumlkoumlrsiacutek

diasztereomerek diasztereomerek

enantiomerek

Oslash87

gytszptehuhudownloadindex16630

A pszeudo-aszimmetriacentrumok konfiguraacutecioacutejaacuteban elteacuterő izomerekegymaacutessal diasztereoizomer viszonyban aacutellnak

rC

C

C

COOH

COOH

H OH

OHH

H OHR

S

sC

C

C

COOH

COOH

H OH

HHO

H OHR

S Oslash88

Geometriai izomeacuteria

kettős koumlteacutesű vegyuumlletekneacutelciklusos vegyuumlletekneacutel

C CH H

CH3H3CC C

H CH3

HH3C

Felteacutetel (olefinekneacutel) egy adott pilleacuteratomon nem lehet keacutet azonos helyettesiacutetőde adott kettőskoumlteacutes keacutet kuumlloumlnboumlző pilleacuteratomjaacuten lehet egy-egy azonos helyettesiacutető(de ezeknek sem kell szuumlkseacutegkeacuteppen azonosaknak lenniuumlk)

Alfa helyzetű szubsztituens Beacuteta helyzetű szubsztituens

Diasztereomerek

89

Configurational isomers

The particular arrangement of atoms (or goups) in space that is characteristic of a given streoisomer

The configurational isomers can not be transformed into each otherwithout breaking and making a covalent bond

- cis-trans Z-E designations geometric isomers- optical isomerism (cf chirality)

H COOH

H COOH

HOOC H

H COOH

Z E

Oslash90

The requirement for geometric isomerism in alkenes is that each carbon atom involvedin the pi bond have two different groups attached to it such as H and Cl or CH3 and Cl

C CH

H

CH2CH3

CH3

C CH

H

CH2CH3

CH3is the same as

C CCH3

H

CH2CH3

CH3

C CH

CH3

CH2CH3

CH3

geometric isomers

If one of the carbons of the double bond has two identical groups such as two H atomsor two CH3 groups the geometric isomerism is not possible

Z E

Higher priority atoms or groups are on the same side of the pi bond Z bdquotogetherrdquo

Higher priority atoms or groups are on opposite sides of the pi bond E bdquoacrossrdquo

(Look at the single atoms directly attached to the double-bond carbon C and not entire-CH2CH2CH3 group)

Oslash91

Cahn-Ingold-Prelog szekvenciaszabaacutelyokalkeacutenekre vonatkozoacutean

Toumlmegszaacutem

C CT

D

H

DE

Rendszaacutem

C CF

Cl

Br

IZ

Z gt E

E

ZZ C C

C

C

H

NC

C

C

H3C

H3C

CH3

HCH3

H

C CH

NC

C

C

CH3

CH3

H

H

Br

Br

E

R

S

RgtS (DgtL)

92

C CH

H3C

CH

CH

CH3

CH3

CH2

Z ltC

HCH3

CH3

C

H

C

C

H

H

HHH

H

C C

H H

H

C

H

C (C)

o

o

o

H

H(C)oo

o

C CH

H3C

CH

CH

CH3

CH2 Br

CH2

E

C

HCH3

CH2Br

C

H

C

H

H

HCBrH

H

gtC C

H H

H

C

H

C (C)

o

o

o

H

H(C)oo

o

(CON) adott atom ismeacutetelt megjeleniacuteteacutese ---o fantomatom

1 2 3C CCCH CHHH C C(C)CH C(C)HH

1 2 3C CCCH BrCHH gt CHHH C C(C)CH C(C)HH 93

transzE

ciszZ

C CH H

C CH

H

transzZ

ciszE

C CBr H

C CH

Br

Oslash94

Konformaacutecioacutes izomeacuteriaUgyanaz a vaacutez konnektivitaacutes de elteacuterő teacuterbelielrendeződeacutes (valamilyen szimmetria-rendezőhoumlz valoacuteviszony)

Kovalens koumlteacutes elszakiacutetaacutesa eacutes uacutejrakeacutepződeacutese neacutelkuumllegymaacutesba alakiacutethatoacutek

Rotaacutecioacutes izomeacuteriaKuumlloumlnboumlző konformaacutecioacute (konformerek rotamerek)

Axiaacutelis kiralitaacutes R SHelikaacutelis kiralitaacutes P M

95

C CCH3H3C

HHHH

C CCH3

CH3 HH

HH

Konformaacutecioacutes diasztereomerek

C CH

CH3 HCH3

HH C C

H

CH3 CH3H

HH

Konformaacutecioacutes enantiomerek

P M

96

szinperiplanaacuteris szinklinaacutelis antiklinaacutelis antiperiplanaacuteris antiklinaacutelis szinklinaacutelis

pszeudorotaacutecioacute

axiaacutelis ekvatoriaacutelis

Konformerek

kiraacutelis kiraacutelisakiraacutelis akiraacutelis

97

C CCH3

CH3 HH

HHC C

CH3H3C

HHHH

Konfiguraacutecioacutes diasztereomerek

Konformaacutecioacutes diasztereomerek

C CH H

CH3H3CCC

HH3C

H CH3

98

- huacutezaacutes (stretch)

- hajliacutetaacutes (bend)

- csavaraacutes (torsion)

O OH

Hr 1r 2

r 2

O OH

H

α

OH

OH

τ (φ)

Oslash99

O OH

H

HOOH

OOH

HE

α30 kcalmol

Hajliacutetaacutes bend

Huacutezaacutes (nyuacutejtaacutes) stretch

disszociaacutecioacute

E

r

~ 90 ~ 50 kcalmol

HOO + H

HO + HO

Oslash100

H

H

H

O OH

H

1 kcalmol

~ 10kcalmol

(torzioacutes szoumlg)τ

Newman projekcioacute

H H

0o 60o 180o 300o 360o

OO

H

H

HHH HH

Oslash101

CH2 CH2Y ZY = Z = H

Y = Z = CH3

etaacuten

n-butaacuten

300o 360o240o180o120o60o0o

0o120o- 60o-180o-240o-300o-360o-

oacutera jaacuteraacutesaacuteval megegyező

oacutera jaacuteraacutesaacuteval ellenteacutetes

ZY

Z

Y

ZY

Z

Y

Z

Y

ZYZY

syn antisynperiplanar synklinal antiklinal antiperiplanar antiklinal synklinal

102

CCH

H H

HH

HH H

H

H

H H

CCH

H H

H

H HH H

HH

HH

0o 120o 240o 360o

12 M

m

M12 M M

mm

Θ

M = m

E(Θ)

minimum

Maximum

103

HHH H

CH3CH3

HHH H

CH3CH3

H

HH H

CH3

CH3

E

0deg dieacutederes szoumlg

E szabadentalpia-kuumlloumlnbseacuteg

58

29

07

(kcal)

H H

H3CH CH3

H

H H

H3CH H

CH3

H3C CH3

H HH

H

CH3HH H

CH3H

060deg 120deg 180deg 240deg 300deg 360deg

szinperiplanaacuteris szinklinaacutelis antiklinaacutelis antiperiplanaacuteris antiklinaacutelis szinklinaacutelis104

∆G0 = G01 - G0

2

K = e∆G0

RT

∆G = - RT ln K∆G = ∆H - T∆S

∆H = 074

∆S = 2 K = 19

gauche ndash anti araacuteny

minden gauche konformerre keacutet anti forma jut K= [a][g] Oslash105

0o

0o

60o

60o

120o

120o

180o

180o

240o

240o

300o

300o 360o

360o

RELA

T

IacuteV

ENERGIA

ANTI EFFEKTUS

GAUCHE EFFEKTUS

EXTREacuteMGAUCHE

EFFEKTUS

H

H H

H H

H

CH3

H H

H H

CH3

TORZIOacuteS SZOumlG

ZY

Z

YZ

Y

Z

Y

ZY

ZY ZY

F

H H

OH

repulsions

F

H H

H 106

attractiveinteractions

orbitalinteractions

antiperiplanarposition

Anti-effect

107

repulsions

F

H H

OH

repulsions

F

H H

H

Extrem gauche effect

108

C-F

C-H

C-F

C-HC-C C-C

Oslash109

CikloalkaacutenokGyűrűfeszuumlltseacuteg

Hipotetikus planaacuteris rendszerek

Baeyer vegyeacuterteacutekszoumlg-deformaacutecioacute (angulaacuterisgyűrű feszuumlleacutes)

Pitzer anti-aacutellaacuteshoz keacutepesti energiatoumlbblet (torzioacutes feszuumlleacutes)

van der Waals nemkoumltő atomok szterikus koumllcsoumlnhataacutesa

Nem planaacuteris vegyuumlletek

CC C

C

C

boriacuteteacutek

C C C

C

Ctwist

pszeudorotaacutecioacute

CC

C C

V-alakuacute

CCC

CCC

szeacutek110

3 4 5 6 7 8 9 10Gyűrűtagszaacutem

Gyűrű

feszuumlleacutes

kcalmol

hataacutereacuterteacutek

111

Cl

H

H

H

Cl

H

H

Cl

H

H

Cl

H

Cl

H

H

H

H

Cl

mezo SS RR

cisz transz

Ciklopropaacuten

C

C

HOOC

HOOC

H

HOH

OH

S

R

C

C

HOOC

HOOC

OH

HH

OHR

RC

C

COOH

COOH

HO

HH

HOS

S

intramolekulaacuteristuumlkoumlrsiacutek

diasztereomerek diasztereomerek

enantiomerek 112

Ea(a e)

∆Ea+∆E

∆E

Ea(a e)

Z

Hkb 5szeacutek

ZH

kb 95szeacutek

kb 2 kcal

csavartkaacuted

csavartkaacuted

kaacuted

ZH

feacutelszeacutekfeacutelszeacutek

ZH

Ciklohexaacuten

113

A 3-3 nemszomszeacutedos szeacutenatom aacuteltal definiaacutelt siacutekokra

merőleges koumlteacutesiraacutenyok axiaacutelis

A toumlbbi koumlteacutes e keacutet siacutek koumlzoumltt van ekvatoriaacutelis

Pszeudorotaacutecioacute a gyűrűs vegyuumlletek konformerjei

szoumlgfeszuumlltseacuteg neacutelkuumll alakulnak egymaacutesba

114

transz 12-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

cisz 12-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

Z

H

Z

H Z

HZ

Ha

eae

Z

HZ

H

Z

H

Z

H

a

e

ae

115

transz 13-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

cisz 13-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

Z

HZ

H

Z

H Z

H

a

e ae

Z

HZ

HZ

H

Z

H

a

e

ae

116

H

Z

Z

H

H

Z Z

Ha

ea

e

transz 14-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

Z

HZ

H

H

Z

Z

Ha

ea

e

cisz 14-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

117

Oslash118

8 CO2 + 8 H2O

- 12483 kcalmol - 12468 kcalmol

15 kcalmol

CH3

CH3H

H

+ 12 O2

cisz-12-dimetilciklohexaacuten

CH3

H

H

CH3

transz-12-dimetilciklohexaacuten

+ 12 O2

119

Diszubsztituaacutelt ciklohexaacutenokszerkezeti izomerjeinek konformaacutecioacutes viszonyai

Szerkezeti izomer Geometriai izomercisz transz

12

14

ae aa

ea ee

13aa ae

ee ea

120

Oslash121

BrNH2

Br

NH23a 2b

NH2

Br

Br

NH24a 1b

NH2

Br

Br

NH2

1b 4a

NH2

Br

NH2

Br2b 3a

NH2

Br

Br

NH23b 2a

Br

NH2

BrNH24b 1a

Konformaacutecioacutes Konformaacutecioacutes

BrNH2 Br

NH2

1a 4b

Br

NH2

BrNH2

2a 3b

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesenantiomerek

Konfiguraacutecioacutesenantiomerek

diasztereomerek diasztereomerek

12-helyzetben kuumlloumlnboumlző helyettesiacutetőket tartalmazoacute ciklohexaacuten szaacutermazeacutekokkonfiguraacutecioacutes eacutes konformaacutecioacutes viszonyai

Oslash122

H

H

H

HH

H

H

H

Dekalin

cisz transz

123

transz-transz-transzanellaacutecioacute

cisz-transz-transzanellaacutecioacute

DC

BA

DC

BA

H H

R

H

H H

H

H

H

R

H H

DCBA

R

H

H

H

H

H

H

DCBA

R

H

H

H

H

H

H

CH3

CH3

CH3

CH3

Oslash124

A kiralitaacutes kialakulaacutesa eacutes bioloacutegiai jelentőseacutege

Kiraacutelis vegyuumlletek

termeacuteszetes aminosavak (elsősorban L konfiguraacutecioacute)peptidek enzimektermeacuteszetes szeacutenhidraacutetok (elsősorban D konfiguraacutecioacute)gyoacutegyszerek

Az első kiraacutelis vegyuumllet kialakulaacutesa

az elemi reacuteszek gyenge koumllcsoumlnhataacutesaacutenakiraacutenyfuumlggeacuteseacutevel van kapcsolatban

autokataliacutezis

a termeacuteszet nem tuumlkoumlrszimmetrikus (a termeacuteszet homokiraacutelis)

Oslash125

Az optikai aktivitaacuteseredete szeacutenhidraacutetokkiralitaacutescentrumaacutenakkieacutepuumlleacutese a termeacuteszetben

Oslash126

Oslash127

• Slide Number 1
• Slide Number 2
• Slide Number 3
• Slide Number 4
• Slide Number 5
• Slide Number 6
• Slide Number 7
• Izomeacuteria
• Slide Number 9
• Slide Number 10
• Slide Number 11
• Slide Number 12
• Slide Number 13
• Slide Number 14
• Slide Number 15
• Slide Number 16
• Slide Number 17
• Slide Number 18
• Szerkezeti izomeacuteria
• Slide Number 20
• Slide Number 21
• Slide Number 22
• Slide Number 23
• Slide Number 24
• A tautomeacuteria tiacutepusai
• Slide Number 26
• Slide Number 27
• Slide Number 28
• Slide Number 29
• Slide Number 30
• Sztereoizomeacuteria
• Slide Number 32
• Slide Number 33
• Slide Number 34
• Slide Number 35
• Slide Number 36
• Slide Number 37
• Slide Number 38
• Slide Number 39
• Slide Number 40
• Slide Number 41
• Slide Number 42
• Slide Number 43
• Slide Number 44
• Slide Number 45
• Slide Number 46
• Slide Number 47
• Tovaacutebbi kiralitaacutes tiacutepusok
• Slide Number 49
• Slide Number 50
• Slide Number 51
• Slide Number 52
• Slide Number 53
• Slide Number 54
• Slide Number 55
• Slide Number 56
• Slide Number 57
• Toumlbb kiralitaacuteskoumlzpont
• Slide Number 59
• Slide Number 60
• Slide Number 61
• Slide Number 62
• Slide Number 63
• Slide Number 64
• Slide Number 65
• Slide Number 66
• Slide Number 67
• Slide Number 68
• Slide Number 69
• Slide Number 70
• Slide Number 71
• Slide Number 72
• Slide Number 73
• Slide Number 74
• Slide Number 75
• Konfiguraacutecioacutes izomeacuteria
• Slide Number 77
• Slide Number 78
• Slide Number 79
• Slide Number 80
• Slide Number 81
• Slide Number 82
• Slide Number 83
• Slide Number 84
• Slide Number 85
• Slide Number 86
• Slide Number 87
• Slide Number 88
• Slide Number 89
• Slide Number 90
• Slide Number 91
• Slide Number 92
• Slide Number 93
• Slide Number 94
• Slide Number 95
• Slide Number 96
• Slide Number 97
• Slide Number 98
• Slide Number 99
• Slide Number 100
• Slide Number 101
• Slide Number 102
• Slide Number 103
• Slide Number 104
• Slide Number 105
• Slide Number 106
• Slide Number 107
• Slide Number 108
• Slide Number 109
• Slide Number 110
• Slide Number 111
• Slide Number 112
• Slide Number 113
• Slide Number 114
• Slide Number 115
• Slide Number 116
• Slide Number 117
• Slide Number 118
• Slide Number 119
• Slide Number 120
• Slide Number 121
• Slide Number 122
• Slide Number 123
• Slide Number 124
• Slide Number 125
• Slide Number 126
• Slide Number 127

Oslash38

Kiralitaacutes

A kiraacutelis taacutergyak tuumlkoumlrkeacutepuumlkkel nem hozhatoacutek fedeacutesbe sem rotaacutecioacutes semtranszlaacutecioacutes mozgaacutessal (kiveacuteve a molekulaacuten beluumlli rotaacutecioacute lehetőseacutegeacutet)

A kiralitaacutes szerkezeti felteacutetelea taacutergynak ne legyen tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengelye

Tiacutepusok

Centraacutelis kiralitaacutes ndash sztereogeacuten centrum (R S D L)egy kiraacutelis (szeacuten)atomtoumlbb kiraacutelis szeacutenatom

Axiaacutelis kiralitaacutes ndash tengely koumlruumlli elhelyezkedeacutes (R S)alleacutenizomeacuteria spirovegyuumlletek atropizomeacuteria

Planaacuteris kiralitaacutes ndash siacutekhoz viszonyiacutetott helyzet (P pR M pS)csavart kaacutedak transz cikloalkeacuten

Helikaacutelis kiralitaacutes ndash nem siacutekbeli csavarvonalak (P M)alkaacuten konformerek (gauche antiklinaacutelis)heliceacutenek

39

Azonos minőseacutegi mennyiseacutegi oumlsszeteacutetel moacuteltoumlmeg konstituacutecioacute de kuumlloumlnboumlző teacuterbeli sorrend

Cl

F BrH

R S

Cl

FBrH

konfiguraacutecioacutejeloumlleacutes (+) (ndash) = d l D L R S

40

Azonos minőseacutegi mennyiseacutegi oumlsszeteacutetel moacuteltoumlmeg konstituacutecioacute de kuumlloumlnboumlző teacuterbeli sorrend

C

l

F

B

r

H

R

S

C

l

F

B

r

H

konfiguraacutecioacutejeloumlleacutes(+) (ndash) = d ld l R S

_1063020419

2

1

3

X4

1

X4

23

1

X4

32

(R) (S)

CC

2

1

3

I

BrCl

4F

2

1

3

OH

DT

4H C

OH

H

DT

(R)(S)

41

(R)

HCC

C CHH

HO H

CCC

H HC H

CHH3C

H

HH

H

H

C

Cl HH H

HH

1 4

3

2

1 oumlvezet2 oumlvezet

3 oumlvezet

4 oumlvezet

H

42

CH

OHCH3

CH3CH2

(R)-butaacuten-2-ol (S)-butaacuten-2-ol

180o-os forgataacutes

CH

OHCH3

CH3CH2

CH

OHCH3CH2

CH3

CH

HOCH2CH3

CH3

CH

OHCH3CH2

CH3

A kiralitaacutes az atomok egy pont (sztereogeacuten centrum kiralitaacutescentrum aszimmetriacentrum)koumlruumlli elrendeződeacuteseacutenek koumlvetkezmeacutenye A kiralitaacutest leacutetrehozoacute szerkezeti elemek elrendeződeacuteseegy koumlzpontra vonatkoztathatoacute Egy X centraacutelis atomhoz neacutegy kuumlloumlnboumlző ligandum kapcsoloacutedik a tuumlkoumlrkeacutepek nem hozhatoacutek fedeacutesbe a keacutet konfiguraacutecioacutes izomer enantiomer viszonyban van egymaacutessalSztereogeacuten centrum ndash Egy sp3 szeacutenatom (vagy maacutes atom) 4 kuumlloumlnboumlző ligandumot tartalmaz

Centraacutelis kiralitaacutes

43

Optikai izomeacuteria

Optikai izomerek olyan sztereoizomerek amelyek optikai forgatoacutekeacutepesseacutegbenkuumlloumlnboumlznek

Centraacutelis kiralitaacutes

Sztereogeacuten centrum aacutebraacutezolaacutesaperspektiacutevikus (teacuterszerkezeti)proiciaacutelt (vetiacutetett)

keacuteplettel (Fischer projekcioacute)

L

COOH

CH3H2NH

R

D

COOH

CH3 NH2H

S

intermolekulaacuteristuumlkoumlrsiacutek

COOH

CH3

H NH2

COOH

CH3

H2N H

44

Optikai aktivitaacutesAzok a vegyuumlletek melyek a siacutekban polarizaacutelt feacuteny siacutekjaacutet elforgatjaacutek optikailag aktiacutevakJobbra forgataacutes (oacuteramutatoacuteval azonos) jele (+) balra forgataacutes (oacuteramutatoacuteval ellenteacutetes) jele (-)

Azok a molekulaacutek keacutepesek optikai forgatoacutekeacutepesseacuteg leacutetrehozaacutesaacutera melyek mindenkonformaacutecioacuteja kiraacutelisHa egy kiraacutelis vegyuumlletnek csak egyik enantiomerje van jelen a vegyuumllet optikailag aktiacutev(elforgatja a polarizaacutelt feacuteny siacutekjaacutet) Ha a keacutet enantimer ekvimolaacuteris elegye (racemaacutet) van jelen a tuumlkoumlrkeacutepi paacuterok kompenzaacutecioacuteja miatt nincs makroszkoacutepikus forgataacutes

Oslash45

Fresnel elmeacutelete szerint a siacutekban polarizaacutelt feacuteny keacutet ellenteacutetes iraacutenyaacutebacirkulaacuterisan polarizaacutelt komponensből tevődik oumlssze Optikailag aktiacutev koumlzegbenaz egyik cirkulaacuteris komponens lassabban halad mint a maacutesik ezeacutert aztaacutenamikor kileacutepnek a koumlzegből eltoloacutedott faacutezisban oumlsszegeződnek uacutejra s eza polarizaacutecioacute siacutekjaacutenak elfordulaacutesaacuteban nyilvaacutenul meg Az optikailag aktiacutev anyagmolekulaacutei kuumlloumlnboumlző meacuterteacutekű koumllcsoumlnhataacutesba leacutepnek a jobbra eacutes a balracirkulaacuteris feacutenysugaacuterral A cirkulaacuterisan polaacuterozott feacuteny uacutegy jellemezhető hogya feacutenysugaacuter menteacuten az elektromaacutegneses teret leiacuteroacute elektromos eacutes maacutegnesesvektorok veacutegpontjai egy jobb vagy bal menetű csavarvonalon helyezkednek el

Optikai aktivitaacutes meacutereacutese

polarimetertube

Polarizerfixed Nicolprism

Plane-polarizedlight

Solution of opticallyactive material

Plane ofpolarizationhas undergonea rotation

Analyizermovable Nicolprism

ViewerUnpolarizedlight fromsource

Oslash46

siacutekban polarizaacutelt feacuteny

polarizaacuteloacute lencse (Nicol prizma)

normaacutel feacuteny

a)

b)

c)

x

z

z

z

siacutekban polaacuterozott feacuteny P eacutes M helicitaacutesuacutecirkulaacuterisan polaacuterozott feacuteny

minta

x

z

α

z

x

Oslash47

Tovaacutebbi kiralitaacutes tiacutepusok

48

Sztereogeacuten centrum jelenleacutete nem szuumlkseacuteges sem nem eleacutegseacuteges felteacutetele a kiralitaacutesnak

Nem szuumlkseacuteges peacuteldaacuteul axiaacutelis kiralitaacutes planaacuteris kiralitaacutes

Axiaacutelis kiralitaacutes A kiralitaacutes az atomok egy tengely koumlruumlli elrendeződeacuteseacutenek koumlvetkezmeacutenye

Alleacutenek kiralitaacutesa

Planaacuteris kiralitaacutes A kiralitaacutes az atomok egy siacutek koumlruumlli elhelyezkedeacuteseacutenek koumlvetkezmeacutenye

Helikaacutelis kiralitaacutes Csavarvonal (spiraacutelis) szerkezetű molekulaacutekPl DNS kettős heacutelixe polipeptidek kettős α-heacutelixe

C C CH

ClHCl CCC

H

ClHCl

COOH

CH3

CrOC

OCOC

CrCO

COCO

COOH

CH3

49

R S

HOOC

Br

COOH

Br6

2

6

2COOH

Br

HOOC

Br

tuumlkoumlrsiacutek

C

Br

COOHBr1

2

3 4

HOO c2COOH

Br

BrHOOC

c2

1

2

34

Atropizomeacuteria

50

Axiaacutelis kiralitaacutes

R-konfiguraacutecioacute

51

C CH

H3CC

H

CH3

CCH

CH3C

H

H3C

NH

HN

NH

NH

tuumlkoumlrsiacutek

Nem minden kiraacutelis molekula rendelkezik aszimmetria centrummal

52

Cukor Foszfor atom Oslash53

Konformaacutecioacutes enantiomerek

P M

Helikaacutelis kiralitaacutes

Konfiguraacutecioacutes enantiomerek

P M

Heptaheliceacuten n-Butaacuten

54

Oslash55

56

Feheacuterjeacutek teacuterszerkezete

Oslash

57

Nukleinsavak teacuterszerkezete

Oslash

Toumlbb kiralitaacuteskoumlzpont

58

Toumlbb aszimmetria centrumot tartalmazoacute vegyuumlleteklehetseacuteges sztereoizomereinek szaacutema

A nem enantiomeacuteria viszonyban aacutelloacute sztereoizomerek

diasztereomerek

Ha az n db aszimmetria centrum koumlzoumltt vannak azonosak a fuumlggetlen sztereoizomerek szaacutema lt 2n

mezo-forma nem kiraacutelis

2n

59

CH3CH3

HO H

OHHCH3

H3COHH

HO H

CH3CH3

HO H

HHOCH3

H3COHH

H OH

CH3CH3

HO H

OHH

180o forgataacutes

mezo-23-butaacutendioltuumlkoumlrkeacutepi paacuterok fedeacutesbe hozhatoacutek - akiraacutelis

(2R3R)-23-butaacutendiol (2S3S)-23-butaacutendiol

CH3 CH3

H HHO OH

Egyetlen sztereogeacuten centrumot tartalmazoacute molekula mindig kiraacutelis desztereogeacuten centrum jelenleacutete nem szuumlkseacuteges sem nem eleacutegseacuteges felteacutetele a kiralitaacutesnak

Nem eleacutegseacuteges toumlbb sztereogeacuten centrumot tartalmazoacute molekula lehet akiraacutelisPeacutelda

60

Nem minden olyan molekula kiraacutelis amely aszimmetria centrumokkal rendelkezik

Nem minden kiraacutelis molekula rendelkezik aszimmetria centrummal

axiaacutelis kiralitaacutes 13-diszubsztituaacutelt alleacuten planaacuteris kiralitaacutes spirovegyuumlletek koumlreacuteben

mezo vegyuumlletek cisz-12-azonosandiszubsztituaacutelt ciklopropaacuten

Oslash61

COOHH

HHOOC

CH3H

H3C HS2

COOH

HHO

H OH

COOH

S2

COOHH

HHOOC

HH

H H

borkősav

Newman (fűreacuteszbak) projekcioacuteKonformatiacutev

62

Fisher projekcioacuteval aacutebraacutezolt L- eacutes D-borkősav

mezo-borkotildesav

COOHCH OHCCOOH

OHH

COOHCHO HCCOOH

HHO

szotildelotildesav

COOHCH OHCCOOH

HHO

COOHCHO HCCOOH

OHH

L-(+)-borkotildesav D-(-)-borkotildesav

63

Oslash64

Cl

H

H

H

Cl

H

H

Cl

H

H

Cl

H

Cl

H

H

H

H

Cl

mezo SS RR

cisz transz

Nem minden olyan molekula kiraacutelis amely aszimmetria centrumokkal rendelkezik

65

Szimmeriaelemek(szimmetria azonos meacuteret)

Akkor mondjuk hogy egy taacutergy szimmetriaelemmel rendelkezik ha a megfelelőszimmetriaművelet (tuumlkroumlzeacutes forgataacutes inverzioacute) a taacutergyat az eredetivel fedeacutesbehozhatoacute alakzattaacute konvertaacutelja

Pontcsoport ndash meghataacuterozott taacutergyra vonatkozoacute szimmetriaműveletek oumlsszesseacutege

szimmetriasiacutek (σ) a molekulaacutet keacutet olyan feacutelre bontja amelyek egymaacutesnak pontostuumlkoumlrkeacutepei (Szimmetriasiacutekot tartalmazoacute molekula akiraacutelis de a siacutek hiaacutenya nem okozkiralitaacutest)

n-ed rendű forgaacutesi szimmetriatengely (Cn) a molekulaacutet a tengely koumlruumll 360degnszoumlggel elforgatva az eredetitől megkuumlloumlnboumlzhetetlen molekulaacutet kapunk

szimmetriacentrum (inverzioacutes centrum) (Ci) a molekula baacutermely elemeacutet aszimmetriacentrummal oumlsszekoumltve eacutes az ellenkező iraacutenyba azonos taacutevolsaacutegrameghosszabbiacutetva azonos elemhez jutunk (Szimmetriacentrumot tartalmazoacutemolekula akiraacutelis de hiaacutenya nem okoz kiralitaacutest)

n-ed rendű tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengely (Sn) a molekulaacutet 360degn szoumlggel elforgatvaeacutes a tengelyre merőleges siacutekra tuumlkroumlzve az eredetitől megkuumlloumlnboumlzhetetlenmolekulaacutet kapunk (Tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengelyt tartalmazoacute molekula akiraacutelishiaacutenyaacuteban a molekula kiraacutelis) 66

C CCH3

H

H

CH3180o C C

CH3

H

CH3

H360o

siacutek

tengely

siacutek

tengely

Keacutetfogaacutesuacute tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengely Egyfogaacutesuacute tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengely

Szimmetriacentrum Szimmetriasiacutek

Tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengelyValamely taacutergy akkor jellemezhető Sn azaz n-ed rendű tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengellyel ha annak baacutermely pontjaacutet a tengely koumlruumll 360n fokos szoumlggelelfordiacutetva eacutes a tengelyre merőlegesen fektetett siacutekon keresztuumll tuumlkroumlzve az eredetiobjektumot kapjuk meg (n szuumlkseacutegkeacuteppen paacuteros vagy 1)

Az S1-tengely szimmetriasiacutekkal (σ) az S2-tengely viszont szimmetriacentrummal (Ci) egyeneacuterteacutekű

A szimmetriacentrumon aacutethaladoacute baacutermely egyenesen a centrumtoacutel egyenlő taacutevolsaacutegban azonos elemek talaacutelhatoacutek

Akiraacutelis molekulaacutek

67

szimmetriasiacutek (m S1) forgaacutesi szimmetriatengely (Cn) szimmetriacentrum (Ci S2)

Szimmetrikus + +

Szimmetrikus + -

Koumlzeacuteppontosan - + szimmetrikus

Disszimetrikus - + - (kiraacutelis)

Aszimmetrikus - - - (kiraacutelis)

Szimmetriaelem művelet

Szimmetriasiacutek tuumlkroumlzeacutes

Szimmetriatengely forgataacutes

Szimmetriacentrum inverzioacute

Szimmetriaelem művelet

Azonossaacuteg vaacuteltozatlanulhagyaacutes

Tuumlkroumlzeacutesi forgataacutes eacutesszimmetriatengely (giroid) tengelyre merőleges

tuumlkroumlzeacutesOslash68

Oslash69

Oslash70

Oslash71

Oslash72

1 Atomic number2 Atomic mass3 Z gt E4 R gt S5 Spheres6 Single-bond equivalencies

Cahn-Ingold-Prelog nomenclature system

Sequence rules for order of priority

1 If the atoms in question are different the sequence order is by atomic number with theatom of highest atomic number receiving the highest priority

F lt Cl lt Br lt I

increasing priority

2 If two isotopes of the same element are present the isotope of higher mass receivesthe higher priority

H lt D

increasing priority73

5 If two atoms are identical the atomic numbers of the next atoms are used for priorityassignment If these atoms also have identical atoms attached to them priority isdetermined at the first point of difference along the chain The atom that has attached to itan atom of higher priority has the higher priority (Do not use the sums of the atomic numbersBut look for the single atom of highest priority)

74

6 Atoms attached by double or triple bond are given single-bond equivalencies so that theycan be treated like single-bonded groups in determining priority Each doubly bonded atom isduplicated (or triplicated for triple bonds)

R C

O

OH

Structure Equivalent for priority determination

R C

O

O

OH

C

R C N R C

N

N

NC

C

75

Konfiguraacutecioacutes izomeacuteriaUgyanaz a vaacutez konnektivitaacutes de elteacuterő teacuterbelielrendeződeacutes (valamilyen szimmetria-rendezőhoumlz valoacuteviszony)

Nem alakiacutethatoacutek egymaacutesba kovalens koumlteacutes elszakiacutetaacutesaeacutes uacutejrakeacutepződeacutese neacutelkuumll

optikai izomerek (optikai aktivitaacutes) R Sgeometriai izomerek cisz-transz E-Z

76

Konfiguraacutecioacutes diasztereomerekFizikai eacutes keacutemia tulajdonsaacutegaik elteacuternek

Konfiguraacutecioacutes enantiomerekFizikai eacutes keacutemiai tulajdonsaacutegaikazonosak kiveacutevebull azonos meacuterteacutekű de ellenteacutetesiraacutenyuacute optikai forgatoacutekeacutepesseacutegbull elteacuterő reaktivitaacutes maacutes kiraacutelis vegyuumlletekkel valoacute reakcioacuteban

C

C

Cl

Cl H

HC

C

H

Cl H

Cl

cisz-12-dikloacutereteacuten transz-12-dikloacutereteacuten

Br Cl

Cl BrF F

Cl Br

Br FF Cl

(R) (R) (S) (R)

CH

OHCH3CH2

CH3

CH

HOCH2CH3

CH3

CH

OHCH3CH2

CH3

CH

OHCH3

CH3CH2

180o-os forgataacutes

(R)-butaacuten-2-ol (S)-butaacuten-2-olfp 995 oC 995 oCd4

20 0808 0808nD

20 1397 1397[α]D

25 -1352o +1352o

(R)-butaacuten-2-ol (S)-butaacuten-2-ol

CH

OHCH3

CH3CH2

77

Elegykristaacutely

bullveacuteletlenszerűen tartalmazza mindkeacutet enantiomertbulla tiszta enantiomerek eacutes az enantiomer kevereacutekek tulajdonsaacutegai azonosak

Konglomeraacutetum

bullcsak az egyik vagy a maacutesik enantiomert tartalmazzabullaz enantiomerek mechanikusan is elkuumlloumlniacutethetők egymaacutestoacutel

Molekulavegyuumllet

bulla keacutet enantiomer a kristaacutelyban 11 araacutenyban fordul elő (raceacutem elegy)bulla raceacutem elegy eacutes az enantiomerek olvadaacutespontja kuumlloumlnboumlző

bullakiraacutelis koumlruumllmeacutenyek koumlzoumltt megegyező fizikai eacutes keacutemiai tulajdonsaacutegokbullkiraacutelis koumlruumllmeacutenyek koumlzoumltt elteacuterő (kiraacutelis molekulaacutek polarizaacutelt feacuteny)bullenantiomerek koumlzoumltti 3 fő koumllcsoumlnhataacutes

elegykristaacutely keacutepzeacuteskonglomeraacutetum keacutepzeacutesmolekulavegyuumllet keacutepzeacutes

Enantiomerek

78

Enantiomerek egyeacuteb kevereacutekeit az uacutegynevezett bdquoenantiomeric excessrdquo (ee) [enantiomerfelesleg] eacuterteacutekkel jellemezzuumlk (R) eacutes (S) a megfelelő enantiomerek mennyiseacutege a kevereacutekben

A komponensek mennyiseacutegeacutenek meghataacuterozaacutesaKiraacutelis oszlopkromatigraacutefia (enantiomerek elvaacutelasztaacutesa)NMR spektroszkoacutepia

ee =(R) - (S)(R) + (S) 100

Enantiomer felesleg

Az enantiomerfelesleg az aszimmetrikus szinteacutezis sikeresseacutegeacutenek egyikmeacuterőszaacutema Diasztereomerek kevereacuteke eseteacuten hasonloacute moacutedon definiaacuteljaacutek eacuteshasznaacuteljaacutek a diasztereomer felesleg eacutes a szaacutezaleacutekos diasztereomer feleslegfogalmaacutet

Egy 70 R eacutes 30 S izomert tartalmazoacute minta enantiomerfeleslege peacuteldaacuteul40 Ezt az anyagot uacutegy is tekinthetjuumlk mint 40 tiszta R izomer eacutes 60 raceacutemelegy (mely a teljes mennyiseacuteghez 30 R eacutes 30 S izomerrel jaacuterul hozzaacute)kevereacuteke 79

C

C

HOOC

HOOC

H

HOH

OH

S

R

C

C

HOOC

HOOC

OH

HH

OHR

RC

C

COOH

COOH

HO

HH

HOS

S

intramolekulaacuteristuumlkoumlrsiacutek

diasztereomerek diasztereomerek

enantiomerek

COOH

CH3H2NH

R

COOH

CH3 NH2H

S

enantiomerek

Enantiomerek eacutes diasztereomerek

80

C

NH2

COOHHH3C C

CH2SH

COOHH2NH

Ala Cys

Aacutebraacutezolja Fischer keacuteplettel az alaacutebbi perspektivikus keacuteplettel megadott aminosavakat

CH3

COOH

H2N H

CH2SH

COOH

H2N H

Ala Cys

S R

L L81

CNH2H

H3C

COOH

C

COOH

CH2SHH2NH

CCH3H

H2N

COOH

C

COOH

CH2SHHH2N

C

NH2

COOHHH3C

C

CH2SH

COOHH2NH

CH3

COOH

H2N H

CH2SH

COOH

H2N H

82

Enantiomerek eacutes mezo vegyuumlletek

Pszeudoaszimmetria

C

C

HOOC

HOOC

H

HOH

OH

S

R

C

C

HOOC

HOOC

OH

HH

OHR

RC

C

COOH

COOH

HO

HH

HOS

S

intramolekulaacuteristuumlkoumlrsiacutek

diasztereomerek diasztereomerek

enantiomerek

C

C

C

COOH

COOH

HO H

OHH

H OHR

R

C

C

C

COOH

COOH

H OH

HHO

HO HS

S

enantiomerek

optikailag aktiacutevak

C

C

C

COOH

COOH

H OH

OHH

H OHR

S

C

C

C

COOH

COOH

H OH

HHO

H OHR

S

optikailag inaktiacutevak

r s

83

COOH

COOH

COOHHOOC COOH

HOOC COOH

HOOC

mcisz transz transz

szerkezetiizomeacuteria

geometriaiizomeacuteria

optikai izomeacuteria

84

R

RHOH

akiraacutelisszeacutenatom

R

SHOH

rS

RHOH

s

RgtS r s

(S)

(S)

pszeudoaszimmetriaacutes szeacutenatom

akiraacutelis molekulamezo vegyuumllet

akiraacutelisC2 forgaacutesi szimmetriatengely

kiraacutelis

HOOC COOH

Br

m

HOOC COOH

m

HOOC

COOH

pro-pszeudoaszimmetriaacutes szeacutenatom

85

Kiraacutelis molekulaacutekon beluumll is sok esetben talaacutelhatoacute pszeudo-aszimmetriacentrum amennyiben a keacutet enantiomorf ligandum mellett tovaacutebbi aszimmetrikus ligandum is kapcsoloacutedik a centrumhoz (peacuteldaacuteul atropin eacutes szaacutermazeacutekai)

gytszptehuhudownloadindex16630

Oslash86

Mezo-forma a) mindig akiraacutelisb) mindig kell lennie kiraacutelis disztereomerjeacutenek is

gytszptehuhudownloadindex16630

C

C

HOOC

HOOC

H

HOH

OH

S

R

C

C

HOOC

HOOC

OH

HH

OHR

RC

C

COOH

COOH

HO

HH

HOS

S

intramolekulaacuteristuumlkoumlrsiacutek

diasztereomerek diasztereomerek

enantiomerek

Oslash87

gytszptehuhudownloadindex16630

A pszeudo-aszimmetriacentrumok konfiguraacutecioacutejaacuteban elteacuterő izomerekegymaacutessal diasztereoizomer viszonyban aacutellnak

rC

C

C

COOH

COOH

H OH

OHH

H OHR

S

sC

C

C

COOH

COOH

H OH

HHO

H OHR

S Oslash88

Geometriai izomeacuteria

kettős koumlteacutesű vegyuumlletekneacutelciklusos vegyuumlletekneacutel

C CH H

CH3H3CC C

H CH3

HH3C

Felteacutetel (olefinekneacutel) egy adott pilleacuteratomon nem lehet keacutet azonos helyettesiacutetőde adott kettőskoumlteacutes keacutet kuumlloumlnboumlző pilleacuteratomjaacuten lehet egy-egy azonos helyettesiacutető(de ezeknek sem kell szuumlkseacutegkeacuteppen azonosaknak lenniuumlk)

Alfa helyzetű szubsztituens Beacuteta helyzetű szubsztituens

Diasztereomerek

89

Configurational isomers

The particular arrangement of atoms (or goups) in space that is characteristic of a given streoisomer

The configurational isomers can not be transformed into each otherwithout breaking and making a covalent bond

- cis-trans Z-E designations geometric isomers- optical isomerism (cf chirality)

H COOH

H COOH

HOOC H

H COOH

Z E

Oslash90

The requirement for geometric isomerism in alkenes is that each carbon atom involvedin the pi bond have two different groups attached to it such as H and Cl or CH3 and Cl

C CH

H

CH2CH3

CH3

C CH

H

CH2CH3

CH3is the same as

C CCH3

H

CH2CH3

CH3

C CH

CH3

CH2CH3

CH3

geometric isomers

If one of the carbons of the double bond has two identical groups such as two H atomsor two CH3 groups the geometric isomerism is not possible

Z E

Higher priority atoms or groups are on the same side of the pi bond Z bdquotogetherrdquo

Higher priority atoms or groups are on opposite sides of the pi bond E bdquoacrossrdquo

(Look at the single atoms directly attached to the double-bond carbon C and not entire-CH2CH2CH3 group)

Oslash91

Cahn-Ingold-Prelog szekvenciaszabaacutelyokalkeacutenekre vonatkozoacutean

Toumlmegszaacutem

C CT

D

H

DE

Rendszaacutem

C CF

Cl

Br

IZ

Z gt E

E

ZZ C C

C

C

H

NC

C

C

H3C

H3C

CH3

HCH3

H

C CH

NC

C

C

CH3

CH3

H

H

Br

Br

E

R

S

RgtS (DgtL)

92

C CH

H3C

CH

CH

CH3

CH3

CH2

Z ltC

HCH3

CH3

C

H

C

C

H

H

HHH

H

C C

H H

H

C

H

C (C)

o

o

o

H

H(C)oo

o

C CH

H3C

CH

CH

CH3

CH2 Br

CH2

E

C

HCH3

CH2Br

C

H

C

H

H

HCBrH

H

gtC C

H H

H

C

H

C (C)

o

o

o

H

H(C)oo

o

(CON) adott atom ismeacutetelt megjeleniacuteteacutese ---o fantomatom

1 2 3C CCCH CHHH C C(C)CH C(C)HH

1 2 3C CCCH BrCHH gt CHHH C C(C)CH C(C)HH 93

transzE

ciszZ

C CH H

C CH

H

transzZ

ciszE

C CBr H

C CH

Br

Oslash94

Konformaacutecioacutes izomeacuteriaUgyanaz a vaacutez konnektivitaacutes de elteacuterő teacuterbelielrendeződeacutes (valamilyen szimmetria-rendezőhoumlz valoacuteviszony)

Kovalens koumlteacutes elszakiacutetaacutesa eacutes uacutejrakeacutepződeacutese neacutelkuumllegymaacutesba alakiacutethatoacutek

Rotaacutecioacutes izomeacuteriaKuumlloumlnboumlző konformaacutecioacute (konformerek rotamerek)

Axiaacutelis kiralitaacutes R SHelikaacutelis kiralitaacutes P M

95

C CCH3H3C

HHHH

C CCH3

CH3 HH

HH

Konformaacutecioacutes diasztereomerek

C CH

CH3 HCH3

HH C C

H

CH3 CH3H

HH

Konformaacutecioacutes enantiomerek

P M

96

szinperiplanaacuteris szinklinaacutelis antiklinaacutelis antiperiplanaacuteris antiklinaacutelis szinklinaacutelis

pszeudorotaacutecioacute

axiaacutelis ekvatoriaacutelis

Konformerek

kiraacutelis kiraacutelisakiraacutelis akiraacutelis

97

C CCH3

CH3 HH

HHC C

CH3H3C

HHHH

Konfiguraacutecioacutes diasztereomerek

Konformaacutecioacutes diasztereomerek

C CH H

CH3H3CCC

HH3C

H CH3

98

- huacutezaacutes (stretch)

- hajliacutetaacutes (bend)

- csavaraacutes (torsion)

O OH

Hr 1r 2

r 2

O OH

H

α

OH

OH

τ (φ)

Oslash99

O OH

H

HOOH

OOH

HE

α30 kcalmol

Hajliacutetaacutes bend

Huacutezaacutes (nyuacutejtaacutes) stretch

disszociaacutecioacute

E

r

~ 90 ~ 50 kcalmol

HOO + H

HO + HO

Oslash100

H

H

H

O OH

H

1 kcalmol

~ 10kcalmol

(torzioacutes szoumlg)τ

Newman projekcioacute

H H

0o 60o 180o 300o 360o

OO

H

H

HHH HH

Oslash101

CH2 CH2Y ZY = Z = H

Y = Z = CH3

etaacuten

n-butaacuten

300o 360o240o180o120o60o0o

0o120o- 60o-180o-240o-300o-360o-

oacutera jaacuteraacutesaacuteval megegyező

oacutera jaacuteraacutesaacuteval ellenteacutetes

ZY

Z

Y

ZY

Z

Y

Z

Y

ZYZY

syn antisynperiplanar synklinal antiklinal antiperiplanar antiklinal synklinal

102

CCH

H H

HH

HH H

H

H

H H

CCH

H H

H

H HH H

HH

HH

0o 120o 240o 360o

12 M

m

M12 M M

mm

Θ

M = m

E(Θ)

minimum

Maximum

103

HHH H

CH3CH3

HHH H

CH3CH3

H

HH H

CH3

CH3

E

0deg dieacutederes szoumlg

E szabadentalpia-kuumlloumlnbseacuteg

58

29

07

(kcal)

H H

H3CH CH3

H

H H

H3CH H

CH3

H3C CH3

H HH

H

CH3HH H

CH3H

060deg 120deg 180deg 240deg 300deg 360deg

szinperiplanaacuteris szinklinaacutelis antiklinaacutelis antiperiplanaacuteris antiklinaacutelis szinklinaacutelis104

∆G0 = G01 - G0

2

K = e∆G0

RT

∆G = - RT ln K∆G = ∆H - T∆S

∆H = 074

∆S = 2 K = 19

gauche ndash anti araacuteny

minden gauche konformerre keacutet anti forma jut K= [a][g] Oslash105

0o

0o

60o

60o

120o

120o

180o

180o

240o

240o

300o

300o 360o

360o

RELA

T

IacuteV

ENERGIA

ANTI EFFEKTUS

GAUCHE EFFEKTUS

EXTREacuteMGAUCHE

EFFEKTUS

H

H H

H H

H

CH3

H H

H H

CH3

TORZIOacuteS SZOumlG

ZY

Z

YZ

Y

Z

Y

ZY

ZY ZY

F

H H

OH

repulsions

F

H H

H 106

attractiveinteractions

orbitalinteractions

antiperiplanarposition

Anti-effect

107

repulsions

F

H H

OH

repulsions

F

H H

H

Extrem gauche effect

108

C-F

C-H

C-F

C-HC-C C-C

Oslash109

CikloalkaacutenokGyűrűfeszuumlltseacuteg

Hipotetikus planaacuteris rendszerek

Baeyer vegyeacuterteacutekszoumlg-deformaacutecioacute (angulaacuterisgyűrű feszuumlleacutes)

Pitzer anti-aacutellaacuteshoz keacutepesti energiatoumlbblet (torzioacutes feszuumlleacutes)

van der Waals nemkoumltő atomok szterikus koumllcsoumlnhataacutesa

Nem planaacuteris vegyuumlletek

CC C

C

C

boriacuteteacutek

C C C

C

Ctwist

pszeudorotaacutecioacute

CC

C C

V-alakuacute

CCC

CCC

szeacutek110

3 4 5 6 7 8 9 10Gyűrűtagszaacutem

Gyűrű

feszuumlleacutes

kcalmol

hataacutereacuterteacutek

111

Cl

H

H

H

Cl

H

H

Cl

H

H

Cl

H

Cl

H

H

H

H

Cl

mezo SS RR

cisz transz

Ciklopropaacuten

C

C

HOOC

HOOC

H

HOH

OH

S

R

C

C

HOOC

HOOC

OH

HH

OHR

RC

C

COOH

COOH

HO

HH

HOS

S

intramolekulaacuteristuumlkoumlrsiacutek

diasztereomerek diasztereomerek

enantiomerek 112

Ea(a e)

∆Ea+∆E

∆E

Ea(a e)

Z

Hkb 5szeacutek

ZH

kb 95szeacutek

kb 2 kcal

csavartkaacuted

csavartkaacuted

kaacuted

ZH

feacutelszeacutekfeacutelszeacutek

ZH

Ciklohexaacuten

113

A 3-3 nemszomszeacutedos szeacutenatom aacuteltal definiaacutelt siacutekokra

merőleges koumlteacutesiraacutenyok axiaacutelis

A toumlbbi koumlteacutes e keacutet siacutek koumlzoumltt van ekvatoriaacutelis

Pszeudorotaacutecioacute a gyűrűs vegyuumlletek konformerjei

szoumlgfeszuumlltseacuteg neacutelkuumll alakulnak egymaacutesba

114

transz 12-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

cisz 12-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

Z

H

Z

H Z

HZ

Ha

eae

Z

HZ

H

Z

H

Z

H

a

e

ae

115

transz 13-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

cisz 13-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

Z

HZ

H

Z

H Z

H

a

e ae

Z

HZ

HZ

H

Z

H

a

e

ae

116

H

Z

Z

H

H

Z Z

Ha

ea

e

transz 14-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

Z

HZ

H

H

Z

Z

Ha

ea

e

cisz 14-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

117

Oslash118

8 CO2 + 8 H2O

- 12483 kcalmol - 12468 kcalmol

15 kcalmol

CH3

CH3H

H

+ 12 O2

cisz-12-dimetilciklohexaacuten

CH3

H

H

CH3

transz-12-dimetilciklohexaacuten

+ 12 O2

119

Diszubsztituaacutelt ciklohexaacutenokszerkezeti izomerjeinek konformaacutecioacutes viszonyai

Szerkezeti izomer Geometriai izomercisz transz

12

14

ae aa

ea ee

13aa ae

ee ea

120

Oslash121

BrNH2

Br

NH23a 2b

NH2

Br

Br

NH24a 1b

NH2

Br

Br

NH2

1b 4a

NH2

Br

NH2

Br2b 3a

NH2

Br

Br

NH23b 2a

Br

NH2

BrNH24b 1a

Konformaacutecioacutes Konformaacutecioacutes

BrNH2 Br

NH2

1a 4b

Br

NH2

BrNH2

2a 3b

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesenantiomerek

Konfiguraacutecioacutesenantiomerek

diasztereomerek diasztereomerek

12-helyzetben kuumlloumlnboumlző helyettesiacutetőket tartalmazoacute ciklohexaacuten szaacutermazeacutekokkonfiguraacutecioacutes eacutes konformaacutecioacutes viszonyai

Oslash122

H

H

H

HH

H

H

H

Dekalin

cisz transz

123

transz-transz-transzanellaacutecioacute

cisz-transz-transzanellaacutecioacute

DC

BA

DC

BA

H H

R

H

H H

H

H

H

R

H H

DCBA

R

H

H

H

H

H

H

DCBA

R

H

H

H

H

H

H

CH3

CH3

CH3

CH3

Oslash124

A kiralitaacutes kialakulaacutesa eacutes bioloacutegiai jelentőseacutege

Kiraacutelis vegyuumlletek

termeacuteszetes aminosavak (elsősorban L konfiguraacutecioacute)peptidek enzimektermeacuteszetes szeacutenhidraacutetok (elsősorban D konfiguraacutecioacute)gyoacutegyszerek

Az első kiraacutelis vegyuumllet kialakulaacutesa

az elemi reacuteszek gyenge koumllcsoumlnhataacutesaacutenakiraacutenyfuumlggeacuteseacutevel van kapcsolatban

autokataliacutezis

a termeacuteszet nem tuumlkoumlrszimmetrikus (a termeacuteszet homokiraacutelis)

Oslash125

Az optikai aktivitaacuteseredete szeacutenhidraacutetokkiralitaacutescentrumaacutenakkieacutepuumlleacutese a termeacuteszetben

Oslash126

Oslash127

• Slide Number 1
• Slide Number 2
• Slide Number 3
• Slide Number 4
• Slide Number 5
• Slide Number 6
• Slide Number 7
• Izomeacuteria
• Slide Number 9
• Slide Number 10
• Slide Number 11
• Slide Number 12
• Slide Number 13
• Slide Number 14
• Slide Number 15
• Slide Number 16
• Slide Number 17
• Slide Number 18
• Szerkezeti izomeacuteria
• Slide Number 20
• Slide Number 21
• Slide Number 22
• Slide Number 23
• Slide Number 24
• A tautomeacuteria tiacutepusai
• Slide Number 26
• Slide Number 27
• Slide Number 28
• Slide Number 29
• Slide Number 30
• Sztereoizomeacuteria
• Slide Number 32
• Slide Number 33
• Slide Number 34
• Slide Number 35
• Slide Number 36
• Slide Number 37
• Slide Number 38
• Slide Number 39
• Slide Number 40
• Slide Number 41
• Slide Number 42
• Slide Number 43
• Slide Number 44
• Slide Number 45
• Slide Number 46
• Slide Number 47
• Tovaacutebbi kiralitaacutes tiacutepusok
• Slide Number 49
• Slide Number 50
• Slide Number 51
• Slide Number 52
• Slide Number 53
• Slide Number 54
• Slide Number 55
• Slide Number 56
• Slide Number 57
• Toumlbb kiralitaacuteskoumlzpont
• Slide Number 59
• Slide Number 60
• Slide Number 61
• Slide Number 62
• Slide Number 63
• Slide Number 64
• Slide Number 65
• Slide Number 66
• Slide Number 67
• Slide Number 68
• Slide Number 69
• Slide Number 70
• Slide Number 71
• Slide Number 72
• Slide Number 73
• Slide Number 74
• Slide Number 75
• Konfiguraacutecioacutes izomeacuteria
• Slide Number 77
• Slide Number 78
• Slide Number 79
• Slide Number 80
• Slide Number 81
• Slide Number 82
• Slide Number 83
• Slide Number 84
• Slide Number 85
• Slide Number 86
• Slide Number 87
• Slide Number 88
• Slide Number 89
• Slide Number 90
• Slide Number 91
• Slide Number 92
• Slide Number 93
• Slide Number 94
• Slide Number 95
• Slide Number 96
• Slide Number 97
• Slide Number 98
• Slide Number 99
• Slide Number 100
• Slide Number 101
• Slide Number 102
• Slide Number 103
• Slide Number 104
• Slide Number 105
• Slide Number 106
• Slide Number 107
• Slide Number 108
• Slide Number 109
• Slide Number 110
• Slide Number 111
• Slide Number 112
• Slide Number 113
• Slide Number 114
• Slide Number 115
• Slide Number 116
• Slide Number 117
• Slide Number 118
• Slide Number 119
• Slide Number 120
• Slide Number 121
• Slide Number 122
• Slide Number 123
• Slide Number 124
• Slide Number 125
• Slide Number 126
• Slide Number 127

Kiralitaacutes

A kiraacutelis taacutergyak tuumlkoumlrkeacutepuumlkkel nem hozhatoacutek fedeacutesbe sem rotaacutecioacutes semtranszlaacutecioacutes mozgaacutessal (kiveacuteve a molekulaacuten beluumlli rotaacutecioacute lehetőseacutegeacutet)

A kiralitaacutes szerkezeti felteacutetelea taacutergynak ne legyen tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengelye

Tiacutepusok

Centraacutelis kiralitaacutes ndash sztereogeacuten centrum (R S D L)egy kiraacutelis (szeacuten)atomtoumlbb kiraacutelis szeacutenatom

Axiaacutelis kiralitaacutes ndash tengely koumlruumlli elhelyezkedeacutes (R S)alleacutenizomeacuteria spirovegyuumlletek atropizomeacuteria

Planaacuteris kiralitaacutes ndash siacutekhoz viszonyiacutetott helyzet (P pR M pS)csavart kaacutedak transz cikloalkeacuten

Helikaacutelis kiralitaacutes ndash nem siacutekbeli csavarvonalak (P M)alkaacuten konformerek (gauche antiklinaacutelis)heliceacutenek

39

Azonos minőseacutegi mennyiseacutegi oumlsszeteacutetel moacuteltoumlmeg konstituacutecioacute de kuumlloumlnboumlző teacuterbeli sorrend

Cl

F BrH

R S

Cl

FBrH

konfiguraacutecioacutejeloumlleacutes (+) (ndash) = d l D L R S

40

Azonos minőseacutegi mennyiseacutegi oumlsszeteacutetel moacuteltoumlmeg konstituacutecioacute de kuumlloumlnboumlző teacuterbeli sorrend

C

l

F

B

r

H

R

S

C

l

F

B

r

H

konfiguraacutecioacutejeloumlleacutes(+) (ndash) = d ld l R S

_1063020419

2

1

3

X4

1

X4

23

1

X4

32

(R) (S)

CC

2

1

3

I

BrCl

4F

2

1

3

OH

DT

4H C

OH

H

DT

(R)(S)

41

(R)

HCC

C CHH

HO H

CCC

H HC H

CHH3C

H

HH

H

H

C

Cl HH H

HH

1 4

3

2

1 oumlvezet2 oumlvezet

3 oumlvezet

4 oumlvezet

H

42

CH

OHCH3

CH3CH2

(R)-butaacuten-2-ol (S)-butaacuten-2-ol

180o-os forgataacutes

CH

OHCH3

CH3CH2

CH

OHCH3CH2

CH3

CH

HOCH2CH3

CH3

CH

OHCH3CH2

CH3

A kiralitaacutes az atomok egy pont (sztereogeacuten centrum kiralitaacutescentrum aszimmetriacentrum)koumlruumlli elrendeződeacuteseacutenek koumlvetkezmeacutenye A kiralitaacutest leacutetrehozoacute szerkezeti elemek elrendeződeacuteseegy koumlzpontra vonatkoztathatoacute Egy X centraacutelis atomhoz neacutegy kuumlloumlnboumlző ligandum kapcsoloacutedik a tuumlkoumlrkeacutepek nem hozhatoacutek fedeacutesbe a keacutet konfiguraacutecioacutes izomer enantiomer viszonyban van egymaacutessalSztereogeacuten centrum ndash Egy sp3 szeacutenatom (vagy maacutes atom) 4 kuumlloumlnboumlző ligandumot tartalmaz

Centraacutelis kiralitaacutes

43

Optikai izomeacuteria

Optikai izomerek olyan sztereoizomerek amelyek optikai forgatoacutekeacutepesseacutegbenkuumlloumlnboumlznek

Centraacutelis kiralitaacutes

Sztereogeacuten centrum aacutebraacutezolaacutesaperspektiacutevikus (teacuterszerkezeti)proiciaacutelt (vetiacutetett)

keacuteplettel (Fischer projekcioacute)

L

COOH

CH3H2NH

R

D

COOH

CH3 NH2H

S

intermolekulaacuteristuumlkoumlrsiacutek

COOH

CH3

H NH2

COOH

CH3

H2N H

44

Optikai aktivitaacutesAzok a vegyuumlletek melyek a siacutekban polarizaacutelt feacuteny siacutekjaacutet elforgatjaacutek optikailag aktiacutevakJobbra forgataacutes (oacuteramutatoacuteval azonos) jele (+) balra forgataacutes (oacuteramutatoacuteval ellenteacutetes) jele (-)

Azok a molekulaacutek keacutepesek optikai forgatoacutekeacutepesseacuteg leacutetrehozaacutesaacutera melyek mindenkonformaacutecioacuteja kiraacutelisHa egy kiraacutelis vegyuumlletnek csak egyik enantiomerje van jelen a vegyuumllet optikailag aktiacutev(elforgatja a polarizaacutelt feacuteny siacutekjaacutet) Ha a keacutet enantimer ekvimolaacuteris elegye (racemaacutet) van jelen a tuumlkoumlrkeacutepi paacuterok kompenzaacutecioacuteja miatt nincs makroszkoacutepikus forgataacutes

Oslash45

Fresnel elmeacutelete szerint a siacutekban polarizaacutelt feacuteny keacutet ellenteacutetes iraacutenyaacutebacirkulaacuterisan polarizaacutelt komponensből tevődik oumlssze Optikailag aktiacutev koumlzegbenaz egyik cirkulaacuteris komponens lassabban halad mint a maacutesik ezeacutert aztaacutenamikor kileacutepnek a koumlzegből eltoloacutedott faacutezisban oumlsszegeződnek uacutejra s eza polarizaacutecioacute siacutekjaacutenak elfordulaacutesaacuteban nyilvaacutenul meg Az optikailag aktiacutev anyagmolekulaacutei kuumlloumlnboumlző meacuterteacutekű koumllcsoumlnhataacutesba leacutepnek a jobbra eacutes a balracirkulaacuteris feacutenysugaacuterral A cirkulaacuterisan polaacuterozott feacuteny uacutegy jellemezhető hogya feacutenysugaacuter menteacuten az elektromaacutegneses teret leiacuteroacute elektromos eacutes maacutegnesesvektorok veacutegpontjai egy jobb vagy bal menetű csavarvonalon helyezkednek el

Optikai aktivitaacutes meacutereacutese

polarimetertube

Polarizerfixed Nicolprism

Plane-polarizedlight

Solution of opticallyactive material

Plane ofpolarizationhas undergonea rotation

Analyizermovable Nicolprism

ViewerUnpolarizedlight fromsource

Oslash46

siacutekban polarizaacutelt feacuteny

polarizaacuteloacute lencse (Nicol prizma)

normaacutel feacuteny

a)

b)

c)

x

z

z

z

siacutekban polaacuterozott feacuteny P eacutes M helicitaacutesuacutecirkulaacuterisan polaacuterozott feacuteny

minta

x

z

α

z

x

Oslash47

Tovaacutebbi kiralitaacutes tiacutepusok

48

Sztereogeacuten centrum jelenleacutete nem szuumlkseacuteges sem nem eleacutegseacuteges felteacutetele a kiralitaacutesnak

Nem szuumlkseacuteges peacuteldaacuteul axiaacutelis kiralitaacutes planaacuteris kiralitaacutes

Axiaacutelis kiralitaacutes A kiralitaacutes az atomok egy tengely koumlruumlli elrendeződeacuteseacutenek koumlvetkezmeacutenye

Alleacutenek kiralitaacutesa

Planaacuteris kiralitaacutes A kiralitaacutes az atomok egy siacutek koumlruumlli elhelyezkedeacuteseacutenek koumlvetkezmeacutenye

Helikaacutelis kiralitaacutes Csavarvonal (spiraacutelis) szerkezetű molekulaacutekPl DNS kettős heacutelixe polipeptidek kettős α-heacutelixe

C C CH

ClHCl CCC

H

ClHCl

COOH

CH3

CrOC

OCOC

CrCO

COCO

COOH

CH3

49

R S

HOOC

Br

COOH

Br6

2

6

2COOH

Br

HOOC

Br

tuumlkoumlrsiacutek

C

Br

COOHBr1

2

3 4

HOO c2COOH

Br

BrHOOC

c2

1

2

34

Atropizomeacuteria

50

Axiaacutelis kiralitaacutes

R-konfiguraacutecioacute

51

C CH

H3CC

H

CH3

CCH

CH3C

H

H3C

NH

HN

NH

NH

tuumlkoumlrsiacutek

Nem minden kiraacutelis molekula rendelkezik aszimmetria centrummal

52

Cukor Foszfor atom Oslash53

Konformaacutecioacutes enantiomerek

P M

Helikaacutelis kiralitaacutes

Konfiguraacutecioacutes enantiomerek

P M

Heptaheliceacuten n-Butaacuten

54

Oslash55

56

Feheacuterjeacutek teacuterszerkezete

Oslash

57

Nukleinsavak teacuterszerkezete

Oslash

Toumlbb kiralitaacuteskoumlzpont

58

Toumlbb aszimmetria centrumot tartalmazoacute vegyuumlleteklehetseacuteges sztereoizomereinek szaacutema

A nem enantiomeacuteria viszonyban aacutelloacute sztereoizomerek

diasztereomerek

Ha az n db aszimmetria centrum koumlzoumltt vannak azonosak a fuumlggetlen sztereoizomerek szaacutema lt 2n

mezo-forma nem kiraacutelis

2n

59

CH3CH3

HO H

OHHCH3

H3COHH

HO H

CH3CH3

HO H

HHOCH3

H3COHH

H OH

CH3CH3

HO H

OHH

180o forgataacutes

mezo-23-butaacutendioltuumlkoumlrkeacutepi paacuterok fedeacutesbe hozhatoacutek - akiraacutelis

(2R3R)-23-butaacutendiol (2S3S)-23-butaacutendiol

CH3 CH3

H HHO OH

Egyetlen sztereogeacuten centrumot tartalmazoacute molekula mindig kiraacutelis desztereogeacuten centrum jelenleacutete nem szuumlkseacuteges sem nem eleacutegseacuteges felteacutetele a kiralitaacutesnak

Nem eleacutegseacuteges toumlbb sztereogeacuten centrumot tartalmazoacute molekula lehet akiraacutelisPeacutelda

60

Nem minden olyan molekula kiraacutelis amely aszimmetria centrumokkal rendelkezik

Nem minden kiraacutelis molekula rendelkezik aszimmetria centrummal

axiaacutelis kiralitaacutes 13-diszubsztituaacutelt alleacuten planaacuteris kiralitaacutes spirovegyuumlletek koumlreacuteben

mezo vegyuumlletek cisz-12-azonosandiszubsztituaacutelt ciklopropaacuten

Oslash61

COOHH

HHOOC

CH3H

H3C HS2

COOH

HHO

H OH

COOH

S2

COOHH

HHOOC

HH

H H

borkősav

Newman (fűreacuteszbak) projekcioacuteKonformatiacutev

62

Fisher projekcioacuteval aacutebraacutezolt L- eacutes D-borkősav

mezo-borkotildesav

COOHCH OHCCOOH

OHH

COOHCHO HCCOOH

HHO

szotildelotildesav

COOHCH OHCCOOH

HHO

COOHCHO HCCOOH

OHH

L-(+)-borkotildesav D-(-)-borkotildesav

63

Oslash64

Cl

H

H

H

Cl

H

H

Cl

H

H

Cl

H

Cl

H

H

H

H

Cl

mezo SS RR

cisz transz

Nem minden olyan molekula kiraacutelis amely aszimmetria centrumokkal rendelkezik

65

Szimmeriaelemek(szimmetria azonos meacuteret)

Akkor mondjuk hogy egy taacutergy szimmetriaelemmel rendelkezik ha a megfelelőszimmetriaművelet (tuumlkroumlzeacutes forgataacutes inverzioacute) a taacutergyat az eredetivel fedeacutesbehozhatoacute alakzattaacute konvertaacutelja

Pontcsoport ndash meghataacuterozott taacutergyra vonatkozoacute szimmetriaműveletek oumlsszesseacutege

szimmetriasiacutek (σ) a molekulaacutet keacutet olyan feacutelre bontja amelyek egymaacutesnak pontostuumlkoumlrkeacutepei (Szimmetriasiacutekot tartalmazoacute molekula akiraacutelis de a siacutek hiaacutenya nem okozkiralitaacutest)

n-ed rendű forgaacutesi szimmetriatengely (Cn) a molekulaacutet a tengely koumlruumll 360degnszoumlggel elforgatva az eredetitől megkuumlloumlnboumlzhetetlen molekulaacutet kapunk

szimmetriacentrum (inverzioacutes centrum) (Ci) a molekula baacutermely elemeacutet aszimmetriacentrummal oumlsszekoumltve eacutes az ellenkező iraacutenyba azonos taacutevolsaacutegrameghosszabbiacutetva azonos elemhez jutunk (Szimmetriacentrumot tartalmazoacutemolekula akiraacutelis de hiaacutenya nem okoz kiralitaacutest)

n-ed rendű tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengely (Sn) a molekulaacutet 360degn szoumlggel elforgatvaeacutes a tengelyre merőleges siacutekra tuumlkroumlzve az eredetitől megkuumlloumlnboumlzhetetlenmolekulaacutet kapunk (Tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengelyt tartalmazoacute molekula akiraacutelishiaacutenyaacuteban a molekula kiraacutelis) 66

C CCH3

H

H

CH3180o C C

CH3

H

CH3

H360o

siacutek

tengely

siacutek

tengely

Keacutetfogaacutesuacute tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengely Egyfogaacutesuacute tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengely

Szimmetriacentrum Szimmetriasiacutek

Tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengelyValamely taacutergy akkor jellemezhető Sn azaz n-ed rendű tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengellyel ha annak baacutermely pontjaacutet a tengely koumlruumll 360n fokos szoumlggelelfordiacutetva eacutes a tengelyre merőlegesen fektetett siacutekon keresztuumll tuumlkroumlzve az eredetiobjektumot kapjuk meg (n szuumlkseacutegkeacuteppen paacuteros vagy 1)

Az S1-tengely szimmetriasiacutekkal (σ) az S2-tengely viszont szimmetriacentrummal (Ci) egyeneacuterteacutekű

A szimmetriacentrumon aacutethaladoacute baacutermely egyenesen a centrumtoacutel egyenlő taacutevolsaacutegban azonos elemek talaacutelhatoacutek

Akiraacutelis molekulaacutek

67

szimmetriasiacutek (m S1) forgaacutesi szimmetriatengely (Cn) szimmetriacentrum (Ci S2)

Szimmetrikus + +

Szimmetrikus + -

Koumlzeacuteppontosan - + szimmetrikus

Disszimetrikus - + - (kiraacutelis)

Aszimmetrikus - - - (kiraacutelis)

Szimmetriaelem művelet

Szimmetriasiacutek tuumlkroumlzeacutes

Szimmetriatengely forgataacutes

Szimmetriacentrum inverzioacute

Szimmetriaelem művelet

Azonossaacuteg vaacuteltozatlanulhagyaacutes

Tuumlkroumlzeacutesi forgataacutes eacutesszimmetriatengely (giroid) tengelyre merőleges

tuumlkroumlzeacutesOslash68

Oslash69

Oslash70

Oslash71

Oslash72

1 Atomic number2 Atomic mass3 Z gt E4 R gt S5 Spheres6 Single-bond equivalencies

Cahn-Ingold-Prelog nomenclature system

Sequence rules for order of priority

1 If the atoms in question are different the sequence order is by atomic number with theatom of highest atomic number receiving the highest priority

F lt Cl lt Br lt I

increasing priority

2 If two isotopes of the same element are present the isotope of higher mass receivesthe higher priority

H lt D

increasing priority73

5 If two atoms are identical the atomic numbers of the next atoms are used for priorityassignment If these atoms also have identical atoms attached to them priority isdetermined at the first point of difference along the chain The atom that has attached to itan atom of higher priority has the higher priority (Do not use the sums of the atomic numbersBut look for the single atom of highest priority)

74

6 Atoms attached by double or triple bond are given single-bond equivalencies so that theycan be treated like single-bonded groups in determining priority Each doubly bonded atom isduplicated (or triplicated for triple bonds)

R C

O

OH

Structure Equivalent for priority determination

R C

O

O

OH

C

R C N R C

N

N

NC

C

75

Konfiguraacutecioacutes izomeacuteriaUgyanaz a vaacutez konnektivitaacutes de elteacuterő teacuterbelielrendeződeacutes (valamilyen szimmetria-rendezőhoumlz valoacuteviszony)

Nem alakiacutethatoacutek egymaacutesba kovalens koumlteacutes elszakiacutetaacutesaeacutes uacutejrakeacutepződeacutese neacutelkuumll

optikai izomerek (optikai aktivitaacutes) R Sgeometriai izomerek cisz-transz E-Z

76

Konfiguraacutecioacutes diasztereomerekFizikai eacutes keacutemia tulajdonsaacutegaik elteacuternek

Konfiguraacutecioacutes enantiomerekFizikai eacutes keacutemiai tulajdonsaacutegaikazonosak kiveacutevebull azonos meacuterteacutekű de ellenteacutetesiraacutenyuacute optikai forgatoacutekeacutepesseacutegbull elteacuterő reaktivitaacutes maacutes kiraacutelis vegyuumlletekkel valoacute reakcioacuteban

C

C

Cl

Cl H

HC

C

H

Cl H

Cl

cisz-12-dikloacutereteacuten transz-12-dikloacutereteacuten

Br Cl

Cl BrF F

Cl Br

Br FF Cl

(R) (R) (S) (R)

CH

OHCH3CH2

CH3

CH

HOCH2CH3

CH3

CH

OHCH3CH2

CH3

CH

OHCH3

CH3CH2

180o-os forgataacutes

(R)-butaacuten-2-ol (S)-butaacuten-2-olfp 995 oC 995 oCd4

20 0808 0808nD

20 1397 1397[α]D

25 -1352o +1352o

(R)-butaacuten-2-ol (S)-butaacuten-2-ol

CH

OHCH3

CH3CH2

77

Elegykristaacutely

bullveacuteletlenszerűen tartalmazza mindkeacutet enantiomertbulla tiszta enantiomerek eacutes az enantiomer kevereacutekek tulajdonsaacutegai azonosak

Konglomeraacutetum

bullcsak az egyik vagy a maacutesik enantiomert tartalmazzabullaz enantiomerek mechanikusan is elkuumlloumlniacutethetők egymaacutestoacutel

Molekulavegyuumllet

bulla keacutet enantiomer a kristaacutelyban 11 araacutenyban fordul elő (raceacutem elegy)bulla raceacutem elegy eacutes az enantiomerek olvadaacutespontja kuumlloumlnboumlző

bullakiraacutelis koumlruumllmeacutenyek koumlzoumltt megegyező fizikai eacutes keacutemiai tulajdonsaacutegokbullkiraacutelis koumlruumllmeacutenyek koumlzoumltt elteacuterő (kiraacutelis molekulaacutek polarizaacutelt feacuteny)bullenantiomerek koumlzoumltti 3 fő koumllcsoumlnhataacutes

elegykristaacutely keacutepzeacuteskonglomeraacutetum keacutepzeacutesmolekulavegyuumllet keacutepzeacutes

Enantiomerek

78

Enantiomerek egyeacuteb kevereacutekeit az uacutegynevezett bdquoenantiomeric excessrdquo (ee) [enantiomerfelesleg] eacuterteacutekkel jellemezzuumlk (R) eacutes (S) a megfelelő enantiomerek mennyiseacutege a kevereacutekben

A komponensek mennyiseacutegeacutenek meghataacuterozaacutesaKiraacutelis oszlopkromatigraacutefia (enantiomerek elvaacutelasztaacutesa)NMR spektroszkoacutepia

ee =(R) - (S)(R) + (S) 100

Enantiomer felesleg

Az enantiomerfelesleg az aszimmetrikus szinteacutezis sikeresseacutegeacutenek egyikmeacuterőszaacutema Diasztereomerek kevereacuteke eseteacuten hasonloacute moacutedon definiaacuteljaacutek eacuteshasznaacuteljaacutek a diasztereomer felesleg eacutes a szaacutezaleacutekos diasztereomer feleslegfogalmaacutet

Egy 70 R eacutes 30 S izomert tartalmazoacute minta enantiomerfeleslege peacuteldaacuteul40 Ezt az anyagot uacutegy is tekinthetjuumlk mint 40 tiszta R izomer eacutes 60 raceacutemelegy (mely a teljes mennyiseacuteghez 30 R eacutes 30 S izomerrel jaacuterul hozzaacute)kevereacuteke 79

C

C

HOOC

HOOC

H

HOH

OH

S

R

C

C

HOOC

HOOC

OH

HH

OHR

RC

C

COOH

COOH

HO

HH

HOS

S

intramolekulaacuteristuumlkoumlrsiacutek

diasztereomerek diasztereomerek

enantiomerek

COOH

CH3H2NH

R

COOH

CH3 NH2H

S

enantiomerek

Enantiomerek eacutes diasztereomerek

80

C

NH2

COOHHH3C C

CH2SH

COOHH2NH

Ala Cys

Aacutebraacutezolja Fischer keacuteplettel az alaacutebbi perspektivikus keacuteplettel megadott aminosavakat

CH3

COOH

H2N H

CH2SH

COOH

H2N H

Ala Cys

S R

L L81

CNH2H

H3C

COOH

C

COOH

CH2SHH2NH

CCH3H

H2N

COOH

C

COOH

CH2SHHH2N

C

NH2

COOHHH3C

C

CH2SH

COOHH2NH

CH3

COOH

H2N H

CH2SH

COOH

H2N H

82

Enantiomerek eacutes mezo vegyuumlletek

Pszeudoaszimmetria

C

C

HOOC

HOOC

H

HOH

OH

S

R

C

C

HOOC

HOOC

OH

HH

OHR

RC

C

COOH

COOH

HO

HH

HOS

S

intramolekulaacuteristuumlkoumlrsiacutek

diasztereomerek diasztereomerek

enantiomerek

C

C

C

COOH

COOH

HO H

OHH

H OHR

R

C

C

C

COOH

COOH

H OH

HHO

HO HS

S

enantiomerek

optikailag aktiacutevak

C

C

C

COOH

COOH

H OH

OHH

H OHR

S

C

C

C

COOH

COOH

H OH

HHO

H OHR

S

optikailag inaktiacutevak

r s

83

COOH

COOH

COOHHOOC COOH

HOOC COOH

HOOC

mcisz transz transz

szerkezetiizomeacuteria

geometriaiizomeacuteria

optikai izomeacuteria

84

R

RHOH

akiraacutelisszeacutenatom

R

SHOH

rS

RHOH

s

RgtS r s

(S)

(S)

pszeudoaszimmetriaacutes szeacutenatom

akiraacutelis molekulamezo vegyuumllet

akiraacutelisC2 forgaacutesi szimmetriatengely

kiraacutelis

HOOC COOH

Br

m

HOOC COOH

m

HOOC

COOH

pro-pszeudoaszimmetriaacutes szeacutenatom

85

Kiraacutelis molekulaacutekon beluumll is sok esetben talaacutelhatoacute pszeudo-aszimmetriacentrum amennyiben a keacutet enantiomorf ligandum mellett tovaacutebbi aszimmetrikus ligandum is kapcsoloacutedik a centrumhoz (peacuteldaacuteul atropin eacutes szaacutermazeacutekai)

gytszptehuhudownloadindex16630

Oslash86

Mezo-forma a) mindig akiraacutelisb) mindig kell lennie kiraacutelis disztereomerjeacutenek is

gytszptehuhudownloadindex16630

C

C

HOOC

HOOC

H

HOH

OH

S

R

C

C

HOOC

HOOC

OH

HH

OHR

RC

C

COOH

COOH

HO

HH

HOS

S

intramolekulaacuteristuumlkoumlrsiacutek

diasztereomerek diasztereomerek

enantiomerek

Oslash87

gytszptehuhudownloadindex16630

A pszeudo-aszimmetriacentrumok konfiguraacutecioacutejaacuteban elteacuterő izomerekegymaacutessal diasztereoizomer viszonyban aacutellnak

rC

C

C

COOH

COOH

H OH

OHH

H OHR

S

sC

C

C

COOH

COOH

H OH

HHO

H OHR

S Oslash88

Geometriai izomeacuteria

kettős koumlteacutesű vegyuumlletekneacutelciklusos vegyuumlletekneacutel

C CH H

CH3H3CC C

H CH3

HH3C

Felteacutetel (olefinekneacutel) egy adott pilleacuteratomon nem lehet keacutet azonos helyettesiacutetőde adott kettőskoumlteacutes keacutet kuumlloumlnboumlző pilleacuteratomjaacuten lehet egy-egy azonos helyettesiacutető(de ezeknek sem kell szuumlkseacutegkeacuteppen azonosaknak lenniuumlk)

Alfa helyzetű szubsztituens Beacuteta helyzetű szubsztituens

Diasztereomerek

89

Configurational isomers

The particular arrangement of atoms (or goups) in space that is characteristic of a given streoisomer

The configurational isomers can not be transformed into each otherwithout breaking and making a covalent bond

- cis-trans Z-E designations geometric isomers- optical isomerism (cf chirality)

H COOH

H COOH

HOOC H

H COOH

Z E

Oslash90

The requirement for geometric isomerism in alkenes is that each carbon atom involvedin the pi bond have two different groups attached to it such as H and Cl or CH3 and Cl

C CH

H

CH2CH3

CH3

C CH

H

CH2CH3

CH3is the same as

C CCH3

H

CH2CH3

CH3

C CH

CH3

CH2CH3

CH3

geometric isomers

If one of the carbons of the double bond has two identical groups such as two H atomsor two CH3 groups the geometric isomerism is not possible

Z E

Higher priority atoms or groups are on the same side of the pi bond Z bdquotogetherrdquo

Higher priority atoms or groups are on opposite sides of the pi bond E bdquoacrossrdquo

(Look at the single atoms directly attached to the double-bond carbon C and not entire-CH2CH2CH3 group)

Oslash91

Cahn-Ingold-Prelog szekvenciaszabaacutelyokalkeacutenekre vonatkozoacutean

Toumlmegszaacutem

C CT

D

H

DE

Rendszaacutem

C CF

Cl

Br

IZ

Z gt E

E

ZZ C C

C

C

H

NC

C

C

H3C

H3C

CH3

HCH3

H

C CH

NC

C

C

CH3

CH3

H

H

Br

Br

E

R

S

RgtS (DgtL)

92

C CH

H3C

CH

CH

CH3

CH3

CH2

Z ltC

HCH3

CH3

C

H

C

C

H

H

HHH

H

C C

H H

H

C

H

C (C)

o

o

o

H

H(C)oo

o

C CH

H3C

CH

CH

CH3

CH2 Br

CH2

E

C

HCH3

CH2Br

C

H

C

H

H

HCBrH

H

gtC C

H H

H

C

H

C (C)

o

o

o

H

H(C)oo

o

(CON) adott atom ismeacutetelt megjeleniacuteteacutese ---o fantomatom

1 2 3C CCCH CHHH C C(C)CH C(C)HH

1 2 3C CCCH BrCHH gt CHHH C C(C)CH C(C)HH 93

transzE

ciszZ

C CH H

C CH

H

transzZ

ciszE

C CBr H

C CH

Br

Oslash94

Konformaacutecioacutes izomeacuteriaUgyanaz a vaacutez konnektivitaacutes de elteacuterő teacuterbelielrendeződeacutes (valamilyen szimmetria-rendezőhoumlz valoacuteviszony)

Kovalens koumlteacutes elszakiacutetaacutesa eacutes uacutejrakeacutepződeacutese neacutelkuumllegymaacutesba alakiacutethatoacutek

Rotaacutecioacutes izomeacuteriaKuumlloumlnboumlző konformaacutecioacute (konformerek rotamerek)

Axiaacutelis kiralitaacutes R SHelikaacutelis kiralitaacutes P M

95

C CCH3H3C

HHHH

C CCH3

CH3 HH

HH

Konformaacutecioacutes diasztereomerek

C CH

CH3 HCH3

HH C C

H

CH3 CH3H

HH

Konformaacutecioacutes enantiomerek

P M

96

szinperiplanaacuteris szinklinaacutelis antiklinaacutelis antiperiplanaacuteris antiklinaacutelis szinklinaacutelis

pszeudorotaacutecioacute

axiaacutelis ekvatoriaacutelis

Konformerek

kiraacutelis kiraacutelisakiraacutelis akiraacutelis

97

C CCH3

CH3 HH

HHC C

CH3H3C

HHHH

Konfiguraacutecioacutes diasztereomerek

Konformaacutecioacutes diasztereomerek

C CH H

CH3H3CCC

HH3C

H CH3

98

- huacutezaacutes (stretch)

- hajliacutetaacutes (bend)

- csavaraacutes (torsion)

O OH

Hr 1r 2

r 2

O OH

H

α

OH

OH

τ (φ)

Oslash99

O OH

H

HOOH

OOH

HE

α30 kcalmol

Hajliacutetaacutes bend

Huacutezaacutes (nyuacutejtaacutes) stretch

disszociaacutecioacute

E

r

~ 90 ~ 50 kcalmol

HOO + H

HO + HO

Oslash100

H

H

H

O OH

H

1 kcalmol

~ 10kcalmol

(torzioacutes szoumlg)τ

Newman projekcioacute

H H

0o 60o 180o 300o 360o

OO

H

H

HHH HH

Oslash101

CH2 CH2Y ZY = Z = H

Y = Z = CH3

etaacuten

n-butaacuten

300o 360o240o180o120o60o0o

0o120o- 60o-180o-240o-300o-360o-

oacutera jaacuteraacutesaacuteval megegyező

oacutera jaacuteraacutesaacuteval ellenteacutetes

ZY

Z

Y

ZY

Z

Y

Z

Y

ZYZY

syn antisynperiplanar synklinal antiklinal antiperiplanar antiklinal synklinal

102

CCH

H H

HH

HH H

H

H

H H

CCH

H H

H

H HH H

HH

HH

0o 120o 240o 360o

12 M

m

M12 M M

mm

Θ

M = m

E(Θ)

minimum

Maximum

103

HHH H

CH3CH3

HHH H

CH3CH3

H

HH H

CH3

CH3

E

0deg dieacutederes szoumlg

E szabadentalpia-kuumlloumlnbseacuteg

58

29

07

(kcal)

H H

H3CH CH3

H

H H

H3CH H

CH3

H3C CH3

H HH

H

CH3HH H

CH3H

060deg 120deg 180deg 240deg 300deg 360deg

szinperiplanaacuteris szinklinaacutelis antiklinaacutelis antiperiplanaacuteris antiklinaacutelis szinklinaacutelis104

∆G0 = G01 - G0

2

K = e∆G0

RT

∆G = - RT ln K∆G = ∆H - T∆S

∆H = 074

∆S = 2 K = 19

gauche ndash anti araacuteny

minden gauche konformerre keacutet anti forma jut K= [a][g] Oslash105

0o

0o

60o

60o

120o

120o

180o

180o

240o

240o

300o

300o 360o

360o

RELA

T

IacuteV

ENERGIA

ANTI EFFEKTUS

GAUCHE EFFEKTUS

EXTREacuteMGAUCHE

EFFEKTUS

H

H H

H H

H

CH3

H H

H H

CH3

TORZIOacuteS SZOumlG

ZY

Z

YZ

Y

Z

Y

ZY

ZY ZY

F

H H

OH

repulsions

F

H H

H 106

attractiveinteractions

orbitalinteractions

antiperiplanarposition

Anti-effect

107

repulsions

F

H H

OH

repulsions

F

H H

H

Extrem gauche effect

108

C-F

C-H

C-F

C-HC-C C-C

Oslash109

CikloalkaacutenokGyűrűfeszuumlltseacuteg

Hipotetikus planaacuteris rendszerek

Baeyer vegyeacuterteacutekszoumlg-deformaacutecioacute (angulaacuterisgyűrű feszuumlleacutes)

Pitzer anti-aacutellaacuteshoz keacutepesti energiatoumlbblet (torzioacutes feszuumlleacutes)

van der Waals nemkoumltő atomok szterikus koumllcsoumlnhataacutesa

Nem planaacuteris vegyuumlletek

CC C

C

C

boriacuteteacutek

C C C

C

Ctwist

pszeudorotaacutecioacute

CC

C C

V-alakuacute

CCC

CCC

szeacutek110

3 4 5 6 7 8 9 10Gyűrűtagszaacutem

Gyűrű

feszuumlleacutes

kcalmol

hataacutereacuterteacutek

111

Cl

H

H

H

Cl

H

H

Cl

H

H

Cl

H

Cl

H

H

H

H

Cl

mezo SS RR

cisz transz

Ciklopropaacuten

C

C

HOOC

HOOC

H

HOH

OH

S

R

C

C

HOOC

HOOC

OH

HH

OHR

RC

C

COOH

COOH

HO

HH

HOS

S

intramolekulaacuteristuumlkoumlrsiacutek

diasztereomerek diasztereomerek

enantiomerek 112

Ea(a e)

∆Ea+∆E

∆E

Ea(a e)

Z

Hkb 5szeacutek

ZH

kb 95szeacutek

kb 2 kcal

csavartkaacuted

csavartkaacuted

kaacuted

ZH

feacutelszeacutekfeacutelszeacutek

ZH

Ciklohexaacuten

113

A 3-3 nemszomszeacutedos szeacutenatom aacuteltal definiaacutelt siacutekokra

merőleges koumlteacutesiraacutenyok axiaacutelis

A toumlbbi koumlteacutes e keacutet siacutek koumlzoumltt van ekvatoriaacutelis

Pszeudorotaacutecioacute a gyűrűs vegyuumlletek konformerjei

szoumlgfeszuumlltseacuteg neacutelkuumll alakulnak egymaacutesba

114

transz 12-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

cisz 12-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

Z

H

Z

H Z

HZ

Ha

eae

Z

HZ

H

Z

H

Z

H

a

e

ae

115

transz 13-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

cisz 13-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

Z

HZ

H

Z

H Z

H

a

e ae

Z

HZ

HZ

H

Z

H

a

e

ae

116

H

Z

Z

H

H

Z Z

Ha

ea

e

transz 14-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

Z

HZ

H

H

Z

Z

Ha

ea

e

cisz 14-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

117

Oslash118

8 CO2 + 8 H2O

- 12483 kcalmol - 12468 kcalmol

15 kcalmol

CH3

CH3H

H

+ 12 O2

cisz-12-dimetilciklohexaacuten

CH3

H

H

CH3

transz-12-dimetilciklohexaacuten

+ 12 O2

119

Diszubsztituaacutelt ciklohexaacutenokszerkezeti izomerjeinek konformaacutecioacutes viszonyai

Szerkezeti izomer Geometriai izomercisz transz

12

14

ae aa

ea ee

13aa ae

ee ea

120

Oslash121

BrNH2

Br

NH23a 2b

NH2

Br

Br

NH24a 1b

NH2

Br

Br

NH2

1b 4a

NH2

Br

NH2

Br2b 3a

NH2

Br

Br

NH23b 2a

Br

NH2

BrNH24b 1a

Konformaacutecioacutes Konformaacutecioacutes

BrNH2 Br

NH2

1a 4b

Br

NH2

BrNH2

2a 3b

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesenantiomerek

Konfiguraacutecioacutesenantiomerek

diasztereomerek diasztereomerek

12-helyzetben kuumlloumlnboumlző helyettesiacutetőket tartalmazoacute ciklohexaacuten szaacutermazeacutekokkonfiguraacutecioacutes eacutes konformaacutecioacutes viszonyai

Oslash122

H

H

H

HH

H

H

H

Dekalin

cisz transz

123

transz-transz-transzanellaacutecioacute

cisz-transz-transzanellaacutecioacute

DC

BA

DC

BA

H H

R

H

H H

H

H

H

R

H H

DCBA

R

H

H

H

H

H

H

DCBA

R

H

H

H

H

H

H

CH3

CH3

CH3

CH3

Oslash124

A kiralitaacutes kialakulaacutesa eacutes bioloacutegiai jelentőseacutege

Kiraacutelis vegyuumlletek

termeacuteszetes aminosavak (elsősorban L konfiguraacutecioacute)peptidek enzimektermeacuteszetes szeacutenhidraacutetok (elsősorban D konfiguraacutecioacute)gyoacutegyszerek

Az első kiraacutelis vegyuumllet kialakulaacutesa

az elemi reacuteszek gyenge koumllcsoumlnhataacutesaacutenakiraacutenyfuumlggeacuteseacutevel van kapcsolatban

autokataliacutezis

a termeacuteszet nem tuumlkoumlrszimmetrikus (a termeacuteszet homokiraacutelis)

Oslash125

Az optikai aktivitaacuteseredete szeacutenhidraacutetokkiralitaacutescentrumaacutenakkieacutepuumlleacutese a termeacuteszetben

Oslash126

Oslash127

• Slide Number 1
• Slide Number 2
• Slide Number 3
• Slide Number 4
• Slide Number 5
• Slide Number 6
• Slide Number 7
• Izomeacuteria
• Slide Number 9
• Slide Number 10
• Slide Number 11
• Slide Number 12
• Slide Number 13
• Slide Number 14
• Slide Number 15
• Slide Number 16
• Slide Number 17
• Slide Number 18
• Szerkezeti izomeacuteria
• Slide Number 20
• Slide Number 21
• Slide Number 22
• Slide Number 23
• Slide Number 24
• A tautomeacuteria tiacutepusai
• Slide Number 26
• Slide Number 27
• Slide Number 28
• Slide Number 29
• Slide Number 30
• Sztereoizomeacuteria
• Slide Number 32
• Slide Number 33
• Slide Number 34
• Slide Number 35
• Slide Number 36
• Slide Number 37
• Slide Number 38
• Slide Number 39
• Slide Number 40
• Slide Number 41
• Slide Number 42
• Slide Number 43
• Slide Number 44
• Slide Number 45
• Slide Number 46
• Slide Number 47
• Tovaacutebbi kiralitaacutes tiacutepusok
• Slide Number 49
• Slide Number 50
• Slide Number 51
• Slide Number 52
• Slide Number 53
• Slide Number 54
• Slide Number 55
• Slide Number 56
• Slide Number 57
• Toumlbb kiralitaacuteskoumlzpont
• Slide Number 59
• Slide Number 60
• Slide Number 61
• Slide Number 62
• Slide Number 63
• Slide Number 64
• Slide Number 65
• Slide Number 66
• Slide Number 67
• Slide Number 68
• Slide Number 69
• Slide Number 70
• Slide Number 71
• Slide Number 72
• Slide Number 73
• Slide Number 74
• Slide Number 75
• Konfiguraacutecioacutes izomeacuteria
• Slide Number 77
• Slide Number 78
• Slide Number 79
• Slide Number 80
• Slide Number 81
• Slide Number 82
• Slide Number 83
• Slide Number 84
• Slide Number 85
• Slide Number 86
• Slide Number 87
• Slide Number 88
• Slide Number 89
• Slide Number 90
• Slide Number 91
• Slide Number 92
• Slide Number 93
• Slide Number 94
• Slide Number 95
• Slide Number 96
• Slide Number 97
• Slide Number 98
• Slide Number 99
• Slide Number 100
• Slide Number 101
• Slide Number 102
• Slide Number 103
• Slide Number 104
• Slide Number 105
• Slide Number 106
• Slide Number 107
• Slide Number 108
• Slide Number 109
• Slide Number 110
• Slide Number 111
• Slide Number 112
• Slide Number 113
• Slide Number 114
• Slide Number 115
• Slide Number 116
• Slide Number 117
• Slide Number 118
• Slide Number 119
• Slide Number 120
• Slide Number 121
• Slide Number 122
• Slide Number 123
• Slide Number 124
• Slide Number 125
• Slide Number 126
• Slide Number 127

Azonos minőseacutegi mennyiseacutegi oumlsszeteacutetel moacuteltoumlmeg konstituacutecioacute de kuumlloumlnboumlző teacuterbeli sorrend

Cl

F BrH

R S

Cl

FBrH

konfiguraacutecioacutejeloumlleacutes (+) (ndash) = d l D L R S

40

Azonos minőseacutegi mennyiseacutegi oumlsszeteacutetel moacuteltoumlmeg konstituacutecioacute de kuumlloumlnboumlző teacuterbeli sorrend

C

l

F

B

r

H

R

S

C

l

F

B

r

H

konfiguraacutecioacutejeloumlleacutes(+) (ndash) = d ld l R S

_1063020419

2

1

3

X4

1

X4

23

1

X4

32

(R) (S)

CC

2

1

3

I

BrCl

4F

2

1

3

OH

DT

4H C

OH

H

DT

(R)(S)

41

(R)

HCC

C CHH

HO H

CCC

H HC H

CHH3C

H

HH

H

H

C

Cl HH H

HH

1 4

3

2

1 oumlvezet2 oumlvezet

3 oumlvezet

4 oumlvezet

H

42

CH

OHCH3

CH3CH2

(R)-butaacuten-2-ol (S)-butaacuten-2-ol

180o-os forgataacutes

CH

OHCH3

CH3CH2

CH

OHCH3CH2

CH3

CH

HOCH2CH3

CH3

CH

OHCH3CH2

CH3

A kiralitaacutes az atomok egy pont (sztereogeacuten centrum kiralitaacutescentrum aszimmetriacentrum)koumlruumlli elrendeződeacuteseacutenek koumlvetkezmeacutenye A kiralitaacutest leacutetrehozoacute szerkezeti elemek elrendeződeacuteseegy koumlzpontra vonatkoztathatoacute Egy X centraacutelis atomhoz neacutegy kuumlloumlnboumlző ligandum kapcsoloacutedik a tuumlkoumlrkeacutepek nem hozhatoacutek fedeacutesbe a keacutet konfiguraacutecioacutes izomer enantiomer viszonyban van egymaacutessalSztereogeacuten centrum ndash Egy sp3 szeacutenatom (vagy maacutes atom) 4 kuumlloumlnboumlző ligandumot tartalmaz

Centraacutelis kiralitaacutes

43

Optikai izomeacuteria

Optikai izomerek olyan sztereoizomerek amelyek optikai forgatoacutekeacutepesseacutegbenkuumlloumlnboumlznek

Centraacutelis kiralitaacutes

Sztereogeacuten centrum aacutebraacutezolaacutesaperspektiacutevikus (teacuterszerkezeti)proiciaacutelt (vetiacutetett)

keacuteplettel (Fischer projekcioacute)

L

COOH

CH3H2NH

R

D

COOH

CH3 NH2H

S

intermolekulaacuteristuumlkoumlrsiacutek

COOH

CH3

H NH2

COOH

CH3

H2N H

44

Optikai aktivitaacutesAzok a vegyuumlletek melyek a siacutekban polarizaacutelt feacuteny siacutekjaacutet elforgatjaacutek optikailag aktiacutevakJobbra forgataacutes (oacuteramutatoacuteval azonos) jele (+) balra forgataacutes (oacuteramutatoacuteval ellenteacutetes) jele (-)

Azok a molekulaacutek keacutepesek optikai forgatoacutekeacutepesseacuteg leacutetrehozaacutesaacutera melyek mindenkonformaacutecioacuteja kiraacutelisHa egy kiraacutelis vegyuumlletnek csak egyik enantiomerje van jelen a vegyuumllet optikailag aktiacutev(elforgatja a polarizaacutelt feacuteny siacutekjaacutet) Ha a keacutet enantimer ekvimolaacuteris elegye (racemaacutet) van jelen a tuumlkoumlrkeacutepi paacuterok kompenzaacutecioacuteja miatt nincs makroszkoacutepikus forgataacutes

Oslash45

Fresnel elmeacutelete szerint a siacutekban polarizaacutelt feacuteny keacutet ellenteacutetes iraacutenyaacutebacirkulaacuterisan polarizaacutelt komponensből tevődik oumlssze Optikailag aktiacutev koumlzegbenaz egyik cirkulaacuteris komponens lassabban halad mint a maacutesik ezeacutert aztaacutenamikor kileacutepnek a koumlzegből eltoloacutedott faacutezisban oumlsszegeződnek uacutejra s eza polarizaacutecioacute siacutekjaacutenak elfordulaacutesaacuteban nyilvaacutenul meg Az optikailag aktiacutev anyagmolekulaacutei kuumlloumlnboumlző meacuterteacutekű koumllcsoumlnhataacutesba leacutepnek a jobbra eacutes a balracirkulaacuteris feacutenysugaacuterral A cirkulaacuterisan polaacuterozott feacuteny uacutegy jellemezhető hogya feacutenysugaacuter menteacuten az elektromaacutegneses teret leiacuteroacute elektromos eacutes maacutegnesesvektorok veacutegpontjai egy jobb vagy bal menetű csavarvonalon helyezkednek el

Optikai aktivitaacutes meacutereacutese

polarimetertube

Polarizerfixed Nicolprism

Plane-polarizedlight

Solution of opticallyactive material

Plane ofpolarizationhas undergonea rotation

Analyizermovable Nicolprism

ViewerUnpolarizedlight fromsource

Oslash46

siacutekban polarizaacutelt feacuteny

polarizaacuteloacute lencse (Nicol prizma)

normaacutel feacuteny

a)

b)

c)

x

z

z

z

siacutekban polaacuterozott feacuteny P eacutes M helicitaacutesuacutecirkulaacuterisan polaacuterozott feacuteny

minta

x

z

α

z

x

Oslash47

Tovaacutebbi kiralitaacutes tiacutepusok

48

Sztereogeacuten centrum jelenleacutete nem szuumlkseacuteges sem nem eleacutegseacuteges felteacutetele a kiralitaacutesnak

Nem szuumlkseacuteges peacuteldaacuteul axiaacutelis kiralitaacutes planaacuteris kiralitaacutes

Axiaacutelis kiralitaacutes A kiralitaacutes az atomok egy tengely koumlruumlli elrendeződeacuteseacutenek koumlvetkezmeacutenye

Alleacutenek kiralitaacutesa

Planaacuteris kiralitaacutes A kiralitaacutes az atomok egy siacutek koumlruumlli elhelyezkedeacuteseacutenek koumlvetkezmeacutenye

Helikaacutelis kiralitaacutes Csavarvonal (spiraacutelis) szerkezetű molekulaacutekPl DNS kettős heacutelixe polipeptidek kettős α-heacutelixe

C C CH

ClHCl CCC

H

ClHCl

COOH

CH3

CrOC

OCOC

CrCO

COCO

COOH

CH3

49

R S

HOOC

Br

COOH

Br6

2

6

2COOH

Br

HOOC

Br

tuumlkoumlrsiacutek

C

Br

COOHBr1

2

3 4

HOO c2COOH

Br

BrHOOC

c2

1

2

34

Atropizomeacuteria

50

Axiaacutelis kiralitaacutes

R-konfiguraacutecioacute

51

C CH

H3CC

H

CH3

CCH

CH3C

H

H3C

NH

HN

NH

NH

tuumlkoumlrsiacutek

Nem minden kiraacutelis molekula rendelkezik aszimmetria centrummal

52

Cukor Foszfor atom Oslash53

Konformaacutecioacutes enantiomerek

P M

Helikaacutelis kiralitaacutes

Konfiguraacutecioacutes enantiomerek

P M

Heptaheliceacuten n-Butaacuten

54

Oslash55

56

Feheacuterjeacutek teacuterszerkezete

Oslash

57

Nukleinsavak teacuterszerkezete

Oslash

Toumlbb kiralitaacuteskoumlzpont

58

Toumlbb aszimmetria centrumot tartalmazoacute vegyuumlleteklehetseacuteges sztereoizomereinek szaacutema

A nem enantiomeacuteria viszonyban aacutelloacute sztereoizomerek

diasztereomerek

Ha az n db aszimmetria centrum koumlzoumltt vannak azonosak a fuumlggetlen sztereoizomerek szaacutema lt 2n

mezo-forma nem kiraacutelis

2n

59

CH3CH3

HO H

OHHCH3

H3COHH

HO H

CH3CH3

HO H

HHOCH3

H3COHH

H OH

CH3CH3

HO H

OHH

180o forgataacutes

mezo-23-butaacutendioltuumlkoumlrkeacutepi paacuterok fedeacutesbe hozhatoacutek - akiraacutelis

(2R3R)-23-butaacutendiol (2S3S)-23-butaacutendiol

CH3 CH3

H HHO OH

Egyetlen sztereogeacuten centrumot tartalmazoacute molekula mindig kiraacutelis desztereogeacuten centrum jelenleacutete nem szuumlkseacuteges sem nem eleacutegseacuteges felteacutetele a kiralitaacutesnak

Nem eleacutegseacuteges toumlbb sztereogeacuten centrumot tartalmazoacute molekula lehet akiraacutelisPeacutelda

60

Nem minden olyan molekula kiraacutelis amely aszimmetria centrumokkal rendelkezik

Nem minden kiraacutelis molekula rendelkezik aszimmetria centrummal

axiaacutelis kiralitaacutes 13-diszubsztituaacutelt alleacuten planaacuteris kiralitaacutes spirovegyuumlletek koumlreacuteben

mezo vegyuumlletek cisz-12-azonosandiszubsztituaacutelt ciklopropaacuten

Oslash61

COOHH

HHOOC

CH3H

H3C HS2

COOH

HHO

H OH

COOH

S2

COOHH

HHOOC

HH

H H

borkősav

Newman (fűreacuteszbak) projekcioacuteKonformatiacutev

62

Fisher projekcioacuteval aacutebraacutezolt L- eacutes D-borkősav

mezo-borkotildesav

COOHCH OHCCOOH

OHH

COOHCHO HCCOOH

HHO

szotildelotildesav

COOHCH OHCCOOH

HHO

COOHCHO HCCOOH

OHH

L-(+)-borkotildesav D-(-)-borkotildesav

63

Oslash64

Cl

H

H

H

Cl

H

H

Cl

H

H

Cl

H

Cl

H

H

H

H

Cl

mezo SS RR

cisz transz

Nem minden olyan molekula kiraacutelis amely aszimmetria centrumokkal rendelkezik

65

Szimmeriaelemek(szimmetria azonos meacuteret)

Akkor mondjuk hogy egy taacutergy szimmetriaelemmel rendelkezik ha a megfelelőszimmetriaművelet (tuumlkroumlzeacutes forgataacutes inverzioacute) a taacutergyat az eredetivel fedeacutesbehozhatoacute alakzattaacute konvertaacutelja

Pontcsoport ndash meghataacuterozott taacutergyra vonatkozoacute szimmetriaműveletek oumlsszesseacutege

szimmetriasiacutek (σ) a molekulaacutet keacutet olyan feacutelre bontja amelyek egymaacutesnak pontostuumlkoumlrkeacutepei (Szimmetriasiacutekot tartalmazoacute molekula akiraacutelis de a siacutek hiaacutenya nem okozkiralitaacutest)

n-ed rendű forgaacutesi szimmetriatengely (Cn) a molekulaacutet a tengely koumlruumll 360degnszoumlggel elforgatva az eredetitől megkuumlloumlnboumlzhetetlen molekulaacutet kapunk

szimmetriacentrum (inverzioacutes centrum) (Ci) a molekula baacutermely elemeacutet aszimmetriacentrummal oumlsszekoumltve eacutes az ellenkező iraacutenyba azonos taacutevolsaacutegrameghosszabbiacutetva azonos elemhez jutunk (Szimmetriacentrumot tartalmazoacutemolekula akiraacutelis de hiaacutenya nem okoz kiralitaacutest)

n-ed rendű tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengely (Sn) a molekulaacutet 360degn szoumlggel elforgatvaeacutes a tengelyre merőleges siacutekra tuumlkroumlzve az eredetitől megkuumlloumlnboumlzhetetlenmolekulaacutet kapunk (Tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengelyt tartalmazoacute molekula akiraacutelishiaacutenyaacuteban a molekula kiraacutelis) 66

C CCH3

H

H

CH3180o C C

CH3

H

CH3

H360o

siacutek

tengely

siacutek

tengely

Keacutetfogaacutesuacute tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengely Egyfogaacutesuacute tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengely

Szimmetriacentrum Szimmetriasiacutek

Tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengelyValamely taacutergy akkor jellemezhető Sn azaz n-ed rendű tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengellyel ha annak baacutermely pontjaacutet a tengely koumlruumll 360n fokos szoumlggelelfordiacutetva eacutes a tengelyre merőlegesen fektetett siacutekon keresztuumll tuumlkroumlzve az eredetiobjektumot kapjuk meg (n szuumlkseacutegkeacuteppen paacuteros vagy 1)

Az S1-tengely szimmetriasiacutekkal (σ) az S2-tengely viszont szimmetriacentrummal (Ci) egyeneacuterteacutekű

A szimmetriacentrumon aacutethaladoacute baacutermely egyenesen a centrumtoacutel egyenlő taacutevolsaacutegban azonos elemek talaacutelhatoacutek

Akiraacutelis molekulaacutek

67

szimmetriasiacutek (m S1) forgaacutesi szimmetriatengely (Cn) szimmetriacentrum (Ci S2)

Szimmetrikus + +

Szimmetrikus + -

Koumlzeacuteppontosan - + szimmetrikus

Disszimetrikus - + - (kiraacutelis)

Aszimmetrikus - - - (kiraacutelis)

Szimmetriaelem művelet

Szimmetriasiacutek tuumlkroumlzeacutes

Szimmetriatengely forgataacutes

Szimmetriacentrum inverzioacute

Szimmetriaelem művelet

Azonossaacuteg vaacuteltozatlanulhagyaacutes

Tuumlkroumlzeacutesi forgataacutes eacutesszimmetriatengely (giroid) tengelyre merőleges

tuumlkroumlzeacutesOslash68

Oslash69

Oslash70

Oslash71

Oslash72

1 Atomic number2 Atomic mass3 Z gt E4 R gt S5 Spheres6 Single-bond equivalencies

Cahn-Ingold-Prelog nomenclature system

Sequence rules for order of priority

1 If the atoms in question are different the sequence order is by atomic number with theatom of highest atomic number receiving the highest priority

F lt Cl lt Br lt I

increasing priority

2 If two isotopes of the same element are present the isotope of higher mass receivesthe higher priority

H lt D

increasing priority73

5 If two atoms are identical the atomic numbers of the next atoms are used for priorityassignment If these atoms also have identical atoms attached to them priority isdetermined at the first point of difference along the chain The atom that has attached to itan atom of higher priority has the higher priority (Do not use the sums of the atomic numbersBut look for the single atom of highest priority)

74

6 Atoms attached by double or triple bond are given single-bond equivalencies so that theycan be treated like single-bonded groups in determining priority Each doubly bonded atom isduplicated (or triplicated for triple bonds)

R C

O

OH

Structure Equivalent for priority determination

R C

O

O

OH

C

R C N R C

N

N

NC

C

75

Konfiguraacutecioacutes izomeacuteriaUgyanaz a vaacutez konnektivitaacutes de elteacuterő teacuterbelielrendeződeacutes (valamilyen szimmetria-rendezőhoumlz valoacuteviszony)

Nem alakiacutethatoacutek egymaacutesba kovalens koumlteacutes elszakiacutetaacutesaeacutes uacutejrakeacutepződeacutese neacutelkuumll

optikai izomerek (optikai aktivitaacutes) R Sgeometriai izomerek cisz-transz E-Z

76

Konfiguraacutecioacutes diasztereomerekFizikai eacutes keacutemia tulajdonsaacutegaik elteacuternek

Konfiguraacutecioacutes enantiomerekFizikai eacutes keacutemiai tulajdonsaacutegaikazonosak kiveacutevebull azonos meacuterteacutekű de ellenteacutetesiraacutenyuacute optikai forgatoacutekeacutepesseacutegbull elteacuterő reaktivitaacutes maacutes kiraacutelis vegyuumlletekkel valoacute reakcioacuteban

C

C

Cl

Cl H

HC

C

H

Cl H

Cl

cisz-12-dikloacutereteacuten transz-12-dikloacutereteacuten

Br Cl

Cl BrF F

Cl Br

Br FF Cl

(R) (R) (S) (R)

CH

OHCH3CH2

CH3

CH

HOCH2CH3

CH3

CH

OHCH3CH2

CH3

CH

OHCH3

CH3CH2

180o-os forgataacutes

(R)-butaacuten-2-ol (S)-butaacuten-2-olfp 995 oC 995 oCd4

20 0808 0808nD

20 1397 1397[α]D

25 -1352o +1352o

(R)-butaacuten-2-ol (S)-butaacuten-2-ol

CH

OHCH3

CH3CH2

77

Elegykristaacutely

bullveacuteletlenszerűen tartalmazza mindkeacutet enantiomertbulla tiszta enantiomerek eacutes az enantiomer kevereacutekek tulajdonsaacutegai azonosak

Konglomeraacutetum

bullcsak az egyik vagy a maacutesik enantiomert tartalmazzabullaz enantiomerek mechanikusan is elkuumlloumlniacutethetők egymaacutestoacutel

Molekulavegyuumllet

bulla keacutet enantiomer a kristaacutelyban 11 araacutenyban fordul elő (raceacutem elegy)bulla raceacutem elegy eacutes az enantiomerek olvadaacutespontja kuumlloumlnboumlző

bullakiraacutelis koumlruumllmeacutenyek koumlzoumltt megegyező fizikai eacutes keacutemiai tulajdonsaacutegokbullkiraacutelis koumlruumllmeacutenyek koumlzoumltt elteacuterő (kiraacutelis molekulaacutek polarizaacutelt feacuteny)bullenantiomerek koumlzoumltti 3 fő koumllcsoumlnhataacutes

elegykristaacutely keacutepzeacuteskonglomeraacutetum keacutepzeacutesmolekulavegyuumllet keacutepzeacutes

Enantiomerek

78

Enantiomerek egyeacuteb kevereacutekeit az uacutegynevezett bdquoenantiomeric excessrdquo (ee) [enantiomerfelesleg] eacuterteacutekkel jellemezzuumlk (R) eacutes (S) a megfelelő enantiomerek mennyiseacutege a kevereacutekben

A komponensek mennyiseacutegeacutenek meghataacuterozaacutesaKiraacutelis oszlopkromatigraacutefia (enantiomerek elvaacutelasztaacutesa)NMR spektroszkoacutepia

ee =(R) - (S)(R) + (S) 100

Enantiomer felesleg

Az enantiomerfelesleg az aszimmetrikus szinteacutezis sikeresseacutegeacutenek egyikmeacuterőszaacutema Diasztereomerek kevereacuteke eseteacuten hasonloacute moacutedon definiaacuteljaacutek eacuteshasznaacuteljaacutek a diasztereomer felesleg eacutes a szaacutezaleacutekos diasztereomer feleslegfogalmaacutet

Egy 70 R eacutes 30 S izomert tartalmazoacute minta enantiomerfeleslege peacuteldaacuteul40 Ezt az anyagot uacutegy is tekinthetjuumlk mint 40 tiszta R izomer eacutes 60 raceacutemelegy (mely a teljes mennyiseacuteghez 30 R eacutes 30 S izomerrel jaacuterul hozzaacute)kevereacuteke 79

C

C

HOOC

HOOC

H

HOH

OH

S

R

C

C

HOOC

HOOC

OH

HH

OHR

RC

C

COOH

COOH

HO

HH

HOS

S

intramolekulaacuteristuumlkoumlrsiacutek

diasztereomerek diasztereomerek

enantiomerek

COOH

CH3H2NH

R

COOH

CH3 NH2H

S

enantiomerek

Enantiomerek eacutes diasztereomerek

80

C

NH2

COOHHH3C C

CH2SH

COOHH2NH

Ala Cys

Aacutebraacutezolja Fischer keacuteplettel az alaacutebbi perspektivikus keacuteplettel megadott aminosavakat

CH3

COOH

H2N H

CH2SH

COOH

H2N H

Ala Cys

S R

L L81

CNH2H

H3C

COOH

C

COOH

CH2SHH2NH

CCH3H

H2N

COOH

C

COOH

CH2SHHH2N

C

NH2

COOHHH3C

C

CH2SH

COOHH2NH

CH3

COOH

H2N H

CH2SH

COOH

H2N H

82

Enantiomerek eacutes mezo vegyuumlletek

Pszeudoaszimmetria

C

C

HOOC

HOOC

H

HOH

OH

S

R

C

C

HOOC

HOOC

OH

HH

OHR

RC

C

COOH

COOH

HO

HH

HOS

S

intramolekulaacuteristuumlkoumlrsiacutek

diasztereomerek diasztereomerek

enantiomerek

C

C

C

COOH

COOH

HO H

OHH

H OHR

R

C

C

C

COOH

COOH

H OH

HHO

HO HS

S

enantiomerek

optikailag aktiacutevak

C

C

C

COOH

COOH

H OH

OHH

H OHR

S

C

C

C

COOH

COOH

H OH

HHO

H OHR

S

optikailag inaktiacutevak

r s

83

COOH

COOH

COOHHOOC COOH

HOOC COOH

HOOC

mcisz transz transz

szerkezetiizomeacuteria

geometriaiizomeacuteria

optikai izomeacuteria

84

R

RHOH

akiraacutelisszeacutenatom

R

SHOH

rS

RHOH

s

RgtS r s

(S)

(S)

pszeudoaszimmetriaacutes szeacutenatom

akiraacutelis molekulamezo vegyuumllet

akiraacutelisC2 forgaacutesi szimmetriatengely

kiraacutelis

HOOC COOH

Br

m

HOOC COOH

m

HOOC

COOH

pro-pszeudoaszimmetriaacutes szeacutenatom

85

Kiraacutelis molekulaacutekon beluumll is sok esetben talaacutelhatoacute pszeudo-aszimmetriacentrum amennyiben a keacutet enantiomorf ligandum mellett tovaacutebbi aszimmetrikus ligandum is kapcsoloacutedik a centrumhoz (peacuteldaacuteul atropin eacutes szaacutermazeacutekai)

gytszptehuhudownloadindex16630

Oslash86

Mezo-forma a) mindig akiraacutelisb) mindig kell lennie kiraacutelis disztereomerjeacutenek is

gytszptehuhudownloadindex16630

C

C

HOOC

HOOC

H

HOH

OH

S

R

C

C

HOOC

HOOC

OH

HH

OHR

RC

C

COOH

COOH

HO

HH

HOS

S

intramolekulaacuteristuumlkoumlrsiacutek

diasztereomerek diasztereomerek

enantiomerek

Oslash87

gytszptehuhudownloadindex16630

A pszeudo-aszimmetriacentrumok konfiguraacutecioacutejaacuteban elteacuterő izomerekegymaacutessal diasztereoizomer viszonyban aacutellnak

rC

C

C

COOH

COOH

H OH

OHH

H OHR

S

sC

C

C

COOH

COOH

H OH

HHO

H OHR

S Oslash88

Geometriai izomeacuteria

kettős koumlteacutesű vegyuumlletekneacutelciklusos vegyuumlletekneacutel

C CH H

CH3H3CC C

H CH3

HH3C

Felteacutetel (olefinekneacutel) egy adott pilleacuteratomon nem lehet keacutet azonos helyettesiacutetőde adott kettőskoumlteacutes keacutet kuumlloumlnboumlző pilleacuteratomjaacuten lehet egy-egy azonos helyettesiacutető(de ezeknek sem kell szuumlkseacutegkeacuteppen azonosaknak lenniuumlk)

Alfa helyzetű szubsztituens Beacuteta helyzetű szubsztituens

Diasztereomerek

89

Configurational isomers

The particular arrangement of atoms (or goups) in space that is characteristic of a given streoisomer

The configurational isomers can not be transformed into each otherwithout breaking and making a covalent bond

- cis-trans Z-E designations geometric isomers- optical isomerism (cf chirality)

H COOH

H COOH

HOOC H

H COOH

Z E

Oslash90

The requirement for geometric isomerism in alkenes is that each carbon atom involvedin the pi bond have two different groups attached to it such as H and Cl or CH3 and Cl

C CH

H

CH2CH3

CH3

C CH

H

CH2CH3

CH3is the same as

C CCH3

H

CH2CH3

CH3

C CH

CH3

CH2CH3

CH3

geometric isomers

If one of the carbons of the double bond has two identical groups such as two H atomsor two CH3 groups the geometric isomerism is not possible

Z E

Higher priority atoms or groups are on the same side of the pi bond Z bdquotogetherrdquo

Higher priority atoms or groups are on opposite sides of the pi bond E bdquoacrossrdquo

(Look at the single atoms directly attached to the double-bond carbon C and not entire-CH2CH2CH3 group)

Oslash91

Cahn-Ingold-Prelog szekvenciaszabaacutelyokalkeacutenekre vonatkozoacutean

Toumlmegszaacutem

C CT

D

H

DE

Rendszaacutem

C CF

Cl

Br

IZ

Z gt E

E

ZZ C C

C

C

H

NC

C

C

H3C

H3C

CH3

HCH3

H

C CH

NC

C

C

CH3

CH3

H

H

Br

Br

E

R

S

RgtS (DgtL)

92

C CH

H3C

CH

CH

CH3

CH3

CH2

Z ltC

HCH3

CH3

C

H

C

C

H

H

HHH

H

C C

H H

H

C

H

C (C)

o

o

o

H

H(C)oo

o

C CH

H3C

CH

CH

CH3

CH2 Br

CH2

E

C

HCH3

CH2Br

C

H

C

H

H

HCBrH

H

gtC C

H H

H

C

H

C (C)

o

o

o

H

H(C)oo

o

(CON) adott atom ismeacutetelt megjeleniacuteteacutese ---o fantomatom

1 2 3C CCCH CHHH C C(C)CH C(C)HH

1 2 3C CCCH BrCHH gt CHHH C C(C)CH C(C)HH 93

transzE

ciszZ

C CH H

C CH

H

transzZ

ciszE

C CBr H

C CH

Br

Oslash94

Konformaacutecioacutes izomeacuteriaUgyanaz a vaacutez konnektivitaacutes de elteacuterő teacuterbelielrendeződeacutes (valamilyen szimmetria-rendezőhoumlz valoacuteviszony)

Kovalens koumlteacutes elszakiacutetaacutesa eacutes uacutejrakeacutepződeacutese neacutelkuumllegymaacutesba alakiacutethatoacutek

Rotaacutecioacutes izomeacuteriaKuumlloumlnboumlző konformaacutecioacute (konformerek rotamerek)

Axiaacutelis kiralitaacutes R SHelikaacutelis kiralitaacutes P M

95

C CCH3H3C

HHHH

C CCH3

CH3 HH

HH

Konformaacutecioacutes diasztereomerek

C CH

CH3 HCH3

HH C C

H

CH3 CH3H

HH

Konformaacutecioacutes enantiomerek

P M

96

szinperiplanaacuteris szinklinaacutelis antiklinaacutelis antiperiplanaacuteris antiklinaacutelis szinklinaacutelis

pszeudorotaacutecioacute

axiaacutelis ekvatoriaacutelis

Konformerek

kiraacutelis kiraacutelisakiraacutelis akiraacutelis

97

C CCH3

CH3 HH

HHC C

CH3H3C

HHHH

Konfiguraacutecioacutes diasztereomerek

Konformaacutecioacutes diasztereomerek

C CH H

CH3H3CCC

HH3C

H CH3

98

- huacutezaacutes (stretch)

- hajliacutetaacutes (bend)

- csavaraacutes (torsion)

O OH

Hr 1r 2

r 2

O OH

H

α

OH

OH

τ (φ)

Oslash99

O OH

H

HOOH

OOH

HE

α30 kcalmol

Hajliacutetaacutes bend

Huacutezaacutes (nyuacutejtaacutes) stretch

disszociaacutecioacute

E

r

~ 90 ~ 50 kcalmol

HOO + H

HO + HO

Oslash100

H

H

H

O OH

H

1 kcalmol

~ 10kcalmol

(torzioacutes szoumlg)τ

Newman projekcioacute

H H

0o 60o 180o 300o 360o

OO

H

H

HHH HH

Oslash101

CH2 CH2Y ZY = Z = H

Y = Z = CH3

etaacuten

n-butaacuten

300o 360o240o180o120o60o0o

0o120o- 60o-180o-240o-300o-360o-

oacutera jaacuteraacutesaacuteval megegyező

oacutera jaacuteraacutesaacuteval ellenteacutetes

ZY

Z

Y

ZY

Z

Y

Z

Y

ZYZY

syn antisynperiplanar synklinal antiklinal antiperiplanar antiklinal synklinal

102

CCH

H H

HH

HH H

H

H

H H

CCH

H H

H

H HH H

HH

HH

0o 120o 240o 360o

12 M

m

M12 M M

mm

Θ

M = m

E(Θ)

minimum

Maximum

103

HHH H

CH3CH3

HHH H

CH3CH3

H

HH H

CH3

CH3

E

0deg dieacutederes szoumlg

E szabadentalpia-kuumlloumlnbseacuteg

58

29

07

(kcal)

H H

H3CH CH3

H

H H

H3CH H

CH3

H3C CH3

H HH

H

CH3HH H

CH3H

060deg 120deg 180deg 240deg 300deg 360deg

szinperiplanaacuteris szinklinaacutelis antiklinaacutelis antiperiplanaacuteris antiklinaacutelis szinklinaacutelis104

∆G0 = G01 - G0

2

K = e∆G0

RT

∆G = - RT ln K∆G = ∆H - T∆S

∆H = 074

∆S = 2 K = 19

gauche ndash anti araacuteny

minden gauche konformerre keacutet anti forma jut K= [a][g] Oslash105

0o

0o

60o

60o

120o

120o

180o

180o

240o

240o

300o

300o 360o

360o

RELA

T

IacuteV

ENERGIA

ANTI EFFEKTUS

GAUCHE EFFEKTUS

EXTREacuteMGAUCHE

EFFEKTUS

H

H H

H H

H

CH3

H H

H H

CH3

TORZIOacuteS SZOumlG

ZY

Z

YZ

Y

Z

Y

ZY

ZY ZY

F

H H

OH

repulsions

F

H H

H 106

attractiveinteractions

orbitalinteractions

antiperiplanarposition

Anti-effect

107

repulsions

F

H H

OH

repulsions

F

H H

H

Extrem gauche effect

108

C-F

C-H

C-F

C-HC-C C-C

Oslash109

CikloalkaacutenokGyűrűfeszuumlltseacuteg

Hipotetikus planaacuteris rendszerek

Baeyer vegyeacuterteacutekszoumlg-deformaacutecioacute (angulaacuterisgyűrű feszuumlleacutes)

Pitzer anti-aacutellaacuteshoz keacutepesti energiatoumlbblet (torzioacutes feszuumlleacutes)

van der Waals nemkoumltő atomok szterikus koumllcsoumlnhataacutesa

Nem planaacuteris vegyuumlletek

CC C

C

C

boriacuteteacutek

C C C

C

Ctwist

pszeudorotaacutecioacute

CC

C C

V-alakuacute

CCC

CCC

szeacutek110

3 4 5 6 7 8 9 10Gyűrűtagszaacutem

Gyűrű

feszuumlleacutes

kcalmol

hataacutereacuterteacutek

111

Cl

H

H

H

Cl

H

H

Cl

H

H

Cl

H

Cl

H

H

H

H

Cl

mezo SS RR

cisz transz

Ciklopropaacuten

C

C

HOOC

HOOC

H

HOH

OH

S

R

C

C

HOOC

HOOC

OH

HH

OHR

RC

C

COOH

COOH

HO

HH

HOS

S

intramolekulaacuteristuumlkoumlrsiacutek

diasztereomerek diasztereomerek

enantiomerek 112

Ea(a e)

∆Ea+∆E

∆E

Ea(a e)

Z

Hkb 5szeacutek

ZH

kb 95szeacutek

kb 2 kcal

csavartkaacuted

csavartkaacuted

kaacuted

ZH

feacutelszeacutekfeacutelszeacutek

ZH

Ciklohexaacuten

113

A 3-3 nemszomszeacutedos szeacutenatom aacuteltal definiaacutelt siacutekokra

merőleges koumlteacutesiraacutenyok axiaacutelis

A toumlbbi koumlteacutes e keacutet siacutek koumlzoumltt van ekvatoriaacutelis

Pszeudorotaacutecioacute a gyűrűs vegyuumlletek konformerjei

szoumlgfeszuumlltseacuteg neacutelkuumll alakulnak egymaacutesba

114

transz 12-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

cisz 12-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

Z

H

Z

H Z

HZ

Ha

eae

Z

HZ

H

Z

H

Z

H

a

e

ae

115

transz 13-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

cisz 13-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

Z

HZ

H

Z

H Z

H

a

e ae

Z

HZ

HZ

H

Z

H

a

e

ae

116

H

Z

Z

H

H

Z Z

Ha

ea

e

transz 14-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

Z

HZ

H

H

Z

Z

Ha

ea

e

cisz 14-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

117

Oslash118

8 CO2 + 8 H2O

- 12483 kcalmol - 12468 kcalmol

15 kcalmol

CH3

CH3H

H

+ 12 O2

cisz-12-dimetilciklohexaacuten

CH3

H

H

CH3

transz-12-dimetilciklohexaacuten

+ 12 O2

119

Diszubsztituaacutelt ciklohexaacutenokszerkezeti izomerjeinek konformaacutecioacutes viszonyai

Szerkezeti izomer Geometriai izomercisz transz

12

14

ae aa

ea ee

13aa ae

ee ea

120

Oslash121

BrNH2

Br

NH23a 2b

NH2

Br

Br

NH24a 1b

NH2

Br

Br

NH2

1b 4a

NH2

Br

NH2

Br2b 3a

NH2

Br

Br

NH23b 2a

Br

NH2

BrNH24b 1a

Konformaacutecioacutes Konformaacutecioacutes

BrNH2 Br

NH2

1a 4b

Br

NH2

BrNH2

2a 3b

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesenantiomerek

Konfiguraacutecioacutesenantiomerek

diasztereomerek diasztereomerek

12-helyzetben kuumlloumlnboumlző helyettesiacutetőket tartalmazoacute ciklohexaacuten szaacutermazeacutekokkonfiguraacutecioacutes eacutes konformaacutecioacutes viszonyai

Oslash122

H

H

H

HH

H

H

H

Dekalin

cisz transz

123

transz-transz-transzanellaacutecioacute

cisz-transz-transzanellaacutecioacute

DC

BA

DC

BA

H H

R

H

H H

H

H

H

R

H H

DCBA

R

H

H

H

H

H

H

DCBA

R

H

H

H

H

H

H

CH3

CH3

CH3

CH3

Oslash124

A kiralitaacutes kialakulaacutesa eacutes bioloacutegiai jelentőseacutege

Kiraacutelis vegyuumlletek

termeacuteszetes aminosavak (elsősorban L konfiguraacutecioacute)peptidek enzimektermeacuteszetes szeacutenhidraacutetok (elsősorban D konfiguraacutecioacute)gyoacutegyszerek

Az első kiraacutelis vegyuumllet kialakulaacutesa

az elemi reacuteszek gyenge koumllcsoumlnhataacutesaacutenakiraacutenyfuumlggeacuteseacutevel van kapcsolatban

autokataliacutezis

a termeacuteszet nem tuumlkoumlrszimmetrikus (a termeacuteszet homokiraacutelis)

Oslash125

Az optikai aktivitaacuteseredete szeacutenhidraacutetokkiralitaacutescentrumaacutenakkieacutepuumlleacutese a termeacuteszetben

Oslash126

Oslash127

• Slide Number 1
• Slide Number 2
• Slide Number 3
• Slide Number 4
• Slide Number 5
• Slide Number 6
• Slide Number 7
• Izomeacuteria
• Slide Number 9
• Slide Number 10
• Slide Number 11
• Slide Number 12
• Slide Number 13
• Slide Number 14
• Slide Number 15
• Slide Number 16
• Slide Number 17
• Slide Number 18
• Szerkezeti izomeacuteria
• Slide Number 20
• Slide Number 21
• Slide Number 22
• Slide Number 23
• Slide Number 24
• A tautomeacuteria tiacutepusai
• Slide Number 26
• Slide Number 27
• Slide Number 28
• Slide Number 29
• Slide Number 30
• Sztereoizomeacuteria
• Slide Number 32
• Slide Number 33
• Slide Number 34
• Slide Number 35
• Slide Number 36
• Slide Number 37
• Slide Number 38
• Slide Number 39
• Slide Number 40
• Slide Number 41
• Slide Number 42
• Slide Number 43
• Slide Number 44
• Slide Number 45
• Slide Number 46
• Slide Number 47
• Tovaacutebbi kiralitaacutes tiacutepusok
• Slide Number 49
• Slide Number 50
• Slide Number 51
• Slide Number 52
• Slide Number 53
• Slide Number 54
• Slide Number 55
• Slide Number 56
• Slide Number 57
• Toumlbb kiralitaacuteskoumlzpont
• Slide Number 59
• Slide Number 60
• Slide Number 61
• Slide Number 62
• Slide Number 63
• Slide Number 64
• Slide Number 65
• Slide Number 66
• Slide Number 67
• Slide Number 68
• Slide Number 69
• Slide Number 70
• Slide Number 71
• Slide Number 72
• Slide Number 73
• Slide Number 74
• Slide Number 75
• Konfiguraacutecioacutes izomeacuteria
• Slide Number 77
• Slide Number 78
• Slide Number 79
• Slide Number 80
• Slide Number 81
• Slide Number 82
• Slide Number 83
• Slide Number 84
• Slide Number 85
• Slide Number 86
• Slide Number 87
• Slide Number 88
• Slide Number 89
• Slide Number 90
• Slide Number 91
• Slide Number 92
• Slide Number 93
• Slide Number 94
• Slide Number 95
• Slide Number 96
• Slide Number 97
• Slide Number 98
• Slide Number 99
• Slide Number 100
• Slide Number 101
• Slide Number 102
• Slide Number 103
• Slide Number 104
• Slide Number 105
• Slide Number 106
• Slide Number 107
• Slide Number 108
• Slide Number 109
• Slide Number 110
• Slide Number 111
• Slide Number 112
• Slide Number 113
• Slide Number 114
• Slide Number 115
• Slide Number 116
• Slide Number 117
• Slide Number 118
• Slide Number 119
• Slide Number 120
• Slide Number 121
• Slide Number 122
• Slide Number 123
• Slide Number 124
• Slide Number 125
• Slide Number 126
• Slide Number 127

2

1

3

X4

1

X4

23

1

X4

32

(R) (S)

CC

2

1

3

I

BrCl

4F

2

1

3

OH

DT

4H C

OH

H

DT

(R)(S)

41

(R)

HCC

C CHH

HO H

CCC

H HC H

CHH3C

H

HH

H

H

C

Cl HH H

HH

1 4

3

2

1 oumlvezet2 oumlvezet

3 oumlvezet

4 oumlvezet

H

42

CH

OHCH3

CH3CH2

(R)-butaacuten-2-ol (S)-butaacuten-2-ol

180o-os forgataacutes

CH

OHCH3

CH3CH2

CH

OHCH3CH2

CH3

CH

HOCH2CH3

CH3

CH

OHCH3CH2

CH3

A kiralitaacutes az atomok egy pont (sztereogeacuten centrum kiralitaacutescentrum aszimmetriacentrum)koumlruumlli elrendeződeacuteseacutenek koumlvetkezmeacutenye A kiralitaacutest leacutetrehozoacute szerkezeti elemek elrendeződeacuteseegy koumlzpontra vonatkoztathatoacute Egy X centraacutelis atomhoz neacutegy kuumlloumlnboumlző ligandum kapcsoloacutedik a tuumlkoumlrkeacutepek nem hozhatoacutek fedeacutesbe a keacutet konfiguraacutecioacutes izomer enantiomer viszonyban van egymaacutessalSztereogeacuten centrum ndash Egy sp3 szeacutenatom (vagy maacutes atom) 4 kuumlloumlnboumlző ligandumot tartalmaz

Centraacutelis kiralitaacutes

43

Optikai izomeacuteria

Optikai izomerek olyan sztereoizomerek amelyek optikai forgatoacutekeacutepesseacutegbenkuumlloumlnboumlznek

Centraacutelis kiralitaacutes

Sztereogeacuten centrum aacutebraacutezolaacutesaperspektiacutevikus (teacuterszerkezeti)proiciaacutelt (vetiacutetett)

keacuteplettel (Fischer projekcioacute)

L

COOH

CH3H2NH

R

D

COOH

CH3 NH2H

S

intermolekulaacuteristuumlkoumlrsiacutek

COOH

CH3

H NH2

COOH

CH3

H2N H

44

Optikai aktivitaacutesAzok a vegyuumlletek melyek a siacutekban polarizaacutelt feacuteny siacutekjaacutet elforgatjaacutek optikailag aktiacutevakJobbra forgataacutes (oacuteramutatoacuteval azonos) jele (+) balra forgataacutes (oacuteramutatoacuteval ellenteacutetes) jele (-)

Azok a molekulaacutek keacutepesek optikai forgatoacutekeacutepesseacuteg leacutetrehozaacutesaacutera melyek mindenkonformaacutecioacuteja kiraacutelisHa egy kiraacutelis vegyuumlletnek csak egyik enantiomerje van jelen a vegyuumllet optikailag aktiacutev(elforgatja a polarizaacutelt feacuteny siacutekjaacutet) Ha a keacutet enantimer ekvimolaacuteris elegye (racemaacutet) van jelen a tuumlkoumlrkeacutepi paacuterok kompenzaacutecioacuteja miatt nincs makroszkoacutepikus forgataacutes

Oslash45

Fresnel elmeacutelete szerint a siacutekban polarizaacutelt feacuteny keacutet ellenteacutetes iraacutenyaacutebacirkulaacuterisan polarizaacutelt komponensből tevődik oumlssze Optikailag aktiacutev koumlzegbenaz egyik cirkulaacuteris komponens lassabban halad mint a maacutesik ezeacutert aztaacutenamikor kileacutepnek a koumlzegből eltoloacutedott faacutezisban oumlsszegeződnek uacutejra s eza polarizaacutecioacute siacutekjaacutenak elfordulaacutesaacuteban nyilvaacutenul meg Az optikailag aktiacutev anyagmolekulaacutei kuumlloumlnboumlző meacuterteacutekű koumllcsoumlnhataacutesba leacutepnek a jobbra eacutes a balracirkulaacuteris feacutenysugaacuterral A cirkulaacuterisan polaacuterozott feacuteny uacutegy jellemezhető hogya feacutenysugaacuter menteacuten az elektromaacutegneses teret leiacuteroacute elektromos eacutes maacutegnesesvektorok veacutegpontjai egy jobb vagy bal menetű csavarvonalon helyezkednek el

Optikai aktivitaacutes meacutereacutese

polarimetertube

Polarizerfixed Nicolprism

Plane-polarizedlight

Solution of opticallyactive material

Plane ofpolarizationhas undergonea rotation

Analyizermovable Nicolprism

ViewerUnpolarizedlight fromsource

Oslash46

siacutekban polarizaacutelt feacuteny

polarizaacuteloacute lencse (Nicol prizma)

normaacutel feacuteny

a)

b)

c)

x

z

z

z

siacutekban polaacuterozott feacuteny P eacutes M helicitaacutesuacutecirkulaacuterisan polaacuterozott feacuteny

minta

x

z

α

z

x

Oslash47

Tovaacutebbi kiralitaacutes tiacutepusok

48

Sztereogeacuten centrum jelenleacutete nem szuumlkseacuteges sem nem eleacutegseacuteges felteacutetele a kiralitaacutesnak

Nem szuumlkseacuteges peacuteldaacuteul axiaacutelis kiralitaacutes planaacuteris kiralitaacutes

Axiaacutelis kiralitaacutes A kiralitaacutes az atomok egy tengely koumlruumlli elrendeződeacuteseacutenek koumlvetkezmeacutenye

Alleacutenek kiralitaacutesa

Planaacuteris kiralitaacutes A kiralitaacutes az atomok egy siacutek koumlruumlli elhelyezkedeacuteseacutenek koumlvetkezmeacutenye

Helikaacutelis kiralitaacutes Csavarvonal (spiraacutelis) szerkezetű molekulaacutekPl DNS kettős heacutelixe polipeptidek kettős α-heacutelixe

C C CH

ClHCl CCC

H

ClHCl

COOH

CH3

CrOC

OCOC

CrCO

COCO

COOH

CH3

49

R S

HOOC

Br

COOH

Br6

2

6

2COOH

Br

HOOC

Br

tuumlkoumlrsiacutek

C

Br

COOHBr1

2

3 4

HOO c2COOH

Br

BrHOOC

c2

1

2

34

Atropizomeacuteria

50

Axiaacutelis kiralitaacutes

R-konfiguraacutecioacute

51

C CH

H3CC

H

CH3

CCH

CH3C

H

H3C

NH

HN

NH

NH

tuumlkoumlrsiacutek

Nem minden kiraacutelis molekula rendelkezik aszimmetria centrummal

52

Cukor Foszfor atom Oslash53

Konformaacutecioacutes enantiomerek

P M

Helikaacutelis kiralitaacutes

Konfiguraacutecioacutes enantiomerek

P M

Heptaheliceacuten n-Butaacuten

54

Oslash55

56

Feheacuterjeacutek teacuterszerkezete

Oslash

57

Nukleinsavak teacuterszerkezete

Oslash

Toumlbb kiralitaacuteskoumlzpont

58

Toumlbb aszimmetria centrumot tartalmazoacute vegyuumlleteklehetseacuteges sztereoizomereinek szaacutema

A nem enantiomeacuteria viszonyban aacutelloacute sztereoizomerek

diasztereomerek

Ha az n db aszimmetria centrum koumlzoumltt vannak azonosak a fuumlggetlen sztereoizomerek szaacutema lt 2n

mezo-forma nem kiraacutelis

2n

59

CH3CH3

HO H

OHHCH3

H3COHH

HO H

CH3CH3

HO H

HHOCH3

H3COHH

H OH

CH3CH3

HO H

OHH

180o forgataacutes

mezo-23-butaacutendioltuumlkoumlrkeacutepi paacuterok fedeacutesbe hozhatoacutek - akiraacutelis

(2R3R)-23-butaacutendiol (2S3S)-23-butaacutendiol

CH3 CH3

H HHO OH

Egyetlen sztereogeacuten centrumot tartalmazoacute molekula mindig kiraacutelis desztereogeacuten centrum jelenleacutete nem szuumlkseacuteges sem nem eleacutegseacuteges felteacutetele a kiralitaacutesnak

Nem eleacutegseacuteges toumlbb sztereogeacuten centrumot tartalmazoacute molekula lehet akiraacutelisPeacutelda

60

Nem minden olyan molekula kiraacutelis amely aszimmetria centrumokkal rendelkezik

Nem minden kiraacutelis molekula rendelkezik aszimmetria centrummal

axiaacutelis kiralitaacutes 13-diszubsztituaacutelt alleacuten planaacuteris kiralitaacutes spirovegyuumlletek koumlreacuteben

mezo vegyuumlletek cisz-12-azonosandiszubsztituaacutelt ciklopropaacuten

Oslash61

COOHH

HHOOC

CH3H

H3C HS2

COOH

HHO

H OH

COOH

S2

COOHH

HHOOC

HH

H H

borkősav

Newman (fűreacuteszbak) projekcioacuteKonformatiacutev

62

Fisher projekcioacuteval aacutebraacutezolt L- eacutes D-borkősav

mezo-borkotildesav

COOHCH OHCCOOH

OHH

COOHCHO HCCOOH

HHO

szotildelotildesav

COOHCH OHCCOOH

HHO

COOHCHO HCCOOH

OHH

L-(+)-borkotildesav D-(-)-borkotildesav

63

Oslash64

Cl

H

H

H

Cl

H

H

Cl

H

H

Cl

H

Cl

H

H

H

H

Cl

mezo SS RR

cisz transz

Nem minden olyan molekula kiraacutelis amely aszimmetria centrumokkal rendelkezik

65

Szimmeriaelemek(szimmetria azonos meacuteret)

Akkor mondjuk hogy egy taacutergy szimmetriaelemmel rendelkezik ha a megfelelőszimmetriaművelet (tuumlkroumlzeacutes forgataacutes inverzioacute) a taacutergyat az eredetivel fedeacutesbehozhatoacute alakzattaacute konvertaacutelja

Pontcsoport ndash meghataacuterozott taacutergyra vonatkozoacute szimmetriaműveletek oumlsszesseacutege

szimmetriasiacutek (σ) a molekulaacutet keacutet olyan feacutelre bontja amelyek egymaacutesnak pontostuumlkoumlrkeacutepei (Szimmetriasiacutekot tartalmazoacute molekula akiraacutelis de a siacutek hiaacutenya nem okozkiralitaacutest)

n-ed rendű forgaacutesi szimmetriatengely (Cn) a molekulaacutet a tengely koumlruumll 360degnszoumlggel elforgatva az eredetitől megkuumlloumlnboumlzhetetlen molekulaacutet kapunk

szimmetriacentrum (inverzioacutes centrum) (Ci) a molekula baacutermely elemeacutet aszimmetriacentrummal oumlsszekoumltve eacutes az ellenkező iraacutenyba azonos taacutevolsaacutegrameghosszabbiacutetva azonos elemhez jutunk (Szimmetriacentrumot tartalmazoacutemolekula akiraacutelis de hiaacutenya nem okoz kiralitaacutest)

n-ed rendű tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengely (Sn) a molekulaacutet 360degn szoumlggel elforgatvaeacutes a tengelyre merőleges siacutekra tuumlkroumlzve az eredetitől megkuumlloumlnboumlzhetetlenmolekulaacutet kapunk (Tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengelyt tartalmazoacute molekula akiraacutelishiaacutenyaacuteban a molekula kiraacutelis) 66

C CCH3

H

H

CH3180o C C

CH3

H

CH3

H360o

siacutek

tengely

siacutek

tengely

Keacutetfogaacutesuacute tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengely Egyfogaacutesuacute tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengely

Szimmetriacentrum Szimmetriasiacutek

Tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengelyValamely taacutergy akkor jellemezhető Sn azaz n-ed rendű tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengellyel ha annak baacutermely pontjaacutet a tengely koumlruumll 360n fokos szoumlggelelfordiacutetva eacutes a tengelyre merőlegesen fektetett siacutekon keresztuumll tuumlkroumlzve az eredetiobjektumot kapjuk meg (n szuumlkseacutegkeacuteppen paacuteros vagy 1)

Az S1-tengely szimmetriasiacutekkal (σ) az S2-tengely viszont szimmetriacentrummal (Ci) egyeneacuterteacutekű

A szimmetriacentrumon aacutethaladoacute baacutermely egyenesen a centrumtoacutel egyenlő taacutevolsaacutegban azonos elemek talaacutelhatoacutek

Akiraacutelis molekulaacutek

67

szimmetriasiacutek (m S1) forgaacutesi szimmetriatengely (Cn) szimmetriacentrum (Ci S2)

Szimmetrikus + +

Szimmetrikus + -

Koumlzeacuteppontosan - + szimmetrikus

Disszimetrikus - + - (kiraacutelis)

Aszimmetrikus - - - (kiraacutelis)

Szimmetriaelem művelet

Szimmetriasiacutek tuumlkroumlzeacutes

Szimmetriatengely forgataacutes

Szimmetriacentrum inverzioacute

Szimmetriaelem művelet

Azonossaacuteg vaacuteltozatlanulhagyaacutes

Tuumlkroumlzeacutesi forgataacutes eacutesszimmetriatengely (giroid) tengelyre merőleges

tuumlkroumlzeacutesOslash68

Oslash69

Oslash70

Oslash71

Oslash72

1 Atomic number2 Atomic mass3 Z gt E4 R gt S5 Spheres6 Single-bond equivalencies

Cahn-Ingold-Prelog nomenclature system

Sequence rules for order of priority

1 If the atoms in question are different the sequence order is by atomic number with theatom of highest atomic number receiving the highest priority

F lt Cl lt Br lt I

increasing priority

2 If two isotopes of the same element are present the isotope of higher mass receivesthe higher priority

H lt D

increasing priority73

5 If two atoms are identical the atomic numbers of the next atoms are used for priorityassignment If these atoms also have identical atoms attached to them priority isdetermined at the first point of difference along the chain The atom that has attached to itan atom of higher priority has the higher priority (Do not use the sums of the atomic numbersBut look for the single atom of highest priority)

74

6 Atoms attached by double or triple bond are given single-bond equivalencies so that theycan be treated like single-bonded groups in determining priority Each doubly bonded atom isduplicated (or triplicated for triple bonds)

R C

O

OH

Structure Equivalent for priority determination

R C

O

O

OH

C

R C N R C

N

N

NC

C

75

Konfiguraacutecioacutes izomeacuteriaUgyanaz a vaacutez konnektivitaacutes de elteacuterő teacuterbelielrendeződeacutes (valamilyen szimmetria-rendezőhoumlz valoacuteviszony)

Nem alakiacutethatoacutek egymaacutesba kovalens koumlteacutes elszakiacutetaacutesaeacutes uacutejrakeacutepződeacutese neacutelkuumll

optikai izomerek (optikai aktivitaacutes) R Sgeometriai izomerek cisz-transz E-Z

76

Konfiguraacutecioacutes diasztereomerekFizikai eacutes keacutemia tulajdonsaacutegaik elteacuternek

Konfiguraacutecioacutes enantiomerekFizikai eacutes keacutemiai tulajdonsaacutegaikazonosak kiveacutevebull azonos meacuterteacutekű de ellenteacutetesiraacutenyuacute optikai forgatoacutekeacutepesseacutegbull elteacuterő reaktivitaacutes maacutes kiraacutelis vegyuumlletekkel valoacute reakcioacuteban

C

C

Cl

Cl H

HC

C

H

Cl H

Cl

cisz-12-dikloacutereteacuten transz-12-dikloacutereteacuten

Br Cl

Cl BrF F

Cl Br

Br FF Cl

(R) (R) (S) (R)

CH

OHCH3CH2

CH3

CH

HOCH2CH3

CH3

CH

OHCH3CH2

CH3

CH

OHCH3

CH3CH2

180o-os forgataacutes

(R)-butaacuten-2-ol (S)-butaacuten-2-olfp 995 oC 995 oCd4

20 0808 0808nD

20 1397 1397[α]D

25 -1352o +1352o

(R)-butaacuten-2-ol (S)-butaacuten-2-ol

CH

OHCH3

CH3CH2

77

Elegykristaacutely

bullveacuteletlenszerűen tartalmazza mindkeacutet enantiomertbulla tiszta enantiomerek eacutes az enantiomer kevereacutekek tulajdonsaacutegai azonosak

Konglomeraacutetum

bullcsak az egyik vagy a maacutesik enantiomert tartalmazzabullaz enantiomerek mechanikusan is elkuumlloumlniacutethetők egymaacutestoacutel

Molekulavegyuumllet

bulla keacutet enantiomer a kristaacutelyban 11 araacutenyban fordul elő (raceacutem elegy)bulla raceacutem elegy eacutes az enantiomerek olvadaacutespontja kuumlloumlnboumlző

bullakiraacutelis koumlruumllmeacutenyek koumlzoumltt megegyező fizikai eacutes keacutemiai tulajdonsaacutegokbullkiraacutelis koumlruumllmeacutenyek koumlzoumltt elteacuterő (kiraacutelis molekulaacutek polarizaacutelt feacuteny)bullenantiomerek koumlzoumltti 3 fő koumllcsoumlnhataacutes

elegykristaacutely keacutepzeacuteskonglomeraacutetum keacutepzeacutesmolekulavegyuumllet keacutepzeacutes

Enantiomerek

78

Enantiomerek egyeacuteb kevereacutekeit az uacutegynevezett bdquoenantiomeric excessrdquo (ee) [enantiomerfelesleg] eacuterteacutekkel jellemezzuumlk (R) eacutes (S) a megfelelő enantiomerek mennyiseacutege a kevereacutekben

A komponensek mennyiseacutegeacutenek meghataacuterozaacutesaKiraacutelis oszlopkromatigraacutefia (enantiomerek elvaacutelasztaacutesa)NMR spektroszkoacutepia

ee =(R) - (S)(R) + (S) 100

Enantiomer felesleg

Az enantiomerfelesleg az aszimmetrikus szinteacutezis sikeresseacutegeacutenek egyikmeacuterőszaacutema Diasztereomerek kevereacuteke eseteacuten hasonloacute moacutedon definiaacuteljaacutek eacuteshasznaacuteljaacutek a diasztereomer felesleg eacutes a szaacutezaleacutekos diasztereomer feleslegfogalmaacutet

Egy 70 R eacutes 30 S izomert tartalmazoacute minta enantiomerfeleslege peacuteldaacuteul40 Ezt az anyagot uacutegy is tekinthetjuumlk mint 40 tiszta R izomer eacutes 60 raceacutemelegy (mely a teljes mennyiseacuteghez 30 R eacutes 30 S izomerrel jaacuterul hozzaacute)kevereacuteke 79

C

C

HOOC

HOOC

H

HOH

OH

S

R

C

C

HOOC

HOOC

OH

HH

OHR

RC

C

COOH

COOH

HO

HH

HOS

S

intramolekulaacuteristuumlkoumlrsiacutek

diasztereomerek diasztereomerek

enantiomerek

COOH

CH3H2NH

R

COOH

CH3 NH2H

S

enantiomerek

Enantiomerek eacutes diasztereomerek

80

C

NH2

COOHHH3C C

CH2SH

COOHH2NH

Ala Cys

Aacutebraacutezolja Fischer keacuteplettel az alaacutebbi perspektivikus keacuteplettel megadott aminosavakat

CH3

COOH

H2N H

CH2SH

COOH

H2N H

Ala Cys

S R

L L81

CNH2H

H3C

COOH

C

COOH

CH2SHH2NH

CCH3H

H2N

COOH

C

COOH

CH2SHHH2N

C

NH2

COOHHH3C

C

CH2SH

COOHH2NH

CH3

COOH

H2N H

CH2SH

COOH

H2N H

82

Enantiomerek eacutes mezo vegyuumlletek

Pszeudoaszimmetria

C

C

HOOC

HOOC

H

HOH

OH

S

R

C

C

HOOC

HOOC

OH

HH

OHR

RC

C

COOH

COOH

HO

HH

HOS

S

intramolekulaacuteristuumlkoumlrsiacutek

diasztereomerek diasztereomerek

enantiomerek

C

C

C

COOH

COOH

HO H

OHH

H OHR

R

C

C

C

COOH

COOH

H OH

HHO

HO HS

S

enantiomerek

optikailag aktiacutevak

C

C

C

COOH

COOH

H OH

OHH

H OHR

S

C

C

C

COOH

COOH

H OH

HHO

H OHR

S

optikailag inaktiacutevak

r s

83

COOH

COOH

COOHHOOC COOH

HOOC COOH

HOOC

mcisz transz transz

szerkezetiizomeacuteria

geometriaiizomeacuteria

optikai izomeacuteria

84

R

RHOH

akiraacutelisszeacutenatom

R

SHOH

rS

RHOH

s

RgtS r s

(S)

(S)

pszeudoaszimmetriaacutes szeacutenatom

akiraacutelis molekulamezo vegyuumllet

akiraacutelisC2 forgaacutesi szimmetriatengely

kiraacutelis

HOOC COOH

Br

m

HOOC COOH

m

HOOC

COOH

pro-pszeudoaszimmetriaacutes szeacutenatom

85

Kiraacutelis molekulaacutekon beluumll is sok esetben talaacutelhatoacute pszeudo-aszimmetriacentrum amennyiben a keacutet enantiomorf ligandum mellett tovaacutebbi aszimmetrikus ligandum is kapcsoloacutedik a centrumhoz (peacuteldaacuteul atropin eacutes szaacutermazeacutekai)

gytszptehuhudownloadindex16630

Oslash86

Mezo-forma a) mindig akiraacutelisb) mindig kell lennie kiraacutelis disztereomerjeacutenek is

gytszptehuhudownloadindex16630

C

C

HOOC

HOOC

H

HOH

OH

S

R

C

C

HOOC

HOOC

OH

HH

OHR

RC

C

COOH

COOH

HO

HH

HOS

S

intramolekulaacuteristuumlkoumlrsiacutek

diasztereomerek diasztereomerek

enantiomerek

Oslash87

gytszptehuhudownloadindex16630

A pszeudo-aszimmetriacentrumok konfiguraacutecioacutejaacuteban elteacuterő izomerekegymaacutessal diasztereoizomer viszonyban aacutellnak

rC

C

C

COOH

COOH

H OH

OHH

H OHR

S

sC

C

C

COOH

COOH

H OH

HHO

H OHR

S Oslash88

Geometriai izomeacuteria

kettős koumlteacutesű vegyuumlletekneacutelciklusos vegyuumlletekneacutel

C CH H

CH3H3CC C

H CH3

HH3C

Felteacutetel (olefinekneacutel) egy adott pilleacuteratomon nem lehet keacutet azonos helyettesiacutetőde adott kettőskoumlteacutes keacutet kuumlloumlnboumlző pilleacuteratomjaacuten lehet egy-egy azonos helyettesiacutető(de ezeknek sem kell szuumlkseacutegkeacuteppen azonosaknak lenniuumlk)

Alfa helyzetű szubsztituens Beacuteta helyzetű szubsztituens

Diasztereomerek

89

Configurational isomers

The particular arrangement of atoms (or goups) in space that is characteristic of a given streoisomer

The configurational isomers can not be transformed into each otherwithout breaking and making a covalent bond

- cis-trans Z-E designations geometric isomers- optical isomerism (cf chirality)

H COOH

H COOH

HOOC H

H COOH

Z E

Oslash90

The requirement for geometric isomerism in alkenes is that each carbon atom involvedin the pi bond have two different groups attached to it such as H and Cl or CH3 and Cl

C CH

H

CH2CH3

CH3

C CH

H

CH2CH3

CH3is the same as

C CCH3

H

CH2CH3

CH3

C CH

CH3

CH2CH3

CH3

geometric isomers

If one of the carbons of the double bond has two identical groups such as two H atomsor two CH3 groups the geometric isomerism is not possible

Z E

Higher priority atoms or groups are on the same side of the pi bond Z bdquotogetherrdquo

Higher priority atoms or groups are on opposite sides of the pi bond E bdquoacrossrdquo

(Look at the single atoms directly attached to the double-bond carbon C and not entire-CH2CH2CH3 group)

Oslash91

Cahn-Ingold-Prelog szekvenciaszabaacutelyokalkeacutenekre vonatkozoacutean

Toumlmegszaacutem

C CT

D

H

DE

Rendszaacutem

C CF

Cl

Br

IZ

Z gt E

E

ZZ C C

C

C

H

NC

C

C

H3C

H3C

CH3

HCH3

H

C CH

NC

C

C

CH3

CH3

H

H

Br

Br

E

R

S

RgtS (DgtL)

92

C CH

H3C

CH

CH

CH3

CH3

CH2

Z ltC

HCH3

CH3

C

H

C

C

H

H

HHH

H

C C

H H

H

C

H

C (C)

o

o

o

H

H(C)oo

o

C CH

H3C

CH

CH

CH3

CH2 Br

CH2

E

C

HCH3

CH2Br

C

H

C

H

H

HCBrH

H

gtC C

H H

H

C

H

C (C)

o

o

o

H

H(C)oo

o

(CON) adott atom ismeacutetelt megjeleniacuteteacutese ---o fantomatom

1 2 3C CCCH CHHH C C(C)CH C(C)HH

1 2 3C CCCH BrCHH gt CHHH C C(C)CH C(C)HH 93

transzE

ciszZ

C CH H

C CH

H

transzZ

ciszE

C CBr H

C CH

Br

Oslash94

Konformaacutecioacutes izomeacuteriaUgyanaz a vaacutez konnektivitaacutes de elteacuterő teacuterbelielrendeződeacutes (valamilyen szimmetria-rendezőhoumlz valoacuteviszony)

Kovalens koumlteacutes elszakiacutetaacutesa eacutes uacutejrakeacutepződeacutese neacutelkuumllegymaacutesba alakiacutethatoacutek

Rotaacutecioacutes izomeacuteriaKuumlloumlnboumlző konformaacutecioacute (konformerek rotamerek)

Axiaacutelis kiralitaacutes R SHelikaacutelis kiralitaacutes P M

95

C CCH3H3C

HHHH

C CCH3

CH3 HH

HH

Konformaacutecioacutes diasztereomerek

C CH

CH3 HCH3

HH C C

H

CH3 CH3H

HH

Konformaacutecioacutes enantiomerek

P M

96

szinperiplanaacuteris szinklinaacutelis antiklinaacutelis antiperiplanaacuteris antiklinaacutelis szinklinaacutelis

pszeudorotaacutecioacute

axiaacutelis ekvatoriaacutelis

Konformerek

kiraacutelis kiraacutelisakiraacutelis akiraacutelis

97

C CCH3

CH3 HH

HHC C

CH3H3C

HHHH

Konfiguraacutecioacutes diasztereomerek

Konformaacutecioacutes diasztereomerek

C CH H

CH3H3CCC

HH3C

H CH3

98

- huacutezaacutes (stretch)

- hajliacutetaacutes (bend)

- csavaraacutes (torsion)

O OH

Hr 1r 2

r 2

O OH

H

α

OH

OH

τ (φ)

Oslash99

O OH

H

HOOH

OOH

HE

α30 kcalmol

Hajliacutetaacutes bend

Huacutezaacutes (nyuacutejtaacutes) stretch

disszociaacutecioacute

E

r

~ 90 ~ 50 kcalmol

HOO + H

HO + HO

Oslash100

H

H

H

O OH

H

1 kcalmol

~ 10kcalmol

(torzioacutes szoumlg)τ

Newman projekcioacute

H H

0o 60o 180o 300o 360o

OO

H

H

HHH HH

Oslash101

CH2 CH2Y ZY = Z = H

Y = Z = CH3

etaacuten

n-butaacuten

300o 360o240o180o120o60o0o

0o120o- 60o-180o-240o-300o-360o-

oacutera jaacuteraacutesaacuteval megegyező

oacutera jaacuteraacutesaacuteval ellenteacutetes

ZY

Z

Y

ZY

Z

Y

Z

Y

ZYZY

syn antisynperiplanar synklinal antiklinal antiperiplanar antiklinal synklinal

102

CCH

H H

HH

HH H

H

H

H H

CCH

H H

H

H HH H

HH

HH

0o 120o 240o 360o

12 M

m

M12 M M

mm

Θ

M = m

E(Θ)

minimum

Maximum

103

HHH H

CH3CH3

HHH H

CH3CH3

H

HH H

CH3

CH3

E

0deg dieacutederes szoumlg

E szabadentalpia-kuumlloumlnbseacuteg

58

29

07

(kcal)

H H

H3CH CH3

H

H H

H3CH H

CH3

H3C CH3

H HH

H

CH3HH H

CH3H

060deg 120deg 180deg 240deg 300deg 360deg

szinperiplanaacuteris szinklinaacutelis antiklinaacutelis antiperiplanaacuteris antiklinaacutelis szinklinaacutelis104

∆G0 = G01 - G0

2

K = e∆G0

RT

∆G = - RT ln K∆G = ∆H - T∆S

∆H = 074

∆S = 2 K = 19

gauche ndash anti araacuteny

minden gauche konformerre keacutet anti forma jut K= [a][g] Oslash105

0o

0o

60o

60o

120o

120o

180o

180o

240o

240o

300o

300o 360o

360o

RELA

T

IacuteV

ENERGIA

ANTI EFFEKTUS

GAUCHE EFFEKTUS

EXTREacuteMGAUCHE

EFFEKTUS

H

H H

H H

H

CH3

H H

H H

CH3

TORZIOacuteS SZOumlG

ZY

Z

YZ

Y

Z

Y

ZY

ZY ZY

F

H H

OH

repulsions

F

H H

H 106

attractiveinteractions

orbitalinteractions

antiperiplanarposition

Anti-effect

107

repulsions

F

H H

OH

repulsions

F

H H

H

Extrem gauche effect

108

C-F

C-H

C-F

C-HC-C C-C

Oslash109

CikloalkaacutenokGyűrűfeszuumlltseacuteg

Hipotetikus planaacuteris rendszerek

Baeyer vegyeacuterteacutekszoumlg-deformaacutecioacute (angulaacuterisgyűrű feszuumlleacutes)

Pitzer anti-aacutellaacuteshoz keacutepesti energiatoumlbblet (torzioacutes feszuumlleacutes)

van der Waals nemkoumltő atomok szterikus koumllcsoumlnhataacutesa

Nem planaacuteris vegyuumlletek

CC C

C

C

boriacuteteacutek

C C C

C

Ctwist

pszeudorotaacutecioacute

CC

C C

V-alakuacute

CCC

CCC

szeacutek110

3 4 5 6 7 8 9 10Gyűrűtagszaacutem

Gyűrű

feszuumlleacutes

kcalmol

hataacutereacuterteacutek

111

Cl

H

H

H

Cl

H

H

Cl

H

H

Cl

H

Cl

H

H

H

H

Cl

mezo SS RR

cisz transz

Ciklopropaacuten

C

C

HOOC

HOOC

H

HOH

OH

S

R

C

C

HOOC

HOOC

OH

HH

OHR

RC

C

COOH

COOH

HO

HH

HOS

S

intramolekulaacuteristuumlkoumlrsiacutek

diasztereomerek diasztereomerek

enantiomerek 112

Ea(a e)

∆Ea+∆E

∆E

Ea(a e)

Z

Hkb 5szeacutek

ZH

kb 95szeacutek

kb 2 kcal

csavartkaacuted

csavartkaacuted

kaacuted

ZH

feacutelszeacutekfeacutelszeacutek

ZH

Ciklohexaacuten

113

A 3-3 nemszomszeacutedos szeacutenatom aacuteltal definiaacutelt siacutekokra

merőleges koumlteacutesiraacutenyok axiaacutelis

A toumlbbi koumlteacutes e keacutet siacutek koumlzoumltt van ekvatoriaacutelis

Pszeudorotaacutecioacute a gyűrűs vegyuumlletek konformerjei

szoumlgfeszuumlltseacuteg neacutelkuumll alakulnak egymaacutesba

114

transz 12-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

cisz 12-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

Z

H

Z

H Z

HZ

Ha

eae

Z

HZ

H

Z

H

Z

H

a

e

ae

115

transz 13-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

cisz 13-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

Z

HZ

H

Z

H Z

H

a

e ae

Z

HZ

HZ

H

Z

H

a

e

ae

116

H

Z

Z

H

H

Z Z

Ha

ea

e

transz 14-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

Z

HZ

H

H

Z

Z

Ha

ea

e

cisz 14-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

117

Oslash118

8 CO2 + 8 H2O

- 12483 kcalmol - 12468 kcalmol

15 kcalmol

CH3

CH3H

H

+ 12 O2

cisz-12-dimetilciklohexaacuten

CH3

H

H

CH3

transz-12-dimetilciklohexaacuten

+ 12 O2

119

Diszubsztituaacutelt ciklohexaacutenokszerkezeti izomerjeinek konformaacutecioacutes viszonyai

Szerkezeti izomer Geometriai izomercisz transz

12

14

ae aa

ea ee

13aa ae

ee ea

120

Oslash121

BrNH2

Br

NH23a 2b

NH2

Br

Br

NH24a 1b

NH2

Br

Br

NH2

1b 4a

NH2

Br

NH2

Br2b 3a

NH2

Br

Br

NH23b 2a

Br

NH2

BrNH24b 1a

Konformaacutecioacutes Konformaacutecioacutes

BrNH2 Br

NH2

1a 4b

Br

NH2

BrNH2

2a 3b

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesenantiomerek

Konfiguraacutecioacutesenantiomerek

diasztereomerek diasztereomerek

12-helyzetben kuumlloumlnboumlző helyettesiacutetőket tartalmazoacute ciklohexaacuten szaacutermazeacutekokkonfiguraacutecioacutes eacutes konformaacutecioacutes viszonyai

Oslash122

H

H

H

HH

H

H

H

Dekalin

cisz transz

123

transz-transz-transzanellaacutecioacute

cisz-transz-transzanellaacutecioacute

DC

BA

DC

BA

H H

R

H

H H

H

H

H

R

H H

DCBA

R

H

H

H

H

H

H

DCBA

R

H

H

H

H

H

H

CH3

CH3

CH3

CH3

Oslash124

A kiralitaacutes kialakulaacutesa eacutes bioloacutegiai jelentőseacutege

Kiraacutelis vegyuumlletek

termeacuteszetes aminosavak (elsősorban L konfiguraacutecioacute)peptidek enzimektermeacuteszetes szeacutenhidraacutetok (elsősorban D konfiguraacutecioacute)gyoacutegyszerek

Az első kiraacutelis vegyuumllet kialakulaacutesa

az elemi reacuteszek gyenge koumllcsoumlnhataacutesaacutenakiraacutenyfuumlggeacuteseacutevel van kapcsolatban

autokataliacutezis

a termeacuteszet nem tuumlkoumlrszimmetrikus (a termeacuteszet homokiraacutelis)

Oslash125

Az optikai aktivitaacuteseredete szeacutenhidraacutetokkiralitaacutescentrumaacutenakkieacutepuumlleacutese a termeacuteszetben

Oslash126

Oslash127

• Slide Number 1
• Slide Number 2
• Slide Number 3
• Slide Number 4
• Slide Number 5
• Slide Number 6
• Slide Number 7
• Izomeacuteria
• Slide Number 9
• Slide Number 10
• Slide Number 11
• Slide Number 12
• Slide Number 13
• Slide Number 14
• Slide Number 15
• Slide Number 16
• Slide Number 17
• Slide Number 18
• Szerkezeti izomeacuteria
• Slide Number 20
• Slide Number 21
• Slide Number 22
• Slide Number 23
• Slide Number 24
• A tautomeacuteria tiacutepusai
• Slide Number 26
• Slide Number 27
• Slide Number 28
• Slide Number 29
• Slide Number 30
• Sztereoizomeacuteria
• Slide Number 32
• Slide Number 33
• Slide Number 34
• Slide Number 35
• Slide Number 36
• Slide Number 37
• Slide Number 38
• Slide Number 39
• Slide Number 40
• Slide Number 41
• Slide Number 42
• Slide Number 43
• Slide Number 44
• Slide Number 45
• Slide Number 46
• Slide Number 47
• Tovaacutebbi kiralitaacutes tiacutepusok
• Slide Number 49
• Slide Number 50
• Slide Number 51
• Slide Number 52
• Slide Number 53
• Slide Number 54
• Slide Number 55
• Slide Number 56
• Slide Number 57
• Toumlbb kiralitaacuteskoumlzpont
• Slide Number 59
• Slide Number 60
• Slide Number 61
• Slide Number 62
• Slide Number 63
• Slide Number 64
• Slide Number 65
• Slide Number 66
• Slide Number 67
• Slide Number 68
• Slide Number 69
• Slide Number 70
• Slide Number 71
• Slide Number 72
• Slide Number 73
• Slide Number 74
• Slide Number 75
• Konfiguraacutecioacutes izomeacuteria
• Slide Number 77
• Slide Number 78
• Slide Number 79
• Slide Number 80
• Slide Number 81
• Slide Number 82
• Slide Number 83
• Slide Number 84
• Slide Number 85
• Slide Number 86
• Slide Number 87
• Slide Number 88
• Slide Number 89
• Slide Number 90
• Slide Number 91
• Slide Number 92
• Slide Number 93
• Slide Number 94
• Slide Number 95
• Slide Number 96
• Slide Number 97
• Slide Number 98
• Slide Number 99
• Slide Number 100
• Slide Number 101
• Slide Number 102
• Slide Number 103
• Slide Number 104
• Slide Number 105
• Slide Number 106
• Slide Number 107
• Slide Number 108
• Slide Number 109
• Slide Number 110
• Slide Number 111
• Slide Number 112
• Slide Number 113
• Slide Number 114
• Slide Number 115
• Slide Number 116
• Slide Number 117
• Slide Number 118
• Slide Number 119
• Slide Number 120
• Slide Number 121
• Slide Number 122
• Slide Number 123
• Slide Number 124
• Slide Number 125
• Slide Number 126
• Slide Number 127

(R)

HCC

C CHH

HO H

CCC

H HC H

CHH3C

H

HH

H

H

C

Cl HH H

HH

1 4

3

2

1 oumlvezet2 oumlvezet

3 oumlvezet

4 oumlvezet

H

42

CH

OHCH3

CH3CH2

(R)-butaacuten-2-ol (S)-butaacuten-2-ol

180o-os forgataacutes

CH

OHCH3

CH3CH2

CH

OHCH3CH2

CH3

CH

HOCH2CH3

CH3

CH

OHCH3CH2

CH3

A kiralitaacutes az atomok egy pont (sztereogeacuten centrum kiralitaacutescentrum aszimmetriacentrum)koumlruumlli elrendeződeacuteseacutenek koumlvetkezmeacutenye A kiralitaacutest leacutetrehozoacute szerkezeti elemek elrendeződeacuteseegy koumlzpontra vonatkoztathatoacute Egy X centraacutelis atomhoz neacutegy kuumlloumlnboumlző ligandum kapcsoloacutedik a tuumlkoumlrkeacutepek nem hozhatoacutek fedeacutesbe a keacutet konfiguraacutecioacutes izomer enantiomer viszonyban van egymaacutessalSztereogeacuten centrum ndash Egy sp3 szeacutenatom (vagy maacutes atom) 4 kuumlloumlnboumlző ligandumot tartalmaz

Centraacutelis kiralitaacutes

43

Optikai izomeacuteria

Optikai izomerek olyan sztereoizomerek amelyek optikai forgatoacutekeacutepesseacutegbenkuumlloumlnboumlznek

Centraacutelis kiralitaacutes

Sztereogeacuten centrum aacutebraacutezolaacutesaperspektiacutevikus (teacuterszerkezeti)proiciaacutelt (vetiacutetett)

keacuteplettel (Fischer projekcioacute)

L

COOH

CH3H2NH

R

D

COOH

CH3 NH2H

S

intermolekulaacuteristuumlkoumlrsiacutek

COOH

CH3

H NH2

COOH

CH3

H2N H

44

Optikai aktivitaacutesAzok a vegyuumlletek melyek a siacutekban polarizaacutelt feacuteny siacutekjaacutet elforgatjaacutek optikailag aktiacutevakJobbra forgataacutes (oacuteramutatoacuteval azonos) jele (+) balra forgataacutes (oacuteramutatoacuteval ellenteacutetes) jele (-)

Azok a molekulaacutek keacutepesek optikai forgatoacutekeacutepesseacuteg leacutetrehozaacutesaacutera melyek mindenkonformaacutecioacuteja kiraacutelisHa egy kiraacutelis vegyuumlletnek csak egyik enantiomerje van jelen a vegyuumllet optikailag aktiacutev(elforgatja a polarizaacutelt feacuteny siacutekjaacutet) Ha a keacutet enantimer ekvimolaacuteris elegye (racemaacutet) van jelen a tuumlkoumlrkeacutepi paacuterok kompenzaacutecioacuteja miatt nincs makroszkoacutepikus forgataacutes

Oslash45

Fresnel elmeacutelete szerint a siacutekban polarizaacutelt feacuteny keacutet ellenteacutetes iraacutenyaacutebacirkulaacuterisan polarizaacutelt komponensből tevődik oumlssze Optikailag aktiacutev koumlzegbenaz egyik cirkulaacuteris komponens lassabban halad mint a maacutesik ezeacutert aztaacutenamikor kileacutepnek a koumlzegből eltoloacutedott faacutezisban oumlsszegeződnek uacutejra s eza polarizaacutecioacute siacutekjaacutenak elfordulaacutesaacuteban nyilvaacutenul meg Az optikailag aktiacutev anyagmolekulaacutei kuumlloumlnboumlző meacuterteacutekű koumllcsoumlnhataacutesba leacutepnek a jobbra eacutes a balracirkulaacuteris feacutenysugaacuterral A cirkulaacuterisan polaacuterozott feacuteny uacutegy jellemezhető hogya feacutenysugaacuter menteacuten az elektromaacutegneses teret leiacuteroacute elektromos eacutes maacutegnesesvektorok veacutegpontjai egy jobb vagy bal menetű csavarvonalon helyezkednek el

Optikai aktivitaacutes meacutereacutese

polarimetertube

Polarizerfixed Nicolprism

Plane-polarizedlight

Solution of opticallyactive material

Plane ofpolarizationhas undergonea rotation

Analyizermovable Nicolprism

ViewerUnpolarizedlight fromsource

Oslash46

siacutekban polarizaacutelt feacuteny

polarizaacuteloacute lencse (Nicol prizma)

normaacutel feacuteny

a)

b)

c)

x

z

z

z

siacutekban polaacuterozott feacuteny P eacutes M helicitaacutesuacutecirkulaacuterisan polaacuterozott feacuteny

minta

x

z

α

z

x

Oslash47

Tovaacutebbi kiralitaacutes tiacutepusok

48

Sztereogeacuten centrum jelenleacutete nem szuumlkseacuteges sem nem eleacutegseacuteges felteacutetele a kiralitaacutesnak

Nem szuumlkseacuteges peacuteldaacuteul axiaacutelis kiralitaacutes planaacuteris kiralitaacutes

Axiaacutelis kiralitaacutes A kiralitaacutes az atomok egy tengely koumlruumlli elrendeződeacuteseacutenek koumlvetkezmeacutenye

Alleacutenek kiralitaacutesa

Planaacuteris kiralitaacutes A kiralitaacutes az atomok egy siacutek koumlruumlli elhelyezkedeacuteseacutenek koumlvetkezmeacutenye

Helikaacutelis kiralitaacutes Csavarvonal (spiraacutelis) szerkezetű molekulaacutekPl DNS kettős heacutelixe polipeptidek kettős α-heacutelixe

C C CH

ClHCl CCC

H

ClHCl

COOH

CH3

CrOC

OCOC

CrCO

COCO

COOH

CH3

49

R S

HOOC

Br

COOH

Br6

2

6

2COOH

Br

HOOC

Br

tuumlkoumlrsiacutek

C

Br

COOHBr1

2

3 4

HOO c2COOH

Br

BrHOOC

c2

1

2

34

Atropizomeacuteria

50

Axiaacutelis kiralitaacutes

R-konfiguraacutecioacute

51

C CH

H3CC

H

CH3

CCH

CH3C

H

H3C

NH

HN

NH

NH

tuumlkoumlrsiacutek

Nem minden kiraacutelis molekula rendelkezik aszimmetria centrummal

52

Cukor Foszfor atom Oslash53

Konformaacutecioacutes enantiomerek

P M

Helikaacutelis kiralitaacutes

Konfiguraacutecioacutes enantiomerek

P M

Heptaheliceacuten n-Butaacuten

54

Oslash55

56

Feheacuterjeacutek teacuterszerkezete

Oslash

57

Nukleinsavak teacuterszerkezete

Oslash

Toumlbb kiralitaacuteskoumlzpont

58

Toumlbb aszimmetria centrumot tartalmazoacute vegyuumlleteklehetseacuteges sztereoizomereinek szaacutema

A nem enantiomeacuteria viszonyban aacutelloacute sztereoizomerek

diasztereomerek

Ha az n db aszimmetria centrum koumlzoumltt vannak azonosak a fuumlggetlen sztereoizomerek szaacutema lt 2n

mezo-forma nem kiraacutelis

2n

59

CH3CH3

HO H

OHHCH3

H3COHH

HO H

CH3CH3

HO H

HHOCH3

H3COHH

H OH

CH3CH3

HO H

OHH

180o forgataacutes

mezo-23-butaacutendioltuumlkoumlrkeacutepi paacuterok fedeacutesbe hozhatoacutek - akiraacutelis

(2R3R)-23-butaacutendiol (2S3S)-23-butaacutendiol

CH3 CH3

H HHO OH

Egyetlen sztereogeacuten centrumot tartalmazoacute molekula mindig kiraacutelis desztereogeacuten centrum jelenleacutete nem szuumlkseacuteges sem nem eleacutegseacuteges felteacutetele a kiralitaacutesnak

Nem eleacutegseacuteges toumlbb sztereogeacuten centrumot tartalmazoacute molekula lehet akiraacutelisPeacutelda

60

Nem minden olyan molekula kiraacutelis amely aszimmetria centrumokkal rendelkezik

Nem minden kiraacutelis molekula rendelkezik aszimmetria centrummal

axiaacutelis kiralitaacutes 13-diszubsztituaacutelt alleacuten planaacuteris kiralitaacutes spirovegyuumlletek koumlreacuteben

mezo vegyuumlletek cisz-12-azonosandiszubsztituaacutelt ciklopropaacuten

Oslash61

COOHH

HHOOC

CH3H

H3C HS2

COOH

HHO

H OH

COOH

S2

COOHH

HHOOC

HH

H H

borkősav

Newman (fűreacuteszbak) projekcioacuteKonformatiacutev

62

Fisher projekcioacuteval aacutebraacutezolt L- eacutes D-borkősav

mezo-borkotildesav

COOHCH OHCCOOH

OHH

COOHCHO HCCOOH

HHO

szotildelotildesav

COOHCH OHCCOOH

HHO

COOHCHO HCCOOH

OHH

L-(+)-borkotildesav D-(-)-borkotildesav

63

Oslash64

Cl

H

H

H

Cl

H

H

Cl

H

H

Cl

H

Cl

H

H

H

H

Cl

mezo SS RR

cisz transz

Nem minden olyan molekula kiraacutelis amely aszimmetria centrumokkal rendelkezik

65

Szimmeriaelemek(szimmetria azonos meacuteret)

Akkor mondjuk hogy egy taacutergy szimmetriaelemmel rendelkezik ha a megfelelőszimmetriaművelet (tuumlkroumlzeacutes forgataacutes inverzioacute) a taacutergyat az eredetivel fedeacutesbehozhatoacute alakzattaacute konvertaacutelja

Pontcsoport ndash meghataacuterozott taacutergyra vonatkozoacute szimmetriaműveletek oumlsszesseacutege

szimmetriasiacutek (σ) a molekulaacutet keacutet olyan feacutelre bontja amelyek egymaacutesnak pontostuumlkoumlrkeacutepei (Szimmetriasiacutekot tartalmazoacute molekula akiraacutelis de a siacutek hiaacutenya nem okozkiralitaacutest)

n-ed rendű forgaacutesi szimmetriatengely (Cn) a molekulaacutet a tengely koumlruumll 360degnszoumlggel elforgatva az eredetitől megkuumlloumlnboumlzhetetlen molekulaacutet kapunk

szimmetriacentrum (inverzioacutes centrum) (Ci) a molekula baacutermely elemeacutet aszimmetriacentrummal oumlsszekoumltve eacutes az ellenkező iraacutenyba azonos taacutevolsaacutegrameghosszabbiacutetva azonos elemhez jutunk (Szimmetriacentrumot tartalmazoacutemolekula akiraacutelis de hiaacutenya nem okoz kiralitaacutest)

n-ed rendű tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengely (Sn) a molekulaacutet 360degn szoumlggel elforgatvaeacutes a tengelyre merőleges siacutekra tuumlkroumlzve az eredetitől megkuumlloumlnboumlzhetetlenmolekulaacutet kapunk (Tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengelyt tartalmazoacute molekula akiraacutelishiaacutenyaacuteban a molekula kiraacutelis) 66

C CCH3

H

H

CH3180o C C

CH3

H

CH3

H360o

siacutek

tengely

siacutek

tengely

Keacutetfogaacutesuacute tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengely Egyfogaacutesuacute tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengely

Szimmetriacentrum Szimmetriasiacutek

Tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengelyValamely taacutergy akkor jellemezhető Sn azaz n-ed rendű tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengellyel ha annak baacutermely pontjaacutet a tengely koumlruumll 360n fokos szoumlggelelfordiacutetva eacutes a tengelyre merőlegesen fektetett siacutekon keresztuumll tuumlkroumlzve az eredetiobjektumot kapjuk meg (n szuumlkseacutegkeacuteppen paacuteros vagy 1)

Az S1-tengely szimmetriasiacutekkal (σ) az S2-tengely viszont szimmetriacentrummal (Ci) egyeneacuterteacutekű

A szimmetriacentrumon aacutethaladoacute baacutermely egyenesen a centrumtoacutel egyenlő taacutevolsaacutegban azonos elemek talaacutelhatoacutek

Akiraacutelis molekulaacutek

67

szimmetriasiacutek (m S1) forgaacutesi szimmetriatengely (Cn) szimmetriacentrum (Ci S2)

Szimmetrikus + +

Szimmetrikus + -

Koumlzeacuteppontosan - + szimmetrikus

Disszimetrikus - + - (kiraacutelis)

Aszimmetrikus - - - (kiraacutelis)

Szimmetriaelem művelet

Szimmetriasiacutek tuumlkroumlzeacutes

Szimmetriatengely forgataacutes

Szimmetriacentrum inverzioacute

Szimmetriaelem művelet

Azonossaacuteg vaacuteltozatlanulhagyaacutes

Tuumlkroumlzeacutesi forgataacutes eacutesszimmetriatengely (giroid) tengelyre merőleges

tuumlkroumlzeacutesOslash68

Oslash69

Oslash70

Oslash71

Oslash72

1 Atomic number2 Atomic mass3 Z gt E4 R gt S5 Spheres6 Single-bond equivalencies

Cahn-Ingold-Prelog nomenclature system

Sequence rules for order of priority

1 If the atoms in question are different the sequence order is by atomic number with theatom of highest atomic number receiving the highest priority

F lt Cl lt Br lt I

increasing priority

2 If two isotopes of the same element are present the isotope of higher mass receivesthe higher priority

H lt D

increasing priority73

5 If two atoms are identical the atomic numbers of the next atoms are used for priorityassignment If these atoms also have identical atoms attached to them priority isdetermined at the first point of difference along the chain The atom that has attached to itan atom of higher priority has the higher priority (Do not use the sums of the atomic numbersBut look for the single atom of highest priority)

74

6 Atoms attached by double or triple bond are given single-bond equivalencies so that theycan be treated like single-bonded groups in determining priority Each doubly bonded atom isduplicated (or triplicated for triple bonds)

R C

O

OH

Structure Equivalent for priority determination

R C

O

O

OH

C

R C N R C

N

N

NC

C

75

Konfiguraacutecioacutes izomeacuteriaUgyanaz a vaacutez konnektivitaacutes de elteacuterő teacuterbelielrendeződeacutes (valamilyen szimmetria-rendezőhoumlz valoacuteviszony)

Nem alakiacutethatoacutek egymaacutesba kovalens koumlteacutes elszakiacutetaacutesaeacutes uacutejrakeacutepződeacutese neacutelkuumll

optikai izomerek (optikai aktivitaacutes) R Sgeometriai izomerek cisz-transz E-Z

76

Konfiguraacutecioacutes diasztereomerekFizikai eacutes keacutemia tulajdonsaacutegaik elteacuternek

Konfiguraacutecioacutes enantiomerekFizikai eacutes keacutemiai tulajdonsaacutegaikazonosak kiveacutevebull azonos meacuterteacutekű de ellenteacutetesiraacutenyuacute optikai forgatoacutekeacutepesseacutegbull elteacuterő reaktivitaacutes maacutes kiraacutelis vegyuumlletekkel valoacute reakcioacuteban

C

C

Cl

Cl H

HC

C

H

Cl H

Cl

cisz-12-dikloacutereteacuten transz-12-dikloacutereteacuten

Br Cl

Cl BrF F

Cl Br

Br FF Cl

(R) (R) (S) (R)

CH

OHCH3CH2

CH3

CH

HOCH2CH3

CH3

CH

OHCH3CH2

CH3

CH

OHCH3

CH3CH2

180o-os forgataacutes

(R)-butaacuten-2-ol (S)-butaacuten-2-olfp 995 oC 995 oCd4

20 0808 0808nD

20 1397 1397[α]D

25 -1352o +1352o

(R)-butaacuten-2-ol (S)-butaacuten-2-ol

CH

OHCH3

CH3CH2

77

Elegykristaacutely

bullveacuteletlenszerűen tartalmazza mindkeacutet enantiomertbulla tiszta enantiomerek eacutes az enantiomer kevereacutekek tulajdonsaacutegai azonosak

Konglomeraacutetum

bullcsak az egyik vagy a maacutesik enantiomert tartalmazzabullaz enantiomerek mechanikusan is elkuumlloumlniacutethetők egymaacutestoacutel

Molekulavegyuumllet

bulla keacutet enantiomer a kristaacutelyban 11 araacutenyban fordul elő (raceacutem elegy)bulla raceacutem elegy eacutes az enantiomerek olvadaacutespontja kuumlloumlnboumlző

bullakiraacutelis koumlruumllmeacutenyek koumlzoumltt megegyező fizikai eacutes keacutemiai tulajdonsaacutegokbullkiraacutelis koumlruumllmeacutenyek koumlzoumltt elteacuterő (kiraacutelis molekulaacutek polarizaacutelt feacuteny)bullenantiomerek koumlzoumltti 3 fő koumllcsoumlnhataacutes

elegykristaacutely keacutepzeacuteskonglomeraacutetum keacutepzeacutesmolekulavegyuumllet keacutepzeacutes

Enantiomerek

78

Enantiomerek egyeacuteb kevereacutekeit az uacutegynevezett bdquoenantiomeric excessrdquo (ee) [enantiomerfelesleg] eacuterteacutekkel jellemezzuumlk (R) eacutes (S) a megfelelő enantiomerek mennyiseacutege a kevereacutekben

A komponensek mennyiseacutegeacutenek meghataacuterozaacutesaKiraacutelis oszlopkromatigraacutefia (enantiomerek elvaacutelasztaacutesa)NMR spektroszkoacutepia

ee =(R) - (S)(R) + (S) 100

Enantiomer felesleg

Az enantiomerfelesleg az aszimmetrikus szinteacutezis sikeresseacutegeacutenek egyikmeacuterőszaacutema Diasztereomerek kevereacuteke eseteacuten hasonloacute moacutedon definiaacuteljaacutek eacuteshasznaacuteljaacutek a diasztereomer felesleg eacutes a szaacutezaleacutekos diasztereomer feleslegfogalmaacutet

Egy 70 R eacutes 30 S izomert tartalmazoacute minta enantiomerfeleslege peacuteldaacuteul40 Ezt az anyagot uacutegy is tekinthetjuumlk mint 40 tiszta R izomer eacutes 60 raceacutemelegy (mely a teljes mennyiseacuteghez 30 R eacutes 30 S izomerrel jaacuterul hozzaacute)kevereacuteke 79

C

C

HOOC

HOOC

H

HOH

OH

S

R

C

C

HOOC

HOOC

OH

HH

OHR

RC

C

COOH

COOH

HO

HH

HOS

S

intramolekulaacuteristuumlkoumlrsiacutek

diasztereomerek diasztereomerek

enantiomerek

COOH

CH3H2NH

R

COOH

CH3 NH2H

S

enantiomerek

Enantiomerek eacutes diasztereomerek

80

C

NH2

COOHHH3C C

CH2SH

COOHH2NH

Ala Cys

Aacutebraacutezolja Fischer keacuteplettel az alaacutebbi perspektivikus keacuteplettel megadott aminosavakat

CH3

COOH

H2N H

CH2SH

COOH

H2N H

Ala Cys

S R

L L81

CNH2H

H3C

COOH

C

COOH

CH2SHH2NH

CCH3H

H2N

COOH

C

COOH

CH2SHHH2N

C

NH2

COOHHH3C

C

CH2SH

COOHH2NH

CH3

COOH

H2N H

CH2SH

COOH

H2N H

82

Enantiomerek eacutes mezo vegyuumlletek

Pszeudoaszimmetria

C

C

HOOC

HOOC

H

HOH

OH

S

R

C

C

HOOC

HOOC

OH

HH

OHR

RC

C

COOH

COOH

HO

HH

HOS

S

intramolekulaacuteristuumlkoumlrsiacutek

diasztereomerek diasztereomerek

enantiomerek

C

C

C

COOH

COOH

HO H

OHH

H OHR

R

C

C

C

COOH

COOH

H OH

HHO

HO HS

S

enantiomerek

optikailag aktiacutevak

C

C

C

COOH

COOH

H OH

OHH

H OHR

S

C

C

C

COOH

COOH

H OH

HHO

H OHR

S

optikailag inaktiacutevak

r s

83

COOH

COOH

COOHHOOC COOH

HOOC COOH

HOOC

mcisz transz transz

szerkezetiizomeacuteria

geometriaiizomeacuteria

optikai izomeacuteria

84

R

RHOH

akiraacutelisszeacutenatom

R

SHOH

rS

RHOH

s

RgtS r s

(S)

(S)

pszeudoaszimmetriaacutes szeacutenatom

akiraacutelis molekulamezo vegyuumllet

akiraacutelisC2 forgaacutesi szimmetriatengely

kiraacutelis

HOOC COOH

Br

m

HOOC COOH

m

HOOC

COOH

pro-pszeudoaszimmetriaacutes szeacutenatom

85

Kiraacutelis molekulaacutekon beluumll is sok esetben talaacutelhatoacute pszeudo-aszimmetriacentrum amennyiben a keacutet enantiomorf ligandum mellett tovaacutebbi aszimmetrikus ligandum is kapcsoloacutedik a centrumhoz (peacuteldaacuteul atropin eacutes szaacutermazeacutekai)

gytszptehuhudownloadindex16630

Oslash86

Mezo-forma a) mindig akiraacutelisb) mindig kell lennie kiraacutelis disztereomerjeacutenek is

gytszptehuhudownloadindex16630

C

C

HOOC

HOOC

H

HOH

OH

S

R

C

C

HOOC

HOOC

OH

HH

OHR

RC

C

COOH

COOH

HO

HH

HOS

S

intramolekulaacuteristuumlkoumlrsiacutek

diasztereomerek diasztereomerek

enantiomerek

Oslash87

gytszptehuhudownloadindex16630

A pszeudo-aszimmetriacentrumok konfiguraacutecioacutejaacuteban elteacuterő izomerekegymaacutessal diasztereoizomer viszonyban aacutellnak

rC

C

C

COOH

COOH

H OH

OHH

H OHR

S

sC

C

C

COOH

COOH

H OH

HHO

H OHR

S Oslash88

Geometriai izomeacuteria

kettős koumlteacutesű vegyuumlletekneacutelciklusos vegyuumlletekneacutel

C CH H

CH3H3CC C

H CH3

HH3C

Felteacutetel (olefinekneacutel) egy adott pilleacuteratomon nem lehet keacutet azonos helyettesiacutetőde adott kettőskoumlteacutes keacutet kuumlloumlnboumlző pilleacuteratomjaacuten lehet egy-egy azonos helyettesiacutető(de ezeknek sem kell szuumlkseacutegkeacuteppen azonosaknak lenniuumlk)

Alfa helyzetű szubsztituens Beacuteta helyzetű szubsztituens

Diasztereomerek

89

Configurational isomers

The particular arrangement of atoms (or goups) in space that is characteristic of a given streoisomer

The configurational isomers can not be transformed into each otherwithout breaking and making a covalent bond

- cis-trans Z-E designations geometric isomers- optical isomerism (cf chirality)

H COOH

H COOH

HOOC H

H COOH

Z E

Oslash90

The requirement for geometric isomerism in alkenes is that each carbon atom involvedin the pi bond have two different groups attached to it such as H and Cl or CH3 and Cl

C CH

H

CH2CH3

CH3

C CH

H

CH2CH3

CH3is the same as

C CCH3

H

CH2CH3

CH3

C CH

CH3

CH2CH3

CH3

geometric isomers

If one of the carbons of the double bond has two identical groups such as two H atomsor two CH3 groups the geometric isomerism is not possible

Z E

Higher priority atoms or groups are on the same side of the pi bond Z bdquotogetherrdquo

Higher priority atoms or groups are on opposite sides of the pi bond E bdquoacrossrdquo

(Look at the single atoms directly attached to the double-bond carbon C and not entire-CH2CH2CH3 group)

Oslash91

Cahn-Ingold-Prelog szekvenciaszabaacutelyokalkeacutenekre vonatkozoacutean

Toumlmegszaacutem

C CT

D

H

DE

Rendszaacutem

C CF

Cl

Br

IZ

Z gt E

E

ZZ C C

C

C

H

NC

C

C

H3C

H3C

CH3

HCH3

H

C CH

NC

C

C

CH3

CH3

H

H

Br

Br

E

R

S

RgtS (DgtL)

92

C CH

H3C

CH

CH

CH3

CH3

CH2

Z ltC

HCH3

CH3

C

H

C

C

H

H

HHH

H

C C

H H

H

C

H

C (C)

o

o

o

H

H(C)oo

o

C CH

H3C

CH

CH

CH3

CH2 Br

CH2

E

C

HCH3

CH2Br

C

H

C

H

H

HCBrH

H

gtC C

H H

H

C

H

C (C)

o

o

o

H

H(C)oo

o

(CON) adott atom ismeacutetelt megjeleniacuteteacutese ---o fantomatom

1 2 3C CCCH CHHH C C(C)CH C(C)HH

1 2 3C CCCH BrCHH gt CHHH C C(C)CH C(C)HH 93

transzE

ciszZ

C CH H

C CH

H

transzZ

ciszE

C CBr H

C CH

Br

Oslash94

Konformaacutecioacutes izomeacuteriaUgyanaz a vaacutez konnektivitaacutes de elteacuterő teacuterbelielrendeződeacutes (valamilyen szimmetria-rendezőhoumlz valoacuteviszony)

Kovalens koumlteacutes elszakiacutetaacutesa eacutes uacutejrakeacutepződeacutese neacutelkuumllegymaacutesba alakiacutethatoacutek

Rotaacutecioacutes izomeacuteriaKuumlloumlnboumlző konformaacutecioacute (konformerek rotamerek)

Axiaacutelis kiralitaacutes R SHelikaacutelis kiralitaacutes P M

95

C CCH3H3C

HHHH

C CCH3

CH3 HH

HH

Konformaacutecioacutes diasztereomerek

C CH

CH3 HCH3

HH C C

H

CH3 CH3H

HH

Konformaacutecioacutes enantiomerek

P M

96

szinperiplanaacuteris szinklinaacutelis antiklinaacutelis antiperiplanaacuteris antiklinaacutelis szinklinaacutelis

pszeudorotaacutecioacute

axiaacutelis ekvatoriaacutelis

Konformerek

kiraacutelis kiraacutelisakiraacutelis akiraacutelis

97

C CCH3

CH3 HH

HHC C

CH3H3C

HHHH

Konfiguraacutecioacutes diasztereomerek

Konformaacutecioacutes diasztereomerek

C CH H

CH3H3CCC

HH3C

H CH3

98

- huacutezaacutes (stretch)

- hajliacutetaacutes (bend)

- csavaraacutes (torsion)

O OH

Hr 1r 2

r 2

O OH

H

α

OH

OH

τ (φ)

Oslash99

O OH

H

HOOH

OOH

HE

α30 kcalmol

Hajliacutetaacutes bend

Huacutezaacutes (nyuacutejtaacutes) stretch

disszociaacutecioacute

E

r

~ 90 ~ 50 kcalmol

HOO + H

HO + HO

Oslash100

H

H

H

O OH

H

1 kcalmol

~ 10kcalmol

(torzioacutes szoumlg)τ

Newman projekcioacute

H H

0o 60o 180o 300o 360o

OO

H

H

HHH HH

Oslash101

CH2 CH2Y ZY = Z = H

Y = Z = CH3

etaacuten

n-butaacuten

300o 360o240o180o120o60o0o

0o120o- 60o-180o-240o-300o-360o-

oacutera jaacuteraacutesaacuteval megegyező

oacutera jaacuteraacutesaacuteval ellenteacutetes

ZY

Z

Y

ZY

Z

Y

Z

Y

ZYZY

syn antisynperiplanar synklinal antiklinal antiperiplanar antiklinal synklinal

102

CCH

H H

HH

HH H

H

H

H H

CCH

H H

H

H HH H

HH

HH

0o 120o 240o 360o

12 M

m

M12 M M

mm

Θ

M = m

E(Θ)

minimum

Maximum

103

HHH H

CH3CH3

HHH H

CH3CH3

H

HH H

CH3

CH3

E

0deg dieacutederes szoumlg

E szabadentalpia-kuumlloumlnbseacuteg

58

29

07

(kcal)

H H

H3CH CH3

H

H H

H3CH H

CH3

H3C CH3

H HH

H

CH3HH H

CH3H

060deg 120deg 180deg 240deg 300deg 360deg

szinperiplanaacuteris szinklinaacutelis antiklinaacutelis antiperiplanaacuteris antiklinaacutelis szinklinaacutelis104

∆G0 = G01 - G0

2

K = e∆G0

RT

∆G = - RT ln K∆G = ∆H - T∆S

∆H = 074

∆S = 2 K = 19

gauche ndash anti araacuteny

minden gauche konformerre keacutet anti forma jut K= [a][g] Oslash105

0o

0o

60o

60o

120o

120o

180o

180o

240o

240o

300o

300o 360o

360o

RELA

T

IacuteV

ENERGIA

ANTI EFFEKTUS

GAUCHE EFFEKTUS

EXTREacuteMGAUCHE

EFFEKTUS

H

H H

H H

H

CH3

H H

H H

CH3

TORZIOacuteS SZOumlG

ZY

Z

YZ

Y

Z

Y

ZY

ZY ZY

F

H H

OH

repulsions

F

H H

H 106

attractiveinteractions

orbitalinteractions

antiperiplanarposition

Anti-effect

107

repulsions

F

H H

OH

repulsions

F

H H

H

Extrem gauche effect

108

C-F

C-H

C-F

C-HC-C C-C

Oslash109

CikloalkaacutenokGyűrűfeszuumlltseacuteg

Hipotetikus planaacuteris rendszerek

Baeyer vegyeacuterteacutekszoumlg-deformaacutecioacute (angulaacuterisgyűrű feszuumlleacutes)

Pitzer anti-aacutellaacuteshoz keacutepesti energiatoumlbblet (torzioacutes feszuumlleacutes)

van der Waals nemkoumltő atomok szterikus koumllcsoumlnhataacutesa

Nem planaacuteris vegyuumlletek

CC C

C

C

boriacuteteacutek

C C C

C

Ctwist

pszeudorotaacutecioacute

CC

C C

V-alakuacute

CCC

CCC

szeacutek110

3 4 5 6 7 8 9 10Gyűrűtagszaacutem

Gyűrű

feszuumlleacutes

kcalmol

hataacutereacuterteacutek

111

Cl

H

H

H

Cl

H

H

Cl

H

H

Cl

H

Cl

H

H

H

H

Cl

mezo SS RR

cisz transz

Ciklopropaacuten

C

C

HOOC

HOOC

H

HOH

OH

S

R

C

C

HOOC

HOOC

OH

HH

OHR

RC

C

COOH

COOH

HO

HH

HOS

S

intramolekulaacuteristuumlkoumlrsiacutek

diasztereomerek diasztereomerek

enantiomerek 112

Ea(a e)

∆Ea+∆E

∆E

Ea(a e)

Z

Hkb 5szeacutek

ZH

kb 95szeacutek

kb 2 kcal

csavartkaacuted

csavartkaacuted

kaacuted

ZH

feacutelszeacutekfeacutelszeacutek

ZH

Ciklohexaacuten

113

A 3-3 nemszomszeacutedos szeacutenatom aacuteltal definiaacutelt siacutekokra

merőleges koumlteacutesiraacutenyok axiaacutelis

A toumlbbi koumlteacutes e keacutet siacutek koumlzoumltt van ekvatoriaacutelis

Pszeudorotaacutecioacute a gyűrűs vegyuumlletek konformerjei

szoumlgfeszuumlltseacuteg neacutelkuumll alakulnak egymaacutesba

114

transz 12-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

cisz 12-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

Z

H

Z

H Z

HZ

Ha

eae

Z

HZ

H

Z

H

Z

H

a

e

ae

115

transz 13-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

cisz 13-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

Z

HZ

H

Z

H Z

H

a

e ae

Z

HZ

HZ

H

Z

H

a

e

ae

116

H

Z

Z

H

H

Z Z

Ha

ea

e

transz 14-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

Z

HZ

H

H

Z

Z

Ha

ea

e

cisz 14-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

117

Oslash118

8 CO2 + 8 H2O

- 12483 kcalmol - 12468 kcalmol

15 kcalmol

CH3

CH3H

H

+ 12 O2

cisz-12-dimetilciklohexaacuten

CH3

H

H

CH3

transz-12-dimetilciklohexaacuten

+ 12 O2

119

Diszubsztituaacutelt ciklohexaacutenokszerkezeti izomerjeinek konformaacutecioacutes viszonyai

Szerkezeti izomer Geometriai izomercisz transz

12

14

ae aa

ea ee

13aa ae

ee ea

120

Oslash121

BrNH2

Br

NH23a 2b

NH2

Br

Br

NH24a 1b

NH2

Br

Br

NH2

1b 4a

NH2

Br

NH2

Br2b 3a

NH2

Br

Br

NH23b 2a

Br

NH2

BrNH24b 1a

Konformaacutecioacutes Konformaacutecioacutes

BrNH2 Br

NH2

1a 4b

Br

NH2

BrNH2

2a 3b

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesenantiomerek

Konfiguraacutecioacutesenantiomerek

diasztereomerek diasztereomerek

12-helyzetben kuumlloumlnboumlző helyettesiacutetőket tartalmazoacute ciklohexaacuten szaacutermazeacutekokkonfiguraacutecioacutes eacutes konformaacutecioacutes viszonyai

Oslash122

H

H

H

HH

H

H

H

Dekalin

cisz transz

123

transz-transz-transzanellaacutecioacute

cisz-transz-transzanellaacutecioacute

DC

BA

DC

BA

H H

R

H

H H

H

H

H

R

H H

DCBA

R

H

H

H

H

H

H

DCBA

R

H

H

H

H

H

H

CH3

CH3

CH3

CH3

Oslash124

A kiralitaacutes kialakulaacutesa eacutes bioloacutegiai jelentőseacutege

Kiraacutelis vegyuumlletek

termeacuteszetes aminosavak (elsősorban L konfiguraacutecioacute)peptidek enzimektermeacuteszetes szeacutenhidraacutetok (elsősorban D konfiguraacutecioacute)gyoacutegyszerek

Az első kiraacutelis vegyuumllet kialakulaacutesa

az elemi reacuteszek gyenge koumllcsoumlnhataacutesaacutenakiraacutenyfuumlggeacuteseacutevel van kapcsolatban

autokataliacutezis

a termeacuteszet nem tuumlkoumlrszimmetrikus (a termeacuteszet homokiraacutelis)

Oslash125

Az optikai aktivitaacuteseredete szeacutenhidraacutetokkiralitaacutescentrumaacutenakkieacutepuumlleacutese a termeacuteszetben

Oslash126

Oslash127

• Slide Number 1
• Slide Number 2
• Slide Number 3
• Slide Number 4
• Slide Number 5
• Slide Number 6
• Slide Number 7
• Izomeacuteria
• Slide Number 9
• Slide Number 10
• Slide Number 11
• Slide Number 12
• Slide Number 13
• Slide Number 14
• Slide Number 15
• Slide Number 16
• Slide Number 17
• Slide Number 18
• Szerkezeti izomeacuteria
• Slide Number 20
• Slide Number 21
• Slide Number 22
• Slide Number 23
• Slide Number 24
• A tautomeacuteria tiacutepusai
• Slide Number 26
• Slide Number 27
• Slide Number 28
• Slide Number 29
• Slide Number 30
• Sztereoizomeacuteria
• Slide Number 32
• Slide Number 33
• Slide Number 34
• Slide Number 35
• Slide Number 36
• Slide Number 37
• Slide Number 38
• Slide Number 39
• Slide Number 40
• Slide Number 41
• Slide Number 42
• Slide Number 43
• Slide Number 44
• Slide Number 45
• Slide Number 46
• Slide Number 47
• Tovaacutebbi kiralitaacutes tiacutepusok
• Slide Number 49
• Slide Number 50
• Slide Number 51
• Slide Number 52
• Slide Number 53
• Slide Number 54
• Slide Number 55
• Slide Number 56
• Slide Number 57
• Toumlbb kiralitaacuteskoumlzpont
• Slide Number 59
• Slide Number 60
• Slide Number 61
• Slide Number 62
• Slide Number 63
• Slide Number 64
• Slide Number 65
• Slide Number 66
• Slide Number 67
• Slide Number 68
• Slide Number 69
• Slide Number 70
• Slide Number 71
• Slide Number 72
• Slide Number 73
• Slide Number 74
• Slide Number 75
• Konfiguraacutecioacutes izomeacuteria
• Slide Number 77
• Slide Number 78
• Slide Number 79
• Slide Number 80
• Slide Number 81
• Slide Number 82
• Slide Number 83
• Slide Number 84
• Slide Number 85
• Slide Number 86
• Slide Number 87
• Slide Number 88
• Slide Number 89
• Slide Number 90
• Slide Number 91
• Slide Number 92
• Slide Number 93
• Slide Number 94
• Slide Number 95
• Slide Number 96
• Slide Number 97
• Slide Number 98
• Slide Number 99
• Slide Number 100
• Slide Number 101
• Slide Number 102
• Slide Number 103
• Slide Number 104
• Slide Number 105
• Slide Number 106
• Slide Number 107
• Slide Number 108
• Slide Number 109
• Slide Number 110
• Slide Number 111
• Slide Number 112
• Slide Number 113
• Slide Number 114
• Slide Number 115
• Slide Number 116
• Slide Number 117
• Slide Number 118
• Slide Number 119
• Slide Number 120
• Slide Number 121
• Slide Number 122
• Slide Number 123
• Slide Number 124
• Slide Number 125
• Slide Number 126
• Slide Number 127

CH

OHCH3

CH3CH2

(R)-butaacuten-2-ol (S)-butaacuten-2-ol

180o-os forgataacutes

CH

OHCH3

CH3CH2

CH

OHCH3CH2

CH3

CH

HOCH2CH3

CH3

CH

OHCH3CH2

CH3

A kiralitaacutes az atomok egy pont (sztereogeacuten centrum kiralitaacutescentrum aszimmetriacentrum)koumlruumlli elrendeződeacuteseacutenek koumlvetkezmeacutenye A kiralitaacutest leacutetrehozoacute szerkezeti elemek elrendeződeacuteseegy koumlzpontra vonatkoztathatoacute Egy X centraacutelis atomhoz neacutegy kuumlloumlnboumlző ligandum kapcsoloacutedik a tuumlkoumlrkeacutepek nem hozhatoacutek fedeacutesbe a keacutet konfiguraacutecioacutes izomer enantiomer viszonyban van egymaacutessalSztereogeacuten centrum ndash Egy sp3 szeacutenatom (vagy maacutes atom) 4 kuumlloumlnboumlző ligandumot tartalmaz

Centraacutelis kiralitaacutes

43

Optikai izomeacuteria

Optikai izomerek olyan sztereoizomerek amelyek optikai forgatoacutekeacutepesseacutegbenkuumlloumlnboumlznek

Centraacutelis kiralitaacutes

Sztereogeacuten centrum aacutebraacutezolaacutesaperspektiacutevikus (teacuterszerkezeti)proiciaacutelt (vetiacutetett)

keacuteplettel (Fischer projekcioacute)

L

COOH

CH3H2NH

R

D

COOH

CH3 NH2H

S

intermolekulaacuteristuumlkoumlrsiacutek

COOH

CH3

H NH2

COOH

CH3

H2N H

44

Optikai aktivitaacutesAzok a vegyuumlletek melyek a siacutekban polarizaacutelt feacuteny siacutekjaacutet elforgatjaacutek optikailag aktiacutevakJobbra forgataacutes (oacuteramutatoacuteval azonos) jele (+) balra forgataacutes (oacuteramutatoacuteval ellenteacutetes) jele (-)

Azok a molekulaacutek keacutepesek optikai forgatoacutekeacutepesseacuteg leacutetrehozaacutesaacutera melyek mindenkonformaacutecioacuteja kiraacutelisHa egy kiraacutelis vegyuumlletnek csak egyik enantiomerje van jelen a vegyuumllet optikailag aktiacutev(elforgatja a polarizaacutelt feacuteny siacutekjaacutet) Ha a keacutet enantimer ekvimolaacuteris elegye (racemaacutet) van jelen a tuumlkoumlrkeacutepi paacuterok kompenzaacutecioacuteja miatt nincs makroszkoacutepikus forgataacutes

Oslash45

Fresnel elmeacutelete szerint a siacutekban polarizaacutelt feacuteny keacutet ellenteacutetes iraacutenyaacutebacirkulaacuterisan polarizaacutelt komponensből tevődik oumlssze Optikailag aktiacutev koumlzegbenaz egyik cirkulaacuteris komponens lassabban halad mint a maacutesik ezeacutert aztaacutenamikor kileacutepnek a koumlzegből eltoloacutedott faacutezisban oumlsszegeződnek uacutejra s eza polarizaacutecioacute siacutekjaacutenak elfordulaacutesaacuteban nyilvaacutenul meg Az optikailag aktiacutev anyagmolekulaacutei kuumlloumlnboumlző meacuterteacutekű koumllcsoumlnhataacutesba leacutepnek a jobbra eacutes a balracirkulaacuteris feacutenysugaacuterral A cirkulaacuterisan polaacuterozott feacuteny uacutegy jellemezhető hogya feacutenysugaacuter menteacuten az elektromaacutegneses teret leiacuteroacute elektromos eacutes maacutegnesesvektorok veacutegpontjai egy jobb vagy bal menetű csavarvonalon helyezkednek el

Optikai aktivitaacutes meacutereacutese

polarimetertube

Polarizerfixed Nicolprism

Plane-polarizedlight

Solution of opticallyactive material

Plane ofpolarizationhas undergonea rotation

Analyizermovable Nicolprism

ViewerUnpolarizedlight fromsource

Oslash46

siacutekban polarizaacutelt feacuteny

polarizaacuteloacute lencse (Nicol prizma)

normaacutel feacuteny

a)

b)

c)

x

z

z

z

siacutekban polaacuterozott feacuteny P eacutes M helicitaacutesuacutecirkulaacuterisan polaacuterozott feacuteny

minta

x

z

α

z

x

Oslash47

Tovaacutebbi kiralitaacutes tiacutepusok

48

Sztereogeacuten centrum jelenleacutete nem szuumlkseacuteges sem nem eleacutegseacuteges felteacutetele a kiralitaacutesnak

Nem szuumlkseacuteges peacuteldaacuteul axiaacutelis kiralitaacutes planaacuteris kiralitaacutes

Axiaacutelis kiralitaacutes A kiralitaacutes az atomok egy tengely koumlruumlli elrendeződeacuteseacutenek koumlvetkezmeacutenye

Alleacutenek kiralitaacutesa

Planaacuteris kiralitaacutes A kiralitaacutes az atomok egy siacutek koumlruumlli elhelyezkedeacuteseacutenek koumlvetkezmeacutenye

Helikaacutelis kiralitaacutes Csavarvonal (spiraacutelis) szerkezetű molekulaacutekPl DNS kettős heacutelixe polipeptidek kettős α-heacutelixe

C C CH

ClHCl CCC

H

ClHCl

COOH

CH3

CrOC

OCOC

CrCO

COCO

COOH

CH3

49

R S

HOOC

Br

COOH

Br6

2

6

2COOH

Br

HOOC

Br

tuumlkoumlrsiacutek

C

Br

COOHBr1

2

3 4

HOO c2COOH

Br

BrHOOC

c2

1

2

34

Atropizomeacuteria

50

Axiaacutelis kiralitaacutes

R-konfiguraacutecioacute

51

C CH

H3CC

H

CH3

CCH

CH3C

H

H3C

NH

HN

NH

NH

tuumlkoumlrsiacutek

Nem minden kiraacutelis molekula rendelkezik aszimmetria centrummal

52

Cukor Foszfor atom Oslash53

Konformaacutecioacutes enantiomerek

P M

Helikaacutelis kiralitaacutes

Konfiguraacutecioacutes enantiomerek

P M

Heptaheliceacuten n-Butaacuten

54

Oslash55

56

Feheacuterjeacutek teacuterszerkezete

Oslash

57

Nukleinsavak teacuterszerkezete

Oslash

Toumlbb kiralitaacuteskoumlzpont

58

Toumlbb aszimmetria centrumot tartalmazoacute vegyuumlleteklehetseacuteges sztereoizomereinek szaacutema

A nem enantiomeacuteria viszonyban aacutelloacute sztereoizomerek

diasztereomerek

Ha az n db aszimmetria centrum koumlzoumltt vannak azonosak a fuumlggetlen sztereoizomerek szaacutema lt 2n

mezo-forma nem kiraacutelis

2n

59

CH3CH3

HO H

OHHCH3

H3COHH

HO H

CH3CH3

HO H

HHOCH3

H3COHH

H OH

CH3CH3

HO H

OHH

180o forgataacutes

mezo-23-butaacutendioltuumlkoumlrkeacutepi paacuterok fedeacutesbe hozhatoacutek - akiraacutelis

(2R3R)-23-butaacutendiol (2S3S)-23-butaacutendiol

CH3 CH3

H HHO OH

Egyetlen sztereogeacuten centrumot tartalmazoacute molekula mindig kiraacutelis desztereogeacuten centrum jelenleacutete nem szuumlkseacuteges sem nem eleacutegseacuteges felteacutetele a kiralitaacutesnak

Nem eleacutegseacuteges toumlbb sztereogeacuten centrumot tartalmazoacute molekula lehet akiraacutelisPeacutelda

60

Nem minden olyan molekula kiraacutelis amely aszimmetria centrumokkal rendelkezik

Nem minden kiraacutelis molekula rendelkezik aszimmetria centrummal

axiaacutelis kiralitaacutes 13-diszubsztituaacutelt alleacuten planaacuteris kiralitaacutes spirovegyuumlletek koumlreacuteben

mezo vegyuumlletek cisz-12-azonosandiszubsztituaacutelt ciklopropaacuten

Oslash61

COOHH

HHOOC

CH3H

H3C HS2

COOH

HHO

H OH

COOH

S2

COOHH

HHOOC

HH

H H

borkősav

Newman (fűreacuteszbak) projekcioacuteKonformatiacutev

62

Fisher projekcioacuteval aacutebraacutezolt L- eacutes D-borkősav

mezo-borkotildesav

COOHCH OHCCOOH

OHH

COOHCHO HCCOOH

HHO

szotildelotildesav

COOHCH OHCCOOH

HHO

COOHCHO HCCOOH

OHH

L-(+)-borkotildesav D-(-)-borkotildesav

63

Oslash64

Cl

H

H

H

Cl

H

H

Cl

H

H

Cl

H

Cl

H

H

H

H

Cl

mezo SS RR

cisz transz

Nem minden olyan molekula kiraacutelis amely aszimmetria centrumokkal rendelkezik

65

Szimmeriaelemek(szimmetria azonos meacuteret)

Akkor mondjuk hogy egy taacutergy szimmetriaelemmel rendelkezik ha a megfelelőszimmetriaművelet (tuumlkroumlzeacutes forgataacutes inverzioacute) a taacutergyat az eredetivel fedeacutesbehozhatoacute alakzattaacute konvertaacutelja

Pontcsoport ndash meghataacuterozott taacutergyra vonatkozoacute szimmetriaműveletek oumlsszesseacutege

szimmetriasiacutek (σ) a molekulaacutet keacutet olyan feacutelre bontja amelyek egymaacutesnak pontostuumlkoumlrkeacutepei (Szimmetriasiacutekot tartalmazoacute molekula akiraacutelis de a siacutek hiaacutenya nem okozkiralitaacutest)

n-ed rendű forgaacutesi szimmetriatengely (Cn) a molekulaacutet a tengely koumlruumll 360degnszoumlggel elforgatva az eredetitől megkuumlloumlnboumlzhetetlen molekulaacutet kapunk

szimmetriacentrum (inverzioacutes centrum) (Ci) a molekula baacutermely elemeacutet aszimmetriacentrummal oumlsszekoumltve eacutes az ellenkező iraacutenyba azonos taacutevolsaacutegrameghosszabbiacutetva azonos elemhez jutunk (Szimmetriacentrumot tartalmazoacutemolekula akiraacutelis de hiaacutenya nem okoz kiralitaacutest)

n-ed rendű tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengely (Sn) a molekulaacutet 360degn szoumlggel elforgatvaeacutes a tengelyre merőleges siacutekra tuumlkroumlzve az eredetitől megkuumlloumlnboumlzhetetlenmolekulaacutet kapunk (Tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengelyt tartalmazoacute molekula akiraacutelishiaacutenyaacuteban a molekula kiraacutelis) 66

C CCH3

H

H

CH3180o C C

CH3

H

CH3

H360o

siacutek

tengely

siacutek

tengely

Keacutetfogaacutesuacute tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengely Egyfogaacutesuacute tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengely

Szimmetriacentrum Szimmetriasiacutek

Tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengelyValamely taacutergy akkor jellemezhető Sn azaz n-ed rendű tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengellyel ha annak baacutermely pontjaacutet a tengely koumlruumll 360n fokos szoumlggelelfordiacutetva eacutes a tengelyre merőlegesen fektetett siacutekon keresztuumll tuumlkroumlzve az eredetiobjektumot kapjuk meg (n szuumlkseacutegkeacuteppen paacuteros vagy 1)

Az S1-tengely szimmetriasiacutekkal (σ) az S2-tengely viszont szimmetriacentrummal (Ci) egyeneacuterteacutekű

A szimmetriacentrumon aacutethaladoacute baacutermely egyenesen a centrumtoacutel egyenlő taacutevolsaacutegban azonos elemek talaacutelhatoacutek

Akiraacutelis molekulaacutek

67

szimmetriasiacutek (m S1) forgaacutesi szimmetriatengely (Cn) szimmetriacentrum (Ci S2)

Szimmetrikus + +

Szimmetrikus + -

Koumlzeacuteppontosan - + szimmetrikus

Disszimetrikus - + - (kiraacutelis)

Aszimmetrikus - - - (kiraacutelis)

Szimmetriaelem művelet

Szimmetriasiacutek tuumlkroumlzeacutes

Szimmetriatengely forgataacutes

Szimmetriacentrum inverzioacute

Szimmetriaelem művelet

Azonossaacuteg vaacuteltozatlanulhagyaacutes

Tuumlkroumlzeacutesi forgataacutes eacutesszimmetriatengely (giroid) tengelyre merőleges

tuumlkroumlzeacutesOslash68

Oslash69

Oslash70

Oslash71

Oslash72

1 Atomic number2 Atomic mass3 Z gt E4 R gt S5 Spheres6 Single-bond equivalencies

Cahn-Ingold-Prelog nomenclature system

Sequence rules for order of priority

1 If the atoms in question are different the sequence order is by atomic number with theatom of highest atomic number receiving the highest priority

F lt Cl lt Br lt I

increasing priority

2 If two isotopes of the same element are present the isotope of higher mass receivesthe higher priority

H lt D

increasing priority73

5 If two atoms are identical the atomic numbers of the next atoms are used for priorityassignment If these atoms also have identical atoms attached to them priority isdetermined at the first point of difference along the chain The atom that has attached to itan atom of higher priority has the higher priority (Do not use the sums of the atomic numbersBut look for the single atom of highest priority)

74

6 Atoms attached by double or triple bond are given single-bond equivalencies so that theycan be treated like single-bonded groups in determining priority Each doubly bonded atom isduplicated (or triplicated for triple bonds)

R C

O

OH

Structure Equivalent for priority determination

R C

O

O

OH

C

R C N R C

N

N

NC

C

75

Konfiguraacutecioacutes izomeacuteriaUgyanaz a vaacutez konnektivitaacutes de elteacuterő teacuterbelielrendeződeacutes (valamilyen szimmetria-rendezőhoumlz valoacuteviszony)

Nem alakiacutethatoacutek egymaacutesba kovalens koumlteacutes elszakiacutetaacutesaeacutes uacutejrakeacutepződeacutese neacutelkuumll

optikai izomerek (optikai aktivitaacutes) R Sgeometriai izomerek cisz-transz E-Z

76

Konfiguraacutecioacutes diasztereomerekFizikai eacutes keacutemia tulajdonsaacutegaik elteacuternek

Konfiguraacutecioacutes enantiomerekFizikai eacutes keacutemiai tulajdonsaacutegaikazonosak kiveacutevebull azonos meacuterteacutekű de ellenteacutetesiraacutenyuacute optikai forgatoacutekeacutepesseacutegbull elteacuterő reaktivitaacutes maacutes kiraacutelis vegyuumlletekkel valoacute reakcioacuteban

C

C

Cl

Cl H

HC

C

H

Cl H

Cl

cisz-12-dikloacutereteacuten transz-12-dikloacutereteacuten

Br Cl

Cl BrF F

Cl Br

Br FF Cl

(R) (R) (S) (R)

CH

OHCH3CH2

CH3

CH

HOCH2CH3

CH3

CH

OHCH3CH2

CH3

CH

OHCH3

CH3CH2

180o-os forgataacutes

(R)-butaacuten-2-ol (S)-butaacuten-2-olfp 995 oC 995 oCd4

20 0808 0808nD

20 1397 1397[α]D

25 -1352o +1352o

(R)-butaacuten-2-ol (S)-butaacuten-2-ol

CH

OHCH3

CH3CH2

77

Elegykristaacutely

bullveacuteletlenszerűen tartalmazza mindkeacutet enantiomertbulla tiszta enantiomerek eacutes az enantiomer kevereacutekek tulajdonsaacutegai azonosak

Konglomeraacutetum

bullcsak az egyik vagy a maacutesik enantiomert tartalmazzabullaz enantiomerek mechanikusan is elkuumlloumlniacutethetők egymaacutestoacutel

Molekulavegyuumllet

bulla keacutet enantiomer a kristaacutelyban 11 araacutenyban fordul elő (raceacutem elegy)bulla raceacutem elegy eacutes az enantiomerek olvadaacutespontja kuumlloumlnboumlző

bullakiraacutelis koumlruumllmeacutenyek koumlzoumltt megegyező fizikai eacutes keacutemiai tulajdonsaacutegokbullkiraacutelis koumlruumllmeacutenyek koumlzoumltt elteacuterő (kiraacutelis molekulaacutek polarizaacutelt feacuteny)bullenantiomerek koumlzoumltti 3 fő koumllcsoumlnhataacutes

elegykristaacutely keacutepzeacuteskonglomeraacutetum keacutepzeacutesmolekulavegyuumllet keacutepzeacutes

Enantiomerek

78

Enantiomerek egyeacuteb kevereacutekeit az uacutegynevezett bdquoenantiomeric excessrdquo (ee) [enantiomerfelesleg] eacuterteacutekkel jellemezzuumlk (R) eacutes (S) a megfelelő enantiomerek mennyiseacutege a kevereacutekben

A komponensek mennyiseacutegeacutenek meghataacuterozaacutesaKiraacutelis oszlopkromatigraacutefia (enantiomerek elvaacutelasztaacutesa)NMR spektroszkoacutepia

ee =(R) - (S)(R) + (S) 100

Enantiomer felesleg

Az enantiomerfelesleg az aszimmetrikus szinteacutezis sikeresseacutegeacutenek egyikmeacuterőszaacutema Diasztereomerek kevereacuteke eseteacuten hasonloacute moacutedon definiaacuteljaacutek eacuteshasznaacuteljaacutek a diasztereomer felesleg eacutes a szaacutezaleacutekos diasztereomer feleslegfogalmaacutet

Egy 70 R eacutes 30 S izomert tartalmazoacute minta enantiomerfeleslege peacuteldaacuteul40 Ezt az anyagot uacutegy is tekinthetjuumlk mint 40 tiszta R izomer eacutes 60 raceacutemelegy (mely a teljes mennyiseacuteghez 30 R eacutes 30 S izomerrel jaacuterul hozzaacute)kevereacuteke 79

C

C

HOOC

HOOC

H

HOH

OH

S

R

C

C

HOOC

HOOC

OH

HH

OHR

RC

C

COOH

COOH

HO

HH

HOS

S

intramolekulaacuteristuumlkoumlrsiacutek

diasztereomerek diasztereomerek

enantiomerek

COOH

CH3H2NH

R

COOH

CH3 NH2H

S

enantiomerek

Enantiomerek eacutes diasztereomerek

80

C

NH2

COOHHH3C C

CH2SH

COOHH2NH

Ala Cys

Aacutebraacutezolja Fischer keacuteplettel az alaacutebbi perspektivikus keacuteplettel megadott aminosavakat

CH3

COOH

H2N H

CH2SH

COOH

H2N H

Ala Cys

S R

L L81

CNH2H

H3C

COOH

C

COOH

CH2SHH2NH

CCH3H

H2N

COOH

C

COOH

CH2SHHH2N

C

NH2

COOHHH3C

C

CH2SH

COOHH2NH

CH3

COOH

H2N H

CH2SH

COOH

H2N H

82

Enantiomerek eacutes mezo vegyuumlletek

Pszeudoaszimmetria

C

C

HOOC

HOOC

H

HOH

OH

S

R

C

C

HOOC

HOOC

OH

HH

OHR

RC

C

COOH

COOH

HO

HH

HOS

S

intramolekulaacuteristuumlkoumlrsiacutek

diasztereomerek diasztereomerek

enantiomerek

C

C

C

COOH

COOH

HO H

OHH

H OHR

R

C

C

C

COOH

COOH

H OH

HHO

HO HS

S

enantiomerek

optikailag aktiacutevak

C

C

C

COOH

COOH

H OH

OHH

H OHR

S

C

C

C

COOH

COOH

H OH

HHO

H OHR

S

optikailag inaktiacutevak

r s

83

COOH

COOH

COOHHOOC COOH

HOOC COOH

HOOC

mcisz transz transz

szerkezetiizomeacuteria

geometriaiizomeacuteria

optikai izomeacuteria

84

R

RHOH

akiraacutelisszeacutenatom

R

SHOH

rS

RHOH

s

RgtS r s

(S)

(S)

pszeudoaszimmetriaacutes szeacutenatom

akiraacutelis molekulamezo vegyuumllet

akiraacutelisC2 forgaacutesi szimmetriatengely

kiraacutelis

HOOC COOH

Br

m

HOOC COOH

m

HOOC

COOH

pro-pszeudoaszimmetriaacutes szeacutenatom

85

Kiraacutelis molekulaacutekon beluumll is sok esetben talaacutelhatoacute pszeudo-aszimmetriacentrum amennyiben a keacutet enantiomorf ligandum mellett tovaacutebbi aszimmetrikus ligandum is kapcsoloacutedik a centrumhoz (peacuteldaacuteul atropin eacutes szaacutermazeacutekai)

gytszptehuhudownloadindex16630

Oslash86

Mezo-forma a) mindig akiraacutelisb) mindig kell lennie kiraacutelis disztereomerjeacutenek is

gytszptehuhudownloadindex16630

C

C

HOOC

HOOC

H

HOH

OH

S

R

C

C

HOOC

HOOC

OH

HH

OHR

RC

C

COOH

COOH

HO

HH

HOS

S

intramolekulaacuteristuumlkoumlrsiacutek

diasztereomerek diasztereomerek

enantiomerek

Oslash87

gytszptehuhudownloadindex16630

A pszeudo-aszimmetriacentrumok konfiguraacutecioacutejaacuteban elteacuterő izomerekegymaacutessal diasztereoizomer viszonyban aacutellnak

rC

C

C

COOH

COOH

H OH

OHH

H OHR

S

sC

C

C

COOH

COOH

H OH

HHO

H OHR

S Oslash88

Geometriai izomeacuteria

kettős koumlteacutesű vegyuumlletekneacutelciklusos vegyuumlletekneacutel

C CH H

CH3H3CC C

H CH3

HH3C

Felteacutetel (olefinekneacutel) egy adott pilleacuteratomon nem lehet keacutet azonos helyettesiacutetőde adott kettőskoumlteacutes keacutet kuumlloumlnboumlző pilleacuteratomjaacuten lehet egy-egy azonos helyettesiacutető(de ezeknek sem kell szuumlkseacutegkeacuteppen azonosaknak lenniuumlk)

Alfa helyzetű szubsztituens Beacuteta helyzetű szubsztituens

Diasztereomerek

89

Configurational isomers

The particular arrangement of atoms (or goups) in space that is characteristic of a given streoisomer

The configurational isomers can not be transformed into each otherwithout breaking and making a covalent bond

- cis-trans Z-E designations geometric isomers- optical isomerism (cf chirality)

H COOH

H COOH

HOOC H

H COOH

Z E

Oslash90

The requirement for geometric isomerism in alkenes is that each carbon atom involvedin the pi bond have two different groups attached to it such as H and Cl or CH3 and Cl

C CH

H

CH2CH3

CH3

C CH

H

CH2CH3

CH3is the same as

C CCH3

H

CH2CH3

CH3

C CH

CH3

CH2CH3

CH3

geometric isomers

If one of the carbons of the double bond has two identical groups such as two H atomsor two CH3 groups the geometric isomerism is not possible

Z E

Higher priority atoms or groups are on the same side of the pi bond Z bdquotogetherrdquo

Higher priority atoms or groups are on opposite sides of the pi bond E bdquoacrossrdquo

(Look at the single atoms directly attached to the double-bond carbon C and not entire-CH2CH2CH3 group)

Oslash91

Cahn-Ingold-Prelog szekvenciaszabaacutelyokalkeacutenekre vonatkozoacutean

Toumlmegszaacutem

C CT

D

H

DE

Rendszaacutem

C CF

Cl

Br

IZ

Z gt E

E

ZZ C C

C

C

H

NC

C

C

H3C

H3C

CH3

HCH3

H

C CH

NC

C

C

CH3

CH3

H

H

Br

Br

E

R

S

RgtS (DgtL)

92

C CH

H3C

CH

CH

CH3

CH3

CH2

Z ltC

HCH3

CH3

C

H

C

C

H

H

HHH

H

C C

H H

H

C

H

C (C)

o

o

o

H

H(C)oo

o

C CH

H3C

CH

CH

CH3

CH2 Br

CH2

E

C

HCH3

CH2Br

C

H

C

H

H

HCBrH

H

gtC C

H H

H

C

H

C (C)

o

o

o

H

H(C)oo

o

(CON) adott atom ismeacutetelt megjeleniacuteteacutese ---o fantomatom

1 2 3C CCCH CHHH C C(C)CH C(C)HH

1 2 3C CCCH BrCHH gt CHHH C C(C)CH C(C)HH 93

transzE

ciszZ

C CH H

C CH

H

transzZ

ciszE

C CBr H

C CH

Br

Oslash94

Konformaacutecioacutes izomeacuteriaUgyanaz a vaacutez konnektivitaacutes de elteacuterő teacuterbelielrendeződeacutes (valamilyen szimmetria-rendezőhoumlz valoacuteviszony)

Kovalens koumlteacutes elszakiacutetaacutesa eacutes uacutejrakeacutepződeacutese neacutelkuumllegymaacutesba alakiacutethatoacutek

Rotaacutecioacutes izomeacuteriaKuumlloumlnboumlző konformaacutecioacute (konformerek rotamerek)

Axiaacutelis kiralitaacutes R SHelikaacutelis kiralitaacutes P M

95

C CCH3H3C

HHHH

C CCH3

CH3 HH

HH

Konformaacutecioacutes diasztereomerek

C CH

CH3 HCH3

HH C C

H

CH3 CH3H

HH

Konformaacutecioacutes enantiomerek

P M

96

szinperiplanaacuteris szinklinaacutelis antiklinaacutelis antiperiplanaacuteris antiklinaacutelis szinklinaacutelis

pszeudorotaacutecioacute

axiaacutelis ekvatoriaacutelis

Konformerek

kiraacutelis kiraacutelisakiraacutelis akiraacutelis

97

C CCH3

CH3 HH

HHC C

CH3H3C

HHHH

Konfiguraacutecioacutes diasztereomerek

Konformaacutecioacutes diasztereomerek

C CH H

CH3H3CCC

HH3C

H CH3

98

- huacutezaacutes (stretch)

- hajliacutetaacutes (bend)

- csavaraacutes (torsion)

O OH

Hr 1r 2

r 2

O OH

H

α

OH

OH

τ (φ)

Oslash99

O OH

H

HOOH

OOH

HE

α30 kcalmol

Hajliacutetaacutes bend

Huacutezaacutes (nyuacutejtaacutes) stretch

disszociaacutecioacute

E

r

~ 90 ~ 50 kcalmol

HOO + H

HO + HO

Oslash100

H

H

H

O OH

H

1 kcalmol

~ 10kcalmol

(torzioacutes szoumlg)τ

Newman projekcioacute

H H

0o 60o 180o 300o 360o

OO

H

H

HHH HH

Oslash101

CH2 CH2Y ZY = Z = H

Y = Z = CH3

etaacuten

n-butaacuten

300o 360o240o180o120o60o0o

0o120o- 60o-180o-240o-300o-360o-

oacutera jaacuteraacutesaacuteval megegyező

oacutera jaacuteraacutesaacuteval ellenteacutetes

ZY

Z

Y

ZY

Z

Y

Z

Y

ZYZY

syn antisynperiplanar synklinal antiklinal antiperiplanar antiklinal synklinal

102

CCH

H H

HH

HH H

H

H

H H

CCH

H H

H

H HH H

HH

HH

0o 120o 240o 360o

12 M

m

M12 M M

mm

Θ

M = m

E(Θ)

minimum

Maximum

103

HHH H

CH3CH3

HHH H

CH3CH3

H

HH H

CH3

CH3

E

0deg dieacutederes szoumlg

E szabadentalpia-kuumlloumlnbseacuteg

58

29

07

(kcal)

H H

H3CH CH3

H

H H

H3CH H

CH3

H3C CH3

H HH

H

CH3HH H

CH3H

060deg 120deg 180deg 240deg 300deg 360deg

szinperiplanaacuteris szinklinaacutelis antiklinaacutelis antiperiplanaacuteris antiklinaacutelis szinklinaacutelis104

∆G0 = G01 - G0

2

K = e∆G0

RT

∆G = - RT ln K∆G = ∆H - T∆S

∆H = 074

∆S = 2 K = 19

gauche ndash anti araacuteny

minden gauche konformerre keacutet anti forma jut K= [a][g] Oslash105

0o

0o

60o

60o

120o

120o

180o

180o

240o

240o

300o

300o 360o

360o

RELA

T

IacuteV

ENERGIA

ANTI EFFEKTUS

GAUCHE EFFEKTUS

EXTREacuteMGAUCHE

EFFEKTUS

H

H H

H H

H

CH3

H H

H H

CH3

TORZIOacuteS SZOumlG

ZY

Z

YZ

Y

Z

Y

ZY

ZY ZY

F

H H

OH

repulsions

F

H H

H 106

attractiveinteractions

orbitalinteractions

antiperiplanarposition

Anti-effect

107

repulsions

F

H H

OH

repulsions

F

H H

H

Extrem gauche effect

108

C-F

C-H

C-F

C-HC-C C-C

Oslash109

CikloalkaacutenokGyűrűfeszuumlltseacuteg

Hipotetikus planaacuteris rendszerek

Baeyer vegyeacuterteacutekszoumlg-deformaacutecioacute (angulaacuterisgyűrű feszuumlleacutes)

Pitzer anti-aacutellaacuteshoz keacutepesti energiatoumlbblet (torzioacutes feszuumlleacutes)

van der Waals nemkoumltő atomok szterikus koumllcsoumlnhataacutesa

Nem planaacuteris vegyuumlletek

CC C

C

C

boriacuteteacutek

C C C

C

Ctwist

pszeudorotaacutecioacute

CC

C C

V-alakuacute

CCC

CCC

szeacutek110

3 4 5 6 7 8 9 10Gyűrűtagszaacutem

Gyűrű

feszuumlleacutes

kcalmol

hataacutereacuterteacutek

111

Cl

H

H

H

Cl

H

H

Cl

H

H

Cl

H

Cl

H

H

H

H

Cl

mezo SS RR

cisz transz

Ciklopropaacuten

C

C

HOOC

HOOC

H

HOH

OH

S

R

C

C

HOOC

HOOC

OH

HH

OHR

RC

C

COOH

COOH

HO

HH

HOS

S

intramolekulaacuteristuumlkoumlrsiacutek

diasztereomerek diasztereomerek

enantiomerek 112

Ea(a e)

∆Ea+∆E

∆E

Ea(a e)

Z

Hkb 5szeacutek

ZH

kb 95szeacutek

kb 2 kcal

csavartkaacuted

csavartkaacuted

kaacuted

ZH

feacutelszeacutekfeacutelszeacutek

ZH

Ciklohexaacuten

113

A 3-3 nemszomszeacutedos szeacutenatom aacuteltal definiaacutelt siacutekokra

merőleges koumlteacutesiraacutenyok axiaacutelis

A toumlbbi koumlteacutes e keacutet siacutek koumlzoumltt van ekvatoriaacutelis

Pszeudorotaacutecioacute a gyűrűs vegyuumlletek konformerjei

szoumlgfeszuumlltseacuteg neacutelkuumll alakulnak egymaacutesba

114

transz 12-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

cisz 12-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

Z

H

Z

H Z

HZ

Ha

eae

Z

HZ

H

Z

H

Z

H

a

e

ae

115

transz 13-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

cisz 13-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

Z

HZ

H

Z

H Z

H

a

e ae

Z

HZ

HZ

H

Z

H

a

e

ae

116

H

Z

Z

H

H

Z Z

Ha

ea

e

transz 14-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

Z

HZ

H

H

Z

Z

Ha

ea

e

cisz 14-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

117

Oslash118

8 CO2 + 8 H2O

- 12483 kcalmol - 12468 kcalmol

15 kcalmol

CH3

CH3H

H

+ 12 O2

cisz-12-dimetilciklohexaacuten

CH3

H

H

CH3

transz-12-dimetilciklohexaacuten

+ 12 O2

119

Diszubsztituaacutelt ciklohexaacutenokszerkezeti izomerjeinek konformaacutecioacutes viszonyai

Szerkezeti izomer Geometriai izomercisz transz

12

14

ae aa

ea ee

13aa ae

ee ea

120

Oslash121

BrNH2

Br

NH23a 2b

NH2

Br

Br

NH24a 1b

NH2

Br

Br

NH2

1b 4a

NH2

Br

NH2

Br2b 3a

NH2

Br

Br

NH23b 2a

Br

NH2

BrNH24b 1a

Konformaacutecioacutes Konformaacutecioacutes

BrNH2 Br

NH2

1a 4b

Br

NH2

BrNH2

2a 3b

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesenantiomerek

Konfiguraacutecioacutesenantiomerek

diasztereomerek diasztereomerek

12-helyzetben kuumlloumlnboumlző helyettesiacutetőket tartalmazoacute ciklohexaacuten szaacutermazeacutekokkonfiguraacutecioacutes eacutes konformaacutecioacutes viszonyai

Oslash122

H

H

H

HH

H

H

H

Dekalin

cisz transz

123

transz-transz-transzanellaacutecioacute

cisz-transz-transzanellaacutecioacute

DC

BA

DC

BA

H H

R

H

H H

H

H

H

R

H H

DCBA

R

H

H

H

H

H

H

DCBA

R

H

H

H

H

H

H

CH3

CH3

CH3

CH3

Oslash124

A kiralitaacutes kialakulaacutesa eacutes bioloacutegiai jelentőseacutege

Kiraacutelis vegyuumlletek

termeacuteszetes aminosavak (elsősorban L konfiguraacutecioacute)peptidek enzimektermeacuteszetes szeacutenhidraacutetok (elsősorban D konfiguraacutecioacute)gyoacutegyszerek

Az első kiraacutelis vegyuumllet kialakulaacutesa

az elemi reacuteszek gyenge koumllcsoumlnhataacutesaacutenakiraacutenyfuumlggeacuteseacutevel van kapcsolatban

autokataliacutezis

a termeacuteszet nem tuumlkoumlrszimmetrikus (a termeacuteszet homokiraacutelis)

Oslash125

Az optikai aktivitaacuteseredete szeacutenhidraacutetokkiralitaacutescentrumaacutenakkieacutepuumlleacutese a termeacuteszetben

Oslash126

Oslash127

• Slide Number 1
• Slide Number 2
• Slide Number 3
• Slide Number 4
• Slide Number 5
• Slide Number 6
• Slide Number 7
• Izomeacuteria
• Slide Number 9
• Slide Number 10
• Slide Number 11
• Slide Number 12
• Slide Number 13
• Slide Number 14
• Slide Number 15
• Slide Number 16
• Slide Number 17
• Slide Number 18
• Szerkezeti izomeacuteria
• Slide Number 20
• Slide Number 21
• Slide Number 22
• Slide Number 23
• Slide Number 24
• A tautomeacuteria tiacutepusai
• Slide Number 26
• Slide Number 27
• Slide Number 28
• Slide Number 29
• Slide Number 30
• Sztereoizomeacuteria
• Slide Number 32
• Slide Number 33
• Slide Number 34
• Slide Number 35
• Slide Number 36
• Slide Number 37
• Slide Number 38
• Slide Number 39
• Slide Number 40
• Slide Number 41
• Slide Number 42
• Slide Number 43
• Slide Number 44
• Slide Number 45
• Slide Number 46
• Slide Number 47
• Tovaacutebbi kiralitaacutes tiacutepusok
• Slide Number 49
• Slide Number 50
• Slide Number 51
• Slide Number 52
• Slide Number 53
• Slide Number 54
• Slide Number 55
• Slide Number 56
• Slide Number 57
• Toumlbb kiralitaacuteskoumlzpont
• Slide Number 59
• Slide Number 60
• Slide Number 61
• Slide Number 62
• Slide Number 63
• Slide Number 64
• Slide Number 65
• Slide Number 66
• Slide Number 67
• Slide Number 68
• Slide Number 69
• Slide Number 70
• Slide Number 71
• Slide Number 72
• Slide Number 73
• Slide Number 74
• Slide Number 75
• Konfiguraacutecioacutes izomeacuteria
• Slide Number 77
• Slide Number 78
• Slide Number 79
• Slide Number 80
• Slide Number 81
• Slide Number 82
• Slide Number 83
• Slide Number 84
• Slide Number 85
• Slide Number 86
• Slide Number 87
• Slide Number 88
• Slide Number 89
• Slide Number 90
• Slide Number 91
• Slide Number 92
• Slide Number 93
• Slide Number 94
• Slide Number 95
• Slide Number 96
• Slide Number 97
• Slide Number 98
• Slide Number 99
• Slide Number 100
• Slide Number 101
• Slide Number 102
• Slide Number 103
• Slide Number 104
• Slide Number 105
• Slide Number 106
• Slide Number 107
• Slide Number 108
• Slide Number 109
• Slide Number 110
• Slide Number 111
• Slide Number 112
• Slide Number 113
• Slide Number 114
• Slide Number 115
• Slide Number 116
• Slide Number 117
• Slide Number 118
• Slide Number 119
• Slide Number 120
• Slide Number 121
• Slide Number 122
• Slide Number 123
• Slide Number 124
• Slide Number 125
• Slide Number 126
• Slide Number 127

Optikai izomeacuteria

Optikai izomerek olyan sztereoizomerek amelyek optikai forgatoacutekeacutepesseacutegbenkuumlloumlnboumlznek

Centraacutelis kiralitaacutes

Sztereogeacuten centrum aacutebraacutezolaacutesaperspektiacutevikus (teacuterszerkezeti)proiciaacutelt (vetiacutetett)

keacuteplettel (Fischer projekcioacute)

L

COOH

CH3H2NH

R

D

COOH

CH3 NH2H

S

intermolekulaacuteristuumlkoumlrsiacutek

COOH

CH3

H NH2

COOH

CH3

H2N H

44

Optikai aktivitaacutesAzok a vegyuumlletek melyek a siacutekban polarizaacutelt feacuteny siacutekjaacutet elforgatjaacutek optikailag aktiacutevakJobbra forgataacutes (oacuteramutatoacuteval azonos) jele (+) balra forgataacutes (oacuteramutatoacuteval ellenteacutetes) jele (-)

Azok a molekulaacutek keacutepesek optikai forgatoacutekeacutepesseacuteg leacutetrehozaacutesaacutera melyek mindenkonformaacutecioacuteja kiraacutelisHa egy kiraacutelis vegyuumlletnek csak egyik enantiomerje van jelen a vegyuumllet optikailag aktiacutev(elforgatja a polarizaacutelt feacuteny siacutekjaacutet) Ha a keacutet enantimer ekvimolaacuteris elegye (racemaacutet) van jelen a tuumlkoumlrkeacutepi paacuterok kompenzaacutecioacuteja miatt nincs makroszkoacutepikus forgataacutes

Oslash45

Fresnel elmeacutelete szerint a siacutekban polarizaacutelt feacuteny keacutet ellenteacutetes iraacutenyaacutebacirkulaacuterisan polarizaacutelt komponensből tevődik oumlssze Optikailag aktiacutev koumlzegbenaz egyik cirkulaacuteris komponens lassabban halad mint a maacutesik ezeacutert aztaacutenamikor kileacutepnek a koumlzegből eltoloacutedott faacutezisban oumlsszegeződnek uacutejra s eza polarizaacutecioacute siacutekjaacutenak elfordulaacutesaacuteban nyilvaacutenul meg Az optikailag aktiacutev anyagmolekulaacutei kuumlloumlnboumlző meacuterteacutekű koumllcsoumlnhataacutesba leacutepnek a jobbra eacutes a balracirkulaacuteris feacutenysugaacuterral A cirkulaacuterisan polaacuterozott feacuteny uacutegy jellemezhető hogya feacutenysugaacuter menteacuten az elektromaacutegneses teret leiacuteroacute elektromos eacutes maacutegnesesvektorok veacutegpontjai egy jobb vagy bal menetű csavarvonalon helyezkednek el

Optikai aktivitaacutes meacutereacutese

polarimetertube

Polarizerfixed Nicolprism

Plane-polarizedlight

Solution of opticallyactive material

Plane ofpolarizationhas undergonea rotation

Analyizermovable Nicolprism

ViewerUnpolarizedlight fromsource

Oslash46

siacutekban polarizaacutelt feacuteny

polarizaacuteloacute lencse (Nicol prizma)

normaacutel feacuteny

a)

b)

c)

x

z

z

z

siacutekban polaacuterozott feacuteny P eacutes M helicitaacutesuacutecirkulaacuterisan polaacuterozott feacuteny

minta

x

z

α

z

x

Oslash47

Tovaacutebbi kiralitaacutes tiacutepusok

48

Sztereogeacuten centrum jelenleacutete nem szuumlkseacuteges sem nem eleacutegseacuteges felteacutetele a kiralitaacutesnak

Nem szuumlkseacuteges peacuteldaacuteul axiaacutelis kiralitaacutes planaacuteris kiralitaacutes

Axiaacutelis kiralitaacutes A kiralitaacutes az atomok egy tengely koumlruumlli elrendeződeacuteseacutenek koumlvetkezmeacutenye

Alleacutenek kiralitaacutesa

Planaacuteris kiralitaacutes A kiralitaacutes az atomok egy siacutek koumlruumlli elhelyezkedeacuteseacutenek koumlvetkezmeacutenye

Helikaacutelis kiralitaacutes Csavarvonal (spiraacutelis) szerkezetű molekulaacutekPl DNS kettős heacutelixe polipeptidek kettős α-heacutelixe

C C CH

ClHCl CCC

H

ClHCl

COOH

CH3

CrOC

OCOC

CrCO

COCO

COOH

CH3

49

R S

HOOC

Br

COOH

Br6

2

6

2COOH

Br

HOOC

Br

tuumlkoumlrsiacutek

C

Br

COOHBr1

2

3 4

HOO c2COOH

Br

BrHOOC

c2

1

2

34

Atropizomeacuteria

50

Axiaacutelis kiralitaacutes

R-konfiguraacutecioacute

51

C CH

H3CC

H

CH3

CCH

CH3C

H

H3C

NH

HN

NH

NH

tuumlkoumlrsiacutek

Nem minden kiraacutelis molekula rendelkezik aszimmetria centrummal

52

Cukor Foszfor atom Oslash53

Konformaacutecioacutes enantiomerek

P M

Helikaacutelis kiralitaacutes

Konfiguraacutecioacutes enantiomerek

P M

Heptaheliceacuten n-Butaacuten

54

Oslash55

56

Feheacuterjeacutek teacuterszerkezete

Oslash

57

Nukleinsavak teacuterszerkezete

Oslash

Toumlbb kiralitaacuteskoumlzpont

58

Toumlbb aszimmetria centrumot tartalmazoacute vegyuumlleteklehetseacuteges sztereoizomereinek szaacutema

A nem enantiomeacuteria viszonyban aacutelloacute sztereoizomerek

diasztereomerek

Ha az n db aszimmetria centrum koumlzoumltt vannak azonosak a fuumlggetlen sztereoizomerek szaacutema lt 2n

mezo-forma nem kiraacutelis

2n

59

CH3CH3

HO H

OHHCH3

H3COHH

HO H

CH3CH3

HO H

HHOCH3

H3COHH

H OH

CH3CH3

HO H

OHH

180o forgataacutes

mezo-23-butaacutendioltuumlkoumlrkeacutepi paacuterok fedeacutesbe hozhatoacutek - akiraacutelis

(2R3R)-23-butaacutendiol (2S3S)-23-butaacutendiol

CH3 CH3

H HHO OH

Egyetlen sztereogeacuten centrumot tartalmazoacute molekula mindig kiraacutelis desztereogeacuten centrum jelenleacutete nem szuumlkseacuteges sem nem eleacutegseacuteges felteacutetele a kiralitaacutesnak

Nem eleacutegseacuteges toumlbb sztereogeacuten centrumot tartalmazoacute molekula lehet akiraacutelisPeacutelda

60

Nem minden olyan molekula kiraacutelis amely aszimmetria centrumokkal rendelkezik

Nem minden kiraacutelis molekula rendelkezik aszimmetria centrummal

axiaacutelis kiralitaacutes 13-diszubsztituaacutelt alleacuten planaacuteris kiralitaacutes spirovegyuumlletek koumlreacuteben

mezo vegyuumlletek cisz-12-azonosandiszubsztituaacutelt ciklopropaacuten

Oslash61

COOHH

HHOOC

CH3H

H3C HS2

COOH

HHO

H OH

COOH

S2

COOHH

HHOOC

HH

H H

borkősav

Newman (fűreacuteszbak) projekcioacuteKonformatiacutev

62

Fisher projekcioacuteval aacutebraacutezolt L- eacutes D-borkősav

mezo-borkotildesav

COOHCH OHCCOOH

OHH

COOHCHO HCCOOH

HHO

szotildelotildesav

COOHCH OHCCOOH

HHO

COOHCHO HCCOOH

OHH

L-(+)-borkotildesav D-(-)-borkotildesav

63

Oslash64

Cl

H

H

H

Cl

H

H

Cl

H

H

Cl

H

Cl

H

H

H

H

Cl

mezo SS RR

cisz transz

Nem minden olyan molekula kiraacutelis amely aszimmetria centrumokkal rendelkezik

65

Szimmeriaelemek(szimmetria azonos meacuteret)

Akkor mondjuk hogy egy taacutergy szimmetriaelemmel rendelkezik ha a megfelelőszimmetriaművelet (tuumlkroumlzeacutes forgataacutes inverzioacute) a taacutergyat az eredetivel fedeacutesbehozhatoacute alakzattaacute konvertaacutelja

Pontcsoport ndash meghataacuterozott taacutergyra vonatkozoacute szimmetriaműveletek oumlsszesseacutege

szimmetriasiacutek (σ) a molekulaacutet keacutet olyan feacutelre bontja amelyek egymaacutesnak pontostuumlkoumlrkeacutepei (Szimmetriasiacutekot tartalmazoacute molekula akiraacutelis de a siacutek hiaacutenya nem okozkiralitaacutest)

n-ed rendű forgaacutesi szimmetriatengely (Cn) a molekulaacutet a tengely koumlruumll 360degnszoumlggel elforgatva az eredetitől megkuumlloumlnboumlzhetetlen molekulaacutet kapunk

szimmetriacentrum (inverzioacutes centrum) (Ci) a molekula baacutermely elemeacutet aszimmetriacentrummal oumlsszekoumltve eacutes az ellenkező iraacutenyba azonos taacutevolsaacutegrameghosszabbiacutetva azonos elemhez jutunk (Szimmetriacentrumot tartalmazoacutemolekula akiraacutelis de hiaacutenya nem okoz kiralitaacutest)

n-ed rendű tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengely (Sn) a molekulaacutet 360degn szoumlggel elforgatvaeacutes a tengelyre merőleges siacutekra tuumlkroumlzve az eredetitől megkuumlloumlnboumlzhetetlenmolekulaacutet kapunk (Tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengelyt tartalmazoacute molekula akiraacutelishiaacutenyaacuteban a molekula kiraacutelis) 66

C CCH3

H

H

CH3180o C C

CH3

H

CH3

H360o

siacutek

tengely

siacutek

tengely

Keacutetfogaacutesuacute tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengely Egyfogaacutesuacute tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengely

Szimmetriacentrum Szimmetriasiacutek

Tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengelyValamely taacutergy akkor jellemezhető Sn azaz n-ed rendű tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengellyel ha annak baacutermely pontjaacutet a tengely koumlruumll 360n fokos szoumlggelelfordiacutetva eacutes a tengelyre merőlegesen fektetett siacutekon keresztuumll tuumlkroumlzve az eredetiobjektumot kapjuk meg (n szuumlkseacutegkeacuteppen paacuteros vagy 1)

Az S1-tengely szimmetriasiacutekkal (σ) az S2-tengely viszont szimmetriacentrummal (Ci) egyeneacuterteacutekű

A szimmetriacentrumon aacutethaladoacute baacutermely egyenesen a centrumtoacutel egyenlő taacutevolsaacutegban azonos elemek talaacutelhatoacutek

Akiraacutelis molekulaacutek

67

szimmetriasiacutek (m S1) forgaacutesi szimmetriatengely (Cn) szimmetriacentrum (Ci S2)

Szimmetrikus + +

Szimmetrikus + -

Koumlzeacuteppontosan - + szimmetrikus

Disszimetrikus - + - (kiraacutelis)

Aszimmetrikus - - - (kiraacutelis)

Szimmetriaelem művelet

Szimmetriasiacutek tuumlkroumlzeacutes

Szimmetriatengely forgataacutes

Szimmetriacentrum inverzioacute

Szimmetriaelem művelet

Azonossaacuteg vaacuteltozatlanulhagyaacutes

Tuumlkroumlzeacutesi forgataacutes eacutesszimmetriatengely (giroid) tengelyre merőleges

tuumlkroumlzeacutesOslash68

Oslash69

Oslash70

Oslash71

Oslash72

1 Atomic number2 Atomic mass3 Z gt E4 R gt S5 Spheres6 Single-bond equivalencies

Cahn-Ingold-Prelog nomenclature system

Sequence rules for order of priority

1 If the atoms in question are different the sequence order is by atomic number with theatom of highest atomic number receiving the highest priority

F lt Cl lt Br lt I

increasing priority

2 If two isotopes of the same element are present the isotope of higher mass receivesthe higher priority

H lt D

increasing priority73

5 If two atoms are identical the atomic numbers of the next atoms are used for priorityassignment If these atoms also have identical atoms attached to them priority isdetermined at the first point of difference along the chain The atom that has attached to itan atom of higher priority has the higher priority (Do not use the sums of the atomic numbersBut look for the single atom of highest priority)

74

6 Atoms attached by double or triple bond are given single-bond equivalencies so that theycan be treated like single-bonded groups in determining priority Each doubly bonded atom isduplicated (or triplicated for triple bonds)

R C

O

OH

Structure Equivalent for priority determination

R C

O

O

OH

C

R C N R C

N

N

NC

C

75

Konfiguraacutecioacutes izomeacuteriaUgyanaz a vaacutez konnektivitaacutes de elteacuterő teacuterbelielrendeződeacutes (valamilyen szimmetria-rendezőhoumlz valoacuteviszony)

Nem alakiacutethatoacutek egymaacutesba kovalens koumlteacutes elszakiacutetaacutesaeacutes uacutejrakeacutepződeacutese neacutelkuumll

optikai izomerek (optikai aktivitaacutes) R Sgeometriai izomerek cisz-transz E-Z

76

Konfiguraacutecioacutes diasztereomerekFizikai eacutes keacutemia tulajdonsaacutegaik elteacuternek

Konfiguraacutecioacutes enantiomerekFizikai eacutes keacutemiai tulajdonsaacutegaikazonosak kiveacutevebull azonos meacuterteacutekű de ellenteacutetesiraacutenyuacute optikai forgatoacutekeacutepesseacutegbull elteacuterő reaktivitaacutes maacutes kiraacutelis vegyuumlletekkel valoacute reakcioacuteban

C

C

Cl

Cl H

HC

C

H

Cl H

Cl

cisz-12-dikloacutereteacuten transz-12-dikloacutereteacuten

Br Cl

Cl BrF F

Cl Br

Br FF Cl

(R) (R) (S) (R)

CH

OHCH3CH2

CH3

CH

HOCH2CH3

CH3

CH

OHCH3CH2

CH3

CH

OHCH3

CH3CH2

180o-os forgataacutes

(R)-butaacuten-2-ol (S)-butaacuten-2-olfp 995 oC 995 oCd4

20 0808 0808nD

20 1397 1397[α]D

25 -1352o +1352o

(R)-butaacuten-2-ol (S)-butaacuten-2-ol

CH

OHCH3

CH3CH2

77

Elegykristaacutely

bullveacuteletlenszerűen tartalmazza mindkeacutet enantiomertbulla tiszta enantiomerek eacutes az enantiomer kevereacutekek tulajdonsaacutegai azonosak

Konglomeraacutetum

bullcsak az egyik vagy a maacutesik enantiomert tartalmazzabullaz enantiomerek mechanikusan is elkuumlloumlniacutethetők egymaacutestoacutel

Molekulavegyuumllet

bulla keacutet enantiomer a kristaacutelyban 11 araacutenyban fordul elő (raceacutem elegy)bulla raceacutem elegy eacutes az enantiomerek olvadaacutespontja kuumlloumlnboumlző

bullakiraacutelis koumlruumllmeacutenyek koumlzoumltt megegyező fizikai eacutes keacutemiai tulajdonsaacutegokbullkiraacutelis koumlruumllmeacutenyek koumlzoumltt elteacuterő (kiraacutelis molekulaacutek polarizaacutelt feacuteny)bullenantiomerek koumlzoumltti 3 fő koumllcsoumlnhataacutes

elegykristaacutely keacutepzeacuteskonglomeraacutetum keacutepzeacutesmolekulavegyuumllet keacutepzeacutes

Enantiomerek

78

Enantiomerek egyeacuteb kevereacutekeit az uacutegynevezett bdquoenantiomeric excessrdquo (ee) [enantiomerfelesleg] eacuterteacutekkel jellemezzuumlk (R) eacutes (S) a megfelelő enantiomerek mennyiseacutege a kevereacutekben

A komponensek mennyiseacutegeacutenek meghataacuterozaacutesaKiraacutelis oszlopkromatigraacutefia (enantiomerek elvaacutelasztaacutesa)NMR spektroszkoacutepia

ee =(R) - (S)(R) + (S) 100

Enantiomer felesleg

Az enantiomerfelesleg az aszimmetrikus szinteacutezis sikeresseacutegeacutenek egyikmeacuterőszaacutema Diasztereomerek kevereacuteke eseteacuten hasonloacute moacutedon definiaacuteljaacutek eacuteshasznaacuteljaacutek a diasztereomer felesleg eacutes a szaacutezaleacutekos diasztereomer feleslegfogalmaacutet

Egy 70 R eacutes 30 S izomert tartalmazoacute minta enantiomerfeleslege peacuteldaacuteul40 Ezt az anyagot uacutegy is tekinthetjuumlk mint 40 tiszta R izomer eacutes 60 raceacutemelegy (mely a teljes mennyiseacuteghez 30 R eacutes 30 S izomerrel jaacuterul hozzaacute)kevereacuteke 79

C

C

HOOC

HOOC

H

HOH

OH

S

R

C

C

HOOC

HOOC

OH

HH

OHR

RC

C

COOH

COOH

HO

HH

HOS

S

intramolekulaacuteristuumlkoumlrsiacutek

diasztereomerek diasztereomerek

enantiomerek

COOH

CH3H2NH

R

COOH

CH3 NH2H

S

enantiomerek

Enantiomerek eacutes diasztereomerek

80

C

NH2

COOHHH3C C

CH2SH

COOHH2NH

Ala Cys

Aacutebraacutezolja Fischer keacuteplettel az alaacutebbi perspektivikus keacuteplettel megadott aminosavakat

CH3

COOH

H2N H

CH2SH

COOH

H2N H

Ala Cys

S R

L L81

CNH2H

H3C

COOH

C

COOH

CH2SHH2NH

CCH3H

H2N

COOH

C

COOH

CH2SHHH2N

C

NH2

COOHHH3C

C

CH2SH

COOHH2NH

CH3

COOH

H2N H

CH2SH

COOH

H2N H

82

Enantiomerek eacutes mezo vegyuumlletek

Pszeudoaszimmetria

C

C

HOOC

HOOC

H

HOH

OH

S

R

C

C

HOOC

HOOC

OH

HH

OHR

RC

C

COOH

COOH

HO

HH

HOS

S

intramolekulaacuteristuumlkoumlrsiacutek

diasztereomerek diasztereomerek

enantiomerek

C

C

C

COOH

COOH

HO H

OHH

H OHR

R

C

C

C

COOH

COOH

H OH

HHO

HO HS

S

enantiomerek

optikailag aktiacutevak

C

C

C

COOH

COOH

H OH

OHH

H OHR

S

C

C

C

COOH

COOH

H OH

HHO

H OHR

S

optikailag inaktiacutevak

r s

83

COOH

COOH

COOHHOOC COOH

HOOC COOH

HOOC

mcisz transz transz

szerkezetiizomeacuteria

geometriaiizomeacuteria

optikai izomeacuteria

84

R

RHOH

akiraacutelisszeacutenatom

R

SHOH

rS

RHOH

s

RgtS r s

(S)

(S)

pszeudoaszimmetriaacutes szeacutenatom

akiraacutelis molekulamezo vegyuumllet

akiraacutelisC2 forgaacutesi szimmetriatengely

kiraacutelis

HOOC COOH

Br

m

HOOC COOH

m

HOOC

COOH

pro-pszeudoaszimmetriaacutes szeacutenatom

85

Kiraacutelis molekulaacutekon beluumll is sok esetben talaacutelhatoacute pszeudo-aszimmetriacentrum amennyiben a keacutet enantiomorf ligandum mellett tovaacutebbi aszimmetrikus ligandum is kapcsoloacutedik a centrumhoz (peacuteldaacuteul atropin eacutes szaacutermazeacutekai)

gytszptehuhudownloadindex16630

Oslash86

Mezo-forma a) mindig akiraacutelisb) mindig kell lennie kiraacutelis disztereomerjeacutenek is

gytszptehuhudownloadindex16630

C

C

HOOC

HOOC

H

HOH

OH

S

R

C

C

HOOC

HOOC

OH

HH

OHR

RC

C

COOH

COOH

HO

HH

HOS

S

intramolekulaacuteristuumlkoumlrsiacutek

diasztereomerek diasztereomerek

enantiomerek

Oslash87

gytszptehuhudownloadindex16630

A pszeudo-aszimmetriacentrumok konfiguraacutecioacutejaacuteban elteacuterő izomerekegymaacutessal diasztereoizomer viszonyban aacutellnak

rC

C

C

COOH

COOH

H OH

OHH

H OHR

S

sC

C

C

COOH

COOH

H OH

HHO

H OHR

S Oslash88

Geometriai izomeacuteria

kettős koumlteacutesű vegyuumlletekneacutelciklusos vegyuumlletekneacutel

C CH H

CH3H3CC C

H CH3

HH3C

Felteacutetel (olefinekneacutel) egy adott pilleacuteratomon nem lehet keacutet azonos helyettesiacutetőde adott kettőskoumlteacutes keacutet kuumlloumlnboumlző pilleacuteratomjaacuten lehet egy-egy azonos helyettesiacutető(de ezeknek sem kell szuumlkseacutegkeacuteppen azonosaknak lenniuumlk)

Alfa helyzetű szubsztituens Beacuteta helyzetű szubsztituens

Diasztereomerek

89

Configurational isomers

The particular arrangement of atoms (or goups) in space that is characteristic of a given streoisomer

The configurational isomers can not be transformed into each otherwithout breaking and making a covalent bond

- cis-trans Z-E designations geometric isomers- optical isomerism (cf chirality)

H COOH

H COOH

HOOC H

H COOH

Z E

Oslash90

The requirement for geometric isomerism in alkenes is that each carbon atom involvedin the pi bond have two different groups attached to it such as H and Cl or CH3 and Cl

C CH

H

CH2CH3

CH3

C CH

H

CH2CH3

CH3is the same as

C CCH3

H

CH2CH3

CH3

C CH

CH3

CH2CH3

CH3

geometric isomers

If one of the carbons of the double bond has two identical groups such as two H atomsor two CH3 groups the geometric isomerism is not possible

Z E

Higher priority atoms or groups are on the same side of the pi bond Z bdquotogetherrdquo

Higher priority atoms or groups are on opposite sides of the pi bond E bdquoacrossrdquo

(Look at the single atoms directly attached to the double-bond carbon C and not entire-CH2CH2CH3 group)

Oslash91

Cahn-Ingold-Prelog szekvenciaszabaacutelyokalkeacutenekre vonatkozoacutean

Toumlmegszaacutem

C CT

D

H

DE

Rendszaacutem

C CF

Cl

Br

IZ

Z gt E

E

ZZ C C

C

C

H

NC

C

C

H3C

H3C

CH3

HCH3

H

C CH

NC

C

C

CH3

CH3

H

H

Br

Br

E

R

S

RgtS (DgtL)

92

C CH

H3C

CH

CH

CH3

CH3

CH2

Z ltC

HCH3

CH3

C

H

C

C

H

H

HHH

H

C C

H H

H

C

H

C (C)

o

o

o

H

H(C)oo

o

C CH

H3C

CH

CH

CH3

CH2 Br

CH2

E

C

HCH3

CH2Br

C

H

C

H

H

HCBrH

H

gtC C

H H

H

C

H

C (C)

o

o

o

H

H(C)oo

o

(CON) adott atom ismeacutetelt megjeleniacuteteacutese ---o fantomatom

1 2 3C CCCH CHHH C C(C)CH C(C)HH

1 2 3C CCCH BrCHH gt CHHH C C(C)CH C(C)HH 93

transzE

ciszZ

C CH H

C CH

H

transzZ

ciszE

C CBr H

C CH

Br

Oslash94

Konformaacutecioacutes izomeacuteriaUgyanaz a vaacutez konnektivitaacutes de elteacuterő teacuterbelielrendeződeacutes (valamilyen szimmetria-rendezőhoumlz valoacuteviszony)

Kovalens koumlteacutes elszakiacutetaacutesa eacutes uacutejrakeacutepződeacutese neacutelkuumllegymaacutesba alakiacutethatoacutek

Rotaacutecioacutes izomeacuteriaKuumlloumlnboumlző konformaacutecioacute (konformerek rotamerek)

Axiaacutelis kiralitaacutes R SHelikaacutelis kiralitaacutes P M

95

C CCH3H3C

HHHH

C CCH3

CH3 HH

HH

Konformaacutecioacutes diasztereomerek

C CH

CH3 HCH3

HH C C

H

CH3 CH3H

HH

Konformaacutecioacutes enantiomerek

P M

96

szinperiplanaacuteris szinklinaacutelis antiklinaacutelis antiperiplanaacuteris antiklinaacutelis szinklinaacutelis

pszeudorotaacutecioacute

axiaacutelis ekvatoriaacutelis

Konformerek

kiraacutelis kiraacutelisakiraacutelis akiraacutelis

97

C CCH3

CH3 HH

HHC C

CH3H3C

HHHH

Konfiguraacutecioacutes diasztereomerek

Konformaacutecioacutes diasztereomerek

C CH H

CH3H3CCC

HH3C

H CH3

98

- huacutezaacutes (stretch)

- hajliacutetaacutes (bend)

- csavaraacutes (torsion)

O OH

Hr 1r 2

r 2

O OH

H

α

OH

OH

τ (φ)

Oslash99

O OH

H

HOOH

OOH

HE

α30 kcalmol

Hajliacutetaacutes bend

Huacutezaacutes (nyuacutejtaacutes) stretch

disszociaacutecioacute

E

r

~ 90 ~ 50 kcalmol

HOO + H

HO + HO

Oslash100

H

H

H

O OH

H

1 kcalmol

~ 10kcalmol

(torzioacutes szoumlg)τ

Newman projekcioacute

H H

0o 60o 180o 300o 360o

OO

H

H

HHH HH

Oslash101

CH2 CH2Y ZY = Z = H

Y = Z = CH3

etaacuten

n-butaacuten

300o 360o240o180o120o60o0o

0o120o- 60o-180o-240o-300o-360o-

oacutera jaacuteraacutesaacuteval megegyező

oacutera jaacuteraacutesaacuteval ellenteacutetes

ZY

Z

Y

ZY

Z

Y

Z

Y

ZYZY

syn antisynperiplanar synklinal antiklinal antiperiplanar antiklinal synklinal

102

CCH

H H

HH

HH H

H

H

H H

CCH

H H

H

H HH H

HH

HH

0o 120o 240o 360o

12 M

m

M12 M M

mm

Θ

M = m

E(Θ)

minimum

Maximum

103

HHH H

CH3CH3

HHH H

CH3CH3

H

HH H

CH3

CH3

E

0deg dieacutederes szoumlg

E szabadentalpia-kuumlloumlnbseacuteg

58

29

07

(kcal)

H H

H3CH CH3

H

H H

H3CH H

CH3

H3C CH3

H HH

H

CH3HH H

CH3H

060deg 120deg 180deg 240deg 300deg 360deg

szinperiplanaacuteris szinklinaacutelis antiklinaacutelis antiperiplanaacuteris antiklinaacutelis szinklinaacutelis104

∆G0 = G01 - G0

2

K = e∆G0

RT

∆G = - RT ln K∆G = ∆H - T∆S

∆H = 074

∆S = 2 K = 19

gauche ndash anti araacuteny

minden gauche konformerre keacutet anti forma jut K= [a][g] Oslash105

0o

0o

60o

60o

120o

120o

180o

180o

240o

240o

300o

300o 360o

360o

RELA

T

IacuteV

ENERGIA

ANTI EFFEKTUS

GAUCHE EFFEKTUS

EXTREacuteMGAUCHE

EFFEKTUS

H

H H

H H

H

CH3

H H

H H

CH3

TORZIOacuteS SZOumlG

ZY

Z

YZ

Y

Z

Y

ZY

ZY ZY

F

H H

OH

repulsions

F

H H

H 106

attractiveinteractions

orbitalinteractions

antiperiplanarposition

Anti-effect

107

repulsions

F

H H

OH

repulsions

F

H H

H

Extrem gauche effect

108

C-F

C-H

C-F

C-HC-C C-C

Oslash109

CikloalkaacutenokGyűrűfeszuumlltseacuteg

Hipotetikus planaacuteris rendszerek

Baeyer vegyeacuterteacutekszoumlg-deformaacutecioacute (angulaacuterisgyűrű feszuumlleacutes)

Pitzer anti-aacutellaacuteshoz keacutepesti energiatoumlbblet (torzioacutes feszuumlleacutes)

van der Waals nemkoumltő atomok szterikus koumllcsoumlnhataacutesa

Nem planaacuteris vegyuumlletek

CC C

C

C

boriacuteteacutek

C C C

C

Ctwist

pszeudorotaacutecioacute

CC

C C

V-alakuacute

CCC

CCC

szeacutek110

3 4 5 6 7 8 9 10Gyűrűtagszaacutem

Gyűrű

feszuumlleacutes

kcalmol

hataacutereacuterteacutek

111

Cl

H

H

H

Cl

H

H

Cl

H

H

Cl

H

Cl

H

H

H

H

Cl

mezo SS RR

cisz transz

Ciklopropaacuten

C

C

HOOC

HOOC

H

HOH

OH

S

R

C

C

HOOC

HOOC

OH

HH

OHR

RC

C

COOH

COOH

HO

HH

HOS

S

intramolekulaacuteristuumlkoumlrsiacutek

diasztereomerek diasztereomerek

enantiomerek 112

Ea(a e)

∆Ea+∆E

∆E

Ea(a e)

Z

Hkb 5szeacutek

ZH

kb 95szeacutek

kb 2 kcal

csavartkaacuted

csavartkaacuted

kaacuted

ZH

feacutelszeacutekfeacutelszeacutek

ZH

Ciklohexaacuten

113

A 3-3 nemszomszeacutedos szeacutenatom aacuteltal definiaacutelt siacutekokra

merőleges koumlteacutesiraacutenyok axiaacutelis

A toumlbbi koumlteacutes e keacutet siacutek koumlzoumltt van ekvatoriaacutelis

Pszeudorotaacutecioacute a gyűrűs vegyuumlletek konformerjei

szoumlgfeszuumlltseacuteg neacutelkuumll alakulnak egymaacutesba

114

transz 12-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

cisz 12-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

Z

H

Z

H Z

HZ

Ha

eae

Z

HZ

H

Z

H

Z

H

a

e

ae

115

transz 13-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

cisz 13-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

Z

HZ

H

Z

H Z

H

a

e ae

Z

HZ

HZ

H

Z

H

a

e

ae

116

H

Z

Z

H

H

Z Z

Ha

ea

e

transz 14-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

Z

HZ

H

H

Z

Z

Ha

ea

e

cisz 14-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

117

Oslash118

8 CO2 + 8 H2O

- 12483 kcalmol - 12468 kcalmol

15 kcalmol

CH3

CH3H

H

+ 12 O2

cisz-12-dimetilciklohexaacuten

CH3

H

H

CH3

transz-12-dimetilciklohexaacuten

+ 12 O2

119

Diszubsztituaacutelt ciklohexaacutenokszerkezeti izomerjeinek konformaacutecioacutes viszonyai

Szerkezeti izomer Geometriai izomercisz transz

12

14

ae aa

ea ee

13aa ae

ee ea

120

Oslash121

BrNH2

Br

NH23a 2b

NH2

Br

Br

NH24a 1b

NH2

Br

Br

NH2

1b 4a

NH2

Br

NH2

Br2b 3a

NH2

Br

Br

NH23b 2a

Br

NH2

BrNH24b 1a

Konformaacutecioacutes Konformaacutecioacutes

BrNH2 Br

NH2

1a 4b

Br

NH2

BrNH2

2a 3b

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesenantiomerek

Konfiguraacutecioacutesenantiomerek

diasztereomerek diasztereomerek

12-helyzetben kuumlloumlnboumlző helyettesiacutetőket tartalmazoacute ciklohexaacuten szaacutermazeacutekokkonfiguraacutecioacutes eacutes konformaacutecioacutes viszonyai

Oslash122

H

H

H

HH

H

H

H

Dekalin

cisz transz

123

transz-transz-transzanellaacutecioacute

cisz-transz-transzanellaacutecioacute

DC

BA

DC

BA

H H

R

H

H H

H

H

H

R

H H

DCBA

R

H

H

H

H

H

H

DCBA

R

H

H

H

H

H

H

CH3

CH3

CH3

CH3

Oslash124

A kiralitaacutes kialakulaacutesa eacutes bioloacutegiai jelentőseacutege

Kiraacutelis vegyuumlletek

termeacuteszetes aminosavak (elsősorban L konfiguraacutecioacute)peptidek enzimektermeacuteszetes szeacutenhidraacutetok (elsősorban D konfiguraacutecioacute)gyoacutegyszerek

Az első kiraacutelis vegyuumllet kialakulaacutesa

az elemi reacuteszek gyenge koumllcsoumlnhataacutesaacutenakiraacutenyfuumlggeacuteseacutevel van kapcsolatban

autokataliacutezis

a termeacuteszet nem tuumlkoumlrszimmetrikus (a termeacuteszet homokiraacutelis)

Oslash125

Az optikai aktivitaacuteseredete szeacutenhidraacutetokkiralitaacutescentrumaacutenakkieacutepuumlleacutese a termeacuteszetben

Oslash126

Oslash127

• Slide Number 1
• Slide Number 2
• Slide Number 3
• Slide Number 4
• Slide Number 5
• Slide Number 6
• Slide Number 7
• Izomeacuteria
• Slide Number 9
• Slide Number 10
• Slide Number 11
• Slide Number 12
• Slide Number 13
• Slide Number 14
• Slide Number 15
• Slide Number 16
• Slide Number 17
• Slide Number 18
• Szerkezeti izomeacuteria
• Slide Number 20
• Slide Number 21
• Slide Number 22
• Slide Number 23
• Slide Number 24
• A tautomeacuteria tiacutepusai
• Slide Number 26
• Slide Number 27
• Slide Number 28
• Slide Number 29
• Slide Number 30
• Sztereoizomeacuteria
• Slide Number 32
• Slide Number 33
• Slide Number 34
• Slide Number 35
• Slide Number 36
• Slide Number 37
• Slide Number 38
• Slide Number 39
• Slide Number 40
• Slide Number 41
• Slide Number 42
• Slide Number 43
• Slide Number 44
• Slide Number 45
• Slide Number 46
• Slide Number 47
• Tovaacutebbi kiralitaacutes tiacutepusok
• Slide Number 49
• Slide Number 50
• Slide Number 51
• Slide Number 52
• Slide Number 53
• Slide Number 54
• Slide Number 55
• Slide Number 56
• Slide Number 57
• Toumlbb kiralitaacuteskoumlzpont
• Slide Number 59
• Slide Number 60
• Slide Number 61
• Slide Number 62
• Slide Number 63
• Slide Number 64
• Slide Number 65
• Slide Number 66
• Slide Number 67
• Slide Number 68
• Slide Number 69
• Slide Number 70
• Slide Number 71
• Slide Number 72
• Slide Number 73
• Slide Number 74
• Slide Number 75
• Konfiguraacutecioacutes izomeacuteria
• Slide Number 77
• Slide Number 78
• Slide Number 79
• Slide Number 80
• Slide Number 81
• Slide Number 82
• Slide Number 83
• Slide Number 84
• Slide Number 85
• Slide Number 86
• Slide Number 87
• Slide Number 88
• Slide Number 89
• Slide Number 90
• Slide Number 91
• Slide Number 92
• Slide Number 93
• Slide Number 94
• Slide Number 95
• Slide Number 96
• Slide Number 97
• Slide Number 98
• Slide Number 99
• Slide Number 100
• Slide Number 101
• Slide Number 102
• Slide Number 103
• Slide Number 104
• Slide Number 105
• Slide Number 106
• Slide Number 107
• Slide Number 108
• Slide Number 109
• Slide Number 110
• Slide Number 111
• Slide Number 112
• Slide Number 113
• Slide Number 114
• Slide Number 115
• Slide Number 116
• Slide Number 117
• Slide Number 118
• Slide Number 119
• Slide Number 120
• Slide Number 121
• Slide Number 122
• Slide Number 123
• Slide Number 124
• Slide Number 125
• Slide Number 126
• Slide Number 127

Optikai aktivitaacutesAzok a vegyuumlletek melyek a siacutekban polarizaacutelt feacuteny siacutekjaacutet elforgatjaacutek optikailag aktiacutevakJobbra forgataacutes (oacuteramutatoacuteval azonos) jele (+) balra forgataacutes (oacuteramutatoacuteval ellenteacutetes) jele (-)

Azok a molekulaacutek keacutepesek optikai forgatoacutekeacutepesseacuteg leacutetrehozaacutesaacutera melyek mindenkonformaacutecioacuteja kiraacutelisHa egy kiraacutelis vegyuumlletnek csak egyik enantiomerje van jelen a vegyuumllet optikailag aktiacutev(elforgatja a polarizaacutelt feacuteny siacutekjaacutet) Ha a keacutet enantimer ekvimolaacuteris elegye (racemaacutet) van jelen a tuumlkoumlrkeacutepi paacuterok kompenzaacutecioacuteja miatt nincs makroszkoacutepikus forgataacutes

Oslash45

Fresnel elmeacutelete szerint a siacutekban polarizaacutelt feacuteny keacutet ellenteacutetes iraacutenyaacutebacirkulaacuterisan polarizaacutelt komponensből tevődik oumlssze Optikailag aktiacutev koumlzegbenaz egyik cirkulaacuteris komponens lassabban halad mint a maacutesik ezeacutert aztaacutenamikor kileacutepnek a koumlzegből eltoloacutedott faacutezisban oumlsszegeződnek uacutejra s eza polarizaacutecioacute siacutekjaacutenak elfordulaacutesaacuteban nyilvaacutenul meg Az optikailag aktiacutev anyagmolekulaacutei kuumlloumlnboumlző meacuterteacutekű koumllcsoumlnhataacutesba leacutepnek a jobbra eacutes a balracirkulaacuteris feacutenysugaacuterral A cirkulaacuterisan polaacuterozott feacuteny uacutegy jellemezhető hogya feacutenysugaacuter menteacuten az elektromaacutegneses teret leiacuteroacute elektromos eacutes maacutegnesesvektorok veacutegpontjai egy jobb vagy bal menetű csavarvonalon helyezkednek el

Optikai aktivitaacutes meacutereacutese

polarimetertube

Polarizerfixed Nicolprism

Plane-polarizedlight

Solution of opticallyactive material

Plane ofpolarizationhas undergonea rotation

Analyizermovable Nicolprism

ViewerUnpolarizedlight fromsource

Oslash46

siacutekban polarizaacutelt feacuteny

polarizaacuteloacute lencse (Nicol prizma)

normaacutel feacuteny

a)

b)

c)

x

z

z

z

siacutekban polaacuterozott feacuteny P eacutes M helicitaacutesuacutecirkulaacuterisan polaacuterozott feacuteny

minta

x

z

α

z

x

Oslash47

Tovaacutebbi kiralitaacutes tiacutepusok

48

Sztereogeacuten centrum jelenleacutete nem szuumlkseacuteges sem nem eleacutegseacuteges felteacutetele a kiralitaacutesnak

Nem szuumlkseacuteges peacuteldaacuteul axiaacutelis kiralitaacutes planaacuteris kiralitaacutes

Axiaacutelis kiralitaacutes A kiralitaacutes az atomok egy tengely koumlruumlli elrendeződeacuteseacutenek koumlvetkezmeacutenye

Alleacutenek kiralitaacutesa

Planaacuteris kiralitaacutes A kiralitaacutes az atomok egy siacutek koumlruumlli elhelyezkedeacuteseacutenek koumlvetkezmeacutenye

Helikaacutelis kiralitaacutes Csavarvonal (spiraacutelis) szerkezetű molekulaacutekPl DNS kettős heacutelixe polipeptidek kettős α-heacutelixe

C C CH

ClHCl CCC

H

ClHCl

COOH

CH3

CrOC

OCOC

CrCO

COCO

COOH

CH3

49

R S

HOOC

Br

COOH

Br6

2

6

2COOH

Br

HOOC

Br

tuumlkoumlrsiacutek

C

Br

COOHBr1

2

3 4

HOO c2COOH

Br

BrHOOC

c2

1

2

34

Atropizomeacuteria

50

Axiaacutelis kiralitaacutes

R-konfiguraacutecioacute

51

C CH

H3CC

H

CH3

CCH

CH3C

H

H3C

NH

HN

NH

NH

tuumlkoumlrsiacutek

Nem minden kiraacutelis molekula rendelkezik aszimmetria centrummal

52

Cukor Foszfor atom Oslash53

Konformaacutecioacutes enantiomerek

P M

Helikaacutelis kiralitaacutes

Konfiguraacutecioacutes enantiomerek

P M

Heptaheliceacuten n-Butaacuten

54

Oslash55

56

Feheacuterjeacutek teacuterszerkezete

Oslash

57

Nukleinsavak teacuterszerkezete

Oslash

Toumlbb kiralitaacuteskoumlzpont

58

Toumlbb aszimmetria centrumot tartalmazoacute vegyuumlleteklehetseacuteges sztereoizomereinek szaacutema

A nem enantiomeacuteria viszonyban aacutelloacute sztereoizomerek

diasztereomerek

Ha az n db aszimmetria centrum koumlzoumltt vannak azonosak a fuumlggetlen sztereoizomerek szaacutema lt 2n

mezo-forma nem kiraacutelis

2n

59

CH3CH3

HO H

OHHCH3

H3COHH

HO H

CH3CH3

HO H

HHOCH3

H3COHH

H OH

CH3CH3

HO H

OHH

180o forgataacutes

mezo-23-butaacutendioltuumlkoumlrkeacutepi paacuterok fedeacutesbe hozhatoacutek - akiraacutelis

(2R3R)-23-butaacutendiol (2S3S)-23-butaacutendiol

CH3 CH3

H HHO OH

Egyetlen sztereogeacuten centrumot tartalmazoacute molekula mindig kiraacutelis desztereogeacuten centrum jelenleacutete nem szuumlkseacuteges sem nem eleacutegseacuteges felteacutetele a kiralitaacutesnak

Nem eleacutegseacuteges toumlbb sztereogeacuten centrumot tartalmazoacute molekula lehet akiraacutelisPeacutelda

60

Nem minden olyan molekula kiraacutelis amely aszimmetria centrumokkal rendelkezik

Nem minden kiraacutelis molekula rendelkezik aszimmetria centrummal

axiaacutelis kiralitaacutes 13-diszubsztituaacutelt alleacuten planaacuteris kiralitaacutes spirovegyuumlletek koumlreacuteben

mezo vegyuumlletek cisz-12-azonosandiszubsztituaacutelt ciklopropaacuten

Oslash61

COOHH

HHOOC

CH3H

H3C HS2

COOH

HHO

H OH

COOH

S2

COOHH

HHOOC

HH

H H

borkősav

Newman (fűreacuteszbak) projekcioacuteKonformatiacutev

62

Fisher projekcioacuteval aacutebraacutezolt L- eacutes D-borkősav

mezo-borkotildesav

COOHCH OHCCOOH

OHH

COOHCHO HCCOOH

HHO

szotildelotildesav

COOHCH OHCCOOH

HHO

COOHCHO HCCOOH

OHH

L-(+)-borkotildesav D-(-)-borkotildesav

63

Oslash64

Cl

H

H

H

Cl

H

H

Cl

H

H

Cl

H

Cl

H

H

H

H

Cl

mezo SS RR

cisz transz

Nem minden olyan molekula kiraacutelis amely aszimmetria centrumokkal rendelkezik

65

Szimmeriaelemek(szimmetria azonos meacuteret)

Akkor mondjuk hogy egy taacutergy szimmetriaelemmel rendelkezik ha a megfelelőszimmetriaművelet (tuumlkroumlzeacutes forgataacutes inverzioacute) a taacutergyat az eredetivel fedeacutesbehozhatoacute alakzattaacute konvertaacutelja

Pontcsoport ndash meghataacuterozott taacutergyra vonatkozoacute szimmetriaműveletek oumlsszesseacutege

szimmetriasiacutek (σ) a molekulaacutet keacutet olyan feacutelre bontja amelyek egymaacutesnak pontostuumlkoumlrkeacutepei (Szimmetriasiacutekot tartalmazoacute molekula akiraacutelis de a siacutek hiaacutenya nem okozkiralitaacutest)

n-ed rendű forgaacutesi szimmetriatengely (Cn) a molekulaacutet a tengely koumlruumll 360degnszoumlggel elforgatva az eredetitől megkuumlloumlnboumlzhetetlen molekulaacutet kapunk

szimmetriacentrum (inverzioacutes centrum) (Ci) a molekula baacutermely elemeacutet aszimmetriacentrummal oumlsszekoumltve eacutes az ellenkező iraacutenyba azonos taacutevolsaacutegrameghosszabbiacutetva azonos elemhez jutunk (Szimmetriacentrumot tartalmazoacutemolekula akiraacutelis de hiaacutenya nem okoz kiralitaacutest)

n-ed rendű tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengely (Sn) a molekulaacutet 360degn szoumlggel elforgatvaeacutes a tengelyre merőleges siacutekra tuumlkroumlzve az eredetitől megkuumlloumlnboumlzhetetlenmolekulaacutet kapunk (Tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengelyt tartalmazoacute molekula akiraacutelishiaacutenyaacuteban a molekula kiraacutelis) 66

C CCH3

H

H

CH3180o C C

CH3

H

CH3

H360o

siacutek

tengely

siacutek

tengely

Keacutetfogaacutesuacute tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengely Egyfogaacutesuacute tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengely

Szimmetriacentrum Szimmetriasiacutek

Tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengelyValamely taacutergy akkor jellemezhető Sn azaz n-ed rendű tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengellyel ha annak baacutermely pontjaacutet a tengely koumlruumll 360n fokos szoumlggelelfordiacutetva eacutes a tengelyre merőlegesen fektetett siacutekon keresztuumll tuumlkroumlzve az eredetiobjektumot kapjuk meg (n szuumlkseacutegkeacuteppen paacuteros vagy 1)

Az S1-tengely szimmetriasiacutekkal (σ) az S2-tengely viszont szimmetriacentrummal (Ci) egyeneacuterteacutekű

A szimmetriacentrumon aacutethaladoacute baacutermely egyenesen a centrumtoacutel egyenlő taacutevolsaacutegban azonos elemek talaacutelhatoacutek

Akiraacutelis molekulaacutek

67

szimmetriasiacutek (m S1) forgaacutesi szimmetriatengely (Cn) szimmetriacentrum (Ci S2)

Szimmetrikus + +

Szimmetrikus + -

Koumlzeacuteppontosan - + szimmetrikus

Disszimetrikus - + - (kiraacutelis)

Aszimmetrikus - - - (kiraacutelis)

Szimmetriaelem művelet

Szimmetriasiacutek tuumlkroumlzeacutes

Szimmetriatengely forgataacutes

Szimmetriacentrum inverzioacute

Szimmetriaelem művelet

Azonossaacuteg vaacuteltozatlanulhagyaacutes

Tuumlkroumlzeacutesi forgataacutes eacutesszimmetriatengely (giroid) tengelyre merőleges

tuumlkroumlzeacutesOslash68

Oslash69

Oslash70

Oslash71

Oslash72

1 Atomic number2 Atomic mass3 Z gt E4 R gt S5 Spheres6 Single-bond equivalencies

Cahn-Ingold-Prelog nomenclature system

Sequence rules for order of priority

1 If the atoms in question are different the sequence order is by atomic number with theatom of highest atomic number receiving the highest priority

F lt Cl lt Br lt I

increasing priority

2 If two isotopes of the same element are present the isotope of higher mass receivesthe higher priority

H lt D

increasing priority73

5 If two atoms are identical the atomic numbers of the next atoms are used for priorityassignment If these atoms also have identical atoms attached to them priority isdetermined at the first point of difference along the chain The atom that has attached to itan atom of higher priority has the higher priority (Do not use the sums of the atomic numbersBut look for the single atom of highest priority)

74

6 Atoms attached by double or triple bond are given single-bond equivalencies so that theycan be treated like single-bonded groups in determining priority Each doubly bonded atom isduplicated (or triplicated for triple bonds)

R C

O

OH

Structure Equivalent for priority determination

R C

O

O

OH

C

R C N R C

N

N

NC

C

75

Konfiguraacutecioacutes izomeacuteriaUgyanaz a vaacutez konnektivitaacutes de elteacuterő teacuterbelielrendeződeacutes (valamilyen szimmetria-rendezőhoumlz valoacuteviszony)

Nem alakiacutethatoacutek egymaacutesba kovalens koumlteacutes elszakiacutetaacutesaeacutes uacutejrakeacutepződeacutese neacutelkuumll

optikai izomerek (optikai aktivitaacutes) R Sgeometriai izomerek cisz-transz E-Z

76

Konfiguraacutecioacutes diasztereomerekFizikai eacutes keacutemia tulajdonsaacutegaik elteacuternek

Konfiguraacutecioacutes enantiomerekFizikai eacutes keacutemiai tulajdonsaacutegaikazonosak kiveacutevebull azonos meacuterteacutekű de ellenteacutetesiraacutenyuacute optikai forgatoacutekeacutepesseacutegbull elteacuterő reaktivitaacutes maacutes kiraacutelis vegyuumlletekkel valoacute reakcioacuteban

C

C

Cl

Cl H

HC

C

H

Cl H

Cl

cisz-12-dikloacutereteacuten transz-12-dikloacutereteacuten

Br Cl

Cl BrF F

Cl Br

Br FF Cl

(R) (R) (S) (R)

CH

OHCH3CH2

CH3

CH

HOCH2CH3

CH3

CH

OHCH3CH2

CH3

CH

OHCH3

CH3CH2

180o-os forgataacutes

(R)-butaacuten-2-ol (S)-butaacuten-2-olfp 995 oC 995 oCd4

20 0808 0808nD

20 1397 1397[α]D

25 -1352o +1352o

(R)-butaacuten-2-ol (S)-butaacuten-2-ol

CH

OHCH3

CH3CH2

77

Elegykristaacutely

bullveacuteletlenszerűen tartalmazza mindkeacutet enantiomertbulla tiszta enantiomerek eacutes az enantiomer kevereacutekek tulajdonsaacutegai azonosak

Konglomeraacutetum

bullcsak az egyik vagy a maacutesik enantiomert tartalmazzabullaz enantiomerek mechanikusan is elkuumlloumlniacutethetők egymaacutestoacutel

Molekulavegyuumllet

bulla keacutet enantiomer a kristaacutelyban 11 araacutenyban fordul elő (raceacutem elegy)bulla raceacutem elegy eacutes az enantiomerek olvadaacutespontja kuumlloumlnboumlző

bullakiraacutelis koumlruumllmeacutenyek koumlzoumltt megegyező fizikai eacutes keacutemiai tulajdonsaacutegokbullkiraacutelis koumlruumllmeacutenyek koumlzoumltt elteacuterő (kiraacutelis molekulaacutek polarizaacutelt feacuteny)bullenantiomerek koumlzoumltti 3 fő koumllcsoumlnhataacutes

elegykristaacutely keacutepzeacuteskonglomeraacutetum keacutepzeacutesmolekulavegyuumllet keacutepzeacutes

Enantiomerek

78

Enantiomerek egyeacuteb kevereacutekeit az uacutegynevezett bdquoenantiomeric excessrdquo (ee) [enantiomerfelesleg] eacuterteacutekkel jellemezzuumlk (R) eacutes (S) a megfelelő enantiomerek mennyiseacutege a kevereacutekben

A komponensek mennyiseacutegeacutenek meghataacuterozaacutesaKiraacutelis oszlopkromatigraacutefia (enantiomerek elvaacutelasztaacutesa)NMR spektroszkoacutepia

ee =(R) - (S)(R) + (S) 100

Enantiomer felesleg

Az enantiomerfelesleg az aszimmetrikus szinteacutezis sikeresseacutegeacutenek egyikmeacuterőszaacutema Diasztereomerek kevereacuteke eseteacuten hasonloacute moacutedon definiaacuteljaacutek eacuteshasznaacuteljaacutek a diasztereomer felesleg eacutes a szaacutezaleacutekos diasztereomer feleslegfogalmaacutet

Egy 70 R eacutes 30 S izomert tartalmazoacute minta enantiomerfeleslege peacuteldaacuteul40 Ezt az anyagot uacutegy is tekinthetjuumlk mint 40 tiszta R izomer eacutes 60 raceacutemelegy (mely a teljes mennyiseacuteghez 30 R eacutes 30 S izomerrel jaacuterul hozzaacute)kevereacuteke 79

C

C

HOOC

HOOC

H

HOH

OH

S

R

C

C

HOOC

HOOC

OH

HH

OHR

RC

C

COOH

COOH

HO

HH

HOS

S

intramolekulaacuteristuumlkoumlrsiacutek

diasztereomerek diasztereomerek

enantiomerek

COOH

CH3H2NH

R

COOH

CH3 NH2H

S

enantiomerek

Enantiomerek eacutes diasztereomerek

80

C

NH2

COOHHH3C C

CH2SH

COOHH2NH

Ala Cys

Aacutebraacutezolja Fischer keacuteplettel az alaacutebbi perspektivikus keacuteplettel megadott aminosavakat

CH3

COOH

H2N H

CH2SH

COOH

H2N H

Ala Cys

S R

L L81

CNH2H

H3C

COOH

C

COOH

CH2SHH2NH

CCH3H

H2N

COOH

C

COOH

CH2SHHH2N

C

NH2

COOHHH3C

C

CH2SH

COOHH2NH

CH3

COOH

H2N H

CH2SH

COOH

H2N H

82

Enantiomerek eacutes mezo vegyuumlletek

Pszeudoaszimmetria

C

C

HOOC

HOOC

H

HOH

OH

S

R

C

C

HOOC

HOOC

OH

HH

OHR

RC

C

COOH

COOH

HO

HH

HOS

S

intramolekulaacuteristuumlkoumlrsiacutek

diasztereomerek diasztereomerek

enantiomerek

C

C

C

COOH

COOH

HO H

OHH

H OHR

R

C

C

C

COOH

COOH

H OH

HHO

HO HS

S

enantiomerek

optikailag aktiacutevak

C

C

C

COOH

COOH

H OH

OHH

H OHR

S

C

C

C

COOH

COOH

H OH

HHO

H OHR

S

optikailag inaktiacutevak

r s

83

COOH

COOH

COOHHOOC COOH

HOOC COOH

HOOC

mcisz transz transz

szerkezetiizomeacuteria

geometriaiizomeacuteria

optikai izomeacuteria

84

R

RHOH

akiraacutelisszeacutenatom

R

SHOH

rS

RHOH

s

RgtS r s

(S)

(S)

pszeudoaszimmetriaacutes szeacutenatom

akiraacutelis molekulamezo vegyuumllet

akiraacutelisC2 forgaacutesi szimmetriatengely

kiraacutelis

HOOC COOH

Br

m

HOOC COOH

m

HOOC

COOH

pro-pszeudoaszimmetriaacutes szeacutenatom

85

Kiraacutelis molekulaacutekon beluumll is sok esetben talaacutelhatoacute pszeudo-aszimmetriacentrum amennyiben a keacutet enantiomorf ligandum mellett tovaacutebbi aszimmetrikus ligandum is kapcsoloacutedik a centrumhoz (peacuteldaacuteul atropin eacutes szaacutermazeacutekai)

gytszptehuhudownloadindex16630

Oslash86

Mezo-forma a) mindig akiraacutelisb) mindig kell lennie kiraacutelis disztereomerjeacutenek is

gytszptehuhudownloadindex16630

C

C

HOOC

HOOC

H

HOH

OH

S

R

C

C

HOOC

HOOC

OH

HH

OHR

RC

C

COOH

COOH

HO

HH

HOS

S

intramolekulaacuteristuumlkoumlrsiacutek

diasztereomerek diasztereomerek

enantiomerek

Oslash87

gytszptehuhudownloadindex16630

A pszeudo-aszimmetriacentrumok konfiguraacutecioacutejaacuteban elteacuterő izomerekegymaacutessal diasztereoizomer viszonyban aacutellnak

rC

C

C

COOH

COOH

H OH

OHH

H OHR

S

sC

C

C

COOH

COOH

H OH

HHO

H OHR

S Oslash88

Geometriai izomeacuteria

kettős koumlteacutesű vegyuumlletekneacutelciklusos vegyuumlletekneacutel

C CH H

CH3H3CC C

H CH3

HH3C

Felteacutetel (olefinekneacutel) egy adott pilleacuteratomon nem lehet keacutet azonos helyettesiacutetőde adott kettőskoumlteacutes keacutet kuumlloumlnboumlző pilleacuteratomjaacuten lehet egy-egy azonos helyettesiacutető(de ezeknek sem kell szuumlkseacutegkeacuteppen azonosaknak lenniuumlk)

Alfa helyzetű szubsztituens Beacuteta helyzetű szubsztituens

Diasztereomerek

89

Configurational isomers

The particular arrangement of atoms (or goups) in space that is characteristic of a given streoisomer

The configurational isomers can not be transformed into each otherwithout breaking and making a covalent bond

- cis-trans Z-E designations geometric isomers- optical isomerism (cf chirality)

H COOH

H COOH

HOOC H

H COOH

Z E

Oslash90

The requirement for geometric isomerism in alkenes is that each carbon atom involvedin the pi bond have two different groups attached to it such as H and Cl or CH3 and Cl

C CH

H

CH2CH3

CH3

C CH

H

CH2CH3

CH3is the same as

C CCH3

H

CH2CH3

CH3

C CH

CH3

CH2CH3

CH3

geometric isomers

If one of the carbons of the double bond has two identical groups such as two H atomsor two CH3 groups the geometric isomerism is not possible

Z E

Higher priority atoms or groups are on the same side of the pi bond Z bdquotogetherrdquo

Higher priority atoms or groups are on opposite sides of the pi bond E bdquoacrossrdquo

(Look at the single atoms directly attached to the double-bond carbon C and not entire-CH2CH2CH3 group)

Oslash91

Cahn-Ingold-Prelog szekvenciaszabaacutelyokalkeacutenekre vonatkozoacutean

Toumlmegszaacutem

C CT

D

H

DE

Rendszaacutem

C CF

Cl

Br

IZ

Z gt E

E

ZZ C C

C

C

H

NC

C

C

H3C

H3C

CH3

HCH3

H

C CH

NC

C

C

CH3

CH3

H

H

Br

Br

E

R

S

RgtS (DgtL)

92

C CH

H3C

CH

CH

CH3

CH3

CH2

Z ltC

HCH3

CH3

C

H

C

C

H

H

HHH

H

C C

H H

H

C

H

C (C)

o

o

o

H

H(C)oo

o

C CH

H3C

CH

CH

CH3

CH2 Br

CH2

E

C

HCH3

CH2Br

C

H

C

H

H

HCBrH

H

gtC C

H H

H

C

H

C (C)

o

o

o

H

H(C)oo

o

(CON) adott atom ismeacutetelt megjeleniacuteteacutese ---o fantomatom

1 2 3C CCCH CHHH C C(C)CH C(C)HH

1 2 3C CCCH BrCHH gt CHHH C C(C)CH C(C)HH 93

transzE

ciszZ

C CH H

C CH

H

transzZ

ciszE

C CBr H

C CH

Br

Oslash94

Konformaacutecioacutes izomeacuteriaUgyanaz a vaacutez konnektivitaacutes de elteacuterő teacuterbelielrendeződeacutes (valamilyen szimmetria-rendezőhoumlz valoacuteviszony)

Kovalens koumlteacutes elszakiacutetaacutesa eacutes uacutejrakeacutepződeacutese neacutelkuumllegymaacutesba alakiacutethatoacutek

Rotaacutecioacutes izomeacuteriaKuumlloumlnboumlző konformaacutecioacute (konformerek rotamerek)

Axiaacutelis kiralitaacutes R SHelikaacutelis kiralitaacutes P M

95

C CCH3H3C

HHHH

C CCH3

CH3 HH

HH

Konformaacutecioacutes diasztereomerek

C CH

CH3 HCH3

HH C C

H

CH3 CH3H

HH

Konformaacutecioacutes enantiomerek

P M

96

szinperiplanaacuteris szinklinaacutelis antiklinaacutelis antiperiplanaacuteris antiklinaacutelis szinklinaacutelis

pszeudorotaacutecioacute

axiaacutelis ekvatoriaacutelis

Konformerek

kiraacutelis kiraacutelisakiraacutelis akiraacutelis

97

C CCH3

CH3 HH

HHC C

CH3H3C

HHHH

Konfiguraacutecioacutes diasztereomerek

Konformaacutecioacutes diasztereomerek

C CH H

CH3H3CCC

HH3C

H CH3

98

- huacutezaacutes (stretch)

- hajliacutetaacutes (bend)

- csavaraacutes (torsion)

O OH

Hr 1r 2

r 2

O OH

H

α

OH

OH

τ (φ)

Oslash99

O OH

H

HOOH

OOH

HE

α30 kcalmol

Hajliacutetaacutes bend

Huacutezaacutes (nyuacutejtaacutes) stretch

disszociaacutecioacute

E

r

~ 90 ~ 50 kcalmol

HOO + H

HO + HO

Oslash100

H

H

H

O OH

H

1 kcalmol

~ 10kcalmol

(torzioacutes szoumlg)τ

Newman projekcioacute

H H

0o 60o 180o 300o 360o

OO

H

H

HHH HH

Oslash101

CH2 CH2Y ZY = Z = H

Y = Z = CH3

etaacuten

n-butaacuten

300o 360o240o180o120o60o0o

0o120o- 60o-180o-240o-300o-360o-

oacutera jaacuteraacutesaacuteval megegyező

oacutera jaacuteraacutesaacuteval ellenteacutetes

ZY

Z

Y

ZY

Z

Y

Z

Y

ZYZY

syn antisynperiplanar synklinal antiklinal antiperiplanar antiklinal synklinal

102

CCH

H H

HH

HH H

H

H

H H

CCH

H H

H

H HH H

HH

HH

0o 120o 240o 360o

12 M

m

M12 M M

mm

Θ

M = m

E(Θ)

minimum

Maximum

103

HHH H

CH3CH3

HHH H

CH3CH3

H

HH H

CH3

CH3

E

0deg dieacutederes szoumlg

E szabadentalpia-kuumlloumlnbseacuteg

58

29

07

(kcal)

H H

H3CH CH3

H

H H

H3CH H

CH3

H3C CH3

H HH

H

CH3HH H

CH3H

060deg 120deg 180deg 240deg 300deg 360deg

szinperiplanaacuteris szinklinaacutelis antiklinaacutelis antiperiplanaacuteris antiklinaacutelis szinklinaacutelis104

∆G0 = G01 - G0

2

K = e∆G0

RT

∆G = - RT ln K∆G = ∆H - T∆S

∆H = 074

∆S = 2 K = 19

gauche ndash anti araacuteny

minden gauche konformerre keacutet anti forma jut K= [a][g] Oslash105

0o

0o

60o

60o

120o

120o

180o

180o

240o

240o

300o

300o 360o

360o

RELA

T

IacuteV

ENERGIA

ANTI EFFEKTUS

GAUCHE EFFEKTUS

EXTREacuteMGAUCHE

EFFEKTUS

H

H H

H H

H

CH3

H H

H H

CH3

TORZIOacuteS SZOumlG

ZY

Z

YZ

Y

Z

Y

ZY

ZY ZY

F

H H

OH

repulsions

F

H H

H 106

attractiveinteractions

orbitalinteractions

antiperiplanarposition

Anti-effect

107

repulsions

F

H H

OH

repulsions

F

H H

H

Extrem gauche effect

108

C-F

C-H

C-F

C-HC-C C-C

Oslash109

CikloalkaacutenokGyűrűfeszuumlltseacuteg

Hipotetikus planaacuteris rendszerek

Baeyer vegyeacuterteacutekszoumlg-deformaacutecioacute (angulaacuterisgyűrű feszuumlleacutes)

Pitzer anti-aacutellaacuteshoz keacutepesti energiatoumlbblet (torzioacutes feszuumlleacutes)

van der Waals nemkoumltő atomok szterikus koumllcsoumlnhataacutesa

Nem planaacuteris vegyuumlletek

CC C

C

C

boriacuteteacutek

C C C

C

Ctwist

pszeudorotaacutecioacute

CC

C C

V-alakuacute

CCC

CCC

szeacutek110

3 4 5 6 7 8 9 10Gyűrűtagszaacutem

Gyűrű

feszuumlleacutes

kcalmol

hataacutereacuterteacutek

111

Cl

H

H

H

Cl

H

H

Cl

H

H

Cl

H

Cl

H

H

H

H

Cl

mezo SS RR

cisz transz

Ciklopropaacuten

C

C

HOOC

HOOC

H

HOH

OH

S

R

C

C

HOOC

HOOC

OH

HH

OHR

RC

C

COOH

COOH

HO

HH

HOS

S

intramolekulaacuteristuumlkoumlrsiacutek

diasztereomerek diasztereomerek

enantiomerek 112

Ea(a e)

∆Ea+∆E

∆E

Ea(a e)

Z

Hkb 5szeacutek

ZH

kb 95szeacutek

kb 2 kcal

csavartkaacuted

csavartkaacuted

kaacuted

ZH

feacutelszeacutekfeacutelszeacutek

ZH

Ciklohexaacuten

113

A 3-3 nemszomszeacutedos szeacutenatom aacuteltal definiaacutelt siacutekokra

merőleges koumlteacutesiraacutenyok axiaacutelis

A toumlbbi koumlteacutes e keacutet siacutek koumlzoumltt van ekvatoriaacutelis

Pszeudorotaacutecioacute a gyűrűs vegyuumlletek konformerjei

szoumlgfeszuumlltseacuteg neacutelkuumll alakulnak egymaacutesba

114

transz 12-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

cisz 12-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

Z

H

Z

H Z

HZ

Ha

eae

Z

HZ

H

Z

H

Z

H

a

e

ae

115

transz 13-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

cisz 13-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

Z

HZ

H

Z

H Z

H

a

e ae

Z

HZ

HZ

H

Z

H

a

e

ae

116

H

Z

Z

H

H

Z Z

Ha

ea

e

transz 14-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

Z

HZ

H

H

Z

Z

Ha

ea

e

cisz 14-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

117

Oslash118

8 CO2 + 8 H2O

- 12483 kcalmol - 12468 kcalmol

15 kcalmol

CH3

CH3H

H

+ 12 O2

cisz-12-dimetilciklohexaacuten

CH3

H

H

CH3

transz-12-dimetilciklohexaacuten

+ 12 O2

119

Diszubsztituaacutelt ciklohexaacutenokszerkezeti izomerjeinek konformaacutecioacutes viszonyai

Szerkezeti izomer Geometriai izomercisz transz

12

14

ae aa

ea ee

13aa ae

ee ea

120

Oslash121

BrNH2

Br

NH23a 2b

NH2

Br

Br

NH24a 1b

NH2

Br

Br

NH2

1b 4a

NH2

Br

NH2

Br2b 3a

NH2

Br

Br

NH23b 2a

Br

NH2

BrNH24b 1a

Konformaacutecioacutes Konformaacutecioacutes

BrNH2 Br

NH2

1a 4b

Br

NH2

BrNH2

2a 3b

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesenantiomerek

Konfiguraacutecioacutesenantiomerek

diasztereomerek diasztereomerek

12-helyzetben kuumlloumlnboumlző helyettesiacutetőket tartalmazoacute ciklohexaacuten szaacutermazeacutekokkonfiguraacutecioacutes eacutes konformaacutecioacutes viszonyai

Oslash122

H

H

H

HH

H

H

H

Dekalin

cisz transz

123

transz-transz-transzanellaacutecioacute

cisz-transz-transzanellaacutecioacute

DC

BA

DC

BA

H H

R

H

H H

H

H

H

R

H H

DCBA

R

H

H

H

H

H

H

DCBA

R

H

H

H

H

H

H

CH3

CH3

CH3

CH3

Oslash124

A kiralitaacutes kialakulaacutesa eacutes bioloacutegiai jelentőseacutege

Kiraacutelis vegyuumlletek

termeacuteszetes aminosavak (elsősorban L konfiguraacutecioacute)peptidek enzimektermeacuteszetes szeacutenhidraacutetok (elsősorban D konfiguraacutecioacute)gyoacutegyszerek

Az első kiraacutelis vegyuumllet kialakulaacutesa

az elemi reacuteszek gyenge koumllcsoumlnhataacutesaacutenakiraacutenyfuumlggeacuteseacutevel van kapcsolatban

autokataliacutezis

a termeacuteszet nem tuumlkoumlrszimmetrikus (a termeacuteszet homokiraacutelis)

Oslash125

Az optikai aktivitaacuteseredete szeacutenhidraacutetokkiralitaacutescentrumaacutenakkieacutepuumlleacutese a termeacuteszetben

Oslash126

Oslash127

• Slide Number 1
• Slide Number 2
• Slide Number 3
• Slide Number 4
• Slide Number 5
• Slide Number 6
• Slide Number 7
• Izomeacuteria
• Slide Number 9
• Slide Number 10
• Slide Number 11
• Slide Number 12
• Slide Number 13
• Slide Number 14
• Slide Number 15
• Slide Number 16
• Slide Number 17
• Slide Number 18
• Szerkezeti izomeacuteria
• Slide Number 20
• Slide Number 21
• Slide Number 22
• Slide Number 23
• Slide Number 24
• A tautomeacuteria tiacutepusai
• Slide Number 26
• Slide Number 27
• Slide Number 28
• Slide Number 29
• Slide Number 30
• Sztereoizomeacuteria
• Slide Number 32
• Slide Number 33
• Slide Number 34
• Slide Number 35
• Slide Number 36
• Slide Number 37
• Slide Number 38
• Slide Number 39
• Slide Number 40
• Slide Number 41
• Slide Number 42
• Slide Number 43
• Slide Number 44
• Slide Number 45
• Slide Number 46
• Slide Number 47
• Tovaacutebbi kiralitaacutes tiacutepusok
• Slide Number 49
• Slide Number 50
• Slide Number 51
• Slide Number 52
• Slide Number 53
• Slide Number 54
• Slide Number 55
• Slide Number 56
• Slide Number 57
• Toumlbb kiralitaacuteskoumlzpont
• Slide Number 59
• Slide Number 60
• Slide Number 61
• Slide Number 62
• Slide Number 63
• Slide Number 64
• Slide Number 65
• Slide Number 66
• Slide Number 67
• Slide Number 68
• Slide Number 69
• Slide Number 70
• Slide Number 71
• Slide Number 72
• Slide Number 73
• Slide Number 74
• Slide Number 75
• Konfiguraacutecioacutes izomeacuteria
• Slide Number 77
• Slide Number 78
• Slide Number 79
• Slide Number 80
• Slide Number 81
• Slide Number 82
• Slide Number 83
• Slide Number 84
• Slide Number 85
• Slide Number 86
• Slide Number 87
• Slide Number 88
• Slide Number 89
• Slide Number 90
• Slide Number 91
• Slide Number 92
• Slide Number 93
• Slide Number 94
• Slide Number 95
• Slide Number 96
• Slide Number 97
• Slide Number 98
• Slide Number 99
• Slide Number 100
• Slide Number 101
• Slide Number 102
• Slide Number 103
• Slide Number 104
• Slide Number 105
• Slide Number 106
• Slide Number 107
• Slide Number 108
• Slide Number 109
• Slide Number 110
• Slide Number 111
• Slide Number 112
• Slide Number 113
• Slide Number 114
• Slide Number 115
• Slide Number 116
• Slide Number 117
• Slide Number 118
• Slide Number 119
• Slide Number 120
• Slide Number 121
• Slide Number 122
• Slide Number 123
• Slide Number 124
• Slide Number 125
• Slide Number 126
• Slide Number 127

Fresnel elmeacutelete szerint a siacutekban polarizaacutelt feacuteny keacutet ellenteacutetes iraacutenyaacutebacirkulaacuterisan polarizaacutelt komponensből tevődik oumlssze Optikailag aktiacutev koumlzegbenaz egyik cirkulaacuteris komponens lassabban halad mint a maacutesik ezeacutert aztaacutenamikor kileacutepnek a koumlzegből eltoloacutedott faacutezisban oumlsszegeződnek uacutejra s eza polarizaacutecioacute siacutekjaacutenak elfordulaacutesaacuteban nyilvaacutenul meg Az optikailag aktiacutev anyagmolekulaacutei kuumlloumlnboumlző meacuterteacutekű koumllcsoumlnhataacutesba leacutepnek a jobbra eacutes a balracirkulaacuteris feacutenysugaacuterral A cirkulaacuterisan polaacuterozott feacuteny uacutegy jellemezhető hogya feacutenysugaacuter menteacuten az elektromaacutegneses teret leiacuteroacute elektromos eacutes maacutegnesesvektorok veacutegpontjai egy jobb vagy bal menetű csavarvonalon helyezkednek el

Optikai aktivitaacutes meacutereacutese

polarimetertube

Polarizerfixed Nicolprism

Plane-polarizedlight

Solution of opticallyactive material

Plane ofpolarizationhas undergonea rotation

Analyizermovable Nicolprism

ViewerUnpolarizedlight fromsource

Oslash46

siacutekban polarizaacutelt feacuteny

polarizaacuteloacute lencse (Nicol prizma)

normaacutel feacuteny

a)

b)

c)

x

z

z

z

siacutekban polaacuterozott feacuteny P eacutes M helicitaacutesuacutecirkulaacuterisan polaacuterozott feacuteny

minta

x

z

α

z

x

Oslash47

Tovaacutebbi kiralitaacutes tiacutepusok

48

Sztereogeacuten centrum jelenleacutete nem szuumlkseacuteges sem nem eleacutegseacuteges felteacutetele a kiralitaacutesnak

Nem szuumlkseacuteges peacuteldaacuteul axiaacutelis kiralitaacutes planaacuteris kiralitaacutes

Axiaacutelis kiralitaacutes A kiralitaacutes az atomok egy tengely koumlruumlli elrendeződeacuteseacutenek koumlvetkezmeacutenye

Alleacutenek kiralitaacutesa

Planaacuteris kiralitaacutes A kiralitaacutes az atomok egy siacutek koumlruumlli elhelyezkedeacuteseacutenek koumlvetkezmeacutenye

Helikaacutelis kiralitaacutes Csavarvonal (spiraacutelis) szerkezetű molekulaacutekPl DNS kettős heacutelixe polipeptidek kettős α-heacutelixe

C C CH

ClHCl CCC

H

ClHCl

COOH

CH3

CrOC

OCOC

CrCO

COCO

COOH

CH3

49

R S

HOOC

Br

COOH

Br6

2

6

2COOH

Br

HOOC

Br

tuumlkoumlrsiacutek

C

Br

COOHBr1

2

3 4

HOO c2COOH

Br

BrHOOC

c2

1

2

34

Atropizomeacuteria

50

Axiaacutelis kiralitaacutes

R-konfiguraacutecioacute

51

C CH

H3CC

H

CH3

CCH

CH3C

H

H3C

NH

HN

NH

NH

tuumlkoumlrsiacutek

Nem minden kiraacutelis molekula rendelkezik aszimmetria centrummal

52

Cukor Foszfor atom Oslash53

Konformaacutecioacutes enantiomerek

P M

Helikaacutelis kiralitaacutes

Konfiguraacutecioacutes enantiomerek

P M

Heptaheliceacuten n-Butaacuten

54

Oslash55

56

Feheacuterjeacutek teacuterszerkezete

Oslash

57

Nukleinsavak teacuterszerkezete

Oslash

Toumlbb kiralitaacuteskoumlzpont

58

Toumlbb aszimmetria centrumot tartalmazoacute vegyuumlleteklehetseacuteges sztereoizomereinek szaacutema

A nem enantiomeacuteria viszonyban aacutelloacute sztereoizomerek

diasztereomerek

Ha az n db aszimmetria centrum koumlzoumltt vannak azonosak a fuumlggetlen sztereoizomerek szaacutema lt 2n

mezo-forma nem kiraacutelis

2n

59

CH3CH3

HO H

OHHCH3

H3COHH

HO H

CH3CH3

HO H

HHOCH3

H3COHH

H OH

CH3CH3

HO H

OHH

180o forgataacutes

mezo-23-butaacutendioltuumlkoumlrkeacutepi paacuterok fedeacutesbe hozhatoacutek - akiraacutelis

(2R3R)-23-butaacutendiol (2S3S)-23-butaacutendiol

CH3 CH3

H HHO OH

Egyetlen sztereogeacuten centrumot tartalmazoacute molekula mindig kiraacutelis desztereogeacuten centrum jelenleacutete nem szuumlkseacuteges sem nem eleacutegseacuteges felteacutetele a kiralitaacutesnak

Nem eleacutegseacuteges toumlbb sztereogeacuten centrumot tartalmazoacute molekula lehet akiraacutelisPeacutelda

60

Nem minden olyan molekula kiraacutelis amely aszimmetria centrumokkal rendelkezik

Nem minden kiraacutelis molekula rendelkezik aszimmetria centrummal

axiaacutelis kiralitaacutes 13-diszubsztituaacutelt alleacuten planaacuteris kiralitaacutes spirovegyuumlletek koumlreacuteben

mezo vegyuumlletek cisz-12-azonosandiszubsztituaacutelt ciklopropaacuten

Oslash61

COOHH

HHOOC

CH3H

H3C HS2

COOH

HHO

H OH

COOH

S2

COOHH

HHOOC

HH

H H

borkősav

Newman (fűreacuteszbak) projekcioacuteKonformatiacutev

62

Fisher projekcioacuteval aacutebraacutezolt L- eacutes D-borkősav

mezo-borkotildesav

COOHCH OHCCOOH

OHH

COOHCHO HCCOOH

HHO

szotildelotildesav

COOHCH OHCCOOH

HHO

COOHCHO HCCOOH

OHH

L-(+)-borkotildesav D-(-)-borkotildesav

63

Oslash64

Cl

H

H

H

Cl

H

H

Cl

H

H

Cl

H

Cl

H

H

H

H

Cl

mezo SS RR

cisz transz

Nem minden olyan molekula kiraacutelis amely aszimmetria centrumokkal rendelkezik

65

Szimmeriaelemek(szimmetria azonos meacuteret)

Akkor mondjuk hogy egy taacutergy szimmetriaelemmel rendelkezik ha a megfelelőszimmetriaművelet (tuumlkroumlzeacutes forgataacutes inverzioacute) a taacutergyat az eredetivel fedeacutesbehozhatoacute alakzattaacute konvertaacutelja

Pontcsoport ndash meghataacuterozott taacutergyra vonatkozoacute szimmetriaműveletek oumlsszesseacutege

szimmetriasiacutek (σ) a molekulaacutet keacutet olyan feacutelre bontja amelyek egymaacutesnak pontostuumlkoumlrkeacutepei (Szimmetriasiacutekot tartalmazoacute molekula akiraacutelis de a siacutek hiaacutenya nem okozkiralitaacutest)

n-ed rendű forgaacutesi szimmetriatengely (Cn) a molekulaacutet a tengely koumlruumll 360degnszoumlggel elforgatva az eredetitől megkuumlloumlnboumlzhetetlen molekulaacutet kapunk

szimmetriacentrum (inverzioacutes centrum) (Ci) a molekula baacutermely elemeacutet aszimmetriacentrummal oumlsszekoumltve eacutes az ellenkező iraacutenyba azonos taacutevolsaacutegrameghosszabbiacutetva azonos elemhez jutunk (Szimmetriacentrumot tartalmazoacutemolekula akiraacutelis de hiaacutenya nem okoz kiralitaacutest)

n-ed rendű tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengely (Sn) a molekulaacutet 360degn szoumlggel elforgatvaeacutes a tengelyre merőleges siacutekra tuumlkroumlzve az eredetitől megkuumlloumlnboumlzhetetlenmolekulaacutet kapunk (Tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengelyt tartalmazoacute molekula akiraacutelishiaacutenyaacuteban a molekula kiraacutelis) 66

C CCH3

H

H

CH3180o C C

CH3

H

CH3

H360o

siacutek

tengely

siacutek

tengely

Keacutetfogaacutesuacute tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengely Egyfogaacutesuacute tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengely

Szimmetriacentrum Szimmetriasiacutek

Tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengelyValamely taacutergy akkor jellemezhető Sn azaz n-ed rendű tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengellyel ha annak baacutermely pontjaacutet a tengely koumlruumll 360n fokos szoumlggelelfordiacutetva eacutes a tengelyre merőlegesen fektetett siacutekon keresztuumll tuumlkroumlzve az eredetiobjektumot kapjuk meg (n szuumlkseacutegkeacuteppen paacuteros vagy 1)

Az S1-tengely szimmetriasiacutekkal (σ) az S2-tengely viszont szimmetriacentrummal (Ci) egyeneacuterteacutekű

A szimmetriacentrumon aacutethaladoacute baacutermely egyenesen a centrumtoacutel egyenlő taacutevolsaacutegban azonos elemek talaacutelhatoacutek

Akiraacutelis molekulaacutek

67

szimmetriasiacutek (m S1) forgaacutesi szimmetriatengely (Cn) szimmetriacentrum (Ci S2)

Szimmetrikus + +

Szimmetrikus + -

Koumlzeacuteppontosan - + szimmetrikus

Disszimetrikus - + - (kiraacutelis)

Aszimmetrikus - - - (kiraacutelis)

Szimmetriaelem művelet

Szimmetriasiacutek tuumlkroumlzeacutes

Szimmetriatengely forgataacutes

Szimmetriacentrum inverzioacute

Szimmetriaelem művelet

Azonossaacuteg vaacuteltozatlanulhagyaacutes

Tuumlkroumlzeacutesi forgataacutes eacutesszimmetriatengely (giroid) tengelyre merőleges

tuumlkroumlzeacutesOslash68

Oslash69

Oslash70

Oslash71

Oslash72

1 Atomic number2 Atomic mass3 Z gt E4 R gt S5 Spheres6 Single-bond equivalencies

Cahn-Ingold-Prelog nomenclature system

Sequence rules for order of priority

1 If the atoms in question are different the sequence order is by atomic number with theatom of highest atomic number receiving the highest priority

F lt Cl lt Br lt I

increasing priority

2 If two isotopes of the same element are present the isotope of higher mass receivesthe higher priority

H lt D

increasing priority73

5 If two atoms are identical the atomic numbers of the next atoms are used for priorityassignment If these atoms also have identical atoms attached to them priority isdetermined at the first point of difference along the chain The atom that has attached to itan atom of higher priority has the higher priority (Do not use the sums of the atomic numbersBut look for the single atom of highest priority)

74

6 Atoms attached by double or triple bond are given single-bond equivalencies so that theycan be treated like single-bonded groups in determining priority Each doubly bonded atom isduplicated (or triplicated for triple bonds)

R C

O

OH

Structure Equivalent for priority determination

R C

O

O

OH

C

R C N R C

N

N

NC

C

75

Konfiguraacutecioacutes izomeacuteriaUgyanaz a vaacutez konnektivitaacutes de elteacuterő teacuterbelielrendeződeacutes (valamilyen szimmetria-rendezőhoumlz valoacuteviszony)

Nem alakiacutethatoacutek egymaacutesba kovalens koumlteacutes elszakiacutetaacutesaeacutes uacutejrakeacutepződeacutese neacutelkuumll

optikai izomerek (optikai aktivitaacutes) R Sgeometriai izomerek cisz-transz E-Z

76

Konfiguraacutecioacutes diasztereomerekFizikai eacutes keacutemia tulajdonsaacutegaik elteacuternek

Konfiguraacutecioacutes enantiomerekFizikai eacutes keacutemiai tulajdonsaacutegaikazonosak kiveacutevebull azonos meacuterteacutekű de ellenteacutetesiraacutenyuacute optikai forgatoacutekeacutepesseacutegbull elteacuterő reaktivitaacutes maacutes kiraacutelis vegyuumlletekkel valoacute reakcioacuteban

C

C

Cl

Cl H

HC

C

H

Cl H

Cl

cisz-12-dikloacutereteacuten transz-12-dikloacutereteacuten

Br Cl

Cl BrF F

Cl Br

Br FF Cl

(R) (R) (S) (R)

CH

OHCH3CH2

CH3

CH

HOCH2CH3

CH3

CH

OHCH3CH2

CH3

CH

OHCH3

CH3CH2

180o-os forgataacutes

(R)-butaacuten-2-ol (S)-butaacuten-2-olfp 995 oC 995 oCd4

20 0808 0808nD

20 1397 1397[α]D

25 -1352o +1352o

(R)-butaacuten-2-ol (S)-butaacuten-2-ol

CH

OHCH3

CH3CH2

77

Elegykristaacutely

bullveacuteletlenszerűen tartalmazza mindkeacutet enantiomertbulla tiszta enantiomerek eacutes az enantiomer kevereacutekek tulajdonsaacutegai azonosak

Konglomeraacutetum

bullcsak az egyik vagy a maacutesik enantiomert tartalmazzabullaz enantiomerek mechanikusan is elkuumlloumlniacutethetők egymaacutestoacutel

Molekulavegyuumllet

bulla keacutet enantiomer a kristaacutelyban 11 araacutenyban fordul elő (raceacutem elegy)bulla raceacutem elegy eacutes az enantiomerek olvadaacutespontja kuumlloumlnboumlző

bullakiraacutelis koumlruumllmeacutenyek koumlzoumltt megegyező fizikai eacutes keacutemiai tulajdonsaacutegokbullkiraacutelis koumlruumllmeacutenyek koumlzoumltt elteacuterő (kiraacutelis molekulaacutek polarizaacutelt feacuteny)bullenantiomerek koumlzoumltti 3 fő koumllcsoumlnhataacutes

elegykristaacutely keacutepzeacuteskonglomeraacutetum keacutepzeacutesmolekulavegyuumllet keacutepzeacutes

Enantiomerek

78

Enantiomerek egyeacuteb kevereacutekeit az uacutegynevezett bdquoenantiomeric excessrdquo (ee) [enantiomerfelesleg] eacuterteacutekkel jellemezzuumlk (R) eacutes (S) a megfelelő enantiomerek mennyiseacutege a kevereacutekben

A komponensek mennyiseacutegeacutenek meghataacuterozaacutesaKiraacutelis oszlopkromatigraacutefia (enantiomerek elvaacutelasztaacutesa)NMR spektroszkoacutepia

ee =(R) - (S)(R) + (S) 100

Enantiomer felesleg

Az enantiomerfelesleg az aszimmetrikus szinteacutezis sikeresseacutegeacutenek egyikmeacuterőszaacutema Diasztereomerek kevereacuteke eseteacuten hasonloacute moacutedon definiaacuteljaacutek eacuteshasznaacuteljaacutek a diasztereomer felesleg eacutes a szaacutezaleacutekos diasztereomer feleslegfogalmaacutet

Egy 70 R eacutes 30 S izomert tartalmazoacute minta enantiomerfeleslege peacuteldaacuteul40 Ezt az anyagot uacutegy is tekinthetjuumlk mint 40 tiszta R izomer eacutes 60 raceacutemelegy (mely a teljes mennyiseacuteghez 30 R eacutes 30 S izomerrel jaacuterul hozzaacute)kevereacuteke 79

C

C

HOOC

HOOC

H

HOH

OH

S

R

C

C

HOOC

HOOC

OH

HH

OHR

RC

C

COOH

COOH

HO

HH

HOS

S

intramolekulaacuteristuumlkoumlrsiacutek

diasztereomerek diasztereomerek

enantiomerek

COOH

CH3H2NH

R

COOH

CH3 NH2H

S

enantiomerek

Enantiomerek eacutes diasztereomerek

80

C

NH2

COOHHH3C C

CH2SH

COOHH2NH

Ala Cys

Aacutebraacutezolja Fischer keacuteplettel az alaacutebbi perspektivikus keacuteplettel megadott aminosavakat

CH3

COOH

H2N H

CH2SH

COOH

H2N H

Ala Cys

S R

L L81

CNH2H

H3C

COOH

C

COOH

CH2SHH2NH

CCH3H

H2N

COOH

C

COOH

CH2SHHH2N

C

NH2

COOHHH3C

C

CH2SH

COOHH2NH

CH3

COOH

H2N H

CH2SH

COOH

H2N H

82

Enantiomerek eacutes mezo vegyuumlletek

Pszeudoaszimmetria

C

C

HOOC

HOOC

H

HOH

OH

S

R

C

C

HOOC

HOOC

OH

HH

OHR

RC

C

COOH

COOH

HO

HH

HOS

S

intramolekulaacuteristuumlkoumlrsiacutek

diasztereomerek diasztereomerek

enantiomerek

C

C

C

COOH

COOH

HO H

OHH

H OHR

R

C

C

C

COOH

COOH

H OH

HHO

HO HS

S

enantiomerek

optikailag aktiacutevak

C

C

C

COOH

COOH

H OH

OHH

H OHR

S

C

C

C

COOH

COOH

H OH

HHO

H OHR

S

optikailag inaktiacutevak

r s

83

COOH

COOH

COOHHOOC COOH

HOOC COOH

HOOC

mcisz transz transz

szerkezetiizomeacuteria

geometriaiizomeacuteria

optikai izomeacuteria

84

R

RHOH

akiraacutelisszeacutenatom

R

SHOH

rS

RHOH

s

RgtS r s

(S)

(S)

pszeudoaszimmetriaacutes szeacutenatom

akiraacutelis molekulamezo vegyuumllet

akiraacutelisC2 forgaacutesi szimmetriatengely

kiraacutelis

HOOC COOH

Br

m

HOOC COOH

m

HOOC

COOH

pro-pszeudoaszimmetriaacutes szeacutenatom

85

Kiraacutelis molekulaacutekon beluumll is sok esetben talaacutelhatoacute pszeudo-aszimmetriacentrum amennyiben a keacutet enantiomorf ligandum mellett tovaacutebbi aszimmetrikus ligandum is kapcsoloacutedik a centrumhoz (peacuteldaacuteul atropin eacutes szaacutermazeacutekai)

gytszptehuhudownloadindex16630

Oslash86

Mezo-forma a) mindig akiraacutelisb) mindig kell lennie kiraacutelis disztereomerjeacutenek is

gytszptehuhudownloadindex16630

C

C

HOOC

HOOC

H

HOH

OH

S

R

C

C

HOOC

HOOC

OH

HH

OHR

RC

C

COOH

COOH

HO

HH

HOS

S

intramolekulaacuteristuumlkoumlrsiacutek

diasztereomerek diasztereomerek

enantiomerek

Oslash87

gytszptehuhudownloadindex16630

A pszeudo-aszimmetriacentrumok konfiguraacutecioacutejaacuteban elteacuterő izomerekegymaacutessal diasztereoizomer viszonyban aacutellnak

rC

C

C

COOH

COOH

H OH

OHH

H OHR

S

sC

C

C

COOH

COOH

H OH

HHO

H OHR

S Oslash88

Geometriai izomeacuteria

kettős koumlteacutesű vegyuumlletekneacutelciklusos vegyuumlletekneacutel

C CH H

CH3H3CC C

H CH3

HH3C

Felteacutetel (olefinekneacutel) egy adott pilleacuteratomon nem lehet keacutet azonos helyettesiacutetőde adott kettőskoumlteacutes keacutet kuumlloumlnboumlző pilleacuteratomjaacuten lehet egy-egy azonos helyettesiacutető(de ezeknek sem kell szuumlkseacutegkeacuteppen azonosaknak lenniuumlk)

Alfa helyzetű szubsztituens Beacuteta helyzetű szubsztituens

Diasztereomerek

89

Configurational isomers

The particular arrangement of atoms (or goups) in space that is characteristic of a given streoisomer

The configurational isomers can not be transformed into each otherwithout breaking and making a covalent bond

- cis-trans Z-E designations geometric isomers- optical isomerism (cf chirality)

H COOH

H COOH

HOOC H

H COOH

Z E

Oslash90

The requirement for geometric isomerism in alkenes is that each carbon atom involvedin the pi bond have two different groups attached to it such as H and Cl or CH3 and Cl

C CH

H

CH2CH3

CH3

C CH

H

CH2CH3

CH3is the same as

C CCH3

H

CH2CH3

CH3

C CH

CH3

CH2CH3

CH3

geometric isomers

If one of the carbons of the double bond has two identical groups such as two H atomsor two CH3 groups the geometric isomerism is not possible

Z E

Higher priority atoms or groups are on the same side of the pi bond Z bdquotogetherrdquo

Higher priority atoms or groups are on opposite sides of the pi bond E bdquoacrossrdquo

(Look at the single atoms directly attached to the double-bond carbon C and not entire-CH2CH2CH3 group)

Oslash91

Cahn-Ingold-Prelog szekvenciaszabaacutelyokalkeacutenekre vonatkozoacutean

Toumlmegszaacutem

C CT

D

H

DE

Rendszaacutem

C CF

Cl

Br

IZ

Z gt E

E

ZZ C C

C

C

H

NC

C

C

H3C

H3C

CH3

HCH3

H

C CH

NC

C

C

CH3

CH3

H

H

Br

Br

E

R

S

RgtS (DgtL)

92

C CH

H3C

CH

CH

CH3

CH3

CH2

Z ltC

HCH3

CH3

C

H

C

C

H

H

HHH

H

C C

H H

H

C

H

C (C)

o

o

o

H

H(C)oo

o

C CH

H3C

CH

CH

CH3

CH2 Br

CH2

E

C

HCH3

CH2Br

C

H

C

H

H

HCBrH

H

gtC C

H H

H

C

H

C (C)

o

o

o

H

H(C)oo

o

(CON) adott atom ismeacutetelt megjeleniacuteteacutese ---o fantomatom

1 2 3C CCCH CHHH C C(C)CH C(C)HH

1 2 3C CCCH BrCHH gt CHHH C C(C)CH C(C)HH 93

transzE

ciszZ

C CH H

C CH

H

transzZ

ciszE

C CBr H

C CH

Br

Oslash94

Konformaacutecioacutes izomeacuteriaUgyanaz a vaacutez konnektivitaacutes de elteacuterő teacuterbelielrendeződeacutes (valamilyen szimmetria-rendezőhoumlz valoacuteviszony)

Kovalens koumlteacutes elszakiacutetaacutesa eacutes uacutejrakeacutepződeacutese neacutelkuumllegymaacutesba alakiacutethatoacutek

Rotaacutecioacutes izomeacuteriaKuumlloumlnboumlző konformaacutecioacute (konformerek rotamerek)

Axiaacutelis kiralitaacutes R SHelikaacutelis kiralitaacutes P M

95

C CCH3H3C

HHHH

C CCH3

CH3 HH

HH

Konformaacutecioacutes diasztereomerek

C CH

CH3 HCH3

HH C C

H

CH3 CH3H

HH

Konformaacutecioacutes enantiomerek

P M

96

szinperiplanaacuteris szinklinaacutelis antiklinaacutelis antiperiplanaacuteris antiklinaacutelis szinklinaacutelis

pszeudorotaacutecioacute

axiaacutelis ekvatoriaacutelis

Konformerek

kiraacutelis kiraacutelisakiraacutelis akiraacutelis

97

C CCH3

CH3 HH

HHC C

CH3H3C

HHHH

Konfiguraacutecioacutes diasztereomerek

Konformaacutecioacutes diasztereomerek

C CH H

CH3H3CCC

HH3C

H CH3

98

- huacutezaacutes (stretch)

- hajliacutetaacutes (bend)

- csavaraacutes (torsion)

O OH

Hr 1r 2

r 2

O OH

H

α

OH

OH

τ (φ)

Oslash99

O OH

H

HOOH

OOH

HE

α30 kcalmol

Hajliacutetaacutes bend

Huacutezaacutes (nyuacutejtaacutes) stretch

disszociaacutecioacute

E

r

~ 90 ~ 50 kcalmol

HOO + H

HO + HO

Oslash100

H

H

H

O OH

H

1 kcalmol

~ 10kcalmol

(torzioacutes szoumlg)τ

Newman projekcioacute

H H

0o 60o 180o 300o 360o

OO

H

H

HHH HH

Oslash101

CH2 CH2Y ZY = Z = H

Y = Z = CH3

etaacuten

n-butaacuten

300o 360o240o180o120o60o0o

0o120o- 60o-180o-240o-300o-360o-

oacutera jaacuteraacutesaacuteval megegyező

oacutera jaacuteraacutesaacuteval ellenteacutetes

ZY

Z

Y

ZY

Z

Y

Z

Y

ZYZY

syn antisynperiplanar synklinal antiklinal antiperiplanar antiklinal synklinal

102

CCH

H H

HH

HH H

H

H

H H

CCH

H H

H

H HH H

HH

HH

0o 120o 240o 360o

12 M

m

M12 M M

mm

Θ

M = m

E(Θ)

minimum

Maximum

103

HHH H

CH3CH3

HHH H

CH3CH3

H

HH H

CH3

CH3

E

0deg dieacutederes szoumlg

E szabadentalpia-kuumlloumlnbseacuteg

58

29

07

(kcal)

H H

H3CH CH3

H

H H

H3CH H

CH3

H3C CH3

H HH

H

CH3HH H

CH3H

060deg 120deg 180deg 240deg 300deg 360deg

szinperiplanaacuteris szinklinaacutelis antiklinaacutelis antiperiplanaacuteris antiklinaacutelis szinklinaacutelis104

∆G0 = G01 - G0

2

K = e∆G0

RT

∆G = - RT ln K∆G = ∆H - T∆S

∆H = 074

∆S = 2 K = 19

gauche ndash anti araacuteny

minden gauche konformerre keacutet anti forma jut K= [a][g] Oslash105

0o

0o

60o

60o

120o

120o

180o

180o

240o

240o

300o

300o 360o

360o

RELA

T

IacuteV

ENERGIA

ANTI EFFEKTUS

GAUCHE EFFEKTUS

EXTREacuteMGAUCHE

EFFEKTUS

H

H H

H H

H

CH3

H H

H H

CH3

TORZIOacuteS SZOumlG

ZY

Z

YZ

Y

Z

Y

ZY

ZY ZY

F

H H

OH

repulsions

F

H H

H 106

attractiveinteractions

orbitalinteractions

antiperiplanarposition

Anti-effect

107

repulsions

F

H H

OH

repulsions

F

H H

H

Extrem gauche effect

108

C-F

C-H

C-F

C-HC-C C-C

Oslash109

CikloalkaacutenokGyűrűfeszuumlltseacuteg

Hipotetikus planaacuteris rendszerek

Baeyer vegyeacuterteacutekszoumlg-deformaacutecioacute (angulaacuterisgyűrű feszuumlleacutes)

Pitzer anti-aacutellaacuteshoz keacutepesti energiatoumlbblet (torzioacutes feszuumlleacutes)

van der Waals nemkoumltő atomok szterikus koumllcsoumlnhataacutesa

Nem planaacuteris vegyuumlletek

CC C

C

C

boriacuteteacutek

C C C

C

Ctwist

pszeudorotaacutecioacute

CC

C C

V-alakuacute

CCC

CCC

szeacutek110

3 4 5 6 7 8 9 10Gyűrűtagszaacutem

Gyűrű

feszuumlleacutes

kcalmol

hataacutereacuterteacutek

111

Cl

H

H

H

Cl

H

H

Cl

H

H

Cl

H

Cl

H

H

H

H

Cl

mezo SS RR

cisz transz

Ciklopropaacuten

C

C

HOOC

HOOC

H

HOH

OH

S

R

C

C

HOOC

HOOC

OH

HH

OHR

RC

C

COOH

COOH

HO

HH

HOS

S

intramolekulaacuteristuumlkoumlrsiacutek

diasztereomerek diasztereomerek

enantiomerek 112

Ea(a e)

∆Ea+∆E

∆E

Ea(a e)

Z

Hkb 5szeacutek

ZH

kb 95szeacutek

kb 2 kcal

csavartkaacuted

csavartkaacuted

kaacuted

ZH

feacutelszeacutekfeacutelszeacutek

ZH

Ciklohexaacuten

113

A 3-3 nemszomszeacutedos szeacutenatom aacuteltal definiaacutelt siacutekokra

merőleges koumlteacutesiraacutenyok axiaacutelis

A toumlbbi koumlteacutes e keacutet siacutek koumlzoumltt van ekvatoriaacutelis

Pszeudorotaacutecioacute a gyűrűs vegyuumlletek konformerjei

szoumlgfeszuumlltseacuteg neacutelkuumll alakulnak egymaacutesba

114

transz 12-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

cisz 12-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

Z

H

Z

H Z

HZ

Ha

eae

Z

HZ

H

Z

H

Z

H

a

e

ae

115

transz 13-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

cisz 13-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

Z

HZ

H

Z

H Z

H

a

e ae

Z

HZ

HZ

H

Z

H

a

e

ae

116

H

Z

Z

H

H

Z Z

Ha

ea

e

transz 14-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

Z

HZ

H

H

Z

Z

Ha

ea

e

cisz 14-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

117

Oslash118

8 CO2 + 8 H2O

- 12483 kcalmol - 12468 kcalmol

15 kcalmol

CH3

CH3H

H

+ 12 O2

cisz-12-dimetilciklohexaacuten

CH3

H

H

CH3

transz-12-dimetilciklohexaacuten

+ 12 O2

119

Diszubsztituaacutelt ciklohexaacutenokszerkezeti izomerjeinek konformaacutecioacutes viszonyai

Szerkezeti izomer Geometriai izomercisz transz

12

14

ae aa

ea ee

13aa ae

ee ea

120

Oslash121

BrNH2

Br

NH23a 2b

NH2

Br

Br

NH24a 1b

NH2

Br

Br

NH2

1b 4a

NH2

Br

NH2

Br2b 3a

NH2

Br

Br

NH23b 2a

Br

NH2

BrNH24b 1a

Konformaacutecioacutes Konformaacutecioacutes

BrNH2 Br

NH2

1a 4b

Br

NH2

BrNH2

2a 3b

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesenantiomerek

Konfiguraacutecioacutesenantiomerek

diasztereomerek diasztereomerek

12-helyzetben kuumlloumlnboumlző helyettesiacutetőket tartalmazoacute ciklohexaacuten szaacutermazeacutekokkonfiguraacutecioacutes eacutes konformaacutecioacutes viszonyai

Oslash122

H

H

H

HH

H

H

H

Dekalin

cisz transz

123

transz-transz-transzanellaacutecioacute

cisz-transz-transzanellaacutecioacute

DC

BA

DC

BA

H H

R

H

H H

H

H

H

R

H H

DCBA

R

H

H

H

H

H

H

DCBA

R

H

H

H

H

H

H

CH3

CH3

CH3

CH3

Oslash124

A kiralitaacutes kialakulaacutesa eacutes bioloacutegiai jelentőseacutege

Kiraacutelis vegyuumlletek

termeacuteszetes aminosavak (elsősorban L konfiguraacutecioacute)peptidek enzimektermeacuteszetes szeacutenhidraacutetok (elsősorban D konfiguraacutecioacute)gyoacutegyszerek

Az első kiraacutelis vegyuumllet kialakulaacutesa

az elemi reacuteszek gyenge koumllcsoumlnhataacutesaacutenakiraacutenyfuumlggeacuteseacutevel van kapcsolatban

autokataliacutezis

a termeacuteszet nem tuumlkoumlrszimmetrikus (a termeacuteszet homokiraacutelis)

Oslash125

Az optikai aktivitaacuteseredete szeacutenhidraacutetokkiralitaacutescentrumaacutenakkieacutepuumlleacutese a termeacuteszetben

Oslash126

Oslash127

• Slide Number 1
• Slide Number 2
• Slide Number 3
• Slide Number 4
• Slide Number 5
• Slide Number 6
• Slide Number 7
• Izomeacuteria
• Slide Number 9
• Slide Number 10
• Slide Number 11
• Slide Number 12
• Slide Number 13
• Slide Number 14
• Slide Number 15
• Slide Number 16
• Slide Number 17
• Slide Number 18
• Szerkezeti izomeacuteria
• Slide Number 20
• Slide Number 21
• Slide Number 22
• Slide Number 23
• Slide Number 24
• A tautomeacuteria tiacutepusai
• Slide Number 26
• Slide Number 27
• Slide Number 28
• Slide Number 29
• Slide Number 30
• Sztereoizomeacuteria
• Slide Number 32
• Slide Number 33
• Slide Number 34
• Slide Number 35
• Slide Number 36
• Slide Number 37
• Slide Number 38
• Slide Number 39
• Slide Number 40
• Slide Number 41
• Slide Number 42
• Slide Number 43
• Slide Number 44
• Slide Number 45
• Slide Number 46
• Slide Number 47
• Tovaacutebbi kiralitaacutes tiacutepusok
• Slide Number 49
• Slide Number 50
• Slide Number 51
• Slide Number 52
• Slide Number 53
• Slide Number 54
• Slide Number 55
• Slide Number 56
• Slide Number 57
• Toumlbb kiralitaacuteskoumlzpont
• Slide Number 59
• Slide Number 60
• Slide Number 61
• Slide Number 62
• Slide Number 63
• Slide Number 64
• Slide Number 65
• Slide Number 66
• Slide Number 67
• Slide Number 68
• Slide Number 69
• Slide Number 70
• Slide Number 71
• Slide Number 72
• Slide Number 73
• Slide Number 74
• Slide Number 75
• Konfiguraacutecioacutes izomeacuteria
• Slide Number 77
• Slide Number 78
• Slide Number 79
• Slide Number 80
• Slide Number 81
• Slide Number 82
• Slide Number 83
• Slide Number 84
• Slide Number 85
• Slide Number 86
• Slide Number 87
• Slide Number 88
• Slide Number 89
• Slide Number 90
• Slide Number 91
• Slide Number 92
• Slide Number 93
• Slide Number 94
• Slide Number 95
• Slide Number 96
• Slide Number 97
• Slide Number 98
• Slide Number 99
• Slide Number 100
• Slide Number 101
• Slide Number 102
• Slide Number 103
• Slide Number 104
• Slide Number 105
• Slide Number 106
• Slide Number 107
• Slide Number 108
• Slide Number 109
• Slide Number 110
• Slide Number 111
• Slide Number 112
• Slide Number 113
• Slide Number 114
• Slide Number 115
• Slide Number 116
• Slide Number 117
• Slide Number 118
• Slide Number 119
• Slide Number 120
• Slide Number 121
• Slide Number 122
• Slide Number 123
• Slide Number 124
• Slide Number 125
• Slide Number 126
• Slide Number 127

siacutekban polarizaacutelt feacuteny

polarizaacuteloacute lencse (Nicol prizma)

normaacutel feacuteny

a)

b)

c)

x

z

z

z

siacutekban polaacuterozott feacuteny P eacutes M helicitaacutesuacutecirkulaacuterisan polaacuterozott feacuteny

minta

x

z

α

z

x

Oslash47

Tovaacutebbi kiralitaacutes tiacutepusok

48

Sztereogeacuten centrum jelenleacutete nem szuumlkseacuteges sem nem eleacutegseacuteges felteacutetele a kiralitaacutesnak

Nem szuumlkseacuteges peacuteldaacuteul axiaacutelis kiralitaacutes planaacuteris kiralitaacutes

Axiaacutelis kiralitaacutes A kiralitaacutes az atomok egy tengely koumlruumlli elrendeződeacuteseacutenek koumlvetkezmeacutenye

Alleacutenek kiralitaacutesa

Planaacuteris kiralitaacutes A kiralitaacutes az atomok egy siacutek koumlruumlli elhelyezkedeacuteseacutenek koumlvetkezmeacutenye

Helikaacutelis kiralitaacutes Csavarvonal (spiraacutelis) szerkezetű molekulaacutekPl DNS kettős heacutelixe polipeptidek kettős α-heacutelixe

C C CH

ClHCl CCC

H

ClHCl

COOH

CH3

CrOC

OCOC

CrCO

COCO

COOH

CH3

49

R S

HOOC

Br

COOH

Br6

2

6

2COOH

Br

HOOC

Br

tuumlkoumlrsiacutek

C

Br

COOHBr1

2

3 4

HOO c2COOH

Br

BrHOOC

c2

1

2

34

Atropizomeacuteria

50

Axiaacutelis kiralitaacutes

R-konfiguraacutecioacute

51

C CH

H3CC

H

CH3

CCH

CH3C

H

H3C

NH

HN

NH

NH

tuumlkoumlrsiacutek

Nem minden kiraacutelis molekula rendelkezik aszimmetria centrummal

52

Cukor Foszfor atom Oslash53

Konformaacutecioacutes enantiomerek

P M

Helikaacutelis kiralitaacutes

Konfiguraacutecioacutes enantiomerek

P M

Heptaheliceacuten n-Butaacuten

54

Oslash55

56

Feheacuterjeacutek teacuterszerkezete

Oslash

57

Nukleinsavak teacuterszerkezete

Oslash

Toumlbb kiralitaacuteskoumlzpont

58

Toumlbb aszimmetria centrumot tartalmazoacute vegyuumlleteklehetseacuteges sztereoizomereinek szaacutema

A nem enantiomeacuteria viszonyban aacutelloacute sztereoizomerek

diasztereomerek

Ha az n db aszimmetria centrum koumlzoumltt vannak azonosak a fuumlggetlen sztereoizomerek szaacutema lt 2n

mezo-forma nem kiraacutelis

2n

59

CH3CH3

HO H

OHHCH3

H3COHH

HO H

CH3CH3

HO H

HHOCH3

H3COHH

H OH

CH3CH3

HO H

OHH

180o forgataacutes

mezo-23-butaacutendioltuumlkoumlrkeacutepi paacuterok fedeacutesbe hozhatoacutek - akiraacutelis

(2R3R)-23-butaacutendiol (2S3S)-23-butaacutendiol

CH3 CH3

H HHO OH

Egyetlen sztereogeacuten centrumot tartalmazoacute molekula mindig kiraacutelis desztereogeacuten centrum jelenleacutete nem szuumlkseacuteges sem nem eleacutegseacuteges felteacutetele a kiralitaacutesnak

Nem eleacutegseacuteges toumlbb sztereogeacuten centrumot tartalmazoacute molekula lehet akiraacutelisPeacutelda

60

Nem minden olyan molekula kiraacutelis amely aszimmetria centrumokkal rendelkezik

Nem minden kiraacutelis molekula rendelkezik aszimmetria centrummal

axiaacutelis kiralitaacutes 13-diszubsztituaacutelt alleacuten planaacuteris kiralitaacutes spirovegyuumlletek koumlreacuteben

mezo vegyuumlletek cisz-12-azonosandiszubsztituaacutelt ciklopropaacuten

Oslash61

COOHH

HHOOC

CH3H

H3C HS2

COOH

HHO

H OH

COOH

S2

COOHH

HHOOC

HH

H H

borkősav

Newman (fűreacuteszbak) projekcioacuteKonformatiacutev

62

Fisher projekcioacuteval aacutebraacutezolt L- eacutes D-borkősav

mezo-borkotildesav

COOHCH OHCCOOH

OHH

COOHCHO HCCOOH

HHO

szotildelotildesav

COOHCH OHCCOOH

HHO

COOHCHO HCCOOH

OHH

L-(+)-borkotildesav D-(-)-borkotildesav

63

Oslash64

Cl

H

H

H

Cl

H

H

Cl

H

H

Cl

H

Cl

H

H

H

H

Cl

mezo SS RR

cisz transz

Nem minden olyan molekula kiraacutelis amely aszimmetria centrumokkal rendelkezik

65

Szimmeriaelemek(szimmetria azonos meacuteret)

Akkor mondjuk hogy egy taacutergy szimmetriaelemmel rendelkezik ha a megfelelőszimmetriaművelet (tuumlkroumlzeacutes forgataacutes inverzioacute) a taacutergyat az eredetivel fedeacutesbehozhatoacute alakzattaacute konvertaacutelja

Pontcsoport ndash meghataacuterozott taacutergyra vonatkozoacute szimmetriaműveletek oumlsszesseacutege

szimmetriasiacutek (σ) a molekulaacutet keacutet olyan feacutelre bontja amelyek egymaacutesnak pontostuumlkoumlrkeacutepei (Szimmetriasiacutekot tartalmazoacute molekula akiraacutelis de a siacutek hiaacutenya nem okozkiralitaacutest)

n-ed rendű forgaacutesi szimmetriatengely (Cn) a molekulaacutet a tengely koumlruumll 360degnszoumlggel elforgatva az eredetitől megkuumlloumlnboumlzhetetlen molekulaacutet kapunk

szimmetriacentrum (inverzioacutes centrum) (Ci) a molekula baacutermely elemeacutet aszimmetriacentrummal oumlsszekoumltve eacutes az ellenkező iraacutenyba azonos taacutevolsaacutegrameghosszabbiacutetva azonos elemhez jutunk (Szimmetriacentrumot tartalmazoacutemolekula akiraacutelis de hiaacutenya nem okoz kiralitaacutest)

n-ed rendű tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengely (Sn) a molekulaacutet 360degn szoumlggel elforgatvaeacutes a tengelyre merőleges siacutekra tuumlkroumlzve az eredetitől megkuumlloumlnboumlzhetetlenmolekulaacutet kapunk (Tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengelyt tartalmazoacute molekula akiraacutelishiaacutenyaacuteban a molekula kiraacutelis) 66

C CCH3

H

H

CH3180o C C

CH3

H

CH3

H360o

siacutek

tengely

siacutek

tengely

Keacutetfogaacutesuacute tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengely Egyfogaacutesuacute tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengely

Szimmetriacentrum Szimmetriasiacutek

Tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengelyValamely taacutergy akkor jellemezhető Sn azaz n-ed rendű tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengellyel ha annak baacutermely pontjaacutet a tengely koumlruumll 360n fokos szoumlggelelfordiacutetva eacutes a tengelyre merőlegesen fektetett siacutekon keresztuumll tuumlkroumlzve az eredetiobjektumot kapjuk meg (n szuumlkseacutegkeacuteppen paacuteros vagy 1)

Az S1-tengely szimmetriasiacutekkal (σ) az S2-tengely viszont szimmetriacentrummal (Ci) egyeneacuterteacutekű

A szimmetriacentrumon aacutethaladoacute baacutermely egyenesen a centrumtoacutel egyenlő taacutevolsaacutegban azonos elemek talaacutelhatoacutek

Akiraacutelis molekulaacutek

67

szimmetriasiacutek (m S1) forgaacutesi szimmetriatengely (Cn) szimmetriacentrum (Ci S2)

Szimmetrikus + +

Szimmetrikus + -

Koumlzeacuteppontosan - + szimmetrikus

Disszimetrikus - + - (kiraacutelis)

Aszimmetrikus - - - (kiraacutelis)

Szimmetriaelem művelet

Szimmetriasiacutek tuumlkroumlzeacutes

Szimmetriatengely forgataacutes

Szimmetriacentrum inverzioacute

Szimmetriaelem művelet

Azonossaacuteg vaacuteltozatlanulhagyaacutes

Tuumlkroumlzeacutesi forgataacutes eacutesszimmetriatengely (giroid) tengelyre merőleges

tuumlkroumlzeacutesOslash68

Oslash69

Oslash70

Oslash71

Oslash72

1 Atomic number2 Atomic mass3 Z gt E4 R gt S5 Spheres6 Single-bond equivalencies

Cahn-Ingold-Prelog nomenclature system

Sequence rules for order of priority

1 If the atoms in question are different the sequence order is by atomic number with theatom of highest atomic number receiving the highest priority

F lt Cl lt Br lt I

increasing priority

2 If two isotopes of the same element are present the isotope of higher mass receivesthe higher priority

H lt D

increasing priority73

5 If two atoms are identical the atomic numbers of the next atoms are used for priorityassignment If these atoms also have identical atoms attached to them priority isdetermined at the first point of difference along the chain The atom that has attached to itan atom of higher priority has the higher priority (Do not use the sums of the atomic numbersBut look for the single atom of highest priority)

74

6 Atoms attached by double or triple bond are given single-bond equivalencies so that theycan be treated like single-bonded groups in determining priority Each doubly bonded atom isduplicated (or triplicated for triple bonds)

R C

O

OH

Structure Equivalent for priority determination

R C

O

O

OH

C

R C N R C

N

N

NC

C

75

Konfiguraacutecioacutes izomeacuteriaUgyanaz a vaacutez konnektivitaacutes de elteacuterő teacuterbelielrendeződeacutes (valamilyen szimmetria-rendezőhoumlz valoacuteviszony)

Nem alakiacutethatoacutek egymaacutesba kovalens koumlteacutes elszakiacutetaacutesaeacutes uacutejrakeacutepződeacutese neacutelkuumll

optikai izomerek (optikai aktivitaacutes) R Sgeometriai izomerek cisz-transz E-Z

76

Konfiguraacutecioacutes diasztereomerekFizikai eacutes keacutemia tulajdonsaacutegaik elteacuternek

Konfiguraacutecioacutes enantiomerekFizikai eacutes keacutemiai tulajdonsaacutegaikazonosak kiveacutevebull azonos meacuterteacutekű de ellenteacutetesiraacutenyuacute optikai forgatoacutekeacutepesseacutegbull elteacuterő reaktivitaacutes maacutes kiraacutelis vegyuumlletekkel valoacute reakcioacuteban

C

C

Cl

Cl H

HC

C

H

Cl H

Cl

cisz-12-dikloacutereteacuten transz-12-dikloacutereteacuten

Br Cl

Cl BrF F

Cl Br

Br FF Cl

(R) (R) (S) (R)

CH

OHCH3CH2

CH3

CH

HOCH2CH3

CH3

CH

OHCH3CH2

CH3

CH

OHCH3

CH3CH2

180o-os forgataacutes

(R)-butaacuten-2-ol (S)-butaacuten-2-olfp 995 oC 995 oCd4

20 0808 0808nD

20 1397 1397[α]D

25 -1352o +1352o

(R)-butaacuten-2-ol (S)-butaacuten-2-ol

CH

OHCH3

CH3CH2

77

Elegykristaacutely

bullveacuteletlenszerűen tartalmazza mindkeacutet enantiomertbulla tiszta enantiomerek eacutes az enantiomer kevereacutekek tulajdonsaacutegai azonosak

Konglomeraacutetum

bullcsak az egyik vagy a maacutesik enantiomert tartalmazzabullaz enantiomerek mechanikusan is elkuumlloumlniacutethetők egymaacutestoacutel

Molekulavegyuumllet

bulla keacutet enantiomer a kristaacutelyban 11 araacutenyban fordul elő (raceacutem elegy)bulla raceacutem elegy eacutes az enantiomerek olvadaacutespontja kuumlloumlnboumlző

bullakiraacutelis koumlruumllmeacutenyek koumlzoumltt megegyező fizikai eacutes keacutemiai tulajdonsaacutegokbullkiraacutelis koumlruumllmeacutenyek koumlzoumltt elteacuterő (kiraacutelis molekulaacutek polarizaacutelt feacuteny)bullenantiomerek koumlzoumltti 3 fő koumllcsoumlnhataacutes

elegykristaacutely keacutepzeacuteskonglomeraacutetum keacutepzeacutesmolekulavegyuumllet keacutepzeacutes

Enantiomerek

78

Enantiomerek egyeacuteb kevereacutekeit az uacutegynevezett bdquoenantiomeric excessrdquo (ee) [enantiomerfelesleg] eacuterteacutekkel jellemezzuumlk (R) eacutes (S) a megfelelő enantiomerek mennyiseacutege a kevereacutekben

A komponensek mennyiseacutegeacutenek meghataacuterozaacutesaKiraacutelis oszlopkromatigraacutefia (enantiomerek elvaacutelasztaacutesa)NMR spektroszkoacutepia

ee =(R) - (S)(R) + (S) 100

Enantiomer felesleg

Az enantiomerfelesleg az aszimmetrikus szinteacutezis sikeresseacutegeacutenek egyikmeacuterőszaacutema Diasztereomerek kevereacuteke eseteacuten hasonloacute moacutedon definiaacuteljaacutek eacuteshasznaacuteljaacutek a diasztereomer felesleg eacutes a szaacutezaleacutekos diasztereomer feleslegfogalmaacutet

Egy 70 R eacutes 30 S izomert tartalmazoacute minta enantiomerfeleslege peacuteldaacuteul40 Ezt az anyagot uacutegy is tekinthetjuumlk mint 40 tiszta R izomer eacutes 60 raceacutemelegy (mely a teljes mennyiseacuteghez 30 R eacutes 30 S izomerrel jaacuterul hozzaacute)kevereacuteke 79

C

C

HOOC

HOOC

H

HOH

OH

S

R

C

C

HOOC

HOOC

OH

HH

OHR

RC

C

COOH

COOH

HO

HH

HOS

S

intramolekulaacuteristuumlkoumlrsiacutek

diasztereomerek diasztereomerek

enantiomerek

COOH

CH3H2NH

R

COOH

CH3 NH2H

S

enantiomerek

Enantiomerek eacutes diasztereomerek

80

C

NH2

COOHHH3C C

CH2SH

COOHH2NH

Ala Cys

Aacutebraacutezolja Fischer keacuteplettel az alaacutebbi perspektivikus keacuteplettel megadott aminosavakat

CH3

COOH

H2N H

CH2SH

COOH

H2N H

Ala Cys

S R

L L81

CNH2H

H3C

COOH

C

COOH

CH2SHH2NH

CCH3H

H2N

COOH

C

COOH

CH2SHHH2N

C

NH2

COOHHH3C

C

CH2SH

COOHH2NH

CH3

COOH

H2N H

CH2SH

COOH

H2N H

82

Enantiomerek eacutes mezo vegyuumlletek

Pszeudoaszimmetria

C

C

HOOC

HOOC

H

HOH

OH

S

R

C

C

HOOC

HOOC

OH

HH

OHR

RC

C

COOH

COOH

HO

HH

HOS

S

intramolekulaacuteristuumlkoumlrsiacutek

diasztereomerek diasztereomerek

enantiomerek

C

C

C

COOH

COOH

HO H

OHH

H OHR

R

C

C

C

COOH

COOH

H OH

HHO

HO HS

S

enantiomerek

optikailag aktiacutevak

C

C

C

COOH

COOH

H OH

OHH

H OHR

S

C

C

C

COOH

COOH

H OH

HHO

H OHR

S

optikailag inaktiacutevak

r s

83

COOH

COOH

COOHHOOC COOH

HOOC COOH

HOOC

mcisz transz transz

szerkezetiizomeacuteria

geometriaiizomeacuteria

optikai izomeacuteria

84

R

RHOH

akiraacutelisszeacutenatom

R

SHOH

rS

RHOH

s

RgtS r s

(S)

(S)

pszeudoaszimmetriaacutes szeacutenatom

akiraacutelis molekulamezo vegyuumllet

akiraacutelisC2 forgaacutesi szimmetriatengely

kiraacutelis

HOOC COOH

Br

m

HOOC COOH

m

HOOC

COOH

pro-pszeudoaszimmetriaacutes szeacutenatom

85

Kiraacutelis molekulaacutekon beluumll is sok esetben talaacutelhatoacute pszeudo-aszimmetriacentrum amennyiben a keacutet enantiomorf ligandum mellett tovaacutebbi aszimmetrikus ligandum is kapcsoloacutedik a centrumhoz (peacuteldaacuteul atropin eacutes szaacutermazeacutekai)

gytszptehuhudownloadindex16630

Oslash86

Mezo-forma a) mindig akiraacutelisb) mindig kell lennie kiraacutelis disztereomerjeacutenek is

gytszptehuhudownloadindex16630

C

C

HOOC

HOOC

H

HOH

OH

S

R

C

C

HOOC

HOOC

OH

HH

OHR

RC

C

COOH

COOH

HO

HH

HOS

S

intramolekulaacuteristuumlkoumlrsiacutek

diasztereomerek diasztereomerek

enantiomerek

Oslash87

gytszptehuhudownloadindex16630

A pszeudo-aszimmetriacentrumok konfiguraacutecioacutejaacuteban elteacuterő izomerekegymaacutessal diasztereoizomer viszonyban aacutellnak

rC

C

C

COOH

COOH

H OH

OHH

H OHR

S

sC

C

C

COOH

COOH

H OH

HHO

H OHR

S Oslash88

Geometriai izomeacuteria

kettős koumlteacutesű vegyuumlletekneacutelciklusos vegyuumlletekneacutel

C CH H

CH3H3CC C

H CH3

HH3C

Felteacutetel (olefinekneacutel) egy adott pilleacuteratomon nem lehet keacutet azonos helyettesiacutetőde adott kettőskoumlteacutes keacutet kuumlloumlnboumlző pilleacuteratomjaacuten lehet egy-egy azonos helyettesiacutető(de ezeknek sem kell szuumlkseacutegkeacuteppen azonosaknak lenniuumlk)

Alfa helyzetű szubsztituens Beacuteta helyzetű szubsztituens

Diasztereomerek

89

Configurational isomers

The particular arrangement of atoms (or goups) in space that is characteristic of a given streoisomer

The configurational isomers can not be transformed into each otherwithout breaking and making a covalent bond

- cis-trans Z-E designations geometric isomers- optical isomerism (cf chirality)

H COOH

H COOH

HOOC H

H COOH

Z E

Oslash90

The requirement for geometric isomerism in alkenes is that each carbon atom involvedin the pi bond have two different groups attached to it such as H and Cl or CH3 and Cl

C CH

H

CH2CH3

CH3

C CH

H

CH2CH3

CH3is the same as

C CCH3

H

CH2CH3

CH3

C CH

CH3

CH2CH3

CH3

geometric isomers

If one of the carbons of the double bond has two identical groups such as two H atomsor two CH3 groups the geometric isomerism is not possible

Z E

Higher priority atoms or groups are on the same side of the pi bond Z bdquotogetherrdquo

Higher priority atoms or groups are on opposite sides of the pi bond E bdquoacrossrdquo

(Look at the single atoms directly attached to the double-bond carbon C and not entire-CH2CH2CH3 group)

Oslash91

Cahn-Ingold-Prelog szekvenciaszabaacutelyokalkeacutenekre vonatkozoacutean

Toumlmegszaacutem

C CT

D

H

DE

Rendszaacutem

C CF

Cl

Br

IZ

Z gt E

E

ZZ C C

C

C

H

NC

C

C

H3C

H3C

CH3

HCH3

H

C CH

NC

C

C

CH3

CH3

H

H

Br

Br

E

R

S

RgtS (DgtL)

92

C CH

H3C

CH

CH

CH3

CH3

CH2

Z ltC

HCH3

CH3

C

H

C

C

H

H

HHH

H

C C

H H

H

C

H

C (C)

o

o

o

H

H(C)oo

o

C CH

H3C

CH

CH

CH3

CH2 Br

CH2

E

C

HCH3

CH2Br

C

H

C

H

H

HCBrH

H

gtC C

H H

H

C

H

C (C)

o

o

o

H

H(C)oo

o

(CON) adott atom ismeacutetelt megjeleniacuteteacutese ---o fantomatom

1 2 3C CCCH CHHH C C(C)CH C(C)HH

1 2 3C CCCH BrCHH gt CHHH C C(C)CH C(C)HH 93

transzE

ciszZ

C CH H

C CH

H

transzZ

ciszE

C CBr H

C CH

Br

Oslash94

Konformaacutecioacutes izomeacuteriaUgyanaz a vaacutez konnektivitaacutes de elteacuterő teacuterbelielrendeződeacutes (valamilyen szimmetria-rendezőhoumlz valoacuteviszony)

Kovalens koumlteacutes elszakiacutetaacutesa eacutes uacutejrakeacutepződeacutese neacutelkuumllegymaacutesba alakiacutethatoacutek

Rotaacutecioacutes izomeacuteriaKuumlloumlnboumlző konformaacutecioacute (konformerek rotamerek)

Axiaacutelis kiralitaacutes R SHelikaacutelis kiralitaacutes P M

95

C CCH3H3C

HHHH

C CCH3

CH3 HH

HH

Konformaacutecioacutes diasztereomerek

C CH

CH3 HCH3

HH C C

H

CH3 CH3H

HH

Konformaacutecioacutes enantiomerek

P M

96

szinperiplanaacuteris szinklinaacutelis antiklinaacutelis antiperiplanaacuteris antiklinaacutelis szinklinaacutelis

pszeudorotaacutecioacute

axiaacutelis ekvatoriaacutelis

Konformerek

kiraacutelis kiraacutelisakiraacutelis akiraacutelis

97

C CCH3

CH3 HH

HHC C

CH3H3C

HHHH

Konfiguraacutecioacutes diasztereomerek

Konformaacutecioacutes diasztereomerek

C CH H

CH3H3CCC

HH3C

H CH3

98

- huacutezaacutes (stretch)

- hajliacutetaacutes (bend)

- csavaraacutes (torsion)

O OH

Hr 1r 2

r 2

O OH

H

α

OH

OH

τ (φ)

Oslash99

O OH

H

HOOH

OOH

HE

α30 kcalmol

Hajliacutetaacutes bend

Huacutezaacutes (nyuacutejtaacutes) stretch

disszociaacutecioacute

E

r

~ 90 ~ 50 kcalmol

HOO + H

HO + HO

Oslash100

H

H

H

O OH

H

1 kcalmol

~ 10kcalmol

(torzioacutes szoumlg)τ

Newman projekcioacute

H H

0o 60o 180o 300o 360o

OO

H

H

HHH HH

Oslash101

CH2 CH2Y ZY = Z = H

Y = Z = CH3

etaacuten

n-butaacuten

300o 360o240o180o120o60o0o

0o120o- 60o-180o-240o-300o-360o-

oacutera jaacuteraacutesaacuteval megegyező

oacutera jaacuteraacutesaacuteval ellenteacutetes

ZY

Z

Y

ZY

Z

Y

Z

Y

ZYZY

syn antisynperiplanar synklinal antiklinal antiperiplanar antiklinal synklinal

102

CCH

H H

HH

HH H

H

H

H H

CCH

H H

H

H HH H

HH

HH

0o 120o 240o 360o

12 M

m

M12 M M

mm

Θ

M = m

E(Θ)

minimum

Maximum

103

HHH H

CH3CH3

HHH H

CH3CH3

H

HH H

CH3

CH3

E

0deg dieacutederes szoumlg

E szabadentalpia-kuumlloumlnbseacuteg

58

29

07

(kcal)

H H

H3CH CH3

H

H H

H3CH H

CH3

H3C CH3

H HH

H

CH3HH H

CH3H

060deg 120deg 180deg 240deg 300deg 360deg

szinperiplanaacuteris szinklinaacutelis antiklinaacutelis antiperiplanaacuteris antiklinaacutelis szinklinaacutelis104

∆G0 = G01 - G0

2

K = e∆G0

RT

∆G = - RT ln K∆G = ∆H - T∆S

∆H = 074

∆S = 2 K = 19

gauche ndash anti araacuteny

minden gauche konformerre keacutet anti forma jut K= [a][g] Oslash105

0o

0o

60o

60o

120o

120o

180o

180o

240o

240o

300o

300o 360o

360o

RELA

T

IacuteV

ENERGIA

ANTI EFFEKTUS

GAUCHE EFFEKTUS

EXTREacuteMGAUCHE

EFFEKTUS

H

H H

H H

H

CH3

H H

H H

CH3

TORZIOacuteS SZOumlG

ZY

Z

YZ

Y

Z

Y

ZY

ZY ZY

F

H H

OH

repulsions

F

H H

H 106

attractiveinteractions

orbitalinteractions

antiperiplanarposition

Anti-effect

107

repulsions

F

H H

OH

repulsions

F

H H

H

Extrem gauche effect

108

C-F

C-H

C-F

C-HC-C C-C

Oslash109

CikloalkaacutenokGyűrűfeszuumlltseacuteg

Hipotetikus planaacuteris rendszerek

Baeyer vegyeacuterteacutekszoumlg-deformaacutecioacute (angulaacuterisgyűrű feszuumlleacutes)

Pitzer anti-aacutellaacuteshoz keacutepesti energiatoumlbblet (torzioacutes feszuumlleacutes)

van der Waals nemkoumltő atomok szterikus koumllcsoumlnhataacutesa

Nem planaacuteris vegyuumlletek

CC C

C

C

boriacuteteacutek

C C C

C

Ctwist

pszeudorotaacutecioacute

CC

C C

V-alakuacute

CCC

CCC

szeacutek110

3 4 5 6 7 8 9 10Gyűrűtagszaacutem

Gyűrű

feszuumlleacutes

kcalmol

hataacutereacuterteacutek

111

Cl

H

H

H

Cl

H

H

Cl

H

H

Cl

H

Cl

H

H

H

H

Cl

mezo SS RR

cisz transz

Ciklopropaacuten

C

C

HOOC

HOOC

H

HOH

OH

S

R

C

C

HOOC

HOOC

OH

HH

OHR

RC

C

COOH

COOH

HO

HH

HOS

S

intramolekulaacuteristuumlkoumlrsiacutek

diasztereomerek diasztereomerek

enantiomerek 112

Ea(a e)

∆Ea+∆E

∆E

Ea(a e)

Z

Hkb 5szeacutek

ZH

kb 95szeacutek

kb 2 kcal

csavartkaacuted

csavartkaacuted

kaacuted

ZH

feacutelszeacutekfeacutelszeacutek

ZH

Ciklohexaacuten

113

A 3-3 nemszomszeacutedos szeacutenatom aacuteltal definiaacutelt siacutekokra

merőleges koumlteacutesiraacutenyok axiaacutelis

A toumlbbi koumlteacutes e keacutet siacutek koumlzoumltt van ekvatoriaacutelis

Pszeudorotaacutecioacute a gyűrűs vegyuumlletek konformerjei

szoumlgfeszuumlltseacuteg neacutelkuumll alakulnak egymaacutesba

114

transz 12-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

cisz 12-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

Z

H

Z

H Z

HZ

Ha

eae

Z

HZ

H

Z

H

Z

H

a

e

ae

115

transz 13-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

cisz 13-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

Z

HZ

H

Z

H Z

H

a

e ae

Z

HZ

HZ

H

Z

H

a

e

ae

116

H

Z

Z

H

H

Z Z

Ha

ea

e

transz 14-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

Z

HZ

H

H

Z

Z

Ha

ea

e

cisz 14-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

117

Oslash118

8 CO2 + 8 H2O

- 12483 kcalmol - 12468 kcalmol

15 kcalmol

CH3

CH3H

H

+ 12 O2

cisz-12-dimetilciklohexaacuten

CH3

H

H

CH3

transz-12-dimetilciklohexaacuten

+ 12 O2

119

Diszubsztituaacutelt ciklohexaacutenokszerkezeti izomerjeinek konformaacutecioacutes viszonyai

Szerkezeti izomer Geometriai izomercisz transz

12

14

ae aa

ea ee

13aa ae

ee ea

120

Oslash121

BrNH2

Br

NH23a 2b

NH2

Br

Br

NH24a 1b

NH2

Br

Br

NH2

1b 4a

NH2

Br

NH2

Br2b 3a

NH2

Br

Br

NH23b 2a

Br

NH2

BrNH24b 1a

Konformaacutecioacutes Konformaacutecioacutes

BrNH2 Br

NH2

1a 4b

Br

NH2

BrNH2

2a 3b

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesenantiomerek

Konfiguraacutecioacutesenantiomerek

diasztereomerek diasztereomerek

12-helyzetben kuumlloumlnboumlző helyettesiacutetőket tartalmazoacute ciklohexaacuten szaacutermazeacutekokkonfiguraacutecioacutes eacutes konformaacutecioacutes viszonyai

Oslash122

H

H

H

HH

H

H

H

Dekalin

cisz transz

123

transz-transz-transzanellaacutecioacute

cisz-transz-transzanellaacutecioacute

DC

BA

DC

BA

H H

R

H

H H

H

H

H

R

H H

DCBA

R

H

H

H

H

H

H

DCBA

R

H

H

H

H

H

H

CH3

CH3

CH3

CH3

Oslash124

A kiralitaacutes kialakulaacutesa eacutes bioloacutegiai jelentőseacutege

Kiraacutelis vegyuumlletek

termeacuteszetes aminosavak (elsősorban L konfiguraacutecioacute)peptidek enzimektermeacuteszetes szeacutenhidraacutetok (elsősorban D konfiguraacutecioacute)gyoacutegyszerek

Az első kiraacutelis vegyuumllet kialakulaacutesa

az elemi reacuteszek gyenge koumllcsoumlnhataacutesaacutenakiraacutenyfuumlggeacuteseacutevel van kapcsolatban

autokataliacutezis

a termeacuteszet nem tuumlkoumlrszimmetrikus (a termeacuteszet homokiraacutelis)

Oslash125

Az optikai aktivitaacuteseredete szeacutenhidraacutetokkiralitaacutescentrumaacutenakkieacutepuumlleacutese a termeacuteszetben

Oslash126

Oslash127

• Slide Number 1
• Slide Number 2
• Slide Number 3
• Slide Number 4
• Slide Number 5
• Slide Number 6
• Slide Number 7
• Izomeacuteria
• Slide Number 9
• Slide Number 10
• Slide Number 11
• Slide Number 12
• Slide Number 13
• Slide Number 14
• Slide Number 15
• Slide Number 16
• Slide Number 17
• Slide Number 18
• Szerkezeti izomeacuteria
• Slide Number 20
• Slide Number 21
• Slide Number 22
• Slide Number 23
• Slide Number 24
• A tautomeacuteria tiacutepusai
• Slide Number 26
• Slide Number 27
• Slide Number 28
• Slide Number 29
• Slide Number 30
• Sztereoizomeacuteria
• Slide Number 32
• Slide Number 33
• Slide Number 34
• Slide Number 35
• Slide Number 36
• Slide Number 37
• Slide Number 38
• Slide Number 39
• Slide Number 40
• Slide Number 41
• Slide Number 42
• Slide Number 43
• Slide Number 44
• Slide Number 45
• Slide Number 46
• Slide Number 47
• Tovaacutebbi kiralitaacutes tiacutepusok
• Slide Number 49
• Slide Number 50
• Slide Number 51
• Slide Number 52
• Slide Number 53
• Slide Number 54
• Slide Number 55
• Slide Number 56
• Slide Number 57
• Toumlbb kiralitaacuteskoumlzpont
• Slide Number 59
• Slide Number 60
• Slide Number 61
• Slide Number 62
• Slide Number 63
• Slide Number 64
• Slide Number 65
• Slide Number 66
• Slide Number 67
• Slide Number 68
• Slide Number 69
• Slide Number 70
• Slide Number 71
• Slide Number 72
• Slide Number 73
• Slide Number 74
• Slide Number 75
• Konfiguraacutecioacutes izomeacuteria
• Slide Number 77
• Slide Number 78
• Slide Number 79
• Slide Number 80
• Slide Number 81
• Slide Number 82
• Slide Number 83
• Slide Number 84
• Slide Number 85
• Slide Number 86
• Slide Number 87
• Slide Number 88
• Slide Number 89
• Slide Number 90
• Slide Number 91
• Slide Number 92
• Slide Number 93
• Slide Number 94
• Slide Number 95
• Slide Number 96
• Slide Number 97
• Slide Number 98
• Slide Number 99
• Slide Number 100
• Slide Number 101
• Slide Number 102
• Slide Number 103
• Slide Number 104
• Slide Number 105
• Slide Number 106
• Slide Number 107
• Slide Number 108
• Slide Number 109
• Slide Number 110
• Slide Number 111
• Slide Number 112
• Slide Number 113
• Slide Number 114
• Slide Number 115
• Slide Number 116
• Slide Number 117
• Slide Number 118
• Slide Number 119
• Slide Number 120
• Slide Number 121
• Slide Number 122
• Slide Number 123
• Slide Number 124
• Slide Number 125
• Slide Number 126
• Slide Number 127

Tovaacutebbi kiralitaacutes tiacutepusok

48

Sztereogeacuten centrum jelenleacutete nem szuumlkseacuteges sem nem eleacutegseacuteges felteacutetele a kiralitaacutesnak

Nem szuumlkseacuteges peacuteldaacuteul axiaacutelis kiralitaacutes planaacuteris kiralitaacutes

Axiaacutelis kiralitaacutes A kiralitaacutes az atomok egy tengely koumlruumlli elrendeződeacuteseacutenek koumlvetkezmeacutenye

Alleacutenek kiralitaacutesa

Planaacuteris kiralitaacutes A kiralitaacutes az atomok egy siacutek koumlruumlli elhelyezkedeacuteseacutenek koumlvetkezmeacutenye

Helikaacutelis kiralitaacutes Csavarvonal (spiraacutelis) szerkezetű molekulaacutekPl DNS kettős heacutelixe polipeptidek kettős α-heacutelixe

C C CH

ClHCl CCC

H

ClHCl

COOH

CH3

CrOC

OCOC

CrCO

COCO

COOH

CH3

49

R S

HOOC

Br

COOH

Br6

2

6

2COOH

Br

HOOC

Br

tuumlkoumlrsiacutek

C

Br

COOHBr1

2

3 4

HOO c2COOH

Br

BrHOOC

c2

1

2

34

Atropizomeacuteria

50

Axiaacutelis kiralitaacutes

R-konfiguraacutecioacute

51

C CH

H3CC

H

CH3

CCH

CH3C

H

H3C

NH

HN

NH

NH

tuumlkoumlrsiacutek

Nem minden kiraacutelis molekula rendelkezik aszimmetria centrummal

52

Cukor Foszfor atom Oslash53

Konformaacutecioacutes enantiomerek

P M

Helikaacutelis kiralitaacutes

Konfiguraacutecioacutes enantiomerek

P M

Heptaheliceacuten n-Butaacuten

54

Oslash55

56

Feheacuterjeacutek teacuterszerkezete

Oslash

57

Nukleinsavak teacuterszerkezete

Oslash

Toumlbb kiralitaacuteskoumlzpont

58

Toumlbb aszimmetria centrumot tartalmazoacute vegyuumlleteklehetseacuteges sztereoizomereinek szaacutema

A nem enantiomeacuteria viszonyban aacutelloacute sztereoizomerek

diasztereomerek

Ha az n db aszimmetria centrum koumlzoumltt vannak azonosak a fuumlggetlen sztereoizomerek szaacutema lt 2n

mezo-forma nem kiraacutelis

2n

59

CH3CH3

HO H

OHHCH3

H3COHH

HO H

CH3CH3

HO H

HHOCH3

H3COHH

H OH

CH3CH3

HO H

OHH

180o forgataacutes

mezo-23-butaacutendioltuumlkoumlrkeacutepi paacuterok fedeacutesbe hozhatoacutek - akiraacutelis

(2R3R)-23-butaacutendiol (2S3S)-23-butaacutendiol

CH3 CH3

H HHO OH

Egyetlen sztereogeacuten centrumot tartalmazoacute molekula mindig kiraacutelis desztereogeacuten centrum jelenleacutete nem szuumlkseacuteges sem nem eleacutegseacuteges felteacutetele a kiralitaacutesnak

Nem eleacutegseacuteges toumlbb sztereogeacuten centrumot tartalmazoacute molekula lehet akiraacutelisPeacutelda

60

Nem minden olyan molekula kiraacutelis amely aszimmetria centrumokkal rendelkezik

Nem minden kiraacutelis molekula rendelkezik aszimmetria centrummal

axiaacutelis kiralitaacutes 13-diszubsztituaacutelt alleacuten planaacuteris kiralitaacutes spirovegyuumlletek koumlreacuteben

mezo vegyuumlletek cisz-12-azonosandiszubsztituaacutelt ciklopropaacuten

Oslash61

COOHH

HHOOC

CH3H

H3C HS2

COOH

HHO

H OH

COOH

S2

COOHH

HHOOC

HH

H H

borkősav

Newman (fűreacuteszbak) projekcioacuteKonformatiacutev

62

Fisher projekcioacuteval aacutebraacutezolt L- eacutes D-borkősav

mezo-borkotildesav

COOHCH OHCCOOH

OHH

COOHCHO HCCOOH

HHO

szotildelotildesav

COOHCH OHCCOOH

HHO

COOHCHO HCCOOH

OHH

L-(+)-borkotildesav D-(-)-borkotildesav

63

Oslash64

Cl

H

H

H

Cl

H

H

Cl

H

H

Cl

H

Cl

H

H

H

H

Cl

mezo SS RR

cisz transz

Nem minden olyan molekula kiraacutelis amely aszimmetria centrumokkal rendelkezik

65

Szimmeriaelemek(szimmetria azonos meacuteret)

Akkor mondjuk hogy egy taacutergy szimmetriaelemmel rendelkezik ha a megfelelőszimmetriaművelet (tuumlkroumlzeacutes forgataacutes inverzioacute) a taacutergyat az eredetivel fedeacutesbehozhatoacute alakzattaacute konvertaacutelja

Pontcsoport ndash meghataacuterozott taacutergyra vonatkozoacute szimmetriaműveletek oumlsszesseacutege

szimmetriasiacutek (σ) a molekulaacutet keacutet olyan feacutelre bontja amelyek egymaacutesnak pontostuumlkoumlrkeacutepei (Szimmetriasiacutekot tartalmazoacute molekula akiraacutelis de a siacutek hiaacutenya nem okozkiralitaacutest)

n-ed rendű forgaacutesi szimmetriatengely (Cn) a molekulaacutet a tengely koumlruumll 360degnszoumlggel elforgatva az eredetitől megkuumlloumlnboumlzhetetlen molekulaacutet kapunk

szimmetriacentrum (inverzioacutes centrum) (Ci) a molekula baacutermely elemeacutet aszimmetriacentrummal oumlsszekoumltve eacutes az ellenkező iraacutenyba azonos taacutevolsaacutegrameghosszabbiacutetva azonos elemhez jutunk (Szimmetriacentrumot tartalmazoacutemolekula akiraacutelis de hiaacutenya nem okoz kiralitaacutest)

n-ed rendű tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengely (Sn) a molekulaacutet 360degn szoumlggel elforgatvaeacutes a tengelyre merőleges siacutekra tuumlkroumlzve az eredetitől megkuumlloumlnboumlzhetetlenmolekulaacutet kapunk (Tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengelyt tartalmazoacute molekula akiraacutelishiaacutenyaacuteban a molekula kiraacutelis) 66

C CCH3

H

H

CH3180o C C

CH3

H

CH3

H360o

siacutek

tengely

siacutek

tengely

Keacutetfogaacutesuacute tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengely Egyfogaacutesuacute tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengely

Szimmetriacentrum Szimmetriasiacutek

Tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengelyValamely taacutergy akkor jellemezhető Sn azaz n-ed rendű tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengellyel ha annak baacutermely pontjaacutet a tengely koumlruumll 360n fokos szoumlggelelfordiacutetva eacutes a tengelyre merőlegesen fektetett siacutekon keresztuumll tuumlkroumlzve az eredetiobjektumot kapjuk meg (n szuumlkseacutegkeacuteppen paacuteros vagy 1)

Az S1-tengely szimmetriasiacutekkal (σ) az S2-tengely viszont szimmetriacentrummal (Ci) egyeneacuterteacutekű

A szimmetriacentrumon aacutethaladoacute baacutermely egyenesen a centrumtoacutel egyenlő taacutevolsaacutegban azonos elemek talaacutelhatoacutek

Akiraacutelis molekulaacutek

67

szimmetriasiacutek (m S1) forgaacutesi szimmetriatengely (Cn) szimmetriacentrum (Ci S2)

Szimmetrikus + +

Szimmetrikus + -

Koumlzeacuteppontosan - + szimmetrikus

Disszimetrikus - + - (kiraacutelis)

Aszimmetrikus - - - (kiraacutelis)

Szimmetriaelem művelet

Szimmetriasiacutek tuumlkroumlzeacutes

Szimmetriatengely forgataacutes

Szimmetriacentrum inverzioacute

Szimmetriaelem művelet

Azonossaacuteg vaacuteltozatlanulhagyaacutes

Tuumlkroumlzeacutesi forgataacutes eacutesszimmetriatengely (giroid) tengelyre merőleges

tuumlkroumlzeacutesOslash68

Oslash69

Oslash70

Oslash71

Oslash72

1 Atomic number2 Atomic mass3 Z gt E4 R gt S5 Spheres6 Single-bond equivalencies

Cahn-Ingold-Prelog nomenclature system

Sequence rules for order of priority

1 If the atoms in question are different the sequence order is by atomic number with theatom of highest atomic number receiving the highest priority

F lt Cl lt Br lt I

increasing priority

2 If two isotopes of the same element are present the isotope of higher mass receivesthe higher priority

H lt D

increasing priority73

5 If two atoms are identical the atomic numbers of the next atoms are used for priorityassignment If these atoms also have identical atoms attached to them priority isdetermined at the first point of difference along the chain The atom that has attached to itan atom of higher priority has the higher priority (Do not use the sums of the atomic numbersBut look for the single atom of highest priority)

74

6 Atoms attached by double or triple bond are given single-bond equivalencies so that theycan be treated like single-bonded groups in determining priority Each doubly bonded atom isduplicated (or triplicated for triple bonds)

R C

O

OH

Structure Equivalent for priority determination

R C

O

O

OH

C

R C N R C

N

N

NC

C

75

Konfiguraacutecioacutes izomeacuteriaUgyanaz a vaacutez konnektivitaacutes de elteacuterő teacuterbelielrendeződeacutes (valamilyen szimmetria-rendezőhoumlz valoacuteviszony)

Nem alakiacutethatoacutek egymaacutesba kovalens koumlteacutes elszakiacutetaacutesaeacutes uacutejrakeacutepződeacutese neacutelkuumll

optikai izomerek (optikai aktivitaacutes) R Sgeometriai izomerek cisz-transz E-Z

76

Konfiguraacutecioacutes diasztereomerekFizikai eacutes keacutemia tulajdonsaacutegaik elteacuternek

Konfiguraacutecioacutes enantiomerekFizikai eacutes keacutemiai tulajdonsaacutegaikazonosak kiveacutevebull azonos meacuterteacutekű de ellenteacutetesiraacutenyuacute optikai forgatoacutekeacutepesseacutegbull elteacuterő reaktivitaacutes maacutes kiraacutelis vegyuumlletekkel valoacute reakcioacuteban

C

C

Cl

Cl H

HC

C

H

Cl H

Cl

cisz-12-dikloacutereteacuten transz-12-dikloacutereteacuten

Br Cl

Cl BrF F

Cl Br

Br FF Cl

(R) (R) (S) (R)

CH

OHCH3CH2

CH3

CH

HOCH2CH3

CH3

CH

OHCH3CH2

CH3

CH

OHCH3

CH3CH2

180o-os forgataacutes

(R)-butaacuten-2-ol (S)-butaacuten-2-olfp 995 oC 995 oCd4

20 0808 0808nD

20 1397 1397[α]D

25 -1352o +1352o

(R)-butaacuten-2-ol (S)-butaacuten-2-ol

CH

OHCH3

CH3CH2

77

Elegykristaacutely

bullveacuteletlenszerűen tartalmazza mindkeacutet enantiomertbulla tiszta enantiomerek eacutes az enantiomer kevereacutekek tulajdonsaacutegai azonosak

Konglomeraacutetum

bullcsak az egyik vagy a maacutesik enantiomert tartalmazzabullaz enantiomerek mechanikusan is elkuumlloumlniacutethetők egymaacutestoacutel

Molekulavegyuumllet

bulla keacutet enantiomer a kristaacutelyban 11 araacutenyban fordul elő (raceacutem elegy)bulla raceacutem elegy eacutes az enantiomerek olvadaacutespontja kuumlloumlnboumlző

bullakiraacutelis koumlruumllmeacutenyek koumlzoumltt megegyező fizikai eacutes keacutemiai tulajdonsaacutegokbullkiraacutelis koumlruumllmeacutenyek koumlzoumltt elteacuterő (kiraacutelis molekulaacutek polarizaacutelt feacuteny)bullenantiomerek koumlzoumltti 3 fő koumllcsoumlnhataacutes

elegykristaacutely keacutepzeacuteskonglomeraacutetum keacutepzeacutesmolekulavegyuumllet keacutepzeacutes

Enantiomerek

78

Enantiomerek egyeacuteb kevereacutekeit az uacutegynevezett bdquoenantiomeric excessrdquo (ee) [enantiomerfelesleg] eacuterteacutekkel jellemezzuumlk (R) eacutes (S) a megfelelő enantiomerek mennyiseacutege a kevereacutekben

A komponensek mennyiseacutegeacutenek meghataacuterozaacutesaKiraacutelis oszlopkromatigraacutefia (enantiomerek elvaacutelasztaacutesa)NMR spektroszkoacutepia

ee =(R) - (S)(R) + (S) 100

Enantiomer felesleg

Az enantiomerfelesleg az aszimmetrikus szinteacutezis sikeresseacutegeacutenek egyikmeacuterőszaacutema Diasztereomerek kevereacuteke eseteacuten hasonloacute moacutedon definiaacuteljaacutek eacuteshasznaacuteljaacutek a diasztereomer felesleg eacutes a szaacutezaleacutekos diasztereomer feleslegfogalmaacutet

Egy 70 R eacutes 30 S izomert tartalmazoacute minta enantiomerfeleslege peacuteldaacuteul40 Ezt az anyagot uacutegy is tekinthetjuumlk mint 40 tiszta R izomer eacutes 60 raceacutemelegy (mely a teljes mennyiseacuteghez 30 R eacutes 30 S izomerrel jaacuterul hozzaacute)kevereacuteke 79

C

C

HOOC

HOOC

H

HOH

OH

S

R

C

C

HOOC

HOOC

OH

HH

OHR

RC

C

COOH

COOH

HO

HH

HOS

S

intramolekulaacuteristuumlkoumlrsiacutek

diasztereomerek diasztereomerek

enantiomerek

COOH

CH3H2NH

R

COOH

CH3 NH2H

S

enantiomerek

Enantiomerek eacutes diasztereomerek

80

C

NH2

COOHHH3C C

CH2SH

COOHH2NH

Ala Cys

Aacutebraacutezolja Fischer keacuteplettel az alaacutebbi perspektivikus keacuteplettel megadott aminosavakat

CH3

COOH

H2N H

CH2SH

COOH

H2N H

Ala Cys

S R

L L81

CNH2H

H3C

COOH

C

COOH

CH2SHH2NH

CCH3H

H2N

COOH

C

COOH

CH2SHHH2N

C

NH2

COOHHH3C

C

CH2SH

COOHH2NH

CH3

COOH

H2N H

CH2SH

COOH

H2N H

82

Enantiomerek eacutes mezo vegyuumlletek

Pszeudoaszimmetria

C

C

HOOC

HOOC

H

HOH

OH

S

R

C

C

HOOC

HOOC

OH

HH

OHR

RC

C

COOH

COOH

HO

HH

HOS

S

intramolekulaacuteristuumlkoumlrsiacutek

diasztereomerek diasztereomerek

enantiomerek

C

C

C

COOH

COOH

HO H

OHH

H OHR

R

C

C

C

COOH

COOH

H OH

HHO

HO HS

S

enantiomerek

optikailag aktiacutevak

C

C

C

COOH

COOH

H OH

OHH

H OHR

S

C

C

C

COOH

COOH

H OH

HHO

H OHR

S

optikailag inaktiacutevak

r s

83

COOH

COOH

COOHHOOC COOH

HOOC COOH

HOOC

mcisz transz transz

szerkezetiizomeacuteria

geometriaiizomeacuteria

optikai izomeacuteria

84

R

RHOH

akiraacutelisszeacutenatom

R

SHOH

rS

RHOH

s

RgtS r s

(S)

(S)

pszeudoaszimmetriaacutes szeacutenatom

akiraacutelis molekulamezo vegyuumllet

akiraacutelisC2 forgaacutesi szimmetriatengely

kiraacutelis

HOOC COOH

Br

m

HOOC COOH

m

HOOC

COOH

pro-pszeudoaszimmetriaacutes szeacutenatom

85

Kiraacutelis molekulaacutekon beluumll is sok esetben talaacutelhatoacute pszeudo-aszimmetriacentrum amennyiben a keacutet enantiomorf ligandum mellett tovaacutebbi aszimmetrikus ligandum is kapcsoloacutedik a centrumhoz (peacuteldaacuteul atropin eacutes szaacutermazeacutekai)

gytszptehuhudownloadindex16630

Oslash86

Mezo-forma a) mindig akiraacutelisb) mindig kell lennie kiraacutelis disztereomerjeacutenek is

gytszptehuhudownloadindex16630

C

C

HOOC

HOOC

H

HOH

OH

S

R

C

C

HOOC

HOOC

OH

HH

OHR

RC

C

COOH

COOH

HO

HH

HOS

S

intramolekulaacuteristuumlkoumlrsiacutek

diasztereomerek diasztereomerek

enantiomerek

Oslash87

gytszptehuhudownloadindex16630

A pszeudo-aszimmetriacentrumok konfiguraacutecioacutejaacuteban elteacuterő izomerekegymaacutessal diasztereoizomer viszonyban aacutellnak

rC

C

C

COOH

COOH

H OH

OHH

H OHR

S

sC

C

C

COOH

COOH

H OH

HHO

H OHR

S Oslash88

Geometriai izomeacuteria

kettős koumlteacutesű vegyuumlletekneacutelciklusos vegyuumlletekneacutel

C CH H

CH3H3CC C

H CH3

HH3C

Felteacutetel (olefinekneacutel) egy adott pilleacuteratomon nem lehet keacutet azonos helyettesiacutetőde adott kettőskoumlteacutes keacutet kuumlloumlnboumlző pilleacuteratomjaacuten lehet egy-egy azonos helyettesiacutető(de ezeknek sem kell szuumlkseacutegkeacuteppen azonosaknak lenniuumlk)

Alfa helyzetű szubsztituens Beacuteta helyzetű szubsztituens

Diasztereomerek

89

Configurational isomers

The particular arrangement of atoms (or goups) in space that is characteristic of a given streoisomer

The configurational isomers can not be transformed into each otherwithout breaking and making a covalent bond

- cis-trans Z-E designations geometric isomers- optical isomerism (cf chirality)

H COOH

H COOH

HOOC H

H COOH

Z E

Oslash90

The requirement for geometric isomerism in alkenes is that each carbon atom involvedin the pi bond have two different groups attached to it such as H and Cl or CH3 and Cl

C CH

H

CH2CH3

CH3

C CH

H

CH2CH3

CH3is the same as

C CCH3

H

CH2CH3

CH3

C CH

CH3

CH2CH3

CH3

geometric isomers

If one of the carbons of the double bond has two identical groups such as two H atomsor two CH3 groups the geometric isomerism is not possible

Z E

Higher priority atoms or groups are on the same side of the pi bond Z bdquotogetherrdquo

Higher priority atoms or groups are on opposite sides of the pi bond E bdquoacrossrdquo

(Look at the single atoms directly attached to the double-bond carbon C and not entire-CH2CH2CH3 group)

Oslash91

Cahn-Ingold-Prelog szekvenciaszabaacutelyokalkeacutenekre vonatkozoacutean

Toumlmegszaacutem

C CT

D

H

DE

Rendszaacutem

C CF

Cl

Br

IZ

Z gt E

E

ZZ C C

C

C

H

NC

C

C

H3C

H3C

CH3

HCH3

H

C CH

NC

C

C

CH3

CH3

H

H

Br

Br

E

R

S

RgtS (DgtL)

92

C CH

H3C

CH

CH

CH3

CH3

CH2

Z ltC

HCH3

CH3

C

H

C

C

H

H

HHH

H

C C

H H

H

C

H

C (C)

o

o

o

H

H(C)oo

o

C CH

H3C

CH

CH

CH3

CH2 Br

CH2

E

C

HCH3

CH2Br

C

H

C

H

H

HCBrH

H

gtC C

H H

H

C

H

C (C)

o

o

o

H

H(C)oo

o

(CON) adott atom ismeacutetelt megjeleniacuteteacutese ---o fantomatom

1 2 3C CCCH CHHH C C(C)CH C(C)HH

1 2 3C CCCH BrCHH gt CHHH C C(C)CH C(C)HH 93

transzE

ciszZ

C CH H

C CH

H

transzZ

ciszE

C CBr H

C CH

Br

Oslash94

Konformaacutecioacutes izomeacuteriaUgyanaz a vaacutez konnektivitaacutes de elteacuterő teacuterbelielrendeződeacutes (valamilyen szimmetria-rendezőhoumlz valoacuteviszony)

Kovalens koumlteacutes elszakiacutetaacutesa eacutes uacutejrakeacutepződeacutese neacutelkuumllegymaacutesba alakiacutethatoacutek

Rotaacutecioacutes izomeacuteriaKuumlloumlnboumlző konformaacutecioacute (konformerek rotamerek)

Axiaacutelis kiralitaacutes R SHelikaacutelis kiralitaacutes P M

95

C CCH3H3C

HHHH

C CCH3

CH3 HH

HH

Konformaacutecioacutes diasztereomerek

C CH

CH3 HCH3

HH C C

H

CH3 CH3H

HH

Konformaacutecioacutes enantiomerek

P M

96

szinperiplanaacuteris szinklinaacutelis antiklinaacutelis antiperiplanaacuteris antiklinaacutelis szinklinaacutelis

pszeudorotaacutecioacute

axiaacutelis ekvatoriaacutelis

Konformerek

kiraacutelis kiraacutelisakiraacutelis akiraacutelis

97

C CCH3

CH3 HH

HHC C

CH3H3C

HHHH

Konfiguraacutecioacutes diasztereomerek

Konformaacutecioacutes diasztereomerek

C CH H

CH3H3CCC

HH3C

H CH3

98

- huacutezaacutes (stretch)

- hajliacutetaacutes (bend)

- csavaraacutes (torsion)

O OH

Hr 1r 2

r 2

O OH

H

α

OH

OH

τ (φ)

Oslash99

O OH

H

HOOH

OOH

HE

α30 kcalmol

Hajliacutetaacutes bend

Huacutezaacutes (nyuacutejtaacutes) stretch

disszociaacutecioacute

E

r

~ 90 ~ 50 kcalmol

HOO + H

HO + HO

Oslash100

H

H

H

O OH

H

1 kcalmol

~ 10kcalmol

(torzioacutes szoumlg)τ

Newman projekcioacute

H H

0o 60o 180o 300o 360o

OO

H

H

HHH HH

Oslash101

CH2 CH2Y ZY = Z = H

Y = Z = CH3

etaacuten

n-butaacuten

300o 360o240o180o120o60o0o

0o120o- 60o-180o-240o-300o-360o-

oacutera jaacuteraacutesaacuteval megegyező

oacutera jaacuteraacutesaacuteval ellenteacutetes

ZY

Z

Y

ZY

Z

Y

Z

Y

ZYZY

syn antisynperiplanar synklinal antiklinal antiperiplanar antiklinal synklinal

102

CCH

H H

HH

HH H

H

H

H H

CCH

H H

H

H HH H

HH

HH

0o 120o 240o 360o

12 M

m

M12 M M

mm

Θ

M = m

E(Θ)

minimum

Maximum

103

HHH H

CH3CH3

HHH H

CH3CH3

H

HH H

CH3

CH3

E

0deg dieacutederes szoumlg

E szabadentalpia-kuumlloumlnbseacuteg

58

29

07

(kcal)

H H

H3CH CH3

H

H H

H3CH H

CH3

H3C CH3

H HH

H

CH3HH H

CH3H

060deg 120deg 180deg 240deg 300deg 360deg

szinperiplanaacuteris szinklinaacutelis antiklinaacutelis antiperiplanaacuteris antiklinaacutelis szinklinaacutelis104

∆G0 = G01 - G0

2

K = e∆G0

RT

∆G = - RT ln K∆G = ∆H - T∆S

∆H = 074

∆S = 2 K = 19

gauche ndash anti araacuteny

minden gauche konformerre keacutet anti forma jut K= [a][g] Oslash105

0o

0o

60o

60o

120o

120o

180o

180o

240o

240o

300o

300o 360o

360o

RELA

T

IacuteV

ENERGIA

ANTI EFFEKTUS

GAUCHE EFFEKTUS

EXTREacuteMGAUCHE

EFFEKTUS

H

H H

H H

H

CH3

H H

H H

CH3

TORZIOacuteS SZOumlG

ZY

Z

YZ

Y

Z

Y

ZY

ZY ZY

F

H H

OH

repulsions

F

H H

H 106

attractiveinteractions

orbitalinteractions

antiperiplanarposition

Anti-effect

107

repulsions

F

H H

OH

repulsions

F

H H

H

Extrem gauche effect

108

C-F

C-H

C-F

C-HC-C C-C

Oslash109

CikloalkaacutenokGyűrűfeszuumlltseacuteg

Hipotetikus planaacuteris rendszerek

Baeyer vegyeacuterteacutekszoumlg-deformaacutecioacute (angulaacuterisgyűrű feszuumlleacutes)

Pitzer anti-aacutellaacuteshoz keacutepesti energiatoumlbblet (torzioacutes feszuumlleacutes)

van der Waals nemkoumltő atomok szterikus koumllcsoumlnhataacutesa

Nem planaacuteris vegyuumlletek

CC C

C

C

boriacuteteacutek

C C C

C

Ctwist

pszeudorotaacutecioacute

CC

C C

V-alakuacute

CCC

CCC

szeacutek110

3 4 5 6 7 8 9 10Gyűrűtagszaacutem

Gyűrű

feszuumlleacutes

kcalmol

hataacutereacuterteacutek

111

Cl

H

H

H

Cl

H

H

Cl

H

H

Cl

H

Cl

H

H

H

H

Cl

mezo SS RR

cisz transz

Ciklopropaacuten

C

C

HOOC

HOOC

H

HOH

OH

S

R

C

C

HOOC

HOOC

OH

HH

OHR

RC

C

COOH

COOH

HO

HH

HOS

S

intramolekulaacuteristuumlkoumlrsiacutek

diasztereomerek diasztereomerek

enantiomerek 112

Ea(a e)

∆Ea+∆E

∆E

Ea(a e)

Z

Hkb 5szeacutek

ZH

kb 95szeacutek

kb 2 kcal

csavartkaacuted

csavartkaacuted

kaacuted

ZH

feacutelszeacutekfeacutelszeacutek

ZH

Ciklohexaacuten

113

A 3-3 nemszomszeacutedos szeacutenatom aacuteltal definiaacutelt siacutekokra

merőleges koumlteacutesiraacutenyok axiaacutelis

A toumlbbi koumlteacutes e keacutet siacutek koumlzoumltt van ekvatoriaacutelis

Pszeudorotaacutecioacute a gyűrűs vegyuumlletek konformerjei

szoumlgfeszuumlltseacuteg neacutelkuumll alakulnak egymaacutesba

114

transz 12-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

cisz 12-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

Z

H

Z

H Z

HZ

Ha

eae

Z

HZ

H

Z

H

Z

H

a

e

ae

115

transz 13-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

cisz 13-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

Z

HZ

H

Z

H Z

H

a

e ae

Z

HZ

HZ

H

Z

H

a

e

ae

116

H

Z

Z

H

H

Z Z

Ha

ea

e

transz 14-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

Z

HZ

H

H

Z

Z

Ha

ea

e

cisz 14-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

117

Oslash118

8 CO2 + 8 H2O

- 12483 kcalmol - 12468 kcalmol

15 kcalmol

CH3

CH3H

H

+ 12 O2

cisz-12-dimetilciklohexaacuten

CH3

H

H

CH3

transz-12-dimetilciklohexaacuten

+ 12 O2

119

Diszubsztituaacutelt ciklohexaacutenokszerkezeti izomerjeinek konformaacutecioacutes viszonyai

Szerkezeti izomer Geometriai izomercisz transz

12

14

ae aa

ea ee

13aa ae

ee ea

120

Oslash121

BrNH2

Br

NH23a 2b

NH2

Br

Br

NH24a 1b

NH2

Br

Br

NH2

1b 4a

NH2

Br

NH2

Br2b 3a

NH2

Br

Br

NH23b 2a

Br

NH2

BrNH24b 1a

Konformaacutecioacutes Konformaacutecioacutes

BrNH2 Br

NH2

1a 4b

Br

NH2

BrNH2

2a 3b

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesenantiomerek

Konfiguraacutecioacutesenantiomerek

diasztereomerek diasztereomerek

12-helyzetben kuumlloumlnboumlző helyettesiacutetőket tartalmazoacute ciklohexaacuten szaacutermazeacutekokkonfiguraacutecioacutes eacutes konformaacutecioacutes viszonyai

Oslash122

H

H

H

HH

H

H

H

Dekalin

cisz transz

123

transz-transz-transzanellaacutecioacute

cisz-transz-transzanellaacutecioacute

DC

BA

DC

BA

H H

R

H

H H

H

H

H

R

H H

DCBA

R

H

H

H

H

H

H

DCBA

R

H

H

H

H

H

H

CH3

CH3

CH3

CH3

Oslash124

A kiralitaacutes kialakulaacutesa eacutes bioloacutegiai jelentőseacutege

Kiraacutelis vegyuumlletek

termeacuteszetes aminosavak (elsősorban L konfiguraacutecioacute)peptidek enzimektermeacuteszetes szeacutenhidraacutetok (elsősorban D konfiguraacutecioacute)gyoacutegyszerek

Az első kiraacutelis vegyuumllet kialakulaacutesa

az elemi reacuteszek gyenge koumllcsoumlnhataacutesaacutenakiraacutenyfuumlggeacuteseacutevel van kapcsolatban

autokataliacutezis

a termeacuteszet nem tuumlkoumlrszimmetrikus (a termeacuteszet homokiraacutelis)

Oslash125

Az optikai aktivitaacuteseredete szeacutenhidraacutetokkiralitaacutescentrumaacutenakkieacutepuumlleacutese a termeacuteszetben

Oslash126

Oslash127

• Slide Number 1
• Slide Number 2
• Slide Number 3
• Slide Number 4
• Slide Number 5
• Slide Number 6
• Slide Number 7
• Izomeacuteria
• Slide Number 9
• Slide Number 10
• Slide Number 11
• Slide Number 12
• Slide Number 13
• Slide Number 14
• Slide Number 15
• Slide Number 16
• Slide Number 17
• Slide Number 18
• Szerkezeti izomeacuteria
• Slide Number 20
• Slide Number 21
• Slide Number 22
• Slide Number 23
• Slide Number 24
• A tautomeacuteria tiacutepusai
• Slide Number 26
• Slide Number 27
• Slide Number 28
• Slide Number 29
• Slide Number 30
• Sztereoizomeacuteria
• Slide Number 32
• Slide Number 33
• Slide Number 34
• Slide Number 35
• Slide Number 36
• Slide Number 37
• Slide Number 38
• Slide Number 39
• Slide Number 40
• Slide Number 41
• Slide Number 42
• Slide Number 43
• Slide Number 44
• Slide Number 45
• Slide Number 46
• Slide Number 47
• Tovaacutebbi kiralitaacutes tiacutepusok
• Slide Number 49
• Slide Number 50
• Slide Number 51
• Slide Number 52
• Slide Number 53
• Slide Number 54
• Slide Number 55
• Slide Number 56
• Slide Number 57
• Toumlbb kiralitaacuteskoumlzpont
• Slide Number 59
• Slide Number 60
• Slide Number 61
• Slide Number 62
• Slide Number 63
• Slide Number 64
• Slide Number 65
• Slide Number 66
• Slide Number 67
• Slide Number 68
• Slide Number 69
• Slide Number 70
• Slide Number 71
• Slide Number 72
• Slide Number 73
• Slide Number 74
• Slide Number 75
• Konfiguraacutecioacutes izomeacuteria
• Slide Number 77
• Slide Number 78
• Slide Number 79
• Slide Number 80
• Slide Number 81
• Slide Number 82
• Slide Number 83
• Slide Number 84
• Slide Number 85
• Slide Number 86
• Slide Number 87
• Slide Number 88
• Slide Number 89
• Slide Number 90
• Slide Number 91
• Slide Number 92
• Slide Number 93
• Slide Number 94
• Slide Number 95
• Slide Number 96
• Slide Number 97
• Slide Number 98
• Slide Number 99
• Slide Number 100
• Slide Number 101
• Slide Number 102
• Slide Number 103
• Slide Number 104
• Slide Number 105
• Slide Number 106
• Slide Number 107
• Slide Number 108
• Slide Number 109
• Slide Number 110
• Slide Number 111
• Slide Number 112
• Slide Number 113
• Slide Number 114
• Slide Number 115
• Slide Number 116
• Slide Number 117
• Slide Number 118
• Slide Number 119
• Slide Number 120
• Slide Number 121
• Slide Number 122
• Slide Number 123
• Slide Number 124
• Slide Number 125
• Slide Number 126
• Slide Number 127

Sztereogeacuten centrum jelenleacutete nem szuumlkseacuteges sem nem eleacutegseacuteges felteacutetele a kiralitaacutesnak

Nem szuumlkseacuteges peacuteldaacuteul axiaacutelis kiralitaacutes planaacuteris kiralitaacutes

Axiaacutelis kiralitaacutes A kiralitaacutes az atomok egy tengely koumlruumlli elrendeződeacuteseacutenek koumlvetkezmeacutenye

Alleacutenek kiralitaacutesa

Planaacuteris kiralitaacutes A kiralitaacutes az atomok egy siacutek koumlruumlli elhelyezkedeacuteseacutenek koumlvetkezmeacutenye

Helikaacutelis kiralitaacutes Csavarvonal (spiraacutelis) szerkezetű molekulaacutekPl DNS kettős heacutelixe polipeptidek kettős α-heacutelixe

C C CH

ClHCl CCC

H

ClHCl

COOH

CH3

CrOC

OCOC

CrCO

COCO

COOH

CH3

49

R S

HOOC

Br

COOH

Br6

2

6

2COOH

Br

HOOC

Br

tuumlkoumlrsiacutek

C

Br

COOHBr1

2

3 4

HOO c2COOH

Br

BrHOOC

c2

1

2

34

Atropizomeacuteria

50

Axiaacutelis kiralitaacutes

R-konfiguraacutecioacute

51

C CH

H3CC

H

CH3

CCH

CH3C

H

H3C

NH

HN

NH

NH

tuumlkoumlrsiacutek

Nem minden kiraacutelis molekula rendelkezik aszimmetria centrummal

52

Cukor Foszfor atom Oslash53

Konformaacutecioacutes enantiomerek

P M

Helikaacutelis kiralitaacutes

Konfiguraacutecioacutes enantiomerek

P M

Heptaheliceacuten n-Butaacuten

54

Oslash55

56

Feheacuterjeacutek teacuterszerkezete

Oslash

57

Nukleinsavak teacuterszerkezete

Oslash

Toumlbb kiralitaacuteskoumlzpont

58

Toumlbb aszimmetria centrumot tartalmazoacute vegyuumlleteklehetseacuteges sztereoizomereinek szaacutema

A nem enantiomeacuteria viszonyban aacutelloacute sztereoizomerek

diasztereomerek

Ha az n db aszimmetria centrum koumlzoumltt vannak azonosak a fuumlggetlen sztereoizomerek szaacutema lt 2n

mezo-forma nem kiraacutelis

2n

59

CH3CH3

HO H

OHHCH3

H3COHH

HO H

CH3CH3

HO H

HHOCH3

H3COHH

H OH

CH3CH3

HO H

OHH

180o forgataacutes

mezo-23-butaacutendioltuumlkoumlrkeacutepi paacuterok fedeacutesbe hozhatoacutek - akiraacutelis

(2R3R)-23-butaacutendiol (2S3S)-23-butaacutendiol

CH3 CH3

H HHO OH

Egyetlen sztereogeacuten centrumot tartalmazoacute molekula mindig kiraacutelis desztereogeacuten centrum jelenleacutete nem szuumlkseacuteges sem nem eleacutegseacuteges felteacutetele a kiralitaacutesnak

Nem eleacutegseacuteges toumlbb sztereogeacuten centrumot tartalmazoacute molekula lehet akiraacutelisPeacutelda

60

Nem minden olyan molekula kiraacutelis amely aszimmetria centrumokkal rendelkezik

Nem minden kiraacutelis molekula rendelkezik aszimmetria centrummal

axiaacutelis kiralitaacutes 13-diszubsztituaacutelt alleacuten planaacuteris kiralitaacutes spirovegyuumlletek koumlreacuteben

mezo vegyuumlletek cisz-12-azonosandiszubsztituaacutelt ciklopropaacuten

Oslash61

COOHH

HHOOC

CH3H

H3C HS2

COOH

HHO

H OH

COOH

S2

COOHH

HHOOC

HH

H H

borkősav

Newman (fűreacuteszbak) projekcioacuteKonformatiacutev

62

Fisher projekcioacuteval aacutebraacutezolt L- eacutes D-borkősav

mezo-borkotildesav

COOHCH OHCCOOH

OHH

COOHCHO HCCOOH

HHO

szotildelotildesav

COOHCH OHCCOOH

HHO

COOHCHO HCCOOH

OHH

L-(+)-borkotildesav D-(-)-borkotildesav

63

Oslash64

Cl

H

H

H

Cl

H

H

Cl

H

H

Cl

H

Cl

H

H

H

H

Cl

mezo SS RR

cisz transz

Nem minden olyan molekula kiraacutelis amely aszimmetria centrumokkal rendelkezik

65

Szimmeriaelemek(szimmetria azonos meacuteret)

Akkor mondjuk hogy egy taacutergy szimmetriaelemmel rendelkezik ha a megfelelőszimmetriaművelet (tuumlkroumlzeacutes forgataacutes inverzioacute) a taacutergyat az eredetivel fedeacutesbehozhatoacute alakzattaacute konvertaacutelja

Pontcsoport ndash meghataacuterozott taacutergyra vonatkozoacute szimmetriaműveletek oumlsszesseacutege

szimmetriasiacutek (σ) a molekulaacutet keacutet olyan feacutelre bontja amelyek egymaacutesnak pontostuumlkoumlrkeacutepei (Szimmetriasiacutekot tartalmazoacute molekula akiraacutelis de a siacutek hiaacutenya nem okozkiralitaacutest)

n-ed rendű forgaacutesi szimmetriatengely (Cn) a molekulaacutet a tengely koumlruumll 360degnszoumlggel elforgatva az eredetitől megkuumlloumlnboumlzhetetlen molekulaacutet kapunk

szimmetriacentrum (inverzioacutes centrum) (Ci) a molekula baacutermely elemeacutet aszimmetriacentrummal oumlsszekoumltve eacutes az ellenkező iraacutenyba azonos taacutevolsaacutegrameghosszabbiacutetva azonos elemhez jutunk (Szimmetriacentrumot tartalmazoacutemolekula akiraacutelis de hiaacutenya nem okoz kiralitaacutest)

n-ed rendű tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengely (Sn) a molekulaacutet 360degn szoumlggel elforgatvaeacutes a tengelyre merőleges siacutekra tuumlkroumlzve az eredetitől megkuumlloumlnboumlzhetetlenmolekulaacutet kapunk (Tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengelyt tartalmazoacute molekula akiraacutelishiaacutenyaacuteban a molekula kiraacutelis) 66

C CCH3

H

H

CH3180o C C

CH3

H

CH3

H360o

siacutek

tengely

siacutek

tengely

Keacutetfogaacutesuacute tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengely Egyfogaacutesuacute tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengely

Szimmetriacentrum Szimmetriasiacutek

Tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengelyValamely taacutergy akkor jellemezhető Sn azaz n-ed rendű tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengellyel ha annak baacutermely pontjaacutet a tengely koumlruumll 360n fokos szoumlggelelfordiacutetva eacutes a tengelyre merőlegesen fektetett siacutekon keresztuumll tuumlkroumlzve az eredetiobjektumot kapjuk meg (n szuumlkseacutegkeacuteppen paacuteros vagy 1)

Az S1-tengely szimmetriasiacutekkal (σ) az S2-tengely viszont szimmetriacentrummal (Ci) egyeneacuterteacutekű

A szimmetriacentrumon aacutethaladoacute baacutermely egyenesen a centrumtoacutel egyenlő taacutevolsaacutegban azonos elemek talaacutelhatoacutek

Akiraacutelis molekulaacutek

67

szimmetriasiacutek (m S1) forgaacutesi szimmetriatengely (Cn) szimmetriacentrum (Ci S2)

Szimmetrikus + +

Szimmetrikus + -

Koumlzeacuteppontosan - + szimmetrikus

Disszimetrikus - + - (kiraacutelis)

Aszimmetrikus - - - (kiraacutelis)

Szimmetriaelem művelet

Szimmetriasiacutek tuumlkroumlzeacutes

Szimmetriatengely forgataacutes

Szimmetriacentrum inverzioacute

Szimmetriaelem művelet

Azonossaacuteg vaacuteltozatlanulhagyaacutes

Tuumlkroumlzeacutesi forgataacutes eacutesszimmetriatengely (giroid) tengelyre merőleges

tuumlkroumlzeacutesOslash68

Oslash69

Oslash70

Oslash71

Oslash72

1 Atomic number2 Atomic mass3 Z gt E4 R gt S5 Spheres6 Single-bond equivalencies

Cahn-Ingold-Prelog nomenclature system

Sequence rules for order of priority

1 If the atoms in question are different the sequence order is by atomic number with theatom of highest atomic number receiving the highest priority

F lt Cl lt Br lt I

increasing priority

2 If two isotopes of the same element are present the isotope of higher mass receivesthe higher priority

H lt D

increasing priority73

5 If two atoms are identical the atomic numbers of the next atoms are used for priorityassignment If these atoms also have identical atoms attached to them priority isdetermined at the first point of difference along the chain The atom that has attached to itan atom of higher priority has the higher priority (Do not use the sums of the atomic numbersBut look for the single atom of highest priority)

74

6 Atoms attached by double or triple bond are given single-bond equivalencies so that theycan be treated like single-bonded groups in determining priority Each doubly bonded atom isduplicated (or triplicated for triple bonds)

R C

O

OH

Structure Equivalent for priority determination

R C

O

O

OH

C

R C N R C

N

N

NC

C

75

Konfiguraacutecioacutes izomeacuteriaUgyanaz a vaacutez konnektivitaacutes de elteacuterő teacuterbelielrendeződeacutes (valamilyen szimmetria-rendezőhoumlz valoacuteviszony)

Nem alakiacutethatoacutek egymaacutesba kovalens koumlteacutes elszakiacutetaacutesaeacutes uacutejrakeacutepződeacutese neacutelkuumll

optikai izomerek (optikai aktivitaacutes) R Sgeometriai izomerek cisz-transz E-Z

76

Konfiguraacutecioacutes diasztereomerekFizikai eacutes keacutemia tulajdonsaacutegaik elteacuternek

Konfiguraacutecioacutes enantiomerekFizikai eacutes keacutemiai tulajdonsaacutegaikazonosak kiveacutevebull azonos meacuterteacutekű de ellenteacutetesiraacutenyuacute optikai forgatoacutekeacutepesseacutegbull elteacuterő reaktivitaacutes maacutes kiraacutelis vegyuumlletekkel valoacute reakcioacuteban

C

C

Cl

Cl H

HC

C

H

Cl H

Cl

cisz-12-dikloacutereteacuten transz-12-dikloacutereteacuten

Br Cl

Cl BrF F

Cl Br

Br FF Cl

(R) (R) (S) (R)

CH

OHCH3CH2

CH3

CH

HOCH2CH3

CH3

CH

OHCH3CH2

CH3

CH

OHCH3

CH3CH2

180o-os forgataacutes

(R)-butaacuten-2-ol (S)-butaacuten-2-olfp 995 oC 995 oCd4

20 0808 0808nD

20 1397 1397[α]D

25 -1352o +1352o

(R)-butaacuten-2-ol (S)-butaacuten-2-ol

CH

OHCH3

CH3CH2

77

Elegykristaacutely

bullveacuteletlenszerűen tartalmazza mindkeacutet enantiomertbulla tiszta enantiomerek eacutes az enantiomer kevereacutekek tulajdonsaacutegai azonosak

Konglomeraacutetum

bullcsak az egyik vagy a maacutesik enantiomert tartalmazzabullaz enantiomerek mechanikusan is elkuumlloumlniacutethetők egymaacutestoacutel

Molekulavegyuumllet

bulla keacutet enantiomer a kristaacutelyban 11 araacutenyban fordul elő (raceacutem elegy)bulla raceacutem elegy eacutes az enantiomerek olvadaacutespontja kuumlloumlnboumlző

bullakiraacutelis koumlruumllmeacutenyek koumlzoumltt megegyező fizikai eacutes keacutemiai tulajdonsaacutegokbullkiraacutelis koumlruumllmeacutenyek koumlzoumltt elteacuterő (kiraacutelis molekulaacutek polarizaacutelt feacuteny)bullenantiomerek koumlzoumltti 3 fő koumllcsoumlnhataacutes

elegykristaacutely keacutepzeacuteskonglomeraacutetum keacutepzeacutesmolekulavegyuumllet keacutepzeacutes

Enantiomerek

78

Enantiomerek egyeacuteb kevereacutekeit az uacutegynevezett bdquoenantiomeric excessrdquo (ee) [enantiomerfelesleg] eacuterteacutekkel jellemezzuumlk (R) eacutes (S) a megfelelő enantiomerek mennyiseacutege a kevereacutekben

A komponensek mennyiseacutegeacutenek meghataacuterozaacutesaKiraacutelis oszlopkromatigraacutefia (enantiomerek elvaacutelasztaacutesa)NMR spektroszkoacutepia

ee =(R) - (S)(R) + (S) 100

Enantiomer felesleg

Az enantiomerfelesleg az aszimmetrikus szinteacutezis sikeresseacutegeacutenek egyikmeacuterőszaacutema Diasztereomerek kevereacuteke eseteacuten hasonloacute moacutedon definiaacuteljaacutek eacuteshasznaacuteljaacutek a diasztereomer felesleg eacutes a szaacutezaleacutekos diasztereomer feleslegfogalmaacutet

Egy 70 R eacutes 30 S izomert tartalmazoacute minta enantiomerfeleslege peacuteldaacuteul40 Ezt az anyagot uacutegy is tekinthetjuumlk mint 40 tiszta R izomer eacutes 60 raceacutemelegy (mely a teljes mennyiseacuteghez 30 R eacutes 30 S izomerrel jaacuterul hozzaacute)kevereacuteke 79

C

C

HOOC

HOOC

H

HOH

OH

S

R

C

C

HOOC

HOOC

OH

HH

OHR

RC

C

COOH

COOH

HO

HH

HOS

S

intramolekulaacuteristuumlkoumlrsiacutek

diasztereomerek diasztereomerek

enantiomerek

COOH

CH3H2NH

R

COOH

CH3 NH2H

S

enantiomerek

Enantiomerek eacutes diasztereomerek

80

C

NH2

COOHHH3C C

CH2SH

COOHH2NH

Ala Cys

Aacutebraacutezolja Fischer keacuteplettel az alaacutebbi perspektivikus keacuteplettel megadott aminosavakat

CH3

COOH

H2N H

CH2SH

COOH

H2N H

Ala Cys

S R

L L81

CNH2H

H3C

COOH

C

COOH

CH2SHH2NH

CCH3H

H2N

COOH

C

COOH

CH2SHHH2N

C

NH2

COOHHH3C

C

CH2SH

COOHH2NH

CH3

COOH

H2N H

CH2SH

COOH

H2N H

82

Enantiomerek eacutes mezo vegyuumlletek

Pszeudoaszimmetria

C

C

HOOC

HOOC

H

HOH

OH

S

R

C

C

HOOC

HOOC

OH

HH

OHR

RC

C

COOH

COOH

HO

HH

HOS

S

intramolekulaacuteristuumlkoumlrsiacutek

diasztereomerek diasztereomerek

enantiomerek

C

C

C

COOH

COOH

HO H

OHH

H OHR

R

C

C

C

COOH

COOH

H OH

HHO

HO HS

S

enantiomerek

optikailag aktiacutevak

C

C

C

COOH

COOH

H OH

OHH

H OHR

S

C

C

C

COOH

COOH

H OH

HHO

H OHR

S

optikailag inaktiacutevak

r s

83

COOH

COOH

COOHHOOC COOH

HOOC COOH

HOOC

mcisz transz transz

szerkezetiizomeacuteria

geometriaiizomeacuteria

optikai izomeacuteria

84

R

RHOH

akiraacutelisszeacutenatom

R

SHOH

rS

RHOH

s

RgtS r s

(S)

(S)

pszeudoaszimmetriaacutes szeacutenatom

akiraacutelis molekulamezo vegyuumllet

akiraacutelisC2 forgaacutesi szimmetriatengely

kiraacutelis

HOOC COOH

Br

m

HOOC COOH

m

HOOC

COOH

pro-pszeudoaszimmetriaacutes szeacutenatom

85

Kiraacutelis molekulaacutekon beluumll is sok esetben talaacutelhatoacute pszeudo-aszimmetriacentrum amennyiben a keacutet enantiomorf ligandum mellett tovaacutebbi aszimmetrikus ligandum is kapcsoloacutedik a centrumhoz (peacuteldaacuteul atropin eacutes szaacutermazeacutekai)

gytszptehuhudownloadindex16630

Oslash86

Mezo-forma a) mindig akiraacutelisb) mindig kell lennie kiraacutelis disztereomerjeacutenek is

gytszptehuhudownloadindex16630

C

C

HOOC

HOOC

H

HOH

OH

S

R

C

C

HOOC

HOOC

OH

HH

OHR

RC

C

COOH

COOH

HO

HH

HOS

S

intramolekulaacuteristuumlkoumlrsiacutek

diasztereomerek diasztereomerek

enantiomerek

Oslash87

gytszptehuhudownloadindex16630

A pszeudo-aszimmetriacentrumok konfiguraacutecioacutejaacuteban elteacuterő izomerekegymaacutessal diasztereoizomer viszonyban aacutellnak

rC

C

C

COOH

COOH

H OH

OHH

H OHR

S

sC

C

C

COOH

COOH

H OH

HHO

H OHR

S Oslash88

Geometriai izomeacuteria

kettős koumlteacutesű vegyuumlletekneacutelciklusos vegyuumlletekneacutel

C CH H

CH3H3CC C

H CH3

HH3C

Felteacutetel (olefinekneacutel) egy adott pilleacuteratomon nem lehet keacutet azonos helyettesiacutetőde adott kettőskoumlteacutes keacutet kuumlloumlnboumlző pilleacuteratomjaacuten lehet egy-egy azonos helyettesiacutető(de ezeknek sem kell szuumlkseacutegkeacuteppen azonosaknak lenniuumlk)

Alfa helyzetű szubsztituens Beacuteta helyzetű szubsztituens

Diasztereomerek

89

Configurational isomers

The particular arrangement of atoms (or goups) in space that is characteristic of a given streoisomer

The configurational isomers can not be transformed into each otherwithout breaking and making a covalent bond

- cis-trans Z-E designations geometric isomers- optical isomerism (cf chirality)

H COOH

H COOH

HOOC H

H COOH

Z E

Oslash90

The requirement for geometric isomerism in alkenes is that each carbon atom involvedin the pi bond have two different groups attached to it such as H and Cl or CH3 and Cl

C CH

H

CH2CH3

CH3

C CH

H

CH2CH3

CH3is the same as

C CCH3

H

CH2CH3

CH3

C CH

CH3

CH2CH3

CH3

geometric isomers

If one of the carbons of the double bond has two identical groups such as two H atomsor two CH3 groups the geometric isomerism is not possible

Z E

Higher priority atoms or groups are on the same side of the pi bond Z bdquotogetherrdquo

Higher priority atoms or groups are on opposite sides of the pi bond E bdquoacrossrdquo

(Look at the single atoms directly attached to the double-bond carbon C and not entire-CH2CH2CH3 group)

Oslash91

Cahn-Ingold-Prelog szekvenciaszabaacutelyokalkeacutenekre vonatkozoacutean

Toumlmegszaacutem

C CT

D

H

DE

Rendszaacutem

C CF

Cl

Br

IZ

Z gt E

E

ZZ C C

C

C

H

NC

C

C

H3C

H3C

CH3

HCH3

H

C CH

NC

C

C

CH3

CH3

H

H

Br

Br

E

R

S

RgtS (DgtL)

92

C CH

H3C

CH

CH

CH3

CH3

CH2

Z ltC

HCH3

CH3

C

H

C

C

H

H

HHH

H

C C

H H

H

C

H

C (C)

o

o

o

H

H(C)oo

o

C CH

H3C

CH

CH

CH3

CH2 Br

CH2

E

C

HCH3

CH2Br

C

H

C

H

H

HCBrH

H

gtC C

H H

H

C

H

C (C)

o

o

o

H

H(C)oo

o

(CON) adott atom ismeacutetelt megjeleniacuteteacutese ---o fantomatom

1 2 3C CCCH CHHH C C(C)CH C(C)HH

1 2 3C CCCH BrCHH gt CHHH C C(C)CH C(C)HH 93

transzE

ciszZ

C CH H

C CH

H

transzZ

ciszE

C CBr H

C CH

Br

Oslash94

Konformaacutecioacutes izomeacuteriaUgyanaz a vaacutez konnektivitaacutes de elteacuterő teacuterbelielrendeződeacutes (valamilyen szimmetria-rendezőhoumlz valoacuteviszony)

Kovalens koumlteacutes elszakiacutetaacutesa eacutes uacutejrakeacutepződeacutese neacutelkuumllegymaacutesba alakiacutethatoacutek

Rotaacutecioacutes izomeacuteriaKuumlloumlnboumlző konformaacutecioacute (konformerek rotamerek)

Axiaacutelis kiralitaacutes R SHelikaacutelis kiralitaacutes P M

95

C CCH3H3C

HHHH

C CCH3

CH3 HH

HH

Konformaacutecioacutes diasztereomerek

C CH

CH3 HCH3

HH C C

H

CH3 CH3H

HH

Konformaacutecioacutes enantiomerek

P M

96

szinperiplanaacuteris szinklinaacutelis antiklinaacutelis antiperiplanaacuteris antiklinaacutelis szinklinaacutelis

pszeudorotaacutecioacute

axiaacutelis ekvatoriaacutelis

Konformerek

kiraacutelis kiraacutelisakiraacutelis akiraacutelis

97

C CCH3

CH3 HH

HHC C

CH3H3C

HHHH

Konfiguraacutecioacutes diasztereomerek

Konformaacutecioacutes diasztereomerek

C CH H

CH3H3CCC

HH3C

H CH3

98

- huacutezaacutes (stretch)

- hajliacutetaacutes (bend)

- csavaraacutes (torsion)

O OH

Hr 1r 2

r 2

O OH

H

α

OH

OH

τ (φ)

Oslash99

O OH

H

HOOH

OOH

HE

α30 kcalmol

Hajliacutetaacutes bend

Huacutezaacutes (nyuacutejtaacutes) stretch

disszociaacutecioacute

E

r

~ 90 ~ 50 kcalmol

HOO + H

HO + HO

Oslash100

H

H

H

O OH

H

1 kcalmol

~ 10kcalmol

(torzioacutes szoumlg)τ

Newman projekcioacute

H H

0o 60o 180o 300o 360o

OO

H

H

HHH HH

Oslash101

CH2 CH2Y ZY = Z = H

Y = Z = CH3

etaacuten

n-butaacuten

300o 360o240o180o120o60o0o

0o120o- 60o-180o-240o-300o-360o-

oacutera jaacuteraacutesaacuteval megegyező

oacutera jaacuteraacutesaacuteval ellenteacutetes

ZY

Z

Y

ZY

Z

Y

Z

Y

ZYZY

syn antisynperiplanar synklinal antiklinal antiperiplanar antiklinal synklinal

102

CCH

H H

HH

HH H

H

H

H H

CCH

H H

H

H HH H

HH

HH

0o 120o 240o 360o

12 M

m

M12 M M

mm

Θ

M = m

E(Θ)

minimum

Maximum

103

HHH H

CH3CH3

HHH H

CH3CH3

H

HH H

CH3

CH3

E

0deg dieacutederes szoumlg

E szabadentalpia-kuumlloumlnbseacuteg

58

29

07

(kcal)

H H

H3CH CH3

H

H H

H3CH H

CH3

H3C CH3

H HH

H

CH3HH H

CH3H

060deg 120deg 180deg 240deg 300deg 360deg

szinperiplanaacuteris szinklinaacutelis antiklinaacutelis antiperiplanaacuteris antiklinaacutelis szinklinaacutelis104

∆G0 = G01 - G0

2

K = e∆G0

RT

∆G = - RT ln K∆G = ∆H - T∆S

∆H = 074

∆S = 2 K = 19

gauche ndash anti araacuteny

minden gauche konformerre keacutet anti forma jut K= [a][g] Oslash105

0o

0o

60o

60o

120o

120o

180o

180o

240o

240o

300o

300o 360o

360o

RELA

T

IacuteV

ENERGIA

ANTI EFFEKTUS

GAUCHE EFFEKTUS

EXTREacuteMGAUCHE

EFFEKTUS

H

H H

H H

H

CH3

H H

H H

CH3

TORZIOacuteS SZOumlG

ZY

Z

YZ

Y

Z

Y

ZY

ZY ZY

F

H H

OH

repulsions

F

H H

H 106

attractiveinteractions

orbitalinteractions

antiperiplanarposition

Anti-effect

107

repulsions

F

H H

OH

repulsions

F

H H

H

Extrem gauche effect

108

C-F

C-H

C-F

C-HC-C C-C

Oslash109

CikloalkaacutenokGyűrűfeszuumlltseacuteg

Hipotetikus planaacuteris rendszerek

Baeyer vegyeacuterteacutekszoumlg-deformaacutecioacute (angulaacuterisgyűrű feszuumlleacutes)

Pitzer anti-aacutellaacuteshoz keacutepesti energiatoumlbblet (torzioacutes feszuumlleacutes)

van der Waals nemkoumltő atomok szterikus koumllcsoumlnhataacutesa

Nem planaacuteris vegyuumlletek

CC C

C

C

boriacuteteacutek

C C C

C

Ctwist

pszeudorotaacutecioacute

CC

C C

V-alakuacute

CCC

CCC

szeacutek110

3 4 5 6 7 8 9 10Gyűrűtagszaacutem

Gyűrű

feszuumlleacutes

kcalmol

hataacutereacuterteacutek

111

Cl

H

H

H

Cl

H

H

Cl

H

H

Cl

H

Cl

H

H

H

H

Cl

mezo SS RR

cisz transz

Ciklopropaacuten

C

C

HOOC

HOOC

H

HOH

OH

S

R

C

C

HOOC

HOOC

OH

HH

OHR

RC

C

COOH

COOH

HO

HH

HOS

S

intramolekulaacuteristuumlkoumlrsiacutek

diasztereomerek diasztereomerek

enantiomerek 112

Ea(a e)

∆Ea+∆E

∆E

Ea(a e)

Z

Hkb 5szeacutek

ZH

kb 95szeacutek

kb 2 kcal

csavartkaacuted

csavartkaacuted

kaacuted

ZH

feacutelszeacutekfeacutelszeacutek

ZH

Ciklohexaacuten

113

A 3-3 nemszomszeacutedos szeacutenatom aacuteltal definiaacutelt siacutekokra

merőleges koumlteacutesiraacutenyok axiaacutelis

A toumlbbi koumlteacutes e keacutet siacutek koumlzoumltt van ekvatoriaacutelis

Pszeudorotaacutecioacute a gyűrűs vegyuumlletek konformerjei

szoumlgfeszuumlltseacuteg neacutelkuumll alakulnak egymaacutesba

114

transz 12-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

cisz 12-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

Z

H

Z

H Z

HZ

Ha

eae

Z

HZ

H

Z

H

Z

H

a

e

ae

115

transz 13-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

cisz 13-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

Z

HZ

H

Z

H Z

H

a

e ae

Z

HZ

HZ

H

Z

H

a

e

ae

116

H

Z

Z

H

H

Z Z

Ha

ea

e

transz 14-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

Z

HZ

H

H

Z

Z

Ha

ea

e

cisz 14-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

117

Oslash118

8 CO2 + 8 H2O

- 12483 kcalmol - 12468 kcalmol

15 kcalmol

CH3

CH3H

H

+ 12 O2

cisz-12-dimetilciklohexaacuten

CH3

H

H

CH3

transz-12-dimetilciklohexaacuten

+ 12 O2

119

Diszubsztituaacutelt ciklohexaacutenokszerkezeti izomerjeinek konformaacutecioacutes viszonyai

Szerkezeti izomer Geometriai izomercisz transz

12

14

ae aa

ea ee

13aa ae

ee ea

120

Oslash121

BrNH2

Br

NH23a 2b

NH2

Br

Br

NH24a 1b

NH2

Br

Br

NH2

1b 4a

NH2

Br

NH2

Br2b 3a

NH2

Br

Br

NH23b 2a

Br

NH2

BrNH24b 1a

Konformaacutecioacutes Konformaacutecioacutes

BrNH2 Br

NH2

1a 4b

Br

NH2

BrNH2

2a 3b

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesenantiomerek

Konfiguraacutecioacutesenantiomerek

diasztereomerek diasztereomerek

12-helyzetben kuumlloumlnboumlző helyettesiacutetőket tartalmazoacute ciklohexaacuten szaacutermazeacutekokkonfiguraacutecioacutes eacutes konformaacutecioacutes viszonyai

Oslash122

H

H

H

HH

H

H

H

Dekalin

cisz transz

123

transz-transz-transzanellaacutecioacute

cisz-transz-transzanellaacutecioacute

DC

BA

DC

BA

H H

R

H

H H

H

H

H

R

H H

DCBA

R

H

H

H

H

H

H

DCBA

R

H

H

H

H

H

H

CH3

CH3

CH3

CH3

Oslash124

A kiralitaacutes kialakulaacutesa eacutes bioloacutegiai jelentőseacutege

Kiraacutelis vegyuumlletek

termeacuteszetes aminosavak (elsősorban L konfiguraacutecioacute)peptidek enzimektermeacuteszetes szeacutenhidraacutetok (elsősorban D konfiguraacutecioacute)gyoacutegyszerek

Az első kiraacutelis vegyuumllet kialakulaacutesa

az elemi reacuteszek gyenge koumllcsoumlnhataacutesaacutenakiraacutenyfuumlggeacuteseacutevel van kapcsolatban

autokataliacutezis

a termeacuteszet nem tuumlkoumlrszimmetrikus (a termeacuteszet homokiraacutelis)

Oslash125

Az optikai aktivitaacuteseredete szeacutenhidraacutetokkiralitaacutescentrumaacutenakkieacutepuumlleacutese a termeacuteszetben

Oslash126

Oslash127

• Slide Number 1
• Slide Number 2
• Slide Number 3
• Slide Number 4
• Slide Number 5
• Slide Number 6
• Slide Number 7
• Izomeacuteria
• Slide Number 9
• Slide Number 10
• Slide Number 11
• Slide Number 12
• Slide Number 13
• Slide Number 14
• Slide Number 15
• Slide Number 16
• Slide Number 17
• Slide Number 18
• Szerkezeti izomeacuteria
• Slide Number 20
• Slide Number 21
• Slide Number 22
• Slide Number 23
• Slide Number 24
• A tautomeacuteria tiacutepusai
• Slide Number 26
• Slide Number 27
• Slide Number 28
• Slide Number 29
• Slide Number 30
• Sztereoizomeacuteria
• Slide Number 32
• Slide Number 33
• Slide Number 34
• Slide Number 35
• Slide Number 36
• Slide Number 37
• Slide Number 38
• Slide Number 39
• Slide Number 40
• Slide Number 41
• Slide Number 42
• Slide Number 43
• Slide Number 44
• Slide Number 45
• Slide Number 46
• Slide Number 47
• Tovaacutebbi kiralitaacutes tiacutepusok
• Slide Number 49
• Slide Number 50
• Slide Number 51
• Slide Number 52
• Slide Number 53
• Slide Number 54
• Slide Number 55
• Slide Number 56
• Slide Number 57
• Toumlbb kiralitaacuteskoumlzpont
• Slide Number 59
• Slide Number 60
• Slide Number 61
• Slide Number 62
• Slide Number 63
• Slide Number 64
• Slide Number 65
• Slide Number 66
• Slide Number 67
• Slide Number 68
• Slide Number 69
• Slide Number 70
• Slide Number 71
• Slide Number 72
• Slide Number 73
• Slide Number 74
• Slide Number 75
• Konfiguraacutecioacutes izomeacuteria
• Slide Number 77
• Slide Number 78
• Slide Number 79
• Slide Number 80
• Slide Number 81
• Slide Number 82
• Slide Number 83
• Slide Number 84
• Slide Number 85
• Slide Number 86
• Slide Number 87
• Slide Number 88
• Slide Number 89
• Slide Number 90
• Slide Number 91
• Slide Number 92
• Slide Number 93
• Slide Number 94
• Slide Number 95
• Slide Number 96
• Slide Number 97
• Slide Number 98
• Slide Number 99
• Slide Number 100
• Slide Number 101
• Slide Number 102
• Slide Number 103
• Slide Number 104
• Slide Number 105
• Slide Number 106
• Slide Number 107
• Slide Number 108
• Slide Number 109
• Slide Number 110
• Slide Number 111
• Slide Number 112
• Slide Number 113
• Slide Number 114
• Slide Number 115
• Slide Number 116
• Slide Number 117
• Slide Number 118
• Slide Number 119
• Slide Number 120
• Slide Number 121
• Slide Number 122
• Slide Number 123
• Slide Number 124
• Slide Number 125
• Slide Number 126
• Slide Number 127

R S

HOOC

Br

COOH

Br6

2

6

2COOH

Br

HOOC

Br

tuumlkoumlrsiacutek

C

Br

COOHBr1

2

3 4

HOO c2COOH

Br

BrHOOC

c2

1

2

34

Atropizomeacuteria

50

Axiaacutelis kiralitaacutes

R-konfiguraacutecioacute

51

C CH

H3CC

H

CH3

CCH

CH3C

H

H3C

NH

HN

NH

NH

tuumlkoumlrsiacutek

Nem minden kiraacutelis molekula rendelkezik aszimmetria centrummal

52

Cukor Foszfor atom Oslash53

Konformaacutecioacutes enantiomerek

P M

Helikaacutelis kiralitaacutes

Konfiguraacutecioacutes enantiomerek

P M

Heptaheliceacuten n-Butaacuten

54

Oslash55

56

Feheacuterjeacutek teacuterszerkezete

Oslash

57

Nukleinsavak teacuterszerkezete

Oslash

Toumlbb kiralitaacuteskoumlzpont

58

Toumlbb aszimmetria centrumot tartalmazoacute vegyuumlleteklehetseacuteges sztereoizomereinek szaacutema

A nem enantiomeacuteria viszonyban aacutelloacute sztereoizomerek

diasztereomerek

Ha az n db aszimmetria centrum koumlzoumltt vannak azonosak a fuumlggetlen sztereoizomerek szaacutema lt 2n

mezo-forma nem kiraacutelis

2n

59

CH3CH3

HO H

OHHCH3

H3COHH

HO H

CH3CH3

HO H

HHOCH3

H3COHH

H OH

CH3CH3

HO H

OHH

180o forgataacutes

mezo-23-butaacutendioltuumlkoumlrkeacutepi paacuterok fedeacutesbe hozhatoacutek - akiraacutelis

(2R3R)-23-butaacutendiol (2S3S)-23-butaacutendiol

CH3 CH3

H HHO OH

Egyetlen sztereogeacuten centrumot tartalmazoacute molekula mindig kiraacutelis desztereogeacuten centrum jelenleacutete nem szuumlkseacuteges sem nem eleacutegseacuteges felteacutetele a kiralitaacutesnak

Nem eleacutegseacuteges toumlbb sztereogeacuten centrumot tartalmazoacute molekula lehet akiraacutelisPeacutelda

60

Nem minden olyan molekula kiraacutelis amely aszimmetria centrumokkal rendelkezik

Nem minden kiraacutelis molekula rendelkezik aszimmetria centrummal

axiaacutelis kiralitaacutes 13-diszubsztituaacutelt alleacuten planaacuteris kiralitaacutes spirovegyuumlletek koumlreacuteben

mezo vegyuumlletek cisz-12-azonosandiszubsztituaacutelt ciklopropaacuten

Oslash61

COOHH

HHOOC

CH3H

H3C HS2

COOH

HHO

H OH

COOH

S2

COOHH

HHOOC

HH

H H

borkősav

Newman (fűreacuteszbak) projekcioacuteKonformatiacutev

62

Fisher projekcioacuteval aacutebraacutezolt L- eacutes D-borkősav

mezo-borkotildesav

COOHCH OHCCOOH

OHH

COOHCHO HCCOOH

HHO

szotildelotildesav

COOHCH OHCCOOH

HHO

COOHCHO HCCOOH

OHH

L-(+)-borkotildesav D-(-)-borkotildesav

63

Oslash64

Cl

H

H

H

Cl

H

H

Cl

H

H

Cl

H

Cl

H

H

H

H

Cl

mezo SS RR

cisz transz

Nem minden olyan molekula kiraacutelis amely aszimmetria centrumokkal rendelkezik

65

Szimmeriaelemek(szimmetria azonos meacuteret)

Akkor mondjuk hogy egy taacutergy szimmetriaelemmel rendelkezik ha a megfelelőszimmetriaművelet (tuumlkroumlzeacutes forgataacutes inverzioacute) a taacutergyat az eredetivel fedeacutesbehozhatoacute alakzattaacute konvertaacutelja

Pontcsoport ndash meghataacuterozott taacutergyra vonatkozoacute szimmetriaműveletek oumlsszesseacutege

szimmetriasiacutek (σ) a molekulaacutet keacutet olyan feacutelre bontja amelyek egymaacutesnak pontostuumlkoumlrkeacutepei (Szimmetriasiacutekot tartalmazoacute molekula akiraacutelis de a siacutek hiaacutenya nem okozkiralitaacutest)

n-ed rendű forgaacutesi szimmetriatengely (Cn) a molekulaacutet a tengely koumlruumll 360degnszoumlggel elforgatva az eredetitől megkuumlloumlnboumlzhetetlen molekulaacutet kapunk

szimmetriacentrum (inverzioacutes centrum) (Ci) a molekula baacutermely elemeacutet aszimmetriacentrummal oumlsszekoumltve eacutes az ellenkező iraacutenyba azonos taacutevolsaacutegrameghosszabbiacutetva azonos elemhez jutunk (Szimmetriacentrumot tartalmazoacutemolekula akiraacutelis de hiaacutenya nem okoz kiralitaacutest)

n-ed rendű tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengely (Sn) a molekulaacutet 360degn szoumlggel elforgatvaeacutes a tengelyre merőleges siacutekra tuumlkroumlzve az eredetitől megkuumlloumlnboumlzhetetlenmolekulaacutet kapunk (Tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengelyt tartalmazoacute molekula akiraacutelishiaacutenyaacuteban a molekula kiraacutelis) 66

C CCH3

H

H

CH3180o C C

CH3

H

CH3

H360o

siacutek

tengely

siacutek

tengely

Keacutetfogaacutesuacute tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengely Egyfogaacutesuacute tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengely

Szimmetriacentrum Szimmetriasiacutek

Tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengelyValamely taacutergy akkor jellemezhető Sn azaz n-ed rendű tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengellyel ha annak baacutermely pontjaacutet a tengely koumlruumll 360n fokos szoumlggelelfordiacutetva eacutes a tengelyre merőlegesen fektetett siacutekon keresztuumll tuumlkroumlzve az eredetiobjektumot kapjuk meg (n szuumlkseacutegkeacuteppen paacuteros vagy 1)

Az S1-tengely szimmetriasiacutekkal (σ) az S2-tengely viszont szimmetriacentrummal (Ci) egyeneacuterteacutekű

A szimmetriacentrumon aacutethaladoacute baacutermely egyenesen a centrumtoacutel egyenlő taacutevolsaacutegban azonos elemek talaacutelhatoacutek

Akiraacutelis molekulaacutek

67

szimmetriasiacutek (m S1) forgaacutesi szimmetriatengely (Cn) szimmetriacentrum (Ci S2)

Szimmetrikus + +

Szimmetrikus + -

Koumlzeacuteppontosan - + szimmetrikus

Disszimetrikus - + - (kiraacutelis)

Aszimmetrikus - - - (kiraacutelis)

Szimmetriaelem művelet

Szimmetriasiacutek tuumlkroumlzeacutes

Szimmetriatengely forgataacutes

Szimmetriacentrum inverzioacute

Szimmetriaelem művelet

Azonossaacuteg vaacuteltozatlanulhagyaacutes

Tuumlkroumlzeacutesi forgataacutes eacutesszimmetriatengely (giroid) tengelyre merőleges

tuumlkroumlzeacutesOslash68

Oslash69

Oslash70

Oslash71

Oslash72

1 Atomic number2 Atomic mass3 Z gt E4 R gt S5 Spheres6 Single-bond equivalencies

Cahn-Ingold-Prelog nomenclature system

Sequence rules for order of priority

1 If the atoms in question are different the sequence order is by atomic number with theatom of highest atomic number receiving the highest priority

F lt Cl lt Br lt I

increasing priority

2 If two isotopes of the same element are present the isotope of higher mass receivesthe higher priority

H lt D

increasing priority73

5 If two atoms are identical the atomic numbers of the next atoms are used for priorityassignment If these atoms also have identical atoms attached to them priority isdetermined at the first point of difference along the chain The atom that has attached to itan atom of higher priority has the higher priority (Do not use the sums of the atomic numbersBut look for the single atom of highest priority)

74

6 Atoms attached by double or triple bond are given single-bond equivalencies so that theycan be treated like single-bonded groups in determining priority Each doubly bonded atom isduplicated (or triplicated for triple bonds)

R C

O

OH

Structure Equivalent for priority determination

R C

O

O

OH

C

R C N R C

N

N

NC

C

75

Konfiguraacutecioacutes izomeacuteriaUgyanaz a vaacutez konnektivitaacutes de elteacuterő teacuterbelielrendeződeacutes (valamilyen szimmetria-rendezőhoumlz valoacuteviszony)

Nem alakiacutethatoacutek egymaacutesba kovalens koumlteacutes elszakiacutetaacutesaeacutes uacutejrakeacutepződeacutese neacutelkuumll

optikai izomerek (optikai aktivitaacutes) R Sgeometriai izomerek cisz-transz E-Z

76

Konfiguraacutecioacutes diasztereomerekFizikai eacutes keacutemia tulajdonsaacutegaik elteacuternek

Konfiguraacutecioacutes enantiomerekFizikai eacutes keacutemiai tulajdonsaacutegaikazonosak kiveacutevebull azonos meacuterteacutekű de ellenteacutetesiraacutenyuacute optikai forgatoacutekeacutepesseacutegbull elteacuterő reaktivitaacutes maacutes kiraacutelis vegyuumlletekkel valoacute reakcioacuteban

C

C

Cl

Cl H

HC

C

H

Cl H

Cl

cisz-12-dikloacutereteacuten transz-12-dikloacutereteacuten

Br Cl

Cl BrF F

Cl Br

Br FF Cl

(R) (R) (S) (R)

CH

OHCH3CH2

CH3

CH

HOCH2CH3

CH3

CH

OHCH3CH2

CH3

CH

OHCH3

CH3CH2

180o-os forgataacutes

(R)-butaacuten-2-ol (S)-butaacuten-2-olfp 995 oC 995 oCd4

20 0808 0808nD

20 1397 1397[α]D

25 -1352o +1352o

(R)-butaacuten-2-ol (S)-butaacuten-2-ol

CH

OHCH3

CH3CH2

77

Elegykristaacutely

bullveacuteletlenszerűen tartalmazza mindkeacutet enantiomertbulla tiszta enantiomerek eacutes az enantiomer kevereacutekek tulajdonsaacutegai azonosak

Konglomeraacutetum

bullcsak az egyik vagy a maacutesik enantiomert tartalmazzabullaz enantiomerek mechanikusan is elkuumlloumlniacutethetők egymaacutestoacutel

Molekulavegyuumllet

bulla keacutet enantiomer a kristaacutelyban 11 araacutenyban fordul elő (raceacutem elegy)bulla raceacutem elegy eacutes az enantiomerek olvadaacutespontja kuumlloumlnboumlző

bullakiraacutelis koumlruumllmeacutenyek koumlzoumltt megegyező fizikai eacutes keacutemiai tulajdonsaacutegokbullkiraacutelis koumlruumllmeacutenyek koumlzoumltt elteacuterő (kiraacutelis molekulaacutek polarizaacutelt feacuteny)bullenantiomerek koumlzoumltti 3 fő koumllcsoumlnhataacutes

elegykristaacutely keacutepzeacuteskonglomeraacutetum keacutepzeacutesmolekulavegyuumllet keacutepzeacutes

Enantiomerek

78

Enantiomerek egyeacuteb kevereacutekeit az uacutegynevezett bdquoenantiomeric excessrdquo (ee) [enantiomerfelesleg] eacuterteacutekkel jellemezzuumlk (R) eacutes (S) a megfelelő enantiomerek mennyiseacutege a kevereacutekben

A komponensek mennyiseacutegeacutenek meghataacuterozaacutesaKiraacutelis oszlopkromatigraacutefia (enantiomerek elvaacutelasztaacutesa)NMR spektroszkoacutepia

ee =(R) - (S)(R) + (S) 100

Enantiomer felesleg

Az enantiomerfelesleg az aszimmetrikus szinteacutezis sikeresseacutegeacutenek egyikmeacuterőszaacutema Diasztereomerek kevereacuteke eseteacuten hasonloacute moacutedon definiaacuteljaacutek eacuteshasznaacuteljaacutek a diasztereomer felesleg eacutes a szaacutezaleacutekos diasztereomer feleslegfogalmaacutet

Egy 70 R eacutes 30 S izomert tartalmazoacute minta enantiomerfeleslege peacuteldaacuteul40 Ezt az anyagot uacutegy is tekinthetjuumlk mint 40 tiszta R izomer eacutes 60 raceacutemelegy (mely a teljes mennyiseacuteghez 30 R eacutes 30 S izomerrel jaacuterul hozzaacute)kevereacuteke 79

C

C

HOOC

HOOC

H

HOH

OH

S

R

C

C

HOOC

HOOC

OH

HH

OHR

RC

C

COOH

COOH

HO

HH

HOS

S

intramolekulaacuteristuumlkoumlrsiacutek

diasztereomerek diasztereomerek

enantiomerek

COOH

CH3H2NH

R

COOH

CH3 NH2H

S

enantiomerek

Enantiomerek eacutes diasztereomerek

80

C

NH2

COOHHH3C C

CH2SH

COOHH2NH

Ala Cys

Aacutebraacutezolja Fischer keacuteplettel az alaacutebbi perspektivikus keacuteplettel megadott aminosavakat

CH3

COOH

H2N H

CH2SH

COOH

H2N H

Ala Cys

S R

L L81

CNH2H

H3C

COOH

C

COOH

CH2SHH2NH

CCH3H

H2N

COOH

C

COOH

CH2SHHH2N

C

NH2

COOHHH3C

C

CH2SH

COOHH2NH

CH3

COOH

H2N H

CH2SH

COOH

H2N H

82

Enantiomerek eacutes mezo vegyuumlletek

Pszeudoaszimmetria

C

C

HOOC

HOOC

H

HOH

OH

S

R

C

C

HOOC

HOOC

OH

HH

OHR

RC

C

COOH

COOH

HO

HH

HOS

S

intramolekulaacuteristuumlkoumlrsiacutek

diasztereomerek diasztereomerek

enantiomerek

C

C

C

COOH

COOH

HO H

OHH

H OHR

R

C

C

C

COOH

COOH

H OH

HHO

HO HS

S

enantiomerek

optikailag aktiacutevak

C

C

C

COOH

COOH

H OH

OHH

H OHR

S

C

C

C

COOH

COOH

H OH

HHO

H OHR

S

optikailag inaktiacutevak

r s

83

COOH

COOH

COOHHOOC COOH

HOOC COOH

HOOC

mcisz transz transz

szerkezetiizomeacuteria

geometriaiizomeacuteria

optikai izomeacuteria

84

R

RHOH

akiraacutelisszeacutenatom

R

SHOH

rS

RHOH

s

RgtS r s

(S)

(S)

pszeudoaszimmetriaacutes szeacutenatom

akiraacutelis molekulamezo vegyuumllet

akiraacutelisC2 forgaacutesi szimmetriatengely

kiraacutelis

HOOC COOH

Br

m

HOOC COOH

m

HOOC

COOH

pro-pszeudoaszimmetriaacutes szeacutenatom

85

Kiraacutelis molekulaacutekon beluumll is sok esetben talaacutelhatoacute pszeudo-aszimmetriacentrum amennyiben a keacutet enantiomorf ligandum mellett tovaacutebbi aszimmetrikus ligandum is kapcsoloacutedik a centrumhoz (peacuteldaacuteul atropin eacutes szaacutermazeacutekai)

gytszptehuhudownloadindex16630

Oslash86

Mezo-forma a) mindig akiraacutelisb) mindig kell lennie kiraacutelis disztereomerjeacutenek is

gytszptehuhudownloadindex16630

C

C

HOOC

HOOC

H

HOH

OH

S

R

C

C

HOOC

HOOC

OH

HH

OHR

RC

C

COOH

COOH

HO

HH

HOS

S

intramolekulaacuteristuumlkoumlrsiacutek

diasztereomerek diasztereomerek

enantiomerek

Oslash87

gytszptehuhudownloadindex16630

A pszeudo-aszimmetriacentrumok konfiguraacutecioacutejaacuteban elteacuterő izomerekegymaacutessal diasztereoizomer viszonyban aacutellnak

rC

C

C

COOH

COOH

H OH

OHH

H OHR

S

sC

C

C

COOH

COOH

H OH

HHO

H OHR

S Oslash88

Geometriai izomeacuteria

kettős koumlteacutesű vegyuumlletekneacutelciklusos vegyuumlletekneacutel

C CH H

CH3H3CC C

H CH3

HH3C

Felteacutetel (olefinekneacutel) egy adott pilleacuteratomon nem lehet keacutet azonos helyettesiacutetőde adott kettőskoumlteacutes keacutet kuumlloumlnboumlző pilleacuteratomjaacuten lehet egy-egy azonos helyettesiacutető(de ezeknek sem kell szuumlkseacutegkeacuteppen azonosaknak lenniuumlk)

Alfa helyzetű szubsztituens Beacuteta helyzetű szubsztituens

Diasztereomerek

89

Configurational isomers

The particular arrangement of atoms (or goups) in space that is characteristic of a given streoisomer

The configurational isomers can not be transformed into each otherwithout breaking and making a covalent bond

- cis-trans Z-E designations geometric isomers- optical isomerism (cf chirality)

H COOH

H COOH

HOOC H

H COOH

Z E

Oslash90

The requirement for geometric isomerism in alkenes is that each carbon atom involvedin the pi bond have two different groups attached to it such as H and Cl or CH3 and Cl

C CH

H

CH2CH3

CH3

C CH

H

CH2CH3

CH3is the same as

C CCH3

H

CH2CH3

CH3

C CH

CH3

CH2CH3

CH3

geometric isomers

If one of the carbons of the double bond has two identical groups such as two H atomsor two CH3 groups the geometric isomerism is not possible

Z E

Higher priority atoms or groups are on the same side of the pi bond Z bdquotogetherrdquo

Higher priority atoms or groups are on opposite sides of the pi bond E bdquoacrossrdquo

(Look at the single atoms directly attached to the double-bond carbon C and not entire-CH2CH2CH3 group)

Oslash91

Cahn-Ingold-Prelog szekvenciaszabaacutelyokalkeacutenekre vonatkozoacutean

Toumlmegszaacutem

C CT

D

H

DE

Rendszaacutem

C CF

Cl

Br

IZ

Z gt E

E

ZZ C C

C

C

H

NC

C

C

H3C

H3C

CH3

HCH3

H

C CH

NC

C

C

CH3

CH3

H

H

Br

Br

E

R

S

RgtS (DgtL)

92

C CH

H3C

CH

CH

CH3

CH3

CH2

Z ltC

HCH3

CH3

C

H

C

C

H

H

HHH

H

C C

H H

H

C

H

C (C)

o

o

o

H

H(C)oo

o

C CH

H3C

CH

CH

CH3

CH2 Br

CH2

E

C

HCH3

CH2Br

C

H

C

H

H

HCBrH

H

gtC C

H H

H

C

H

C (C)

o

o

o

H

H(C)oo

o

(CON) adott atom ismeacutetelt megjeleniacuteteacutese ---o fantomatom

1 2 3C CCCH CHHH C C(C)CH C(C)HH

1 2 3C CCCH BrCHH gt CHHH C C(C)CH C(C)HH 93

transzE

ciszZ

C CH H

C CH

H

transzZ

ciszE

C CBr H

C CH

Br

Oslash94

Konformaacutecioacutes izomeacuteriaUgyanaz a vaacutez konnektivitaacutes de elteacuterő teacuterbelielrendeződeacutes (valamilyen szimmetria-rendezőhoumlz valoacuteviszony)

Kovalens koumlteacutes elszakiacutetaacutesa eacutes uacutejrakeacutepződeacutese neacutelkuumllegymaacutesba alakiacutethatoacutek

Rotaacutecioacutes izomeacuteriaKuumlloumlnboumlző konformaacutecioacute (konformerek rotamerek)

Axiaacutelis kiralitaacutes R SHelikaacutelis kiralitaacutes P M

95

C CCH3H3C

HHHH

C CCH3

CH3 HH

HH

Konformaacutecioacutes diasztereomerek

C CH

CH3 HCH3

HH C C

H

CH3 CH3H

HH

Konformaacutecioacutes enantiomerek

P M

96

szinperiplanaacuteris szinklinaacutelis antiklinaacutelis antiperiplanaacuteris antiklinaacutelis szinklinaacutelis

pszeudorotaacutecioacute

axiaacutelis ekvatoriaacutelis

Konformerek

kiraacutelis kiraacutelisakiraacutelis akiraacutelis

97

C CCH3

CH3 HH

HHC C

CH3H3C

HHHH

Konfiguraacutecioacutes diasztereomerek

Konformaacutecioacutes diasztereomerek

C CH H

CH3H3CCC

HH3C

H CH3

98

- huacutezaacutes (stretch)

- hajliacutetaacutes (bend)

- csavaraacutes (torsion)

O OH

Hr 1r 2

r 2

O OH

H

α

OH

OH

τ (φ)

Oslash99

O OH

H

HOOH

OOH

HE

α30 kcalmol

Hajliacutetaacutes bend

Huacutezaacutes (nyuacutejtaacutes) stretch

disszociaacutecioacute

E

r

~ 90 ~ 50 kcalmol

HOO + H

HO + HO

Oslash100

H

H

H

O OH

H

1 kcalmol

~ 10kcalmol

(torzioacutes szoumlg)τ

Newman projekcioacute

H H

0o 60o 180o 300o 360o

OO

H

H

HHH HH

Oslash101

CH2 CH2Y ZY = Z = H

Y = Z = CH3

etaacuten

n-butaacuten

300o 360o240o180o120o60o0o

0o120o- 60o-180o-240o-300o-360o-

oacutera jaacuteraacutesaacuteval megegyező

oacutera jaacuteraacutesaacuteval ellenteacutetes

ZY

Z

Y

ZY

Z

Y

Z

Y

ZYZY

syn antisynperiplanar synklinal antiklinal antiperiplanar antiklinal synklinal

102

CCH

H H

HH

HH H

H

H

H H

CCH

H H

H

H HH H

HH

HH

0o 120o 240o 360o

12 M

m

M12 M M

mm

Θ

M = m

E(Θ)

minimum

Maximum

103

HHH H

CH3CH3

HHH H

CH3CH3

H

HH H

CH3

CH3

E

0deg dieacutederes szoumlg

E szabadentalpia-kuumlloumlnbseacuteg

58

29

07

(kcal)

H H

H3CH CH3

H

H H

H3CH H

CH3

H3C CH3

H HH

H

CH3HH H

CH3H

060deg 120deg 180deg 240deg 300deg 360deg

szinperiplanaacuteris szinklinaacutelis antiklinaacutelis antiperiplanaacuteris antiklinaacutelis szinklinaacutelis104

∆G0 = G01 - G0

2

K = e∆G0

RT

∆G = - RT ln K∆G = ∆H - T∆S

∆H = 074

∆S = 2 K = 19

gauche ndash anti araacuteny

minden gauche konformerre keacutet anti forma jut K= [a][g] Oslash105

0o

0o

60o

60o

120o

120o

180o

180o

240o

240o

300o

300o 360o

360o

RELA

T

IacuteV

ENERGIA

ANTI EFFEKTUS

GAUCHE EFFEKTUS

EXTREacuteMGAUCHE

EFFEKTUS

H

H H

H H

H

CH3

H H

H H

CH3

TORZIOacuteS SZOumlG

ZY

Z

YZ

Y

Z

Y

ZY

ZY ZY

F

H H

OH

repulsions

F

H H

H 106

attractiveinteractions

orbitalinteractions

antiperiplanarposition

Anti-effect

107

repulsions

F

H H

OH

repulsions

F

H H

H

Extrem gauche effect

108

C-F

C-H

C-F

C-HC-C C-C

Oslash109

CikloalkaacutenokGyűrűfeszuumlltseacuteg

Hipotetikus planaacuteris rendszerek

Baeyer vegyeacuterteacutekszoumlg-deformaacutecioacute (angulaacuterisgyűrű feszuumlleacutes)

Pitzer anti-aacutellaacuteshoz keacutepesti energiatoumlbblet (torzioacutes feszuumlleacutes)

van der Waals nemkoumltő atomok szterikus koumllcsoumlnhataacutesa

Nem planaacuteris vegyuumlletek

CC C

C

C

boriacuteteacutek

C C C

C

Ctwist

pszeudorotaacutecioacute

CC

C C

V-alakuacute

CCC

CCC

szeacutek110

3 4 5 6 7 8 9 10Gyűrűtagszaacutem

Gyűrű

feszuumlleacutes

kcalmol

hataacutereacuterteacutek

111

Cl

H

H

H

Cl

H

H

Cl

H

H

Cl

H

Cl

H

H

H

H

Cl

mezo SS RR

cisz transz

Ciklopropaacuten

C

C

HOOC

HOOC

H

HOH

OH

S

R

C

C

HOOC

HOOC

OH

HH

OHR

RC

C

COOH

COOH

HO

HH

HOS

S

intramolekulaacuteristuumlkoumlrsiacutek

diasztereomerek diasztereomerek

enantiomerek 112

Ea(a e)

∆Ea+∆E

∆E

Ea(a e)

Z

Hkb 5szeacutek

ZH

kb 95szeacutek

kb 2 kcal

csavartkaacuted

csavartkaacuted

kaacuted

ZH

feacutelszeacutekfeacutelszeacutek

ZH

Ciklohexaacuten

113

A 3-3 nemszomszeacutedos szeacutenatom aacuteltal definiaacutelt siacutekokra

merőleges koumlteacutesiraacutenyok axiaacutelis

A toumlbbi koumlteacutes e keacutet siacutek koumlzoumltt van ekvatoriaacutelis

Pszeudorotaacutecioacute a gyűrűs vegyuumlletek konformerjei

szoumlgfeszuumlltseacuteg neacutelkuumll alakulnak egymaacutesba

114

transz 12-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

cisz 12-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

Z

H

Z

H Z

HZ

Ha

eae

Z

HZ

H

Z

H

Z

H

a

e

ae

115

transz 13-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

cisz 13-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

Z

HZ

H

Z

H Z

H

a

e ae

Z

HZ

HZ

H

Z

H

a

e

ae

116

H

Z

Z

H

H

Z Z

Ha

ea

e

transz 14-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

Z

HZ

H

H

Z

Z

Ha

ea

e

cisz 14-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

117

Oslash118

8 CO2 + 8 H2O

- 12483 kcalmol - 12468 kcalmol

15 kcalmol

CH3

CH3H

H

+ 12 O2

cisz-12-dimetilciklohexaacuten

CH3

H

H

CH3

transz-12-dimetilciklohexaacuten

+ 12 O2

119

Diszubsztituaacutelt ciklohexaacutenokszerkezeti izomerjeinek konformaacutecioacutes viszonyai

Szerkezeti izomer Geometriai izomercisz transz

12

14

ae aa

ea ee

13aa ae

ee ea

120

Oslash121

BrNH2

Br

NH23a 2b

NH2

Br

Br

NH24a 1b

NH2

Br

Br

NH2

1b 4a

NH2

Br

NH2

Br2b 3a

NH2

Br

Br

NH23b 2a

Br

NH2

BrNH24b 1a

Konformaacutecioacutes Konformaacutecioacutes

BrNH2 Br

NH2

1a 4b

Br

NH2

BrNH2

2a 3b

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesenantiomerek

Konfiguraacutecioacutesenantiomerek

diasztereomerek diasztereomerek

12-helyzetben kuumlloumlnboumlző helyettesiacutetőket tartalmazoacute ciklohexaacuten szaacutermazeacutekokkonfiguraacutecioacutes eacutes konformaacutecioacutes viszonyai

Oslash122

H

H

H

HH

H

H

H

Dekalin

cisz transz

123

transz-transz-transzanellaacutecioacute

cisz-transz-transzanellaacutecioacute

DC

BA

DC

BA

H H

R

H

H H

H

H

H

R

H H

DCBA

R

H

H

H

H

H

H

DCBA

R

H

H

H

H

H

H

CH3

CH3

CH3

CH3

Oslash124

A kiralitaacutes kialakulaacutesa eacutes bioloacutegiai jelentőseacutege

Kiraacutelis vegyuumlletek

termeacuteszetes aminosavak (elsősorban L konfiguraacutecioacute)peptidek enzimektermeacuteszetes szeacutenhidraacutetok (elsősorban D konfiguraacutecioacute)gyoacutegyszerek

Az első kiraacutelis vegyuumllet kialakulaacutesa

az elemi reacuteszek gyenge koumllcsoumlnhataacutesaacutenakiraacutenyfuumlggeacuteseacutevel van kapcsolatban

autokataliacutezis

a termeacuteszet nem tuumlkoumlrszimmetrikus (a termeacuteszet homokiraacutelis)

Oslash125

Az optikai aktivitaacuteseredete szeacutenhidraacutetokkiralitaacutescentrumaacutenakkieacutepuumlleacutese a termeacuteszetben

Oslash126

Oslash127

• Slide Number 1
• Slide Number 2
• Slide Number 3
• Slide Number 4
• Slide Number 5
• Slide Number 6
• Slide Number 7
• Izomeacuteria
• Slide Number 9
• Slide Number 10
• Slide Number 11
• Slide Number 12
• Slide Number 13
• Slide Number 14
• Slide Number 15
• Slide Number 16
• Slide Number 17
• Slide Number 18
• Szerkezeti izomeacuteria
• Slide Number 20
• Slide Number 21
• Slide Number 22
• Slide Number 23
• Slide Number 24
• A tautomeacuteria tiacutepusai
• Slide Number 26
• Slide Number 27
• Slide Number 28
• Slide Number 29
• Slide Number 30
• Sztereoizomeacuteria
• Slide Number 32
• Slide Number 33
• Slide Number 34
• Slide Number 35
• Slide Number 36
• Slide Number 37
• Slide Number 38
• Slide Number 39
• Slide Number 40
• Slide Number 41
• Slide Number 42
• Slide Number 43
• Slide Number 44
• Slide Number 45
• Slide Number 46
• Slide Number 47
• Tovaacutebbi kiralitaacutes tiacutepusok
• Slide Number 49
• Slide Number 50
• Slide Number 51
• Slide Number 52
• Slide Number 53
• Slide Number 54
• Slide Number 55
• Slide Number 56
• Slide Number 57
• Toumlbb kiralitaacuteskoumlzpont
• Slide Number 59
• Slide Number 60
• Slide Number 61
• Slide Number 62
• Slide Number 63
• Slide Number 64
• Slide Number 65
• Slide Number 66
• Slide Number 67
• Slide Number 68
• Slide Number 69
• Slide Number 70
• Slide Number 71
• Slide Number 72
• Slide Number 73
• Slide Number 74
• Slide Number 75
• Konfiguraacutecioacutes izomeacuteria
• Slide Number 77
• Slide Number 78
• Slide Number 79
• Slide Number 80
• Slide Number 81
• Slide Number 82
• Slide Number 83
• Slide Number 84
• Slide Number 85
• Slide Number 86
• Slide Number 87
• Slide Number 88
• Slide Number 89
• Slide Number 90
• Slide Number 91
• Slide Number 92
• Slide Number 93
• Slide Number 94
• Slide Number 95
• Slide Number 96
• Slide Number 97
• Slide Number 98
• Slide Number 99
• Slide Number 100
• Slide Number 101
• Slide Number 102
• Slide Number 103
• Slide Number 104
• Slide Number 105
• Slide Number 106
• Slide Number 107
• Slide Number 108
• Slide Number 109
• Slide Number 110
• Slide Number 111
• Slide Number 112
• Slide Number 113
• Slide Number 114
• Slide Number 115
• Slide Number 116
• Slide Number 117
• Slide Number 118
• Slide Number 119
• Slide Number 120
• Slide Number 121
• Slide Number 122
• Slide Number 123
• Slide Number 124
• Slide Number 125
• Slide Number 126
• Slide Number 127

Axiaacutelis kiralitaacutes

R-konfiguraacutecioacute

51

C CH

H3CC

H

CH3

CCH

CH3C

H

H3C

NH

HN

NH

NH

tuumlkoumlrsiacutek

Nem minden kiraacutelis molekula rendelkezik aszimmetria centrummal

52

Cukor Foszfor atom Oslash53

Konformaacutecioacutes enantiomerek

P M

Helikaacutelis kiralitaacutes

Konfiguraacutecioacutes enantiomerek

P M

Heptaheliceacuten n-Butaacuten

54

Oslash55

56

Feheacuterjeacutek teacuterszerkezete

Oslash

57

Nukleinsavak teacuterszerkezete

Oslash

Toumlbb kiralitaacuteskoumlzpont

58

Toumlbb aszimmetria centrumot tartalmazoacute vegyuumlleteklehetseacuteges sztereoizomereinek szaacutema

A nem enantiomeacuteria viszonyban aacutelloacute sztereoizomerek

diasztereomerek

Ha az n db aszimmetria centrum koumlzoumltt vannak azonosak a fuumlggetlen sztereoizomerek szaacutema lt 2n

mezo-forma nem kiraacutelis

2n

59

CH3CH3

HO H

OHHCH3

H3COHH

HO H

CH3CH3

HO H

HHOCH3

H3COHH

H OH

CH3CH3

HO H

OHH

180o forgataacutes

mezo-23-butaacutendioltuumlkoumlrkeacutepi paacuterok fedeacutesbe hozhatoacutek - akiraacutelis

(2R3R)-23-butaacutendiol (2S3S)-23-butaacutendiol

CH3 CH3

H HHO OH

Egyetlen sztereogeacuten centrumot tartalmazoacute molekula mindig kiraacutelis desztereogeacuten centrum jelenleacutete nem szuumlkseacuteges sem nem eleacutegseacuteges felteacutetele a kiralitaacutesnak

Nem eleacutegseacuteges toumlbb sztereogeacuten centrumot tartalmazoacute molekula lehet akiraacutelisPeacutelda

60

Nem minden olyan molekula kiraacutelis amely aszimmetria centrumokkal rendelkezik

Nem minden kiraacutelis molekula rendelkezik aszimmetria centrummal

axiaacutelis kiralitaacutes 13-diszubsztituaacutelt alleacuten planaacuteris kiralitaacutes spirovegyuumlletek koumlreacuteben

mezo vegyuumlletek cisz-12-azonosandiszubsztituaacutelt ciklopropaacuten

Oslash61

COOHH

HHOOC

CH3H

H3C HS2

COOH

HHO

H OH

COOH

S2

COOHH

HHOOC

HH

H H

borkősav

Newman (fűreacuteszbak) projekcioacuteKonformatiacutev

62

Fisher projekcioacuteval aacutebraacutezolt L- eacutes D-borkősav

mezo-borkotildesav

COOHCH OHCCOOH

OHH

COOHCHO HCCOOH

HHO

szotildelotildesav

COOHCH OHCCOOH

HHO

COOHCHO HCCOOH

OHH

L-(+)-borkotildesav D-(-)-borkotildesav

63

Oslash64

Cl

H

H

H

Cl

H

H

Cl

H

H

Cl

H

Cl

H

H

H

H

Cl

mezo SS RR

cisz transz

Nem minden olyan molekula kiraacutelis amely aszimmetria centrumokkal rendelkezik

65

Szimmeriaelemek(szimmetria azonos meacuteret)

Akkor mondjuk hogy egy taacutergy szimmetriaelemmel rendelkezik ha a megfelelőszimmetriaművelet (tuumlkroumlzeacutes forgataacutes inverzioacute) a taacutergyat az eredetivel fedeacutesbehozhatoacute alakzattaacute konvertaacutelja

Pontcsoport ndash meghataacuterozott taacutergyra vonatkozoacute szimmetriaműveletek oumlsszesseacutege

szimmetriasiacutek (σ) a molekulaacutet keacutet olyan feacutelre bontja amelyek egymaacutesnak pontostuumlkoumlrkeacutepei (Szimmetriasiacutekot tartalmazoacute molekula akiraacutelis de a siacutek hiaacutenya nem okozkiralitaacutest)

n-ed rendű forgaacutesi szimmetriatengely (Cn) a molekulaacutet a tengely koumlruumll 360degnszoumlggel elforgatva az eredetitől megkuumlloumlnboumlzhetetlen molekulaacutet kapunk

szimmetriacentrum (inverzioacutes centrum) (Ci) a molekula baacutermely elemeacutet aszimmetriacentrummal oumlsszekoumltve eacutes az ellenkező iraacutenyba azonos taacutevolsaacutegrameghosszabbiacutetva azonos elemhez jutunk (Szimmetriacentrumot tartalmazoacutemolekula akiraacutelis de hiaacutenya nem okoz kiralitaacutest)

n-ed rendű tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengely (Sn) a molekulaacutet 360degn szoumlggel elforgatvaeacutes a tengelyre merőleges siacutekra tuumlkroumlzve az eredetitől megkuumlloumlnboumlzhetetlenmolekulaacutet kapunk (Tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengelyt tartalmazoacute molekula akiraacutelishiaacutenyaacuteban a molekula kiraacutelis) 66

C CCH3

H

H

CH3180o C C

CH3

H

CH3

H360o

siacutek

tengely

siacutek

tengely

Keacutetfogaacutesuacute tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengely Egyfogaacutesuacute tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengely

Szimmetriacentrum Szimmetriasiacutek

Tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengelyValamely taacutergy akkor jellemezhető Sn azaz n-ed rendű tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengellyel ha annak baacutermely pontjaacutet a tengely koumlruumll 360n fokos szoumlggelelfordiacutetva eacutes a tengelyre merőlegesen fektetett siacutekon keresztuumll tuumlkroumlzve az eredetiobjektumot kapjuk meg (n szuumlkseacutegkeacuteppen paacuteros vagy 1)

Az S1-tengely szimmetriasiacutekkal (σ) az S2-tengely viszont szimmetriacentrummal (Ci) egyeneacuterteacutekű

A szimmetriacentrumon aacutethaladoacute baacutermely egyenesen a centrumtoacutel egyenlő taacutevolsaacutegban azonos elemek talaacutelhatoacutek

Akiraacutelis molekulaacutek

67

szimmetriasiacutek (m S1) forgaacutesi szimmetriatengely (Cn) szimmetriacentrum (Ci S2)

Szimmetrikus + +

Szimmetrikus + -

Koumlzeacuteppontosan - + szimmetrikus

Disszimetrikus - + - (kiraacutelis)

Aszimmetrikus - - - (kiraacutelis)

Szimmetriaelem művelet

Szimmetriasiacutek tuumlkroumlzeacutes

Szimmetriatengely forgataacutes

Szimmetriacentrum inverzioacute

Szimmetriaelem művelet

Azonossaacuteg vaacuteltozatlanulhagyaacutes

Tuumlkroumlzeacutesi forgataacutes eacutesszimmetriatengely (giroid) tengelyre merőleges

tuumlkroumlzeacutesOslash68

Oslash69

Oslash70

Oslash71

Oslash72

1 Atomic number2 Atomic mass3 Z gt E4 R gt S5 Spheres6 Single-bond equivalencies

Cahn-Ingold-Prelog nomenclature system

Sequence rules for order of priority

1 If the atoms in question are different the sequence order is by atomic number with theatom of highest atomic number receiving the highest priority

F lt Cl lt Br lt I

increasing priority

2 If two isotopes of the same element are present the isotope of higher mass receivesthe higher priority

H lt D

increasing priority73

5 If two atoms are identical the atomic numbers of the next atoms are used for priorityassignment If these atoms also have identical atoms attached to them priority isdetermined at the first point of difference along the chain The atom that has attached to itan atom of higher priority has the higher priority (Do not use the sums of the atomic numbersBut look for the single atom of highest priority)

74

6 Atoms attached by double or triple bond are given single-bond equivalencies so that theycan be treated like single-bonded groups in determining priority Each doubly bonded atom isduplicated (or triplicated for triple bonds)

R C

O

OH

Structure Equivalent for priority determination

R C

O

O

OH

C

R C N R C

N

N

NC

C

75

Konfiguraacutecioacutes izomeacuteriaUgyanaz a vaacutez konnektivitaacutes de elteacuterő teacuterbelielrendeződeacutes (valamilyen szimmetria-rendezőhoumlz valoacuteviszony)

Nem alakiacutethatoacutek egymaacutesba kovalens koumlteacutes elszakiacutetaacutesaeacutes uacutejrakeacutepződeacutese neacutelkuumll

optikai izomerek (optikai aktivitaacutes) R Sgeometriai izomerek cisz-transz E-Z

76

Konfiguraacutecioacutes diasztereomerekFizikai eacutes keacutemia tulajdonsaacutegaik elteacuternek

Konfiguraacutecioacutes enantiomerekFizikai eacutes keacutemiai tulajdonsaacutegaikazonosak kiveacutevebull azonos meacuterteacutekű de ellenteacutetesiraacutenyuacute optikai forgatoacutekeacutepesseacutegbull elteacuterő reaktivitaacutes maacutes kiraacutelis vegyuumlletekkel valoacute reakcioacuteban

C

C

Cl

Cl H

HC

C

H

Cl H

Cl

cisz-12-dikloacutereteacuten transz-12-dikloacutereteacuten

Br Cl

Cl BrF F

Cl Br

Br FF Cl

(R) (R) (S) (R)

CH

OHCH3CH2

CH3

CH

HOCH2CH3

CH3

CH

OHCH3CH2

CH3

CH

OHCH3

CH3CH2

180o-os forgataacutes

(R)-butaacuten-2-ol (S)-butaacuten-2-olfp 995 oC 995 oCd4

20 0808 0808nD

20 1397 1397[α]D

25 -1352o +1352o

(R)-butaacuten-2-ol (S)-butaacuten-2-ol

CH

OHCH3

CH3CH2

77

Elegykristaacutely

bullveacuteletlenszerűen tartalmazza mindkeacutet enantiomertbulla tiszta enantiomerek eacutes az enantiomer kevereacutekek tulajdonsaacutegai azonosak

Konglomeraacutetum

bullcsak az egyik vagy a maacutesik enantiomert tartalmazzabullaz enantiomerek mechanikusan is elkuumlloumlniacutethetők egymaacutestoacutel

Molekulavegyuumllet

bulla keacutet enantiomer a kristaacutelyban 11 araacutenyban fordul elő (raceacutem elegy)bulla raceacutem elegy eacutes az enantiomerek olvadaacutespontja kuumlloumlnboumlző

bullakiraacutelis koumlruumllmeacutenyek koumlzoumltt megegyező fizikai eacutes keacutemiai tulajdonsaacutegokbullkiraacutelis koumlruumllmeacutenyek koumlzoumltt elteacuterő (kiraacutelis molekulaacutek polarizaacutelt feacuteny)bullenantiomerek koumlzoumltti 3 fő koumllcsoumlnhataacutes

elegykristaacutely keacutepzeacuteskonglomeraacutetum keacutepzeacutesmolekulavegyuumllet keacutepzeacutes

Enantiomerek

78

Enantiomerek egyeacuteb kevereacutekeit az uacutegynevezett bdquoenantiomeric excessrdquo (ee) [enantiomerfelesleg] eacuterteacutekkel jellemezzuumlk (R) eacutes (S) a megfelelő enantiomerek mennyiseacutege a kevereacutekben

A komponensek mennyiseacutegeacutenek meghataacuterozaacutesaKiraacutelis oszlopkromatigraacutefia (enantiomerek elvaacutelasztaacutesa)NMR spektroszkoacutepia

ee =(R) - (S)(R) + (S) 100

Enantiomer felesleg

Az enantiomerfelesleg az aszimmetrikus szinteacutezis sikeresseacutegeacutenek egyikmeacuterőszaacutema Diasztereomerek kevereacuteke eseteacuten hasonloacute moacutedon definiaacuteljaacutek eacuteshasznaacuteljaacutek a diasztereomer felesleg eacutes a szaacutezaleacutekos diasztereomer feleslegfogalmaacutet

Egy 70 R eacutes 30 S izomert tartalmazoacute minta enantiomerfeleslege peacuteldaacuteul40 Ezt az anyagot uacutegy is tekinthetjuumlk mint 40 tiszta R izomer eacutes 60 raceacutemelegy (mely a teljes mennyiseacuteghez 30 R eacutes 30 S izomerrel jaacuterul hozzaacute)kevereacuteke 79

C

C

HOOC

HOOC

H

HOH

OH

S

R

C

C

HOOC

HOOC

OH

HH

OHR

RC

C

COOH

COOH

HO

HH

HOS

S

intramolekulaacuteristuumlkoumlrsiacutek

diasztereomerek diasztereomerek

enantiomerek

COOH

CH3H2NH

R

COOH

CH3 NH2H

S

enantiomerek

Enantiomerek eacutes diasztereomerek

80

C

NH2

COOHHH3C C

CH2SH

COOHH2NH

Ala Cys

Aacutebraacutezolja Fischer keacuteplettel az alaacutebbi perspektivikus keacuteplettel megadott aminosavakat

CH3

COOH

H2N H

CH2SH

COOH

H2N H

Ala Cys

S R

L L81

CNH2H

H3C

COOH

C

COOH

CH2SHH2NH

CCH3H

H2N

COOH

C

COOH

CH2SHHH2N

C

NH2

COOHHH3C

C

CH2SH

COOHH2NH

CH3

COOH

H2N H

CH2SH

COOH

H2N H

82

Enantiomerek eacutes mezo vegyuumlletek

Pszeudoaszimmetria

C

C

HOOC

HOOC

H

HOH

OH

S

R

C

C

HOOC

HOOC

OH

HH

OHR

RC

C

COOH

COOH

HO

HH

HOS

S

intramolekulaacuteristuumlkoumlrsiacutek

diasztereomerek diasztereomerek

enantiomerek

C

C

C

COOH

COOH

HO H

OHH

H OHR

R

C

C

C

COOH

COOH

H OH

HHO

HO HS

S

enantiomerek

optikailag aktiacutevak

C

C

C

COOH

COOH

H OH

OHH

H OHR

S

C

C

C

COOH

COOH

H OH

HHO

H OHR

S

optikailag inaktiacutevak

r s

83

COOH

COOH

COOHHOOC COOH

HOOC COOH

HOOC

mcisz transz transz

szerkezetiizomeacuteria

geometriaiizomeacuteria

optikai izomeacuteria

84

R

RHOH

akiraacutelisszeacutenatom

R

SHOH

rS

RHOH

s

RgtS r s

(S)

(S)

pszeudoaszimmetriaacutes szeacutenatom

akiraacutelis molekulamezo vegyuumllet

akiraacutelisC2 forgaacutesi szimmetriatengely

kiraacutelis

HOOC COOH

Br

m

HOOC COOH

m

HOOC

COOH

pro-pszeudoaszimmetriaacutes szeacutenatom

85

Kiraacutelis molekulaacutekon beluumll is sok esetben talaacutelhatoacute pszeudo-aszimmetriacentrum amennyiben a keacutet enantiomorf ligandum mellett tovaacutebbi aszimmetrikus ligandum is kapcsoloacutedik a centrumhoz (peacuteldaacuteul atropin eacutes szaacutermazeacutekai)

gytszptehuhudownloadindex16630

Oslash86

Mezo-forma a) mindig akiraacutelisb) mindig kell lennie kiraacutelis disztereomerjeacutenek is

gytszptehuhudownloadindex16630

C

C

HOOC

HOOC

H

HOH

OH

S

R

C

C

HOOC

HOOC

OH

HH

OHR

RC

C

COOH

COOH

HO

HH

HOS

S

intramolekulaacuteristuumlkoumlrsiacutek

diasztereomerek diasztereomerek

enantiomerek

Oslash87

gytszptehuhudownloadindex16630

A pszeudo-aszimmetriacentrumok konfiguraacutecioacutejaacuteban elteacuterő izomerekegymaacutessal diasztereoizomer viszonyban aacutellnak

rC

C

C

COOH

COOH

H OH

OHH

H OHR

S

sC

C

C

COOH

COOH

H OH

HHO

H OHR

S Oslash88

Geometriai izomeacuteria

kettős koumlteacutesű vegyuumlletekneacutelciklusos vegyuumlletekneacutel

C CH H

CH3H3CC C

H CH3

HH3C

Felteacutetel (olefinekneacutel) egy adott pilleacuteratomon nem lehet keacutet azonos helyettesiacutetőde adott kettőskoumlteacutes keacutet kuumlloumlnboumlző pilleacuteratomjaacuten lehet egy-egy azonos helyettesiacutető(de ezeknek sem kell szuumlkseacutegkeacuteppen azonosaknak lenniuumlk)

Alfa helyzetű szubsztituens Beacuteta helyzetű szubsztituens

Diasztereomerek

89

Configurational isomers

The particular arrangement of atoms (or goups) in space that is characteristic of a given streoisomer

The configurational isomers can not be transformed into each otherwithout breaking and making a covalent bond

- cis-trans Z-E designations geometric isomers- optical isomerism (cf chirality)

H COOH

H COOH

HOOC H

H COOH

Z E

Oslash90

The requirement for geometric isomerism in alkenes is that each carbon atom involvedin the pi bond have two different groups attached to it such as H and Cl or CH3 and Cl

C CH

H

CH2CH3

CH3

C CH

H

CH2CH3

CH3is the same as

C CCH3

H

CH2CH3

CH3

C CH

CH3

CH2CH3

CH3

geometric isomers

If one of the carbons of the double bond has two identical groups such as two H atomsor two CH3 groups the geometric isomerism is not possible

Z E

Higher priority atoms or groups are on the same side of the pi bond Z bdquotogetherrdquo

Higher priority atoms or groups are on opposite sides of the pi bond E bdquoacrossrdquo

(Look at the single atoms directly attached to the double-bond carbon C and not entire-CH2CH2CH3 group)

Oslash91

Cahn-Ingold-Prelog szekvenciaszabaacutelyokalkeacutenekre vonatkozoacutean

Toumlmegszaacutem

C CT

D

H

DE

Rendszaacutem

C CF

Cl

Br

IZ

Z gt E

E

ZZ C C

C

C

H

NC

C

C

H3C

H3C

CH3

HCH3

H

C CH

NC

C

C

CH3

CH3

H

H

Br

Br

E

R

S

RgtS (DgtL)

92

C CH

H3C

CH

CH

CH3

CH3

CH2

Z ltC

HCH3

CH3

C

H

C

C

H

H

HHH

H

C C

H H

H

C

H

C (C)

o

o

o

H

H(C)oo

o

C CH

H3C

CH

CH

CH3

CH2 Br

CH2

E

C

HCH3

CH2Br

C

H

C

H

H

HCBrH

H

gtC C

H H

H

C

H

C (C)

o

o

o

H

H(C)oo

o

(CON) adott atom ismeacutetelt megjeleniacuteteacutese ---o fantomatom

1 2 3C CCCH CHHH C C(C)CH C(C)HH

1 2 3C CCCH BrCHH gt CHHH C C(C)CH C(C)HH 93

transzE

ciszZ

C CH H

C CH

H

transzZ

ciszE

C CBr H

C CH

Br

Oslash94

Konformaacutecioacutes izomeacuteriaUgyanaz a vaacutez konnektivitaacutes de elteacuterő teacuterbelielrendeződeacutes (valamilyen szimmetria-rendezőhoumlz valoacuteviszony)

Kovalens koumlteacutes elszakiacutetaacutesa eacutes uacutejrakeacutepződeacutese neacutelkuumllegymaacutesba alakiacutethatoacutek

Rotaacutecioacutes izomeacuteriaKuumlloumlnboumlző konformaacutecioacute (konformerek rotamerek)

Axiaacutelis kiralitaacutes R SHelikaacutelis kiralitaacutes P M

95

C CCH3H3C

HHHH

C CCH3

CH3 HH

HH

Konformaacutecioacutes diasztereomerek

C CH

CH3 HCH3

HH C C

H

CH3 CH3H

HH

Konformaacutecioacutes enantiomerek

P M

96

szinperiplanaacuteris szinklinaacutelis antiklinaacutelis antiperiplanaacuteris antiklinaacutelis szinklinaacutelis

pszeudorotaacutecioacute

axiaacutelis ekvatoriaacutelis

Konformerek

kiraacutelis kiraacutelisakiraacutelis akiraacutelis

97

C CCH3

CH3 HH

HHC C

CH3H3C

HHHH

Konfiguraacutecioacutes diasztereomerek

Konformaacutecioacutes diasztereomerek

C CH H

CH3H3CCC

HH3C

H CH3

98

- huacutezaacutes (stretch)

- hajliacutetaacutes (bend)

- csavaraacutes (torsion)

O OH

Hr 1r 2

r 2

O OH

H

α

OH

OH

τ (φ)

Oslash99

O OH

H

HOOH

OOH

HE

α30 kcalmol

Hajliacutetaacutes bend

Huacutezaacutes (nyuacutejtaacutes) stretch

disszociaacutecioacute

E

r

~ 90 ~ 50 kcalmol

HOO + H

HO + HO

Oslash100

H

H

H

O OH

H

1 kcalmol

~ 10kcalmol

(torzioacutes szoumlg)τ

Newman projekcioacute

H H

0o 60o 180o 300o 360o

OO

H

H

HHH HH

Oslash101

CH2 CH2Y ZY = Z = H

Y = Z = CH3

etaacuten

n-butaacuten

300o 360o240o180o120o60o0o

0o120o- 60o-180o-240o-300o-360o-

oacutera jaacuteraacutesaacuteval megegyező

oacutera jaacuteraacutesaacuteval ellenteacutetes

ZY

Z

Y

ZY

Z

Y

Z

Y

ZYZY

syn antisynperiplanar synklinal antiklinal antiperiplanar antiklinal synklinal

102

CCH

H H

HH

HH H

H

H

H H

CCH

H H

H

H HH H

HH

HH

0o 120o 240o 360o

12 M

m

M12 M M

mm

Θ

M = m

E(Θ)

minimum

Maximum

103

HHH H

CH3CH3

HHH H

CH3CH3

H

HH H

CH3

CH3

E

0deg dieacutederes szoumlg

E szabadentalpia-kuumlloumlnbseacuteg

58

29

07

(kcal)

H H

H3CH CH3

H

H H

H3CH H

CH3

H3C CH3

H HH

H

CH3HH H

CH3H

060deg 120deg 180deg 240deg 300deg 360deg

szinperiplanaacuteris szinklinaacutelis antiklinaacutelis antiperiplanaacuteris antiklinaacutelis szinklinaacutelis104

∆G0 = G01 - G0

2

K = e∆G0

RT

∆G = - RT ln K∆G = ∆H - T∆S

∆H = 074

∆S = 2 K = 19

gauche ndash anti araacuteny

minden gauche konformerre keacutet anti forma jut K= [a][g] Oslash105

0o

0o

60o

60o

120o

120o

180o

180o

240o

240o

300o

300o 360o

360o

RELA

T

IacuteV

ENERGIA

ANTI EFFEKTUS

GAUCHE EFFEKTUS

EXTREacuteMGAUCHE

EFFEKTUS

H

H H

H H

H

CH3

H H

H H

CH3

TORZIOacuteS SZOumlG

ZY

Z

YZ

Y

Z

Y

ZY

ZY ZY

F

H H

OH

repulsions

F

H H

H 106

attractiveinteractions

orbitalinteractions

antiperiplanarposition

Anti-effect

107

repulsions

F

H H

OH

repulsions

F

H H

H

Extrem gauche effect

108

C-F

C-H

C-F

C-HC-C C-C

Oslash109

CikloalkaacutenokGyűrűfeszuumlltseacuteg

Hipotetikus planaacuteris rendszerek

Baeyer vegyeacuterteacutekszoumlg-deformaacutecioacute (angulaacuterisgyűrű feszuumlleacutes)

Pitzer anti-aacutellaacuteshoz keacutepesti energiatoumlbblet (torzioacutes feszuumlleacutes)

van der Waals nemkoumltő atomok szterikus koumllcsoumlnhataacutesa

Nem planaacuteris vegyuumlletek

CC C

C

C

boriacuteteacutek

C C C

C

Ctwist

pszeudorotaacutecioacute

CC

C C

V-alakuacute

CCC

CCC

szeacutek110

3 4 5 6 7 8 9 10Gyűrűtagszaacutem

Gyűrű

feszuumlleacutes

kcalmol

hataacutereacuterteacutek

111

Cl

H

H

H

Cl

H

H

Cl

H

H

Cl

H

Cl

H

H

H

H

Cl

mezo SS RR

cisz transz

Ciklopropaacuten

C

C

HOOC

HOOC

H

HOH

OH

S

R

C

C

HOOC

HOOC

OH

HH

OHR

RC

C

COOH

COOH

HO

HH

HOS

S

intramolekulaacuteristuumlkoumlrsiacutek

diasztereomerek diasztereomerek

enantiomerek 112

Ea(a e)

∆Ea+∆E

∆E

Ea(a e)

Z

Hkb 5szeacutek

ZH

kb 95szeacutek

kb 2 kcal

csavartkaacuted

csavartkaacuted

kaacuted

ZH

feacutelszeacutekfeacutelszeacutek

ZH

Ciklohexaacuten

113

A 3-3 nemszomszeacutedos szeacutenatom aacuteltal definiaacutelt siacutekokra

merőleges koumlteacutesiraacutenyok axiaacutelis

A toumlbbi koumlteacutes e keacutet siacutek koumlzoumltt van ekvatoriaacutelis

Pszeudorotaacutecioacute a gyűrűs vegyuumlletek konformerjei

szoumlgfeszuumlltseacuteg neacutelkuumll alakulnak egymaacutesba

114

transz 12-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

cisz 12-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

Z

H

Z

H Z

HZ

Ha

eae

Z

HZ

H

Z

H

Z

H

a

e

ae

115

transz 13-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

cisz 13-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

Z

HZ

H

Z

H Z

H

a

e ae

Z

HZ

HZ

H

Z

H

a

e

ae

116

H

Z

Z

H

H

Z Z

Ha

ea

e

transz 14-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

Z

HZ

H

H

Z

Z

Ha

ea

e

cisz 14-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

117

Oslash118

8 CO2 + 8 H2O

- 12483 kcalmol - 12468 kcalmol

15 kcalmol

CH3

CH3H

H

+ 12 O2

cisz-12-dimetilciklohexaacuten

CH3

H

H

CH3

transz-12-dimetilciklohexaacuten

+ 12 O2

119

Diszubsztituaacutelt ciklohexaacutenokszerkezeti izomerjeinek konformaacutecioacutes viszonyai

Szerkezeti izomer Geometriai izomercisz transz

12

14

ae aa

ea ee

13aa ae

ee ea

120

Oslash121

BrNH2

Br

NH23a 2b

NH2

Br

Br

NH24a 1b

NH2

Br

Br

NH2

1b 4a

NH2

Br

NH2

Br2b 3a

NH2

Br

Br

NH23b 2a

Br

NH2

BrNH24b 1a

Konformaacutecioacutes Konformaacutecioacutes

BrNH2 Br

NH2

1a 4b

Br

NH2

BrNH2

2a 3b

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesenantiomerek

Konfiguraacutecioacutesenantiomerek

diasztereomerek diasztereomerek

12-helyzetben kuumlloumlnboumlző helyettesiacutetőket tartalmazoacute ciklohexaacuten szaacutermazeacutekokkonfiguraacutecioacutes eacutes konformaacutecioacutes viszonyai

Oslash122

H

H

H

HH

H

H

H

Dekalin

cisz transz

123

transz-transz-transzanellaacutecioacute

cisz-transz-transzanellaacutecioacute

DC

BA

DC

BA

H H

R

H

H H

H

H

H

R

H H

DCBA

R

H

H

H

H

H

H

DCBA

R

H

H

H

H

H

H

CH3

CH3

CH3

CH3

Oslash124

A kiralitaacutes kialakulaacutesa eacutes bioloacutegiai jelentőseacutege

Kiraacutelis vegyuumlletek

termeacuteszetes aminosavak (elsősorban L konfiguraacutecioacute)peptidek enzimektermeacuteszetes szeacutenhidraacutetok (elsősorban D konfiguraacutecioacute)gyoacutegyszerek

Az első kiraacutelis vegyuumllet kialakulaacutesa

az elemi reacuteszek gyenge koumllcsoumlnhataacutesaacutenakiraacutenyfuumlggeacuteseacutevel van kapcsolatban

autokataliacutezis

a termeacuteszet nem tuumlkoumlrszimmetrikus (a termeacuteszet homokiraacutelis)

Oslash125

Az optikai aktivitaacuteseredete szeacutenhidraacutetokkiralitaacutescentrumaacutenakkieacutepuumlleacutese a termeacuteszetben

Oslash126

Oslash127

• Slide Number 1
• Slide Number 2
• Slide Number 3
• Slide Number 4
• Slide Number 5
• Slide Number 6
• Slide Number 7
• Izomeacuteria
• Slide Number 9
• Slide Number 10
• Slide Number 11
• Slide Number 12
• Slide Number 13
• Slide Number 14
• Slide Number 15
• Slide Number 16
• Slide Number 17
• Slide Number 18
• Szerkezeti izomeacuteria
• Slide Number 20
• Slide Number 21
• Slide Number 22
• Slide Number 23
• Slide Number 24
• A tautomeacuteria tiacutepusai
• Slide Number 26
• Slide Number 27
• Slide Number 28
• Slide Number 29
• Slide Number 30
• Sztereoizomeacuteria
• Slide Number 32
• Slide Number 33
• Slide Number 34
• Slide Number 35
• Slide Number 36
• Slide Number 37
• Slide Number 38
• Slide Number 39
• Slide Number 40
• Slide Number 41
• Slide Number 42
• Slide Number 43
• Slide Number 44
• Slide Number 45
• Slide Number 46
• Slide Number 47
• Tovaacutebbi kiralitaacutes tiacutepusok
• Slide Number 49
• Slide Number 50
• Slide Number 51
• Slide Number 52
• Slide Number 53
• Slide Number 54
• Slide Number 55
• Slide Number 56
• Slide Number 57
• Toumlbb kiralitaacuteskoumlzpont
• Slide Number 59
• Slide Number 60
• Slide Number 61
• Slide Number 62
• Slide Number 63
• Slide Number 64
• Slide Number 65
• Slide Number 66
• Slide Number 67
• Slide Number 68
• Slide Number 69
• Slide Number 70
• Slide Number 71
• Slide Number 72
• Slide Number 73
• Slide Number 74
• Slide Number 75
• Konfiguraacutecioacutes izomeacuteria
• Slide Number 77
• Slide Number 78
• Slide Number 79
• Slide Number 80
• Slide Number 81
• Slide Number 82
• Slide Number 83
• Slide Number 84
• Slide Number 85
• Slide Number 86
• Slide Number 87
• Slide Number 88
• Slide Number 89
• Slide Number 90
• Slide Number 91
• Slide Number 92
• Slide Number 93
• Slide Number 94
• Slide Number 95
• Slide Number 96
• Slide Number 97
• Slide Number 98
• Slide Number 99
• Slide Number 100
• Slide Number 101
• Slide Number 102
• Slide Number 103
• Slide Number 104
• Slide Number 105
• Slide Number 106
• Slide Number 107
• Slide Number 108
• Slide Number 109
• Slide Number 110
• Slide Number 111
• Slide Number 112
• Slide Number 113
• Slide Number 114
• Slide Number 115
• Slide Number 116
• Slide Number 117
• Slide Number 118
• Slide Number 119
• Slide Number 120
• Slide Number 121
• Slide Number 122
• Slide Number 123
• Slide Number 124
• Slide Number 125
• Slide Number 126
• Slide Number 127

C CH

H3CC

H

CH3

CCH

CH3C

H

H3C

NH

HN

NH

NH

tuumlkoumlrsiacutek

Nem minden kiraacutelis molekula rendelkezik aszimmetria centrummal

52

Cukor Foszfor atom Oslash53

Konformaacutecioacutes enantiomerek

P M

Helikaacutelis kiralitaacutes

Konfiguraacutecioacutes enantiomerek

P M

Heptaheliceacuten n-Butaacuten

54

Oslash55

56

Feheacuterjeacutek teacuterszerkezete

Oslash

57

Nukleinsavak teacuterszerkezete

Oslash

Toumlbb kiralitaacuteskoumlzpont

58

Toumlbb aszimmetria centrumot tartalmazoacute vegyuumlleteklehetseacuteges sztereoizomereinek szaacutema

A nem enantiomeacuteria viszonyban aacutelloacute sztereoizomerek

diasztereomerek

Ha az n db aszimmetria centrum koumlzoumltt vannak azonosak a fuumlggetlen sztereoizomerek szaacutema lt 2n

mezo-forma nem kiraacutelis

2n

59

CH3CH3

HO H

OHHCH3

H3COHH

HO H

CH3CH3

HO H

HHOCH3

H3COHH

H OH

CH3CH3

HO H

OHH

180o forgataacutes

mezo-23-butaacutendioltuumlkoumlrkeacutepi paacuterok fedeacutesbe hozhatoacutek - akiraacutelis

(2R3R)-23-butaacutendiol (2S3S)-23-butaacutendiol

CH3 CH3

H HHO OH

Egyetlen sztereogeacuten centrumot tartalmazoacute molekula mindig kiraacutelis desztereogeacuten centrum jelenleacutete nem szuumlkseacuteges sem nem eleacutegseacuteges felteacutetele a kiralitaacutesnak

Nem eleacutegseacuteges toumlbb sztereogeacuten centrumot tartalmazoacute molekula lehet akiraacutelisPeacutelda

60

Nem minden olyan molekula kiraacutelis amely aszimmetria centrumokkal rendelkezik

Nem minden kiraacutelis molekula rendelkezik aszimmetria centrummal

axiaacutelis kiralitaacutes 13-diszubsztituaacutelt alleacuten planaacuteris kiralitaacutes spirovegyuumlletek koumlreacuteben

mezo vegyuumlletek cisz-12-azonosandiszubsztituaacutelt ciklopropaacuten

Oslash61

COOHH

HHOOC

CH3H

H3C HS2

COOH

HHO

H OH

COOH

S2

COOHH

HHOOC

HH

H H

borkősav

Newman (fűreacuteszbak) projekcioacuteKonformatiacutev

62

Fisher projekcioacuteval aacutebraacutezolt L- eacutes D-borkősav

mezo-borkotildesav

COOHCH OHCCOOH

OHH

COOHCHO HCCOOH

HHO

szotildelotildesav

COOHCH OHCCOOH

HHO

COOHCHO HCCOOH

OHH

L-(+)-borkotildesav D-(-)-borkotildesav

63

Oslash64

Cl

H

H

H

Cl

H

H

Cl

H

H

Cl

H

Cl

H

H

H

H

Cl

mezo SS RR

cisz transz

Nem minden olyan molekula kiraacutelis amely aszimmetria centrumokkal rendelkezik

65

Szimmeriaelemek(szimmetria azonos meacuteret)

Akkor mondjuk hogy egy taacutergy szimmetriaelemmel rendelkezik ha a megfelelőszimmetriaművelet (tuumlkroumlzeacutes forgataacutes inverzioacute) a taacutergyat az eredetivel fedeacutesbehozhatoacute alakzattaacute konvertaacutelja

Pontcsoport ndash meghataacuterozott taacutergyra vonatkozoacute szimmetriaműveletek oumlsszesseacutege

szimmetriasiacutek (σ) a molekulaacutet keacutet olyan feacutelre bontja amelyek egymaacutesnak pontostuumlkoumlrkeacutepei (Szimmetriasiacutekot tartalmazoacute molekula akiraacutelis de a siacutek hiaacutenya nem okozkiralitaacutest)

n-ed rendű forgaacutesi szimmetriatengely (Cn) a molekulaacutet a tengely koumlruumll 360degnszoumlggel elforgatva az eredetitől megkuumlloumlnboumlzhetetlen molekulaacutet kapunk

szimmetriacentrum (inverzioacutes centrum) (Ci) a molekula baacutermely elemeacutet aszimmetriacentrummal oumlsszekoumltve eacutes az ellenkező iraacutenyba azonos taacutevolsaacutegrameghosszabbiacutetva azonos elemhez jutunk (Szimmetriacentrumot tartalmazoacutemolekula akiraacutelis de hiaacutenya nem okoz kiralitaacutest)

n-ed rendű tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengely (Sn) a molekulaacutet 360degn szoumlggel elforgatvaeacutes a tengelyre merőleges siacutekra tuumlkroumlzve az eredetitől megkuumlloumlnboumlzhetetlenmolekulaacutet kapunk (Tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengelyt tartalmazoacute molekula akiraacutelishiaacutenyaacuteban a molekula kiraacutelis) 66

C CCH3

H

H

CH3180o C C

CH3

H

CH3

H360o

siacutek

tengely

siacutek

tengely

Keacutetfogaacutesuacute tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengely Egyfogaacutesuacute tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengely

Szimmetriacentrum Szimmetriasiacutek

Tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengelyValamely taacutergy akkor jellemezhető Sn azaz n-ed rendű tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengellyel ha annak baacutermely pontjaacutet a tengely koumlruumll 360n fokos szoumlggelelfordiacutetva eacutes a tengelyre merőlegesen fektetett siacutekon keresztuumll tuumlkroumlzve az eredetiobjektumot kapjuk meg (n szuumlkseacutegkeacuteppen paacuteros vagy 1)

Az S1-tengely szimmetriasiacutekkal (σ) az S2-tengely viszont szimmetriacentrummal (Ci) egyeneacuterteacutekű

A szimmetriacentrumon aacutethaladoacute baacutermely egyenesen a centrumtoacutel egyenlő taacutevolsaacutegban azonos elemek talaacutelhatoacutek

Akiraacutelis molekulaacutek

67

szimmetriasiacutek (m S1) forgaacutesi szimmetriatengely (Cn) szimmetriacentrum (Ci S2)

Szimmetrikus + +

Szimmetrikus + -

Koumlzeacuteppontosan - + szimmetrikus

Disszimetrikus - + - (kiraacutelis)

Aszimmetrikus - - - (kiraacutelis)

Szimmetriaelem művelet

Szimmetriasiacutek tuumlkroumlzeacutes

Szimmetriatengely forgataacutes

Szimmetriacentrum inverzioacute

Szimmetriaelem művelet

Azonossaacuteg vaacuteltozatlanulhagyaacutes

Tuumlkroumlzeacutesi forgataacutes eacutesszimmetriatengely (giroid) tengelyre merőleges

tuumlkroumlzeacutesOslash68

Oslash69

Oslash70

Oslash71

Oslash72

1 Atomic number2 Atomic mass3 Z gt E4 R gt S5 Spheres6 Single-bond equivalencies

Cahn-Ingold-Prelog nomenclature system

Sequence rules for order of priority

1 If the atoms in question are different the sequence order is by atomic number with theatom of highest atomic number receiving the highest priority

F lt Cl lt Br lt I

increasing priority

2 If two isotopes of the same element are present the isotope of higher mass receivesthe higher priority

H lt D

increasing priority73

5 If two atoms are identical the atomic numbers of the next atoms are used for priorityassignment If these atoms also have identical atoms attached to them priority isdetermined at the first point of difference along the chain The atom that has attached to itan atom of higher priority has the higher priority (Do not use the sums of the atomic numbersBut look for the single atom of highest priority)

74

6 Atoms attached by double or triple bond are given single-bond equivalencies so that theycan be treated like single-bonded groups in determining priority Each doubly bonded atom isduplicated (or triplicated for triple bonds)

R C

O

OH

Structure Equivalent for priority determination

R C

O

O

OH

C

R C N R C

N

N

NC

C

75

Konfiguraacutecioacutes izomeacuteriaUgyanaz a vaacutez konnektivitaacutes de elteacuterő teacuterbelielrendeződeacutes (valamilyen szimmetria-rendezőhoumlz valoacuteviszony)

Nem alakiacutethatoacutek egymaacutesba kovalens koumlteacutes elszakiacutetaacutesaeacutes uacutejrakeacutepződeacutese neacutelkuumll

optikai izomerek (optikai aktivitaacutes) R Sgeometriai izomerek cisz-transz E-Z

76

Konfiguraacutecioacutes diasztereomerekFizikai eacutes keacutemia tulajdonsaacutegaik elteacuternek

Konfiguraacutecioacutes enantiomerekFizikai eacutes keacutemiai tulajdonsaacutegaikazonosak kiveacutevebull azonos meacuterteacutekű de ellenteacutetesiraacutenyuacute optikai forgatoacutekeacutepesseacutegbull elteacuterő reaktivitaacutes maacutes kiraacutelis vegyuumlletekkel valoacute reakcioacuteban

C

C

Cl

Cl H

HC

C

H

Cl H

Cl

cisz-12-dikloacutereteacuten transz-12-dikloacutereteacuten

Br Cl

Cl BrF F

Cl Br

Br FF Cl

(R) (R) (S) (R)

CH

OHCH3CH2

CH3

CH

HOCH2CH3

CH3

CH

OHCH3CH2

CH3

CH

OHCH3

CH3CH2

180o-os forgataacutes

(R)-butaacuten-2-ol (S)-butaacuten-2-olfp 995 oC 995 oCd4

20 0808 0808nD

20 1397 1397[α]D

25 -1352o +1352o

(R)-butaacuten-2-ol (S)-butaacuten-2-ol

CH

OHCH3

CH3CH2

77

Elegykristaacutely

bullveacuteletlenszerűen tartalmazza mindkeacutet enantiomertbulla tiszta enantiomerek eacutes az enantiomer kevereacutekek tulajdonsaacutegai azonosak

Konglomeraacutetum

bullcsak az egyik vagy a maacutesik enantiomert tartalmazzabullaz enantiomerek mechanikusan is elkuumlloumlniacutethetők egymaacutestoacutel

Molekulavegyuumllet

bulla keacutet enantiomer a kristaacutelyban 11 araacutenyban fordul elő (raceacutem elegy)bulla raceacutem elegy eacutes az enantiomerek olvadaacutespontja kuumlloumlnboumlző

bullakiraacutelis koumlruumllmeacutenyek koumlzoumltt megegyező fizikai eacutes keacutemiai tulajdonsaacutegokbullkiraacutelis koumlruumllmeacutenyek koumlzoumltt elteacuterő (kiraacutelis molekulaacutek polarizaacutelt feacuteny)bullenantiomerek koumlzoumltti 3 fő koumllcsoumlnhataacutes

elegykristaacutely keacutepzeacuteskonglomeraacutetum keacutepzeacutesmolekulavegyuumllet keacutepzeacutes

Enantiomerek

78

Enantiomerek egyeacuteb kevereacutekeit az uacutegynevezett bdquoenantiomeric excessrdquo (ee) [enantiomerfelesleg] eacuterteacutekkel jellemezzuumlk (R) eacutes (S) a megfelelő enantiomerek mennyiseacutege a kevereacutekben

A komponensek mennyiseacutegeacutenek meghataacuterozaacutesaKiraacutelis oszlopkromatigraacutefia (enantiomerek elvaacutelasztaacutesa)NMR spektroszkoacutepia

ee =(R) - (S)(R) + (S) 100

Enantiomer felesleg

Az enantiomerfelesleg az aszimmetrikus szinteacutezis sikeresseacutegeacutenek egyikmeacuterőszaacutema Diasztereomerek kevereacuteke eseteacuten hasonloacute moacutedon definiaacuteljaacutek eacuteshasznaacuteljaacutek a diasztereomer felesleg eacutes a szaacutezaleacutekos diasztereomer feleslegfogalmaacutet

Egy 70 R eacutes 30 S izomert tartalmazoacute minta enantiomerfeleslege peacuteldaacuteul40 Ezt az anyagot uacutegy is tekinthetjuumlk mint 40 tiszta R izomer eacutes 60 raceacutemelegy (mely a teljes mennyiseacuteghez 30 R eacutes 30 S izomerrel jaacuterul hozzaacute)kevereacuteke 79

C

C

HOOC

HOOC

H

HOH

OH

S

R

C

C

HOOC

HOOC

OH

HH

OHR

RC

C

COOH

COOH

HO

HH

HOS

S

intramolekulaacuteristuumlkoumlrsiacutek

diasztereomerek diasztereomerek

enantiomerek

COOH

CH3H2NH

R

COOH

CH3 NH2H

S

enantiomerek

Enantiomerek eacutes diasztereomerek

80

C

NH2

COOHHH3C C

CH2SH

COOHH2NH

Ala Cys

Aacutebraacutezolja Fischer keacuteplettel az alaacutebbi perspektivikus keacuteplettel megadott aminosavakat

CH3

COOH

H2N H

CH2SH

COOH

H2N H

Ala Cys

S R

L L81

CNH2H

H3C

COOH

C

COOH

CH2SHH2NH

CCH3H

H2N

COOH

C

COOH

CH2SHHH2N

C

NH2

COOHHH3C

C

CH2SH

COOHH2NH

CH3

COOH

H2N H

CH2SH

COOH

H2N H

82

Enantiomerek eacutes mezo vegyuumlletek

Pszeudoaszimmetria

C

C

HOOC

HOOC

H

HOH

OH

S

R

C

C

HOOC

HOOC

OH

HH

OHR

RC

C

COOH

COOH

HO

HH

HOS

S

intramolekulaacuteristuumlkoumlrsiacutek

diasztereomerek diasztereomerek

enantiomerek

C

C

C

COOH

COOH

HO H

OHH

H OHR

R

C

C

C

COOH

COOH

H OH

HHO

HO HS

S

enantiomerek

optikailag aktiacutevak

C

C

C

COOH

COOH

H OH

OHH

H OHR

S

C

C

C

COOH

COOH

H OH

HHO

H OHR

S

optikailag inaktiacutevak

r s

83

COOH

COOH

COOHHOOC COOH

HOOC COOH

HOOC

mcisz transz transz

szerkezetiizomeacuteria

geometriaiizomeacuteria

optikai izomeacuteria

84

R

RHOH

akiraacutelisszeacutenatom

R

SHOH

rS

RHOH

s

RgtS r s

(S)

(S)

pszeudoaszimmetriaacutes szeacutenatom

akiraacutelis molekulamezo vegyuumllet

akiraacutelisC2 forgaacutesi szimmetriatengely

kiraacutelis

HOOC COOH

Br

m

HOOC COOH

m

HOOC

COOH

pro-pszeudoaszimmetriaacutes szeacutenatom

85

Kiraacutelis molekulaacutekon beluumll is sok esetben talaacutelhatoacute pszeudo-aszimmetriacentrum amennyiben a keacutet enantiomorf ligandum mellett tovaacutebbi aszimmetrikus ligandum is kapcsoloacutedik a centrumhoz (peacuteldaacuteul atropin eacutes szaacutermazeacutekai)

gytszptehuhudownloadindex16630

Oslash86

Mezo-forma a) mindig akiraacutelisb) mindig kell lennie kiraacutelis disztereomerjeacutenek is

gytszptehuhudownloadindex16630

C

C

HOOC

HOOC

H

HOH

OH

S

R

C

C

HOOC

HOOC

OH

HH

OHR

RC

C

COOH

COOH

HO

HH

HOS

S

intramolekulaacuteristuumlkoumlrsiacutek

diasztereomerek diasztereomerek

enantiomerek

Oslash87

gytszptehuhudownloadindex16630

A pszeudo-aszimmetriacentrumok konfiguraacutecioacutejaacuteban elteacuterő izomerekegymaacutessal diasztereoizomer viszonyban aacutellnak

rC

C

C

COOH

COOH

H OH

OHH

H OHR

S

sC

C

C

COOH

COOH

H OH

HHO

H OHR

S Oslash88

Geometriai izomeacuteria

kettős koumlteacutesű vegyuumlletekneacutelciklusos vegyuumlletekneacutel

C CH H

CH3H3CC C

H CH3

HH3C

Felteacutetel (olefinekneacutel) egy adott pilleacuteratomon nem lehet keacutet azonos helyettesiacutetőde adott kettőskoumlteacutes keacutet kuumlloumlnboumlző pilleacuteratomjaacuten lehet egy-egy azonos helyettesiacutető(de ezeknek sem kell szuumlkseacutegkeacuteppen azonosaknak lenniuumlk)

Alfa helyzetű szubsztituens Beacuteta helyzetű szubsztituens

Diasztereomerek

89

Configurational isomers

The particular arrangement of atoms (or goups) in space that is characteristic of a given streoisomer

The configurational isomers can not be transformed into each otherwithout breaking and making a covalent bond

- cis-trans Z-E designations geometric isomers- optical isomerism (cf chirality)

H COOH

H COOH

HOOC H

H COOH

Z E

Oslash90

The requirement for geometric isomerism in alkenes is that each carbon atom involvedin the pi bond have two different groups attached to it such as H and Cl or CH3 and Cl

C CH

H

CH2CH3

CH3

C CH

H

CH2CH3

CH3is the same as

C CCH3

H

CH2CH3

CH3

C CH

CH3

CH2CH3

CH3

geometric isomers

If one of the carbons of the double bond has two identical groups such as two H atomsor two CH3 groups the geometric isomerism is not possible

Z E

Higher priority atoms or groups are on the same side of the pi bond Z bdquotogetherrdquo

Higher priority atoms or groups are on opposite sides of the pi bond E bdquoacrossrdquo

(Look at the single atoms directly attached to the double-bond carbon C and not entire-CH2CH2CH3 group)

Oslash91

Cahn-Ingold-Prelog szekvenciaszabaacutelyokalkeacutenekre vonatkozoacutean

Toumlmegszaacutem

C CT

D

H

DE

Rendszaacutem

C CF

Cl

Br

IZ

Z gt E

E

ZZ C C

C

C

H

NC

C

C

H3C

H3C

CH3

HCH3

H

C CH

NC

C

C

CH3

CH3

H

H

Br

Br

E

R

S

RgtS (DgtL)

92

C CH

H3C

CH

CH

CH3

CH3

CH2

Z ltC

HCH3

CH3

C

H

C

C

H

H

HHH

H

C C

H H

H

C

H

C (C)

o

o

o

H

H(C)oo

o

C CH

H3C

CH

CH

CH3

CH2 Br

CH2

E

C

HCH3

CH2Br

C

H

C

H

H

HCBrH

H

gtC C

H H

H

C

H

C (C)

o

o

o

H

H(C)oo

o

(CON) adott atom ismeacutetelt megjeleniacuteteacutese ---o fantomatom

1 2 3C CCCH CHHH C C(C)CH C(C)HH

1 2 3C CCCH BrCHH gt CHHH C C(C)CH C(C)HH 93

transzE

ciszZ

C CH H

C CH

H

transzZ

ciszE

C CBr H

C CH

Br

Oslash94

Konformaacutecioacutes izomeacuteriaUgyanaz a vaacutez konnektivitaacutes de elteacuterő teacuterbelielrendeződeacutes (valamilyen szimmetria-rendezőhoumlz valoacuteviszony)

Kovalens koumlteacutes elszakiacutetaacutesa eacutes uacutejrakeacutepződeacutese neacutelkuumllegymaacutesba alakiacutethatoacutek

Rotaacutecioacutes izomeacuteriaKuumlloumlnboumlző konformaacutecioacute (konformerek rotamerek)

Axiaacutelis kiralitaacutes R SHelikaacutelis kiralitaacutes P M

95

C CCH3H3C

HHHH

C CCH3

CH3 HH

HH

Konformaacutecioacutes diasztereomerek

C CH

CH3 HCH3

HH C C

H

CH3 CH3H

HH

Konformaacutecioacutes enantiomerek

P M

96

szinperiplanaacuteris szinklinaacutelis antiklinaacutelis antiperiplanaacuteris antiklinaacutelis szinklinaacutelis

pszeudorotaacutecioacute

axiaacutelis ekvatoriaacutelis

Konformerek

kiraacutelis kiraacutelisakiraacutelis akiraacutelis

97

C CCH3

CH3 HH

HHC C

CH3H3C

HHHH

Konfiguraacutecioacutes diasztereomerek

Konformaacutecioacutes diasztereomerek

C CH H

CH3H3CCC

HH3C

H CH3

98

- huacutezaacutes (stretch)

- hajliacutetaacutes (bend)

- csavaraacutes (torsion)

O OH

Hr 1r 2

r 2

O OH

H

α

OH

OH

τ (φ)

Oslash99

O OH

H

HOOH

OOH

HE

α30 kcalmol

Hajliacutetaacutes bend

Huacutezaacutes (nyuacutejtaacutes) stretch

disszociaacutecioacute

E

r

~ 90 ~ 50 kcalmol

HOO + H

HO + HO

Oslash100

H

H

H

O OH

H

1 kcalmol

~ 10kcalmol

(torzioacutes szoumlg)τ

Newman projekcioacute

H H

0o 60o 180o 300o 360o

OO

H

H

HHH HH

Oslash101

CH2 CH2Y ZY = Z = H

Y = Z = CH3

etaacuten

n-butaacuten

300o 360o240o180o120o60o0o

0o120o- 60o-180o-240o-300o-360o-

oacutera jaacuteraacutesaacuteval megegyező

oacutera jaacuteraacutesaacuteval ellenteacutetes

ZY

Z

Y

ZY

Z

Y

Z

Y

ZYZY

syn antisynperiplanar synklinal antiklinal antiperiplanar antiklinal synklinal

102

CCH

H H

HH

HH H

H

H

H H

CCH

H H

H

H HH H

HH

HH

0o 120o 240o 360o

12 M

m

M12 M M

mm

Θ

M = m

E(Θ)

minimum

Maximum

103

HHH H

CH3CH3

HHH H

CH3CH3

H

HH H

CH3

CH3

E

0deg dieacutederes szoumlg

E szabadentalpia-kuumlloumlnbseacuteg

58

29

07

(kcal)

H H

H3CH CH3

H

H H

H3CH H

CH3

H3C CH3

H HH

H

CH3HH H

CH3H

060deg 120deg 180deg 240deg 300deg 360deg

szinperiplanaacuteris szinklinaacutelis antiklinaacutelis antiperiplanaacuteris antiklinaacutelis szinklinaacutelis104

∆G0 = G01 - G0

2

K = e∆G0

RT

∆G = - RT ln K∆G = ∆H - T∆S

∆H = 074

∆S = 2 K = 19

gauche ndash anti araacuteny

minden gauche konformerre keacutet anti forma jut K= [a][g] Oslash105

0o

0o

60o

60o

120o

120o

180o

180o

240o

240o

300o

300o 360o

360o

RELA

T

IacuteV

ENERGIA

ANTI EFFEKTUS

GAUCHE EFFEKTUS

EXTREacuteMGAUCHE

EFFEKTUS

H

H H

H H

H

CH3

H H

H H

CH3

TORZIOacuteS SZOumlG

ZY

Z

YZ

Y

Z

Y

ZY

ZY ZY

F

H H

OH

repulsions

F

H H

H 106

attractiveinteractions

orbitalinteractions

antiperiplanarposition

Anti-effect

107

repulsions

F

H H

OH

repulsions

F

H H

H

Extrem gauche effect

108

C-F

C-H

C-F

C-HC-C C-C

Oslash109

CikloalkaacutenokGyűrűfeszuumlltseacuteg

Hipotetikus planaacuteris rendszerek

Baeyer vegyeacuterteacutekszoumlg-deformaacutecioacute (angulaacuterisgyűrű feszuumlleacutes)

Pitzer anti-aacutellaacuteshoz keacutepesti energiatoumlbblet (torzioacutes feszuumlleacutes)

van der Waals nemkoumltő atomok szterikus koumllcsoumlnhataacutesa

Nem planaacuteris vegyuumlletek

CC C

C

C

boriacuteteacutek

C C C

C

Ctwist

pszeudorotaacutecioacute

CC

C C

V-alakuacute

CCC

CCC

szeacutek110

3 4 5 6 7 8 9 10Gyűrűtagszaacutem

Gyűrű

feszuumlleacutes

kcalmol

hataacutereacuterteacutek

111

Cl

H

H

H

Cl

H

H

Cl

H

H

Cl

H

Cl

H

H

H

H

Cl

mezo SS RR

cisz transz

Ciklopropaacuten

C

C

HOOC

HOOC

H

HOH

OH

S

R

C

C

HOOC

HOOC

OH

HH

OHR

RC

C

COOH

COOH

HO

HH

HOS

S

intramolekulaacuteristuumlkoumlrsiacutek

diasztereomerek diasztereomerek

enantiomerek 112

Ea(a e)

∆Ea+∆E

∆E

Ea(a e)

Z

Hkb 5szeacutek

ZH

kb 95szeacutek

kb 2 kcal

csavartkaacuted

csavartkaacuted

kaacuted

ZH

feacutelszeacutekfeacutelszeacutek

ZH

Ciklohexaacuten

113

A 3-3 nemszomszeacutedos szeacutenatom aacuteltal definiaacutelt siacutekokra

merőleges koumlteacutesiraacutenyok axiaacutelis

A toumlbbi koumlteacutes e keacutet siacutek koumlzoumltt van ekvatoriaacutelis

Pszeudorotaacutecioacute a gyűrűs vegyuumlletek konformerjei

szoumlgfeszuumlltseacuteg neacutelkuumll alakulnak egymaacutesba

114

transz 12-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

cisz 12-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

Z

H

Z

H Z

HZ

Ha

eae

Z

HZ

H

Z

H

Z

H

a

e

ae

115

transz 13-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

cisz 13-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

Z

HZ

H

Z

H Z

H

a

e ae

Z

HZ

HZ

H

Z

H

a

e

ae

116

H

Z

Z

H

H

Z Z

Ha

ea

e

transz 14-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

Z

HZ

H

H

Z

Z

Ha

ea

e

cisz 14-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

117

Oslash118

8 CO2 + 8 H2O

- 12483 kcalmol - 12468 kcalmol

15 kcalmol

CH3

CH3H

H

+ 12 O2

cisz-12-dimetilciklohexaacuten

CH3

H

H

CH3

transz-12-dimetilciklohexaacuten

+ 12 O2

119

Diszubsztituaacutelt ciklohexaacutenokszerkezeti izomerjeinek konformaacutecioacutes viszonyai

Szerkezeti izomer Geometriai izomercisz transz

12

14

ae aa

ea ee

13aa ae

ee ea

120

Oslash121

BrNH2

Br

NH23a 2b

NH2

Br

Br

NH24a 1b

NH2

Br

Br

NH2

1b 4a

NH2

Br

NH2

Br2b 3a

NH2

Br

Br

NH23b 2a

Br

NH2

BrNH24b 1a

Konformaacutecioacutes Konformaacutecioacutes

BrNH2 Br

NH2

1a 4b

Br

NH2

BrNH2

2a 3b

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesenantiomerek

Konfiguraacutecioacutesenantiomerek

diasztereomerek diasztereomerek

12-helyzetben kuumlloumlnboumlző helyettesiacutetőket tartalmazoacute ciklohexaacuten szaacutermazeacutekokkonfiguraacutecioacutes eacutes konformaacutecioacutes viszonyai

Oslash122

H

H

H

HH

H

H

H

Dekalin

cisz transz

123

transz-transz-transzanellaacutecioacute

cisz-transz-transzanellaacutecioacute

DC

BA

DC

BA

H H

R

H

H H

H

H

H

R

H H

DCBA

R

H

H

H

H

H

H

DCBA

R

H

H

H

H

H

H

CH3

CH3

CH3

CH3

Oslash124

A kiralitaacutes kialakulaacutesa eacutes bioloacutegiai jelentőseacutege

Kiraacutelis vegyuumlletek

termeacuteszetes aminosavak (elsősorban L konfiguraacutecioacute)peptidek enzimektermeacuteszetes szeacutenhidraacutetok (elsősorban D konfiguraacutecioacute)gyoacutegyszerek

Az első kiraacutelis vegyuumllet kialakulaacutesa

az elemi reacuteszek gyenge koumllcsoumlnhataacutesaacutenakiraacutenyfuumlggeacuteseacutevel van kapcsolatban

autokataliacutezis

a termeacuteszet nem tuumlkoumlrszimmetrikus (a termeacuteszet homokiraacutelis)

Oslash125

Az optikai aktivitaacuteseredete szeacutenhidraacutetokkiralitaacutescentrumaacutenakkieacutepuumlleacutese a termeacuteszetben

Oslash126

Oslash127

• Slide Number 1
• Slide Number 2
• Slide Number 3
• Slide Number 4
• Slide Number 5
• Slide Number 6
• Slide Number 7
• Izomeacuteria
• Slide Number 9
• Slide Number 10
• Slide Number 11
• Slide Number 12
• Slide Number 13
• Slide Number 14
• Slide Number 15
• Slide Number 16
• Slide Number 17
• Slide Number 18
• Szerkezeti izomeacuteria
• Slide Number 20
• Slide Number 21
• Slide Number 22
• Slide Number 23
• Slide Number 24
• A tautomeacuteria tiacutepusai
• Slide Number 26
• Slide Number 27
• Slide Number 28
• Slide Number 29
• Slide Number 30
• Sztereoizomeacuteria
• Slide Number 32
• Slide Number 33
• Slide Number 34
• Slide Number 35
• Slide Number 36
• Slide Number 37
• Slide Number 38
• Slide Number 39
• Slide Number 40
• Slide Number 41
• Slide Number 42
• Slide Number 43
• Slide Number 44
• Slide Number 45
• Slide Number 46
• Slide Number 47
• Tovaacutebbi kiralitaacutes tiacutepusok
• Slide Number 49
• Slide Number 50
• Slide Number 51
• Slide Number 52
• Slide Number 53
• Slide Number 54
• Slide Number 55
• Slide Number 56
• Slide Number 57
• Toumlbb kiralitaacuteskoumlzpont
• Slide Number 59
• Slide Number 60
• Slide Number 61
• Slide Number 62
• Slide Number 63
• Slide Number 64
• Slide Number 65
• Slide Number 66
• Slide Number 67
• Slide Number 68
• Slide Number 69
• Slide Number 70
• Slide Number 71
• Slide Number 72
• Slide Number 73
• Slide Number 74
• Slide Number 75
• Konfiguraacutecioacutes izomeacuteria
• Slide Number 77
• Slide Number 78
• Slide Number 79
• Slide Number 80
• Slide Number 81
• Slide Number 82
• Slide Number 83
• Slide Number 84
• Slide Number 85
• Slide Number 86
• Slide Number 87
• Slide Number 88
• Slide Number 89
• Slide Number 90
• Slide Number 91
• Slide Number 92
• Slide Number 93
• Slide Number 94
• Slide Number 95
• Slide Number 96
• Slide Number 97
• Slide Number 98
• Slide Number 99
• Slide Number 100
• Slide Number 101
• Slide Number 102
• Slide Number 103
• Slide Number 104
• Slide Number 105
• Slide Number 106
• Slide Number 107
• Slide Number 108
• Slide Number 109
• Slide Number 110
• Slide Number 111
• Slide Number 112
• Slide Number 113
• Slide Number 114
• Slide Number 115
• Slide Number 116
• Slide Number 117
• Slide Number 118
• Slide Number 119
• Slide Number 120
• Slide Number 121
• Slide Number 122
• Slide Number 123
• Slide Number 124
• Slide Number 125
• Slide Number 126
• Slide Number 127

Cukor Foszfor atom Oslash53

Konformaacutecioacutes enantiomerek

P M

Helikaacutelis kiralitaacutes

Konfiguraacutecioacutes enantiomerek

P M

Heptaheliceacuten n-Butaacuten

54

Oslash55

56

Feheacuterjeacutek teacuterszerkezete

Oslash

57

Nukleinsavak teacuterszerkezete

Oslash

Toumlbb kiralitaacuteskoumlzpont

58

Toumlbb aszimmetria centrumot tartalmazoacute vegyuumlleteklehetseacuteges sztereoizomereinek szaacutema

A nem enantiomeacuteria viszonyban aacutelloacute sztereoizomerek

diasztereomerek

Ha az n db aszimmetria centrum koumlzoumltt vannak azonosak a fuumlggetlen sztereoizomerek szaacutema lt 2n

mezo-forma nem kiraacutelis

2n

59

CH3CH3

HO H

OHHCH3

H3COHH

HO H

CH3CH3

HO H

HHOCH3

H3COHH

H OH

CH3CH3

HO H

OHH

180o forgataacutes

mezo-23-butaacutendioltuumlkoumlrkeacutepi paacuterok fedeacutesbe hozhatoacutek - akiraacutelis

(2R3R)-23-butaacutendiol (2S3S)-23-butaacutendiol

CH3 CH3

H HHO OH

Egyetlen sztereogeacuten centrumot tartalmazoacute molekula mindig kiraacutelis desztereogeacuten centrum jelenleacutete nem szuumlkseacuteges sem nem eleacutegseacuteges felteacutetele a kiralitaacutesnak

Nem eleacutegseacuteges toumlbb sztereogeacuten centrumot tartalmazoacute molekula lehet akiraacutelisPeacutelda

60

Nem minden olyan molekula kiraacutelis amely aszimmetria centrumokkal rendelkezik

Nem minden kiraacutelis molekula rendelkezik aszimmetria centrummal

axiaacutelis kiralitaacutes 13-diszubsztituaacutelt alleacuten planaacuteris kiralitaacutes spirovegyuumlletek koumlreacuteben

mezo vegyuumlletek cisz-12-azonosandiszubsztituaacutelt ciklopropaacuten

Oslash61

COOHH

HHOOC

CH3H

H3C HS2

COOH

HHO

H OH

COOH

S2

COOHH

HHOOC

HH

H H

borkősav

Newman (fűreacuteszbak) projekcioacuteKonformatiacutev

62

Fisher projekcioacuteval aacutebraacutezolt L- eacutes D-borkősav

mezo-borkotildesav

COOHCH OHCCOOH

OHH

COOHCHO HCCOOH

HHO

szotildelotildesav

COOHCH OHCCOOH

HHO

COOHCHO HCCOOH

OHH

L-(+)-borkotildesav D-(-)-borkotildesav

63

Oslash64

Cl

H

H

H

Cl

H

H

Cl

H

H

Cl

H

Cl

H

H

H

H

Cl

mezo SS RR

cisz transz

Nem minden olyan molekula kiraacutelis amely aszimmetria centrumokkal rendelkezik

65

Szimmeriaelemek(szimmetria azonos meacuteret)

Akkor mondjuk hogy egy taacutergy szimmetriaelemmel rendelkezik ha a megfelelőszimmetriaművelet (tuumlkroumlzeacutes forgataacutes inverzioacute) a taacutergyat az eredetivel fedeacutesbehozhatoacute alakzattaacute konvertaacutelja

Pontcsoport ndash meghataacuterozott taacutergyra vonatkozoacute szimmetriaműveletek oumlsszesseacutege

szimmetriasiacutek (σ) a molekulaacutet keacutet olyan feacutelre bontja amelyek egymaacutesnak pontostuumlkoumlrkeacutepei (Szimmetriasiacutekot tartalmazoacute molekula akiraacutelis de a siacutek hiaacutenya nem okozkiralitaacutest)

n-ed rendű forgaacutesi szimmetriatengely (Cn) a molekulaacutet a tengely koumlruumll 360degnszoumlggel elforgatva az eredetitől megkuumlloumlnboumlzhetetlen molekulaacutet kapunk

szimmetriacentrum (inverzioacutes centrum) (Ci) a molekula baacutermely elemeacutet aszimmetriacentrummal oumlsszekoumltve eacutes az ellenkező iraacutenyba azonos taacutevolsaacutegrameghosszabbiacutetva azonos elemhez jutunk (Szimmetriacentrumot tartalmazoacutemolekula akiraacutelis de hiaacutenya nem okoz kiralitaacutest)

n-ed rendű tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengely (Sn) a molekulaacutet 360degn szoumlggel elforgatvaeacutes a tengelyre merőleges siacutekra tuumlkroumlzve az eredetitől megkuumlloumlnboumlzhetetlenmolekulaacutet kapunk (Tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengelyt tartalmazoacute molekula akiraacutelishiaacutenyaacuteban a molekula kiraacutelis) 66

C CCH3

H

H

CH3180o C C

CH3

H

CH3

H360o

siacutek

tengely

siacutek

tengely

Keacutetfogaacutesuacute tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengely Egyfogaacutesuacute tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengely

Szimmetriacentrum Szimmetriasiacutek

Tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengelyValamely taacutergy akkor jellemezhető Sn azaz n-ed rendű tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengellyel ha annak baacutermely pontjaacutet a tengely koumlruumll 360n fokos szoumlggelelfordiacutetva eacutes a tengelyre merőlegesen fektetett siacutekon keresztuumll tuumlkroumlzve az eredetiobjektumot kapjuk meg (n szuumlkseacutegkeacuteppen paacuteros vagy 1)

Az S1-tengely szimmetriasiacutekkal (σ) az S2-tengely viszont szimmetriacentrummal (Ci) egyeneacuterteacutekű

A szimmetriacentrumon aacutethaladoacute baacutermely egyenesen a centrumtoacutel egyenlő taacutevolsaacutegban azonos elemek talaacutelhatoacutek

Akiraacutelis molekulaacutek

67

szimmetriasiacutek (m S1) forgaacutesi szimmetriatengely (Cn) szimmetriacentrum (Ci S2)

Szimmetrikus + +

Szimmetrikus + -

Koumlzeacuteppontosan - + szimmetrikus

Disszimetrikus - + - (kiraacutelis)

Aszimmetrikus - - - (kiraacutelis)

Szimmetriaelem művelet

Szimmetriasiacutek tuumlkroumlzeacutes

Szimmetriatengely forgataacutes

Szimmetriacentrum inverzioacute

Szimmetriaelem művelet

Azonossaacuteg vaacuteltozatlanulhagyaacutes

Tuumlkroumlzeacutesi forgataacutes eacutesszimmetriatengely (giroid) tengelyre merőleges

tuumlkroumlzeacutesOslash68

Oslash69

Oslash70

Oslash71

Oslash72

1 Atomic number2 Atomic mass3 Z gt E4 R gt S5 Spheres6 Single-bond equivalencies

Cahn-Ingold-Prelog nomenclature system

Sequence rules for order of priority

1 If the atoms in question are different the sequence order is by atomic number with theatom of highest atomic number receiving the highest priority

F lt Cl lt Br lt I

increasing priority

2 If two isotopes of the same element are present the isotope of higher mass receivesthe higher priority

H lt D

increasing priority73

5 If two atoms are identical the atomic numbers of the next atoms are used for priorityassignment If these atoms also have identical atoms attached to them priority isdetermined at the first point of difference along the chain The atom that has attached to itan atom of higher priority has the higher priority (Do not use the sums of the atomic numbersBut look for the single atom of highest priority)

74

6 Atoms attached by double or triple bond are given single-bond equivalencies so that theycan be treated like single-bonded groups in determining priority Each doubly bonded atom isduplicated (or triplicated for triple bonds)

R C

O

OH

Structure Equivalent for priority determination

R C

O

O

OH

C

R C N R C

N

N

NC

C

75

Konfiguraacutecioacutes izomeacuteriaUgyanaz a vaacutez konnektivitaacutes de elteacuterő teacuterbelielrendeződeacutes (valamilyen szimmetria-rendezőhoumlz valoacuteviszony)

Nem alakiacutethatoacutek egymaacutesba kovalens koumlteacutes elszakiacutetaacutesaeacutes uacutejrakeacutepződeacutese neacutelkuumll

optikai izomerek (optikai aktivitaacutes) R Sgeometriai izomerek cisz-transz E-Z

76

Konfiguraacutecioacutes diasztereomerekFizikai eacutes keacutemia tulajdonsaacutegaik elteacuternek

Konfiguraacutecioacutes enantiomerekFizikai eacutes keacutemiai tulajdonsaacutegaikazonosak kiveacutevebull azonos meacuterteacutekű de ellenteacutetesiraacutenyuacute optikai forgatoacutekeacutepesseacutegbull elteacuterő reaktivitaacutes maacutes kiraacutelis vegyuumlletekkel valoacute reakcioacuteban

C

C

Cl

Cl H

HC

C

H

Cl H

Cl

cisz-12-dikloacutereteacuten transz-12-dikloacutereteacuten

Br Cl

Cl BrF F

Cl Br

Br FF Cl

(R) (R) (S) (R)

CH

OHCH3CH2

CH3

CH

HOCH2CH3

CH3

CH

OHCH3CH2

CH3

CH

OHCH3

CH3CH2

180o-os forgataacutes

(R)-butaacuten-2-ol (S)-butaacuten-2-olfp 995 oC 995 oCd4

20 0808 0808nD

20 1397 1397[α]D

25 -1352o +1352o

(R)-butaacuten-2-ol (S)-butaacuten-2-ol

CH

OHCH3

CH3CH2

77

Elegykristaacutely

bullveacuteletlenszerűen tartalmazza mindkeacutet enantiomertbulla tiszta enantiomerek eacutes az enantiomer kevereacutekek tulajdonsaacutegai azonosak

Konglomeraacutetum

bullcsak az egyik vagy a maacutesik enantiomert tartalmazzabullaz enantiomerek mechanikusan is elkuumlloumlniacutethetők egymaacutestoacutel

Molekulavegyuumllet

bulla keacutet enantiomer a kristaacutelyban 11 araacutenyban fordul elő (raceacutem elegy)bulla raceacutem elegy eacutes az enantiomerek olvadaacutespontja kuumlloumlnboumlző

bullakiraacutelis koumlruumllmeacutenyek koumlzoumltt megegyező fizikai eacutes keacutemiai tulajdonsaacutegokbullkiraacutelis koumlruumllmeacutenyek koumlzoumltt elteacuterő (kiraacutelis molekulaacutek polarizaacutelt feacuteny)bullenantiomerek koumlzoumltti 3 fő koumllcsoumlnhataacutes

elegykristaacutely keacutepzeacuteskonglomeraacutetum keacutepzeacutesmolekulavegyuumllet keacutepzeacutes

Enantiomerek

78

Enantiomerek egyeacuteb kevereacutekeit az uacutegynevezett bdquoenantiomeric excessrdquo (ee) [enantiomerfelesleg] eacuterteacutekkel jellemezzuumlk (R) eacutes (S) a megfelelő enantiomerek mennyiseacutege a kevereacutekben

A komponensek mennyiseacutegeacutenek meghataacuterozaacutesaKiraacutelis oszlopkromatigraacutefia (enantiomerek elvaacutelasztaacutesa)NMR spektroszkoacutepia

ee =(R) - (S)(R) + (S) 100

Enantiomer felesleg

Az enantiomerfelesleg az aszimmetrikus szinteacutezis sikeresseacutegeacutenek egyikmeacuterőszaacutema Diasztereomerek kevereacuteke eseteacuten hasonloacute moacutedon definiaacuteljaacutek eacuteshasznaacuteljaacutek a diasztereomer felesleg eacutes a szaacutezaleacutekos diasztereomer feleslegfogalmaacutet

Egy 70 R eacutes 30 S izomert tartalmazoacute minta enantiomerfeleslege peacuteldaacuteul40 Ezt az anyagot uacutegy is tekinthetjuumlk mint 40 tiszta R izomer eacutes 60 raceacutemelegy (mely a teljes mennyiseacuteghez 30 R eacutes 30 S izomerrel jaacuterul hozzaacute)kevereacuteke 79

C

C

HOOC

HOOC

H

HOH

OH

S

R

C

C

HOOC

HOOC

OH

HH

OHR

RC

C

COOH

COOH

HO

HH

HOS

S

intramolekulaacuteristuumlkoumlrsiacutek

diasztereomerek diasztereomerek

enantiomerek

COOH

CH3H2NH

R

COOH

CH3 NH2H

S

enantiomerek

Enantiomerek eacutes diasztereomerek

80

C

NH2

COOHHH3C C

CH2SH

COOHH2NH

Ala Cys

Aacutebraacutezolja Fischer keacuteplettel az alaacutebbi perspektivikus keacuteplettel megadott aminosavakat

CH3

COOH

H2N H

CH2SH

COOH

H2N H

Ala Cys

S R

L L81

CNH2H

H3C

COOH

C

COOH

CH2SHH2NH

CCH3H

H2N

COOH

C

COOH

CH2SHHH2N

C

NH2

COOHHH3C

C

CH2SH

COOHH2NH

CH3

COOH

H2N H

CH2SH

COOH

H2N H

82

Enantiomerek eacutes mezo vegyuumlletek

Pszeudoaszimmetria

C

C

HOOC

HOOC

H

HOH

OH

S

R

C

C

HOOC

HOOC

OH

HH

OHR

RC

C

COOH

COOH

HO

HH

HOS

S

intramolekulaacuteristuumlkoumlrsiacutek

diasztereomerek diasztereomerek

enantiomerek

C

C

C

COOH

COOH

HO H

OHH

H OHR

R

C

C

C

COOH

COOH

H OH

HHO

HO HS

S

enantiomerek

optikailag aktiacutevak

C

C

C

COOH

COOH

H OH

OHH

H OHR

S

C

C

C

COOH

COOH

H OH

HHO

H OHR

S

optikailag inaktiacutevak

r s

83

COOH

COOH

COOHHOOC COOH

HOOC COOH

HOOC

mcisz transz transz

szerkezetiizomeacuteria

geometriaiizomeacuteria

optikai izomeacuteria

84

R

RHOH

akiraacutelisszeacutenatom

R

SHOH

rS

RHOH

s

RgtS r s

(S)

(S)

pszeudoaszimmetriaacutes szeacutenatom

akiraacutelis molekulamezo vegyuumllet

akiraacutelisC2 forgaacutesi szimmetriatengely

kiraacutelis

HOOC COOH

Br

m

HOOC COOH

m

HOOC

COOH

pro-pszeudoaszimmetriaacutes szeacutenatom

85

Kiraacutelis molekulaacutekon beluumll is sok esetben talaacutelhatoacute pszeudo-aszimmetriacentrum amennyiben a keacutet enantiomorf ligandum mellett tovaacutebbi aszimmetrikus ligandum is kapcsoloacutedik a centrumhoz (peacuteldaacuteul atropin eacutes szaacutermazeacutekai)

gytszptehuhudownloadindex16630

Oslash86

Mezo-forma a) mindig akiraacutelisb) mindig kell lennie kiraacutelis disztereomerjeacutenek is

gytszptehuhudownloadindex16630

C

C

HOOC

HOOC

H

HOH

OH

S

R

C

C

HOOC

HOOC

OH

HH

OHR

RC

C

COOH

COOH

HO

HH

HOS

S

intramolekulaacuteristuumlkoumlrsiacutek

diasztereomerek diasztereomerek

enantiomerek

Oslash87

gytszptehuhudownloadindex16630

A pszeudo-aszimmetriacentrumok konfiguraacutecioacutejaacuteban elteacuterő izomerekegymaacutessal diasztereoizomer viszonyban aacutellnak

rC

C

C

COOH

COOH

H OH

OHH

H OHR

S

sC

C

C

COOH

COOH

H OH

HHO

H OHR

S Oslash88

Geometriai izomeacuteria

kettős koumlteacutesű vegyuumlletekneacutelciklusos vegyuumlletekneacutel

C CH H

CH3H3CC C

H CH3

HH3C

Felteacutetel (olefinekneacutel) egy adott pilleacuteratomon nem lehet keacutet azonos helyettesiacutetőde adott kettőskoumlteacutes keacutet kuumlloumlnboumlző pilleacuteratomjaacuten lehet egy-egy azonos helyettesiacutető(de ezeknek sem kell szuumlkseacutegkeacuteppen azonosaknak lenniuumlk)

Alfa helyzetű szubsztituens Beacuteta helyzetű szubsztituens

Diasztereomerek

89

Configurational isomers

The particular arrangement of atoms (or goups) in space that is characteristic of a given streoisomer

The configurational isomers can not be transformed into each otherwithout breaking and making a covalent bond

- cis-trans Z-E designations geometric isomers- optical isomerism (cf chirality)

H COOH

H COOH

HOOC H

H COOH

Z E

Oslash90

The requirement for geometric isomerism in alkenes is that each carbon atom involvedin the pi bond have two different groups attached to it such as H and Cl or CH3 and Cl

C CH

H

CH2CH3

CH3

C CH

H

CH2CH3

CH3is the same as

C CCH3

H

CH2CH3

CH3

C CH

CH3

CH2CH3

CH3

geometric isomers

If one of the carbons of the double bond has two identical groups such as two H atomsor two CH3 groups the geometric isomerism is not possible

Z E

Higher priority atoms or groups are on the same side of the pi bond Z bdquotogetherrdquo

Higher priority atoms or groups are on opposite sides of the pi bond E bdquoacrossrdquo

(Look at the single atoms directly attached to the double-bond carbon C and not entire-CH2CH2CH3 group)

Oslash91

Cahn-Ingold-Prelog szekvenciaszabaacutelyokalkeacutenekre vonatkozoacutean

Toumlmegszaacutem

C CT

D

H

DE

Rendszaacutem

C CF

Cl

Br

IZ

Z gt E

E

ZZ C C

C

C

H

NC

C

C

H3C

H3C

CH3

HCH3

H

C CH

NC

C

C

CH3

CH3

H

H

Br

Br

E

R

S

RgtS (DgtL)

92

C CH

H3C

CH

CH

CH3

CH3

CH2

Z ltC

HCH3

CH3

C

H

C

C

H

H

HHH

H

C C

H H

H

C

H

C (C)

o

o

o

H

H(C)oo

o

C CH

H3C

CH

CH

CH3

CH2 Br

CH2

E

C

HCH3

CH2Br

C

H

C

H

H

HCBrH

H

gtC C

H H

H

C

H

C (C)

o

o

o

H

H(C)oo

o

(CON) adott atom ismeacutetelt megjeleniacuteteacutese ---o fantomatom

1 2 3C CCCH CHHH C C(C)CH C(C)HH

1 2 3C CCCH BrCHH gt CHHH C C(C)CH C(C)HH 93

transzE

ciszZ

C CH H

C CH

H

transzZ

ciszE

C CBr H

C CH

Br

Oslash94

Konformaacutecioacutes izomeacuteriaUgyanaz a vaacutez konnektivitaacutes de elteacuterő teacuterbelielrendeződeacutes (valamilyen szimmetria-rendezőhoumlz valoacuteviszony)

Kovalens koumlteacutes elszakiacutetaacutesa eacutes uacutejrakeacutepződeacutese neacutelkuumllegymaacutesba alakiacutethatoacutek

Rotaacutecioacutes izomeacuteriaKuumlloumlnboumlző konformaacutecioacute (konformerek rotamerek)

Axiaacutelis kiralitaacutes R SHelikaacutelis kiralitaacutes P M

95

C CCH3H3C

HHHH

C CCH3

CH3 HH

HH

Konformaacutecioacutes diasztereomerek

C CH

CH3 HCH3

HH C C

H

CH3 CH3H

HH

Konformaacutecioacutes enantiomerek

P M

96

szinperiplanaacuteris szinklinaacutelis antiklinaacutelis antiperiplanaacuteris antiklinaacutelis szinklinaacutelis

pszeudorotaacutecioacute

axiaacutelis ekvatoriaacutelis

Konformerek

kiraacutelis kiraacutelisakiraacutelis akiraacutelis

97

C CCH3

CH3 HH

HHC C

CH3H3C

HHHH

Konfiguraacutecioacutes diasztereomerek

Konformaacutecioacutes diasztereomerek

C CH H

CH3H3CCC

HH3C

H CH3

98

- huacutezaacutes (stretch)

- hajliacutetaacutes (bend)

- csavaraacutes (torsion)

O OH

Hr 1r 2

r 2

O OH

H

α

OH

OH

τ (φ)

Oslash99

O OH

H

HOOH

OOH

HE

α30 kcalmol

Hajliacutetaacutes bend

Huacutezaacutes (nyuacutejtaacutes) stretch

disszociaacutecioacute

E

r

~ 90 ~ 50 kcalmol

HOO + H

HO + HO

Oslash100

H

H

H

O OH

H

1 kcalmol

~ 10kcalmol

(torzioacutes szoumlg)τ

Newman projekcioacute

H H

0o 60o 180o 300o 360o

OO

H

H

HHH HH

Oslash101

CH2 CH2Y ZY = Z = H

Y = Z = CH3

etaacuten

n-butaacuten

300o 360o240o180o120o60o0o

0o120o- 60o-180o-240o-300o-360o-

oacutera jaacuteraacutesaacuteval megegyező

oacutera jaacuteraacutesaacuteval ellenteacutetes

ZY

Z

Y

ZY

Z

Y

Z

Y

ZYZY

syn antisynperiplanar synklinal antiklinal antiperiplanar antiklinal synklinal

102

CCH

H H

HH

HH H

H

H

H H

CCH

H H

H

H HH H

HH

HH

0o 120o 240o 360o

12 M

m

M12 M M

mm

Θ

M = m

E(Θ)

minimum

Maximum

103

HHH H

CH3CH3

HHH H

CH3CH3

H

HH H

CH3

CH3

E

0deg dieacutederes szoumlg

E szabadentalpia-kuumlloumlnbseacuteg

58

29

07

(kcal)

H H

H3CH CH3

H

H H

H3CH H

CH3

H3C CH3

H HH

H

CH3HH H

CH3H

060deg 120deg 180deg 240deg 300deg 360deg

szinperiplanaacuteris szinklinaacutelis antiklinaacutelis antiperiplanaacuteris antiklinaacutelis szinklinaacutelis104

∆G0 = G01 - G0

2

K = e∆G0

RT

∆G = - RT ln K∆G = ∆H - T∆S

∆H = 074

∆S = 2 K = 19

gauche ndash anti araacuteny

minden gauche konformerre keacutet anti forma jut K= [a][g] Oslash105

0o

0o

60o

60o

120o

120o

180o

180o

240o

240o

300o

300o 360o

360o

RELA

T

IacuteV

ENERGIA

ANTI EFFEKTUS

GAUCHE EFFEKTUS

EXTREacuteMGAUCHE

EFFEKTUS

H

H H

H H

H

CH3

H H

H H

CH3

TORZIOacuteS SZOumlG

ZY

Z

YZ

Y

Z

Y

ZY

ZY ZY

F

H H

OH

repulsions

F

H H

H 106

attractiveinteractions

orbitalinteractions

antiperiplanarposition

Anti-effect

107

repulsions

F

H H

OH

repulsions

F

H H

H

Extrem gauche effect

108

C-F

C-H

C-F

C-HC-C C-C

Oslash109

CikloalkaacutenokGyűrűfeszuumlltseacuteg

Hipotetikus planaacuteris rendszerek

Baeyer vegyeacuterteacutekszoumlg-deformaacutecioacute (angulaacuterisgyűrű feszuumlleacutes)

Pitzer anti-aacutellaacuteshoz keacutepesti energiatoumlbblet (torzioacutes feszuumlleacutes)

van der Waals nemkoumltő atomok szterikus koumllcsoumlnhataacutesa

Nem planaacuteris vegyuumlletek

CC C

C

C

boriacuteteacutek

C C C

C

Ctwist

pszeudorotaacutecioacute

CC

C C

V-alakuacute

CCC

CCC

szeacutek110

3 4 5 6 7 8 9 10Gyűrűtagszaacutem

Gyűrű

feszuumlleacutes

kcalmol

hataacutereacuterteacutek

111

Cl

H

H

H

Cl

H

H

Cl

H

H

Cl

H

Cl

H

H

H

H

Cl

mezo SS RR

cisz transz

Ciklopropaacuten

C

C

HOOC

HOOC

H

HOH

OH

S

R

C

C

HOOC

HOOC

OH

HH

OHR

RC

C

COOH

COOH

HO

HH

HOS

S

intramolekulaacuteristuumlkoumlrsiacutek

diasztereomerek diasztereomerek

enantiomerek 112

Ea(a e)

∆Ea+∆E

∆E

Ea(a e)

Z

Hkb 5szeacutek

ZH

kb 95szeacutek

kb 2 kcal

csavartkaacuted

csavartkaacuted

kaacuted

ZH

feacutelszeacutekfeacutelszeacutek

ZH

Ciklohexaacuten

113

A 3-3 nemszomszeacutedos szeacutenatom aacuteltal definiaacutelt siacutekokra

merőleges koumlteacutesiraacutenyok axiaacutelis

A toumlbbi koumlteacutes e keacutet siacutek koumlzoumltt van ekvatoriaacutelis

Pszeudorotaacutecioacute a gyűrűs vegyuumlletek konformerjei

szoumlgfeszuumlltseacuteg neacutelkuumll alakulnak egymaacutesba

114

transz 12-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

cisz 12-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

Z

H

Z

H Z

HZ

Ha

eae

Z

HZ

H

Z

H

Z

H

a

e

ae

115

transz 13-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

cisz 13-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

Z

HZ

H

Z

H Z

H

a

e ae

Z

HZ

HZ

H

Z

H

a

e

ae

116

H

Z

Z

H

H

Z Z

Ha

ea

e

transz 14-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

Z

HZ

H

H

Z

Z

Ha

ea

e

cisz 14-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

117

Oslash118

8 CO2 + 8 H2O

- 12483 kcalmol - 12468 kcalmol

15 kcalmol

CH3

CH3H

H

+ 12 O2

cisz-12-dimetilciklohexaacuten

CH3

H

H

CH3

transz-12-dimetilciklohexaacuten

+ 12 O2

119

Diszubsztituaacutelt ciklohexaacutenokszerkezeti izomerjeinek konformaacutecioacutes viszonyai

Szerkezeti izomer Geometriai izomercisz transz

12

14

ae aa

ea ee

13aa ae

ee ea

120

Oslash121

BrNH2

Br

NH23a 2b

NH2

Br

Br

NH24a 1b

NH2

Br

Br

NH2

1b 4a

NH2

Br

NH2

Br2b 3a

NH2

Br

Br

NH23b 2a

Br

NH2

BrNH24b 1a

Konformaacutecioacutes Konformaacutecioacutes

BrNH2 Br

NH2

1a 4b

Br

NH2

BrNH2

2a 3b

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesenantiomerek

Konfiguraacutecioacutesenantiomerek

diasztereomerek diasztereomerek

12-helyzetben kuumlloumlnboumlző helyettesiacutetőket tartalmazoacute ciklohexaacuten szaacutermazeacutekokkonfiguraacutecioacutes eacutes konformaacutecioacutes viszonyai

Oslash122

H

H

H

HH

H

H

H

Dekalin

cisz transz

123

transz-transz-transzanellaacutecioacute

cisz-transz-transzanellaacutecioacute

DC

BA

DC

BA

H H

R

H

H H

H

H

H

R

H H

DCBA

R

H

H

H

H

H

H

DCBA

R

H

H

H

H

H

H

CH3

CH3

CH3

CH3

Oslash124

A kiralitaacutes kialakulaacutesa eacutes bioloacutegiai jelentőseacutege

Kiraacutelis vegyuumlletek

termeacuteszetes aminosavak (elsősorban L konfiguraacutecioacute)peptidek enzimektermeacuteszetes szeacutenhidraacutetok (elsősorban D konfiguraacutecioacute)gyoacutegyszerek

Az első kiraacutelis vegyuumllet kialakulaacutesa

az elemi reacuteszek gyenge koumllcsoumlnhataacutesaacutenakiraacutenyfuumlggeacuteseacutevel van kapcsolatban

autokataliacutezis

a termeacuteszet nem tuumlkoumlrszimmetrikus (a termeacuteszet homokiraacutelis)

Oslash125

Az optikai aktivitaacuteseredete szeacutenhidraacutetokkiralitaacutescentrumaacutenakkieacutepuumlleacutese a termeacuteszetben

Oslash126

Oslash127

• Slide Number 1
• Slide Number 2
• Slide Number 3
• Slide Number 4
• Slide Number 5
• Slide Number 6
• Slide Number 7
• Izomeacuteria
• Slide Number 9
• Slide Number 10
• Slide Number 11
• Slide Number 12
• Slide Number 13
• Slide Number 14
• Slide Number 15
• Slide Number 16
• Slide Number 17
• Slide Number 18
• Szerkezeti izomeacuteria
• Slide Number 20
• Slide Number 21
• Slide Number 22
• Slide Number 23
• Slide Number 24
• A tautomeacuteria tiacutepusai
• Slide Number 26
• Slide Number 27
• Slide Number 28
• Slide Number 29
• Slide Number 30
• Sztereoizomeacuteria
• Slide Number 32
• Slide Number 33
• Slide Number 34
• Slide Number 35
• Slide Number 36
• Slide Number 37
• Slide Number 38
• Slide Number 39
• Slide Number 40
• Slide Number 41
• Slide Number 42
• Slide Number 43
• Slide Number 44
• Slide Number 45
• Slide Number 46
• Slide Number 47
• Tovaacutebbi kiralitaacutes tiacutepusok
• Slide Number 49
• Slide Number 50
• Slide Number 51
• Slide Number 52
• Slide Number 53
• Slide Number 54
• Slide Number 55
• Slide Number 56
• Slide Number 57
• Toumlbb kiralitaacuteskoumlzpont
• Slide Number 59
• Slide Number 60
• Slide Number 61
• Slide Number 62
• Slide Number 63
• Slide Number 64
• Slide Number 65
• Slide Number 66
• Slide Number 67
• Slide Number 68
• Slide Number 69
• Slide Number 70
• Slide Number 71
• Slide Number 72
• Slide Number 73
• Slide Number 74
• Slide Number 75
• Konfiguraacutecioacutes izomeacuteria
• Slide Number 77
• Slide Number 78
• Slide Number 79
• Slide Number 80
• Slide Number 81
• Slide Number 82
• Slide Number 83
• Slide Number 84
• Slide Number 85
• Slide Number 86
• Slide Number 87
• Slide Number 88
• Slide Number 89
• Slide Number 90
• Slide Number 91
• Slide Number 92
• Slide Number 93
• Slide Number 94
• Slide Number 95
• Slide Number 96
• Slide Number 97
• Slide Number 98
• Slide Number 99
• Slide Number 100
• Slide Number 101
• Slide Number 102
• Slide Number 103
• Slide Number 104
• Slide Number 105
• Slide Number 106
• Slide Number 107
• Slide Number 108
• Slide Number 109
• Slide Number 110
• Slide Number 111
• Slide Number 112
• Slide Number 113
• Slide Number 114
• Slide Number 115
• Slide Number 116
• Slide Number 117
• Slide Number 118
• Slide Number 119
• Slide Number 120
• Slide Number 121
• Slide Number 122
• Slide Number 123
• Slide Number 124
• Slide Number 125
• Slide Number 126
• Slide Number 127

Konformaacutecioacutes enantiomerek

P M

Helikaacutelis kiralitaacutes

Konfiguraacutecioacutes enantiomerek

P M

Heptaheliceacuten n-Butaacuten

54

Oslash55

56

Feheacuterjeacutek teacuterszerkezete

Oslash

57

Nukleinsavak teacuterszerkezete

Oslash

Toumlbb kiralitaacuteskoumlzpont

58

Toumlbb aszimmetria centrumot tartalmazoacute vegyuumlleteklehetseacuteges sztereoizomereinek szaacutema

A nem enantiomeacuteria viszonyban aacutelloacute sztereoizomerek

diasztereomerek

Ha az n db aszimmetria centrum koumlzoumltt vannak azonosak a fuumlggetlen sztereoizomerek szaacutema lt 2n

mezo-forma nem kiraacutelis

2n

59

CH3CH3

HO H

OHHCH3

H3COHH

HO H

CH3CH3

HO H

HHOCH3

H3COHH

H OH

CH3CH3

HO H

OHH

180o forgataacutes

mezo-23-butaacutendioltuumlkoumlrkeacutepi paacuterok fedeacutesbe hozhatoacutek - akiraacutelis

(2R3R)-23-butaacutendiol (2S3S)-23-butaacutendiol

CH3 CH3

H HHO OH

Egyetlen sztereogeacuten centrumot tartalmazoacute molekula mindig kiraacutelis desztereogeacuten centrum jelenleacutete nem szuumlkseacuteges sem nem eleacutegseacuteges felteacutetele a kiralitaacutesnak

Nem eleacutegseacuteges toumlbb sztereogeacuten centrumot tartalmazoacute molekula lehet akiraacutelisPeacutelda

60

Nem minden olyan molekula kiraacutelis amely aszimmetria centrumokkal rendelkezik

Nem minden kiraacutelis molekula rendelkezik aszimmetria centrummal

axiaacutelis kiralitaacutes 13-diszubsztituaacutelt alleacuten planaacuteris kiralitaacutes spirovegyuumlletek koumlreacuteben

mezo vegyuumlletek cisz-12-azonosandiszubsztituaacutelt ciklopropaacuten

Oslash61

COOHH

HHOOC

CH3H

H3C HS2

COOH

HHO

H OH

COOH

S2

COOHH

HHOOC

HH

H H

borkősav

Newman (fűreacuteszbak) projekcioacuteKonformatiacutev

62

Fisher projekcioacuteval aacutebraacutezolt L- eacutes D-borkősav

mezo-borkotildesav

COOHCH OHCCOOH

OHH

COOHCHO HCCOOH

HHO

szotildelotildesav

COOHCH OHCCOOH

HHO

COOHCHO HCCOOH

OHH

L-(+)-borkotildesav D-(-)-borkotildesav

63

Oslash64

Cl

H

H

H

Cl

H

H

Cl

H

H

Cl

H

Cl

H

H

H

H

Cl

mezo SS RR

cisz transz

Nem minden olyan molekula kiraacutelis amely aszimmetria centrumokkal rendelkezik

65

Szimmeriaelemek(szimmetria azonos meacuteret)

Akkor mondjuk hogy egy taacutergy szimmetriaelemmel rendelkezik ha a megfelelőszimmetriaművelet (tuumlkroumlzeacutes forgataacutes inverzioacute) a taacutergyat az eredetivel fedeacutesbehozhatoacute alakzattaacute konvertaacutelja

Pontcsoport ndash meghataacuterozott taacutergyra vonatkozoacute szimmetriaműveletek oumlsszesseacutege

szimmetriasiacutek (σ) a molekulaacutet keacutet olyan feacutelre bontja amelyek egymaacutesnak pontostuumlkoumlrkeacutepei (Szimmetriasiacutekot tartalmazoacute molekula akiraacutelis de a siacutek hiaacutenya nem okozkiralitaacutest)

n-ed rendű forgaacutesi szimmetriatengely (Cn) a molekulaacutet a tengely koumlruumll 360degnszoumlggel elforgatva az eredetitől megkuumlloumlnboumlzhetetlen molekulaacutet kapunk

szimmetriacentrum (inverzioacutes centrum) (Ci) a molekula baacutermely elemeacutet aszimmetriacentrummal oumlsszekoumltve eacutes az ellenkező iraacutenyba azonos taacutevolsaacutegrameghosszabbiacutetva azonos elemhez jutunk (Szimmetriacentrumot tartalmazoacutemolekula akiraacutelis de hiaacutenya nem okoz kiralitaacutest)

n-ed rendű tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengely (Sn) a molekulaacutet 360degn szoumlggel elforgatvaeacutes a tengelyre merőleges siacutekra tuumlkroumlzve az eredetitől megkuumlloumlnboumlzhetetlenmolekulaacutet kapunk (Tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengelyt tartalmazoacute molekula akiraacutelishiaacutenyaacuteban a molekula kiraacutelis) 66

C CCH3

H

H

CH3180o C C

CH3

H

CH3

H360o

siacutek

tengely

siacutek

tengely

Keacutetfogaacutesuacute tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengely Egyfogaacutesuacute tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengely

Szimmetriacentrum Szimmetriasiacutek

Tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengelyValamely taacutergy akkor jellemezhető Sn azaz n-ed rendű tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengellyel ha annak baacutermely pontjaacutet a tengely koumlruumll 360n fokos szoumlggelelfordiacutetva eacutes a tengelyre merőlegesen fektetett siacutekon keresztuumll tuumlkroumlzve az eredetiobjektumot kapjuk meg (n szuumlkseacutegkeacuteppen paacuteros vagy 1)

Az S1-tengely szimmetriasiacutekkal (σ) az S2-tengely viszont szimmetriacentrummal (Ci) egyeneacuterteacutekű

A szimmetriacentrumon aacutethaladoacute baacutermely egyenesen a centrumtoacutel egyenlő taacutevolsaacutegban azonos elemek talaacutelhatoacutek

Akiraacutelis molekulaacutek

67

szimmetriasiacutek (m S1) forgaacutesi szimmetriatengely (Cn) szimmetriacentrum (Ci S2)

Szimmetrikus + +

Szimmetrikus + -

Koumlzeacuteppontosan - + szimmetrikus

Disszimetrikus - + - (kiraacutelis)

Aszimmetrikus - - - (kiraacutelis)

Szimmetriaelem művelet

Szimmetriasiacutek tuumlkroumlzeacutes

Szimmetriatengely forgataacutes

Szimmetriacentrum inverzioacute

Szimmetriaelem művelet

Azonossaacuteg vaacuteltozatlanulhagyaacutes

Tuumlkroumlzeacutesi forgataacutes eacutesszimmetriatengely (giroid) tengelyre merőleges

tuumlkroumlzeacutesOslash68

Oslash69

Oslash70

Oslash71

Oslash72

1 Atomic number2 Atomic mass3 Z gt E4 R gt S5 Spheres6 Single-bond equivalencies

Cahn-Ingold-Prelog nomenclature system

Sequence rules for order of priority

1 If the atoms in question are different the sequence order is by atomic number with theatom of highest atomic number receiving the highest priority

F lt Cl lt Br lt I

increasing priority

2 If two isotopes of the same element are present the isotope of higher mass receivesthe higher priority

H lt D

increasing priority73

5 If two atoms are identical the atomic numbers of the next atoms are used for priorityassignment If these atoms also have identical atoms attached to them priority isdetermined at the first point of difference along the chain The atom that has attached to itan atom of higher priority has the higher priority (Do not use the sums of the atomic numbersBut look for the single atom of highest priority)

74

6 Atoms attached by double or triple bond are given single-bond equivalencies so that theycan be treated like single-bonded groups in determining priority Each doubly bonded atom isduplicated (or triplicated for triple bonds)

R C

O

OH

Structure Equivalent for priority determination

R C

O

O

OH

C

R C N R C

N

N

NC

C

75

Konfiguraacutecioacutes izomeacuteriaUgyanaz a vaacutez konnektivitaacutes de elteacuterő teacuterbelielrendeződeacutes (valamilyen szimmetria-rendezőhoumlz valoacuteviszony)

Nem alakiacutethatoacutek egymaacutesba kovalens koumlteacutes elszakiacutetaacutesaeacutes uacutejrakeacutepződeacutese neacutelkuumll

optikai izomerek (optikai aktivitaacutes) R Sgeometriai izomerek cisz-transz E-Z

76

Konfiguraacutecioacutes diasztereomerekFizikai eacutes keacutemia tulajdonsaacutegaik elteacuternek

Konfiguraacutecioacutes enantiomerekFizikai eacutes keacutemiai tulajdonsaacutegaikazonosak kiveacutevebull azonos meacuterteacutekű de ellenteacutetesiraacutenyuacute optikai forgatoacutekeacutepesseacutegbull elteacuterő reaktivitaacutes maacutes kiraacutelis vegyuumlletekkel valoacute reakcioacuteban

C

C

Cl

Cl H

HC

C

H

Cl H

Cl

cisz-12-dikloacutereteacuten transz-12-dikloacutereteacuten

Br Cl

Cl BrF F

Cl Br

Br FF Cl

(R) (R) (S) (R)

CH

OHCH3CH2

CH3

CH

HOCH2CH3

CH3

CH

OHCH3CH2

CH3

CH

OHCH3

CH3CH2

180o-os forgataacutes

(R)-butaacuten-2-ol (S)-butaacuten-2-olfp 995 oC 995 oCd4

20 0808 0808nD

20 1397 1397[α]D

25 -1352o +1352o

(R)-butaacuten-2-ol (S)-butaacuten-2-ol

CH

OHCH3

CH3CH2

77

Elegykristaacutely

bullveacuteletlenszerűen tartalmazza mindkeacutet enantiomertbulla tiszta enantiomerek eacutes az enantiomer kevereacutekek tulajdonsaacutegai azonosak

Konglomeraacutetum

bullcsak az egyik vagy a maacutesik enantiomert tartalmazzabullaz enantiomerek mechanikusan is elkuumlloumlniacutethetők egymaacutestoacutel

Molekulavegyuumllet

bulla keacutet enantiomer a kristaacutelyban 11 araacutenyban fordul elő (raceacutem elegy)bulla raceacutem elegy eacutes az enantiomerek olvadaacutespontja kuumlloumlnboumlző

bullakiraacutelis koumlruumllmeacutenyek koumlzoumltt megegyező fizikai eacutes keacutemiai tulajdonsaacutegokbullkiraacutelis koumlruumllmeacutenyek koumlzoumltt elteacuterő (kiraacutelis molekulaacutek polarizaacutelt feacuteny)bullenantiomerek koumlzoumltti 3 fő koumllcsoumlnhataacutes

elegykristaacutely keacutepzeacuteskonglomeraacutetum keacutepzeacutesmolekulavegyuumllet keacutepzeacutes

Enantiomerek

78

Enantiomerek egyeacuteb kevereacutekeit az uacutegynevezett bdquoenantiomeric excessrdquo (ee) [enantiomerfelesleg] eacuterteacutekkel jellemezzuumlk (R) eacutes (S) a megfelelő enantiomerek mennyiseacutege a kevereacutekben

A komponensek mennyiseacutegeacutenek meghataacuterozaacutesaKiraacutelis oszlopkromatigraacutefia (enantiomerek elvaacutelasztaacutesa)NMR spektroszkoacutepia

ee =(R) - (S)(R) + (S) 100

Enantiomer felesleg

Az enantiomerfelesleg az aszimmetrikus szinteacutezis sikeresseacutegeacutenek egyikmeacuterőszaacutema Diasztereomerek kevereacuteke eseteacuten hasonloacute moacutedon definiaacuteljaacutek eacuteshasznaacuteljaacutek a diasztereomer felesleg eacutes a szaacutezaleacutekos diasztereomer feleslegfogalmaacutet

Egy 70 R eacutes 30 S izomert tartalmazoacute minta enantiomerfeleslege peacuteldaacuteul40 Ezt az anyagot uacutegy is tekinthetjuumlk mint 40 tiszta R izomer eacutes 60 raceacutemelegy (mely a teljes mennyiseacuteghez 30 R eacutes 30 S izomerrel jaacuterul hozzaacute)kevereacuteke 79

C

C

HOOC

HOOC

H

HOH

OH

S

R

C

C

HOOC

HOOC

OH

HH

OHR

RC

C

COOH

COOH

HO

HH

HOS

S

intramolekulaacuteristuumlkoumlrsiacutek

diasztereomerek diasztereomerek

enantiomerek

COOH

CH3H2NH

R

COOH

CH3 NH2H

S

enantiomerek

Enantiomerek eacutes diasztereomerek

80

C

NH2

COOHHH3C C

CH2SH

COOHH2NH

Ala Cys

Aacutebraacutezolja Fischer keacuteplettel az alaacutebbi perspektivikus keacuteplettel megadott aminosavakat

CH3

COOH

H2N H

CH2SH

COOH

H2N H

Ala Cys

S R

L L81

CNH2H

H3C

COOH

C

COOH

CH2SHH2NH

CCH3H

H2N

COOH

C

COOH

CH2SHHH2N

C

NH2

COOHHH3C

C

CH2SH

COOHH2NH

CH3

COOH

H2N H

CH2SH

COOH

H2N H

82

Enantiomerek eacutes mezo vegyuumlletek

Pszeudoaszimmetria

C

C

HOOC

HOOC

H

HOH

OH

S

R

C

C

HOOC

HOOC

OH

HH

OHR

RC

C

COOH

COOH

HO

HH

HOS

S

intramolekulaacuteristuumlkoumlrsiacutek

diasztereomerek diasztereomerek

enantiomerek

C

C

C

COOH

COOH

HO H

OHH

H OHR

R

C

C

C

COOH

COOH

H OH

HHO

HO HS

S

enantiomerek

optikailag aktiacutevak

C

C

C

COOH

COOH

H OH

OHH

H OHR

S

C

C

C

COOH

COOH

H OH

HHO

H OHR

S

optikailag inaktiacutevak

r s

83

COOH

COOH

COOHHOOC COOH

HOOC COOH

HOOC

mcisz transz transz

szerkezetiizomeacuteria

geometriaiizomeacuteria

optikai izomeacuteria

84

R

RHOH

akiraacutelisszeacutenatom

R

SHOH

rS

RHOH

s

RgtS r s

(S)

(S)

pszeudoaszimmetriaacutes szeacutenatom

akiraacutelis molekulamezo vegyuumllet

akiraacutelisC2 forgaacutesi szimmetriatengely

kiraacutelis

HOOC COOH

Br

m

HOOC COOH

m

HOOC

COOH

pro-pszeudoaszimmetriaacutes szeacutenatom

85

Kiraacutelis molekulaacutekon beluumll is sok esetben talaacutelhatoacute pszeudo-aszimmetriacentrum amennyiben a keacutet enantiomorf ligandum mellett tovaacutebbi aszimmetrikus ligandum is kapcsoloacutedik a centrumhoz (peacuteldaacuteul atropin eacutes szaacutermazeacutekai)

gytszptehuhudownloadindex16630

Oslash86

Mezo-forma a) mindig akiraacutelisb) mindig kell lennie kiraacutelis disztereomerjeacutenek is

gytszptehuhudownloadindex16630

C

C

HOOC

HOOC

H

HOH

OH

S

R

C

C

HOOC

HOOC

OH

HH

OHR

RC

C

COOH

COOH

HO

HH

HOS

S

intramolekulaacuteristuumlkoumlrsiacutek

diasztereomerek diasztereomerek

enantiomerek

Oslash87

gytszptehuhudownloadindex16630

A pszeudo-aszimmetriacentrumok konfiguraacutecioacutejaacuteban elteacuterő izomerekegymaacutessal diasztereoizomer viszonyban aacutellnak

rC

C

C

COOH

COOH

H OH

OHH

H OHR

S

sC

C

C

COOH

COOH

H OH

HHO

H OHR

S Oslash88

Geometriai izomeacuteria

kettős koumlteacutesű vegyuumlletekneacutelciklusos vegyuumlletekneacutel

C CH H

CH3H3CC C

H CH3

HH3C

Felteacutetel (olefinekneacutel) egy adott pilleacuteratomon nem lehet keacutet azonos helyettesiacutetőde adott kettőskoumlteacutes keacutet kuumlloumlnboumlző pilleacuteratomjaacuten lehet egy-egy azonos helyettesiacutető(de ezeknek sem kell szuumlkseacutegkeacuteppen azonosaknak lenniuumlk)

Alfa helyzetű szubsztituens Beacuteta helyzetű szubsztituens

Diasztereomerek

89

Configurational isomers

The particular arrangement of atoms (or goups) in space that is characteristic of a given streoisomer

The configurational isomers can not be transformed into each otherwithout breaking and making a covalent bond

- cis-trans Z-E designations geometric isomers- optical isomerism (cf chirality)

H COOH

H COOH

HOOC H

H COOH

Z E

Oslash90

The requirement for geometric isomerism in alkenes is that each carbon atom involvedin the pi bond have two different groups attached to it such as H and Cl or CH3 and Cl

C CH

H

CH2CH3

CH3

C CH

H

CH2CH3

CH3is the same as

C CCH3

H

CH2CH3

CH3

C CH

CH3

CH2CH3

CH3

geometric isomers

If one of the carbons of the double bond has two identical groups such as two H atomsor two CH3 groups the geometric isomerism is not possible

Z E

Higher priority atoms or groups are on the same side of the pi bond Z bdquotogetherrdquo

Higher priority atoms or groups are on opposite sides of the pi bond E bdquoacrossrdquo

(Look at the single atoms directly attached to the double-bond carbon C and not entire-CH2CH2CH3 group)

Oslash91

Cahn-Ingold-Prelog szekvenciaszabaacutelyokalkeacutenekre vonatkozoacutean

Toumlmegszaacutem

C CT

D

H

DE

Rendszaacutem

C CF

Cl

Br

IZ

Z gt E

E

ZZ C C

C

C

H

NC

C

C

H3C

H3C

CH3

HCH3

H

C CH

NC

C

C

CH3

CH3

H

H

Br

Br

E

R

S

RgtS (DgtL)

92

C CH

H3C

CH

CH

CH3

CH3

CH2

Z ltC

HCH3

CH3

C

H

C

C

H

H

HHH

H

C C

H H

H

C

H

C (C)

o

o

o

H

H(C)oo

o

C CH

H3C

CH

CH

CH3

CH2 Br

CH2

E

C

HCH3

CH2Br

C

H

C

H

H

HCBrH

H

gtC C

H H

H

C

H

C (C)

o

o

o

H

H(C)oo

o

(CON) adott atom ismeacutetelt megjeleniacuteteacutese ---o fantomatom

1 2 3C CCCH CHHH C C(C)CH C(C)HH

1 2 3C CCCH BrCHH gt CHHH C C(C)CH C(C)HH 93

transzE

ciszZ

C CH H

C CH

H

transzZ

ciszE

C CBr H

C CH

Br

Oslash94

Konformaacutecioacutes izomeacuteriaUgyanaz a vaacutez konnektivitaacutes de elteacuterő teacuterbelielrendeződeacutes (valamilyen szimmetria-rendezőhoumlz valoacuteviszony)

Kovalens koumlteacutes elszakiacutetaacutesa eacutes uacutejrakeacutepződeacutese neacutelkuumllegymaacutesba alakiacutethatoacutek

Rotaacutecioacutes izomeacuteriaKuumlloumlnboumlző konformaacutecioacute (konformerek rotamerek)

Axiaacutelis kiralitaacutes R SHelikaacutelis kiralitaacutes P M

95

C CCH3H3C

HHHH

C CCH3

CH3 HH

HH

Konformaacutecioacutes diasztereomerek

C CH

CH3 HCH3

HH C C

H

CH3 CH3H

HH

Konformaacutecioacutes enantiomerek

P M

96

szinperiplanaacuteris szinklinaacutelis antiklinaacutelis antiperiplanaacuteris antiklinaacutelis szinklinaacutelis

pszeudorotaacutecioacute

axiaacutelis ekvatoriaacutelis

Konformerek

kiraacutelis kiraacutelisakiraacutelis akiraacutelis

97

C CCH3

CH3 HH

HHC C

CH3H3C

HHHH

Konfiguraacutecioacutes diasztereomerek

Konformaacutecioacutes diasztereomerek

C CH H

CH3H3CCC

HH3C

H CH3

98

- huacutezaacutes (stretch)

- hajliacutetaacutes (bend)

- csavaraacutes (torsion)

O OH

Hr 1r 2

r 2

O OH

H

α

OH

OH

τ (φ)

Oslash99

O OH

H

HOOH

OOH

HE

α30 kcalmol

Hajliacutetaacutes bend

Huacutezaacutes (nyuacutejtaacutes) stretch

disszociaacutecioacute

E

r

~ 90 ~ 50 kcalmol

HOO + H

HO + HO

Oslash100

H

H

H

O OH

H

1 kcalmol

~ 10kcalmol

(torzioacutes szoumlg)τ

Newman projekcioacute

H H

0o 60o 180o 300o 360o

OO

H

H

HHH HH

Oslash101

CH2 CH2Y ZY = Z = H

Y = Z = CH3

etaacuten

n-butaacuten

300o 360o240o180o120o60o0o

0o120o- 60o-180o-240o-300o-360o-

oacutera jaacuteraacutesaacuteval megegyező

oacutera jaacuteraacutesaacuteval ellenteacutetes

ZY

Z

Y

ZY

Z

Y

Z

Y

ZYZY

syn antisynperiplanar synklinal antiklinal antiperiplanar antiklinal synklinal

102

CCH

H H

HH

HH H

H

H

H H

CCH

H H

H

H HH H

HH

HH

0o 120o 240o 360o

12 M

m

M12 M M

mm

Θ

M = m

E(Θ)

minimum

Maximum

103

HHH H

CH3CH3

HHH H

CH3CH3

H

HH H

CH3

CH3

E

0deg dieacutederes szoumlg

E szabadentalpia-kuumlloumlnbseacuteg

58

29

07

(kcal)

H H

H3CH CH3

H

H H

H3CH H

CH3

H3C CH3

H HH

H

CH3HH H

CH3H

060deg 120deg 180deg 240deg 300deg 360deg

szinperiplanaacuteris szinklinaacutelis antiklinaacutelis antiperiplanaacuteris antiklinaacutelis szinklinaacutelis104

∆G0 = G01 - G0

2

K = e∆G0

RT

∆G = - RT ln K∆G = ∆H - T∆S

∆H = 074

∆S = 2 K = 19

gauche ndash anti araacuteny

minden gauche konformerre keacutet anti forma jut K= [a][g] Oslash105

0o

0o

60o

60o

120o

120o

180o

180o

240o

240o

300o

300o 360o

360o

RELA

T

IacuteV

ENERGIA

ANTI EFFEKTUS

GAUCHE EFFEKTUS

EXTREacuteMGAUCHE

EFFEKTUS

H

H H

H H

H

CH3

H H

H H

CH3

TORZIOacuteS SZOumlG

ZY

Z

YZ

Y

Z

Y

ZY

ZY ZY

F

H H

OH

repulsions

F

H H

H 106

attractiveinteractions

orbitalinteractions

antiperiplanarposition

Anti-effect

107

repulsions

F

H H

OH

repulsions

F

H H

H

Extrem gauche effect

108

C-F

C-H

C-F

C-HC-C C-C

Oslash109

CikloalkaacutenokGyűrűfeszuumlltseacuteg

Hipotetikus planaacuteris rendszerek

Baeyer vegyeacuterteacutekszoumlg-deformaacutecioacute (angulaacuterisgyűrű feszuumlleacutes)

Pitzer anti-aacutellaacuteshoz keacutepesti energiatoumlbblet (torzioacutes feszuumlleacutes)

van der Waals nemkoumltő atomok szterikus koumllcsoumlnhataacutesa

Nem planaacuteris vegyuumlletek

CC C

C

C

boriacuteteacutek

C C C

C

Ctwist

pszeudorotaacutecioacute

CC

C C

V-alakuacute

CCC

CCC

szeacutek110

3 4 5 6 7 8 9 10Gyűrűtagszaacutem

Gyűrű

feszuumlleacutes

kcalmol

hataacutereacuterteacutek

111

Cl

H

H

H

Cl

H

H

Cl

H

H

Cl

H

Cl

H

H

H

H

Cl

mezo SS RR

cisz transz

Ciklopropaacuten

C

C

HOOC

HOOC

H

HOH

OH

S

R

C

C

HOOC

HOOC

OH

HH

OHR

RC

C

COOH

COOH

HO

HH

HOS

S

intramolekulaacuteristuumlkoumlrsiacutek

diasztereomerek diasztereomerek

enantiomerek 112

Ea(a e)

∆Ea+∆E

∆E

Ea(a e)

Z

Hkb 5szeacutek

ZH

kb 95szeacutek

kb 2 kcal

csavartkaacuted

csavartkaacuted

kaacuted

ZH

feacutelszeacutekfeacutelszeacutek

ZH

Ciklohexaacuten

113

A 3-3 nemszomszeacutedos szeacutenatom aacuteltal definiaacutelt siacutekokra

merőleges koumlteacutesiraacutenyok axiaacutelis

A toumlbbi koumlteacutes e keacutet siacutek koumlzoumltt van ekvatoriaacutelis

Pszeudorotaacutecioacute a gyűrűs vegyuumlletek konformerjei

szoumlgfeszuumlltseacuteg neacutelkuumll alakulnak egymaacutesba

114

transz 12-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

cisz 12-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

Z

H

Z

H Z

HZ

Ha

eae

Z

HZ

H

Z

H

Z

H

a

e

ae

115

transz 13-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

cisz 13-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

Z

HZ

H

Z

H Z

H

a

e ae

Z

HZ

HZ

H

Z

H

a

e

ae

116

H

Z

Z

H

H

Z Z

Ha

ea

e

transz 14-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

Z

HZ

H

H

Z

Z

Ha

ea

e

cisz 14-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

117

Oslash118

8 CO2 + 8 H2O

- 12483 kcalmol - 12468 kcalmol

15 kcalmol

CH3

CH3H

H

+ 12 O2

cisz-12-dimetilciklohexaacuten

CH3

H

H

CH3

transz-12-dimetilciklohexaacuten

+ 12 O2

119

Diszubsztituaacutelt ciklohexaacutenokszerkezeti izomerjeinek konformaacutecioacutes viszonyai

Szerkezeti izomer Geometriai izomercisz transz

12

14

ae aa

ea ee

13aa ae

ee ea

120

Oslash121

BrNH2

Br

NH23a 2b

NH2

Br

Br

NH24a 1b

NH2

Br

Br

NH2

1b 4a

NH2

Br

NH2

Br2b 3a

NH2

Br

Br

NH23b 2a

Br

NH2

BrNH24b 1a

Konformaacutecioacutes Konformaacutecioacutes

BrNH2 Br

NH2

1a 4b

Br

NH2

BrNH2

2a 3b

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesenantiomerek

Konfiguraacutecioacutesenantiomerek

diasztereomerek diasztereomerek

12-helyzetben kuumlloumlnboumlző helyettesiacutetőket tartalmazoacute ciklohexaacuten szaacutermazeacutekokkonfiguraacutecioacutes eacutes konformaacutecioacutes viszonyai

Oslash122

H

H

H

HH

H

H

H

Dekalin

cisz transz

123

transz-transz-transzanellaacutecioacute

cisz-transz-transzanellaacutecioacute

DC

BA

DC

BA

H H

R

H

H H

H

H

H

R

H H

DCBA

R

H

H

H

H

H

H

DCBA

R

H

H

H

H

H

H

CH3

CH3

CH3

CH3

Oslash124

A kiralitaacutes kialakulaacutesa eacutes bioloacutegiai jelentőseacutege

Kiraacutelis vegyuumlletek

termeacuteszetes aminosavak (elsősorban L konfiguraacutecioacute)peptidek enzimektermeacuteszetes szeacutenhidraacutetok (elsősorban D konfiguraacutecioacute)gyoacutegyszerek

Az első kiraacutelis vegyuumllet kialakulaacutesa

az elemi reacuteszek gyenge koumllcsoumlnhataacutesaacutenakiraacutenyfuumlggeacuteseacutevel van kapcsolatban

autokataliacutezis

a termeacuteszet nem tuumlkoumlrszimmetrikus (a termeacuteszet homokiraacutelis)

Oslash125

Az optikai aktivitaacuteseredete szeacutenhidraacutetokkiralitaacutescentrumaacutenakkieacutepuumlleacutese a termeacuteszetben

Oslash126

Oslash127

• Slide Number 1
• Slide Number 2
• Slide Number 3
• Slide Number 4
• Slide Number 5
• Slide Number 6
• Slide Number 7
• Izomeacuteria
• Slide Number 9
• Slide Number 10
• Slide Number 11
• Slide Number 12
• Slide Number 13
• Slide Number 14
• Slide Number 15
• Slide Number 16
• Slide Number 17
• Slide Number 18
• Szerkezeti izomeacuteria
• Slide Number 20
• Slide Number 21
• Slide Number 22
• Slide Number 23
• Slide Number 24
• A tautomeacuteria tiacutepusai
• Slide Number 26
• Slide Number 27
• Slide Number 28
• Slide Number 29
• Slide Number 30
• Sztereoizomeacuteria
• Slide Number 32
• Slide Number 33
• Slide Number 34
• Slide Number 35
• Slide Number 36
• Slide Number 37
• Slide Number 38
• Slide Number 39
• Slide Number 40
• Slide Number 41
• Slide Number 42
• Slide Number 43
• Slide Number 44
• Slide Number 45
• Slide Number 46
• Slide Number 47
• Tovaacutebbi kiralitaacutes tiacutepusok
• Slide Number 49
• Slide Number 50
• Slide Number 51
• Slide Number 52
• Slide Number 53
• Slide Number 54
• Slide Number 55
• Slide Number 56
• Slide Number 57
• Toumlbb kiralitaacuteskoumlzpont
• Slide Number 59
• Slide Number 60
• Slide Number 61
• Slide Number 62
• Slide Number 63
• Slide Number 64
• Slide Number 65
• Slide Number 66
• Slide Number 67
• Slide Number 68
• Slide Number 69
• Slide Number 70
• Slide Number 71
• Slide Number 72
• Slide Number 73
• Slide Number 74
• Slide Number 75
• Konfiguraacutecioacutes izomeacuteria
• Slide Number 77
• Slide Number 78
• Slide Number 79
• Slide Number 80
• Slide Number 81
• Slide Number 82
• Slide Number 83
• Slide Number 84
• Slide Number 85
• Slide Number 86
• Slide Number 87
• Slide Number 88
• Slide Number 89
• Slide Number 90
• Slide Number 91
• Slide Number 92
• Slide Number 93
• Slide Number 94
• Slide Number 95
• Slide Number 96
• Slide Number 97
• Slide Number 98
• Slide Number 99
• Slide Number 100
• Slide Number 101
• Slide Number 102
• Slide Number 103
• Slide Number 104
• Slide Number 105
• Slide Number 106
• Slide Number 107
• Slide Number 108
• Slide Number 109
• Slide Number 110
• Slide Number 111
• Slide Number 112
• Slide Number 113
• Slide Number 114
• Slide Number 115
• Slide Number 116
• Slide Number 117
• Slide Number 118
• Slide Number 119
• Slide Number 120
• Slide Number 121
• Slide Number 122
• Slide Number 123
• Slide Number 124
• Slide Number 125
• Slide Number 126
• Slide Number 127

Oslash55

56

Feheacuterjeacutek teacuterszerkezete

Oslash

57

Nukleinsavak teacuterszerkezete

Oslash

Toumlbb kiralitaacuteskoumlzpont

58

Toumlbb aszimmetria centrumot tartalmazoacute vegyuumlleteklehetseacuteges sztereoizomereinek szaacutema

A nem enantiomeacuteria viszonyban aacutelloacute sztereoizomerek

diasztereomerek

Ha az n db aszimmetria centrum koumlzoumltt vannak azonosak a fuumlggetlen sztereoizomerek szaacutema lt 2n

mezo-forma nem kiraacutelis

2n

59

CH3CH3

HO H

OHHCH3

H3COHH

HO H

CH3CH3

HO H

HHOCH3

H3COHH

H OH

CH3CH3

HO H

OHH

180o forgataacutes

mezo-23-butaacutendioltuumlkoumlrkeacutepi paacuterok fedeacutesbe hozhatoacutek - akiraacutelis

(2R3R)-23-butaacutendiol (2S3S)-23-butaacutendiol

CH3 CH3

H HHO OH

Egyetlen sztereogeacuten centrumot tartalmazoacute molekula mindig kiraacutelis desztereogeacuten centrum jelenleacutete nem szuumlkseacuteges sem nem eleacutegseacuteges felteacutetele a kiralitaacutesnak

Nem eleacutegseacuteges toumlbb sztereogeacuten centrumot tartalmazoacute molekula lehet akiraacutelisPeacutelda

60

Nem minden olyan molekula kiraacutelis amely aszimmetria centrumokkal rendelkezik

Nem minden kiraacutelis molekula rendelkezik aszimmetria centrummal

axiaacutelis kiralitaacutes 13-diszubsztituaacutelt alleacuten planaacuteris kiralitaacutes spirovegyuumlletek koumlreacuteben

mezo vegyuumlletek cisz-12-azonosandiszubsztituaacutelt ciklopropaacuten

Oslash61

COOHH

HHOOC

CH3H

H3C HS2

COOH

HHO

H OH

COOH

S2

COOHH

HHOOC

HH

H H

borkősav

Newman (fűreacuteszbak) projekcioacuteKonformatiacutev

62

Fisher projekcioacuteval aacutebraacutezolt L- eacutes D-borkősav

mezo-borkotildesav

COOHCH OHCCOOH

OHH

COOHCHO HCCOOH

HHO

szotildelotildesav

COOHCH OHCCOOH

HHO

COOHCHO HCCOOH

OHH

L-(+)-borkotildesav D-(-)-borkotildesav

63

Oslash64

Cl

H

H

H

Cl

H

H

Cl

H

H

Cl

H

Cl

H

H

H

H

Cl

mezo SS RR

cisz transz

Nem minden olyan molekula kiraacutelis amely aszimmetria centrumokkal rendelkezik

65

Szimmeriaelemek(szimmetria azonos meacuteret)

Akkor mondjuk hogy egy taacutergy szimmetriaelemmel rendelkezik ha a megfelelőszimmetriaművelet (tuumlkroumlzeacutes forgataacutes inverzioacute) a taacutergyat az eredetivel fedeacutesbehozhatoacute alakzattaacute konvertaacutelja

Pontcsoport ndash meghataacuterozott taacutergyra vonatkozoacute szimmetriaműveletek oumlsszesseacutege

szimmetriasiacutek (σ) a molekulaacutet keacutet olyan feacutelre bontja amelyek egymaacutesnak pontostuumlkoumlrkeacutepei (Szimmetriasiacutekot tartalmazoacute molekula akiraacutelis de a siacutek hiaacutenya nem okozkiralitaacutest)

n-ed rendű forgaacutesi szimmetriatengely (Cn) a molekulaacutet a tengely koumlruumll 360degnszoumlggel elforgatva az eredetitől megkuumlloumlnboumlzhetetlen molekulaacutet kapunk

szimmetriacentrum (inverzioacutes centrum) (Ci) a molekula baacutermely elemeacutet aszimmetriacentrummal oumlsszekoumltve eacutes az ellenkező iraacutenyba azonos taacutevolsaacutegrameghosszabbiacutetva azonos elemhez jutunk (Szimmetriacentrumot tartalmazoacutemolekula akiraacutelis de hiaacutenya nem okoz kiralitaacutest)

n-ed rendű tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengely (Sn) a molekulaacutet 360degn szoumlggel elforgatvaeacutes a tengelyre merőleges siacutekra tuumlkroumlzve az eredetitől megkuumlloumlnboumlzhetetlenmolekulaacutet kapunk (Tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengelyt tartalmazoacute molekula akiraacutelishiaacutenyaacuteban a molekula kiraacutelis) 66

C CCH3

H

H

CH3180o C C

CH3

H

CH3

H360o

siacutek

tengely

siacutek

tengely

Keacutetfogaacutesuacute tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengely Egyfogaacutesuacute tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengely

Szimmetriacentrum Szimmetriasiacutek

Tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengelyValamely taacutergy akkor jellemezhető Sn azaz n-ed rendű tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengellyel ha annak baacutermely pontjaacutet a tengely koumlruumll 360n fokos szoumlggelelfordiacutetva eacutes a tengelyre merőlegesen fektetett siacutekon keresztuumll tuumlkroumlzve az eredetiobjektumot kapjuk meg (n szuumlkseacutegkeacuteppen paacuteros vagy 1)

Az S1-tengely szimmetriasiacutekkal (σ) az S2-tengely viszont szimmetriacentrummal (Ci) egyeneacuterteacutekű

A szimmetriacentrumon aacutethaladoacute baacutermely egyenesen a centrumtoacutel egyenlő taacutevolsaacutegban azonos elemek talaacutelhatoacutek

Akiraacutelis molekulaacutek

67

szimmetriasiacutek (m S1) forgaacutesi szimmetriatengely (Cn) szimmetriacentrum (Ci S2)

Szimmetrikus + +

Szimmetrikus + -

Koumlzeacuteppontosan - + szimmetrikus

Disszimetrikus - + - (kiraacutelis)

Aszimmetrikus - - - (kiraacutelis)

Szimmetriaelem művelet

Szimmetriasiacutek tuumlkroumlzeacutes

Szimmetriatengely forgataacutes

Szimmetriacentrum inverzioacute

Szimmetriaelem művelet

Azonossaacuteg vaacuteltozatlanulhagyaacutes

Tuumlkroumlzeacutesi forgataacutes eacutesszimmetriatengely (giroid) tengelyre merőleges

tuumlkroumlzeacutesOslash68

Oslash69

Oslash70

Oslash71

Oslash72

1 Atomic number2 Atomic mass3 Z gt E4 R gt S5 Spheres6 Single-bond equivalencies

Cahn-Ingold-Prelog nomenclature system

Sequence rules for order of priority

1 If the atoms in question are different the sequence order is by atomic number with theatom of highest atomic number receiving the highest priority

F lt Cl lt Br lt I

increasing priority

2 If two isotopes of the same element are present the isotope of higher mass receivesthe higher priority

H lt D

increasing priority73

5 If two atoms are identical the atomic numbers of the next atoms are used for priorityassignment If these atoms also have identical atoms attached to them priority isdetermined at the first point of difference along the chain The atom that has attached to itan atom of higher priority has the higher priority (Do not use the sums of the atomic numbersBut look for the single atom of highest priority)

74

6 Atoms attached by double or triple bond are given single-bond equivalencies so that theycan be treated like single-bonded groups in determining priority Each doubly bonded atom isduplicated (or triplicated for triple bonds)

R C

O

OH

Structure Equivalent for priority determination

R C

O

O

OH

C

R C N R C

N

N

NC

C

75

Konfiguraacutecioacutes izomeacuteriaUgyanaz a vaacutez konnektivitaacutes de elteacuterő teacuterbelielrendeződeacutes (valamilyen szimmetria-rendezőhoumlz valoacuteviszony)

Nem alakiacutethatoacutek egymaacutesba kovalens koumlteacutes elszakiacutetaacutesaeacutes uacutejrakeacutepződeacutese neacutelkuumll

optikai izomerek (optikai aktivitaacutes) R Sgeometriai izomerek cisz-transz E-Z

76

Konfiguraacutecioacutes diasztereomerekFizikai eacutes keacutemia tulajdonsaacutegaik elteacuternek

Konfiguraacutecioacutes enantiomerekFizikai eacutes keacutemiai tulajdonsaacutegaikazonosak kiveacutevebull azonos meacuterteacutekű de ellenteacutetesiraacutenyuacute optikai forgatoacutekeacutepesseacutegbull elteacuterő reaktivitaacutes maacutes kiraacutelis vegyuumlletekkel valoacute reakcioacuteban

C

C

Cl

Cl H

HC

C

H

Cl H

Cl

cisz-12-dikloacutereteacuten transz-12-dikloacutereteacuten

Br Cl

Cl BrF F

Cl Br

Br FF Cl

(R) (R) (S) (R)

CH

OHCH3CH2

CH3

CH

HOCH2CH3

CH3

CH

OHCH3CH2

CH3

CH

OHCH3

CH3CH2

180o-os forgataacutes

(R)-butaacuten-2-ol (S)-butaacuten-2-olfp 995 oC 995 oCd4

20 0808 0808nD

20 1397 1397[α]D

25 -1352o +1352o

(R)-butaacuten-2-ol (S)-butaacuten-2-ol

CH

OHCH3

CH3CH2

77

Elegykristaacutely

bullveacuteletlenszerűen tartalmazza mindkeacutet enantiomertbulla tiszta enantiomerek eacutes az enantiomer kevereacutekek tulajdonsaacutegai azonosak

Konglomeraacutetum

bullcsak az egyik vagy a maacutesik enantiomert tartalmazzabullaz enantiomerek mechanikusan is elkuumlloumlniacutethetők egymaacutestoacutel

Molekulavegyuumllet

bulla keacutet enantiomer a kristaacutelyban 11 araacutenyban fordul elő (raceacutem elegy)bulla raceacutem elegy eacutes az enantiomerek olvadaacutespontja kuumlloumlnboumlző

bullakiraacutelis koumlruumllmeacutenyek koumlzoumltt megegyező fizikai eacutes keacutemiai tulajdonsaacutegokbullkiraacutelis koumlruumllmeacutenyek koumlzoumltt elteacuterő (kiraacutelis molekulaacutek polarizaacutelt feacuteny)bullenantiomerek koumlzoumltti 3 fő koumllcsoumlnhataacutes

elegykristaacutely keacutepzeacuteskonglomeraacutetum keacutepzeacutesmolekulavegyuumllet keacutepzeacutes

Enantiomerek

78

Enantiomerek egyeacuteb kevereacutekeit az uacutegynevezett bdquoenantiomeric excessrdquo (ee) [enantiomerfelesleg] eacuterteacutekkel jellemezzuumlk (R) eacutes (S) a megfelelő enantiomerek mennyiseacutege a kevereacutekben

A komponensek mennyiseacutegeacutenek meghataacuterozaacutesaKiraacutelis oszlopkromatigraacutefia (enantiomerek elvaacutelasztaacutesa)NMR spektroszkoacutepia

ee =(R) - (S)(R) + (S) 100

Enantiomer felesleg

Az enantiomerfelesleg az aszimmetrikus szinteacutezis sikeresseacutegeacutenek egyikmeacuterőszaacutema Diasztereomerek kevereacuteke eseteacuten hasonloacute moacutedon definiaacuteljaacutek eacuteshasznaacuteljaacutek a diasztereomer felesleg eacutes a szaacutezaleacutekos diasztereomer feleslegfogalmaacutet

Egy 70 R eacutes 30 S izomert tartalmazoacute minta enantiomerfeleslege peacuteldaacuteul40 Ezt az anyagot uacutegy is tekinthetjuumlk mint 40 tiszta R izomer eacutes 60 raceacutemelegy (mely a teljes mennyiseacuteghez 30 R eacutes 30 S izomerrel jaacuterul hozzaacute)kevereacuteke 79

C

C

HOOC

HOOC

H

HOH

OH

S

R

C

C

HOOC

HOOC

OH

HH

OHR

RC

C

COOH

COOH

HO

HH

HOS

S

intramolekulaacuteristuumlkoumlrsiacutek

diasztereomerek diasztereomerek

enantiomerek

COOH

CH3H2NH

R

COOH

CH3 NH2H

S

enantiomerek

Enantiomerek eacutes diasztereomerek

80

C

NH2

COOHHH3C C

CH2SH

COOHH2NH

Ala Cys

Aacutebraacutezolja Fischer keacuteplettel az alaacutebbi perspektivikus keacuteplettel megadott aminosavakat

CH3

COOH

H2N H

CH2SH

COOH

H2N H

Ala Cys

S R

L L81

CNH2H

H3C

COOH

C

COOH

CH2SHH2NH

CCH3H

H2N

COOH

C

COOH

CH2SHHH2N

C

NH2

COOHHH3C

C

CH2SH

COOHH2NH

CH3

COOH

H2N H

CH2SH

COOH

H2N H

82

Enantiomerek eacutes mezo vegyuumlletek

Pszeudoaszimmetria

C

C

HOOC

HOOC

H

HOH

OH

S

R

C

C

HOOC

HOOC

OH

HH

OHR

RC

C

COOH

COOH

HO

HH

HOS

S

intramolekulaacuteristuumlkoumlrsiacutek

diasztereomerek diasztereomerek

enantiomerek

C

C

C

COOH

COOH

HO H

OHH

H OHR

R

C

C

C

COOH

COOH

H OH

HHO

HO HS

S

enantiomerek

optikailag aktiacutevak

C

C

C

COOH

COOH

H OH

OHH

H OHR

S

C

C

C

COOH

COOH

H OH

HHO

H OHR

S

optikailag inaktiacutevak

r s

83

COOH

COOH

COOHHOOC COOH

HOOC COOH

HOOC

mcisz transz transz

szerkezetiizomeacuteria

geometriaiizomeacuteria

optikai izomeacuteria

84

R

RHOH

akiraacutelisszeacutenatom

R

SHOH

rS

RHOH

s

RgtS r s

(S)

(S)

pszeudoaszimmetriaacutes szeacutenatom

akiraacutelis molekulamezo vegyuumllet

akiraacutelisC2 forgaacutesi szimmetriatengely

kiraacutelis

HOOC COOH

Br

m

HOOC COOH

m

HOOC

COOH

pro-pszeudoaszimmetriaacutes szeacutenatom

85

Kiraacutelis molekulaacutekon beluumll is sok esetben talaacutelhatoacute pszeudo-aszimmetriacentrum amennyiben a keacutet enantiomorf ligandum mellett tovaacutebbi aszimmetrikus ligandum is kapcsoloacutedik a centrumhoz (peacuteldaacuteul atropin eacutes szaacutermazeacutekai)

gytszptehuhudownloadindex16630

Oslash86

Mezo-forma a) mindig akiraacutelisb) mindig kell lennie kiraacutelis disztereomerjeacutenek is

gytszptehuhudownloadindex16630

C

C

HOOC

HOOC

H

HOH

OH

S

R

C

C

HOOC

HOOC

OH

HH

OHR

RC

C

COOH

COOH

HO

HH

HOS

S

intramolekulaacuteristuumlkoumlrsiacutek

diasztereomerek diasztereomerek

enantiomerek

Oslash87

gytszptehuhudownloadindex16630

A pszeudo-aszimmetriacentrumok konfiguraacutecioacutejaacuteban elteacuterő izomerekegymaacutessal diasztereoizomer viszonyban aacutellnak

rC

C

C

COOH

COOH

H OH

OHH

H OHR

S

sC

C

C

COOH

COOH

H OH

HHO

H OHR

S Oslash88

Geometriai izomeacuteria

kettős koumlteacutesű vegyuumlletekneacutelciklusos vegyuumlletekneacutel

C CH H

CH3H3CC C

H CH3

HH3C

Felteacutetel (olefinekneacutel) egy adott pilleacuteratomon nem lehet keacutet azonos helyettesiacutetőde adott kettőskoumlteacutes keacutet kuumlloumlnboumlző pilleacuteratomjaacuten lehet egy-egy azonos helyettesiacutető(de ezeknek sem kell szuumlkseacutegkeacuteppen azonosaknak lenniuumlk)

Alfa helyzetű szubsztituens Beacuteta helyzetű szubsztituens

Diasztereomerek

89

Configurational isomers

The particular arrangement of atoms (or goups) in space that is characteristic of a given streoisomer

The configurational isomers can not be transformed into each otherwithout breaking and making a covalent bond

- cis-trans Z-E designations geometric isomers- optical isomerism (cf chirality)

H COOH

H COOH

HOOC H

H COOH

Z E

Oslash90

The requirement for geometric isomerism in alkenes is that each carbon atom involvedin the pi bond have two different groups attached to it such as H and Cl or CH3 and Cl

C CH

H

CH2CH3

CH3

C CH

H

CH2CH3

CH3is the same as

C CCH3

H

CH2CH3

CH3

C CH

CH3

CH2CH3

CH3

geometric isomers

If one of the carbons of the double bond has two identical groups such as two H atomsor two CH3 groups the geometric isomerism is not possible

Z E

Higher priority atoms or groups are on the same side of the pi bond Z bdquotogetherrdquo

Higher priority atoms or groups are on opposite sides of the pi bond E bdquoacrossrdquo

(Look at the single atoms directly attached to the double-bond carbon C and not entire-CH2CH2CH3 group)

Oslash91

Cahn-Ingold-Prelog szekvenciaszabaacutelyokalkeacutenekre vonatkozoacutean

Toumlmegszaacutem

C CT

D

H

DE

Rendszaacutem

C CF

Cl

Br

IZ

Z gt E

E

ZZ C C

C

C

H

NC

C

C

H3C

H3C

CH3

HCH3

H

C CH

NC

C

C

CH3

CH3

H

H

Br

Br

E

R

S

RgtS (DgtL)

92

C CH

H3C

CH

CH

CH3

CH3

CH2

Z ltC

HCH3

CH3

C

H

C

C

H

H

HHH

H

C C

H H

H

C

H

C (C)

o

o

o

H

H(C)oo

o

C CH

H3C

CH

CH

CH3

CH2 Br

CH2

E

C

HCH3

CH2Br

C

H

C

H

H

HCBrH

H

gtC C

H H

H

C

H

C (C)

o

o

o

H

H(C)oo

o

(CON) adott atom ismeacutetelt megjeleniacuteteacutese ---o fantomatom

1 2 3C CCCH CHHH C C(C)CH C(C)HH

1 2 3C CCCH BrCHH gt CHHH C C(C)CH C(C)HH 93

transzE

ciszZ

C CH H

C CH

H

transzZ

ciszE

C CBr H

C CH

Br

Oslash94

Konformaacutecioacutes izomeacuteriaUgyanaz a vaacutez konnektivitaacutes de elteacuterő teacuterbelielrendeződeacutes (valamilyen szimmetria-rendezőhoumlz valoacuteviszony)

Kovalens koumlteacutes elszakiacutetaacutesa eacutes uacutejrakeacutepződeacutese neacutelkuumllegymaacutesba alakiacutethatoacutek

Rotaacutecioacutes izomeacuteriaKuumlloumlnboumlző konformaacutecioacute (konformerek rotamerek)

Axiaacutelis kiralitaacutes R SHelikaacutelis kiralitaacutes P M

95

C CCH3H3C

HHHH

C CCH3

CH3 HH

HH

Konformaacutecioacutes diasztereomerek

C CH

CH3 HCH3

HH C C

H

CH3 CH3H

HH

Konformaacutecioacutes enantiomerek

P M

96

szinperiplanaacuteris szinklinaacutelis antiklinaacutelis antiperiplanaacuteris antiklinaacutelis szinklinaacutelis

pszeudorotaacutecioacute

axiaacutelis ekvatoriaacutelis

Konformerek

kiraacutelis kiraacutelisakiraacutelis akiraacutelis

97

C CCH3

CH3 HH

HHC C

CH3H3C

HHHH

Konfiguraacutecioacutes diasztereomerek

Konformaacutecioacutes diasztereomerek

C CH H

CH3H3CCC

HH3C

H CH3

98

- huacutezaacutes (stretch)

- hajliacutetaacutes (bend)

- csavaraacutes (torsion)

O OH

Hr 1r 2

r 2

O OH

H

α

OH

OH

τ (φ)

Oslash99

O OH

H

HOOH

OOH

HE

α30 kcalmol

Hajliacutetaacutes bend

Huacutezaacutes (nyuacutejtaacutes) stretch

disszociaacutecioacute

E

r

~ 90 ~ 50 kcalmol

HOO + H

HO + HO

Oslash100

H

H

H

O OH

H

1 kcalmol

~ 10kcalmol

(torzioacutes szoumlg)τ

Newman projekcioacute

H H

0o 60o 180o 300o 360o

OO

H

H

HHH HH

Oslash101

CH2 CH2Y ZY = Z = H

Y = Z = CH3

etaacuten

n-butaacuten

300o 360o240o180o120o60o0o

0o120o- 60o-180o-240o-300o-360o-

oacutera jaacuteraacutesaacuteval megegyező

oacutera jaacuteraacutesaacuteval ellenteacutetes

ZY

Z

Y

ZY

Z

Y

Z

Y

ZYZY

syn antisynperiplanar synklinal antiklinal antiperiplanar antiklinal synklinal

102

CCH

H H

HH

HH H

H

H

H H

CCH

H H

H

H HH H

HH

HH

0o 120o 240o 360o

12 M

m

M12 M M

mm

Θ

M = m

E(Θ)

minimum

Maximum

103

HHH H

CH3CH3

HHH H

CH3CH3

H

HH H

CH3

CH3

E

0deg dieacutederes szoumlg

E szabadentalpia-kuumlloumlnbseacuteg

58

29

07

(kcal)

H H

H3CH CH3

H

H H

H3CH H

CH3

H3C CH3

H HH

H

CH3HH H

CH3H

060deg 120deg 180deg 240deg 300deg 360deg

szinperiplanaacuteris szinklinaacutelis antiklinaacutelis antiperiplanaacuteris antiklinaacutelis szinklinaacutelis104

∆G0 = G01 - G0

2

K = e∆G0

RT

∆G = - RT ln K∆G = ∆H - T∆S

∆H = 074

∆S = 2 K = 19

gauche ndash anti araacuteny

minden gauche konformerre keacutet anti forma jut K= [a][g] Oslash105

0o

0o

60o

60o

120o

120o

180o

180o

240o

240o

300o

300o 360o

360o

RELA

T

IacuteV

ENERGIA

ANTI EFFEKTUS

GAUCHE EFFEKTUS

EXTREacuteMGAUCHE

EFFEKTUS

H

H H

H H

H

CH3

H H

H H

CH3

TORZIOacuteS SZOumlG

ZY

Z

YZ

Y

Z

Y

ZY

ZY ZY

F

H H

OH

repulsions

F

H H

H 106

attractiveinteractions

orbitalinteractions

antiperiplanarposition

Anti-effect

107

repulsions

F

H H

OH

repulsions

F

H H

H

Extrem gauche effect

108

C-F

C-H

C-F

C-HC-C C-C

Oslash109

CikloalkaacutenokGyűrűfeszuumlltseacuteg

Hipotetikus planaacuteris rendszerek

Baeyer vegyeacuterteacutekszoumlg-deformaacutecioacute (angulaacuterisgyűrű feszuumlleacutes)

Pitzer anti-aacutellaacuteshoz keacutepesti energiatoumlbblet (torzioacutes feszuumlleacutes)

van der Waals nemkoumltő atomok szterikus koumllcsoumlnhataacutesa

Nem planaacuteris vegyuumlletek

CC C

C

C

boriacuteteacutek

C C C

C

Ctwist

pszeudorotaacutecioacute

CC

C C

V-alakuacute

CCC

CCC

szeacutek110

3 4 5 6 7 8 9 10Gyűrűtagszaacutem

Gyűrű

feszuumlleacutes

kcalmol

hataacutereacuterteacutek

111

Cl

H

H

H

Cl

H

H

Cl

H

H

Cl

H

Cl

H

H

H

H

Cl

mezo SS RR

cisz transz

Ciklopropaacuten

C

C

HOOC

HOOC

H

HOH

OH

S

R

C

C

HOOC

HOOC

OH

HH

OHR

RC

C

COOH

COOH

HO

HH

HOS

S

intramolekulaacuteristuumlkoumlrsiacutek

diasztereomerek diasztereomerek

enantiomerek 112

Ea(a e)

∆Ea+∆E

∆E

Ea(a e)

Z

Hkb 5szeacutek

ZH

kb 95szeacutek

kb 2 kcal

csavartkaacuted

csavartkaacuted

kaacuted

ZH

feacutelszeacutekfeacutelszeacutek

ZH

Ciklohexaacuten

113

A 3-3 nemszomszeacutedos szeacutenatom aacuteltal definiaacutelt siacutekokra

merőleges koumlteacutesiraacutenyok axiaacutelis

A toumlbbi koumlteacutes e keacutet siacutek koumlzoumltt van ekvatoriaacutelis

Pszeudorotaacutecioacute a gyűrűs vegyuumlletek konformerjei

szoumlgfeszuumlltseacuteg neacutelkuumll alakulnak egymaacutesba

114

transz 12-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

cisz 12-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

Z

H

Z

H Z

HZ

Ha

eae

Z

HZ

H

Z

H

Z

H

a

e

ae

115

transz 13-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

cisz 13-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

Z

HZ

H

Z

H Z

H

a

e ae

Z

HZ

HZ

H

Z

H

a

e

ae

116

H

Z

Z

H

H

Z Z

Ha

ea

e

transz 14-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

Z

HZ

H

H

Z

Z

Ha

ea

e

cisz 14-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

117

Oslash118

8 CO2 + 8 H2O

- 12483 kcalmol - 12468 kcalmol

15 kcalmol

CH3

CH3H

H

+ 12 O2

cisz-12-dimetilciklohexaacuten

CH3

H

H

CH3

transz-12-dimetilciklohexaacuten

+ 12 O2

119

Diszubsztituaacutelt ciklohexaacutenokszerkezeti izomerjeinek konformaacutecioacutes viszonyai

Szerkezeti izomer Geometriai izomercisz transz

12

14

ae aa

ea ee

13aa ae

ee ea

120

Oslash121

BrNH2

Br

NH23a 2b

NH2

Br

Br

NH24a 1b

NH2

Br

Br

NH2

1b 4a

NH2

Br

NH2

Br2b 3a

NH2

Br

Br

NH23b 2a

Br

NH2

BrNH24b 1a

Konformaacutecioacutes Konformaacutecioacutes

BrNH2 Br

NH2

1a 4b

Br

NH2

BrNH2

2a 3b

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesenantiomerek

Konfiguraacutecioacutesenantiomerek

diasztereomerek diasztereomerek

12-helyzetben kuumlloumlnboumlző helyettesiacutetőket tartalmazoacute ciklohexaacuten szaacutermazeacutekokkonfiguraacutecioacutes eacutes konformaacutecioacutes viszonyai

Oslash122

H

H

H

HH

H

H

H

Dekalin

cisz transz

123

transz-transz-transzanellaacutecioacute

cisz-transz-transzanellaacutecioacute

DC

BA

DC

BA

H H

R

H

H H

H

H

H

R

H H

DCBA

R

H

H

H

H

H

H

DCBA

R

H

H

H

H

H

H

CH3

CH3

CH3

CH3

Oslash124

A kiralitaacutes kialakulaacutesa eacutes bioloacutegiai jelentőseacutege

Kiraacutelis vegyuumlletek

termeacuteszetes aminosavak (elsősorban L konfiguraacutecioacute)peptidek enzimektermeacuteszetes szeacutenhidraacutetok (elsősorban D konfiguraacutecioacute)gyoacutegyszerek

Az első kiraacutelis vegyuumllet kialakulaacutesa

az elemi reacuteszek gyenge koumllcsoumlnhataacutesaacutenakiraacutenyfuumlggeacuteseacutevel van kapcsolatban

autokataliacutezis

a termeacuteszet nem tuumlkoumlrszimmetrikus (a termeacuteszet homokiraacutelis)

Oslash125

Az optikai aktivitaacuteseredete szeacutenhidraacutetokkiralitaacutescentrumaacutenakkieacutepuumlleacutese a termeacuteszetben

Oslash126

Oslash127

• Slide Number 1
• Slide Number 2
• Slide Number 3
• Slide Number 4
• Slide Number 5
• Slide Number 6
• Slide Number 7
• Izomeacuteria
• Slide Number 9
• Slide Number 10
• Slide Number 11
• Slide Number 12
• Slide Number 13
• Slide Number 14
• Slide Number 15
• Slide Number 16
• Slide Number 17
• Slide Number 18
• Szerkezeti izomeacuteria
• Slide Number 20
• Slide Number 21
• Slide Number 22
• Slide Number 23
• Slide Number 24
• A tautomeacuteria tiacutepusai
• Slide Number 26
• Slide Number 27
• Slide Number 28
• Slide Number 29
• Slide Number 30
• Sztereoizomeacuteria
• Slide Number 32
• Slide Number 33
• Slide Number 34
• Slide Number 35
• Slide Number 36
• Slide Number 37
• Slide Number 38
• Slide Number 39
• Slide Number 40
• Slide Number 41
• Slide Number 42
• Slide Number 43
• Slide Number 44
• Slide Number 45
• Slide Number 46
• Slide Number 47
• Tovaacutebbi kiralitaacutes tiacutepusok
• Slide Number 49
• Slide Number 50
• Slide Number 51
• Slide Number 52
• Slide Number 53
• Slide Number 54
• Slide Number 55
• Slide Number 56
• Slide Number 57
• Toumlbb kiralitaacuteskoumlzpont
• Slide Number 59
• Slide Number 60
• Slide Number 61
• Slide Number 62
• Slide Number 63
• Slide Number 64
• Slide Number 65
• Slide Number 66
• Slide Number 67
• Slide Number 68
• Slide Number 69
• Slide Number 70
• Slide Number 71
• Slide Number 72
• Slide Number 73
• Slide Number 74
• Slide Number 75
• Konfiguraacutecioacutes izomeacuteria
• Slide Number 77
• Slide Number 78
• Slide Number 79
• Slide Number 80
• Slide Number 81
• Slide Number 82
• Slide Number 83
• Slide Number 84
• Slide Number 85
• Slide Number 86
• Slide Number 87
• Slide Number 88
• Slide Number 89
• Slide Number 90
• Slide Number 91
• Slide Number 92
• Slide Number 93
• Slide Number 94
• Slide Number 95
• Slide Number 96
• Slide Number 97
• Slide Number 98
• Slide Number 99
• Slide Number 100
• Slide Number 101
• Slide Number 102
• Slide Number 103
• Slide Number 104
• Slide Number 105
• Slide Number 106
• Slide Number 107
• Slide Number 108
• Slide Number 109
• Slide Number 110
• Slide Number 111
• Slide Number 112
• Slide Number 113
• Slide Number 114
• Slide Number 115
• Slide Number 116
• Slide Number 117
• Slide Number 118
• Slide Number 119
• Slide Number 120
• Slide Number 121
• Slide Number 122
• Slide Number 123
• Slide Number 124
• Slide Number 125
• Slide Number 126
• Slide Number 127

56

Feheacuterjeacutek teacuterszerkezete

Oslash

57

Nukleinsavak teacuterszerkezete

Oslash

Toumlbb kiralitaacuteskoumlzpont

58

Toumlbb aszimmetria centrumot tartalmazoacute vegyuumlleteklehetseacuteges sztereoizomereinek szaacutema

A nem enantiomeacuteria viszonyban aacutelloacute sztereoizomerek

diasztereomerek

Ha az n db aszimmetria centrum koumlzoumltt vannak azonosak a fuumlggetlen sztereoizomerek szaacutema lt 2n

mezo-forma nem kiraacutelis

2n

59

CH3CH3

HO H

OHHCH3

H3COHH

HO H

CH3CH3

HO H

HHOCH3

H3COHH

H OH

CH3CH3

HO H

OHH

180o forgataacutes

mezo-23-butaacutendioltuumlkoumlrkeacutepi paacuterok fedeacutesbe hozhatoacutek - akiraacutelis

(2R3R)-23-butaacutendiol (2S3S)-23-butaacutendiol

CH3 CH3

H HHO OH

Egyetlen sztereogeacuten centrumot tartalmazoacute molekula mindig kiraacutelis desztereogeacuten centrum jelenleacutete nem szuumlkseacuteges sem nem eleacutegseacuteges felteacutetele a kiralitaacutesnak

Nem eleacutegseacuteges toumlbb sztereogeacuten centrumot tartalmazoacute molekula lehet akiraacutelisPeacutelda

60

Nem minden olyan molekula kiraacutelis amely aszimmetria centrumokkal rendelkezik

Nem minden kiraacutelis molekula rendelkezik aszimmetria centrummal

axiaacutelis kiralitaacutes 13-diszubsztituaacutelt alleacuten planaacuteris kiralitaacutes spirovegyuumlletek koumlreacuteben

mezo vegyuumlletek cisz-12-azonosandiszubsztituaacutelt ciklopropaacuten

Oslash61

COOHH

HHOOC

CH3H

H3C HS2

COOH

HHO

H OH

COOH

S2

COOHH

HHOOC

HH

H H

borkősav

Newman (fűreacuteszbak) projekcioacuteKonformatiacutev

62

Fisher projekcioacuteval aacutebraacutezolt L- eacutes D-borkősav

mezo-borkotildesav

COOHCH OHCCOOH

OHH

COOHCHO HCCOOH

HHO

szotildelotildesav

COOHCH OHCCOOH

HHO

COOHCHO HCCOOH

OHH

L-(+)-borkotildesav D-(-)-borkotildesav

63

Oslash64

Cl

H

H

H

Cl

H

H

Cl

H

H

Cl

H

Cl

H

H

H

H

Cl

mezo SS RR

cisz transz

Nem minden olyan molekula kiraacutelis amely aszimmetria centrumokkal rendelkezik

65

Szimmeriaelemek(szimmetria azonos meacuteret)

Akkor mondjuk hogy egy taacutergy szimmetriaelemmel rendelkezik ha a megfelelőszimmetriaművelet (tuumlkroumlzeacutes forgataacutes inverzioacute) a taacutergyat az eredetivel fedeacutesbehozhatoacute alakzattaacute konvertaacutelja

Pontcsoport ndash meghataacuterozott taacutergyra vonatkozoacute szimmetriaműveletek oumlsszesseacutege

szimmetriasiacutek (σ) a molekulaacutet keacutet olyan feacutelre bontja amelyek egymaacutesnak pontostuumlkoumlrkeacutepei (Szimmetriasiacutekot tartalmazoacute molekula akiraacutelis de a siacutek hiaacutenya nem okozkiralitaacutest)

n-ed rendű forgaacutesi szimmetriatengely (Cn) a molekulaacutet a tengely koumlruumll 360degnszoumlggel elforgatva az eredetitől megkuumlloumlnboumlzhetetlen molekulaacutet kapunk

szimmetriacentrum (inverzioacutes centrum) (Ci) a molekula baacutermely elemeacutet aszimmetriacentrummal oumlsszekoumltve eacutes az ellenkező iraacutenyba azonos taacutevolsaacutegrameghosszabbiacutetva azonos elemhez jutunk (Szimmetriacentrumot tartalmazoacutemolekula akiraacutelis de hiaacutenya nem okoz kiralitaacutest)

n-ed rendű tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengely (Sn) a molekulaacutet 360degn szoumlggel elforgatvaeacutes a tengelyre merőleges siacutekra tuumlkroumlzve az eredetitől megkuumlloumlnboumlzhetetlenmolekulaacutet kapunk (Tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengelyt tartalmazoacute molekula akiraacutelishiaacutenyaacuteban a molekula kiraacutelis) 66

C CCH3

H

H

CH3180o C C

CH3

H

CH3

H360o

siacutek

tengely

siacutek

tengely

Keacutetfogaacutesuacute tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengely Egyfogaacutesuacute tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengely

Szimmetriacentrum Szimmetriasiacutek

Tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengelyValamely taacutergy akkor jellemezhető Sn azaz n-ed rendű tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengellyel ha annak baacutermely pontjaacutet a tengely koumlruumll 360n fokos szoumlggelelfordiacutetva eacutes a tengelyre merőlegesen fektetett siacutekon keresztuumll tuumlkroumlzve az eredetiobjektumot kapjuk meg (n szuumlkseacutegkeacuteppen paacuteros vagy 1)

Az S1-tengely szimmetriasiacutekkal (σ) az S2-tengely viszont szimmetriacentrummal (Ci) egyeneacuterteacutekű

A szimmetriacentrumon aacutethaladoacute baacutermely egyenesen a centrumtoacutel egyenlő taacutevolsaacutegban azonos elemek talaacutelhatoacutek

Akiraacutelis molekulaacutek

67

szimmetriasiacutek (m S1) forgaacutesi szimmetriatengely (Cn) szimmetriacentrum (Ci S2)

Szimmetrikus + +

Szimmetrikus + -

Koumlzeacuteppontosan - + szimmetrikus

Disszimetrikus - + - (kiraacutelis)

Aszimmetrikus - - - (kiraacutelis)

Szimmetriaelem művelet

Szimmetriasiacutek tuumlkroumlzeacutes

Szimmetriatengely forgataacutes

Szimmetriacentrum inverzioacute

Szimmetriaelem művelet

Azonossaacuteg vaacuteltozatlanulhagyaacutes

Tuumlkroumlzeacutesi forgataacutes eacutesszimmetriatengely (giroid) tengelyre merőleges

tuumlkroumlzeacutesOslash68

Oslash69

Oslash70

Oslash71

Oslash72

1 Atomic number2 Atomic mass3 Z gt E4 R gt S5 Spheres6 Single-bond equivalencies

Cahn-Ingold-Prelog nomenclature system

Sequence rules for order of priority

1 If the atoms in question are different the sequence order is by atomic number with theatom of highest atomic number receiving the highest priority

F lt Cl lt Br lt I

increasing priority

2 If two isotopes of the same element are present the isotope of higher mass receivesthe higher priority

H lt D

increasing priority73

5 If two atoms are identical the atomic numbers of the next atoms are used for priorityassignment If these atoms also have identical atoms attached to them priority isdetermined at the first point of difference along the chain The atom that has attached to itan atom of higher priority has the higher priority (Do not use the sums of the atomic numbersBut look for the single atom of highest priority)

74

6 Atoms attached by double or triple bond are given single-bond equivalencies so that theycan be treated like single-bonded groups in determining priority Each doubly bonded atom isduplicated (or triplicated for triple bonds)

R C

O

OH

Structure Equivalent for priority determination

R C

O

O

OH

C

R C N R C

N

N

NC

C

75

Konfiguraacutecioacutes izomeacuteriaUgyanaz a vaacutez konnektivitaacutes de elteacuterő teacuterbelielrendeződeacutes (valamilyen szimmetria-rendezőhoumlz valoacuteviszony)

Nem alakiacutethatoacutek egymaacutesba kovalens koumlteacutes elszakiacutetaacutesaeacutes uacutejrakeacutepződeacutese neacutelkuumll

optikai izomerek (optikai aktivitaacutes) R Sgeometriai izomerek cisz-transz E-Z

76

Konfiguraacutecioacutes diasztereomerekFizikai eacutes keacutemia tulajdonsaacutegaik elteacuternek

Konfiguraacutecioacutes enantiomerekFizikai eacutes keacutemiai tulajdonsaacutegaikazonosak kiveacutevebull azonos meacuterteacutekű de ellenteacutetesiraacutenyuacute optikai forgatoacutekeacutepesseacutegbull elteacuterő reaktivitaacutes maacutes kiraacutelis vegyuumlletekkel valoacute reakcioacuteban

C

C

Cl

Cl H

HC

C

H

Cl H

Cl

cisz-12-dikloacutereteacuten transz-12-dikloacutereteacuten

Br Cl

Cl BrF F

Cl Br

Br FF Cl

(R) (R) (S) (R)

CH

OHCH3CH2

CH3

CH

HOCH2CH3

CH3

CH

OHCH3CH2

CH3

CH

OHCH3

CH3CH2

180o-os forgataacutes

(R)-butaacuten-2-ol (S)-butaacuten-2-olfp 995 oC 995 oCd4

20 0808 0808nD

20 1397 1397[α]D

25 -1352o +1352o

(R)-butaacuten-2-ol (S)-butaacuten-2-ol

CH

OHCH3

CH3CH2

77

Elegykristaacutely

bullveacuteletlenszerűen tartalmazza mindkeacutet enantiomertbulla tiszta enantiomerek eacutes az enantiomer kevereacutekek tulajdonsaacutegai azonosak

Konglomeraacutetum

bullcsak az egyik vagy a maacutesik enantiomert tartalmazzabullaz enantiomerek mechanikusan is elkuumlloumlniacutethetők egymaacutestoacutel

Molekulavegyuumllet

bulla keacutet enantiomer a kristaacutelyban 11 araacutenyban fordul elő (raceacutem elegy)bulla raceacutem elegy eacutes az enantiomerek olvadaacutespontja kuumlloumlnboumlző

bullakiraacutelis koumlruumllmeacutenyek koumlzoumltt megegyező fizikai eacutes keacutemiai tulajdonsaacutegokbullkiraacutelis koumlruumllmeacutenyek koumlzoumltt elteacuterő (kiraacutelis molekulaacutek polarizaacutelt feacuteny)bullenantiomerek koumlzoumltti 3 fő koumllcsoumlnhataacutes

elegykristaacutely keacutepzeacuteskonglomeraacutetum keacutepzeacutesmolekulavegyuumllet keacutepzeacutes

Enantiomerek

78

Enantiomerek egyeacuteb kevereacutekeit az uacutegynevezett bdquoenantiomeric excessrdquo (ee) [enantiomerfelesleg] eacuterteacutekkel jellemezzuumlk (R) eacutes (S) a megfelelő enantiomerek mennyiseacutege a kevereacutekben

A komponensek mennyiseacutegeacutenek meghataacuterozaacutesaKiraacutelis oszlopkromatigraacutefia (enantiomerek elvaacutelasztaacutesa)NMR spektroszkoacutepia

ee =(R) - (S)(R) + (S) 100

Enantiomer felesleg

Az enantiomerfelesleg az aszimmetrikus szinteacutezis sikeresseacutegeacutenek egyikmeacuterőszaacutema Diasztereomerek kevereacuteke eseteacuten hasonloacute moacutedon definiaacuteljaacutek eacuteshasznaacuteljaacutek a diasztereomer felesleg eacutes a szaacutezaleacutekos diasztereomer feleslegfogalmaacutet

Egy 70 R eacutes 30 S izomert tartalmazoacute minta enantiomerfeleslege peacuteldaacuteul40 Ezt az anyagot uacutegy is tekinthetjuumlk mint 40 tiszta R izomer eacutes 60 raceacutemelegy (mely a teljes mennyiseacuteghez 30 R eacutes 30 S izomerrel jaacuterul hozzaacute)kevereacuteke 79

C

C

HOOC

HOOC

H

HOH

OH

S

R

C

C

HOOC

HOOC

OH

HH

OHR

RC

C

COOH

COOH

HO

HH

HOS

S

intramolekulaacuteristuumlkoumlrsiacutek

diasztereomerek diasztereomerek

enantiomerek

COOH

CH3H2NH

R

COOH

CH3 NH2H

S

enantiomerek

Enantiomerek eacutes diasztereomerek

80

C

NH2

COOHHH3C C

CH2SH

COOHH2NH

Ala Cys

Aacutebraacutezolja Fischer keacuteplettel az alaacutebbi perspektivikus keacuteplettel megadott aminosavakat

CH3

COOH

H2N H

CH2SH

COOH

H2N H

Ala Cys

S R

L L81

CNH2H

H3C

COOH

C

COOH

CH2SHH2NH

CCH3H

H2N

COOH

C

COOH

CH2SHHH2N

C

NH2

COOHHH3C

C

CH2SH

COOHH2NH

CH3

COOH

H2N H

CH2SH

COOH

H2N H

82

Enantiomerek eacutes mezo vegyuumlletek

Pszeudoaszimmetria

C

C

HOOC

HOOC

H

HOH

OH

S

R

C

C

HOOC

HOOC

OH

HH

OHR

RC

C

COOH

COOH

HO

HH

HOS

S

intramolekulaacuteristuumlkoumlrsiacutek

diasztereomerek diasztereomerek

enantiomerek

C

C

C

COOH

COOH

HO H

OHH

H OHR

R

C

C

C

COOH

COOH

H OH

HHO

HO HS

S

enantiomerek

optikailag aktiacutevak

C

C

C

COOH

COOH

H OH

OHH

H OHR

S

C

C

C

COOH

COOH

H OH

HHO

H OHR

S

optikailag inaktiacutevak

r s

83

COOH

COOH

COOHHOOC COOH

HOOC COOH

HOOC

mcisz transz transz

szerkezetiizomeacuteria

geometriaiizomeacuteria

optikai izomeacuteria

84

R

RHOH

akiraacutelisszeacutenatom

R

SHOH

rS

RHOH

s

RgtS r s

(S)

(S)

pszeudoaszimmetriaacutes szeacutenatom

akiraacutelis molekulamezo vegyuumllet

akiraacutelisC2 forgaacutesi szimmetriatengely

kiraacutelis

HOOC COOH

Br

m

HOOC COOH

m

HOOC

COOH

pro-pszeudoaszimmetriaacutes szeacutenatom

85

Kiraacutelis molekulaacutekon beluumll is sok esetben talaacutelhatoacute pszeudo-aszimmetriacentrum amennyiben a keacutet enantiomorf ligandum mellett tovaacutebbi aszimmetrikus ligandum is kapcsoloacutedik a centrumhoz (peacuteldaacuteul atropin eacutes szaacutermazeacutekai)

gytszptehuhudownloadindex16630

Oslash86

Mezo-forma a) mindig akiraacutelisb) mindig kell lennie kiraacutelis disztereomerjeacutenek is

gytszptehuhudownloadindex16630

C

C

HOOC

HOOC

H

HOH

OH

S

R

C

C

HOOC

HOOC

OH

HH

OHR

RC

C

COOH

COOH

HO

HH

HOS

S

intramolekulaacuteristuumlkoumlrsiacutek

diasztereomerek diasztereomerek

enantiomerek

Oslash87

gytszptehuhudownloadindex16630

A pszeudo-aszimmetriacentrumok konfiguraacutecioacutejaacuteban elteacuterő izomerekegymaacutessal diasztereoizomer viszonyban aacutellnak

rC

C

C

COOH

COOH

H OH

OHH

H OHR

S

sC

C

C

COOH

COOH

H OH

HHO

H OHR

S Oslash88

Geometriai izomeacuteria

kettős koumlteacutesű vegyuumlletekneacutelciklusos vegyuumlletekneacutel

C CH H

CH3H3CC C

H CH3

HH3C

Felteacutetel (olefinekneacutel) egy adott pilleacuteratomon nem lehet keacutet azonos helyettesiacutetőde adott kettőskoumlteacutes keacutet kuumlloumlnboumlző pilleacuteratomjaacuten lehet egy-egy azonos helyettesiacutető(de ezeknek sem kell szuumlkseacutegkeacuteppen azonosaknak lenniuumlk)

Alfa helyzetű szubsztituens Beacuteta helyzetű szubsztituens

Diasztereomerek

89

Configurational isomers

The particular arrangement of atoms (or goups) in space that is characteristic of a given streoisomer

The configurational isomers can not be transformed into each otherwithout breaking and making a covalent bond

- cis-trans Z-E designations geometric isomers- optical isomerism (cf chirality)

H COOH

H COOH

HOOC H

H COOH

Z E

Oslash90

The requirement for geometric isomerism in alkenes is that each carbon atom involvedin the pi bond have two different groups attached to it such as H and Cl or CH3 and Cl

C CH

H

CH2CH3

CH3

C CH

H

CH2CH3

CH3is the same as

C CCH3

H

CH2CH3

CH3

C CH

CH3

CH2CH3

CH3

geometric isomers

If one of the carbons of the double bond has two identical groups such as two H atomsor two CH3 groups the geometric isomerism is not possible

Z E

Higher priority atoms or groups are on the same side of the pi bond Z bdquotogetherrdquo

Higher priority atoms or groups are on opposite sides of the pi bond E bdquoacrossrdquo

(Look at the single atoms directly attached to the double-bond carbon C and not entire-CH2CH2CH3 group)

Oslash91

Cahn-Ingold-Prelog szekvenciaszabaacutelyokalkeacutenekre vonatkozoacutean

Toumlmegszaacutem

C CT

D

H

DE

Rendszaacutem

C CF

Cl

Br

IZ

Z gt E

E

ZZ C C

C

C

H

NC

C

C

H3C

H3C

CH3

HCH3

H

C CH

NC

C

C

CH3

CH3

H

H

Br

Br

E

R

S

RgtS (DgtL)

92

C CH

H3C

CH

CH

CH3

CH3

CH2

Z ltC

HCH3

CH3

C

H

C

C

H

H

HHH

H

C C

H H

H

C

H

C (C)

o

o

o

H

H(C)oo

o

C CH

H3C

CH

CH

CH3

CH2 Br

CH2

E

C

HCH3

CH2Br

C

H

C

H

H

HCBrH

H

gtC C

H H

H

C

H

C (C)

o

o

o

H

H(C)oo

o

(CON) adott atom ismeacutetelt megjeleniacuteteacutese ---o fantomatom

1 2 3C CCCH CHHH C C(C)CH C(C)HH

1 2 3C CCCH BrCHH gt CHHH C C(C)CH C(C)HH 93

transzE

ciszZ

C CH H

C CH

H

transzZ

ciszE

C CBr H

C CH

Br

Oslash94

Konformaacutecioacutes izomeacuteriaUgyanaz a vaacutez konnektivitaacutes de elteacuterő teacuterbelielrendeződeacutes (valamilyen szimmetria-rendezőhoumlz valoacuteviszony)

Kovalens koumlteacutes elszakiacutetaacutesa eacutes uacutejrakeacutepződeacutese neacutelkuumllegymaacutesba alakiacutethatoacutek

Rotaacutecioacutes izomeacuteriaKuumlloumlnboumlző konformaacutecioacute (konformerek rotamerek)

Axiaacutelis kiralitaacutes R SHelikaacutelis kiralitaacutes P M

95

C CCH3H3C

HHHH

C CCH3

CH3 HH

HH

Konformaacutecioacutes diasztereomerek

C CH

CH3 HCH3

HH C C

H

CH3 CH3H

HH

Konformaacutecioacutes enantiomerek

P M

96

szinperiplanaacuteris szinklinaacutelis antiklinaacutelis antiperiplanaacuteris antiklinaacutelis szinklinaacutelis

pszeudorotaacutecioacute

axiaacutelis ekvatoriaacutelis

Konformerek

kiraacutelis kiraacutelisakiraacutelis akiraacutelis

97

C CCH3

CH3 HH

HHC C

CH3H3C

HHHH

Konfiguraacutecioacutes diasztereomerek

Konformaacutecioacutes diasztereomerek

C CH H

CH3H3CCC

HH3C

H CH3

98

- huacutezaacutes (stretch)

- hajliacutetaacutes (bend)

- csavaraacutes (torsion)

O OH

Hr 1r 2

r 2

O OH

H

α

OH

OH

τ (φ)

Oslash99

O OH

H

HOOH

OOH

HE

α30 kcalmol

Hajliacutetaacutes bend

Huacutezaacutes (nyuacutejtaacutes) stretch

disszociaacutecioacute

E

r

~ 90 ~ 50 kcalmol

HOO + H

HO + HO

Oslash100

H

H

H

O OH

H

1 kcalmol

~ 10kcalmol

(torzioacutes szoumlg)τ

Newman projekcioacute

H H

0o 60o 180o 300o 360o

OO

H

H

HHH HH

Oslash101

CH2 CH2Y ZY = Z = H

Y = Z = CH3

etaacuten

n-butaacuten

300o 360o240o180o120o60o0o

0o120o- 60o-180o-240o-300o-360o-

oacutera jaacuteraacutesaacuteval megegyező

oacutera jaacuteraacutesaacuteval ellenteacutetes

ZY

Z

Y

ZY

Z

Y

Z

Y

ZYZY

syn antisynperiplanar synklinal antiklinal antiperiplanar antiklinal synklinal

102

CCH

H H

HH

HH H

H

H

H H

CCH

H H

H

H HH H

HH

HH

0o 120o 240o 360o

12 M

m

M12 M M

mm

Θ

M = m

E(Θ)

minimum

Maximum

103

HHH H

CH3CH3

HHH H

CH3CH3

H

HH H

CH3

CH3

E

0deg dieacutederes szoumlg

E szabadentalpia-kuumlloumlnbseacuteg

58

29

07

(kcal)

H H

H3CH CH3

H

H H

H3CH H

CH3

H3C CH3

H HH

H

CH3HH H

CH3H

060deg 120deg 180deg 240deg 300deg 360deg

szinperiplanaacuteris szinklinaacutelis antiklinaacutelis antiperiplanaacuteris antiklinaacutelis szinklinaacutelis104

∆G0 = G01 - G0

2

K = e∆G0

RT

∆G = - RT ln K∆G = ∆H - T∆S

∆H = 074

∆S = 2 K = 19

gauche ndash anti araacuteny

minden gauche konformerre keacutet anti forma jut K= [a][g] Oslash105

0o

0o

60o

60o

120o

120o

180o

180o

240o

240o

300o

300o 360o

360o

RELA

T

IacuteV

ENERGIA

ANTI EFFEKTUS

GAUCHE EFFEKTUS

EXTREacuteMGAUCHE

EFFEKTUS

H

H H

H H

H

CH3

H H

H H

CH3

TORZIOacuteS SZOumlG

ZY

Z

YZ

Y

Z

Y

ZY

ZY ZY

F

H H

OH

repulsions

F

H H

H 106

attractiveinteractions

orbitalinteractions

antiperiplanarposition

Anti-effect

107

repulsions

F

H H

OH

repulsions

F

H H

H

Extrem gauche effect

108

C-F

C-H

C-F

C-HC-C C-C

Oslash109

CikloalkaacutenokGyűrűfeszuumlltseacuteg

Hipotetikus planaacuteris rendszerek

Baeyer vegyeacuterteacutekszoumlg-deformaacutecioacute (angulaacuterisgyűrű feszuumlleacutes)

Pitzer anti-aacutellaacuteshoz keacutepesti energiatoumlbblet (torzioacutes feszuumlleacutes)

van der Waals nemkoumltő atomok szterikus koumllcsoumlnhataacutesa

Nem planaacuteris vegyuumlletek

CC C

C

C

boriacuteteacutek

C C C

C

Ctwist

pszeudorotaacutecioacute

CC

C C

V-alakuacute

CCC

CCC

szeacutek110

3 4 5 6 7 8 9 10Gyűrűtagszaacutem

Gyűrű

feszuumlleacutes

kcalmol

hataacutereacuterteacutek

111

Cl

H

H

H

Cl

H

H

Cl

H

H

Cl

H

Cl

H

H

H

H

Cl

mezo SS RR

cisz transz

Ciklopropaacuten

C

C

HOOC

HOOC

H

HOH

OH

S

R

C

C

HOOC

HOOC

OH

HH

OHR

RC

C

COOH

COOH

HO

HH

HOS

S

intramolekulaacuteristuumlkoumlrsiacutek

diasztereomerek diasztereomerek

enantiomerek 112

Ea(a e)

∆Ea+∆E

∆E

Ea(a e)

Z

Hkb 5szeacutek

ZH

kb 95szeacutek

kb 2 kcal

csavartkaacuted

csavartkaacuted

kaacuted

ZH

feacutelszeacutekfeacutelszeacutek

ZH

Ciklohexaacuten

113

A 3-3 nemszomszeacutedos szeacutenatom aacuteltal definiaacutelt siacutekokra

merőleges koumlteacutesiraacutenyok axiaacutelis

A toumlbbi koumlteacutes e keacutet siacutek koumlzoumltt van ekvatoriaacutelis

Pszeudorotaacutecioacute a gyűrűs vegyuumlletek konformerjei

szoumlgfeszuumlltseacuteg neacutelkuumll alakulnak egymaacutesba

114

transz 12-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

cisz 12-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

Z

H

Z

H Z

HZ

Ha

eae

Z

HZ

H

Z

H

Z

H

a

e

ae

115

transz 13-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

cisz 13-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

Z

HZ

H

Z

H Z

H

a

e ae

Z

HZ

HZ

H

Z

H

a

e

ae

116

H

Z

Z

H

H

Z Z

Ha

ea

e

transz 14-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

Z

HZ

H

H

Z

Z

Ha

ea

e

cisz 14-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

117

Oslash118

8 CO2 + 8 H2O

- 12483 kcalmol - 12468 kcalmol

15 kcalmol

CH3

CH3H

H

+ 12 O2

cisz-12-dimetilciklohexaacuten

CH3

H

H

CH3

transz-12-dimetilciklohexaacuten

+ 12 O2

119

Diszubsztituaacutelt ciklohexaacutenokszerkezeti izomerjeinek konformaacutecioacutes viszonyai

Szerkezeti izomer Geometriai izomercisz transz

12

14

ae aa

ea ee

13aa ae

ee ea

120

Oslash121

BrNH2

Br

NH23a 2b

NH2

Br

Br

NH24a 1b

NH2

Br

Br

NH2

1b 4a

NH2

Br

NH2

Br2b 3a

NH2

Br

Br

NH23b 2a

Br

NH2

BrNH24b 1a

Konformaacutecioacutes Konformaacutecioacutes

BrNH2 Br

NH2

1a 4b

Br

NH2

BrNH2

2a 3b

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesenantiomerek

Konfiguraacutecioacutesenantiomerek

diasztereomerek diasztereomerek

12-helyzetben kuumlloumlnboumlző helyettesiacutetőket tartalmazoacute ciklohexaacuten szaacutermazeacutekokkonfiguraacutecioacutes eacutes konformaacutecioacutes viszonyai

Oslash122

H

H

H

HH

H

H

H

Dekalin

cisz transz

123

transz-transz-transzanellaacutecioacute

cisz-transz-transzanellaacutecioacute

DC

BA

DC

BA

H H

R

H

H H

H

H

H

R

H H

DCBA

R

H

H

H

H

H

H

DCBA

R

H

H

H

H

H

H

CH3

CH3

CH3

CH3

Oslash124

A kiralitaacutes kialakulaacutesa eacutes bioloacutegiai jelentőseacutege

Kiraacutelis vegyuumlletek

termeacuteszetes aminosavak (elsősorban L konfiguraacutecioacute)peptidek enzimektermeacuteszetes szeacutenhidraacutetok (elsősorban D konfiguraacutecioacute)gyoacutegyszerek

Az első kiraacutelis vegyuumllet kialakulaacutesa

az elemi reacuteszek gyenge koumllcsoumlnhataacutesaacutenakiraacutenyfuumlggeacuteseacutevel van kapcsolatban

autokataliacutezis

a termeacuteszet nem tuumlkoumlrszimmetrikus (a termeacuteszet homokiraacutelis)

Oslash125

Az optikai aktivitaacuteseredete szeacutenhidraacutetokkiralitaacutescentrumaacutenakkieacutepuumlleacutese a termeacuteszetben

Oslash126

Oslash127

• Slide Number 1
• Slide Number 2
• Slide Number 3
• Slide Number 4
• Slide Number 5
• Slide Number 6
• Slide Number 7
• Izomeacuteria
• Slide Number 9
• Slide Number 10
• Slide Number 11
• Slide Number 12
• Slide Number 13
• Slide Number 14
• Slide Number 15
• Slide Number 16
• Slide Number 17
• Slide Number 18
• Szerkezeti izomeacuteria
• Slide Number 20
• Slide Number 21
• Slide Number 22
• Slide Number 23
• Slide Number 24
• A tautomeacuteria tiacutepusai
• Slide Number 26
• Slide Number 27
• Slide Number 28
• Slide Number 29
• Slide Number 30
• Sztereoizomeacuteria
• Slide Number 32
• Slide Number 33
• Slide Number 34
• Slide Number 35
• Slide Number 36
• Slide Number 37
• Slide Number 38
• Slide Number 39
• Slide Number 40
• Slide Number 41
• Slide Number 42
• Slide Number 43
• Slide Number 44
• Slide Number 45
• Slide Number 46
• Slide Number 47
• Tovaacutebbi kiralitaacutes tiacutepusok
• Slide Number 49
• Slide Number 50
• Slide Number 51
• Slide Number 52
• Slide Number 53
• Slide Number 54
• Slide Number 55
• Slide Number 56
• Slide Number 57
• Toumlbb kiralitaacuteskoumlzpont
• Slide Number 59
• Slide Number 60
• Slide Number 61
• Slide Number 62
• Slide Number 63
• Slide Number 64
• Slide Number 65
• Slide Number 66
• Slide Number 67
• Slide Number 68
• Slide Number 69
• Slide Number 70
• Slide Number 71
• Slide Number 72
• Slide Number 73
• Slide Number 74
• Slide Number 75
• Konfiguraacutecioacutes izomeacuteria
• Slide Number 77
• Slide Number 78
• Slide Number 79
• Slide Number 80
• Slide Number 81
• Slide Number 82
• Slide Number 83
• Slide Number 84
• Slide Number 85
• Slide Number 86
• Slide Number 87
• Slide Number 88
• Slide Number 89
• Slide Number 90
• Slide Number 91
• Slide Number 92
• Slide Number 93
• Slide Number 94
• Slide Number 95
• Slide Number 96
• Slide Number 97
• Slide Number 98
• Slide Number 99
• Slide Number 100
• Slide Number 101
• Slide Number 102
• Slide Number 103
• Slide Number 104
• Slide Number 105
• Slide Number 106
• Slide Number 107
• Slide Number 108
• Slide Number 109
• Slide Number 110
• Slide Number 111
• Slide Number 112
• Slide Number 113
• Slide Number 114
• Slide Number 115
• Slide Number 116
• Slide Number 117
• Slide Number 118
• Slide Number 119
• Slide Number 120
• Slide Number 121
• Slide Number 122
• Slide Number 123
• Slide Number 124
• Slide Number 125
• Slide Number 126
• Slide Number 127

57

Nukleinsavak teacuterszerkezete

Oslash

Toumlbb kiralitaacuteskoumlzpont

58

Toumlbb aszimmetria centrumot tartalmazoacute vegyuumlleteklehetseacuteges sztereoizomereinek szaacutema

A nem enantiomeacuteria viszonyban aacutelloacute sztereoizomerek

diasztereomerek

Ha az n db aszimmetria centrum koumlzoumltt vannak azonosak a fuumlggetlen sztereoizomerek szaacutema lt 2n

mezo-forma nem kiraacutelis

2n

59

CH3CH3

HO H

OHHCH3

H3COHH

HO H

CH3CH3

HO H

HHOCH3

H3COHH

H OH

CH3CH3

HO H

OHH

180o forgataacutes

mezo-23-butaacutendioltuumlkoumlrkeacutepi paacuterok fedeacutesbe hozhatoacutek - akiraacutelis

(2R3R)-23-butaacutendiol (2S3S)-23-butaacutendiol

CH3 CH3

H HHO OH

Egyetlen sztereogeacuten centrumot tartalmazoacute molekula mindig kiraacutelis desztereogeacuten centrum jelenleacutete nem szuumlkseacuteges sem nem eleacutegseacuteges felteacutetele a kiralitaacutesnak

Nem eleacutegseacuteges toumlbb sztereogeacuten centrumot tartalmazoacute molekula lehet akiraacutelisPeacutelda

60

Nem minden olyan molekula kiraacutelis amely aszimmetria centrumokkal rendelkezik

Nem minden kiraacutelis molekula rendelkezik aszimmetria centrummal

axiaacutelis kiralitaacutes 13-diszubsztituaacutelt alleacuten planaacuteris kiralitaacutes spirovegyuumlletek koumlreacuteben

mezo vegyuumlletek cisz-12-azonosandiszubsztituaacutelt ciklopropaacuten

Oslash61

COOHH

HHOOC

CH3H

H3C HS2

COOH

HHO

H OH

COOH

S2

COOHH

HHOOC

HH

H H

borkősav

Newman (fűreacuteszbak) projekcioacuteKonformatiacutev

62

Fisher projekcioacuteval aacutebraacutezolt L- eacutes D-borkősav

mezo-borkotildesav

COOHCH OHCCOOH

OHH

COOHCHO HCCOOH

HHO

szotildelotildesav

COOHCH OHCCOOH

HHO

COOHCHO HCCOOH

OHH

L-(+)-borkotildesav D-(-)-borkotildesav

63

Oslash64

Cl

H

H

H

Cl

H

H

Cl

H

H

Cl

H

Cl

H

H

H

H

Cl

mezo SS RR

cisz transz

Nem minden olyan molekula kiraacutelis amely aszimmetria centrumokkal rendelkezik

65

Szimmeriaelemek(szimmetria azonos meacuteret)

Akkor mondjuk hogy egy taacutergy szimmetriaelemmel rendelkezik ha a megfelelőszimmetriaművelet (tuumlkroumlzeacutes forgataacutes inverzioacute) a taacutergyat az eredetivel fedeacutesbehozhatoacute alakzattaacute konvertaacutelja

Pontcsoport ndash meghataacuterozott taacutergyra vonatkozoacute szimmetriaműveletek oumlsszesseacutege

szimmetriasiacutek (σ) a molekulaacutet keacutet olyan feacutelre bontja amelyek egymaacutesnak pontostuumlkoumlrkeacutepei (Szimmetriasiacutekot tartalmazoacute molekula akiraacutelis de a siacutek hiaacutenya nem okozkiralitaacutest)

n-ed rendű forgaacutesi szimmetriatengely (Cn) a molekulaacutet a tengely koumlruumll 360degnszoumlggel elforgatva az eredetitől megkuumlloumlnboumlzhetetlen molekulaacutet kapunk

szimmetriacentrum (inverzioacutes centrum) (Ci) a molekula baacutermely elemeacutet aszimmetriacentrummal oumlsszekoumltve eacutes az ellenkező iraacutenyba azonos taacutevolsaacutegrameghosszabbiacutetva azonos elemhez jutunk (Szimmetriacentrumot tartalmazoacutemolekula akiraacutelis de hiaacutenya nem okoz kiralitaacutest)

n-ed rendű tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengely (Sn) a molekulaacutet 360degn szoumlggel elforgatvaeacutes a tengelyre merőleges siacutekra tuumlkroumlzve az eredetitől megkuumlloumlnboumlzhetetlenmolekulaacutet kapunk (Tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengelyt tartalmazoacute molekula akiraacutelishiaacutenyaacuteban a molekula kiraacutelis) 66

C CCH3

H

H

CH3180o C C

CH3

H

CH3

H360o

siacutek

tengely

siacutek

tengely

Keacutetfogaacutesuacute tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengely Egyfogaacutesuacute tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengely

Szimmetriacentrum Szimmetriasiacutek

Tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengelyValamely taacutergy akkor jellemezhető Sn azaz n-ed rendű tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengellyel ha annak baacutermely pontjaacutet a tengely koumlruumll 360n fokos szoumlggelelfordiacutetva eacutes a tengelyre merőlegesen fektetett siacutekon keresztuumll tuumlkroumlzve az eredetiobjektumot kapjuk meg (n szuumlkseacutegkeacuteppen paacuteros vagy 1)

Az S1-tengely szimmetriasiacutekkal (σ) az S2-tengely viszont szimmetriacentrummal (Ci) egyeneacuterteacutekű

A szimmetriacentrumon aacutethaladoacute baacutermely egyenesen a centrumtoacutel egyenlő taacutevolsaacutegban azonos elemek talaacutelhatoacutek

Akiraacutelis molekulaacutek

67

szimmetriasiacutek (m S1) forgaacutesi szimmetriatengely (Cn) szimmetriacentrum (Ci S2)

Szimmetrikus + +

Szimmetrikus + -

Koumlzeacuteppontosan - + szimmetrikus

Disszimetrikus - + - (kiraacutelis)

Aszimmetrikus - - - (kiraacutelis)

Szimmetriaelem művelet

Szimmetriasiacutek tuumlkroumlzeacutes

Szimmetriatengely forgataacutes

Szimmetriacentrum inverzioacute

Szimmetriaelem művelet

Azonossaacuteg vaacuteltozatlanulhagyaacutes

Tuumlkroumlzeacutesi forgataacutes eacutesszimmetriatengely (giroid) tengelyre merőleges

tuumlkroumlzeacutesOslash68

Oslash69

Oslash70

Oslash71

Oslash72

1 Atomic number2 Atomic mass3 Z gt E4 R gt S5 Spheres6 Single-bond equivalencies

Cahn-Ingold-Prelog nomenclature system

Sequence rules for order of priority

1 If the atoms in question are different the sequence order is by atomic number with theatom of highest atomic number receiving the highest priority

F lt Cl lt Br lt I

increasing priority

2 If two isotopes of the same element are present the isotope of higher mass receivesthe higher priority

H lt D

increasing priority73

5 If two atoms are identical the atomic numbers of the next atoms are used for priorityassignment If these atoms also have identical atoms attached to them priority isdetermined at the first point of difference along the chain The atom that has attached to itan atom of higher priority has the higher priority (Do not use the sums of the atomic numbersBut look for the single atom of highest priority)

74

6 Atoms attached by double or triple bond are given single-bond equivalencies so that theycan be treated like single-bonded groups in determining priority Each doubly bonded atom isduplicated (or triplicated for triple bonds)

R C

O

OH

Structure Equivalent for priority determination

R C

O

O

OH

C

R C N R C

N

N

NC

C

75

Konfiguraacutecioacutes izomeacuteriaUgyanaz a vaacutez konnektivitaacutes de elteacuterő teacuterbelielrendeződeacutes (valamilyen szimmetria-rendezőhoumlz valoacuteviszony)

Nem alakiacutethatoacutek egymaacutesba kovalens koumlteacutes elszakiacutetaacutesaeacutes uacutejrakeacutepződeacutese neacutelkuumll

optikai izomerek (optikai aktivitaacutes) R Sgeometriai izomerek cisz-transz E-Z

76

Konfiguraacutecioacutes diasztereomerekFizikai eacutes keacutemia tulajdonsaacutegaik elteacuternek

Konfiguraacutecioacutes enantiomerekFizikai eacutes keacutemiai tulajdonsaacutegaikazonosak kiveacutevebull azonos meacuterteacutekű de ellenteacutetesiraacutenyuacute optikai forgatoacutekeacutepesseacutegbull elteacuterő reaktivitaacutes maacutes kiraacutelis vegyuumlletekkel valoacute reakcioacuteban

C

C

Cl

Cl H

HC

C

H

Cl H

Cl

cisz-12-dikloacutereteacuten transz-12-dikloacutereteacuten

Br Cl

Cl BrF F

Cl Br

Br FF Cl

(R) (R) (S) (R)

CH

OHCH3CH2

CH3

CH

HOCH2CH3

CH3

CH

OHCH3CH2

CH3

CH

OHCH3

CH3CH2

180o-os forgataacutes

(R)-butaacuten-2-ol (S)-butaacuten-2-olfp 995 oC 995 oCd4

20 0808 0808nD

20 1397 1397[α]D

25 -1352o +1352o

(R)-butaacuten-2-ol (S)-butaacuten-2-ol

CH

OHCH3

CH3CH2

77

Elegykristaacutely

bullveacuteletlenszerűen tartalmazza mindkeacutet enantiomertbulla tiszta enantiomerek eacutes az enantiomer kevereacutekek tulajdonsaacutegai azonosak

Konglomeraacutetum

bullcsak az egyik vagy a maacutesik enantiomert tartalmazzabullaz enantiomerek mechanikusan is elkuumlloumlniacutethetők egymaacutestoacutel

Molekulavegyuumllet

bulla keacutet enantiomer a kristaacutelyban 11 araacutenyban fordul elő (raceacutem elegy)bulla raceacutem elegy eacutes az enantiomerek olvadaacutespontja kuumlloumlnboumlző

bullakiraacutelis koumlruumllmeacutenyek koumlzoumltt megegyező fizikai eacutes keacutemiai tulajdonsaacutegokbullkiraacutelis koumlruumllmeacutenyek koumlzoumltt elteacuterő (kiraacutelis molekulaacutek polarizaacutelt feacuteny)bullenantiomerek koumlzoumltti 3 fő koumllcsoumlnhataacutes

elegykristaacutely keacutepzeacuteskonglomeraacutetum keacutepzeacutesmolekulavegyuumllet keacutepzeacutes

Enantiomerek

78

Enantiomerek egyeacuteb kevereacutekeit az uacutegynevezett bdquoenantiomeric excessrdquo (ee) [enantiomerfelesleg] eacuterteacutekkel jellemezzuumlk (R) eacutes (S) a megfelelő enantiomerek mennyiseacutege a kevereacutekben

A komponensek mennyiseacutegeacutenek meghataacuterozaacutesaKiraacutelis oszlopkromatigraacutefia (enantiomerek elvaacutelasztaacutesa)NMR spektroszkoacutepia

ee =(R) - (S)(R) + (S) 100

Enantiomer felesleg

Az enantiomerfelesleg az aszimmetrikus szinteacutezis sikeresseacutegeacutenek egyikmeacuterőszaacutema Diasztereomerek kevereacuteke eseteacuten hasonloacute moacutedon definiaacuteljaacutek eacuteshasznaacuteljaacutek a diasztereomer felesleg eacutes a szaacutezaleacutekos diasztereomer feleslegfogalmaacutet

Egy 70 R eacutes 30 S izomert tartalmazoacute minta enantiomerfeleslege peacuteldaacuteul40 Ezt az anyagot uacutegy is tekinthetjuumlk mint 40 tiszta R izomer eacutes 60 raceacutemelegy (mely a teljes mennyiseacuteghez 30 R eacutes 30 S izomerrel jaacuterul hozzaacute)kevereacuteke 79

C

C

HOOC

HOOC

H

HOH

OH

S

R

C

C

HOOC

HOOC

OH

HH

OHR

RC

C

COOH

COOH

HO

HH

HOS

S

intramolekulaacuteristuumlkoumlrsiacutek

diasztereomerek diasztereomerek

enantiomerek

COOH

CH3H2NH

R

COOH

CH3 NH2H

S

enantiomerek

Enantiomerek eacutes diasztereomerek

80

C

NH2

COOHHH3C C

CH2SH

COOHH2NH

Ala Cys

Aacutebraacutezolja Fischer keacuteplettel az alaacutebbi perspektivikus keacuteplettel megadott aminosavakat

CH3

COOH

H2N H

CH2SH

COOH

H2N H

Ala Cys

S R

L L81

CNH2H

H3C

COOH

C

COOH

CH2SHH2NH

CCH3H

H2N

COOH

C

COOH

CH2SHHH2N

C

NH2

COOHHH3C

C

CH2SH

COOHH2NH

CH3

COOH

H2N H

CH2SH

COOH

H2N H

82

Enantiomerek eacutes mezo vegyuumlletek

Pszeudoaszimmetria

C

C

HOOC

HOOC

H

HOH

OH

S

R

C

C

HOOC

HOOC

OH

HH

OHR

RC

C

COOH

COOH

HO

HH

HOS

S

intramolekulaacuteristuumlkoumlrsiacutek

diasztereomerek diasztereomerek

enantiomerek

C

C

C

COOH

COOH

HO H

OHH

H OHR

R

C

C

C

COOH

COOH

H OH

HHO

HO HS

S

enantiomerek

optikailag aktiacutevak

C

C

C

COOH

COOH

H OH

OHH

H OHR

S

C

C

C

COOH

COOH

H OH

HHO

H OHR

S

optikailag inaktiacutevak

r s

83

COOH

COOH

COOHHOOC COOH

HOOC COOH

HOOC

mcisz transz transz

szerkezetiizomeacuteria

geometriaiizomeacuteria

optikai izomeacuteria

84

R

RHOH

akiraacutelisszeacutenatom

R

SHOH

rS

RHOH

s

RgtS r s

(S)

(S)

pszeudoaszimmetriaacutes szeacutenatom

akiraacutelis molekulamezo vegyuumllet

akiraacutelisC2 forgaacutesi szimmetriatengely

kiraacutelis

HOOC COOH

Br

m

HOOC COOH

m

HOOC

COOH

pro-pszeudoaszimmetriaacutes szeacutenatom

85

Kiraacutelis molekulaacutekon beluumll is sok esetben talaacutelhatoacute pszeudo-aszimmetriacentrum amennyiben a keacutet enantiomorf ligandum mellett tovaacutebbi aszimmetrikus ligandum is kapcsoloacutedik a centrumhoz (peacuteldaacuteul atropin eacutes szaacutermazeacutekai)

gytszptehuhudownloadindex16630

Oslash86

Mezo-forma a) mindig akiraacutelisb) mindig kell lennie kiraacutelis disztereomerjeacutenek is

gytszptehuhudownloadindex16630

C

C

HOOC

HOOC

H

HOH

OH

S

R

C

C

HOOC

HOOC

OH

HH

OHR

RC

C

COOH

COOH

HO

HH

HOS

S

intramolekulaacuteristuumlkoumlrsiacutek

diasztereomerek diasztereomerek

enantiomerek

Oslash87

gytszptehuhudownloadindex16630

A pszeudo-aszimmetriacentrumok konfiguraacutecioacutejaacuteban elteacuterő izomerekegymaacutessal diasztereoizomer viszonyban aacutellnak

rC

C

C

COOH

COOH

H OH

OHH

H OHR

S

sC

C

C

COOH

COOH

H OH

HHO

H OHR

S Oslash88

Geometriai izomeacuteria

kettős koumlteacutesű vegyuumlletekneacutelciklusos vegyuumlletekneacutel

C CH H

CH3H3CC C

H CH3

HH3C

Felteacutetel (olefinekneacutel) egy adott pilleacuteratomon nem lehet keacutet azonos helyettesiacutetőde adott kettőskoumlteacutes keacutet kuumlloumlnboumlző pilleacuteratomjaacuten lehet egy-egy azonos helyettesiacutető(de ezeknek sem kell szuumlkseacutegkeacuteppen azonosaknak lenniuumlk)

Alfa helyzetű szubsztituens Beacuteta helyzetű szubsztituens

Diasztereomerek

89

Configurational isomers

The particular arrangement of atoms (or goups) in space that is characteristic of a given streoisomer

The configurational isomers can not be transformed into each otherwithout breaking and making a covalent bond

- cis-trans Z-E designations geometric isomers- optical isomerism (cf chirality)

H COOH

H COOH

HOOC H

H COOH

Z E

Oslash90

The requirement for geometric isomerism in alkenes is that each carbon atom involvedin the pi bond have two different groups attached to it such as H and Cl or CH3 and Cl

C CH

H

CH2CH3

CH3

C CH

H

CH2CH3

CH3is the same as

C CCH3

H

CH2CH3

CH3

C CH

CH3

CH2CH3

CH3

geometric isomers

If one of the carbons of the double bond has two identical groups such as two H atomsor two CH3 groups the geometric isomerism is not possible

Z E

Higher priority atoms or groups are on the same side of the pi bond Z bdquotogetherrdquo

Higher priority atoms or groups are on opposite sides of the pi bond E bdquoacrossrdquo

(Look at the single atoms directly attached to the double-bond carbon C and not entire-CH2CH2CH3 group)

Oslash91

Cahn-Ingold-Prelog szekvenciaszabaacutelyokalkeacutenekre vonatkozoacutean

Toumlmegszaacutem

C CT

D

H

DE

Rendszaacutem

C CF

Cl

Br

IZ

Z gt E

E

ZZ C C

C

C

H

NC

C

C

H3C

H3C

CH3

HCH3

H

C CH

NC

C

C

CH3

CH3

H

H

Br

Br

E

R

S

RgtS (DgtL)

92

C CH

H3C

CH

CH

CH3

CH3

CH2

Z ltC

HCH3

CH3

C

H

C

C

H

H

HHH

H

C C

H H

H

C

H

C (C)

o

o

o

H

H(C)oo

o

C CH

H3C

CH

CH

CH3

CH2 Br

CH2

E

C

HCH3

CH2Br

C

H

C

H

H

HCBrH

H

gtC C

H H

H

C

H

C (C)

o

o

o

H

H(C)oo

o

(CON) adott atom ismeacutetelt megjeleniacuteteacutese ---o fantomatom

1 2 3C CCCH CHHH C C(C)CH C(C)HH

1 2 3C CCCH BrCHH gt CHHH C C(C)CH C(C)HH 93

transzE

ciszZ

C CH H

C CH

H

transzZ

ciszE

C CBr H

C CH

Br

Oslash94

Konformaacutecioacutes izomeacuteriaUgyanaz a vaacutez konnektivitaacutes de elteacuterő teacuterbelielrendeződeacutes (valamilyen szimmetria-rendezőhoumlz valoacuteviszony)

Kovalens koumlteacutes elszakiacutetaacutesa eacutes uacutejrakeacutepződeacutese neacutelkuumllegymaacutesba alakiacutethatoacutek

Rotaacutecioacutes izomeacuteriaKuumlloumlnboumlző konformaacutecioacute (konformerek rotamerek)

Axiaacutelis kiralitaacutes R SHelikaacutelis kiralitaacutes P M

95

C CCH3H3C

HHHH

C CCH3

CH3 HH

HH

Konformaacutecioacutes diasztereomerek

C CH

CH3 HCH3

HH C C

H

CH3 CH3H

HH

Konformaacutecioacutes enantiomerek

P M

96

szinperiplanaacuteris szinklinaacutelis antiklinaacutelis antiperiplanaacuteris antiklinaacutelis szinklinaacutelis

pszeudorotaacutecioacute

axiaacutelis ekvatoriaacutelis

Konformerek

kiraacutelis kiraacutelisakiraacutelis akiraacutelis

97

C CCH3

CH3 HH

HHC C

CH3H3C

HHHH

Konfiguraacutecioacutes diasztereomerek

Konformaacutecioacutes diasztereomerek

C CH H

CH3H3CCC

HH3C

H CH3

98

- huacutezaacutes (stretch)

- hajliacutetaacutes (bend)

- csavaraacutes (torsion)

O OH

Hr 1r 2

r 2

O OH

H

α

OH

OH

τ (φ)

Oslash99

O OH

H

HOOH

OOH

HE

α30 kcalmol

Hajliacutetaacutes bend

Huacutezaacutes (nyuacutejtaacutes) stretch

disszociaacutecioacute

E

r

~ 90 ~ 50 kcalmol

HOO + H

HO + HO

Oslash100

H

H

H

O OH

H

1 kcalmol

~ 10kcalmol

(torzioacutes szoumlg)τ

Newman projekcioacute

H H

0o 60o 180o 300o 360o

OO

H

H

HHH HH

Oslash101

CH2 CH2Y ZY = Z = H

Y = Z = CH3

etaacuten

n-butaacuten

300o 360o240o180o120o60o0o

0o120o- 60o-180o-240o-300o-360o-

oacutera jaacuteraacutesaacuteval megegyező

oacutera jaacuteraacutesaacuteval ellenteacutetes

ZY

Z

Y

ZY

Z

Y

Z

Y

ZYZY

syn antisynperiplanar synklinal antiklinal antiperiplanar antiklinal synklinal

102

CCH

H H

HH

HH H

H

H

H H

CCH

H H

H

H HH H

HH

HH

0o 120o 240o 360o

12 M

m

M12 M M

mm

Θ

M = m

E(Θ)

minimum

Maximum

103

HHH H

CH3CH3

HHH H

CH3CH3

H

HH H

CH3

CH3

E

0deg dieacutederes szoumlg

E szabadentalpia-kuumlloumlnbseacuteg

58

29

07

(kcal)

H H

H3CH CH3

H

H H

H3CH H

CH3

H3C CH3

H HH

H

CH3HH H

CH3H

060deg 120deg 180deg 240deg 300deg 360deg

szinperiplanaacuteris szinklinaacutelis antiklinaacutelis antiperiplanaacuteris antiklinaacutelis szinklinaacutelis104

∆G0 = G01 - G0

2

K = e∆G0

RT

∆G = - RT ln K∆G = ∆H - T∆S

∆H = 074

∆S = 2 K = 19

gauche ndash anti araacuteny

minden gauche konformerre keacutet anti forma jut K= [a][g] Oslash105

0o

0o

60o

60o

120o

120o

180o

180o

240o

240o

300o

300o 360o

360o

RELA

T

IacuteV

ENERGIA

ANTI EFFEKTUS

GAUCHE EFFEKTUS

EXTREacuteMGAUCHE

EFFEKTUS

H

H H

H H

H

CH3

H H

H H

CH3

TORZIOacuteS SZOumlG

ZY

Z

YZ

Y

Z

Y

ZY

ZY ZY

F

H H

OH

repulsions

F

H H

H 106

attractiveinteractions

orbitalinteractions

antiperiplanarposition

Anti-effect

107

repulsions

F

H H

OH

repulsions

F

H H

H

Extrem gauche effect

108

C-F

C-H

C-F

C-HC-C C-C

Oslash109

CikloalkaacutenokGyűrűfeszuumlltseacuteg

Hipotetikus planaacuteris rendszerek

Baeyer vegyeacuterteacutekszoumlg-deformaacutecioacute (angulaacuterisgyűrű feszuumlleacutes)

Pitzer anti-aacutellaacuteshoz keacutepesti energiatoumlbblet (torzioacutes feszuumlleacutes)

van der Waals nemkoumltő atomok szterikus koumllcsoumlnhataacutesa

Nem planaacuteris vegyuumlletek

CC C

C

C

boriacuteteacutek

C C C

C

Ctwist

pszeudorotaacutecioacute

CC

C C

V-alakuacute

CCC

CCC

szeacutek110

3 4 5 6 7 8 9 10Gyűrűtagszaacutem

Gyűrű

feszuumlleacutes

kcalmol

hataacutereacuterteacutek

111

Cl

H

H

H

Cl

H

H

Cl

H

H

Cl

H

Cl

H

H

H

H

Cl

mezo SS RR

cisz transz

Ciklopropaacuten

C

C

HOOC

HOOC

H

HOH

OH

S

R

C

C

HOOC

HOOC

OH

HH

OHR

RC

C

COOH

COOH

HO

HH

HOS

S

intramolekulaacuteristuumlkoumlrsiacutek

diasztereomerek diasztereomerek

enantiomerek 112

Ea(a e)

∆Ea+∆E

∆E

Ea(a e)

Z

Hkb 5szeacutek

ZH

kb 95szeacutek

kb 2 kcal

csavartkaacuted

csavartkaacuted

kaacuted

ZH

feacutelszeacutekfeacutelszeacutek

ZH

Ciklohexaacuten

113

A 3-3 nemszomszeacutedos szeacutenatom aacuteltal definiaacutelt siacutekokra

merőleges koumlteacutesiraacutenyok axiaacutelis

A toumlbbi koumlteacutes e keacutet siacutek koumlzoumltt van ekvatoriaacutelis

Pszeudorotaacutecioacute a gyűrűs vegyuumlletek konformerjei

szoumlgfeszuumlltseacuteg neacutelkuumll alakulnak egymaacutesba

114

transz 12-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

cisz 12-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

Z

H

Z

H Z

HZ

Ha

eae

Z

HZ

H

Z

H

Z

H

a

e

ae

115

transz 13-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

cisz 13-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

Z

HZ

H

Z

H Z

H

a

e ae

Z

HZ

HZ

H

Z

H

a

e

ae

116

H

Z

Z

H

H

Z Z

Ha

ea

e

transz 14-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

Z

HZ

H

H

Z

Z

Ha

ea

e

cisz 14-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

117

Oslash118

8 CO2 + 8 H2O

- 12483 kcalmol - 12468 kcalmol

15 kcalmol

CH3

CH3H

H

+ 12 O2

cisz-12-dimetilciklohexaacuten

CH3

H

H

CH3

transz-12-dimetilciklohexaacuten

+ 12 O2

119

Diszubsztituaacutelt ciklohexaacutenokszerkezeti izomerjeinek konformaacutecioacutes viszonyai

Szerkezeti izomer Geometriai izomercisz transz

12

14

ae aa

ea ee

13aa ae

ee ea

120

Oslash121

BrNH2

Br

NH23a 2b

NH2

Br

Br

NH24a 1b

NH2

Br

Br

NH2

1b 4a

NH2

Br

NH2

Br2b 3a

NH2

Br

Br

NH23b 2a

Br

NH2

BrNH24b 1a

Konformaacutecioacutes Konformaacutecioacutes

BrNH2 Br

NH2

1a 4b

Br

NH2

BrNH2

2a 3b

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesenantiomerek

Konfiguraacutecioacutesenantiomerek

diasztereomerek diasztereomerek

12-helyzetben kuumlloumlnboumlző helyettesiacutetőket tartalmazoacute ciklohexaacuten szaacutermazeacutekokkonfiguraacutecioacutes eacutes konformaacutecioacutes viszonyai

Oslash122

H

H

H

HH

H

H

H

Dekalin

cisz transz

123

transz-transz-transzanellaacutecioacute

cisz-transz-transzanellaacutecioacute

DC

BA

DC

BA

H H

R

H

H H

H

H

H

R

H H

DCBA

R

H

H

H

H

H

H

DCBA

R

H

H

H

H

H

H

CH3

CH3

CH3

CH3

Oslash124

A kiralitaacutes kialakulaacutesa eacutes bioloacutegiai jelentőseacutege

Kiraacutelis vegyuumlletek

termeacuteszetes aminosavak (elsősorban L konfiguraacutecioacute)peptidek enzimektermeacuteszetes szeacutenhidraacutetok (elsősorban D konfiguraacutecioacute)gyoacutegyszerek

Az első kiraacutelis vegyuumllet kialakulaacutesa

az elemi reacuteszek gyenge koumllcsoumlnhataacutesaacutenakiraacutenyfuumlggeacuteseacutevel van kapcsolatban

autokataliacutezis

a termeacuteszet nem tuumlkoumlrszimmetrikus (a termeacuteszet homokiraacutelis)

Oslash125

Az optikai aktivitaacuteseredete szeacutenhidraacutetokkiralitaacutescentrumaacutenakkieacutepuumlleacutese a termeacuteszetben

Oslash126

Oslash127

• Slide Number 1
• Slide Number 2
• Slide Number 3
• Slide Number 4
• Slide Number 5
• Slide Number 6
• Slide Number 7
• Izomeacuteria
• Slide Number 9
• Slide Number 10
• Slide Number 11
• Slide Number 12
• Slide Number 13
• Slide Number 14
• Slide Number 15
• Slide Number 16
• Slide Number 17
• Slide Number 18
• Szerkezeti izomeacuteria
• Slide Number 20
• Slide Number 21
• Slide Number 22
• Slide Number 23
• Slide Number 24
• A tautomeacuteria tiacutepusai
• Slide Number 26
• Slide Number 27
• Slide Number 28
• Slide Number 29
• Slide Number 30
• Sztereoizomeacuteria
• Slide Number 32
• Slide Number 33
• Slide Number 34
• Slide Number 35
• Slide Number 36
• Slide Number 37
• Slide Number 38
• Slide Number 39
• Slide Number 40
• Slide Number 41
• Slide Number 42
• Slide Number 43
• Slide Number 44
• Slide Number 45
• Slide Number 46
• Slide Number 47
• Tovaacutebbi kiralitaacutes tiacutepusok
• Slide Number 49
• Slide Number 50
• Slide Number 51
• Slide Number 52
• Slide Number 53
• Slide Number 54
• Slide Number 55
• Slide Number 56
• Slide Number 57
• Toumlbb kiralitaacuteskoumlzpont
• Slide Number 59
• Slide Number 60
• Slide Number 61
• Slide Number 62
• Slide Number 63
• Slide Number 64
• Slide Number 65
• Slide Number 66
• Slide Number 67
• Slide Number 68
• Slide Number 69
• Slide Number 70
• Slide Number 71
• Slide Number 72
• Slide Number 73
• Slide Number 74
• Slide Number 75
• Konfiguraacutecioacutes izomeacuteria
• Slide Number 77
• Slide Number 78
• Slide Number 79
• Slide Number 80
• Slide Number 81
• Slide Number 82
• Slide Number 83
• Slide Number 84
• Slide Number 85
• Slide Number 86
• Slide Number 87
• Slide Number 88
• Slide Number 89
• Slide Number 90
• Slide Number 91
• Slide Number 92
• Slide Number 93
• Slide Number 94
• Slide Number 95
• Slide Number 96
• Slide Number 97
• Slide Number 98
• Slide Number 99
• Slide Number 100
• Slide Number 101
• Slide Number 102
• Slide Number 103
• Slide Number 104
• Slide Number 105
• Slide Number 106
• Slide Number 107
• Slide Number 108
• Slide Number 109
• Slide Number 110
• Slide Number 111
• Slide Number 112
• Slide Number 113
• Slide Number 114
• Slide Number 115
• Slide Number 116
• Slide Number 117
• Slide Number 118
• Slide Number 119
• Slide Number 120
• Slide Number 121
• Slide Number 122
• Slide Number 123
• Slide Number 124
• Slide Number 125
• Slide Number 126
• Slide Number 127

Toumlbb kiralitaacuteskoumlzpont

58

Toumlbb aszimmetria centrumot tartalmazoacute vegyuumlleteklehetseacuteges sztereoizomereinek szaacutema

A nem enantiomeacuteria viszonyban aacutelloacute sztereoizomerek

diasztereomerek

Ha az n db aszimmetria centrum koumlzoumltt vannak azonosak a fuumlggetlen sztereoizomerek szaacutema lt 2n

mezo-forma nem kiraacutelis

2n

59

CH3CH3

HO H

OHHCH3

H3COHH

HO H

CH3CH3

HO H

HHOCH3

H3COHH

H OH

CH3CH3

HO H

OHH

180o forgataacutes

mezo-23-butaacutendioltuumlkoumlrkeacutepi paacuterok fedeacutesbe hozhatoacutek - akiraacutelis

(2R3R)-23-butaacutendiol (2S3S)-23-butaacutendiol

CH3 CH3

H HHO OH

Egyetlen sztereogeacuten centrumot tartalmazoacute molekula mindig kiraacutelis desztereogeacuten centrum jelenleacutete nem szuumlkseacuteges sem nem eleacutegseacuteges felteacutetele a kiralitaacutesnak

Nem eleacutegseacuteges toumlbb sztereogeacuten centrumot tartalmazoacute molekula lehet akiraacutelisPeacutelda

60

Nem minden olyan molekula kiraacutelis amely aszimmetria centrumokkal rendelkezik

Nem minden kiraacutelis molekula rendelkezik aszimmetria centrummal

axiaacutelis kiralitaacutes 13-diszubsztituaacutelt alleacuten planaacuteris kiralitaacutes spirovegyuumlletek koumlreacuteben

mezo vegyuumlletek cisz-12-azonosandiszubsztituaacutelt ciklopropaacuten

Oslash61

COOHH

HHOOC

CH3H

H3C HS2

COOH

HHO

H OH

COOH

S2

COOHH

HHOOC

HH

H H

borkősav

Newman (fűreacuteszbak) projekcioacuteKonformatiacutev

62

Fisher projekcioacuteval aacutebraacutezolt L- eacutes D-borkősav

mezo-borkotildesav

COOHCH OHCCOOH

OHH

COOHCHO HCCOOH

HHO

szotildelotildesav

COOHCH OHCCOOH

HHO

COOHCHO HCCOOH

OHH

L-(+)-borkotildesav D-(-)-borkotildesav

63

Oslash64

Cl

H

H

H

Cl

H

H

Cl

H

H

Cl

H

Cl

H

H

H

H

Cl

mezo SS RR

cisz transz

Nem minden olyan molekula kiraacutelis amely aszimmetria centrumokkal rendelkezik

65

Szimmeriaelemek(szimmetria azonos meacuteret)

Akkor mondjuk hogy egy taacutergy szimmetriaelemmel rendelkezik ha a megfelelőszimmetriaművelet (tuumlkroumlzeacutes forgataacutes inverzioacute) a taacutergyat az eredetivel fedeacutesbehozhatoacute alakzattaacute konvertaacutelja

Pontcsoport ndash meghataacuterozott taacutergyra vonatkozoacute szimmetriaműveletek oumlsszesseacutege

szimmetriasiacutek (σ) a molekulaacutet keacutet olyan feacutelre bontja amelyek egymaacutesnak pontostuumlkoumlrkeacutepei (Szimmetriasiacutekot tartalmazoacute molekula akiraacutelis de a siacutek hiaacutenya nem okozkiralitaacutest)

n-ed rendű forgaacutesi szimmetriatengely (Cn) a molekulaacutet a tengely koumlruumll 360degnszoumlggel elforgatva az eredetitől megkuumlloumlnboumlzhetetlen molekulaacutet kapunk

szimmetriacentrum (inverzioacutes centrum) (Ci) a molekula baacutermely elemeacutet aszimmetriacentrummal oumlsszekoumltve eacutes az ellenkező iraacutenyba azonos taacutevolsaacutegrameghosszabbiacutetva azonos elemhez jutunk (Szimmetriacentrumot tartalmazoacutemolekula akiraacutelis de hiaacutenya nem okoz kiralitaacutest)

n-ed rendű tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengely (Sn) a molekulaacutet 360degn szoumlggel elforgatvaeacutes a tengelyre merőleges siacutekra tuumlkroumlzve az eredetitől megkuumlloumlnboumlzhetetlenmolekulaacutet kapunk (Tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengelyt tartalmazoacute molekula akiraacutelishiaacutenyaacuteban a molekula kiraacutelis) 66

C CCH3

H

H

CH3180o C C

CH3

H

CH3

H360o

siacutek

tengely

siacutek

tengely

Keacutetfogaacutesuacute tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengely Egyfogaacutesuacute tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengely

Szimmetriacentrum Szimmetriasiacutek

Tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengelyValamely taacutergy akkor jellemezhető Sn azaz n-ed rendű tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengellyel ha annak baacutermely pontjaacutet a tengely koumlruumll 360n fokos szoumlggelelfordiacutetva eacutes a tengelyre merőlegesen fektetett siacutekon keresztuumll tuumlkroumlzve az eredetiobjektumot kapjuk meg (n szuumlkseacutegkeacuteppen paacuteros vagy 1)

Az S1-tengely szimmetriasiacutekkal (σ) az S2-tengely viszont szimmetriacentrummal (Ci) egyeneacuterteacutekű

A szimmetriacentrumon aacutethaladoacute baacutermely egyenesen a centrumtoacutel egyenlő taacutevolsaacutegban azonos elemek talaacutelhatoacutek

Akiraacutelis molekulaacutek

67

szimmetriasiacutek (m S1) forgaacutesi szimmetriatengely (Cn) szimmetriacentrum (Ci S2)

Szimmetrikus + +

Szimmetrikus + -

Koumlzeacuteppontosan - + szimmetrikus

Disszimetrikus - + - (kiraacutelis)

Aszimmetrikus - - - (kiraacutelis)

Szimmetriaelem művelet

Szimmetriasiacutek tuumlkroumlzeacutes

Szimmetriatengely forgataacutes

Szimmetriacentrum inverzioacute

Szimmetriaelem művelet

Azonossaacuteg vaacuteltozatlanulhagyaacutes

Tuumlkroumlzeacutesi forgataacutes eacutesszimmetriatengely (giroid) tengelyre merőleges

tuumlkroumlzeacutesOslash68

Oslash69

Oslash70

Oslash71

Oslash72

1 Atomic number2 Atomic mass3 Z gt E4 R gt S5 Spheres6 Single-bond equivalencies

Cahn-Ingold-Prelog nomenclature system

Sequence rules for order of priority

1 If the atoms in question are different the sequence order is by atomic number with theatom of highest atomic number receiving the highest priority

F lt Cl lt Br lt I

increasing priority

2 If two isotopes of the same element are present the isotope of higher mass receivesthe higher priority

H lt D

increasing priority73

5 If two atoms are identical the atomic numbers of the next atoms are used for priorityassignment If these atoms also have identical atoms attached to them priority isdetermined at the first point of difference along the chain The atom that has attached to itan atom of higher priority has the higher priority (Do not use the sums of the atomic numbersBut look for the single atom of highest priority)

74

6 Atoms attached by double or triple bond are given single-bond equivalencies so that theycan be treated like single-bonded groups in determining priority Each doubly bonded atom isduplicated (or triplicated for triple bonds)

R C

O

OH

Structure Equivalent for priority determination

R C

O

O

OH

C

R C N R C

N

N

NC

C

75

Konfiguraacutecioacutes izomeacuteriaUgyanaz a vaacutez konnektivitaacutes de elteacuterő teacuterbelielrendeződeacutes (valamilyen szimmetria-rendezőhoumlz valoacuteviszony)

Nem alakiacutethatoacutek egymaacutesba kovalens koumlteacutes elszakiacutetaacutesaeacutes uacutejrakeacutepződeacutese neacutelkuumll

optikai izomerek (optikai aktivitaacutes) R Sgeometriai izomerek cisz-transz E-Z

76

Konfiguraacutecioacutes diasztereomerekFizikai eacutes keacutemia tulajdonsaacutegaik elteacuternek

Konfiguraacutecioacutes enantiomerekFizikai eacutes keacutemiai tulajdonsaacutegaikazonosak kiveacutevebull azonos meacuterteacutekű de ellenteacutetesiraacutenyuacute optikai forgatoacutekeacutepesseacutegbull elteacuterő reaktivitaacutes maacutes kiraacutelis vegyuumlletekkel valoacute reakcioacuteban

C

C

Cl

Cl H

HC

C

H

Cl H

Cl

cisz-12-dikloacutereteacuten transz-12-dikloacutereteacuten

Br Cl

Cl BrF F

Cl Br

Br FF Cl

(R) (R) (S) (R)

CH

OHCH3CH2

CH3

CH

HOCH2CH3

CH3

CH

OHCH3CH2

CH3

CH

OHCH3

CH3CH2

180o-os forgataacutes

(R)-butaacuten-2-ol (S)-butaacuten-2-olfp 995 oC 995 oCd4

20 0808 0808nD

20 1397 1397[α]D

25 -1352o +1352o

(R)-butaacuten-2-ol (S)-butaacuten-2-ol

CH

OHCH3

CH3CH2

77

Elegykristaacutely

bullveacuteletlenszerűen tartalmazza mindkeacutet enantiomertbulla tiszta enantiomerek eacutes az enantiomer kevereacutekek tulajdonsaacutegai azonosak

Konglomeraacutetum

bullcsak az egyik vagy a maacutesik enantiomert tartalmazzabullaz enantiomerek mechanikusan is elkuumlloumlniacutethetők egymaacutestoacutel

Molekulavegyuumllet

bulla keacutet enantiomer a kristaacutelyban 11 araacutenyban fordul elő (raceacutem elegy)bulla raceacutem elegy eacutes az enantiomerek olvadaacutespontja kuumlloumlnboumlző

bullakiraacutelis koumlruumllmeacutenyek koumlzoumltt megegyező fizikai eacutes keacutemiai tulajdonsaacutegokbullkiraacutelis koumlruumllmeacutenyek koumlzoumltt elteacuterő (kiraacutelis molekulaacutek polarizaacutelt feacuteny)bullenantiomerek koumlzoumltti 3 fő koumllcsoumlnhataacutes

elegykristaacutely keacutepzeacuteskonglomeraacutetum keacutepzeacutesmolekulavegyuumllet keacutepzeacutes

Enantiomerek

78

Enantiomerek egyeacuteb kevereacutekeit az uacutegynevezett bdquoenantiomeric excessrdquo (ee) [enantiomerfelesleg] eacuterteacutekkel jellemezzuumlk (R) eacutes (S) a megfelelő enantiomerek mennyiseacutege a kevereacutekben

A komponensek mennyiseacutegeacutenek meghataacuterozaacutesaKiraacutelis oszlopkromatigraacutefia (enantiomerek elvaacutelasztaacutesa)NMR spektroszkoacutepia

ee =(R) - (S)(R) + (S) 100

Enantiomer felesleg

Az enantiomerfelesleg az aszimmetrikus szinteacutezis sikeresseacutegeacutenek egyikmeacuterőszaacutema Diasztereomerek kevereacuteke eseteacuten hasonloacute moacutedon definiaacuteljaacutek eacuteshasznaacuteljaacutek a diasztereomer felesleg eacutes a szaacutezaleacutekos diasztereomer feleslegfogalmaacutet

Egy 70 R eacutes 30 S izomert tartalmazoacute minta enantiomerfeleslege peacuteldaacuteul40 Ezt az anyagot uacutegy is tekinthetjuumlk mint 40 tiszta R izomer eacutes 60 raceacutemelegy (mely a teljes mennyiseacuteghez 30 R eacutes 30 S izomerrel jaacuterul hozzaacute)kevereacuteke 79

C

C

HOOC

HOOC

H

HOH

OH

S

R

C

C

HOOC

HOOC

OH

HH

OHR

RC

C

COOH

COOH

HO

HH

HOS

S

intramolekulaacuteristuumlkoumlrsiacutek

diasztereomerek diasztereomerek

enantiomerek

COOH

CH3H2NH

R

COOH

CH3 NH2H

S

enantiomerek

Enantiomerek eacutes diasztereomerek

80

C

NH2

COOHHH3C C

CH2SH

COOHH2NH

Ala Cys

Aacutebraacutezolja Fischer keacuteplettel az alaacutebbi perspektivikus keacuteplettel megadott aminosavakat

CH3

COOH

H2N H

CH2SH

COOH

H2N H

Ala Cys

S R

L L81

CNH2H

H3C

COOH

C

COOH

CH2SHH2NH

CCH3H

H2N

COOH

C

COOH

CH2SHHH2N

C

NH2

COOHHH3C

C

CH2SH

COOHH2NH

CH3

COOH

H2N H

CH2SH

COOH

H2N H

82

Enantiomerek eacutes mezo vegyuumlletek

Pszeudoaszimmetria

C

C

HOOC

HOOC

H

HOH

OH

S

R

C

C

HOOC

HOOC

OH

HH

OHR

RC

C

COOH

COOH

HO

HH

HOS

S

intramolekulaacuteristuumlkoumlrsiacutek

diasztereomerek diasztereomerek

enantiomerek

C

C

C

COOH

COOH

HO H

OHH

H OHR

R

C

C

C

COOH

COOH

H OH

HHO

HO HS

S

enantiomerek

optikailag aktiacutevak

C

C

C

COOH

COOH

H OH

OHH

H OHR

S

C

C

C

COOH

COOH

H OH

HHO

H OHR

S

optikailag inaktiacutevak

r s

83

COOH

COOH

COOHHOOC COOH

HOOC COOH

HOOC

mcisz transz transz

szerkezetiizomeacuteria

geometriaiizomeacuteria

optikai izomeacuteria

84

R

RHOH

akiraacutelisszeacutenatom

R

SHOH

rS

RHOH

s

RgtS r s

(S)

(S)

pszeudoaszimmetriaacutes szeacutenatom

akiraacutelis molekulamezo vegyuumllet

akiraacutelisC2 forgaacutesi szimmetriatengely

kiraacutelis

HOOC COOH

Br

m

HOOC COOH

m

HOOC

COOH

pro-pszeudoaszimmetriaacutes szeacutenatom

85

Kiraacutelis molekulaacutekon beluumll is sok esetben talaacutelhatoacute pszeudo-aszimmetriacentrum amennyiben a keacutet enantiomorf ligandum mellett tovaacutebbi aszimmetrikus ligandum is kapcsoloacutedik a centrumhoz (peacuteldaacuteul atropin eacutes szaacutermazeacutekai)

gytszptehuhudownloadindex16630

Oslash86

Mezo-forma a) mindig akiraacutelisb) mindig kell lennie kiraacutelis disztereomerjeacutenek is

gytszptehuhudownloadindex16630

C

C

HOOC

HOOC

H

HOH

OH

S

R

C

C

HOOC

HOOC

OH

HH

OHR

RC

C

COOH

COOH

HO

HH

HOS

S

intramolekulaacuteristuumlkoumlrsiacutek

diasztereomerek diasztereomerek

enantiomerek

Oslash87

gytszptehuhudownloadindex16630

A pszeudo-aszimmetriacentrumok konfiguraacutecioacutejaacuteban elteacuterő izomerekegymaacutessal diasztereoizomer viszonyban aacutellnak

rC

C

C

COOH

COOH

H OH

OHH

H OHR

S

sC

C

C

COOH

COOH

H OH

HHO

H OHR

S Oslash88

Geometriai izomeacuteria

kettős koumlteacutesű vegyuumlletekneacutelciklusos vegyuumlletekneacutel

C CH H

CH3H3CC C

H CH3

HH3C

Felteacutetel (olefinekneacutel) egy adott pilleacuteratomon nem lehet keacutet azonos helyettesiacutetőde adott kettőskoumlteacutes keacutet kuumlloumlnboumlző pilleacuteratomjaacuten lehet egy-egy azonos helyettesiacutető(de ezeknek sem kell szuumlkseacutegkeacuteppen azonosaknak lenniuumlk)

Alfa helyzetű szubsztituens Beacuteta helyzetű szubsztituens

Diasztereomerek

89

Configurational isomers

The particular arrangement of atoms (or goups) in space that is characteristic of a given streoisomer

The configurational isomers can not be transformed into each otherwithout breaking and making a covalent bond

- cis-trans Z-E designations geometric isomers- optical isomerism (cf chirality)

H COOH

H COOH

HOOC H

H COOH

Z E

Oslash90

The requirement for geometric isomerism in alkenes is that each carbon atom involvedin the pi bond have two different groups attached to it such as H and Cl or CH3 and Cl

C CH

H

CH2CH3

CH3

C CH

H

CH2CH3

CH3is the same as

C CCH3

H

CH2CH3

CH3

C CH

CH3

CH2CH3

CH3

geometric isomers

If one of the carbons of the double bond has two identical groups such as two H atomsor two CH3 groups the geometric isomerism is not possible

Z E

Higher priority atoms or groups are on the same side of the pi bond Z bdquotogetherrdquo

Higher priority atoms or groups are on opposite sides of the pi bond E bdquoacrossrdquo

(Look at the single atoms directly attached to the double-bond carbon C and not entire-CH2CH2CH3 group)

Oslash91

Cahn-Ingold-Prelog szekvenciaszabaacutelyokalkeacutenekre vonatkozoacutean

Toumlmegszaacutem

C CT

D

H

DE

Rendszaacutem

C CF

Cl

Br

IZ

Z gt E

E

ZZ C C

C

C

H

NC

C

C

H3C

H3C

CH3

HCH3

H

C CH

NC

C

C

CH3

CH3

H

H

Br

Br

E

R

S

RgtS (DgtL)

92

C CH

H3C

CH

CH

CH3

CH3

CH2

Z ltC

HCH3

CH3

C

H

C

C

H

H

HHH

H

C C

H H

H

C

H

C (C)

o

o

o

H

H(C)oo

o

C CH

H3C

CH

CH

CH3

CH2 Br

CH2

E

C

HCH3

CH2Br

C

H

C

H

H

HCBrH

H

gtC C

H H

H

C

H

C (C)

o

o

o

H

H(C)oo

o

(CON) adott atom ismeacutetelt megjeleniacuteteacutese ---o fantomatom

1 2 3C CCCH CHHH C C(C)CH C(C)HH

1 2 3C CCCH BrCHH gt CHHH C C(C)CH C(C)HH 93

transzE

ciszZ

C CH H

C CH

H

transzZ

ciszE

C CBr H

C CH

Br

Oslash94

Konformaacutecioacutes izomeacuteriaUgyanaz a vaacutez konnektivitaacutes de elteacuterő teacuterbelielrendeződeacutes (valamilyen szimmetria-rendezőhoumlz valoacuteviszony)

Kovalens koumlteacutes elszakiacutetaacutesa eacutes uacutejrakeacutepződeacutese neacutelkuumllegymaacutesba alakiacutethatoacutek

Rotaacutecioacutes izomeacuteriaKuumlloumlnboumlző konformaacutecioacute (konformerek rotamerek)

Axiaacutelis kiralitaacutes R SHelikaacutelis kiralitaacutes P M

95

C CCH3H3C

HHHH

C CCH3

CH3 HH

HH

Konformaacutecioacutes diasztereomerek

C CH

CH3 HCH3

HH C C

H

CH3 CH3H

HH

Konformaacutecioacutes enantiomerek

P M

96

szinperiplanaacuteris szinklinaacutelis antiklinaacutelis antiperiplanaacuteris antiklinaacutelis szinklinaacutelis

pszeudorotaacutecioacute

axiaacutelis ekvatoriaacutelis

Konformerek

kiraacutelis kiraacutelisakiraacutelis akiraacutelis

97

C CCH3

CH3 HH

HHC C

CH3H3C

HHHH

Konfiguraacutecioacutes diasztereomerek

Konformaacutecioacutes diasztereomerek

C CH H

CH3H3CCC

HH3C

H CH3

98

- huacutezaacutes (stretch)

- hajliacutetaacutes (bend)

- csavaraacutes (torsion)

O OH

Hr 1r 2

r 2

O OH

H

α

OH

OH

τ (φ)

Oslash99

O OH

H

HOOH

OOH

HE

α30 kcalmol

Hajliacutetaacutes bend

Huacutezaacutes (nyuacutejtaacutes) stretch

disszociaacutecioacute

E

r

~ 90 ~ 50 kcalmol

HOO + H

HO + HO

Oslash100

H

H

H

O OH

H

1 kcalmol

~ 10kcalmol

(torzioacutes szoumlg)τ

Newman projekcioacute

H H

0o 60o 180o 300o 360o

OO

H

H

HHH HH

Oslash101

CH2 CH2Y ZY = Z = H

Y = Z = CH3

etaacuten

n-butaacuten

300o 360o240o180o120o60o0o

0o120o- 60o-180o-240o-300o-360o-

oacutera jaacuteraacutesaacuteval megegyező

oacutera jaacuteraacutesaacuteval ellenteacutetes

ZY

Z

Y

ZY

Z

Y

Z

Y

ZYZY

syn antisynperiplanar synklinal antiklinal antiperiplanar antiklinal synklinal

102

CCH

H H

HH

HH H

H

H

H H

CCH

H H

H

H HH H

HH

HH

0o 120o 240o 360o

12 M

m

M12 M M

mm

Θ

M = m

E(Θ)

minimum

Maximum

103

HHH H

CH3CH3

HHH H

CH3CH3

H

HH H

CH3

CH3

E

0deg dieacutederes szoumlg

E szabadentalpia-kuumlloumlnbseacuteg

58

29

07

(kcal)

H H

H3CH CH3

H

H H

H3CH H

CH3

H3C CH3

H HH

H

CH3HH H

CH3H

060deg 120deg 180deg 240deg 300deg 360deg

szinperiplanaacuteris szinklinaacutelis antiklinaacutelis antiperiplanaacuteris antiklinaacutelis szinklinaacutelis104

∆G0 = G01 - G0

2

K = e∆G0

RT

∆G = - RT ln K∆G = ∆H - T∆S

∆H = 074

∆S = 2 K = 19

gauche ndash anti araacuteny

minden gauche konformerre keacutet anti forma jut K= [a][g] Oslash105

0o

0o

60o

60o

120o

120o

180o

180o

240o

240o

300o

300o 360o

360o

RELA

T

IacuteV

ENERGIA

ANTI EFFEKTUS

GAUCHE EFFEKTUS

EXTREacuteMGAUCHE

EFFEKTUS

H

H H

H H

H

CH3

H H

H H

CH3

TORZIOacuteS SZOumlG

ZY

Z

YZ

Y

Z

Y

ZY

ZY ZY

F

H H

OH

repulsions

F

H H

H 106

attractiveinteractions

orbitalinteractions

antiperiplanarposition

Anti-effect

107

repulsions

F

H H

OH

repulsions

F

H H

H

Extrem gauche effect

108

C-F

C-H

C-F

C-HC-C C-C

Oslash109

CikloalkaacutenokGyűrűfeszuumlltseacuteg

Hipotetikus planaacuteris rendszerek

Baeyer vegyeacuterteacutekszoumlg-deformaacutecioacute (angulaacuterisgyűrű feszuumlleacutes)

Pitzer anti-aacutellaacuteshoz keacutepesti energiatoumlbblet (torzioacutes feszuumlleacutes)

van der Waals nemkoumltő atomok szterikus koumllcsoumlnhataacutesa

Nem planaacuteris vegyuumlletek

CC C

C

C

boriacuteteacutek

C C C

C

Ctwist

pszeudorotaacutecioacute

CC

C C

V-alakuacute

CCC

CCC

szeacutek110

3 4 5 6 7 8 9 10Gyűrűtagszaacutem

Gyűrű

feszuumlleacutes

kcalmol

hataacutereacuterteacutek

111

Cl

H

H

H

Cl

H

H

Cl

H

H

Cl

H

Cl

H

H

H

H

Cl

mezo SS RR

cisz transz

Ciklopropaacuten

C

C

HOOC

HOOC

H

HOH

OH

S

R

C

C

HOOC

HOOC

OH

HH

OHR

RC

C

COOH

COOH

HO

HH

HOS

S

intramolekulaacuteristuumlkoumlrsiacutek

diasztereomerek diasztereomerek

enantiomerek 112

Ea(a e)

∆Ea+∆E

∆E

Ea(a e)

Z

Hkb 5szeacutek

ZH

kb 95szeacutek

kb 2 kcal

csavartkaacuted

csavartkaacuted

kaacuted

ZH

feacutelszeacutekfeacutelszeacutek

ZH

Ciklohexaacuten

113

A 3-3 nemszomszeacutedos szeacutenatom aacuteltal definiaacutelt siacutekokra

merőleges koumlteacutesiraacutenyok axiaacutelis

A toumlbbi koumlteacutes e keacutet siacutek koumlzoumltt van ekvatoriaacutelis

Pszeudorotaacutecioacute a gyűrűs vegyuumlletek konformerjei

szoumlgfeszuumlltseacuteg neacutelkuumll alakulnak egymaacutesba

114

transz 12-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

cisz 12-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

Z

H

Z

H Z

HZ

Ha

eae

Z

HZ

H

Z

H

Z

H

a

e

ae

115

transz 13-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

cisz 13-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

Z

HZ

H

Z

H Z

H

a

e ae

Z

HZ

HZ

H

Z

H

a

e

ae

116

H

Z

Z

H

H

Z Z

Ha

ea

e

transz 14-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

Z

HZ

H

H

Z

Z

Ha

ea

e

cisz 14-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

117

Oslash118

8 CO2 + 8 H2O

- 12483 kcalmol - 12468 kcalmol

15 kcalmol

CH3

CH3H

H

+ 12 O2

cisz-12-dimetilciklohexaacuten

CH3

H

H

CH3

transz-12-dimetilciklohexaacuten

+ 12 O2

119

Diszubsztituaacutelt ciklohexaacutenokszerkezeti izomerjeinek konformaacutecioacutes viszonyai

Szerkezeti izomer Geometriai izomercisz transz

12

14

ae aa

ea ee

13aa ae

ee ea

120

Oslash121

BrNH2

Br

NH23a 2b

NH2

Br

Br

NH24a 1b

NH2

Br

Br

NH2

1b 4a

NH2

Br

NH2

Br2b 3a

NH2

Br

Br

NH23b 2a

Br

NH2

BrNH24b 1a

Konformaacutecioacutes Konformaacutecioacutes

BrNH2 Br

NH2

1a 4b

Br

NH2

BrNH2

2a 3b

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesenantiomerek

Konfiguraacutecioacutesenantiomerek

diasztereomerek diasztereomerek

12-helyzetben kuumlloumlnboumlző helyettesiacutetőket tartalmazoacute ciklohexaacuten szaacutermazeacutekokkonfiguraacutecioacutes eacutes konformaacutecioacutes viszonyai

Oslash122

H

H

H

HH

H

H

H

Dekalin

cisz transz

123

transz-transz-transzanellaacutecioacute

cisz-transz-transzanellaacutecioacute

DC

BA

DC

BA

H H

R

H

H H

H

H

H

R

H H

DCBA

R

H

H

H

H

H

H

DCBA

R

H

H

H

H

H

H

CH3

CH3

CH3

CH3

Oslash124

A kiralitaacutes kialakulaacutesa eacutes bioloacutegiai jelentőseacutege

Kiraacutelis vegyuumlletek

termeacuteszetes aminosavak (elsősorban L konfiguraacutecioacute)peptidek enzimektermeacuteszetes szeacutenhidraacutetok (elsősorban D konfiguraacutecioacute)gyoacutegyszerek

Az első kiraacutelis vegyuumllet kialakulaacutesa

az elemi reacuteszek gyenge koumllcsoumlnhataacutesaacutenakiraacutenyfuumlggeacuteseacutevel van kapcsolatban

autokataliacutezis

a termeacuteszet nem tuumlkoumlrszimmetrikus (a termeacuteszet homokiraacutelis)

Oslash125

Az optikai aktivitaacuteseredete szeacutenhidraacutetokkiralitaacutescentrumaacutenakkieacutepuumlleacutese a termeacuteszetben

Oslash126

Oslash127

• Slide Number 1
• Slide Number 2
• Slide Number 3
• Slide Number 4
• Slide Number 5
• Slide Number 6
• Slide Number 7
• Izomeacuteria
• Slide Number 9
• Slide Number 10
• Slide Number 11
• Slide Number 12
• Slide Number 13
• Slide Number 14
• Slide Number 15
• Slide Number 16
• Slide Number 17
• Slide Number 18
• Szerkezeti izomeacuteria
• Slide Number 20
• Slide Number 21
• Slide Number 22
• Slide Number 23
• Slide Number 24
• A tautomeacuteria tiacutepusai
• Slide Number 26
• Slide Number 27
• Slide Number 28
• Slide Number 29
• Slide Number 30
• Sztereoizomeacuteria
• Slide Number 32
• Slide Number 33
• Slide Number 34
• Slide Number 35
• Slide Number 36
• Slide Number 37
• Slide Number 38
• Slide Number 39
• Slide Number 40
• Slide Number 41
• Slide Number 42
• Slide Number 43
• Slide Number 44
• Slide Number 45
• Slide Number 46
• Slide Number 47
• Tovaacutebbi kiralitaacutes tiacutepusok
• Slide Number 49
• Slide Number 50
• Slide Number 51
• Slide Number 52
• Slide Number 53
• Slide Number 54
• Slide Number 55
• Slide Number 56
• Slide Number 57
• Toumlbb kiralitaacuteskoumlzpont
• Slide Number 59
• Slide Number 60
• Slide Number 61
• Slide Number 62
• Slide Number 63
• Slide Number 64
• Slide Number 65
• Slide Number 66
• Slide Number 67
• Slide Number 68
• Slide Number 69
• Slide Number 70
• Slide Number 71
• Slide Number 72
• Slide Number 73
• Slide Number 74
• Slide Number 75
• Konfiguraacutecioacutes izomeacuteria
• Slide Number 77
• Slide Number 78
• Slide Number 79
• Slide Number 80
• Slide Number 81
• Slide Number 82
• Slide Number 83
• Slide Number 84
• Slide Number 85
• Slide Number 86
• Slide Number 87
• Slide Number 88
• Slide Number 89
• Slide Number 90
• Slide Number 91
• Slide Number 92
• Slide Number 93
• Slide Number 94
• Slide Number 95
• Slide Number 96
• Slide Number 97
• Slide Number 98
• Slide Number 99
• Slide Number 100
• Slide Number 101
• Slide Number 102
• Slide Number 103
• Slide Number 104
• Slide Number 105
• Slide Number 106
• Slide Number 107
• Slide Number 108
• Slide Number 109
• Slide Number 110
• Slide Number 111
• Slide Number 112
• Slide Number 113
• Slide Number 114
• Slide Number 115
• Slide Number 116
• Slide Number 117
• Slide Number 118
• Slide Number 119
• Slide Number 120
• Slide Number 121
• Slide Number 122
• Slide Number 123
• Slide Number 124
• Slide Number 125
• Slide Number 126
• Slide Number 127

Toumlbb aszimmetria centrumot tartalmazoacute vegyuumlleteklehetseacuteges sztereoizomereinek szaacutema

A nem enantiomeacuteria viszonyban aacutelloacute sztereoizomerek

diasztereomerek

Ha az n db aszimmetria centrum koumlzoumltt vannak azonosak a fuumlggetlen sztereoizomerek szaacutema lt 2n

mezo-forma nem kiraacutelis

2n

59

CH3CH3

HO H

OHHCH3

H3COHH

HO H

CH3CH3

HO H

HHOCH3

H3COHH

H OH

CH3CH3

HO H

OHH

180o forgataacutes

mezo-23-butaacutendioltuumlkoumlrkeacutepi paacuterok fedeacutesbe hozhatoacutek - akiraacutelis

(2R3R)-23-butaacutendiol (2S3S)-23-butaacutendiol

CH3 CH3

H HHO OH

Egyetlen sztereogeacuten centrumot tartalmazoacute molekula mindig kiraacutelis desztereogeacuten centrum jelenleacutete nem szuumlkseacuteges sem nem eleacutegseacuteges felteacutetele a kiralitaacutesnak

Nem eleacutegseacuteges toumlbb sztereogeacuten centrumot tartalmazoacute molekula lehet akiraacutelisPeacutelda

60

Nem minden olyan molekula kiraacutelis amely aszimmetria centrumokkal rendelkezik

Nem minden kiraacutelis molekula rendelkezik aszimmetria centrummal

axiaacutelis kiralitaacutes 13-diszubsztituaacutelt alleacuten planaacuteris kiralitaacutes spirovegyuumlletek koumlreacuteben

mezo vegyuumlletek cisz-12-azonosandiszubsztituaacutelt ciklopropaacuten

Oslash61

COOHH

HHOOC

CH3H

H3C HS2

COOH

HHO

H OH

COOH

S2

COOHH

HHOOC

HH

H H

borkősav

Newman (fűreacuteszbak) projekcioacuteKonformatiacutev

62

Fisher projekcioacuteval aacutebraacutezolt L- eacutes D-borkősav

mezo-borkotildesav

COOHCH OHCCOOH

OHH

COOHCHO HCCOOH

HHO

szotildelotildesav

COOHCH OHCCOOH

HHO

COOHCHO HCCOOH

OHH

L-(+)-borkotildesav D-(-)-borkotildesav

63

Oslash64

Cl

H

H

H

Cl

H

H

Cl

H

H

Cl

H

Cl

H

H

H

H

Cl

mezo SS RR

cisz transz

Nem minden olyan molekula kiraacutelis amely aszimmetria centrumokkal rendelkezik

65

Szimmeriaelemek(szimmetria azonos meacuteret)

Akkor mondjuk hogy egy taacutergy szimmetriaelemmel rendelkezik ha a megfelelőszimmetriaművelet (tuumlkroumlzeacutes forgataacutes inverzioacute) a taacutergyat az eredetivel fedeacutesbehozhatoacute alakzattaacute konvertaacutelja

Pontcsoport ndash meghataacuterozott taacutergyra vonatkozoacute szimmetriaműveletek oumlsszesseacutege

szimmetriasiacutek (σ) a molekulaacutet keacutet olyan feacutelre bontja amelyek egymaacutesnak pontostuumlkoumlrkeacutepei (Szimmetriasiacutekot tartalmazoacute molekula akiraacutelis de a siacutek hiaacutenya nem okozkiralitaacutest)

n-ed rendű forgaacutesi szimmetriatengely (Cn) a molekulaacutet a tengely koumlruumll 360degnszoumlggel elforgatva az eredetitől megkuumlloumlnboumlzhetetlen molekulaacutet kapunk

szimmetriacentrum (inverzioacutes centrum) (Ci) a molekula baacutermely elemeacutet aszimmetriacentrummal oumlsszekoumltve eacutes az ellenkező iraacutenyba azonos taacutevolsaacutegrameghosszabbiacutetva azonos elemhez jutunk (Szimmetriacentrumot tartalmazoacutemolekula akiraacutelis de hiaacutenya nem okoz kiralitaacutest)

n-ed rendű tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengely (Sn) a molekulaacutet 360degn szoumlggel elforgatvaeacutes a tengelyre merőleges siacutekra tuumlkroumlzve az eredetitől megkuumlloumlnboumlzhetetlenmolekulaacutet kapunk (Tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengelyt tartalmazoacute molekula akiraacutelishiaacutenyaacuteban a molekula kiraacutelis) 66

C CCH3

H

H

CH3180o C C

CH3

H

CH3

H360o

siacutek

tengely

siacutek

tengely

Keacutetfogaacutesuacute tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengely Egyfogaacutesuacute tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengely

Szimmetriacentrum Szimmetriasiacutek

Tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengelyValamely taacutergy akkor jellemezhető Sn azaz n-ed rendű tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengellyel ha annak baacutermely pontjaacutet a tengely koumlruumll 360n fokos szoumlggelelfordiacutetva eacutes a tengelyre merőlegesen fektetett siacutekon keresztuumll tuumlkroumlzve az eredetiobjektumot kapjuk meg (n szuumlkseacutegkeacuteppen paacuteros vagy 1)

Az S1-tengely szimmetriasiacutekkal (σ) az S2-tengely viszont szimmetriacentrummal (Ci) egyeneacuterteacutekű

A szimmetriacentrumon aacutethaladoacute baacutermely egyenesen a centrumtoacutel egyenlő taacutevolsaacutegban azonos elemek talaacutelhatoacutek

Akiraacutelis molekulaacutek

67

szimmetriasiacutek (m S1) forgaacutesi szimmetriatengely (Cn) szimmetriacentrum (Ci S2)

Szimmetrikus + +

Szimmetrikus + -

Koumlzeacuteppontosan - + szimmetrikus

Disszimetrikus - + - (kiraacutelis)

Aszimmetrikus - - - (kiraacutelis)

Szimmetriaelem művelet

Szimmetriasiacutek tuumlkroumlzeacutes

Szimmetriatengely forgataacutes

Szimmetriacentrum inverzioacute

Szimmetriaelem művelet

Azonossaacuteg vaacuteltozatlanulhagyaacutes

Tuumlkroumlzeacutesi forgataacutes eacutesszimmetriatengely (giroid) tengelyre merőleges

tuumlkroumlzeacutesOslash68

Oslash69

Oslash70

Oslash71

Oslash72

1 Atomic number2 Atomic mass3 Z gt E4 R gt S5 Spheres6 Single-bond equivalencies

Cahn-Ingold-Prelog nomenclature system

Sequence rules for order of priority

1 If the atoms in question are different the sequence order is by atomic number with theatom of highest atomic number receiving the highest priority

F lt Cl lt Br lt I

increasing priority

2 If two isotopes of the same element are present the isotope of higher mass receivesthe higher priority

H lt D

increasing priority73

5 If two atoms are identical the atomic numbers of the next atoms are used for priorityassignment If these atoms also have identical atoms attached to them priority isdetermined at the first point of difference along the chain The atom that has attached to itan atom of higher priority has the higher priority (Do not use the sums of the atomic numbersBut look for the single atom of highest priority)

74

6 Atoms attached by double or triple bond are given single-bond equivalencies so that theycan be treated like single-bonded groups in determining priority Each doubly bonded atom isduplicated (or triplicated for triple bonds)

R C

O

OH

Structure Equivalent for priority determination

R C

O

O

OH

C

R C N R C

N

N

NC

C

75

Konfiguraacutecioacutes izomeacuteriaUgyanaz a vaacutez konnektivitaacutes de elteacuterő teacuterbelielrendeződeacutes (valamilyen szimmetria-rendezőhoumlz valoacuteviszony)

Nem alakiacutethatoacutek egymaacutesba kovalens koumlteacutes elszakiacutetaacutesaeacutes uacutejrakeacutepződeacutese neacutelkuumll

optikai izomerek (optikai aktivitaacutes) R Sgeometriai izomerek cisz-transz E-Z

76

Konfiguraacutecioacutes diasztereomerekFizikai eacutes keacutemia tulajdonsaacutegaik elteacuternek

Konfiguraacutecioacutes enantiomerekFizikai eacutes keacutemiai tulajdonsaacutegaikazonosak kiveacutevebull azonos meacuterteacutekű de ellenteacutetesiraacutenyuacute optikai forgatoacutekeacutepesseacutegbull elteacuterő reaktivitaacutes maacutes kiraacutelis vegyuumlletekkel valoacute reakcioacuteban

C

C

Cl

Cl H

HC

C

H

Cl H

Cl

cisz-12-dikloacutereteacuten transz-12-dikloacutereteacuten

Br Cl

Cl BrF F

Cl Br

Br FF Cl

(R) (R) (S) (R)

CH

OHCH3CH2

CH3

CH

HOCH2CH3

CH3

CH

OHCH3CH2

CH3

CH

OHCH3

CH3CH2

180o-os forgataacutes

(R)-butaacuten-2-ol (S)-butaacuten-2-olfp 995 oC 995 oCd4

20 0808 0808nD

20 1397 1397[α]D

25 -1352o +1352o

(R)-butaacuten-2-ol (S)-butaacuten-2-ol

CH

OHCH3

CH3CH2

77

Elegykristaacutely

bullveacuteletlenszerűen tartalmazza mindkeacutet enantiomertbulla tiszta enantiomerek eacutes az enantiomer kevereacutekek tulajdonsaacutegai azonosak

Konglomeraacutetum

bullcsak az egyik vagy a maacutesik enantiomert tartalmazzabullaz enantiomerek mechanikusan is elkuumlloumlniacutethetők egymaacutestoacutel

Molekulavegyuumllet

bulla keacutet enantiomer a kristaacutelyban 11 araacutenyban fordul elő (raceacutem elegy)bulla raceacutem elegy eacutes az enantiomerek olvadaacutespontja kuumlloumlnboumlző

bullakiraacutelis koumlruumllmeacutenyek koumlzoumltt megegyező fizikai eacutes keacutemiai tulajdonsaacutegokbullkiraacutelis koumlruumllmeacutenyek koumlzoumltt elteacuterő (kiraacutelis molekulaacutek polarizaacutelt feacuteny)bullenantiomerek koumlzoumltti 3 fő koumllcsoumlnhataacutes

elegykristaacutely keacutepzeacuteskonglomeraacutetum keacutepzeacutesmolekulavegyuumllet keacutepzeacutes

Enantiomerek

78

Enantiomerek egyeacuteb kevereacutekeit az uacutegynevezett bdquoenantiomeric excessrdquo (ee) [enantiomerfelesleg] eacuterteacutekkel jellemezzuumlk (R) eacutes (S) a megfelelő enantiomerek mennyiseacutege a kevereacutekben

A komponensek mennyiseacutegeacutenek meghataacuterozaacutesaKiraacutelis oszlopkromatigraacutefia (enantiomerek elvaacutelasztaacutesa)NMR spektroszkoacutepia

ee =(R) - (S)(R) + (S) 100

Enantiomer felesleg

Az enantiomerfelesleg az aszimmetrikus szinteacutezis sikeresseacutegeacutenek egyikmeacuterőszaacutema Diasztereomerek kevereacuteke eseteacuten hasonloacute moacutedon definiaacuteljaacutek eacuteshasznaacuteljaacutek a diasztereomer felesleg eacutes a szaacutezaleacutekos diasztereomer feleslegfogalmaacutet

Egy 70 R eacutes 30 S izomert tartalmazoacute minta enantiomerfeleslege peacuteldaacuteul40 Ezt az anyagot uacutegy is tekinthetjuumlk mint 40 tiszta R izomer eacutes 60 raceacutemelegy (mely a teljes mennyiseacuteghez 30 R eacutes 30 S izomerrel jaacuterul hozzaacute)kevereacuteke 79

C

C

HOOC

HOOC

H

HOH

OH

S

R

C

C

HOOC

HOOC

OH

HH

OHR

RC

C

COOH

COOH

HO

HH

HOS

S

intramolekulaacuteristuumlkoumlrsiacutek

diasztereomerek diasztereomerek

enantiomerek

COOH

CH3H2NH

R

COOH

CH3 NH2H

S

enantiomerek

Enantiomerek eacutes diasztereomerek

80

C

NH2

COOHHH3C C

CH2SH

COOHH2NH

Ala Cys

Aacutebraacutezolja Fischer keacuteplettel az alaacutebbi perspektivikus keacuteplettel megadott aminosavakat

CH3

COOH

H2N H

CH2SH

COOH

H2N H

Ala Cys

S R

L L81

CNH2H

H3C

COOH

C

COOH

CH2SHH2NH

CCH3H

H2N

COOH

C

COOH

CH2SHHH2N

C

NH2

COOHHH3C

C

CH2SH

COOHH2NH

CH3

COOH

H2N H

CH2SH

COOH

H2N H

82

Enantiomerek eacutes mezo vegyuumlletek

Pszeudoaszimmetria

C

C

HOOC

HOOC

H

HOH

OH

S

R

C

C

HOOC

HOOC

OH

HH

OHR

RC

C

COOH

COOH

HO

HH

HOS

S

intramolekulaacuteristuumlkoumlrsiacutek

diasztereomerek diasztereomerek

enantiomerek

C

C

C

COOH

COOH

HO H

OHH

H OHR

R

C

C

C

COOH

COOH

H OH

HHO

HO HS

S

enantiomerek

optikailag aktiacutevak

C

C

C

COOH

COOH

H OH

OHH

H OHR

S

C

C

C

COOH

COOH

H OH

HHO

H OHR

S

optikailag inaktiacutevak

r s

83

COOH

COOH

COOHHOOC COOH

HOOC COOH

HOOC

mcisz transz transz

szerkezetiizomeacuteria

geometriaiizomeacuteria

optikai izomeacuteria

84

R

RHOH

akiraacutelisszeacutenatom

R

SHOH

rS

RHOH

s

RgtS r s

(S)

(S)

pszeudoaszimmetriaacutes szeacutenatom

akiraacutelis molekulamezo vegyuumllet

akiraacutelisC2 forgaacutesi szimmetriatengely

kiraacutelis

HOOC COOH

Br

m

HOOC COOH

m

HOOC

COOH

pro-pszeudoaszimmetriaacutes szeacutenatom

85

Kiraacutelis molekulaacutekon beluumll is sok esetben talaacutelhatoacute pszeudo-aszimmetriacentrum amennyiben a keacutet enantiomorf ligandum mellett tovaacutebbi aszimmetrikus ligandum is kapcsoloacutedik a centrumhoz (peacuteldaacuteul atropin eacutes szaacutermazeacutekai)

gytszptehuhudownloadindex16630

Oslash86

Mezo-forma a) mindig akiraacutelisb) mindig kell lennie kiraacutelis disztereomerjeacutenek is

gytszptehuhudownloadindex16630

C

C

HOOC

HOOC

H

HOH

OH

S

R

C

C

HOOC

HOOC

OH

HH

OHR

RC

C

COOH

COOH

HO

HH

HOS

S

intramolekulaacuteristuumlkoumlrsiacutek

diasztereomerek diasztereomerek

enantiomerek

Oslash87

gytszptehuhudownloadindex16630

A pszeudo-aszimmetriacentrumok konfiguraacutecioacutejaacuteban elteacuterő izomerekegymaacutessal diasztereoizomer viszonyban aacutellnak

rC

C

C

COOH

COOH

H OH

OHH

H OHR

S

sC

C

C

COOH

COOH

H OH

HHO

H OHR

S Oslash88

Geometriai izomeacuteria

kettős koumlteacutesű vegyuumlletekneacutelciklusos vegyuumlletekneacutel

C CH H

CH3H3CC C

H CH3

HH3C

Felteacutetel (olefinekneacutel) egy adott pilleacuteratomon nem lehet keacutet azonos helyettesiacutetőde adott kettőskoumlteacutes keacutet kuumlloumlnboumlző pilleacuteratomjaacuten lehet egy-egy azonos helyettesiacutető(de ezeknek sem kell szuumlkseacutegkeacuteppen azonosaknak lenniuumlk)

Alfa helyzetű szubsztituens Beacuteta helyzetű szubsztituens

Diasztereomerek

89

Configurational isomers

The particular arrangement of atoms (or goups) in space that is characteristic of a given streoisomer

The configurational isomers can not be transformed into each otherwithout breaking and making a covalent bond

- cis-trans Z-E designations geometric isomers- optical isomerism (cf chirality)

H COOH

H COOH

HOOC H

H COOH

Z E

Oslash90

The requirement for geometric isomerism in alkenes is that each carbon atom involvedin the pi bond have two different groups attached to it such as H and Cl or CH3 and Cl

C CH

H

CH2CH3

CH3

C CH

H

CH2CH3

CH3is the same as

C CCH3

H

CH2CH3

CH3

C CH

CH3

CH2CH3

CH3

geometric isomers

If one of the carbons of the double bond has two identical groups such as two H atomsor two CH3 groups the geometric isomerism is not possible

Z E

Higher priority atoms or groups are on the same side of the pi bond Z bdquotogetherrdquo

Higher priority atoms or groups are on opposite sides of the pi bond E bdquoacrossrdquo

(Look at the single atoms directly attached to the double-bond carbon C and not entire-CH2CH2CH3 group)

Oslash91

Cahn-Ingold-Prelog szekvenciaszabaacutelyokalkeacutenekre vonatkozoacutean

Toumlmegszaacutem

C CT

D

H

DE

Rendszaacutem

C CF

Cl

Br

IZ

Z gt E

E

ZZ C C

C

C

H

NC

C

C

H3C

H3C

CH3

HCH3

H

C CH

NC

C

C

CH3

CH3

H

H

Br

Br

E

R

S

RgtS (DgtL)

92

C CH

H3C

CH

CH

CH3

CH3

CH2

Z ltC

HCH3

CH3

C

H

C

C

H

H

HHH

H

C C

H H

H

C

H

C (C)

o

o

o

H

H(C)oo

o

C CH

H3C

CH

CH

CH3

CH2 Br

CH2

E

C

HCH3

CH2Br

C

H

C

H

H

HCBrH

H

gtC C

H H

H

C

H

C (C)

o

o

o

H

H(C)oo

o

(CON) adott atom ismeacutetelt megjeleniacuteteacutese ---o fantomatom

1 2 3C CCCH CHHH C C(C)CH C(C)HH

1 2 3C CCCH BrCHH gt CHHH C C(C)CH C(C)HH 93

transzE

ciszZ

C CH H

C CH

H

transzZ

ciszE

C CBr H

C CH

Br

Oslash94

Konformaacutecioacutes izomeacuteriaUgyanaz a vaacutez konnektivitaacutes de elteacuterő teacuterbelielrendeződeacutes (valamilyen szimmetria-rendezőhoumlz valoacuteviszony)

Kovalens koumlteacutes elszakiacutetaacutesa eacutes uacutejrakeacutepződeacutese neacutelkuumllegymaacutesba alakiacutethatoacutek

Rotaacutecioacutes izomeacuteriaKuumlloumlnboumlző konformaacutecioacute (konformerek rotamerek)

Axiaacutelis kiralitaacutes R SHelikaacutelis kiralitaacutes P M

95

C CCH3H3C

HHHH

C CCH3

CH3 HH

HH

Konformaacutecioacutes diasztereomerek

C CH

CH3 HCH3

HH C C

H

CH3 CH3H

HH

Konformaacutecioacutes enantiomerek

P M

96

szinperiplanaacuteris szinklinaacutelis antiklinaacutelis antiperiplanaacuteris antiklinaacutelis szinklinaacutelis

pszeudorotaacutecioacute

axiaacutelis ekvatoriaacutelis

Konformerek

kiraacutelis kiraacutelisakiraacutelis akiraacutelis

97

C CCH3

CH3 HH

HHC C

CH3H3C

HHHH

Konfiguraacutecioacutes diasztereomerek

Konformaacutecioacutes diasztereomerek

C CH H

CH3H3CCC

HH3C

H CH3

98

- huacutezaacutes (stretch)

- hajliacutetaacutes (bend)

- csavaraacutes (torsion)

O OH

Hr 1r 2

r 2

O OH

H

α

OH

OH

τ (φ)

Oslash99

O OH

H

HOOH

OOH

HE

α30 kcalmol

Hajliacutetaacutes bend

Huacutezaacutes (nyuacutejtaacutes) stretch

disszociaacutecioacute

E

r

~ 90 ~ 50 kcalmol

HOO + H

HO + HO

Oslash100

H

H

H

O OH

H

1 kcalmol

~ 10kcalmol

(torzioacutes szoumlg)τ

Newman projekcioacute

H H

0o 60o 180o 300o 360o

OO

H

H

HHH HH

Oslash101

CH2 CH2Y ZY = Z = H

Y = Z = CH3

etaacuten

n-butaacuten

300o 360o240o180o120o60o0o

0o120o- 60o-180o-240o-300o-360o-

oacutera jaacuteraacutesaacuteval megegyező

oacutera jaacuteraacutesaacuteval ellenteacutetes

ZY

Z

Y

ZY

Z

Y

Z

Y

ZYZY

syn antisynperiplanar synklinal antiklinal antiperiplanar antiklinal synklinal

102

CCH

H H

HH

HH H

H

H

H H

CCH

H H

H

H HH H

HH

HH

0o 120o 240o 360o

12 M

m

M12 M M

mm

Θ

M = m

E(Θ)

minimum

Maximum

103

HHH H

CH3CH3

HHH H

CH3CH3

H

HH H

CH3

CH3

E

0deg dieacutederes szoumlg

E szabadentalpia-kuumlloumlnbseacuteg

58

29

07

(kcal)

H H

H3CH CH3

H

H H

H3CH H

CH3

H3C CH3

H HH

H

CH3HH H

CH3H

060deg 120deg 180deg 240deg 300deg 360deg

szinperiplanaacuteris szinklinaacutelis antiklinaacutelis antiperiplanaacuteris antiklinaacutelis szinklinaacutelis104

∆G0 = G01 - G0

2

K = e∆G0

RT

∆G = - RT ln K∆G = ∆H - T∆S

∆H = 074

∆S = 2 K = 19

gauche ndash anti araacuteny

minden gauche konformerre keacutet anti forma jut K= [a][g] Oslash105

0o

0o

60o

60o

120o

120o

180o

180o

240o

240o

300o

300o 360o

360o

RELA

T

IacuteV

ENERGIA

ANTI EFFEKTUS

GAUCHE EFFEKTUS

EXTREacuteMGAUCHE

EFFEKTUS

H

H H

H H

H

CH3

H H

H H

CH3

TORZIOacuteS SZOumlG

ZY

Z

YZ

Y

Z

Y

ZY

ZY ZY

F

H H

OH

repulsions

F

H H

H 106

attractiveinteractions

orbitalinteractions

antiperiplanarposition

Anti-effect

107

repulsions

F

H H

OH

repulsions

F

H H

H

Extrem gauche effect

108

C-F

C-H

C-F

C-HC-C C-C

Oslash109

CikloalkaacutenokGyűrűfeszuumlltseacuteg

Hipotetikus planaacuteris rendszerek

Baeyer vegyeacuterteacutekszoumlg-deformaacutecioacute (angulaacuterisgyűrű feszuumlleacutes)

Pitzer anti-aacutellaacuteshoz keacutepesti energiatoumlbblet (torzioacutes feszuumlleacutes)

van der Waals nemkoumltő atomok szterikus koumllcsoumlnhataacutesa

Nem planaacuteris vegyuumlletek

CC C

C

C

boriacuteteacutek

C C C

C

Ctwist

pszeudorotaacutecioacute

CC

C C

V-alakuacute

CCC

CCC

szeacutek110

3 4 5 6 7 8 9 10Gyűrűtagszaacutem

Gyűrű

feszuumlleacutes

kcalmol

hataacutereacuterteacutek

111

Cl

H

H

H

Cl

H

H

Cl

H

H

Cl

H

Cl

H

H

H

H

Cl

mezo SS RR

cisz transz

Ciklopropaacuten

C

C

HOOC

HOOC

H

HOH

OH

S

R

C

C

HOOC

HOOC

OH

HH

OHR

RC

C

COOH

COOH

HO

HH

HOS

S

intramolekulaacuteristuumlkoumlrsiacutek

diasztereomerek diasztereomerek

enantiomerek 112

Ea(a e)

∆Ea+∆E

∆E

Ea(a e)

Z

Hkb 5szeacutek

ZH

kb 95szeacutek

kb 2 kcal

csavartkaacuted

csavartkaacuted

kaacuted

ZH

feacutelszeacutekfeacutelszeacutek

ZH

Ciklohexaacuten

113

A 3-3 nemszomszeacutedos szeacutenatom aacuteltal definiaacutelt siacutekokra

merőleges koumlteacutesiraacutenyok axiaacutelis

A toumlbbi koumlteacutes e keacutet siacutek koumlzoumltt van ekvatoriaacutelis

Pszeudorotaacutecioacute a gyűrűs vegyuumlletek konformerjei

szoumlgfeszuumlltseacuteg neacutelkuumll alakulnak egymaacutesba

114

transz 12-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

cisz 12-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

Z

H

Z

H Z

HZ

Ha

eae

Z

HZ

H

Z

H

Z

H

a

e

ae

115

transz 13-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

cisz 13-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

Z

HZ

H

Z

H Z

H

a

e ae

Z

HZ

HZ

H

Z

H

a

e

ae

116

H

Z

Z

H

H

Z Z

Ha

ea

e

transz 14-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

Z

HZ

H

H

Z

Z

Ha

ea

e

cisz 14-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

117

Oslash118

8 CO2 + 8 H2O

- 12483 kcalmol - 12468 kcalmol

15 kcalmol

CH3

CH3H

H

+ 12 O2

cisz-12-dimetilciklohexaacuten

CH3

H

H

CH3

transz-12-dimetilciklohexaacuten

+ 12 O2

119

Diszubsztituaacutelt ciklohexaacutenokszerkezeti izomerjeinek konformaacutecioacutes viszonyai

Szerkezeti izomer Geometriai izomercisz transz

12

14

ae aa

ea ee

13aa ae

ee ea

120

Oslash121

BrNH2

Br

NH23a 2b

NH2

Br

Br

NH24a 1b

NH2

Br

Br

NH2

1b 4a

NH2

Br

NH2

Br2b 3a

NH2

Br

Br

NH23b 2a

Br

NH2

BrNH24b 1a

Konformaacutecioacutes Konformaacutecioacutes

BrNH2 Br

NH2

1a 4b

Br

NH2

BrNH2

2a 3b

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesenantiomerek

Konfiguraacutecioacutesenantiomerek

diasztereomerek diasztereomerek

12-helyzetben kuumlloumlnboumlző helyettesiacutetőket tartalmazoacute ciklohexaacuten szaacutermazeacutekokkonfiguraacutecioacutes eacutes konformaacutecioacutes viszonyai

Oslash122

H

H

H

HH

H

H

H

Dekalin

cisz transz

123

transz-transz-transzanellaacutecioacute

cisz-transz-transzanellaacutecioacute

DC

BA

DC

BA

H H

R

H

H H

H

H

H

R

H H

DCBA

R

H

H

H

H

H

H

DCBA

R

H

H

H

H

H

H

CH3

CH3

CH3

CH3

Oslash124

A kiralitaacutes kialakulaacutesa eacutes bioloacutegiai jelentőseacutege

Kiraacutelis vegyuumlletek

termeacuteszetes aminosavak (elsősorban L konfiguraacutecioacute)peptidek enzimektermeacuteszetes szeacutenhidraacutetok (elsősorban D konfiguraacutecioacute)gyoacutegyszerek

Az első kiraacutelis vegyuumllet kialakulaacutesa

az elemi reacuteszek gyenge koumllcsoumlnhataacutesaacutenakiraacutenyfuumlggeacuteseacutevel van kapcsolatban

autokataliacutezis

a termeacuteszet nem tuumlkoumlrszimmetrikus (a termeacuteszet homokiraacutelis)

Oslash125

Az optikai aktivitaacuteseredete szeacutenhidraacutetokkiralitaacutescentrumaacutenakkieacutepuumlleacutese a termeacuteszetben

Oslash126

Oslash127

• Slide Number 1
• Slide Number 2
• Slide Number 3
• Slide Number 4
• Slide Number 5
• Slide Number 6
• Slide Number 7
• Izomeacuteria
• Slide Number 9
• Slide Number 10
• Slide Number 11
• Slide Number 12
• Slide Number 13
• Slide Number 14
• Slide Number 15
• Slide Number 16
• Slide Number 17
• Slide Number 18
• Szerkezeti izomeacuteria
• Slide Number 20
• Slide Number 21
• Slide Number 22
• Slide Number 23
• Slide Number 24
• A tautomeacuteria tiacutepusai
• Slide Number 26
• Slide Number 27
• Slide Number 28
• Slide Number 29
• Slide Number 30
• Sztereoizomeacuteria
• Slide Number 32
• Slide Number 33
• Slide Number 34
• Slide Number 35
• Slide Number 36
• Slide Number 37
• Slide Number 38
• Slide Number 39
• Slide Number 40
• Slide Number 41
• Slide Number 42
• Slide Number 43
• Slide Number 44
• Slide Number 45
• Slide Number 46
• Slide Number 47
• Tovaacutebbi kiralitaacutes tiacutepusok
• Slide Number 49
• Slide Number 50
• Slide Number 51
• Slide Number 52
• Slide Number 53
• Slide Number 54
• Slide Number 55
• Slide Number 56
• Slide Number 57
• Toumlbb kiralitaacuteskoumlzpont
• Slide Number 59
• Slide Number 60
• Slide Number 61
• Slide Number 62
• Slide Number 63
• Slide Number 64
• Slide Number 65
• Slide Number 66
• Slide Number 67
• Slide Number 68
• Slide Number 69
• Slide Number 70
• Slide Number 71
• Slide Number 72
• Slide Number 73
• Slide Number 74
• Slide Number 75
• Konfiguraacutecioacutes izomeacuteria
• Slide Number 77
• Slide Number 78
• Slide Number 79
• Slide Number 80
• Slide Number 81
• Slide Number 82
• Slide Number 83
• Slide Number 84
• Slide Number 85
• Slide Number 86
• Slide Number 87
• Slide Number 88
• Slide Number 89
• Slide Number 90
• Slide Number 91
• Slide Number 92
• Slide Number 93
• Slide Number 94
• Slide Number 95
• Slide Number 96
• Slide Number 97
• Slide Number 98
• Slide Number 99
• Slide Number 100
• Slide Number 101
• Slide Number 102
• Slide Number 103
• Slide Number 104
• Slide Number 105
• Slide Number 106
• Slide Number 107
• Slide Number 108
• Slide Number 109
• Slide Number 110
• Slide Number 111
• Slide Number 112
• Slide Number 113
• Slide Number 114
• Slide Number 115
• Slide Number 116
• Slide Number 117
• Slide Number 118
• Slide Number 119
• Slide Number 120
• Slide Number 121
• Slide Number 122
• Slide Number 123
• Slide Number 124
• Slide Number 125
• Slide Number 126
• Slide Number 127

CH3CH3

HO H

OHHCH3

H3COHH

HO H

CH3CH3

HO H

HHOCH3

H3COHH

H OH

CH3CH3

HO H

OHH

180o forgataacutes

mezo-23-butaacutendioltuumlkoumlrkeacutepi paacuterok fedeacutesbe hozhatoacutek - akiraacutelis

(2R3R)-23-butaacutendiol (2S3S)-23-butaacutendiol

CH3 CH3

H HHO OH

Egyetlen sztereogeacuten centrumot tartalmazoacute molekula mindig kiraacutelis desztereogeacuten centrum jelenleacutete nem szuumlkseacuteges sem nem eleacutegseacuteges felteacutetele a kiralitaacutesnak

Nem eleacutegseacuteges toumlbb sztereogeacuten centrumot tartalmazoacute molekula lehet akiraacutelisPeacutelda

60

Nem minden olyan molekula kiraacutelis amely aszimmetria centrumokkal rendelkezik

Nem minden kiraacutelis molekula rendelkezik aszimmetria centrummal

axiaacutelis kiralitaacutes 13-diszubsztituaacutelt alleacuten planaacuteris kiralitaacutes spirovegyuumlletek koumlreacuteben

mezo vegyuumlletek cisz-12-azonosandiszubsztituaacutelt ciklopropaacuten

Oslash61

COOHH

HHOOC

CH3H

H3C HS2

COOH

HHO

H OH

COOH

S2

COOHH

HHOOC

HH

H H

borkősav

Newman (fűreacuteszbak) projekcioacuteKonformatiacutev

62

Fisher projekcioacuteval aacutebraacutezolt L- eacutes D-borkősav

mezo-borkotildesav

COOHCH OHCCOOH

OHH

COOHCHO HCCOOH

HHO

szotildelotildesav

COOHCH OHCCOOH

HHO

COOHCHO HCCOOH

OHH

L-(+)-borkotildesav D-(-)-borkotildesav

63

Oslash64

Cl

H

H

H

Cl

H

H

Cl

H

H

Cl

H

Cl

H

H

H

H

Cl

mezo SS RR

cisz transz

Nem minden olyan molekula kiraacutelis amely aszimmetria centrumokkal rendelkezik

65

Szimmeriaelemek(szimmetria azonos meacuteret)

Akkor mondjuk hogy egy taacutergy szimmetriaelemmel rendelkezik ha a megfelelőszimmetriaművelet (tuumlkroumlzeacutes forgataacutes inverzioacute) a taacutergyat az eredetivel fedeacutesbehozhatoacute alakzattaacute konvertaacutelja

Pontcsoport ndash meghataacuterozott taacutergyra vonatkozoacute szimmetriaműveletek oumlsszesseacutege

szimmetriasiacutek (σ) a molekulaacutet keacutet olyan feacutelre bontja amelyek egymaacutesnak pontostuumlkoumlrkeacutepei (Szimmetriasiacutekot tartalmazoacute molekula akiraacutelis de a siacutek hiaacutenya nem okozkiralitaacutest)

n-ed rendű forgaacutesi szimmetriatengely (Cn) a molekulaacutet a tengely koumlruumll 360degnszoumlggel elforgatva az eredetitől megkuumlloumlnboumlzhetetlen molekulaacutet kapunk

szimmetriacentrum (inverzioacutes centrum) (Ci) a molekula baacutermely elemeacutet aszimmetriacentrummal oumlsszekoumltve eacutes az ellenkező iraacutenyba azonos taacutevolsaacutegrameghosszabbiacutetva azonos elemhez jutunk (Szimmetriacentrumot tartalmazoacutemolekula akiraacutelis de hiaacutenya nem okoz kiralitaacutest)

n-ed rendű tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengely (Sn) a molekulaacutet 360degn szoumlggel elforgatvaeacutes a tengelyre merőleges siacutekra tuumlkroumlzve az eredetitől megkuumlloumlnboumlzhetetlenmolekulaacutet kapunk (Tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengelyt tartalmazoacute molekula akiraacutelishiaacutenyaacuteban a molekula kiraacutelis) 66

C CCH3

H

H

CH3180o C C

CH3

H

CH3

H360o

siacutek

tengely

siacutek

tengely

Keacutetfogaacutesuacute tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengely Egyfogaacutesuacute tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengely

Szimmetriacentrum Szimmetriasiacutek

Tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengelyValamely taacutergy akkor jellemezhető Sn azaz n-ed rendű tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengellyel ha annak baacutermely pontjaacutet a tengely koumlruumll 360n fokos szoumlggelelfordiacutetva eacutes a tengelyre merőlegesen fektetett siacutekon keresztuumll tuumlkroumlzve az eredetiobjektumot kapjuk meg (n szuumlkseacutegkeacuteppen paacuteros vagy 1)

Az S1-tengely szimmetriasiacutekkal (σ) az S2-tengely viszont szimmetriacentrummal (Ci) egyeneacuterteacutekű

A szimmetriacentrumon aacutethaladoacute baacutermely egyenesen a centrumtoacutel egyenlő taacutevolsaacutegban azonos elemek talaacutelhatoacutek

Akiraacutelis molekulaacutek

67

szimmetriasiacutek (m S1) forgaacutesi szimmetriatengely (Cn) szimmetriacentrum (Ci S2)

Szimmetrikus + +

Szimmetrikus + -

Koumlzeacuteppontosan - + szimmetrikus

Disszimetrikus - + - (kiraacutelis)

Aszimmetrikus - - - (kiraacutelis)

Szimmetriaelem művelet

Szimmetriasiacutek tuumlkroumlzeacutes

Szimmetriatengely forgataacutes

Szimmetriacentrum inverzioacute

Szimmetriaelem művelet

Azonossaacuteg vaacuteltozatlanulhagyaacutes

Tuumlkroumlzeacutesi forgataacutes eacutesszimmetriatengely (giroid) tengelyre merőleges

tuumlkroumlzeacutesOslash68

Oslash69

Oslash70

Oslash71

Oslash72

1 Atomic number2 Atomic mass3 Z gt E4 R gt S5 Spheres6 Single-bond equivalencies

Cahn-Ingold-Prelog nomenclature system

Sequence rules for order of priority

1 If the atoms in question are different the sequence order is by atomic number with theatom of highest atomic number receiving the highest priority

F lt Cl lt Br lt I

increasing priority

2 If two isotopes of the same element are present the isotope of higher mass receivesthe higher priority

H lt D

increasing priority73

5 If two atoms are identical the atomic numbers of the next atoms are used for priorityassignment If these atoms also have identical atoms attached to them priority isdetermined at the first point of difference along the chain The atom that has attached to itan atom of higher priority has the higher priority (Do not use the sums of the atomic numbersBut look for the single atom of highest priority)

74

6 Atoms attached by double or triple bond are given single-bond equivalencies so that theycan be treated like single-bonded groups in determining priority Each doubly bonded atom isduplicated (or triplicated for triple bonds)

R C

O

OH

Structure Equivalent for priority determination

R C

O

O

OH

C

R C N R C

N

N

NC

C

75

Konfiguraacutecioacutes izomeacuteriaUgyanaz a vaacutez konnektivitaacutes de elteacuterő teacuterbelielrendeződeacutes (valamilyen szimmetria-rendezőhoumlz valoacuteviszony)

Nem alakiacutethatoacutek egymaacutesba kovalens koumlteacutes elszakiacutetaacutesaeacutes uacutejrakeacutepződeacutese neacutelkuumll

optikai izomerek (optikai aktivitaacutes) R Sgeometriai izomerek cisz-transz E-Z

76

Konfiguraacutecioacutes diasztereomerekFizikai eacutes keacutemia tulajdonsaacutegaik elteacuternek

Konfiguraacutecioacutes enantiomerekFizikai eacutes keacutemiai tulajdonsaacutegaikazonosak kiveacutevebull azonos meacuterteacutekű de ellenteacutetesiraacutenyuacute optikai forgatoacutekeacutepesseacutegbull elteacuterő reaktivitaacutes maacutes kiraacutelis vegyuumlletekkel valoacute reakcioacuteban

C

C

Cl

Cl H

HC

C

H

Cl H

Cl

cisz-12-dikloacutereteacuten transz-12-dikloacutereteacuten

Br Cl

Cl BrF F

Cl Br

Br FF Cl

(R) (R) (S) (R)

CH

OHCH3CH2

CH3

CH

HOCH2CH3

CH3

CH

OHCH3CH2

CH3

CH

OHCH3

CH3CH2

180o-os forgataacutes

(R)-butaacuten-2-ol (S)-butaacuten-2-olfp 995 oC 995 oCd4

20 0808 0808nD

20 1397 1397[α]D

25 -1352o +1352o

(R)-butaacuten-2-ol (S)-butaacuten-2-ol

CH

OHCH3

CH3CH2

77

Elegykristaacutely

bullveacuteletlenszerűen tartalmazza mindkeacutet enantiomertbulla tiszta enantiomerek eacutes az enantiomer kevereacutekek tulajdonsaacutegai azonosak

Konglomeraacutetum

bullcsak az egyik vagy a maacutesik enantiomert tartalmazzabullaz enantiomerek mechanikusan is elkuumlloumlniacutethetők egymaacutestoacutel

Molekulavegyuumllet

bulla keacutet enantiomer a kristaacutelyban 11 araacutenyban fordul elő (raceacutem elegy)bulla raceacutem elegy eacutes az enantiomerek olvadaacutespontja kuumlloumlnboumlző

bullakiraacutelis koumlruumllmeacutenyek koumlzoumltt megegyező fizikai eacutes keacutemiai tulajdonsaacutegokbullkiraacutelis koumlruumllmeacutenyek koumlzoumltt elteacuterő (kiraacutelis molekulaacutek polarizaacutelt feacuteny)bullenantiomerek koumlzoumltti 3 fő koumllcsoumlnhataacutes

elegykristaacutely keacutepzeacuteskonglomeraacutetum keacutepzeacutesmolekulavegyuumllet keacutepzeacutes

Enantiomerek

78

Enantiomerek egyeacuteb kevereacutekeit az uacutegynevezett bdquoenantiomeric excessrdquo (ee) [enantiomerfelesleg] eacuterteacutekkel jellemezzuumlk (R) eacutes (S) a megfelelő enantiomerek mennyiseacutege a kevereacutekben

A komponensek mennyiseacutegeacutenek meghataacuterozaacutesaKiraacutelis oszlopkromatigraacutefia (enantiomerek elvaacutelasztaacutesa)NMR spektroszkoacutepia

ee =(R) - (S)(R) + (S) 100

Enantiomer felesleg

Az enantiomerfelesleg az aszimmetrikus szinteacutezis sikeresseacutegeacutenek egyikmeacuterőszaacutema Diasztereomerek kevereacuteke eseteacuten hasonloacute moacutedon definiaacuteljaacutek eacuteshasznaacuteljaacutek a diasztereomer felesleg eacutes a szaacutezaleacutekos diasztereomer feleslegfogalmaacutet

Egy 70 R eacutes 30 S izomert tartalmazoacute minta enantiomerfeleslege peacuteldaacuteul40 Ezt az anyagot uacutegy is tekinthetjuumlk mint 40 tiszta R izomer eacutes 60 raceacutemelegy (mely a teljes mennyiseacuteghez 30 R eacutes 30 S izomerrel jaacuterul hozzaacute)kevereacuteke 79

C

C

HOOC

HOOC

H

HOH

OH

S

R

C

C

HOOC

HOOC

OH

HH

OHR

RC

C

COOH

COOH

HO

HH

HOS

S

intramolekulaacuteristuumlkoumlrsiacutek

diasztereomerek diasztereomerek

enantiomerek

COOH

CH3H2NH

R

COOH

CH3 NH2H

S

enantiomerek

Enantiomerek eacutes diasztereomerek

80

C

NH2

COOHHH3C C

CH2SH

COOHH2NH

Ala Cys

Aacutebraacutezolja Fischer keacuteplettel az alaacutebbi perspektivikus keacuteplettel megadott aminosavakat

CH3

COOH

H2N H

CH2SH

COOH

H2N H

Ala Cys

S R

L L81

CNH2H

H3C

COOH

C

COOH

CH2SHH2NH

CCH3H

H2N

COOH

C

COOH

CH2SHHH2N

C

NH2

COOHHH3C

C

CH2SH

COOHH2NH

CH3

COOH

H2N H

CH2SH

COOH

H2N H

82

Enantiomerek eacutes mezo vegyuumlletek

Pszeudoaszimmetria

C

C

HOOC

HOOC

H

HOH

OH

S

R

C

C

HOOC

HOOC

OH

HH

OHR

RC

C

COOH

COOH

HO

HH

HOS

S

intramolekulaacuteristuumlkoumlrsiacutek

diasztereomerek diasztereomerek

enantiomerek

C

C

C

COOH

COOH

HO H

OHH

H OHR

R

C

C

C

COOH

COOH

H OH

HHO

HO HS

S

enantiomerek

optikailag aktiacutevak

C

C

C

COOH

COOH

H OH

OHH

H OHR

S

C

C

C

COOH

COOH

H OH

HHO

H OHR

S

optikailag inaktiacutevak

r s

83

COOH

COOH

COOHHOOC COOH

HOOC COOH

HOOC

mcisz transz transz

szerkezetiizomeacuteria

geometriaiizomeacuteria

optikai izomeacuteria

84

R

RHOH

akiraacutelisszeacutenatom

R

SHOH

rS

RHOH

s

RgtS r s

(S)

(S)

pszeudoaszimmetriaacutes szeacutenatom

akiraacutelis molekulamezo vegyuumllet

akiraacutelisC2 forgaacutesi szimmetriatengely

kiraacutelis

HOOC COOH

Br

m

HOOC COOH

m

HOOC

COOH

pro-pszeudoaszimmetriaacutes szeacutenatom

85

Kiraacutelis molekulaacutekon beluumll is sok esetben talaacutelhatoacute pszeudo-aszimmetriacentrum amennyiben a keacutet enantiomorf ligandum mellett tovaacutebbi aszimmetrikus ligandum is kapcsoloacutedik a centrumhoz (peacuteldaacuteul atropin eacutes szaacutermazeacutekai)

gytszptehuhudownloadindex16630

Oslash86

Mezo-forma a) mindig akiraacutelisb) mindig kell lennie kiraacutelis disztereomerjeacutenek is

gytszptehuhudownloadindex16630

C

C

HOOC

HOOC

H

HOH

OH

S

R

C

C

HOOC

HOOC

OH

HH

OHR

RC

C

COOH

COOH

HO

HH

HOS

S

intramolekulaacuteristuumlkoumlrsiacutek

diasztereomerek diasztereomerek

enantiomerek

Oslash87

gytszptehuhudownloadindex16630

A pszeudo-aszimmetriacentrumok konfiguraacutecioacutejaacuteban elteacuterő izomerekegymaacutessal diasztereoizomer viszonyban aacutellnak

rC

C

C

COOH

COOH

H OH

OHH

H OHR

S

sC

C

C

COOH

COOH

H OH

HHO

H OHR

S Oslash88

Geometriai izomeacuteria

kettős koumlteacutesű vegyuumlletekneacutelciklusos vegyuumlletekneacutel

C CH H

CH3H3CC C

H CH3

HH3C

Felteacutetel (olefinekneacutel) egy adott pilleacuteratomon nem lehet keacutet azonos helyettesiacutetőde adott kettőskoumlteacutes keacutet kuumlloumlnboumlző pilleacuteratomjaacuten lehet egy-egy azonos helyettesiacutető(de ezeknek sem kell szuumlkseacutegkeacuteppen azonosaknak lenniuumlk)

Alfa helyzetű szubsztituens Beacuteta helyzetű szubsztituens

Diasztereomerek

89

Configurational isomers

The particular arrangement of atoms (or goups) in space that is characteristic of a given streoisomer

The configurational isomers can not be transformed into each otherwithout breaking and making a covalent bond

- cis-trans Z-E designations geometric isomers- optical isomerism (cf chirality)

H COOH

H COOH

HOOC H

H COOH

Z E

Oslash90

The requirement for geometric isomerism in alkenes is that each carbon atom involvedin the pi bond have two different groups attached to it such as H and Cl or CH3 and Cl

C CH

H

CH2CH3

CH3

C CH

H

CH2CH3

CH3is the same as

C CCH3

H

CH2CH3

CH3

C CH

CH3

CH2CH3

CH3

geometric isomers

If one of the carbons of the double bond has two identical groups such as two H atomsor two CH3 groups the geometric isomerism is not possible

Z E

Higher priority atoms or groups are on the same side of the pi bond Z bdquotogetherrdquo

Higher priority atoms or groups are on opposite sides of the pi bond E bdquoacrossrdquo

(Look at the single atoms directly attached to the double-bond carbon C and not entire-CH2CH2CH3 group)

Oslash91

Cahn-Ingold-Prelog szekvenciaszabaacutelyokalkeacutenekre vonatkozoacutean

Toumlmegszaacutem

C CT

D

H

DE

Rendszaacutem

C CF

Cl

Br

IZ

Z gt E

E

ZZ C C

C

C

H

NC

C

C

H3C

H3C

CH3

HCH3

H

C CH

NC

C

C

CH3

CH3

H

H

Br

Br

E

R

S

RgtS (DgtL)

92

C CH

H3C

CH

CH

CH3

CH3

CH2

Z ltC

HCH3

CH3

C

H

C

C

H

H

HHH

H

C C

H H

H

C

H

C (C)

o

o

o

H

H(C)oo

o

C CH

H3C

CH

CH

CH3

CH2 Br

CH2

E

C

HCH3

CH2Br

C

H

C

H

H

HCBrH

H

gtC C

H H

H

C

H

C (C)

o

o

o

H

H(C)oo

o

(CON) adott atom ismeacutetelt megjeleniacuteteacutese ---o fantomatom

1 2 3C CCCH CHHH C C(C)CH C(C)HH

1 2 3C CCCH BrCHH gt CHHH C C(C)CH C(C)HH 93

transzE

ciszZ

C CH H

C CH

H

transzZ

ciszE

C CBr H

C CH

Br

Oslash94

Konformaacutecioacutes izomeacuteriaUgyanaz a vaacutez konnektivitaacutes de elteacuterő teacuterbelielrendeződeacutes (valamilyen szimmetria-rendezőhoumlz valoacuteviszony)

Kovalens koumlteacutes elszakiacutetaacutesa eacutes uacutejrakeacutepződeacutese neacutelkuumllegymaacutesba alakiacutethatoacutek

Rotaacutecioacutes izomeacuteriaKuumlloumlnboumlző konformaacutecioacute (konformerek rotamerek)

Axiaacutelis kiralitaacutes R SHelikaacutelis kiralitaacutes P M

95

C CCH3H3C

HHHH

C CCH3

CH3 HH

HH

Konformaacutecioacutes diasztereomerek

C CH

CH3 HCH3

HH C C

H

CH3 CH3H

HH

Konformaacutecioacutes enantiomerek

P M

96

szinperiplanaacuteris szinklinaacutelis antiklinaacutelis antiperiplanaacuteris antiklinaacutelis szinklinaacutelis

pszeudorotaacutecioacute

axiaacutelis ekvatoriaacutelis

Konformerek

kiraacutelis kiraacutelisakiraacutelis akiraacutelis

97

C CCH3

CH3 HH

HHC C

CH3H3C

HHHH

Konfiguraacutecioacutes diasztereomerek

Konformaacutecioacutes diasztereomerek

C CH H

CH3H3CCC

HH3C

H CH3

98

- huacutezaacutes (stretch)

- hajliacutetaacutes (bend)

- csavaraacutes (torsion)

O OH

Hr 1r 2

r 2

O OH

H

α

OH

OH

τ (φ)

Oslash99

O OH

H

HOOH

OOH

HE

α30 kcalmol

Hajliacutetaacutes bend

Huacutezaacutes (nyuacutejtaacutes) stretch

disszociaacutecioacute

E

r

~ 90 ~ 50 kcalmol

HOO + H

HO + HO

Oslash100

H

H

H

O OH

H

1 kcalmol

~ 10kcalmol

(torzioacutes szoumlg)τ

Newman projekcioacute

H H

0o 60o 180o 300o 360o

OO

H

H

HHH HH

Oslash101

CH2 CH2Y ZY = Z = H

Y = Z = CH3

etaacuten

n-butaacuten

300o 360o240o180o120o60o0o

0o120o- 60o-180o-240o-300o-360o-

oacutera jaacuteraacutesaacuteval megegyező

oacutera jaacuteraacutesaacuteval ellenteacutetes

ZY

Z

Y

ZY

Z

Y

Z

Y

ZYZY

syn antisynperiplanar synklinal antiklinal antiperiplanar antiklinal synklinal

102

CCH

H H

HH

HH H

H

H

H H

CCH

H H

H

H HH H

HH

HH

0o 120o 240o 360o

12 M

m

M12 M M

mm

Θ

M = m

E(Θ)

minimum

Maximum

103

HHH H

CH3CH3

HHH H

CH3CH3

H

HH H

CH3

CH3

E

0deg dieacutederes szoumlg

E szabadentalpia-kuumlloumlnbseacuteg

58

29

07

(kcal)

H H

H3CH CH3

H

H H

H3CH H

CH3

H3C CH3

H HH

H

CH3HH H

CH3H

060deg 120deg 180deg 240deg 300deg 360deg

szinperiplanaacuteris szinklinaacutelis antiklinaacutelis antiperiplanaacuteris antiklinaacutelis szinklinaacutelis104

∆G0 = G01 - G0

2

K = e∆G0

RT

∆G = - RT ln K∆G = ∆H - T∆S

∆H = 074

∆S = 2 K = 19

gauche ndash anti araacuteny

minden gauche konformerre keacutet anti forma jut K= [a][g] Oslash105

0o

0o

60o

60o

120o

120o

180o

180o

240o

240o

300o

300o 360o

360o

RELA

T

IacuteV

ENERGIA

ANTI EFFEKTUS

GAUCHE EFFEKTUS

EXTREacuteMGAUCHE

EFFEKTUS

H

H H

H H

H

CH3

H H

H H

CH3

TORZIOacuteS SZOumlG

ZY

Z

YZ

Y

Z

Y

ZY

ZY ZY

F

H H

OH

repulsions

F

H H

H 106

attractiveinteractions

orbitalinteractions

antiperiplanarposition

Anti-effect

107

repulsions

F

H H

OH

repulsions

F

H H

H

Extrem gauche effect

108

C-F

C-H

C-F

C-HC-C C-C

Oslash109

CikloalkaacutenokGyűrűfeszuumlltseacuteg

Hipotetikus planaacuteris rendszerek

Baeyer vegyeacuterteacutekszoumlg-deformaacutecioacute (angulaacuterisgyűrű feszuumlleacutes)

Pitzer anti-aacutellaacuteshoz keacutepesti energiatoumlbblet (torzioacutes feszuumlleacutes)

van der Waals nemkoumltő atomok szterikus koumllcsoumlnhataacutesa

Nem planaacuteris vegyuumlletek

CC C

C

C

boriacuteteacutek

C C C

C

Ctwist

pszeudorotaacutecioacute

CC

C C

V-alakuacute

CCC

CCC

szeacutek110

3 4 5 6 7 8 9 10Gyűrűtagszaacutem

Gyűrű

feszuumlleacutes

kcalmol

hataacutereacuterteacutek

111

Cl

H

H

H

Cl

H

H

Cl

H

H

Cl

H

Cl

H

H

H

H

Cl

mezo SS RR

cisz transz

Ciklopropaacuten

C

C

HOOC

HOOC

H

HOH

OH

S

R

C

C

HOOC

HOOC

OH

HH

OHR

RC

C

COOH

COOH

HO

HH

HOS

S

intramolekulaacuteristuumlkoumlrsiacutek

diasztereomerek diasztereomerek

enantiomerek 112

Ea(a e)

∆Ea+∆E

∆E

Ea(a e)

Z

Hkb 5szeacutek

ZH

kb 95szeacutek

kb 2 kcal

csavartkaacuted

csavartkaacuted

kaacuted

ZH

feacutelszeacutekfeacutelszeacutek

ZH

Ciklohexaacuten

113

A 3-3 nemszomszeacutedos szeacutenatom aacuteltal definiaacutelt siacutekokra

merőleges koumlteacutesiraacutenyok axiaacutelis

A toumlbbi koumlteacutes e keacutet siacutek koumlzoumltt van ekvatoriaacutelis

Pszeudorotaacutecioacute a gyűrűs vegyuumlletek konformerjei

szoumlgfeszuumlltseacuteg neacutelkuumll alakulnak egymaacutesba

114

transz 12-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

cisz 12-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

Z

H

Z

H Z

HZ

Ha

eae

Z

HZ

H

Z

H

Z

H

a

e

ae

115

transz 13-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

cisz 13-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

Z

HZ

H

Z

H Z

H

a

e ae

Z

HZ

HZ

H

Z

H

a

e

ae

116

H

Z

Z

H

H

Z Z

Ha

ea

e

transz 14-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

Z

HZ

H

H

Z

Z

Ha

ea

e

cisz 14-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

117

Oslash118

8 CO2 + 8 H2O

- 12483 kcalmol - 12468 kcalmol

15 kcalmol

CH3

CH3H

H

+ 12 O2

cisz-12-dimetilciklohexaacuten

CH3

H

H

CH3

transz-12-dimetilciklohexaacuten

+ 12 O2

119

Diszubsztituaacutelt ciklohexaacutenokszerkezeti izomerjeinek konformaacutecioacutes viszonyai

Szerkezeti izomer Geometriai izomercisz transz

12

14

ae aa

ea ee

13aa ae

ee ea

120

Oslash121

BrNH2

Br

NH23a 2b

NH2

Br

Br

NH24a 1b

NH2

Br

Br

NH2

1b 4a

NH2

Br

NH2

Br2b 3a

NH2

Br

Br

NH23b 2a

Br

NH2

BrNH24b 1a

Konformaacutecioacutes Konformaacutecioacutes

BrNH2 Br

NH2

1a 4b

Br

NH2

BrNH2

2a 3b

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesenantiomerek

Konfiguraacutecioacutesenantiomerek

diasztereomerek diasztereomerek

12-helyzetben kuumlloumlnboumlző helyettesiacutetőket tartalmazoacute ciklohexaacuten szaacutermazeacutekokkonfiguraacutecioacutes eacutes konformaacutecioacutes viszonyai

Oslash122

H

H

H

HH

H

H

H

Dekalin

cisz transz

123

transz-transz-transzanellaacutecioacute

cisz-transz-transzanellaacutecioacute

DC

BA

DC

BA

H H

R

H

H H

H

H

H

R

H H

DCBA

R

H

H

H

H

H

H

DCBA

R

H

H

H

H

H

H

CH3

CH3

CH3

CH3

Oslash124

A kiralitaacutes kialakulaacutesa eacutes bioloacutegiai jelentőseacutege

Kiraacutelis vegyuumlletek

termeacuteszetes aminosavak (elsősorban L konfiguraacutecioacute)peptidek enzimektermeacuteszetes szeacutenhidraacutetok (elsősorban D konfiguraacutecioacute)gyoacutegyszerek

Az első kiraacutelis vegyuumllet kialakulaacutesa

az elemi reacuteszek gyenge koumllcsoumlnhataacutesaacutenakiraacutenyfuumlggeacuteseacutevel van kapcsolatban

autokataliacutezis

a termeacuteszet nem tuumlkoumlrszimmetrikus (a termeacuteszet homokiraacutelis)

Oslash125

Az optikai aktivitaacuteseredete szeacutenhidraacutetokkiralitaacutescentrumaacutenakkieacutepuumlleacutese a termeacuteszetben

Oslash126

Oslash127

• Slide Number 1
• Slide Number 2
• Slide Number 3
• Slide Number 4
• Slide Number 5
• Slide Number 6
• Slide Number 7
• Izomeacuteria
• Slide Number 9
• Slide Number 10
• Slide Number 11
• Slide Number 12
• Slide Number 13
• Slide Number 14
• Slide Number 15
• Slide Number 16
• Slide Number 17
• Slide Number 18
• Szerkezeti izomeacuteria
• Slide Number 20
• Slide Number 21
• Slide Number 22
• Slide Number 23
• Slide Number 24
• A tautomeacuteria tiacutepusai
• Slide Number 26
• Slide Number 27
• Slide Number 28
• Slide Number 29
• Slide Number 30
• Sztereoizomeacuteria
• Slide Number 32
• Slide Number 33
• Slide Number 34
• Slide Number 35
• Slide Number 36
• Slide Number 37
• Slide Number 38
• Slide Number 39
• Slide Number 40
• Slide Number 41
• Slide Number 42
• Slide Number 43
• Slide Number 44
• Slide Number 45
• Slide Number 46
• Slide Number 47
• Tovaacutebbi kiralitaacutes tiacutepusok
• Slide Number 49
• Slide Number 50
• Slide Number 51
• Slide Number 52
• Slide Number 53
• Slide Number 54
• Slide Number 55
• Slide Number 56
• Slide Number 57
• Toumlbb kiralitaacuteskoumlzpont
• Slide Number 59
• Slide Number 60
• Slide Number 61
• Slide Number 62
• Slide Number 63
• Slide Number 64
• Slide Number 65
• Slide Number 66
• Slide Number 67
• Slide Number 68
• Slide Number 69
• Slide Number 70
• Slide Number 71
• Slide Number 72
• Slide Number 73
• Slide Number 74
• Slide Number 75
• Konfiguraacutecioacutes izomeacuteria
• Slide Number 77
• Slide Number 78
• Slide Number 79
• Slide Number 80
• Slide Number 81
• Slide Number 82
• Slide Number 83
• Slide Number 84
• Slide Number 85
• Slide Number 86
• Slide Number 87
• Slide Number 88
• Slide Number 89
• Slide Number 90
• Slide Number 91
• Slide Number 92
• Slide Number 93
• Slide Number 94
• Slide Number 95
• Slide Number 96
• Slide Number 97
• Slide Number 98
• Slide Number 99
• Slide Number 100
• Slide Number 101
• Slide Number 102
• Slide Number 103
• Slide Number 104
• Slide Number 105
• Slide Number 106
• Slide Number 107
• Slide Number 108
• Slide Number 109
• Slide Number 110
• Slide Number 111
• Slide Number 112
• Slide Number 113
• Slide Number 114
• Slide Number 115
• Slide Number 116
• Slide Number 117
• Slide Number 118
• Slide Number 119
• Slide Number 120
• Slide Number 121
• Slide Number 122
• Slide Number 123
• Slide Number 124
• Slide Number 125
• Slide Number 126
• Slide Number 127

Nem minden olyan molekula kiraacutelis amely aszimmetria centrumokkal rendelkezik

Nem minden kiraacutelis molekula rendelkezik aszimmetria centrummal

axiaacutelis kiralitaacutes 13-diszubsztituaacutelt alleacuten planaacuteris kiralitaacutes spirovegyuumlletek koumlreacuteben

mezo vegyuumlletek cisz-12-azonosandiszubsztituaacutelt ciklopropaacuten

Oslash61

COOHH

HHOOC

CH3H

H3C HS2

COOH

HHO

H OH

COOH

S2

COOHH

HHOOC

HH

H H

borkősav

Newman (fűreacuteszbak) projekcioacuteKonformatiacutev

62

Fisher projekcioacuteval aacutebraacutezolt L- eacutes D-borkősav

mezo-borkotildesav

COOHCH OHCCOOH

OHH

COOHCHO HCCOOH

HHO

szotildelotildesav

COOHCH OHCCOOH

HHO

COOHCHO HCCOOH

OHH

L-(+)-borkotildesav D-(-)-borkotildesav

63

Oslash64

Cl

H

H

H

Cl

H

H

Cl

H

H

Cl

H

Cl

H

H

H

H

Cl

mezo SS RR

cisz transz

Nem minden olyan molekula kiraacutelis amely aszimmetria centrumokkal rendelkezik

65

Szimmeriaelemek(szimmetria azonos meacuteret)

Akkor mondjuk hogy egy taacutergy szimmetriaelemmel rendelkezik ha a megfelelőszimmetriaművelet (tuumlkroumlzeacutes forgataacutes inverzioacute) a taacutergyat az eredetivel fedeacutesbehozhatoacute alakzattaacute konvertaacutelja

Pontcsoport ndash meghataacuterozott taacutergyra vonatkozoacute szimmetriaműveletek oumlsszesseacutege

szimmetriasiacutek (σ) a molekulaacutet keacutet olyan feacutelre bontja amelyek egymaacutesnak pontostuumlkoumlrkeacutepei (Szimmetriasiacutekot tartalmazoacute molekula akiraacutelis de a siacutek hiaacutenya nem okozkiralitaacutest)

n-ed rendű forgaacutesi szimmetriatengely (Cn) a molekulaacutet a tengely koumlruumll 360degnszoumlggel elforgatva az eredetitől megkuumlloumlnboumlzhetetlen molekulaacutet kapunk

szimmetriacentrum (inverzioacutes centrum) (Ci) a molekula baacutermely elemeacutet aszimmetriacentrummal oumlsszekoumltve eacutes az ellenkező iraacutenyba azonos taacutevolsaacutegrameghosszabbiacutetva azonos elemhez jutunk (Szimmetriacentrumot tartalmazoacutemolekula akiraacutelis de hiaacutenya nem okoz kiralitaacutest)

n-ed rendű tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengely (Sn) a molekulaacutet 360degn szoumlggel elforgatvaeacutes a tengelyre merőleges siacutekra tuumlkroumlzve az eredetitől megkuumlloumlnboumlzhetetlenmolekulaacutet kapunk (Tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengelyt tartalmazoacute molekula akiraacutelishiaacutenyaacuteban a molekula kiraacutelis) 66

C CCH3

H

H

CH3180o C C

CH3

H

CH3

H360o

siacutek

tengely

siacutek

tengely

Keacutetfogaacutesuacute tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengely Egyfogaacutesuacute tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengely

Szimmetriacentrum Szimmetriasiacutek

Tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengelyValamely taacutergy akkor jellemezhető Sn azaz n-ed rendű tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengellyel ha annak baacutermely pontjaacutet a tengely koumlruumll 360n fokos szoumlggelelfordiacutetva eacutes a tengelyre merőlegesen fektetett siacutekon keresztuumll tuumlkroumlzve az eredetiobjektumot kapjuk meg (n szuumlkseacutegkeacuteppen paacuteros vagy 1)

Az S1-tengely szimmetriasiacutekkal (σ) az S2-tengely viszont szimmetriacentrummal (Ci) egyeneacuterteacutekű

A szimmetriacentrumon aacutethaladoacute baacutermely egyenesen a centrumtoacutel egyenlő taacutevolsaacutegban azonos elemek talaacutelhatoacutek

Akiraacutelis molekulaacutek

67

szimmetriasiacutek (m S1) forgaacutesi szimmetriatengely (Cn) szimmetriacentrum (Ci S2)

Szimmetrikus + +

Szimmetrikus + -

Koumlzeacuteppontosan - + szimmetrikus

Disszimetrikus - + - (kiraacutelis)

Aszimmetrikus - - - (kiraacutelis)

Szimmetriaelem művelet

Szimmetriasiacutek tuumlkroumlzeacutes

Szimmetriatengely forgataacutes

Szimmetriacentrum inverzioacute

Szimmetriaelem művelet

Azonossaacuteg vaacuteltozatlanulhagyaacutes

Tuumlkroumlzeacutesi forgataacutes eacutesszimmetriatengely (giroid) tengelyre merőleges

tuumlkroumlzeacutesOslash68

Oslash69

Oslash70

Oslash71

Oslash72

1 Atomic number2 Atomic mass3 Z gt E4 R gt S5 Spheres6 Single-bond equivalencies

Cahn-Ingold-Prelog nomenclature system

Sequence rules for order of priority

1 If the atoms in question are different the sequence order is by atomic number with theatom of highest atomic number receiving the highest priority

F lt Cl lt Br lt I

increasing priority

2 If two isotopes of the same element are present the isotope of higher mass receivesthe higher priority

H lt D

increasing priority73

5 If two atoms are identical the atomic numbers of the next atoms are used for priorityassignment If these atoms also have identical atoms attached to them priority isdetermined at the first point of difference along the chain The atom that has attached to itan atom of higher priority has the higher priority (Do not use the sums of the atomic numbersBut look for the single atom of highest priority)

74

6 Atoms attached by double or triple bond are given single-bond equivalencies so that theycan be treated like single-bonded groups in determining priority Each doubly bonded atom isduplicated (or triplicated for triple bonds)

R C

O

OH

Structure Equivalent for priority determination

R C

O

O

OH

C

R C N R C

N

N

NC

C

75

Konfiguraacutecioacutes izomeacuteriaUgyanaz a vaacutez konnektivitaacutes de elteacuterő teacuterbelielrendeződeacutes (valamilyen szimmetria-rendezőhoumlz valoacuteviszony)

Nem alakiacutethatoacutek egymaacutesba kovalens koumlteacutes elszakiacutetaacutesaeacutes uacutejrakeacutepződeacutese neacutelkuumll

optikai izomerek (optikai aktivitaacutes) R Sgeometriai izomerek cisz-transz E-Z

76

Konfiguraacutecioacutes diasztereomerekFizikai eacutes keacutemia tulajdonsaacutegaik elteacuternek

Konfiguraacutecioacutes enantiomerekFizikai eacutes keacutemiai tulajdonsaacutegaikazonosak kiveacutevebull azonos meacuterteacutekű de ellenteacutetesiraacutenyuacute optikai forgatoacutekeacutepesseacutegbull elteacuterő reaktivitaacutes maacutes kiraacutelis vegyuumlletekkel valoacute reakcioacuteban

C

C

Cl

Cl H

HC

C

H

Cl H

Cl

cisz-12-dikloacutereteacuten transz-12-dikloacutereteacuten

Br Cl

Cl BrF F

Cl Br

Br FF Cl

(R) (R) (S) (R)

CH

OHCH3CH2

CH3

CH

HOCH2CH3

CH3

CH

OHCH3CH2

CH3

CH

OHCH3

CH3CH2

180o-os forgataacutes

(R)-butaacuten-2-ol (S)-butaacuten-2-olfp 995 oC 995 oCd4

20 0808 0808nD

20 1397 1397[α]D

25 -1352o +1352o

(R)-butaacuten-2-ol (S)-butaacuten-2-ol

CH

OHCH3

CH3CH2

77

Elegykristaacutely

bullveacuteletlenszerűen tartalmazza mindkeacutet enantiomertbulla tiszta enantiomerek eacutes az enantiomer kevereacutekek tulajdonsaacutegai azonosak

Konglomeraacutetum

bullcsak az egyik vagy a maacutesik enantiomert tartalmazzabullaz enantiomerek mechanikusan is elkuumlloumlniacutethetők egymaacutestoacutel

Molekulavegyuumllet

bulla keacutet enantiomer a kristaacutelyban 11 araacutenyban fordul elő (raceacutem elegy)bulla raceacutem elegy eacutes az enantiomerek olvadaacutespontja kuumlloumlnboumlző

bullakiraacutelis koumlruumllmeacutenyek koumlzoumltt megegyező fizikai eacutes keacutemiai tulajdonsaacutegokbullkiraacutelis koumlruumllmeacutenyek koumlzoumltt elteacuterő (kiraacutelis molekulaacutek polarizaacutelt feacuteny)bullenantiomerek koumlzoumltti 3 fő koumllcsoumlnhataacutes

elegykristaacutely keacutepzeacuteskonglomeraacutetum keacutepzeacutesmolekulavegyuumllet keacutepzeacutes

Enantiomerek

78

Enantiomerek egyeacuteb kevereacutekeit az uacutegynevezett bdquoenantiomeric excessrdquo (ee) [enantiomerfelesleg] eacuterteacutekkel jellemezzuumlk (R) eacutes (S) a megfelelő enantiomerek mennyiseacutege a kevereacutekben

A komponensek mennyiseacutegeacutenek meghataacuterozaacutesaKiraacutelis oszlopkromatigraacutefia (enantiomerek elvaacutelasztaacutesa)NMR spektroszkoacutepia

ee =(R) - (S)(R) + (S) 100

Enantiomer felesleg

Az enantiomerfelesleg az aszimmetrikus szinteacutezis sikeresseacutegeacutenek egyikmeacuterőszaacutema Diasztereomerek kevereacuteke eseteacuten hasonloacute moacutedon definiaacuteljaacutek eacuteshasznaacuteljaacutek a diasztereomer felesleg eacutes a szaacutezaleacutekos diasztereomer feleslegfogalmaacutet

Egy 70 R eacutes 30 S izomert tartalmazoacute minta enantiomerfeleslege peacuteldaacuteul40 Ezt az anyagot uacutegy is tekinthetjuumlk mint 40 tiszta R izomer eacutes 60 raceacutemelegy (mely a teljes mennyiseacuteghez 30 R eacutes 30 S izomerrel jaacuterul hozzaacute)kevereacuteke 79

C

C

HOOC

HOOC

H

HOH

OH

S

R

C

C

HOOC

HOOC

OH

HH

OHR

RC

C

COOH

COOH

HO

HH

HOS

S

intramolekulaacuteristuumlkoumlrsiacutek

diasztereomerek diasztereomerek

enantiomerek

COOH

CH3H2NH

R

COOH

CH3 NH2H

S

enantiomerek

Enantiomerek eacutes diasztereomerek

80

C

NH2

COOHHH3C C

CH2SH

COOHH2NH

Ala Cys

Aacutebraacutezolja Fischer keacuteplettel az alaacutebbi perspektivikus keacuteplettel megadott aminosavakat

CH3

COOH

H2N H

CH2SH

COOH

H2N H

Ala Cys

S R

L L81

CNH2H

H3C

COOH

C

COOH

CH2SHH2NH

CCH3H

H2N

COOH

C

COOH

CH2SHHH2N

C

NH2

COOHHH3C

C

CH2SH

COOHH2NH

CH3

COOH

H2N H

CH2SH

COOH

H2N H

82

Enantiomerek eacutes mezo vegyuumlletek

Pszeudoaszimmetria

C

C

HOOC

HOOC

H

HOH

OH

S

R

C

C

HOOC

HOOC

OH

HH

OHR

RC

C

COOH

COOH

HO

HH

HOS

S

intramolekulaacuteristuumlkoumlrsiacutek

diasztereomerek diasztereomerek

enantiomerek

C

C

C

COOH

COOH

HO H

OHH

H OHR

R

C

C

C

COOH

COOH

H OH

HHO

HO HS

S

enantiomerek

optikailag aktiacutevak

C

C

C

COOH

COOH

H OH

OHH

H OHR

S

C

C

C

COOH

COOH

H OH

HHO

H OHR

S

optikailag inaktiacutevak

r s

83

COOH

COOH

COOHHOOC COOH

HOOC COOH

HOOC

mcisz transz transz

szerkezetiizomeacuteria

geometriaiizomeacuteria

optikai izomeacuteria

84

R

RHOH

akiraacutelisszeacutenatom

R

SHOH

rS

RHOH

s

RgtS r s

(S)

(S)

pszeudoaszimmetriaacutes szeacutenatom

akiraacutelis molekulamezo vegyuumllet

akiraacutelisC2 forgaacutesi szimmetriatengely

kiraacutelis

HOOC COOH

Br

m

HOOC COOH

m

HOOC

COOH

pro-pszeudoaszimmetriaacutes szeacutenatom

85

Kiraacutelis molekulaacutekon beluumll is sok esetben talaacutelhatoacute pszeudo-aszimmetriacentrum amennyiben a keacutet enantiomorf ligandum mellett tovaacutebbi aszimmetrikus ligandum is kapcsoloacutedik a centrumhoz (peacuteldaacuteul atropin eacutes szaacutermazeacutekai)

gytszptehuhudownloadindex16630

Oslash86

Mezo-forma a) mindig akiraacutelisb) mindig kell lennie kiraacutelis disztereomerjeacutenek is

gytszptehuhudownloadindex16630

C

C

HOOC

HOOC

H

HOH

OH

S

R

C

C

HOOC

HOOC

OH

HH

OHR

RC

C

COOH

COOH

HO

HH

HOS

S

intramolekulaacuteristuumlkoumlrsiacutek

diasztereomerek diasztereomerek

enantiomerek

Oslash87

gytszptehuhudownloadindex16630

A pszeudo-aszimmetriacentrumok konfiguraacutecioacutejaacuteban elteacuterő izomerekegymaacutessal diasztereoizomer viszonyban aacutellnak

rC

C

C

COOH

COOH

H OH

OHH

H OHR

S

sC

C

C

COOH

COOH

H OH

HHO

H OHR

S Oslash88

Geometriai izomeacuteria

kettős koumlteacutesű vegyuumlletekneacutelciklusos vegyuumlletekneacutel

C CH H

CH3H3CC C

H CH3

HH3C

Felteacutetel (olefinekneacutel) egy adott pilleacuteratomon nem lehet keacutet azonos helyettesiacutetőde adott kettőskoumlteacutes keacutet kuumlloumlnboumlző pilleacuteratomjaacuten lehet egy-egy azonos helyettesiacutető(de ezeknek sem kell szuumlkseacutegkeacuteppen azonosaknak lenniuumlk)

Alfa helyzetű szubsztituens Beacuteta helyzetű szubsztituens

Diasztereomerek

89

Configurational isomers

The particular arrangement of atoms (or goups) in space that is characteristic of a given streoisomer

The configurational isomers can not be transformed into each otherwithout breaking and making a covalent bond

- cis-trans Z-E designations geometric isomers- optical isomerism (cf chirality)

H COOH

H COOH

HOOC H

H COOH

Z E

Oslash90

The requirement for geometric isomerism in alkenes is that each carbon atom involvedin the pi bond have two different groups attached to it such as H and Cl or CH3 and Cl

C CH

H

CH2CH3

CH3

C CH

H

CH2CH3

CH3is the same as

C CCH3

H

CH2CH3

CH3

C CH

CH3

CH2CH3

CH3

geometric isomers

If one of the carbons of the double bond has two identical groups such as two H atomsor two CH3 groups the geometric isomerism is not possible

Z E

Higher priority atoms or groups are on the same side of the pi bond Z bdquotogetherrdquo

Higher priority atoms or groups are on opposite sides of the pi bond E bdquoacrossrdquo

(Look at the single atoms directly attached to the double-bond carbon C and not entire-CH2CH2CH3 group)

Oslash91

Cahn-Ingold-Prelog szekvenciaszabaacutelyokalkeacutenekre vonatkozoacutean

Toumlmegszaacutem

C CT

D

H

DE

Rendszaacutem

C CF

Cl

Br

IZ

Z gt E

E

ZZ C C

C

C

H

NC

C

C

H3C

H3C

CH3

HCH3

H

C CH

NC

C

C

CH3

CH3

H

H

Br

Br

E

R

S

RgtS (DgtL)

92

C CH

H3C

CH

CH

CH3

CH3

CH2

Z ltC

HCH3

CH3

C

H

C

C

H

H

HHH

H

C C

H H

H

C

H

C (C)

o

o

o

H

H(C)oo

o

C CH

H3C

CH

CH

CH3

CH2 Br

CH2

E

C

HCH3

CH2Br

C

H

C

H

H

HCBrH

H

gtC C

H H

H

C

H

C (C)

o

o

o

H

H(C)oo

o

(CON) adott atom ismeacutetelt megjeleniacuteteacutese ---o fantomatom

1 2 3C CCCH CHHH C C(C)CH C(C)HH

1 2 3C CCCH BrCHH gt CHHH C C(C)CH C(C)HH 93

transzE

ciszZ

C CH H

C CH

H

transzZ

ciszE

C CBr H

C CH

Br

Oslash94

Konformaacutecioacutes izomeacuteriaUgyanaz a vaacutez konnektivitaacutes de elteacuterő teacuterbelielrendeződeacutes (valamilyen szimmetria-rendezőhoumlz valoacuteviszony)

Kovalens koumlteacutes elszakiacutetaacutesa eacutes uacutejrakeacutepződeacutese neacutelkuumllegymaacutesba alakiacutethatoacutek

Rotaacutecioacutes izomeacuteriaKuumlloumlnboumlző konformaacutecioacute (konformerek rotamerek)

Axiaacutelis kiralitaacutes R SHelikaacutelis kiralitaacutes P M

95

C CCH3H3C

HHHH

C CCH3

CH3 HH

HH

Konformaacutecioacutes diasztereomerek

C CH

CH3 HCH3

HH C C

H

CH3 CH3H

HH

Konformaacutecioacutes enantiomerek

P M

96

szinperiplanaacuteris szinklinaacutelis antiklinaacutelis antiperiplanaacuteris antiklinaacutelis szinklinaacutelis

pszeudorotaacutecioacute

axiaacutelis ekvatoriaacutelis

Konformerek

kiraacutelis kiraacutelisakiraacutelis akiraacutelis

97

C CCH3

CH3 HH

HHC C

CH3H3C

HHHH

Konfiguraacutecioacutes diasztereomerek

Konformaacutecioacutes diasztereomerek

C CH H

CH3H3CCC

HH3C

H CH3

98

- huacutezaacutes (stretch)

- hajliacutetaacutes (bend)

- csavaraacutes (torsion)

O OH

Hr 1r 2

r 2

O OH

H

α

OH

OH

τ (φ)

Oslash99

O OH

H

HOOH

OOH

HE

α30 kcalmol

Hajliacutetaacutes bend

Huacutezaacutes (nyuacutejtaacutes) stretch

disszociaacutecioacute

E

r

~ 90 ~ 50 kcalmol

HOO + H

HO + HO

Oslash100

H

H

H

O OH

H

1 kcalmol

~ 10kcalmol

(torzioacutes szoumlg)τ

Newman projekcioacute

H H

0o 60o 180o 300o 360o

OO

H

H

HHH HH

Oslash101

CH2 CH2Y ZY = Z = H

Y = Z = CH3

etaacuten

n-butaacuten

300o 360o240o180o120o60o0o

0o120o- 60o-180o-240o-300o-360o-

oacutera jaacuteraacutesaacuteval megegyező

oacutera jaacuteraacutesaacuteval ellenteacutetes

ZY

Z

Y

ZY

Z

Y

Z

Y

ZYZY

syn antisynperiplanar synklinal antiklinal antiperiplanar antiklinal synklinal

102

CCH

H H

HH

HH H

H

H

H H

CCH

H H

H

H HH H

HH

HH

0o 120o 240o 360o

12 M

m

M12 M M

mm

Θ

M = m

E(Θ)

minimum

Maximum

103

HHH H

CH3CH3

HHH H

CH3CH3

H

HH H

CH3

CH3

E

0deg dieacutederes szoumlg

E szabadentalpia-kuumlloumlnbseacuteg

58

29

07

(kcal)

H H

H3CH CH3

H

H H

H3CH H

CH3

H3C CH3

H HH

H

CH3HH H

CH3H

060deg 120deg 180deg 240deg 300deg 360deg

szinperiplanaacuteris szinklinaacutelis antiklinaacutelis antiperiplanaacuteris antiklinaacutelis szinklinaacutelis104

∆G0 = G01 - G0

2

K = e∆G0

RT

∆G = - RT ln K∆G = ∆H - T∆S

∆H = 074

∆S = 2 K = 19

gauche ndash anti araacuteny

minden gauche konformerre keacutet anti forma jut K= [a][g] Oslash105

0o

0o

60o

60o

120o

120o

180o

180o

240o

240o

300o

300o 360o

360o

RELA

T

IacuteV

ENERGIA

ANTI EFFEKTUS

GAUCHE EFFEKTUS

EXTREacuteMGAUCHE

EFFEKTUS

H

H H

H H

H

CH3

H H

H H

CH3

TORZIOacuteS SZOumlG

ZY

Z

YZ

Y

Z

Y

ZY

ZY ZY

F

H H

OH

repulsions

F

H H

H 106

attractiveinteractions

orbitalinteractions

antiperiplanarposition

Anti-effect

107

repulsions

F

H H

OH

repulsions

F

H H

H

Extrem gauche effect

108

C-F

C-H

C-F

C-HC-C C-C

Oslash109

CikloalkaacutenokGyűrűfeszuumlltseacuteg

Hipotetikus planaacuteris rendszerek

Baeyer vegyeacuterteacutekszoumlg-deformaacutecioacute (angulaacuterisgyűrű feszuumlleacutes)

Pitzer anti-aacutellaacuteshoz keacutepesti energiatoumlbblet (torzioacutes feszuumlleacutes)

van der Waals nemkoumltő atomok szterikus koumllcsoumlnhataacutesa

Nem planaacuteris vegyuumlletek

CC C

C

C

boriacuteteacutek

C C C

C

Ctwist

pszeudorotaacutecioacute

CC

C C

V-alakuacute

CCC

CCC

szeacutek110

3 4 5 6 7 8 9 10Gyűrűtagszaacutem

Gyűrű

feszuumlleacutes

kcalmol

hataacutereacuterteacutek

111

Cl

H

H

H

Cl

H

H

Cl

H

H

Cl

H

Cl

H

H

H

H

Cl

mezo SS RR

cisz transz

Ciklopropaacuten

C

C

HOOC

HOOC

H

HOH

OH

S

R

C

C

HOOC

HOOC

OH

HH

OHR

RC

C

COOH

COOH

HO

HH

HOS

S

intramolekulaacuteristuumlkoumlrsiacutek

diasztereomerek diasztereomerek

enantiomerek 112

Ea(a e)

∆Ea+∆E

∆E

Ea(a e)

Z

Hkb 5szeacutek

ZH

kb 95szeacutek

kb 2 kcal

csavartkaacuted

csavartkaacuted

kaacuted

ZH

feacutelszeacutekfeacutelszeacutek

ZH

Ciklohexaacuten

113

A 3-3 nemszomszeacutedos szeacutenatom aacuteltal definiaacutelt siacutekokra

merőleges koumlteacutesiraacutenyok axiaacutelis

A toumlbbi koumlteacutes e keacutet siacutek koumlzoumltt van ekvatoriaacutelis

Pszeudorotaacutecioacute a gyűrűs vegyuumlletek konformerjei

szoumlgfeszuumlltseacuteg neacutelkuumll alakulnak egymaacutesba

114

transz 12-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

cisz 12-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

Z

H

Z

H Z

HZ

Ha

eae

Z

HZ

H

Z

H

Z

H

a

e

ae

115

transz 13-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

cisz 13-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

Z

HZ

H

Z

H Z

H

a

e ae

Z

HZ

HZ

H

Z

H

a

e

ae

116

H

Z

Z

H

H

Z Z

Ha

ea

e

transz 14-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

Z

HZ

H

H

Z

Z

Ha

ea

e

cisz 14-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

117

Oslash118

8 CO2 + 8 H2O

- 12483 kcalmol - 12468 kcalmol

15 kcalmol

CH3

CH3H

H

+ 12 O2

cisz-12-dimetilciklohexaacuten

CH3

H

H

CH3

transz-12-dimetilciklohexaacuten

+ 12 O2

119

Diszubsztituaacutelt ciklohexaacutenokszerkezeti izomerjeinek konformaacutecioacutes viszonyai

Szerkezeti izomer Geometriai izomercisz transz

12

14

ae aa

ea ee

13aa ae

ee ea

120

Oslash121

BrNH2

Br

NH23a 2b

NH2

Br

Br

NH24a 1b

NH2

Br

Br

NH2

1b 4a

NH2

Br

NH2

Br2b 3a

NH2

Br

Br

NH23b 2a

Br

NH2

BrNH24b 1a

Konformaacutecioacutes Konformaacutecioacutes

BrNH2 Br

NH2

1a 4b

Br

NH2

BrNH2

2a 3b

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesenantiomerek

Konfiguraacutecioacutesenantiomerek

diasztereomerek diasztereomerek

12-helyzetben kuumlloumlnboumlző helyettesiacutetőket tartalmazoacute ciklohexaacuten szaacutermazeacutekokkonfiguraacutecioacutes eacutes konformaacutecioacutes viszonyai

Oslash122

H

H

H

HH

H

H

H

Dekalin

cisz transz

123

transz-transz-transzanellaacutecioacute

cisz-transz-transzanellaacutecioacute

DC

BA

DC

BA

H H

R

H

H H

H

H

H

R

H H

DCBA

R

H

H

H

H

H

H

DCBA

R

H

H

H

H

H

H

CH3

CH3

CH3

CH3

Oslash124

A kiralitaacutes kialakulaacutesa eacutes bioloacutegiai jelentőseacutege

Kiraacutelis vegyuumlletek

termeacuteszetes aminosavak (elsősorban L konfiguraacutecioacute)peptidek enzimektermeacuteszetes szeacutenhidraacutetok (elsősorban D konfiguraacutecioacute)gyoacutegyszerek

Az első kiraacutelis vegyuumllet kialakulaacutesa

az elemi reacuteszek gyenge koumllcsoumlnhataacutesaacutenakiraacutenyfuumlggeacuteseacutevel van kapcsolatban

autokataliacutezis

a termeacuteszet nem tuumlkoumlrszimmetrikus (a termeacuteszet homokiraacutelis)

Oslash125

Az optikai aktivitaacuteseredete szeacutenhidraacutetokkiralitaacutescentrumaacutenakkieacutepuumlleacutese a termeacuteszetben

Oslash126

Oslash127

• Slide Number 1
• Slide Number 2
• Slide Number 3
• Slide Number 4
• Slide Number 5
• Slide Number 6
• Slide Number 7
• Izomeacuteria
• Slide Number 9
• Slide Number 10
• Slide Number 11
• Slide Number 12
• Slide Number 13
• Slide Number 14
• Slide Number 15
• Slide Number 16
• Slide Number 17
• Slide Number 18
• Szerkezeti izomeacuteria
• Slide Number 20
• Slide Number 21
• Slide Number 22
• Slide Number 23
• Slide Number 24
• A tautomeacuteria tiacutepusai
• Slide Number 26
• Slide Number 27
• Slide Number 28
• Slide Number 29
• Slide Number 30
• Sztereoizomeacuteria
• Slide Number 32
• Slide Number 33
• Slide Number 34
• Slide Number 35
• Slide Number 36
• Slide Number 37
• Slide Number 38
• Slide Number 39
• Slide Number 40
• Slide Number 41
• Slide Number 42
• Slide Number 43
• Slide Number 44
• Slide Number 45
• Slide Number 46
• Slide Number 47
• Tovaacutebbi kiralitaacutes tiacutepusok
• Slide Number 49
• Slide Number 50
• Slide Number 51
• Slide Number 52
• Slide Number 53
• Slide Number 54
• Slide Number 55
• Slide Number 56
• Slide Number 57
• Toumlbb kiralitaacuteskoumlzpont
• Slide Number 59
• Slide Number 60
• Slide Number 61
• Slide Number 62
• Slide Number 63
• Slide Number 64
• Slide Number 65
• Slide Number 66
• Slide Number 67
• Slide Number 68
• Slide Number 69
• Slide Number 70
• Slide Number 71
• Slide Number 72
• Slide Number 73
• Slide Number 74
• Slide Number 75
• Konfiguraacutecioacutes izomeacuteria
• Slide Number 77
• Slide Number 78
• Slide Number 79
• Slide Number 80
• Slide Number 81
• Slide Number 82
• Slide Number 83
• Slide Number 84
• Slide Number 85
• Slide Number 86
• Slide Number 87
• Slide Number 88
• Slide Number 89
• Slide Number 90
• Slide Number 91
• Slide Number 92
• Slide Number 93
• Slide Number 94
• Slide Number 95
• Slide Number 96
• Slide Number 97
• Slide Number 98
• Slide Number 99
• Slide Number 100
• Slide Number 101
• Slide Number 102
• Slide Number 103
• Slide Number 104
• Slide Number 105
• Slide Number 106
• Slide Number 107
• Slide Number 108
• Slide Number 109
• Slide Number 110
• Slide Number 111
• Slide Number 112
• Slide Number 113
• Slide Number 114
• Slide Number 115
• Slide Number 116
• Slide Number 117
• Slide Number 118
• Slide Number 119
• Slide Number 120
• Slide Number 121
• Slide Number 122
• Slide Number 123
• Slide Number 124
• Slide Number 125
• Slide Number 126
• Slide Number 127

COOHH

HHOOC

CH3H

H3C HS2

COOH

HHO

H OH

COOH

S2

COOHH

HHOOC

HH

H H

borkősav

Newman (fűreacuteszbak) projekcioacuteKonformatiacutev

62

Fisher projekcioacuteval aacutebraacutezolt L- eacutes D-borkősav

mezo-borkotildesav

COOHCH OHCCOOH

OHH

COOHCHO HCCOOH

HHO

szotildelotildesav

COOHCH OHCCOOH

HHO

COOHCHO HCCOOH

OHH

L-(+)-borkotildesav D-(-)-borkotildesav

63

Oslash64

Cl

H

H

H

Cl

H

H

Cl

H

H

Cl

H

Cl

H

H

H

H

Cl

mezo SS RR

cisz transz

Nem minden olyan molekula kiraacutelis amely aszimmetria centrumokkal rendelkezik

65

Szimmeriaelemek(szimmetria azonos meacuteret)

Akkor mondjuk hogy egy taacutergy szimmetriaelemmel rendelkezik ha a megfelelőszimmetriaművelet (tuumlkroumlzeacutes forgataacutes inverzioacute) a taacutergyat az eredetivel fedeacutesbehozhatoacute alakzattaacute konvertaacutelja

Pontcsoport ndash meghataacuterozott taacutergyra vonatkozoacute szimmetriaműveletek oumlsszesseacutege

szimmetriasiacutek (σ) a molekulaacutet keacutet olyan feacutelre bontja amelyek egymaacutesnak pontostuumlkoumlrkeacutepei (Szimmetriasiacutekot tartalmazoacute molekula akiraacutelis de a siacutek hiaacutenya nem okozkiralitaacutest)

n-ed rendű forgaacutesi szimmetriatengely (Cn) a molekulaacutet a tengely koumlruumll 360degnszoumlggel elforgatva az eredetitől megkuumlloumlnboumlzhetetlen molekulaacutet kapunk

szimmetriacentrum (inverzioacutes centrum) (Ci) a molekula baacutermely elemeacutet aszimmetriacentrummal oumlsszekoumltve eacutes az ellenkező iraacutenyba azonos taacutevolsaacutegrameghosszabbiacutetva azonos elemhez jutunk (Szimmetriacentrumot tartalmazoacutemolekula akiraacutelis de hiaacutenya nem okoz kiralitaacutest)

n-ed rendű tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengely (Sn) a molekulaacutet 360degn szoumlggel elforgatvaeacutes a tengelyre merőleges siacutekra tuumlkroumlzve az eredetitől megkuumlloumlnboumlzhetetlenmolekulaacutet kapunk (Tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengelyt tartalmazoacute molekula akiraacutelishiaacutenyaacuteban a molekula kiraacutelis) 66

C CCH3

H

H

CH3180o C C

CH3

H

CH3

H360o

siacutek

tengely

siacutek

tengely

Keacutetfogaacutesuacute tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengely Egyfogaacutesuacute tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengely

Szimmetriacentrum Szimmetriasiacutek

Tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengelyValamely taacutergy akkor jellemezhető Sn azaz n-ed rendű tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengellyel ha annak baacutermely pontjaacutet a tengely koumlruumll 360n fokos szoumlggelelfordiacutetva eacutes a tengelyre merőlegesen fektetett siacutekon keresztuumll tuumlkroumlzve az eredetiobjektumot kapjuk meg (n szuumlkseacutegkeacuteppen paacuteros vagy 1)

Az S1-tengely szimmetriasiacutekkal (σ) az S2-tengely viszont szimmetriacentrummal (Ci) egyeneacuterteacutekű

A szimmetriacentrumon aacutethaladoacute baacutermely egyenesen a centrumtoacutel egyenlő taacutevolsaacutegban azonos elemek talaacutelhatoacutek

Akiraacutelis molekulaacutek

67

szimmetriasiacutek (m S1) forgaacutesi szimmetriatengely (Cn) szimmetriacentrum (Ci S2)

Szimmetrikus + +

Szimmetrikus + -

Koumlzeacuteppontosan - + szimmetrikus

Disszimetrikus - + - (kiraacutelis)

Aszimmetrikus - - - (kiraacutelis)

Szimmetriaelem művelet

Szimmetriasiacutek tuumlkroumlzeacutes

Szimmetriatengely forgataacutes

Szimmetriacentrum inverzioacute

Szimmetriaelem művelet

Azonossaacuteg vaacuteltozatlanulhagyaacutes

Tuumlkroumlzeacutesi forgataacutes eacutesszimmetriatengely (giroid) tengelyre merőleges

tuumlkroumlzeacutesOslash68

Oslash69

Oslash70

Oslash71

Oslash72

1 Atomic number2 Atomic mass3 Z gt E4 R gt S5 Spheres6 Single-bond equivalencies

Cahn-Ingold-Prelog nomenclature system

Sequence rules for order of priority

1 If the atoms in question are different the sequence order is by atomic number with theatom of highest atomic number receiving the highest priority

F lt Cl lt Br lt I

increasing priority

2 If two isotopes of the same element are present the isotope of higher mass receivesthe higher priority

H lt D

increasing priority73

5 If two atoms are identical the atomic numbers of the next atoms are used for priorityassignment If these atoms also have identical atoms attached to them priority isdetermined at the first point of difference along the chain The atom that has attached to itan atom of higher priority has the higher priority (Do not use the sums of the atomic numbersBut look for the single atom of highest priority)

74

6 Atoms attached by double or triple bond are given single-bond equivalencies so that theycan be treated like single-bonded groups in determining priority Each doubly bonded atom isduplicated (or triplicated for triple bonds)

R C

O

OH

Structure Equivalent for priority determination

R C

O

O

OH

C

R C N R C

N

N

NC

C

75

Konfiguraacutecioacutes izomeacuteriaUgyanaz a vaacutez konnektivitaacutes de elteacuterő teacuterbelielrendeződeacutes (valamilyen szimmetria-rendezőhoumlz valoacuteviszony)

Nem alakiacutethatoacutek egymaacutesba kovalens koumlteacutes elszakiacutetaacutesaeacutes uacutejrakeacutepződeacutese neacutelkuumll

optikai izomerek (optikai aktivitaacutes) R Sgeometriai izomerek cisz-transz E-Z

76

Konfiguraacutecioacutes diasztereomerekFizikai eacutes keacutemia tulajdonsaacutegaik elteacuternek

Konfiguraacutecioacutes enantiomerekFizikai eacutes keacutemiai tulajdonsaacutegaikazonosak kiveacutevebull azonos meacuterteacutekű de ellenteacutetesiraacutenyuacute optikai forgatoacutekeacutepesseacutegbull elteacuterő reaktivitaacutes maacutes kiraacutelis vegyuumlletekkel valoacute reakcioacuteban

C

C

Cl

Cl H

HC

C

H

Cl H

Cl

cisz-12-dikloacutereteacuten transz-12-dikloacutereteacuten

Br Cl

Cl BrF F

Cl Br

Br FF Cl

(R) (R) (S) (R)

CH

OHCH3CH2

CH3

CH

HOCH2CH3

CH3

CH

OHCH3CH2

CH3

CH

OHCH3

CH3CH2

180o-os forgataacutes

(R)-butaacuten-2-ol (S)-butaacuten-2-olfp 995 oC 995 oCd4

20 0808 0808nD

20 1397 1397[α]D

25 -1352o +1352o

(R)-butaacuten-2-ol (S)-butaacuten-2-ol

CH

OHCH3

CH3CH2

77

Elegykristaacutely

bullveacuteletlenszerűen tartalmazza mindkeacutet enantiomertbulla tiszta enantiomerek eacutes az enantiomer kevereacutekek tulajdonsaacutegai azonosak

Konglomeraacutetum

bullcsak az egyik vagy a maacutesik enantiomert tartalmazzabullaz enantiomerek mechanikusan is elkuumlloumlniacutethetők egymaacutestoacutel

Molekulavegyuumllet

bulla keacutet enantiomer a kristaacutelyban 11 araacutenyban fordul elő (raceacutem elegy)bulla raceacutem elegy eacutes az enantiomerek olvadaacutespontja kuumlloumlnboumlző

bullakiraacutelis koumlruumllmeacutenyek koumlzoumltt megegyező fizikai eacutes keacutemiai tulajdonsaacutegokbullkiraacutelis koumlruumllmeacutenyek koumlzoumltt elteacuterő (kiraacutelis molekulaacutek polarizaacutelt feacuteny)bullenantiomerek koumlzoumltti 3 fő koumllcsoumlnhataacutes

elegykristaacutely keacutepzeacuteskonglomeraacutetum keacutepzeacutesmolekulavegyuumllet keacutepzeacutes

Enantiomerek

78

Enantiomerek egyeacuteb kevereacutekeit az uacutegynevezett bdquoenantiomeric excessrdquo (ee) [enantiomerfelesleg] eacuterteacutekkel jellemezzuumlk (R) eacutes (S) a megfelelő enantiomerek mennyiseacutege a kevereacutekben

A komponensek mennyiseacutegeacutenek meghataacuterozaacutesaKiraacutelis oszlopkromatigraacutefia (enantiomerek elvaacutelasztaacutesa)NMR spektroszkoacutepia

ee =(R) - (S)(R) + (S) 100

Enantiomer felesleg

Az enantiomerfelesleg az aszimmetrikus szinteacutezis sikeresseacutegeacutenek egyikmeacuterőszaacutema Diasztereomerek kevereacuteke eseteacuten hasonloacute moacutedon definiaacuteljaacutek eacuteshasznaacuteljaacutek a diasztereomer felesleg eacutes a szaacutezaleacutekos diasztereomer feleslegfogalmaacutet

Egy 70 R eacutes 30 S izomert tartalmazoacute minta enantiomerfeleslege peacuteldaacuteul40 Ezt az anyagot uacutegy is tekinthetjuumlk mint 40 tiszta R izomer eacutes 60 raceacutemelegy (mely a teljes mennyiseacuteghez 30 R eacutes 30 S izomerrel jaacuterul hozzaacute)kevereacuteke 79

C

C

HOOC

HOOC

H

HOH

OH

S

R

C

C

HOOC

HOOC

OH

HH

OHR

RC

C

COOH

COOH

HO

HH

HOS

S

intramolekulaacuteristuumlkoumlrsiacutek

diasztereomerek diasztereomerek

enantiomerek

COOH

CH3H2NH

R

COOH

CH3 NH2H

S

enantiomerek

Enantiomerek eacutes diasztereomerek

80

C

NH2

COOHHH3C C

CH2SH

COOHH2NH

Ala Cys

Aacutebraacutezolja Fischer keacuteplettel az alaacutebbi perspektivikus keacuteplettel megadott aminosavakat

CH3

COOH

H2N H

CH2SH

COOH

H2N H

Ala Cys

S R

L L81

CNH2H

H3C

COOH

C

COOH

CH2SHH2NH

CCH3H

H2N

COOH

C

COOH

CH2SHHH2N

C

NH2

COOHHH3C

C

CH2SH

COOHH2NH

CH3

COOH

H2N H

CH2SH

COOH

H2N H

82

Enantiomerek eacutes mezo vegyuumlletek

Pszeudoaszimmetria

C

C

HOOC

HOOC

H

HOH

OH

S

R

C

C

HOOC

HOOC

OH

HH

OHR

RC

C

COOH

COOH

HO

HH

HOS

S

intramolekulaacuteristuumlkoumlrsiacutek

diasztereomerek diasztereomerek

enantiomerek

C

C

C

COOH

COOH

HO H

OHH

H OHR

R

C

C

C

COOH

COOH

H OH

HHO

HO HS

S

enantiomerek

optikailag aktiacutevak

C

C

C

COOH

COOH

H OH

OHH

H OHR

S

C

C

C

COOH

COOH

H OH

HHO

H OHR

S

optikailag inaktiacutevak

r s

83

COOH

COOH

COOHHOOC COOH

HOOC COOH

HOOC

mcisz transz transz

szerkezetiizomeacuteria

geometriaiizomeacuteria

optikai izomeacuteria

84

R

RHOH

akiraacutelisszeacutenatom

R

SHOH

rS

RHOH

s

RgtS r s

(S)

(S)

pszeudoaszimmetriaacutes szeacutenatom

akiraacutelis molekulamezo vegyuumllet

akiraacutelisC2 forgaacutesi szimmetriatengely

kiraacutelis

HOOC COOH

Br

m

HOOC COOH

m

HOOC

COOH

pro-pszeudoaszimmetriaacutes szeacutenatom

85

Kiraacutelis molekulaacutekon beluumll is sok esetben talaacutelhatoacute pszeudo-aszimmetriacentrum amennyiben a keacutet enantiomorf ligandum mellett tovaacutebbi aszimmetrikus ligandum is kapcsoloacutedik a centrumhoz (peacuteldaacuteul atropin eacutes szaacutermazeacutekai)

gytszptehuhudownloadindex16630

Oslash86

Mezo-forma a) mindig akiraacutelisb) mindig kell lennie kiraacutelis disztereomerjeacutenek is

gytszptehuhudownloadindex16630

C

C

HOOC

HOOC

H

HOH

OH

S

R

C

C

HOOC

HOOC

OH

HH

OHR

RC

C

COOH

COOH

HO

HH

HOS

S

intramolekulaacuteristuumlkoumlrsiacutek

diasztereomerek diasztereomerek

enantiomerek

Oslash87

gytszptehuhudownloadindex16630

A pszeudo-aszimmetriacentrumok konfiguraacutecioacutejaacuteban elteacuterő izomerekegymaacutessal diasztereoizomer viszonyban aacutellnak

rC

C

C

COOH

COOH

H OH

OHH

H OHR

S

sC

C

C

COOH

COOH

H OH

HHO

H OHR

S Oslash88

Geometriai izomeacuteria

kettős koumlteacutesű vegyuumlletekneacutelciklusos vegyuumlletekneacutel

C CH H

CH3H3CC C

H CH3

HH3C

Felteacutetel (olefinekneacutel) egy adott pilleacuteratomon nem lehet keacutet azonos helyettesiacutetőde adott kettőskoumlteacutes keacutet kuumlloumlnboumlző pilleacuteratomjaacuten lehet egy-egy azonos helyettesiacutető(de ezeknek sem kell szuumlkseacutegkeacuteppen azonosaknak lenniuumlk)

Alfa helyzetű szubsztituens Beacuteta helyzetű szubsztituens

Diasztereomerek

89

Configurational isomers

The particular arrangement of atoms (or goups) in space that is characteristic of a given streoisomer

The configurational isomers can not be transformed into each otherwithout breaking and making a covalent bond

- cis-trans Z-E designations geometric isomers- optical isomerism (cf chirality)

H COOH

H COOH

HOOC H

H COOH

Z E

Oslash90

The requirement for geometric isomerism in alkenes is that each carbon atom involvedin the pi bond have two different groups attached to it such as H and Cl or CH3 and Cl

C CH

H

CH2CH3

CH3

C CH

H

CH2CH3

CH3is the same as

C CCH3

H

CH2CH3

CH3

C CH

CH3

CH2CH3

CH3

geometric isomers

If one of the carbons of the double bond has two identical groups such as two H atomsor two CH3 groups the geometric isomerism is not possible

Z E

Higher priority atoms or groups are on the same side of the pi bond Z bdquotogetherrdquo

Higher priority atoms or groups are on opposite sides of the pi bond E bdquoacrossrdquo

(Look at the single atoms directly attached to the double-bond carbon C and not entire-CH2CH2CH3 group)

Oslash91

Cahn-Ingold-Prelog szekvenciaszabaacutelyokalkeacutenekre vonatkozoacutean

Toumlmegszaacutem

C CT

D

H

DE

Rendszaacutem

C CF

Cl

Br

IZ

Z gt E

E

ZZ C C

C

C

H

NC

C

C

H3C

H3C

CH3

HCH3

H

C CH

NC

C

C

CH3

CH3

H

H

Br

Br

E

R

S

RgtS (DgtL)

92

C CH

H3C

CH

CH

CH3

CH3

CH2

Z ltC

HCH3

CH3

C

H

C

C

H

H

HHH

H

C C

H H

H

C

H

C (C)

o

o

o

H

H(C)oo

o

C CH

H3C

CH

CH

CH3

CH2 Br

CH2

E

C

HCH3

CH2Br

C

H

C

H

H

HCBrH

H

gtC C

H H

H

C

H

C (C)

o

o

o

H

H(C)oo

o

(CON) adott atom ismeacutetelt megjeleniacuteteacutese ---o fantomatom

1 2 3C CCCH CHHH C C(C)CH C(C)HH

1 2 3C CCCH BrCHH gt CHHH C C(C)CH C(C)HH 93

transzE

ciszZ

C CH H

C CH

H

transzZ

ciszE

C CBr H

C CH

Br

Oslash94

Konformaacutecioacutes izomeacuteriaUgyanaz a vaacutez konnektivitaacutes de elteacuterő teacuterbelielrendeződeacutes (valamilyen szimmetria-rendezőhoumlz valoacuteviszony)

Kovalens koumlteacutes elszakiacutetaacutesa eacutes uacutejrakeacutepződeacutese neacutelkuumllegymaacutesba alakiacutethatoacutek

Rotaacutecioacutes izomeacuteriaKuumlloumlnboumlző konformaacutecioacute (konformerek rotamerek)

Axiaacutelis kiralitaacutes R SHelikaacutelis kiralitaacutes P M

95

C CCH3H3C

HHHH

C CCH3

CH3 HH

HH

Konformaacutecioacutes diasztereomerek

C CH

CH3 HCH3

HH C C

H

CH3 CH3H

HH

Konformaacutecioacutes enantiomerek

P M

96

szinperiplanaacuteris szinklinaacutelis antiklinaacutelis antiperiplanaacuteris antiklinaacutelis szinklinaacutelis

pszeudorotaacutecioacute

axiaacutelis ekvatoriaacutelis

Konformerek

kiraacutelis kiraacutelisakiraacutelis akiraacutelis

97

C CCH3

CH3 HH

HHC C

CH3H3C

HHHH

Konfiguraacutecioacutes diasztereomerek

Konformaacutecioacutes diasztereomerek

C CH H

CH3H3CCC

HH3C

H CH3

98

- huacutezaacutes (stretch)

- hajliacutetaacutes (bend)

- csavaraacutes (torsion)

O OH

Hr 1r 2

r 2

O OH

H

α

OH

OH

τ (φ)

Oslash99

O OH

H

HOOH

OOH

HE

α30 kcalmol

Hajliacutetaacutes bend

Huacutezaacutes (nyuacutejtaacutes) stretch

disszociaacutecioacute

E

r

~ 90 ~ 50 kcalmol

HOO + H

HO + HO

Oslash100

H

H

H

O OH

H

1 kcalmol

~ 10kcalmol

(torzioacutes szoumlg)τ

Newman projekcioacute

H H

0o 60o 180o 300o 360o

OO

H

H

HHH HH

Oslash101

CH2 CH2Y ZY = Z = H

Y = Z = CH3

etaacuten

n-butaacuten

300o 360o240o180o120o60o0o

0o120o- 60o-180o-240o-300o-360o-

oacutera jaacuteraacutesaacuteval megegyező

oacutera jaacuteraacutesaacuteval ellenteacutetes

ZY

Z

Y

ZY

Z

Y

Z

Y

ZYZY

syn antisynperiplanar synklinal antiklinal antiperiplanar antiklinal synklinal

102

CCH

H H

HH

HH H

H

H

H H

CCH

H H

H

H HH H

HH

HH

0o 120o 240o 360o

12 M

m

M12 M M

mm

Θ

M = m

E(Θ)

minimum

Maximum

103

HHH H

CH3CH3

HHH H

CH3CH3

H

HH H

CH3

CH3

E

0deg dieacutederes szoumlg

E szabadentalpia-kuumlloumlnbseacuteg

58

29

07

(kcal)

H H

H3CH CH3

H

H H

H3CH H

CH3

H3C CH3

H HH

H

CH3HH H

CH3H

060deg 120deg 180deg 240deg 300deg 360deg

szinperiplanaacuteris szinklinaacutelis antiklinaacutelis antiperiplanaacuteris antiklinaacutelis szinklinaacutelis104

∆G0 = G01 - G0

2

K = e∆G0

RT

∆G = - RT ln K∆G = ∆H - T∆S

∆H = 074

∆S = 2 K = 19

gauche ndash anti araacuteny

minden gauche konformerre keacutet anti forma jut K= [a][g] Oslash105

0o

0o

60o

60o

120o

120o

180o

180o

240o

240o

300o

300o 360o

360o

RELA

T

IacuteV

ENERGIA

ANTI EFFEKTUS

GAUCHE EFFEKTUS

EXTREacuteMGAUCHE

EFFEKTUS

H

H H

H H

H

CH3

H H

H H

CH3

TORZIOacuteS SZOumlG

ZY

Z

YZ

Y

Z

Y

ZY

ZY ZY

F

H H

OH

repulsions

F

H H

H 106

attractiveinteractions

orbitalinteractions

antiperiplanarposition

Anti-effect

107

repulsions

F

H H

OH

repulsions

F

H H

H

Extrem gauche effect

108

C-F

C-H

C-F

C-HC-C C-C

Oslash109

CikloalkaacutenokGyűrűfeszuumlltseacuteg

Hipotetikus planaacuteris rendszerek

Baeyer vegyeacuterteacutekszoumlg-deformaacutecioacute (angulaacuterisgyűrű feszuumlleacutes)

Pitzer anti-aacutellaacuteshoz keacutepesti energiatoumlbblet (torzioacutes feszuumlleacutes)

van der Waals nemkoumltő atomok szterikus koumllcsoumlnhataacutesa

Nem planaacuteris vegyuumlletek

CC C

C

C

boriacuteteacutek

C C C

C

Ctwist

pszeudorotaacutecioacute

CC

C C

V-alakuacute

CCC

CCC

szeacutek110

3 4 5 6 7 8 9 10Gyűrűtagszaacutem

Gyűrű

feszuumlleacutes

kcalmol

hataacutereacuterteacutek

111

Cl

H

H

H

Cl

H

H

Cl

H

H

Cl

H

Cl

H

H

H

H

Cl

mezo SS RR

cisz transz

Ciklopropaacuten

C

C

HOOC

HOOC

H

HOH

OH

S

R

C

C

HOOC

HOOC

OH

HH

OHR

RC

C

COOH

COOH

HO

HH

HOS

S

intramolekulaacuteristuumlkoumlrsiacutek

diasztereomerek diasztereomerek

enantiomerek 112

Ea(a e)

∆Ea+∆E

∆E

Ea(a e)

Z

Hkb 5szeacutek

ZH

kb 95szeacutek

kb 2 kcal

csavartkaacuted

csavartkaacuted

kaacuted

ZH

feacutelszeacutekfeacutelszeacutek

ZH

Ciklohexaacuten

113

A 3-3 nemszomszeacutedos szeacutenatom aacuteltal definiaacutelt siacutekokra

merőleges koumlteacutesiraacutenyok axiaacutelis

A toumlbbi koumlteacutes e keacutet siacutek koumlzoumltt van ekvatoriaacutelis

Pszeudorotaacutecioacute a gyűrűs vegyuumlletek konformerjei

szoumlgfeszuumlltseacuteg neacutelkuumll alakulnak egymaacutesba

114

transz 12-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

cisz 12-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

Z

H

Z

H Z

HZ

Ha

eae

Z

HZ

H

Z

H

Z

H

a

e

ae

115

transz 13-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

cisz 13-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

Z

HZ

H

Z

H Z

H

a

e ae

Z

HZ

HZ

H

Z

H

a

e

ae

116

H

Z

Z

H

H

Z Z

Ha

ea

e

transz 14-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

Z

HZ

H

H

Z

Z

Ha

ea

e

cisz 14-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

117

Oslash118

8 CO2 + 8 H2O

- 12483 kcalmol - 12468 kcalmol

15 kcalmol

CH3

CH3H

H

+ 12 O2

cisz-12-dimetilciklohexaacuten

CH3

H

H

CH3

transz-12-dimetilciklohexaacuten

+ 12 O2

119

Diszubsztituaacutelt ciklohexaacutenokszerkezeti izomerjeinek konformaacutecioacutes viszonyai

Szerkezeti izomer Geometriai izomercisz transz

12

14

ae aa

ea ee

13aa ae

ee ea

120

Oslash121

BrNH2

Br

NH23a 2b

NH2

Br

Br

NH24a 1b

NH2

Br

Br

NH2

1b 4a

NH2

Br

NH2

Br2b 3a

NH2

Br

Br

NH23b 2a

Br

NH2

BrNH24b 1a

Konformaacutecioacutes Konformaacutecioacutes

BrNH2 Br

NH2

1a 4b

Br

NH2

BrNH2

2a 3b

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesenantiomerek

Konfiguraacutecioacutesenantiomerek

diasztereomerek diasztereomerek

12-helyzetben kuumlloumlnboumlző helyettesiacutetőket tartalmazoacute ciklohexaacuten szaacutermazeacutekokkonfiguraacutecioacutes eacutes konformaacutecioacutes viszonyai

Oslash122

H

H

H

HH

H

H

H

Dekalin

cisz transz

123

transz-transz-transzanellaacutecioacute

cisz-transz-transzanellaacutecioacute

DC

BA

DC

BA

H H

R

H

H H

H

H

H

R

H H

DCBA

R

H

H

H

H

H

H

DCBA

R

H

H

H

H

H

H

CH3

CH3

CH3

CH3

Oslash124

A kiralitaacutes kialakulaacutesa eacutes bioloacutegiai jelentőseacutege

Kiraacutelis vegyuumlletek

termeacuteszetes aminosavak (elsősorban L konfiguraacutecioacute)peptidek enzimektermeacuteszetes szeacutenhidraacutetok (elsősorban D konfiguraacutecioacute)gyoacutegyszerek

Az első kiraacutelis vegyuumllet kialakulaacutesa

az elemi reacuteszek gyenge koumllcsoumlnhataacutesaacutenakiraacutenyfuumlggeacuteseacutevel van kapcsolatban

autokataliacutezis

a termeacuteszet nem tuumlkoumlrszimmetrikus (a termeacuteszet homokiraacutelis)

Oslash125

Az optikai aktivitaacuteseredete szeacutenhidraacutetokkiralitaacutescentrumaacutenakkieacutepuumlleacutese a termeacuteszetben

Oslash126

Oslash127

• Slide Number 1
• Slide Number 2
• Slide Number 3
• Slide Number 4
• Slide Number 5
• Slide Number 6
• Slide Number 7
• Izomeacuteria
• Slide Number 9
• Slide Number 10
• Slide Number 11
• Slide Number 12
• Slide Number 13
• Slide Number 14
• Slide Number 15
• Slide Number 16
• Slide Number 17
• Slide Number 18
• Szerkezeti izomeacuteria
• Slide Number 20
• Slide Number 21
• Slide Number 22
• Slide Number 23
• Slide Number 24
• A tautomeacuteria tiacutepusai
• Slide Number 26
• Slide Number 27
• Slide Number 28
• Slide Number 29
• Slide Number 30
• Sztereoizomeacuteria
• Slide Number 32
• Slide Number 33
• Slide Number 34
• Slide Number 35
• Slide Number 36
• Slide Number 37
• Slide Number 38
• Slide Number 39
• Slide Number 40
• Slide Number 41
• Slide Number 42
• Slide Number 43
• Slide Number 44
• Slide Number 45
• Slide Number 46
• Slide Number 47
• Tovaacutebbi kiralitaacutes tiacutepusok
• Slide Number 49
• Slide Number 50
• Slide Number 51
• Slide Number 52
• Slide Number 53
• Slide Number 54
• Slide Number 55
• Slide Number 56
• Slide Number 57
• Toumlbb kiralitaacuteskoumlzpont
• Slide Number 59
• Slide Number 60
• Slide Number 61
• Slide Number 62
• Slide Number 63
• Slide Number 64
• Slide Number 65
• Slide Number 66
• Slide Number 67
• Slide Number 68
• Slide Number 69
• Slide Number 70
• Slide Number 71
• Slide Number 72
• Slide Number 73
• Slide Number 74
• Slide Number 75
• Konfiguraacutecioacutes izomeacuteria
• Slide Number 77
• Slide Number 78
• Slide Number 79
• Slide Number 80
• Slide Number 81
• Slide Number 82
• Slide Number 83
• Slide Number 84
• Slide Number 85
• Slide Number 86
• Slide Number 87
• Slide Number 88
• Slide Number 89
• Slide Number 90
• Slide Number 91
• Slide Number 92
• Slide Number 93
• Slide Number 94
• Slide Number 95
• Slide Number 96
• Slide Number 97
• Slide Number 98
• Slide Number 99
• Slide Number 100
• Slide Number 101
• Slide Number 102
• Slide Number 103
• Slide Number 104
• Slide Number 105
• Slide Number 106
• Slide Number 107
• Slide Number 108
• Slide Number 109
• Slide Number 110
• Slide Number 111
• Slide Number 112
• Slide Number 113
• Slide Number 114
• Slide Number 115
• Slide Number 116
• Slide Number 117
• Slide Number 118
• Slide Number 119
• Slide Number 120
• Slide Number 121
• Slide Number 122
• Slide Number 123
• Slide Number 124
• Slide Number 125
• Slide Number 126
• Slide Number 127

Fisher projekcioacuteval aacutebraacutezolt L- eacutes D-borkősav

mezo-borkotildesav

COOHCH OHCCOOH

OHH

COOHCHO HCCOOH

HHO

szotildelotildesav

COOHCH OHCCOOH

HHO

COOHCHO HCCOOH

OHH

L-(+)-borkotildesav D-(-)-borkotildesav

63

Oslash64

Cl

H

H

H

Cl

H

H

Cl

H

H

Cl

H

Cl

H

H

H

H

Cl

mezo SS RR

cisz transz

Nem minden olyan molekula kiraacutelis amely aszimmetria centrumokkal rendelkezik

65

Szimmeriaelemek(szimmetria azonos meacuteret)

Akkor mondjuk hogy egy taacutergy szimmetriaelemmel rendelkezik ha a megfelelőszimmetriaművelet (tuumlkroumlzeacutes forgataacutes inverzioacute) a taacutergyat az eredetivel fedeacutesbehozhatoacute alakzattaacute konvertaacutelja

Pontcsoport ndash meghataacuterozott taacutergyra vonatkozoacute szimmetriaműveletek oumlsszesseacutege

szimmetriasiacutek (σ) a molekulaacutet keacutet olyan feacutelre bontja amelyek egymaacutesnak pontostuumlkoumlrkeacutepei (Szimmetriasiacutekot tartalmazoacute molekula akiraacutelis de a siacutek hiaacutenya nem okozkiralitaacutest)

n-ed rendű forgaacutesi szimmetriatengely (Cn) a molekulaacutet a tengely koumlruumll 360degnszoumlggel elforgatva az eredetitől megkuumlloumlnboumlzhetetlen molekulaacutet kapunk

szimmetriacentrum (inverzioacutes centrum) (Ci) a molekula baacutermely elemeacutet aszimmetriacentrummal oumlsszekoumltve eacutes az ellenkező iraacutenyba azonos taacutevolsaacutegrameghosszabbiacutetva azonos elemhez jutunk (Szimmetriacentrumot tartalmazoacutemolekula akiraacutelis de hiaacutenya nem okoz kiralitaacutest)

n-ed rendű tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengely (Sn) a molekulaacutet 360degn szoumlggel elforgatvaeacutes a tengelyre merőleges siacutekra tuumlkroumlzve az eredetitől megkuumlloumlnboumlzhetetlenmolekulaacutet kapunk (Tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengelyt tartalmazoacute molekula akiraacutelishiaacutenyaacuteban a molekula kiraacutelis) 66

C CCH3

H

H

CH3180o C C

CH3

H

CH3

H360o

siacutek

tengely

siacutek

tengely

Keacutetfogaacutesuacute tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengely Egyfogaacutesuacute tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengely

Szimmetriacentrum Szimmetriasiacutek

Tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengelyValamely taacutergy akkor jellemezhető Sn azaz n-ed rendű tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengellyel ha annak baacutermely pontjaacutet a tengely koumlruumll 360n fokos szoumlggelelfordiacutetva eacutes a tengelyre merőlegesen fektetett siacutekon keresztuumll tuumlkroumlzve az eredetiobjektumot kapjuk meg (n szuumlkseacutegkeacuteppen paacuteros vagy 1)

Az S1-tengely szimmetriasiacutekkal (σ) az S2-tengely viszont szimmetriacentrummal (Ci) egyeneacuterteacutekű

A szimmetriacentrumon aacutethaladoacute baacutermely egyenesen a centrumtoacutel egyenlő taacutevolsaacutegban azonos elemek talaacutelhatoacutek

Akiraacutelis molekulaacutek

67

szimmetriasiacutek (m S1) forgaacutesi szimmetriatengely (Cn) szimmetriacentrum (Ci S2)

Szimmetrikus + +

Szimmetrikus + -

Koumlzeacuteppontosan - + szimmetrikus

Disszimetrikus - + - (kiraacutelis)

Aszimmetrikus - - - (kiraacutelis)

Szimmetriaelem művelet

Szimmetriasiacutek tuumlkroumlzeacutes

Szimmetriatengely forgataacutes

Szimmetriacentrum inverzioacute

Szimmetriaelem művelet

Azonossaacuteg vaacuteltozatlanulhagyaacutes

Tuumlkroumlzeacutesi forgataacutes eacutesszimmetriatengely (giroid) tengelyre merőleges

tuumlkroumlzeacutesOslash68

Oslash69

Oslash70

Oslash71

Oslash72

1 Atomic number2 Atomic mass3 Z gt E4 R gt S5 Spheres6 Single-bond equivalencies

Cahn-Ingold-Prelog nomenclature system

Sequence rules for order of priority

1 If the atoms in question are different the sequence order is by atomic number with theatom of highest atomic number receiving the highest priority

F lt Cl lt Br lt I

increasing priority

2 If two isotopes of the same element are present the isotope of higher mass receivesthe higher priority

H lt D

increasing priority73

5 If two atoms are identical the atomic numbers of the next atoms are used for priorityassignment If these atoms also have identical atoms attached to them priority isdetermined at the first point of difference along the chain The atom that has attached to itan atom of higher priority has the higher priority (Do not use the sums of the atomic numbersBut look for the single atom of highest priority)

74

6 Atoms attached by double or triple bond are given single-bond equivalencies so that theycan be treated like single-bonded groups in determining priority Each doubly bonded atom isduplicated (or triplicated for triple bonds)

R C

O

OH

Structure Equivalent for priority determination

R C

O

O

OH

C

R C N R C

N

N

NC

C

75

Konfiguraacutecioacutes izomeacuteriaUgyanaz a vaacutez konnektivitaacutes de elteacuterő teacuterbelielrendeződeacutes (valamilyen szimmetria-rendezőhoumlz valoacuteviszony)

Nem alakiacutethatoacutek egymaacutesba kovalens koumlteacutes elszakiacutetaacutesaeacutes uacutejrakeacutepződeacutese neacutelkuumll

optikai izomerek (optikai aktivitaacutes) R Sgeometriai izomerek cisz-transz E-Z

76

Konfiguraacutecioacutes diasztereomerekFizikai eacutes keacutemia tulajdonsaacutegaik elteacuternek

Konfiguraacutecioacutes enantiomerekFizikai eacutes keacutemiai tulajdonsaacutegaikazonosak kiveacutevebull azonos meacuterteacutekű de ellenteacutetesiraacutenyuacute optikai forgatoacutekeacutepesseacutegbull elteacuterő reaktivitaacutes maacutes kiraacutelis vegyuumlletekkel valoacute reakcioacuteban

C

C

Cl

Cl H

HC

C

H

Cl H

Cl

cisz-12-dikloacutereteacuten transz-12-dikloacutereteacuten

Br Cl

Cl BrF F

Cl Br

Br FF Cl

(R) (R) (S) (R)

CH

OHCH3CH2

CH3

CH

HOCH2CH3

CH3

CH

OHCH3CH2

CH3

CH

OHCH3

CH3CH2

180o-os forgataacutes

(R)-butaacuten-2-ol (S)-butaacuten-2-olfp 995 oC 995 oCd4

20 0808 0808nD

20 1397 1397[α]D

25 -1352o +1352o

(R)-butaacuten-2-ol (S)-butaacuten-2-ol

CH

OHCH3

CH3CH2

77

Elegykristaacutely

bullveacuteletlenszerűen tartalmazza mindkeacutet enantiomertbulla tiszta enantiomerek eacutes az enantiomer kevereacutekek tulajdonsaacutegai azonosak

Konglomeraacutetum

bullcsak az egyik vagy a maacutesik enantiomert tartalmazzabullaz enantiomerek mechanikusan is elkuumlloumlniacutethetők egymaacutestoacutel

Molekulavegyuumllet

bulla keacutet enantiomer a kristaacutelyban 11 araacutenyban fordul elő (raceacutem elegy)bulla raceacutem elegy eacutes az enantiomerek olvadaacutespontja kuumlloumlnboumlző

bullakiraacutelis koumlruumllmeacutenyek koumlzoumltt megegyező fizikai eacutes keacutemiai tulajdonsaacutegokbullkiraacutelis koumlruumllmeacutenyek koumlzoumltt elteacuterő (kiraacutelis molekulaacutek polarizaacutelt feacuteny)bullenantiomerek koumlzoumltti 3 fő koumllcsoumlnhataacutes

elegykristaacutely keacutepzeacuteskonglomeraacutetum keacutepzeacutesmolekulavegyuumllet keacutepzeacutes

Enantiomerek

78

Enantiomerek egyeacuteb kevereacutekeit az uacutegynevezett bdquoenantiomeric excessrdquo (ee) [enantiomerfelesleg] eacuterteacutekkel jellemezzuumlk (R) eacutes (S) a megfelelő enantiomerek mennyiseacutege a kevereacutekben

A komponensek mennyiseacutegeacutenek meghataacuterozaacutesaKiraacutelis oszlopkromatigraacutefia (enantiomerek elvaacutelasztaacutesa)NMR spektroszkoacutepia

ee =(R) - (S)(R) + (S) 100

Enantiomer felesleg

Az enantiomerfelesleg az aszimmetrikus szinteacutezis sikeresseacutegeacutenek egyikmeacuterőszaacutema Diasztereomerek kevereacuteke eseteacuten hasonloacute moacutedon definiaacuteljaacutek eacuteshasznaacuteljaacutek a diasztereomer felesleg eacutes a szaacutezaleacutekos diasztereomer feleslegfogalmaacutet

Egy 70 R eacutes 30 S izomert tartalmazoacute minta enantiomerfeleslege peacuteldaacuteul40 Ezt az anyagot uacutegy is tekinthetjuumlk mint 40 tiszta R izomer eacutes 60 raceacutemelegy (mely a teljes mennyiseacuteghez 30 R eacutes 30 S izomerrel jaacuterul hozzaacute)kevereacuteke 79

C

C

HOOC

HOOC

H

HOH

OH

S

R

C

C

HOOC

HOOC

OH

HH

OHR

RC

C

COOH

COOH

HO

HH

HOS

S

intramolekulaacuteristuumlkoumlrsiacutek

diasztereomerek diasztereomerek

enantiomerek

COOH

CH3H2NH

R

COOH

CH3 NH2H

S

enantiomerek

Enantiomerek eacutes diasztereomerek

80

C

NH2

COOHHH3C C

CH2SH

COOHH2NH

Ala Cys

Aacutebraacutezolja Fischer keacuteplettel az alaacutebbi perspektivikus keacuteplettel megadott aminosavakat

CH3

COOH

H2N H

CH2SH

COOH

H2N H

Ala Cys

S R

L L81

CNH2H

H3C

COOH

C

COOH

CH2SHH2NH

CCH3H

H2N

COOH

C

COOH

CH2SHHH2N

C

NH2

COOHHH3C

C

CH2SH

COOHH2NH

CH3

COOH

H2N H

CH2SH

COOH

H2N H

82

Enantiomerek eacutes mezo vegyuumlletek

Pszeudoaszimmetria

C

C

HOOC

HOOC

H

HOH

OH

S

R

C

C

HOOC

HOOC

OH

HH

OHR

RC

C

COOH

COOH

HO

HH

HOS

S

intramolekulaacuteristuumlkoumlrsiacutek

diasztereomerek diasztereomerek

enantiomerek

C

C

C

COOH

COOH

HO H

OHH

H OHR

R

C

C

C

COOH

COOH

H OH

HHO

HO HS

S

enantiomerek

optikailag aktiacutevak

C

C

C

COOH

COOH

H OH

OHH

H OHR

S

C

C

C

COOH

COOH

H OH

HHO

H OHR

S

optikailag inaktiacutevak

r s

83

COOH

COOH

COOHHOOC COOH

HOOC COOH

HOOC

mcisz transz transz

szerkezetiizomeacuteria

geometriaiizomeacuteria

optikai izomeacuteria

84

R

RHOH

akiraacutelisszeacutenatom

R

SHOH

rS

RHOH

s

RgtS r s

(S)

(S)

pszeudoaszimmetriaacutes szeacutenatom

akiraacutelis molekulamezo vegyuumllet

akiraacutelisC2 forgaacutesi szimmetriatengely

kiraacutelis

HOOC COOH

Br

m

HOOC COOH

m

HOOC

COOH

pro-pszeudoaszimmetriaacutes szeacutenatom

85

Kiraacutelis molekulaacutekon beluumll is sok esetben talaacutelhatoacute pszeudo-aszimmetriacentrum amennyiben a keacutet enantiomorf ligandum mellett tovaacutebbi aszimmetrikus ligandum is kapcsoloacutedik a centrumhoz (peacuteldaacuteul atropin eacutes szaacutermazeacutekai)

gytszptehuhudownloadindex16630

Oslash86

Mezo-forma a) mindig akiraacutelisb) mindig kell lennie kiraacutelis disztereomerjeacutenek is

gytszptehuhudownloadindex16630

C

C

HOOC

HOOC

H

HOH

OH

S

R

C

C

HOOC

HOOC

OH

HH

OHR

RC

C

COOH

COOH

HO

HH

HOS

S

intramolekulaacuteristuumlkoumlrsiacutek

diasztereomerek diasztereomerek

enantiomerek

Oslash87

gytszptehuhudownloadindex16630

A pszeudo-aszimmetriacentrumok konfiguraacutecioacutejaacuteban elteacuterő izomerekegymaacutessal diasztereoizomer viszonyban aacutellnak

rC

C

C

COOH

COOH

H OH

OHH

H OHR

S

sC

C

C

COOH

COOH

H OH

HHO

H OHR

S Oslash88

Geometriai izomeacuteria

kettős koumlteacutesű vegyuumlletekneacutelciklusos vegyuumlletekneacutel

C CH H

CH3H3CC C

H CH3

HH3C

Felteacutetel (olefinekneacutel) egy adott pilleacuteratomon nem lehet keacutet azonos helyettesiacutetőde adott kettőskoumlteacutes keacutet kuumlloumlnboumlző pilleacuteratomjaacuten lehet egy-egy azonos helyettesiacutető(de ezeknek sem kell szuumlkseacutegkeacuteppen azonosaknak lenniuumlk)

Alfa helyzetű szubsztituens Beacuteta helyzetű szubsztituens

Diasztereomerek

89

Configurational isomers

The particular arrangement of atoms (or goups) in space that is characteristic of a given streoisomer

The configurational isomers can not be transformed into each otherwithout breaking and making a covalent bond

- cis-trans Z-E designations geometric isomers- optical isomerism (cf chirality)

H COOH

H COOH

HOOC H

H COOH

Z E

Oslash90

The requirement for geometric isomerism in alkenes is that each carbon atom involvedin the pi bond have two different groups attached to it such as H and Cl or CH3 and Cl

C CH

H

CH2CH3

CH3

C CH

H

CH2CH3

CH3is the same as

C CCH3

H

CH2CH3

CH3

C CH

CH3

CH2CH3

CH3

geometric isomers

If one of the carbons of the double bond has two identical groups such as two H atomsor two CH3 groups the geometric isomerism is not possible

Z E

Higher priority atoms or groups are on the same side of the pi bond Z bdquotogetherrdquo

Higher priority atoms or groups are on opposite sides of the pi bond E bdquoacrossrdquo

(Look at the single atoms directly attached to the double-bond carbon C and not entire-CH2CH2CH3 group)

Oslash91

Cahn-Ingold-Prelog szekvenciaszabaacutelyokalkeacutenekre vonatkozoacutean

Toumlmegszaacutem

C CT

D

H

DE

Rendszaacutem

C CF

Cl

Br

IZ

Z gt E

E

ZZ C C

C

C

H

NC

C

C

H3C

H3C

CH3

HCH3

H

C CH

NC

C

C

CH3

CH3

H

H

Br

Br

E

R

S

RgtS (DgtL)

92

C CH

H3C

CH

CH

CH3

CH3

CH2

Z ltC

HCH3

CH3

C

H

C

C

H

H

HHH

H

C C

H H

H

C

H

C (C)

o

o

o

H

H(C)oo

o

C CH

H3C

CH

CH

CH3

CH2 Br

CH2

E

C

HCH3

CH2Br

C

H

C

H

H

HCBrH

H

gtC C

H H

H

C

H

C (C)

o

o

o

H

H(C)oo

o

(CON) adott atom ismeacutetelt megjeleniacuteteacutese ---o fantomatom

1 2 3C CCCH CHHH C C(C)CH C(C)HH

1 2 3C CCCH BrCHH gt CHHH C C(C)CH C(C)HH 93

transzE

ciszZ

C CH H

C CH

H

transzZ

ciszE

C CBr H

C CH

Br

Oslash94

Konformaacutecioacutes izomeacuteriaUgyanaz a vaacutez konnektivitaacutes de elteacuterő teacuterbelielrendeződeacutes (valamilyen szimmetria-rendezőhoumlz valoacuteviszony)

Kovalens koumlteacutes elszakiacutetaacutesa eacutes uacutejrakeacutepződeacutese neacutelkuumllegymaacutesba alakiacutethatoacutek

Rotaacutecioacutes izomeacuteriaKuumlloumlnboumlző konformaacutecioacute (konformerek rotamerek)

Axiaacutelis kiralitaacutes R SHelikaacutelis kiralitaacutes P M

95

C CCH3H3C

HHHH

C CCH3

CH3 HH

HH

Konformaacutecioacutes diasztereomerek

C CH

CH3 HCH3

HH C C

H

CH3 CH3H

HH

Konformaacutecioacutes enantiomerek

P M

96

szinperiplanaacuteris szinklinaacutelis antiklinaacutelis antiperiplanaacuteris antiklinaacutelis szinklinaacutelis

pszeudorotaacutecioacute

axiaacutelis ekvatoriaacutelis

Konformerek

kiraacutelis kiraacutelisakiraacutelis akiraacutelis

97

C CCH3

CH3 HH

HHC C

CH3H3C

HHHH

Konfiguraacutecioacutes diasztereomerek

Konformaacutecioacutes diasztereomerek

C CH H

CH3H3CCC

HH3C

H CH3

98

- huacutezaacutes (stretch)

- hajliacutetaacutes (bend)

- csavaraacutes (torsion)

O OH

Hr 1r 2

r 2

O OH

H

α

OH

OH

τ (φ)

Oslash99

O OH

H

HOOH

OOH

HE

α30 kcalmol

Hajliacutetaacutes bend

Huacutezaacutes (nyuacutejtaacutes) stretch

disszociaacutecioacute

E

r

~ 90 ~ 50 kcalmol

HOO + H

HO + HO

Oslash100

H

H

H

O OH

H

1 kcalmol

~ 10kcalmol

(torzioacutes szoumlg)τ

Newman projekcioacute

H H

0o 60o 180o 300o 360o

OO

H

H

HHH HH

Oslash101

CH2 CH2Y ZY = Z = H

Y = Z = CH3

etaacuten

n-butaacuten

300o 360o240o180o120o60o0o

0o120o- 60o-180o-240o-300o-360o-

oacutera jaacuteraacutesaacuteval megegyező

oacutera jaacuteraacutesaacuteval ellenteacutetes

ZY

Z

Y

ZY

Z

Y

Z

Y

ZYZY

syn antisynperiplanar synklinal antiklinal antiperiplanar antiklinal synklinal

102

CCH

H H

HH

HH H

H

H

H H

CCH

H H

H

H HH H

HH

HH

0o 120o 240o 360o

12 M

m

M12 M M

mm

Θ

M = m

E(Θ)

minimum

Maximum

103

HHH H

CH3CH3

HHH H

CH3CH3

H

HH H

CH3

CH3

E

0deg dieacutederes szoumlg

E szabadentalpia-kuumlloumlnbseacuteg

58

29

07

(kcal)

H H

H3CH CH3

H

H H

H3CH H

CH3

H3C CH3

H HH

H

CH3HH H

CH3H

060deg 120deg 180deg 240deg 300deg 360deg

szinperiplanaacuteris szinklinaacutelis antiklinaacutelis antiperiplanaacuteris antiklinaacutelis szinklinaacutelis104

∆G0 = G01 - G0

2

K = e∆G0

RT

∆G = - RT ln K∆G = ∆H - T∆S

∆H = 074

∆S = 2 K = 19

gauche ndash anti araacuteny

minden gauche konformerre keacutet anti forma jut K= [a][g] Oslash105

0o

0o

60o

60o

120o

120o

180o

180o

240o

240o

300o

300o 360o

360o

RELA

T

IacuteV

ENERGIA

ANTI EFFEKTUS

GAUCHE EFFEKTUS

EXTREacuteMGAUCHE

EFFEKTUS

H

H H

H H

H

CH3

H H

H H

CH3

TORZIOacuteS SZOumlG

ZY

Z

YZ

Y

Z

Y

ZY

ZY ZY

F

H H

OH

repulsions

F

H H

H 106

attractiveinteractions

orbitalinteractions

antiperiplanarposition

Anti-effect

107

repulsions

F

H H

OH

repulsions

F

H H

H

Extrem gauche effect

108

C-F

C-H

C-F

C-HC-C C-C

Oslash109

CikloalkaacutenokGyűrűfeszuumlltseacuteg

Hipotetikus planaacuteris rendszerek

Baeyer vegyeacuterteacutekszoumlg-deformaacutecioacute (angulaacuterisgyűrű feszuumlleacutes)

Pitzer anti-aacutellaacuteshoz keacutepesti energiatoumlbblet (torzioacutes feszuumlleacutes)

van der Waals nemkoumltő atomok szterikus koumllcsoumlnhataacutesa

Nem planaacuteris vegyuumlletek

CC C

C

C

boriacuteteacutek

C C C

C

Ctwist

pszeudorotaacutecioacute

CC

C C

V-alakuacute

CCC

CCC

szeacutek110

3 4 5 6 7 8 9 10Gyűrűtagszaacutem

Gyűrű

feszuumlleacutes

kcalmol

hataacutereacuterteacutek

111

Cl

H

H

H

Cl

H

H

Cl

H

H

Cl

H

Cl

H

H

H

H

Cl

mezo SS RR

cisz transz

Ciklopropaacuten

C

C

HOOC

HOOC

H

HOH

OH

S

R

C

C

HOOC

HOOC

OH

HH

OHR

RC

C

COOH

COOH

HO

HH

HOS

S

intramolekulaacuteristuumlkoumlrsiacutek

diasztereomerek diasztereomerek

enantiomerek 112

Ea(a e)

∆Ea+∆E

∆E

Ea(a e)

Z

Hkb 5szeacutek

ZH

kb 95szeacutek

kb 2 kcal

csavartkaacuted

csavartkaacuted

kaacuted

ZH

feacutelszeacutekfeacutelszeacutek

ZH

Ciklohexaacuten

113

A 3-3 nemszomszeacutedos szeacutenatom aacuteltal definiaacutelt siacutekokra

merőleges koumlteacutesiraacutenyok axiaacutelis

A toumlbbi koumlteacutes e keacutet siacutek koumlzoumltt van ekvatoriaacutelis

Pszeudorotaacutecioacute a gyűrűs vegyuumlletek konformerjei

szoumlgfeszuumlltseacuteg neacutelkuumll alakulnak egymaacutesba

114

transz 12-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

cisz 12-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

Z

H

Z

H Z

HZ

Ha

eae

Z

HZ

H

Z

H

Z

H

a

e

ae

115

transz 13-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

cisz 13-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

Z

HZ

H

Z

H Z

H

a

e ae

Z

HZ

HZ

H

Z

H

a

e

ae

116

H

Z

Z

H

H

Z Z

Ha

ea

e

transz 14-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

Z

HZ

H

H

Z

Z

Ha

ea

e

cisz 14-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

117

Oslash118

8 CO2 + 8 H2O

- 12483 kcalmol - 12468 kcalmol

15 kcalmol

CH3

CH3H

H

+ 12 O2

cisz-12-dimetilciklohexaacuten

CH3

H

H

CH3

transz-12-dimetilciklohexaacuten

+ 12 O2

119

Diszubsztituaacutelt ciklohexaacutenokszerkezeti izomerjeinek konformaacutecioacutes viszonyai

Szerkezeti izomer Geometriai izomercisz transz

12

14

ae aa

ea ee

13aa ae

ee ea

120

Oslash121

BrNH2

Br

NH23a 2b

NH2

Br

Br

NH24a 1b

NH2

Br

Br

NH2

1b 4a

NH2

Br

NH2

Br2b 3a

NH2

Br

Br

NH23b 2a

Br

NH2

BrNH24b 1a

Konformaacutecioacutes Konformaacutecioacutes

BrNH2 Br

NH2

1a 4b

Br

NH2

BrNH2

2a 3b

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesenantiomerek

Konfiguraacutecioacutesenantiomerek

diasztereomerek diasztereomerek

12-helyzetben kuumlloumlnboumlző helyettesiacutetőket tartalmazoacute ciklohexaacuten szaacutermazeacutekokkonfiguraacutecioacutes eacutes konformaacutecioacutes viszonyai

Oslash122

H

H

H

HH

H

H

H

Dekalin

cisz transz

123

transz-transz-transzanellaacutecioacute

cisz-transz-transzanellaacutecioacute

DC

BA

DC

BA

H H

R

H

H H

H

H

H

R

H H

DCBA

R

H

H

H

H

H

H

DCBA

R

H

H

H

H

H

H

CH3

CH3

CH3

CH3

Oslash124

A kiralitaacutes kialakulaacutesa eacutes bioloacutegiai jelentőseacutege

Kiraacutelis vegyuumlletek

termeacuteszetes aminosavak (elsősorban L konfiguraacutecioacute)peptidek enzimektermeacuteszetes szeacutenhidraacutetok (elsősorban D konfiguraacutecioacute)gyoacutegyszerek

Az első kiraacutelis vegyuumllet kialakulaacutesa

az elemi reacuteszek gyenge koumllcsoumlnhataacutesaacutenakiraacutenyfuumlggeacuteseacutevel van kapcsolatban

autokataliacutezis

a termeacuteszet nem tuumlkoumlrszimmetrikus (a termeacuteszet homokiraacutelis)

Oslash125

Az optikai aktivitaacuteseredete szeacutenhidraacutetokkiralitaacutescentrumaacutenakkieacutepuumlleacutese a termeacuteszetben

Oslash126

Oslash127

• Slide Number 1
• Slide Number 2
• Slide Number 3
• Slide Number 4
• Slide Number 5
• Slide Number 6
• Slide Number 7
• Izomeacuteria
• Slide Number 9
• Slide Number 10
• Slide Number 11
• Slide Number 12
• Slide Number 13
• Slide Number 14
• Slide Number 15
• Slide Number 16
• Slide Number 17
• Slide Number 18
• Szerkezeti izomeacuteria
• Slide Number 20
• Slide Number 21
• Slide Number 22
• Slide Number 23
• Slide Number 24
• A tautomeacuteria tiacutepusai
• Slide Number 26
• Slide Number 27
• Slide Number 28
• Slide Number 29
• Slide Number 30
• Sztereoizomeacuteria
• Slide Number 32
• Slide Number 33
• Slide Number 34
• Slide Number 35
• Slide Number 36
• Slide Number 37
• Slide Number 38
• Slide Number 39
• Slide Number 40
• Slide Number 41
• Slide Number 42
• Slide Number 43
• Slide Number 44
• Slide Number 45
• Slide Number 46
• Slide Number 47
• Tovaacutebbi kiralitaacutes tiacutepusok
• Slide Number 49
• Slide Number 50
• Slide Number 51
• Slide Number 52
• Slide Number 53
• Slide Number 54
• Slide Number 55
• Slide Number 56
• Slide Number 57
• Toumlbb kiralitaacuteskoumlzpont
• Slide Number 59
• Slide Number 60
• Slide Number 61
• Slide Number 62
• Slide Number 63
• Slide Number 64
• Slide Number 65
• Slide Number 66
• Slide Number 67
• Slide Number 68
• Slide Number 69
• Slide Number 70
• Slide Number 71
• Slide Number 72
• Slide Number 73
• Slide Number 74
• Slide Number 75
• Konfiguraacutecioacutes izomeacuteria
• Slide Number 77
• Slide Number 78
• Slide Number 79
• Slide Number 80
• Slide Number 81
• Slide Number 82
• Slide Number 83
• Slide Number 84
• Slide Number 85
• Slide Number 86
• Slide Number 87
• Slide Number 88
• Slide Number 89
• Slide Number 90
• Slide Number 91
• Slide Number 92
• Slide Number 93
• Slide Number 94
• Slide Number 95
• Slide Number 96
• Slide Number 97
• Slide Number 98
• Slide Number 99
• Slide Number 100
• Slide Number 101
• Slide Number 102
• Slide Number 103
• Slide Number 104
• Slide Number 105
• Slide Number 106
• Slide Number 107
• Slide Number 108
• Slide Number 109
• Slide Number 110
• Slide Number 111
• Slide Number 112
• Slide Number 113
• Slide Number 114
• Slide Number 115
• Slide Number 116
• Slide Number 117
• Slide Number 118
• Slide Number 119
• Slide Number 120
• Slide Number 121
• Slide Number 122
• Slide Number 123
• Slide Number 124
• Slide Number 125
• Slide Number 126
• Slide Number 127

Oslash64

Cl

H

H

H

Cl

H

H

Cl

H

H

Cl

H

Cl

H

H

H

H

Cl

mezo SS RR

cisz transz

Nem minden olyan molekula kiraacutelis amely aszimmetria centrumokkal rendelkezik

65

Szimmeriaelemek(szimmetria azonos meacuteret)

Akkor mondjuk hogy egy taacutergy szimmetriaelemmel rendelkezik ha a megfelelőszimmetriaművelet (tuumlkroumlzeacutes forgataacutes inverzioacute) a taacutergyat az eredetivel fedeacutesbehozhatoacute alakzattaacute konvertaacutelja

Pontcsoport ndash meghataacuterozott taacutergyra vonatkozoacute szimmetriaműveletek oumlsszesseacutege

szimmetriasiacutek (σ) a molekulaacutet keacutet olyan feacutelre bontja amelyek egymaacutesnak pontostuumlkoumlrkeacutepei (Szimmetriasiacutekot tartalmazoacute molekula akiraacutelis de a siacutek hiaacutenya nem okozkiralitaacutest)

n-ed rendű forgaacutesi szimmetriatengely (Cn) a molekulaacutet a tengely koumlruumll 360degnszoumlggel elforgatva az eredetitől megkuumlloumlnboumlzhetetlen molekulaacutet kapunk

szimmetriacentrum (inverzioacutes centrum) (Ci) a molekula baacutermely elemeacutet aszimmetriacentrummal oumlsszekoumltve eacutes az ellenkező iraacutenyba azonos taacutevolsaacutegrameghosszabbiacutetva azonos elemhez jutunk (Szimmetriacentrumot tartalmazoacutemolekula akiraacutelis de hiaacutenya nem okoz kiralitaacutest)

n-ed rendű tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengely (Sn) a molekulaacutet 360degn szoumlggel elforgatvaeacutes a tengelyre merőleges siacutekra tuumlkroumlzve az eredetitől megkuumlloumlnboumlzhetetlenmolekulaacutet kapunk (Tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengelyt tartalmazoacute molekula akiraacutelishiaacutenyaacuteban a molekula kiraacutelis) 66

C CCH3

H

H

CH3180o C C

CH3

H

CH3

H360o

siacutek

tengely

siacutek

tengely

Keacutetfogaacutesuacute tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengely Egyfogaacutesuacute tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengely

Szimmetriacentrum Szimmetriasiacutek

Tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengelyValamely taacutergy akkor jellemezhető Sn azaz n-ed rendű tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengellyel ha annak baacutermely pontjaacutet a tengely koumlruumll 360n fokos szoumlggelelfordiacutetva eacutes a tengelyre merőlegesen fektetett siacutekon keresztuumll tuumlkroumlzve az eredetiobjektumot kapjuk meg (n szuumlkseacutegkeacuteppen paacuteros vagy 1)

Az S1-tengely szimmetriasiacutekkal (σ) az S2-tengely viszont szimmetriacentrummal (Ci) egyeneacuterteacutekű

A szimmetriacentrumon aacutethaladoacute baacutermely egyenesen a centrumtoacutel egyenlő taacutevolsaacutegban azonos elemek talaacutelhatoacutek

Akiraacutelis molekulaacutek

67

szimmetriasiacutek (m S1) forgaacutesi szimmetriatengely (Cn) szimmetriacentrum (Ci S2)

Szimmetrikus + +

Szimmetrikus + -

Koumlzeacuteppontosan - + szimmetrikus

Disszimetrikus - + - (kiraacutelis)

Aszimmetrikus - - - (kiraacutelis)

Szimmetriaelem művelet

Szimmetriasiacutek tuumlkroumlzeacutes

Szimmetriatengely forgataacutes

Szimmetriacentrum inverzioacute

Szimmetriaelem művelet

Azonossaacuteg vaacuteltozatlanulhagyaacutes

Tuumlkroumlzeacutesi forgataacutes eacutesszimmetriatengely (giroid) tengelyre merőleges

tuumlkroumlzeacutesOslash68

Oslash69

Oslash70

Oslash71

Oslash72

1 Atomic number2 Atomic mass3 Z gt E4 R gt S5 Spheres6 Single-bond equivalencies

Cahn-Ingold-Prelog nomenclature system

Sequence rules for order of priority

1 If the atoms in question are different the sequence order is by atomic number with theatom of highest atomic number receiving the highest priority

F lt Cl lt Br lt I

increasing priority

2 If two isotopes of the same element are present the isotope of higher mass receivesthe higher priority

H lt D

increasing priority73

5 If two atoms are identical the atomic numbers of the next atoms are used for priorityassignment If these atoms also have identical atoms attached to them priority isdetermined at the first point of difference along the chain The atom that has attached to itan atom of higher priority has the higher priority (Do not use the sums of the atomic numbersBut look for the single atom of highest priority)

74

6 Atoms attached by double or triple bond are given single-bond equivalencies so that theycan be treated like single-bonded groups in determining priority Each doubly bonded atom isduplicated (or triplicated for triple bonds)

R C

O

OH

Structure Equivalent for priority determination

R C

O

O

OH

C

R C N R C

N

N

NC

C

75

Konfiguraacutecioacutes izomeacuteriaUgyanaz a vaacutez konnektivitaacutes de elteacuterő teacuterbelielrendeződeacutes (valamilyen szimmetria-rendezőhoumlz valoacuteviszony)

Nem alakiacutethatoacutek egymaacutesba kovalens koumlteacutes elszakiacutetaacutesaeacutes uacutejrakeacutepződeacutese neacutelkuumll

optikai izomerek (optikai aktivitaacutes) R Sgeometriai izomerek cisz-transz E-Z

76

Konfiguraacutecioacutes diasztereomerekFizikai eacutes keacutemia tulajdonsaacutegaik elteacuternek

Konfiguraacutecioacutes enantiomerekFizikai eacutes keacutemiai tulajdonsaacutegaikazonosak kiveacutevebull azonos meacuterteacutekű de ellenteacutetesiraacutenyuacute optikai forgatoacutekeacutepesseacutegbull elteacuterő reaktivitaacutes maacutes kiraacutelis vegyuumlletekkel valoacute reakcioacuteban

C

C

Cl

Cl H

HC

C

H

Cl H

Cl

cisz-12-dikloacutereteacuten transz-12-dikloacutereteacuten

Br Cl

Cl BrF F

Cl Br

Br FF Cl

(R) (R) (S) (R)

CH

OHCH3CH2

CH3

CH

HOCH2CH3

CH3

CH

OHCH3CH2

CH3

CH

OHCH3

CH3CH2

180o-os forgataacutes

(R)-butaacuten-2-ol (S)-butaacuten-2-olfp 995 oC 995 oCd4

20 0808 0808nD

20 1397 1397[α]D

25 -1352o +1352o

(R)-butaacuten-2-ol (S)-butaacuten-2-ol

CH

OHCH3

CH3CH2

77

Elegykristaacutely

bullveacuteletlenszerűen tartalmazza mindkeacutet enantiomertbulla tiszta enantiomerek eacutes az enantiomer kevereacutekek tulajdonsaacutegai azonosak

Konglomeraacutetum

bullcsak az egyik vagy a maacutesik enantiomert tartalmazzabullaz enantiomerek mechanikusan is elkuumlloumlniacutethetők egymaacutestoacutel

Molekulavegyuumllet

bulla keacutet enantiomer a kristaacutelyban 11 araacutenyban fordul elő (raceacutem elegy)bulla raceacutem elegy eacutes az enantiomerek olvadaacutespontja kuumlloumlnboumlző

bullakiraacutelis koumlruumllmeacutenyek koumlzoumltt megegyező fizikai eacutes keacutemiai tulajdonsaacutegokbullkiraacutelis koumlruumllmeacutenyek koumlzoumltt elteacuterő (kiraacutelis molekulaacutek polarizaacutelt feacuteny)bullenantiomerek koumlzoumltti 3 fő koumllcsoumlnhataacutes

elegykristaacutely keacutepzeacuteskonglomeraacutetum keacutepzeacutesmolekulavegyuumllet keacutepzeacutes

Enantiomerek

78

Enantiomerek egyeacuteb kevereacutekeit az uacutegynevezett bdquoenantiomeric excessrdquo (ee) [enantiomerfelesleg] eacuterteacutekkel jellemezzuumlk (R) eacutes (S) a megfelelő enantiomerek mennyiseacutege a kevereacutekben

A komponensek mennyiseacutegeacutenek meghataacuterozaacutesaKiraacutelis oszlopkromatigraacutefia (enantiomerek elvaacutelasztaacutesa)NMR spektroszkoacutepia

ee =(R) - (S)(R) + (S) 100

Enantiomer felesleg

Az enantiomerfelesleg az aszimmetrikus szinteacutezis sikeresseacutegeacutenek egyikmeacuterőszaacutema Diasztereomerek kevereacuteke eseteacuten hasonloacute moacutedon definiaacuteljaacutek eacuteshasznaacuteljaacutek a diasztereomer felesleg eacutes a szaacutezaleacutekos diasztereomer feleslegfogalmaacutet

Egy 70 R eacutes 30 S izomert tartalmazoacute minta enantiomerfeleslege peacuteldaacuteul40 Ezt az anyagot uacutegy is tekinthetjuumlk mint 40 tiszta R izomer eacutes 60 raceacutemelegy (mely a teljes mennyiseacuteghez 30 R eacutes 30 S izomerrel jaacuterul hozzaacute)kevereacuteke 79

C

C

HOOC

HOOC

H

HOH

OH

S

R

C

C

HOOC

HOOC

OH

HH

OHR

RC

C

COOH

COOH

HO

HH

HOS

S

intramolekulaacuteristuumlkoumlrsiacutek

diasztereomerek diasztereomerek

enantiomerek

COOH

CH3H2NH

R

COOH

CH3 NH2H

S

enantiomerek

Enantiomerek eacutes diasztereomerek

80

C

NH2

COOHHH3C C

CH2SH

COOHH2NH

Ala Cys

Aacutebraacutezolja Fischer keacuteplettel az alaacutebbi perspektivikus keacuteplettel megadott aminosavakat

CH3

COOH

H2N H

CH2SH

COOH

H2N H

Ala Cys

S R

L L81

CNH2H

H3C

COOH

C

COOH

CH2SHH2NH

CCH3H

H2N

COOH

C

COOH

CH2SHHH2N

C

NH2

COOHHH3C

C

CH2SH

COOHH2NH

CH3

COOH

H2N H

CH2SH

COOH

H2N H

82

Enantiomerek eacutes mezo vegyuumlletek

Pszeudoaszimmetria

C

C

HOOC

HOOC

H

HOH

OH

S

R

C

C

HOOC

HOOC

OH

HH

OHR

RC

C

COOH

COOH

HO

HH

HOS

S

intramolekulaacuteristuumlkoumlrsiacutek

diasztereomerek diasztereomerek

enantiomerek

C

C

C

COOH

COOH

HO H

OHH

H OHR

R

C

C

C

COOH

COOH

H OH

HHO

HO HS

S

enantiomerek

optikailag aktiacutevak

C

C

C

COOH

COOH

H OH

OHH

H OHR

S

C

C

C

COOH

COOH

H OH

HHO

H OHR

S

optikailag inaktiacutevak

r s

83

COOH

COOH

COOHHOOC COOH

HOOC COOH

HOOC

mcisz transz transz

szerkezetiizomeacuteria

geometriaiizomeacuteria

optikai izomeacuteria

84

R

RHOH

akiraacutelisszeacutenatom

R

SHOH

rS

RHOH

s

RgtS r s

(S)

(S)

pszeudoaszimmetriaacutes szeacutenatom

akiraacutelis molekulamezo vegyuumllet

akiraacutelisC2 forgaacutesi szimmetriatengely

kiraacutelis

HOOC COOH

Br

m

HOOC COOH

m

HOOC

COOH

pro-pszeudoaszimmetriaacutes szeacutenatom

85

Kiraacutelis molekulaacutekon beluumll is sok esetben talaacutelhatoacute pszeudo-aszimmetriacentrum amennyiben a keacutet enantiomorf ligandum mellett tovaacutebbi aszimmetrikus ligandum is kapcsoloacutedik a centrumhoz (peacuteldaacuteul atropin eacutes szaacutermazeacutekai)

gytszptehuhudownloadindex16630

Oslash86

Mezo-forma a) mindig akiraacutelisb) mindig kell lennie kiraacutelis disztereomerjeacutenek is

gytszptehuhudownloadindex16630

C

C

HOOC

HOOC

H

HOH

OH

S

R

C

C

HOOC

HOOC

OH

HH

OHR

RC

C

COOH

COOH

HO

HH

HOS

S

intramolekulaacuteristuumlkoumlrsiacutek

diasztereomerek diasztereomerek

enantiomerek

Oslash87

gytszptehuhudownloadindex16630

A pszeudo-aszimmetriacentrumok konfiguraacutecioacutejaacuteban elteacuterő izomerekegymaacutessal diasztereoizomer viszonyban aacutellnak

rC

C

C

COOH

COOH

H OH

OHH

H OHR

S

sC

C

C

COOH

COOH

H OH

HHO

H OHR

S Oslash88

Geometriai izomeacuteria

kettős koumlteacutesű vegyuumlletekneacutelciklusos vegyuumlletekneacutel

C CH H

CH3H3CC C

H CH3

HH3C

Felteacutetel (olefinekneacutel) egy adott pilleacuteratomon nem lehet keacutet azonos helyettesiacutetőde adott kettőskoumlteacutes keacutet kuumlloumlnboumlző pilleacuteratomjaacuten lehet egy-egy azonos helyettesiacutető(de ezeknek sem kell szuumlkseacutegkeacuteppen azonosaknak lenniuumlk)

Alfa helyzetű szubsztituens Beacuteta helyzetű szubsztituens

Diasztereomerek

89

Configurational isomers

The particular arrangement of atoms (or goups) in space that is characteristic of a given streoisomer

The configurational isomers can not be transformed into each otherwithout breaking and making a covalent bond

- cis-trans Z-E designations geometric isomers- optical isomerism (cf chirality)

H COOH

H COOH

HOOC H

H COOH

Z E

Oslash90

The requirement for geometric isomerism in alkenes is that each carbon atom involvedin the pi bond have two different groups attached to it such as H and Cl or CH3 and Cl

C CH

H

CH2CH3

CH3

C CH

H

CH2CH3

CH3is the same as

C CCH3

H

CH2CH3

CH3

C CH

CH3

CH2CH3

CH3

geometric isomers

If one of the carbons of the double bond has two identical groups such as two H atomsor two CH3 groups the geometric isomerism is not possible

Z E

Higher priority atoms or groups are on the same side of the pi bond Z bdquotogetherrdquo

Higher priority atoms or groups are on opposite sides of the pi bond E bdquoacrossrdquo

(Look at the single atoms directly attached to the double-bond carbon C and not entire-CH2CH2CH3 group)

Oslash91

Cahn-Ingold-Prelog szekvenciaszabaacutelyokalkeacutenekre vonatkozoacutean

Toumlmegszaacutem

C CT

D

H

DE

Rendszaacutem

C CF

Cl

Br

IZ

Z gt E

E

ZZ C C

C

C

H

NC

C

C

H3C

H3C

CH3

HCH3

H

C CH

NC

C

C

CH3

CH3

H

H

Br

Br

E

R

S

RgtS (DgtL)

92

C CH

H3C

CH

CH

CH3

CH3

CH2

Z ltC

HCH3

CH3

C

H

C

C

H

H

HHH

H

C C

H H

H

C

H

C (C)

o

o

o

H

H(C)oo

o

C CH

H3C

CH

CH

CH3

CH2 Br

CH2

E

C

HCH3

CH2Br

C

H

C

H

H

HCBrH

H

gtC C

H H

H

C

H

C (C)

o

o

o

H

H(C)oo

o

(CON) adott atom ismeacutetelt megjeleniacuteteacutese ---o fantomatom

1 2 3C CCCH CHHH C C(C)CH C(C)HH

1 2 3C CCCH BrCHH gt CHHH C C(C)CH C(C)HH 93

transzE

ciszZ

C CH H

C CH

H

transzZ

ciszE

C CBr H

C CH

Br

Oslash94

Konformaacutecioacutes izomeacuteriaUgyanaz a vaacutez konnektivitaacutes de elteacuterő teacuterbelielrendeződeacutes (valamilyen szimmetria-rendezőhoumlz valoacuteviszony)

Kovalens koumlteacutes elszakiacutetaacutesa eacutes uacutejrakeacutepződeacutese neacutelkuumllegymaacutesba alakiacutethatoacutek

Rotaacutecioacutes izomeacuteriaKuumlloumlnboumlző konformaacutecioacute (konformerek rotamerek)

Axiaacutelis kiralitaacutes R SHelikaacutelis kiralitaacutes P M

95

C CCH3H3C

HHHH

C CCH3

CH3 HH

HH

Konformaacutecioacutes diasztereomerek

C CH

CH3 HCH3

HH C C

H

CH3 CH3H

HH

Konformaacutecioacutes enantiomerek

P M

96

szinperiplanaacuteris szinklinaacutelis antiklinaacutelis antiperiplanaacuteris antiklinaacutelis szinklinaacutelis

pszeudorotaacutecioacute

axiaacutelis ekvatoriaacutelis

Konformerek

kiraacutelis kiraacutelisakiraacutelis akiraacutelis

97

C CCH3

CH3 HH

HHC C

CH3H3C

HHHH

Konfiguraacutecioacutes diasztereomerek

Konformaacutecioacutes diasztereomerek

C CH H

CH3H3CCC

HH3C

H CH3

98

- huacutezaacutes (stretch)

- hajliacutetaacutes (bend)

- csavaraacutes (torsion)

O OH

Hr 1r 2

r 2

O OH

H

α

OH

OH

τ (φ)

Oslash99

O OH

H

HOOH

OOH

HE

α30 kcalmol

Hajliacutetaacutes bend

Huacutezaacutes (nyuacutejtaacutes) stretch

disszociaacutecioacute

E

r

~ 90 ~ 50 kcalmol

HOO + H

HO + HO

Oslash100

H

H

H

O OH

H

1 kcalmol

~ 10kcalmol

(torzioacutes szoumlg)τ

Newman projekcioacute

H H

0o 60o 180o 300o 360o

OO

H

H

HHH HH

Oslash101

CH2 CH2Y ZY = Z = H

Y = Z = CH3

etaacuten

n-butaacuten

300o 360o240o180o120o60o0o

0o120o- 60o-180o-240o-300o-360o-

oacutera jaacuteraacutesaacuteval megegyező

oacutera jaacuteraacutesaacuteval ellenteacutetes

ZY

Z

Y

ZY

Z

Y

Z

Y

ZYZY

syn antisynperiplanar synklinal antiklinal antiperiplanar antiklinal synklinal

102

CCH

H H

HH

HH H

H

H

H H

CCH

H H

H

H HH H

HH

HH

0o 120o 240o 360o

12 M

m

M12 M M

mm

Θ

M = m

E(Θ)

minimum

Maximum

103

HHH H

CH3CH3

HHH H

CH3CH3

H

HH H

CH3

CH3

E

0deg dieacutederes szoumlg

E szabadentalpia-kuumlloumlnbseacuteg

58

29

07

(kcal)

H H

H3CH CH3

H

H H

H3CH H

CH3

H3C CH3

H HH

H

CH3HH H

CH3H

060deg 120deg 180deg 240deg 300deg 360deg

szinperiplanaacuteris szinklinaacutelis antiklinaacutelis antiperiplanaacuteris antiklinaacutelis szinklinaacutelis104

∆G0 = G01 - G0

2

K = e∆G0

RT

∆G = - RT ln K∆G = ∆H - T∆S

∆H = 074

∆S = 2 K = 19

gauche ndash anti araacuteny

minden gauche konformerre keacutet anti forma jut K= [a][g] Oslash105

0o

0o

60o

60o

120o

120o

180o

180o

240o

240o

300o

300o 360o

360o

RELA

T

IacuteV

ENERGIA

ANTI EFFEKTUS

GAUCHE EFFEKTUS

EXTREacuteMGAUCHE

EFFEKTUS

H

H H

H H

H

CH3

H H

H H

CH3

TORZIOacuteS SZOumlG

ZY

Z

YZ

Y

Z

Y

ZY

ZY ZY

F

H H

OH

repulsions

F

H H

H 106

attractiveinteractions

orbitalinteractions

antiperiplanarposition

Anti-effect

107

repulsions

F

H H

OH

repulsions

F

H H

H

Extrem gauche effect

108

C-F

C-H

C-F

C-HC-C C-C

Oslash109

CikloalkaacutenokGyűrűfeszuumlltseacuteg

Hipotetikus planaacuteris rendszerek

Baeyer vegyeacuterteacutekszoumlg-deformaacutecioacute (angulaacuterisgyűrű feszuumlleacutes)

Pitzer anti-aacutellaacuteshoz keacutepesti energiatoumlbblet (torzioacutes feszuumlleacutes)

van der Waals nemkoumltő atomok szterikus koumllcsoumlnhataacutesa

Nem planaacuteris vegyuumlletek

CC C

C

C

boriacuteteacutek

C C C

C

Ctwist

pszeudorotaacutecioacute

CC

C C

V-alakuacute

CCC

CCC

szeacutek110

3 4 5 6 7 8 9 10Gyűrűtagszaacutem

Gyűrű

feszuumlleacutes

kcalmol

hataacutereacuterteacutek

111

Cl

H

H

H

Cl

H

H

Cl

H

H

Cl

H

Cl

H

H

H

H

Cl

mezo SS RR

cisz transz

Ciklopropaacuten

C

C

HOOC

HOOC

H

HOH

OH

S

R

C

C

HOOC

HOOC

OH

HH

OHR

RC

C

COOH

COOH

HO

HH

HOS

S

intramolekulaacuteristuumlkoumlrsiacutek

diasztereomerek diasztereomerek

enantiomerek 112

Ea(a e)

∆Ea+∆E

∆E

Ea(a e)

Z

Hkb 5szeacutek

ZH

kb 95szeacutek

kb 2 kcal

csavartkaacuted

csavartkaacuted

kaacuted

ZH

feacutelszeacutekfeacutelszeacutek

ZH

Ciklohexaacuten

113

A 3-3 nemszomszeacutedos szeacutenatom aacuteltal definiaacutelt siacutekokra

merőleges koumlteacutesiraacutenyok axiaacutelis

A toumlbbi koumlteacutes e keacutet siacutek koumlzoumltt van ekvatoriaacutelis

Pszeudorotaacutecioacute a gyűrűs vegyuumlletek konformerjei

szoumlgfeszuumlltseacuteg neacutelkuumll alakulnak egymaacutesba

114

transz 12-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

cisz 12-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

Z

H

Z

H Z

HZ

Ha

eae

Z

HZ

H

Z

H

Z

H

a

e

ae

115

transz 13-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

cisz 13-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

Z

HZ

H

Z

H Z

H

a

e ae

Z

HZ

HZ

H

Z

H

a

e

ae

116

H

Z

Z

H

H

Z Z

Ha

ea

e

transz 14-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

Z

HZ

H

H

Z

Z

Ha

ea

e

cisz 14-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

117

Oslash118

8 CO2 + 8 H2O

- 12483 kcalmol - 12468 kcalmol

15 kcalmol

CH3

CH3H

H

+ 12 O2

cisz-12-dimetilciklohexaacuten

CH3

H

H

CH3

transz-12-dimetilciklohexaacuten

+ 12 O2

119

Diszubsztituaacutelt ciklohexaacutenokszerkezeti izomerjeinek konformaacutecioacutes viszonyai

Szerkezeti izomer Geometriai izomercisz transz

12

14

ae aa

ea ee

13aa ae

ee ea

120

Oslash121

BrNH2

Br

NH23a 2b

NH2

Br

Br

NH24a 1b

NH2

Br

Br

NH2

1b 4a

NH2

Br

NH2

Br2b 3a

NH2

Br

Br

NH23b 2a

Br

NH2

BrNH24b 1a

Konformaacutecioacutes Konformaacutecioacutes

BrNH2 Br

NH2

1a 4b

Br

NH2

BrNH2

2a 3b

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesenantiomerek

Konfiguraacutecioacutesenantiomerek

diasztereomerek diasztereomerek

12-helyzetben kuumlloumlnboumlző helyettesiacutetőket tartalmazoacute ciklohexaacuten szaacutermazeacutekokkonfiguraacutecioacutes eacutes konformaacutecioacutes viszonyai

Oslash122

H

H

H

HH

H

H

H

Dekalin

cisz transz

123

transz-transz-transzanellaacutecioacute

cisz-transz-transzanellaacutecioacute

DC

BA

DC

BA

H H

R

H

H H

H

H

H

R

H H

DCBA

R

H

H

H

H

H

H

DCBA

R

H

H

H

H

H

H

CH3

CH3

CH3

CH3

Oslash124

A kiralitaacutes kialakulaacutesa eacutes bioloacutegiai jelentőseacutege

Kiraacutelis vegyuumlletek

termeacuteszetes aminosavak (elsősorban L konfiguraacutecioacute)peptidek enzimektermeacuteszetes szeacutenhidraacutetok (elsősorban D konfiguraacutecioacute)gyoacutegyszerek

Az első kiraacutelis vegyuumllet kialakulaacutesa

az elemi reacuteszek gyenge koumllcsoumlnhataacutesaacutenakiraacutenyfuumlggeacuteseacutevel van kapcsolatban

autokataliacutezis

a termeacuteszet nem tuumlkoumlrszimmetrikus (a termeacuteszet homokiraacutelis)

Oslash125

Az optikai aktivitaacuteseredete szeacutenhidraacutetokkiralitaacutescentrumaacutenakkieacutepuumlleacutese a termeacuteszetben

Oslash126

Oslash127

• Slide Number 1
• Slide Number 2
• Slide Number 3
• Slide Number 4
• Slide Number 5
• Slide Number 6
• Slide Number 7
• Izomeacuteria
• Slide Number 9
• Slide Number 10
• Slide Number 11
• Slide Number 12
• Slide Number 13
• Slide Number 14
• Slide Number 15
• Slide Number 16
• Slide Number 17
• Slide Number 18
• Szerkezeti izomeacuteria
• Slide Number 20
• Slide Number 21
• Slide Number 22
• Slide Number 23
• Slide Number 24
• A tautomeacuteria tiacutepusai
• Slide Number 26
• Slide Number 27
• Slide Number 28
• Slide Number 29
• Slide Number 30
• Sztereoizomeacuteria
• Slide Number 32
• Slide Number 33
• Slide Number 34
• Slide Number 35
• Slide Number 36
• Slide Number 37
• Slide Number 38
• Slide Number 39
• Slide Number 40
• Slide Number 41
• Slide Number 42
• Slide Number 43
• Slide Number 44
• Slide Number 45
• Slide Number 46
• Slide Number 47
• Tovaacutebbi kiralitaacutes tiacutepusok
• Slide Number 49
• Slide Number 50
• Slide Number 51
• Slide Number 52
• Slide Number 53
• Slide Number 54
• Slide Number 55
• Slide Number 56
• Slide Number 57
• Toumlbb kiralitaacuteskoumlzpont
• Slide Number 59
• Slide Number 60
• Slide Number 61
• Slide Number 62
• Slide Number 63
• Slide Number 64
• Slide Number 65
• Slide Number 66
• Slide Number 67
• Slide Number 68
• Slide Number 69
• Slide Number 70
• Slide Number 71
• Slide Number 72
• Slide Number 73
• Slide Number 74
• Slide Number 75
• Konfiguraacutecioacutes izomeacuteria
• Slide Number 77
• Slide Number 78
• Slide Number 79
• Slide Number 80
• Slide Number 81
• Slide Number 82
• Slide Number 83
• Slide Number 84
• Slide Number 85
• Slide Number 86
• Slide Number 87
• Slide Number 88
• Slide Number 89
• Slide Number 90
• Slide Number 91
• Slide Number 92
• Slide Number 93
• Slide Number 94
• Slide Number 95
• Slide Number 96
• Slide Number 97
• Slide Number 98
• Slide Number 99
• Slide Number 100
• Slide Number 101
• Slide Number 102
• Slide Number 103
• Slide Number 104
• Slide Number 105
• Slide Number 106
• Slide Number 107
• Slide Number 108
• Slide Number 109
• Slide Number 110
• Slide Number 111
• Slide Number 112
• Slide Number 113
• Slide Number 114
• Slide Number 115
• Slide Number 116
• Slide Number 117
• Slide Number 118
• Slide Number 119
• Slide Number 120
• Slide Number 121
• Slide Number 122
• Slide Number 123
• Slide Number 124
• Slide Number 125
• Slide Number 126
• Slide Number 127

Cl

H

H

H

Cl

H

H

Cl

H

H

Cl

H

Cl

H

H

H

H

Cl

mezo SS RR

cisz transz

Nem minden olyan molekula kiraacutelis amely aszimmetria centrumokkal rendelkezik

65

Szimmeriaelemek(szimmetria azonos meacuteret)

Akkor mondjuk hogy egy taacutergy szimmetriaelemmel rendelkezik ha a megfelelőszimmetriaművelet (tuumlkroumlzeacutes forgataacutes inverzioacute) a taacutergyat az eredetivel fedeacutesbehozhatoacute alakzattaacute konvertaacutelja

Pontcsoport ndash meghataacuterozott taacutergyra vonatkozoacute szimmetriaműveletek oumlsszesseacutege

szimmetriasiacutek (σ) a molekulaacutet keacutet olyan feacutelre bontja amelyek egymaacutesnak pontostuumlkoumlrkeacutepei (Szimmetriasiacutekot tartalmazoacute molekula akiraacutelis de a siacutek hiaacutenya nem okozkiralitaacutest)

n-ed rendű forgaacutesi szimmetriatengely (Cn) a molekulaacutet a tengely koumlruumll 360degnszoumlggel elforgatva az eredetitől megkuumlloumlnboumlzhetetlen molekulaacutet kapunk

szimmetriacentrum (inverzioacutes centrum) (Ci) a molekula baacutermely elemeacutet aszimmetriacentrummal oumlsszekoumltve eacutes az ellenkező iraacutenyba azonos taacutevolsaacutegrameghosszabbiacutetva azonos elemhez jutunk (Szimmetriacentrumot tartalmazoacutemolekula akiraacutelis de hiaacutenya nem okoz kiralitaacutest)

n-ed rendű tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengely (Sn) a molekulaacutet 360degn szoumlggel elforgatvaeacutes a tengelyre merőleges siacutekra tuumlkroumlzve az eredetitől megkuumlloumlnboumlzhetetlenmolekulaacutet kapunk (Tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengelyt tartalmazoacute molekula akiraacutelishiaacutenyaacuteban a molekula kiraacutelis) 66

C CCH3

H

H

CH3180o C C

CH3

H

CH3

H360o

siacutek

tengely

siacutek

tengely

Keacutetfogaacutesuacute tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengely Egyfogaacutesuacute tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengely

Szimmetriacentrum Szimmetriasiacutek

Tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengelyValamely taacutergy akkor jellemezhető Sn azaz n-ed rendű tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengellyel ha annak baacutermely pontjaacutet a tengely koumlruumll 360n fokos szoumlggelelfordiacutetva eacutes a tengelyre merőlegesen fektetett siacutekon keresztuumll tuumlkroumlzve az eredetiobjektumot kapjuk meg (n szuumlkseacutegkeacuteppen paacuteros vagy 1)

Az S1-tengely szimmetriasiacutekkal (σ) az S2-tengely viszont szimmetriacentrummal (Ci) egyeneacuterteacutekű

A szimmetriacentrumon aacutethaladoacute baacutermely egyenesen a centrumtoacutel egyenlő taacutevolsaacutegban azonos elemek talaacutelhatoacutek

Akiraacutelis molekulaacutek

67

szimmetriasiacutek (m S1) forgaacutesi szimmetriatengely (Cn) szimmetriacentrum (Ci S2)

Szimmetrikus + +

Szimmetrikus + -

Koumlzeacuteppontosan - + szimmetrikus

Disszimetrikus - + - (kiraacutelis)

Aszimmetrikus - - - (kiraacutelis)

Szimmetriaelem művelet

Szimmetriasiacutek tuumlkroumlzeacutes

Szimmetriatengely forgataacutes

Szimmetriacentrum inverzioacute

Szimmetriaelem művelet

Azonossaacuteg vaacuteltozatlanulhagyaacutes

Tuumlkroumlzeacutesi forgataacutes eacutesszimmetriatengely (giroid) tengelyre merőleges

tuumlkroumlzeacutesOslash68

Oslash69

Oslash70

Oslash71

Oslash72

1 Atomic number2 Atomic mass3 Z gt E4 R gt S5 Spheres6 Single-bond equivalencies

Cahn-Ingold-Prelog nomenclature system

Sequence rules for order of priority

1 If the atoms in question are different the sequence order is by atomic number with theatom of highest atomic number receiving the highest priority

F lt Cl lt Br lt I

increasing priority

2 If two isotopes of the same element are present the isotope of higher mass receivesthe higher priority

H lt D

increasing priority73

5 If two atoms are identical the atomic numbers of the next atoms are used for priorityassignment If these atoms also have identical atoms attached to them priority isdetermined at the first point of difference along the chain The atom that has attached to itan atom of higher priority has the higher priority (Do not use the sums of the atomic numbersBut look for the single atom of highest priority)

74

6 Atoms attached by double or triple bond are given single-bond equivalencies so that theycan be treated like single-bonded groups in determining priority Each doubly bonded atom isduplicated (or triplicated for triple bonds)

R C

O

OH

Structure Equivalent for priority determination

R C

O

O

OH

C

R C N R C

N

N

NC

C

75

Konfiguraacutecioacutes izomeacuteriaUgyanaz a vaacutez konnektivitaacutes de elteacuterő teacuterbelielrendeződeacutes (valamilyen szimmetria-rendezőhoumlz valoacuteviszony)

Nem alakiacutethatoacutek egymaacutesba kovalens koumlteacutes elszakiacutetaacutesaeacutes uacutejrakeacutepződeacutese neacutelkuumll

optikai izomerek (optikai aktivitaacutes) R Sgeometriai izomerek cisz-transz E-Z

76

Konfiguraacutecioacutes diasztereomerekFizikai eacutes keacutemia tulajdonsaacutegaik elteacuternek

Konfiguraacutecioacutes enantiomerekFizikai eacutes keacutemiai tulajdonsaacutegaikazonosak kiveacutevebull azonos meacuterteacutekű de ellenteacutetesiraacutenyuacute optikai forgatoacutekeacutepesseacutegbull elteacuterő reaktivitaacutes maacutes kiraacutelis vegyuumlletekkel valoacute reakcioacuteban

C

C

Cl

Cl H

HC

C

H

Cl H

Cl

cisz-12-dikloacutereteacuten transz-12-dikloacutereteacuten

Br Cl

Cl BrF F

Cl Br

Br FF Cl

(R) (R) (S) (R)

CH

OHCH3CH2

CH3

CH

HOCH2CH3

CH3

CH

OHCH3CH2

CH3

CH

OHCH3

CH3CH2

180o-os forgataacutes

(R)-butaacuten-2-ol (S)-butaacuten-2-olfp 995 oC 995 oCd4

20 0808 0808nD

20 1397 1397[α]D

25 -1352o +1352o

(R)-butaacuten-2-ol (S)-butaacuten-2-ol

CH

OHCH3

CH3CH2

77

Elegykristaacutely

bullveacuteletlenszerűen tartalmazza mindkeacutet enantiomertbulla tiszta enantiomerek eacutes az enantiomer kevereacutekek tulajdonsaacutegai azonosak

Konglomeraacutetum

bullcsak az egyik vagy a maacutesik enantiomert tartalmazzabullaz enantiomerek mechanikusan is elkuumlloumlniacutethetők egymaacutestoacutel

Molekulavegyuumllet

bulla keacutet enantiomer a kristaacutelyban 11 araacutenyban fordul elő (raceacutem elegy)bulla raceacutem elegy eacutes az enantiomerek olvadaacutespontja kuumlloumlnboumlző

bullakiraacutelis koumlruumllmeacutenyek koumlzoumltt megegyező fizikai eacutes keacutemiai tulajdonsaacutegokbullkiraacutelis koumlruumllmeacutenyek koumlzoumltt elteacuterő (kiraacutelis molekulaacutek polarizaacutelt feacuteny)bullenantiomerek koumlzoumltti 3 fő koumllcsoumlnhataacutes

elegykristaacutely keacutepzeacuteskonglomeraacutetum keacutepzeacutesmolekulavegyuumllet keacutepzeacutes

Enantiomerek

78

Enantiomerek egyeacuteb kevereacutekeit az uacutegynevezett bdquoenantiomeric excessrdquo (ee) [enantiomerfelesleg] eacuterteacutekkel jellemezzuumlk (R) eacutes (S) a megfelelő enantiomerek mennyiseacutege a kevereacutekben

A komponensek mennyiseacutegeacutenek meghataacuterozaacutesaKiraacutelis oszlopkromatigraacutefia (enantiomerek elvaacutelasztaacutesa)NMR spektroszkoacutepia

ee =(R) - (S)(R) + (S) 100

Enantiomer felesleg

Az enantiomerfelesleg az aszimmetrikus szinteacutezis sikeresseacutegeacutenek egyikmeacuterőszaacutema Diasztereomerek kevereacuteke eseteacuten hasonloacute moacutedon definiaacuteljaacutek eacuteshasznaacuteljaacutek a diasztereomer felesleg eacutes a szaacutezaleacutekos diasztereomer feleslegfogalmaacutet

Egy 70 R eacutes 30 S izomert tartalmazoacute minta enantiomerfeleslege peacuteldaacuteul40 Ezt az anyagot uacutegy is tekinthetjuumlk mint 40 tiszta R izomer eacutes 60 raceacutemelegy (mely a teljes mennyiseacuteghez 30 R eacutes 30 S izomerrel jaacuterul hozzaacute)kevereacuteke 79

C

C

HOOC

HOOC

H

HOH

OH

S

R

C

C

HOOC

HOOC

OH

HH

OHR

RC

C

COOH

COOH

HO

HH

HOS

S

intramolekulaacuteristuumlkoumlrsiacutek

diasztereomerek diasztereomerek

enantiomerek

COOH

CH3H2NH

R

COOH

CH3 NH2H

S

enantiomerek

Enantiomerek eacutes diasztereomerek

80

C

NH2

COOHHH3C C

CH2SH

COOHH2NH

Ala Cys

Aacutebraacutezolja Fischer keacuteplettel az alaacutebbi perspektivikus keacuteplettel megadott aminosavakat

CH3

COOH

H2N H

CH2SH

COOH

H2N H

Ala Cys

S R

L L81

CNH2H

H3C

COOH

C

COOH

CH2SHH2NH

CCH3H

H2N

COOH

C

COOH

CH2SHHH2N

C

NH2

COOHHH3C

C

CH2SH

COOHH2NH

CH3

COOH

H2N H

CH2SH

COOH

H2N H

82

Enantiomerek eacutes mezo vegyuumlletek

Pszeudoaszimmetria

C

C

HOOC

HOOC

H

HOH

OH

S

R

C

C

HOOC

HOOC

OH

HH

OHR

RC

C

COOH

COOH

HO

HH

HOS

S

intramolekulaacuteristuumlkoumlrsiacutek

diasztereomerek diasztereomerek

enantiomerek

C

C

C

COOH

COOH

HO H

OHH

H OHR

R

C

C

C

COOH

COOH

H OH

HHO

HO HS

S

enantiomerek

optikailag aktiacutevak

C

C

C

COOH

COOH

H OH

OHH

H OHR

S

C

C

C

COOH

COOH

H OH

HHO

H OHR

S

optikailag inaktiacutevak

r s

83

COOH

COOH

COOHHOOC COOH

HOOC COOH

HOOC

mcisz transz transz

szerkezetiizomeacuteria

geometriaiizomeacuteria

optikai izomeacuteria

84

R

RHOH

akiraacutelisszeacutenatom

R

SHOH

rS

RHOH

s

RgtS r s

(S)

(S)

pszeudoaszimmetriaacutes szeacutenatom

akiraacutelis molekulamezo vegyuumllet

akiraacutelisC2 forgaacutesi szimmetriatengely

kiraacutelis

HOOC COOH

Br

m

HOOC COOH

m

HOOC

COOH

pro-pszeudoaszimmetriaacutes szeacutenatom

85

Kiraacutelis molekulaacutekon beluumll is sok esetben talaacutelhatoacute pszeudo-aszimmetriacentrum amennyiben a keacutet enantiomorf ligandum mellett tovaacutebbi aszimmetrikus ligandum is kapcsoloacutedik a centrumhoz (peacuteldaacuteul atropin eacutes szaacutermazeacutekai)

gytszptehuhudownloadindex16630

Oslash86

Mezo-forma a) mindig akiraacutelisb) mindig kell lennie kiraacutelis disztereomerjeacutenek is

gytszptehuhudownloadindex16630

C

C

HOOC

HOOC

H

HOH

OH

S

R

C

C

HOOC

HOOC

OH

HH

OHR

RC

C

COOH

COOH

HO

HH

HOS

S

intramolekulaacuteristuumlkoumlrsiacutek

diasztereomerek diasztereomerek

enantiomerek

Oslash87

gytszptehuhudownloadindex16630

A pszeudo-aszimmetriacentrumok konfiguraacutecioacutejaacuteban elteacuterő izomerekegymaacutessal diasztereoizomer viszonyban aacutellnak

rC

C

C

COOH

COOH

H OH

OHH

H OHR

S

sC

C

C

COOH

COOH

H OH

HHO

H OHR

S Oslash88

Geometriai izomeacuteria

kettős koumlteacutesű vegyuumlletekneacutelciklusos vegyuumlletekneacutel

C CH H

CH3H3CC C

H CH3

HH3C

Felteacutetel (olefinekneacutel) egy adott pilleacuteratomon nem lehet keacutet azonos helyettesiacutetőde adott kettőskoumlteacutes keacutet kuumlloumlnboumlző pilleacuteratomjaacuten lehet egy-egy azonos helyettesiacutető(de ezeknek sem kell szuumlkseacutegkeacuteppen azonosaknak lenniuumlk)

Alfa helyzetű szubsztituens Beacuteta helyzetű szubsztituens

Diasztereomerek

89

Configurational isomers

The particular arrangement of atoms (or goups) in space that is characteristic of a given streoisomer

The configurational isomers can not be transformed into each otherwithout breaking and making a covalent bond

- cis-trans Z-E designations geometric isomers- optical isomerism (cf chirality)

H COOH

H COOH

HOOC H

H COOH

Z E

Oslash90

The requirement for geometric isomerism in alkenes is that each carbon atom involvedin the pi bond have two different groups attached to it such as H and Cl or CH3 and Cl

C CH

H

CH2CH3

CH3

C CH

H

CH2CH3

CH3is the same as

C CCH3

H

CH2CH3

CH3

C CH

CH3

CH2CH3

CH3

geometric isomers

If one of the carbons of the double bond has two identical groups such as two H atomsor two CH3 groups the geometric isomerism is not possible

Z E

Higher priority atoms or groups are on the same side of the pi bond Z bdquotogetherrdquo

Higher priority atoms or groups are on opposite sides of the pi bond E bdquoacrossrdquo

(Look at the single atoms directly attached to the double-bond carbon C and not entire-CH2CH2CH3 group)

Oslash91

Cahn-Ingold-Prelog szekvenciaszabaacutelyokalkeacutenekre vonatkozoacutean

Toumlmegszaacutem

C CT

D

H

DE

Rendszaacutem

C CF

Cl

Br

IZ

Z gt E

E

ZZ C C

C

C

H

NC

C

C

H3C

H3C

CH3

HCH3

H

C CH

NC

C

C

CH3

CH3

H

H

Br

Br

E

R

S

RgtS (DgtL)

92

C CH

H3C

CH

CH

CH3

CH3

CH2

Z ltC

HCH3

CH3

C

H

C

C

H

H

HHH

H

C C

H H

H

C

H

C (C)

o

o

o

H

H(C)oo

o

C CH

H3C

CH

CH

CH3

CH2 Br

CH2

E

C

HCH3

CH2Br

C

H

C

H

H

HCBrH

H

gtC C

H H

H

C

H

C (C)

o

o

o

H

H(C)oo

o

(CON) adott atom ismeacutetelt megjeleniacuteteacutese ---o fantomatom

1 2 3C CCCH CHHH C C(C)CH C(C)HH

1 2 3C CCCH BrCHH gt CHHH C C(C)CH C(C)HH 93

transzE

ciszZ

C CH H

C CH

H

transzZ

ciszE

C CBr H

C CH

Br

Oslash94

Konformaacutecioacutes izomeacuteriaUgyanaz a vaacutez konnektivitaacutes de elteacuterő teacuterbelielrendeződeacutes (valamilyen szimmetria-rendezőhoumlz valoacuteviszony)

Kovalens koumlteacutes elszakiacutetaacutesa eacutes uacutejrakeacutepződeacutese neacutelkuumllegymaacutesba alakiacutethatoacutek

Rotaacutecioacutes izomeacuteriaKuumlloumlnboumlző konformaacutecioacute (konformerek rotamerek)

Axiaacutelis kiralitaacutes R SHelikaacutelis kiralitaacutes P M

95

C CCH3H3C

HHHH

C CCH3

CH3 HH

HH

Konformaacutecioacutes diasztereomerek

C CH

CH3 HCH3

HH C C

H

CH3 CH3H

HH

Konformaacutecioacutes enantiomerek

P M

96

szinperiplanaacuteris szinklinaacutelis antiklinaacutelis antiperiplanaacuteris antiklinaacutelis szinklinaacutelis

pszeudorotaacutecioacute

axiaacutelis ekvatoriaacutelis

Konformerek

kiraacutelis kiraacutelisakiraacutelis akiraacutelis

97

C CCH3

CH3 HH

HHC C

CH3H3C

HHHH

Konfiguraacutecioacutes diasztereomerek

Konformaacutecioacutes diasztereomerek

C CH H

CH3H3CCC

HH3C

H CH3

98

- huacutezaacutes (stretch)

- hajliacutetaacutes (bend)

- csavaraacutes (torsion)

O OH

Hr 1r 2

r 2

O OH

H

α

OH

OH

τ (φ)

Oslash99

O OH

H

HOOH

OOH

HE

α30 kcalmol

Hajliacutetaacutes bend

Huacutezaacutes (nyuacutejtaacutes) stretch

disszociaacutecioacute

E

r

~ 90 ~ 50 kcalmol

HOO + H

HO + HO

Oslash100

H

H

H

O OH

H

1 kcalmol

~ 10kcalmol

(torzioacutes szoumlg)τ

Newman projekcioacute

H H

0o 60o 180o 300o 360o

OO

H

H

HHH HH

Oslash101

CH2 CH2Y ZY = Z = H

Y = Z = CH3

etaacuten

n-butaacuten

300o 360o240o180o120o60o0o

0o120o- 60o-180o-240o-300o-360o-

oacutera jaacuteraacutesaacuteval megegyező

oacutera jaacuteraacutesaacuteval ellenteacutetes

ZY

Z

Y

ZY

Z

Y

Z

Y

ZYZY

syn antisynperiplanar synklinal antiklinal antiperiplanar antiklinal synklinal

102

CCH

H H

HH

HH H

H

H

H H

CCH

H H

H

H HH H

HH

HH

0o 120o 240o 360o

12 M

m

M12 M M

mm

Θ

M = m

E(Θ)

minimum

Maximum

103

HHH H

CH3CH3

HHH H

CH3CH3

H

HH H

CH3

CH3

E

0deg dieacutederes szoumlg

E szabadentalpia-kuumlloumlnbseacuteg

58

29

07

(kcal)

H H

H3CH CH3

H

H H

H3CH H

CH3

H3C CH3

H HH

H

CH3HH H

CH3H

060deg 120deg 180deg 240deg 300deg 360deg

szinperiplanaacuteris szinklinaacutelis antiklinaacutelis antiperiplanaacuteris antiklinaacutelis szinklinaacutelis104

∆G0 = G01 - G0

2

K = e∆G0

RT

∆G = - RT ln K∆G = ∆H - T∆S

∆H = 074

∆S = 2 K = 19

gauche ndash anti araacuteny

minden gauche konformerre keacutet anti forma jut K= [a][g] Oslash105

0o

0o

60o

60o

120o

120o

180o

180o

240o

240o

300o

300o 360o

360o

RELA

T

IacuteV

ENERGIA

ANTI EFFEKTUS

GAUCHE EFFEKTUS

EXTREacuteMGAUCHE

EFFEKTUS

H

H H

H H

H

CH3

H H

H H

CH3

TORZIOacuteS SZOumlG

ZY

Z

YZ

Y

Z

Y

ZY

ZY ZY

F

H H

OH

repulsions

F

H H

H 106

attractiveinteractions

orbitalinteractions

antiperiplanarposition

Anti-effect

107

repulsions

F

H H

OH

repulsions

F

H H

H

Extrem gauche effect

108

C-F

C-H

C-F

C-HC-C C-C

Oslash109

CikloalkaacutenokGyűrűfeszuumlltseacuteg

Hipotetikus planaacuteris rendszerek

Baeyer vegyeacuterteacutekszoumlg-deformaacutecioacute (angulaacuterisgyűrű feszuumlleacutes)

Pitzer anti-aacutellaacuteshoz keacutepesti energiatoumlbblet (torzioacutes feszuumlleacutes)

van der Waals nemkoumltő atomok szterikus koumllcsoumlnhataacutesa

Nem planaacuteris vegyuumlletek

CC C

C

C

boriacuteteacutek

C C C

C

Ctwist

pszeudorotaacutecioacute

CC

C C

V-alakuacute

CCC

CCC

szeacutek110

3 4 5 6 7 8 9 10Gyűrűtagszaacutem

Gyűrű

feszuumlleacutes

kcalmol

hataacutereacuterteacutek

111

Cl

H

H

H

Cl

H

H

Cl

H

H

Cl

H

Cl

H

H

H

H

Cl

mezo SS RR

cisz transz

Ciklopropaacuten

C

C

HOOC

HOOC

H

HOH

OH

S

R

C

C

HOOC

HOOC

OH

HH

OHR

RC

C

COOH

COOH

HO

HH

HOS

S

intramolekulaacuteristuumlkoumlrsiacutek

diasztereomerek diasztereomerek

enantiomerek 112

Ea(a e)

∆Ea+∆E

∆E

Ea(a e)

Z

Hkb 5szeacutek

ZH

kb 95szeacutek

kb 2 kcal

csavartkaacuted

csavartkaacuted

kaacuted

ZH

feacutelszeacutekfeacutelszeacutek

ZH

Ciklohexaacuten

113

A 3-3 nemszomszeacutedos szeacutenatom aacuteltal definiaacutelt siacutekokra

merőleges koumlteacutesiraacutenyok axiaacutelis

A toumlbbi koumlteacutes e keacutet siacutek koumlzoumltt van ekvatoriaacutelis

Pszeudorotaacutecioacute a gyűrűs vegyuumlletek konformerjei

szoumlgfeszuumlltseacuteg neacutelkuumll alakulnak egymaacutesba

114

transz 12-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

cisz 12-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

Z

H

Z

H Z

HZ

Ha

eae

Z

HZ

H

Z

H

Z

H

a

e

ae

115

transz 13-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

cisz 13-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

Z

HZ

H

Z

H Z

H

a

e ae

Z

HZ

HZ

H

Z

H

a

e

ae

116

H

Z

Z

H

H

Z Z

Ha

ea

e

transz 14-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

Z

HZ

H

H

Z

Z

Ha

ea

e

cisz 14-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

117

Oslash118

8 CO2 + 8 H2O

- 12483 kcalmol - 12468 kcalmol

15 kcalmol

CH3

CH3H

H

+ 12 O2

cisz-12-dimetilciklohexaacuten

CH3

H

H

CH3

transz-12-dimetilciklohexaacuten

+ 12 O2

119

Diszubsztituaacutelt ciklohexaacutenokszerkezeti izomerjeinek konformaacutecioacutes viszonyai

Szerkezeti izomer Geometriai izomercisz transz

12

14

ae aa

ea ee

13aa ae

ee ea

120

Oslash121

BrNH2

Br

NH23a 2b

NH2

Br

Br

NH24a 1b

NH2

Br

Br

NH2

1b 4a

NH2

Br

NH2

Br2b 3a

NH2

Br

Br

NH23b 2a

Br

NH2

BrNH24b 1a

Konformaacutecioacutes Konformaacutecioacutes

BrNH2 Br

NH2

1a 4b

Br

NH2

BrNH2

2a 3b

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesenantiomerek

Konfiguraacutecioacutesenantiomerek

diasztereomerek diasztereomerek

12-helyzetben kuumlloumlnboumlző helyettesiacutetőket tartalmazoacute ciklohexaacuten szaacutermazeacutekokkonfiguraacutecioacutes eacutes konformaacutecioacutes viszonyai

Oslash122

H

H

H

HH

H

H

H

Dekalin

cisz transz

123

transz-transz-transzanellaacutecioacute

cisz-transz-transzanellaacutecioacute

DC

BA

DC

BA

H H

R

H

H H

H

H

H

R

H H

DCBA

R

H

H

H

H

H

H

DCBA

R

H

H

H

H

H

H

CH3

CH3

CH3

CH3

Oslash124

A kiralitaacutes kialakulaacutesa eacutes bioloacutegiai jelentőseacutege

Kiraacutelis vegyuumlletek

termeacuteszetes aminosavak (elsősorban L konfiguraacutecioacute)peptidek enzimektermeacuteszetes szeacutenhidraacutetok (elsősorban D konfiguraacutecioacute)gyoacutegyszerek

Az első kiraacutelis vegyuumllet kialakulaacutesa

az elemi reacuteszek gyenge koumllcsoumlnhataacutesaacutenakiraacutenyfuumlggeacuteseacutevel van kapcsolatban

autokataliacutezis

a termeacuteszet nem tuumlkoumlrszimmetrikus (a termeacuteszet homokiraacutelis)

Oslash125

Az optikai aktivitaacuteseredete szeacutenhidraacutetokkiralitaacutescentrumaacutenakkieacutepuumlleacutese a termeacuteszetben

Oslash126

Oslash127

• Slide Number 1
• Slide Number 2
• Slide Number 3
• Slide Number 4
• Slide Number 5
• Slide Number 6
• Slide Number 7
• Izomeacuteria
• Slide Number 9
• Slide Number 10
• Slide Number 11
• Slide Number 12
• Slide Number 13
• Slide Number 14
• Slide Number 15
• Slide Number 16
• Slide Number 17
• Slide Number 18
• Szerkezeti izomeacuteria
• Slide Number 20
• Slide Number 21
• Slide Number 22
• Slide Number 23
• Slide Number 24
• A tautomeacuteria tiacutepusai
• Slide Number 26
• Slide Number 27
• Slide Number 28
• Slide Number 29
• Slide Number 30
• Sztereoizomeacuteria
• Slide Number 32
• Slide Number 33
• Slide Number 34
• Slide Number 35
• Slide Number 36
• Slide Number 37
• Slide Number 38
• Slide Number 39
• Slide Number 40
• Slide Number 41
• Slide Number 42
• Slide Number 43
• Slide Number 44
• Slide Number 45
• Slide Number 46
• Slide Number 47
• Tovaacutebbi kiralitaacutes tiacutepusok
• Slide Number 49
• Slide Number 50
• Slide Number 51
• Slide Number 52
• Slide Number 53
• Slide Number 54
• Slide Number 55
• Slide Number 56
• Slide Number 57
• Toumlbb kiralitaacuteskoumlzpont
• Slide Number 59
• Slide Number 60
• Slide Number 61
• Slide Number 62
• Slide Number 63
• Slide Number 64
• Slide Number 65
• Slide Number 66
• Slide Number 67
• Slide Number 68
• Slide Number 69
• Slide Number 70
• Slide Number 71
• Slide Number 72
• Slide Number 73
• Slide Number 74
• Slide Number 75
• Konfiguraacutecioacutes izomeacuteria
• Slide Number 77
• Slide Number 78
• Slide Number 79
• Slide Number 80
• Slide Number 81
• Slide Number 82
• Slide Number 83
• Slide Number 84
• Slide Number 85
• Slide Number 86
• Slide Number 87
• Slide Number 88
• Slide Number 89
• Slide Number 90
• Slide Number 91
• Slide Number 92
• Slide Number 93
• Slide Number 94
• Slide Number 95
• Slide Number 96
• Slide Number 97
• Slide Number 98
• Slide Number 99
• Slide Number 100
• Slide Number 101
• Slide Number 102
• Slide Number 103
• Slide Number 104
• Slide Number 105
• Slide Number 106
• Slide Number 107
• Slide Number 108
• Slide Number 109
• Slide Number 110
• Slide Number 111
• Slide Number 112
• Slide Number 113
• Slide Number 114
• Slide Number 115
• Slide Number 116
• Slide Number 117
• Slide Number 118
• Slide Number 119
• Slide Number 120
• Slide Number 121
• Slide Number 122
• Slide Number 123
• Slide Number 124
• Slide Number 125
• Slide Number 126
• Slide Number 127

Szimmeriaelemek(szimmetria azonos meacuteret)

Akkor mondjuk hogy egy taacutergy szimmetriaelemmel rendelkezik ha a megfelelőszimmetriaművelet (tuumlkroumlzeacutes forgataacutes inverzioacute) a taacutergyat az eredetivel fedeacutesbehozhatoacute alakzattaacute konvertaacutelja

Pontcsoport ndash meghataacuterozott taacutergyra vonatkozoacute szimmetriaműveletek oumlsszesseacutege

szimmetriasiacutek (σ) a molekulaacutet keacutet olyan feacutelre bontja amelyek egymaacutesnak pontostuumlkoumlrkeacutepei (Szimmetriasiacutekot tartalmazoacute molekula akiraacutelis de a siacutek hiaacutenya nem okozkiralitaacutest)

n-ed rendű forgaacutesi szimmetriatengely (Cn) a molekulaacutet a tengely koumlruumll 360degnszoumlggel elforgatva az eredetitől megkuumlloumlnboumlzhetetlen molekulaacutet kapunk

szimmetriacentrum (inverzioacutes centrum) (Ci) a molekula baacutermely elemeacutet aszimmetriacentrummal oumlsszekoumltve eacutes az ellenkező iraacutenyba azonos taacutevolsaacutegrameghosszabbiacutetva azonos elemhez jutunk (Szimmetriacentrumot tartalmazoacutemolekula akiraacutelis de hiaacutenya nem okoz kiralitaacutest)

n-ed rendű tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengely (Sn) a molekulaacutet 360degn szoumlggel elforgatvaeacutes a tengelyre merőleges siacutekra tuumlkroumlzve az eredetitől megkuumlloumlnboumlzhetetlenmolekulaacutet kapunk (Tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengelyt tartalmazoacute molekula akiraacutelishiaacutenyaacuteban a molekula kiraacutelis) 66

C CCH3

H

H

CH3180o C C

CH3

H

CH3

H360o

siacutek

tengely

siacutek

tengely

Keacutetfogaacutesuacute tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengely Egyfogaacutesuacute tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengely

Szimmetriacentrum Szimmetriasiacutek

Tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengelyValamely taacutergy akkor jellemezhető Sn azaz n-ed rendű tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengellyel ha annak baacutermely pontjaacutet a tengely koumlruumll 360n fokos szoumlggelelfordiacutetva eacutes a tengelyre merőlegesen fektetett siacutekon keresztuumll tuumlkroumlzve az eredetiobjektumot kapjuk meg (n szuumlkseacutegkeacuteppen paacuteros vagy 1)

Az S1-tengely szimmetriasiacutekkal (σ) az S2-tengely viszont szimmetriacentrummal (Ci) egyeneacuterteacutekű

A szimmetriacentrumon aacutethaladoacute baacutermely egyenesen a centrumtoacutel egyenlő taacutevolsaacutegban azonos elemek talaacutelhatoacutek

Akiraacutelis molekulaacutek

67

szimmetriasiacutek (m S1) forgaacutesi szimmetriatengely (Cn) szimmetriacentrum (Ci S2)

Szimmetrikus + +

Szimmetrikus + -

Koumlzeacuteppontosan - + szimmetrikus

Disszimetrikus - + - (kiraacutelis)

Aszimmetrikus - - - (kiraacutelis)

Szimmetriaelem művelet

Szimmetriasiacutek tuumlkroumlzeacutes

Szimmetriatengely forgataacutes

Szimmetriacentrum inverzioacute

Szimmetriaelem művelet

Azonossaacuteg vaacuteltozatlanulhagyaacutes

Tuumlkroumlzeacutesi forgataacutes eacutesszimmetriatengely (giroid) tengelyre merőleges

tuumlkroumlzeacutesOslash68

Oslash69

Oslash70

Oslash71

Oslash72

1 Atomic number2 Atomic mass3 Z gt E4 R gt S5 Spheres6 Single-bond equivalencies

Cahn-Ingold-Prelog nomenclature system

Sequence rules for order of priority

1 If the atoms in question are different the sequence order is by atomic number with theatom of highest atomic number receiving the highest priority

F lt Cl lt Br lt I

increasing priority

2 If two isotopes of the same element are present the isotope of higher mass receivesthe higher priority

H lt D

increasing priority73

5 If two atoms are identical the atomic numbers of the next atoms are used for priorityassignment If these atoms also have identical atoms attached to them priority isdetermined at the first point of difference along the chain The atom that has attached to itan atom of higher priority has the higher priority (Do not use the sums of the atomic numbersBut look for the single atom of highest priority)

74

6 Atoms attached by double or triple bond are given single-bond equivalencies so that theycan be treated like single-bonded groups in determining priority Each doubly bonded atom isduplicated (or triplicated for triple bonds)

R C

O

OH

Structure Equivalent for priority determination

R C

O

O

OH

C

R C N R C

N

N

NC

C

75

Konfiguraacutecioacutes izomeacuteriaUgyanaz a vaacutez konnektivitaacutes de elteacuterő teacuterbelielrendeződeacutes (valamilyen szimmetria-rendezőhoumlz valoacuteviszony)

Nem alakiacutethatoacutek egymaacutesba kovalens koumlteacutes elszakiacutetaacutesaeacutes uacutejrakeacutepződeacutese neacutelkuumll

optikai izomerek (optikai aktivitaacutes) R Sgeometriai izomerek cisz-transz E-Z

76

Konfiguraacutecioacutes diasztereomerekFizikai eacutes keacutemia tulajdonsaacutegaik elteacuternek

Konfiguraacutecioacutes enantiomerekFizikai eacutes keacutemiai tulajdonsaacutegaikazonosak kiveacutevebull azonos meacuterteacutekű de ellenteacutetesiraacutenyuacute optikai forgatoacutekeacutepesseacutegbull elteacuterő reaktivitaacutes maacutes kiraacutelis vegyuumlletekkel valoacute reakcioacuteban

C

C

Cl

Cl H

HC

C

H

Cl H

Cl

cisz-12-dikloacutereteacuten transz-12-dikloacutereteacuten

Br Cl

Cl BrF F

Cl Br

Br FF Cl

(R) (R) (S) (R)

CH

OHCH3CH2

CH3

CH

HOCH2CH3

CH3

CH

OHCH3CH2

CH3

CH

OHCH3

CH3CH2

180o-os forgataacutes

(R)-butaacuten-2-ol (S)-butaacuten-2-olfp 995 oC 995 oCd4

20 0808 0808nD

20 1397 1397[α]D

25 -1352o +1352o

(R)-butaacuten-2-ol (S)-butaacuten-2-ol

CH

OHCH3

CH3CH2

77

Elegykristaacutely

bullveacuteletlenszerűen tartalmazza mindkeacutet enantiomertbulla tiszta enantiomerek eacutes az enantiomer kevereacutekek tulajdonsaacutegai azonosak

Konglomeraacutetum

bullcsak az egyik vagy a maacutesik enantiomert tartalmazzabullaz enantiomerek mechanikusan is elkuumlloumlniacutethetők egymaacutestoacutel

Molekulavegyuumllet

bulla keacutet enantiomer a kristaacutelyban 11 araacutenyban fordul elő (raceacutem elegy)bulla raceacutem elegy eacutes az enantiomerek olvadaacutespontja kuumlloumlnboumlző

bullakiraacutelis koumlruumllmeacutenyek koumlzoumltt megegyező fizikai eacutes keacutemiai tulajdonsaacutegokbullkiraacutelis koumlruumllmeacutenyek koumlzoumltt elteacuterő (kiraacutelis molekulaacutek polarizaacutelt feacuteny)bullenantiomerek koumlzoumltti 3 fő koumllcsoumlnhataacutes

elegykristaacutely keacutepzeacuteskonglomeraacutetum keacutepzeacutesmolekulavegyuumllet keacutepzeacutes

Enantiomerek

78

Enantiomerek egyeacuteb kevereacutekeit az uacutegynevezett bdquoenantiomeric excessrdquo (ee) [enantiomerfelesleg] eacuterteacutekkel jellemezzuumlk (R) eacutes (S) a megfelelő enantiomerek mennyiseacutege a kevereacutekben

A komponensek mennyiseacutegeacutenek meghataacuterozaacutesaKiraacutelis oszlopkromatigraacutefia (enantiomerek elvaacutelasztaacutesa)NMR spektroszkoacutepia

ee =(R) - (S)(R) + (S) 100

Enantiomer felesleg

Az enantiomerfelesleg az aszimmetrikus szinteacutezis sikeresseacutegeacutenek egyikmeacuterőszaacutema Diasztereomerek kevereacuteke eseteacuten hasonloacute moacutedon definiaacuteljaacutek eacuteshasznaacuteljaacutek a diasztereomer felesleg eacutes a szaacutezaleacutekos diasztereomer feleslegfogalmaacutet

Egy 70 R eacutes 30 S izomert tartalmazoacute minta enantiomerfeleslege peacuteldaacuteul40 Ezt az anyagot uacutegy is tekinthetjuumlk mint 40 tiszta R izomer eacutes 60 raceacutemelegy (mely a teljes mennyiseacuteghez 30 R eacutes 30 S izomerrel jaacuterul hozzaacute)kevereacuteke 79

C

C

HOOC

HOOC

H

HOH

OH

S

R

C

C

HOOC

HOOC

OH

HH

OHR

RC

C

COOH

COOH

HO

HH

HOS

S

intramolekulaacuteristuumlkoumlrsiacutek

diasztereomerek diasztereomerek

enantiomerek

COOH

CH3H2NH

R

COOH

CH3 NH2H

S

enantiomerek

Enantiomerek eacutes diasztereomerek

80

C

NH2

COOHHH3C C

CH2SH

COOHH2NH

Ala Cys

Aacutebraacutezolja Fischer keacuteplettel az alaacutebbi perspektivikus keacuteplettel megadott aminosavakat

CH3

COOH

H2N H

CH2SH

COOH

H2N H

Ala Cys

S R

L L81

CNH2H

H3C

COOH

C

COOH

CH2SHH2NH

CCH3H

H2N

COOH

C

COOH

CH2SHHH2N

C

NH2

COOHHH3C

C

CH2SH

COOHH2NH

CH3

COOH

H2N H

CH2SH

COOH

H2N H

82

Enantiomerek eacutes mezo vegyuumlletek

Pszeudoaszimmetria

C

C

HOOC

HOOC

H

HOH

OH

S

R

C

C

HOOC

HOOC

OH

HH

OHR

RC

C

COOH

COOH

HO

HH

HOS

S

intramolekulaacuteristuumlkoumlrsiacutek

diasztereomerek diasztereomerek

enantiomerek

C

C

C

COOH

COOH

HO H

OHH

H OHR

R

C

C

C

COOH

COOH

H OH

HHO

HO HS

S

enantiomerek

optikailag aktiacutevak

C

C

C

COOH

COOH

H OH

OHH

H OHR

S

C

C

C

COOH

COOH

H OH

HHO

H OHR

S

optikailag inaktiacutevak

r s

83

COOH

COOH

COOHHOOC COOH

HOOC COOH

HOOC

mcisz transz transz

szerkezetiizomeacuteria

geometriaiizomeacuteria

optikai izomeacuteria

84

R

RHOH

akiraacutelisszeacutenatom

R

SHOH

rS

RHOH

s

RgtS r s

(S)

(S)

pszeudoaszimmetriaacutes szeacutenatom

akiraacutelis molekulamezo vegyuumllet

akiraacutelisC2 forgaacutesi szimmetriatengely

kiraacutelis

HOOC COOH

Br

m

HOOC COOH

m

HOOC

COOH

pro-pszeudoaszimmetriaacutes szeacutenatom

85

Kiraacutelis molekulaacutekon beluumll is sok esetben talaacutelhatoacute pszeudo-aszimmetriacentrum amennyiben a keacutet enantiomorf ligandum mellett tovaacutebbi aszimmetrikus ligandum is kapcsoloacutedik a centrumhoz (peacuteldaacuteul atropin eacutes szaacutermazeacutekai)

gytszptehuhudownloadindex16630

Oslash86

Mezo-forma a) mindig akiraacutelisb) mindig kell lennie kiraacutelis disztereomerjeacutenek is

gytszptehuhudownloadindex16630

C

C

HOOC

HOOC

H

HOH

OH

S

R

C

C

HOOC

HOOC

OH

HH

OHR

RC

C

COOH

COOH

HO

HH

HOS

S

intramolekulaacuteristuumlkoumlrsiacutek

diasztereomerek diasztereomerek

enantiomerek

Oslash87

gytszptehuhudownloadindex16630

A pszeudo-aszimmetriacentrumok konfiguraacutecioacutejaacuteban elteacuterő izomerekegymaacutessal diasztereoizomer viszonyban aacutellnak

rC

C

C

COOH

COOH

H OH

OHH

H OHR

S

sC

C

C

COOH

COOH

H OH

HHO

H OHR

S Oslash88

Geometriai izomeacuteria

kettős koumlteacutesű vegyuumlletekneacutelciklusos vegyuumlletekneacutel

C CH H

CH3H3CC C

H CH3

HH3C

Felteacutetel (olefinekneacutel) egy adott pilleacuteratomon nem lehet keacutet azonos helyettesiacutetőde adott kettőskoumlteacutes keacutet kuumlloumlnboumlző pilleacuteratomjaacuten lehet egy-egy azonos helyettesiacutető(de ezeknek sem kell szuumlkseacutegkeacuteppen azonosaknak lenniuumlk)

Alfa helyzetű szubsztituens Beacuteta helyzetű szubsztituens

Diasztereomerek

89

Configurational isomers

The particular arrangement of atoms (or goups) in space that is characteristic of a given streoisomer

The configurational isomers can not be transformed into each otherwithout breaking and making a covalent bond

- cis-trans Z-E designations geometric isomers- optical isomerism (cf chirality)

H COOH

H COOH

HOOC H

H COOH

Z E

Oslash90

The requirement for geometric isomerism in alkenes is that each carbon atom involvedin the pi bond have two different groups attached to it such as H and Cl or CH3 and Cl

C CH

H

CH2CH3

CH3

C CH

H

CH2CH3

CH3is the same as

C CCH3

H

CH2CH3

CH3

C CH

CH3

CH2CH3

CH3

geometric isomers

If one of the carbons of the double bond has two identical groups such as two H atomsor two CH3 groups the geometric isomerism is not possible

Z E

Higher priority atoms or groups are on the same side of the pi bond Z bdquotogetherrdquo

Higher priority atoms or groups are on opposite sides of the pi bond E bdquoacrossrdquo

(Look at the single atoms directly attached to the double-bond carbon C and not entire-CH2CH2CH3 group)

Oslash91

Cahn-Ingold-Prelog szekvenciaszabaacutelyokalkeacutenekre vonatkozoacutean

Toumlmegszaacutem

C CT

D

H

DE

Rendszaacutem

C CF

Cl

Br

IZ

Z gt E

E

ZZ C C

C

C

H

NC

C

C

H3C

H3C

CH3

HCH3

H

C CH

NC

C

C

CH3

CH3

H

H

Br

Br

E

R

S

RgtS (DgtL)

92

C CH

H3C

CH

CH

CH3

CH3

CH2

Z ltC

HCH3

CH3

C

H

C

C

H

H

HHH

H

C C

H H

H

C

H

C (C)

o

o

o

H

H(C)oo

o

C CH

H3C

CH

CH

CH3

CH2 Br

CH2

E

C

HCH3

CH2Br

C

H

C

H

H

HCBrH

H

gtC C

H H

H

C

H

C (C)

o

o

o

H

H(C)oo

o

(CON) adott atom ismeacutetelt megjeleniacuteteacutese ---o fantomatom

1 2 3C CCCH CHHH C C(C)CH C(C)HH

1 2 3C CCCH BrCHH gt CHHH C C(C)CH C(C)HH 93

transzE

ciszZ

C CH H

C CH

H

transzZ

ciszE

C CBr H

C CH

Br

Oslash94

Konformaacutecioacutes izomeacuteriaUgyanaz a vaacutez konnektivitaacutes de elteacuterő teacuterbelielrendeződeacutes (valamilyen szimmetria-rendezőhoumlz valoacuteviszony)

Kovalens koumlteacutes elszakiacutetaacutesa eacutes uacutejrakeacutepződeacutese neacutelkuumllegymaacutesba alakiacutethatoacutek

Rotaacutecioacutes izomeacuteriaKuumlloumlnboumlző konformaacutecioacute (konformerek rotamerek)

Axiaacutelis kiralitaacutes R SHelikaacutelis kiralitaacutes P M

95

C CCH3H3C

HHHH

C CCH3

CH3 HH

HH

Konformaacutecioacutes diasztereomerek

C CH

CH3 HCH3

HH C C

H

CH3 CH3H

HH

Konformaacutecioacutes enantiomerek

P M

96

szinperiplanaacuteris szinklinaacutelis antiklinaacutelis antiperiplanaacuteris antiklinaacutelis szinklinaacutelis

pszeudorotaacutecioacute

axiaacutelis ekvatoriaacutelis

Konformerek

kiraacutelis kiraacutelisakiraacutelis akiraacutelis

97

C CCH3

CH3 HH

HHC C

CH3H3C

HHHH

Konfiguraacutecioacutes diasztereomerek

Konformaacutecioacutes diasztereomerek

C CH H

CH3H3CCC

HH3C

H CH3

98

- huacutezaacutes (stretch)

- hajliacutetaacutes (bend)

- csavaraacutes (torsion)

O OH

Hr 1r 2

r 2

O OH

H

α

OH

OH

τ (φ)

Oslash99

O OH

H

HOOH

OOH

HE

α30 kcalmol

Hajliacutetaacutes bend

Huacutezaacutes (nyuacutejtaacutes) stretch

disszociaacutecioacute

E

r

~ 90 ~ 50 kcalmol

HOO + H

HO + HO

Oslash100

H

H

H

O OH

H

1 kcalmol

~ 10kcalmol

(torzioacutes szoumlg)τ

Newman projekcioacute

H H

0o 60o 180o 300o 360o

OO

H

H

HHH HH

Oslash101

CH2 CH2Y ZY = Z = H

Y = Z = CH3

etaacuten

n-butaacuten

300o 360o240o180o120o60o0o

0o120o- 60o-180o-240o-300o-360o-

oacutera jaacuteraacutesaacuteval megegyező

oacutera jaacuteraacutesaacuteval ellenteacutetes

ZY

Z

Y

ZY

Z

Y

Z

Y

ZYZY

syn antisynperiplanar synklinal antiklinal antiperiplanar antiklinal synklinal

102

CCH

H H

HH

HH H

H

H

H H

CCH

H H

H

H HH H

HH

HH

0o 120o 240o 360o

12 M

m

M12 M M

mm

Θ

M = m

E(Θ)

minimum

Maximum

103

HHH H

CH3CH3

HHH H

CH3CH3

H

HH H

CH3

CH3

E

0deg dieacutederes szoumlg

E szabadentalpia-kuumlloumlnbseacuteg

58

29

07

(kcal)

H H

H3CH CH3

H

H H

H3CH H

CH3

H3C CH3

H HH

H

CH3HH H

CH3H

060deg 120deg 180deg 240deg 300deg 360deg

szinperiplanaacuteris szinklinaacutelis antiklinaacutelis antiperiplanaacuteris antiklinaacutelis szinklinaacutelis104

∆G0 = G01 - G0

2

K = e∆G0

RT

∆G = - RT ln K∆G = ∆H - T∆S

∆H = 074

∆S = 2 K = 19

gauche ndash anti araacuteny

minden gauche konformerre keacutet anti forma jut K= [a][g] Oslash105

0o

0o

60o

60o

120o

120o

180o

180o

240o

240o

300o

300o 360o

360o

RELA

T

IacuteV

ENERGIA

ANTI EFFEKTUS

GAUCHE EFFEKTUS

EXTREacuteMGAUCHE

EFFEKTUS

H

H H

H H

H

CH3

H H

H H

CH3

TORZIOacuteS SZOumlG

ZY

Z

YZ

Y

Z

Y

ZY

ZY ZY

F

H H

OH

repulsions

F

H H

H 106

attractiveinteractions

orbitalinteractions

antiperiplanarposition

Anti-effect

107

repulsions

F

H H

OH

repulsions

F

H H

H

Extrem gauche effect

108

C-F

C-H

C-F

C-HC-C C-C

Oslash109

CikloalkaacutenokGyűrűfeszuumlltseacuteg

Hipotetikus planaacuteris rendszerek

Baeyer vegyeacuterteacutekszoumlg-deformaacutecioacute (angulaacuterisgyűrű feszuumlleacutes)

Pitzer anti-aacutellaacuteshoz keacutepesti energiatoumlbblet (torzioacutes feszuumlleacutes)

van der Waals nemkoumltő atomok szterikus koumllcsoumlnhataacutesa

Nem planaacuteris vegyuumlletek

CC C

C

C

boriacuteteacutek

C C C

C

Ctwist

pszeudorotaacutecioacute

CC

C C

V-alakuacute

CCC

CCC

szeacutek110

3 4 5 6 7 8 9 10Gyűrűtagszaacutem

Gyűrű

feszuumlleacutes

kcalmol

hataacutereacuterteacutek

111

Cl

H

H

H

Cl

H

H

Cl

H

H

Cl

H

Cl

H

H

H

H

Cl

mezo SS RR

cisz transz

Ciklopropaacuten

C

C

HOOC

HOOC

H

HOH

OH

S

R

C

C

HOOC

HOOC

OH

HH

OHR

RC

C

COOH

COOH

HO

HH

HOS

S

intramolekulaacuteristuumlkoumlrsiacutek

diasztereomerek diasztereomerek

enantiomerek 112

Ea(a e)

∆Ea+∆E

∆E

Ea(a e)

Z

Hkb 5szeacutek

ZH

kb 95szeacutek

kb 2 kcal

csavartkaacuted

csavartkaacuted

kaacuted

ZH

feacutelszeacutekfeacutelszeacutek

ZH

Ciklohexaacuten

113

A 3-3 nemszomszeacutedos szeacutenatom aacuteltal definiaacutelt siacutekokra

merőleges koumlteacutesiraacutenyok axiaacutelis

A toumlbbi koumlteacutes e keacutet siacutek koumlzoumltt van ekvatoriaacutelis

Pszeudorotaacutecioacute a gyűrűs vegyuumlletek konformerjei

szoumlgfeszuumlltseacuteg neacutelkuumll alakulnak egymaacutesba

114

transz 12-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

cisz 12-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

Z

H

Z

H Z

HZ

Ha

eae

Z

HZ

H

Z

H

Z

H

a

e

ae

115

transz 13-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

cisz 13-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

Z

HZ

H

Z

H Z

H

a

e ae

Z

HZ

HZ

H

Z

H

a

e

ae

116

H

Z

Z

H

H

Z Z

Ha

ea

e

transz 14-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

Z

HZ

H

H

Z

Z

Ha

ea

e

cisz 14-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

117

Oslash118

8 CO2 + 8 H2O

- 12483 kcalmol - 12468 kcalmol

15 kcalmol

CH3

CH3H

H

+ 12 O2

cisz-12-dimetilciklohexaacuten

CH3

H

H

CH3

transz-12-dimetilciklohexaacuten

+ 12 O2

119

Diszubsztituaacutelt ciklohexaacutenokszerkezeti izomerjeinek konformaacutecioacutes viszonyai

Szerkezeti izomer Geometriai izomercisz transz

12

14

ae aa

ea ee

13aa ae

ee ea

120

Oslash121

BrNH2

Br

NH23a 2b

NH2

Br

Br

NH24a 1b

NH2

Br

Br

NH2

1b 4a

NH2

Br

NH2

Br2b 3a

NH2

Br

Br

NH23b 2a

Br

NH2

BrNH24b 1a

Konformaacutecioacutes Konformaacutecioacutes

BrNH2 Br

NH2

1a 4b

Br

NH2

BrNH2

2a 3b

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesenantiomerek

Konfiguraacutecioacutesenantiomerek

diasztereomerek diasztereomerek

12-helyzetben kuumlloumlnboumlző helyettesiacutetőket tartalmazoacute ciklohexaacuten szaacutermazeacutekokkonfiguraacutecioacutes eacutes konformaacutecioacutes viszonyai

Oslash122

H

H

H

HH

H

H

H

Dekalin

cisz transz

123

transz-transz-transzanellaacutecioacute

cisz-transz-transzanellaacutecioacute

DC

BA

DC

BA

H H

R

H

H H

H

H

H

R

H H

DCBA

R

H

H

H

H

H

H

DCBA

R

H

H

H

H

H

H

CH3

CH3

CH3

CH3

Oslash124

A kiralitaacutes kialakulaacutesa eacutes bioloacutegiai jelentőseacutege

Kiraacutelis vegyuumlletek

termeacuteszetes aminosavak (elsősorban L konfiguraacutecioacute)peptidek enzimektermeacuteszetes szeacutenhidraacutetok (elsősorban D konfiguraacutecioacute)gyoacutegyszerek

Az első kiraacutelis vegyuumllet kialakulaacutesa

az elemi reacuteszek gyenge koumllcsoumlnhataacutesaacutenakiraacutenyfuumlggeacuteseacutevel van kapcsolatban

autokataliacutezis

a termeacuteszet nem tuumlkoumlrszimmetrikus (a termeacuteszet homokiraacutelis)

Oslash125

Az optikai aktivitaacuteseredete szeacutenhidraacutetokkiralitaacutescentrumaacutenakkieacutepuumlleacutese a termeacuteszetben

Oslash126

Oslash127

• Slide Number 1
• Slide Number 2
• Slide Number 3
• Slide Number 4
• Slide Number 5
• Slide Number 6
• Slide Number 7
• Izomeacuteria
• Slide Number 9
• Slide Number 10
• Slide Number 11
• Slide Number 12
• Slide Number 13
• Slide Number 14
• Slide Number 15
• Slide Number 16
• Slide Number 17
• Slide Number 18
• Szerkezeti izomeacuteria
• Slide Number 20
• Slide Number 21
• Slide Number 22
• Slide Number 23
• Slide Number 24
• A tautomeacuteria tiacutepusai
• Slide Number 26
• Slide Number 27
• Slide Number 28
• Slide Number 29
• Slide Number 30
• Sztereoizomeacuteria
• Slide Number 32
• Slide Number 33
• Slide Number 34
• Slide Number 35
• Slide Number 36
• Slide Number 37
• Slide Number 38
• Slide Number 39
• Slide Number 40
• Slide Number 41
• Slide Number 42
• Slide Number 43
• Slide Number 44
• Slide Number 45
• Slide Number 46
• Slide Number 47
• Tovaacutebbi kiralitaacutes tiacutepusok
• Slide Number 49
• Slide Number 50
• Slide Number 51
• Slide Number 52
• Slide Number 53
• Slide Number 54
• Slide Number 55
• Slide Number 56
• Slide Number 57
• Toumlbb kiralitaacuteskoumlzpont
• Slide Number 59
• Slide Number 60
• Slide Number 61
• Slide Number 62
• Slide Number 63
• Slide Number 64
• Slide Number 65
• Slide Number 66
• Slide Number 67
• Slide Number 68
• Slide Number 69
• Slide Number 70
• Slide Number 71
• Slide Number 72
• Slide Number 73
• Slide Number 74
• Slide Number 75
• Konfiguraacutecioacutes izomeacuteria
• Slide Number 77
• Slide Number 78
• Slide Number 79
• Slide Number 80
• Slide Number 81
• Slide Number 82
• Slide Number 83
• Slide Number 84
• Slide Number 85
• Slide Number 86
• Slide Number 87
• Slide Number 88
• Slide Number 89
• Slide Number 90
• Slide Number 91
• Slide Number 92
• Slide Number 93
• Slide Number 94
• Slide Number 95
• Slide Number 96
• Slide Number 97
• Slide Number 98
• Slide Number 99
• Slide Number 100
• Slide Number 101
• Slide Number 102
• Slide Number 103
• Slide Number 104
• Slide Number 105
• Slide Number 106
• Slide Number 107
• Slide Number 108
• Slide Number 109
• Slide Number 110
• Slide Number 111
• Slide Number 112
• Slide Number 113
• Slide Number 114
• Slide Number 115
• Slide Number 116
• Slide Number 117
• Slide Number 118
• Slide Number 119
• Slide Number 120
• Slide Number 121
• Slide Number 122
• Slide Number 123
• Slide Number 124
• Slide Number 125
• Slide Number 126
• Slide Number 127

C CCH3

H

H

CH3180o C C

CH3

H

CH3

H360o

siacutek

tengely

siacutek

tengely

Keacutetfogaacutesuacute tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengely Egyfogaacutesuacute tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengely

Szimmetriacentrum Szimmetriasiacutek

Tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengelyValamely taacutergy akkor jellemezhető Sn azaz n-ed rendű tuumlkroumlzeacutesi szimmetriatengellyel ha annak baacutermely pontjaacutet a tengely koumlruumll 360n fokos szoumlggelelfordiacutetva eacutes a tengelyre merőlegesen fektetett siacutekon keresztuumll tuumlkroumlzve az eredetiobjektumot kapjuk meg (n szuumlkseacutegkeacuteppen paacuteros vagy 1)

Az S1-tengely szimmetriasiacutekkal (σ) az S2-tengely viszont szimmetriacentrummal (Ci) egyeneacuterteacutekű

A szimmetriacentrumon aacutethaladoacute baacutermely egyenesen a centrumtoacutel egyenlő taacutevolsaacutegban azonos elemek talaacutelhatoacutek

Akiraacutelis molekulaacutek

67

szimmetriasiacutek (m S1) forgaacutesi szimmetriatengely (Cn) szimmetriacentrum (Ci S2)

Szimmetrikus + +

Szimmetrikus + -

Koumlzeacuteppontosan - + szimmetrikus

Disszimetrikus - + - (kiraacutelis)

Aszimmetrikus - - - (kiraacutelis)

Szimmetriaelem művelet

Szimmetriasiacutek tuumlkroumlzeacutes

Szimmetriatengely forgataacutes

Szimmetriacentrum inverzioacute

Szimmetriaelem művelet

Azonossaacuteg vaacuteltozatlanulhagyaacutes

Tuumlkroumlzeacutesi forgataacutes eacutesszimmetriatengely (giroid) tengelyre merőleges

tuumlkroumlzeacutesOslash68

Oslash69

Oslash70

Oslash71

Oslash72

1 Atomic number2 Atomic mass3 Z gt E4 R gt S5 Spheres6 Single-bond equivalencies

Cahn-Ingold-Prelog nomenclature system

Sequence rules for order of priority

1 If the atoms in question are different the sequence order is by atomic number with theatom of highest atomic number receiving the highest priority

F lt Cl lt Br lt I

increasing priority

2 If two isotopes of the same element are present the isotope of higher mass receivesthe higher priority

H lt D

increasing priority73

5 If two atoms are identical the atomic numbers of the next atoms are used for priorityassignment If these atoms also have identical atoms attached to them priority isdetermined at the first point of difference along the chain The atom that has attached to itan atom of higher priority has the higher priority (Do not use the sums of the atomic numbersBut look for the single atom of highest priority)

74

6 Atoms attached by double or triple bond are given single-bond equivalencies so that theycan be treated like single-bonded groups in determining priority Each doubly bonded atom isduplicated (or triplicated for triple bonds)

R C

O

OH

Structure Equivalent for priority determination

R C

O

O

OH

C

R C N R C

N

N

NC

C

75

Konfiguraacutecioacutes izomeacuteriaUgyanaz a vaacutez konnektivitaacutes de elteacuterő teacuterbelielrendeződeacutes (valamilyen szimmetria-rendezőhoumlz valoacuteviszony)

Nem alakiacutethatoacutek egymaacutesba kovalens koumlteacutes elszakiacutetaacutesaeacutes uacutejrakeacutepződeacutese neacutelkuumll

optikai izomerek (optikai aktivitaacutes) R Sgeometriai izomerek cisz-transz E-Z

76

Konfiguraacutecioacutes diasztereomerekFizikai eacutes keacutemia tulajdonsaacutegaik elteacuternek

Konfiguraacutecioacutes enantiomerekFizikai eacutes keacutemiai tulajdonsaacutegaikazonosak kiveacutevebull azonos meacuterteacutekű de ellenteacutetesiraacutenyuacute optikai forgatoacutekeacutepesseacutegbull elteacuterő reaktivitaacutes maacutes kiraacutelis vegyuumlletekkel valoacute reakcioacuteban

C

C

Cl

Cl H

HC

C

H

Cl H

Cl

cisz-12-dikloacutereteacuten transz-12-dikloacutereteacuten

Br Cl

Cl BrF F

Cl Br

Br FF Cl

(R) (R) (S) (R)

CH

OHCH3CH2

CH3

CH

HOCH2CH3

CH3

CH

OHCH3CH2

CH3

CH

OHCH3

CH3CH2

180o-os forgataacutes

(R)-butaacuten-2-ol (S)-butaacuten-2-olfp 995 oC 995 oCd4

20 0808 0808nD

20 1397 1397[α]D

25 -1352o +1352o

(R)-butaacuten-2-ol (S)-butaacuten-2-ol

CH

OHCH3

CH3CH2

77

Elegykristaacutely

bullveacuteletlenszerűen tartalmazza mindkeacutet enantiomertbulla tiszta enantiomerek eacutes az enantiomer kevereacutekek tulajdonsaacutegai azonosak

Konglomeraacutetum

bullcsak az egyik vagy a maacutesik enantiomert tartalmazzabullaz enantiomerek mechanikusan is elkuumlloumlniacutethetők egymaacutestoacutel

Molekulavegyuumllet

bulla keacutet enantiomer a kristaacutelyban 11 araacutenyban fordul elő (raceacutem elegy)bulla raceacutem elegy eacutes az enantiomerek olvadaacutespontja kuumlloumlnboumlző

bullakiraacutelis koumlruumllmeacutenyek koumlzoumltt megegyező fizikai eacutes keacutemiai tulajdonsaacutegokbullkiraacutelis koumlruumllmeacutenyek koumlzoumltt elteacuterő (kiraacutelis molekulaacutek polarizaacutelt feacuteny)bullenantiomerek koumlzoumltti 3 fő koumllcsoumlnhataacutes

elegykristaacutely keacutepzeacuteskonglomeraacutetum keacutepzeacutesmolekulavegyuumllet keacutepzeacutes

Enantiomerek

78

Enantiomerek egyeacuteb kevereacutekeit az uacutegynevezett bdquoenantiomeric excessrdquo (ee) [enantiomerfelesleg] eacuterteacutekkel jellemezzuumlk (R) eacutes (S) a megfelelő enantiomerek mennyiseacutege a kevereacutekben

A komponensek mennyiseacutegeacutenek meghataacuterozaacutesaKiraacutelis oszlopkromatigraacutefia (enantiomerek elvaacutelasztaacutesa)NMR spektroszkoacutepia

ee =(R) - (S)(R) + (S) 100

Enantiomer felesleg

Az enantiomerfelesleg az aszimmetrikus szinteacutezis sikeresseacutegeacutenek egyikmeacuterőszaacutema Diasztereomerek kevereacuteke eseteacuten hasonloacute moacutedon definiaacuteljaacutek eacuteshasznaacuteljaacutek a diasztereomer felesleg eacutes a szaacutezaleacutekos diasztereomer feleslegfogalmaacutet

Egy 70 R eacutes 30 S izomert tartalmazoacute minta enantiomerfeleslege peacuteldaacuteul40 Ezt az anyagot uacutegy is tekinthetjuumlk mint 40 tiszta R izomer eacutes 60 raceacutemelegy (mely a teljes mennyiseacuteghez 30 R eacutes 30 S izomerrel jaacuterul hozzaacute)kevereacuteke 79

C

C

HOOC

HOOC

H

HOH

OH

S

R

C

C

HOOC

HOOC

OH

HH

OHR

RC

C

COOH

COOH

HO

HH

HOS

S

intramolekulaacuteristuumlkoumlrsiacutek

diasztereomerek diasztereomerek

enantiomerek

COOH

CH3H2NH

R

COOH

CH3 NH2H

S

enantiomerek

Enantiomerek eacutes diasztereomerek

80

C

NH2

COOHHH3C C

CH2SH

COOHH2NH

Ala Cys

Aacutebraacutezolja Fischer keacuteplettel az alaacutebbi perspektivikus keacuteplettel megadott aminosavakat

CH3

COOH

H2N H

CH2SH

COOH

H2N H

Ala Cys

S R

L L81

CNH2H

H3C

COOH

C

COOH

CH2SHH2NH

CCH3H

H2N

COOH

C

COOH

CH2SHHH2N

C

NH2

COOHHH3C

C

CH2SH

COOHH2NH

CH3

COOH

H2N H

CH2SH

COOH

H2N H

82

Enantiomerek eacutes mezo vegyuumlletek

Pszeudoaszimmetria

C

C

HOOC

HOOC

H

HOH

OH

S

R

C

C

HOOC

HOOC

OH

HH

OHR

RC

C

COOH

COOH

HO

HH

HOS

S

intramolekulaacuteristuumlkoumlrsiacutek

diasztereomerek diasztereomerek

enantiomerek

C

C

C

COOH

COOH

HO H

OHH

H OHR

R

C

C

C

COOH

COOH

H OH

HHO

HO HS

S

enantiomerek

optikailag aktiacutevak

C

C

C

COOH

COOH

H OH

OHH

H OHR

S

C

C

C

COOH

COOH

H OH

HHO

H OHR

S

optikailag inaktiacutevak

r s

83

COOH

COOH

COOHHOOC COOH

HOOC COOH

HOOC

mcisz transz transz

szerkezetiizomeacuteria

geometriaiizomeacuteria

optikai izomeacuteria

84

R

RHOH

akiraacutelisszeacutenatom

R

SHOH

rS

RHOH

s

RgtS r s

(S)

(S)

pszeudoaszimmetriaacutes szeacutenatom

akiraacutelis molekulamezo vegyuumllet

akiraacutelisC2 forgaacutesi szimmetriatengely

kiraacutelis

HOOC COOH

Br

m

HOOC COOH

m

HOOC

COOH

pro-pszeudoaszimmetriaacutes szeacutenatom

85

Kiraacutelis molekulaacutekon beluumll is sok esetben talaacutelhatoacute pszeudo-aszimmetriacentrum amennyiben a keacutet enantiomorf ligandum mellett tovaacutebbi aszimmetrikus ligandum is kapcsoloacutedik a centrumhoz (peacuteldaacuteul atropin eacutes szaacutermazeacutekai)

gytszptehuhudownloadindex16630

Oslash86

Mezo-forma a) mindig akiraacutelisb) mindig kell lennie kiraacutelis disztereomerjeacutenek is

gytszptehuhudownloadindex16630

C

C

HOOC

HOOC

H

HOH

OH

S

R

C

C

HOOC

HOOC

OH

HH

OHR

RC

C

COOH

COOH

HO

HH

HOS

S

intramolekulaacuteristuumlkoumlrsiacutek

diasztereomerek diasztereomerek

enantiomerek

Oslash87

gytszptehuhudownloadindex16630

A pszeudo-aszimmetriacentrumok konfiguraacutecioacutejaacuteban elteacuterő izomerekegymaacutessal diasztereoizomer viszonyban aacutellnak

rC

C

C

COOH

COOH

H OH

OHH

H OHR

S

sC

C

C

COOH

COOH

H OH

HHO

H OHR

S Oslash88

Geometriai izomeacuteria

kettős koumlteacutesű vegyuumlletekneacutelciklusos vegyuumlletekneacutel

C CH H

CH3H3CC C

H CH3

HH3C

Felteacutetel (olefinekneacutel) egy adott pilleacuteratomon nem lehet keacutet azonos helyettesiacutetőde adott kettőskoumlteacutes keacutet kuumlloumlnboumlző pilleacuteratomjaacuten lehet egy-egy azonos helyettesiacutető(de ezeknek sem kell szuumlkseacutegkeacuteppen azonosaknak lenniuumlk)

Alfa helyzetű szubsztituens Beacuteta helyzetű szubsztituens

Diasztereomerek

89

Configurational isomers

The particular arrangement of atoms (or goups) in space that is characteristic of a given streoisomer

The configurational isomers can not be transformed into each otherwithout breaking and making a covalent bond

- cis-trans Z-E designations geometric isomers- optical isomerism (cf chirality)

H COOH

H COOH

HOOC H

H COOH

Z E

Oslash90

The requirement for geometric isomerism in alkenes is that each carbon atom involvedin the pi bond have two different groups attached to it such as H and Cl or CH3 and Cl

C CH

H

CH2CH3

CH3

C CH

H

CH2CH3

CH3is the same as

C CCH3

H

CH2CH3

CH3

C CH

CH3

CH2CH3

CH3

geometric isomers

If one of the carbons of the double bond has two identical groups such as two H atomsor two CH3 groups the geometric isomerism is not possible

Z E

Higher priority atoms or groups are on the same side of the pi bond Z bdquotogetherrdquo

Higher priority atoms or groups are on opposite sides of the pi bond E bdquoacrossrdquo

(Look at the single atoms directly attached to the double-bond carbon C and not entire-CH2CH2CH3 group)

Oslash91

Cahn-Ingold-Prelog szekvenciaszabaacutelyokalkeacutenekre vonatkozoacutean

Toumlmegszaacutem

C CT

D

H

DE

Rendszaacutem

C CF

Cl

Br

IZ

Z gt E

E

ZZ C C

C

C

H

NC

C

C

H3C

H3C

CH3

HCH3

H

C CH

NC

C

C

CH3

CH3

H

H

Br

Br

E

R

S

RgtS (DgtL)

92

C CH

H3C

CH

CH

CH3

CH3

CH2

Z ltC

HCH3

CH3

C

H

C

C

H

H

HHH

H

C C

H H

H

C

H

C (C)

o

o

o

H

H(C)oo

o

C CH

H3C

CH

CH

CH3

CH2 Br

CH2

E

C

HCH3

CH2Br

C

H

C

H

H

HCBrH

H

gtC C

H H

H

C

H

C (C)

o

o

o

H

H(C)oo

o

(CON) adott atom ismeacutetelt megjeleniacuteteacutese ---o fantomatom

1 2 3C CCCH CHHH C C(C)CH C(C)HH

1 2 3C CCCH BrCHH gt CHHH C C(C)CH C(C)HH 93

transzE

ciszZ

C CH H

C CH

H

transzZ

ciszE

C CBr H

C CH

Br

Oslash94

Konformaacutecioacutes izomeacuteriaUgyanaz a vaacutez konnektivitaacutes de elteacuterő teacuterbelielrendeződeacutes (valamilyen szimmetria-rendezőhoumlz valoacuteviszony)

Kovalens koumlteacutes elszakiacutetaacutesa eacutes uacutejrakeacutepződeacutese neacutelkuumllegymaacutesba alakiacutethatoacutek

Rotaacutecioacutes izomeacuteriaKuumlloumlnboumlző konformaacutecioacute (konformerek rotamerek)

Axiaacutelis kiralitaacutes R SHelikaacutelis kiralitaacutes P M

95

C CCH3H3C

HHHH

C CCH3

CH3 HH

HH

Konformaacutecioacutes diasztereomerek

C CH

CH3 HCH3

HH C C

H

CH3 CH3H

HH

Konformaacutecioacutes enantiomerek

P M

96

szinperiplanaacuteris szinklinaacutelis antiklinaacutelis antiperiplanaacuteris antiklinaacutelis szinklinaacutelis

pszeudorotaacutecioacute

axiaacutelis ekvatoriaacutelis

Konformerek

kiraacutelis kiraacutelisakiraacutelis akiraacutelis

97

C CCH3

CH3 HH

HHC C

CH3H3C

HHHH

Konfiguraacutecioacutes diasztereomerek

Konformaacutecioacutes diasztereomerek

C CH H

CH3H3CCC

HH3C

H CH3

98

- huacutezaacutes (stretch)

- hajliacutetaacutes (bend)

- csavaraacutes (torsion)

O OH

Hr 1r 2

r 2

O OH

H

α

OH

OH

τ (φ)

Oslash99

O OH

H

HOOH

OOH

HE

α30 kcalmol

Hajliacutetaacutes bend

Huacutezaacutes (nyuacutejtaacutes) stretch

disszociaacutecioacute

E

r

~ 90 ~ 50 kcalmol

HOO + H

HO + HO

Oslash100

H

H

H

O OH

H

1 kcalmol

~ 10kcalmol

(torzioacutes szoumlg)τ

Newman projekcioacute

H H

0o 60o 180o 300o 360o

OO

H

H

HHH HH

Oslash101

CH2 CH2Y ZY = Z = H

Y = Z = CH3

etaacuten

n-butaacuten

300o 360o240o180o120o60o0o

0o120o- 60o-180o-240o-300o-360o-

oacutera jaacuteraacutesaacuteval megegyező

oacutera jaacuteraacutesaacuteval ellenteacutetes

ZY

Z

Y

ZY

Z

Y

Z

Y

ZYZY

syn antisynperiplanar synklinal antiklinal antiperiplanar antiklinal synklinal

102

CCH

H H

HH

HH H

H

H

H H

CCH

H H

H

H HH H

HH

HH

0o 120o 240o 360o

12 M

m

M12 M M

mm

Θ

M = m

E(Θ)

minimum

Maximum

103

HHH H

CH3CH3

HHH H

CH3CH3

H

HH H

CH3

CH3

E

0deg dieacutederes szoumlg

E szabadentalpia-kuumlloumlnbseacuteg

58

29

07

(kcal)

H H

H3CH CH3

H

H H

H3CH H

CH3

H3C CH3

H HH

H

CH3HH H

CH3H

060deg 120deg 180deg 240deg 300deg 360deg

szinperiplanaacuteris szinklinaacutelis antiklinaacutelis antiperiplanaacuteris antiklinaacutelis szinklinaacutelis104

∆G0 = G01 - G0

2

K = e∆G0

RT

∆G = - RT ln K∆G = ∆H - T∆S

∆H = 074

∆S = 2 K = 19

gauche ndash anti araacuteny

minden gauche konformerre keacutet anti forma jut K= [a][g] Oslash105

0o

0o

60o

60o

120o

120o

180o

180o

240o

240o

300o

300o 360o

360o

RELA

T

IacuteV

ENERGIA

ANTI EFFEKTUS

GAUCHE EFFEKTUS

EXTREacuteMGAUCHE

EFFEKTUS

H

H H

H H

H

CH3

H H

H H

CH3

TORZIOacuteS SZOumlG

ZY

Z

YZ

Y

Z

Y

ZY

ZY ZY

F

H H

OH

repulsions

F

H H

H 106

attractiveinteractions

orbitalinteractions

antiperiplanarposition

Anti-effect

107

repulsions

F

H H

OH

repulsions

F

H H

H

Extrem gauche effect

108

C-F

C-H

C-F

C-HC-C C-C

Oslash109

CikloalkaacutenokGyűrűfeszuumlltseacuteg

Hipotetikus planaacuteris rendszerek

Baeyer vegyeacuterteacutekszoumlg-deformaacutecioacute (angulaacuterisgyűrű feszuumlleacutes)

Pitzer anti-aacutellaacuteshoz keacutepesti energiatoumlbblet (torzioacutes feszuumlleacutes)

van der Waals nemkoumltő atomok szterikus koumllcsoumlnhataacutesa

Nem planaacuteris vegyuumlletek

CC C

C

C

boriacuteteacutek

C C C

C

Ctwist

pszeudorotaacutecioacute

CC

C C

V-alakuacute

CCC

CCC

szeacutek110

3 4 5 6 7 8 9 10Gyűrűtagszaacutem

Gyűrű

feszuumlleacutes

kcalmol

hataacutereacuterteacutek

111

Cl

H

H

H

Cl

H

H

Cl

H

H

Cl

H

Cl

H

H

H

H

Cl

mezo SS RR

cisz transz

Ciklopropaacuten

C

C

HOOC

HOOC

H

HOH

OH

S

R

C

C

HOOC

HOOC

OH

HH

OHR

RC

C

COOH

COOH

HO

HH

HOS

S

intramolekulaacuteristuumlkoumlrsiacutek

diasztereomerek diasztereomerek

enantiomerek 112

Ea(a e)

∆Ea+∆E

∆E

Ea(a e)

Z

Hkb 5szeacutek

ZH

kb 95szeacutek

kb 2 kcal

csavartkaacuted

csavartkaacuted

kaacuted

ZH

feacutelszeacutekfeacutelszeacutek

ZH

Ciklohexaacuten

113

A 3-3 nemszomszeacutedos szeacutenatom aacuteltal definiaacutelt siacutekokra

merőleges koumlteacutesiraacutenyok axiaacutelis

A toumlbbi koumlteacutes e keacutet siacutek koumlzoumltt van ekvatoriaacutelis

Pszeudorotaacutecioacute a gyűrűs vegyuumlletek konformerjei

szoumlgfeszuumlltseacuteg neacutelkuumll alakulnak egymaacutesba

114

transz 12-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

cisz 12-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

Z

H

Z

H Z

HZ

Ha

eae

Z

HZ

H

Z

H

Z

H

a

e

ae

115

transz 13-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

cisz 13-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

Z

HZ

H

Z

H Z

H

a

e ae

Z

HZ

HZ

H

Z

H

a

e

ae

116

H

Z

Z

H

H

Z Z

Ha

ea

e

transz 14-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

Z

HZ

H

H

Z

Z

Ha

ea

e

cisz 14-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

117

Oslash118

8 CO2 + 8 H2O

- 12483 kcalmol - 12468 kcalmol

15 kcalmol

CH3

CH3H

H

+ 12 O2

cisz-12-dimetilciklohexaacuten

CH3

H

H

CH3

transz-12-dimetilciklohexaacuten

+ 12 O2

119

Diszubsztituaacutelt ciklohexaacutenokszerkezeti izomerjeinek konformaacutecioacutes viszonyai

Szerkezeti izomer Geometriai izomercisz transz

12

14

ae aa

ea ee

13aa ae

ee ea

120

Oslash121

BrNH2

Br

NH23a 2b

NH2

Br

Br

NH24a 1b

NH2

Br

Br

NH2

1b 4a

NH2

Br

NH2

Br2b 3a

NH2

Br

Br

NH23b 2a

Br

NH2

BrNH24b 1a

Konformaacutecioacutes Konformaacutecioacutes

BrNH2 Br

NH2

1a 4b

Br

NH2

BrNH2

2a 3b

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesenantiomerek

Konfiguraacutecioacutesenantiomerek

diasztereomerek diasztereomerek

12-helyzetben kuumlloumlnboumlző helyettesiacutetőket tartalmazoacute ciklohexaacuten szaacutermazeacutekokkonfiguraacutecioacutes eacutes konformaacutecioacutes viszonyai

Oslash122

H

H

H

HH

H

H

H

Dekalin

cisz transz

123

transz-transz-transzanellaacutecioacute

cisz-transz-transzanellaacutecioacute

DC

BA

DC

BA

H H

R

H

H H

H

H

H

R

H H

DCBA

R

H

H

H

H

H

H

DCBA

R

H

H

H

H

H

H

CH3

CH3

CH3

CH3

Oslash124

A kiralitaacutes kialakulaacutesa eacutes bioloacutegiai jelentőseacutege

Kiraacutelis vegyuumlletek

termeacuteszetes aminosavak (elsősorban L konfiguraacutecioacute)peptidek enzimektermeacuteszetes szeacutenhidraacutetok (elsősorban D konfiguraacutecioacute)gyoacutegyszerek

Az első kiraacutelis vegyuumllet kialakulaacutesa

az elemi reacuteszek gyenge koumllcsoumlnhataacutesaacutenakiraacutenyfuumlggeacuteseacutevel van kapcsolatban

autokataliacutezis

a termeacuteszet nem tuumlkoumlrszimmetrikus (a termeacuteszet homokiraacutelis)

Oslash125

Az optikai aktivitaacuteseredete szeacutenhidraacutetokkiralitaacutescentrumaacutenakkieacutepuumlleacutese a termeacuteszetben

Oslash126

Oslash127

• Slide Number 1
• Slide Number 2
• Slide Number 3
• Slide Number 4
• Slide Number 5
• Slide Number 6
• Slide Number 7
• Izomeacuteria
• Slide Number 9
• Slide Number 10
• Slide Number 11
• Slide Number 12
• Slide Number 13
• Slide Number 14
• Slide Number 15
• Slide Number 16
• Slide Number 17
• Slide Number 18
• Szerkezeti izomeacuteria
• Slide Number 20
• Slide Number 21
• Slide Number 22
• Slide Number 23
• Slide Number 24
• A tautomeacuteria tiacutepusai
• Slide Number 26
• Slide Number 27
• Slide Number 28
• Slide Number 29
• Slide Number 30
• Sztereoizomeacuteria
• Slide Number 32
• Slide Number 33
• Slide Number 34
• Slide Number 35
• Slide Number 36
• Slide Number 37
• Slide Number 38
• Slide Number 39
• Slide Number 40
• Slide Number 41
• Slide Number 42
• Slide Number 43
• Slide Number 44
• Slide Number 45
• Slide Number 46
• Slide Number 47
• Tovaacutebbi kiralitaacutes tiacutepusok
• Slide Number 49
• Slide Number 50
• Slide Number 51
• Slide Number 52
• Slide Number 53
• Slide Number 54
• Slide Number 55
• Slide Number 56
• Slide Number 57
• Toumlbb kiralitaacuteskoumlzpont
• Slide Number 59
• Slide Number 60
• Slide Number 61
• Slide Number 62
• Slide Number 63
• Slide Number 64
• Slide Number 65
• Slide Number 66
• Slide Number 67
• Slide Number 68
• Slide Number 69
• Slide Number 70
• Slide Number 71
• Slide Number 72
• Slide Number 73
• Slide Number 74
• Slide Number 75
• Konfiguraacutecioacutes izomeacuteria
• Slide Number 77
• Slide Number 78
• Slide Number 79
• Slide Number 80
• Slide Number 81
• Slide Number 82
• Slide Number 83
• Slide Number 84
• Slide Number 85
• Slide Number 86
• Slide Number 87
• Slide Number 88
• Slide Number 89
• Slide Number 90
• Slide Number 91
• Slide Number 92
• Slide Number 93
• Slide Number 94
• Slide Number 95
• Slide Number 96
• Slide Number 97
• Slide Number 98
• Slide Number 99
• Slide Number 100
• Slide Number 101
• Slide Number 102
• Slide Number 103
• Slide Number 104
• Slide Number 105
• Slide Number 106
• Slide Number 107
• Slide Number 108
• Slide Number 109
• Slide Number 110
• Slide Number 111
• Slide Number 112
• Slide Number 113
• Slide Number 114
• Slide Number 115
• Slide Number 116
• Slide Number 117
• Slide Number 118
• Slide Number 119
• Slide Number 120
• Slide Number 121
• Slide Number 122
• Slide Number 123
• Slide Number 124
• Slide Number 125
• Slide Number 126
• Slide Number 127

szimmetriasiacutek (m S1) forgaacutesi szimmetriatengely (Cn) szimmetriacentrum (Ci S2)

Szimmetrikus + +

Szimmetrikus + -

Koumlzeacuteppontosan - + szimmetrikus

Disszimetrikus - + - (kiraacutelis)

Aszimmetrikus - - - (kiraacutelis)

Szimmetriaelem művelet

Szimmetriasiacutek tuumlkroumlzeacutes

Szimmetriatengely forgataacutes

Szimmetriacentrum inverzioacute

Szimmetriaelem művelet

Azonossaacuteg vaacuteltozatlanulhagyaacutes

Tuumlkroumlzeacutesi forgataacutes eacutesszimmetriatengely (giroid) tengelyre merőleges

tuumlkroumlzeacutesOslash68

Oslash69

Oslash70

Oslash71

Oslash72

1 Atomic number2 Atomic mass3 Z gt E4 R gt S5 Spheres6 Single-bond equivalencies

Cahn-Ingold-Prelog nomenclature system

Sequence rules for order of priority

1 If the atoms in question are different the sequence order is by atomic number with theatom of highest atomic number receiving the highest priority

F lt Cl lt Br lt I

increasing priority

2 If two isotopes of the same element are present the isotope of higher mass receivesthe higher priority

H lt D

increasing priority73

5 If two atoms are identical the atomic numbers of the next atoms are used for priorityassignment If these atoms also have identical atoms attached to them priority isdetermined at the first point of difference along the chain The atom that has attached to itan atom of higher priority has the higher priority (Do not use the sums of the atomic numbersBut look for the single atom of highest priority)

74

6 Atoms attached by double or triple bond are given single-bond equivalencies so that theycan be treated like single-bonded groups in determining priority Each doubly bonded atom isduplicated (or triplicated for triple bonds)

R C

O

OH

Structure Equivalent for priority determination

R C

O

O

OH

C

R C N R C

N

N

NC

C

75

Konfiguraacutecioacutes izomeacuteriaUgyanaz a vaacutez konnektivitaacutes de elteacuterő teacuterbelielrendeződeacutes (valamilyen szimmetria-rendezőhoumlz valoacuteviszony)

Nem alakiacutethatoacutek egymaacutesba kovalens koumlteacutes elszakiacutetaacutesaeacutes uacutejrakeacutepződeacutese neacutelkuumll

optikai izomerek (optikai aktivitaacutes) R Sgeometriai izomerek cisz-transz E-Z

76

Konfiguraacutecioacutes diasztereomerekFizikai eacutes keacutemia tulajdonsaacutegaik elteacuternek

Konfiguraacutecioacutes enantiomerekFizikai eacutes keacutemiai tulajdonsaacutegaikazonosak kiveacutevebull azonos meacuterteacutekű de ellenteacutetesiraacutenyuacute optikai forgatoacutekeacutepesseacutegbull elteacuterő reaktivitaacutes maacutes kiraacutelis vegyuumlletekkel valoacute reakcioacuteban

C

C

Cl

Cl H

HC

C

H

Cl H

Cl

cisz-12-dikloacutereteacuten transz-12-dikloacutereteacuten

Br Cl

Cl BrF F

Cl Br

Br FF Cl

(R) (R) (S) (R)

CH

OHCH3CH2

CH3

CH

HOCH2CH3

CH3

CH

OHCH3CH2

CH3

CH

OHCH3

CH3CH2

180o-os forgataacutes

(R)-butaacuten-2-ol (S)-butaacuten-2-olfp 995 oC 995 oCd4

20 0808 0808nD

20 1397 1397[α]D

25 -1352o +1352o

(R)-butaacuten-2-ol (S)-butaacuten-2-ol

CH

OHCH3

CH3CH2

77

Elegykristaacutely

bullveacuteletlenszerűen tartalmazza mindkeacutet enantiomertbulla tiszta enantiomerek eacutes az enantiomer kevereacutekek tulajdonsaacutegai azonosak

Konglomeraacutetum

bullcsak az egyik vagy a maacutesik enantiomert tartalmazzabullaz enantiomerek mechanikusan is elkuumlloumlniacutethetők egymaacutestoacutel

Molekulavegyuumllet

bulla keacutet enantiomer a kristaacutelyban 11 araacutenyban fordul elő (raceacutem elegy)bulla raceacutem elegy eacutes az enantiomerek olvadaacutespontja kuumlloumlnboumlző

bullakiraacutelis koumlruumllmeacutenyek koumlzoumltt megegyező fizikai eacutes keacutemiai tulajdonsaacutegokbullkiraacutelis koumlruumllmeacutenyek koumlzoumltt elteacuterő (kiraacutelis molekulaacutek polarizaacutelt feacuteny)bullenantiomerek koumlzoumltti 3 fő koumllcsoumlnhataacutes

elegykristaacutely keacutepzeacuteskonglomeraacutetum keacutepzeacutesmolekulavegyuumllet keacutepzeacutes

Enantiomerek

78

Enantiomerek egyeacuteb kevereacutekeit az uacutegynevezett bdquoenantiomeric excessrdquo (ee) [enantiomerfelesleg] eacuterteacutekkel jellemezzuumlk (R) eacutes (S) a megfelelő enantiomerek mennyiseacutege a kevereacutekben

A komponensek mennyiseacutegeacutenek meghataacuterozaacutesaKiraacutelis oszlopkromatigraacutefia (enantiomerek elvaacutelasztaacutesa)NMR spektroszkoacutepia

ee =(R) - (S)(R) + (S) 100

Enantiomer felesleg

Az enantiomerfelesleg az aszimmetrikus szinteacutezis sikeresseacutegeacutenek egyikmeacuterőszaacutema Diasztereomerek kevereacuteke eseteacuten hasonloacute moacutedon definiaacuteljaacutek eacuteshasznaacuteljaacutek a diasztereomer felesleg eacutes a szaacutezaleacutekos diasztereomer feleslegfogalmaacutet

Egy 70 R eacutes 30 S izomert tartalmazoacute minta enantiomerfeleslege peacuteldaacuteul40 Ezt az anyagot uacutegy is tekinthetjuumlk mint 40 tiszta R izomer eacutes 60 raceacutemelegy (mely a teljes mennyiseacuteghez 30 R eacutes 30 S izomerrel jaacuterul hozzaacute)kevereacuteke 79

C

C

HOOC

HOOC

H

HOH

OH

S

R

C

C

HOOC

HOOC

OH

HH

OHR

RC

C

COOH

COOH

HO

HH

HOS

S

intramolekulaacuteristuumlkoumlrsiacutek

diasztereomerek diasztereomerek

enantiomerek

COOH

CH3H2NH

R

COOH

CH3 NH2H

S

enantiomerek

Enantiomerek eacutes diasztereomerek

80

C

NH2

COOHHH3C C

CH2SH

COOHH2NH

Ala Cys

Aacutebraacutezolja Fischer keacuteplettel az alaacutebbi perspektivikus keacuteplettel megadott aminosavakat

CH3

COOH

H2N H

CH2SH

COOH

H2N H

Ala Cys

S R

L L81

CNH2H

H3C

COOH

C

COOH

CH2SHH2NH

CCH3H

H2N

COOH

C

COOH

CH2SHHH2N

C

NH2

COOHHH3C

C

CH2SH

COOHH2NH

CH3

COOH

H2N H

CH2SH

COOH

H2N H

82

Enantiomerek eacutes mezo vegyuumlletek

Pszeudoaszimmetria

C

C

HOOC

HOOC

H

HOH

OH

S

R

C

C

HOOC

HOOC

OH

HH

OHR

RC

C

COOH

COOH

HO

HH

HOS

S

intramolekulaacuteristuumlkoumlrsiacutek

diasztereomerek diasztereomerek

enantiomerek

C

C

C

COOH

COOH

HO H

OHH

H OHR

R

C

C

C

COOH

COOH

H OH

HHO

HO HS

S

enantiomerek

optikailag aktiacutevak

C

C

C

COOH

COOH

H OH

OHH

H OHR

S

C

C

C

COOH

COOH

H OH

HHO

H OHR

S

optikailag inaktiacutevak

r s

83

COOH

COOH

COOHHOOC COOH

HOOC COOH

HOOC

mcisz transz transz

szerkezetiizomeacuteria

geometriaiizomeacuteria

optikai izomeacuteria

84

R

RHOH

akiraacutelisszeacutenatom

R

SHOH

rS

RHOH

s

RgtS r s

(S)

(S)

pszeudoaszimmetriaacutes szeacutenatom

akiraacutelis molekulamezo vegyuumllet

akiraacutelisC2 forgaacutesi szimmetriatengely

kiraacutelis

HOOC COOH

Br

m

HOOC COOH

m

HOOC

COOH

pro-pszeudoaszimmetriaacutes szeacutenatom

85

Kiraacutelis molekulaacutekon beluumll is sok esetben talaacutelhatoacute pszeudo-aszimmetriacentrum amennyiben a keacutet enantiomorf ligandum mellett tovaacutebbi aszimmetrikus ligandum is kapcsoloacutedik a centrumhoz (peacuteldaacuteul atropin eacutes szaacutermazeacutekai)

gytszptehuhudownloadindex16630

Oslash86

Mezo-forma a) mindig akiraacutelisb) mindig kell lennie kiraacutelis disztereomerjeacutenek is

gytszptehuhudownloadindex16630

C

C

HOOC

HOOC

H

HOH

OH

S

R

C

C

HOOC

HOOC

OH

HH

OHR

RC

C

COOH

COOH

HO

HH

HOS

S

intramolekulaacuteristuumlkoumlrsiacutek

diasztereomerek diasztereomerek

enantiomerek

Oslash87

gytszptehuhudownloadindex16630

A pszeudo-aszimmetriacentrumok konfiguraacutecioacutejaacuteban elteacuterő izomerekegymaacutessal diasztereoizomer viszonyban aacutellnak

rC

C

C

COOH

COOH

H OH

OHH

H OHR

S

sC

C

C

COOH

COOH

H OH

HHO

H OHR

S Oslash88

Geometriai izomeacuteria

kettős koumlteacutesű vegyuumlletekneacutelciklusos vegyuumlletekneacutel

C CH H

CH3H3CC C

H CH3

HH3C

Felteacutetel (olefinekneacutel) egy adott pilleacuteratomon nem lehet keacutet azonos helyettesiacutetőde adott kettőskoumlteacutes keacutet kuumlloumlnboumlző pilleacuteratomjaacuten lehet egy-egy azonos helyettesiacutető(de ezeknek sem kell szuumlkseacutegkeacuteppen azonosaknak lenniuumlk)

Alfa helyzetű szubsztituens Beacuteta helyzetű szubsztituens

Diasztereomerek

89

Configurational isomers

The particular arrangement of atoms (or goups) in space that is characteristic of a given streoisomer

The configurational isomers can not be transformed into each otherwithout breaking and making a covalent bond

- cis-trans Z-E designations geometric isomers- optical isomerism (cf chirality)

H COOH

H COOH

HOOC H

H COOH

Z E

Oslash90

The requirement for geometric isomerism in alkenes is that each carbon atom involvedin the pi bond have two different groups attached to it such as H and Cl or CH3 and Cl

C CH

H

CH2CH3

CH3

C CH

H

CH2CH3

CH3is the same as

C CCH3

H

CH2CH3

CH3

C CH

CH3

CH2CH3

CH3

geometric isomers

If one of the carbons of the double bond has two identical groups such as two H atomsor two CH3 groups the geometric isomerism is not possible

Z E

Higher priority atoms or groups are on the same side of the pi bond Z bdquotogetherrdquo

Higher priority atoms or groups are on opposite sides of the pi bond E bdquoacrossrdquo

(Look at the single atoms directly attached to the double-bond carbon C and not entire-CH2CH2CH3 group)

Oslash91

Cahn-Ingold-Prelog szekvenciaszabaacutelyokalkeacutenekre vonatkozoacutean

Toumlmegszaacutem

C CT

D

H

DE

Rendszaacutem

C CF

Cl

Br

IZ

Z gt E

E

ZZ C C

C

C

H

NC

C

C

H3C

H3C

CH3

HCH3

H

C CH

NC

C

C

CH3

CH3

H

H

Br

Br

E

R

S

RgtS (DgtL)

92

C CH

H3C

CH

CH

CH3

CH3

CH2

Z ltC

HCH3

CH3

C

H

C

C

H

H

HHH

H

C C

H H

H

C

H

C (C)

o

o

o

H

H(C)oo

o

C CH

H3C

CH

CH

CH3

CH2 Br

CH2

E

C

HCH3

CH2Br

C

H

C

H

H

HCBrH

H

gtC C

H H

H

C

H

C (C)

o

o

o

H

H(C)oo

o

(CON) adott atom ismeacutetelt megjeleniacuteteacutese ---o fantomatom

1 2 3C CCCH CHHH C C(C)CH C(C)HH

1 2 3C CCCH BrCHH gt CHHH C C(C)CH C(C)HH 93

transzE

ciszZ

C CH H

C CH

H

transzZ

ciszE

C CBr H

C CH

Br

Oslash94

Konformaacutecioacutes izomeacuteriaUgyanaz a vaacutez konnektivitaacutes de elteacuterő teacuterbelielrendeződeacutes (valamilyen szimmetria-rendezőhoumlz valoacuteviszony)

Kovalens koumlteacutes elszakiacutetaacutesa eacutes uacutejrakeacutepződeacutese neacutelkuumllegymaacutesba alakiacutethatoacutek

Rotaacutecioacutes izomeacuteriaKuumlloumlnboumlző konformaacutecioacute (konformerek rotamerek)

Axiaacutelis kiralitaacutes R SHelikaacutelis kiralitaacutes P M

95

C CCH3H3C

HHHH

C CCH3

CH3 HH

HH

Konformaacutecioacutes diasztereomerek

C CH

CH3 HCH3

HH C C

H

CH3 CH3H

HH

Konformaacutecioacutes enantiomerek

P M

96

szinperiplanaacuteris szinklinaacutelis antiklinaacutelis antiperiplanaacuteris antiklinaacutelis szinklinaacutelis

pszeudorotaacutecioacute

axiaacutelis ekvatoriaacutelis

Konformerek

kiraacutelis kiraacutelisakiraacutelis akiraacutelis

97

C CCH3

CH3 HH

HHC C

CH3H3C

HHHH

Konfiguraacutecioacutes diasztereomerek

Konformaacutecioacutes diasztereomerek

C CH H

CH3H3CCC

HH3C

H CH3

98

- huacutezaacutes (stretch)

- hajliacutetaacutes (bend)

- csavaraacutes (torsion)

O OH

Hr 1r 2

r 2

O OH

H

α

OH

OH

τ (φ)

Oslash99

O OH

H

HOOH

OOH

HE

α30 kcalmol

Hajliacutetaacutes bend

Huacutezaacutes (nyuacutejtaacutes) stretch

disszociaacutecioacute

E

r

~ 90 ~ 50 kcalmol

HOO + H

HO + HO

Oslash100

H

H

H

O OH

H

1 kcalmol

~ 10kcalmol

(torzioacutes szoumlg)τ

Newman projekcioacute

H H

0o 60o 180o 300o 360o

OO

H

H

HHH HH

Oslash101

CH2 CH2Y ZY = Z = H

Y = Z = CH3

etaacuten

n-butaacuten

300o 360o240o180o120o60o0o

0o120o- 60o-180o-240o-300o-360o-

oacutera jaacuteraacutesaacuteval megegyező

oacutera jaacuteraacutesaacuteval ellenteacutetes

ZY

Z

Y

ZY

Z

Y

Z

Y

ZYZY

syn antisynperiplanar synklinal antiklinal antiperiplanar antiklinal synklinal

102

CCH

H H

HH

HH H

H

H

H H

CCH

H H

H

H HH H

HH

HH

0o 120o 240o 360o

12 M

m

M12 M M

mm

Θ

M = m

E(Θ)

minimum

Maximum

103

HHH H

CH3CH3

HHH H

CH3CH3

H

HH H

CH3

CH3

E

0deg dieacutederes szoumlg

E szabadentalpia-kuumlloumlnbseacuteg

58

29

07

(kcal)

H H

H3CH CH3

H

H H

H3CH H

CH3

H3C CH3

H HH

H

CH3HH H

CH3H

060deg 120deg 180deg 240deg 300deg 360deg

szinperiplanaacuteris szinklinaacutelis antiklinaacutelis antiperiplanaacuteris antiklinaacutelis szinklinaacutelis104

∆G0 = G01 - G0

2

K = e∆G0

RT

∆G = - RT ln K∆G = ∆H - T∆S

∆H = 074

∆S = 2 K = 19

gauche ndash anti araacuteny

minden gauche konformerre keacutet anti forma jut K= [a][g] Oslash105

0o

0o

60o

60o

120o

120o

180o

180o

240o

240o

300o

300o 360o

360o

RELA

T

IacuteV

ENERGIA

ANTI EFFEKTUS

GAUCHE EFFEKTUS

EXTREacuteMGAUCHE

EFFEKTUS

H

H H

H H

H

CH3

H H

H H

CH3

TORZIOacuteS SZOumlG

ZY

Z

YZ

Y

Z

Y

ZY

ZY ZY

F

H H

OH

repulsions

F

H H

H 106

attractiveinteractions

orbitalinteractions

antiperiplanarposition

Anti-effect

107

repulsions

F

H H

OH

repulsions

F

H H

H

Extrem gauche effect

108

C-F

C-H

C-F

C-HC-C C-C

Oslash109

CikloalkaacutenokGyűrűfeszuumlltseacuteg

Hipotetikus planaacuteris rendszerek

Baeyer vegyeacuterteacutekszoumlg-deformaacutecioacute (angulaacuterisgyűrű feszuumlleacutes)

Pitzer anti-aacutellaacuteshoz keacutepesti energiatoumlbblet (torzioacutes feszuumlleacutes)

van der Waals nemkoumltő atomok szterikus koumllcsoumlnhataacutesa

Nem planaacuteris vegyuumlletek

CC C

C

C

boriacuteteacutek

C C C

C

Ctwist

pszeudorotaacutecioacute

CC

C C

V-alakuacute

CCC

CCC

szeacutek110

3 4 5 6 7 8 9 10Gyűrűtagszaacutem

Gyűrű

feszuumlleacutes

kcalmol

hataacutereacuterteacutek

111

Cl

H

H

H

Cl

H

H

Cl

H

H

Cl

H

Cl

H

H

H

H

Cl

mezo SS RR

cisz transz

Ciklopropaacuten

C

C

HOOC

HOOC

H

HOH

OH

S

R

C

C

HOOC

HOOC

OH

HH

OHR

RC

C

COOH

COOH

HO

HH

HOS

S

intramolekulaacuteristuumlkoumlrsiacutek

diasztereomerek diasztereomerek

enantiomerek 112

Ea(a e)

∆Ea+∆E

∆E

Ea(a e)

Z

Hkb 5szeacutek

ZH

kb 95szeacutek

kb 2 kcal

csavartkaacuted

csavartkaacuted

kaacuted

ZH

feacutelszeacutekfeacutelszeacutek

ZH

Ciklohexaacuten

113

A 3-3 nemszomszeacutedos szeacutenatom aacuteltal definiaacutelt siacutekokra

merőleges koumlteacutesiraacutenyok axiaacutelis

A toumlbbi koumlteacutes e keacutet siacutek koumlzoumltt van ekvatoriaacutelis

Pszeudorotaacutecioacute a gyűrűs vegyuumlletek konformerjei

szoumlgfeszuumlltseacuteg neacutelkuumll alakulnak egymaacutesba

114

transz 12-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

cisz 12-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

Z

H

Z

H Z

HZ

Ha

eae

Z

HZ

H

Z

H

Z

H

a

e

ae

115

transz 13-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

cisz 13-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

Z

HZ

H

Z

H Z

H

a

e ae

Z

HZ

HZ

H

Z

H

a

e

ae

116

H

Z

Z

H

H

Z Z

Ha

ea

e

transz 14-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

Z

HZ

H

H

Z

Z

Ha

ea

e

cisz 14-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

117

Oslash118

8 CO2 + 8 H2O

- 12483 kcalmol - 12468 kcalmol

15 kcalmol

CH3

CH3H

H

+ 12 O2

cisz-12-dimetilciklohexaacuten

CH3

H

H

CH3

transz-12-dimetilciklohexaacuten

+ 12 O2

119

Diszubsztituaacutelt ciklohexaacutenokszerkezeti izomerjeinek konformaacutecioacutes viszonyai

Szerkezeti izomer Geometriai izomercisz transz

12

14

ae aa

ea ee

13aa ae

ee ea

120

Oslash121

BrNH2

Br

NH23a 2b

NH2

Br

Br

NH24a 1b

NH2

Br

Br

NH2

1b 4a

NH2

Br

NH2

Br2b 3a

NH2

Br

Br

NH23b 2a

Br

NH2

BrNH24b 1a

Konformaacutecioacutes Konformaacutecioacutes

BrNH2 Br

NH2

1a 4b

Br

NH2

BrNH2

2a 3b

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesenantiomerek

Konfiguraacutecioacutesenantiomerek

diasztereomerek diasztereomerek

12-helyzetben kuumlloumlnboumlző helyettesiacutetőket tartalmazoacute ciklohexaacuten szaacutermazeacutekokkonfiguraacutecioacutes eacutes konformaacutecioacutes viszonyai

Oslash122

H

H

H

HH

H

H

H

Dekalin

cisz transz

123

transz-transz-transzanellaacutecioacute

cisz-transz-transzanellaacutecioacute

DC

BA

DC

BA

H H

R

H

H H

H

H

H

R

H H

DCBA

R

H

H

H

H

H

H

DCBA

R

H

H

H

H

H

H

CH3

CH3

CH3

CH3

Oslash124

A kiralitaacutes kialakulaacutesa eacutes bioloacutegiai jelentőseacutege

Kiraacutelis vegyuumlletek

termeacuteszetes aminosavak (elsősorban L konfiguraacutecioacute)peptidek enzimektermeacuteszetes szeacutenhidraacutetok (elsősorban D konfiguraacutecioacute)gyoacutegyszerek

Az első kiraacutelis vegyuumllet kialakulaacutesa

az elemi reacuteszek gyenge koumllcsoumlnhataacutesaacutenakiraacutenyfuumlggeacuteseacutevel van kapcsolatban

autokataliacutezis

a termeacuteszet nem tuumlkoumlrszimmetrikus (a termeacuteszet homokiraacutelis)

Oslash125

Az optikai aktivitaacuteseredete szeacutenhidraacutetokkiralitaacutescentrumaacutenakkieacutepuumlleacutese a termeacuteszetben

Oslash126

Oslash127

• Slide Number 1
• Slide Number 2
• Slide Number 3
• Slide Number 4
• Slide Number 5
• Slide Number 6
• Slide Number 7
• Izomeacuteria
• Slide Number 9
• Slide Number 10
• Slide Number 11
• Slide Number 12
• Slide Number 13
• Slide Number 14
• Slide Number 15
• Slide Number 16
• Slide Number 17
• Slide Number 18
• Szerkezeti izomeacuteria
• Slide Number 20
• Slide Number 21
• Slide Number 22
• Slide Number 23
• Slide Number 24
• A tautomeacuteria tiacutepusai
• Slide Number 26
• Slide Number 27
• Slide Number 28
• Slide Number 29
• Slide Number 30
• Sztereoizomeacuteria
• Slide Number 32
• Slide Number 33
• Slide Number 34
• Slide Number 35
• Slide Number 36
• Slide Number 37
• Slide Number 38
• Slide Number 39
• Slide Number 40
• Slide Number 41
• Slide Number 42
• Slide Number 43
• Slide Number 44
• Slide Number 45
• Slide Number 46
• Slide Number 47
• Tovaacutebbi kiralitaacutes tiacutepusok
• Slide Number 49
• Slide Number 50
• Slide Number 51
• Slide Number 52
• Slide Number 53
• Slide Number 54
• Slide Number 55
• Slide Number 56
• Slide Number 57
• Toumlbb kiralitaacuteskoumlzpont
• Slide Number 59
• Slide Number 60
• Slide Number 61
• Slide Number 62
• Slide Number 63
• Slide Number 64
• Slide Number 65
• Slide Number 66
• Slide Number 67
• Slide Number 68
• Slide Number 69
• Slide Number 70
• Slide Number 71
• Slide Number 72
• Slide Number 73
• Slide Number 74
• Slide Number 75
• Konfiguraacutecioacutes izomeacuteria
• Slide Number 77
• Slide Number 78
• Slide Number 79
• Slide Number 80
• Slide Number 81
• Slide Number 82
• Slide Number 83
• Slide Number 84
• Slide Number 85
• Slide Number 86
• Slide Number 87
• Slide Number 88
• Slide Number 89
• Slide Number 90
• Slide Number 91
• Slide Number 92
• Slide Number 93
• Slide Number 94
• Slide Number 95
• Slide Number 96
• Slide Number 97
• Slide Number 98
• Slide Number 99
• Slide Number 100
• Slide Number 101
• Slide Number 102
• Slide Number 103
• Slide Number 104
• Slide Number 105
• Slide Number 106
• Slide Number 107
• Slide Number 108
• Slide Number 109
• Slide Number 110
• Slide Number 111
• Slide Number 112
• Slide Number 113
• Slide Number 114
• Slide Number 115
• Slide Number 116
• Slide Number 117
• Slide Number 118
• Slide Number 119
• Slide Number 120
• Slide Number 121
• Slide Number 122
• Slide Number 123
• Slide Number 124
• Slide Number 125
• Slide Number 126
• Slide Number 127

Oslash69

Oslash70

Oslash71

Oslash72

1 Atomic number2 Atomic mass3 Z gt E4 R gt S5 Spheres6 Single-bond equivalencies

Cahn-Ingold-Prelog nomenclature system

Sequence rules for order of priority

1 If the atoms in question are different the sequence order is by atomic number with theatom of highest atomic number receiving the highest priority

F lt Cl lt Br lt I

increasing priority

2 If two isotopes of the same element are present the isotope of higher mass receivesthe higher priority

H lt D

increasing priority73

5 If two atoms are identical the atomic numbers of the next atoms are used for priorityassignment If these atoms also have identical atoms attached to them priority isdetermined at the first point of difference along the chain The atom that has attached to itan atom of higher priority has the higher priority (Do not use the sums of the atomic numbersBut look for the single atom of highest priority)

74

6 Atoms attached by double or triple bond are given single-bond equivalencies so that theycan be treated like single-bonded groups in determining priority Each doubly bonded atom isduplicated (or triplicated for triple bonds)

R C

O

OH

Structure Equivalent for priority determination

R C

O

O

OH

C

R C N R C

N

N

NC

C

75

Konfiguraacutecioacutes izomeacuteriaUgyanaz a vaacutez konnektivitaacutes de elteacuterő teacuterbelielrendeződeacutes (valamilyen szimmetria-rendezőhoumlz valoacuteviszony)

Nem alakiacutethatoacutek egymaacutesba kovalens koumlteacutes elszakiacutetaacutesaeacutes uacutejrakeacutepződeacutese neacutelkuumll

optikai izomerek (optikai aktivitaacutes) R Sgeometriai izomerek cisz-transz E-Z

76

Konfiguraacutecioacutes diasztereomerekFizikai eacutes keacutemia tulajdonsaacutegaik elteacuternek

Konfiguraacutecioacutes enantiomerekFizikai eacutes keacutemiai tulajdonsaacutegaikazonosak kiveacutevebull azonos meacuterteacutekű de ellenteacutetesiraacutenyuacute optikai forgatoacutekeacutepesseacutegbull elteacuterő reaktivitaacutes maacutes kiraacutelis vegyuumlletekkel valoacute reakcioacuteban

C

C

Cl

Cl H

HC

C

H

Cl H

Cl

cisz-12-dikloacutereteacuten transz-12-dikloacutereteacuten

Br Cl

Cl BrF F

Cl Br

Br FF Cl

(R) (R) (S) (R)

CH

OHCH3CH2

CH3

CH

HOCH2CH3

CH3

CH

OHCH3CH2

CH3

CH

OHCH3

CH3CH2

180o-os forgataacutes

(R)-butaacuten-2-ol (S)-butaacuten-2-olfp 995 oC 995 oCd4

20 0808 0808nD

20 1397 1397[α]D

25 -1352o +1352o

(R)-butaacuten-2-ol (S)-butaacuten-2-ol

CH

OHCH3

CH3CH2

77

Elegykristaacutely

bullveacuteletlenszerűen tartalmazza mindkeacutet enantiomertbulla tiszta enantiomerek eacutes az enantiomer kevereacutekek tulajdonsaacutegai azonosak

Konglomeraacutetum

bullcsak az egyik vagy a maacutesik enantiomert tartalmazzabullaz enantiomerek mechanikusan is elkuumlloumlniacutethetők egymaacutestoacutel

Molekulavegyuumllet

bulla keacutet enantiomer a kristaacutelyban 11 araacutenyban fordul elő (raceacutem elegy)bulla raceacutem elegy eacutes az enantiomerek olvadaacutespontja kuumlloumlnboumlző

bullakiraacutelis koumlruumllmeacutenyek koumlzoumltt megegyező fizikai eacutes keacutemiai tulajdonsaacutegokbullkiraacutelis koumlruumllmeacutenyek koumlzoumltt elteacuterő (kiraacutelis molekulaacutek polarizaacutelt feacuteny)bullenantiomerek koumlzoumltti 3 fő koumllcsoumlnhataacutes

elegykristaacutely keacutepzeacuteskonglomeraacutetum keacutepzeacutesmolekulavegyuumllet keacutepzeacutes

Enantiomerek

78

Enantiomerek egyeacuteb kevereacutekeit az uacutegynevezett bdquoenantiomeric excessrdquo (ee) [enantiomerfelesleg] eacuterteacutekkel jellemezzuumlk (R) eacutes (S) a megfelelő enantiomerek mennyiseacutege a kevereacutekben

A komponensek mennyiseacutegeacutenek meghataacuterozaacutesaKiraacutelis oszlopkromatigraacutefia (enantiomerek elvaacutelasztaacutesa)NMR spektroszkoacutepia

ee =(R) - (S)(R) + (S) 100

Enantiomer felesleg

Az enantiomerfelesleg az aszimmetrikus szinteacutezis sikeresseacutegeacutenek egyikmeacuterőszaacutema Diasztereomerek kevereacuteke eseteacuten hasonloacute moacutedon definiaacuteljaacutek eacuteshasznaacuteljaacutek a diasztereomer felesleg eacutes a szaacutezaleacutekos diasztereomer feleslegfogalmaacutet

Egy 70 R eacutes 30 S izomert tartalmazoacute minta enantiomerfeleslege peacuteldaacuteul40 Ezt az anyagot uacutegy is tekinthetjuumlk mint 40 tiszta R izomer eacutes 60 raceacutemelegy (mely a teljes mennyiseacuteghez 30 R eacutes 30 S izomerrel jaacuterul hozzaacute)kevereacuteke 79

C

C

HOOC

HOOC

H

HOH

OH

S

R

C

C

HOOC

HOOC

OH

HH

OHR

RC

C

COOH

COOH

HO

HH

HOS

S

intramolekulaacuteristuumlkoumlrsiacutek

diasztereomerek diasztereomerek

enantiomerek

COOH

CH3H2NH

R

COOH

CH3 NH2H

S

enantiomerek

Enantiomerek eacutes diasztereomerek

80

C

NH2

COOHHH3C C

CH2SH

COOHH2NH

Ala Cys

Aacutebraacutezolja Fischer keacuteplettel az alaacutebbi perspektivikus keacuteplettel megadott aminosavakat

CH3

COOH

H2N H

CH2SH

COOH

H2N H

Ala Cys

S R

L L81

CNH2H

H3C

COOH

C

COOH

CH2SHH2NH

CCH3H

H2N

COOH

C

COOH

CH2SHHH2N

C

NH2

COOHHH3C

C

CH2SH

COOHH2NH

CH3

COOH

H2N H

CH2SH

COOH

H2N H

82

Enantiomerek eacutes mezo vegyuumlletek

Pszeudoaszimmetria

C

C

HOOC

HOOC

H

HOH

OH

S

R

C

C

HOOC

HOOC

OH

HH

OHR

RC

C

COOH

COOH

HO

HH

HOS

S

intramolekulaacuteristuumlkoumlrsiacutek

diasztereomerek diasztereomerek

enantiomerek

C

C

C

COOH

COOH

HO H

OHH

H OHR

R

C

C

C

COOH

COOH

H OH

HHO

HO HS

S

enantiomerek

optikailag aktiacutevak

C

C

C

COOH

COOH

H OH

OHH

H OHR

S

C

C

C

COOH

COOH

H OH

HHO

H OHR

S

optikailag inaktiacutevak

r s

83

COOH

COOH

COOHHOOC COOH

HOOC COOH

HOOC

mcisz transz transz

szerkezetiizomeacuteria

geometriaiizomeacuteria

optikai izomeacuteria

84

R

RHOH

akiraacutelisszeacutenatom

R

SHOH

rS

RHOH

s

RgtS r s

(S)

(S)

pszeudoaszimmetriaacutes szeacutenatom

akiraacutelis molekulamezo vegyuumllet

akiraacutelisC2 forgaacutesi szimmetriatengely

kiraacutelis

HOOC COOH

Br

m

HOOC COOH

m

HOOC

COOH

pro-pszeudoaszimmetriaacutes szeacutenatom

85

Kiraacutelis molekulaacutekon beluumll is sok esetben talaacutelhatoacute pszeudo-aszimmetriacentrum amennyiben a keacutet enantiomorf ligandum mellett tovaacutebbi aszimmetrikus ligandum is kapcsoloacutedik a centrumhoz (peacuteldaacuteul atropin eacutes szaacutermazeacutekai)

gytszptehuhudownloadindex16630

Oslash86

Mezo-forma a) mindig akiraacutelisb) mindig kell lennie kiraacutelis disztereomerjeacutenek is

gytszptehuhudownloadindex16630

C

C

HOOC

HOOC

H

HOH

OH

S

R

C

C

HOOC

HOOC

OH

HH

OHR

RC

C

COOH

COOH

HO

HH

HOS

S

intramolekulaacuteristuumlkoumlrsiacutek

diasztereomerek diasztereomerek

enantiomerek

Oslash87

gytszptehuhudownloadindex16630

A pszeudo-aszimmetriacentrumok konfiguraacutecioacutejaacuteban elteacuterő izomerekegymaacutessal diasztereoizomer viszonyban aacutellnak

rC

C

C

COOH

COOH

H OH

OHH

H OHR

S

sC

C

C

COOH

COOH

H OH

HHO

H OHR

S Oslash88

Geometriai izomeacuteria

kettős koumlteacutesű vegyuumlletekneacutelciklusos vegyuumlletekneacutel

C CH H

CH3H3CC C

H CH3

HH3C

Felteacutetel (olefinekneacutel) egy adott pilleacuteratomon nem lehet keacutet azonos helyettesiacutetőde adott kettőskoumlteacutes keacutet kuumlloumlnboumlző pilleacuteratomjaacuten lehet egy-egy azonos helyettesiacutető(de ezeknek sem kell szuumlkseacutegkeacuteppen azonosaknak lenniuumlk)

Alfa helyzetű szubsztituens Beacuteta helyzetű szubsztituens

Diasztereomerek

89

Configurational isomers

The particular arrangement of atoms (or goups) in space that is characteristic of a given streoisomer

The configurational isomers can not be transformed into each otherwithout breaking and making a covalent bond

- cis-trans Z-E designations geometric isomers- optical isomerism (cf chirality)

H COOH

H COOH

HOOC H

H COOH

Z E

Oslash90

The requirement for geometric isomerism in alkenes is that each carbon atom involvedin the pi bond have two different groups attached to it such as H and Cl or CH3 and Cl

C CH

H

CH2CH3

CH3

C CH

H

CH2CH3

CH3is the same as

C CCH3

H

CH2CH3

CH3

C CH

CH3

CH2CH3

CH3

geometric isomers

If one of the carbons of the double bond has two identical groups such as two H atomsor two CH3 groups the geometric isomerism is not possible

Z E

Higher priority atoms or groups are on the same side of the pi bond Z bdquotogetherrdquo

Higher priority atoms or groups are on opposite sides of the pi bond E bdquoacrossrdquo

(Look at the single atoms directly attached to the double-bond carbon C and not entire-CH2CH2CH3 group)

Oslash91

Cahn-Ingold-Prelog szekvenciaszabaacutelyokalkeacutenekre vonatkozoacutean

Toumlmegszaacutem

C CT

D

H

DE

Rendszaacutem

C CF

Cl

Br

IZ

Z gt E

E

ZZ C C

C

C

H

NC

C

C

H3C

H3C

CH3

HCH3

H

C CH

NC

C

C

CH3

CH3

H

H

Br

Br

E

R

S

RgtS (DgtL)

92

C CH

H3C

CH

CH

CH3

CH3

CH2

Z ltC

HCH3

CH3

C

H

C

C

H

H

HHH

H

C C

H H

H

C

H

C (C)

o

o

o

H

H(C)oo

o

C CH

H3C

CH

CH

CH3

CH2 Br

CH2

E

C

HCH3

CH2Br

C

H

C

H

H

HCBrH

H

gtC C

H H

H

C

H

C (C)

o

o

o

H

H(C)oo

o

(CON) adott atom ismeacutetelt megjeleniacuteteacutese ---o fantomatom

1 2 3C CCCH CHHH C C(C)CH C(C)HH

1 2 3C CCCH BrCHH gt CHHH C C(C)CH C(C)HH 93

transzE

ciszZ

C CH H

C CH

H

transzZ

ciszE

C CBr H

C CH

Br

Oslash94

Konformaacutecioacutes izomeacuteriaUgyanaz a vaacutez konnektivitaacutes de elteacuterő teacuterbelielrendeződeacutes (valamilyen szimmetria-rendezőhoumlz valoacuteviszony)

Kovalens koumlteacutes elszakiacutetaacutesa eacutes uacutejrakeacutepződeacutese neacutelkuumllegymaacutesba alakiacutethatoacutek

Rotaacutecioacutes izomeacuteriaKuumlloumlnboumlző konformaacutecioacute (konformerek rotamerek)

Axiaacutelis kiralitaacutes R SHelikaacutelis kiralitaacutes P M

95

C CCH3H3C

HHHH

C CCH3

CH3 HH

HH

Konformaacutecioacutes diasztereomerek

C CH

CH3 HCH3

HH C C

H

CH3 CH3H

HH

Konformaacutecioacutes enantiomerek

P M

96

szinperiplanaacuteris szinklinaacutelis antiklinaacutelis antiperiplanaacuteris antiklinaacutelis szinklinaacutelis

pszeudorotaacutecioacute

axiaacutelis ekvatoriaacutelis

Konformerek

kiraacutelis kiraacutelisakiraacutelis akiraacutelis

97

C CCH3

CH3 HH

HHC C

CH3H3C

HHHH

Konfiguraacutecioacutes diasztereomerek

Konformaacutecioacutes diasztereomerek

C CH H

CH3H3CCC

HH3C

H CH3

98

- huacutezaacutes (stretch)

- hajliacutetaacutes (bend)

- csavaraacutes (torsion)

O OH

Hr 1r 2

r 2

O OH

H

α

OH

OH

τ (φ)

Oslash99

O OH

H

HOOH

OOH

HE

α30 kcalmol

Hajliacutetaacutes bend

Huacutezaacutes (nyuacutejtaacutes) stretch

disszociaacutecioacute

E

r

~ 90 ~ 50 kcalmol

HOO + H

HO + HO

Oslash100

H

H

H

O OH

H

1 kcalmol

~ 10kcalmol

(torzioacutes szoumlg)τ

Newman projekcioacute

H H

0o 60o 180o 300o 360o

OO

H

H

HHH HH

Oslash101

CH2 CH2Y ZY = Z = H

Y = Z = CH3

etaacuten

n-butaacuten

300o 360o240o180o120o60o0o

0o120o- 60o-180o-240o-300o-360o-

oacutera jaacuteraacutesaacuteval megegyező

oacutera jaacuteraacutesaacuteval ellenteacutetes

ZY

Z

Y

ZY

Z

Y

Z

Y

ZYZY

syn antisynperiplanar synklinal antiklinal antiperiplanar antiklinal synklinal

102

CCH

H H

HH

HH H

H

H

H H

CCH

H H

H

H HH H

HH

HH

0o 120o 240o 360o

12 M

m

M12 M M

mm

Θ

M = m

E(Θ)

minimum

Maximum

103

HHH H

CH3CH3

HHH H

CH3CH3

H

HH H

CH3

CH3

E

0deg dieacutederes szoumlg

E szabadentalpia-kuumlloumlnbseacuteg

58

29

07

(kcal)

H H

H3CH CH3

H

H H

H3CH H

CH3

H3C CH3

H HH

H

CH3HH H

CH3H

060deg 120deg 180deg 240deg 300deg 360deg

szinperiplanaacuteris szinklinaacutelis antiklinaacutelis antiperiplanaacuteris antiklinaacutelis szinklinaacutelis104

∆G0 = G01 - G0

2

K = e∆G0

RT

∆G = - RT ln K∆G = ∆H - T∆S

∆H = 074

∆S = 2 K = 19

gauche ndash anti araacuteny

minden gauche konformerre keacutet anti forma jut K= [a][g] Oslash105

0o

0o

60o

60o

120o

120o

180o

180o

240o

240o

300o

300o 360o

360o

RELA

T

IacuteV

ENERGIA

ANTI EFFEKTUS

GAUCHE EFFEKTUS

EXTREacuteMGAUCHE

EFFEKTUS

H

H H

H H

H

CH3

H H

H H

CH3

TORZIOacuteS SZOumlG

ZY

Z

YZ

Y

Z

Y

ZY

ZY ZY

F

H H

OH

repulsions

F

H H

H 106

attractiveinteractions

orbitalinteractions

antiperiplanarposition

Anti-effect

107

repulsions

F

H H

OH

repulsions

F

H H

H

Extrem gauche effect

108

C-F

C-H

C-F

C-HC-C C-C

Oslash109

CikloalkaacutenokGyűrűfeszuumlltseacuteg

Hipotetikus planaacuteris rendszerek

Baeyer vegyeacuterteacutekszoumlg-deformaacutecioacute (angulaacuterisgyűrű feszuumlleacutes)

Pitzer anti-aacutellaacuteshoz keacutepesti energiatoumlbblet (torzioacutes feszuumlleacutes)

van der Waals nemkoumltő atomok szterikus koumllcsoumlnhataacutesa

Nem planaacuteris vegyuumlletek

CC C

C

C

boriacuteteacutek

C C C

C

Ctwist

pszeudorotaacutecioacute

CC

C C

V-alakuacute

CCC

CCC

szeacutek110

3 4 5 6 7 8 9 10Gyűrűtagszaacutem

Gyűrű

feszuumlleacutes

kcalmol

hataacutereacuterteacutek

111

Cl

H

H

H

Cl

H

H

Cl

H

H

Cl

H

Cl

H

H

H

H

Cl

mezo SS RR

cisz transz

Ciklopropaacuten

C

C

HOOC

HOOC

H

HOH

OH

S

R

C

C

HOOC

HOOC

OH

HH

OHR

RC

C

COOH

COOH

HO

HH

HOS

S

intramolekulaacuteristuumlkoumlrsiacutek

diasztereomerek diasztereomerek

enantiomerek 112

Ea(a e)

∆Ea+∆E

∆E

Ea(a e)

Z

Hkb 5szeacutek

ZH

kb 95szeacutek

kb 2 kcal

csavartkaacuted

csavartkaacuted

kaacuted

ZH

feacutelszeacutekfeacutelszeacutek

ZH

Ciklohexaacuten

113

A 3-3 nemszomszeacutedos szeacutenatom aacuteltal definiaacutelt siacutekokra

merőleges koumlteacutesiraacutenyok axiaacutelis

A toumlbbi koumlteacutes e keacutet siacutek koumlzoumltt van ekvatoriaacutelis

Pszeudorotaacutecioacute a gyűrűs vegyuumlletek konformerjei

szoumlgfeszuumlltseacuteg neacutelkuumll alakulnak egymaacutesba

114

transz 12-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

cisz 12-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

Z

H

Z

H Z

HZ

Ha

eae

Z

HZ

H

Z

H

Z

H

a

e

ae

115

transz 13-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

cisz 13-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

Z

HZ

H

Z

H Z

H

a

e ae

Z

HZ

HZ

H

Z

H

a

e

ae

116

H

Z

Z

H

H

Z Z

Ha

ea

e

transz 14-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

Z

HZ

H

H

Z

Z

Ha

ea

e

cisz 14-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

117

Oslash118

8 CO2 + 8 H2O

- 12483 kcalmol - 12468 kcalmol

15 kcalmol

CH3

CH3H

H

+ 12 O2

cisz-12-dimetilciklohexaacuten

CH3

H

H

CH3

transz-12-dimetilciklohexaacuten

+ 12 O2

119

Diszubsztituaacutelt ciklohexaacutenokszerkezeti izomerjeinek konformaacutecioacutes viszonyai

Szerkezeti izomer Geometriai izomercisz transz

12

14

ae aa

ea ee

13aa ae

ee ea

120

Oslash121

BrNH2

Br

NH23a 2b

NH2

Br

Br

NH24a 1b

NH2

Br

Br

NH2

1b 4a

NH2

Br

NH2

Br2b 3a

NH2

Br

Br

NH23b 2a

Br

NH2

BrNH24b 1a

Konformaacutecioacutes Konformaacutecioacutes

BrNH2 Br

NH2

1a 4b

Br

NH2

BrNH2

2a 3b

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesenantiomerek

Konfiguraacutecioacutesenantiomerek

diasztereomerek diasztereomerek

12-helyzetben kuumlloumlnboumlző helyettesiacutetőket tartalmazoacute ciklohexaacuten szaacutermazeacutekokkonfiguraacutecioacutes eacutes konformaacutecioacutes viszonyai

Oslash122

H

H

H

HH

H

H

H

Dekalin

cisz transz

123

transz-transz-transzanellaacutecioacute

cisz-transz-transzanellaacutecioacute

DC

BA

DC

BA

H H

R

H

H H

H

H

H

R

H H

DCBA

R

H

H

H

H

H

H

DCBA

R

H

H

H

H

H

H

CH3

CH3

CH3

CH3

Oslash124

A kiralitaacutes kialakulaacutesa eacutes bioloacutegiai jelentőseacutege

Kiraacutelis vegyuumlletek

termeacuteszetes aminosavak (elsősorban L konfiguraacutecioacute)peptidek enzimektermeacuteszetes szeacutenhidraacutetok (elsősorban D konfiguraacutecioacute)gyoacutegyszerek

Az első kiraacutelis vegyuumllet kialakulaacutesa

az elemi reacuteszek gyenge koumllcsoumlnhataacutesaacutenakiraacutenyfuumlggeacuteseacutevel van kapcsolatban

autokataliacutezis

a termeacuteszet nem tuumlkoumlrszimmetrikus (a termeacuteszet homokiraacutelis)

Oslash125

Az optikai aktivitaacuteseredete szeacutenhidraacutetokkiralitaacutescentrumaacutenakkieacutepuumlleacutese a termeacuteszetben

Oslash126

Oslash127

• Slide Number 1
• Slide Number 2
• Slide Number 3
• Slide Number 4
• Slide Number 5
• Slide Number 6
• Slide Number 7
• Izomeacuteria
• Slide Number 9
• Slide Number 10
• Slide Number 11
• Slide Number 12
• Slide Number 13
• Slide Number 14
• Slide Number 15
• Slide Number 16
• Slide Number 17
• Slide Number 18
• Szerkezeti izomeacuteria
• Slide Number 20
• Slide Number 21
• Slide Number 22
• Slide Number 23
• Slide Number 24
• A tautomeacuteria tiacutepusai
• Slide Number 26
• Slide Number 27
• Slide Number 28
• Slide Number 29
• Slide Number 30
• Sztereoizomeacuteria
• Slide Number 32
• Slide Number 33
• Slide Number 34
• Slide Number 35
• Slide Number 36
• Slide Number 37
• Slide Number 38
• Slide Number 39
• Slide Number 40
• Slide Number 41
• Slide Number 42
• Slide Number 43
• Slide Number 44
• Slide Number 45
• Slide Number 46
• Slide Number 47
• Tovaacutebbi kiralitaacutes tiacutepusok
• Slide Number 49
• Slide Number 50
• Slide Number 51
• Slide Number 52
• Slide Number 53
• Slide Number 54
• Slide Number 55
• Slide Number 56
• Slide Number 57
• Toumlbb kiralitaacuteskoumlzpont
• Slide Number 59
• Slide Number 60
• Slide Number 61
• Slide Number 62
• Slide Number 63
• Slide Number 64
• Slide Number 65
• Slide Number 66
• Slide Number 67
• Slide Number 68
• Slide Number 69
• Slide Number 70
• Slide Number 71
• Slide Number 72
• Slide Number 73
• Slide Number 74
• Slide Number 75
• Konfiguraacutecioacutes izomeacuteria
• Slide Number 77
• Slide Number 78
• Slide Number 79
• Slide Number 80
• Slide Number 81
• Slide Number 82
• Slide Number 83
• Slide Number 84
• Slide Number 85
• Slide Number 86
• Slide Number 87
• Slide Number 88
• Slide Number 89
• Slide Number 90
• Slide Number 91
• Slide Number 92
• Slide Number 93
• Slide Number 94
• Slide Number 95
• Slide Number 96
• Slide Number 97
• Slide Number 98
• Slide Number 99
• Slide Number 100
• Slide Number 101
• Slide Number 102
• Slide Number 103
• Slide Number 104
• Slide Number 105
• Slide Number 106
• Slide Number 107
• Slide Number 108
• Slide Number 109
• Slide Number 110
• Slide Number 111
• Slide Number 112
• Slide Number 113
• Slide Number 114
• Slide Number 115
• Slide Number 116
• Slide Number 117
• Slide Number 118
• Slide Number 119
• Slide Number 120
• Slide Number 121
• Slide Number 122
• Slide Number 123
• Slide Number 124
• Slide Number 125
• Slide Number 126
• Slide Number 127

Oslash70

Oslash71

Oslash72

1 Atomic number2 Atomic mass3 Z gt E4 R gt S5 Spheres6 Single-bond equivalencies

Cahn-Ingold-Prelog nomenclature system

Sequence rules for order of priority

1 If the atoms in question are different the sequence order is by atomic number with theatom of highest atomic number receiving the highest priority

F lt Cl lt Br lt I

increasing priority

2 If two isotopes of the same element are present the isotope of higher mass receivesthe higher priority

H lt D

increasing priority73

5 If two atoms are identical the atomic numbers of the next atoms are used for priorityassignment If these atoms also have identical atoms attached to them priority isdetermined at the first point of difference along the chain The atom that has attached to itan atom of higher priority has the higher priority (Do not use the sums of the atomic numbersBut look for the single atom of highest priority)

74

6 Atoms attached by double or triple bond are given single-bond equivalencies so that theycan be treated like single-bonded groups in determining priority Each doubly bonded atom isduplicated (or triplicated for triple bonds)

R C

O

OH

Structure Equivalent for priority determination

R C

O

O

OH

C

R C N R C

N

N

NC

C

75

Konfiguraacutecioacutes izomeacuteriaUgyanaz a vaacutez konnektivitaacutes de elteacuterő teacuterbelielrendeződeacutes (valamilyen szimmetria-rendezőhoumlz valoacuteviszony)

Nem alakiacutethatoacutek egymaacutesba kovalens koumlteacutes elszakiacutetaacutesaeacutes uacutejrakeacutepződeacutese neacutelkuumll

optikai izomerek (optikai aktivitaacutes) R Sgeometriai izomerek cisz-transz E-Z

76

Konfiguraacutecioacutes diasztereomerekFizikai eacutes keacutemia tulajdonsaacutegaik elteacuternek

Konfiguraacutecioacutes enantiomerekFizikai eacutes keacutemiai tulajdonsaacutegaikazonosak kiveacutevebull azonos meacuterteacutekű de ellenteacutetesiraacutenyuacute optikai forgatoacutekeacutepesseacutegbull elteacuterő reaktivitaacutes maacutes kiraacutelis vegyuumlletekkel valoacute reakcioacuteban

C

C

Cl

Cl H

HC

C

H

Cl H

Cl

cisz-12-dikloacutereteacuten transz-12-dikloacutereteacuten

Br Cl

Cl BrF F

Cl Br

Br FF Cl

(R) (R) (S) (R)

CH

OHCH3CH2

CH3

CH

HOCH2CH3

CH3

CH

OHCH3CH2

CH3

CH

OHCH3

CH3CH2

180o-os forgataacutes

(R)-butaacuten-2-ol (S)-butaacuten-2-olfp 995 oC 995 oCd4

20 0808 0808nD

20 1397 1397[α]D

25 -1352o +1352o

(R)-butaacuten-2-ol (S)-butaacuten-2-ol

CH

OHCH3

CH3CH2

77

Elegykristaacutely

bullveacuteletlenszerűen tartalmazza mindkeacutet enantiomertbulla tiszta enantiomerek eacutes az enantiomer kevereacutekek tulajdonsaacutegai azonosak

Konglomeraacutetum

bullcsak az egyik vagy a maacutesik enantiomert tartalmazzabullaz enantiomerek mechanikusan is elkuumlloumlniacutethetők egymaacutestoacutel

Molekulavegyuumllet

bulla keacutet enantiomer a kristaacutelyban 11 araacutenyban fordul elő (raceacutem elegy)bulla raceacutem elegy eacutes az enantiomerek olvadaacutespontja kuumlloumlnboumlző

bullakiraacutelis koumlruumllmeacutenyek koumlzoumltt megegyező fizikai eacutes keacutemiai tulajdonsaacutegokbullkiraacutelis koumlruumllmeacutenyek koumlzoumltt elteacuterő (kiraacutelis molekulaacutek polarizaacutelt feacuteny)bullenantiomerek koumlzoumltti 3 fő koumllcsoumlnhataacutes

elegykristaacutely keacutepzeacuteskonglomeraacutetum keacutepzeacutesmolekulavegyuumllet keacutepzeacutes

Enantiomerek

78

Enantiomerek egyeacuteb kevereacutekeit az uacutegynevezett bdquoenantiomeric excessrdquo (ee) [enantiomerfelesleg] eacuterteacutekkel jellemezzuumlk (R) eacutes (S) a megfelelő enantiomerek mennyiseacutege a kevereacutekben

A komponensek mennyiseacutegeacutenek meghataacuterozaacutesaKiraacutelis oszlopkromatigraacutefia (enantiomerek elvaacutelasztaacutesa)NMR spektroszkoacutepia

ee =(R) - (S)(R) + (S) 100

Enantiomer felesleg

Az enantiomerfelesleg az aszimmetrikus szinteacutezis sikeresseacutegeacutenek egyikmeacuterőszaacutema Diasztereomerek kevereacuteke eseteacuten hasonloacute moacutedon definiaacuteljaacutek eacuteshasznaacuteljaacutek a diasztereomer felesleg eacutes a szaacutezaleacutekos diasztereomer feleslegfogalmaacutet

Egy 70 R eacutes 30 S izomert tartalmazoacute minta enantiomerfeleslege peacuteldaacuteul40 Ezt az anyagot uacutegy is tekinthetjuumlk mint 40 tiszta R izomer eacutes 60 raceacutemelegy (mely a teljes mennyiseacuteghez 30 R eacutes 30 S izomerrel jaacuterul hozzaacute)kevereacuteke 79

C

C

HOOC

HOOC

H

HOH

OH

S

R

C

C

HOOC

HOOC

OH

HH

OHR

RC

C

COOH

COOH

HO

HH

HOS

S

intramolekulaacuteristuumlkoumlrsiacutek

diasztereomerek diasztereomerek

enantiomerek

COOH

CH3H2NH

R

COOH

CH3 NH2H

S

enantiomerek

Enantiomerek eacutes diasztereomerek

80

C

NH2

COOHHH3C C

CH2SH

COOHH2NH

Ala Cys

Aacutebraacutezolja Fischer keacuteplettel az alaacutebbi perspektivikus keacuteplettel megadott aminosavakat

CH3

COOH

H2N H

CH2SH

COOH

H2N H

Ala Cys

S R

L L81

CNH2H

H3C

COOH

C

COOH

CH2SHH2NH

CCH3H

H2N

COOH

C

COOH

CH2SHHH2N

C

NH2

COOHHH3C

C

CH2SH

COOHH2NH

CH3

COOH

H2N H

CH2SH

COOH

H2N H

82

Enantiomerek eacutes mezo vegyuumlletek

Pszeudoaszimmetria

C

C

HOOC

HOOC

H

HOH

OH

S

R

C

C

HOOC

HOOC

OH

HH

OHR

RC

C

COOH

COOH

HO

HH

HOS

S

intramolekulaacuteristuumlkoumlrsiacutek

diasztereomerek diasztereomerek

enantiomerek

C

C

C

COOH

COOH

HO H

OHH

H OHR

R

C

C

C

COOH

COOH

H OH

HHO

HO HS

S

enantiomerek

optikailag aktiacutevak

C

C

C

COOH

COOH

H OH

OHH

H OHR

S

C

C

C

COOH

COOH

H OH

HHO

H OHR

S

optikailag inaktiacutevak

r s

83

COOH

COOH

COOHHOOC COOH

HOOC COOH

HOOC

mcisz transz transz

szerkezetiizomeacuteria

geometriaiizomeacuteria

optikai izomeacuteria

84

R

RHOH

akiraacutelisszeacutenatom

R

SHOH

rS

RHOH

s

RgtS r s

(S)

(S)

pszeudoaszimmetriaacutes szeacutenatom

akiraacutelis molekulamezo vegyuumllet

akiraacutelisC2 forgaacutesi szimmetriatengely

kiraacutelis

HOOC COOH

Br

m

HOOC COOH

m

HOOC

COOH

pro-pszeudoaszimmetriaacutes szeacutenatom

85

Kiraacutelis molekulaacutekon beluumll is sok esetben talaacutelhatoacute pszeudo-aszimmetriacentrum amennyiben a keacutet enantiomorf ligandum mellett tovaacutebbi aszimmetrikus ligandum is kapcsoloacutedik a centrumhoz (peacuteldaacuteul atropin eacutes szaacutermazeacutekai)

gytszptehuhudownloadindex16630

Oslash86

Mezo-forma a) mindig akiraacutelisb) mindig kell lennie kiraacutelis disztereomerjeacutenek is

gytszptehuhudownloadindex16630

C

C

HOOC

HOOC

H

HOH

OH

S

R

C

C

HOOC

HOOC

OH

HH

OHR

RC

C

COOH

COOH

HO

HH

HOS

S

intramolekulaacuteristuumlkoumlrsiacutek

diasztereomerek diasztereomerek

enantiomerek

Oslash87

gytszptehuhudownloadindex16630

A pszeudo-aszimmetriacentrumok konfiguraacutecioacutejaacuteban elteacuterő izomerekegymaacutessal diasztereoizomer viszonyban aacutellnak

rC

C

C

COOH

COOH

H OH

OHH

H OHR

S

sC

C

C

COOH

COOH

H OH

HHO

H OHR

S Oslash88

Geometriai izomeacuteria

kettős koumlteacutesű vegyuumlletekneacutelciklusos vegyuumlletekneacutel

C CH H

CH3H3CC C

H CH3

HH3C

Felteacutetel (olefinekneacutel) egy adott pilleacuteratomon nem lehet keacutet azonos helyettesiacutetőde adott kettőskoumlteacutes keacutet kuumlloumlnboumlző pilleacuteratomjaacuten lehet egy-egy azonos helyettesiacutető(de ezeknek sem kell szuumlkseacutegkeacuteppen azonosaknak lenniuumlk)

Alfa helyzetű szubsztituens Beacuteta helyzetű szubsztituens

Diasztereomerek

89

Configurational isomers

The particular arrangement of atoms (or goups) in space that is characteristic of a given streoisomer

The configurational isomers can not be transformed into each otherwithout breaking and making a covalent bond

- cis-trans Z-E designations geometric isomers- optical isomerism (cf chirality)

H COOH

H COOH

HOOC H

H COOH

Z E

Oslash90

The requirement for geometric isomerism in alkenes is that each carbon atom involvedin the pi bond have two different groups attached to it such as H and Cl or CH3 and Cl

C CH

H

CH2CH3

CH3

C CH

H

CH2CH3

CH3is the same as

C CCH3

H

CH2CH3

CH3

C CH

CH3

CH2CH3

CH3

geometric isomers

If one of the carbons of the double bond has two identical groups such as two H atomsor two CH3 groups the geometric isomerism is not possible

Z E

Higher priority atoms or groups are on the same side of the pi bond Z bdquotogetherrdquo

Higher priority atoms or groups are on opposite sides of the pi bond E bdquoacrossrdquo

(Look at the single atoms directly attached to the double-bond carbon C and not entire-CH2CH2CH3 group)

Oslash91

Cahn-Ingold-Prelog szekvenciaszabaacutelyokalkeacutenekre vonatkozoacutean

Toumlmegszaacutem

C CT

D

H

DE

Rendszaacutem

C CF

Cl

Br

IZ

Z gt E

E

ZZ C C

C

C

H

NC

C

C

H3C

H3C

CH3

HCH3

H

C CH

NC

C

C

CH3

CH3

H

H

Br

Br

E

R

S

RgtS (DgtL)

92

C CH

H3C

CH

CH

CH3

CH3

CH2

Z ltC

HCH3

CH3

C

H

C

C

H

H

HHH

H

C C

H H

H

C

H

C (C)

o

o

o

H

H(C)oo

o

C CH

H3C

CH

CH

CH3

CH2 Br

CH2

E

C

HCH3

CH2Br

C

H

C

H

H

HCBrH

H

gtC C

H H

H

C

H

C (C)

o

o

o

H

H(C)oo

o

(CON) adott atom ismeacutetelt megjeleniacuteteacutese ---o fantomatom

1 2 3C CCCH CHHH C C(C)CH C(C)HH

1 2 3C CCCH BrCHH gt CHHH C C(C)CH C(C)HH 93

transzE

ciszZ

C CH H

C CH

H

transzZ

ciszE

C CBr H

C CH

Br

Oslash94

Konformaacutecioacutes izomeacuteriaUgyanaz a vaacutez konnektivitaacutes de elteacuterő teacuterbelielrendeződeacutes (valamilyen szimmetria-rendezőhoumlz valoacuteviszony)

Kovalens koumlteacutes elszakiacutetaacutesa eacutes uacutejrakeacutepződeacutese neacutelkuumllegymaacutesba alakiacutethatoacutek

Rotaacutecioacutes izomeacuteriaKuumlloumlnboumlző konformaacutecioacute (konformerek rotamerek)

Axiaacutelis kiralitaacutes R SHelikaacutelis kiralitaacutes P M

95

C CCH3H3C

HHHH

C CCH3

CH3 HH

HH

Konformaacutecioacutes diasztereomerek

C CH

CH3 HCH3

HH C C

H

CH3 CH3H

HH

Konformaacutecioacutes enantiomerek

P M

96

szinperiplanaacuteris szinklinaacutelis antiklinaacutelis antiperiplanaacuteris antiklinaacutelis szinklinaacutelis

pszeudorotaacutecioacute

axiaacutelis ekvatoriaacutelis

Konformerek

kiraacutelis kiraacutelisakiraacutelis akiraacutelis

97

C CCH3

CH3 HH

HHC C

CH3H3C

HHHH

Konfiguraacutecioacutes diasztereomerek

Konformaacutecioacutes diasztereomerek

C CH H

CH3H3CCC

HH3C

H CH3

98

- huacutezaacutes (stretch)

- hajliacutetaacutes (bend)

- csavaraacutes (torsion)

O OH

Hr 1r 2

r 2

O OH

H

α

OH

OH

τ (φ)

Oslash99

O OH

H

HOOH

OOH

HE

α30 kcalmol

Hajliacutetaacutes bend

Huacutezaacutes (nyuacutejtaacutes) stretch

disszociaacutecioacute

E

r

~ 90 ~ 50 kcalmol

HOO + H

HO + HO

Oslash100

H

H

H

O OH

H

1 kcalmol

~ 10kcalmol

(torzioacutes szoumlg)τ

Newman projekcioacute

H H

0o 60o 180o 300o 360o

OO

H

H

HHH HH

Oslash101

CH2 CH2Y ZY = Z = H

Y = Z = CH3

etaacuten

n-butaacuten

300o 360o240o180o120o60o0o

0o120o- 60o-180o-240o-300o-360o-

oacutera jaacuteraacutesaacuteval megegyező

oacutera jaacuteraacutesaacuteval ellenteacutetes

ZY

Z

Y

ZY

Z

Y

Z

Y

ZYZY

syn antisynperiplanar synklinal antiklinal antiperiplanar antiklinal synklinal

102

CCH

H H

HH

HH H

H

H

H H

CCH

H H

H

H HH H

HH

HH

0o 120o 240o 360o

12 M

m

M12 M M

mm

Θ

M = m

E(Θ)

minimum

Maximum

103

HHH H

CH3CH3

HHH H

CH3CH3

H

HH H

CH3

CH3

E

0deg dieacutederes szoumlg

E szabadentalpia-kuumlloumlnbseacuteg

58

29

07

(kcal)

H H

H3CH CH3

H

H H

H3CH H

CH3

H3C CH3

H HH

H

CH3HH H

CH3H

060deg 120deg 180deg 240deg 300deg 360deg

szinperiplanaacuteris szinklinaacutelis antiklinaacutelis antiperiplanaacuteris antiklinaacutelis szinklinaacutelis104

∆G0 = G01 - G0

2

K = e∆G0

RT

∆G = - RT ln K∆G = ∆H - T∆S

∆H = 074

∆S = 2 K = 19

gauche ndash anti araacuteny

minden gauche konformerre keacutet anti forma jut K= [a][g] Oslash105

0o

0o

60o

60o

120o

120o

180o

180o

240o

240o

300o

300o 360o

360o

RELA

T

IacuteV

ENERGIA

ANTI EFFEKTUS

GAUCHE EFFEKTUS

EXTREacuteMGAUCHE

EFFEKTUS

H

H H

H H

H

CH3

H H

H H

CH3

TORZIOacuteS SZOumlG

ZY

Z

YZ

Y

Z

Y

ZY

ZY ZY

F

H H

OH

repulsions

F

H H

H 106

attractiveinteractions

orbitalinteractions

antiperiplanarposition

Anti-effect

107

repulsions

F

H H

OH

repulsions

F

H H

H

Extrem gauche effect

108

C-F

C-H

C-F

C-HC-C C-C

Oslash109

CikloalkaacutenokGyűrűfeszuumlltseacuteg

Hipotetikus planaacuteris rendszerek

Baeyer vegyeacuterteacutekszoumlg-deformaacutecioacute (angulaacuterisgyűrű feszuumlleacutes)

Pitzer anti-aacutellaacuteshoz keacutepesti energiatoumlbblet (torzioacutes feszuumlleacutes)

van der Waals nemkoumltő atomok szterikus koumllcsoumlnhataacutesa

Nem planaacuteris vegyuumlletek

CC C

C

C

boriacuteteacutek

C C C

C

Ctwist

pszeudorotaacutecioacute

CC

C C

V-alakuacute

CCC

CCC

szeacutek110

3 4 5 6 7 8 9 10Gyűrűtagszaacutem

Gyűrű

feszuumlleacutes

kcalmol

hataacutereacuterteacutek

111

Cl

H

H

H

Cl

H

H

Cl

H

H

Cl

H

Cl

H

H

H

H

Cl

mezo SS RR

cisz transz

Ciklopropaacuten

C

C

HOOC

HOOC

H

HOH

OH

S

R

C

C

HOOC

HOOC

OH

HH

OHR

RC

C

COOH

COOH

HO

HH

HOS

S

intramolekulaacuteristuumlkoumlrsiacutek

diasztereomerek diasztereomerek

enantiomerek 112

Ea(a e)

∆Ea+∆E

∆E

Ea(a e)

Z

Hkb 5szeacutek

ZH

kb 95szeacutek

kb 2 kcal

csavartkaacuted

csavartkaacuted

kaacuted

ZH

feacutelszeacutekfeacutelszeacutek

ZH

Ciklohexaacuten

113

A 3-3 nemszomszeacutedos szeacutenatom aacuteltal definiaacutelt siacutekokra

merőleges koumlteacutesiraacutenyok axiaacutelis

A toumlbbi koumlteacutes e keacutet siacutek koumlzoumltt van ekvatoriaacutelis

Pszeudorotaacutecioacute a gyűrűs vegyuumlletek konformerjei

szoumlgfeszuumlltseacuteg neacutelkuumll alakulnak egymaacutesba

114

transz 12-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

cisz 12-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

Z

H

Z

H Z

HZ

Ha

eae

Z

HZ

H

Z

H

Z

H

a

e

ae

115

transz 13-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

cisz 13-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

Z

HZ

H

Z

H Z

H

a

e ae

Z

HZ

HZ

H

Z

H

a

e

ae

116

H

Z

Z

H

H

Z Z

Ha

ea

e

transz 14-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

Z

HZ

H

H

Z

Z

Ha

ea

e

cisz 14-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

117

Oslash118

8 CO2 + 8 H2O

- 12483 kcalmol - 12468 kcalmol

15 kcalmol

CH3

CH3H

H

+ 12 O2

cisz-12-dimetilciklohexaacuten

CH3

H

H

CH3

transz-12-dimetilciklohexaacuten

+ 12 O2

119

Diszubsztituaacutelt ciklohexaacutenokszerkezeti izomerjeinek konformaacutecioacutes viszonyai

Szerkezeti izomer Geometriai izomercisz transz

12

14

ae aa

ea ee

13aa ae

ee ea

120

Oslash121

BrNH2

Br

NH23a 2b

NH2

Br

Br

NH24a 1b

NH2

Br

Br

NH2

1b 4a

NH2

Br

NH2

Br2b 3a

NH2

Br

Br

NH23b 2a

Br

NH2

BrNH24b 1a

Konformaacutecioacutes Konformaacutecioacutes

BrNH2 Br

NH2

1a 4b

Br

NH2

BrNH2

2a 3b

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesenantiomerek

Konfiguraacutecioacutesenantiomerek

diasztereomerek diasztereomerek

12-helyzetben kuumlloumlnboumlző helyettesiacutetőket tartalmazoacute ciklohexaacuten szaacutermazeacutekokkonfiguraacutecioacutes eacutes konformaacutecioacutes viszonyai

Oslash122

H

H

H

HH

H

H

H

Dekalin

cisz transz

123

transz-transz-transzanellaacutecioacute

cisz-transz-transzanellaacutecioacute

DC

BA

DC

BA

H H

R

H

H H

H

H

H

R

H H

DCBA

R

H

H

H

H

H

H

DCBA

R

H

H

H

H

H

H

CH3

CH3

CH3

CH3

Oslash124

A kiralitaacutes kialakulaacutesa eacutes bioloacutegiai jelentőseacutege

Kiraacutelis vegyuumlletek

termeacuteszetes aminosavak (elsősorban L konfiguraacutecioacute)peptidek enzimektermeacuteszetes szeacutenhidraacutetok (elsősorban D konfiguraacutecioacute)gyoacutegyszerek

Az első kiraacutelis vegyuumllet kialakulaacutesa

az elemi reacuteszek gyenge koumllcsoumlnhataacutesaacutenakiraacutenyfuumlggeacuteseacutevel van kapcsolatban

autokataliacutezis

a termeacuteszet nem tuumlkoumlrszimmetrikus (a termeacuteszet homokiraacutelis)

Oslash125

Az optikai aktivitaacuteseredete szeacutenhidraacutetokkiralitaacutescentrumaacutenakkieacutepuumlleacutese a termeacuteszetben

Oslash126

Oslash127

• Slide Number 1
• Slide Number 2
• Slide Number 3
• Slide Number 4
• Slide Number 5
• Slide Number 6
• Slide Number 7
• Izomeacuteria
• Slide Number 9
• Slide Number 10
• Slide Number 11
• Slide Number 12
• Slide Number 13
• Slide Number 14
• Slide Number 15
• Slide Number 16
• Slide Number 17
• Slide Number 18
• Szerkezeti izomeacuteria
• Slide Number 20
• Slide Number 21
• Slide Number 22
• Slide Number 23
• Slide Number 24
• A tautomeacuteria tiacutepusai
• Slide Number 26
• Slide Number 27
• Slide Number 28
• Slide Number 29
• Slide Number 30
• Sztereoizomeacuteria
• Slide Number 32
• Slide Number 33
• Slide Number 34
• Slide Number 35
• Slide Number 36
• Slide Number 37
• Slide Number 38
• Slide Number 39
• Slide Number 40
• Slide Number 41
• Slide Number 42
• Slide Number 43
• Slide Number 44
• Slide Number 45
• Slide Number 46
• Slide Number 47
• Tovaacutebbi kiralitaacutes tiacutepusok
• Slide Number 49
• Slide Number 50
• Slide Number 51
• Slide Number 52
• Slide Number 53
• Slide Number 54
• Slide Number 55
• Slide Number 56
• Slide Number 57
• Toumlbb kiralitaacuteskoumlzpont
• Slide Number 59
• Slide Number 60
• Slide Number 61
• Slide Number 62
• Slide Number 63
• Slide Number 64
• Slide Number 65
• Slide Number 66
• Slide Number 67
• Slide Number 68
• Slide Number 69
• Slide Number 70
• Slide Number 71
• Slide Number 72
• Slide Number 73
• Slide Number 74
• Slide Number 75
• Konfiguraacutecioacutes izomeacuteria
• Slide Number 77
• Slide Number 78
• Slide Number 79
• Slide Number 80
• Slide Number 81
• Slide Number 82
• Slide Number 83
• Slide Number 84
• Slide Number 85
• Slide Number 86
• Slide Number 87
• Slide Number 88
• Slide Number 89
• Slide Number 90
• Slide Number 91
• Slide Number 92
• Slide Number 93
• Slide Number 94
• Slide Number 95
• Slide Number 96
• Slide Number 97
• Slide Number 98
• Slide Number 99
• Slide Number 100
• Slide Number 101
• Slide Number 102
• Slide Number 103
• Slide Number 104
• Slide Number 105
• Slide Number 106
• Slide Number 107
• Slide Number 108
• Slide Number 109
• Slide Number 110
• Slide Number 111
• Slide Number 112
• Slide Number 113
• Slide Number 114
• Slide Number 115
• Slide Number 116
• Slide Number 117
• Slide Number 118
• Slide Number 119
• Slide Number 120
• Slide Number 121
• Slide Number 122
• Slide Number 123
• Slide Number 124
• Slide Number 125
• Slide Number 126
• Slide Number 127

Oslash71

Oslash72

1 Atomic number2 Atomic mass3 Z gt E4 R gt S5 Spheres6 Single-bond equivalencies

Cahn-Ingold-Prelog nomenclature system

Sequence rules for order of priority

1 If the atoms in question are different the sequence order is by atomic number with theatom of highest atomic number receiving the highest priority

F lt Cl lt Br lt I

increasing priority

2 If two isotopes of the same element are present the isotope of higher mass receivesthe higher priority

H lt D

increasing priority73

5 If two atoms are identical the atomic numbers of the next atoms are used for priorityassignment If these atoms also have identical atoms attached to them priority isdetermined at the first point of difference along the chain The atom that has attached to itan atom of higher priority has the higher priority (Do not use the sums of the atomic numbersBut look for the single atom of highest priority)

74

6 Atoms attached by double or triple bond are given single-bond equivalencies so that theycan be treated like single-bonded groups in determining priority Each doubly bonded atom isduplicated (or triplicated for triple bonds)

R C

O

OH

Structure Equivalent for priority determination

R C

O

O

OH

C

R C N R C

N

N

NC

C

75

Konfiguraacutecioacutes izomeacuteriaUgyanaz a vaacutez konnektivitaacutes de elteacuterő teacuterbelielrendeződeacutes (valamilyen szimmetria-rendezőhoumlz valoacuteviszony)

Nem alakiacutethatoacutek egymaacutesba kovalens koumlteacutes elszakiacutetaacutesaeacutes uacutejrakeacutepződeacutese neacutelkuumll

optikai izomerek (optikai aktivitaacutes) R Sgeometriai izomerek cisz-transz E-Z

76

Konfiguraacutecioacutes diasztereomerekFizikai eacutes keacutemia tulajdonsaacutegaik elteacuternek

Konfiguraacutecioacutes enantiomerekFizikai eacutes keacutemiai tulajdonsaacutegaikazonosak kiveacutevebull azonos meacuterteacutekű de ellenteacutetesiraacutenyuacute optikai forgatoacutekeacutepesseacutegbull elteacuterő reaktivitaacutes maacutes kiraacutelis vegyuumlletekkel valoacute reakcioacuteban

C

C

Cl

Cl H

HC

C

H

Cl H

Cl

cisz-12-dikloacutereteacuten transz-12-dikloacutereteacuten

Br Cl

Cl BrF F

Cl Br

Br FF Cl

(R) (R) (S) (R)

CH

OHCH3CH2

CH3

CH

HOCH2CH3

CH3

CH

OHCH3CH2

CH3

CH

OHCH3

CH3CH2

180o-os forgataacutes

(R)-butaacuten-2-ol (S)-butaacuten-2-olfp 995 oC 995 oCd4

20 0808 0808nD

20 1397 1397[α]D

25 -1352o +1352o

(R)-butaacuten-2-ol (S)-butaacuten-2-ol

CH

OHCH3

CH3CH2

77

Elegykristaacutely

bullveacuteletlenszerűen tartalmazza mindkeacutet enantiomertbulla tiszta enantiomerek eacutes az enantiomer kevereacutekek tulajdonsaacutegai azonosak

Konglomeraacutetum

bullcsak az egyik vagy a maacutesik enantiomert tartalmazzabullaz enantiomerek mechanikusan is elkuumlloumlniacutethetők egymaacutestoacutel

Molekulavegyuumllet

bulla keacutet enantiomer a kristaacutelyban 11 araacutenyban fordul elő (raceacutem elegy)bulla raceacutem elegy eacutes az enantiomerek olvadaacutespontja kuumlloumlnboumlző

bullakiraacutelis koumlruumllmeacutenyek koumlzoumltt megegyező fizikai eacutes keacutemiai tulajdonsaacutegokbullkiraacutelis koumlruumllmeacutenyek koumlzoumltt elteacuterő (kiraacutelis molekulaacutek polarizaacutelt feacuteny)bullenantiomerek koumlzoumltti 3 fő koumllcsoumlnhataacutes

elegykristaacutely keacutepzeacuteskonglomeraacutetum keacutepzeacutesmolekulavegyuumllet keacutepzeacutes

Enantiomerek

78

Enantiomerek egyeacuteb kevereacutekeit az uacutegynevezett bdquoenantiomeric excessrdquo (ee) [enantiomerfelesleg] eacuterteacutekkel jellemezzuumlk (R) eacutes (S) a megfelelő enantiomerek mennyiseacutege a kevereacutekben

A komponensek mennyiseacutegeacutenek meghataacuterozaacutesaKiraacutelis oszlopkromatigraacutefia (enantiomerek elvaacutelasztaacutesa)NMR spektroszkoacutepia

ee =(R) - (S)(R) + (S) 100

Enantiomer felesleg

Az enantiomerfelesleg az aszimmetrikus szinteacutezis sikeresseacutegeacutenek egyikmeacuterőszaacutema Diasztereomerek kevereacuteke eseteacuten hasonloacute moacutedon definiaacuteljaacutek eacuteshasznaacuteljaacutek a diasztereomer felesleg eacutes a szaacutezaleacutekos diasztereomer feleslegfogalmaacutet

Egy 70 R eacutes 30 S izomert tartalmazoacute minta enantiomerfeleslege peacuteldaacuteul40 Ezt az anyagot uacutegy is tekinthetjuumlk mint 40 tiszta R izomer eacutes 60 raceacutemelegy (mely a teljes mennyiseacuteghez 30 R eacutes 30 S izomerrel jaacuterul hozzaacute)kevereacuteke 79

C

C

HOOC

HOOC

H

HOH

OH

S

R

C

C

HOOC

HOOC

OH

HH

OHR

RC

C

COOH

COOH

HO

HH

HOS

S

intramolekulaacuteristuumlkoumlrsiacutek

diasztereomerek diasztereomerek

enantiomerek

COOH

CH3H2NH

R

COOH

CH3 NH2H

S

enantiomerek

Enantiomerek eacutes diasztereomerek

80

C

NH2

COOHHH3C C

CH2SH

COOHH2NH

Ala Cys

Aacutebraacutezolja Fischer keacuteplettel az alaacutebbi perspektivikus keacuteplettel megadott aminosavakat

CH3

COOH

H2N H

CH2SH

COOH

H2N H

Ala Cys

S R

L L81

CNH2H

H3C

COOH

C

COOH

CH2SHH2NH

CCH3H

H2N

COOH

C

COOH

CH2SHHH2N

C

NH2

COOHHH3C

C

CH2SH

COOHH2NH

CH3

COOH

H2N H

CH2SH

COOH

H2N H

82

Enantiomerek eacutes mezo vegyuumlletek

Pszeudoaszimmetria

C

C

HOOC

HOOC

H

HOH

OH

S

R

C

C

HOOC

HOOC

OH

HH

OHR

RC

C

COOH

COOH

HO

HH

HOS

S

intramolekulaacuteristuumlkoumlrsiacutek

diasztereomerek diasztereomerek

enantiomerek

C

C

C

COOH

COOH

HO H

OHH

H OHR

R

C

C

C

COOH

COOH

H OH

HHO

HO HS

S

enantiomerek

optikailag aktiacutevak

C

C

C

COOH

COOH

H OH

OHH

H OHR

S

C

C

C

COOH

COOH

H OH

HHO

H OHR

S

optikailag inaktiacutevak

r s

83

COOH

COOH

COOHHOOC COOH

HOOC COOH

HOOC

mcisz transz transz

szerkezetiizomeacuteria

geometriaiizomeacuteria

optikai izomeacuteria

84

R

RHOH

akiraacutelisszeacutenatom

R

SHOH

rS

RHOH

s

RgtS r s

(S)

(S)

pszeudoaszimmetriaacutes szeacutenatom

akiraacutelis molekulamezo vegyuumllet

akiraacutelisC2 forgaacutesi szimmetriatengely

kiraacutelis

HOOC COOH

Br

m

HOOC COOH

m

HOOC

COOH

pro-pszeudoaszimmetriaacutes szeacutenatom

85

Kiraacutelis molekulaacutekon beluumll is sok esetben talaacutelhatoacute pszeudo-aszimmetriacentrum amennyiben a keacutet enantiomorf ligandum mellett tovaacutebbi aszimmetrikus ligandum is kapcsoloacutedik a centrumhoz (peacuteldaacuteul atropin eacutes szaacutermazeacutekai)

gytszptehuhudownloadindex16630

Oslash86

Mezo-forma a) mindig akiraacutelisb) mindig kell lennie kiraacutelis disztereomerjeacutenek is

gytszptehuhudownloadindex16630

C

C

HOOC

HOOC

H

HOH

OH

S

R

C

C

HOOC

HOOC

OH

HH

OHR

RC

C

COOH

COOH

HO

HH

HOS

S

intramolekulaacuteristuumlkoumlrsiacutek

diasztereomerek diasztereomerek

enantiomerek

Oslash87

gytszptehuhudownloadindex16630

A pszeudo-aszimmetriacentrumok konfiguraacutecioacutejaacuteban elteacuterő izomerekegymaacutessal diasztereoizomer viszonyban aacutellnak

rC

C

C

COOH

COOH

H OH

OHH

H OHR

S

sC

C

C

COOH

COOH

H OH

HHO

H OHR

S Oslash88

Geometriai izomeacuteria

kettős koumlteacutesű vegyuumlletekneacutelciklusos vegyuumlletekneacutel

C CH H

CH3H3CC C

H CH3

HH3C

Felteacutetel (olefinekneacutel) egy adott pilleacuteratomon nem lehet keacutet azonos helyettesiacutetőde adott kettőskoumlteacutes keacutet kuumlloumlnboumlző pilleacuteratomjaacuten lehet egy-egy azonos helyettesiacutető(de ezeknek sem kell szuumlkseacutegkeacuteppen azonosaknak lenniuumlk)

Alfa helyzetű szubsztituens Beacuteta helyzetű szubsztituens

Diasztereomerek

89

Configurational isomers

The particular arrangement of atoms (or goups) in space that is characteristic of a given streoisomer

The configurational isomers can not be transformed into each otherwithout breaking and making a covalent bond

- cis-trans Z-E designations geometric isomers- optical isomerism (cf chirality)

H COOH

H COOH

HOOC H

H COOH

Z E

Oslash90

The requirement for geometric isomerism in alkenes is that each carbon atom involvedin the pi bond have two different groups attached to it such as H and Cl or CH3 and Cl

C CH

H

CH2CH3

CH3

C CH

H

CH2CH3

CH3is the same as

C CCH3

H

CH2CH3

CH3

C CH

CH3

CH2CH3

CH3

geometric isomers

If one of the carbons of the double bond has two identical groups such as two H atomsor two CH3 groups the geometric isomerism is not possible

Z E

Higher priority atoms or groups are on the same side of the pi bond Z bdquotogetherrdquo

Higher priority atoms or groups are on opposite sides of the pi bond E bdquoacrossrdquo

(Look at the single atoms directly attached to the double-bond carbon C and not entire-CH2CH2CH3 group)

Oslash91

Cahn-Ingold-Prelog szekvenciaszabaacutelyokalkeacutenekre vonatkozoacutean

Toumlmegszaacutem

C CT

D

H

DE

Rendszaacutem

C CF

Cl

Br

IZ

Z gt E

E

ZZ C C

C

C

H

NC

C

C

H3C

H3C

CH3

HCH3

H

C CH

NC

C

C

CH3

CH3

H

H

Br

Br

E

R

S

RgtS (DgtL)

92

C CH

H3C

CH

CH

CH3

CH3

CH2

Z ltC

HCH3

CH3

C

H

C

C

H

H

HHH

H

C C

H H

H

C

H

C (C)

o

o

o

H

H(C)oo

o

C CH

H3C

CH

CH

CH3

CH2 Br

CH2

E

C

HCH3

CH2Br

C

H

C

H

H

HCBrH

H

gtC C

H H

H

C

H

C (C)

o

o

o

H

H(C)oo

o

(CON) adott atom ismeacutetelt megjeleniacuteteacutese ---o fantomatom

1 2 3C CCCH CHHH C C(C)CH C(C)HH

1 2 3C CCCH BrCHH gt CHHH C C(C)CH C(C)HH 93

transzE

ciszZ

C CH H

C CH

H

transzZ

ciszE

C CBr H

C CH

Br

Oslash94

Konformaacutecioacutes izomeacuteriaUgyanaz a vaacutez konnektivitaacutes de elteacuterő teacuterbelielrendeződeacutes (valamilyen szimmetria-rendezőhoumlz valoacuteviszony)

Kovalens koumlteacutes elszakiacutetaacutesa eacutes uacutejrakeacutepződeacutese neacutelkuumllegymaacutesba alakiacutethatoacutek

Rotaacutecioacutes izomeacuteriaKuumlloumlnboumlző konformaacutecioacute (konformerek rotamerek)

Axiaacutelis kiralitaacutes R SHelikaacutelis kiralitaacutes P M

95

C CCH3H3C

HHHH

C CCH3

CH3 HH

HH

Konformaacutecioacutes diasztereomerek

C CH

CH3 HCH3

HH C C

H

CH3 CH3H

HH

Konformaacutecioacutes enantiomerek

P M

96

szinperiplanaacuteris szinklinaacutelis antiklinaacutelis antiperiplanaacuteris antiklinaacutelis szinklinaacutelis

pszeudorotaacutecioacute

axiaacutelis ekvatoriaacutelis

Konformerek

kiraacutelis kiraacutelisakiraacutelis akiraacutelis

97

C CCH3

CH3 HH

HHC C

CH3H3C

HHHH

Konfiguraacutecioacutes diasztereomerek

Konformaacutecioacutes diasztereomerek

C CH H

CH3H3CCC

HH3C

H CH3

98

- huacutezaacutes (stretch)

- hajliacutetaacutes (bend)

- csavaraacutes (torsion)

O OH

Hr 1r 2

r 2

O OH

H

α

OH

OH

τ (φ)

Oslash99

O OH

H

HOOH

OOH

HE

α30 kcalmol

Hajliacutetaacutes bend

Huacutezaacutes (nyuacutejtaacutes) stretch

disszociaacutecioacute

E

r

~ 90 ~ 50 kcalmol

HOO + H

HO + HO

Oslash100

H

H

H

O OH

H

1 kcalmol

~ 10kcalmol

(torzioacutes szoumlg)τ

Newman projekcioacute

H H

0o 60o 180o 300o 360o

OO

H

H

HHH HH

Oslash101

CH2 CH2Y ZY = Z = H

Y = Z = CH3

etaacuten

n-butaacuten

300o 360o240o180o120o60o0o

0o120o- 60o-180o-240o-300o-360o-

oacutera jaacuteraacutesaacuteval megegyező

oacutera jaacuteraacutesaacuteval ellenteacutetes

ZY

Z

Y

ZY

Z

Y

Z

Y

ZYZY

syn antisynperiplanar synklinal antiklinal antiperiplanar antiklinal synklinal

102

CCH

H H

HH

HH H

H

H

H H

CCH

H H

H

H HH H

HH

HH

0o 120o 240o 360o

12 M

m

M12 M M

mm

Θ

M = m

E(Θ)

minimum

Maximum

103

HHH H

CH3CH3

HHH H

CH3CH3

H

HH H

CH3

CH3

E

0deg dieacutederes szoumlg

E szabadentalpia-kuumlloumlnbseacuteg

58

29

07

(kcal)

H H

H3CH CH3

H

H H

H3CH H

CH3

H3C CH3

H HH

H

CH3HH H

CH3H

060deg 120deg 180deg 240deg 300deg 360deg

szinperiplanaacuteris szinklinaacutelis antiklinaacutelis antiperiplanaacuteris antiklinaacutelis szinklinaacutelis104

∆G0 = G01 - G0

2

K = e∆G0

RT

∆G = - RT ln K∆G = ∆H - T∆S

∆H = 074

∆S = 2 K = 19

gauche ndash anti araacuteny

minden gauche konformerre keacutet anti forma jut K= [a][g] Oslash105

0o

0o

60o

60o

120o

120o

180o

180o

240o

240o

300o

300o 360o

360o

RELA

T

IacuteV

ENERGIA

ANTI EFFEKTUS

GAUCHE EFFEKTUS

EXTREacuteMGAUCHE

EFFEKTUS

H

H H

H H

H

CH3

H H

H H

CH3

TORZIOacuteS SZOumlG

ZY

Z

YZ

Y

Z

Y

ZY

ZY ZY

F

H H

OH

repulsions

F

H H

H 106

attractiveinteractions

orbitalinteractions

antiperiplanarposition

Anti-effect

107

repulsions

F

H H

OH

repulsions

F

H H

H

Extrem gauche effect

108

C-F

C-H

C-F

C-HC-C C-C

Oslash109

CikloalkaacutenokGyűrűfeszuumlltseacuteg

Hipotetikus planaacuteris rendszerek

Baeyer vegyeacuterteacutekszoumlg-deformaacutecioacute (angulaacuterisgyűrű feszuumlleacutes)

Pitzer anti-aacutellaacuteshoz keacutepesti energiatoumlbblet (torzioacutes feszuumlleacutes)

van der Waals nemkoumltő atomok szterikus koumllcsoumlnhataacutesa

Nem planaacuteris vegyuumlletek

CC C

C

C

boriacuteteacutek

C C C

C

Ctwist

pszeudorotaacutecioacute

CC

C C

V-alakuacute

CCC

CCC

szeacutek110

3 4 5 6 7 8 9 10Gyűrűtagszaacutem

Gyűrű

feszuumlleacutes

kcalmol

hataacutereacuterteacutek

111

Cl

H

H

H

Cl

H

H

Cl

H

H

Cl

H

Cl

H

H

H

H

Cl

mezo SS RR

cisz transz

Ciklopropaacuten

C

C

HOOC

HOOC

H

HOH

OH

S

R

C

C

HOOC

HOOC

OH

HH

OHR

RC

C

COOH

COOH

HO

HH

HOS

S

intramolekulaacuteristuumlkoumlrsiacutek

diasztereomerek diasztereomerek

enantiomerek 112

Ea(a e)

∆Ea+∆E

∆E

Ea(a e)

Z

Hkb 5szeacutek

ZH

kb 95szeacutek

kb 2 kcal

csavartkaacuted

csavartkaacuted

kaacuted

ZH

feacutelszeacutekfeacutelszeacutek

ZH

Ciklohexaacuten

113

A 3-3 nemszomszeacutedos szeacutenatom aacuteltal definiaacutelt siacutekokra

merőleges koumlteacutesiraacutenyok axiaacutelis

A toumlbbi koumlteacutes e keacutet siacutek koumlzoumltt van ekvatoriaacutelis

Pszeudorotaacutecioacute a gyűrűs vegyuumlletek konformerjei

szoumlgfeszuumlltseacuteg neacutelkuumll alakulnak egymaacutesba

114

transz 12-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

cisz 12-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

Z

H

Z

H Z

HZ

Ha

eae

Z

HZ

H

Z

H

Z

H

a

e

ae

115

transz 13-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

cisz 13-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

Z

HZ

H

Z

H Z

H

a

e ae

Z

HZ

HZ

H

Z

H

a

e

ae

116

H

Z

Z

H

H

Z Z

Ha

ea

e

transz 14-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

Z

HZ

H

H

Z

Z

Ha

ea

e

cisz 14-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

117

Oslash118

8 CO2 + 8 H2O

- 12483 kcalmol - 12468 kcalmol

15 kcalmol

CH3

CH3H

H

+ 12 O2

cisz-12-dimetilciklohexaacuten

CH3

H

H

CH3

transz-12-dimetilciklohexaacuten

+ 12 O2

119

Diszubsztituaacutelt ciklohexaacutenokszerkezeti izomerjeinek konformaacutecioacutes viszonyai

Szerkezeti izomer Geometriai izomercisz transz

12

14

ae aa

ea ee

13aa ae

ee ea

120

Oslash121

BrNH2

Br

NH23a 2b

NH2

Br

Br

NH24a 1b

NH2

Br

Br

NH2

1b 4a

NH2

Br

NH2

Br2b 3a

NH2

Br

Br

NH23b 2a

Br

NH2

BrNH24b 1a

Konformaacutecioacutes Konformaacutecioacutes

BrNH2 Br

NH2

1a 4b

Br

NH2

BrNH2

2a 3b

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesenantiomerek

Konfiguraacutecioacutesenantiomerek

diasztereomerek diasztereomerek

12-helyzetben kuumlloumlnboumlző helyettesiacutetőket tartalmazoacute ciklohexaacuten szaacutermazeacutekokkonfiguraacutecioacutes eacutes konformaacutecioacutes viszonyai

Oslash122

H

H

H

HH

H

H

H

Dekalin

cisz transz

123

transz-transz-transzanellaacutecioacute

cisz-transz-transzanellaacutecioacute

DC

BA

DC

BA

H H

R

H

H H

H

H

H

R

H H

DCBA

R

H

H

H

H

H

H

DCBA

R

H

H

H

H

H

H

CH3

CH3

CH3

CH3

Oslash124

A kiralitaacutes kialakulaacutesa eacutes bioloacutegiai jelentőseacutege

Kiraacutelis vegyuumlletek

termeacuteszetes aminosavak (elsősorban L konfiguraacutecioacute)peptidek enzimektermeacuteszetes szeacutenhidraacutetok (elsősorban D konfiguraacutecioacute)gyoacutegyszerek

Az első kiraacutelis vegyuumllet kialakulaacutesa

az elemi reacuteszek gyenge koumllcsoumlnhataacutesaacutenakiraacutenyfuumlggeacuteseacutevel van kapcsolatban

autokataliacutezis

a termeacuteszet nem tuumlkoumlrszimmetrikus (a termeacuteszet homokiraacutelis)

Oslash125

Az optikai aktivitaacuteseredete szeacutenhidraacutetokkiralitaacutescentrumaacutenakkieacutepuumlleacutese a termeacuteszetben

Oslash126

Oslash127

• Slide Number 1
• Slide Number 2
• Slide Number 3
• Slide Number 4
• Slide Number 5
• Slide Number 6
• Slide Number 7
• Izomeacuteria
• Slide Number 9
• Slide Number 10
• Slide Number 11
• Slide Number 12
• Slide Number 13
• Slide Number 14
• Slide Number 15
• Slide Number 16
• Slide Number 17
• Slide Number 18
• Szerkezeti izomeacuteria
• Slide Number 20
• Slide Number 21
• Slide Number 22
• Slide Number 23
• Slide Number 24
• A tautomeacuteria tiacutepusai
• Slide Number 26
• Slide Number 27
• Slide Number 28
• Slide Number 29
• Slide Number 30
• Sztereoizomeacuteria
• Slide Number 32
• Slide Number 33
• Slide Number 34
• Slide Number 35
• Slide Number 36
• Slide Number 37
• Slide Number 38
• Slide Number 39
• Slide Number 40
• Slide Number 41
• Slide Number 42
• Slide Number 43
• Slide Number 44
• Slide Number 45
• Slide Number 46
• Slide Number 47
• Tovaacutebbi kiralitaacutes tiacutepusok
• Slide Number 49
• Slide Number 50
• Slide Number 51
• Slide Number 52
• Slide Number 53
• Slide Number 54
• Slide Number 55
• Slide Number 56
• Slide Number 57
• Toumlbb kiralitaacuteskoumlzpont
• Slide Number 59
• Slide Number 60
• Slide Number 61
• Slide Number 62
• Slide Number 63
• Slide Number 64
• Slide Number 65
• Slide Number 66
• Slide Number 67
• Slide Number 68
• Slide Number 69
• Slide Number 70
• Slide Number 71
• Slide Number 72
• Slide Number 73
• Slide Number 74
• Slide Number 75
• Konfiguraacutecioacutes izomeacuteria
• Slide Number 77
• Slide Number 78
• Slide Number 79
• Slide Number 80
• Slide Number 81
• Slide Number 82
• Slide Number 83
• Slide Number 84
• Slide Number 85
• Slide Number 86
• Slide Number 87
• Slide Number 88
• Slide Number 89
• Slide Number 90
• Slide Number 91
• Slide Number 92
• Slide Number 93
• Slide Number 94
• Slide Number 95
• Slide Number 96
• Slide Number 97
• Slide Number 98
• Slide Number 99
• Slide Number 100
• Slide Number 101
• Slide Number 102
• Slide Number 103
• Slide Number 104
• Slide Number 105
• Slide Number 106
• Slide Number 107
• Slide Number 108
• Slide Number 109
• Slide Number 110
• Slide Number 111
• Slide Number 112
• Slide Number 113
• Slide Number 114
• Slide Number 115
• Slide Number 116
• Slide Number 117
• Slide Number 118
• Slide Number 119
• Slide Number 120
• Slide Number 121
• Slide Number 122
• Slide Number 123
• Slide Number 124
• Slide Number 125
• Slide Number 126
• Slide Number 127

Oslash72

1 Atomic number2 Atomic mass3 Z gt E4 R gt S5 Spheres6 Single-bond equivalencies

Cahn-Ingold-Prelog nomenclature system

Sequence rules for order of priority

1 If the atoms in question are different the sequence order is by atomic number with theatom of highest atomic number receiving the highest priority

F lt Cl lt Br lt I

increasing priority

2 If two isotopes of the same element are present the isotope of higher mass receivesthe higher priority

H lt D

increasing priority73

5 If two atoms are identical the atomic numbers of the next atoms are used for priorityassignment If these atoms also have identical atoms attached to them priority isdetermined at the first point of difference along the chain The atom that has attached to itan atom of higher priority has the higher priority (Do not use the sums of the atomic numbersBut look for the single atom of highest priority)

74

6 Atoms attached by double or triple bond are given single-bond equivalencies so that theycan be treated like single-bonded groups in determining priority Each doubly bonded atom isduplicated (or triplicated for triple bonds)

R C

O

OH

Structure Equivalent for priority determination

R C

O

O

OH

C

R C N R C

N

N

NC

C

75

Konfiguraacutecioacutes izomeacuteriaUgyanaz a vaacutez konnektivitaacutes de elteacuterő teacuterbelielrendeződeacutes (valamilyen szimmetria-rendezőhoumlz valoacuteviszony)

Nem alakiacutethatoacutek egymaacutesba kovalens koumlteacutes elszakiacutetaacutesaeacutes uacutejrakeacutepződeacutese neacutelkuumll

optikai izomerek (optikai aktivitaacutes) R Sgeometriai izomerek cisz-transz E-Z

76

Konfiguraacutecioacutes diasztereomerekFizikai eacutes keacutemia tulajdonsaacutegaik elteacuternek

Konfiguraacutecioacutes enantiomerekFizikai eacutes keacutemiai tulajdonsaacutegaikazonosak kiveacutevebull azonos meacuterteacutekű de ellenteacutetesiraacutenyuacute optikai forgatoacutekeacutepesseacutegbull elteacuterő reaktivitaacutes maacutes kiraacutelis vegyuumlletekkel valoacute reakcioacuteban

C

C

Cl

Cl H

HC

C

H

Cl H

Cl

cisz-12-dikloacutereteacuten transz-12-dikloacutereteacuten

Br Cl

Cl BrF F

Cl Br

Br FF Cl

(R) (R) (S) (R)

CH

OHCH3CH2

CH3

CH

HOCH2CH3

CH3

CH

OHCH3CH2

CH3

CH

OHCH3

CH3CH2

180o-os forgataacutes

(R)-butaacuten-2-ol (S)-butaacuten-2-olfp 995 oC 995 oCd4

20 0808 0808nD

20 1397 1397[α]D

25 -1352o +1352o

(R)-butaacuten-2-ol (S)-butaacuten-2-ol

CH

OHCH3

CH3CH2

77

Elegykristaacutely

bullveacuteletlenszerűen tartalmazza mindkeacutet enantiomertbulla tiszta enantiomerek eacutes az enantiomer kevereacutekek tulajdonsaacutegai azonosak

Konglomeraacutetum

bullcsak az egyik vagy a maacutesik enantiomert tartalmazzabullaz enantiomerek mechanikusan is elkuumlloumlniacutethetők egymaacutestoacutel

Molekulavegyuumllet

bulla keacutet enantiomer a kristaacutelyban 11 araacutenyban fordul elő (raceacutem elegy)bulla raceacutem elegy eacutes az enantiomerek olvadaacutespontja kuumlloumlnboumlző

bullakiraacutelis koumlruumllmeacutenyek koumlzoumltt megegyező fizikai eacutes keacutemiai tulajdonsaacutegokbullkiraacutelis koumlruumllmeacutenyek koumlzoumltt elteacuterő (kiraacutelis molekulaacutek polarizaacutelt feacuteny)bullenantiomerek koumlzoumltti 3 fő koumllcsoumlnhataacutes

elegykristaacutely keacutepzeacuteskonglomeraacutetum keacutepzeacutesmolekulavegyuumllet keacutepzeacutes

Enantiomerek

78

Enantiomerek egyeacuteb kevereacutekeit az uacutegynevezett bdquoenantiomeric excessrdquo (ee) [enantiomerfelesleg] eacuterteacutekkel jellemezzuumlk (R) eacutes (S) a megfelelő enantiomerek mennyiseacutege a kevereacutekben

A komponensek mennyiseacutegeacutenek meghataacuterozaacutesaKiraacutelis oszlopkromatigraacutefia (enantiomerek elvaacutelasztaacutesa)NMR spektroszkoacutepia

ee =(R) - (S)(R) + (S) 100

Enantiomer felesleg

Az enantiomerfelesleg az aszimmetrikus szinteacutezis sikeresseacutegeacutenek egyikmeacuterőszaacutema Diasztereomerek kevereacuteke eseteacuten hasonloacute moacutedon definiaacuteljaacutek eacuteshasznaacuteljaacutek a diasztereomer felesleg eacutes a szaacutezaleacutekos diasztereomer feleslegfogalmaacutet

Egy 70 R eacutes 30 S izomert tartalmazoacute minta enantiomerfeleslege peacuteldaacuteul40 Ezt az anyagot uacutegy is tekinthetjuumlk mint 40 tiszta R izomer eacutes 60 raceacutemelegy (mely a teljes mennyiseacuteghez 30 R eacutes 30 S izomerrel jaacuterul hozzaacute)kevereacuteke 79

C

C

HOOC

HOOC

H

HOH

OH

S

R

C

C

HOOC

HOOC

OH

HH

OHR

RC

C

COOH

COOH

HO

HH

HOS

S

intramolekulaacuteristuumlkoumlrsiacutek

diasztereomerek diasztereomerek

enantiomerek

COOH

CH3H2NH

R

COOH

CH3 NH2H

S

enantiomerek

Enantiomerek eacutes diasztereomerek

80

C

NH2

COOHHH3C C

CH2SH

COOHH2NH

Ala Cys

Aacutebraacutezolja Fischer keacuteplettel az alaacutebbi perspektivikus keacuteplettel megadott aminosavakat

CH3

COOH

H2N H

CH2SH

COOH

H2N H

Ala Cys

S R

L L81

CNH2H

H3C

COOH

C

COOH

CH2SHH2NH

CCH3H

H2N

COOH

C

COOH

CH2SHHH2N

C

NH2

COOHHH3C

C

CH2SH

COOHH2NH

CH3

COOH

H2N H

CH2SH

COOH

H2N H

82

Enantiomerek eacutes mezo vegyuumlletek

Pszeudoaszimmetria

C

C

HOOC

HOOC

H

HOH

OH

S

R

C

C

HOOC

HOOC

OH

HH

OHR

RC

C

COOH

COOH

HO

HH

HOS

S

intramolekulaacuteristuumlkoumlrsiacutek

diasztereomerek diasztereomerek

enantiomerek

C

C

C

COOH

COOH

HO H

OHH

H OHR

R

C

C

C

COOH

COOH

H OH

HHO

HO HS

S

enantiomerek

optikailag aktiacutevak

C

C

C

COOH

COOH

H OH

OHH

H OHR

S

C

C

C

COOH

COOH

H OH

HHO

H OHR

S

optikailag inaktiacutevak

r s

83

COOH

COOH

COOHHOOC COOH

HOOC COOH

HOOC

mcisz transz transz

szerkezetiizomeacuteria

geometriaiizomeacuteria

optikai izomeacuteria

84

R

RHOH

akiraacutelisszeacutenatom

R

SHOH

rS

RHOH

s

RgtS r s

(S)

(S)

pszeudoaszimmetriaacutes szeacutenatom

akiraacutelis molekulamezo vegyuumllet

akiraacutelisC2 forgaacutesi szimmetriatengely

kiraacutelis

HOOC COOH

Br

m

HOOC COOH

m

HOOC

COOH

pro-pszeudoaszimmetriaacutes szeacutenatom

85

Kiraacutelis molekulaacutekon beluumll is sok esetben talaacutelhatoacute pszeudo-aszimmetriacentrum amennyiben a keacutet enantiomorf ligandum mellett tovaacutebbi aszimmetrikus ligandum is kapcsoloacutedik a centrumhoz (peacuteldaacuteul atropin eacutes szaacutermazeacutekai)

gytszptehuhudownloadindex16630

Oslash86

Mezo-forma a) mindig akiraacutelisb) mindig kell lennie kiraacutelis disztereomerjeacutenek is

gytszptehuhudownloadindex16630

C

C

HOOC

HOOC

H

HOH

OH

S

R

C

C

HOOC

HOOC

OH

HH

OHR

RC

C

COOH

COOH

HO

HH

HOS

S

intramolekulaacuteristuumlkoumlrsiacutek

diasztereomerek diasztereomerek

enantiomerek

Oslash87

gytszptehuhudownloadindex16630

A pszeudo-aszimmetriacentrumok konfiguraacutecioacutejaacuteban elteacuterő izomerekegymaacutessal diasztereoizomer viszonyban aacutellnak

rC

C

C

COOH

COOH

H OH

OHH

H OHR

S

sC

C

C

COOH

COOH

H OH

HHO

H OHR

S Oslash88

Geometriai izomeacuteria

kettős koumlteacutesű vegyuumlletekneacutelciklusos vegyuumlletekneacutel

C CH H

CH3H3CC C

H CH3

HH3C

Felteacutetel (olefinekneacutel) egy adott pilleacuteratomon nem lehet keacutet azonos helyettesiacutetőde adott kettőskoumlteacutes keacutet kuumlloumlnboumlző pilleacuteratomjaacuten lehet egy-egy azonos helyettesiacutető(de ezeknek sem kell szuumlkseacutegkeacuteppen azonosaknak lenniuumlk)

Alfa helyzetű szubsztituens Beacuteta helyzetű szubsztituens

Diasztereomerek

89

Configurational isomers

The particular arrangement of atoms (or goups) in space that is characteristic of a given streoisomer

The configurational isomers can not be transformed into each otherwithout breaking and making a covalent bond

- cis-trans Z-E designations geometric isomers- optical isomerism (cf chirality)

H COOH

H COOH

HOOC H

H COOH

Z E

Oslash90

The requirement for geometric isomerism in alkenes is that each carbon atom involvedin the pi bond have two different groups attached to it such as H and Cl or CH3 and Cl

C CH

H

CH2CH3

CH3

C CH

H

CH2CH3

CH3is the same as

C CCH3

H

CH2CH3

CH3

C CH

CH3

CH2CH3

CH3

geometric isomers

If one of the carbons of the double bond has two identical groups such as two H atomsor two CH3 groups the geometric isomerism is not possible

Z E

Higher priority atoms or groups are on the same side of the pi bond Z bdquotogetherrdquo

Higher priority atoms or groups are on opposite sides of the pi bond E bdquoacrossrdquo

(Look at the single atoms directly attached to the double-bond carbon C and not entire-CH2CH2CH3 group)

Oslash91

Cahn-Ingold-Prelog szekvenciaszabaacutelyokalkeacutenekre vonatkozoacutean

Toumlmegszaacutem

C CT

D

H

DE

Rendszaacutem

C CF

Cl

Br

IZ

Z gt E

E

ZZ C C

C

C

H

NC

C

C

H3C

H3C

CH3

HCH3

H

C CH

NC

C

C

CH3

CH3

H

H

Br

Br

E

R

S

RgtS (DgtL)

92

C CH

H3C

CH

CH

CH3

CH3

CH2

Z ltC

HCH3

CH3

C

H

C

C

H

H

HHH

H

C C

H H

H

C

H

C (C)

o

o

o

H

H(C)oo

o

C CH

H3C

CH

CH

CH3

CH2 Br

CH2

E

C

HCH3

CH2Br

C

H

C

H

H

HCBrH

H

gtC C

H H

H

C

H

C (C)

o

o

o

H

H(C)oo

o

(CON) adott atom ismeacutetelt megjeleniacuteteacutese ---o fantomatom

1 2 3C CCCH CHHH C C(C)CH C(C)HH

1 2 3C CCCH BrCHH gt CHHH C C(C)CH C(C)HH 93

transzE

ciszZ

C CH H

C CH

H

transzZ

ciszE

C CBr H

C CH

Br

Oslash94

Konformaacutecioacutes izomeacuteriaUgyanaz a vaacutez konnektivitaacutes de elteacuterő teacuterbelielrendeződeacutes (valamilyen szimmetria-rendezőhoumlz valoacuteviszony)

Kovalens koumlteacutes elszakiacutetaacutesa eacutes uacutejrakeacutepződeacutese neacutelkuumllegymaacutesba alakiacutethatoacutek

Rotaacutecioacutes izomeacuteriaKuumlloumlnboumlző konformaacutecioacute (konformerek rotamerek)

Axiaacutelis kiralitaacutes R SHelikaacutelis kiralitaacutes P M

95

C CCH3H3C

HHHH

C CCH3

CH3 HH

HH

Konformaacutecioacutes diasztereomerek

C CH

CH3 HCH3

HH C C

H

CH3 CH3H

HH

Konformaacutecioacutes enantiomerek

P M

96

szinperiplanaacuteris szinklinaacutelis antiklinaacutelis antiperiplanaacuteris antiklinaacutelis szinklinaacutelis

pszeudorotaacutecioacute

axiaacutelis ekvatoriaacutelis

Konformerek

kiraacutelis kiraacutelisakiraacutelis akiraacutelis

97

C CCH3

CH3 HH

HHC C

CH3H3C

HHHH

Konfiguraacutecioacutes diasztereomerek

Konformaacutecioacutes diasztereomerek

C CH H

CH3H3CCC

HH3C

H CH3

98

- huacutezaacutes (stretch)

- hajliacutetaacutes (bend)

- csavaraacutes (torsion)

O OH

Hr 1r 2

r 2

O OH

H

α

OH

OH

τ (φ)

Oslash99

O OH

H

HOOH

OOH

HE

α30 kcalmol

Hajliacutetaacutes bend

Huacutezaacutes (nyuacutejtaacutes) stretch

disszociaacutecioacute

E

r

~ 90 ~ 50 kcalmol

HOO + H

HO + HO

Oslash100

H

H

H

O OH

H

1 kcalmol

~ 10kcalmol

(torzioacutes szoumlg)τ

Newman projekcioacute

H H

0o 60o 180o 300o 360o

OO

H

H

HHH HH

Oslash101

CH2 CH2Y ZY = Z = H

Y = Z = CH3

etaacuten

n-butaacuten

300o 360o240o180o120o60o0o

0o120o- 60o-180o-240o-300o-360o-

oacutera jaacuteraacutesaacuteval megegyező

oacutera jaacuteraacutesaacuteval ellenteacutetes

ZY

Z

Y

ZY

Z

Y

Z

Y

ZYZY

syn antisynperiplanar synklinal antiklinal antiperiplanar antiklinal synklinal

102

CCH

H H

HH

HH H

H

H

H H

CCH

H H

H

H HH H

HH

HH

0o 120o 240o 360o

12 M

m

M12 M M

mm

Θ

M = m

E(Θ)

minimum

Maximum

103

HHH H

CH3CH3

HHH H

CH3CH3

H

HH H

CH3

CH3

E

0deg dieacutederes szoumlg

E szabadentalpia-kuumlloumlnbseacuteg

58

29

07

(kcal)

H H

H3CH CH3

H

H H

H3CH H

CH3

H3C CH3

H HH

H

CH3HH H

CH3H

060deg 120deg 180deg 240deg 300deg 360deg

szinperiplanaacuteris szinklinaacutelis antiklinaacutelis antiperiplanaacuteris antiklinaacutelis szinklinaacutelis104

∆G0 = G01 - G0

2

K = e∆G0

RT

∆G = - RT ln K∆G = ∆H - T∆S

∆H = 074

∆S = 2 K = 19

gauche ndash anti araacuteny

minden gauche konformerre keacutet anti forma jut K= [a][g] Oslash105

0o

0o

60o

60o

120o

120o

180o

180o

240o

240o

300o

300o 360o

360o

RELA

T

IacuteV

ENERGIA

ANTI EFFEKTUS

GAUCHE EFFEKTUS

EXTREacuteMGAUCHE

EFFEKTUS

H

H H

H H

H

CH3

H H

H H

CH3

TORZIOacuteS SZOumlG

ZY

Z

YZ

Y

Z

Y

ZY

ZY ZY

F

H H

OH

repulsions

F

H H

H 106

attractiveinteractions

orbitalinteractions

antiperiplanarposition

Anti-effect

107

repulsions

F

H H

OH

repulsions

F

H H

H

Extrem gauche effect

108

C-F

C-H

C-F

C-HC-C C-C

Oslash109

CikloalkaacutenokGyűrűfeszuumlltseacuteg

Hipotetikus planaacuteris rendszerek

Baeyer vegyeacuterteacutekszoumlg-deformaacutecioacute (angulaacuterisgyűrű feszuumlleacutes)

Pitzer anti-aacutellaacuteshoz keacutepesti energiatoumlbblet (torzioacutes feszuumlleacutes)

van der Waals nemkoumltő atomok szterikus koumllcsoumlnhataacutesa

Nem planaacuteris vegyuumlletek

CC C

C

C

boriacuteteacutek

C C C

C

Ctwist

pszeudorotaacutecioacute

CC

C C

V-alakuacute

CCC

CCC

szeacutek110

3 4 5 6 7 8 9 10Gyűrűtagszaacutem

Gyűrű

feszuumlleacutes

kcalmol

hataacutereacuterteacutek

111

Cl

H

H

H

Cl

H

H

Cl

H

H

Cl

H

Cl

H

H

H

H

Cl

mezo SS RR

cisz transz

Ciklopropaacuten

C

C

HOOC

HOOC

H

HOH

OH

S

R

C

C

HOOC

HOOC

OH

HH

OHR

RC

C

COOH

COOH

HO

HH

HOS

S

intramolekulaacuteristuumlkoumlrsiacutek

diasztereomerek diasztereomerek

enantiomerek 112

Ea(a e)

∆Ea+∆E

∆E

Ea(a e)

Z

Hkb 5szeacutek

ZH

kb 95szeacutek

kb 2 kcal

csavartkaacuted

csavartkaacuted

kaacuted

ZH

feacutelszeacutekfeacutelszeacutek

ZH

Ciklohexaacuten

113

A 3-3 nemszomszeacutedos szeacutenatom aacuteltal definiaacutelt siacutekokra

merőleges koumlteacutesiraacutenyok axiaacutelis

A toumlbbi koumlteacutes e keacutet siacutek koumlzoumltt van ekvatoriaacutelis

Pszeudorotaacutecioacute a gyűrűs vegyuumlletek konformerjei

szoumlgfeszuumlltseacuteg neacutelkuumll alakulnak egymaacutesba

114

transz 12-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

cisz 12-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

Z

H

Z

H Z

HZ

Ha

eae

Z

HZ

H

Z

H

Z

H

a

e

ae

115

transz 13-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

cisz 13-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

Z

HZ

H

Z

H Z

H

a

e ae

Z

HZ

HZ

H

Z

H

a

e

ae

116

H

Z

Z

H

H

Z Z

Ha

ea

e

transz 14-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

Z

HZ

H

H

Z

Z

Ha

ea

e

cisz 14-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

117

Oslash118

8 CO2 + 8 H2O

- 12483 kcalmol - 12468 kcalmol

15 kcalmol

CH3

CH3H

H

+ 12 O2

cisz-12-dimetilciklohexaacuten

CH3

H

H

CH3

transz-12-dimetilciklohexaacuten

+ 12 O2

119

Diszubsztituaacutelt ciklohexaacutenokszerkezeti izomerjeinek konformaacutecioacutes viszonyai

Szerkezeti izomer Geometriai izomercisz transz

12

14

ae aa

ea ee

13aa ae

ee ea

120

Oslash121

BrNH2

Br

NH23a 2b

NH2

Br

Br

NH24a 1b

NH2

Br

Br

NH2

1b 4a

NH2

Br

NH2

Br2b 3a

NH2

Br

Br

NH23b 2a

Br

NH2

BrNH24b 1a

Konformaacutecioacutes Konformaacutecioacutes

BrNH2 Br

NH2

1a 4b

Br

NH2

BrNH2

2a 3b

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesenantiomerek

Konfiguraacutecioacutesenantiomerek

diasztereomerek diasztereomerek

12-helyzetben kuumlloumlnboumlző helyettesiacutetőket tartalmazoacute ciklohexaacuten szaacutermazeacutekokkonfiguraacutecioacutes eacutes konformaacutecioacutes viszonyai

Oslash122

H

H

H

HH

H

H

H

Dekalin

cisz transz

123

transz-transz-transzanellaacutecioacute

cisz-transz-transzanellaacutecioacute

DC

BA

DC

BA

H H

R

H

H H

H

H

H

R

H H

DCBA

R

H

H

H

H

H

H

DCBA

R

H

H

H

H

H

H

CH3

CH3

CH3

CH3

Oslash124

A kiralitaacutes kialakulaacutesa eacutes bioloacutegiai jelentőseacutege

Kiraacutelis vegyuumlletek

termeacuteszetes aminosavak (elsősorban L konfiguraacutecioacute)peptidek enzimektermeacuteszetes szeacutenhidraacutetok (elsősorban D konfiguraacutecioacute)gyoacutegyszerek

Az első kiraacutelis vegyuumllet kialakulaacutesa

az elemi reacuteszek gyenge koumllcsoumlnhataacutesaacutenakiraacutenyfuumlggeacuteseacutevel van kapcsolatban

autokataliacutezis

a termeacuteszet nem tuumlkoumlrszimmetrikus (a termeacuteszet homokiraacutelis)

Oslash125

Az optikai aktivitaacuteseredete szeacutenhidraacutetokkiralitaacutescentrumaacutenakkieacutepuumlleacutese a termeacuteszetben

Oslash126

Oslash127

• Slide Number 1
• Slide Number 2
• Slide Number 3
• Slide Number 4
• Slide Number 5
• Slide Number 6
• Slide Number 7
• Izomeacuteria
• Slide Number 9
• Slide Number 10
• Slide Number 11
• Slide Number 12
• Slide Number 13
• Slide Number 14
• Slide Number 15
• Slide Number 16
• Slide Number 17
• Slide Number 18
• Szerkezeti izomeacuteria
• Slide Number 20
• Slide Number 21
• Slide Number 22
• Slide Number 23
• Slide Number 24
• A tautomeacuteria tiacutepusai
• Slide Number 26
• Slide Number 27
• Slide Number 28
• Slide Number 29
• Slide Number 30
• Sztereoizomeacuteria
• Slide Number 32
• Slide Number 33
• Slide Number 34
• Slide Number 35
• Slide Number 36
• Slide Number 37
• Slide Number 38
• Slide Number 39
• Slide Number 40
• Slide Number 41
• Slide Number 42
• Slide Number 43
• Slide Number 44
• Slide Number 45
• Slide Number 46
• Slide Number 47
• Tovaacutebbi kiralitaacutes tiacutepusok
• Slide Number 49
• Slide Number 50
• Slide Number 51
• Slide Number 52
• Slide Number 53
• Slide Number 54
• Slide Number 55
• Slide Number 56
• Slide Number 57
• Toumlbb kiralitaacuteskoumlzpont
• Slide Number 59
• Slide Number 60
• Slide Number 61
• Slide Number 62
• Slide Number 63
• Slide Number 64
• Slide Number 65
• Slide Number 66
• Slide Number 67
• Slide Number 68
• Slide Number 69
• Slide Number 70
• Slide Number 71
• Slide Number 72
• Slide Number 73
• Slide Number 74
• Slide Number 75
• Konfiguraacutecioacutes izomeacuteria
• Slide Number 77
• Slide Number 78
• Slide Number 79
• Slide Number 80
• Slide Number 81
• Slide Number 82
• Slide Number 83
• Slide Number 84
• Slide Number 85
• Slide Number 86
• Slide Number 87
• Slide Number 88
• Slide Number 89
• Slide Number 90
• Slide Number 91
• Slide Number 92
• Slide Number 93
• Slide Number 94
• Slide Number 95
• Slide Number 96
• Slide Number 97
• Slide Number 98
• Slide Number 99
• Slide Number 100
• Slide Number 101
• Slide Number 102
• Slide Number 103
• Slide Number 104
• Slide Number 105
• Slide Number 106
• Slide Number 107
• Slide Number 108
• Slide Number 109
• Slide Number 110
• Slide Number 111
• Slide Number 112
• Slide Number 113
• Slide Number 114
• Slide Number 115
• Slide Number 116
• Slide Number 117
• Slide Number 118
• Slide Number 119
• Slide Number 120
• Slide Number 121
• Slide Number 122
• Slide Number 123
• Slide Number 124
• Slide Number 125
• Slide Number 126
• Slide Number 127

1 Atomic number2 Atomic mass3 Z gt E4 R gt S5 Spheres6 Single-bond equivalencies

Cahn-Ingold-Prelog nomenclature system

Sequence rules for order of priority

1 If the atoms in question are different the sequence order is by atomic number with theatom of highest atomic number receiving the highest priority

F lt Cl lt Br lt I

increasing priority

2 If two isotopes of the same element are present the isotope of higher mass receivesthe higher priority

H lt D

increasing priority73

5 If two atoms are identical the atomic numbers of the next atoms are used for priorityassignment If these atoms also have identical atoms attached to them priority isdetermined at the first point of difference along the chain The atom that has attached to itan atom of higher priority has the higher priority (Do not use the sums of the atomic numbersBut look for the single atom of highest priority)

74

6 Atoms attached by double or triple bond are given single-bond equivalencies so that theycan be treated like single-bonded groups in determining priority Each doubly bonded atom isduplicated (or triplicated for triple bonds)

R C

O

OH

Structure Equivalent for priority determination

R C

O

O

OH

C

R C N R C

N

N

NC

C

75

Konfiguraacutecioacutes izomeacuteriaUgyanaz a vaacutez konnektivitaacutes de elteacuterő teacuterbelielrendeződeacutes (valamilyen szimmetria-rendezőhoumlz valoacuteviszony)

Nem alakiacutethatoacutek egymaacutesba kovalens koumlteacutes elszakiacutetaacutesaeacutes uacutejrakeacutepződeacutese neacutelkuumll

optikai izomerek (optikai aktivitaacutes) R Sgeometriai izomerek cisz-transz E-Z

76

Konfiguraacutecioacutes diasztereomerekFizikai eacutes keacutemia tulajdonsaacutegaik elteacuternek

Konfiguraacutecioacutes enantiomerekFizikai eacutes keacutemiai tulajdonsaacutegaikazonosak kiveacutevebull azonos meacuterteacutekű de ellenteacutetesiraacutenyuacute optikai forgatoacutekeacutepesseacutegbull elteacuterő reaktivitaacutes maacutes kiraacutelis vegyuumlletekkel valoacute reakcioacuteban

C

C

Cl

Cl H

HC

C

H

Cl H

Cl

cisz-12-dikloacutereteacuten transz-12-dikloacutereteacuten

Br Cl

Cl BrF F

Cl Br

Br FF Cl

(R) (R) (S) (R)

CH

OHCH3CH2

CH3

CH

HOCH2CH3

CH3

CH

OHCH3CH2

CH3

CH

OHCH3

CH3CH2

180o-os forgataacutes

(R)-butaacuten-2-ol (S)-butaacuten-2-olfp 995 oC 995 oCd4

20 0808 0808nD

20 1397 1397[α]D

25 -1352o +1352o

(R)-butaacuten-2-ol (S)-butaacuten-2-ol

CH

OHCH3

CH3CH2

77

Elegykristaacutely

bullveacuteletlenszerűen tartalmazza mindkeacutet enantiomertbulla tiszta enantiomerek eacutes az enantiomer kevereacutekek tulajdonsaacutegai azonosak

Konglomeraacutetum

bullcsak az egyik vagy a maacutesik enantiomert tartalmazzabullaz enantiomerek mechanikusan is elkuumlloumlniacutethetők egymaacutestoacutel

Molekulavegyuumllet

bulla keacutet enantiomer a kristaacutelyban 11 araacutenyban fordul elő (raceacutem elegy)bulla raceacutem elegy eacutes az enantiomerek olvadaacutespontja kuumlloumlnboumlző

bullakiraacutelis koumlruumllmeacutenyek koumlzoumltt megegyező fizikai eacutes keacutemiai tulajdonsaacutegokbullkiraacutelis koumlruumllmeacutenyek koumlzoumltt elteacuterő (kiraacutelis molekulaacutek polarizaacutelt feacuteny)bullenantiomerek koumlzoumltti 3 fő koumllcsoumlnhataacutes

elegykristaacutely keacutepzeacuteskonglomeraacutetum keacutepzeacutesmolekulavegyuumllet keacutepzeacutes

Enantiomerek

78

Enantiomerek egyeacuteb kevereacutekeit az uacutegynevezett bdquoenantiomeric excessrdquo (ee) [enantiomerfelesleg] eacuterteacutekkel jellemezzuumlk (R) eacutes (S) a megfelelő enantiomerek mennyiseacutege a kevereacutekben

A komponensek mennyiseacutegeacutenek meghataacuterozaacutesaKiraacutelis oszlopkromatigraacutefia (enantiomerek elvaacutelasztaacutesa)NMR spektroszkoacutepia

ee =(R) - (S)(R) + (S) 100

Enantiomer felesleg

Az enantiomerfelesleg az aszimmetrikus szinteacutezis sikeresseacutegeacutenek egyikmeacuterőszaacutema Diasztereomerek kevereacuteke eseteacuten hasonloacute moacutedon definiaacuteljaacutek eacuteshasznaacuteljaacutek a diasztereomer felesleg eacutes a szaacutezaleacutekos diasztereomer feleslegfogalmaacutet

Egy 70 R eacutes 30 S izomert tartalmazoacute minta enantiomerfeleslege peacuteldaacuteul40 Ezt az anyagot uacutegy is tekinthetjuumlk mint 40 tiszta R izomer eacutes 60 raceacutemelegy (mely a teljes mennyiseacuteghez 30 R eacutes 30 S izomerrel jaacuterul hozzaacute)kevereacuteke 79

C

C

HOOC

HOOC

H

HOH

OH

S

R

C

C

HOOC

HOOC

OH

HH

OHR

RC

C

COOH

COOH

HO

HH

HOS

S

intramolekulaacuteristuumlkoumlrsiacutek

diasztereomerek diasztereomerek

enantiomerek

COOH

CH3H2NH

R

COOH

CH3 NH2H

S

enantiomerek

Enantiomerek eacutes diasztereomerek

80

C

NH2

COOHHH3C C

CH2SH

COOHH2NH

Ala Cys

Aacutebraacutezolja Fischer keacuteplettel az alaacutebbi perspektivikus keacuteplettel megadott aminosavakat

CH3

COOH

H2N H

CH2SH

COOH

H2N H

Ala Cys

S R

L L81

CNH2H

H3C

COOH

C

COOH

CH2SHH2NH

CCH3H

H2N

COOH

C

COOH

CH2SHHH2N

C

NH2

COOHHH3C

C

CH2SH

COOHH2NH

CH3

COOH

H2N H

CH2SH

COOH

H2N H

82

Enantiomerek eacutes mezo vegyuumlletek

Pszeudoaszimmetria

C

C

HOOC

HOOC

H

HOH

OH

S

R

C

C

HOOC

HOOC

OH

HH

OHR

RC

C

COOH

COOH

HO

HH

HOS

S

intramolekulaacuteristuumlkoumlrsiacutek

diasztereomerek diasztereomerek

enantiomerek

C

C

C

COOH

COOH

HO H

OHH

H OHR

R

C

C

C

COOH

COOH

H OH

HHO

HO HS

S

enantiomerek

optikailag aktiacutevak

C

C

C

COOH

COOH

H OH

OHH

H OHR

S

C

C

C

COOH

COOH

H OH

HHO

H OHR

S

optikailag inaktiacutevak

r s

83

COOH

COOH

COOHHOOC COOH

HOOC COOH

HOOC

mcisz transz transz

szerkezetiizomeacuteria

geometriaiizomeacuteria

optikai izomeacuteria

84

R

RHOH

akiraacutelisszeacutenatom

R

SHOH

rS

RHOH

s

RgtS r s

(S)

(S)

pszeudoaszimmetriaacutes szeacutenatom

akiraacutelis molekulamezo vegyuumllet

akiraacutelisC2 forgaacutesi szimmetriatengely

kiraacutelis

HOOC COOH

Br

m

HOOC COOH

m

HOOC

COOH

pro-pszeudoaszimmetriaacutes szeacutenatom

85

Kiraacutelis molekulaacutekon beluumll is sok esetben talaacutelhatoacute pszeudo-aszimmetriacentrum amennyiben a keacutet enantiomorf ligandum mellett tovaacutebbi aszimmetrikus ligandum is kapcsoloacutedik a centrumhoz (peacuteldaacuteul atropin eacutes szaacutermazeacutekai)

gytszptehuhudownloadindex16630

Oslash86

Mezo-forma a) mindig akiraacutelisb) mindig kell lennie kiraacutelis disztereomerjeacutenek is

gytszptehuhudownloadindex16630

C

C

HOOC

HOOC

H

HOH

OH

S

R

C

C

HOOC

HOOC

OH

HH

OHR

RC

C

COOH

COOH

HO

HH

HOS

S

intramolekulaacuteristuumlkoumlrsiacutek

diasztereomerek diasztereomerek

enantiomerek

Oslash87

gytszptehuhudownloadindex16630

A pszeudo-aszimmetriacentrumok konfiguraacutecioacutejaacuteban elteacuterő izomerekegymaacutessal diasztereoizomer viszonyban aacutellnak

rC

C

C

COOH

COOH

H OH

OHH

H OHR

S

sC

C

C

COOH

COOH

H OH

HHO

H OHR

S Oslash88

Geometriai izomeacuteria

kettős koumlteacutesű vegyuumlletekneacutelciklusos vegyuumlletekneacutel

C CH H

CH3H3CC C

H CH3

HH3C

Felteacutetel (olefinekneacutel) egy adott pilleacuteratomon nem lehet keacutet azonos helyettesiacutetőde adott kettőskoumlteacutes keacutet kuumlloumlnboumlző pilleacuteratomjaacuten lehet egy-egy azonos helyettesiacutető(de ezeknek sem kell szuumlkseacutegkeacuteppen azonosaknak lenniuumlk)

Alfa helyzetű szubsztituens Beacuteta helyzetű szubsztituens

Diasztereomerek

89

Configurational isomers

The particular arrangement of atoms (or goups) in space that is characteristic of a given streoisomer

The configurational isomers can not be transformed into each otherwithout breaking and making a covalent bond

- cis-trans Z-E designations geometric isomers- optical isomerism (cf chirality)

H COOH

H COOH

HOOC H

H COOH

Z E

Oslash90

The requirement for geometric isomerism in alkenes is that each carbon atom involvedin the pi bond have two different groups attached to it such as H and Cl or CH3 and Cl

C CH

H

CH2CH3

CH3

C CH

H

CH2CH3

CH3is the same as

C CCH3

H

CH2CH3

CH3

C CH

CH3

CH2CH3

CH3

geometric isomers

If one of the carbons of the double bond has two identical groups such as two H atomsor two CH3 groups the geometric isomerism is not possible

Z E

Higher priority atoms or groups are on the same side of the pi bond Z bdquotogetherrdquo

Higher priority atoms or groups are on opposite sides of the pi bond E bdquoacrossrdquo

(Look at the single atoms directly attached to the double-bond carbon C and not entire-CH2CH2CH3 group)

Oslash91

Cahn-Ingold-Prelog szekvenciaszabaacutelyokalkeacutenekre vonatkozoacutean

Toumlmegszaacutem

C CT

D

H

DE

Rendszaacutem

C CF

Cl

Br

IZ

Z gt E

E

ZZ C C

C

C

H

NC

C

C

H3C

H3C

CH3

HCH3

H

C CH

NC

C

C

CH3

CH3

H

H

Br

Br

E

R

S

RgtS (DgtL)

92

C CH

H3C

CH

CH

CH3

CH3

CH2

Z ltC

HCH3

CH3

C

H

C

C

H

H

HHH

H

C C

H H

H

C

H

C (C)

o

o

o

H

H(C)oo

o

C CH

H3C

CH

CH

CH3

CH2 Br

CH2

E

C

HCH3

CH2Br

C

H

C

H

H

HCBrH

H

gtC C

H H

H

C

H

C (C)

o

o

o

H

H(C)oo

o

(CON) adott atom ismeacutetelt megjeleniacuteteacutese ---o fantomatom

1 2 3C CCCH CHHH C C(C)CH C(C)HH

1 2 3C CCCH BrCHH gt CHHH C C(C)CH C(C)HH 93

transzE

ciszZ

C CH H

C CH

H

transzZ

ciszE

C CBr H

C CH

Br

Oslash94

Konformaacutecioacutes izomeacuteriaUgyanaz a vaacutez konnektivitaacutes de elteacuterő teacuterbelielrendeződeacutes (valamilyen szimmetria-rendezőhoumlz valoacuteviszony)

Kovalens koumlteacutes elszakiacutetaacutesa eacutes uacutejrakeacutepződeacutese neacutelkuumllegymaacutesba alakiacutethatoacutek

Rotaacutecioacutes izomeacuteriaKuumlloumlnboumlző konformaacutecioacute (konformerek rotamerek)

Axiaacutelis kiralitaacutes R SHelikaacutelis kiralitaacutes P M

95

C CCH3H3C

HHHH

C CCH3

CH3 HH

HH

Konformaacutecioacutes diasztereomerek

C CH

CH3 HCH3

HH C C

H

CH3 CH3H

HH

Konformaacutecioacutes enantiomerek

P M

96

szinperiplanaacuteris szinklinaacutelis antiklinaacutelis antiperiplanaacuteris antiklinaacutelis szinklinaacutelis

pszeudorotaacutecioacute

axiaacutelis ekvatoriaacutelis

Konformerek

kiraacutelis kiraacutelisakiraacutelis akiraacutelis

97

C CCH3

CH3 HH

HHC C

CH3H3C

HHHH

Konfiguraacutecioacutes diasztereomerek

Konformaacutecioacutes diasztereomerek

C CH H

CH3H3CCC

HH3C

H CH3

98

- huacutezaacutes (stretch)

- hajliacutetaacutes (bend)

- csavaraacutes (torsion)

O OH

Hr 1r 2

r 2

O OH

H

α

OH

OH

τ (φ)

Oslash99

O OH

H

HOOH

OOH

HE

α30 kcalmol

Hajliacutetaacutes bend

Huacutezaacutes (nyuacutejtaacutes) stretch

disszociaacutecioacute

E

r

~ 90 ~ 50 kcalmol

HOO + H

HO + HO

Oslash100

H

H

H

O OH

H

1 kcalmol

~ 10kcalmol

(torzioacutes szoumlg)τ

Newman projekcioacute

H H

0o 60o 180o 300o 360o

OO

H

H

HHH HH

Oslash101

CH2 CH2Y ZY = Z = H

Y = Z = CH3

etaacuten

n-butaacuten

300o 360o240o180o120o60o0o

0o120o- 60o-180o-240o-300o-360o-

oacutera jaacuteraacutesaacuteval megegyező

oacutera jaacuteraacutesaacuteval ellenteacutetes

ZY

Z

Y

ZY

Z

Y

Z

Y

ZYZY

syn antisynperiplanar synklinal antiklinal antiperiplanar antiklinal synklinal

102

CCH

H H

HH

HH H

H

H

H H

CCH

H H

H

H HH H

HH

HH

0o 120o 240o 360o

12 M

m

M12 M M

mm

Θ

M = m

E(Θ)

minimum

Maximum

103

HHH H

CH3CH3

HHH H

CH3CH3

H

HH H

CH3

CH3

E

0deg dieacutederes szoumlg

E szabadentalpia-kuumlloumlnbseacuteg

58

29

07

(kcal)

H H

H3CH CH3

H

H H

H3CH H

CH3

H3C CH3

H HH

H

CH3HH H

CH3H

060deg 120deg 180deg 240deg 300deg 360deg

szinperiplanaacuteris szinklinaacutelis antiklinaacutelis antiperiplanaacuteris antiklinaacutelis szinklinaacutelis104

∆G0 = G01 - G0

2

K = e∆G0

RT

∆G = - RT ln K∆G = ∆H - T∆S

∆H = 074

∆S = 2 K = 19

gauche ndash anti araacuteny

minden gauche konformerre keacutet anti forma jut K= [a][g] Oslash105

0o

0o

60o

60o

120o

120o

180o

180o

240o

240o

300o

300o 360o

360o

RELA

T

IacuteV

ENERGIA

ANTI EFFEKTUS

GAUCHE EFFEKTUS

EXTREacuteMGAUCHE

EFFEKTUS

H

H H

H H

H

CH3

H H

H H

CH3

TORZIOacuteS SZOumlG

ZY

Z

YZ

Y

Z

Y

ZY

ZY ZY

F

H H

OH

repulsions

F

H H

H 106

attractiveinteractions

orbitalinteractions

antiperiplanarposition

Anti-effect

107

repulsions

F

H H

OH

repulsions

F

H H

H

Extrem gauche effect

108

C-F

C-H

C-F

C-HC-C C-C

Oslash109

CikloalkaacutenokGyűrűfeszuumlltseacuteg

Hipotetikus planaacuteris rendszerek

Baeyer vegyeacuterteacutekszoumlg-deformaacutecioacute (angulaacuterisgyűrű feszuumlleacutes)

Pitzer anti-aacutellaacuteshoz keacutepesti energiatoumlbblet (torzioacutes feszuumlleacutes)

van der Waals nemkoumltő atomok szterikus koumllcsoumlnhataacutesa

Nem planaacuteris vegyuumlletek

CC C

C

C

boriacuteteacutek

C C C

C

Ctwist

pszeudorotaacutecioacute

CC

C C

V-alakuacute

CCC

CCC

szeacutek110

3 4 5 6 7 8 9 10Gyűrűtagszaacutem

Gyűrű

feszuumlleacutes

kcalmol

hataacutereacuterteacutek

111

Cl

H

H

H

Cl

H

H

Cl

H

H

Cl

H

Cl

H

H

H

H

Cl

mezo SS RR

cisz transz

Ciklopropaacuten

C

C

HOOC

HOOC

H

HOH

OH

S

R

C

C

HOOC

HOOC

OH

HH

OHR

RC

C

COOH

COOH

HO

HH

HOS

S

intramolekulaacuteristuumlkoumlrsiacutek

diasztereomerek diasztereomerek

enantiomerek 112

Ea(a e)

∆Ea+∆E

∆E

Ea(a e)

Z

Hkb 5szeacutek

ZH

kb 95szeacutek

kb 2 kcal

csavartkaacuted

csavartkaacuted

kaacuted

ZH

feacutelszeacutekfeacutelszeacutek

ZH

Ciklohexaacuten

113

A 3-3 nemszomszeacutedos szeacutenatom aacuteltal definiaacutelt siacutekokra

merőleges koumlteacutesiraacutenyok axiaacutelis

A toumlbbi koumlteacutes e keacutet siacutek koumlzoumltt van ekvatoriaacutelis

Pszeudorotaacutecioacute a gyűrűs vegyuumlletek konformerjei

szoumlgfeszuumlltseacuteg neacutelkuumll alakulnak egymaacutesba

114

transz 12-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

cisz 12-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

Z

H

Z

H Z

HZ

Ha

eae

Z

HZ

H

Z

H

Z

H

a

e

ae

115

transz 13-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

cisz 13-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

Z

HZ

H

Z

H Z

H

a

e ae

Z

HZ

HZ

H

Z

H

a

e

ae

116

H

Z

Z

H

H

Z Z

Ha

ea

e

transz 14-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

Z

HZ

H

H

Z

Z

Ha

ea

e

cisz 14-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

117

Oslash118

8 CO2 + 8 H2O

- 12483 kcalmol - 12468 kcalmol

15 kcalmol

CH3

CH3H

H

+ 12 O2

cisz-12-dimetilciklohexaacuten

CH3

H

H

CH3

transz-12-dimetilciklohexaacuten

+ 12 O2

119

Diszubsztituaacutelt ciklohexaacutenokszerkezeti izomerjeinek konformaacutecioacutes viszonyai

Szerkezeti izomer Geometriai izomercisz transz

12

14

ae aa

ea ee

13aa ae

ee ea

120

Oslash121

BrNH2

Br

NH23a 2b

NH2

Br

Br

NH24a 1b

NH2

Br

Br

NH2

1b 4a

NH2

Br

NH2

Br2b 3a

NH2

Br

Br

NH23b 2a

Br

NH2

BrNH24b 1a

Konformaacutecioacutes Konformaacutecioacutes

BrNH2 Br

NH2

1a 4b

Br

NH2

BrNH2

2a 3b

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesenantiomerek

Konfiguraacutecioacutesenantiomerek

diasztereomerek diasztereomerek

12-helyzetben kuumlloumlnboumlző helyettesiacutetőket tartalmazoacute ciklohexaacuten szaacutermazeacutekokkonfiguraacutecioacutes eacutes konformaacutecioacutes viszonyai

Oslash122

H

H

H

HH

H

H

H

Dekalin

cisz transz

123

transz-transz-transzanellaacutecioacute

cisz-transz-transzanellaacutecioacute

DC

BA

DC

BA

H H

R

H

H H

H

H

H

R

H H

DCBA

R

H

H

H

H

H

H

DCBA

R

H

H

H

H

H

H

CH3

CH3

CH3

CH3

Oslash124

A kiralitaacutes kialakulaacutesa eacutes bioloacutegiai jelentőseacutege

Kiraacutelis vegyuumlletek

termeacuteszetes aminosavak (elsősorban L konfiguraacutecioacute)peptidek enzimektermeacuteszetes szeacutenhidraacutetok (elsősorban D konfiguraacutecioacute)gyoacutegyszerek

Az első kiraacutelis vegyuumllet kialakulaacutesa

az elemi reacuteszek gyenge koumllcsoumlnhataacutesaacutenakiraacutenyfuumlggeacuteseacutevel van kapcsolatban

autokataliacutezis

a termeacuteszet nem tuumlkoumlrszimmetrikus (a termeacuteszet homokiraacutelis)

Oslash125

Az optikai aktivitaacuteseredete szeacutenhidraacutetokkiralitaacutescentrumaacutenakkieacutepuumlleacutese a termeacuteszetben

Oslash126

Oslash127

• Slide Number 1
• Slide Number 2
• Slide Number 3
• Slide Number 4
• Slide Number 5
• Slide Number 6
• Slide Number 7
• Izomeacuteria
• Slide Number 9
• Slide Number 10
• Slide Number 11
• Slide Number 12
• Slide Number 13
• Slide Number 14
• Slide Number 15
• Slide Number 16
• Slide Number 17
• Slide Number 18
• Szerkezeti izomeacuteria
• Slide Number 20
• Slide Number 21
• Slide Number 22
• Slide Number 23
• Slide Number 24
• A tautomeacuteria tiacutepusai
• Slide Number 26
• Slide Number 27
• Slide Number 28
• Slide Number 29
• Slide Number 30
• Sztereoizomeacuteria
• Slide Number 32
• Slide Number 33
• Slide Number 34
• Slide Number 35
• Slide Number 36
• Slide Number 37
• Slide Number 38
• Slide Number 39
• Slide Number 40
• Slide Number 41
• Slide Number 42
• Slide Number 43
• Slide Number 44
• Slide Number 45
• Slide Number 46
• Slide Number 47
• Tovaacutebbi kiralitaacutes tiacutepusok
• Slide Number 49
• Slide Number 50
• Slide Number 51
• Slide Number 52
• Slide Number 53
• Slide Number 54
• Slide Number 55
• Slide Number 56
• Slide Number 57
• Toumlbb kiralitaacuteskoumlzpont
• Slide Number 59
• Slide Number 60
• Slide Number 61
• Slide Number 62
• Slide Number 63
• Slide Number 64
• Slide Number 65
• Slide Number 66
• Slide Number 67
• Slide Number 68
• Slide Number 69
• Slide Number 70
• Slide Number 71
• Slide Number 72
• Slide Number 73
• Slide Number 74
• Slide Number 75
• Konfiguraacutecioacutes izomeacuteria
• Slide Number 77
• Slide Number 78
• Slide Number 79
• Slide Number 80
• Slide Number 81
• Slide Number 82
• Slide Number 83
• Slide Number 84
• Slide Number 85
• Slide Number 86
• Slide Number 87
• Slide Number 88
• Slide Number 89
• Slide Number 90
• Slide Number 91
• Slide Number 92
• Slide Number 93
• Slide Number 94
• Slide Number 95
• Slide Number 96
• Slide Number 97
• Slide Number 98
• Slide Number 99
• Slide Number 100
• Slide Number 101
• Slide Number 102
• Slide Number 103
• Slide Number 104
• Slide Number 105
• Slide Number 106
• Slide Number 107
• Slide Number 108
• Slide Number 109
• Slide Number 110
• Slide Number 111
• Slide Number 112
• Slide Number 113
• Slide Number 114
• Slide Number 115
• Slide Number 116
• Slide Number 117
• Slide Number 118
• Slide Number 119
• Slide Number 120
• Slide Number 121
• Slide Number 122
• Slide Number 123
• Slide Number 124
• Slide Number 125
• Slide Number 126
• Slide Number 127

5 If two atoms are identical the atomic numbers of the next atoms are used for priorityassignment If these atoms also have identical atoms attached to them priority isdetermined at the first point of difference along the chain The atom that has attached to itan atom of higher priority has the higher priority (Do not use the sums of the atomic numbersBut look for the single atom of highest priority)

74

6 Atoms attached by double or triple bond are given single-bond equivalencies so that theycan be treated like single-bonded groups in determining priority Each doubly bonded atom isduplicated (or triplicated for triple bonds)

R C

O

OH

Structure Equivalent for priority determination

R C

O

O

OH

C

R C N R C

N

N

NC

C

75

Konfiguraacutecioacutes izomeacuteriaUgyanaz a vaacutez konnektivitaacutes de elteacuterő teacuterbelielrendeződeacutes (valamilyen szimmetria-rendezőhoumlz valoacuteviszony)

Nem alakiacutethatoacutek egymaacutesba kovalens koumlteacutes elszakiacutetaacutesaeacutes uacutejrakeacutepződeacutese neacutelkuumll

optikai izomerek (optikai aktivitaacutes) R Sgeometriai izomerek cisz-transz E-Z

76

Konfiguraacutecioacutes diasztereomerekFizikai eacutes keacutemia tulajdonsaacutegaik elteacuternek

Konfiguraacutecioacutes enantiomerekFizikai eacutes keacutemiai tulajdonsaacutegaikazonosak kiveacutevebull azonos meacuterteacutekű de ellenteacutetesiraacutenyuacute optikai forgatoacutekeacutepesseacutegbull elteacuterő reaktivitaacutes maacutes kiraacutelis vegyuumlletekkel valoacute reakcioacuteban

C

C

Cl

Cl H

HC

C

H

Cl H

Cl

cisz-12-dikloacutereteacuten transz-12-dikloacutereteacuten

Br Cl

Cl BrF F

Cl Br

Br FF Cl

(R) (R) (S) (R)

CH

OHCH3CH2

CH3

CH

HOCH2CH3

CH3

CH

OHCH3CH2

CH3

CH

OHCH3

CH3CH2

180o-os forgataacutes

(R)-butaacuten-2-ol (S)-butaacuten-2-olfp 995 oC 995 oCd4

20 0808 0808nD

20 1397 1397[α]D

25 -1352o +1352o

(R)-butaacuten-2-ol (S)-butaacuten-2-ol

CH

OHCH3

CH3CH2

77

Elegykristaacutely

bullveacuteletlenszerűen tartalmazza mindkeacutet enantiomertbulla tiszta enantiomerek eacutes az enantiomer kevereacutekek tulajdonsaacutegai azonosak

Konglomeraacutetum

bullcsak az egyik vagy a maacutesik enantiomert tartalmazzabullaz enantiomerek mechanikusan is elkuumlloumlniacutethetők egymaacutestoacutel

Molekulavegyuumllet

bulla keacutet enantiomer a kristaacutelyban 11 araacutenyban fordul elő (raceacutem elegy)bulla raceacutem elegy eacutes az enantiomerek olvadaacutespontja kuumlloumlnboumlző

bullakiraacutelis koumlruumllmeacutenyek koumlzoumltt megegyező fizikai eacutes keacutemiai tulajdonsaacutegokbullkiraacutelis koumlruumllmeacutenyek koumlzoumltt elteacuterő (kiraacutelis molekulaacutek polarizaacutelt feacuteny)bullenantiomerek koumlzoumltti 3 fő koumllcsoumlnhataacutes

elegykristaacutely keacutepzeacuteskonglomeraacutetum keacutepzeacutesmolekulavegyuumllet keacutepzeacutes

Enantiomerek

78

Enantiomerek egyeacuteb kevereacutekeit az uacutegynevezett bdquoenantiomeric excessrdquo (ee) [enantiomerfelesleg] eacuterteacutekkel jellemezzuumlk (R) eacutes (S) a megfelelő enantiomerek mennyiseacutege a kevereacutekben

A komponensek mennyiseacutegeacutenek meghataacuterozaacutesaKiraacutelis oszlopkromatigraacutefia (enantiomerek elvaacutelasztaacutesa)NMR spektroszkoacutepia

ee =(R) - (S)(R) + (S) 100

Enantiomer felesleg

Az enantiomerfelesleg az aszimmetrikus szinteacutezis sikeresseacutegeacutenek egyikmeacuterőszaacutema Diasztereomerek kevereacuteke eseteacuten hasonloacute moacutedon definiaacuteljaacutek eacuteshasznaacuteljaacutek a diasztereomer felesleg eacutes a szaacutezaleacutekos diasztereomer feleslegfogalmaacutet

Egy 70 R eacutes 30 S izomert tartalmazoacute minta enantiomerfeleslege peacuteldaacuteul40 Ezt az anyagot uacutegy is tekinthetjuumlk mint 40 tiszta R izomer eacutes 60 raceacutemelegy (mely a teljes mennyiseacuteghez 30 R eacutes 30 S izomerrel jaacuterul hozzaacute)kevereacuteke 79

C

C

HOOC

HOOC

H

HOH

OH

S

R

C

C

HOOC

HOOC

OH

HH

OHR

RC

C

COOH

COOH

HO

HH

HOS

S

intramolekulaacuteristuumlkoumlrsiacutek

diasztereomerek diasztereomerek

enantiomerek

COOH

CH3H2NH

R

COOH

CH3 NH2H

S

enantiomerek

Enantiomerek eacutes diasztereomerek

80

C

NH2

COOHHH3C C

CH2SH

COOHH2NH

Ala Cys

Aacutebraacutezolja Fischer keacuteplettel az alaacutebbi perspektivikus keacuteplettel megadott aminosavakat

CH3

COOH

H2N H

CH2SH

COOH

H2N H

Ala Cys

S R

L L81

CNH2H

H3C

COOH

C

COOH

CH2SHH2NH

CCH3H

H2N

COOH

C

COOH

CH2SHHH2N

C

NH2

COOHHH3C

C

CH2SH

COOHH2NH

CH3

COOH

H2N H

CH2SH

COOH

H2N H

82

Enantiomerek eacutes mezo vegyuumlletek

Pszeudoaszimmetria

C

C

HOOC

HOOC

H

HOH

OH

S

R

C

C

HOOC

HOOC

OH

HH

OHR

RC

C

COOH

COOH

HO

HH

HOS

S

intramolekulaacuteristuumlkoumlrsiacutek

diasztereomerek diasztereomerek

enantiomerek

C

C

C

COOH

COOH

HO H

OHH

H OHR

R

C

C

C

COOH

COOH

H OH

HHO

HO HS

S

enantiomerek

optikailag aktiacutevak

C

C

C

COOH

COOH

H OH

OHH

H OHR

S

C

C

C

COOH

COOH

H OH

HHO

H OHR

S

optikailag inaktiacutevak

r s

83

COOH

COOH

COOHHOOC COOH

HOOC COOH

HOOC

mcisz transz transz

szerkezetiizomeacuteria

geometriaiizomeacuteria

optikai izomeacuteria

84

R

RHOH

akiraacutelisszeacutenatom

R

SHOH

rS

RHOH

s

RgtS r s

(S)

(S)

pszeudoaszimmetriaacutes szeacutenatom

akiraacutelis molekulamezo vegyuumllet

akiraacutelisC2 forgaacutesi szimmetriatengely

kiraacutelis

HOOC COOH

Br

m

HOOC COOH

m

HOOC

COOH

pro-pszeudoaszimmetriaacutes szeacutenatom

85

Kiraacutelis molekulaacutekon beluumll is sok esetben talaacutelhatoacute pszeudo-aszimmetriacentrum amennyiben a keacutet enantiomorf ligandum mellett tovaacutebbi aszimmetrikus ligandum is kapcsoloacutedik a centrumhoz (peacuteldaacuteul atropin eacutes szaacutermazeacutekai)

gytszptehuhudownloadindex16630

Oslash86

Mezo-forma a) mindig akiraacutelisb) mindig kell lennie kiraacutelis disztereomerjeacutenek is

gytszptehuhudownloadindex16630

C

C

HOOC

HOOC

H

HOH

OH

S

R

C

C

HOOC

HOOC

OH

HH

OHR

RC

C

COOH

COOH

HO

HH

HOS

S

intramolekulaacuteristuumlkoumlrsiacutek

diasztereomerek diasztereomerek

enantiomerek

Oslash87

gytszptehuhudownloadindex16630

A pszeudo-aszimmetriacentrumok konfiguraacutecioacutejaacuteban elteacuterő izomerekegymaacutessal diasztereoizomer viszonyban aacutellnak

rC

C

C

COOH

COOH

H OH

OHH

H OHR

S

sC

C

C

COOH

COOH

H OH

HHO

H OHR

S Oslash88

Geometriai izomeacuteria

kettős koumlteacutesű vegyuumlletekneacutelciklusos vegyuumlletekneacutel

C CH H

CH3H3CC C

H CH3

HH3C

Felteacutetel (olefinekneacutel) egy adott pilleacuteratomon nem lehet keacutet azonos helyettesiacutetőde adott kettőskoumlteacutes keacutet kuumlloumlnboumlző pilleacuteratomjaacuten lehet egy-egy azonos helyettesiacutető(de ezeknek sem kell szuumlkseacutegkeacuteppen azonosaknak lenniuumlk)

Alfa helyzetű szubsztituens Beacuteta helyzetű szubsztituens

Diasztereomerek

89

Configurational isomers

The particular arrangement of atoms (or goups) in space that is characteristic of a given streoisomer

The configurational isomers can not be transformed into each otherwithout breaking and making a covalent bond

- cis-trans Z-E designations geometric isomers- optical isomerism (cf chirality)

H COOH

H COOH

HOOC H

H COOH

Z E

Oslash90

The requirement for geometric isomerism in alkenes is that each carbon atom involvedin the pi bond have two different groups attached to it such as H and Cl or CH3 and Cl

C CH

H

CH2CH3

CH3

C CH

H

CH2CH3

CH3is the same as

C CCH3

H

CH2CH3

CH3

C CH

CH3

CH2CH3

CH3

geometric isomers

If one of the carbons of the double bond has two identical groups such as two H atomsor two CH3 groups the geometric isomerism is not possible

Z E

Higher priority atoms or groups are on the same side of the pi bond Z bdquotogetherrdquo

Higher priority atoms or groups are on opposite sides of the pi bond E bdquoacrossrdquo

(Look at the single atoms directly attached to the double-bond carbon C and not entire-CH2CH2CH3 group)

Oslash91

Cahn-Ingold-Prelog szekvenciaszabaacutelyokalkeacutenekre vonatkozoacutean

Toumlmegszaacutem

C CT

D

H

DE

Rendszaacutem

C CF

Cl

Br

IZ

Z gt E

E

ZZ C C

C

C

H

NC

C

C

H3C

H3C

CH3

HCH3

H

C CH

NC

C

C

CH3

CH3

H

H

Br

Br

E

R

S

RgtS (DgtL)

92

C CH

H3C

CH

CH

CH3

CH3

CH2

Z ltC

HCH3

CH3

C

H

C

C

H

H

HHH

H

C C

H H

H

C

H

C (C)

o

o

o

H

H(C)oo

o

C CH

H3C

CH

CH

CH3

CH2 Br

CH2

E

C

HCH3

CH2Br

C

H

C

H

H

HCBrH

H

gtC C

H H

H

C

H

C (C)

o

o

o

H

H(C)oo

o

(CON) adott atom ismeacutetelt megjeleniacuteteacutese ---o fantomatom

1 2 3C CCCH CHHH C C(C)CH C(C)HH

1 2 3C CCCH BrCHH gt CHHH C C(C)CH C(C)HH 93

transzE

ciszZ

C CH H

C CH

H

transzZ

ciszE

C CBr H

C CH

Br

Oslash94

Konformaacutecioacutes izomeacuteriaUgyanaz a vaacutez konnektivitaacutes de elteacuterő teacuterbelielrendeződeacutes (valamilyen szimmetria-rendezőhoumlz valoacuteviszony)

Kovalens koumlteacutes elszakiacutetaacutesa eacutes uacutejrakeacutepződeacutese neacutelkuumllegymaacutesba alakiacutethatoacutek

Rotaacutecioacutes izomeacuteriaKuumlloumlnboumlző konformaacutecioacute (konformerek rotamerek)

Axiaacutelis kiralitaacutes R SHelikaacutelis kiralitaacutes P M

95

C CCH3H3C

HHHH

C CCH3

CH3 HH

HH

Konformaacutecioacutes diasztereomerek

C CH

CH3 HCH3

HH C C

H

CH3 CH3H

HH

Konformaacutecioacutes enantiomerek

P M

96

szinperiplanaacuteris szinklinaacutelis antiklinaacutelis antiperiplanaacuteris antiklinaacutelis szinklinaacutelis

pszeudorotaacutecioacute

axiaacutelis ekvatoriaacutelis

Konformerek

kiraacutelis kiraacutelisakiraacutelis akiraacutelis

97

C CCH3

CH3 HH

HHC C

CH3H3C

HHHH

Konfiguraacutecioacutes diasztereomerek

Konformaacutecioacutes diasztereomerek

C CH H

CH3H3CCC

HH3C

H CH3

98

- huacutezaacutes (stretch)

- hajliacutetaacutes (bend)

- csavaraacutes (torsion)

O OH

Hr 1r 2

r 2

O OH

H

α

OH

OH

τ (φ)

Oslash99

O OH

H

HOOH

OOH

HE

α30 kcalmol

Hajliacutetaacutes bend

Huacutezaacutes (nyuacutejtaacutes) stretch

disszociaacutecioacute

E

r

~ 90 ~ 50 kcalmol

HOO + H

HO + HO

Oslash100

H

H

H

O OH

H

1 kcalmol

~ 10kcalmol

(torzioacutes szoumlg)τ

Newman projekcioacute

H H

0o 60o 180o 300o 360o

OO

H

H

HHH HH

Oslash101

CH2 CH2Y ZY = Z = H

Y = Z = CH3

etaacuten

n-butaacuten

300o 360o240o180o120o60o0o

0o120o- 60o-180o-240o-300o-360o-

oacutera jaacuteraacutesaacuteval megegyező

oacutera jaacuteraacutesaacuteval ellenteacutetes

ZY

Z

Y

ZY

Z

Y

Z

Y

ZYZY

syn antisynperiplanar synklinal antiklinal antiperiplanar antiklinal synklinal

102

CCH

H H

HH

HH H

H

H

H H

CCH

H H

H

H HH H

HH

HH

0o 120o 240o 360o

12 M

m

M12 M M

mm

Θ

M = m

E(Θ)

minimum

Maximum

103

HHH H

CH3CH3

HHH H

CH3CH3

H

HH H

CH3

CH3

E

0deg dieacutederes szoumlg

E szabadentalpia-kuumlloumlnbseacuteg

58

29

07

(kcal)

H H

H3CH CH3

H

H H

H3CH H

CH3

H3C CH3

H HH

H

CH3HH H

CH3H

060deg 120deg 180deg 240deg 300deg 360deg

szinperiplanaacuteris szinklinaacutelis antiklinaacutelis antiperiplanaacuteris antiklinaacutelis szinklinaacutelis104

∆G0 = G01 - G0

2

K = e∆G0

RT

∆G = - RT ln K∆G = ∆H - T∆S

∆H = 074

∆S = 2 K = 19

gauche ndash anti araacuteny

minden gauche konformerre keacutet anti forma jut K= [a][g] Oslash105

0o

0o

60o

60o

120o

120o

180o

180o

240o

240o

300o

300o 360o

360o

RELA

T

IacuteV

ENERGIA

ANTI EFFEKTUS

GAUCHE EFFEKTUS

EXTREacuteMGAUCHE

EFFEKTUS

H

H H

H H

H

CH3

H H

H H

CH3

TORZIOacuteS SZOumlG

ZY

Z

YZ

Y

Z

Y

ZY

ZY ZY

F

H H

OH

repulsions

F

H H

H 106

attractiveinteractions

orbitalinteractions

antiperiplanarposition

Anti-effect

107

repulsions

F

H H

OH

repulsions

F

H H

H

Extrem gauche effect

108

C-F

C-H

C-F

C-HC-C C-C

Oslash109

CikloalkaacutenokGyűrűfeszuumlltseacuteg

Hipotetikus planaacuteris rendszerek

Baeyer vegyeacuterteacutekszoumlg-deformaacutecioacute (angulaacuterisgyűrű feszuumlleacutes)

Pitzer anti-aacutellaacuteshoz keacutepesti energiatoumlbblet (torzioacutes feszuumlleacutes)

van der Waals nemkoumltő atomok szterikus koumllcsoumlnhataacutesa

Nem planaacuteris vegyuumlletek

CC C

C

C

boriacuteteacutek

C C C

C

Ctwist

pszeudorotaacutecioacute

CC

C C

V-alakuacute

CCC

CCC

szeacutek110

3 4 5 6 7 8 9 10Gyűrűtagszaacutem

Gyűrű

feszuumlleacutes

kcalmol

hataacutereacuterteacutek

111

Cl

H

H

H

Cl

H

H

Cl

H

H

Cl

H

Cl

H

H

H

H

Cl

mezo SS RR

cisz transz

Ciklopropaacuten

C

C

HOOC

HOOC

H

HOH

OH

S

R

C

C

HOOC

HOOC

OH

HH

OHR

RC

C

COOH

COOH

HO

HH

HOS

S

intramolekulaacuteristuumlkoumlrsiacutek

diasztereomerek diasztereomerek

enantiomerek 112

Ea(a e)

∆Ea+∆E

∆E

Ea(a e)

Z

Hkb 5szeacutek

ZH

kb 95szeacutek

kb 2 kcal

csavartkaacuted

csavartkaacuted

kaacuted

ZH

feacutelszeacutekfeacutelszeacutek

ZH

Ciklohexaacuten

113

A 3-3 nemszomszeacutedos szeacutenatom aacuteltal definiaacutelt siacutekokra

merőleges koumlteacutesiraacutenyok axiaacutelis

A toumlbbi koumlteacutes e keacutet siacutek koumlzoumltt van ekvatoriaacutelis

Pszeudorotaacutecioacute a gyűrűs vegyuumlletek konformerjei

szoumlgfeszuumlltseacuteg neacutelkuumll alakulnak egymaacutesba

114

transz 12-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

cisz 12-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

Z

H

Z

H Z

HZ

Ha

eae

Z

HZ

H

Z

H

Z

H

a

e

ae

115

transz 13-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

cisz 13-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

Z

HZ

H

Z

H Z

H

a

e ae

Z

HZ

HZ

H

Z

H

a

e

ae

116

H

Z

Z

H

H

Z Z

Ha

ea

e

transz 14-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

Z

HZ

H

H

Z

Z

Ha

ea

e

cisz 14-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

117

Oslash118

8 CO2 + 8 H2O

- 12483 kcalmol - 12468 kcalmol

15 kcalmol

CH3

CH3H

H

+ 12 O2

cisz-12-dimetilciklohexaacuten

CH3

H

H

CH3

transz-12-dimetilciklohexaacuten

+ 12 O2

119

Diszubsztituaacutelt ciklohexaacutenokszerkezeti izomerjeinek konformaacutecioacutes viszonyai

Szerkezeti izomer Geometriai izomercisz transz

12

14

ae aa

ea ee

13aa ae

ee ea

120

Oslash121

BrNH2

Br

NH23a 2b

NH2

Br

Br

NH24a 1b

NH2

Br

Br

NH2

1b 4a

NH2

Br

NH2

Br2b 3a

NH2

Br

Br

NH23b 2a

Br

NH2

BrNH24b 1a

Konformaacutecioacutes Konformaacutecioacutes

BrNH2 Br

NH2

1a 4b

Br

NH2

BrNH2

2a 3b

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesenantiomerek

Konfiguraacutecioacutesenantiomerek

diasztereomerek diasztereomerek

12-helyzetben kuumlloumlnboumlző helyettesiacutetőket tartalmazoacute ciklohexaacuten szaacutermazeacutekokkonfiguraacutecioacutes eacutes konformaacutecioacutes viszonyai

Oslash122

H

H

H

HH

H

H

H

Dekalin

cisz transz

123

transz-transz-transzanellaacutecioacute

cisz-transz-transzanellaacutecioacute

DC

BA

DC

BA

H H

R

H

H H

H

H

H

R

H H

DCBA

R

H

H

H

H

H

H

DCBA

R

H

H

H

H

H

H

CH3

CH3

CH3

CH3

Oslash124

A kiralitaacutes kialakulaacutesa eacutes bioloacutegiai jelentőseacutege

Kiraacutelis vegyuumlletek

termeacuteszetes aminosavak (elsősorban L konfiguraacutecioacute)peptidek enzimektermeacuteszetes szeacutenhidraacutetok (elsősorban D konfiguraacutecioacute)gyoacutegyszerek

Az első kiraacutelis vegyuumllet kialakulaacutesa

az elemi reacuteszek gyenge koumllcsoumlnhataacutesaacutenakiraacutenyfuumlggeacuteseacutevel van kapcsolatban

autokataliacutezis

a termeacuteszet nem tuumlkoumlrszimmetrikus (a termeacuteszet homokiraacutelis)

Oslash125

Az optikai aktivitaacuteseredete szeacutenhidraacutetokkiralitaacutescentrumaacutenakkieacutepuumlleacutese a termeacuteszetben

Oslash126

Oslash127

• Slide Number 1
• Slide Number 2
• Slide Number 3
• Slide Number 4
• Slide Number 5
• Slide Number 6
• Slide Number 7
• Izomeacuteria
• Slide Number 9
• Slide Number 10
• Slide Number 11
• Slide Number 12
• Slide Number 13
• Slide Number 14
• Slide Number 15
• Slide Number 16
• Slide Number 17
• Slide Number 18
• Szerkezeti izomeacuteria
• Slide Number 20
• Slide Number 21
• Slide Number 22
• Slide Number 23
• Slide Number 24
• A tautomeacuteria tiacutepusai
• Slide Number 26
• Slide Number 27
• Slide Number 28
• Slide Number 29
• Slide Number 30
• Sztereoizomeacuteria
• Slide Number 32
• Slide Number 33
• Slide Number 34
• Slide Number 35
• Slide Number 36
• Slide Number 37
• Slide Number 38
• Slide Number 39
• Slide Number 40
• Slide Number 41
• Slide Number 42
• Slide Number 43
• Slide Number 44
• Slide Number 45
• Slide Number 46
• Slide Number 47
• Tovaacutebbi kiralitaacutes tiacutepusok
• Slide Number 49
• Slide Number 50
• Slide Number 51
• Slide Number 52
• Slide Number 53
• Slide Number 54
• Slide Number 55
• Slide Number 56
• Slide Number 57
• Toumlbb kiralitaacuteskoumlzpont
• Slide Number 59
• Slide Number 60
• Slide Number 61
• Slide Number 62
• Slide Number 63
• Slide Number 64
• Slide Number 65
• Slide Number 66
• Slide Number 67
• Slide Number 68
• Slide Number 69
• Slide Number 70
• Slide Number 71
• Slide Number 72
• Slide Number 73
• Slide Number 74
• Slide Number 75
• Konfiguraacutecioacutes izomeacuteria
• Slide Number 77
• Slide Number 78
• Slide Number 79
• Slide Number 80
• Slide Number 81
• Slide Number 82
• Slide Number 83
• Slide Number 84
• Slide Number 85
• Slide Number 86
• Slide Number 87
• Slide Number 88
• Slide Number 89
• Slide Number 90
• Slide Number 91
• Slide Number 92
• Slide Number 93
• Slide Number 94
• Slide Number 95
• Slide Number 96
• Slide Number 97
• Slide Number 98
• Slide Number 99
• Slide Number 100
• Slide Number 101
• Slide Number 102
• Slide Number 103
• Slide Number 104
• Slide Number 105
• Slide Number 106
• Slide Number 107
• Slide Number 108
• Slide Number 109
• Slide Number 110
• Slide Number 111
• Slide Number 112
• Slide Number 113
• Slide Number 114
• Slide Number 115
• Slide Number 116
• Slide Number 117
• Slide Number 118
• Slide Number 119
• Slide Number 120
• Slide Number 121
• Slide Number 122
• Slide Number 123
• Slide Number 124
• Slide Number 125
• Slide Number 126
• Slide Number 127

6 Atoms attached by double or triple bond are given single-bond equivalencies so that theycan be treated like single-bonded groups in determining priority Each doubly bonded atom isduplicated (or triplicated for triple bonds)

R C

O

OH

Structure Equivalent for priority determination

R C

O

O

OH

C

R C N R C

N

N

NC

C

75

Konfiguraacutecioacutes izomeacuteriaUgyanaz a vaacutez konnektivitaacutes de elteacuterő teacuterbelielrendeződeacutes (valamilyen szimmetria-rendezőhoumlz valoacuteviszony)

Nem alakiacutethatoacutek egymaacutesba kovalens koumlteacutes elszakiacutetaacutesaeacutes uacutejrakeacutepződeacutese neacutelkuumll

optikai izomerek (optikai aktivitaacutes) R Sgeometriai izomerek cisz-transz E-Z

76

Konfiguraacutecioacutes diasztereomerekFizikai eacutes keacutemia tulajdonsaacutegaik elteacuternek

Konfiguraacutecioacutes enantiomerekFizikai eacutes keacutemiai tulajdonsaacutegaikazonosak kiveacutevebull azonos meacuterteacutekű de ellenteacutetesiraacutenyuacute optikai forgatoacutekeacutepesseacutegbull elteacuterő reaktivitaacutes maacutes kiraacutelis vegyuumlletekkel valoacute reakcioacuteban

C

C

Cl

Cl H

HC

C

H

Cl H

Cl

cisz-12-dikloacutereteacuten transz-12-dikloacutereteacuten

Br Cl

Cl BrF F

Cl Br

Br FF Cl

(R) (R) (S) (R)

CH

OHCH3CH2

CH3

CH

HOCH2CH3

CH3

CH

OHCH3CH2

CH3

CH

OHCH3

CH3CH2

180o-os forgataacutes

(R)-butaacuten-2-ol (S)-butaacuten-2-olfp 995 oC 995 oCd4

20 0808 0808nD

20 1397 1397[α]D

25 -1352o +1352o

(R)-butaacuten-2-ol (S)-butaacuten-2-ol

CH

OHCH3

CH3CH2

77

Elegykristaacutely

bullveacuteletlenszerűen tartalmazza mindkeacutet enantiomertbulla tiszta enantiomerek eacutes az enantiomer kevereacutekek tulajdonsaacutegai azonosak

Konglomeraacutetum

bullcsak az egyik vagy a maacutesik enantiomert tartalmazzabullaz enantiomerek mechanikusan is elkuumlloumlniacutethetők egymaacutestoacutel

Molekulavegyuumllet

bulla keacutet enantiomer a kristaacutelyban 11 araacutenyban fordul elő (raceacutem elegy)bulla raceacutem elegy eacutes az enantiomerek olvadaacutespontja kuumlloumlnboumlző

bullakiraacutelis koumlruumllmeacutenyek koumlzoumltt megegyező fizikai eacutes keacutemiai tulajdonsaacutegokbullkiraacutelis koumlruumllmeacutenyek koumlzoumltt elteacuterő (kiraacutelis molekulaacutek polarizaacutelt feacuteny)bullenantiomerek koumlzoumltti 3 fő koumllcsoumlnhataacutes

elegykristaacutely keacutepzeacuteskonglomeraacutetum keacutepzeacutesmolekulavegyuumllet keacutepzeacutes

Enantiomerek

78

Enantiomerek egyeacuteb kevereacutekeit az uacutegynevezett bdquoenantiomeric excessrdquo (ee) [enantiomerfelesleg] eacuterteacutekkel jellemezzuumlk (R) eacutes (S) a megfelelő enantiomerek mennyiseacutege a kevereacutekben

A komponensek mennyiseacutegeacutenek meghataacuterozaacutesaKiraacutelis oszlopkromatigraacutefia (enantiomerek elvaacutelasztaacutesa)NMR spektroszkoacutepia

ee =(R) - (S)(R) + (S) 100

Enantiomer felesleg

Az enantiomerfelesleg az aszimmetrikus szinteacutezis sikeresseacutegeacutenek egyikmeacuterőszaacutema Diasztereomerek kevereacuteke eseteacuten hasonloacute moacutedon definiaacuteljaacutek eacuteshasznaacuteljaacutek a diasztereomer felesleg eacutes a szaacutezaleacutekos diasztereomer feleslegfogalmaacutet

Egy 70 R eacutes 30 S izomert tartalmazoacute minta enantiomerfeleslege peacuteldaacuteul40 Ezt az anyagot uacutegy is tekinthetjuumlk mint 40 tiszta R izomer eacutes 60 raceacutemelegy (mely a teljes mennyiseacuteghez 30 R eacutes 30 S izomerrel jaacuterul hozzaacute)kevereacuteke 79

C

C

HOOC

HOOC

H

HOH

OH

S

R

C

C

HOOC

HOOC

OH

HH

OHR

RC

C

COOH

COOH

HO

HH

HOS

S

intramolekulaacuteristuumlkoumlrsiacutek

diasztereomerek diasztereomerek

enantiomerek

COOH

CH3H2NH

R

COOH

CH3 NH2H

S

enantiomerek

Enantiomerek eacutes diasztereomerek

80

C

NH2

COOHHH3C C

CH2SH

COOHH2NH

Ala Cys

Aacutebraacutezolja Fischer keacuteplettel az alaacutebbi perspektivikus keacuteplettel megadott aminosavakat

CH3

COOH

H2N H

CH2SH

COOH

H2N H

Ala Cys

S R

L L81

CNH2H

H3C

COOH

C

COOH

CH2SHH2NH

CCH3H

H2N

COOH

C

COOH

CH2SHHH2N

C

NH2

COOHHH3C

C

CH2SH

COOHH2NH

CH3

COOH

H2N H

CH2SH

COOH

H2N H

82

Enantiomerek eacutes mezo vegyuumlletek

Pszeudoaszimmetria

C

C

HOOC

HOOC

H

HOH

OH

S

R

C

C

HOOC

HOOC

OH

HH

OHR

RC

C

COOH

COOH

HO

HH

HOS

S

intramolekulaacuteristuumlkoumlrsiacutek

diasztereomerek diasztereomerek

enantiomerek

C

C

C

COOH

COOH

HO H

OHH

H OHR

R

C

C

C

COOH

COOH

H OH

HHO

HO HS

S

enantiomerek

optikailag aktiacutevak

C

C

C

COOH

COOH

H OH

OHH

H OHR

S

C

C

C

COOH

COOH

H OH

HHO

H OHR

S

optikailag inaktiacutevak

r s

83

COOH

COOH

COOHHOOC COOH

HOOC COOH

HOOC

mcisz transz transz

szerkezetiizomeacuteria

geometriaiizomeacuteria

optikai izomeacuteria

84

R

RHOH

akiraacutelisszeacutenatom

R

SHOH

rS

RHOH

s

RgtS r s

(S)

(S)

pszeudoaszimmetriaacutes szeacutenatom

akiraacutelis molekulamezo vegyuumllet

akiraacutelisC2 forgaacutesi szimmetriatengely

kiraacutelis

HOOC COOH

Br

m

HOOC COOH

m

HOOC

COOH

pro-pszeudoaszimmetriaacutes szeacutenatom

85

Kiraacutelis molekulaacutekon beluumll is sok esetben talaacutelhatoacute pszeudo-aszimmetriacentrum amennyiben a keacutet enantiomorf ligandum mellett tovaacutebbi aszimmetrikus ligandum is kapcsoloacutedik a centrumhoz (peacuteldaacuteul atropin eacutes szaacutermazeacutekai)

gytszptehuhudownloadindex16630

Oslash86

Mezo-forma a) mindig akiraacutelisb) mindig kell lennie kiraacutelis disztereomerjeacutenek is

gytszptehuhudownloadindex16630

C

C

HOOC

HOOC

H

HOH

OH

S

R

C

C

HOOC

HOOC

OH

HH

OHR

RC

C

COOH

COOH

HO

HH

HOS

S

intramolekulaacuteristuumlkoumlrsiacutek

diasztereomerek diasztereomerek

enantiomerek

Oslash87

gytszptehuhudownloadindex16630

A pszeudo-aszimmetriacentrumok konfiguraacutecioacutejaacuteban elteacuterő izomerekegymaacutessal diasztereoizomer viszonyban aacutellnak

rC

C

C

COOH

COOH

H OH

OHH

H OHR

S

sC

C

C

COOH

COOH

H OH

HHO

H OHR

S Oslash88

Geometriai izomeacuteria

kettős koumlteacutesű vegyuumlletekneacutelciklusos vegyuumlletekneacutel

C CH H

CH3H3CC C

H CH3

HH3C

Felteacutetel (olefinekneacutel) egy adott pilleacuteratomon nem lehet keacutet azonos helyettesiacutetőde adott kettőskoumlteacutes keacutet kuumlloumlnboumlző pilleacuteratomjaacuten lehet egy-egy azonos helyettesiacutető(de ezeknek sem kell szuumlkseacutegkeacuteppen azonosaknak lenniuumlk)

Alfa helyzetű szubsztituens Beacuteta helyzetű szubsztituens

Diasztereomerek

89

Configurational isomers

The particular arrangement of atoms (or goups) in space that is characteristic of a given streoisomer

The configurational isomers can not be transformed into each otherwithout breaking and making a covalent bond

- cis-trans Z-E designations geometric isomers- optical isomerism (cf chirality)

H COOH

H COOH

HOOC H

H COOH

Z E

Oslash90

The requirement for geometric isomerism in alkenes is that each carbon atom involvedin the pi bond have two different groups attached to it such as H and Cl or CH3 and Cl

C CH

H

CH2CH3

CH3

C CH

H

CH2CH3

CH3is the same as

C CCH3

H

CH2CH3

CH3

C CH

CH3

CH2CH3

CH3

geometric isomers

If one of the carbons of the double bond has two identical groups such as two H atomsor two CH3 groups the geometric isomerism is not possible

Z E

Higher priority atoms or groups are on the same side of the pi bond Z bdquotogetherrdquo

Higher priority atoms or groups are on opposite sides of the pi bond E bdquoacrossrdquo

(Look at the single atoms directly attached to the double-bond carbon C and not entire-CH2CH2CH3 group)

Oslash91

Cahn-Ingold-Prelog szekvenciaszabaacutelyokalkeacutenekre vonatkozoacutean

Toumlmegszaacutem

C CT

D

H

DE

Rendszaacutem

C CF

Cl

Br

IZ

Z gt E

E

ZZ C C

C

C

H

NC

C

C

H3C

H3C

CH3

HCH3

H

C CH

NC

C

C

CH3

CH3

H

H

Br

Br

E

R

S

RgtS (DgtL)

92

C CH

H3C

CH

CH

CH3

CH3

CH2

Z ltC

HCH3

CH3

C

H

C

C

H

H

HHH

H

C C

H H

H

C

H

C (C)

o

o

o

H

H(C)oo

o

C CH

H3C

CH

CH

CH3

CH2 Br

CH2

E

C

HCH3

CH2Br

C

H

C

H

H

HCBrH

H

gtC C

H H

H

C

H

C (C)

o

o

o

H

H(C)oo

o

(CON) adott atom ismeacutetelt megjeleniacuteteacutese ---o fantomatom

1 2 3C CCCH CHHH C C(C)CH C(C)HH

1 2 3C CCCH BrCHH gt CHHH C C(C)CH C(C)HH 93

transzE

ciszZ

C CH H

C CH

H

transzZ

ciszE

C CBr H

C CH

Br

Oslash94

Konformaacutecioacutes izomeacuteriaUgyanaz a vaacutez konnektivitaacutes de elteacuterő teacuterbelielrendeződeacutes (valamilyen szimmetria-rendezőhoumlz valoacuteviszony)

Kovalens koumlteacutes elszakiacutetaacutesa eacutes uacutejrakeacutepződeacutese neacutelkuumllegymaacutesba alakiacutethatoacutek

Rotaacutecioacutes izomeacuteriaKuumlloumlnboumlző konformaacutecioacute (konformerek rotamerek)

Axiaacutelis kiralitaacutes R SHelikaacutelis kiralitaacutes P M

95

C CCH3H3C

HHHH

C CCH3

CH3 HH

HH

Konformaacutecioacutes diasztereomerek

C CH

CH3 HCH3

HH C C

H

CH3 CH3H

HH

Konformaacutecioacutes enantiomerek

P M

96

szinperiplanaacuteris szinklinaacutelis antiklinaacutelis antiperiplanaacuteris antiklinaacutelis szinklinaacutelis

pszeudorotaacutecioacute

axiaacutelis ekvatoriaacutelis

Konformerek

kiraacutelis kiraacutelisakiraacutelis akiraacutelis

97

C CCH3

CH3 HH

HHC C

CH3H3C

HHHH

Konfiguraacutecioacutes diasztereomerek

Konformaacutecioacutes diasztereomerek

C CH H

CH3H3CCC

HH3C

H CH3

98

- huacutezaacutes (stretch)

- hajliacutetaacutes (bend)

- csavaraacutes (torsion)

O OH

Hr 1r 2

r 2

O OH

H

α

OH

OH

τ (φ)

Oslash99

O OH

H

HOOH

OOH

HE

α30 kcalmol

Hajliacutetaacutes bend

Huacutezaacutes (nyuacutejtaacutes) stretch

disszociaacutecioacute

E

r

~ 90 ~ 50 kcalmol

HOO + H

HO + HO

Oslash100

H

H

H

O OH

H

1 kcalmol

~ 10kcalmol

(torzioacutes szoumlg)τ

Newman projekcioacute

H H

0o 60o 180o 300o 360o

OO

H

H

HHH HH

Oslash101

CH2 CH2Y ZY = Z = H

Y = Z = CH3

etaacuten

n-butaacuten

300o 360o240o180o120o60o0o

0o120o- 60o-180o-240o-300o-360o-

oacutera jaacuteraacutesaacuteval megegyező

oacutera jaacuteraacutesaacuteval ellenteacutetes

ZY

Z

Y

ZY

Z

Y

Z

Y

ZYZY

syn antisynperiplanar synklinal antiklinal antiperiplanar antiklinal synklinal

102

CCH

H H

HH

HH H

H

H

H H

CCH

H H

H

H HH H

HH

HH

0o 120o 240o 360o

12 M

m

M12 M M

mm

Θ

M = m

E(Θ)

minimum

Maximum

103

HHH H

CH3CH3

HHH H

CH3CH3

H

HH H

CH3

CH3

E

0deg dieacutederes szoumlg

E szabadentalpia-kuumlloumlnbseacuteg

58

29

07

(kcal)

H H

H3CH CH3

H

H H

H3CH H

CH3

H3C CH3

H HH

H

CH3HH H

CH3H

060deg 120deg 180deg 240deg 300deg 360deg

szinperiplanaacuteris szinklinaacutelis antiklinaacutelis antiperiplanaacuteris antiklinaacutelis szinklinaacutelis104

∆G0 = G01 - G0

2

K = e∆G0

RT

∆G = - RT ln K∆G = ∆H - T∆S

∆H = 074

∆S = 2 K = 19

gauche ndash anti araacuteny

minden gauche konformerre keacutet anti forma jut K= [a][g] Oslash105

0o

0o

60o

60o

120o

120o

180o

180o

240o

240o

300o

300o 360o

360o

RELA

T

IacuteV

ENERGIA

ANTI EFFEKTUS

GAUCHE EFFEKTUS

EXTREacuteMGAUCHE

EFFEKTUS

H

H H

H H

H

CH3

H H

H H

CH3

TORZIOacuteS SZOumlG

ZY

Z

YZ

Y

Z

Y

ZY

ZY ZY

F

H H

OH

repulsions

F

H H

H 106

attractiveinteractions

orbitalinteractions

antiperiplanarposition

Anti-effect

107

repulsions

F

H H

OH

repulsions

F

H H

H

Extrem gauche effect

108

C-F

C-H

C-F

C-HC-C C-C

Oslash109

CikloalkaacutenokGyűrűfeszuumlltseacuteg

Hipotetikus planaacuteris rendszerek

Baeyer vegyeacuterteacutekszoumlg-deformaacutecioacute (angulaacuterisgyűrű feszuumlleacutes)

Pitzer anti-aacutellaacuteshoz keacutepesti energiatoumlbblet (torzioacutes feszuumlleacutes)

van der Waals nemkoumltő atomok szterikus koumllcsoumlnhataacutesa

Nem planaacuteris vegyuumlletek

CC C

C

C

boriacuteteacutek

C C C

C

Ctwist

pszeudorotaacutecioacute

CC

C C

V-alakuacute

CCC

CCC

szeacutek110

3 4 5 6 7 8 9 10Gyűrűtagszaacutem

Gyűrű

feszuumlleacutes

kcalmol

hataacutereacuterteacutek

111

Cl

H

H

H

Cl

H

H

Cl

H

H

Cl

H

Cl

H

H

H

H

Cl

mezo SS RR

cisz transz

Ciklopropaacuten

C

C

HOOC

HOOC

H

HOH

OH

S

R

C

C

HOOC

HOOC

OH

HH

OHR

RC

C

COOH

COOH

HO

HH

HOS

S

intramolekulaacuteristuumlkoumlrsiacutek

diasztereomerek diasztereomerek

enantiomerek 112

Ea(a e)

∆Ea+∆E

∆E

Ea(a e)

Z

Hkb 5szeacutek

ZH

kb 95szeacutek

kb 2 kcal

csavartkaacuted

csavartkaacuted

kaacuted

ZH

feacutelszeacutekfeacutelszeacutek

ZH

Ciklohexaacuten

113

A 3-3 nemszomszeacutedos szeacutenatom aacuteltal definiaacutelt siacutekokra

merőleges koumlteacutesiraacutenyok axiaacutelis

A toumlbbi koumlteacutes e keacutet siacutek koumlzoumltt van ekvatoriaacutelis

Pszeudorotaacutecioacute a gyűrűs vegyuumlletek konformerjei

szoumlgfeszuumlltseacuteg neacutelkuumll alakulnak egymaacutesba

114

transz 12-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

cisz 12-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

Z

H

Z

H Z

HZ

Ha

eae

Z

HZ

H

Z

H

Z

H

a

e

ae

115

transz 13-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

cisz 13-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

Z

HZ

H

Z

H Z

H

a

e ae

Z

HZ

HZ

H

Z

H

a

e

ae

116

H

Z

Z

H

H

Z Z

Ha

ea

e

transz 14-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

Z

HZ

H

H

Z

Z

Ha

ea

e

cisz 14-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

117

Oslash118

8 CO2 + 8 H2O

- 12483 kcalmol - 12468 kcalmol

15 kcalmol

CH3

CH3H

H

+ 12 O2

cisz-12-dimetilciklohexaacuten

CH3

H

H

CH3

transz-12-dimetilciklohexaacuten

+ 12 O2

119

Diszubsztituaacutelt ciklohexaacutenokszerkezeti izomerjeinek konformaacutecioacutes viszonyai

Szerkezeti izomer Geometriai izomercisz transz

12

14

ae aa

ea ee

13aa ae

ee ea

120

Oslash121

BrNH2

Br

NH23a 2b

NH2

Br

Br

NH24a 1b

NH2

Br

Br

NH2

1b 4a

NH2

Br

NH2

Br2b 3a

NH2

Br

Br

NH23b 2a

Br

NH2

BrNH24b 1a

Konformaacutecioacutes Konformaacutecioacutes

BrNH2 Br

NH2

1a 4b

Br

NH2

BrNH2

2a 3b

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesenantiomerek

Konfiguraacutecioacutesenantiomerek

diasztereomerek diasztereomerek

12-helyzetben kuumlloumlnboumlző helyettesiacutetőket tartalmazoacute ciklohexaacuten szaacutermazeacutekokkonfiguraacutecioacutes eacutes konformaacutecioacutes viszonyai

Oslash122

H

H

H

HH

H

H

H

Dekalin

cisz transz

123

transz-transz-transzanellaacutecioacute

cisz-transz-transzanellaacutecioacute

DC

BA

DC

BA

H H

R

H

H H

H

H

H

R

H H

DCBA

R

H

H

H

H

H

H

DCBA

R

H

H

H

H

H

H

CH3

CH3

CH3

CH3

Oslash124

A kiralitaacutes kialakulaacutesa eacutes bioloacutegiai jelentőseacutege

Kiraacutelis vegyuumlletek

termeacuteszetes aminosavak (elsősorban L konfiguraacutecioacute)peptidek enzimektermeacuteszetes szeacutenhidraacutetok (elsősorban D konfiguraacutecioacute)gyoacutegyszerek

Az első kiraacutelis vegyuumllet kialakulaacutesa

az elemi reacuteszek gyenge koumllcsoumlnhataacutesaacutenakiraacutenyfuumlggeacuteseacutevel van kapcsolatban

autokataliacutezis

a termeacuteszet nem tuumlkoumlrszimmetrikus (a termeacuteszet homokiraacutelis)

Oslash125

Az optikai aktivitaacuteseredete szeacutenhidraacutetokkiralitaacutescentrumaacutenakkieacutepuumlleacutese a termeacuteszetben

Oslash126

Oslash127

• Slide Number 1
• Slide Number 2
• Slide Number 3
• Slide Number 4
• Slide Number 5
• Slide Number 6
• Slide Number 7
• Izomeacuteria
• Slide Number 9
• Slide Number 10
• Slide Number 11
• Slide Number 12
• Slide Number 13
• Slide Number 14
• Slide Number 15
• Slide Number 16
• Slide Number 17
• Slide Number 18
• Szerkezeti izomeacuteria
• Slide Number 20
• Slide Number 21
• Slide Number 22
• Slide Number 23
• Slide Number 24
• A tautomeacuteria tiacutepusai
• Slide Number 26
• Slide Number 27
• Slide Number 28
• Slide Number 29
• Slide Number 30
• Sztereoizomeacuteria
• Slide Number 32
• Slide Number 33
• Slide Number 34
• Slide Number 35
• Slide Number 36
• Slide Number 37
• Slide Number 38
• Slide Number 39
• Slide Number 40
• Slide Number 41
• Slide Number 42
• Slide Number 43
• Slide Number 44
• Slide Number 45
• Slide Number 46
• Slide Number 47
• Tovaacutebbi kiralitaacutes tiacutepusok
• Slide Number 49
• Slide Number 50
• Slide Number 51
• Slide Number 52
• Slide Number 53
• Slide Number 54
• Slide Number 55
• Slide Number 56
• Slide Number 57
• Toumlbb kiralitaacuteskoumlzpont
• Slide Number 59
• Slide Number 60
• Slide Number 61
• Slide Number 62
• Slide Number 63
• Slide Number 64
• Slide Number 65
• Slide Number 66
• Slide Number 67
• Slide Number 68
• Slide Number 69
• Slide Number 70
• Slide Number 71
• Slide Number 72
• Slide Number 73
• Slide Number 74
• Slide Number 75
• Konfiguraacutecioacutes izomeacuteria
• Slide Number 77
• Slide Number 78
• Slide Number 79
• Slide Number 80
• Slide Number 81
• Slide Number 82
• Slide Number 83
• Slide Number 84
• Slide Number 85
• Slide Number 86
• Slide Number 87
• Slide Number 88
• Slide Number 89
• Slide Number 90
• Slide Number 91
• Slide Number 92
• Slide Number 93
• Slide Number 94
• Slide Number 95
• Slide Number 96
• Slide Number 97
• Slide Number 98
• Slide Number 99
• Slide Number 100
• Slide Number 101
• Slide Number 102
• Slide Number 103
• Slide Number 104
• Slide Number 105
• Slide Number 106
• Slide Number 107
• Slide Number 108
• Slide Number 109
• Slide Number 110
• Slide Number 111
• Slide Number 112
• Slide Number 113
• Slide Number 114
• Slide Number 115
• Slide Number 116
• Slide Number 117
• Slide Number 118
• Slide Number 119
• Slide Number 120
• Slide Number 121
• Slide Number 122
• Slide Number 123
• Slide Number 124
• Slide Number 125
• Slide Number 126
• Slide Number 127

Konfiguraacutecioacutes izomeacuteriaUgyanaz a vaacutez konnektivitaacutes de elteacuterő teacuterbelielrendeződeacutes (valamilyen szimmetria-rendezőhoumlz valoacuteviszony)

Nem alakiacutethatoacutek egymaacutesba kovalens koumlteacutes elszakiacutetaacutesaeacutes uacutejrakeacutepződeacutese neacutelkuumll

optikai izomerek (optikai aktivitaacutes) R Sgeometriai izomerek cisz-transz E-Z

76

Konfiguraacutecioacutes diasztereomerekFizikai eacutes keacutemia tulajdonsaacutegaik elteacuternek

Konfiguraacutecioacutes enantiomerekFizikai eacutes keacutemiai tulajdonsaacutegaikazonosak kiveacutevebull azonos meacuterteacutekű de ellenteacutetesiraacutenyuacute optikai forgatoacutekeacutepesseacutegbull elteacuterő reaktivitaacutes maacutes kiraacutelis vegyuumlletekkel valoacute reakcioacuteban

C

C

Cl

Cl H

HC

C

H

Cl H

Cl

cisz-12-dikloacutereteacuten transz-12-dikloacutereteacuten

Br Cl

Cl BrF F

Cl Br

Br FF Cl

(R) (R) (S) (R)

CH

OHCH3CH2

CH3

CH

HOCH2CH3

CH3

CH

OHCH3CH2

CH3

CH

OHCH3

CH3CH2

180o-os forgataacutes

(R)-butaacuten-2-ol (S)-butaacuten-2-olfp 995 oC 995 oCd4

20 0808 0808nD

20 1397 1397[α]D

25 -1352o +1352o

(R)-butaacuten-2-ol (S)-butaacuten-2-ol

CH

OHCH3

CH3CH2

77

Elegykristaacutely

bullveacuteletlenszerűen tartalmazza mindkeacutet enantiomertbulla tiszta enantiomerek eacutes az enantiomer kevereacutekek tulajdonsaacutegai azonosak

Konglomeraacutetum

bullcsak az egyik vagy a maacutesik enantiomert tartalmazzabullaz enantiomerek mechanikusan is elkuumlloumlniacutethetők egymaacutestoacutel

Molekulavegyuumllet

bulla keacutet enantiomer a kristaacutelyban 11 araacutenyban fordul elő (raceacutem elegy)bulla raceacutem elegy eacutes az enantiomerek olvadaacutespontja kuumlloumlnboumlző

bullakiraacutelis koumlruumllmeacutenyek koumlzoumltt megegyező fizikai eacutes keacutemiai tulajdonsaacutegokbullkiraacutelis koumlruumllmeacutenyek koumlzoumltt elteacuterő (kiraacutelis molekulaacutek polarizaacutelt feacuteny)bullenantiomerek koumlzoumltti 3 fő koumllcsoumlnhataacutes

elegykristaacutely keacutepzeacuteskonglomeraacutetum keacutepzeacutesmolekulavegyuumllet keacutepzeacutes

Enantiomerek

78

Enantiomerek egyeacuteb kevereacutekeit az uacutegynevezett bdquoenantiomeric excessrdquo (ee) [enantiomerfelesleg] eacuterteacutekkel jellemezzuumlk (R) eacutes (S) a megfelelő enantiomerek mennyiseacutege a kevereacutekben

A komponensek mennyiseacutegeacutenek meghataacuterozaacutesaKiraacutelis oszlopkromatigraacutefia (enantiomerek elvaacutelasztaacutesa)NMR spektroszkoacutepia

ee =(R) - (S)(R) + (S) 100

Enantiomer felesleg

Az enantiomerfelesleg az aszimmetrikus szinteacutezis sikeresseacutegeacutenek egyikmeacuterőszaacutema Diasztereomerek kevereacuteke eseteacuten hasonloacute moacutedon definiaacuteljaacutek eacuteshasznaacuteljaacutek a diasztereomer felesleg eacutes a szaacutezaleacutekos diasztereomer feleslegfogalmaacutet

Egy 70 R eacutes 30 S izomert tartalmazoacute minta enantiomerfeleslege peacuteldaacuteul40 Ezt az anyagot uacutegy is tekinthetjuumlk mint 40 tiszta R izomer eacutes 60 raceacutemelegy (mely a teljes mennyiseacuteghez 30 R eacutes 30 S izomerrel jaacuterul hozzaacute)kevereacuteke 79

C

C

HOOC

HOOC

H

HOH

OH

S

R

C

C

HOOC

HOOC

OH

HH

OHR

RC

C

COOH

COOH

HO

HH

HOS

S

intramolekulaacuteristuumlkoumlrsiacutek

diasztereomerek diasztereomerek

enantiomerek

COOH

CH3H2NH

R

COOH

CH3 NH2H

S

enantiomerek

Enantiomerek eacutes diasztereomerek

80

C

NH2

COOHHH3C C

CH2SH

COOHH2NH

Ala Cys

Aacutebraacutezolja Fischer keacuteplettel az alaacutebbi perspektivikus keacuteplettel megadott aminosavakat

CH3

COOH

H2N H

CH2SH

COOH

H2N H

Ala Cys

S R

L L81

CNH2H

H3C

COOH

C

COOH

CH2SHH2NH

CCH3H

H2N

COOH

C

COOH

CH2SHHH2N

C

NH2

COOHHH3C

C

CH2SH

COOHH2NH

CH3

COOH

H2N H

CH2SH

COOH

H2N H

82

Enantiomerek eacutes mezo vegyuumlletek

Pszeudoaszimmetria

C

C

HOOC

HOOC

H

HOH

OH

S

R

C

C

HOOC

HOOC

OH

HH

OHR

RC

C

COOH

COOH

HO

HH

HOS

S

intramolekulaacuteristuumlkoumlrsiacutek

diasztereomerek diasztereomerek

enantiomerek

C

C

C

COOH

COOH

HO H

OHH

H OHR

R

C

C

C

COOH

COOH

H OH

HHO

HO HS

S

enantiomerek

optikailag aktiacutevak

C

C

C

COOH

COOH

H OH

OHH

H OHR

S

C

C

C

COOH

COOH

H OH

HHO

H OHR

S

optikailag inaktiacutevak

r s

83

COOH

COOH

COOHHOOC COOH

HOOC COOH

HOOC

mcisz transz transz

szerkezetiizomeacuteria

geometriaiizomeacuteria

optikai izomeacuteria

84

R

RHOH

akiraacutelisszeacutenatom

R

SHOH

rS

RHOH

s

RgtS r s

(S)

(S)

pszeudoaszimmetriaacutes szeacutenatom

akiraacutelis molekulamezo vegyuumllet

akiraacutelisC2 forgaacutesi szimmetriatengely

kiraacutelis

HOOC COOH

Br

m

HOOC COOH

m

HOOC

COOH

pro-pszeudoaszimmetriaacutes szeacutenatom

85

Kiraacutelis molekulaacutekon beluumll is sok esetben talaacutelhatoacute pszeudo-aszimmetriacentrum amennyiben a keacutet enantiomorf ligandum mellett tovaacutebbi aszimmetrikus ligandum is kapcsoloacutedik a centrumhoz (peacuteldaacuteul atropin eacutes szaacutermazeacutekai)

gytszptehuhudownloadindex16630

Oslash86

Mezo-forma a) mindig akiraacutelisb) mindig kell lennie kiraacutelis disztereomerjeacutenek is

gytszptehuhudownloadindex16630

C

C

HOOC

HOOC

H

HOH

OH

S

R

C

C

HOOC

HOOC

OH

HH

OHR

RC

C

COOH

COOH

HO

HH

HOS

S

intramolekulaacuteristuumlkoumlrsiacutek

diasztereomerek diasztereomerek

enantiomerek

Oslash87

gytszptehuhudownloadindex16630

A pszeudo-aszimmetriacentrumok konfiguraacutecioacutejaacuteban elteacuterő izomerekegymaacutessal diasztereoizomer viszonyban aacutellnak

rC

C

C

COOH

COOH

H OH

OHH

H OHR

S

sC

C

C

COOH

COOH

H OH

HHO

H OHR

S Oslash88

Geometriai izomeacuteria

kettős koumlteacutesű vegyuumlletekneacutelciklusos vegyuumlletekneacutel

C CH H

CH3H3CC C

H CH3

HH3C

Felteacutetel (olefinekneacutel) egy adott pilleacuteratomon nem lehet keacutet azonos helyettesiacutetőde adott kettőskoumlteacutes keacutet kuumlloumlnboumlző pilleacuteratomjaacuten lehet egy-egy azonos helyettesiacutető(de ezeknek sem kell szuumlkseacutegkeacuteppen azonosaknak lenniuumlk)

Alfa helyzetű szubsztituens Beacuteta helyzetű szubsztituens

Diasztereomerek

89

Configurational isomers

The particular arrangement of atoms (or goups) in space that is characteristic of a given streoisomer

The configurational isomers can not be transformed into each otherwithout breaking and making a covalent bond

- cis-trans Z-E designations geometric isomers- optical isomerism (cf chirality)

H COOH

H COOH

HOOC H

H COOH

Z E

Oslash90

The requirement for geometric isomerism in alkenes is that each carbon atom involvedin the pi bond have two different groups attached to it such as H and Cl or CH3 and Cl

C CH

H

CH2CH3

CH3

C CH

H

CH2CH3

CH3is the same as

C CCH3

H

CH2CH3

CH3

C CH

CH3

CH2CH3

CH3

geometric isomers

If one of the carbons of the double bond has two identical groups such as two H atomsor two CH3 groups the geometric isomerism is not possible

Z E

Higher priority atoms or groups are on the same side of the pi bond Z bdquotogetherrdquo

Higher priority atoms or groups are on opposite sides of the pi bond E bdquoacrossrdquo

(Look at the single atoms directly attached to the double-bond carbon C and not entire-CH2CH2CH3 group)

Oslash91

Cahn-Ingold-Prelog szekvenciaszabaacutelyokalkeacutenekre vonatkozoacutean

Toumlmegszaacutem

C CT

D

H

DE

Rendszaacutem

C CF

Cl

Br

IZ

Z gt E

E

ZZ C C

C

C

H

NC

C

C

H3C

H3C

CH3

HCH3

H

C CH

NC

C

C

CH3

CH3

H

H

Br

Br

E

R

S

RgtS (DgtL)

92

C CH

H3C

CH

CH

CH3

CH3

CH2

Z ltC

HCH3

CH3

C

H

C

C

H

H

HHH

H

C C

H H

H

C

H

C (C)

o

o

o

H

H(C)oo

o

C CH

H3C

CH

CH

CH3

CH2 Br

CH2

E

C

HCH3

CH2Br

C

H

C

H

H

HCBrH

H

gtC C

H H

H

C

H

C (C)

o

o

o

H

H(C)oo

o

(CON) adott atom ismeacutetelt megjeleniacuteteacutese ---o fantomatom

1 2 3C CCCH CHHH C C(C)CH C(C)HH

1 2 3C CCCH BrCHH gt CHHH C C(C)CH C(C)HH 93

transzE

ciszZ

C CH H

C CH

H

transzZ

ciszE

C CBr H

C CH

Br

Oslash94

Konformaacutecioacutes izomeacuteriaUgyanaz a vaacutez konnektivitaacutes de elteacuterő teacuterbelielrendeződeacutes (valamilyen szimmetria-rendezőhoumlz valoacuteviszony)

Kovalens koumlteacutes elszakiacutetaacutesa eacutes uacutejrakeacutepződeacutese neacutelkuumllegymaacutesba alakiacutethatoacutek

Rotaacutecioacutes izomeacuteriaKuumlloumlnboumlző konformaacutecioacute (konformerek rotamerek)

Axiaacutelis kiralitaacutes R SHelikaacutelis kiralitaacutes P M

95

C CCH3H3C

HHHH

C CCH3

CH3 HH

HH

Konformaacutecioacutes diasztereomerek

C CH

CH3 HCH3

HH C C

H

CH3 CH3H

HH

Konformaacutecioacutes enantiomerek

P M

96

szinperiplanaacuteris szinklinaacutelis antiklinaacutelis antiperiplanaacuteris antiklinaacutelis szinklinaacutelis

pszeudorotaacutecioacute

axiaacutelis ekvatoriaacutelis

Konformerek

kiraacutelis kiraacutelisakiraacutelis akiraacutelis

97

C CCH3

CH3 HH

HHC C

CH3H3C

HHHH

Konfiguraacutecioacutes diasztereomerek

Konformaacutecioacutes diasztereomerek

C CH H

CH3H3CCC

HH3C

H CH3

98

- huacutezaacutes (stretch)

- hajliacutetaacutes (bend)

- csavaraacutes (torsion)

O OH

Hr 1r 2

r 2

O OH

H

α

OH

OH

τ (φ)

Oslash99

O OH

H

HOOH

OOH

HE

α30 kcalmol

Hajliacutetaacutes bend

Huacutezaacutes (nyuacutejtaacutes) stretch

disszociaacutecioacute

E

r

~ 90 ~ 50 kcalmol

HOO + H

HO + HO

Oslash100

H

H

H

O OH

H

1 kcalmol

~ 10kcalmol

(torzioacutes szoumlg)τ

Newman projekcioacute

H H

0o 60o 180o 300o 360o

OO

H

H

HHH HH

Oslash101

CH2 CH2Y ZY = Z = H

Y = Z = CH3

etaacuten

n-butaacuten

300o 360o240o180o120o60o0o

0o120o- 60o-180o-240o-300o-360o-

oacutera jaacuteraacutesaacuteval megegyező

oacutera jaacuteraacutesaacuteval ellenteacutetes

ZY

Z

Y

ZY

Z

Y

Z

Y

ZYZY

syn antisynperiplanar synklinal antiklinal antiperiplanar antiklinal synklinal

102

CCH

H H

HH

HH H

H

H

H H

CCH

H H

H

H HH H

HH

HH

0o 120o 240o 360o

12 M

m

M12 M M

mm

Θ

M = m

E(Θ)

minimum

Maximum

103

HHH H

CH3CH3

HHH H

CH3CH3

H

HH H

CH3

CH3

E

0deg dieacutederes szoumlg

E szabadentalpia-kuumlloumlnbseacuteg

58

29

07

(kcal)

H H

H3CH CH3

H

H H

H3CH H

CH3

H3C CH3

H HH

H

CH3HH H

CH3H

060deg 120deg 180deg 240deg 300deg 360deg

szinperiplanaacuteris szinklinaacutelis antiklinaacutelis antiperiplanaacuteris antiklinaacutelis szinklinaacutelis104

∆G0 = G01 - G0

2

K = e∆G0

RT

∆G = - RT ln K∆G = ∆H - T∆S

∆H = 074

∆S = 2 K = 19

gauche ndash anti araacuteny

minden gauche konformerre keacutet anti forma jut K= [a][g] Oslash105

0o

0o

60o

60o

120o

120o

180o

180o

240o

240o

300o

300o 360o

360o

RELA

T

IacuteV

ENERGIA

ANTI EFFEKTUS

GAUCHE EFFEKTUS

EXTREacuteMGAUCHE

EFFEKTUS

H

H H

H H

H

CH3

H H

H H

CH3

TORZIOacuteS SZOumlG

ZY

Z

YZ

Y

Z

Y

ZY

ZY ZY

F

H H

OH

repulsions

F

H H

H 106

attractiveinteractions

orbitalinteractions

antiperiplanarposition

Anti-effect

107

repulsions

F

H H

OH

repulsions

F

H H

H

Extrem gauche effect

108

C-F

C-H

C-F

C-HC-C C-C

Oslash109

CikloalkaacutenokGyűrűfeszuumlltseacuteg

Hipotetikus planaacuteris rendszerek

Baeyer vegyeacuterteacutekszoumlg-deformaacutecioacute (angulaacuterisgyűrű feszuumlleacutes)

Pitzer anti-aacutellaacuteshoz keacutepesti energiatoumlbblet (torzioacutes feszuumlleacutes)

van der Waals nemkoumltő atomok szterikus koumllcsoumlnhataacutesa

Nem planaacuteris vegyuumlletek

CC C

C

C

boriacuteteacutek

C C C

C

Ctwist

pszeudorotaacutecioacute

CC

C C

V-alakuacute

CCC

CCC

szeacutek110

3 4 5 6 7 8 9 10Gyűrűtagszaacutem

Gyűrű

feszuumlleacutes

kcalmol

hataacutereacuterteacutek

111

Cl

H

H

H

Cl

H

H

Cl

H

H

Cl

H

Cl

H

H

H

H

Cl

mezo SS RR

cisz transz

Ciklopropaacuten

C

C

HOOC

HOOC

H

HOH

OH

S

R

C

C

HOOC

HOOC

OH

HH

OHR

RC

C

COOH

COOH

HO

HH

HOS

S

intramolekulaacuteristuumlkoumlrsiacutek

diasztereomerek diasztereomerek

enantiomerek 112

Ea(a e)

∆Ea+∆E

∆E

Ea(a e)

Z

Hkb 5szeacutek

ZH

kb 95szeacutek

kb 2 kcal

csavartkaacuted

csavartkaacuted

kaacuted

ZH

feacutelszeacutekfeacutelszeacutek

ZH

Ciklohexaacuten

113

A 3-3 nemszomszeacutedos szeacutenatom aacuteltal definiaacutelt siacutekokra

merőleges koumlteacutesiraacutenyok axiaacutelis

A toumlbbi koumlteacutes e keacutet siacutek koumlzoumltt van ekvatoriaacutelis

Pszeudorotaacutecioacute a gyűrűs vegyuumlletek konformerjei

szoumlgfeszuumlltseacuteg neacutelkuumll alakulnak egymaacutesba

114

transz 12-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

cisz 12-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

Z

H

Z

H Z

HZ

Ha

eae

Z

HZ

H

Z

H

Z

H

a

e

ae

115

transz 13-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

cisz 13-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

Z

HZ

H

Z

H Z

H

a

e ae

Z

HZ

HZ

H

Z

H

a

e

ae

116

H

Z

Z

H

H

Z Z

Ha

ea

e

transz 14-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

Z

HZ

H

H

Z

Z

Ha

ea

e

cisz 14-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

117

Oslash118

8 CO2 + 8 H2O

- 12483 kcalmol - 12468 kcalmol

15 kcalmol

CH3

CH3H

H

+ 12 O2

cisz-12-dimetilciklohexaacuten

CH3

H

H

CH3

transz-12-dimetilciklohexaacuten

+ 12 O2

119

Diszubsztituaacutelt ciklohexaacutenokszerkezeti izomerjeinek konformaacutecioacutes viszonyai

Szerkezeti izomer Geometriai izomercisz transz

12

14

ae aa

ea ee

13aa ae

ee ea

120

Oslash121

BrNH2

Br

NH23a 2b

NH2

Br

Br

NH24a 1b

NH2

Br

Br

NH2

1b 4a

NH2

Br

NH2

Br2b 3a

NH2

Br

Br

NH23b 2a

Br

NH2

BrNH24b 1a

Konformaacutecioacutes Konformaacutecioacutes

BrNH2 Br

NH2

1a 4b

Br

NH2

BrNH2

2a 3b

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesenantiomerek

Konfiguraacutecioacutesenantiomerek

diasztereomerek diasztereomerek

12-helyzetben kuumlloumlnboumlző helyettesiacutetőket tartalmazoacute ciklohexaacuten szaacutermazeacutekokkonfiguraacutecioacutes eacutes konformaacutecioacutes viszonyai

Oslash122

H

H

H

HH

H

H

H

Dekalin

cisz transz

123

transz-transz-transzanellaacutecioacute

cisz-transz-transzanellaacutecioacute

DC

BA

DC

BA

H H

R

H

H H

H

H

H

R

H H

DCBA

R

H

H

H

H

H

H

DCBA

R

H

H

H

H

H

H

CH3

CH3

CH3

CH3

Oslash124

A kiralitaacutes kialakulaacutesa eacutes bioloacutegiai jelentőseacutege

Kiraacutelis vegyuumlletek

termeacuteszetes aminosavak (elsősorban L konfiguraacutecioacute)peptidek enzimektermeacuteszetes szeacutenhidraacutetok (elsősorban D konfiguraacutecioacute)gyoacutegyszerek

Az első kiraacutelis vegyuumllet kialakulaacutesa

az elemi reacuteszek gyenge koumllcsoumlnhataacutesaacutenakiraacutenyfuumlggeacuteseacutevel van kapcsolatban

autokataliacutezis

a termeacuteszet nem tuumlkoumlrszimmetrikus (a termeacuteszet homokiraacutelis)

Oslash125

Az optikai aktivitaacuteseredete szeacutenhidraacutetokkiralitaacutescentrumaacutenakkieacutepuumlleacutese a termeacuteszetben

Oslash126

Oslash127

• Slide Number 1
• Slide Number 2
• Slide Number 3
• Slide Number 4
• Slide Number 5
• Slide Number 6
• Slide Number 7
• Izomeacuteria
• Slide Number 9
• Slide Number 10
• Slide Number 11
• Slide Number 12
• Slide Number 13
• Slide Number 14
• Slide Number 15
• Slide Number 16
• Slide Number 17
• Slide Number 18
• Szerkezeti izomeacuteria
• Slide Number 20
• Slide Number 21
• Slide Number 22
• Slide Number 23
• Slide Number 24
• A tautomeacuteria tiacutepusai
• Slide Number 26
• Slide Number 27
• Slide Number 28
• Slide Number 29
• Slide Number 30
• Sztereoizomeacuteria
• Slide Number 32
• Slide Number 33
• Slide Number 34
• Slide Number 35
• Slide Number 36
• Slide Number 37
• Slide Number 38
• Slide Number 39
• Slide Number 40
• Slide Number 41
• Slide Number 42
• Slide Number 43
• Slide Number 44
• Slide Number 45
• Slide Number 46
• Slide Number 47
• Tovaacutebbi kiralitaacutes tiacutepusok
• Slide Number 49
• Slide Number 50
• Slide Number 51
• Slide Number 52
• Slide Number 53
• Slide Number 54
• Slide Number 55
• Slide Number 56
• Slide Number 57
• Toumlbb kiralitaacuteskoumlzpont
• Slide Number 59
• Slide Number 60
• Slide Number 61
• Slide Number 62
• Slide Number 63
• Slide Number 64
• Slide Number 65
• Slide Number 66
• Slide Number 67
• Slide Number 68
• Slide Number 69
• Slide Number 70
• Slide Number 71
• Slide Number 72
• Slide Number 73
• Slide Number 74
• Slide Number 75
• Konfiguraacutecioacutes izomeacuteria
• Slide Number 77
• Slide Number 78
• Slide Number 79
• Slide Number 80
• Slide Number 81
• Slide Number 82
• Slide Number 83
• Slide Number 84
• Slide Number 85
• Slide Number 86
• Slide Number 87
• Slide Number 88
• Slide Number 89
• Slide Number 90
• Slide Number 91
• Slide Number 92
• Slide Number 93
• Slide Number 94
• Slide Number 95
• Slide Number 96
• Slide Number 97
• Slide Number 98
• Slide Number 99
• Slide Number 100
• Slide Number 101
• Slide Number 102
• Slide Number 103
• Slide Number 104
• Slide Number 105
• Slide Number 106
• Slide Number 107
• Slide Number 108
• Slide Number 109
• Slide Number 110
• Slide Number 111
• Slide Number 112
• Slide Number 113
• Slide Number 114
• Slide Number 115
• Slide Number 116
• Slide Number 117
• Slide Number 118
• Slide Number 119
• Slide Number 120
• Slide Number 121
• Slide Number 122
• Slide Number 123
• Slide Number 124
• Slide Number 125
• Slide Number 126
• Slide Number 127

Konfiguraacutecioacutes diasztereomerekFizikai eacutes keacutemia tulajdonsaacutegaik elteacuternek

Konfiguraacutecioacutes enantiomerekFizikai eacutes keacutemiai tulajdonsaacutegaikazonosak kiveacutevebull azonos meacuterteacutekű de ellenteacutetesiraacutenyuacute optikai forgatoacutekeacutepesseacutegbull elteacuterő reaktivitaacutes maacutes kiraacutelis vegyuumlletekkel valoacute reakcioacuteban

C

C

Cl

Cl H

HC

C

H

Cl H

Cl

cisz-12-dikloacutereteacuten transz-12-dikloacutereteacuten

Br Cl

Cl BrF F

Cl Br

Br FF Cl

(R) (R) (S) (R)

CH

OHCH3CH2

CH3

CH

HOCH2CH3

CH3

CH

OHCH3CH2

CH3

CH

OHCH3

CH3CH2

180o-os forgataacutes

(R)-butaacuten-2-ol (S)-butaacuten-2-olfp 995 oC 995 oCd4

20 0808 0808nD

20 1397 1397[α]D

25 -1352o +1352o

(R)-butaacuten-2-ol (S)-butaacuten-2-ol

CH

OHCH3

CH3CH2

77

Elegykristaacutely

bullveacuteletlenszerűen tartalmazza mindkeacutet enantiomertbulla tiszta enantiomerek eacutes az enantiomer kevereacutekek tulajdonsaacutegai azonosak

Konglomeraacutetum

bullcsak az egyik vagy a maacutesik enantiomert tartalmazzabullaz enantiomerek mechanikusan is elkuumlloumlniacutethetők egymaacutestoacutel

Molekulavegyuumllet

bulla keacutet enantiomer a kristaacutelyban 11 araacutenyban fordul elő (raceacutem elegy)bulla raceacutem elegy eacutes az enantiomerek olvadaacutespontja kuumlloumlnboumlző

bullakiraacutelis koumlruumllmeacutenyek koumlzoumltt megegyező fizikai eacutes keacutemiai tulajdonsaacutegokbullkiraacutelis koumlruumllmeacutenyek koumlzoumltt elteacuterő (kiraacutelis molekulaacutek polarizaacutelt feacuteny)bullenantiomerek koumlzoumltti 3 fő koumllcsoumlnhataacutes

elegykristaacutely keacutepzeacuteskonglomeraacutetum keacutepzeacutesmolekulavegyuumllet keacutepzeacutes

Enantiomerek

78

Enantiomerek egyeacuteb kevereacutekeit az uacutegynevezett bdquoenantiomeric excessrdquo (ee) [enantiomerfelesleg] eacuterteacutekkel jellemezzuumlk (R) eacutes (S) a megfelelő enantiomerek mennyiseacutege a kevereacutekben

A komponensek mennyiseacutegeacutenek meghataacuterozaacutesaKiraacutelis oszlopkromatigraacutefia (enantiomerek elvaacutelasztaacutesa)NMR spektroszkoacutepia

ee =(R) - (S)(R) + (S) 100

Enantiomer felesleg

Az enantiomerfelesleg az aszimmetrikus szinteacutezis sikeresseacutegeacutenek egyikmeacuterőszaacutema Diasztereomerek kevereacuteke eseteacuten hasonloacute moacutedon definiaacuteljaacutek eacuteshasznaacuteljaacutek a diasztereomer felesleg eacutes a szaacutezaleacutekos diasztereomer feleslegfogalmaacutet

Egy 70 R eacutes 30 S izomert tartalmazoacute minta enantiomerfeleslege peacuteldaacuteul40 Ezt az anyagot uacutegy is tekinthetjuumlk mint 40 tiszta R izomer eacutes 60 raceacutemelegy (mely a teljes mennyiseacuteghez 30 R eacutes 30 S izomerrel jaacuterul hozzaacute)kevereacuteke 79

C

C

HOOC

HOOC

H

HOH

OH

S

R

C

C

HOOC

HOOC

OH

HH

OHR

RC

C

COOH

COOH

HO

HH

HOS

S

intramolekulaacuteristuumlkoumlrsiacutek

diasztereomerek diasztereomerek

enantiomerek

COOH

CH3H2NH

R

COOH

CH3 NH2H

S

enantiomerek

Enantiomerek eacutes diasztereomerek

80

C

NH2

COOHHH3C C

CH2SH

COOHH2NH

Ala Cys

Aacutebraacutezolja Fischer keacuteplettel az alaacutebbi perspektivikus keacuteplettel megadott aminosavakat

CH3

COOH

H2N H

CH2SH

COOH

H2N H

Ala Cys

S R

L L81

CNH2H

H3C

COOH

C

COOH

CH2SHH2NH

CCH3H

H2N

COOH

C

COOH

CH2SHHH2N

C

NH2

COOHHH3C

C

CH2SH

COOHH2NH

CH3

COOH

H2N H

CH2SH

COOH

H2N H

82

Enantiomerek eacutes mezo vegyuumlletek

Pszeudoaszimmetria

C

C

HOOC

HOOC

H

HOH

OH

S

R

C

C

HOOC

HOOC

OH

HH

OHR

RC

C

COOH

COOH

HO

HH

HOS

S

intramolekulaacuteristuumlkoumlrsiacutek

diasztereomerek diasztereomerek

enantiomerek

C

C

C

COOH

COOH

HO H

OHH

H OHR

R

C

C

C

COOH

COOH

H OH

HHO

HO HS

S

enantiomerek

optikailag aktiacutevak

C

C

C

COOH

COOH

H OH

OHH

H OHR

S

C

C

C

COOH

COOH

H OH

HHO

H OHR

S

optikailag inaktiacutevak

r s

83

COOH

COOH

COOHHOOC COOH

HOOC COOH

HOOC

mcisz transz transz

szerkezetiizomeacuteria

geometriaiizomeacuteria

optikai izomeacuteria

84

R

RHOH

akiraacutelisszeacutenatom

R

SHOH

rS

RHOH

s

RgtS r s

(S)

(S)

pszeudoaszimmetriaacutes szeacutenatom

akiraacutelis molekulamezo vegyuumllet

akiraacutelisC2 forgaacutesi szimmetriatengely

kiraacutelis

HOOC COOH

Br

m

HOOC COOH

m

HOOC

COOH

pro-pszeudoaszimmetriaacutes szeacutenatom

85

Kiraacutelis molekulaacutekon beluumll is sok esetben talaacutelhatoacute pszeudo-aszimmetriacentrum amennyiben a keacutet enantiomorf ligandum mellett tovaacutebbi aszimmetrikus ligandum is kapcsoloacutedik a centrumhoz (peacuteldaacuteul atropin eacutes szaacutermazeacutekai)

gytszptehuhudownloadindex16630

Oslash86

Mezo-forma a) mindig akiraacutelisb) mindig kell lennie kiraacutelis disztereomerjeacutenek is

gytszptehuhudownloadindex16630

C

C

HOOC

HOOC

H

HOH

OH

S

R

C

C

HOOC

HOOC

OH

HH

OHR

RC

C

COOH

COOH

HO

HH

HOS

S

intramolekulaacuteristuumlkoumlrsiacutek

diasztereomerek diasztereomerek

enantiomerek

Oslash87

gytszptehuhudownloadindex16630

A pszeudo-aszimmetriacentrumok konfiguraacutecioacutejaacuteban elteacuterő izomerekegymaacutessal diasztereoizomer viszonyban aacutellnak

rC

C

C

COOH

COOH

H OH

OHH

H OHR

S

sC

C

C

COOH

COOH

H OH

HHO

H OHR

S Oslash88

Geometriai izomeacuteria

kettős koumlteacutesű vegyuumlletekneacutelciklusos vegyuumlletekneacutel

C CH H

CH3H3CC C

H CH3

HH3C

Felteacutetel (olefinekneacutel) egy adott pilleacuteratomon nem lehet keacutet azonos helyettesiacutetőde adott kettőskoumlteacutes keacutet kuumlloumlnboumlző pilleacuteratomjaacuten lehet egy-egy azonos helyettesiacutető(de ezeknek sem kell szuumlkseacutegkeacuteppen azonosaknak lenniuumlk)

Alfa helyzetű szubsztituens Beacuteta helyzetű szubsztituens

Diasztereomerek

89

Configurational isomers

The particular arrangement of atoms (or goups) in space that is characteristic of a given streoisomer

The configurational isomers can not be transformed into each otherwithout breaking and making a covalent bond

- cis-trans Z-E designations geometric isomers- optical isomerism (cf chirality)

H COOH

H COOH

HOOC H

H COOH

Z E

Oslash90

The requirement for geometric isomerism in alkenes is that each carbon atom involvedin the pi bond have two different groups attached to it such as H and Cl or CH3 and Cl

C CH

H

CH2CH3

CH3

C CH

H

CH2CH3

CH3is the same as

C CCH3

H

CH2CH3

CH3

C CH

CH3

CH2CH3

CH3

geometric isomers

If one of the carbons of the double bond has two identical groups such as two H atomsor two CH3 groups the geometric isomerism is not possible

Z E

Higher priority atoms or groups are on the same side of the pi bond Z bdquotogetherrdquo

Higher priority atoms or groups are on opposite sides of the pi bond E bdquoacrossrdquo

(Look at the single atoms directly attached to the double-bond carbon C and not entire-CH2CH2CH3 group)

Oslash91

Cahn-Ingold-Prelog szekvenciaszabaacutelyokalkeacutenekre vonatkozoacutean

Toumlmegszaacutem

C CT

D

H

DE

Rendszaacutem

C CF

Cl

Br

IZ

Z gt E

E

ZZ C C

C

C

H

NC

C

C

H3C

H3C

CH3

HCH3

H

C CH

NC

C

C

CH3

CH3

H

H

Br

Br

E

R

S

RgtS (DgtL)

92

C CH

H3C

CH

CH

CH3

CH3

CH2

Z ltC

HCH3

CH3

C

H

C

C

H

H

HHH

H

C C

H H

H

C

H

C (C)

o

o

o

H

H(C)oo

o

C CH

H3C

CH

CH

CH3

CH2 Br

CH2

E

C

HCH3

CH2Br

C

H

C

H

H

HCBrH

H

gtC C

H H

H

C

H

C (C)

o

o

o

H

H(C)oo

o

(CON) adott atom ismeacutetelt megjeleniacuteteacutese ---o fantomatom

1 2 3C CCCH CHHH C C(C)CH C(C)HH

1 2 3C CCCH BrCHH gt CHHH C C(C)CH C(C)HH 93

transzE

ciszZ

C CH H

C CH

H

transzZ

ciszE

C CBr H

C CH

Br

Oslash94

Konformaacutecioacutes izomeacuteriaUgyanaz a vaacutez konnektivitaacutes de elteacuterő teacuterbelielrendeződeacutes (valamilyen szimmetria-rendezőhoumlz valoacuteviszony)

Kovalens koumlteacutes elszakiacutetaacutesa eacutes uacutejrakeacutepződeacutese neacutelkuumllegymaacutesba alakiacutethatoacutek

Rotaacutecioacutes izomeacuteriaKuumlloumlnboumlző konformaacutecioacute (konformerek rotamerek)

Axiaacutelis kiralitaacutes R SHelikaacutelis kiralitaacutes P M

95

C CCH3H3C

HHHH

C CCH3

CH3 HH

HH

Konformaacutecioacutes diasztereomerek

C CH

CH3 HCH3

HH C C

H

CH3 CH3H

HH

Konformaacutecioacutes enantiomerek

P M

96

szinperiplanaacuteris szinklinaacutelis antiklinaacutelis antiperiplanaacuteris antiklinaacutelis szinklinaacutelis

pszeudorotaacutecioacute

axiaacutelis ekvatoriaacutelis

Konformerek

kiraacutelis kiraacutelisakiraacutelis akiraacutelis

97

C CCH3

CH3 HH

HHC C

CH3H3C

HHHH

Konfiguraacutecioacutes diasztereomerek

Konformaacutecioacutes diasztereomerek

C CH H

CH3H3CCC

HH3C

H CH3

98

- huacutezaacutes (stretch)

- hajliacutetaacutes (bend)

- csavaraacutes (torsion)

O OH

Hr 1r 2

r 2

O OH

H

α

OH

OH

τ (φ)

Oslash99

O OH

H

HOOH

OOH

HE

α30 kcalmol

Hajliacutetaacutes bend

Huacutezaacutes (nyuacutejtaacutes) stretch

disszociaacutecioacute

E

r

~ 90 ~ 50 kcalmol

HOO + H

HO + HO

Oslash100

H

H

H

O OH

H

1 kcalmol

~ 10kcalmol

(torzioacutes szoumlg)τ

Newman projekcioacute

H H

0o 60o 180o 300o 360o

OO

H

H

HHH HH

Oslash101

CH2 CH2Y ZY = Z = H

Y = Z = CH3

etaacuten

n-butaacuten

300o 360o240o180o120o60o0o

0o120o- 60o-180o-240o-300o-360o-

oacutera jaacuteraacutesaacuteval megegyező

oacutera jaacuteraacutesaacuteval ellenteacutetes

ZY

Z

Y

ZY

Z

Y

Z

Y

ZYZY

syn antisynperiplanar synklinal antiklinal antiperiplanar antiklinal synklinal

102

CCH

H H

HH

HH H

H

H

H H

CCH

H H

H

H HH H

HH

HH

0o 120o 240o 360o

12 M

m

M12 M M

mm

Θ

M = m

E(Θ)

minimum

Maximum

103

HHH H

CH3CH3

HHH H

CH3CH3

H

HH H

CH3

CH3

E

0deg dieacutederes szoumlg

E szabadentalpia-kuumlloumlnbseacuteg

58

29

07

(kcal)

H H

H3CH CH3

H

H H

H3CH H

CH3

H3C CH3

H HH

H

CH3HH H

CH3H

060deg 120deg 180deg 240deg 300deg 360deg

szinperiplanaacuteris szinklinaacutelis antiklinaacutelis antiperiplanaacuteris antiklinaacutelis szinklinaacutelis104

∆G0 = G01 - G0

2

K = e∆G0

RT

∆G = - RT ln K∆G = ∆H - T∆S

∆H = 074

∆S = 2 K = 19

gauche ndash anti araacuteny

minden gauche konformerre keacutet anti forma jut K= [a][g] Oslash105

0o

0o

60o

60o

120o

120o

180o

180o

240o

240o

300o

300o 360o

360o

RELA

T

IacuteV

ENERGIA

ANTI EFFEKTUS

GAUCHE EFFEKTUS

EXTREacuteMGAUCHE

EFFEKTUS

H

H H

H H

H

CH3

H H

H H

CH3

TORZIOacuteS SZOumlG

ZY

Z

YZ

Y

Z

Y

ZY

ZY ZY

F

H H

OH

repulsions

F

H H

H 106

attractiveinteractions

orbitalinteractions

antiperiplanarposition

Anti-effect

107

repulsions

F

H H

OH

repulsions

F

H H

H

Extrem gauche effect

108

C-F

C-H

C-F

C-HC-C C-C

Oslash109

CikloalkaacutenokGyűrűfeszuumlltseacuteg

Hipotetikus planaacuteris rendszerek

Baeyer vegyeacuterteacutekszoumlg-deformaacutecioacute (angulaacuterisgyűrű feszuumlleacutes)

Pitzer anti-aacutellaacuteshoz keacutepesti energiatoumlbblet (torzioacutes feszuumlleacutes)

van der Waals nemkoumltő atomok szterikus koumllcsoumlnhataacutesa

Nem planaacuteris vegyuumlletek

CC C

C

C

boriacuteteacutek

C C C

C

Ctwist

pszeudorotaacutecioacute

CC

C C

V-alakuacute

CCC

CCC

szeacutek110

3 4 5 6 7 8 9 10Gyűrűtagszaacutem

Gyűrű

feszuumlleacutes

kcalmol

hataacutereacuterteacutek

111

Cl

H

H

H

Cl

H

H

Cl

H

H

Cl

H

Cl

H

H

H

H

Cl

mezo SS RR

cisz transz

Ciklopropaacuten

C

C

HOOC

HOOC

H

HOH

OH

S

R

C

C

HOOC

HOOC

OH

HH

OHR

RC

C

COOH

COOH

HO

HH

HOS

S

intramolekulaacuteristuumlkoumlrsiacutek

diasztereomerek diasztereomerek

enantiomerek 112

Ea(a e)

∆Ea+∆E

∆E

Ea(a e)

Z

Hkb 5szeacutek

ZH

kb 95szeacutek

kb 2 kcal

csavartkaacuted

csavartkaacuted

kaacuted

ZH

feacutelszeacutekfeacutelszeacutek

ZH

Ciklohexaacuten

113

A 3-3 nemszomszeacutedos szeacutenatom aacuteltal definiaacutelt siacutekokra

merőleges koumlteacutesiraacutenyok axiaacutelis

A toumlbbi koumlteacutes e keacutet siacutek koumlzoumltt van ekvatoriaacutelis

Pszeudorotaacutecioacute a gyűrűs vegyuumlletek konformerjei

szoumlgfeszuumlltseacuteg neacutelkuumll alakulnak egymaacutesba

114

transz 12-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

cisz 12-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

Z

H

Z

H Z

HZ

Ha

eae

Z

HZ

H

Z

H

Z

H

a

e

ae

115

transz 13-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

cisz 13-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

Z

HZ

H

Z

H Z

H

a

e ae

Z

HZ

HZ

H

Z

H

a

e

ae

116

H

Z

Z

H

H

Z Z

Ha

ea

e

transz 14-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

Z

HZ

H

H

Z

Z

Ha

ea

e

cisz 14-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

117

Oslash118

8 CO2 + 8 H2O

- 12483 kcalmol - 12468 kcalmol

15 kcalmol

CH3

CH3H

H

+ 12 O2

cisz-12-dimetilciklohexaacuten

CH3

H

H

CH3

transz-12-dimetilciklohexaacuten

+ 12 O2

119

Diszubsztituaacutelt ciklohexaacutenokszerkezeti izomerjeinek konformaacutecioacutes viszonyai

Szerkezeti izomer Geometriai izomercisz transz

12

14

ae aa

ea ee

13aa ae

ee ea

120

Oslash121

BrNH2

Br

NH23a 2b

NH2

Br

Br

NH24a 1b

NH2

Br

Br

NH2

1b 4a

NH2

Br

NH2

Br2b 3a

NH2

Br

Br

NH23b 2a

Br

NH2

BrNH24b 1a

Konformaacutecioacutes Konformaacutecioacutes

BrNH2 Br

NH2

1a 4b

Br

NH2

BrNH2

2a 3b

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesenantiomerek

Konfiguraacutecioacutesenantiomerek

diasztereomerek diasztereomerek

12-helyzetben kuumlloumlnboumlző helyettesiacutetőket tartalmazoacute ciklohexaacuten szaacutermazeacutekokkonfiguraacutecioacutes eacutes konformaacutecioacutes viszonyai

Oslash122

H

H

H

HH

H

H

H

Dekalin

cisz transz

123

transz-transz-transzanellaacutecioacute

cisz-transz-transzanellaacutecioacute

DC

BA

DC

BA

H H

R

H

H H

H

H

H

R

H H

DCBA

R

H

H

H

H

H

H

DCBA

R

H

H

H

H

H

H

CH3

CH3

CH3

CH3

Oslash124

A kiralitaacutes kialakulaacutesa eacutes bioloacutegiai jelentőseacutege

Kiraacutelis vegyuumlletek

termeacuteszetes aminosavak (elsősorban L konfiguraacutecioacute)peptidek enzimektermeacuteszetes szeacutenhidraacutetok (elsősorban D konfiguraacutecioacute)gyoacutegyszerek

Az első kiraacutelis vegyuumllet kialakulaacutesa

az elemi reacuteszek gyenge koumllcsoumlnhataacutesaacutenakiraacutenyfuumlggeacuteseacutevel van kapcsolatban

autokataliacutezis

a termeacuteszet nem tuumlkoumlrszimmetrikus (a termeacuteszet homokiraacutelis)

Oslash125

Az optikai aktivitaacuteseredete szeacutenhidraacutetokkiralitaacutescentrumaacutenakkieacutepuumlleacutese a termeacuteszetben

Oslash126

Oslash127

• Slide Number 1
• Slide Number 2
• Slide Number 3
• Slide Number 4
• Slide Number 5
• Slide Number 6
• Slide Number 7
• Izomeacuteria
• Slide Number 9
• Slide Number 10
• Slide Number 11
• Slide Number 12
• Slide Number 13
• Slide Number 14
• Slide Number 15
• Slide Number 16
• Slide Number 17
• Slide Number 18
• Szerkezeti izomeacuteria
• Slide Number 20
• Slide Number 21
• Slide Number 22
• Slide Number 23
• Slide Number 24
• A tautomeacuteria tiacutepusai
• Slide Number 26
• Slide Number 27
• Slide Number 28
• Slide Number 29
• Slide Number 30
• Sztereoizomeacuteria
• Slide Number 32
• Slide Number 33
• Slide Number 34
• Slide Number 35
• Slide Number 36
• Slide Number 37
• Slide Number 38
• Slide Number 39
• Slide Number 40
• Slide Number 41
• Slide Number 42
• Slide Number 43
• Slide Number 44
• Slide Number 45
• Slide Number 46
• Slide Number 47
• Tovaacutebbi kiralitaacutes tiacutepusok
• Slide Number 49
• Slide Number 50
• Slide Number 51
• Slide Number 52
• Slide Number 53
• Slide Number 54
• Slide Number 55
• Slide Number 56
• Slide Number 57
• Toumlbb kiralitaacuteskoumlzpont
• Slide Number 59
• Slide Number 60
• Slide Number 61
• Slide Number 62
• Slide Number 63
• Slide Number 64
• Slide Number 65
• Slide Number 66
• Slide Number 67
• Slide Number 68
• Slide Number 69
• Slide Number 70
• Slide Number 71
• Slide Number 72
• Slide Number 73
• Slide Number 74
• Slide Number 75
• Konfiguraacutecioacutes izomeacuteria
• Slide Number 77
• Slide Number 78
• Slide Number 79
• Slide Number 80
• Slide Number 81
• Slide Number 82
• Slide Number 83
• Slide Number 84
• Slide Number 85
• Slide Number 86
• Slide Number 87
• Slide Number 88
• Slide Number 89
• Slide Number 90
• Slide Number 91
• Slide Number 92
• Slide Number 93
• Slide Number 94
• Slide Number 95
• Slide Number 96
• Slide Number 97
• Slide Number 98
• Slide Number 99
• Slide Number 100
• Slide Number 101
• Slide Number 102
• Slide Number 103
• Slide Number 104
• Slide Number 105
• Slide Number 106
• Slide Number 107
• Slide Number 108
• Slide Number 109
• Slide Number 110
• Slide Number 111
• Slide Number 112
• Slide Number 113
• Slide Number 114
• Slide Number 115
• Slide Number 116
• Slide Number 117
• Slide Number 118
• Slide Number 119
• Slide Number 120
• Slide Number 121
• Slide Number 122
• Slide Number 123
• Slide Number 124
• Slide Number 125
• Slide Number 126
• Slide Number 127

Elegykristaacutely

bullveacuteletlenszerűen tartalmazza mindkeacutet enantiomertbulla tiszta enantiomerek eacutes az enantiomer kevereacutekek tulajdonsaacutegai azonosak

Konglomeraacutetum

bullcsak az egyik vagy a maacutesik enantiomert tartalmazzabullaz enantiomerek mechanikusan is elkuumlloumlniacutethetők egymaacutestoacutel

Molekulavegyuumllet

bulla keacutet enantiomer a kristaacutelyban 11 araacutenyban fordul elő (raceacutem elegy)bulla raceacutem elegy eacutes az enantiomerek olvadaacutespontja kuumlloumlnboumlző

bullakiraacutelis koumlruumllmeacutenyek koumlzoumltt megegyező fizikai eacutes keacutemiai tulajdonsaacutegokbullkiraacutelis koumlruumllmeacutenyek koumlzoumltt elteacuterő (kiraacutelis molekulaacutek polarizaacutelt feacuteny)bullenantiomerek koumlzoumltti 3 fő koumllcsoumlnhataacutes

elegykristaacutely keacutepzeacuteskonglomeraacutetum keacutepzeacutesmolekulavegyuumllet keacutepzeacutes

Enantiomerek

78

Enantiomerek egyeacuteb kevereacutekeit az uacutegynevezett bdquoenantiomeric excessrdquo (ee) [enantiomerfelesleg] eacuterteacutekkel jellemezzuumlk (R) eacutes (S) a megfelelő enantiomerek mennyiseacutege a kevereacutekben

A komponensek mennyiseacutegeacutenek meghataacuterozaacutesaKiraacutelis oszlopkromatigraacutefia (enantiomerek elvaacutelasztaacutesa)NMR spektroszkoacutepia

ee =(R) - (S)(R) + (S) 100

Enantiomer felesleg

Az enantiomerfelesleg az aszimmetrikus szinteacutezis sikeresseacutegeacutenek egyikmeacuterőszaacutema Diasztereomerek kevereacuteke eseteacuten hasonloacute moacutedon definiaacuteljaacutek eacuteshasznaacuteljaacutek a diasztereomer felesleg eacutes a szaacutezaleacutekos diasztereomer feleslegfogalmaacutet

Egy 70 R eacutes 30 S izomert tartalmazoacute minta enantiomerfeleslege peacuteldaacuteul40 Ezt az anyagot uacutegy is tekinthetjuumlk mint 40 tiszta R izomer eacutes 60 raceacutemelegy (mely a teljes mennyiseacuteghez 30 R eacutes 30 S izomerrel jaacuterul hozzaacute)kevereacuteke 79

C

C

HOOC

HOOC

H

HOH

OH

S

R

C

C

HOOC

HOOC

OH

HH

OHR

RC

C

COOH

COOH

HO

HH

HOS

S

intramolekulaacuteristuumlkoumlrsiacutek

diasztereomerek diasztereomerek

enantiomerek

COOH

CH3H2NH

R

COOH

CH3 NH2H

S

enantiomerek

Enantiomerek eacutes diasztereomerek

80

C

NH2

COOHHH3C C

CH2SH

COOHH2NH

Ala Cys

Aacutebraacutezolja Fischer keacuteplettel az alaacutebbi perspektivikus keacuteplettel megadott aminosavakat

CH3

COOH

H2N H

CH2SH

COOH

H2N H

Ala Cys

S R

L L81

CNH2H

H3C

COOH

C

COOH

CH2SHH2NH

CCH3H

H2N

COOH

C

COOH

CH2SHHH2N

C

NH2

COOHHH3C

C

CH2SH

COOHH2NH

CH3

COOH

H2N H

CH2SH

COOH

H2N H

82

Enantiomerek eacutes mezo vegyuumlletek

Pszeudoaszimmetria

C

C

HOOC

HOOC

H

HOH

OH

S

R

C

C

HOOC

HOOC

OH

HH

OHR

RC

C

COOH

COOH

HO

HH

HOS

S

intramolekulaacuteristuumlkoumlrsiacutek

diasztereomerek diasztereomerek

enantiomerek

C

C

C

COOH

COOH

HO H

OHH

H OHR

R

C

C

C

COOH

COOH

H OH

HHO

HO HS

S

enantiomerek

optikailag aktiacutevak

C

C

C

COOH

COOH

H OH

OHH

H OHR

S

C

C

C

COOH

COOH

H OH

HHO

H OHR

S

optikailag inaktiacutevak

r s

83

COOH

COOH

COOHHOOC COOH

HOOC COOH

HOOC

mcisz transz transz

szerkezetiizomeacuteria

geometriaiizomeacuteria

optikai izomeacuteria

84

R

RHOH

akiraacutelisszeacutenatom

R

SHOH

rS

RHOH

s

RgtS r s

(S)

(S)

pszeudoaszimmetriaacutes szeacutenatom

akiraacutelis molekulamezo vegyuumllet

akiraacutelisC2 forgaacutesi szimmetriatengely

kiraacutelis

HOOC COOH

Br

m

HOOC COOH

m

HOOC

COOH

pro-pszeudoaszimmetriaacutes szeacutenatom

85

Kiraacutelis molekulaacutekon beluumll is sok esetben talaacutelhatoacute pszeudo-aszimmetriacentrum amennyiben a keacutet enantiomorf ligandum mellett tovaacutebbi aszimmetrikus ligandum is kapcsoloacutedik a centrumhoz (peacuteldaacuteul atropin eacutes szaacutermazeacutekai)

gytszptehuhudownloadindex16630

Oslash86

Mezo-forma a) mindig akiraacutelisb) mindig kell lennie kiraacutelis disztereomerjeacutenek is

gytszptehuhudownloadindex16630

C

C

HOOC

HOOC

H

HOH

OH

S

R

C

C

HOOC

HOOC

OH

HH

OHR

RC

C

COOH

COOH

HO

HH

HOS

S

intramolekulaacuteristuumlkoumlrsiacutek

diasztereomerek diasztereomerek

enantiomerek

Oslash87

gytszptehuhudownloadindex16630

A pszeudo-aszimmetriacentrumok konfiguraacutecioacutejaacuteban elteacuterő izomerekegymaacutessal diasztereoizomer viszonyban aacutellnak

rC

C

C

COOH

COOH

H OH

OHH

H OHR

S

sC

C

C

COOH

COOH

H OH

HHO

H OHR

S Oslash88

Geometriai izomeacuteria

kettős koumlteacutesű vegyuumlletekneacutelciklusos vegyuumlletekneacutel

C CH H

CH3H3CC C

H CH3

HH3C

Felteacutetel (olefinekneacutel) egy adott pilleacuteratomon nem lehet keacutet azonos helyettesiacutetőde adott kettőskoumlteacutes keacutet kuumlloumlnboumlző pilleacuteratomjaacuten lehet egy-egy azonos helyettesiacutető(de ezeknek sem kell szuumlkseacutegkeacuteppen azonosaknak lenniuumlk)

Alfa helyzetű szubsztituens Beacuteta helyzetű szubsztituens

Diasztereomerek

89

Configurational isomers

The particular arrangement of atoms (or goups) in space that is characteristic of a given streoisomer

The configurational isomers can not be transformed into each otherwithout breaking and making a covalent bond

- cis-trans Z-E designations geometric isomers- optical isomerism (cf chirality)

H COOH

H COOH

HOOC H

H COOH

Z E

Oslash90

The requirement for geometric isomerism in alkenes is that each carbon atom involvedin the pi bond have two different groups attached to it such as H and Cl or CH3 and Cl

C CH

H

CH2CH3

CH3

C CH

H

CH2CH3

CH3is the same as

C CCH3

H

CH2CH3

CH3

C CH

CH3

CH2CH3

CH3

geometric isomers

If one of the carbons of the double bond has two identical groups such as two H atomsor two CH3 groups the geometric isomerism is not possible

Z E

Higher priority atoms or groups are on the same side of the pi bond Z bdquotogetherrdquo

Higher priority atoms or groups are on opposite sides of the pi bond E bdquoacrossrdquo

(Look at the single atoms directly attached to the double-bond carbon C and not entire-CH2CH2CH3 group)

Oslash91

Cahn-Ingold-Prelog szekvenciaszabaacutelyokalkeacutenekre vonatkozoacutean

Toumlmegszaacutem

C CT

D

H

DE

Rendszaacutem

C CF

Cl

Br

IZ

Z gt E

E

ZZ C C

C

C

H

NC

C

C

H3C

H3C

CH3

HCH3

H

C CH

NC

C

C

CH3

CH3

H

H

Br

Br

E

R

S

RgtS (DgtL)

92

C CH

H3C

CH

CH

CH3

CH3

CH2

Z ltC

HCH3

CH3

C

H

C

C

H

H

HHH

H

C C

H H

H

C

H

C (C)

o

o

o

H

H(C)oo

o

C CH

H3C

CH

CH

CH3

CH2 Br

CH2

E

C

HCH3

CH2Br

C

H

C

H

H

HCBrH

H

gtC C

H H

H

C

H

C (C)

o

o

o

H

H(C)oo

o

(CON) adott atom ismeacutetelt megjeleniacuteteacutese ---o fantomatom

1 2 3C CCCH CHHH C C(C)CH C(C)HH

1 2 3C CCCH BrCHH gt CHHH C C(C)CH C(C)HH 93

transzE

ciszZ

C CH H

C CH

H

transzZ

ciszE

C CBr H

C CH

Br

Oslash94

Konformaacutecioacutes izomeacuteriaUgyanaz a vaacutez konnektivitaacutes de elteacuterő teacuterbelielrendeződeacutes (valamilyen szimmetria-rendezőhoumlz valoacuteviszony)

Kovalens koumlteacutes elszakiacutetaacutesa eacutes uacutejrakeacutepződeacutese neacutelkuumllegymaacutesba alakiacutethatoacutek

Rotaacutecioacutes izomeacuteriaKuumlloumlnboumlző konformaacutecioacute (konformerek rotamerek)

Axiaacutelis kiralitaacutes R SHelikaacutelis kiralitaacutes P M

95

C CCH3H3C

HHHH

C CCH3

CH3 HH

HH

Konformaacutecioacutes diasztereomerek

C CH

CH3 HCH3

HH C C

H

CH3 CH3H

HH

Konformaacutecioacutes enantiomerek

P M

96

szinperiplanaacuteris szinklinaacutelis antiklinaacutelis antiperiplanaacuteris antiklinaacutelis szinklinaacutelis

pszeudorotaacutecioacute

axiaacutelis ekvatoriaacutelis

Konformerek

kiraacutelis kiraacutelisakiraacutelis akiraacutelis

97

C CCH3

CH3 HH

HHC C

CH3H3C

HHHH

Konfiguraacutecioacutes diasztereomerek

Konformaacutecioacutes diasztereomerek

C CH H

CH3H3CCC

HH3C

H CH3

98

- huacutezaacutes (stretch)

- hajliacutetaacutes (bend)

- csavaraacutes (torsion)

O OH

Hr 1r 2

r 2

O OH

H

α

OH

OH

τ (φ)

Oslash99

O OH

H

HOOH

OOH

HE

α30 kcalmol

Hajliacutetaacutes bend

Huacutezaacutes (nyuacutejtaacutes) stretch

disszociaacutecioacute

E

r

~ 90 ~ 50 kcalmol

HOO + H

HO + HO

Oslash100

H

H

H

O OH

H

1 kcalmol

~ 10kcalmol

(torzioacutes szoumlg)τ

Newman projekcioacute

H H

0o 60o 180o 300o 360o

OO

H

H

HHH HH

Oslash101

CH2 CH2Y ZY = Z = H

Y = Z = CH3

etaacuten

n-butaacuten

300o 360o240o180o120o60o0o

0o120o- 60o-180o-240o-300o-360o-

oacutera jaacuteraacutesaacuteval megegyező

oacutera jaacuteraacutesaacuteval ellenteacutetes

ZY

Z

Y

ZY

Z

Y

Z

Y

ZYZY

syn antisynperiplanar synklinal antiklinal antiperiplanar antiklinal synklinal

102

CCH

H H

HH

HH H

H

H

H H

CCH

H H

H

H HH H

HH

HH

0o 120o 240o 360o

12 M

m

M12 M M

mm

Θ

M = m

E(Θ)

minimum

Maximum

103

HHH H

CH3CH3

HHH H

CH3CH3

H

HH H

CH3

CH3

E

0deg dieacutederes szoumlg

E szabadentalpia-kuumlloumlnbseacuteg

58

29

07

(kcal)

H H

H3CH CH3

H

H H

H3CH H

CH3

H3C CH3

H HH

H

CH3HH H

CH3H

060deg 120deg 180deg 240deg 300deg 360deg

szinperiplanaacuteris szinklinaacutelis antiklinaacutelis antiperiplanaacuteris antiklinaacutelis szinklinaacutelis104

∆G0 = G01 - G0

2

K = e∆G0

RT

∆G = - RT ln K∆G = ∆H - T∆S

∆H = 074

∆S = 2 K = 19

gauche ndash anti araacuteny

minden gauche konformerre keacutet anti forma jut K= [a][g] Oslash105

0o

0o

60o

60o

120o

120o

180o

180o

240o

240o

300o

300o 360o

360o

RELA

T

IacuteV

ENERGIA

ANTI EFFEKTUS

GAUCHE EFFEKTUS

EXTREacuteMGAUCHE

EFFEKTUS

H

H H

H H

H

CH3

H H

H H

CH3

TORZIOacuteS SZOumlG

ZY

Z

YZ

Y

Z

Y

ZY

ZY ZY

F

H H

OH

repulsions

F

H H

H 106

attractiveinteractions

orbitalinteractions

antiperiplanarposition

Anti-effect

107

repulsions

F

H H

OH

repulsions

F

H H

H

Extrem gauche effect

108

C-F

C-H

C-F

C-HC-C C-C

Oslash109

CikloalkaacutenokGyűrűfeszuumlltseacuteg

Hipotetikus planaacuteris rendszerek

Baeyer vegyeacuterteacutekszoumlg-deformaacutecioacute (angulaacuterisgyűrű feszuumlleacutes)

Pitzer anti-aacutellaacuteshoz keacutepesti energiatoumlbblet (torzioacutes feszuumlleacutes)

van der Waals nemkoumltő atomok szterikus koumllcsoumlnhataacutesa

Nem planaacuteris vegyuumlletek

CC C

C

C

boriacuteteacutek

C C C

C

Ctwist

pszeudorotaacutecioacute

CC

C C

V-alakuacute

CCC

CCC

szeacutek110

3 4 5 6 7 8 9 10Gyűrűtagszaacutem

Gyűrű

feszuumlleacutes

kcalmol

hataacutereacuterteacutek

111

Cl

H

H

H

Cl

H

H

Cl

H

H

Cl

H

Cl

H

H

H

H

Cl

mezo SS RR

cisz transz

Ciklopropaacuten

C

C

HOOC

HOOC

H

HOH

OH

S

R

C

C

HOOC

HOOC

OH

HH

OHR

RC

C

COOH

COOH

HO

HH

HOS

S

intramolekulaacuteristuumlkoumlrsiacutek

diasztereomerek diasztereomerek

enantiomerek 112

Ea(a e)

∆Ea+∆E

∆E

Ea(a e)

Z

Hkb 5szeacutek

ZH

kb 95szeacutek

kb 2 kcal

csavartkaacuted

csavartkaacuted

kaacuted

ZH

feacutelszeacutekfeacutelszeacutek

ZH

Ciklohexaacuten

113

A 3-3 nemszomszeacutedos szeacutenatom aacuteltal definiaacutelt siacutekokra

merőleges koumlteacutesiraacutenyok axiaacutelis

A toumlbbi koumlteacutes e keacutet siacutek koumlzoumltt van ekvatoriaacutelis

Pszeudorotaacutecioacute a gyűrűs vegyuumlletek konformerjei

szoumlgfeszuumlltseacuteg neacutelkuumll alakulnak egymaacutesba

114

transz 12-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

cisz 12-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

Z

H

Z

H Z

HZ

Ha

eae

Z

HZ

H

Z

H

Z

H

a

e

ae

115

transz 13-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

cisz 13-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

Z

HZ

H

Z

H Z

H

a

e ae

Z

HZ

HZ

H

Z

H

a

e

ae

116

H

Z

Z

H

H

Z Z

Ha

ea

e

transz 14-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

Z

HZ

H

H

Z

Z

Ha

ea

e

cisz 14-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

117

Oslash118

8 CO2 + 8 H2O

- 12483 kcalmol - 12468 kcalmol

15 kcalmol

CH3

CH3H

H

+ 12 O2

cisz-12-dimetilciklohexaacuten

CH3

H

H

CH3

transz-12-dimetilciklohexaacuten

+ 12 O2

119

Diszubsztituaacutelt ciklohexaacutenokszerkezeti izomerjeinek konformaacutecioacutes viszonyai

Szerkezeti izomer Geometriai izomercisz transz

12

14

ae aa

ea ee

13aa ae

ee ea

120

Oslash121

BrNH2

Br

NH23a 2b

NH2

Br

Br

NH24a 1b

NH2

Br

Br

NH2

1b 4a

NH2

Br

NH2

Br2b 3a

NH2

Br

Br

NH23b 2a

Br

NH2

BrNH24b 1a

Konformaacutecioacutes Konformaacutecioacutes

BrNH2 Br

NH2

1a 4b

Br

NH2

BrNH2

2a 3b

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesenantiomerek

Konfiguraacutecioacutesenantiomerek

diasztereomerek diasztereomerek

12-helyzetben kuumlloumlnboumlző helyettesiacutetőket tartalmazoacute ciklohexaacuten szaacutermazeacutekokkonfiguraacutecioacutes eacutes konformaacutecioacutes viszonyai

Oslash122

H

H

H

HH

H

H

H

Dekalin

cisz transz

123

transz-transz-transzanellaacutecioacute

cisz-transz-transzanellaacutecioacute

DC

BA

DC

BA

H H

R

H

H H

H

H

H

R

H H

DCBA

R

H

H

H

H

H

H

DCBA

R

H

H

H

H

H

H

CH3

CH3

CH3

CH3

Oslash124

A kiralitaacutes kialakulaacutesa eacutes bioloacutegiai jelentőseacutege

Kiraacutelis vegyuumlletek

termeacuteszetes aminosavak (elsősorban L konfiguraacutecioacute)peptidek enzimektermeacuteszetes szeacutenhidraacutetok (elsősorban D konfiguraacutecioacute)gyoacutegyszerek

Az első kiraacutelis vegyuumllet kialakulaacutesa

az elemi reacuteszek gyenge koumllcsoumlnhataacutesaacutenakiraacutenyfuumlggeacuteseacutevel van kapcsolatban

autokataliacutezis

a termeacuteszet nem tuumlkoumlrszimmetrikus (a termeacuteszet homokiraacutelis)

Oslash125

Az optikai aktivitaacuteseredete szeacutenhidraacutetokkiralitaacutescentrumaacutenakkieacutepuumlleacutese a termeacuteszetben

Oslash126

Oslash127

• Slide Number 1
• Slide Number 2
• Slide Number 3
• Slide Number 4
• Slide Number 5
• Slide Number 6
• Slide Number 7
• Izomeacuteria
• Slide Number 9
• Slide Number 10
• Slide Number 11
• Slide Number 12
• Slide Number 13
• Slide Number 14
• Slide Number 15
• Slide Number 16
• Slide Number 17
• Slide Number 18
• Szerkezeti izomeacuteria
• Slide Number 20
• Slide Number 21
• Slide Number 22
• Slide Number 23
• Slide Number 24
• A tautomeacuteria tiacutepusai
• Slide Number 26
• Slide Number 27
• Slide Number 28
• Slide Number 29
• Slide Number 30
• Sztereoizomeacuteria
• Slide Number 32
• Slide Number 33
• Slide Number 34
• Slide Number 35
• Slide Number 36
• Slide Number 37
• Slide Number 38
• Slide Number 39
• Slide Number 40
• Slide Number 41
• Slide Number 42
• Slide Number 43
• Slide Number 44
• Slide Number 45
• Slide Number 46
• Slide Number 47
• Tovaacutebbi kiralitaacutes tiacutepusok
• Slide Number 49
• Slide Number 50
• Slide Number 51
• Slide Number 52
• Slide Number 53
• Slide Number 54
• Slide Number 55
• Slide Number 56
• Slide Number 57
• Toumlbb kiralitaacuteskoumlzpont
• Slide Number 59
• Slide Number 60
• Slide Number 61
• Slide Number 62
• Slide Number 63
• Slide Number 64
• Slide Number 65
• Slide Number 66
• Slide Number 67
• Slide Number 68
• Slide Number 69
• Slide Number 70
• Slide Number 71
• Slide Number 72
• Slide Number 73
• Slide Number 74
• Slide Number 75
• Konfiguraacutecioacutes izomeacuteria
• Slide Number 77
• Slide Number 78
• Slide Number 79
• Slide Number 80
• Slide Number 81
• Slide Number 82
• Slide Number 83
• Slide Number 84
• Slide Number 85
• Slide Number 86
• Slide Number 87
• Slide Number 88
• Slide Number 89
• Slide Number 90
• Slide Number 91
• Slide Number 92
• Slide Number 93
• Slide Number 94
• Slide Number 95
• Slide Number 96
• Slide Number 97
• Slide Number 98
• Slide Number 99
• Slide Number 100
• Slide Number 101
• Slide Number 102
• Slide Number 103
• Slide Number 104
• Slide Number 105
• Slide Number 106
• Slide Number 107
• Slide Number 108
• Slide Number 109
• Slide Number 110
• Slide Number 111
• Slide Number 112
• Slide Number 113
• Slide Number 114
• Slide Number 115
• Slide Number 116
• Slide Number 117
• Slide Number 118
• Slide Number 119
• Slide Number 120
• Slide Number 121
• Slide Number 122
• Slide Number 123
• Slide Number 124
• Slide Number 125
• Slide Number 126
• Slide Number 127

Enantiomerek egyeacuteb kevereacutekeit az uacutegynevezett bdquoenantiomeric excessrdquo (ee) [enantiomerfelesleg] eacuterteacutekkel jellemezzuumlk (R) eacutes (S) a megfelelő enantiomerek mennyiseacutege a kevereacutekben

A komponensek mennyiseacutegeacutenek meghataacuterozaacutesaKiraacutelis oszlopkromatigraacutefia (enantiomerek elvaacutelasztaacutesa)NMR spektroszkoacutepia

ee =(R) - (S)(R) + (S) 100

Enantiomer felesleg

Az enantiomerfelesleg az aszimmetrikus szinteacutezis sikeresseacutegeacutenek egyikmeacuterőszaacutema Diasztereomerek kevereacuteke eseteacuten hasonloacute moacutedon definiaacuteljaacutek eacuteshasznaacuteljaacutek a diasztereomer felesleg eacutes a szaacutezaleacutekos diasztereomer feleslegfogalmaacutet

Egy 70 R eacutes 30 S izomert tartalmazoacute minta enantiomerfeleslege peacuteldaacuteul40 Ezt az anyagot uacutegy is tekinthetjuumlk mint 40 tiszta R izomer eacutes 60 raceacutemelegy (mely a teljes mennyiseacuteghez 30 R eacutes 30 S izomerrel jaacuterul hozzaacute)kevereacuteke 79

C

C

HOOC

HOOC

H

HOH

OH

S

R

C

C

HOOC

HOOC

OH

HH

OHR

RC

C

COOH

COOH

HO

HH

HOS

S

intramolekulaacuteristuumlkoumlrsiacutek

diasztereomerek diasztereomerek

enantiomerek

COOH

CH3H2NH

R

COOH

CH3 NH2H

S

enantiomerek

Enantiomerek eacutes diasztereomerek

80

C

NH2

COOHHH3C C

CH2SH

COOHH2NH

Ala Cys

Aacutebraacutezolja Fischer keacuteplettel az alaacutebbi perspektivikus keacuteplettel megadott aminosavakat

CH3

COOH

H2N H

CH2SH

COOH

H2N H

Ala Cys

S R

L L81

CNH2H

H3C

COOH

C

COOH

CH2SHH2NH

CCH3H

H2N

COOH

C

COOH

CH2SHHH2N

C

NH2

COOHHH3C

C

CH2SH

COOHH2NH

CH3

COOH

H2N H

CH2SH

COOH

H2N H

82

Enantiomerek eacutes mezo vegyuumlletek

Pszeudoaszimmetria

C

C

HOOC

HOOC

H

HOH

OH

S

R

C

C

HOOC

HOOC

OH

HH

OHR

RC

C

COOH

COOH

HO

HH

HOS

S

intramolekulaacuteristuumlkoumlrsiacutek

diasztereomerek diasztereomerek

enantiomerek

C

C

C

COOH

COOH

HO H

OHH

H OHR

R

C

C

C

COOH

COOH

H OH

HHO

HO HS

S

enantiomerek

optikailag aktiacutevak

C

C

C

COOH

COOH

H OH

OHH

H OHR

S

C

C

C

COOH

COOH

H OH

HHO

H OHR

S

optikailag inaktiacutevak

r s

83

COOH

COOH

COOHHOOC COOH

HOOC COOH

HOOC

mcisz transz transz

szerkezetiizomeacuteria

geometriaiizomeacuteria

optikai izomeacuteria

84

R

RHOH

akiraacutelisszeacutenatom

R

SHOH

rS

RHOH

s

RgtS r s

(S)

(S)

pszeudoaszimmetriaacutes szeacutenatom

akiraacutelis molekulamezo vegyuumllet

akiraacutelisC2 forgaacutesi szimmetriatengely

kiraacutelis

HOOC COOH

Br

m

HOOC COOH

m

HOOC

COOH

pro-pszeudoaszimmetriaacutes szeacutenatom

85

Kiraacutelis molekulaacutekon beluumll is sok esetben talaacutelhatoacute pszeudo-aszimmetriacentrum amennyiben a keacutet enantiomorf ligandum mellett tovaacutebbi aszimmetrikus ligandum is kapcsoloacutedik a centrumhoz (peacuteldaacuteul atropin eacutes szaacutermazeacutekai)

gytszptehuhudownloadindex16630

Oslash86

Mezo-forma a) mindig akiraacutelisb) mindig kell lennie kiraacutelis disztereomerjeacutenek is

gytszptehuhudownloadindex16630

C

C

HOOC

HOOC

H

HOH

OH

S

R

C

C

HOOC

HOOC

OH

HH

OHR

RC

C

COOH

COOH

HO

HH

HOS

S

intramolekulaacuteristuumlkoumlrsiacutek

diasztereomerek diasztereomerek

enantiomerek

Oslash87

gytszptehuhudownloadindex16630

A pszeudo-aszimmetriacentrumok konfiguraacutecioacutejaacuteban elteacuterő izomerekegymaacutessal diasztereoizomer viszonyban aacutellnak

rC

C

C

COOH

COOH

H OH

OHH

H OHR

S

sC

C

C

COOH

COOH

H OH

HHO

H OHR

S Oslash88

Geometriai izomeacuteria

kettős koumlteacutesű vegyuumlletekneacutelciklusos vegyuumlletekneacutel

C CH H

CH3H3CC C

H CH3

HH3C

Felteacutetel (olefinekneacutel) egy adott pilleacuteratomon nem lehet keacutet azonos helyettesiacutetőde adott kettőskoumlteacutes keacutet kuumlloumlnboumlző pilleacuteratomjaacuten lehet egy-egy azonos helyettesiacutető(de ezeknek sem kell szuumlkseacutegkeacuteppen azonosaknak lenniuumlk)

Alfa helyzetű szubsztituens Beacuteta helyzetű szubsztituens

Diasztereomerek

89

Configurational isomers

The particular arrangement of atoms (or goups) in space that is characteristic of a given streoisomer

The configurational isomers can not be transformed into each otherwithout breaking and making a covalent bond

- cis-trans Z-E designations geometric isomers- optical isomerism (cf chirality)

H COOH

H COOH

HOOC H

H COOH

Z E

Oslash90

The requirement for geometric isomerism in alkenes is that each carbon atom involvedin the pi bond have two different groups attached to it such as H and Cl or CH3 and Cl

C CH

H

CH2CH3

CH3

C CH

H

CH2CH3

CH3is the same as

C CCH3

H

CH2CH3

CH3

C CH

CH3

CH2CH3

CH3

geometric isomers

If one of the carbons of the double bond has two identical groups such as two H atomsor two CH3 groups the geometric isomerism is not possible

Z E

Higher priority atoms or groups are on the same side of the pi bond Z bdquotogetherrdquo

Higher priority atoms or groups are on opposite sides of the pi bond E bdquoacrossrdquo

(Look at the single atoms directly attached to the double-bond carbon C and not entire-CH2CH2CH3 group)

Oslash91

Cahn-Ingold-Prelog szekvenciaszabaacutelyokalkeacutenekre vonatkozoacutean

Toumlmegszaacutem

C CT

D

H

DE

Rendszaacutem

C CF

Cl

Br

IZ

Z gt E

E

ZZ C C

C

C

H

NC

C

C

H3C

H3C

CH3

HCH3

H

C CH

NC

C

C

CH3

CH3

H

H

Br

Br

E

R

S

RgtS (DgtL)

92

C CH

H3C

CH

CH

CH3

CH3

CH2

Z ltC

HCH3

CH3

C

H

C

C

H

H

HHH

H

C C

H H

H

C

H

C (C)

o

o

o

H

H(C)oo

o

C CH

H3C

CH

CH

CH3

CH2 Br

CH2

E

C

HCH3

CH2Br

C

H

C

H

H

HCBrH

H

gtC C

H H

H

C

H

C (C)

o

o

o

H

H(C)oo

o

(CON) adott atom ismeacutetelt megjeleniacuteteacutese ---o fantomatom

1 2 3C CCCH CHHH C C(C)CH C(C)HH

1 2 3C CCCH BrCHH gt CHHH C C(C)CH C(C)HH 93

transzE

ciszZ

C CH H

C CH

H

transzZ

ciszE

C CBr H

C CH

Br

Oslash94

Konformaacutecioacutes izomeacuteriaUgyanaz a vaacutez konnektivitaacutes de elteacuterő teacuterbelielrendeződeacutes (valamilyen szimmetria-rendezőhoumlz valoacuteviszony)

Kovalens koumlteacutes elszakiacutetaacutesa eacutes uacutejrakeacutepződeacutese neacutelkuumllegymaacutesba alakiacutethatoacutek

Rotaacutecioacutes izomeacuteriaKuumlloumlnboumlző konformaacutecioacute (konformerek rotamerek)

Axiaacutelis kiralitaacutes R SHelikaacutelis kiralitaacutes P M

95

C CCH3H3C

HHHH

C CCH3

CH3 HH

HH

Konformaacutecioacutes diasztereomerek

C CH

CH3 HCH3

HH C C

H

CH3 CH3H

HH

Konformaacutecioacutes enantiomerek

P M

96

szinperiplanaacuteris szinklinaacutelis antiklinaacutelis antiperiplanaacuteris antiklinaacutelis szinklinaacutelis

pszeudorotaacutecioacute

axiaacutelis ekvatoriaacutelis

Konformerek

kiraacutelis kiraacutelisakiraacutelis akiraacutelis

97

C CCH3

CH3 HH

HHC C

CH3H3C

HHHH

Konfiguraacutecioacutes diasztereomerek

Konformaacutecioacutes diasztereomerek

C CH H

CH3H3CCC

HH3C

H CH3

98

- huacutezaacutes (stretch)

- hajliacutetaacutes (bend)

- csavaraacutes (torsion)

O OH

Hr 1r 2

r 2

O OH

H

α

OH

OH

τ (φ)

Oslash99

O OH

H

HOOH

OOH

HE

α30 kcalmol

Hajliacutetaacutes bend

Huacutezaacutes (nyuacutejtaacutes) stretch

disszociaacutecioacute

E

r

~ 90 ~ 50 kcalmol

HOO + H

HO + HO

Oslash100

H

H

H

O OH

H

1 kcalmol

~ 10kcalmol

(torzioacutes szoumlg)τ

Newman projekcioacute

H H

0o 60o 180o 300o 360o

OO

H

H

HHH HH

Oslash101

CH2 CH2Y ZY = Z = H

Y = Z = CH3

etaacuten

n-butaacuten

300o 360o240o180o120o60o0o

0o120o- 60o-180o-240o-300o-360o-

oacutera jaacuteraacutesaacuteval megegyező

oacutera jaacuteraacutesaacuteval ellenteacutetes

ZY

Z

Y

ZY

Z

Y

Z

Y

ZYZY

syn antisynperiplanar synklinal antiklinal antiperiplanar antiklinal synklinal

102

CCH

H H

HH

HH H

H

H

H H

CCH

H H

H

H HH H

HH

HH

0o 120o 240o 360o

12 M

m

M12 M M

mm

Θ

M = m

E(Θ)

minimum

Maximum

103

HHH H

CH3CH3

HHH H

CH3CH3

H

HH H

CH3

CH3

E

0deg dieacutederes szoumlg

E szabadentalpia-kuumlloumlnbseacuteg

58

29

07

(kcal)

H H

H3CH CH3

H

H H

H3CH H

CH3

H3C CH3

H HH

H

CH3HH H

CH3H

060deg 120deg 180deg 240deg 300deg 360deg

szinperiplanaacuteris szinklinaacutelis antiklinaacutelis antiperiplanaacuteris antiklinaacutelis szinklinaacutelis104

∆G0 = G01 - G0

2

K = e∆G0

RT

∆G = - RT ln K∆G = ∆H - T∆S

∆H = 074

∆S = 2 K = 19

gauche ndash anti araacuteny

minden gauche konformerre keacutet anti forma jut K= [a][g] Oslash105

0o

0o

60o

60o

120o

120o

180o

180o

240o

240o

300o

300o 360o

360o

RELA

T

IacuteV

ENERGIA

ANTI EFFEKTUS

GAUCHE EFFEKTUS

EXTREacuteMGAUCHE

EFFEKTUS

H

H H

H H

H

CH3

H H

H H

CH3

TORZIOacuteS SZOumlG

ZY

Z

YZ

Y

Z

Y

ZY

ZY ZY

F

H H

OH

repulsions

F

H H

H 106

attractiveinteractions

orbitalinteractions

antiperiplanarposition

Anti-effect

107

repulsions

F

H H

OH

repulsions

F

H H

H

Extrem gauche effect

108

C-F

C-H

C-F

C-HC-C C-C

Oslash109

CikloalkaacutenokGyűrűfeszuumlltseacuteg

Hipotetikus planaacuteris rendszerek

Baeyer vegyeacuterteacutekszoumlg-deformaacutecioacute (angulaacuterisgyűrű feszuumlleacutes)

Pitzer anti-aacutellaacuteshoz keacutepesti energiatoumlbblet (torzioacutes feszuumlleacutes)

van der Waals nemkoumltő atomok szterikus koumllcsoumlnhataacutesa

Nem planaacuteris vegyuumlletek

CC C

C

C

boriacuteteacutek

C C C

C

Ctwist

pszeudorotaacutecioacute

CC

C C

V-alakuacute

CCC

CCC

szeacutek110

3 4 5 6 7 8 9 10Gyűrűtagszaacutem

Gyűrű

feszuumlleacutes

kcalmol

hataacutereacuterteacutek

111

Cl

H

H

H

Cl

H

H

Cl

H

H

Cl

H

Cl

H

H

H

H

Cl

mezo SS RR

cisz transz

Ciklopropaacuten

C

C

HOOC

HOOC

H

HOH

OH

S

R

C

C

HOOC

HOOC

OH

HH

OHR

RC

C

COOH

COOH

HO

HH

HOS

S

intramolekulaacuteristuumlkoumlrsiacutek

diasztereomerek diasztereomerek

enantiomerek 112

Ea(a e)

∆Ea+∆E

∆E

Ea(a e)

Z

Hkb 5szeacutek

ZH

kb 95szeacutek

kb 2 kcal

csavartkaacuted

csavartkaacuted

kaacuted

ZH

feacutelszeacutekfeacutelszeacutek

ZH

Ciklohexaacuten

113

A 3-3 nemszomszeacutedos szeacutenatom aacuteltal definiaacutelt siacutekokra

merőleges koumlteacutesiraacutenyok axiaacutelis

A toumlbbi koumlteacutes e keacutet siacutek koumlzoumltt van ekvatoriaacutelis

Pszeudorotaacutecioacute a gyűrűs vegyuumlletek konformerjei

szoumlgfeszuumlltseacuteg neacutelkuumll alakulnak egymaacutesba

114

transz 12-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

cisz 12-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

Z

H

Z

H Z

HZ

Ha

eae

Z

HZ

H

Z

H

Z

H

a

e

ae

115

transz 13-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

cisz 13-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

Z

HZ

H

Z

H Z

H

a

e ae

Z

HZ

HZ

H

Z

H

a

e

ae

116

H

Z

Z

H

H

Z Z

Ha

ea

e

transz 14-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

Z

HZ

H

H

Z

Z

Ha

ea

e

cisz 14-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

117

Oslash118

8 CO2 + 8 H2O

- 12483 kcalmol - 12468 kcalmol

15 kcalmol

CH3

CH3H

H

+ 12 O2

cisz-12-dimetilciklohexaacuten

CH3

H

H

CH3

transz-12-dimetilciklohexaacuten

+ 12 O2

119

Diszubsztituaacutelt ciklohexaacutenokszerkezeti izomerjeinek konformaacutecioacutes viszonyai

Szerkezeti izomer Geometriai izomercisz transz

12

14

ae aa

ea ee

13aa ae

ee ea

120

Oslash121

BrNH2

Br

NH23a 2b

NH2

Br

Br

NH24a 1b

NH2

Br

Br

NH2

1b 4a

NH2

Br

NH2

Br2b 3a

NH2

Br

Br

NH23b 2a

Br

NH2

BrNH24b 1a

Konformaacutecioacutes Konformaacutecioacutes

BrNH2 Br

NH2

1a 4b

Br

NH2

BrNH2

2a 3b

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesenantiomerek

Konfiguraacutecioacutesenantiomerek

diasztereomerek diasztereomerek

12-helyzetben kuumlloumlnboumlző helyettesiacutetőket tartalmazoacute ciklohexaacuten szaacutermazeacutekokkonfiguraacutecioacutes eacutes konformaacutecioacutes viszonyai

Oslash122

H

H

H

HH

H

H

H

Dekalin

cisz transz

123

transz-transz-transzanellaacutecioacute

cisz-transz-transzanellaacutecioacute

DC

BA

DC

BA

H H

R

H

H H

H

H

H

R

H H

DCBA

R

H

H

H

H

H

H

DCBA

R

H

H

H

H

H

H

CH3

CH3

CH3

CH3

Oslash124

A kiralitaacutes kialakulaacutesa eacutes bioloacutegiai jelentőseacutege

Kiraacutelis vegyuumlletek

termeacuteszetes aminosavak (elsősorban L konfiguraacutecioacute)peptidek enzimektermeacuteszetes szeacutenhidraacutetok (elsősorban D konfiguraacutecioacute)gyoacutegyszerek

Az első kiraacutelis vegyuumllet kialakulaacutesa

az elemi reacuteszek gyenge koumllcsoumlnhataacutesaacutenakiraacutenyfuumlggeacuteseacutevel van kapcsolatban

autokataliacutezis

a termeacuteszet nem tuumlkoumlrszimmetrikus (a termeacuteszet homokiraacutelis)

Oslash125

Az optikai aktivitaacuteseredete szeacutenhidraacutetokkiralitaacutescentrumaacutenakkieacutepuumlleacutese a termeacuteszetben

Oslash126

Oslash127

• Slide Number 1
• Slide Number 2
• Slide Number 3
• Slide Number 4
• Slide Number 5
• Slide Number 6
• Slide Number 7
• Izomeacuteria
• Slide Number 9
• Slide Number 10
• Slide Number 11
• Slide Number 12
• Slide Number 13
• Slide Number 14
• Slide Number 15
• Slide Number 16
• Slide Number 17
• Slide Number 18
• Szerkezeti izomeacuteria
• Slide Number 20
• Slide Number 21
• Slide Number 22
• Slide Number 23
• Slide Number 24
• A tautomeacuteria tiacutepusai
• Slide Number 26
• Slide Number 27
• Slide Number 28
• Slide Number 29
• Slide Number 30
• Sztereoizomeacuteria
• Slide Number 32
• Slide Number 33
• Slide Number 34
• Slide Number 35
• Slide Number 36
• Slide Number 37
• Slide Number 38
• Slide Number 39
• Slide Number 40
• Slide Number 41
• Slide Number 42
• Slide Number 43
• Slide Number 44
• Slide Number 45
• Slide Number 46
• Slide Number 47
• Tovaacutebbi kiralitaacutes tiacutepusok
• Slide Number 49
• Slide Number 50
• Slide Number 51
• Slide Number 52
• Slide Number 53
• Slide Number 54
• Slide Number 55
• Slide Number 56
• Slide Number 57
• Toumlbb kiralitaacuteskoumlzpont
• Slide Number 59
• Slide Number 60
• Slide Number 61
• Slide Number 62
• Slide Number 63
• Slide Number 64
• Slide Number 65
• Slide Number 66
• Slide Number 67
• Slide Number 68
• Slide Number 69
• Slide Number 70
• Slide Number 71
• Slide Number 72
• Slide Number 73
• Slide Number 74
• Slide Number 75
• Konfiguraacutecioacutes izomeacuteria
• Slide Number 77
• Slide Number 78
• Slide Number 79
• Slide Number 80
• Slide Number 81
• Slide Number 82
• Slide Number 83
• Slide Number 84
• Slide Number 85
• Slide Number 86
• Slide Number 87
• Slide Number 88
• Slide Number 89
• Slide Number 90
• Slide Number 91
• Slide Number 92
• Slide Number 93
• Slide Number 94
• Slide Number 95
• Slide Number 96
• Slide Number 97
• Slide Number 98
• Slide Number 99
• Slide Number 100
• Slide Number 101
• Slide Number 102
• Slide Number 103
• Slide Number 104
• Slide Number 105
• Slide Number 106
• Slide Number 107
• Slide Number 108
• Slide Number 109
• Slide Number 110
• Slide Number 111
• Slide Number 112
• Slide Number 113
• Slide Number 114
• Slide Number 115
• Slide Number 116
• Slide Number 117
• Slide Number 118
• Slide Number 119
• Slide Number 120
• Slide Number 121
• Slide Number 122
• Slide Number 123
• Slide Number 124
• Slide Number 125
• Slide Number 126
• Slide Number 127

C

C

HOOC

HOOC

H

HOH

OH

S

R

C

C

HOOC

HOOC

OH

HH

OHR

RC

C

COOH

COOH

HO

HH

HOS

S

intramolekulaacuteristuumlkoumlrsiacutek

diasztereomerek diasztereomerek

enantiomerek

COOH

CH3H2NH

R

COOH

CH3 NH2H

S

enantiomerek

Enantiomerek eacutes diasztereomerek

80

C

NH2

COOHHH3C C

CH2SH

COOHH2NH

Ala Cys

Aacutebraacutezolja Fischer keacuteplettel az alaacutebbi perspektivikus keacuteplettel megadott aminosavakat

CH3

COOH

H2N H

CH2SH

COOH

H2N H

Ala Cys

S R

L L81

CNH2H

H3C

COOH

C

COOH

CH2SHH2NH

CCH3H

H2N

COOH

C

COOH

CH2SHHH2N

C

NH2

COOHHH3C

C

CH2SH

COOHH2NH

CH3

COOH

H2N H

CH2SH

COOH

H2N H

82

Enantiomerek eacutes mezo vegyuumlletek

Pszeudoaszimmetria

C

C

HOOC

HOOC

H

HOH

OH

S

R

C

C

HOOC

HOOC

OH

HH

OHR

RC

C

COOH

COOH

HO

HH

HOS

S

intramolekulaacuteristuumlkoumlrsiacutek

diasztereomerek diasztereomerek

enantiomerek

C

C

C

COOH

COOH

HO H

OHH

H OHR

R

C

C

C

COOH

COOH

H OH

HHO

HO HS

S

enantiomerek

optikailag aktiacutevak

C

C

C

COOH

COOH

H OH

OHH

H OHR

S

C

C

C

COOH

COOH

H OH

HHO

H OHR

S

optikailag inaktiacutevak

r s

83

COOH

COOH

COOHHOOC COOH

HOOC COOH

HOOC

mcisz transz transz

szerkezetiizomeacuteria

geometriaiizomeacuteria

optikai izomeacuteria

84

R

RHOH

akiraacutelisszeacutenatom

R

SHOH

rS

RHOH

s

RgtS r s

(S)

(S)

pszeudoaszimmetriaacutes szeacutenatom

akiraacutelis molekulamezo vegyuumllet

akiraacutelisC2 forgaacutesi szimmetriatengely

kiraacutelis

HOOC COOH

Br

m

HOOC COOH

m

HOOC

COOH

pro-pszeudoaszimmetriaacutes szeacutenatom

85

Kiraacutelis molekulaacutekon beluumll is sok esetben talaacutelhatoacute pszeudo-aszimmetriacentrum amennyiben a keacutet enantiomorf ligandum mellett tovaacutebbi aszimmetrikus ligandum is kapcsoloacutedik a centrumhoz (peacuteldaacuteul atropin eacutes szaacutermazeacutekai)

gytszptehuhudownloadindex16630

Oslash86

Mezo-forma a) mindig akiraacutelisb) mindig kell lennie kiraacutelis disztereomerjeacutenek is

gytszptehuhudownloadindex16630

C

C

HOOC

HOOC

H

HOH

OH

S

R

C

C

HOOC

HOOC

OH

HH

OHR

RC

C

COOH

COOH

HO

HH

HOS

S

intramolekulaacuteristuumlkoumlrsiacutek

diasztereomerek diasztereomerek

enantiomerek

Oslash87

gytszptehuhudownloadindex16630

A pszeudo-aszimmetriacentrumok konfiguraacutecioacutejaacuteban elteacuterő izomerekegymaacutessal diasztereoizomer viszonyban aacutellnak

rC

C

C

COOH

COOH

H OH

OHH

H OHR

S

sC

C

C

COOH

COOH

H OH

HHO

H OHR

S Oslash88

Geometriai izomeacuteria

kettős koumlteacutesű vegyuumlletekneacutelciklusos vegyuumlletekneacutel

C CH H

CH3H3CC C

H CH3

HH3C

Felteacutetel (olefinekneacutel) egy adott pilleacuteratomon nem lehet keacutet azonos helyettesiacutetőde adott kettőskoumlteacutes keacutet kuumlloumlnboumlző pilleacuteratomjaacuten lehet egy-egy azonos helyettesiacutető(de ezeknek sem kell szuumlkseacutegkeacuteppen azonosaknak lenniuumlk)

Alfa helyzetű szubsztituens Beacuteta helyzetű szubsztituens

Diasztereomerek

89

Configurational isomers

The particular arrangement of atoms (or goups) in space that is characteristic of a given streoisomer

The configurational isomers can not be transformed into each otherwithout breaking and making a covalent bond

- cis-trans Z-E designations geometric isomers- optical isomerism (cf chirality)

H COOH

H COOH

HOOC H

H COOH

Z E

Oslash90

The requirement for geometric isomerism in alkenes is that each carbon atom involvedin the pi bond have two different groups attached to it such as H and Cl or CH3 and Cl

C CH

H

CH2CH3

CH3

C CH

H

CH2CH3

CH3is the same as

C CCH3

H

CH2CH3

CH3

C CH

CH3

CH2CH3

CH3

geometric isomers

If one of the carbons of the double bond has two identical groups such as two H atomsor two CH3 groups the geometric isomerism is not possible

Z E

Higher priority atoms or groups are on the same side of the pi bond Z bdquotogetherrdquo

Higher priority atoms or groups are on opposite sides of the pi bond E bdquoacrossrdquo

(Look at the single atoms directly attached to the double-bond carbon C and not entire-CH2CH2CH3 group)

Oslash91

Cahn-Ingold-Prelog szekvenciaszabaacutelyokalkeacutenekre vonatkozoacutean

Toumlmegszaacutem

C CT

D

H

DE

Rendszaacutem

C CF

Cl

Br

IZ

Z gt E

E

ZZ C C

C

C

H

NC

C

C

H3C

H3C

CH3

HCH3

H

C CH

NC

C

C

CH3

CH3

H

H

Br

Br

E

R

S

RgtS (DgtL)

92

C CH

H3C

CH

CH

CH3

CH3

CH2

Z ltC

HCH3

CH3

C

H

C

C

H

H

HHH

H

C C

H H

H

C

H

C (C)

o

o

o

H

H(C)oo

o

C CH

H3C

CH

CH

CH3

CH2 Br

CH2

E

C

HCH3

CH2Br

C

H

C

H

H

HCBrH

H

gtC C

H H

H

C

H

C (C)

o

o

o

H

H(C)oo

o

(CON) adott atom ismeacutetelt megjeleniacuteteacutese ---o fantomatom

1 2 3C CCCH CHHH C C(C)CH C(C)HH

1 2 3C CCCH BrCHH gt CHHH C C(C)CH C(C)HH 93

transzE

ciszZ

C CH H

C CH

H

transzZ

ciszE

C CBr H

C CH

Br

Oslash94

Konformaacutecioacutes izomeacuteriaUgyanaz a vaacutez konnektivitaacutes de elteacuterő teacuterbelielrendeződeacutes (valamilyen szimmetria-rendezőhoumlz valoacuteviszony)

Kovalens koumlteacutes elszakiacutetaacutesa eacutes uacutejrakeacutepződeacutese neacutelkuumllegymaacutesba alakiacutethatoacutek

Rotaacutecioacutes izomeacuteriaKuumlloumlnboumlző konformaacutecioacute (konformerek rotamerek)

Axiaacutelis kiralitaacutes R SHelikaacutelis kiralitaacutes P M

95

C CCH3H3C

HHHH

C CCH3

CH3 HH

HH

Konformaacutecioacutes diasztereomerek

C CH

CH3 HCH3

HH C C

H

CH3 CH3H

HH

Konformaacutecioacutes enantiomerek

P M

96

szinperiplanaacuteris szinklinaacutelis antiklinaacutelis antiperiplanaacuteris antiklinaacutelis szinklinaacutelis

pszeudorotaacutecioacute

axiaacutelis ekvatoriaacutelis

Konformerek

kiraacutelis kiraacutelisakiraacutelis akiraacutelis

97

C CCH3

CH3 HH

HHC C

CH3H3C

HHHH

Konfiguraacutecioacutes diasztereomerek

Konformaacutecioacutes diasztereomerek

C CH H

CH3H3CCC

HH3C

H CH3

98

- huacutezaacutes (stretch)

- hajliacutetaacutes (bend)

- csavaraacutes (torsion)

O OH

Hr 1r 2

r 2

O OH

H

α

OH

OH

τ (φ)

Oslash99

O OH

H

HOOH

OOH

HE

α30 kcalmol

Hajliacutetaacutes bend

Huacutezaacutes (nyuacutejtaacutes) stretch

disszociaacutecioacute

E

r

~ 90 ~ 50 kcalmol

HOO + H

HO + HO

Oslash100

H

H

H

O OH

H

1 kcalmol

~ 10kcalmol

(torzioacutes szoumlg)τ

Newman projekcioacute

H H

0o 60o 180o 300o 360o

OO

H

H

HHH HH

Oslash101

CH2 CH2Y ZY = Z = H

Y = Z = CH3

etaacuten

n-butaacuten

300o 360o240o180o120o60o0o

0o120o- 60o-180o-240o-300o-360o-

oacutera jaacuteraacutesaacuteval megegyező

oacutera jaacuteraacutesaacuteval ellenteacutetes

ZY

Z

Y

ZY

Z

Y

Z

Y

ZYZY

syn antisynperiplanar synklinal antiklinal antiperiplanar antiklinal synklinal

102

CCH

H H

HH

HH H

H

H

H H

CCH

H H

H

H HH H

HH

HH

0o 120o 240o 360o

12 M

m

M12 M M

mm

Θ

M = m

E(Θ)

minimum

Maximum

103

HHH H

CH3CH3

HHH H

CH3CH3

H

HH H

CH3

CH3

E

0deg dieacutederes szoumlg

E szabadentalpia-kuumlloumlnbseacuteg

58

29

07

(kcal)

H H

H3CH CH3

H

H H

H3CH H

CH3

H3C CH3

H HH

H

CH3HH H

CH3H

060deg 120deg 180deg 240deg 300deg 360deg

szinperiplanaacuteris szinklinaacutelis antiklinaacutelis antiperiplanaacuteris antiklinaacutelis szinklinaacutelis104

∆G0 = G01 - G0

2

K = e∆G0

RT

∆G = - RT ln K∆G = ∆H - T∆S

∆H = 074

∆S = 2 K = 19

gauche ndash anti araacuteny

minden gauche konformerre keacutet anti forma jut K= [a][g] Oslash105

0o

0o

60o

60o

120o

120o

180o

180o

240o

240o

300o

300o 360o

360o

RELA

T

IacuteV

ENERGIA

ANTI EFFEKTUS

GAUCHE EFFEKTUS

EXTREacuteMGAUCHE

EFFEKTUS

H

H H

H H

H

CH3

H H

H H

CH3

TORZIOacuteS SZOumlG

ZY

Z

YZ

Y

Z

Y

ZY

ZY ZY

F

H H

OH

repulsions

F

H H

H 106

attractiveinteractions

orbitalinteractions

antiperiplanarposition

Anti-effect

107

repulsions

F

H H

OH

repulsions

F

H H

H

Extrem gauche effect

108

C-F

C-H

C-F

C-HC-C C-C

Oslash109

CikloalkaacutenokGyűrűfeszuumlltseacuteg

Hipotetikus planaacuteris rendszerek

Baeyer vegyeacuterteacutekszoumlg-deformaacutecioacute (angulaacuterisgyűrű feszuumlleacutes)

Pitzer anti-aacutellaacuteshoz keacutepesti energiatoumlbblet (torzioacutes feszuumlleacutes)

van der Waals nemkoumltő atomok szterikus koumllcsoumlnhataacutesa

Nem planaacuteris vegyuumlletek

CC C

C

C

boriacuteteacutek

C C C

C

Ctwist

pszeudorotaacutecioacute

CC

C C

V-alakuacute

CCC

CCC

szeacutek110

3 4 5 6 7 8 9 10Gyűrűtagszaacutem

Gyűrű

feszuumlleacutes

kcalmol

hataacutereacuterteacutek

111

Cl

H

H

H

Cl

H

H

Cl

H

H

Cl

H

Cl

H

H

H

H

Cl

mezo SS RR

cisz transz

Ciklopropaacuten

C

C

HOOC

HOOC

H

HOH

OH

S

R

C

C

HOOC

HOOC

OH

HH

OHR

RC

C

COOH

COOH

HO

HH

HOS

S

intramolekulaacuteristuumlkoumlrsiacutek

diasztereomerek diasztereomerek

enantiomerek 112

Ea(a e)

∆Ea+∆E

∆E

Ea(a e)

Z

Hkb 5szeacutek

ZH

kb 95szeacutek

kb 2 kcal

csavartkaacuted

csavartkaacuted

kaacuted

ZH

feacutelszeacutekfeacutelszeacutek

ZH

Ciklohexaacuten

113

A 3-3 nemszomszeacutedos szeacutenatom aacuteltal definiaacutelt siacutekokra

merőleges koumlteacutesiraacutenyok axiaacutelis

A toumlbbi koumlteacutes e keacutet siacutek koumlzoumltt van ekvatoriaacutelis

Pszeudorotaacutecioacute a gyűrűs vegyuumlletek konformerjei

szoumlgfeszuumlltseacuteg neacutelkuumll alakulnak egymaacutesba

114

transz 12-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

cisz 12-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

Z

H

Z

H Z

HZ

Ha

eae

Z

HZ

H

Z

H

Z

H

a

e

ae

115

transz 13-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

cisz 13-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

Z

HZ

H

Z

H Z

H

a

e ae

Z

HZ

HZ

H

Z

H

a

e

ae

116

H

Z

Z

H

H

Z Z

Ha

ea

e

transz 14-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

Z

HZ

H

H

Z

Z

Ha

ea

e

cisz 14-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

117

Oslash118

8 CO2 + 8 H2O

- 12483 kcalmol - 12468 kcalmol

15 kcalmol

CH3

CH3H

H

+ 12 O2

cisz-12-dimetilciklohexaacuten

CH3

H

H

CH3

transz-12-dimetilciklohexaacuten

+ 12 O2

119

Diszubsztituaacutelt ciklohexaacutenokszerkezeti izomerjeinek konformaacutecioacutes viszonyai

Szerkezeti izomer Geometriai izomercisz transz

12

14

ae aa

ea ee

13aa ae

ee ea

120

Oslash121

BrNH2

Br

NH23a 2b

NH2

Br

Br

NH24a 1b

NH2

Br

Br

NH2

1b 4a

NH2

Br

NH2

Br2b 3a

NH2

Br

Br

NH23b 2a

Br

NH2

BrNH24b 1a

Konformaacutecioacutes Konformaacutecioacutes

BrNH2 Br

NH2

1a 4b

Br

NH2

BrNH2

2a 3b

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesenantiomerek

Konfiguraacutecioacutesenantiomerek

diasztereomerek diasztereomerek

12-helyzetben kuumlloumlnboumlző helyettesiacutetőket tartalmazoacute ciklohexaacuten szaacutermazeacutekokkonfiguraacutecioacutes eacutes konformaacutecioacutes viszonyai

Oslash122

H

H

H

HH

H

H

H

Dekalin

cisz transz

123

transz-transz-transzanellaacutecioacute

cisz-transz-transzanellaacutecioacute

DC

BA

DC

BA

H H

R

H

H H

H

H

H

R

H H

DCBA

R

H

H

H

H

H

H

DCBA

R

H

H

H

H

H

H

CH3

CH3

CH3

CH3

Oslash124

A kiralitaacutes kialakulaacutesa eacutes bioloacutegiai jelentőseacutege

Kiraacutelis vegyuumlletek

termeacuteszetes aminosavak (elsősorban L konfiguraacutecioacute)peptidek enzimektermeacuteszetes szeacutenhidraacutetok (elsősorban D konfiguraacutecioacute)gyoacutegyszerek

Az első kiraacutelis vegyuumllet kialakulaacutesa

az elemi reacuteszek gyenge koumllcsoumlnhataacutesaacutenakiraacutenyfuumlggeacuteseacutevel van kapcsolatban

autokataliacutezis

a termeacuteszet nem tuumlkoumlrszimmetrikus (a termeacuteszet homokiraacutelis)

Oslash125

Az optikai aktivitaacuteseredete szeacutenhidraacutetokkiralitaacutescentrumaacutenakkieacutepuumlleacutese a termeacuteszetben

Oslash126

Oslash127

• Slide Number 1
• Slide Number 2
• Slide Number 3
• Slide Number 4
• Slide Number 5
• Slide Number 6
• Slide Number 7
• Izomeacuteria
• Slide Number 9
• Slide Number 10
• Slide Number 11
• Slide Number 12
• Slide Number 13
• Slide Number 14
• Slide Number 15
• Slide Number 16
• Slide Number 17
• Slide Number 18
• Szerkezeti izomeacuteria
• Slide Number 20
• Slide Number 21
• Slide Number 22
• Slide Number 23
• Slide Number 24
• A tautomeacuteria tiacutepusai
• Slide Number 26
• Slide Number 27
• Slide Number 28
• Slide Number 29
• Slide Number 30
• Sztereoizomeacuteria
• Slide Number 32
• Slide Number 33
• Slide Number 34
• Slide Number 35
• Slide Number 36
• Slide Number 37
• Slide Number 38
• Slide Number 39
• Slide Number 40
• Slide Number 41
• Slide Number 42
• Slide Number 43
• Slide Number 44
• Slide Number 45
• Slide Number 46
• Slide Number 47
• Tovaacutebbi kiralitaacutes tiacutepusok
• Slide Number 49
• Slide Number 50
• Slide Number 51
• Slide Number 52
• Slide Number 53
• Slide Number 54
• Slide Number 55
• Slide Number 56
• Slide Number 57
• Toumlbb kiralitaacuteskoumlzpont
• Slide Number 59
• Slide Number 60
• Slide Number 61
• Slide Number 62
• Slide Number 63
• Slide Number 64
• Slide Number 65
• Slide Number 66
• Slide Number 67
• Slide Number 68
• Slide Number 69
• Slide Number 70
• Slide Number 71
• Slide Number 72
• Slide Number 73
• Slide Number 74
• Slide Number 75
• Konfiguraacutecioacutes izomeacuteria
• Slide Number 77
• Slide Number 78
• Slide Number 79
• Slide Number 80
• Slide Number 81
• Slide Number 82
• Slide Number 83
• Slide Number 84
• Slide Number 85
• Slide Number 86
• Slide Number 87
• Slide Number 88
• Slide Number 89
• Slide Number 90
• Slide Number 91
• Slide Number 92
• Slide Number 93
• Slide Number 94
• Slide Number 95
• Slide Number 96
• Slide Number 97
• Slide Number 98
• Slide Number 99
• Slide Number 100
• Slide Number 101
• Slide Number 102
• Slide Number 103
• Slide Number 104
• Slide Number 105
• Slide Number 106
• Slide Number 107
• Slide Number 108
• Slide Number 109
• Slide Number 110
• Slide Number 111
• Slide Number 112
• Slide Number 113
• Slide Number 114
• Slide Number 115
• Slide Number 116
• Slide Number 117
• Slide Number 118
• Slide Number 119
• Slide Number 120
• Slide Number 121
• Slide Number 122
• Slide Number 123
• Slide Number 124
• Slide Number 125
• Slide Number 126
• Slide Number 127

C

NH2

COOHHH3C C

CH2SH

COOHH2NH

Ala Cys

Aacutebraacutezolja Fischer keacuteplettel az alaacutebbi perspektivikus keacuteplettel megadott aminosavakat

CH3

COOH

H2N H

CH2SH

COOH

H2N H

Ala Cys

S R

L L81

CNH2H

H3C

COOH

C

COOH

CH2SHH2NH

CCH3H

H2N

COOH

C

COOH

CH2SHHH2N

C

NH2

COOHHH3C

C

CH2SH

COOHH2NH

CH3

COOH

H2N H

CH2SH

COOH

H2N H

82

Enantiomerek eacutes mezo vegyuumlletek

Pszeudoaszimmetria

C

C

HOOC

HOOC

H

HOH

OH

S

R

C

C

HOOC

HOOC

OH

HH

OHR

RC

C

COOH

COOH

HO

HH

HOS

S

intramolekulaacuteristuumlkoumlrsiacutek

diasztereomerek diasztereomerek

enantiomerek

C

C

C

COOH

COOH

HO H

OHH

H OHR

R

C

C

C

COOH

COOH

H OH

HHO

HO HS

S

enantiomerek

optikailag aktiacutevak

C

C

C

COOH

COOH

H OH

OHH

H OHR

S

C

C

C

COOH

COOH

H OH

HHO

H OHR

S

optikailag inaktiacutevak

r s

83

COOH

COOH

COOHHOOC COOH

HOOC COOH

HOOC

mcisz transz transz

szerkezetiizomeacuteria

geometriaiizomeacuteria

optikai izomeacuteria

84

R

RHOH

akiraacutelisszeacutenatom

R

SHOH

rS

RHOH

s

RgtS r s

(S)

(S)

pszeudoaszimmetriaacutes szeacutenatom

akiraacutelis molekulamezo vegyuumllet

akiraacutelisC2 forgaacutesi szimmetriatengely

kiraacutelis

HOOC COOH

Br

m

HOOC COOH

m

HOOC

COOH

pro-pszeudoaszimmetriaacutes szeacutenatom

85

Kiraacutelis molekulaacutekon beluumll is sok esetben talaacutelhatoacute pszeudo-aszimmetriacentrum amennyiben a keacutet enantiomorf ligandum mellett tovaacutebbi aszimmetrikus ligandum is kapcsoloacutedik a centrumhoz (peacuteldaacuteul atropin eacutes szaacutermazeacutekai)

gytszptehuhudownloadindex16630

Oslash86

Mezo-forma a) mindig akiraacutelisb) mindig kell lennie kiraacutelis disztereomerjeacutenek is

gytszptehuhudownloadindex16630

C

C

HOOC

HOOC

H

HOH

OH

S

R

C

C

HOOC

HOOC

OH

HH

OHR

RC

C

COOH

COOH

HO

HH

HOS

S

intramolekulaacuteristuumlkoumlrsiacutek

diasztereomerek diasztereomerek

enantiomerek

Oslash87

gytszptehuhudownloadindex16630

A pszeudo-aszimmetriacentrumok konfiguraacutecioacutejaacuteban elteacuterő izomerekegymaacutessal diasztereoizomer viszonyban aacutellnak

rC

C

C

COOH

COOH

H OH

OHH

H OHR

S

sC

C

C

COOH

COOH

H OH

HHO

H OHR

S Oslash88

Geometriai izomeacuteria

kettős koumlteacutesű vegyuumlletekneacutelciklusos vegyuumlletekneacutel

C CH H

CH3H3CC C

H CH3

HH3C

Felteacutetel (olefinekneacutel) egy adott pilleacuteratomon nem lehet keacutet azonos helyettesiacutetőde adott kettőskoumlteacutes keacutet kuumlloumlnboumlző pilleacuteratomjaacuten lehet egy-egy azonos helyettesiacutető(de ezeknek sem kell szuumlkseacutegkeacuteppen azonosaknak lenniuumlk)

Alfa helyzetű szubsztituens Beacuteta helyzetű szubsztituens

Diasztereomerek

89

Configurational isomers

The particular arrangement of atoms (or goups) in space that is characteristic of a given streoisomer

The configurational isomers can not be transformed into each otherwithout breaking and making a covalent bond

- cis-trans Z-E designations geometric isomers- optical isomerism (cf chirality)

H COOH

H COOH

HOOC H

H COOH

Z E

Oslash90

The requirement for geometric isomerism in alkenes is that each carbon atom involvedin the pi bond have two different groups attached to it such as H and Cl or CH3 and Cl

C CH

H

CH2CH3

CH3

C CH

H

CH2CH3

CH3is the same as

C CCH3

H

CH2CH3

CH3

C CH

CH3

CH2CH3

CH3

geometric isomers

If one of the carbons of the double bond has two identical groups such as two H atomsor two CH3 groups the geometric isomerism is not possible

Z E

Higher priority atoms or groups are on the same side of the pi bond Z bdquotogetherrdquo

Higher priority atoms or groups are on opposite sides of the pi bond E bdquoacrossrdquo

(Look at the single atoms directly attached to the double-bond carbon C and not entire-CH2CH2CH3 group)

Oslash91

Cahn-Ingold-Prelog szekvenciaszabaacutelyokalkeacutenekre vonatkozoacutean

Toumlmegszaacutem

C CT

D

H

DE

Rendszaacutem

C CF

Cl

Br

IZ

Z gt E

E

ZZ C C

C

C

H

NC

C

C

H3C

H3C

CH3

HCH3

H

C CH

NC

C

C

CH3

CH3

H

H

Br

Br

E

R

S

RgtS (DgtL)

92

C CH

H3C

CH

CH

CH3

CH3

CH2

Z ltC

HCH3

CH3

C

H

C

C

H

H

HHH

H

C C

H H

H

C

H

C (C)

o

o

o

H

H(C)oo

o

C CH

H3C

CH

CH

CH3

CH2 Br

CH2

E

C

HCH3

CH2Br

C

H

C

H

H

HCBrH

H

gtC C

H H

H

C

H

C (C)

o

o

o

H

H(C)oo

o

(CON) adott atom ismeacutetelt megjeleniacuteteacutese ---o fantomatom

1 2 3C CCCH CHHH C C(C)CH C(C)HH

1 2 3C CCCH BrCHH gt CHHH C C(C)CH C(C)HH 93

transzE

ciszZ

C CH H

C CH

H

transzZ

ciszE

C CBr H

C CH

Br

Oslash94

Konformaacutecioacutes izomeacuteriaUgyanaz a vaacutez konnektivitaacutes de elteacuterő teacuterbelielrendeződeacutes (valamilyen szimmetria-rendezőhoumlz valoacuteviszony)

Kovalens koumlteacutes elszakiacutetaacutesa eacutes uacutejrakeacutepződeacutese neacutelkuumllegymaacutesba alakiacutethatoacutek

Rotaacutecioacutes izomeacuteriaKuumlloumlnboumlző konformaacutecioacute (konformerek rotamerek)

Axiaacutelis kiralitaacutes R SHelikaacutelis kiralitaacutes P M

95

C CCH3H3C

HHHH

C CCH3

CH3 HH

HH

Konformaacutecioacutes diasztereomerek

C CH

CH3 HCH3

HH C C

H

CH3 CH3H

HH

Konformaacutecioacutes enantiomerek

P M

96

szinperiplanaacuteris szinklinaacutelis antiklinaacutelis antiperiplanaacuteris antiklinaacutelis szinklinaacutelis

pszeudorotaacutecioacute

axiaacutelis ekvatoriaacutelis

Konformerek

kiraacutelis kiraacutelisakiraacutelis akiraacutelis

97

C CCH3

CH3 HH

HHC C

CH3H3C

HHHH

Konfiguraacutecioacutes diasztereomerek

Konformaacutecioacutes diasztereomerek

C CH H

CH3H3CCC

HH3C

H CH3

98

- huacutezaacutes (stretch)

- hajliacutetaacutes (bend)

- csavaraacutes (torsion)

O OH

Hr 1r 2

r 2

O OH

H

α

OH

OH

τ (φ)

Oslash99

O OH

H

HOOH

OOH

HE

α30 kcalmol

Hajliacutetaacutes bend

Huacutezaacutes (nyuacutejtaacutes) stretch

disszociaacutecioacute

E

r

~ 90 ~ 50 kcalmol

HOO + H

HO + HO

Oslash100

H

H

H

O OH

H

1 kcalmol

~ 10kcalmol

(torzioacutes szoumlg)τ

Newman projekcioacute

H H

0o 60o 180o 300o 360o

OO

H

H

HHH HH

Oslash101

CH2 CH2Y ZY = Z = H

Y = Z = CH3

etaacuten

n-butaacuten

300o 360o240o180o120o60o0o

0o120o- 60o-180o-240o-300o-360o-

oacutera jaacuteraacutesaacuteval megegyező

oacutera jaacuteraacutesaacuteval ellenteacutetes

ZY

Z

Y

ZY

Z

Y

Z

Y

ZYZY

syn antisynperiplanar synklinal antiklinal antiperiplanar antiklinal synklinal

102

CCH

H H

HH

HH H

H

H

H H

CCH

H H

H

H HH H

HH

HH

0o 120o 240o 360o

12 M

m

M12 M M

mm

Θ

M = m

E(Θ)

minimum

Maximum

103

HHH H

CH3CH3

HHH H

CH3CH3

H

HH H

CH3

CH3

E

0deg dieacutederes szoumlg

E szabadentalpia-kuumlloumlnbseacuteg

58

29

07

(kcal)

H H

H3CH CH3

H

H H

H3CH H

CH3

H3C CH3

H HH

H

CH3HH H

CH3H

060deg 120deg 180deg 240deg 300deg 360deg

szinperiplanaacuteris szinklinaacutelis antiklinaacutelis antiperiplanaacuteris antiklinaacutelis szinklinaacutelis104

∆G0 = G01 - G0

2

K = e∆G0

RT

∆G = - RT ln K∆G = ∆H - T∆S

∆H = 074

∆S = 2 K = 19

gauche ndash anti araacuteny

minden gauche konformerre keacutet anti forma jut K= [a][g] Oslash105

0o

0o

60o

60o

120o

120o

180o

180o

240o

240o

300o

300o 360o

360o

RELA

T

IacuteV

ENERGIA

ANTI EFFEKTUS

GAUCHE EFFEKTUS

EXTREacuteMGAUCHE

EFFEKTUS

H

H H

H H

H

CH3

H H

H H

CH3

TORZIOacuteS SZOumlG

ZY

Z

YZ

Y

Z

Y

ZY

ZY ZY

F

H H

OH

repulsions

F

H H

H 106

attractiveinteractions

orbitalinteractions

antiperiplanarposition

Anti-effect

107

repulsions

F

H H

OH

repulsions

F

H H

H

Extrem gauche effect

108

C-F

C-H

C-F

C-HC-C C-C

Oslash109

CikloalkaacutenokGyűrűfeszuumlltseacuteg

Hipotetikus planaacuteris rendszerek

Baeyer vegyeacuterteacutekszoumlg-deformaacutecioacute (angulaacuterisgyűrű feszuumlleacutes)

Pitzer anti-aacutellaacuteshoz keacutepesti energiatoumlbblet (torzioacutes feszuumlleacutes)

van der Waals nemkoumltő atomok szterikus koumllcsoumlnhataacutesa

Nem planaacuteris vegyuumlletek

CC C

C

C

boriacuteteacutek

C C C

C

Ctwist

pszeudorotaacutecioacute

CC

C C

V-alakuacute

CCC

CCC

szeacutek110

3 4 5 6 7 8 9 10Gyűrűtagszaacutem

Gyűrű

feszuumlleacutes

kcalmol

hataacutereacuterteacutek

111

Cl

H

H

H

Cl

H

H

Cl

H

H

Cl

H

Cl

H

H

H

H

Cl

mezo SS RR

cisz transz

Ciklopropaacuten

C

C

HOOC

HOOC

H

HOH

OH

S

R

C

C

HOOC

HOOC

OH

HH

OHR

RC

C

COOH

COOH

HO

HH

HOS

S

intramolekulaacuteristuumlkoumlrsiacutek

diasztereomerek diasztereomerek

enantiomerek 112

Ea(a e)

∆Ea+∆E

∆E

Ea(a e)

Z

Hkb 5szeacutek

ZH

kb 95szeacutek

kb 2 kcal

csavartkaacuted

csavartkaacuted

kaacuted

ZH

feacutelszeacutekfeacutelszeacutek

ZH

Ciklohexaacuten

113

A 3-3 nemszomszeacutedos szeacutenatom aacuteltal definiaacutelt siacutekokra

merőleges koumlteacutesiraacutenyok axiaacutelis

A toumlbbi koumlteacutes e keacutet siacutek koumlzoumltt van ekvatoriaacutelis

Pszeudorotaacutecioacute a gyűrűs vegyuumlletek konformerjei

szoumlgfeszuumlltseacuteg neacutelkuumll alakulnak egymaacutesba

114

transz 12-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

cisz 12-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

Z

H

Z

H Z

HZ

Ha

eae

Z

HZ

H

Z

H

Z

H

a

e

ae

115

transz 13-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

cisz 13-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

Z

HZ

H

Z

H Z

H

a

e ae

Z

HZ

HZ

H

Z

H

a

e

ae

116

H

Z

Z

H

H

Z Z

Ha

ea

e

transz 14-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

Z

HZ

H

H

Z

Z

Ha

ea

e

cisz 14-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

117

Oslash118

8 CO2 + 8 H2O

- 12483 kcalmol - 12468 kcalmol

15 kcalmol

CH3

CH3H

H

+ 12 O2

cisz-12-dimetilciklohexaacuten

CH3

H

H

CH3

transz-12-dimetilciklohexaacuten

+ 12 O2

119

Diszubsztituaacutelt ciklohexaacutenokszerkezeti izomerjeinek konformaacutecioacutes viszonyai

Szerkezeti izomer Geometriai izomercisz transz

12

14

ae aa

ea ee

13aa ae

ee ea

120

Oslash121

BrNH2

Br

NH23a 2b

NH2

Br

Br

NH24a 1b

NH2

Br

Br

NH2

1b 4a

NH2

Br

NH2

Br2b 3a

NH2

Br

Br

NH23b 2a

Br

NH2

BrNH24b 1a

Konformaacutecioacutes Konformaacutecioacutes

BrNH2 Br

NH2

1a 4b

Br

NH2

BrNH2

2a 3b

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesenantiomerek

Konfiguraacutecioacutesenantiomerek

diasztereomerek diasztereomerek

12-helyzetben kuumlloumlnboumlző helyettesiacutetőket tartalmazoacute ciklohexaacuten szaacutermazeacutekokkonfiguraacutecioacutes eacutes konformaacutecioacutes viszonyai

Oslash122

H

H

H

HH

H

H

H

Dekalin

cisz transz

123

transz-transz-transzanellaacutecioacute

cisz-transz-transzanellaacutecioacute

DC

BA

DC

BA

H H

R

H

H H

H

H

H

R

H H

DCBA

R

H

H

H

H

H

H

DCBA

R

H

H

H

H

H

H

CH3

CH3

CH3

CH3

Oslash124

A kiralitaacutes kialakulaacutesa eacutes bioloacutegiai jelentőseacutege

Kiraacutelis vegyuumlletek

termeacuteszetes aminosavak (elsősorban L konfiguraacutecioacute)peptidek enzimektermeacuteszetes szeacutenhidraacutetok (elsősorban D konfiguraacutecioacute)gyoacutegyszerek

Az első kiraacutelis vegyuumllet kialakulaacutesa

az elemi reacuteszek gyenge koumllcsoumlnhataacutesaacutenakiraacutenyfuumlggeacuteseacutevel van kapcsolatban

autokataliacutezis

a termeacuteszet nem tuumlkoumlrszimmetrikus (a termeacuteszet homokiraacutelis)

Oslash125

Az optikai aktivitaacuteseredete szeacutenhidraacutetokkiralitaacutescentrumaacutenakkieacutepuumlleacutese a termeacuteszetben

Oslash126

Oslash127

• Slide Number 1
• Slide Number 2
• Slide Number 3
• Slide Number 4
• Slide Number 5
• Slide Number 6
• Slide Number 7
• Izomeacuteria
• Slide Number 9
• Slide Number 10
• Slide Number 11
• Slide Number 12
• Slide Number 13
• Slide Number 14
• Slide Number 15
• Slide Number 16
• Slide Number 17
• Slide Number 18
• Szerkezeti izomeacuteria
• Slide Number 20
• Slide Number 21
• Slide Number 22
• Slide Number 23
• Slide Number 24
• A tautomeacuteria tiacutepusai
• Slide Number 26
• Slide Number 27
• Slide Number 28
• Slide Number 29
• Slide Number 30
• Sztereoizomeacuteria
• Slide Number 32
• Slide Number 33
• Slide Number 34
• Slide Number 35
• Slide Number 36
• Slide Number 37
• Slide Number 38
• Slide Number 39
• Slide Number 40
• Slide Number 41
• Slide Number 42
• Slide Number 43
• Slide Number 44
• Slide Number 45
• Slide Number 46
• Slide Number 47
• Tovaacutebbi kiralitaacutes tiacutepusok
• Slide Number 49
• Slide Number 50
• Slide Number 51
• Slide Number 52
• Slide Number 53
• Slide Number 54
• Slide Number 55
• Slide Number 56
• Slide Number 57
• Toumlbb kiralitaacuteskoumlzpont
• Slide Number 59
• Slide Number 60
• Slide Number 61
• Slide Number 62
• Slide Number 63
• Slide Number 64
• Slide Number 65
• Slide Number 66
• Slide Number 67
• Slide Number 68
• Slide Number 69
• Slide Number 70
• Slide Number 71
• Slide Number 72
• Slide Number 73
• Slide Number 74
• Slide Number 75
• Konfiguraacutecioacutes izomeacuteria
• Slide Number 77
• Slide Number 78
• Slide Number 79
• Slide Number 80
• Slide Number 81
• Slide Number 82
• Slide Number 83
• Slide Number 84
• Slide Number 85
• Slide Number 86
• Slide Number 87
• Slide Number 88
• Slide Number 89
• Slide Number 90
• Slide Number 91
• Slide Number 92
• Slide Number 93
• Slide Number 94
• Slide Number 95
• Slide Number 96
• Slide Number 97
• Slide Number 98
• Slide Number 99
• Slide Number 100
• Slide Number 101
• Slide Number 102
• Slide Number 103
• Slide Number 104
• Slide Number 105
• Slide Number 106
• Slide Number 107
• Slide Number 108
• Slide Number 109
• Slide Number 110
• Slide Number 111
• Slide Number 112
• Slide Number 113
• Slide Number 114
• Slide Number 115
• Slide Number 116
• Slide Number 117
• Slide Number 118
• Slide Number 119
• Slide Number 120
• Slide Number 121
• Slide Number 122
• Slide Number 123
• Slide Number 124
• Slide Number 125
• Slide Number 126
• Slide Number 127

CNH2H

H3C

COOH

C

COOH

CH2SHH2NH

CCH3H

H2N

COOH

C

COOH

CH2SHHH2N

C

NH2

COOHHH3C

C

CH2SH

COOHH2NH

CH3

COOH

H2N H

CH2SH

COOH

H2N H

82

Enantiomerek eacutes mezo vegyuumlletek

Pszeudoaszimmetria

C

C

HOOC

HOOC

H

HOH

OH

S

R

C

C

HOOC

HOOC

OH

HH

OHR

RC

C

COOH

COOH

HO

HH

HOS

S

intramolekulaacuteristuumlkoumlrsiacutek

diasztereomerek diasztereomerek

enantiomerek

C

C

C

COOH

COOH

HO H

OHH

H OHR

R

C

C

C

COOH

COOH

H OH

HHO

HO HS

S

enantiomerek

optikailag aktiacutevak

C

C

C

COOH

COOH

H OH

OHH

H OHR

S

C

C

C

COOH

COOH

H OH

HHO

H OHR

S

optikailag inaktiacutevak

r s

83

COOH

COOH

COOHHOOC COOH

HOOC COOH

HOOC

mcisz transz transz

szerkezetiizomeacuteria

geometriaiizomeacuteria

optikai izomeacuteria

84

R

RHOH

akiraacutelisszeacutenatom

R

SHOH

rS

RHOH

s

RgtS r s

(S)

(S)

pszeudoaszimmetriaacutes szeacutenatom

akiraacutelis molekulamezo vegyuumllet

akiraacutelisC2 forgaacutesi szimmetriatengely

kiraacutelis

HOOC COOH

Br

m

HOOC COOH

m

HOOC

COOH

pro-pszeudoaszimmetriaacutes szeacutenatom

85

Kiraacutelis molekulaacutekon beluumll is sok esetben talaacutelhatoacute pszeudo-aszimmetriacentrum amennyiben a keacutet enantiomorf ligandum mellett tovaacutebbi aszimmetrikus ligandum is kapcsoloacutedik a centrumhoz (peacuteldaacuteul atropin eacutes szaacutermazeacutekai)

gytszptehuhudownloadindex16630

Oslash86

Mezo-forma a) mindig akiraacutelisb) mindig kell lennie kiraacutelis disztereomerjeacutenek is

gytszptehuhudownloadindex16630

C

C

HOOC

HOOC

H

HOH

OH

S

R

C

C

HOOC

HOOC

OH

HH

OHR

RC

C

COOH

COOH

HO

HH

HOS

S

intramolekulaacuteristuumlkoumlrsiacutek

diasztereomerek diasztereomerek

enantiomerek

Oslash87

gytszptehuhudownloadindex16630

A pszeudo-aszimmetriacentrumok konfiguraacutecioacutejaacuteban elteacuterő izomerekegymaacutessal diasztereoizomer viszonyban aacutellnak

rC

C

C

COOH

COOH

H OH

OHH

H OHR

S

sC

C

C

COOH

COOH

H OH

HHO

H OHR

S Oslash88

Geometriai izomeacuteria

kettős koumlteacutesű vegyuumlletekneacutelciklusos vegyuumlletekneacutel

C CH H

CH3H3CC C

H CH3

HH3C

Felteacutetel (olefinekneacutel) egy adott pilleacuteratomon nem lehet keacutet azonos helyettesiacutetőde adott kettőskoumlteacutes keacutet kuumlloumlnboumlző pilleacuteratomjaacuten lehet egy-egy azonos helyettesiacutető(de ezeknek sem kell szuumlkseacutegkeacuteppen azonosaknak lenniuumlk)

Alfa helyzetű szubsztituens Beacuteta helyzetű szubsztituens

Diasztereomerek

89

Configurational isomers

The particular arrangement of atoms (or goups) in space that is characteristic of a given streoisomer

The configurational isomers can not be transformed into each otherwithout breaking and making a covalent bond

- cis-trans Z-E designations geometric isomers- optical isomerism (cf chirality)

H COOH

H COOH

HOOC H

H COOH

Z E

Oslash90

The requirement for geometric isomerism in alkenes is that each carbon atom involvedin the pi bond have two different groups attached to it such as H and Cl or CH3 and Cl

C CH

H

CH2CH3

CH3

C CH

H

CH2CH3

CH3is the same as

C CCH3

H

CH2CH3

CH3

C CH

CH3

CH2CH3

CH3

geometric isomers

If one of the carbons of the double bond has two identical groups such as two H atomsor two CH3 groups the geometric isomerism is not possible

Z E

Higher priority atoms or groups are on the same side of the pi bond Z bdquotogetherrdquo

Higher priority atoms or groups are on opposite sides of the pi bond E bdquoacrossrdquo

(Look at the single atoms directly attached to the double-bond carbon C and not entire-CH2CH2CH3 group)

Oslash91

Cahn-Ingold-Prelog szekvenciaszabaacutelyokalkeacutenekre vonatkozoacutean

Toumlmegszaacutem

C CT

D

H

DE

Rendszaacutem

C CF

Cl

Br

IZ

Z gt E

E

ZZ C C

C

C

H

NC

C

C

H3C

H3C

CH3

HCH3

H

C CH

NC

C

C

CH3

CH3

H

H

Br

Br

E

R

S

RgtS (DgtL)

92

C CH

H3C

CH

CH

CH3

CH3

CH2

Z ltC

HCH3

CH3

C

H

C

C

H

H

HHH

H

C C

H H

H

C

H

C (C)

o

o

o

H

H(C)oo

o

C CH

H3C

CH

CH

CH3

CH2 Br

CH2

E

C

HCH3

CH2Br

C

H

C

H

H

HCBrH

H

gtC C

H H

H

C

H

C (C)

o

o

o

H

H(C)oo

o

(CON) adott atom ismeacutetelt megjeleniacuteteacutese ---o fantomatom

1 2 3C CCCH CHHH C C(C)CH C(C)HH

1 2 3C CCCH BrCHH gt CHHH C C(C)CH C(C)HH 93

transzE

ciszZ

C CH H

C CH

H

transzZ

ciszE

C CBr H

C CH

Br

Oslash94

Konformaacutecioacutes izomeacuteriaUgyanaz a vaacutez konnektivitaacutes de elteacuterő teacuterbelielrendeződeacutes (valamilyen szimmetria-rendezőhoumlz valoacuteviszony)

Kovalens koumlteacutes elszakiacutetaacutesa eacutes uacutejrakeacutepződeacutese neacutelkuumllegymaacutesba alakiacutethatoacutek

Rotaacutecioacutes izomeacuteriaKuumlloumlnboumlző konformaacutecioacute (konformerek rotamerek)

Axiaacutelis kiralitaacutes R SHelikaacutelis kiralitaacutes P M

95

C CCH3H3C

HHHH

C CCH3

CH3 HH

HH

Konformaacutecioacutes diasztereomerek

C CH

CH3 HCH3

HH C C

H

CH3 CH3H

HH

Konformaacutecioacutes enantiomerek

P M

96

szinperiplanaacuteris szinklinaacutelis antiklinaacutelis antiperiplanaacuteris antiklinaacutelis szinklinaacutelis

pszeudorotaacutecioacute

axiaacutelis ekvatoriaacutelis

Konformerek

kiraacutelis kiraacutelisakiraacutelis akiraacutelis

97

C CCH3

CH3 HH

HHC C

CH3H3C

HHHH

Konfiguraacutecioacutes diasztereomerek

Konformaacutecioacutes diasztereomerek

C CH H

CH3H3CCC

HH3C

H CH3

98

- huacutezaacutes (stretch)

- hajliacutetaacutes (bend)

- csavaraacutes (torsion)

O OH

Hr 1r 2

r 2

O OH

H

α

OH

OH

τ (φ)

Oslash99

O OH

H

HOOH

OOH

HE

α30 kcalmol

Hajliacutetaacutes bend

Huacutezaacutes (nyuacutejtaacutes) stretch

disszociaacutecioacute

E

r

~ 90 ~ 50 kcalmol

HOO + H

HO + HO

Oslash100

H

H

H

O OH

H

1 kcalmol

~ 10kcalmol

(torzioacutes szoumlg)τ

Newman projekcioacute

H H

0o 60o 180o 300o 360o

OO

H

H

HHH HH

Oslash101

CH2 CH2Y ZY = Z = H

Y = Z = CH3

etaacuten

n-butaacuten

300o 360o240o180o120o60o0o

0o120o- 60o-180o-240o-300o-360o-

oacutera jaacuteraacutesaacuteval megegyező

oacutera jaacuteraacutesaacuteval ellenteacutetes

ZY

Z

Y

ZY

Z

Y

Z

Y

ZYZY

syn antisynperiplanar synklinal antiklinal antiperiplanar antiklinal synklinal

102

CCH

H H

HH

HH H

H

H

H H

CCH

H H

H

H HH H

HH

HH

0o 120o 240o 360o

12 M

m

M12 M M

mm

Θ

M = m

E(Θ)

minimum

Maximum

103

HHH H

CH3CH3

HHH H

CH3CH3

H

HH H

CH3

CH3

E

0deg dieacutederes szoumlg

E szabadentalpia-kuumlloumlnbseacuteg

58

29

07

(kcal)

H H

H3CH CH3

H

H H

H3CH H

CH3

H3C CH3

H HH

H

CH3HH H

CH3H

060deg 120deg 180deg 240deg 300deg 360deg

szinperiplanaacuteris szinklinaacutelis antiklinaacutelis antiperiplanaacuteris antiklinaacutelis szinklinaacutelis104

∆G0 = G01 - G0

2

K = e∆G0

RT

∆G = - RT ln K∆G = ∆H - T∆S

∆H = 074

∆S = 2 K = 19

gauche ndash anti araacuteny

minden gauche konformerre keacutet anti forma jut K= [a][g] Oslash105

0o

0o

60o

60o

120o

120o

180o

180o

240o

240o

300o

300o 360o

360o

RELA

T

IacuteV

ENERGIA

ANTI EFFEKTUS

GAUCHE EFFEKTUS

EXTREacuteMGAUCHE

EFFEKTUS

H

H H

H H

H

CH3

H H

H H

CH3

TORZIOacuteS SZOumlG

ZY

Z

YZ

Y

Z

Y

ZY

ZY ZY

F

H H

OH

repulsions

F

H H

H 106

attractiveinteractions

orbitalinteractions

antiperiplanarposition

Anti-effect

107

repulsions

F

H H

OH

repulsions

F

H H

H

Extrem gauche effect

108

C-F

C-H

C-F

C-HC-C C-C

Oslash109

CikloalkaacutenokGyűrűfeszuumlltseacuteg

Hipotetikus planaacuteris rendszerek

Baeyer vegyeacuterteacutekszoumlg-deformaacutecioacute (angulaacuterisgyűrű feszuumlleacutes)

Pitzer anti-aacutellaacuteshoz keacutepesti energiatoumlbblet (torzioacutes feszuumlleacutes)

van der Waals nemkoumltő atomok szterikus koumllcsoumlnhataacutesa

Nem planaacuteris vegyuumlletek

CC C

C

C

boriacuteteacutek

C C C

C

Ctwist

pszeudorotaacutecioacute

CC

C C

V-alakuacute

CCC

CCC

szeacutek110

3 4 5 6 7 8 9 10Gyűrűtagszaacutem

Gyűrű

feszuumlleacutes

kcalmol

hataacutereacuterteacutek

111

Cl

H

H

H

Cl

H

H

Cl

H

H

Cl

H

Cl

H

H

H

H

Cl

mezo SS RR

cisz transz

Ciklopropaacuten

C

C

HOOC

HOOC

H

HOH

OH

S

R

C

C

HOOC

HOOC

OH

HH

OHR

RC

C

COOH

COOH

HO

HH

HOS

S

intramolekulaacuteristuumlkoumlrsiacutek

diasztereomerek diasztereomerek

enantiomerek 112

Ea(a e)

∆Ea+∆E

∆E

Ea(a e)

Z

Hkb 5szeacutek

ZH

kb 95szeacutek

kb 2 kcal

csavartkaacuted

csavartkaacuted

kaacuted

ZH

feacutelszeacutekfeacutelszeacutek

ZH

Ciklohexaacuten

113

A 3-3 nemszomszeacutedos szeacutenatom aacuteltal definiaacutelt siacutekokra

merőleges koumlteacutesiraacutenyok axiaacutelis

A toumlbbi koumlteacutes e keacutet siacutek koumlzoumltt van ekvatoriaacutelis

Pszeudorotaacutecioacute a gyűrűs vegyuumlletek konformerjei

szoumlgfeszuumlltseacuteg neacutelkuumll alakulnak egymaacutesba

114

transz 12-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

cisz 12-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

Z

H

Z

H Z

HZ

Ha

eae

Z

HZ

H

Z

H

Z

H

a

e

ae

115

transz 13-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

cisz 13-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

Z

HZ

H

Z

H Z

H

a

e ae

Z

HZ

HZ

H

Z

H

a

e

ae

116

H

Z

Z

H

H

Z Z

Ha

ea

e

transz 14-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

Z

HZ

H

H

Z

Z

Ha

ea

e

cisz 14-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

117

Oslash118

8 CO2 + 8 H2O

- 12483 kcalmol - 12468 kcalmol

15 kcalmol

CH3

CH3H

H

+ 12 O2

cisz-12-dimetilciklohexaacuten

CH3

H

H

CH3

transz-12-dimetilciklohexaacuten

+ 12 O2

119

Diszubsztituaacutelt ciklohexaacutenokszerkezeti izomerjeinek konformaacutecioacutes viszonyai

Szerkezeti izomer Geometriai izomercisz transz

12

14

ae aa

ea ee

13aa ae

ee ea

120

Oslash121

BrNH2

Br

NH23a 2b

NH2

Br

Br

NH24a 1b

NH2

Br

Br

NH2

1b 4a

NH2

Br

NH2

Br2b 3a

NH2

Br

Br

NH23b 2a

Br

NH2

BrNH24b 1a

Konformaacutecioacutes Konformaacutecioacutes

BrNH2 Br

NH2

1a 4b

Br

NH2

BrNH2

2a 3b

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesenantiomerek

Konfiguraacutecioacutesenantiomerek

diasztereomerek diasztereomerek

12-helyzetben kuumlloumlnboumlző helyettesiacutetőket tartalmazoacute ciklohexaacuten szaacutermazeacutekokkonfiguraacutecioacutes eacutes konformaacutecioacutes viszonyai

Oslash122

H

H

H

HH

H

H

H

Dekalin

cisz transz

123

transz-transz-transzanellaacutecioacute

cisz-transz-transzanellaacutecioacute

DC

BA

DC

BA

H H

R

H

H H

H

H

H

R

H H

DCBA

R

H

H

H

H

H

H

DCBA

R

H

H

H

H

H

H

CH3

CH3

CH3

CH3

Oslash124

A kiralitaacutes kialakulaacutesa eacutes bioloacutegiai jelentőseacutege

Kiraacutelis vegyuumlletek

termeacuteszetes aminosavak (elsősorban L konfiguraacutecioacute)peptidek enzimektermeacuteszetes szeacutenhidraacutetok (elsősorban D konfiguraacutecioacute)gyoacutegyszerek

Az első kiraacutelis vegyuumllet kialakulaacutesa

az elemi reacuteszek gyenge koumllcsoumlnhataacutesaacutenakiraacutenyfuumlggeacuteseacutevel van kapcsolatban

autokataliacutezis

a termeacuteszet nem tuumlkoumlrszimmetrikus (a termeacuteszet homokiraacutelis)

Oslash125

Az optikai aktivitaacuteseredete szeacutenhidraacutetokkiralitaacutescentrumaacutenakkieacutepuumlleacutese a termeacuteszetben

Oslash126

Oslash127

• Slide Number 1
• Slide Number 2
• Slide Number 3
• Slide Number 4
• Slide Number 5
• Slide Number 6
• Slide Number 7
• Izomeacuteria
• Slide Number 9
• Slide Number 10
• Slide Number 11
• Slide Number 12
• Slide Number 13
• Slide Number 14
• Slide Number 15
• Slide Number 16
• Slide Number 17
• Slide Number 18
• Szerkezeti izomeacuteria
• Slide Number 20
• Slide Number 21
• Slide Number 22
• Slide Number 23
• Slide Number 24
• A tautomeacuteria tiacutepusai
• Slide Number 26
• Slide Number 27
• Slide Number 28
• Slide Number 29
• Slide Number 30
• Sztereoizomeacuteria
• Slide Number 32
• Slide Number 33
• Slide Number 34
• Slide Number 35
• Slide Number 36
• Slide Number 37
• Slide Number 38
• Slide Number 39
• Slide Number 40
• Slide Number 41
• Slide Number 42
• Slide Number 43
• Slide Number 44
• Slide Number 45
• Slide Number 46
• Slide Number 47
• Tovaacutebbi kiralitaacutes tiacutepusok
• Slide Number 49
• Slide Number 50
• Slide Number 51
• Slide Number 52
• Slide Number 53
• Slide Number 54
• Slide Number 55
• Slide Number 56
• Slide Number 57
• Toumlbb kiralitaacuteskoumlzpont
• Slide Number 59
• Slide Number 60
• Slide Number 61
• Slide Number 62
• Slide Number 63
• Slide Number 64
• Slide Number 65
• Slide Number 66
• Slide Number 67
• Slide Number 68
• Slide Number 69
• Slide Number 70
• Slide Number 71
• Slide Number 72
• Slide Number 73
• Slide Number 74
• Slide Number 75
• Konfiguraacutecioacutes izomeacuteria
• Slide Number 77
• Slide Number 78
• Slide Number 79
• Slide Number 80
• Slide Number 81
• Slide Number 82
• Slide Number 83
• Slide Number 84
• Slide Number 85
• Slide Number 86
• Slide Number 87
• Slide Number 88
• Slide Number 89
• Slide Number 90
• Slide Number 91
• Slide Number 92
• Slide Number 93
• Slide Number 94
• Slide Number 95
• Slide Number 96
• Slide Number 97
• Slide Number 98
• Slide Number 99
• Slide Number 100
• Slide Number 101
• Slide Number 102
• Slide Number 103
• Slide Number 104
• Slide Number 105
• Slide Number 106
• Slide Number 107
• Slide Number 108
• Slide Number 109
• Slide Number 110
• Slide Number 111
• Slide Number 112
• Slide Number 113
• Slide Number 114
• Slide Number 115
• Slide Number 116
• Slide Number 117
• Slide Number 118
• Slide Number 119
• Slide Number 120
• Slide Number 121
• Slide Number 122
• Slide Number 123
• Slide Number 124
• Slide Number 125
• Slide Number 126
• Slide Number 127

Enantiomerek eacutes mezo vegyuumlletek

Pszeudoaszimmetria

C

C

HOOC

HOOC

H

HOH

OH

S

R

C

C

HOOC

HOOC

OH

HH

OHR

RC

C

COOH

COOH

HO

HH

HOS

S

intramolekulaacuteristuumlkoumlrsiacutek

diasztereomerek diasztereomerek

enantiomerek

C

C

C

COOH

COOH

HO H

OHH

H OHR

R

C

C

C

COOH

COOH

H OH

HHO

HO HS

S

enantiomerek

optikailag aktiacutevak

C

C

C

COOH

COOH

H OH

OHH

H OHR

S

C

C

C

COOH

COOH

H OH

HHO

H OHR

S

optikailag inaktiacutevak

r s

83

COOH

COOH

COOHHOOC COOH

HOOC COOH

HOOC

mcisz transz transz

szerkezetiizomeacuteria

geometriaiizomeacuteria

optikai izomeacuteria

84

R

RHOH

akiraacutelisszeacutenatom

R

SHOH

rS

RHOH

s

RgtS r s

(S)

(S)

pszeudoaszimmetriaacutes szeacutenatom

akiraacutelis molekulamezo vegyuumllet

akiraacutelisC2 forgaacutesi szimmetriatengely

kiraacutelis

HOOC COOH

Br

m

HOOC COOH

m

HOOC

COOH

pro-pszeudoaszimmetriaacutes szeacutenatom

85

Kiraacutelis molekulaacutekon beluumll is sok esetben talaacutelhatoacute pszeudo-aszimmetriacentrum amennyiben a keacutet enantiomorf ligandum mellett tovaacutebbi aszimmetrikus ligandum is kapcsoloacutedik a centrumhoz (peacuteldaacuteul atropin eacutes szaacutermazeacutekai)

gytszptehuhudownloadindex16630

Oslash86

Mezo-forma a) mindig akiraacutelisb) mindig kell lennie kiraacutelis disztereomerjeacutenek is

gytszptehuhudownloadindex16630

C

C

HOOC

HOOC

H

HOH

OH

S

R

C

C

HOOC

HOOC

OH

HH

OHR

RC

C

COOH

COOH

HO

HH

HOS

S

intramolekulaacuteristuumlkoumlrsiacutek

diasztereomerek diasztereomerek

enantiomerek

Oslash87

gytszptehuhudownloadindex16630

A pszeudo-aszimmetriacentrumok konfiguraacutecioacutejaacuteban elteacuterő izomerekegymaacutessal diasztereoizomer viszonyban aacutellnak

rC

C

C

COOH

COOH

H OH

OHH

H OHR

S

sC

C

C

COOH

COOH

H OH

HHO

H OHR

S Oslash88

Geometriai izomeacuteria

kettős koumlteacutesű vegyuumlletekneacutelciklusos vegyuumlletekneacutel

C CH H

CH3H3CC C

H CH3

HH3C

Felteacutetel (olefinekneacutel) egy adott pilleacuteratomon nem lehet keacutet azonos helyettesiacutetőde adott kettőskoumlteacutes keacutet kuumlloumlnboumlző pilleacuteratomjaacuten lehet egy-egy azonos helyettesiacutető(de ezeknek sem kell szuumlkseacutegkeacuteppen azonosaknak lenniuumlk)

Alfa helyzetű szubsztituens Beacuteta helyzetű szubsztituens

Diasztereomerek

89

Configurational isomers

The particular arrangement of atoms (or goups) in space that is characteristic of a given streoisomer

The configurational isomers can not be transformed into each otherwithout breaking and making a covalent bond

- cis-trans Z-E designations geometric isomers- optical isomerism (cf chirality)

H COOH

H COOH

HOOC H

H COOH

Z E

Oslash90

The requirement for geometric isomerism in alkenes is that each carbon atom involvedin the pi bond have two different groups attached to it such as H and Cl or CH3 and Cl

C CH

H

CH2CH3

CH3

C CH

H

CH2CH3

CH3is the same as

C CCH3

H

CH2CH3

CH3

C CH

CH3

CH2CH3

CH3

geometric isomers

If one of the carbons of the double bond has two identical groups such as two H atomsor two CH3 groups the geometric isomerism is not possible

Z E

Higher priority atoms or groups are on the same side of the pi bond Z bdquotogetherrdquo

Higher priority atoms or groups are on opposite sides of the pi bond E bdquoacrossrdquo

(Look at the single atoms directly attached to the double-bond carbon C and not entire-CH2CH2CH3 group)

Oslash91

Cahn-Ingold-Prelog szekvenciaszabaacutelyokalkeacutenekre vonatkozoacutean

Toumlmegszaacutem

C CT

D

H

DE

Rendszaacutem

C CF

Cl

Br

IZ

Z gt E

E

ZZ C C

C

C

H

NC

C

C

H3C

H3C

CH3

HCH3

H

C CH

NC

C

C

CH3

CH3

H

H

Br

Br

E

R

S

RgtS (DgtL)

92

C CH

H3C

CH

CH

CH3

CH3

CH2

Z ltC

HCH3

CH3

C

H

C

C

H

H

HHH

H

C C

H H

H

C

H

C (C)

o

o

o

H

H(C)oo

o

C CH

H3C

CH

CH

CH3

CH2 Br

CH2

E

C

HCH3

CH2Br

C

H

C

H

H

HCBrH

H

gtC C

H H

H

C

H

C (C)

o

o

o

H

H(C)oo

o

(CON) adott atom ismeacutetelt megjeleniacuteteacutese ---o fantomatom

1 2 3C CCCH CHHH C C(C)CH C(C)HH

1 2 3C CCCH BrCHH gt CHHH C C(C)CH C(C)HH 93

transzE

ciszZ

C CH H

C CH

H

transzZ

ciszE

C CBr H

C CH

Br

Oslash94

Konformaacutecioacutes izomeacuteriaUgyanaz a vaacutez konnektivitaacutes de elteacuterő teacuterbelielrendeződeacutes (valamilyen szimmetria-rendezőhoumlz valoacuteviszony)

Kovalens koumlteacutes elszakiacutetaacutesa eacutes uacutejrakeacutepződeacutese neacutelkuumllegymaacutesba alakiacutethatoacutek

Rotaacutecioacutes izomeacuteriaKuumlloumlnboumlző konformaacutecioacute (konformerek rotamerek)

Axiaacutelis kiralitaacutes R SHelikaacutelis kiralitaacutes P M

95

C CCH3H3C

HHHH

C CCH3

CH3 HH

HH

Konformaacutecioacutes diasztereomerek

C CH

CH3 HCH3

HH C C

H

CH3 CH3H

HH

Konformaacutecioacutes enantiomerek

P M

96

szinperiplanaacuteris szinklinaacutelis antiklinaacutelis antiperiplanaacuteris antiklinaacutelis szinklinaacutelis

pszeudorotaacutecioacute

axiaacutelis ekvatoriaacutelis

Konformerek

kiraacutelis kiraacutelisakiraacutelis akiraacutelis

97

C CCH3

CH3 HH

HHC C

CH3H3C

HHHH

Konfiguraacutecioacutes diasztereomerek

Konformaacutecioacutes diasztereomerek

C CH H

CH3H3CCC

HH3C

H CH3

98

- huacutezaacutes (stretch)

- hajliacutetaacutes (bend)

- csavaraacutes (torsion)

O OH

Hr 1r 2

r 2

O OH

H

α

OH

OH

τ (φ)

Oslash99

O OH

H

HOOH

OOH

HE

α30 kcalmol

Hajliacutetaacutes bend

Huacutezaacutes (nyuacutejtaacutes) stretch

disszociaacutecioacute

E

r

~ 90 ~ 50 kcalmol

HOO + H

HO + HO

Oslash100

H

H

H

O OH

H

1 kcalmol

~ 10kcalmol

(torzioacutes szoumlg)τ

Newman projekcioacute

H H

0o 60o 180o 300o 360o

OO

H

H

HHH HH

Oslash101

CH2 CH2Y ZY = Z = H

Y = Z = CH3

etaacuten

n-butaacuten

300o 360o240o180o120o60o0o

0o120o- 60o-180o-240o-300o-360o-

oacutera jaacuteraacutesaacuteval megegyező

oacutera jaacuteraacutesaacuteval ellenteacutetes

ZY

Z

Y

ZY

Z

Y

Z

Y

ZYZY

syn antisynperiplanar synklinal antiklinal antiperiplanar antiklinal synklinal

102

CCH

H H

HH

HH H

H

H

H H

CCH

H H

H

H HH H

HH

HH

0o 120o 240o 360o

12 M

m

M12 M M

mm

Θ

M = m

E(Θ)

minimum

Maximum

103

HHH H

CH3CH3

HHH H

CH3CH3

H

HH H

CH3

CH3

E

0deg dieacutederes szoumlg

E szabadentalpia-kuumlloumlnbseacuteg

58

29

07

(kcal)

H H

H3CH CH3

H

H H

H3CH H

CH3

H3C CH3

H HH

H

CH3HH H

CH3H

060deg 120deg 180deg 240deg 300deg 360deg

szinperiplanaacuteris szinklinaacutelis antiklinaacutelis antiperiplanaacuteris antiklinaacutelis szinklinaacutelis104

∆G0 = G01 - G0

2

K = e∆G0

RT

∆G = - RT ln K∆G = ∆H - T∆S

∆H = 074

∆S = 2 K = 19

gauche ndash anti araacuteny

minden gauche konformerre keacutet anti forma jut K= [a][g] Oslash105

0o

0o

60o

60o

120o

120o

180o

180o

240o

240o

300o

300o 360o

360o

RELA

T

IacuteV

ENERGIA

ANTI EFFEKTUS

GAUCHE EFFEKTUS

EXTREacuteMGAUCHE

EFFEKTUS

H

H H

H H

H

CH3

H H

H H

CH3

TORZIOacuteS SZOumlG

ZY

Z

YZ

Y

Z

Y

ZY

ZY ZY

F

H H

OH

repulsions

F

H H

H 106

attractiveinteractions

orbitalinteractions

antiperiplanarposition

Anti-effect

107

repulsions

F

H H

OH

repulsions

F

H H

H

Extrem gauche effect

108

C-F

C-H

C-F

C-HC-C C-C

Oslash109

CikloalkaacutenokGyűrűfeszuumlltseacuteg

Hipotetikus planaacuteris rendszerek

Baeyer vegyeacuterteacutekszoumlg-deformaacutecioacute (angulaacuterisgyűrű feszuumlleacutes)

Pitzer anti-aacutellaacuteshoz keacutepesti energiatoumlbblet (torzioacutes feszuumlleacutes)

van der Waals nemkoumltő atomok szterikus koumllcsoumlnhataacutesa

Nem planaacuteris vegyuumlletek

CC C

C

C

boriacuteteacutek

C C C

C

Ctwist

pszeudorotaacutecioacute

CC

C C

V-alakuacute

CCC

CCC

szeacutek110

3 4 5 6 7 8 9 10Gyűrűtagszaacutem

Gyűrű

feszuumlleacutes

kcalmol

hataacutereacuterteacutek

111

Cl

H

H

H

Cl

H

H

Cl

H

H

Cl

H

Cl

H

H

H

H

Cl

mezo SS RR

cisz transz

Ciklopropaacuten

C

C

HOOC

HOOC

H

HOH

OH

S

R

C

C

HOOC

HOOC

OH

HH

OHR

RC

C

COOH

COOH

HO

HH

HOS

S

intramolekulaacuteristuumlkoumlrsiacutek

diasztereomerek diasztereomerek

enantiomerek 112

Ea(a e)

∆Ea+∆E

∆E

Ea(a e)

Z

Hkb 5szeacutek

ZH

kb 95szeacutek

kb 2 kcal

csavartkaacuted

csavartkaacuted

kaacuted

ZH

feacutelszeacutekfeacutelszeacutek

ZH

Ciklohexaacuten

113

A 3-3 nemszomszeacutedos szeacutenatom aacuteltal definiaacutelt siacutekokra

merőleges koumlteacutesiraacutenyok axiaacutelis

A toumlbbi koumlteacutes e keacutet siacutek koumlzoumltt van ekvatoriaacutelis

Pszeudorotaacutecioacute a gyűrűs vegyuumlletek konformerjei

szoumlgfeszuumlltseacuteg neacutelkuumll alakulnak egymaacutesba

114

transz 12-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

cisz 12-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

Z

H

Z

H Z

HZ

Ha

eae

Z

HZ

H

Z

H

Z

H

a

e

ae

115

transz 13-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

cisz 13-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

Z

HZ

H

Z

H Z

H

a

e ae

Z

HZ

HZ

H

Z

H

a

e

ae

116

H

Z

Z

H

H

Z Z

Ha

ea

e

transz 14-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

Z

HZ

H

H

Z

Z

Ha

ea

e

cisz 14-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

117

Oslash118

8 CO2 + 8 H2O

- 12483 kcalmol - 12468 kcalmol

15 kcalmol

CH3

CH3H

H

+ 12 O2

cisz-12-dimetilciklohexaacuten

CH3

H

H

CH3

transz-12-dimetilciklohexaacuten

+ 12 O2

119

Diszubsztituaacutelt ciklohexaacutenokszerkezeti izomerjeinek konformaacutecioacutes viszonyai

Szerkezeti izomer Geometriai izomercisz transz

12

14

ae aa

ea ee

13aa ae

ee ea

120

Oslash121

BrNH2

Br

NH23a 2b

NH2

Br

Br

NH24a 1b

NH2

Br

Br

NH2

1b 4a

NH2

Br

NH2

Br2b 3a

NH2

Br

Br

NH23b 2a

Br

NH2

BrNH24b 1a

Konformaacutecioacutes Konformaacutecioacutes

BrNH2 Br

NH2

1a 4b

Br

NH2

BrNH2

2a 3b

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesenantiomerek

Konfiguraacutecioacutesenantiomerek

diasztereomerek diasztereomerek

12-helyzetben kuumlloumlnboumlző helyettesiacutetőket tartalmazoacute ciklohexaacuten szaacutermazeacutekokkonfiguraacutecioacutes eacutes konformaacutecioacutes viszonyai

Oslash122

H

H

H

HH

H

H

H

Dekalin

cisz transz

123

transz-transz-transzanellaacutecioacute

cisz-transz-transzanellaacutecioacute

DC

BA

DC

BA

H H

R

H

H H

H

H

H

R

H H

DCBA

R

H

H

H

H

H

H

DCBA

R

H

H

H

H

H

H

CH3

CH3

CH3

CH3

Oslash124

A kiralitaacutes kialakulaacutesa eacutes bioloacutegiai jelentőseacutege

Kiraacutelis vegyuumlletek

termeacuteszetes aminosavak (elsősorban L konfiguraacutecioacute)peptidek enzimektermeacuteszetes szeacutenhidraacutetok (elsősorban D konfiguraacutecioacute)gyoacutegyszerek

Az első kiraacutelis vegyuumllet kialakulaacutesa

az elemi reacuteszek gyenge koumllcsoumlnhataacutesaacutenakiraacutenyfuumlggeacuteseacutevel van kapcsolatban

autokataliacutezis

a termeacuteszet nem tuumlkoumlrszimmetrikus (a termeacuteszet homokiraacutelis)

Oslash125

Az optikai aktivitaacuteseredete szeacutenhidraacutetokkiralitaacutescentrumaacutenakkieacutepuumlleacutese a termeacuteszetben

Oslash126

Oslash127

• Slide Number 1
• Slide Number 2
• Slide Number 3
• Slide Number 4
• Slide Number 5
• Slide Number 6
• Slide Number 7
• Izomeacuteria
• Slide Number 9
• Slide Number 10
• Slide Number 11
• Slide Number 12
• Slide Number 13
• Slide Number 14
• Slide Number 15
• Slide Number 16
• Slide Number 17
• Slide Number 18
• Szerkezeti izomeacuteria
• Slide Number 20
• Slide Number 21
• Slide Number 22
• Slide Number 23
• Slide Number 24
• A tautomeacuteria tiacutepusai
• Slide Number 26
• Slide Number 27
• Slide Number 28
• Slide Number 29
• Slide Number 30
• Sztereoizomeacuteria
• Slide Number 32
• Slide Number 33
• Slide Number 34
• Slide Number 35
• Slide Number 36
• Slide Number 37
• Slide Number 38
• Slide Number 39
• Slide Number 40
• Slide Number 41
• Slide Number 42
• Slide Number 43
• Slide Number 44
• Slide Number 45
• Slide Number 46
• Slide Number 47
• Tovaacutebbi kiralitaacutes tiacutepusok
• Slide Number 49
• Slide Number 50
• Slide Number 51
• Slide Number 52
• Slide Number 53
• Slide Number 54
• Slide Number 55
• Slide Number 56
• Slide Number 57
• Toumlbb kiralitaacuteskoumlzpont
• Slide Number 59
• Slide Number 60
• Slide Number 61
• Slide Number 62
• Slide Number 63
• Slide Number 64
• Slide Number 65
• Slide Number 66
• Slide Number 67
• Slide Number 68
• Slide Number 69
• Slide Number 70
• Slide Number 71
• Slide Number 72
• Slide Number 73
• Slide Number 74
• Slide Number 75
• Konfiguraacutecioacutes izomeacuteria
• Slide Number 77
• Slide Number 78
• Slide Number 79
• Slide Number 80
• Slide Number 81
• Slide Number 82
• Slide Number 83
• Slide Number 84
• Slide Number 85
• Slide Number 86
• Slide Number 87
• Slide Number 88
• Slide Number 89
• Slide Number 90
• Slide Number 91
• Slide Number 92
• Slide Number 93
• Slide Number 94
• Slide Number 95
• Slide Number 96
• Slide Number 97
• Slide Number 98
• Slide Number 99
• Slide Number 100
• Slide Number 101
• Slide Number 102
• Slide Number 103
• Slide Number 104
• Slide Number 105
• Slide Number 106
• Slide Number 107
• Slide Number 108
• Slide Number 109
• Slide Number 110
• Slide Number 111
• Slide Number 112
• Slide Number 113
• Slide Number 114
• Slide Number 115
• Slide Number 116
• Slide Number 117
• Slide Number 118
• Slide Number 119
• Slide Number 120
• Slide Number 121
• Slide Number 122
• Slide Number 123
• Slide Number 124
• Slide Number 125
• Slide Number 126
• Slide Number 127

COOH

COOH

COOHHOOC COOH

HOOC COOH

HOOC

mcisz transz transz

szerkezetiizomeacuteria

geometriaiizomeacuteria

optikai izomeacuteria

84

R

RHOH

akiraacutelisszeacutenatom

R

SHOH

rS

RHOH

s

RgtS r s

(S)

(S)

pszeudoaszimmetriaacutes szeacutenatom

akiraacutelis molekulamezo vegyuumllet

akiraacutelisC2 forgaacutesi szimmetriatengely

kiraacutelis

HOOC COOH

Br

m

HOOC COOH

m

HOOC

COOH

pro-pszeudoaszimmetriaacutes szeacutenatom

85

Kiraacutelis molekulaacutekon beluumll is sok esetben talaacutelhatoacute pszeudo-aszimmetriacentrum amennyiben a keacutet enantiomorf ligandum mellett tovaacutebbi aszimmetrikus ligandum is kapcsoloacutedik a centrumhoz (peacuteldaacuteul atropin eacutes szaacutermazeacutekai)

gytszptehuhudownloadindex16630

Oslash86

Mezo-forma a) mindig akiraacutelisb) mindig kell lennie kiraacutelis disztereomerjeacutenek is

gytszptehuhudownloadindex16630

C

C

HOOC

HOOC

H

HOH

OH

S

R

C

C

HOOC

HOOC

OH

HH

OHR

RC

C

COOH

COOH

HO

HH

HOS

S

intramolekulaacuteristuumlkoumlrsiacutek

diasztereomerek diasztereomerek

enantiomerek

Oslash87

gytszptehuhudownloadindex16630

A pszeudo-aszimmetriacentrumok konfiguraacutecioacutejaacuteban elteacuterő izomerekegymaacutessal diasztereoizomer viszonyban aacutellnak

rC

C

C

COOH

COOH

H OH

OHH

H OHR

S

sC

C

C

COOH

COOH

H OH

HHO

H OHR

S Oslash88

Geometriai izomeacuteria

kettős koumlteacutesű vegyuumlletekneacutelciklusos vegyuumlletekneacutel

C CH H

CH3H3CC C

H CH3

HH3C

Felteacutetel (olefinekneacutel) egy adott pilleacuteratomon nem lehet keacutet azonos helyettesiacutetőde adott kettőskoumlteacutes keacutet kuumlloumlnboumlző pilleacuteratomjaacuten lehet egy-egy azonos helyettesiacutető(de ezeknek sem kell szuumlkseacutegkeacuteppen azonosaknak lenniuumlk)

Alfa helyzetű szubsztituens Beacuteta helyzetű szubsztituens

Diasztereomerek

89

Configurational isomers

The particular arrangement of atoms (or goups) in space that is characteristic of a given streoisomer

The configurational isomers can not be transformed into each otherwithout breaking and making a covalent bond

- cis-trans Z-E designations geometric isomers- optical isomerism (cf chirality)

H COOH

H COOH

HOOC H

H COOH

Z E

Oslash90

The requirement for geometric isomerism in alkenes is that each carbon atom involvedin the pi bond have two different groups attached to it such as H and Cl or CH3 and Cl

C CH

H

CH2CH3

CH3

C CH

H

CH2CH3

CH3is the same as

C CCH3

H

CH2CH3

CH3

C CH

CH3

CH2CH3

CH3

geometric isomers

If one of the carbons of the double bond has two identical groups such as two H atomsor two CH3 groups the geometric isomerism is not possible

Z E

Higher priority atoms or groups are on the same side of the pi bond Z bdquotogetherrdquo

Higher priority atoms or groups are on opposite sides of the pi bond E bdquoacrossrdquo

(Look at the single atoms directly attached to the double-bond carbon C and not entire-CH2CH2CH3 group)

Oslash91

Cahn-Ingold-Prelog szekvenciaszabaacutelyokalkeacutenekre vonatkozoacutean

Toumlmegszaacutem

C CT

D

H

DE

Rendszaacutem

C CF

Cl

Br

IZ

Z gt E

E

ZZ C C

C

C

H

NC

C

C

H3C

H3C

CH3

HCH3

H

C CH

NC

C

C

CH3

CH3

H

H

Br

Br

E

R

S

RgtS (DgtL)

92

C CH

H3C

CH

CH

CH3

CH3

CH2

Z ltC

HCH3

CH3

C

H

C

C

H

H

HHH

H

C C

H H

H

C

H

C (C)

o

o

o

H

H(C)oo

o

C CH

H3C

CH

CH

CH3

CH2 Br

CH2

E

C

HCH3

CH2Br

C

H

C

H

H

HCBrH

H

gtC C

H H

H

C

H

C (C)

o

o

o

H

H(C)oo

o

(CON) adott atom ismeacutetelt megjeleniacuteteacutese ---o fantomatom

1 2 3C CCCH CHHH C C(C)CH C(C)HH

1 2 3C CCCH BrCHH gt CHHH C C(C)CH C(C)HH 93

transzE

ciszZ

C CH H

C CH

H

transzZ

ciszE

C CBr H

C CH

Br

Oslash94

Konformaacutecioacutes izomeacuteriaUgyanaz a vaacutez konnektivitaacutes de elteacuterő teacuterbelielrendeződeacutes (valamilyen szimmetria-rendezőhoumlz valoacuteviszony)

Kovalens koumlteacutes elszakiacutetaacutesa eacutes uacutejrakeacutepződeacutese neacutelkuumllegymaacutesba alakiacutethatoacutek

Rotaacutecioacutes izomeacuteriaKuumlloumlnboumlző konformaacutecioacute (konformerek rotamerek)

Axiaacutelis kiralitaacutes R SHelikaacutelis kiralitaacutes P M

95

C CCH3H3C

HHHH

C CCH3

CH3 HH

HH

Konformaacutecioacutes diasztereomerek

C CH

CH3 HCH3

HH C C

H

CH3 CH3H

HH

Konformaacutecioacutes enantiomerek

P M

96

szinperiplanaacuteris szinklinaacutelis antiklinaacutelis antiperiplanaacuteris antiklinaacutelis szinklinaacutelis

pszeudorotaacutecioacute

axiaacutelis ekvatoriaacutelis

Konformerek

kiraacutelis kiraacutelisakiraacutelis akiraacutelis

97

C CCH3

CH3 HH

HHC C

CH3H3C

HHHH

Konfiguraacutecioacutes diasztereomerek

Konformaacutecioacutes diasztereomerek

C CH H

CH3H3CCC

HH3C

H CH3

98

- huacutezaacutes (stretch)

- hajliacutetaacutes (bend)

- csavaraacutes (torsion)

O OH

Hr 1r 2

r 2

O OH

H

α

OH

OH

τ (φ)

Oslash99

O OH

H

HOOH

OOH

HE

α30 kcalmol

Hajliacutetaacutes bend

Huacutezaacutes (nyuacutejtaacutes) stretch

disszociaacutecioacute

E

r

~ 90 ~ 50 kcalmol

HOO + H

HO + HO

Oslash100

H

H

H

O OH

H

1 kcalmol

~ 10kcalmol

(torzioacutes szoumlg)τ

Newman projekcioacute

H H

0o 60o 180o 300o 360o

OO

H

H

HHH HH

Oslash101

CH2 CH2Y ZY = Z = H

Y = Z = CH3

etaacuten

n-butaacuten

300o 360o240o180o120o60o0o

0o120o- 60o-180o-240o-300o-360o-

oacutera jaacuteraacutesaacuteval megegyező

oacutera jaacuteraacutesaacuteval ellenteacutetes

ZY

Z

Y

ZY

Z

Y

Z

Y

ZYZY

syn antisynperiplanar synklinal antiklinal antiperiplanar antiklinal synklinal

102

CCH

H H

HH

HH H

H

H

H H

CCH

H H

H

H HH H

HH

HH

0o 120o 240o 360o

12 M

m

M12 M M

mm

Θ

M = m

E(Θ)

minimum

Maximum

103

HHH H

CH3CH3

HHH H

CH3CH3

H

HH H

CH3

CH3

E

0deg dieacutederes szoumlg

E szabadentalpia-kuumlloumlnbseacuteg

58

29

07

(kcal)

H H

H3CH CH3

H

H H

H3CH H

CH3

H3C CH3

H HH

H

CH3HH H

CH3H

060deg 120deg 180deg 240deg 300deg 360deg

szinperiplanaacuteris szinklinaacutelis antiklinaacutelis antiperiplanaacuteris antiklinaacutelis szinklinaacutelis104

∆G0 = G01 - G0

2

K = e∆G0

RT

∆G = - RT ln K∆G = ∆H - T∆S

∆H = 074

∆S = 2 K = 19

gauche ndash anti araacuteny

minden gauche konformerre keacutet anti forma jut K= [a][g] Oslash105

0o

0o

60o

60o

120o

120o

180o

180o

240o

240o

300o

300o 360o

360o

RELA

T

IacuteV

ENERGIA

ANTI EFFEKTUS

GAUCHE EFFEKTUS

EXTREacuteMGAUCHE

EFFEKTUS

H

H H

H H

H

CH3

H H

H H

CH3

TORZIOacuteS SZOumlG

ZY

Z

YZ

Y

Z

Y

ZY

ZY ZY

F

H H

OH

repulsions

F

H H

H 106

attractiveinteractions

orbitalinteractions

antiperiplanarposition

Anti-effect

107

repulsions

F

H H

OH

repulsions

F

H H

H

Extrem gauche effect

108

C-F

C-H

C-F

C-HC-C C-C

Oslash109

CikloalkaacutenokGyűrűfeszuumlltseacuteg

Hipotetikus planaacuteris rendszerek

Baeyer vegyeacuterteacutekszoumlg-deformaacutecioacute (angulaacuterisgyűrű feszuumlleacutes)

Pitzer anti-aacutellaacuteshoz keacutepesti energiatoumlbblet (torzioacutes feszuumlleacutes)

van der Waals nemkoumltő atomok szterikus koumllcsoumlnhataacutesa

Nem planaacuteris vegyuumlletek

CC C

C

C

boriacuteteacutek

C C C

C

Ctwist

pszeudorotaacutecioacute

CC

C C

V-alakuacute

CCC

CCC

szeacutek110

3 4 5 6 7 8 9 10Gyűrűtagszaacutem

Gyűrű

feszuumlleacutes

kcalmol

hataacutereacuterteacutek

111

Cl

H

H

H

Cl

H

H

Cl

H

H

Cl

H

Cl

H

H

H

H

Cl

mezo SS RR

cisz transz

Ciklopropaacuten

C

C

HOOC

HOOC

H

HOH

OH

S

R

C

C

HOOC

HOOC

OH

HH

OHR

RC

C

COOH

COOH

HO

HH

HOS

S

intramolekulaacuteristuumlkoumlrsiacutek

diasztereomerek diasztereomerek

enantiomerek 112

Ea(a e)

∆Ea+∆E

∆E

Ea(a e)

Z

Hkb 5szeacutek

ZH

kb 95szeacutek

kb 2 kcal

csavartkaacuted

csavartkaacuted

kaacuted

ZH

feacutelszeacutekfeacutelszeacutek

ZH

Ciklohexaacuten

113

A 3-3 nemszomszeacutedos szeacutenatom aacuteltal definiaacutelt siacutekokra

merőleges koumlteacutesiraacutenyok axiaacutelis

A toumlbbi koumlteacutes e keacutet siacutek koumlzoumltt van ekvatoriaacutelis

Pszeudorotaacutecioacute a gyűrűs vegyuumlletek konformerjei

szoumlgfeszuumlltseacuteg neacutelkuumll alakulnak egymaacutesba

114

transz 12-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

cisz 12-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

Z

H

Z

H Z

HZ

Ha

eae

Z

HZ

H

Z

H

Z

H

a

e

ae

115

transz 13-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

cisz 13-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

Z

HZ

H

Z

H Z

H

a

e ae

Z

HZ

HZ

H

Z

H

a

e

ae

116

H

Z

Z

H

H

Z Z

Ha

ea

e

transz 14-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

Z

HZ

H

H

Z

Z

Ha

ea

e

cisz 14-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

117

Oslash118

8 CO2 + 8 H2O

- 12483 kcalmol - 12468 kcalmol

15 kcalmol

CH3

CH3H

H

+ 12 O2

cisz-12-dimetilciklohexaacuten

CH3

H

H

CH3

transz-12-dimetilciklohexaacuten

+ 12 O2

119

Diszubsztituaacutelt ciklohexaacutenokszerkezeti izomerjeinek konformaacutecioacutes viszonyai

Szerkezeti izomer Geometriai izomercisz transz

12

14

ae aa

ea ee

13aa ae

ee ea

120

Oslash121

BrNH2

Br

NH23a 2b

NH2

Br

Br

NH24a 1b

NH2

Br

Br

NH2

1b 4a

NH2

Br

NH2

Br2b 3a

NH2

Br

Br

NH23b 2a

Br

NH2

BrNH24b 1a

Konformaacutecioacutes Konformaacutecioacutes

BrNH2 Br

NH2

1a 4b

Br

NH2

BrNH2

2a 3b

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesenantiomerek

Konfiguraacutecioacutesenantiomerek

diasztereomerek diasztereomerek

12-helyzetben kuumlloumlnboumlző helyettesiacutetőket tartalmazoacute ciklohexaacuten szaacutermazeacutekokkonfiguraacutecioacutes eacutes konformaacutecioacutes viszonyai

Oslash122

H

H

H

HH

H

H

H

Dekalin

cisz transz

123

transz-transz-transzanellaacutecioacute

cisz-transz-transzanellaacutecioacute

DC

BA

DC

BA

H H

R

H

H H

H

H

H

R

H H

DCBA

R

H

H

H

H

H

H

DCBA

R

H

H

H

H

H

H

CH3

CH3

CH3

CH3

Oslash124

A kiralitaacutes kialakulaacutesa eacutes bioloacutegiai jelentőseacutege

Kiraacutelis vegyuumlletek

termeacuteszetes aminosavak (elsősorban L konfiguraacutecioacute)peptidek enzimektermeacuteszetes szeacutenhidraacutetok (elsősorban D konfiguraacutecioacute)gyoacutegyszerek

Az első kiraacutelis vegyuumllet kialakulaacutesa

az elemi reacuteszek gyenge koumllcsoumlnhataacutesaacutenakiraacutenyfuumlggeacuteseacutevel van kapcsolatban

autokataliacutezis

a termeacuteszet nem tuumlkoumlrszimmetrikus (a termeacuteszet homokiraacutelis)

Oslash125

Az optikai aktivitaacuteseredete szeacutenhidraacutetokkiralitaacutescentrumaacutenakkieacutepuumlleacutese a termeacuteszetben

Oslash126

Oslash127

• Slide Number 1
• Slide Number 2
• Slide Number 3
• Slide Number 4
• Slide Number 5
• Slide Number 6
• Slide Number 7
• Izomeacuteria
• Slide Number 9
• Slide Number 10
• Slide Number 11
• Slide Number 12
• Slide Number 13
• Slide Number 14
• Slide Number 15
• Slide Number 16
• Slide Number 17
• Slide Number 18
• Szerkezeti izomeacuteria
• Slide Number 20
• Slide Number 21
• Slide Number 22
• Slide Number 23
• Slide Number 24
• A tautomeacuteria tiacutepusai
• Slide Number 26
• Slide Number 27
• Slide Number 28
• Slide Number 29
• Slide Number 30
• Sztereoizomeacuteria
• Slide Number 32
• Slide Number 33
• Slide Number 34
• Slide Number 35
• Slide Number 36
• Slide Number 37
• Slide Number 38
• Slide Number 39
• Slide Number 40
• Slide Number 41
• Slide Number 42
• Slide Number 43
• Slide Number 44
• Slide Number 45
• Slide Number 46
• Slide Number 47
• Tovaacutebbi kiralitaacutes tiacutepusok
• Slide Number 49
• Slide Number 50
• Slide Number 51
• Slide Number 52
• Slide Number 53
• Slide Number 54
• Slide Number 55
• Slide Number 56
• Slide Number 57
• Toumlbb kiralitaacuteskoumlzpont
• Slide Number 59
• Slide Number 60
• Slide Number 61
• Slide Number 62
• Slide Number 63
• Slide Number 64
• Slide Number 65
• Slide Number 66
• Slide Number 67
• Slide Number 68
• Slide Number 69
• Slide Number 70
• Slide Number 71
• Slide Number 72
• Slide Number 73
• Slide Number 74
• Slide Number 75
• Konfiguraacutecioacutes izomeacuteria
• Slide Number 77
• Slide Number 78
• Slide Number 79
• Slide Number 80
• Slide Number 81
• Slide Number 82
• Slide Number 83
• Slide Number 84
• Slide Number 85
• Slide Number 86
• Slide Number 87
• Slide Number 88
• Slide Number 89
• Slide Number 90
• Slide Number 91
• Slide Number 92
• Slide Number 93
• Slide Number 94
• Slide Number 95
• Slide Number 96
• Slide Number 97
• Slide Number 98
• Slide Number 99
• Slide Number 100
• Slide Number 101
• Slide Number 102
• Slide Number 103
• Slide Number 104
• Slide Number 105
• Slide Number 106
• Slide Number 107
• Slide Number 108
• Slide Number 109
• Slide Number 110
• Slide Number 111
• Slide Number 112
• Slide Number 113
• Slide Number 114
• Slide Number 115
• Slide Number 116
• Slide Number 117
• Slide Number 118
• Slide Number 119
• Slide Number 120
• Slide Number 121
• Slide Number 122
• Slide Number 123
• Slide Number 124
• Slide Number 125
• Slide Number 126
• Slide Number 127

R

RHOH

akiraacutelisszeacutenatom

R

SHOH

rS

RHOH

s

RgtS r s

(S)

(S)

pszeudoaszimmetriaacutes szeacutenatom

akiraacutelis molekulamezo vegyuumllet

akiraacutelisC2 forgaacutesi szimmetriatengely

kiraacutelis

HOOC COOH

Br

m

HOOC COOH

m

HOOC

COOH

pro-pszeudoaszimmetriaacutes szeacutenatom

85

Kiraacutelis molekulaacutekon beluumll is sok esetben talaacutelhatoacute pszeudo-aszimmetriacentrum amennyiben a keacutet enantiomorf ligandum mellett tovaacutebbi aszimmetrikus ligandum is kapcsoloacutedik a centrumhoz (peacuteldaacuteul atropin eacutes szaacutermazeacutekai)

gytszptehuhudownloadindex16630

Oslash86

Mezo-forma a) mindig akiraacutelisb) mindig kell lennie kiraacutelis disztereomerjeacutenek is

gytszptehuhudownloadindex16630

C

C

HOOC

HOOC

H

HOH

OH

S

R

C

C

HOOC

HOOC

OH

HH

OHR

RC

C

COOH

COOH

HO

HH

HOS

S

intramolekulaacuteristuumlkoumlrsiacutek

diasztereomerek diasztereomerek

enantiomerek

Oslash87

gytszptehuhudownloadindex16630

A pszeudo-aszimmetriacentrumok konfiguraacutecioacutejaacuteban elteacuterő izomerekegymaacutessal diasztereoizomer viszonyban aacutellnak

rC

C

C

COOH

COOH

H OH

OHH

H OHR

S

sC

C

C

COOH

COOH

H OH

HHO

H OHR

S Oslash88

Geometriai izomeacuteria

kettős koumlteacutesű vegyuumlletekneacutelciklusos vegyuumlletekneacutel

C CH H

CH3H3CC C

H CH3

HH3C

Felteacutetel (olefinekneacutel) egy adott pilleacuteratomon nem lehet keacutet azonos helyettesiacutetőde adott kettőskoumlteacutes keacutet kuumlloumlnboumlző pilleacuteratomjaacuten lehet egy-egy azonos helyettesiacutető(de ezeknek sem kell szuumlkseacutegkeacuteppen azonosaknak lenniuumlk)

Alfa helyzetű szubsztituens Beacuteta helyzetű szubsztituens

Diasztereomerek

89

Configurational isomers

The particular arrangement of atoms (or goups) in space that is characteristic of a given streoisomer

The configurational isomers can not be transformed into each otherwithout breaking and making a covalent bond

- cis-trans Z-E designations geometric isomers- optical isomerism (cf chirality)

H COOH

H COOH

HOOC H

H COOH

Z E

Oslash90

The requirement for geometric isomerism in alkenes is that each carbon atom involvedin the pi bond have two different groups attached to it such as H and Cl or CH3 and Cl

C CH

H

CH2CH3

CH3

C CH

H

CH2CH3

CH3is the same as

C CCH3

H

CH2CH3

CH3

C CH

CH3

CH2CH3

CH3

geometric isomers

If one of the carbons of the double bond has two identical groups such as two H atomsor two CH3 groups the geometric isomerism is not possible

Z E

Higher priority atoms or groups are on the same side of the pi bond Z bdquotogetherrdquo

Higher priority atoms or groups are on opposite sides of the pi bond E bdquoacrossrdquo

(Look at the single atoms directly attached to the double-bond carbon C and not entire-CH2CH2CH3 group)

Oslash91

Cahn-Ingold-Prelog szekvenciaszabaacutelyokalkeacutenekre vonatkozoacutean

Toumlmegszaacutem

C CT

D

H

DE

Rendszaacutem

C CF

Cl

Br

IZ

Z gt E

E

ZZ C C

C

C

H

NC

C

C

H3C

H3C

CH3

HCH3

H

C CH

NC

C

C

CH3

CH3

H

H

Br

Br

E

R

S

RgtS (DgtL)

92

C CH

H3C

CH

CH

CH3

CH3

CH2

Z ltC

HCH3

CH3

C

H

C

C

H

H

HHH

H

C C

H H

H

C

H

C (C)

o

o

o

H

H(C)oo

o

C CH

H3C

CH

CH

CH3

CH2 Br

CH2

E

C

HCH3

CH2Br

C

H

C

H

H

HCBrH

H

gtC C

H H

H

C

H

C (C)

o

o

o

H

H(C)oo

o

(CON) adott atom ismeacutetelt megjeleniacuteteacutese ---o fantomatom

1 2 3C CCCH CHHH C C(C)CH C(C)HH

1 2 3C CCCH BrCHH gt CHHH C C(C)CH C(C)HH 93

transzE

ciszZ

C CH H

C CH

H

transzZ

ciszE

C CBr H

C CH

Br

Oslash94

Konformaacutecioacutes izomeacuteriaUgyanaz a vaacutez konnektivitaacutes de elteacuterő teacuterbelielrendeződeacutes (valamilyen szimmetria-rendezőhoumlz valoacuteviszony)

Kovalens koumlteacutes elszakiacutetaacutesa eacutes uacutejrakeacutepződeacutese neacutelkuumllegymaacutesba alakiacutethatoacutek

Rotaacutecioacutes izomeacuteriaKuumlloumlnboumlző konformaacutecioacute (konformerek rotamerek)

Axiaacutelis kiralitaacutes R SHelikaacutelis kiralitaacutes P M

95

C CCH3H3C

HHHH

C CCH3

CH3 HH

HH

Konformaacutecioacutes diasztereomerek

C CH

CH3 HCH3

HH C C

H

CH3 CH3H

HH

Konformaacutecioacutes enantiomerek

P M

96

szinperiplanaacuteris szinklinaacutelis antiklinaacutelis antiperiplanaacuteris antiklinaacutelis szinklinaacutelis

pszeudorotaacutecioacute

axiaacutelis ekvatoriaacutelis

Konformerek

kiraacutelis kiraacutelisakiraacutelis akiraacutelis

97

C CCH3

CH3 HH

HHC C

CH3H3C

HHHH

Konfiguraacutecioacutes diasztereomerek

Konformaacutecioacutes diasztereomerek

C CH H

CH3H3CCC

HH3C

H CH3

98

- huacutezaacutes (stretch)

- hajliacutetaacutes (bend)

- csavaraacutes (torsion)

O OH

Hr 1r 2

r 2

O OH

H

α

OH

OH

τ (φ)

Oslash99

O OH

H

HOOH

OOH

HE

α30 kcalmol

Hajliacutetaacutes bend

Huacutezaacutes (nyuacutejtaacutes) stretch

disszociaacutecioacute

E

r

~ 90 ~ 50 kcalmol

HOO + H

HO + HO

Oslash100

H

H

H

O OH

H

1 kcalmol

~ 10kcalmol

(torzioacutes szoumlg)τ

Newman projekcioacute

H H

0o 60o 180o 300o 360o

OO

H

H

HHH HH

Oslash101

CH2 CH2Y ZY = Z = H

Y = Z = CH3

etaacuten

n-butaacuten

300o 360o240o180o120o60o0o

0o120o- 60o-180o-240o-300o-360o-

oacutera jaacuteraacutesaacuteval megegyező

oacutera jaacuteraacutesaacuteval ellenteacutetes

ZY

Z

Y

ZY

Z

Y

Z

Y

ZYZY

syn antisynperiplanar synklinal antiklinal antiperiplanar antiklinal synklinal

102

CCH

H H

HH

HH H

H

H

H H

CCH

H H

H

H HH H

HH

HH

0o 120o 240o 360o

12 M

m

M12 M M

mm

Θ

M = m

E(Θ)

minimum

Maximum

103

HHH H

CH3CH3

HHH H

CH3CH3

H

HH H

CH3

CH3

E

0deg dieacutederes szoumlg

E szabadentalpia-kuumlloumlnbseacuteg

58

29

07

(kcal)

H H

H3CH CH3

H

H H

H3CH H

CH3

H3C CH3

H HH

H

CH3HH H

CH3H

060deg 120deg 180deg 240deg 300deg 360deg

szinperiplanaacuteris szinklinaacutelis antiklinaacutelis antiperiplanaacuteris antiklinaacutelis szinklinaacutelis104

∆G0 = G01 - G0

2

K = e∆G0

RT

∆G = - RT ln K∆G = ∆H - T∆S

∆H = 074

∆S = 2 K = 19

gauche ndash anti araacuteny

minden gauche konformerre keacutet anti forma jut K= [a][g] Oslash105

0o

0o

60o

60o

120o

120o

180o

180o

240o

240o

300o

300o 360o

360o

RELA

T

IacuteV

ENERGIA

ANTI EFFEKTUS

GAUCHE EFFEKTUS

EXTREacuteMGAUCHE

EFFEKTUS

H

H H

H H

H

CH3

H H

H H

CH3

TORZIOacuteS SZOumlG

ZY

Z

YZ

Y

Z

Y

ZY

ZY ZY

F

H H

OH

repulsions

F

H H

H 106

attractiveinteractions

orbitalinteractions

antiperiplanarposition

Anti-effect

107

repulsions

F

H H

OH

repulsions

F

H H

H

Extrem gauche effect

108

C-F

C-H

C-F

C-HC-C C-C

Oslash109

CikloalkaacutenokGyűrűfeszuumlltseacuteg

Hipotetikus planaacuteris rendszerek

Baeyer vegyeacuterteacutekszoumlg-deformaacutecioacute (angulaacuterisgyűrű feszuumlleacutes)

Pitzer anti-aacutellaacuteshoz keacutepesti energiatoumlbblet (torzioacutes feszuumlleacutes)

van der Waals nemkoumltő atomok szterikus koumllcsoumlnhataacutesa

Nem planaacuteris vegyuumlletek

CC C

C

C

boriacuteteacutek

C C C

C

Ctwist

pszeudorotaacutecioacute

CC

C C

V-alakuacute

CCC

CCC

szeacutek110

3 4 5 6 7 8 9 10Gyűrűtagszaacutem

Gyűrű

feszuumlleacutes

kcalmol

hataacutereacuterteacutek

111

Cl

H

H

H

Cl

H

H

Cl

H

H

Cl

H

Cl

H

H

H

H

Cl

mezo SS RR

cisz transz

Ciklopropaacuten

C

C

HOOC

HOOC

H

HOH

OH

S

R

C

C

HOOC

HOOC

OH

HH

OHR

RC

C

COOH

COOH

HO

HH

HOS

S

intramolekulaacuteristuumlkoumlrsiacutek

diasztereomerek diasztereomerek

enantiomerek 112

Ea(a e)

∆Ea+∆E

∆E

Ea(a e)

Z

Hkb 5szeacutek

ZH

kb 95szeacutek

kb 2 kcal

csavartkaacuted

csavartkaacuted

kaacuted

ZH

feacutelszeacutekfeacutelszeacutek

ZH

Ciklohexaacuten

113

A 3-3 nemszomszeacutedos szeacutenatom aacuteltal definiaacutelt siacutekokra

merőleges koumlteacutesiraacutenyok axiaacutelis

A toumlbbi koumlteacutes e keacutet siacutek koumlzoumltt van ekvatoriaacutelis

Pszeudorotaacutecioacute a gyűrűs vegyuumlletek konformerjei

szoumlgfeszuumlltseacuteg neacutelkuumll alakulnak egymaacutesba

114

transz 12-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

cisz 12-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

Z

H

Z

H Z

HZ

Ha

eae

Z

HZ

H

Z

H

Z

H

a

e

ae

115

transz 13-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

cisz 13-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

Z

HZ

H

Z

H Z

H

a

e ae

Z

HZ

HZ

H

Z

H

a

e

ae

116

H

Z

Z

H

H

Z Z

Ha

ea

e

transz 14-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

Z

HZ

H

H

Z

Z

Ha

ea

e

cisz 14-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

117

Oslash118

8 CO2 + 8 H2O

- 12483 kcalmol - 12468 kcalmol

15 kcalmol

CH3

CH3H

H

+ 12 O2

cisz-12-dimetilciklohexaacuten

CH3

H

H

CH3

transz-12-dimetilciklohexaacuten

+ 12 O2

119

Diszubsztituaacutelt ciklohexaacutenokszerkezeti izomerjeinek konformaacutecioacutes viszonyai

Szerkezeti izomer Geometriai izomercisz transz

12

14

ae aa

ea ee

13aa ae

ee ea

120

Oslash121

BrNH2

Br

NH23a 2b

NH2

Br

Br

NH24a 1b

NH2

Br

Br

NH2

1b 4a

NH2

Br

NH2

Br2b 3a

NH2

Br

Br

NH23b 2a

Br

NH2

BrNH24b 1a

Konformaacutecioacutes Konformaacutecioacutes

BrNH2 Br

NH2

1a 4b

Br

NH2

BrNH2

2a 3b

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesenantiomerek

Konfiguraacutecioacutesenantiomerek

diasztereomerek diasztereomerek

12-helyzetben kuumlloumlnboumlző helyettesiacutetőket tartalmazoacute ciklohexaacuten szaacutermazeacutekokkonfiguraacutecioacutes eacutes konformaacutecioacutes viszonyai

Oslash122

H

H

H

HH

H

H

H

Dekalin

cisz transz

123

transz-transz-transzanellaacutecioacute

cisz-transz-transzanellaacutecioacute

DC

BA

DC

BA

H H

R

H

H H

H

H

H

R

H H

DCBA

R

H

H

H

H

H

H

DCBA

R

H

H

H

H

H

H

CH3

CH3

CH3

CH3

Oslash124

A kiralitaacutes kialakulaacutesa eacutes bioloacutegiai jelentőseacutege

Kiraacutelis vegyuumlletek

termeacuteszetes aminosavak (elsősorban L konfiguraacutecioacute)peptidek enzimektermeacuteszetes szeacutenhidraacutetok (elsősorban D konfiguraacutecioacute)gyoacutegyszerek

Az első kiraacutelis vegyuumllet kialakulaacutesa

az elemi reacuteszek gyenge koumllcsoumlnhataacutesaacutenakiraacutenyfuumlggeacuteseacutevel van kapcsolatban

autokataliacutezis

a termeacuteszet nem tuumlkoumlrszimmetrikus (a termeacuteszet homokiraacutelis)

Oslash125

Az optikai aktivitaacuteseredete szeacutenhidraacutetokkiralitaacutescentrumaacutenakkieacutepuumlleacutese a termeacuteszetben

Oslash126

Oslash127

• Slide Number 1
• Slide Number 2
• Slide Number 3
• Slide Number 4
• Slide Number 5
• Slide Number 6
• Slide Number 7
• Izomeacuteria
• Slide Number 9
• Slide Number 10
• Slide Number 11
• Slide Number 12
• Slide Number 13
• Slide Number 14
• Slide Number 15
• Slide Number 16
• Slide Number 17
• Slide Number 18
• Szerkezeti izomeacuteria
• Slide Number 20
• Slide Number 21
• Slide Number 22
• Slide Number 23
• Slide Number 24
• A tautomeacuteria tiacutepusai
• Slide Number 26
• Slide Number 27
• Slide Number 28
• Slide Number 29
• Slide Number 30
• Sztereoizomeacuteria
• Slide Number 32
• Slide Number 33
• Slide Number 34
• Slide Number 35
• Slide Number 36
• Slide Number 37
• Slide Number 38
• Slide Number 39
• Slide Number 40
• Slide Number 41
• Slide Number 42
• Slide Number 43
• Slide Number 44
• Slide Number 45
• Slide Number 46
• Slide Number 47
• Tovaacutebbi kiralitaacutes tiacutepusok
• Slide Number 49
• Slide Number 50
• Slide Number 51
• Slide Number 52
• Slide Number 53
• Slide Number 54
• Slide Number 55
• Slide Number 56
• Slide Number 57
• Toumlbb kiralitaacuteskoumlzpont
• Slide Number 59
• Slide Number 60
• Slide Number 61
• Slide Number 62
• Slide Number 63
• Slide Number 64
• Slide Number 65
• Slide Number 66
• Slide Number 67
• Slide Number 68
• Slide Number 69
• Slide Number 70
• Slide Number 71
• Slide Number 72
• Slide Number 73
• Slide Number 74
• Slide Number 75
• Konfiguraacutecioacutes izomeacuteria
• Slide Number 77
• Slide Number 78
• Slide Number 79
• Slide Number 80
• Slide Number 81
• Slide Number 82
• Slide Number 83
• Slide Number 84
• Slide Number 85
• Slide Number 86
• Slide Number 87
• Slide Number 88
• Slide Number 89
• Slide Number 90
• Slide Number 91
• Slide Number 92
• Slide Number 93
• Slide Number 94
• Slide Number 95
• Slide Number 96
• Slide Number 97
• Slide Number 98
• Slide Number 99
• Slide Number 100
• Slide Number 101
• Slide Number 102
• Slide Number 103
• Slide Number 104
• Slide Number 105
• Slide Number 106
• Slide Number 107
• Slide Number 108
• Slide Number 109
• Slide Number 110
• Slide Number 111
• Slide Number 112
• Slide Number 113
• Slide Number 114
• Slide Number 115
• Slide Number 116
• Slide Number 117
• Slide Number 118
• Slide Number 119
• Slide Number 120
• Slide Number 121
• Slide Number 122
• Slide Number 123
• Slide Number 124
• Slide Number 125
• Slide Number 126
• Slide Number 127

Kiraacutelis molekulaacutekon beluumll is sok esetben talaacutelhatoacute pszeudo-aszimmetriacentrum amennyiben a keacutet enantiomorf ligandum mellett tovaacutebbi aszimmetrikus ligandum is kapcsoloacutedik a centrumhoz (peacuteldaacuteul atropin eacutes szaacutermazeacutekai)

gytszptehuhudownloadindex16630

Oslash86

Mezo-forma a) mindig akiraacutelisb) mindig kell lennie kiraacutelis disztereomerjeacutenek is

gytszptehuhudownloadindex16630

C

C

HOOC

HOOC

H

HOH

OH

S

R

C

C

HOOC

HOOC

OH

HH

OHR

RC

C

COOH

COOH

HO

HH

HOS

S

intramolekulaacuteristuumlkoumlrsiacutek

diasztereomerek diasztereomerek

enantiomerek

Oslash87

gytszptehuhudownloadindex16630

A pszeudo-aszimmetriacentrumok konfiguraacutecioacutejaacuteban elteacuterő izomerekegymaacutessal diasztereoizomer viszonyban aacutellnak

rC

C

C

COOH

COOH

H OH

OHH

H OHR

S

sC

C

C

COOH

COOH

H OH

HHO

H OHR

S Oslash88

Geometriai izomeacuteria

kettős koumlteacutesű vegyuumlletekneacutelciklusos vegyuumlletekneacutel

C CH H

CH3H3CC C

H CH3

HH3C

Felteacutetel (olefinekneacutel) egy adott pilleacuteratomon nem lehet keacutet azonos helyettesiacutetőde adott kettőskoumlteacutes keacutet kuumlloumlnboumlző pilleacuteratomjaacuten lehet egy-egy azonos helyettesiacutető(de ezeknek sem kell szuumlkseacutegkeacuteppen azonosaknak lenniuumlk)

Alfa helyzetű szubsztituens Beacuteta helyzetű szubsztituens

Diasztereomerek

89

Configurational isomers

The particular arrangement of atoms (or goups) in space that is characteristic of a given streoisomer

The configurational isomers can not be transformed into each otherwithout breaking and making a covalent bond

- cis-trans Z-E designations geometric isomers- optical isomerism (cf chirality)

H COOH

H COOH

HOOC H

H COOH

Z E

Oslash90

The requirement for geometric isomerism in alkenes is that each carbon atom involvedin the pi bond have two different groups attached to it such as H and Cl or CH3 and Cl

C CH

H

CH2CH3

CH3

C CH

H

CH2CH3

CH3is the same as

C CCH3

H

CH2CH3

CH3

C CH

CH3

CH2CH3

CH3

geometric isomers

If one of the carbons of the double bond has two identical groups such as two H atomsor two CH3 groups the geometric isomerism is not possible

Z E

Higher priority atoms or groups are on the same side of the pi bond Z bdquotogetherrdquo

Higher priority atoms or groups are on opposite sides of the pi bond E bdquoacrossrdquo

(Look at the single atoms directly attached to the double-bond carbon C and not entire-CH2CH2CH3 group)

Oslash91

Cahn-Ingold-Prelog szekvenciaszabaacutelyokalkeacutenekre vonatkozoacutean

Toumlmegszaacutem

C CT

D

H

DE

Rendszaacutem

C CF

Cl

Br

IZ

Z gt E

E

ZZ C C

C

C

H

NC

C

C

H3C

H3C

CH3

HCH3

H

C CH

NC

C

C

CH3

CH3

H

H

Br

Br

E

R

S

RgtS (DgtL)

92

C CH

H3C

CH

CH

CH3

CH3

CH2

Z ltC

HCH3

CH3

C

H

C

C

H

H

HHH

H

C C

H H

H

C

H

C (C)

o

o

o

H

H(C)oo

o

C CH

H3C

CH

CH

CH3

CH2 Br

CH2

E

C

HCH3

CH2Br

C

H

C

H

H

HCBrH

H

gtC C

H H

H

C

H

C (C)

o

o

o

H

H(C)oo

o

(CON) adott atom ismeacutetelt megjeleniacuteteacutese ---o fantomatom

1 2 3C CCCH CHHH C C(C)CH C(C)HH

1 2 3C CCCH BrCHH gt CHHH C C(C)CH C(C)HH 93

transzE

ciszZ

C CH H

C CH

H

transzZ

ciszE

C CBr H

C CH

Br

Oslash94

Konformaacutecioacutes izomeacuteriaUgyanaz a vaacutez konnektivitaacutes de elteacuterő teacuterbelielrendeződeacutes (valamilyen szimmetria-rendezőhoumlz valoacuteviszony)

Kovalens koumlteacutes elszakiacutetaacutesa eacutes uacutejrakeacutepződeacutese neacutelkuumllegymaacutesba alakiacutethatoacutek

Rotaacutecioacutes izomeacuteriaKuumlloumlnboumlző konformaacutecioacute (konformerek rotamerek)

Axiaacutelis kiralitaacutes R SHelikaacutelis kiralitaacutes P M

95

C CCH3H3C

HHHH

C CCH3

CH3 HH

HH

Konformaacutecioacutes diasztereomerek

C CH

CH3 HCH3

HH C C

H

CH3 CH3H

HH

Konformaacutecioacutes enantiomerek

P M

96

szinperiplanaacuteris szinklinaacutelis antiklinaacutelis antiperiplanaacuteris antiklinaacutelis szinklinaacutelis

pszeudorotaacutecioacute

axiaacutelis ekvatoriaacutelis

Konformerek

kiraacutelis kiraacutelisakiraacutelis akiraacutelis

97

C CCH3

CH3 HH

HHC C

CH3H3C

HHHH

Konfiguraacutecioacutes diasztereomerek

Konformaacutecioacutes diasztereomerek

C CH H

CH3H3CCC

HH3C

H CH3

98

- huacutezaacutes (stretch)

- hajliacutetaacutes (bend)

- csavaraacutes (torsion)

O OH

Hr 1r 2

r 2

O OH

H

α

OH

OH

τ (φ)

Oslash99

O OH

H

HOOH

OOH

HE

α30 kcalmol

Hajliacutetaacutes bend

Huacutezaacutes (nyuacutejtaacutes) stretch

disszociaacutecioacute

E

r

~ 90 ~ 50 kcalmol

HOO + H

HO + HO

Oslash100

H

H

H

O OH

H

1 kcalmol

~ 10kcalmol

(torzioacutes szoumlg)τ

Newman projekcioacute

H H

0o 60o 180o 300o 360o

OO

H

H

HHH HH

Oslash101

CH2 CH2Y ZY = Z = H

Y = Z = CH3

etaacuten

n-butaacuten

300o 360o240o180o120o60o0o

0o120o- 60o-180o-240o-300o-360o-

oacutera jaacuteraacutesaacuteval megegyező

oacutera jaacuteraacutesaacuteval ellenteacutetes

ZY

Z

Y

ZY

Z

Y

Z

Y

ZYZY

syn antisynperiplanar synklinal antiklinal antiperiplanar antiklinal synklinal

102

CCH

H H

HH

HH H

H

H

H H

CCH

H H

H

H HH H

HH

HH

0o 120o 240o 360o

12 M

m

M12 M M

mm

Θ

M = m

E(Θ)

minimum

Maximum

103

HHH H

CH3CH3

HHH H

CH3CH3

H

HH H

CH3

CH3

E

0deg dieacutederes szoumlg

E szabadentalpia-kuumlloumlnbseacuteg

58

29

07

(kcal)

H H

H3CH CH3

H

H H

H3CH H

CH3

H3C CH3

H HH

H

CH3HH H

CH3H

060deg 120deg 180deg 240deg 300deg 360deg

szinperiplanaacuteris szinklinaacutelis antiklinaacutelis antiperiplanaacuteris antiklinaacutelis szinklinaacutelis104

∆G0 = G01 - G0

2

K = e∆G0

RT

∆G = - RT ln K∆G = ∆H - T∆S

∆H = 074

∆S = 2 K = 19

gauche ndash anti araacuteny

minden gauche konformerre keacutet anti forma jut K= [a][g] Oslash105

0o

0o

60o

60o

120o

120o

180o

180o

240o

240o

300o

300o 360o

360o

RELA

T

IacuteV

ENERGIA

ANTI EFFEKTUS

GAUCHE EFFEKTUS

EXTREacuteMGAUCHE

EFFEKTUS

H

H H

H H

H

CH3

H H

H H

CH3

TORZIOacuteS SZOumlG

ZY

Z

YZ

Y

Z

Y

ZY

ZY ZY

F

H H

OH

repulsions

F

H H

H 106

attractiveinteractions

orbitalinteractions

antiperiplanarposition

Anti-effect

107

repulsions

F

H H

OH

repulsions

F

H H

H

Extrem gauche effect

108

C-F

C-H

C-F

C-HC-C C-C

Oslash109

CikloalkaacutenokGyűrűfeszuumlltseacuteg

Hipotetikus planaacuteris rendszerek

Baeyer vegyeacuterteacutekszoumlg-deformaacutecioacute (angulaacuterisgyűrű feszuumlleacutes)

Pitzer anti-aacutellaacuteshoz keacutepesti energiatoumlbblet (torzioacutes feszuumlleacutes)

van der Waals nemkoumltő atomok szterikus koumllcsoumlnhataacutesa

Nem planaacuteris vegyuumlletek

CC C

C

C

boriacuteteacutek

C C C

C

Ctwist

pszeudorotaacutecioacute

CC

C C

V-alakuacute

CCC

CCC

szeacutek110

3 4 5 6 7 8 9 10Gyűrűtagszaacutem

Gyűrű

feszuumlleacutes

kcalmol

hataacutereacuterteacutek

111

Cl

H

H

H

Cl

H

H

Cl

H

H

Cl

H

Cl

H

H

H

H

Cl

mezo SS RR

cisz transz

Ciklopropaacuten

C

C

HOOC

HOOC

H

HOH

OH

S

R

C

C

HOOC

HOOC

OH

HH

OHR

RC

C

COOH

COOH

HO

HH

HOS

S

intramolekulaacuteristuumlkoumlrsiacutek

diasztereomerek diasztereomerek

enantiomerek 112

Ea(a e)

∆Ea+∆E

∆E

Ea(a e)

Z

Hkb 5szeacutek

ZH

kb 95szeacutek

kb 2 kcal

csavartkaacuted

csavartkaacuted

kaacuted

ZH

feacutelszeacutekfeacutelszeacutek

ZH

Ciklohexaacuten

113

A 3-3 nemszomszeacutedos szeacutenatom aacuteltal definiaacutelt siacutekokra

merőleges koumlteacutesiraacutenyok axiaacutelis

A toumlbbi koumlteacutes e keacutet siacutek koumlzoumltt van ekvatoriaacutelis

Pszeudorotaacutecioacute a gyűrűs vegyuumlletek konformerjei

szoumlgfeszuumlltseacuteg neacutelkuumll alakulnak egymaacutesba

114

transz 12-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

cisz 12-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

Z

H

Z

H Z

HZ

Ha

eae

Z

HZ

H

Z

H

Z

H

a

e

ae

115

transz 13-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

cisz 13-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

Z

HZ

H

Z

H Z

H

a

e ae

Z

HZ

HZ

H

Z

H

a

e

ae

116

H

Z

Z

H

H

Z Z

Ha

ea

e

transz 14-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

Z

HZ

H

H

Z

Z

Ha

ea

e

cisz 14-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

117

Oslash118

8 CO2 + 8 H2O

- 12483 kcalmol - 12468 kcalmol

15 kcalmol

CH3

CH3H

H

+ 12 O2

cisz-12-dimetilciklohexaacuten

CH3

H

H

CH3

transz-12-dimetilciklohexaacuten

+ 12 O2

119

Diszubsztituaacutelt ciklohexaacutenokszerkezeti izomerjeinek konformaacutecioacutes viszonyai

Szerkezeti izomer Geometriai izomercisz transz

12

14

ae aa

ea ee

13aa ae

ee ea

120

Oslash121

BrNH2

Br

NH23a 2b

NH2

Br

Br

NH24a 1b

NH2

Br

Br

NH2

1b 4a

NH2

Br

NH2

Br2b 3a

NH2

Br

Br

NH23b 2a

Br

NH2

BrNH24b 1a

Konformaacutecioacutes Konformaacutecioacutes

BrNH2 Br

NH2

1a 4b

Br

NH2

BrNH2

2a 3b

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesenantiomerek

Konfiguraacutecioacutesenantiomerek

diasztereomerek diasztereomerek

12-helyzetben kuumlloumlnboumlző helyettesiacutetőket tartalmazoacute ciklohexaacuten szaacutermazeacutekokkonfiguraacutecioacutes eacutes konformaacutecioacutes viszonyai

Oslash122

H

H

H

HH

H

H

H

Dekalin

cisz transz

123

transz-transz-transzanellaacutecioacute

cisz-transz-transzanellaacutecioacute

DC

BA

DC

BA

H H

R

H

H H

H

H

H

R

H H

DCBA

R

H

H

H

H

H

H

DCBA

R

H

H

H

H

H

H

CH3

CH3

CH3

CH3

Oslash124

A kiralitaacutes kialakulaacutesa eacutes bioloacutegiai jelentőseacutege

Kiraacutelis vegyuumlletek

termeacuteszetes aminosavak (elsősorban L konfiguraacutecioacute)peptidek enzimektermeacuteszetes szeacutenhidraacutetok (elsősorban D konfiguraacutecioacute)gyoacutegyszerek

Az első kiraacutelis vegyuumllet kialakulaacutesa

az elemi reacuteszek gyenge koumllcsoumlnhataacutesaacutenakiraacutenyfuumlggeacuteseacutevel van kapcsolatban

autokataliacutezis

a termeacuteszet nem tuumlkoumlrszimmetrikus (a termeacuteszet homokiraacutelis)

Oslash125

Az optikai aktivitaacuteseredete szeacutenhidraacutetokkiralitaacutescentrumaacutenakkieacutepuumlleacutese a termeacuteszetben

Oslash126

Oslash127

• Slide Number 1
• Slide Number 2
• Slide Number 3
• Slide Number 4
• Slide Number 5
• Slide Number 6
• Slide Number 7
• Izomeacuteria
• Slide Number 9
• Slide Number 10
• Slide Number 11
• Slide Number 12
• Slide Number 13
• Slide Number 14
• Slide Number 15
• Slide Number 16
• Slide Number 17
• Slide Number 18
• Szerkezeti izomeacuteria
• Slide Number 20
• Slide Number 21
• Slide Number 22
• Slide Number 23
• Slide Number 24
• A tautomeacuteria tiacutepusai
• Slide Number 26
• Slide Number 27
• Slide Number 28
• Slide Number 29
• Slide Number 30
• Sztereoizomeacuteria
• Slide Number 32
• Slide Number 33
• Slide Number 34
• Slide Number 35
• Slide Number 36
• Slide Number 37
• Slide Number 38
• Slide Number 39
• Slide Number 40
• Slide Number 41
• Slide Number 42
• Slide Number 43
• Slide Number 44
• Slide Number 45
• Slide Number 46
• Slide Number 47
• Tovaacutebbi kiralitaacutes tiacutepusok
• Slide Number 49
• Slide Number 50
• Slide Number 51
• Slide Number 52
• Slide Number 53
• Slide Number 54
• Slide Number 55
• Slide Number 56
• Slide Number 57
• Toumlbb kiralitaacuteskoumlzpont
• Slide Number 59
• Slide Number 60
• Slide Number 61
• Slide Number 62
• Slide Number 63
• Slide Number 64
• Slide Number 65
• Slide Number 66
• Slide Number 67
• Slide Number 68
• Slide Number 69
• Slide Number 70
• Slide Number 71
• Slide Number 72
• Slide Number 73
• Slide Number 74
• Slide Number 75
• Konfiguraacutecioacutes izomeacuteria
• Slide Number 77
• Slide Number 78
• Slide Number 79
• Slide Number 80
• Slide Number 81
• Slide Number 82
• Slide Number 83
• Slide Number 84
• Slide Number 85
• Slide Number 86
• Slide Number 87
• Slide Number 88
• Slide Number 89
• Slide Number 90
• Slide Number 91
• Slide Number 92
• Slide Number 93
• Slide Number 94
• Slide Number 95
• Slide Number 96
• Slide Number 97
• Slide Number 98
• Slide Number 99
• Slide Number 100
• Slide Number 101
• Slide Number 102
• Slide Number 103
• Slide Number 104
• Slide Number 105
• Slide Number 106
• Slide Number 107
• Slide Number 108
• Slide Number 109
• Slide Number 110
• Slide Number 111
• Slide Number 112
• Slide Number 113
• Slide Number 114
• Slide Number 115
• Slide Number 116
• Slide Number 117
• Slide Number 118
• Slide Number 119
• Slide Number 120
• Slide Number 121
• Slide Number 122
• Slide Number 123
• Slide Number 124
• Slide Number 125
• Slide Number 126
• Slide Number 127

Mezo-forma a) mindig akiraacutelisb) mindig kell lennie kiraacutelis disztereomerjeacutenek is

gytszptehuhudownloadindex16630

C

C

HOOC

HOOC

H

HOH

OH

S

R

C

C

HOOC

HOOC

OH

HH

OHR

RC

C

COOH

COOH

HO

HH

HOS

S

intramolekulaacuteristuumlkoumlrsiacutek

diasztereomerek diasztereomerek

enantiomerek

Oslash87

gytszptehuhudownloadindex16630

A pszeudo-aszimmetriacentrumok konfiguraacutecioacutejaacuteban elteacuterő izomerekegymaacutessal diasztereoizomer viszonyban aacutellnak

rC

C

C

COOH

COOH

H OH

OHH

H OHR

S

sC

C

C

COOH

COOH

H OH

HHO

H OHR

S Oslash88

Geometriai izomeacuteria

kettős koumlteacutesű vegyuumlletekneacutelciklusos vegyuumlletekneacutel

C CH H

CH3H3CC C

H CH3

HH3C

Felteacutetel (olefinekneacutel) egy adott pilleacuteratomon nem lehet keacutet azonos helyettesiacutetőde adott kettőskoumlteacutes keacutet kuumlloumlnboumlző pilleacuteratomjaacuten lehet egy-egy azonos helyettesiacutető(de ezeknek sem kell szuumlkseacutegkeacuteppen azonosaknak lenniuumlk)

Alfa helyzetű szubsztituens Beacuteta helyzetű szubsztituens

Diasztereomerek

89

Configurational isomers

The particular arrangement of atoms (or goups) in space that is characteristic of a given streoisomer

The configurational isomers can not be transformed into each otherwithout breaking and making a covalent bond

- cis-trans Z-E designations geometric isomers- optical isomerism (cf chirality)

H COOH

H COOH

HOOC H

H COOH

Z E

Oslash90

The requirement for geometric isomerism in alkenes is that each carbon atom involvedin the pi bond have two different groups attached to it such as H and Cl or CH3 and Cl

C CH

H

CH2CH3

CH3

C CH

H

CH2CH3

CH3is the same as

C CCH3

H

CH2CH3

CH3

C CH

CH3

CH2CH3

CH3

geometric isomers

If one of the carbons of the double bond has two identical groups such as two H atomsor two CH3 groups the geometric isomerism is not possible

Z E

Higher priority atoms or groups are on the same side of the pi bond Z bdquotogetherrdquo

Higher priority atoms or groups are on opposite sides of the pi bond E bdquoacrossrdquo

(Look at the single atoms directly attached to the double-bond carbon C and not entire-CH2CH2CH3 group)

Oslash91

Cahn-Ingold-Prelog szekvenciaszabaacutelyokalkeacutenekre vonatkozoacutean

Toumlmegszaacutem

C CT

D

H

DE

Rendszaacutem

C CF

Cl

Br

IZ

Z gt E

E

ZZ C C

C

C

H

NC

C

C

H3C

H3C

CH3

HCH3

H

C CH

NC

C

C

CH3

CH3

H

H

Br

Br

E

R

S

RgtS (DgtL)

92

C CH

H3C

CH

CH

CH3

CH3

CH2

Z ltC

HCH3

CH3

C

H

C

C

H

H

HHH

H

C C

H H

H

C

H

C (C)

o

o

o

H

H(C)oo

o

C CH

H3C

CH

CH

CH3

CH2 Br

CH2

E

C

HCH3

CH2Br

C

H

C

H

H

HCBrH

H

gtC C

H H

H

C

H

C (C)

o

o

o

H

H(C)oo

o

(CON) adott atom ismeacutetelt megjeleniacuteteacutese ---o fantomatom

1 2 3C CCCH CHHH C C(C)CH C(C)HH

1 2 3C CCCH BrCHH gt CHHH C C(C)CH C(C)HH 93

transzE

ciszZ

C CH H

C CH

H

transzZ

ciszE

C CBr H

C CH

Br

Oslash94

Konformaacutecioacutes izomeacuteriaUgyanaz a vaacutez konnektivitaacutes de elteacuterő teacuterbelielrendeződeacutes (valamilyen szimmetria-rendezőhoumlz valoacuteviszony)

Kovalens koumlteacutes elszakiacutetaacutesa eacutes uacutejrakeacutepződeacutese neacutelkuumllegymaacutesba alakiacutethatoacutek

Rotaacutecioacutes izomeacuteriaKuumlloumlnboumlző konformaacutecioacute (konformerek rotamerek)

Axiaacutelis kiralitaacutes R SHelikaacutelis kiralitaacutes P M

95

C CCH3H3C

HHHH

C CCH3

CH3 HH

HH

Konformaacutecioacutes diasztereomerek

C CH

CH3 HCH3

HH C C

H

CH3 CH3H

HH

Konformaacutecioacutes enantiomerek

P M

96

szinperiplanaacuteris szinklinaacutelis antiklinaacutelis antiperiplanaacuteris antiklinaacutelis szinklinaacutelis

pszeudorotaacutecioacute

axiaacutelis ekvatoriaacutelis

Konformerek

kiraacutelis kiraacutelisakiraacutelis akiraacutelis

97

C CCH3

CH3 HH

HHC C

CH3H3C

HHHH

Konfiguraacutecioacutes diasztereomerek

Konformaacutecioacutes diasztereomerek

C CH H

CH3H3CCC

HH3C

H CH3

98

- huacutezaacutes (stretch)

- hajliacutetaacutes (bend)

- csavaraacutes (torsion)

O OH

Hr 1r 2

r 2

O OH

H

α

OH

OH

τ (φ)

Oslash99

O OH

H

HOOH

OOH

HE

α30 kcalmol

Hajliacutetaacutes bend

Huacutezaacutes (nyuacutejtaacutes) stretch

disszociaacutecioacute

E

r

~ 90 ~ 50 kcalmol

HOO + H

HO + HO

Oslash100

H

H

H

O OH

H

1 kcalmol

~ 10kcalmol

(torzioacutes szoumlg)τ

Newman projekcioacute

H H

0o 60o 180o 300o 360o

OO

H

H

HHH HH

Oslash101

CH2 CH2Y ZY = Z = H

Y = Z = CH3

etaacuten

n-butaacuten

300o 360o240o180o120o60o0o

0o120o- 60o-180o-240o-300o-360o-

oacutera jaacuteraacutesaacuteval megegyező

oacutera jaacuteraacutesaacuteval ellenteacutetes

ZY

Z

Y

ZY

Z

Y

Z

Y

ZYZY

syn antisynperiplanar synklinal antiklinal antiperiplanar antiklinal synklinal

102

CCH

H H

HH

HH H

H

H

H H

CCH

H H

H

H HH H

HH

HH

0o 120o 240o 360o

12 M

m

M12 M M

mm

Θ

M = m

E(Θ)

minimum

Maximum

103

HHH H

CH3CH3

HHH H

CH3CH3

H

HH H

CH3

CH3

E

0deg dieacutederes szoumlg

E szabadentalpia-kuumlloumlnbseacuteg

58

29

07

(kcal)

H H

H3CH CH3

H

H H

H3CH H

CH3

H3C CH3

H HH

H

CH3HH H

CH3H

060deg 120deg 180deg 240deg 300deg 360deg

szinperiplanaacuteris szinklinaacutelis antiklinaacutelis antiperiplanaacuteris antiklinaacutelis szinklinaacutelis104

∆G0 = G01 - G0

2

K = e∆G0

RT

∆G = - RT ln K∆G = ∆H - T∆S

∆H = 074

∆S = 2 K = 19

gauche ndash anti araacuteny

minden gauche konformerre keacutet anti forma jut K= [a][g] Oslash105

0o

0o

60o

60o

120o

120o

180o

180o

240o

240o

300o

300o 360o

360o

RELA

T

IacuteV

ENERGIA

ANTI EFFEKTUS

GAUCHE EFFEKTUS

EXTREacuteMGAUCHE

EFFEKTUS

H

H H

H H

H

CH3

H H

H H

CH3

TORZIOacuteS SZOumlG

ZY

Z

YZ

Y

Z

Y

ZY

ZY ZY

F

H H

OH

repulsions

F

H H

H 106

attractiveinteractions

orbitalinteractions

antiperiplanarposition

Anti-effect

107

repulsions

F

H H

OH

repulsions

F

H H

H

Extrem gauche effect

108

C-F

C-H

C-F

C-HC-C C-C

Oslash109

CikloalkaacutenokGyűrűfeszuumlltseacuteg

Hipotetikus planaacuteris rendszerek

Baeyer vegyeacuterteacutekszoumlg-deformaacutecioacute (angulaacuterisgyűrű feszuumlleacutes)

Pitzer anti-aacutellaacuteshoz keacutepesti energiatoumlbblet (torzioacutes feszuumlleacutes)

van der Waals nemkoumltő atomok szterikus koumllcsoumlnhataacutesa

Nem planaacuteris vegyuumlletek

CC C

C

C

boriacuteteacutek

C C C

C

Ctwist

pszeudorotaacutecioacute

CC

C C

V-alakuacute

CCC

CCC

szeacutek110

3 4 5 6 7 8 9 10Gyűrűtagszaacutem

Gyűrű

feszuumlleacutes

kcalmol

hataacutereacuterteacutek

111

Cl

H

H

H

Cl

H

H

Cl

H

H

Cl

H

Cl

H

H

H

H

Cl

mezo SS RR

cisz transz

Ciklopropaacuten

C

C

HOOC

HOOC

H

HOH

OH

S

R

C

C

HOOC

HOOC

OH

HH

OHR

RC

C

COOH

COOH

HO

HH

HOS

S

intramolekulaacuteristuumlkoumlrsiacutek

diasztereomerek diasztereomerek

enantiomerek 112

Ea(a e)

∆Ea+∆E

∆E

Ea(a e)

Z

Hkb 5szeacutek

ZH

kb 95szeacutek

kb 2 kcal

csavartkaacuted

csavartkaacuted

kaacuted

ZH

feacutelszeacutekfeacutelszeacutek

ZH

Ciklohexaacuten

113

A 3-3 nemszomszeacutedos szeacutenatom aacuteltal definiaacutelt siacutekokra

merőleges koumlteacutesiraacutenyok axiaacutelis

A toumlbbi koumlteacutes e keacutet siacutek koumlzoumltt van ekvatoriaacutelis

Pszeudorotaacutecioacute a gyűrűs vegyuumlletek konformerjei

szoumlgfeszuumlltseacuteg neacutelkuumll alakulnak egymaacutesba

114

transz 12-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

cisz 12-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

Z

H

Z

H Z

HZ

Ha

eae

Z

HZ

H

Z

H

Z

H

a

e

ae

115

transz 13-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

cisz 13-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

Z

HZ

H

Z

H Z

H

a

e ae

Z

HZ

HZ

H

Z

H

a

e

ae

116

H

Z

Z

H

H

Z Z

Ha

ea

e

transz 14-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

Z

HZ

H

H

Z

Z

Ha

ea

e

cisz 14-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

117

Oslash118

8 CO2 + 8 H2O

- 12483 kcalmol - 12468 kcalmol

15 kcalmol

CH3

CH3H

H

+ 12 O2

cisz-12-dimetilciklohexaacuten

CH3

H

H

CH3

transz-12-dimetilciklohexaacuten

+ 12 O2

119

Diszubsztituaacutelt ciklohexaacutenokszerkezeti izomerjeinek konformaacutecioacutes viszonyai

Szerkezeti izomer Geometriai izomercisz transz

12

14

ae aa

ea ee

13aa ae

ee ea

120

Oslash121

BrNH2

Br

NH23a 2b

NH2

Br

Br

NH24a 1b

NH2

Br

Br

NH2

1b 4a

NH2

Br

NH2

Br2b 3a

NH2

Br

Br

NH23b 2a

Br

NH2

BrNH24b 1a

Konformaacutecioacutes Konformaacutecioacutes

BrNH2 Br

NH2

1a 4b

Br

NH2

BrNH2

2a 3b

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesenantiomerek

Konfiguraacutecioacutesenantiomerek

diasztereomerek diasztereomerek

12-helyzetben kuumlloumlnboumlző helyettesiacutetőket tartalmazoacute ciklohexaacuten szaacutermazeacutekokkonfiguraacutecioacutes eacutes konformaacutecioacutes viszonyai

Oslash122

H

H

H

HH

H

H

H

Dekalin

cisz transz

123

transz-transz-transzanellaacutecioacute

cisz-transz-transzanellaacutecioacute

DC

BA

DC

BA

H H

R

H

H H

H

H

H

R

H H

DCBA

R

H

H

H

H

H

H

DCBA

R

H

H

H

H

H

H

CH3

CH3

CH3

CH3

Oslash124

A kiralitaacutes kialakulaacutesa eacutes bioloacutegiai jelentőseacutege

Kiraacutelis vegyuumlletek

termeacuteszetes aminosavak (elsősorban L konfiguraacutecioacute)peptidek enzimektermeacuteszetes szeacutenhidraacutetok (elsősorban D konfiguraacutecioacute)gyoacutegyszerek

Az első kiraacutelis vegyuumllet kialakulaacutesa

az elemi reacuteszek gyenge koumllcsoumlnhataacutesaacutenakiraacutenyfuumlggeacuteseacutevel van kapcsolatban

autokataliacutezis

a termeacuteszet nem tuumlkoumlrszimmetrikus (a termeacuteszet homokiraacutelis)

Oslash125

Az optikai aktivitaacuteseredete szeacutenhidraacutetokkiralitaacutescentrumaacutenakkieacutepuumlleacutese a termeacuteszetben

Oslash126

Oslash127

• Slide Number 1
• Slide Number 2
• Slide Number 3
• Slide Number 4
• Slide Number 5
• Slide Number 6
• Slide Number 7
• Izomeacuteria
• Slide Number 9
• Slide Number 10
• Slide Number 11
• Slide Number 12
• Slide Number 13
• Slide Number 14
• Slide Number 15
• Slide Number 16
• Slide Number 17
• Slide Number 18
• Szerkezeti izomeacuteria
• Slide Number 20
• Slide Number 21
• Slide Number 22
• Slide Number 23
• Slide Number 24
• A tautomeacuteria tiacutepusai
• Slide Number 26
• Slide Number 27
• Slide Number 28
• Slide Number 29
• Slide Number 30
• Sztereoizomeacuteria
• Slide Number 32
• Slide Number 33
• Slide Number 34
• Slide Number 35
• Slide Number 36
• Slide Number 37
• Slide Number 38
• Slide Number 39
• Slide Number 40
• Slide Number 41
• Slide Number 42
• Slide Number 43
• Slide Number 44
• Slide Number 45
• Slide Number 46
• Slide Number 47
• Tovaacutebbi kiralitaacutes tiacutepusok
• Slide Number 49
• Slide Number 50
• Slide Number 51
• Slide Number 52
• Slide Number 53
• Slide Number 54
• Slide Number 55
• Slide Number 56
• Slide Number 57
• Toumlbb kiralitaacuteskoumlzpont
• Slide Number 59
• Slide Number 60
• Slide Number 61
• Slide Number 62
• Slide Number 63
• Slide Number 64
• Slide Number 65
• Slide Number 66
• Slide Number 67
• Slide Number 68
• Slide Number 69
• Slide Number 70
• Slide Number 71
• Slide Number 72
• Slide Number 73
• Slide Number 74
• Slide Number 75
• Konfiguraacutecioacutes izomeacuteria
• Slide Number 77
• Slide Number 78
• Slide Number 79
• Slide Number 80
• Slide Number 81
• Slide Number 82
• Slide Number 83
• Slide Number 84
• Slide Number 85
• Slide Number 86
• Slide Number 87
• Slide Number 88
• Slide Number 89
• Slide Number 90
• Slide Number 91
• Slide Number 92
• Slide Number 93
• Slide Number 94
• Slide Number 95
• Slide Number 96
• Slide Number 97
• Slide Number 98
• Slide Number 99
• Slide Number 100
• Slide Number 101
• Slide Number 102
• Slide Number 103
• Slide Number 104
• Slide Number 105
• Slide Number 106
• Slide Number 107
• Slide Number 108
• Slide Number 109
• Slide Number 110
• Slide Number 111
• Slide Number 112
• Slide Number 113
• Slide Number 114
• Slide Number 115
• Slide Number 116
• Slide Number 117
• Slide Number 118
• Slide Number 119
• Slide Number 120
• Slide Number 121
• Slide Number 122
• Slide Number 123
• Slide Number 124
• Slide Number 125
• Slide Number 126
• Slide Number 127

gytszptehuhudownloadindex16630

A pszeudo-aszimmetriacentrumok konfiguraacutecioacutejaacuteban elteacuterő izomerekegymaacutessal diasztereoizomer viszonyban aacutellnak

rC

C

C

COOH

COOH

H OH

OHH

H OHR

S

sC

C

C

COOH

COOH

H OH

HHO

H OHR

S Oslash88

Geometriai izomeacuteria

kettős koumlteacutesű vegyuumlletekneacutelciklusos vegyuumlletekneacutel

C CH H

CH3H3CC C

H CH3

HH3C

Felteacutetel (olefinekneacutel) egy adott pilleacuteratomon nem lehet keacutet azonos helyettesiacutetőde adott kettőskoumlteacutes keacutet kuumlloumlnboumlző pilleacuteratomjaacuten lehet egy-egy azonos helyettesiacutető(de ezeknek sem kell szuumlkseacutegkeacuteppen azonosaknak lenniuumlk)

Alfa helyzetű szubsztituens Beacuteta helyzetű szubsztituens

Diasztereomerek

89

Configurational isomers

The particular arrangement of atoms (or goups) in space that is characteristic of a given streoisomer

The configurational isomers can not be transformed into each otherwithout breaking and making a covalent bond

- cis-trans Z-E designations geometric isomers- optical isomerism (cf chirality)

H COOH

H COOH

HOOC H

H COOH

Z E

Oslash90

The requirement for geometric isomerism in alkenes is that each carbon atom involvedin the pi bond have two different groups attached to it such as H and Cl or CH3 and Cl

C CH

H

CH2CH3

CH3

C CH

H

CH2CH3

CH3is the same as

C CCH3

H

CH2CH3

CH3

C CH

CH3

CH2CH3

CH3

geometric isomers

If one of the carbons of the double bond has two identical groups such as two H atomsor two CH3 groups the geometric isomerism is not possible

Z E

Higher priority atoms or groups are on the same side of the pi bond Z bdquotogetherrdquo

Higher priority atoms or groups are on opposite sides of the pi bond E bdquoacrossrdquo

(Look at the single atoms directly attached to the double-bond carbon C and not entire-CH2CH2CH3 group)

Oslash91

Cahn-Ingold-Prelog szekvenciaszabaacutelyokalkeacutenekre vonatkozoacutean

Toumlmegszaacutem

C CT

D

H

DE

Rendszaacutem

C CF

Cl

Br

IZ

Z gt E

E

ZZ C C

C

C

H

NC

C

C

H3C

H3C

CH3

HCH3

H

C CH

NC

C

C

CH3

CH3

H

H

Br

Br

E

R

S

RgtS (DgtL)

92

C CH

H3C

CH

CH

CH3

CH3

CH2

Z ltC

HCH3

CH3

C

H

C

C

H

H

HHH

H

C C

H H

H

C

H

C (C)

o

o

o

H

H(C)oo

o

C CH

H3C

CH

CH

CH3

CH2 Br

CH2

E

C

HCH3

CH2Br

C

H

C

H

H

HCBrH

H

gtC C

H H

H

C

H

C (C)

o

o

o

H

H(C)oo

o

(CON) adott atom ismeacutetelt megjeleniacuteteacutese ---o fantomatom

1 2 3C CCCH CHHH C C(C)CH C(C)HH

1 2 3C CCCH BrCHH gt CHHH C C(C)CH C(C)HH 93

transzE

ciszZ

C CH H

C CH

H

transzZ

ciszE

C CBr H

C CH

Br

Oslash94

Konformaacutecioacutes izomeacuteriaUgyanaz a vaacutez konnektivitaacutes de elteacuterő teacuterbelielrendeződeacutes (valamilyen szimmetria-rendezőhoumlz valoacuteviszony)

Kovalens koumlteacutes elszakiacutetaacutesa eacutes uacutejrakeacutepződeacutese neacutelkuumllegymaacutesba alakiacutethatoacutek

Rotaacutecioacutes izomeacuteriaKuumlloumlnboumlző konformaacutecioacute (konformerek rotamerek)

Axiaacutelis kiralitaacutes R SHelikaacutelis kiralitaacutes P M

95

C CCH3H3C

HHHH

C CCH3

CH3 HH

HH

Konformaacutecioacutes diasztereomerek

C CH

CH3 HCH3

HH C C

H

CH3 CH3H

HH

Konformaacutecioacutes enantiomerek

P M

96

szinperiplanaacuteris szinklinaacutelis antiklinaacutelis antiperiplanaacuteris antiklinaacutelis szinklinaacutelis

pszeudorotaacutecioacute

axiaacutelis ekvatoriaacutelis

Konformerek

kiraacutelis kiraacutelisakiraacutelis akiraacutelis

97

C CCH3

CH3 HH

HHC C

CH3H3C

HHHH

Konfiguraacutecioacutes diasztereomerek

Konformaacutecioacutes diasztereomerek

C CH H

CH3H3CCC

HH3C

H CH3

98

- huacutezaacutes (stretch)

- hajliacutetaacutes (bend)

- csavaraacutes (torsion)

O OH

Hr 1r 2

r 2

O OH

H

α

OH

OH

τ (φ)

Oslash99

O OH

H

HOOH

OOH

HE

α30 kcalmol

Hajliacutetaacutes bend

Huacutezaacutes (nyuacutejtaacutes) stretch

disszociaacutecioacute

E

r

~ 90 ~ 50 kcalmol

HOO + H

HO + HO

Oslash100

H

H

H

O OH

H

1 kcalmol

~ 10kcalmol

(torzioacutes szoumlg)τ

Newman projekcioacute

H H

0o 60o 180o 300o 360o

OO

H

H

HHH HH

Oslash101

CH2 CH2Y ZY = Z = H

Y = Z = CH3

etaacuten

n-butaacuten

300o 360o240o180o120o60o0o

0o120o- 60o-180o-240o-300o-360o-

oacutera jaacuteraacutesaacuteval megegyező

oacutera jaacuteraacutesaacuteval ellenteacutetes

ZY

Z

Y

ZY

Z

Y

Z

Y

ZYZY

syn antisynperiplanar synklinal antiklinal antiperiplanar antiklinal synklinal

102

CCH

H H

HH

HH H

H

H

H H

CCH

H H

H

H HH H

HH

HH

0o 120o 240o 360o

12 M

m

M12 M M

mm

Θ

M = m

E(Θ)

minimum

Maximum

103

HHH H

CH3CH3

HHH H

CH3CH3

H

HH H

CH3

CH3

E

0deg dieacutederes szoumlg

E szabadentalpia-kuumlloumlnbseacuteg

58

29

07

(kcal)

H H

H3CH CH3

H

H H

H3CH H

CH3

H3C CH3

H HH

H

CH3HH H

CH3H

060deg 120deg 180deg 240deg 300deg 360deg

szinperiplanaacuteris szinklinaacutelis antiklinaacutelis antiperiplanaacuteris antiklinaacutelis szinklinaacutelis104

∆G0 = G01 - G0

2

K = e∆G0

RT

∆G = - RT ln K∆G = ∆H - T∆S

∆H = 074

∆S = 2 K = 19

gauche ndash anti araacuteny

minden gauche konformerre keacutet anti forma jut K= [a][g] Oslash105

0o

0o

60o

60o

120o

120o

180o

180o

240o

240o

300o

300o 360o

360o

RELA

T

IacuteV

ENERGIA

ANTI EFFEKTUS

GAUCHE EFFEKTUS

EXTREacuteMGAUCHE

EFFEKTUS

H

H H

H H

H

CH3

H H

H H

CH3

TORZIOacuteS SZOumlG

ZY

Z

YZ

Y

Z

Y

ZY

ZY ZY

F

H H

OH

repulsions

F

H H

H 106

attractiveinteractions

orbitalinteractions

antiperiplanarposition

Anti-effect

107

repulsions

F

H H

OH

repulsions

F

H H

H

Extrem gauche effect

108

C-F

C-H

C-F

C-HC-C C-C

Oslash109

CikloalkaacutenokGyűrűfeszuumlltseacuteg

Hipotetikus planaacuteris rendszerek

Baeyer vegyeacuterteacutekszoumlg-deformaacutecioacute (angulaacuterisgyűrű feszuumlleacutes)

Pitzer anti-aacutellaacuteshoz keacutepesti energiatoumlbblet (torzioacutes feszuumlleacutes)

van der Waals nemkoumltő atomok szterikus koumllcsoumlnhataacutesa

Nem planaacuteris vegyuumlletek

CC C

C

C

boriacuteteacutek

C C C

C

Ctwist

pszeudorotaacutecioacute

CC

C C

V-alakuacute

CCC

CCC

szeacutek110

3 4 5 6 7 8 9 10Gyűrűtagszaacutem

Gyűrű

feszuumlleacutes

kcalmol

hataacutereacuterteacutek

111

Cl

H

H

H

Cl

H

H

Cl

H

H

Cl

H

Cl

H

H

H

H

Cl

mezo SS RR

cisz transz

Ciklopropaacuten

C

C

HOOC

HOOC

H

HOH

OH

S

R

C

C

HOOC

HOOC

OH

HH

OHR

RC

C

COOH

COOH

HO

HH

HOS

S

intramolekulaacuteristuumlkoumlrsiacutek

diasztereomerek diasztereomerek

enantiomerek 112

Ea(a e)

∆Ea+∆E

∆E

Ea(a e)

Z

Hkb 5szeacutek

ZH

kb 95szeacutek

kb 2 kcal

csavartkaacuted

csavartkaacuted

kaacuted

ZH

feacutelszeacutekfeacutelszeacutek

ZH

Ciklohexaacuten

113

A 3-3 nemszomszeacutedos szeacutenatom aacuteltal definiaacutelt siacutekokra

merőleges koumlteacutesiraacutenyok axiaacutelis

A toumlbbi koumlteacutes e keacutet siacutek koumlzoumltt van ekvatoriaacutelis

Pszeudorotaacutecioacute a gyűrűs vegyuumlletek konformerjei

szoumlgfeszuumlltseacuteg neacutelkuumll alakulnak egymaacutesba

114

transz 12-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

cisz 12-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

Z

H

Z

H Z

HZ

Ha

eae

Z

HZ

H

Z

H

Z

H

a

e

ae

115

transz 13-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

cisz 13-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

Z

HZ

H

Z

H Z

H

a

e ae

Z

HZ

HZ

H

Z

H

a

e

ae

116

H

Z

Z

H

H

Z Z

Ha

ea

e

transz 14-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

Z

HZ

H

H

Z

Z

Ha

ea

e

cisz 14-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

117

Oslash118

8 CO2 + 8 H2O

- 12483 kcalmol - 12468 kcalmol

15 kcalmol

CH3

CH3H

H

+ 12 O2

cisz-12-dimetilciklohexaacuten

CH3

H

H

CH3

transz-12-dimetilciklohexaacuten

+ 12 O2

119

Diszubsztituaacutelt ciklohexaacutenokszerkezeti izomerjeinek konformaacutecioacutes viszonyai

Szerkezeti izomer Geometriai izomercisz transz

12

14

ae aa

ea ee

13aa ae

ee ea

120

Oslash121

BrNH2

Br

NH23a 2b

NH2

Br

Br

NH24a 1b

NH2

Br

Br

NH2

1b 4a

NH2

Br

NH2

Br2b 3a

NH2

Br

Br

NH23b 2a

Br

NH2

BrNH24b 1a

Konformaacutecioacutes Konformaacutecioacutes

BrNH2 Br

NH2

1a 4b

Br

NH2

BrNH2

2a 3b

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesenantiomerek

Konfiguraacutecioacutesenantiomerek

diasztereomerek diasztereomerek

12-helyzetben kuumlloumlnboumlző helyettesiacutetőket tartalmazoacute ciklohexaacuten szaacutermazeacutekokkonfiguraacutecioacutes eacutes konformaacutecioacutes viszonyai

Oslash122

H

H

H

HH

H

H

H

Dekalin

cisz transz

123

transz-transz-transzanellaacutecioacute

cisz-transz-transzanellaacutecioacute

DC

BA

DC

BA

H H

R

H

H H

H

H

H

R

H H

DCBA

R

H

H

H

H

H

H

DCBA

R

H

H

H

H

H

H

CH3

CH3

CH3

CH3

Oslash124

A kiralitaacutes kialakulaacutesa eacutes bioloacutegiai jelentőseacutege

Kiraacutelis vegyuumlletek

termeacuteszetes aminosavak (elsősorban L konfiguraacutecioacute)peptidek enzimektermeacuteszetes szeacutenhidraacutetok (elsősorban D konfiguraacutecioacute)gyoacutegyszerek

Az első kiraacutelis vegyuumllet kialakulaacutesa

az elemi reacuteszek gyenge koumllcsoumlnhataacutesaacutenakiraacutenyfuumlggeacuteseacutevel van kapcsolatban

autokataliacutezis

a termeacuteszet nem tuumlkoumlrszimmetrikus (a termeacuteszet homokiraacutelis)

Oslash125

Az optikai aktivitaacuteseredete szeacutenhidraacutetokkiralitaacutescentrumaacutenakkieacutepuumlleacutese a termeacuteszetben

Oslash126

Oslash127

• Slide Number 1
• Slide Number 2
• Slide Number 3
• Slide Number 4
• Slide Number 5
• Slide Number 6
• Slide Number 7
• Izomeacuteria
• Slide Number 9
• Slide Number 10
• Slide Number 11
• Slide Number 12
• Slide Number 13
• Slide Number 14
• Slide Number 15
• Slide Number 16
• Slide Number 17
• Slide Number 18
• Szerkezeti izomeacuteria
• Slide Number 20
• Slide Number 21
• Slide Number 22
• Slide Number 23
• Slide Number 24
• A tautomeacuteria tiacutepusai
• Slide Number 26
• Slide Number 27
• Slide Number 28
• Slide Number 29
• Slide Number 30
• Sztereoizomeacuteria
• Slide Number 32
• Slide Number 33
• Slide Number 34
• Slide Number 35
• Slide Number 36
• Slide Number 37
• Slide Number 38
• Slide Number 39
• Slide Number 40
• Slide Number 41
• Slide Number 42
• Slide Number 43
• Slide Number 44
• Slide Number 45
• Slide Number 46
• Slide Number 47
• Tovaacutebbi kiralitaacutes tiacutepusok
• Slide Number 49
• Slide Number 50
• Slide Number 51
• Slide Number 52
• Slide Number 53
• Slide Number 54
• Slide Number 55
• Slide Number 56
• Slide Number 57
• Toumlbb kiralitaacuteskoumlzpont
• Slide Number 59
• Slide Number 60
• Slide Number 61
• Slide Number 62
• Slide Number 63
• Slide Number 64
• Slide Number 65
• Slide Number 66
• Slide Number 67
• Slide Number 68
• Slide Number 69
• Slide Number 70
• Slide Number 71
• Slide Number 72
• Slide Number 73
• Slide Number 74
• Slide Number 75
• Konfiguraacutecioacutes izomeacuteria
• Slide Number 77
• Slide Number 78
• Slide Number 79
• Slide Number 80
• Slide Number 81
• Slide Number 82
• Slide Number 83
• Slide Number 84
• Slide Number 85
• Slide Number 86
• Slide Number 87
• Slide Number 88
• Slide Number 89
• Slide Number 90
• Slide Number 91
• Slide Number 92
• Slide Number 93
• Slide Number 94
• Slide Number 95
• Slide Number 96
• Slide Number 97
• Slide Number 98
• Slide Number 99
• Slide Number 100
• Slide Number 101
• Slide Number 102
• Slide Number 103
• Slide Number 104
• Slide Number 105
• Slide Number 106
• Slide Number 107
• Slide Number 108
• Slide Number 109
• Slide Number 110
• Slide Number 111
• Slide Number 112
• Slide Number 113
• Slide Number 114
• Slide Number 115
• Slide Number 116
• Slide Number 117
• Slide Number 118
• Slide Number 119
• Slide Number 120
• Slide Number 121
• Slide Number 122
• Slide Number 123
• Slide Number 124
• Slide Number 125
• Slide Number 126
• Slide Number 127

Geometriai izomeacuteria

kettős koumlteacutesű vegyuumlletekneacutelciklusos vegyuumlletekneacutel

C CH H

CH3H3CC C

H CH3

HH3C

Felteacutetel (olefinekneacutel) egy adott pilleacuteratomon nem lehet keacutet azonos helyettesiacutetőde adott kettőskoumlteacutes keacutet kuumlloumlnboumlző pilleacuteratomjaacuten lehet egy-egy azonos helyettesiacutető(de ezeknek sem kell szuumlkseacutegkeacuteppen azonosaknak lenniuumlk)

Alfa helyzetű szubsztituens Beacuteta helyzetű szubsztituens

Diasztereomerek

89

Configurational isomers

The particular arrangement of atoms (or goups) in space that is characteristic of a given streoisomer

The configurational isomers can not be transformed into each otherwithout breaking and making a covalent bond

- cis-trans Z-E designations geometric isomers- optical isomerism (cf chirality)

H COOH

H COOH

HOOC H

H COOH

Z E

Oslash90

The requirement for geometric isomerism in alkenes is that each carbon atom involvedin the pi bond have two different groups attached to it such as H and Cl or CH3 and Cl

C CH

H

CH2CH3

CH3

C CH

H

CH2CH3

CH3is the same as

C CCH3

H

CH2CH3

CH3

C CH

CH3

CH2CH3

CH3

geometric isomers

If one of the carbons of the double bond has two identical groups such as two H atomsor two CH3 groups the geometric isomerism is not possible

Z E

Higher priority atoms or groups are on the same side of the pi bond Z bdquotogetherrdquo

Higher priority atoms or groups are on opposite sides of the pi bond E bdquoacrossrdquo

(Look at the single atoms directly attached to the double-bond carbon C and not entire-CH2CH2CH3 group)

Oslash91

Cahn-Ingold-Prelog szekvenciaszabaacutelyokalkeacutenekre vonatkozoacutean

Toumlmegszaacutem

C CT

D

H

DE

Rendszaacutem

C CF

Cl

Br

IZ

Z gt E

E

ZZ C C

C

C

H

NC

C

C

H3C

H3C

CH3

HCH3

H

C CH

NC

C

C

CH3

CH3

H

H

Br

Br

E

R

S

RgtS (DgtL)

92

C CH

H3C

CH

CH

CH3

CH3

CH2

Z ltC

HCH3

CH3

C

H

C

C

H

H

HHH

H

C C

H H

H

C

H

C (C)

o

o

o

H

H(C)oo

o

C CH

H3C

CH

CH

CH3

CH2 Br

CH2

E

C

HCH3

CH2Br

C

H

C

H

H

HCBrH

H

gtC C

H H

H

C

H

C (C)

o

o

o

H

H(C)oo

o

(CON) adott atom ismeacutetelt megjeleniacuteteacutese ---o fantomatom

1 2 3C CCCH CHHH C C(C)CH C(C)HH

1 2 3C CCCH BrCHH gt CHHH C C(C)CH C(C)HH 93

transzE

ciszZ

C CH H

C CH

H

transzZ

ciszE

C CBr H

C CH

Br

Oslash94

Konformaacutecioacutes izomeacuteriaUgyanaz a vaacutez konnektivitaacutes de elteacuterő teacuterbelielrendeződeacutes (valamilyen szimmetria-rendezőhoumlz valoacuteviszony)

Kovalens koumlteacutes elszakiacutetaacutesa eacutes uacutejrakeacutepződeacutese neacutelkuumllegymaacutesba alakiacutethatoacutek

Rotaacutecioacutes izomeacuteriaKuumlloumlnboumlző konformaacutecioacute (konformerek rotamerek)

Axiaacutelis kiralitaacutes R SHelikaacutelis kiralitaacutes P M

95

C CCH3H3C

HHHH

C CCH3

CH3 HH

HH

Konformaacutecioacutes diasztereomerek

C CH

CH3 HCH3

HH C C

H

CH3 CH3H

HH

Konformaacutecioacutes enantiomerek

P M

96

szinperiplanaacuteris szinklinaacutelis antiklinaacutelis antiperiplanaacuteris antiklinaacutelis szinklinaacutelis

pszeudorotaacutecioacute

axiaacutelis ekvatoriaacutelis

Konformerek

kiraacutelis kiraacutelisakiraacutelis akiraacutelis

97

C CCH3

CH3 HH

HHC C

CH3H3C

HHHH

Konfiguraacutecioacutes diasztereomerek

Konformaacutecioacutes diasztereomerek

C CH H

CH3H3CCC

HH3C

H CH3

98

- huacutezaacutes (stretch)

- hajliacutetaacutes (bend)

- csavaraacutes (torsion)

O OH

Hr 1r 2

r 2

O OH

H

α

OH

OH

τ (φ)

Oslash99

O OH

H

HOOH

OOH

HE

α30 kcalmol

Hajliacutetaacutes bend

Huacutezaacutes (nyuacutejtaacutes) stretch

disszociaacutecioacute

E

r

~ 90 ~ 50 kcalmol

HOO + H

HO + HO

Oslash100

H

H

H

O OH

H

1 kcalmol

~ 10kcalmol

(torzioacutes szoumlg)τ

Newman projekcioacute

H H

0o 60o 180o 300o 360o

OO

H

H

HHH HH

Oslash101

CH2 CH2Y ZY = Z = H

Y = Z = CH3

etaacuten

n-butaacuten

300o 360o240o180o120o60o0o

0o120o- 60o-180o-240o-300o-360o-

oacutera jaacuteraacutesaacuteval megegyező

oacutera jaacuteraacutesaacuteval ellenteacutetes

ZY

Z

Y

ZY

Z

Y

Z

Y

ZYZY

syn antisynperiplanar synklinal antiklinal antiperiplanar antiklinal synklinal

102

CCH

H H

HH

HH H

H

H

H H

CCH

H H

H

H HH H

HH

HH

0o 120o 240o 360o

12 M

m

M12 M M

mm

Θ

M = m

E(Θ)

minimum

Maximum

103

HHH H

CH3CH3

HHH H

CH3CH3

H

HH H

CH3

CH3

E

0deg dieacutederes szoumlg

E szabadentalpia-kuumlloumlnbseacuteg

58

29

07

(kcal)

H H

H3CH CH3

H

H H

H3CH H

CH3

H3C CH3

H HH

H

CH3HH H

CH3H

060deg 120deg 180deg 240deg 300deg 360deg

szinperiplanaacuteris szinklinaacutelis antiklinaacutelis antiperiplanaacuteris antiklinaacutelis szinklinaacutelis104

∆G0 = G01 - G0

2

K = e∆G0

RT

∆G = - RT ln K∆G = ∆H - T∆S

∆H = 074

∆S = 2 K = 19

gauche ndash anti araacuteny

minden gauche konformerre keacutet anti forma jut K= [a][g] Oslash105

0o

0o

60o

60o

120o

120o

180o

180o

240o

240o

300o

300o 360o

360o

RELA

T

IacuteV

ENERGIA

ANTI EFFEKTUS

GAUCHE EFFEKTUS

EXTREacuteMGAUCHE

EFFEKTUS

H

H H

H H

H

CH3

H H

H H

CH3

TORZIOacuteS SZOumlG

ZY

Z

YZ

Y

Z

Y

ZY

ZY ZY

F

H H

OH

repulsions

F

H H

H 106

attractiveinteractions

orbitalinteractions

antiperiplanarposition

Anti-effect

107

repulsions

F

H H

OH

repulsions

F

H H

H

Extrem gauche effect

108

C-F

C-H

C-F

C-HC-C C-C

Oslash109

CikloalkaacutenokGyűrűfeszuumlltseacuteg

Hipotetikus planaacuteris rendszerek

Baeyer vegyeacuterteacutekszoumlg-deformaacutecioacute (angulaacuterisgyűrű feszuumlleacutes)

Pitzer anti-aacutellaacuteshoz keacutepesti energiatoumlbblet (torzioacutes feszuumlleacutes)

van der Waals nemkoumltő atomok szterikus koumllcsoumlnhataacutesa

Nem planaacuteris vegyuumlletek

CC C

C

C

boriacuteteacutek

C C C

C

Ctwist

pszeudorotaacutecioacute

CC

C C

V-alakuacute

CCC

CCC

szeacutek110

3 4 5 6 7 8 9 10Gyűrűtagszaacutem

Gyűrű

feszuumlleacutes

kcalmol

hataacutereacuterteacutek

111

Cl

H

H

H

Cl

H

H

Cl

H

H

Cl

H

Cl

H

H

H

H

Cl

mezo SS RR

cisz transz

Ciklopropaacuten

C

C

HOOC

HOOC

H

HOH

OH

S

R

C

C

HOOC

HOOC

OH

HH

OHR

RC

C

COOH

COOH

HO

HH

HOS

S

intramolekulaacuteristuumlkoumlrsiacutek

diasztereomerek diasztereomerek

enantiomerek 112

Ea(a e)

∆Ea+∆E

∆E

Ea(a e)

Z

Hkb 5szeacutek

ZH

kb 95szeacutek

kb 2 kcal

csavartkaacuted

csavartkaacuted

kaacuted

ZH

feacutelszeacutekfeacutelszeacutek

ZH

Ciklohexaacuten

113

A 3-3 nemszomszeacutedos szeacutenatom aacuteltal definiaacutelt siacutekokra

merőleges koumlteacutesiraacutenyok axiaacutelis

A toumlbbi koumlteacutes e keacutet siacutek koumlzoumltt van ekvatoriaacutelis

Pszeudorotaacutecioacute a gyűrűs vegyuumlletek konformerjei

szoumlgfeszuumlltseacuteg neacutelkuumll alakulnak egymaacutesba

114

transz 12-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

cisz 12-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

Z

H

Z

H Z

HZ

Ha

eae

Z

HZ

H

Z

H

Z

H

a

e

ae

115

transz 13-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

cisz 13-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

Z

HZ

H

Z

H Z

H

a

e ae

Z

HZ

HZ

H

Z

H

a

e

ae

116

H

Z

Z

H

H

Z Z

Ha

ea

e

transz 14-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

Z

HZ

H

H

Z

Z

Ha

ea

e

cisz 14-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

117

Oslash118

8 CO2 + 8 H2O

- 12483 kcalmol - 12468 kcalmol

15 kcalmol

CH3

CH3H

H

+ 12 O2

cisz-12-dimetilciklohexaacuten

CH3

H

H

CH3

transz-12-dimetilciklohexaacuten

+ 12 O2

119

Diszubsztituaacutelt ciklohexaacutenokszerkezeti izomerjeinek konformaacutecioacutes viszonyai

Szerkezeti izomer Geometriai izomercisz transz

12

14

ae aa

ea ee

13aa ae

ee ea

120

Oslash121

BrNH2

Br

NH23a 2b

NH2

Br

Br

NH24a 1b

NH2

Br

Br

NH2

1b 4a

NH2

Br

NH2

Br2b 3a

NH2

Br

Br

NH23b 2a

Br

NH2

BrNH24b 1a

Konformaacutecioacutes Konformaacutecioacutes

BrNH2 Br

NH2

1a 4b

Br

NH2

BrNH2

2a 3b

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesenantiomerek

Konfiguraacutecioacutesenantiomerek

diasztereomerek diasztereomerek

12-helyzetben kuumlloumlnboumlző helyettesiacutetőket tartalmazoacute ciklohexaacuten szaacutermazeacutekokkonfiguraacutecioacutes eacutes konformaacutecioacutes viszonyai

Oslash122

H

H

H

HH

H

H

H

Dekalin

cisz transz

123

transz-transz-transzanellaacutecioacute

cisz-transz-transzanellaacutecioacute

DC

BA

DC

BA

H H

R

H

H H

H

H

H

R

H H

DCBA

R

H

H

H

H

H

H

DCBA

R

H

H

H

H

H

H

CH3

CH3

CH3

CH3

Oslash124

A kiralitaacutes kialakulaacutesa eacutes bioloacutegiai jelentőseacutege

Kiraacutelis vegyuumlletek

termeacuteszetes aminosavak (elsősorban L konfiguraacutecioacute)peptidek enzimektermeacuteszetes szeacutenhidraacutetok (elsősorban D konfiguraacutecioacute)gyoacutegyszerek

Az első kiraacutelis vegyuumllet kialakulaacutesa

az elemi reacuteszek gyenge koumllcsoumlnhataacutesaacutenakiraacutenyfuumlggeacuteseacutevel van kapcsolatban

autokataliacutezis

a termeacuteszet nem tuumlkoumlrszimmetrikus (a termeacuteszet homokiraacutelis)

Oslash125

Az optikai aktivitaacuteseredete szeacutenhidraacutetokkiralitaacutescentrumaacutenakkieacutepuumlleacutese a termeacuteszetben

Oslash126

Oslash127

• Slide Number 1
• Slide Number 2
• Slide Number 3
• Slide Number 4
• Slide Number 5
• Slide Number 6
• Slide Number 7
• Izomeacuteria
• Slide Number 9
• Slide Number 10
• Slide Number 11
• Slide Number 12
• Slide Number 13
• Slide Number 14
• Slide Number 15
• Slide Number 16
• Slide Number 17
• Slide Number 18
• Szerkezeti izomeacuteria
• Slide Number 20
• Slide Number 21
• Slide Number 22
• Slide Number 23
• Slide Number 24
• A tautomeacuteria tiacutepusai
• Slide Number 26
• Slide Number 27
• Slide Number 28
• Slide Number 29
• Slide Number 30
• Sztereoizomeacuteria
• Slide Number 32
• Slide Number 33
• Slide Number 34
• Slide Number 35
• Slide Number 36
• Slide Number 37
• Slide Number 38
• Slide Number 39
• Slide Number 40
• Slide Number 41
• Slide Number 42
• Slide Number 43
• Slide Number 44
• Slide Number 45
• Slide Number 46
• Slide Number 47
• Tovaacutebbi kiralitaacutes tiacutepusok
• Slide Number 49
• Slide Number 50
• Slide Number 51
• Slide Number 52
• Slide Number 53
• Slide Number 54
• Slide Number 55
• Slide Number 56
• Slide Number 57
• Toumlbb kiralitaacuteskoumlzpont
• Slide Number 59
• Slide Number 60
• Slide Number 61
• Slide Number 62
• Slide Number 63
• Slide Number 64
• Slide Number 65
• Slide Number 66
• Slide Number 67
• Slide Number 68
• Slide Number 69
• Slide Number 70
• Slide Number 71
• Slide Number 72
• Slide Number 73
• Slide Number 74
• Slide Number 75
• Konfiguraacutecioacutes izomeacuteria
• Slide Number 77
• Slide Number 78
• Slide Number 79
• Slide Number 80
• Slide Number 81
• Slide Number 82
• Slide Number 83
• Slide Number 84
• Slide Number 85
• Slide Number 86
• Slide Number 87
• Slide Number 88
• Slide Number 89
• Slide Number 90
• Slide Number 91
• Slide Number 92
• Slide Number 93
• Slide Number 94
• Slide Number 95
• Slide Number 96
• Slide Number 97
• Slide Number 98
• Slide Number 99
• Slide Number 100
• Slide Number 101
• Slide Number 102
• Slide Number 103
• Slide Number 104
• Slide Number 105
• Slide Number 106
• Slide Number 107
• Slide Number 108
• Slide Number 109
• Slide Number 110
• Slide Number 111
• Slide Number 112
• Slide Number 113
• Slide Number 114
• Slide Number 115
• Slide Number 116
• Slide Number 117
• Slide Number 118
• Slide Number 119
• Slide Number 120
• Slide Number 121
• Slide Number 122
• Slide Number 123
• Slide Number 124
• Slide Number 125
• Slide Number 126
• Slide Number 127

Configurational isomers

The particular arrangement of atoms (or goups) in space that is characteristic of a given streoisomer

The configurational isomers can not be transformed into each otherwithout breaking and making a covalent bond

- cis-trans Z-E designations geometric isomers- optical isomerism (cf chirality)

H COOH

H COOH

HOOC H

H COOH

Z E

Oslash90

The requirement for geometric isomerism in alkenes is that each carbon atom involvedin the pi bond have two different groups attached to it such as H and Cl or CH3 and Cl

C CH

H

CH2CH3

CH3

C CH

H

CH2CH3

CH3is the same as

C CCH3

H

CH2CH3

CH3

C CH

CH3

CH2CH3

CH3

geometric isomers

If one of the carbons of the double bond has two identical groups such as two H atomsor two CH3 groups the geometric isomerism is not possible

Z E

Higher priority atoms or groups are on the same side of the pi bond Z bdquotogetherrdquo

Higher priority atoms or groups are on opposite sides of the pi bond E bdquoacrossrdquo

(Look at the single atoms directly attached to the double-bond carbon C and not entire-CH2CH2CH3 group)

Oslash91

Cahn-Ingold-Prelog szekvenciaszabaacutelyokalkeacutenekre vonatkozoacutean

Toumlmegszaacutem

C CT

D

H

DE

Rendszaacutem

C CF

Cl

Br

IZ

Z gt E

E

ZZ C C

C

C

H

NC

C

C

H3C

H3C

CH3

HCH3

H

C CH

NC

C

C

CH3

CH3

H

H

Br

Br

E

R

S

RgtS (DgtL)

92

C CH

H3C

CH

CH

CH3

CH3

CH2

Z ltC

HCH3

CH3

C

H

C

C

H

H

HHH

H

C C

H H

H

C

H

C (C)

o

o

o

H

H(C)oo

o

C CH

H3C

CH

CH

CH3

CH2 Br

CH2

E

C

HCH3

CH2Br

C

H

C

H

H

HCBrH

H

gtC C

H H

H

C

H

C (C)

o

o

o

H

H(C)oo

o

(CON) adott atom ismeacutetelt megjeleniacuteteacutese ---o fantomatom

1 2 3C CCCH CHHH C C(C)CH C(C)HH

1 2 3C CCCH BrCHH gt CHHH C C(C)CH C(C)HH 93

transzE

ciszZ

C CH H

C CH

H

transzZ

ciszE

C CBr H

C CH

Br

Oslash94

Konformaacutecioacutes izomeacuteriaUgyanaz a vaacutez konnektivitaacutes de elteacuterő teacuterbelielrendeződeacutes (valamilyen szimmetria-rendezőhoumlz valoacuteviszony)

Kovalens koumlteacutes elszakiacutetaacutesa eacutes uacutejrakeacutepződeacutese neacutelkuumllegymaacutesba alakiacutethatoacutek

Rotaacutecioacutes izomeacuteriaKuumlloumlnboumlző konformaacutecioacute (konformerek rotamerek)

Axiaacutelis kiralitaacutes R SHelikaacutelis kiralitaacutes P M

95

C CCH3H3C

HHHH

C CCH3

CH3 HH

HH

Konformaacutecioacutes diasztereomerek

C CH

CH3 HCH3

HH C C

H

CH3 CH3H

HH

Konformaacutecioacutes enantiomerek

P M

96

szinperiplanaacuteris szinklinaacutelis antiklinaacutelis antiperiplanaacuteris antiklinaacutelis szinklinaacutelis

pszeudorotaacutecioacute

axiaacutelis ekvatoriaacutelis

Konformerek

kiraacutelis kiraacutelisakiraacutelis akiraacutelis

97

C CCH3

CH3 HH

HHC C

CH3H3C

HHHH

Konfiguraacutecioacutes diasztereomerek

Konformaacutecioacutes diasztereomerek

C CH H

CH3H3CCC

HH3C

H CH3

98

- huacutezaacutes (stretch)

- hajliacutetaacutes (bend)

- csavaraacutes (torsion)

O OH

Hr 1r 2

r 2

O OH

H

α

OH

OH

τ (φ)

Oslash99

O OH

H

HOOH

OOH

HE

α30 kcalmol

Hajliacutetaacutes bend

Huacutezaacutes (nyuacutejtaacutes) stretch

disszociaacutecioacute

E

r

~ 90 ~ 50 kcalmol

HOO + H

HO + HO

Oslash100

H

H

H

O OH

H

1 kcalmol

~ 10kcalmol

(torzioacutes szoumlg)τ

Newman projekcioacute

H H

0o 60o 180o 300o 360o

OO

H

H

HHH HH

Oslash101

CH2 CH2Y ZY = Z = H

Y = Z = CH3

etaacuten

n-butaacuten

300o 360o240o180o120o60o0o

0o120o- 60o-180o-240o-300o-360o-

oacutera jaacuteraacutesaacuteval megegyező

oacutera jaacuteraacutesaacuteval ellenteacutetes

ZY

Z

Y

ZY

Z

Y

Z

Y

ZYZY

syn antisynperiplanar synklinal antiklinal antiperiplanar antiklinal synklinal

102

CCH

H H

HH

HH H

H

H

H H

CCH

H H

H

H HH H

HH

HH

0o 120o 240o 360o

12 M

m

M12 M M

mm

Θ

M = m

E(Θ)

minimum

Maximum

103

HHH H

CH3CH3

HHH H

CH3CH3

H

HH H

CH3

CH3

E

0deg dieacutederes szoumlg

E szabadentalpia-kuumlloumlnbseacuteg

58

29

07

(kcal)

H H

H3CH CH3

H

H H

H3CH H

CH3

H3C CH3

H HH

H

CH3HH H

CH3H

060deg 120deg 180deg 240deg 300deg 360deg

szinperiplanaacuteris szinklinaacutelis antiklinaacutelis antiperiplanaacuteris antiklinaacutelis szinklinaacutelis104

∆G0 = G01 - G0

2

K = e∆G0

RT

∆G = - RT ln K∆G = ∆H - T∆S

∆H = 074

∆S = 2 K = 19

gauche ndash anti araacuteny

minden gauche konformerre keacutet anti forma jut K= [a][g] Oslash105

0o

0o

60o

60o

120o

120o

180o

180o

240o

240o

300o

300o 360o

360o

RELA

T

IacuteV

ENERGIA

ANTI EFFEKTUS

GAUCHE EFFEKTUS

EXTREacuteMGAUCHE

EFFEKTUS

H

H H

H H

H

CH3

H H

H H

CH3

TORZIOacuteS SZOumlG

ZY

Z

YZ

Y

Z

Y

ZY

ZY ZY

F

H H

OH

repulsions

F

H H

H 106

attractiveinteractions

orbitalinteractions

antiperiplanarposition

Anti-effect

107

repulsions

F

H H

OH

repulsions

F

H H

H

Extrem gauche effect

108

C-F

C-H

C-F

C-HC-C C-C

Oslash109

CikloalkaacutenokGyűrűfeszuumlltseacuteg

Hipotetikus planaacuteris rendszerek

Baeyer vegyeacuterteacutekszoumlg-deformaacutecioacute (angulaacuterisgyűrű feszuumlleacutes)

Pitzer anti-aacutellaacuteshoz keacutepesti energiatoumlbblet (torzioacutes feszuumlleacutes)

van der Waals nemkoumltő atomok szterikus koumllcsoumlnhataacutesa

Nem planaacuteris vegyuumlletek

CC C

C

C

boriacuteteacutek

C C C

C

Ctwist

pszeudorotaacutecioacute

CC

C C

V-alakuacute

CCC

CCC

szeacutek110

3 4 5 6 7 8 9 10Gyűrűtagszaacutem

Gyűrű

feszuumlleacutes

kcalmol

hataacutereacuterteacutek

111

Cl

H

H

H

Cl

H

H

Cl

H

H

Cl

H

Cl

H

H

H

H

Cl

mezo SS RR

cisz transz

Ciklopropaacuten

C

C

HOOC

HOOC

H

HOH

OH

S

R

C

C

HOOC

HOOC

OH

HH

OHR

RC

C

COOH

COOH

HO

HH

HOS

S

intramolekulaacuteristuumlkoumlrsiacutek

diasztereomerek diasztereomerek

enantiomerek 112

Ea(a e)

∆Ea+∆E

∆E

Ea(a e)

Z

Hkb 5szeacutek

ZH

kb 95szeacutek

kb 2 kcal

csavartkaacuted

csavartkaacuted

kaacuted

ZH

feacutelszeacutekfeacutelszeacutek

ZH

Ciklohexaacuten

113

A 3-3 nemszomszeacutedos szeacutenatom aacuteltal definiaacutelt siacutekokra

merőleges koumlteacutesiraacutenyok axiaacutelis

A toumlbbi koumlteacutes e keacutet siacutek koumlzoumltt van ekvatoriaacutelis

Pszeudorotaacutecioacute a gyűrűs vegyuumlletek konformerjei

szoumlgfeszuumlltseacuteg neacutelkuumll alakulnak egymaacutesba

114

transz 12-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

cisz 12-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

Z

H

Z

H Z

HZ

Ha

eae

Z

HZ

H

Z

H

Z

H

a

e

ae

115

transz 13-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

cisz 13-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

Z

HZ

H

Z

H Z

H

a

e ae

Z

HZ

HZ

H

Z

H

a

e

ae

116

H

Z

Z

H

H

Z Z

Ha

ea

e

transz 14-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

Z

HZ

H

H

Z

Z

Ha

ea

e

cisz 14-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

117

Oslash118

8 CO2 + 8 H2O

- 12483 kcalmol - 12468 kcalmol

15 kcalmol

CH3

CH3H

H

+ 12 O2

cisz-12-dimetilciklohexaacuten

CH3

H

H

CH3

transz-12-dimetilciklohexaacuten

+ 12 O2

119

Diszubsztituaacutelt ciklohexaacutenokszerkezeti izomerjeinek konformaacutecioacutes viszonyai

Szerkezeti izomer Geometriai izomercisz transz

12

14

ae aa

ea ee

13aa ae

ee ea

120

Oslash121

BrNH2

Br

NH23a 2b

NH2

Br

Br

NH24a 1b

NH2

Br

Br

NH2

1b 4a

NH2

Br

NH2

Br2b 3a

NH2

Br

Br

NH23b 2a

Br

NH2

BrNH24b 1a

Konformaacutecioacutes Konformaacutecioacutes

BrNH2 Br

NH2

1a 4b

Br

NH2

BrNH2

2a 3b

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesenantiomerek

Konfiguraacutecioacutesenantiomerek

diasztereomerek diasztereomerek

12-helyzetben kuumlloumlnboumlző helyettesiacutetőket tartalmazoacute ciklohexaacuten szaacutermazeacutekokkonfiguraacutecioacutes eacutes konformaacutecioacutes viszonyai

Oslash122

H

H

H

HH

H

H

H

Dekalin

cisz transz

123

transz-transz-transzanellaacutecioacute

cisz-transz-transzanellaacutecioacute

DC

BA

DC

BA

H H

R

H

H H

H

H

H

R

H H

DCBA

R

H

H

H

H

H

H

DCBA

R

H

H

H

H

H

H

CH3

CH3

CH3

CH3

Oslash124

A kiralitaacutes kialakulaacutesa eacutes bioloacutegiai jelentőseacutege

Kiraacutelis vegyuumlletek

termeacuteszetes aminosavak (elsősorban L konfiguraacutecioacute)peptidek enzimektermeacuteszetes szeacutenhidraacutetok (elsősorban D konfiguraacutecioacute)gyoacutegyszerek

Az első kiraacutelis vegyuumllet kialakulaacutesa

az elemi reacuteszek gyenge koumllcsoumlnhataacutesaacutenakiraacutenyfuumlggeacuteseacutevel van kapcsolatban

autokataliacutezis

a termeacuteszet nem tuumlkoumlrszimmetrikus (a termeacuteszet homokiraacutelis)

Oslash125

Az optikai aktivitaacuteseredete szeacutenhidraacutetokkiralitaacutescentrumaacutenakkieacutepuumlleacutese a termeacuteszetben

Oslash126

Oslash127

• Slide Number 1
• Slide Number 2
• Slide Number 3
• Slide Number 4
• Slide Number 5
• Slide Number 6
• Slide Number 7
• Izomeacuteria
• Slide Number 9
• Slide Number 10
• Slide Number 11
• Slide Number 12
• Slide Number 13
• Slide Number 14
• Slide Number 15
• Slide Number 16
• Slide Number 17
• Slide Number 18
• Szerkezeti izomeacuteria
• Slide Number 20
• Slide Number 21
• Slide Number 22
• Slide Number 23
• Slide Number 24
• A tautomeacuteria tiacutepusai
• Slide Number 26
• Slide Number 27
• Slide Number 28
• Slide Number 29
• Slide Number 30
• Sztereoizomeacuteria
• Slide Number 32
• Slide Number 33
• Slide Number 34
• Slide Number 35
• Slide Number 36
• Slide Number 37
• Slide Number 38
• Slide Number 39
• Slide Number 40
• Slide Number 41
• Slide Number 42
• Slide Number 43
• Slide Number 44
• Slide Number 45
• Slide Number 46
• Slide Number 47
• Tovaacutebbi kiralitaacutes tiacutepusok
• Slide Number 49
• Slide Number 50
• Slide Number 51
• Slide Number 52
• Slide Number 53
• Slide Number 54
• Slide Number 55
• Slide Number 56
• Slide Number 57
• Toumlbb kiralitaacuteskoumlzpont
• Slide Number 59
• Slide Number 60
• Slide Number 61
• Slide Number 62
• Slide Number 63
• Slide Number 64
• Slide Number 65
• Slide Number 66
• Slide Number 67
• Slide Number 68
• Slide Number 69
• Slide Number 70
• Slide Number 71
• Slide Number 72
• Slide Number 73
• Slide Number 74
• Slide Number 75
• Konfiguraacutecioacutes izomeacuteria
• Slide Number 77
• Slide Number 78
• Slide Number 79
• Slide Number 80
• Slide Number 81
• Slide Number 82
• Slide Number 83
• Slide Number 84
• Slide Number 85
• Slide Number 86
• Slide Number 87
• Slide Number 88
• Slide Number 89
• Slide Number 90
• Slide Number 91
• Slide Number 92
• Slide Number 93
• Slide Number 94
• Slide Number 95
• Slide Number 96
• Slide Number 97
• Slide Number 98
• Slide Number 99
• Slide Number 100
• Slide Number 101
• Slide Number 102
• Slide Number 103
• Slide Number 104
• Slide Number 105
• Slide Number 106
• Slide Number 107
• Slide Number 108
• Slide Number 109
• Slide Number 110
• Slide Number 111
• Slide Number 112
• Slide Number 113
• Slide Number 114
• Slide Number 115
• Slide Number 116
• Slide Number 117
• Slide Number 118
• Slide Number 119
• Slide Number 120
• Slide Number 121
• Slide Number 122
• Slide Number 123
• Slide Number 124
• Slide Number 125
• Slide Number 126
• Slide Number 127

The requirement for geometric isomerism in alkenes is that each carbon atom involvedin the pi bond have two different groups attached to it such as H and Cl or CH3 and Cl

C CH

H

CH2CH3

CH3

C CH

H

CH2CH3

CH3is the same as

C CCH3

H

CH2CH3

CH3

C CH

CH3

CH2CH3

CH3

geometric isomers

If one of the carbons of the double bond has two identical groups such as two H atomsor two CH3 groups the geometric isomerism is not possible

Z E

Higher priority atoms or groups are on the same side of the pi bond Z bdquotogetherrdquo

Higher priority atoms or groups are on opposite sides of the pi bond E bdquoacrossrdquo

(Look at the single atoms directly attached to the double-bond carbon C and not entire-CH2CH2CH3 group)

Oslash91

Cahn-Ingold-Prelog szekvenciaszabaacutelyokalkeacutenekre vonatkozoacutean

Toumlmegszaacutem

C CT

D

H

DE

Rendszaacutem

C CF

Cl

Br

IZ

Z gt E

E

ZZ C C

C

C

H

NC

C

C

H3C

H3C

CH3

HCH3

H

C CH

NC

C

C

CH3

CH3

H

H

Br

Br

E

R

S

RgtS (DgtL)

92

C CH

H3C

CH

CH

CH3

CH3

CH2

Z ltC

HCH3

CH3

C

H

C

C

H

H

HHH

H

C C

H H

H

C

H

C (C)

o

o

o

H

H(C)oo

o

C CH

H3C

CH

CH

CH3

CH2 Br

CH2

E

C

HCH3

CH2Br

C

H

C

H

H

HCBrH

H

gtC C

H H

H

C

H

C (C)

o

o

o

H

H(C)oo

o

(CON) adott atom ismeacutetelt megjeleniacuteteacutese ---o fantomatom

1 2 3C CCCH CHHH C C(C)CH C(C)HH

1 2 3C CCCH BrCHH gt CHHH C C(C)CH C(C)HH 93

transzE

ciszZ

C CH H

C CH

H

transzZ

ciszE

C CBr H

C CH

Br

Oslash94

Konformaacutecioacutes izomeacuteriaUgyanaz a vaacutez konnektivitaacutes de elteacuterő teacuterbelielrendeződeacutes (valamilyen szimmetria-rendezőhoumlz valoacuteviszony)

Kovalens koumlteacutes elszakiacutetaacutesa eacutes uacutejrakeacutepződeacutese neacutelkuumllegymaacutesba alakiacutethatoacutek

Rotaacutecioacutes izomeacuteriaKuumlloumlnboumlző konformaacutecioacute (konformerek rotamerek)

Axiaacutelis kiralitaacutes R SHelikaacutelis kiralitaacutes P M

95

C CCH3H3C

HHHH

C CCH3

CH3 HH

HH

Konformaacutecioacutes diasztereomerek

C CH

CH3 HCH3

HH C C

H

CH3 CH3H

HH

Konformaacutecioacutes enantiomerek

P M

96

szinperiplanaacuteris szinklinaacutelis antiklinaacutelis antiperiplanaacuteris antiklinaacutelis szinklinaacutelis

pszeudorotaacutecioacute

axiaacutelis ekvatoriaacutelis

Konformerek

kiraacutelis kiraacutelisakiraacutelis akiraacutelis

97

C CCH3

CH3 HH

HHC C

CH3H3C

HHHH

Konfiguraacutecioacutes diasztereomerek

Konformaacutecioacutes diasztereomerek

C CH H

CH3H3CCC

HH3C

H CH3

98

- huacutezaacutes (stretch)

- hajliacutetaacutes (bend)

- csavaraacutes (torsion)

O OH

Hr 1r 2

r 2

O OH

H

α

OH

OH

τ (φ)

Oslash99

O OH

H

HOOH

OOH

HE

α30 kcalmol

Hajliacutetaacutes bend

Huacutezaacutes (nyuacutejtaacutes) stretch

disszociaacutecioacute

E

r

~ 90 ~ 50 kcalmol

HOO + H

HO + HO

Oslash100

H

H

H

O OH

H

1 kcalmol

~ 10kcalmol

(torzioacutes szoumlg)τ

Newman projekcioacute

H H

0o 60o 180o 300o 360o

OO

H

H

HHH HH

Oslash101

CH2 CH2Y ZY = Z = H

Y = Z = CH3

etaacuten

n-butaacuten

300o 360o240o180o120o60o0o

0o120o- 60o-180o-240o-300o-360o-

oacutera jaacuteraacutesaacuteval megegyező

oacutera jaacuteraacutesaacuteval ellenteacutetes

ZY

Z

Y

ZY

Z

Y

Z

Y

ZYZY

syn antisynperiplanar synklinal antiklinal antiperiplanar antiklinal synklinal

102

CCH

H H

HH

HH H

H

H

H H

CCH

H H

H

H HH H

HH

HH

0o 120o 240o 360o

12 M

m

M12 M M

mm

Θ

M = m

E(Θ)

minimum

Maximum

103

HHH H

CH3CH3

HHH H

CH3CH3

H

HH H

CH3

CH3

E

0deg dieacutederes szoumlg

E szabadentalpia-kuumlloumlnbseacuteg

58

29

07

(kcal)

H H

H3CH CH3

H

H H

H3CH H

CH3

H3C CH3

H HH

H

CH3HH H

CH3H

060deg 120deg 180deg 240deg 300deg 360deg

szinperiplanaacuteris szinklinaacutelis antiklinaacutelis antiperiplanaacuteris antiklinaacutelis szinklinaacutelis104

∆G0 = G01 - G0

2

K = e∆G0

RT

∆G = - RT ln K∆G = ∆H - T∆S

∆H = 074

∆S = 2 K = 19

gauche ndash anti araacuteny

minden gauche konformerre keacutet anti forma jut K= [a][g] Oslash105

0o

0o

60o

60o

120o

120o

180o

180o

240o

240o

300o

300o 360o

360o

RELA

T

IacuteV

ENERGIA

ANTI EFFEKTUS

GAUCHE EFFEKTUS

EXTREacuteMGAUCHE

EFFEKTUS

H

H H

H H

H

CH3

H H

H H

CH3

TORZIOacuteS SZOumlG

ZY

Z

YZ

Y

Z

Y

ZY

ZY ZY

F

H H

OH

repulsions

F

H H

H 106

attractiveinteractions

orbitalinteractions

antiperiplanarposition

Anti-effect

107

repulsions

F

H H

OH

repulsions

F

H H

H

Extrem gauche effect

108

C-F

C-H

C-F

C-HC-C C-C

Oslash109

CikloalkaacutenokGyűrűfeszuumlltseacuteg

Hipotetikus planaacuteris rendszerek

Baeyer vegyeacuterteacutekszoumlg-deformaacutecioacute (angulaacuterisgyűrű feszuumlleacutes)

Pitzer anti-aacutellaacuteshoz keacutepesti energiatoumlbblet (torzioacutes feszuumlleacutes)

van der Waals nemkoumltő atomok szterikus koumllcsoumlnhataacutesa

Nem planaacuteris vegyuumlletek

CC C

C

C

boriacuteteacutek

C C C

C

Ctwist

pszeudorotaacutecioacute

CC

C C

V-alakuacute

CCC

CCC

szeacutek110

3 4 5 6 7 8 9 10Gyűrűtagszaacutem

Gyűrű

feszuumlleacutes

kcalmol

hataacutereacuterteacutek

111

Cl

H

H

H

Cl

H

H

Cl

H

H

Cl

H

Cl

H

H

H

H

Cl

mezo SS RR

cisz transz

Ciklopropaacuten

C

C

HOOC

HOOC

H

HOH

OH

S

R

C

C

HOOC

HOOC

OH

HH

OHR

RC

C

COOH

COOH

HO

HH

HOS

S

intramolekulaacuteristuumlkoumlrsiacutek

diasztereomerek diasztereomerek

enantiomerek 112

Ea(a e)

∆Ea+∆E

∆E

Ea(a e)

Z

Hkb 5szeacutek

ZH

kb 95szeacutek

kb 2 kcal

csavartkaacuted

csavartkaacuted

kaacuted

ZH

feacutelszeacutekfeacutelszeacutek

ZH

Ciklohexaacuten

113

A 3-3 nemszomszeacutedos szeacutenatom aacuteltal definiaacutelt siacutekokra

merőleges koumlteacutesiraacutenyok axiaacutelis

A toumlbbi koumlteacutes e keacutet siacutek koumlzoumltt van ekvatoriaacutelis

Pszeudorotaacutecioacute a gyűrűs vegyuumlletek konformerjei

szoumlgfeszuumlltseacuteg neacutelkuumll alakulnak egymaacutesba

114

transz 12-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

cisz 12-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

Z

H

Z

H Z

HZ

Ha

eae

Z

HZ

H

Z

H

Z

H

a

e

ae

115

transz 13-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

cisz 13-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

Z

HZ

H

Z

H Z

H

a

e ae

Z

HZ

HZ

H

Z

H

a

e

ae

116

H

Z

Z

H

H

Z Z

Ha

ea

e

transz 14-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

Z

HZ

H

H

Z

Z

Ha

ea

e

cisz 14-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

117

Oslash118

8 CO2 + 8 H2O

- 12483 kcalmol - 12468 kcalmol

15 kcalmol

CH3

CH3H

H

+ 12 O2

cisz-12-dimetilciklohexaacuten

CH3

H

H

CH3

transz-12-dimetilciklohexaacuten

+ 12 O2

119

Diszubsztituaacutelt ciklohexaacutenokszerkezeti izomerjeinek konformaacutecioacutes viszonyai

Szerkezeti izomer Geometriai izomercisz transz

12

14

ae aa

ea ee

13aa ae

ee ea

120

Oslash121

BrNH2

Br

NH23a 2b

NH2

Br

Br

NH24a 1b

NH2

Br

Br

NH2

1b 4a

NH2

Br

NH2

Br2b 3a

NH2

Br

Br

NH23b 2a

Br

NH2

BrNH24b 1a

Konformaacutecioacutes Konformaacutecioacutes

BrNH2 Br

NH2

1a 4b

Br

NH2

BrNH2

2a 3b

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesenantiomerek

Konfiguraacutecioacutesenantiomerek

diasztereomerek diasztereomerek

12-helyzetben kuumlloumlnboumlző helyettesiacutetőket tartalmazoacute ciklohexaacuten szaacutermazeacutekokkonfiguraacutecioacutes eacutes konformaacutecioacutes viszonyai

Oslash122

H

H

H

HH

H

H

H

Dekalin

cisz transz

123

transz-transz-transzanellaacutecioacute

cisz-transz-transzanellaacutecioacute

DC

BA

DC

BA

H H

R

H

H H

H

H

H

R

H H

DCBA

R

H

H

H

H

H

H

DCBA

R

H

H

H

H

H

H

CH3

CH3

CH3

CH3

Oslash124

A kiralitaacutes kialakulaacutesa eacutes bioloacutegiai jelentőseacutege

Kiraacutelis vegyuumlletek

termeacuteszetes aminosavak (elsősorban L konfiguraacutecioacute)peptidek enzimektermeacuteszetes szeacutenhidraacutetok (elsősorban D konfiguraacutecioacute)gyoacutegyszerek

Az első kiraacutelis vegyuumllet kialakulaacutesa

az elemi reacuteszek gyenge koumllcsoumlnhataacutesaacutenakiraacutenyfuumlggeacuteseacutevel van kapcsolatban

autokataliacutezis

a termeacuteszet nem tuumlkoumlrszimmetrikus (a termeacuteszet homokiraacutelis)

Oslash125

Az optikai aktivitaacuteseredete szeacutenhidraacutetokkiralitaacutescentrumaacutenakkieacutepuumlleacutese a termeacuteszetben

Oslash126

Oslash127

• Slide Number 1
• Slide Number 2
• Slide Number 3
• Slide Number 4
• Slide Number 5
• Slide Number 6
• Slide Number 7
• Izomeacuteria
• Slide Number 9
• Slide Number 10
• Slide Number 11
• Slide Number 12
• Slide Number 13
• Slide Number 14
• Slide Number 15
• Slide Number 16
• Slide Number 17
• Slide Number 18
• Szerkezeti izomeacuteria
• Slide Number 20
• Slide Number 21
• Slide Number 22
• Slide Number 23
• Slide Number 24
• A tautomeacuteria tiacutepusai
• Slide Number 26
• Slide Number 27
• Slide Number 28
• Slide Number 29
• Slide Number 30
• Sztereoizomeacuteria
• Slide Number 32
• Slide Number 33
• Slide Number 34
• Slide Number 35
• Slide Number 36
• Slide Number 37
• Slide Number 38
• Slide Number 39
• Slide Number 40
• Slide Number 41
• Slide Number 42
• Slide Number 43
• Slide Number 44
• Slide Number 45
• Slide Number 46
• Slide Number 47
• Tovaacutebbi kiralitaacutes tiacutepusok
• Slide Number 49
• Slide Number 50
• Slide Number 51
• Slide Number 52
• Slide Number 53
• Slide Number 54
• Slide Number 55
• Slide Number 56
• Slide Number 57
• Toumlbb kiralitaacuteskoumlzpont
• Slide Number 59
• Slide Number 60
• Slide Number 61
• Slide Number 62
• Slide Number 63
• Slide Number 64
• Slide Number 65
• Slide Number 66
• Slide Number 67
• Slide Number 68
• Slide Number 69
• Slide Number 70
• Slide Number 71
• Slide Number 72
• Slide Number 73
• Slide Number 74
• Slide Number 75
• Konfiguraacutecioacutes izomeacuteria
• Slide Number 77
• Slide Number 78
• Slide Number 79
• Slide Number 80
• Slide Number 81
• Slide Number 82
• Slide Number 83
• Slide Number 84
• Slide Number 85
• Slide Number 86
• Slide Number 87
• Slide Number 88
• Slide Number 89
• Slide Number 90
• Slide Number 91
• Slide Number 92
• Slide Number 93
• Slide Number 94
• Slide Number 95
• Slide Number 96
• Slide Number 97
• Slide Number 98
• Slide Number 99
• Slide Number 100
• Slide Number 101
• Slide Number 102
• Slide Number 103
• Slide Number 104
• Slide Number 105
• Slide Number 106
• Slide Number 107
• Slide Number 108
• Slide Number 109
• Slide Number 110
• Slide Number 111
• Slide Number 112
• Slide Number 113
• Slide Number 114
• Slide Number 115
• Slide Number 116
• Slide Number 117
• Slide Number 118
• Slide Number 119
• Slide Number 120
• Slide Number 121
• Slide Number 122
• Slide Number 123
• Slide Number 124
• Slide Number 125
• Slide Number 126
• Slide Number 127

Cahn-Ingold-Prelog szekvenciaszabaacutelyokalkeacutenekre vonatkozoacutean

Toumlmegszaacutem

C CT

D

H

DE

Rendszaacutem

C CF

Cl

Br

IZ

Z gt E

E

ZZ C C

C

C

H

NC

C

C

H3C

H3C

CH3

HCH3

H

C CH

NC

C

C

CH3

CH3

H

H

Br

Br

E

R

S

RgtS (DgtL)

92

C CH

H3C

CH

CH

CH3

CH3

CH2

Z ltC

HCH3

CH3

C

H

C

C

H

H

HHH

H

C C

H H

H

C

H

C (C)

o

o

o

H

H(C)oo

o

C CH

H3C

CH

CH

CH3

CH2 Br

CH2

E

C

HCH3

CH2Br

C

H

C

H

H

HCBrH

H

gtC C

H H

H

C

H

C (C)

o

o

o

H

H(C)oo

o

(CON) adott atom ismeacutetelt megjeleniacuteteacutese ---o fantomatom

1 2 3C CCCH CHHH C C(C)CH C(C)HH

1 2 3C CCCH BrCHH gt CHHH C C(C)CH C(C)HH 93

transzE

ciszZ

C CH H

C CH

H

transzZ

ciszE

C CBr H

C CH

Br

Oslash94

Konformaacutecioacutes izomeacuteriaUgyanaz a vaacutez konnektivitaacutes de elteacuterő teacuterbelielrendeződeacutes (valamilyen szimmetria-rendezőhoumlz valoacuteviszony)

Kovalens koumlteacutes elszakiacutetaacutesa eacutes uacutejrakeacutepződeacutese neacutelkuumllegymaacutesba alakiacutethatoacutek

Rotaacutecioacutes izomeacuteriaKuumlloumlnboumlző konformaacutecioacute (konformerek rotamerek)

Axiaacutelis kiralitaacutes R SHelikaacutelis kiralitaacutes P M

95

C CCH3H3C

HHHH

C CCH3

CH3 HH

HH

Konformaacutecioacutes diasztereomerek

C CH

CH3 HCH3

HH C C

H

CH3 CH3H

HH

Konformaacutecioacutes enantiomerek

P M

96

szinperiplanaacuteris szinklinaacutelis antiklinaacutelis antiperiplanaacuteris antiklinaacutelis szinklinaacutelis

pszeudorotaacutecioacute

axiaacutelis ekvatoriaacutelis

Konformerek

kiraacutelis kiraacutelisakiraacutelis akiraacutelis

97

C CCH3

CH3 HH

HHC C

CH3H3C

HHHH

Konfiguraacutecioacutes diasztereomerek

Konformaacutecioacutes diasztereomerek

C CH H

CH3H3CCC

HH3C

H CH3

98

- huacutezaacutes (stretch)

- hajliacutetaacutes (bend)

- csavaraacutes (torsion)

O OH

Hr 1r 2

r 2

O OH

H

α

OH

OH

τ (φ)

Oslash99

O OH

H

HOOH

OOH

HE

α30 kcalmol

Hajliacutetaacutes bend

Huacutezaacutes (nyuacutejtaacutes) stretch

disszociaacutecioacute

E

r

~ 90 ~ 50 kcalmol

HOO + H

HO + HO

Oslash100

H

H

H

O OH

H

1 kcalmol

~ 10kcalmol

(torzioacutes szoumlg)τ

Newman projekcioacute

H H

0o 60o 180o 300o 360o

OO

H

H

HHH HH

Oslash101

CH2 CH2Y ZY = Z = H

Y = Z = CH3

etaacuten

n-butaacuten

300o 360o240o180o120o60o0o

0o120o- 60o-180o-240o-300o-360o-

oacutera jaacuteraacutesaacuteval megegyező

oacutera jaacuteraacutesaacuteval ellenteacutetes

ZY

Z

Y

ZY

Z

Y

Z

Y

ZYZY

syn antisynperiplanar synklinal antiklinal antiperiplanar antiklinal synklinal

102

CCH

H H

HH

HH H

H

H

H H

CCH

H H

H

H HH H

HH

HH

0o 120o 240o 360o

12 M

m

M12 M M

mm

Θ

M = m

E(Θ)

minimum

Maximum

103

HHH H

CH3CH3

HHH H

CH3CH3

H

HH H

CH3

CH3

E

0deg dieacutederes szoumlg

E szabadentalpia-kuumlloumlnbseacuteg

58

29

07

(kcal)

H H

H3CH CH3

H

H H

H3CH H

CH3

H3C CH3

H HH

H

CH3HH H

CH3H

060deg 120deg 180deg 240deg 300deg 360deg

szinperiplanaacuteris szinklinaacutelis antiklinaacutelis antiperiplanaacuteris antiklinaacutelis szinklinaacutelis104

∆G0 = G01 - G0

2

K = e∆G0

RT

∆G = - RT ln K∆G = ∆H - T∆S

∆H = 074

∆S = 2 K = 19

gauche ndash anti araacuteny

minden gauche konformerre keacutet anti forma jut K= [a][g] Oslash105

0o

0o

60o

60o

120o

120o

180o

180o

240o

240o

300o

300o 360o

360o

RELA

T

IacuteV

ENERGIA

ANTI EFFEKTUS

GAUCHE EFFEKTUS

EXTREacuteMGAUCHE

EFFEKTUS

H

H H

H H

H

CH3

H H

H H

CH3

TORZIOacuteS SZOumlG

ZY

Z

YZ

Y

Z

Y

ZY

ZY ZY

F

H H

OH

repulsions

F

H H

H 106

attractiveinteractions

orbitalinteractions

antiperiplanarposition

Anti-effect

107

repulsions

F

H H

OH

repulsions

F

H H

H

Extrem gauche effect

108

C-F

C-H

C-F

C-HC-C C-C

Oslash109

CikloalkaacutenokGyűrűfeszuumlltseacuteg

Hipotetikus planaacuteris rendszerek

Baeyer vegyeacuterteacutekszoumlg-deformaacutecioacute (angulaacuterisgyűrű feszuumlleacutes)

Pitzer anti-aacutellaacuteshoz keacutepesti energiatoumlbblet (torzioacutes feszuumlleacutes)

van der Waals nemkoumltő atomok szterikus koumllcsoumlnhataacutesa

Nem planaacuteris vegyuumlletek

CC C

C

C

boriacuteteacutek

C C C

C

Ctwist

pszeudorotaacutecioacute

CC

C C

V-alakuacute

CCC

CCC

szeacutek110

3 4 5 6 7 8 9 10Gyűrűtagszaacutem

Gyűrű

feszuumlleacutes

kcalmol

hataacutereacuterteacutek

111

Cl

H

H

H

Cl

H

H

Cl

H

H

Cl

H

Cl

H

H

H

H

Cl

mezo SS RR

cisz transz

Ciklopropaacuten

C

C

HOOC

HOOC

H

HOH

OH

S

R

C

C

HOOC

HOOC

OH

HH

OHR

RC

C

COOH

COOH

HO

HH

HOS

S

intramolekulaacuteristuumlkoumlrsiacutek

diasztereomerek diasztereomerek

enantiomerek 112

Ea(a e)

∆Ea+∆E

∆E

Ea(a e)

Z

Hkb 5szeacutek

ZH

kb 95szeacutek

kb 2 kcal

csavartkaacuted

csavartkaacuted

kaacuted

ZH

feacutelszeacutekfeacutelszeacutek

ZH

Ciklohexaacuten

113

A 3-3 nemszomszeacutedos szeacutenatom aacuteltal definiaacutelt siacutekokra

merőleges koumlteacutesiraacutenyok axiaacutelis

A toumlbbi koumlteacutes e keacutet siacutek koumlzoumltt van ekvatoriaacutelis

Pszeudorotaacutecioacute a gyűrűs vegyuumlletek konformerjei

szoumlgfeszuumlltseacuteg neacutelkuumll alakulnak egymaacutesba

114

transz 12-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

cisz 12-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

Z

H

Z

H Z

HZ

Ha

eae

Z

HZ

H

Z

H

Z

H

a

e

ae

115

transz 13-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

cisz 13-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

Z

HZ

H

Z

H Z

H

a

e ae

Z

HZ

HZ

H

Z

H

a

e

ae

116

H

Z

Z

H

H

Z Z

Ha

ea

e

transz 14-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

Z

HZ

H

H

Z

Z

Ha

ea

e

cisz 14-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

117

Oslash118

8 CO2 + 8 H2O

- 12483 kcalmol - 12468 kcalmol

15 kcalmol

CH3

CH3H

H

+ 12 O2

cisz-12-dimetilciklohexaacuten

CH3

H

H

CH3

transz-12-dimetilciklohexaacuten

+ 12 O2

119

Diszubsztituaacutelt ciklohexaacutenokszerkezeti izomerjeinek konformaacutecioacutes viszonyai

Szerkezeti izomer Geometriai izomercisz transz

12

14

ae aa

ea ee

13aa ae

ee ea

120

Oslash121

BrNH2

Br

NH23a 2b

NH2

Br

Br

NH24a 1b

NH2

Br

Br

NH2

1b 4a

NH2

Br

NH2

Br2b 3a

NH2

Br

Br

NH23b 2a

Br

NH2

BrNH24b 1a

Konformaacutecioacutes Konformaacutecioacutes

BrNH2 Br

NH2

1a 4b

Br

NH2

BrNH2

2a 3b

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesenantiomerek

Konfiguraacutecioacutesenantiomerek

diasztereomerek diasztereomerek

12-helyzetben kuumlloumlnboumlző helyettesiacutetőket tartalmazoacute ciklohexaacuten szaacutermazeacutekokkonfiguraacutecioacutes eacutes konformaacutecioacutes viszonyai

Oslash122

H

H

H

HH

H

H

H

Dekalin

cisz transz

123

transz-transz-transzanellaacutecioacute

cisz-transz-transzanellaacutecioacute

DC

BA

DC

BA

H H

R

H

H H

H

H

H

R

H H

DCBA

R

H

H

H

H

H

H

DCBA

R

H

H

H

H

H

H

CH3

CH3

CH3

CH3

Oslash124

A kiralitaacutes kialakulaacutesa eacutes bioloacutegiai jelentőseacutege

Kiraacutelis vegyuumlletek

termeacuteszetes aminosavak (elsősorban L konfiguraacutecioacute)peptidek enzimektermeacuteszetes szeacutenhidraacutetok (elsősorban D konfiguraacutecioacute)gyoacutegyszerek

Az első kiraacutelis vegyuumllet kialakulaacutesa

az elemi reacuteszek gyenge koumllcsoumlnhataacutesaacutenakiraacutenyfuumlggeacuteseacutevel van kapcsolatban

autokataliacutezis

a termeacuteszet nem tuumlkoumlrszimmetrikus (a termeacuteszet homokiraacutelis)

Oslash125

Az optikai aktivitaacuteseredete szeacutenhidraacutetokkiralitaacutescentrumaacutenakkieacutepuumlleacutese a termeacuteszetben

Oslash126

Oslash127

• Slide Number 1
• Slide Number 2
• Slide Number 3
• Slide Number 4
• Slide Number 5
• Slide Number 6
• Slide Number 7
• Izomeacuteria
• Slide Number 9
• Slide Number 10
• Slide Number 11
• Slide Number 12
• Slide Number 13
• Slide Number 14
• Slide Number 15
• Slide Number 16
• Slide Number 17
• Slide Number 18
• Szerkezeti izomeacuteria
• Slide Number 20
• Slide Number 21
• Slide Number 22
• Slide Number 23
• Slide Number 24
• A tautomeacuteria tiacutepusai
• Slide Number 26
• Slide Number 27
• Slide Number 28
• Slide Number 29
• Slide Number 30
• Sztereoizomeacuteria
• Slide Number 32
• Slide Number 33
• Slide Number 34
• Slide Number 35
• Slide Number 36
• Slide Number 37
• Slide Number 38
• Slide Number 39
• Slide Number 40
• Slide Number 41
• Slide Number 42
• Slide Number 43
• Slide Number 44
• Slide Number 45
• Slide Number 46
• Slide Number 47
• Tovaacutebbi kiralitaacutes tiacutepusok
• Slide Number 49
• Slide Number 50
• Slide Number 51
• Slide Number 52
• Slide Number 53
• Slide Number 54
• Slide Number 55
• Slide Number 56
• Slide Number 57
• Toumlbb kiralitaacuteskoumlzpont
• Slide Number 59
• Slide Number 60
• Slide Number 61
• Slide Number 62
• Slide Number 63
• Slide Number 64
• Slide Number 65
• Slide Number 66
• Slide Number 67
• Slide Number 68
• Slide Number 69
• Slide Number 70
• Slide Number 71
• Slide Number 72
• Slide Number 73
• Slide Number 74
• Slide Number 75
• Konfiguraacutecioacutes izomeacuteria
• Slide Number 77
• Slide Number 78
• Slide Number 79
• Slide Number 80
• Slide Number 81
• Slide Number 82
• Slide Number 83
• Slide Number 84
• Slide Number 85
• Slide Number 86
• Slide Number 87
• Slide Number 88
• Slide Number 89
• Slide Number 90
• Slide Number 91
• Slide Number 92
• Slide Number 93
• Slide Number 94
• Slide Number 95
• Slide Number 96
• Slide Number 97
• Slide Number 98
• Slide Number 99
• Slide Number 100
• Slide Number 101
• Slide Number 102
• Slide Number 103
• Slide Number 104
• Slide Number 105
• Slide Number 106
• Slide Number 107
• Slide Number 108
• Slide Number 109
• Slide Number 110
• Slide Number 111
• Slide Number 112
• Slide Number 113
• Slide Number 114
• Slide Number 115
• Slide Number 116
• Slide Number 117
• Slide Number 118
• Slide Number 119
• Slide Number 120
• Slide Number 121
• Slide Number 122
• Slide Number 123
• Slide Number 124
• Slide Number 125
• Slide Number 126
• Slide Number 127

C CH

H3C

CH

CH

CH3

CH3

CH2

Z ltC

HCH3

CH3

C

H

C

C

H

H

HHH

H

C C

H H

H

C

H

C (C)

o

o

o

H

H(C)oo

o

C CH

H3C

CH

CH

CH3

CH2 Br

CH2

E

C

HCH3

CH2Br

C

H

C

H

H

HCBrH

H

gtC C

H H

H

C

H

C (C)

o

o

o

H

H(C)oo

o

(CON) adott atom ismeacutetelt megjeleniacuteteacutese ---o fantomatom

1 2 3C CCCH CHHH C C(C)CH C(C)HH

1 2 3C CCCH BrCHH gt CHHH C C(C)CH C(C)HH 93

transzE

ciszZ

C CH H

C CH

H

transzZ

ciszE

C CBr H

C CH

Br

Oslash94

Konformaacutecioacutes izomeacuteriaUgyanaz a vaacutez konnektivitaacutes de elteacuterő teacuterbelielrendeződeacutes (valamilyen szimmetria-rendezőhoumlz valoacuteviszony)

Kovalens koumlteacutes elszakiacutetaacutesa eacutes uacutejrakeacutepződeacutese neacutelkuumllegymaacutesba alakiacutethatoacutek

Rotaacutecioacutes izomeacuteriaKuumlloumlnboumlző konformaacutecioacute (konformerek rotamerek)

Axiaacutelis kiralitaacutes R SHelikaacutelis kiralitaacutes P M

95

C CCH3H3C

HHHH

C CCH3

CH3 HH

HH

Konformaacutecioacutes diasztereomerek

C CH

CH3 HCH3

HH C C

H

CH3 CH3H

HH

Konformaacutecioacutes enantiomerek

P M

96

szinperiplanaacuteris szinklinaacutelis antiklinaacutelis antiperiplanaacuteris antiklinaacutelis szinklinaacutelis

pszeudorotaacutecioacute

axiaacutelis ekvatoriaacutelis

Konformerek

kiraacutelis kiraacutelisakiraacutelis akiraacutelis

97

C CCH3

CH3 HH

HHC C

CH3H3C

HHHH

Konfiguraacutecioacutes diasztereomerek

Konformaacutecioacutes diasztereomerek

C CH H

CH3H3CCC

HH3C

H CH3

98

- huacutezaacutes (stretch)

- hajliacutetaacutes (bend)

- csavaraacutes (torsion)

O OH

Hr 1r 2

r 2

O OH

H

α

OH

OH

τ (φ)

Oslash99

O OH

H

HOOH

OOH

HE

α30 kcalmol

Hajliacutetaacutes bend

Huacutezaacutes (nyuacutejtaacutes) stretch

disszociaacutecioacute

E

r

~ 90 ~ 50 kcalmol

HOO + H

HO + HO

Oslash100

H

H

H

O OH

H

1 kcalmol

~ 10kcalmol

(torzioacutes szoumlg)τ

Newman projekcioacute

H H

0o 60o 180o 300o 360o

OO

H

H

HHH HH

Oslash101

CH2 CH2Y ZY = Z = H

Y = Z = CH3

etaacuten

n-butaacuten

300o 360o240o180o120o60o0o

0o120o- 60o-180o-240o-300o-360o-

oacutera jaacuteraacutesaacuteval megegyező

oacutera jaacuteraacutesaacuteval ellenteacutetes

ZY

Z

Y

ZY

Z

Y

Z

Y

ZYZY

syn antisynperiplanar synklinal antiklinal antiperiplanar antiklinal synklinal

102

CCH

H H

HH

HH H

H

H

H H

CCH

H H

H

H HH H

HH

HH

0o 120o 240o 360o

12 M

m

M12 M M

mm

Θ

M = m

E(Θ)

minimum

Maximum

103

HHH H

CH3CH3

HHH H

CH3CH3

H

HH H

CH3

CH3

E

0deg dieacutederes szoumlg

E szabadentalpia-kuumlloumlnbseacuteg

58

29

07

(kcal)

H H

H3CH CH3

H

H H

H3CH H

CH3

H3C CH3

H HH

H

CH3HH H

CH3H

060deg 120deg 180deg 240deg 300deg 360deg

szinperiplanaacuteris szinklinaacutelis antiklinaacutelis antiperiplanaacuteris antiklinaacutelis szinklinaacutelis104

∆G0 = G01 - G0

2

K = e∆G0

RT

∆G = - RT ln K∆G = ∆H - T∆S

∆H = 074

∆S = 2 K = 19

gauche ndash anti araacuteny

minden gauche konformerre keacutet anti forma jut K= [a][g] Oslash105

0o

0o

60o

60o

120o

120o

180o

180o

240o

240o

300o

300o 360o

360o

RELA

T

IacuteV

ENERGIA

ANTI EFFEKTUS

GAUCHE EFFEKTUS

EXTREacuteMGAUCHE

EFFEKTUS

H

H H

H H

H

CH3

H H

H H

CH3

TORZIOacuteS SZOumlG

ZY

Z

YZ

Y

Z

Y

ZY

ZY ZY

F

H H

OH

repulsions

F

H H

H 106

attractiveinteractions

orbitalinteractions

antiperiplanarposition

Anti-effect

107

repulsions

F

H H

OH

repulsions

F

H H

H

Extrem gauche effect

108

C-F

C-H

C-F

C-HC-C C-C

Oslash109

CikloalkaacutenokGyűrűfeszuumlltseacuteg

Hipotetikus planaacuteris rendszerek

Baeyer vegyeacuterteacutekszoumlg-deformaacutecioacute (angulaacuterisgyűrű feszuumlleacutes)

Pitzer anti-aacutellaacuteshoz keacutepesti energiatoumlbblet (torzioacutes feszuumlleacutes)

van der Waals nemkoumltő atomok szterikus koumllcsoumlnhataacutesa

Nem planaacuteris vegyuumlletek

CC C

C

C

boriacuteteacutek

C C C

C

Ctwist

pszeudorotaacutecioacute

CC

C C

V-alakuacute

CCC

CCC

szeacutek110

3 4 5 6 7 8 9 10Gyűrűtagszaacutem

Gyűrű

feszuumlleacutes

kcalmol

hataacutereacuterteacutek

111

Cl

H

H

H

Cl

H

H

Cl

H

H

Cl

H

Cl

H

H

H

H

Cl

mezo SS RR

cisz transz

Ciklopropaacuten

C

C

HOOC

HOOC

H

HOH

OH

S

R

C

C

HOOC

HOOC

OH

HH

OHR

RC

C

COOH

COOH

HO

HH

HOS

S

intramolekulaacuteristuumlkoumlrsiacutek

diasztereomerek diasztereomerek

enantiomerek 112

Ea(a e)

∆Ea+∆E

∆E

Ea(a e)

Z

Hkb 5szeacutek

ZH

kb 95szeacutek

kb 2 kcal

csavartkaacuted

csavartkaacuted

kaacuted

ZH

feacutelszeacutekfeacutelszeacutek

ZH

Ciklohexaacuten

113

A 3-3 nemszomszeacutedos szeacutenatom aacuteltal definiaacutelt siacutekokra

merőleges koumlteacutesiraacutenyok axiaacutelis

A toumlbbi koumlteacutes e keacutet siacutek koumlzoumltt van ekvatoriaacutelis

Pszeudorotaacutecioacute a gyűrűs vegyuumlletek konformerjei

szoumlgfeszuumlltseacuteg neacutelkuumll alakulnak egymaacutesba

114

transz 12-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

cisz 12-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

Z

H

Z

H Z

HZ

Ha

eae

Z

HZ

H

Z

H

Z

H

a

e

ae

115

transz 13-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

cisz 13-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

Z

HZ

H

Z

H Z

H

a

e ae

Z

HZ

HZ

H

Z

H

a

e

ae

116

H

Z

Z

H

H

Z Z

Ha

ea

e

transz 14-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

Z

HZ

H

H

Z

Z

Ha

ea

e

cisz 14-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

117

Oslash118

8 CO2 + 8 H2O

- 12483 kcalmol - 12468 kcalmol

15 kcalmol

CH3

CH3H

H

+ 12 O2

cisz-12-dimetilciklohexaacuten

CH3

H

H

CH3

transz-12-dimetilciklohexaacuten

+ 12 O2

119

Diszubsztituaacutelt ciklohexaacutenokszerkezeti izomerjeinek konformaacutecioacutes viszonyai

Szerkezeti izomer Geometriai izomercisz transz

12

14

ae aa

ea ee

13aa ae

ee ea

120

Oslash121

BrNH2

Br

NH23a 2b

NH2

Br

Br

NH24a 1b

NH2

Br

Br

NH2

1b 4a

NH2

Br

NH2

Br2b 3a

NH2

Br

Br

NH23b 2a

Br

NH2

BrNH24b 1a

Konformaacutecioacutes Konformaacutecioacutes

BrNH2 Br

NH2

1a 4b

Br

NH2

BrNH2

2a 3b

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesenantiomerek

Konfiguraacutecioacutesenantiomerek

diasztereomerek diasztereomerek

12-helyzetben kuumlloumlnboumlző helyettesiacutetőket tartalmazoacute ciklohexaacuten szaacutermazeacutekokkonfiguraacutecioacutes eacutes konformaacutecioacutes viszonyai

Oslash122

H

H

H

HH

H

H

H

Dekalin

cisz transz

123

transz-transz-transzanellaacutecioacute

cisz-transz-transzanellaacutecioacute

DC

BA

DC

BA

H H

R

H

H H

H

H

H

R

H H

DCBA

R

H

H

H

H

H

H

DCBA

R

H

H

H

H

H

H

CH3

CH3

CH3

CH3

Oslash124

A kiralitaacutes kialakulaacutesa eacutes bioloacutegiai jelentőseacutege

Kiraacutelis vegyuumlletek

termeacuteszetes aminosavak (elsősorban L konfiguraacutecioacute)peptidek enzimektermeacuteszetes szeacutenhidraacutetok (elsősorban D konfiguraacutecioacute)gyoacutegyszerek

Az első kiraacutelis vegyuumllet kialakulaacutesa

az elemi reacuteszek gyenge koumllcsoumlnhataacutesaacutenakiraacutenyfuumlggeacuteseacutevel van kapcsolatban

autokataliacutezis

a termeacuteszet nem tuumlkoumlrszimmetrikus (a termeacuteszet homokiraacutelis)

Oslash125

Az optikai aktivitaacuteseredete szeacutenhidraacutetokkiralitaacutescentrumaacutenakkieacutepuumlleacutese a termeacuteszetben

Oslash126

Oslash127

• Slide Number 1
• Slide Number 2
• Slide Number 3
• Slide Number 4
• Slide Number 5
• Slide Number 6
• Slide Number 7
• Izomeacuteria
• Slide Number 9
• Slide Number 10
• Slide Number 11
• Slide Number 12
• Slide Number 13
• Slide Number 14
• Slide Number 15
• Slide Number 16
• Slide Number 17
• Slide Number 18
• Szerkezeti izomeacuteria
• Slide Number 20
• Slide Number 21
• Slide Number 22
• Slide Number 23
• Slide Number 24
• A tautomeacuteria tiacutepusai
• Slide Number 26
• Slide Number 27
• Slide Number 28
• Slide Number 29
• Slide Number 30
• Sztereoizomeacuteria
• Slide Number 32
• Slide Number 33
• Slide Number 34
• Slide Number 35
• Slide Number 36
• Slide Number 37
• Slide Number 38
• Slide Number 39
• Slide Number 40
• Slide Number 41
• Slide Number 42
• Slide Number 43
• Slide Number 44
• Slide Number 45
• Slide Number 46
• Slide Number 47
• Tovaacutebbi kiralitaacutes tiacutepusok
• Slide Number 49
• Slide Number 50
• Slide Number 51
• Slide Number 52
• Slide Number 53
• Slide Number 54
• Slide Number 55
• Slide Number 56
• Slide Number 57
• Toumlbb kiralitaacuteskoumlzpont
• Slide Number 59
• Slide Number 60
• Slide Number 61
• Slide Number 62
• Slide Number 63
• Slide Number 64
• Slide Number 65
• Slide Number 66
• Slide Number 67
• Slide Number 68
• Slide Number 69
• Slide Number 70
• Slide Number 71
• Slide Number 72
• Slide Number 73
• Slide Number 74
• Slide Number 75
• Konfiguraacutecioacutes izomeacuteria
• Slide Number 77
• Slide Number 78
• Slide Number 79
• Slide Number 80
• Slide Number 81
• Slide Number 82
• Slide Number 83
• Slide Number 84
• Slide Number 85
• Slide Number 86
• Slide Number 87
• Slide Number 88
• Slide Number 89
• Slide Number 90
• Slide Number 91
• Slide Number 92
• Slide Number 93
• Slide Number 94
• Slide Number 95
• Slide Number 96
• Slide Number 97
• Slide Number 98
• Slide Number 99
• Slide Number 100
• Slide Number 101
• Slide Number 102
• Slide Number 103
• Slide Number 104
• Slide Number 105
• Slide Number 106
• Slide Number 107
• Slide Number 108
• Slide Number 109
• Slide Number 110
• Slide Number 111
• Slide Number 112
• Slide Number 113
• Slide Number 114
• Slide Number 115
• Slide Number 116
• Slide Number 117
• Slide Number 118
• Slide Number 119
• Slide Number 120
• Slide Number 121
• Slide Number 122
• Slide Number 123
• Slide Number 124
• Slide Number 125
• Slide Number 126
• Slide Number 127

transzE

ciszZ

C CH H

C CH

H

transzZ

ciszE

C CBr H

C CH

Br

Oslash94

Konformaacutecioacutes izomeacuteriaUgyanaz a vaacutez konnektivitaacutes de elteacuterő teacuterbelielrendeződeacutes (valamilyen szimmetria-rendezőhoumlz valoacuteviszony)

Kovalens koumlteacutes elszakiacutetaacutesa eacutes uacutejrakeacutepződeacutese neacutelkuumllegymaacutesba alakiacutethatoacutek

Rotaacutecioacutes izomeacuteriaKuumlloumlnboumlző konformaacutecioacute (konformerek rotamerek)

Axiaacutelis kiralitaacutes R SHelikaacutelis kiralitaacutes P M

95

C CCH3H3C

HHHH

C CCH3

CH3 HH

HH

Konformaacutecioacutes diasztereomerek

C CH

CH3 HCH3

HH C C

H

CH3 CH3H

HH

Konformaacutecioacutes enantiomerek

P M

96

szinperiplanaacuteris szinklinaacutelis antiklinaacutelis antiperiplanaacuteris antiklinaacutelis szinklinaacutelis

pszeudorotaacutecioacute

axiaacutelis ekvatoriaacutelis

Konformerek

kiraacutelis kiraacutelisakiraacutelis akiraacutelis

97

C CCH3

CH3 HH

HHC C

CH3H3C

HHHH

Konfiguraacutecioacutes diasztereomerek

Konformaacutecioacutes diasztereomerek

C CH H

CH3H3CCC

HH3C

H CH3

98

- huacutezaacutes (stretch)

- hajliacutetaacutes (bend)

- csavaraacutes (torsion)

O OH

Hr 1r 2

r 2

O OH

H

α

OH

OH

τ (φ)

Oslash99

O OH

H

HOOH

OOH

HE

α30 kcalmol

Hajliacutetaacutes bend

Huacutezaacutes (nyuacutejtaacutes) stretch

disszociaacutecioacute

E

r

~ 90 ~ 50 kcalmol

HOO + H

HO + HO

Oslash100

H

H

H

O OH

H

1 kcalmol

~ 10kcalmol

(torzioacutes szoumlg)τ

Newman projekcioacute

H H

0o 60o 180o 300o 360o

OO

H

H

HHH HH

Oslash101

CH2 CH2Y ZY = Z = H

Y = Z = CH3

etaacuten

n-butaacuten

300o 360o240o180o120o60o0o

0o120o- 60o-180o-240o-300o-360o-

oacutera jaacuteraacutesaacuteval megegyező

oacutera jaacuteraacutesaacuteval ellenteacutetes

ZY

Z

Y

ZY

Z

Y

Z

Y

ZYZY

syn antisynperiplanar synklinal antiklinal antiperiplanar antiklinal synklinal

102

CCH

H H

HH

HH H

H

H

H H

CCH

H H

H

H HH H

HH

HH

0o 120o 240o 360o

12 M

m

M12 M M

mm

Θ

M = m

E(Θ)

minimum

Maximum

103

HHH H

CH3CH3

HHH H

CH3CH3

H

HH H

CH3

CH3

E

0deg dieacutederes szoumlg

E szabadentalpia-kuumlloumlnbseacuteg

58

29

07

(kcal)

H H

H3CH CH3

H

H H

H3CH H

CH3

H3C CH3

H HH

H

CH3HH H

CH3H

060deg 120deg 180deg 240deg 300deg 360deg

szinperiplanaacuteris szinklinaacutelis antiklinaacutelis antiperiplanaacuteris antiklinaacutelis szinklinaacutelis104

∆G0 = G01 - G0

2

K = e∆G0

RT

∆G = - RT ln K∆G = ∆H - T∆S

∆H = 074

∆S = 2 K = 19

gauche ndash anti araacuteny

minden gauche konformerre keacutet anti forma jut K= [a][g] Oslash105

0o

0o

60o

60o

120o

120o

180o

180o

240o

240o

300o

300o 360o

360o

RELA

T

IacuteV

ENERGIA

ANTI EFFEKTUS

GAUCHE EFFEKTUS

EXTREacuteMGAUCHE

EFFEKTUS

H

H H

H H

H

CH3

H H

H H

CH3

TORZIOacuteS SZOumlG

ZY

Z

YZ

Y

Z

Y

ZY

ZY ZY

F

H H

OH

repulsions

F

H H

H 106

attractiveinteractions

orbitalinteractions

antiperiplanarposition

Anti-effect

107

repulsions

F

H H

OH

repulsions

F

H H

H

Extrem gauche effect

108

C-F

C-H

C-F

C-HC-C C-C

Oslash109

CikloalkaacutenokGyűrűfeszuumlltseacuteg

Hipotetikus planaacuteris rendszerek

Baeyer vegyeacuterteacutekszoumlg-deformaacutecioacute (angulaacuterisgyűrű feszuumlleacutes)

Pitzer anti-aacutellaacuteshoz keacutepesti energiatoumlbblet (torzioacutes feszuumlleacutes)

van der Waals nemkoumltő atomok szterikus koumllcsoumlnhataacutesa

Nem planaacuteris vegyuumlletek

CC C

C

C

boriacuteteacutek

C C C

C

Ctwist

pszeudorotaacutecioacute

CC

C C

V-alakuacute

CCC

CCC

szeacutek110

3 4 5 6 7 8 9 10Gyűrűtagszaacutem

Gyűrű

feszuumlleacutes

kcalmol

hataacutereacuterteacutek

111

Cl

H

H

H

Cl

H

H

Cl

H

H

Cl

H

Cl

H

H

H

H

Cl

mezo SS RR

cisz transz

Ciklopropaacuten

C

C

HOOC

HOOC

H

HOH

OH

S

R

C

C

HOOC

HOOC

OH

HH

OHR

RC

C

COOH

COOH

HO

HH

HOS

S

intramolekulaacuteristuumlkoumlrsiacutek

diasztereomerek diasztereomerek

enantiomerek 112

Ea(a e)

∆Ea+∆E

∆E

Ea(a e)

Z

Hkb 5szeacutek

ZH

kb 95szeacutek

kb 2 kcal

csavartkaacuted

csavartkaacuted

kaacuted

ZH

feacutelszeacutekfeacutelszeacutek

ZH

Ciklohexaacuten

113

A 3-3 nemszomszeacutedos szeacutenatom aacuteltal definiaacutelt siacutekokra

merőleges koumlteacutesiraacutenyok axiaacutelis

A toumlbbi koumlteacutes e keacutet siacutek koumlzoumltt van ekvatoriaacutelis

Pszeudorotaacutecioacute a gyűrűs vegyuumlletek konformerjei

szoumlgfeszuumlltseacuteg neacutelkuumll alakulnak egymaacutesba

114

transz 12-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

cisz 12-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

Z

H

Z

H Z

HZ

Ha

eae

Z

HZ

H

Z

H

Z

H

a

e

ae

115

transz 13-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

cisz 13-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

Z

HZ

H

Z

H Z

H

a

e ae

Z

HZ

HZ

H

Z

H

a

e

ae

116

H

Z

Z

H

H

Z Z

Ha

ea

e

transz 14-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

Z

HZ

H

H

Z

Z

Ha

ea

e

cisz 14-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

117

Oslash118

8 CO2 + 8 H2O

- 12483 kcalmol - 12468 kcalmol

15 kcalmol

CH3

CH3H

H

+ 12 O2

cisz-12-dimetilciklohexaacuten

CH3

H

H

CH3

transz-12-dimetilciklohexaacuten

+ 12 O2

119

Diszubsztituaacutelt ciklohexaacutenokszerkezeti izomerjeinek konformaacutecioacutes viszonyai

Szerkezeti izomer Geometriai izomercisz transz

12

14

ae aa

ea ee

13aa ae

ee ea

120

Oslash121

BrNH2

Br

NH23a 2b

NH2

Br

Br

NH24a 1b

NH2

Br

Br

NH2

1b 4a

NH2

Br

NH2

Br2b 3a

NH2

Br

Br

NH23b 2a

Br

NH2

BrNH24b 1a

Konformaacutecioacutes Konformaacutecioacutes

BrNH2 Br

NH2

1a 4b

Br

NH2

BrNH2

2a 3b

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesenantiomerek

Konfiguraacutecioacutesenantiomerek

diasztereomerek diasztereomerek

12-helyzetben kuumlloumlnboumlző helyettesiacutetőket tartalmazoacute ciklohexaacuten szaacutermazeacutekokkonfiguraacutecioacutes eacutes konformaacutecioacutes viszonyai

Oslash122

H

H

H

HH

H

H

H

Dekalin

cisz transz

123

transz-transz-transzanellaacutecioacute

cisz-transz-transzanellaacutecioacute

DC

BA

DC

BA

H H

R

H

H H

H

H

H

R

H H

DCBA

R

H

H

H

H

H

H

DCBA

R

H

H

H

H

H

H

CH3

CH3

CH3

CH3

Oslash124

A kiralitaacutes kialakulaacutesa eacutes bioloacutegiai jelentőseacutege

Kiraacutelis vegyuumlletek

termeacuteszetes aminosavak (elsősorban L konfiguraacutecioacute)peptidek enzimektermeacuteszetes szeacutenhidraacutetok (elsősorban D konfiguraacutecioacute)gyoacutegyszerek

Az első kiraacutelis vegyuumllet kialakulaacutesa

az elemi reacuteszek gyenge koumllcsoumlnhataacutesaacutenakiraacutenyfuumlggeacuteseacutevel van kapcsolatban

autokataliacutezis

a termeacuteszet nem tuumlkoumlrszimmetrikus (a termeacuteszet homokiraacutelis)

Oslash125

Az optikai aktivitaacuteseredete szeacutenhidraacutetokkiralitaacutescentrumaacutenakkieacutepuumlleacutese a termeacuteszetben

Oslash126

Oslash127

• Slide Number 1
• Slide Number 2
• Slide Number 3
• Slide Number 4
• Slide Number 5
• Slide Number 6
• Slide Number 7
• Izomeacuteria
• Slide Number 9
• Slide Number 10
• Slide Number 11
• Slide Number 12
• Slide Number 13
• Slide Number 14
• Slide Number 15
• Slide Number 16
• Slide Number 17
• Slide Number 18
• Szerkezeti izomeacuteria
• Slide Number 20
• Slide Number 21
• Slide Number 22
• Slide Number 23
• Slide Number 24
• A tautomeacuteria tiacutepusai
• Slide Number 26
• Slide Number 27
• Slide Number 28
• Slide Number 29
• Slide Number 30
• Sztereoizomeacuteria
• Slide Number 32
• Slide Number 33
• Slide Number 34
• Slide Number 35
• Slide Number 36
• Slide Number 37
• Slide Number 38
• Slide Number 39
• Slide Number 40
• Slide Number 41
• Slide Number 42
• Slide Number 43
• Slide Number 44
• Slide Number 45
• Slide Number 46
• Slide Number 47
• Tovaacutebbi kiralitaacutes tiacutepusok
• Slide Number 49
• Slide Number 50
• Slide Number 51
• Slide Number 52
• Slide Number 53
• Slide Number 54
• Slide Number 55
• Slide Number 56
• Slide Number 57
• Toumlbb kiralitaacuteskoumlzpont
• Slide Number 59
• Slide Number 60
• Slide Number 61
• Slide Number 62
• Slide Number 63
• Slide Number 64
• Slide Number 65
• Slide Number 66
• Slide Number 67
• Slide Number 68
• Slide Number 69
• Slide Number 70
• Slide Number 71
• Slide Number 72
• Slide Number 73
• Slide Number 74
• Slide Number 75
• Konfiguraacutecioacutes izomeacuteria
• Slide Number 77
• Slide Number 78
• Slide Number 79
• Slide Number 80
• Slide Number 81
• Slide Number 82
• Slide Number 83
• Slide Number 84
• Slide Number 85
• Slide Number 86
• Slide Number 87
• Slide Number 88
• Slide Number 89
• Slide Number 90
• Slide Number 91
• Slide Number 92
• Slide Number 93
• Slide Number 94
• Slide Number 95
• Slide Number 96
• Slide Number 97
• Slide Number 98
• Slide Number 99
• Slide Number 100
• Slide Number 101
• Slide Number 102
• Slide Number 103
• Slide Number 104
• Slide Number 105
• Slide Number 106
• Slide Number 107
• Slide Number 108
• Slide Number 109
• Slide Number 110
• Slide Number 111
• Slide Number 112
• Slide Number 113
• Slide Number 114
• Slide Number 115
• Slide Number 116
• Slide Number 117
• Slide Number 118
• Slide Number 119
• Slide Number 120
• Slide Number 121
• Slide Number 122
• Slide Number 123
• Slide Number 124
• Slide Number 125
• Slide Number 126
• Slide Number 127

Konformaacutecioacutes izomeacuteriaUgyanaz a vaacutez konnektivitaacutes de elteacuterő teacuterbelielrendeződeacutes (valamilyen szimmetria-rendezőhoumlz valoacuteviszony)

Kovalens koumlteacutes elszakiacutetaacutesa eacutes uacutejrakeacutepződeacutese neacutelkuumllegymaacutesba alakiacutethatoacutek

Rotaacutecioacutes izomeacuteriaKuumlloumlnboumlző konformaacutecioacute (konformerek rotamerek)

Axiaacutelis kiralitaacutes R SHelikaacutelis kiralitaacutes P M

95

C CCH3H3C

HHHH

C CCH3

CH3 HH

HH

Konformaacutecioacutes diasztereomerek

C CH

CH3 HCH3

HH C C

H

CH3 CH3H

HH

Konformaacutecioacutes enantiomerek

P M

96

szinperiplanaacuteris szinklinaacutelis antiklinaacutelis antiperiplanaacuteris antiklinaacutelis szinklinaacutelis

pszeudorotaacutecioacute

axiaacutelis ekvatoriaacutelis

Konformerek

kiraacutelis kiraacutelisakiraacutelis akiraacutelis

97

C CCH3

CH3 HH

HHC C

CH3H3C

HHHH

Konfiguraacutecioacutes diasztereomerek

Konformaacutecioacutes diasztereomerek

C CH H

CH3H3CCC

HH3C

H CH3

98

- huacutezaacutes (stretch)

- hajliacutetaacutes (bend)

- csavaraacutes (torsion)

O OH

Hr 1r 2

r 2

O OH

H

α

OH

OH

τ (φ)

Oslash99

O OH

H

HOOH

OOH

HE

α30 kcalmol

Hajliacutetaacutes bend

Huacutezaacutes (nyuacutejtaacutes) stretch

disszociaacutecioacute

E

r

~ 90 ~ 50 kcalmol

HOO + H

HO + HO

Oslash100

H

H

H

O OH

H

1 kcalmol

~ 10kcalmol

(torzioacutes szoumlg)τ

Newman projekcioacute

H H

0o 60o 180o 300o 360o

OO

H

H

HHH HH

Oslash101

CH2 CH2Y ZY = Z = H

Y = Z = CH3

etaacuten

n-butaacuten

300o 360o240o180o120o60o0o

0o120o- 60o-180o-240o-300o-360o-

oacutera jaacuteraacutesaacuteval megegyező

oacutera jaacuteraacutesaacuteval ellenteacutetes

ZY

Z

Y

ZY

Z

Y

Z

Y

ZYZY

syn antisynperiplanar synklinal antiklinal antiperiplanar antiklinal synklinal

102

CCH

H H

HH

HH H

H

H

H H

CCH

H H

H

H HH H

HH

HH

0o 120o 240o 360o

12 M

m

M12 M M

mm

Θ

M = m

E(Θ)

minimum

Maximum

103

HHH H

CH3CH3

HHH H

CH3CH3

H

HH H

CH3

CH3

E

0deg dieacutederes szoumlg

E szabadentalpia-kuumlloumlnbseacuteg

58

29

07

(kcal)

H H

H3CH CH3

H

H H

H3CH H

CH3

H3C CH3

H HH

H

CH3HH H

CH3H

060deg 120deg 180deg 240deg 300deg 360deg

szinperiplanaacuteris szinklinaacutelis antiklinaacutelis antiperiplanaacuteris antiklinaacutelis szinklinaacutelis104

∆G0 = G01 - G0

2

K = e∆G0

RT

∆G = - RT ln K∆G = ∆H - T∆S

∆H = 074

∆S = 2 K = 19

gauche ndash anti araacuteny

minden gauche konformerre keacutet anti forma jut K= [a][g] Oslash105

0o

0o

60o

60o

120o

120o

180o

180o

240o

240o

300o

300o 360o

360o

RELA

T

IacuteV

ENERGIA

ANTI EFFEKTUS

GAUCHE EFFEKTUS

EXTREacuteMGAUCHE

EFFEKTUS

H

H H

H H

H

CH3

H H

H H

CH3

TORZIOacuteS SZOumlG

ZY

Z

YZ

Y

Z

Y

ZY

ZY ZY

F

H H

OH

repulsions

F

H H

H 106

attractiveinteractions

orbitalinteractions

antiperiplanarposition

Anti-effect

107

repulsions

F

H H

OH

repulsions

F

H H

H

Extrem gauche effect

108

C-F

C-H

C-F

C-HC-C C-C

Oslash109

CikloalkaacutenokGyűrűfeszuumlltseacuteg

Hipotetikus planaacuteris rendszerek

Baeyer vegyeacuterteacutekszoumlg-deformaacutecioacute (angulaacuterisgyűrű feszuumlleacutes)

Pitzer anti-aacutellaacuteshoz keacutepesti energiatoumlbblet (torzioacutes feszuumlleacutes)

van der Waals nemkoumltő atomok szterikus koumllcsoumlnhataacutesa

Nem planaacuteris vegyuumlletek

CC C

C

C

boriacuteteacutek

C C C

C

Ctwist

pszeudorotaacutecioacute

CC

C C

V-alakuacute

CCC

CCC

szeacutek110

3 4 5 6 7 8 9 10Gyűrűtagszaacutem

Gyűrű

feszuumlleacutes

kcalmol

hataacutereacuterteacutek

111

Cl

H

H

H

Cl

H

H

Cl

H

H

Cl

H

Cl

H

H

H

H

Cl

mezo SS RR

cisz transz

Ciklopropaacuten

C

C

HOOC

HOOC

H

HOH

OH

S

R

C

C

HOOC

HOOC

OH

HH

OHR

RC

C

COOH

COOH

HO

HH

HOS

S

intramolekulaacuteristuumlkoumlrsiacutek

diasztereomerek diasztereomerek

enantiomerek 112

Ea(a e)

∆Ea+∆E

∆E

Ea(a e)

Z

Hkb 5szeacutek

ZH

kb 95szeacutek

kb 2 kcal

csavartkaacuted

csavartkaacuted

kaacuted

ZH

feacutelszeacutekfeacutelszeacutek

ZH

Ciklohexaacuten

113

A 3-3 nemszomszeacutedos szeacutenatom aacuteltal definiaacutelt siacutekokra

merőleges koumlteacutesiraacutenyok axiaacutelis

A toumlbbi koumlteacutes e keacutet siacutek koumlzoumltt van ekvatoriaacutelis

Pszeudorotaacutecioacute a gyűrűs vegyuumlletek konformerjei

szoumlgfeszuumlltseacuteg neacutelkuumll alakulnak egymaacutesba

114

transz 12-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

cisz 12-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

Z

H

Z

H Z

HZ

Ha

eae

Z

HZ

H

Z

H

Z

H

a

e

ae

115

transz 13-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

cisz 13-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

Z

HZ

H

Z

H Z

H

a

e ae

Z

HZ

HZ

H

Z

H

a

e

ae

116

H

Z

Z

H

H

Z Z

Ha

ea

e

transz 14-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

Z

HZ

H

H

Z

Z

Ha

ea

e

cisz 14-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

117

Oslash118

8 CO2 + 8 H2O

- 12483 kcalmol - 12468 kcalmol

15 kcalmol

CH3

CH3H

H

+ 12 O2

cisz-12-dimetilciklohexaacuten

CH3

H

H

CH3

transz-12-dimetilciklohexaacuten

+ 12 O2

119

Diszubsztituaacutelt ciklohexaacutenokszerkezeti izomerjeinek konformaacutecioacutes viszonyai

Szerkezeti izomer Geometriai izomercisz transz

12

14

ae aa

ea ee

13aa ae

ee ea

120

Oslash121

BrNH2

Br

NH23a 2b

NH2

Br

Br

NH24a 1b

NH2

Br

Br

NH2

1b 4a

NH2

Br

NH2

Br2b 3a

NH2

Br

Br

NH23b 2a

Br

NH2

BrNH24b 1a

Konformaacutecioacutes Konformaacutecioacutes

BrNH2 Br

NH2

1a 4b

Br

NH2

BrNH2

2a 3b

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesenantiomerek

Konfiguraacutecioacutesenantiomerek

diasztereomerek diasztereomerek

12-helyzetben kuumlloumlnboumlző helyettesiacutetőket tartalmazoacute ciklohexaacuten szaacutermazeacutekokkonfiguraacutecioacutes eacutes konformaacutecioacutes viszonyai

Oslash122

H

H

H

HH

H

H

H

Dekalin

cisz transz

123

transz-transz-transzanellaacutecioacute

cisz-transz-transzanellaacutecioacute

DC

BA

DC

BA

H H

R

H

H H

H

H

H

R

H H

DCBA

R

H

H

H

H

H

H

DCBA

R

H

H

H

H

H

H

CH3

CH3

CH3

CH3

Oslash124

A kiralitaacutes kialakulaacutesa eacutes bioloacutegiai jelentőseacutege

Kiraacutelis vegyuumlletek

termeacuteszetes aminosavak (elsősorban L konfiguraacutecioacute)peptidek enzimektermeacuteszetes szeacutenhidraacutetok (elsősorban D konfiguraacutecioacute)gyoacutegyszerek

Az első kiraacutelis vegyuumllet kialakulaacutesa

az elemi reacuteszek gyenge koumllcsoumlnhataacutesaacutenakiraacutenyfuumlggeacuteseacutevel van kapcsolatban

autokataliacutezis

a termeacuteszet nem tuumlkoumlrszimmetrikus (a termeacuteszet homokiraacutelis)

Oslash125

Az optikai aktivitaacuteseredete szeacutenhidraacutetokkiralitaacutescentrumaacutenakkieacutepuumlleacutese a termeacuteszetben

Oslash126

Oslash127

• Slide Number 1
• Slide Number 2
• Slide Number 3
• Slide Number 4
• Slide Number 5
• Slide Number 6
• Slide Number 7
• Izomeacuteria
• Slide Number 9
• Slide Number 10
• Slide Number 11
• Slide Number 12
• Slide Number 13
• Slide Number 14
• Slide Number 15
• Slide Number 16
• Slide Number 17
• Slide Number 18
• Szerkezeti izomeacuteria
• Slide Number 20
• Slide Number 21
• Slide Number 22
• Slide Number 23
• Slide Number 24
• A tautomeacuteria tiacutepusai
• Slide Number 26
• Slide Number 27
• Slide Number 28
• Slide Number 29
• Slide Number 30
• Sztereoizomeacuteria
• Slide Number 32
• Slide Number 33
• Slide Number 34
• Slide Number 35
• Slide Number 36
• Slide Number 37
• Slide Number 38
• Slide Number 39
• Slide Number 40
• Slide Number 41
• Slide Number 42
• Slide Number 43
• Slide Number 44
• Slide Number 45
• Slide Number 46
• Slide Number 47
• Tovaacutebbi kiralitaacutes tiacutepusok
• Slide Number 49
• Slide Number 50
• Slide Number 51
• Slide Number 52
• Slide Number 53
• Slide Number 54
• Slide Number 55
• Slide Number 56
• Slide Number 57
• Toumlbb kiralitaacuteskoumlzpont
• Slide Number 59
• Slide Number 60
• Slide Number 61
• Slide Number 62
• Slide Number 63
• Slide Number 64
• Slide Number 65
• Slide Number 66
• Slide Number 67
• Slide Number 68
• Slide Number 69
• Slide Number 70
• Slide Number 71
• Slide Number 72
• Slide Number 73
• Slide Number 74
• Slide Number 75
• Konfiguraacutecioacutes izomeacuteria
• Slide Number 77
• Slide Number 78
• Slide Number 79
• Slide Number 80
• Slide Number 81
• Slide Number 82
• Slide Number 83
• Slide Number 84
• Slide Number 85
• Slide Number 86
• Slide Number 87
• Slide Number 88
• Slide Number 89
• Slide Number 90
• Slide Number 91
• Slide Number 92
• Slide Number 93
• Slide Number 94
• Slide Number 95
• Slide Number 96
• Slide Number 97
• Slide Number 98
• Slide Number 99
• Slide Number 100
• Slide Number 101
• Slide Number 102
• Slide Number 103
• Slide Number 104
• Slide Number 105
• Slide Number 106
• Slide Number 107
• Slide Number 108
• Slide Number 109
• Slide Number 110
• Slide Number 111
• Slide Number 112
• Slide Number 113
• Slide Number 114
• Slide Number 115
• Slide Number 116
• Slide Number 117
• Slide Number 118
• Slide Number 119
• Slide Number 120
• Slide Number 121
• Slide Number 122
• Slide Number 123
• Slide Number 124
• Slide Number 125
• Slide Number 126
• Slide Number 127

C CCH3H3C

HHHH

C CCH3

CH3 HH

HH

Konformaacutecioacutes diasztereomerek

C CH

CH3 HCH3

HH C C

H

CH3 CH3H

HH

Konformaacutecioacutes enantiomerek

P M

96

szinperiplanaacuteris szinklinaacutelis antiklinaacutelis antiperiplanaacuteris antiklinaacutelis szinklinaacutelis

pszeudorotaacutecioacute

axiaacutelis ekvatoriaacutelis

Konformerek

kiraacutelis kiraacutelisakiraacutelis akiraacutelis

97

C CCH3

CH3 HH

HHC C

CH3H3C

HHHH

Konfiguraacutecioacutes diasztereomerek

Konformaacutecioacutes diasztereomerek

C CH H

CH3H3CCC

HH3C

H CH3

98

- huacutezaacutes (stretch)

- hajliacutetaacutes (bend)

- csavaraacutes (torsion)

O OH

Hr 1r 2

r 2

O OH

H

α

OH

OH

τ (φ)

Oslash99

O OH

H

HOOH

OOH

HE

α30 kcalmol

Hajliacutetaacutes bend

Huacutezaacutes (nyuacutejtaacutes) stretch

disszociaacutecioacute

E

r

~ 90 ~ 50 kcalmol

HOO + H

HO + HO

Oslash100

H

H

H

O OH

H

1 kcalmol

~ 10kcalmol

(torzioacutes szoumlg)τ

Newman projekcioacute

H H

0o 60o 180o 300o 360o

OO

H

H

HHH HH

Oslash101

CH2 CH2Y ZY = Z = H

Y = Z = CH3

etaacuten

n-butaacuten

300o 360o240o180o120o60o0o

0o120o- 60o-180o-240o-300o-360o-

oacutera jaacuteraacutesaacuteval megegyező

oacutera jaacuteraacutesaacuteval ellenteacutetes

ZY

Z

Y

ZY

Z

Y

Z

Y

ZYZY

syn antisynperiplanar synklinal antiklinal antiperiplanar antiklinal synklinal

102

CCH

H H

HH

HH H

H

H

H H

CCH

H H

H

H HH H

HH

HH

0o 120o 240o 360o

12 M

m

M12 M M

mm

Θ

M = m

E(Θ)

minimum

Maximum

103

HHH H

CH3CH3

HHH H

CH3CH3

H

HH H

CH3

CH3

E

0deg dieacutederes szoumlg

E szabadentalpia-kuumlloumlnbseacuteg

58

29

07

(kcal)

H H

H3CH CH3

H

H H

H3CH H

CH3

H3C CH3

H HH

H

CH3HH H

CH3H

060deg 120deg 180deg 240deg 300deg 360deg

szinperiplanaacuteris szinklinaacutelis antiklinaacutelis antiperiplanaacuteris antiklinaacutelis szinklinaacutelis104

∆G0 = G01 - G0

2

K = e∆G0

RT

∆G = - RT ln K∆G = ∆H - T∆S

∆H = 074

∆S = 2 K = 19

gauche ndash anti araacuteny

minden gauche konformerre keacutet anti forma jut K= [a][g] Oslash105

0o

0o

60o

60o

120o

120o

180o

180o

240o

240o

300o

300o 360o

360o

RELA

T

IacuteV

ENERGIA

ANTI EFFEKTUS

GAUCHE EFFEKTUS

EXTREacuteMGAUCHE

EFFEKTUS

H

H H

H H

H

CH3

H H

H H

CH3

TORZIOacuteS SZOumlG

ZY

Z

YZ

Y

Z

Y

ZY

ZY ZY

F

H H

OH

repulsions

F

H H

H 106

attractiveinteractions

orbitalinteractions

antiperiplanarposition

Anti-effect

107

repulsions

F

H H

OH

repulsions

F

H H

H

Extrem gauche effect

108

C-F

C-H

C-F

C-HC-C C-C

Oslash109

CikloalkaacutenokGyűrűfeszuumlltseacuteg

Hipotetikus planaacuteris rendszerek

Baeyer vegyeacuterteacutekszoumlg-deformaacutecioacute (angulaacuterisgyűrű feszuumlleacutes)

Pitzer anti-aacutellaacuteshoz keacutepesti energiatoumlbblet (torzioacutes feszuumlleacutes)

van der Waals nemkoumltő atomok szterikus koumllcsoumlnhataacutesa

Nem planaacuteris vegyuumlletek

CC C

C

C

boriacuteteacutek

C C C

C

Ctwist

pszeudorotaacutecioacute

CC

C C

V-alakuacute

CCC

CCC

szeacutek110

3 4 5 6 7 8 9 10Gyűrűtagszaacutem

Gyűrű

feszuumlleacutes

kcalmol

hataacutereacuterteacutek

111

Cl

H

H

H

Cl

H

H

Cl

H

H

Cl

H

Cl

H

H

H

H

Cl

mezo SS RR

cisz transz

Ciklopropaacuten

C

C

HOOC

HOOC

H

HOH

OH

S

R

C

C

HOOC

HOOC

OH

HH

OHR

RC

C

COOH

COOH

HO

HH

HOS

S

intramolekulaacuteristuumlkoumlrsiacutek

diasztereomerek diasztereomerek

enantiomerek 112

Ea(a e)

∆Ea+∆E

∆E

Ea(a e)

Z

Hkb 5szeacutek

ZH

kb 95szeacutek

kb 2 kcal

csavartkaacuted

csavartkaacuted

kaacuted

ZH

feacutelszeacutekfeacutelszeacutek

ZH

Ciklohexaacuten

113

A 3-3 nemszomszeacutedos szeacutenatom aacuteltal definiaacutelt siacutekokra

merőleges koumlteacutesiraacutenyok axiaacutelis

A toumlbbi koumlteacutes e keacutet siacutek koumlzoumltt van ekvatoriaacutelis

Pszeudorotaacutecioacute a gyűrűs vegyuumlletek konformerjei

szoumlgfeszuumlltseacuteg neacutelkuumll alakulnak egymaacutesba

114

transz 12-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

cisz 12-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

Z

H

Z

H Z

HZ

Ha

eae

Z

HZ

H

Z

H

Z

H

a

e

ae

115

transz 13-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

cisz 13-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

Z

HZ

H

Z

H Z

H

a

e ae

Z

HZ

HZ

H

Z

H

a

e

ae

116

H

Z

Z

H

H

Z Z

Ha

ea

e

transz 14-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

Z

HZ

H

H

Z

Z

Ha

ea

e

cisz 14-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

117

Oslash118

8 CO2 + 8 H2O

- 12483 kcalmol - 12468 kcalmol

15 kcalmol

CH3

CH3H

H

+ 12 O2

cisz-12-dimetilciklohexaacuten

CH3

H

H

CH3

transz-12-dimetilciklohexaacuten

+ 12 O2

119

Diszubsztituaacutelt ciklohexaacutenokszerkezeti izomerjeinek konformaacutecioacutes viszonyai

Szerkezeti izomer Geometriai izomercisz transz

12

14

ae aa

ea ee

13aa ae

ee ea

120

Oslash121

BrNH2

Br

NH23a 2b

NH2

Br

Br

NH24a 1b

NH2

Br

Br

NH2

1b 4a

NH2

Br

NH2

Br2b 3a

NH2

Br

Br

NH23b 2a

Br

NH2

BrNH24b 1a

Konformaacutecioacutes Konformaacutecioacutes

BrNH2 Br

NH2

1a 4b

Br

NH2

BrNH2

2a 3b

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesenantiomerek

Konfiguraacutecioacutesenantiomerek

diasztereomerek diasztereomerek

12-helyzetben kuumlloumlnboumlző helyettesiacutetőket tartalmazoacute ciklohexaacuten szaacutermazeacutekokkonfiguraacutecioacutes eacutes konformaacutecioacutes viszonyai

Oslash122

H

H

H

HH

H

H

H

Dekalin

cisz transz

123

transz-transz-transzanellaacutecioacute

cisz-transz-transzanellaacutecioacute

DC

BA

DC

BA

H H

R

H

H H

H

H

H

R

H H

DCBA

R

H

H

H

H

H

H

DCBA

R

H

H

H

H

H

H

CH3

CH3

CH3

CH3

Oslash124

A kiralitaacutes kialakulaacutesa eacutes bioloacutegiai jelentőseacutege

Kiraacutelis vegyuumlletek

termeacuteszetes aminosavak (elsősorban L konfiguraacutecioacute)peptidek enzimektermeacuteszetes szeacutenhidraacutetok (elsősorban D konfiguraacutecioacute)gyoacutegyszerek

Az első kiraacutelis vegyuumllet kialakulaacutesa

az elemi reacuteszek gyenge koumllcsoumlnhataacutesaacutenakiraacutenyfuumlggeacuteseacutevel van kapcsolatban

autokataliacutezis

a termeacuteszet nem tuumlkoumlrszimmetrikus (a termeacuteszet homokiraacutelis)

Oslash125

Az optikai aktivitaacuteseredete szeacutenhidraacutetokkiralitaacutescentrumaacutenakkieacutepuumlleacutese a termeacuteszetben

Oslash126

Oslash127

• Slide Number 1
• Slide Number 2
• Slide Number 3
• Slide Number 4
• Slide Number 5
• Slide Number 6
• Slide Number 7
• Izomeacuteria
• Slide Number 9
• Slide Number 10
• Slide Number 11
• Slide Number 12
• Slide Number 13
• Slide Number 14
• Slide Number 15
• Slide Number 16
• Slide Number 17
• Slide Number 18
• Szerkezeti izomeacuteria
• Slide Number 20
• Slide Number 21
• Slide Number 22
• Slide Number 23
• Slide Number 24
• A tautomeacuteria tiacutepusai
• Slide Number 26
• Slide Number 27
• Slide Number 28
• Slide Number 29
• Slide Number 30
• Sztereoizomeacuteria
• Slide Number 32
• Slide Number 33
• Slide Number 34
• Slide Number 35
• Slide Number 36
• Slide Number 37
• Slide Number 38
• Slide Number 39
• Slide Number 40
• Slide Number 41
• Slide Number 42
• Slide Number 43
• Slide Number 44
• Slide Number 45
• Slide Number 46
• Slide Number 47
• Tovaacutebbi kiralitaacutes tiacutepusok
• Slide Number 49
• Slide Number 50
• Slide Number 51
• Slide Number 52
• Slide Number 53
• Slide Number 54
• Slide Number 55
• Slide Number 56
• Slide Number 57
• Toumlbb kiralitaacuteskoumlzpont
• Slide Number 59
• Slide Number 60
• Slide Number 61
• Slide Number 62
• Slide Number 63
• Slide Number 64
• Slide Number 65
• Slide Number 66
• Slide Number 67
• Slide Number 68
• Slide Number 69
• Slide Number 70
• Slide Number 71
• Slide Number 72
• Slide Number 73
• Slide Number 74
• Slide Number 75
• Konfiguraacutecioacutes izomeacuteria
• Slide Number 77
• Slide Number 78
• Slide Number 79
• Slide Number 80
• Slide Number 81
• Slide Number 82
• Slide Number 83
• Slide Number 84
• Slide Number 85
• Slide Number 86
• Slide Number 87
• Slide Number 88
• Slide Number 89
• Slide Number 90
• Slide Number 91
• Slide Number 92
• Slide Number 93
• Slide Number 94
• Slide Number 95
• Slide Number 96
• Slide Number 97
• Slide Number 98
• Slide Number 99
• Slide Number 100
• Slide Number 101
• Slide Number 102
• Slide Number 103
• Slide Number 104
• Slide Number 105
• Slide Number 106
• Slide Number 107
• Slide Number 108
• Slide Number 109
• Slide Number 110
• Slide Number 111
• Slide Number 112
• Slide Number 113
• Slide Number 114
• Slide Number 115
• Slide Number 116
• Slide Number 117
• Slide Number 118
• Slide Number 119
• Slide Number 120
• Slide Number 121
• Slide Number 122
• Slide Number 123
• Slide Number 124
• Slide Number 125
• Slide Number 126
• Slide Number 127

szinperiplanaacuteris szinklinaacutelis antiklinaacutelis antiperiplanaacuteris antiklinaacutelis szinklinaacutelis

pszeudorotaacutecioacute

axiaacutelis ekvatoriaacutelis

Konformerek

kiraacutelis kiraacutelisakiraacutelis akiraacutelis

97

C CCH3

CH3 HH

HHC C

CH3H3C

HHHH

Konfiguraacutecioacutes diasztereomerek

Konformaacutecioacutes diasztereomerek

C CH H

CH3H3CCC

HH3C

H CH3

98

- huacutezaacutes (stretch)

- hajliacutetaacutes (bend)

- csavaraacutes (torsion)

O OH

Hr 1r 2

r 2

O OH

H

α

OH

OH

τ (φ)

Oslash99

O OH

H

HOOH

OOH

HE

α30 kcalmol

Hajliacutetaacutes bend

Huacutezaacutes (nyuacutejtaacutes) stretch

disszociaacutecioacute

E

r

~ 90 ~ 50 kcalmol

HOO + H

HO + HO

Oslash100

H

H

H

O OH

H

1 kcalmol

~ 10kcalmol

(torzioacutes szoumlg)τ

Newman projekcioacute

H H

0o 60o 180o 300o 360o

OO

H

H

HHH HH

Oslash101

CH2 CH2Y ZY = Z = H

Y = Z = CH3

etaacuten

n-butaacuten

300o 360o240o180o120o60o0o

0o120o- 60o-180o-240o-300o-360o-

oacutera jaacuteraacutesaacuteval megegyező

oacutera jaacuteraacutesaacuteval ellenteacutetes

ZY

Z

Y

ZY

Z

Y

Z

Y

ZYZY

syn antisynperiplanar synklinal antiklinal antiperiplanar antiklinal synklinal

102

CCH

H H

HH

HH H

H

H

H H

CCH

H H

H

H HH H

HH

HH

0o 120o 240o 360o

12 M

m

M12 M M

mm

Θ

M = m

E(Θ)

minimum

Maximum

103

HHH H

CH3CH3

HHH H

CH3CH3

H

HH H

CH3

CH3

E

0deg dieacutederes szoumlg

E szabadentalpia-kuumlloumlnbseacuteg

58

29

07

(kcal)

H H

H3CH CH3

H

H H

H3CH H

CH3

H3C CH3

H HH

H

CH3HH H

CH3H

060deg 120deg 180deg 240deg 300deg 360deg

szinperiplanaacuteris szinklinaacutelis antiklinaacutelis antiperiplanaacuteris antiklinaacutelis szinklinaacutelis104

∆G0 = G01 - G0

2

K = e∆G0

RT

∆G = - RT ln K∆G = ∆H - T∆S

∆H = 074

∆S = 2 K = 19

gauche ndash anti araacuteny

minden gauche konformerre keacutet anti forma jut K= [a][g] Oslash105

0o

0o

60o

60o

120o

120o

180o

180o

240o

240o

300o

300o 360o

360o

RELA

T

IacuteV

ENERGIA

ANTI EFFEKTUS

GAUCHE EFFEKTUS

EXTREacuteMGAUCHE

EFFEKTUS

H

H H

H H

H

CH3

H H

H H

CH3

TORZIOacuteS SZOumlG

ZY

Z

YZ

Y

Z

Y

ZY

ZY ZY

F

H H

OH

repulsions

F

H H

H 106

attractiveinteractions

orbitalinteractions

antiperiplanarposition

Anti-effect

107

repulsions

F

H H

OH

repulsions

F

H H

H

Extrem gauche effect

108

C-F

C-H

C-F

C-HC-C C-C

Oslash109

CikloalkaacutenokGyűrűfeszuumlltseacuteg

Hipotetikus planaacuteris rendszerek

Baeyer vegyeacuterteacutekszoumlg-deformaacutecioacute (angulaacuterisgyűrű feszuumlleacutes)

Pitzer anti-aacutellaacuteshoz keacutepesti energiatoumlbblet (torzioacutes feszuumlleacutes)

van der Waals nemkoumltő atomok szterikus koumllcsoumlnhataacutesa

Nem planaacuteris vegyuumlletek

CC C

C

C

boriacuteteacutek

C C C

C

Ctwist

pszeudorotaacutecioacute

CC

C C

V-alakuacute

CCC

CCC

szeacutek110

3 4 5 6 7 8 9 10Gyűrűtagszaacutem

Gyűrű

feszuumlleacutes

kcalmol

hataacutereacuterteacutek

111

Cl

H

H

H

Cl

H

H

Cl

H

H

Cl

H

Cl

H

H

H

H

Cl

mezo SS RR

cisz transz

Ciklopropaacuten

C

C

HOOC

HOOC

H

HOH

OH

S

R

C

C

HOOC

HOOC

OH

HH

OHR

RC

C

COOH

COOH

HO

HH

HOS

S

intramolekulaacuteristuumlkoumlrsiacutek

diasztereomerek diasztereomerek

enantiomerek 112

Ea(a e)

∆Ea+∆E

∆E

Ea(a e)

Z

Hkb 5szeacutek

ZH

kb 95szeacutek

kb 2 kcal

csavartkaacuted

csavartkaacuted

kaacuted

ZH

feacutelszeacutekfeacutelszeacutek

ZH

Ciklohexaacuten

113

A 3-3 nemszomszeacutedos szeacutenatom aacuteltal definiaacutelt siacutekokra

merőleges koumlteacutesiraacutenyok axiaacutelis

A toumlbbi koumlteacutes e keacutet siacutek koumlzoumltt van ekvatoriaacutelis

Pszeudorotaacutecioacute a gyűrűs vegyuumlletek konformerjei

szoumlgfeszuumlltseacuteg neacutelkuumll alakulnak egymaacutesba

114

transz 12-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

cisz 12-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

Z

H

Z

H Z

HZ

Ha

eae

Z

HZ

H

Z

H

Z

H

a

e

ae

115

transz 13-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

cisz 13-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

Z

HZ

H

Z

H Z

H

a

e ae

Z

HZ

HZ

H

Z

H

a

e

ae

116

H

Z

Z

H

H

Z Z

Ha

ea

e

transz 14-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

Z

HZ

H

H

Z

Z

Ha

ea

e

cisz 14-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

117

Oslash118

8 CO2 + 8 H2O

- 12483 kcalmol - 12468 kcalmol

15 kcalmol

CH3

CH3H

H

+ 12 O2

cisz-12-dimetilciklohexaacuten

CH3

H

H

CH3

transz-12-dimetilciklohexaacuten

+ 12 O2

119

Diszubsztituaacutelt ciklohexaacutenokszerkezeti izomerjeinek konformaacutecioacutes viszonyai

Szerkezeti izomer Geometriai izomercisz transz

12

14

ae aa

ea ee

13aa ae

ee ea

120

Oslash121

BrNH2

Br

NH23a 2b

NH2

Br

Br

NH24a 1b

NH2

Br

Br

NH2

1b 4a

NH2

Br

NH2

Br2b 3a

NH2

Br

Br

NH23b 2a

Br

NH2

BrNH24b 1a

Konformaacutecioacutes Konformaacutecioacutes

BrNH2 Br

NH2

1a 4b

Br

NH2

BrNH2

2a 3b

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesenantiomerek

Konfiguraacutecioacutesenantiomerek

diasztereomerek diasztereomerek

12-helyzetben kuumlloumlnboumlző helyettesiacutetőket tartalmazoacute ciklohexaacuten szaacutermazeacutekokkonfiguraacutecioacutes eacutes konformaacutecioacutes viszonyai

Oslash122

H

H

H

HH

H

H

H

Dekalin

cisz transz

123

transz-transz-transzanellaacutecioacute

cisz-transz-transzanellaacutecioacute

DC

BA

DC

BA

H H

R

H

H H

H

H

H

R

H H

DCBA

R

H

H

H

H

H

H

DCBA

R

H

H

H

H

H

H

CH3

CH3

CH3

CH3

Oslash124

A kiralitaacutes kialakulaacutesa eacutes bioloacutegiai jelentőseacutege

Kiraacutelis vegyuumlletek

termeacuteszetes aminosavak (elsősorban L konfiguraacutecioacute)peptidek enzimektermeacuteszetes szeacutenhidraacutetok (elsősorban D konfiguraacutecioacute)gyoacutegyszerek

Az első kiraacutelis vegyuumllet kialakulaacutesa

az elemi reacuteszek gyenge koumllcsoumlnhataacutesaacutenakiraacutenyfuumlggeacuteseacutevel van kapcsolatban

autokataliacutezis

a termeacuteszet nem tuumlkoumlrszimmetrikus (a termeacuteszet homokiraacutelis)

Oslash125

Az optikai aktivitaacuteseredete szeacutenhidraacutetokkiralitaacutescentrumaacutenakkieacutepuumlleacutese a termeacuteszetben

Oslash126

Oslash127

• Slide Number 1
• Slide Number 2
• Slide Number 3
• Slide Number 4
• Slide Number 5
• Slide Number 6
• Slide Number 7
• Izomeacuteria
• Slide Number 9
• Slide Number 10
• Slide Number 11
• Slide Number 12
• Slide Number 13
• Slide Number 14
• Slide Number 15
• Slide Number 16
• Slide Number 17
• Slide Number 18
• Szerkezeti izomeacuteria
• Slide Number 20
• Slide Number 21
• Slide Number 22
• Slide Number 23
• Slide Number 24
• A tautomeacuteria tiacutepusai
• Slide Number 26
• Slide Number 27
• Slide Number 28
• Slide Number 29
• Slide Number 30
• Sztereoizomeacuteria
• Slide Number 32
• Slide Number 33
• Slide Number 34
• Slide Number 35
• Slide Number 36
• Slide Number 37
• Slide Number 38
• Slide Number 39
• Slide Number 40
• Slide Number 41
• Slide Number 42
• Slide Number 43
• Slide Number 44
• Slide Number 45
• Slide Number 46
• Slide Number 47
• Tovaacutebbi kiralitaacutes tiacutepusok
• Slide Number 49
• Slide Number 50
• Slide Number 51
• Slide Number 52
• Slide Number 53
• Slide Number 54
• Slide Number 55
• Slide Number 56
• Slide Number 57
• Toumlbb kiralitaacuteskoumlzpont
• Slide Number 59
• Slide Number 60
• Slide Number 61
• Slide Number 62
• Slide Number 63
• Slide Number 64
• Slide Number 65
• Slide Number 66
• Slide Number 67
• Slide Number 68
• Slide Number 69
• Slide Number 70
• Slide Number 71
• Slide Number 72
• Slide Number 73
• Slide Number 74
• Slide Number 75
• Konfiguraacutecioacutes izomeacuteria
• Slide Number 77
• Slide Number 78
• Slide Number 79
• Slide Number 80
• Slide Number 81
• Slide Number 82
• Slide Number 83
• Slide Number 84
• Slide Number 85
• Slide Number 86
• Slide Number 87
• Slide Number 88
• Slide Number 89
• Slide Number 90
• Slide Number 91
• Slide Number 92
• Slide Number 93
• Slide Number 94
• Slide Number 95
• Slide Number 96
• Slide Number 97
• Slide Number 98
• Slide Number 99
• Slide Number 100
• Slide Number 101
• Slide Number 102
• Slide Number 103
• Slide Number 104
• Slide Number 105
• Slide Number 106
• Slide Number 107
• Slide Number 108
• Slide Number 109
• Slide Number 110
• Slide Number 111
• Slide Number 112
• Slide Number 113
• Slide Number 114
• Slide Number 115
• Slide Number 116
• Slide Number 117
• Slide Number 118
• Slide Number 119
• Slide Number 120
• Slide Number 121
• Slide Number 122
• Slide Number 123
• Slide Number 124
• Slide Number 125
• Slide Number 126
• Slide Number 127

C CCH3

CH3 HH

HHC C

CH3H3C

HHHH

Konfiguraacutecioacutes diasztereomerek

Konformaacutecioacutes diasztereomerek

C CH H

CH3H3CCC

HH3C

H CH3

98

- huacutezaacutes (stretch)

- hajliacutetaacutes (bend)

- csavaraacutes (torsion)

O OH

Hr 1r 2

r 2

O OH

H

α

OH

OH

τ (φ)

Oslash99

O OH

H

HOOH

OOH

HE

α30 kcalmol

Hajliacutetaacutes bend

Huacutezaacutes (nyuacutejtaacutes) stretch

disszociaacutecioacute

E

r

~ 90 ~ 50 kcalmol

HOO + H

HO + HO

Oslash100

H

H

H

O OH

H

1 kcalmol

~ 10kcalmol

(torzioacutes szoumlg)τ

Newman projekcioacute

H H

0o 60o 180o 300o 360o

OO

H

H

HHH HH

Oslash101

CH2 CH2Y ZY = Z = H

Y = Z = CH3

etaacuten

n-butaacuten

300o 360o240o180o120o60o0o

0o120o- 60o-180o-240o-300o-360o-

oacutera jaacuteraacutesaacuteval megegyező

oacutera jaacuteraacutesaacuteval ellenteacutetes

ZY

Z

Y

ZY

Z

Y

Z

Y

ZYZY

syn antisynperiplanar synklinal antiklinal antiperiplanar antiklinal synklinal

102

CCH

H H

HH

HH H

H

H

H H

CCH

H H

H

H HH H

HH

HH

0o 120o 240o 360o

12 M

m

M12 M M

mm

Θ

M = m

E(Θ)

minimum

Maximum

103

HHH H

CH3CH3

HHH H

CH3CH3

H

HH H

CH3

CH3

E

0deg dieacutederes szoumlg

E szabadentalpia-kuumlloumlnbseacuteg

58

29

07

(kcal)

H H

H3CH CH3

H

H H

H3CH H

CH3

H3C CH3

H HH

H

CH3HH H

CH3H

060deg 120deg 180deg 240deg 300deg 360deg

szinperiplanaacuteris szinklinaacutelis antiklinaacutelis antiperiplanaacuteris antiklinaacutelis szinklinaacutelis104

∆G0 = G01 - G0

2

K = e∆G0

RT

∆G = - RT ln K∆G = ∆H - T∆S

∆H = 074

∆S = 2 K = 19

gauche ndash anti araacuteny

minden gauche konformerre keacutet anti forma jut K= [a][g] Oslash105

0o

0o

60o

60o

120o

120o

180o

180o

240o

240o

300o

300o 360o

360o

RELA

T

IacuteV

ENERGIA

ANTI EFFEKTUS

GAUCHE EFFEKTUS

EXTREacuteMGAUCHE

EFFEKTUS

H

H H

H H

H

CH3

H H

H H

CH3

TORZIOacuteS SZOumlG

ZY

Z

YZ

Y

Z

Y

ZY

ZY ZY

F

H H

OH

repulsions

F

H H

H 106

attractiveinteractions

orbitalinteractions

antiperiplanarposition

Anti-effect

107

repulsions

F

H H

OH

repulsions

F

H H

H

Extrem gauche effect

108

C-F

C-H

C-F

C-HC-C C-C

Oslash109

CikloalkaacutenokGyűrűfeszuumlltseacuteg

Hipotetikus planaacuteris rendszerek

Baeyer vegyeacuterteacutekszoumlg-deformaacutecioacute (angulaacuterisgyűrű feszuumlleacutes)

Pitzer anti-aacutellaacuteshoz keacutepesti energiatoumlbblet (torzioacutes feszuumlleacutes)

van der Waals nemkoumltő atomok szterikus koumllcsoumlnhataacutesa

Nem planaacuteris vegyuumlletek

CC C

C

C

boriacuteteacutek

C C C

C

Ctwist

pszeudorotaacutecioacute

CC

C C

V-alakuacute

CCC

CCC

szeacutek110

3 4 5 6 7 8 9 10Gyűrűtagszaacutem

Gyűrű

feszuumlleacutes

kcalmol

hataacutereacuterteacutek

111

Cl

H

H

H

Cl

H

H

Cl

H

H

Cl

H

Cl

H

H

H

H

Cl

mezo SS RR

cisz transz

Ciklopropaacuten

C

C

HOOC

HOOC

H

HOH

OH

S

R

C

C

HOOC

HOOC

OH

HH

OHR

RC

C

COOH

COOH

HO

HH

HOS

S

intramolekulaacuteristuumlkoumlrsiacutek

diasztereomerek diasztereomerek

enantiomerek 112

Ea(a e)

∆Ea+∆E

∆E

Ea(a e)

Z

Hkb 5szeacutek

ZH

kb 95szeacutek

kb 2 kcal

csavartkaacuted

csavartkaacuted

kaacuted

ZH

feacutelszeacutekfeacutelszeacutek

ZH

Ciklohexaacuten

113

A 3-3 nemszomszeacutedos szeacutenatom aacuteltal definiaacutelt siacutekokra

merőleges koumlteacutesiraacutenyok axiaacutelis

A toumlbbi koumlteacutes e keacutet siacutek koumlzoumltt van ekvatoriaacutelis

Pszeudorotaacutecioacute a gyűrűs vegyuumlletek konformerjei

szoumlgfeszuumlltseacuteg neacutelkuumll alakulnak egymaacutesba

114

transz 12-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

cisz 12-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

Z

H

Z

H Z

HZ

Ha

eae

Z

HZ

H

Z

H

Z

H

a

e

ae

115

transz 13-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

cisz 13-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

Z

HZ

H

Z

H Z

H

a

e ae

Z

HZ

HZ

H

Z

H

a

e

ae

116

H

Z

Z

H

H

Z Z

Ha

ea

e

transz 14-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

Z

HZ

H

H

Z

Z

Ha

ea

e

cisz 14-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

117

Oslash118

8 CO2 + 8 H2O

- 12483 kcalmol - 12468 kcalmol

15 kcalmol

CH3

CH3H

H

+ 12 O2

cisz-12-dimetilciklohexaacuten

CH3

H

H

CH3

transz-12-dimetilciklohexaacuten

+ 12 O2

119

Diszubsztituaacutelt ciklohexaacutenokszerkezeti izomerjeinek konformaacutecioacutes viszonyai

Szerkezeti izomer Geometriai izomercisz transz

12

14

ae aa

ea ee

13aa ae

ee ea

120

Oslash121

BrNH2

Br

NH23a 2b

NH2

Br

Br

NH24a 1b

NH2

Br

Br

NH2

1b 4a

NH2

Br

NH2

Br2b 3a

NH2

Br

Br

NH23b 2a

Br

NH2

BrNH24b 1a

Konformaacutecioacutes Konformaacutecioacutes

BrNH2 Br

NH2

1a 4b

Br

NH2

BrNH2

2a 3b

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesenantiomerek

Konfiguraacutecioacutesenantiomerek

diasztereomerek diasztereomerek

12-helyzetben kuumlloumlnboumlző helyettesiacutetőket tartalmazoacute ciklohexaacuten szaacutermazeacutekokkonfiguraacutecioacutes eacutes konformaacutecioacutes viszonyai

Oslash122

H

H

H

HH

H

H

H

Dekalin

cisz transz

123

transz-transz-transzanellaacutecioacute

cisz-transz-transzanellaacutecioacute

DC

BA

DC

BA

H H

R

H

H H

H

H

H

R

H H

DCBA

R

H

H

H

H

H

H

DCBA

R

H

H

H

H

H

H

CH3

CH3

CH3

CH3

Oslash124

A kiralitaacutes kialakulaacutesa eacutes bioloacutegiai jelentőseacutege

Kiraacutelis vegyuumlletek

termeacuteszetes aminosavak (elsősorban L konfiguraacutecioacute)peptidek enzimektermeacuteszetes szeacutenhidraacutetok (elsősorban D konfiguraacutecioacute)gyoacutegyszerek

Az első kiraacutelis vegyuumllet kialakulaacutesa

az elemi reacuteszek gyenge koumllcsoumlnhataacutesaacutenakiraacutenyfuumlggeacuteseacutevel van kapcsolatban

autokataliacutezis

a termeacuteszet nem tuumlkoumlrszimmetrikus (a termeacuteszet homokiraacutelis)

Oslash125

Az optikai aktivitaacuteseredete szeacutenhidraacutetokkiralitaacutescentrumaacutenakkieacutepuumlleacutese a termeacuteszetben

Oslash126

Oslash127

• Slide Number 1
• Slide Number 2
• Slide Number 3
• Slide Number 4
• Slide Number 5
• Slide Number 6
• Slide Number 7
• Izomeacuteria
• Slide Number 9
• Slide Number 10
• Slide Number 11
• Slide Number 12
• Slide Number 13
• Slide Number 14
• Slide Number 15
• Slide Number 16
• Slide Number 17
• Slide Number 18
• Szerkezeti izomeacuteria
• Slide Number 20
• Slide Number 21
• Slide Number 22
• Slide Number 23
• Slide Number 24
• A tautomeacuteria tiacutepusai
• Slide Number 26
• Slide Number 27
• Slide Number 28
• Slide Number 29
• Slide Number 30
• Sztereoizomeacuteria
• Slide Number 32
• Slide Number 33
• Slide Number 34
• Slide Number 35
• Slide Number 36
• Slide Number 37
• Slide Number 38
• Slide Number 39
• Slide Number 40
• Slide Number 41
• Slide Number 42
• Slide Number 43
• Slide Number 44
• Slide Number 45
• Slide Number 46
• Slide Number 47
• Tovaacutebbi kiralitaacutes tiacutepusok
• Slide Number 49
• Slide Number 50
• Slide Number 51
• Slide Number 52
• Slide Number 53
• Slide Number 54
• Slide Number 55
• Slide Number 56
• Slide Number 57
• Toumlbb kiralitaacuteskoumlzpont
• Slide Number 59
• Slide Number 60
• Slide Number 61
• Slide Number 62
• Slide Number 63
• Slide Number 64
• Slide Number 65
• Slide Number 66
• Slide Number 67
• Slide Number 68
• Slide Number 69
• Slide Number 70
• Slide Number 71
• Slide Number 72
• Slide Number 73
• Slide Number 74
• Slide Number 75
• Konfiguraacutecioacutes izomeacuteria
• Slide Number 77
• Slide Number 78
• Slide Number 79
• Slide Number 80
• Slide Number 81
• Slide Number 82
• Slide Number 83
• Slide Number 84
• Slide Number 85
• Slide Number 86
• Slide Number 87
• Slide Number 88
• Slide Number 89
• Slide Number 90
• Slide Number 91
• Slide Number 92
• Slide Number 93
• Slide Number 94
• Slide Number 95
• Slide Number 96
• Slide Number 97
• Slide Number 98
• Slide Number 99
• Slide Number 100
• Slide Number 101
• Slide Number 102
• Slide Number 103
• Slide Number 104
• Slide Number 105
• Slide Number 106
• Slide Number 107
• Slide Number 108
• Slide Number 109
• Slide Number 110
• Slide Number 111
• Slide Number 112
• Slide Number 113
• Slide Number 114
• Slide Number 115
• Slide Number 116
• Slide Number 117
• Slide Number 118
• Slide Number 119
• Slide Number 120
• Slide Number 121
• Slide Number 122
• Slide Number 123
• Slide Number 124
• Slide Number 125
• Slide Number 126
• Slide Number 127

- huacutezaacutes (stretch)

- hajliacutetaacutes (bend)

- csavaraacutes (torsion)

O OH

Hr 1r 2

r 2

O OH

H

α

OH

OH

τ (φ)

Oslash99

O OH

H

HOOH

OOH

HE

α30 kcalmol

Hajliacutetaacutes bend

Huacutezaacutes (nyuacutejtaacutes) stretch

disszociaacutecioacute

E

r

~ 90 ~ 50 kcalmol

HOO + H

HO + HO

Oslash100

H

H

H

O OH

H

1 kcalmol

~ 10kcalmol

(torzioacutes szoumlg)τ

Newman projekcioacute

H H

0o 60o 180o 300o 360o

OO

H

H

HHH HH

Oslash101

CH2 CH2Y ZY = Z = H

Y = Z = CH3

etaacuten

n-butaacuten

300o 360o240o180o120o60o0o

0o120o- 60o-180o-240o-300o-360o-

oacutera jaacuteraacutesaacuteval megegyező

oacutera jaacuteraacutesaacuteval ellenteacutetes

ZY

Z

Y

ZY

Z

Y

Z

Y

ZYZY

syn antisynperiplanar synklinal antiklinal antiperiplanar antiklinal synklinal

102

CCH

H H

HH

HH H

H

H

H H

CCH

H H

H

H HH H

HH

HH

0o 120o 240o 360o

12 M

m

M12 M M

mm

Θ

M = m

E(Θ)

minimum

Maximum

103

HHH H

CH3CH3

HHH H

CH3CH3

H

HH H

CH3

CH3

E

0deg dieacutederes szoumlg

E szabadentalpia-kuumlloumlnbseacuteg

58

29

07

(kcal)

H H

H3CH CH3

H

H H

H3CH H

CH3

H3C CH3

H HH

H

CH3HH H

CH3H

060deg 120deg 180deg 240deg 300deg 360deg

szinperiplanaacuteris szinklinaacutelis antiklinaacutelis antiperiplanaacuteris antiklinaacutelis szinklinaacutelis104

∆G0 = G01 - G0

2

K = e∆G0

RT

∆G = - RT ln K∆G = ∆H - T∆S

∆H = 074

∆S = 2 K = 19

gauche ndash anti araacuteny

minden gauche konformerre keacutet anti forma jut K= [a][g] Oslash105

0o

0o

60o

60o

120o

120o

180o

180o

240o

240o

300o

300o 360o

360o

RELA

T

IacuteV

ENERGIA

ANTI EFFEKTUS

GAUCHE EFFEKTUS

EXTREacuteMGAUCHE

EFFEKTUS

H

H H

H H

H

CH3

H H

H H

CH3

TORZIOacuteS SZOumlG

ZY

Z

YZ

Y

Z

Y

ZY

ZY ZY

F

H H

OH

repulsions

F

H H

H 106

attractiveinteractions

orbitalinteractions

antiperiplanarposition

Anti-effect

107

repulsions

F

H H

OH

repulsions

F

H H

H

Extrem gauche effect

108

C-F

C-H

C-F

C-HC-C C-C

Oslash109

CikloalkaacutenokGyűrűfeszuumlltseacuteg

Hipotetikus planaacuteris rendszerek

Baeyer vegyeacuterteacutekszoumlg-deformaacutecioacute (angulaacuterisgyűrű feszuumlleacutes)

Pitzer anti-aacutellaacuteshoz keacutepesti energiatoumlbblet (torzioacutes feszuumlleacutes)

van der Waals nemkoumltő atomok szterikus koumllcsoumlnhataacutesa

Nem planaacuteris vegyuumlletek

CC C

C

C

boriacuteteacutek

C C C

C

Ctwist

pszeudorotaacutecioacute

CC

C C

V-alakuacute

CCC

CCC

szeacutek110

3 4 5 6 7 8 9 10Gyűrűtagszaacutem

Gyűrű

feszuumlleacutes

kcalmol

hataacutereacuterteacutek

111

Cl

H

H

H

Cl

H

H

Cl

H

H

Cl

H

Cl

H

H

H

H

Cl

mezo SS RR

cisz transz

Ciklopropaacuten

C

C

HOOC

HOOC

H

HOH

OH

S

R

C

C

HOOC

HOOC

OH

HH

OHR

RC

C

COOH

COOH

HO

HH

HOS

S

intramolekulaacuteristuumlkoumlrsiacutek

diasztereomerek diasztereomerek

enantiomerek 112

Ea(a e)

∆Ea+∆E

∆E

Ea(a e)

Z

Hkb 5szeacutek

ZH

kb 95szeacutek

kb 2 kcal

csavartkaacuted

csavartkaacuted

kaacuted

ZH

feacutelszeacutekfeacutelszeacutek

ZH

Ciklohexaacuten

113

A 3-3 nemszomszeacutedos szeacutenatom aacuteltal definiaacutelt siacutekokra

merőleges koumlteacutesiraacutenyok axiaacutelis

A toumlbbi koumlteacutes e keacutet siacutek koumlzoumltt van ekvatoriaacutelis

Pszeudorotaacutecioacute a gyűrűs vegyuumlletek konformerjei

szoumlgfeszuumlltseacuteg neacutelkuumll alakulnak egymaacutesba

114

transz 12-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

cisz 12-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

Z

H

Z

H Z

HZ

Ha

eae

Z

HZ

H

Z

H

Z

H

a

e

ae

115

transz 13-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

cisz 13-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

Z

HZ

H

Z

H Z

H

a

e ae

Z

HZ

HZ

H

Z

H

a

e

ae

116

H

Z

Z

H

H

Z Z

Ha

ea

e

transz 14-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

Z

HZ

H

H

Z

Z

Ha

ea

e

cisz 14-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

117

Oslash118

8 CO2 + 8 H2O

- 12483 kcalmol - 12468 kcalmol

15 kcalmol

CH3

CH3H

H

+ 12 O2

cisz-12-dimetilciklohexaacuten

CH3

H

H

CH3

transz-12-dimetilciklohexaacuten

+ 12 O2

119

Diszubsztituaacutelt ciklohexaacutenokszerkezeti izomerjeinek konformaacutecioacutes viszonyai

Szerkezeti izomer Geometriai izomercisz transz

12

14

ae aa

ea ee

13aa ae

ee ea

120

Oslash121

BrNH2

Br

NH23a 2b

NH2

Br

Br

NH24a 1b

NH2

Br

Br

NH2

1b 4a

NH2

Br

NH2

Br2b 3a

NH2

Br

Br

NH23b 2a

Br

NH2

BrNH24b 1a

Konformaacutecioacutes Konformaacutecioacutes

BrNH2 Br

NH2

1a 4b

Br

NH2

BrNH2

2a 3b

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesenantiomerek

Konfiguraacutecioacutesenantiomerek

diasztereomerek diasztereomerek

12-helyzetben kuumlloumlnboumlző helyettesiacutetőket tartalmazoacute ciklohexaacuten szaacutermazeacutekokkonfiguraacutecioacutes eacutes konformaacutecioacutes viszonyai

Oslash122

H

H

H

HH

H

H

H

Dekalin

cisz transz

123

transz-transz-transzanellaacutecioacute

cisz-transz-transzanellaacutecioacute

DC

BA

DC

BA

H H

R

H

H H

H

H

H

R

H H

DCBA

R

H

H

H

H

H

H

DCBA

R

H

H

H

H

H

H

CH3

CH3

CH3

CH3

Oslash124

A kiralitaacutes kialakulaacutesa eacutes bioloacutegiai jelentőseacutege

Kiraacutelis vegyuumlletek

termeacuteszetes aminosavak (elsősorban L konfiguraacutecioacute)peptidek enzimektermeacuteszetes szeacutenhidraacutetok (elsősorban D konfiguraacutecioacute)gyoacutegyszerek

Az első kiraacutelis vegyuumllet kialakulaacutesa

az elemi reacuteszek gyenge koumllcsoumlnhataacutesaacutenakiraacutenyfuumlggeacuteseacutevel van kapcsolatban

autokataliacutezis

a termeacuteszet nem tuumlkoumlrszimmetrikus (a termeacuteszet homokiraacutelis)

Oslash125

Az optikai aktivitaacuteseredete szeacutenhidraacutetokkiralitaacutescentrumaacutenakkieacutepuumlleacutese a termeacuteszetben

Oslash126

Oslash127

• Slide Number 1
• Slide Number 2
• Slide Number 3
• Slide Number 4
• Slide Number 5
• Slide Number 6
• Slide Number 7
• Izomeacuteria
• Slide Number 9
• Slide Number 10
• Slide Number 11
• Slide Number 12
• Slide Number 13
• Slide Number 14
• Slide Number 15
• Slide Number 16
• Slide Number 17
• Slide Number 18
• Szerkezeti izomeacuteria
• Slide Number 20
• Slide Number 21
• Slide Number 22
• Slide Number 23
• Slide Number 24
• A tautomeacuteria tiacutepusai
• Slide Number 26
• Slide Number 27
• Slide Number 28
• Slide Number 29
• Slide Number 30
• Sztereoizomeacuteria
• Slide Number 32
• Slide Number 33
• Slide Number 34
• Slide Number 35
• Slide Number 36
• Slide Number 37
• Slide Number 38
• Slide Number 39
• Slide Number 40
• Slide Number 41
• Slide Number 42
• Slide Number 43
• Slide Number 44
• Slide Number 45
• Slide Number 46
• Slide Number 47
• Tovaacutebbi kiralitaacutes tiacutepusok
• Slide Number 49
• Slide Number 50
• Slide Number 51
• Slide Number 52
• Slide Number 53
• Slide Number 54
• Slide Number 55
• Slide Number 56
• Slide Number 57
• Toumlbb kiralitaacuteskoumlzpont
• Slide Number 59
• Slide Number 60
• Slide Number 61
• Slide Number 62
• Slide Number 63
• Slide Number 64
• Slide Number 65
• Slide Number 66
• Slide Number 67
• Slide Number 68
• Slide Number 69
• Slide Number 70
• Slide Number 71
• Slide Number 72
• Slide Number 73
• Slide Number 74
• Slide Number 75
• Konfiguraacutecioacutes izomeacuteria
• Slide Number 77
• Slide Number 78
• Slide Number 79
• Slide Number 80
• Slide Number 81
• Slide Number 82
• Slide Number 83
• Slide Number 84
• Slide Number 85
• Slide Number 86
• Slide Number 87
• Slide Number 88
• Slide Number 89
• Slide Number 90
• Slide Number 91
• Slide Number 92
• Slide Number 93
• Slide Number 94
• Slide Number 95
• Slide Number 96
• Slide Number 97
• Slide Number 98
• Slide Number 99
• Slide Number 100
• Slide Number 101
• Slide Number 102
• Slide Number 103
• Slide Number 104
• Slide Number 105
• Slide Number 106
• Slide Number 107
• Slide Number 108
• Slide Number 109
• Slide Number 110
• Slide Number 111
• Slide Number 112
• Slide Number 113
• Slide Number 114
• Slide Number 115
• Slide Number 116
• Slide Number 117
• Slide Number 118
• Slide Number 119
• Slide Number 120
• Slide Number 121
• Slide Number 122
• Slide Number 123
• Slide Number 124
• Slide Number 125
• Slide Number 126
• Slide Number 127

O OH

H

HOOH

OOH

HE

α30 kcalmol

Hajliacutetaacutes bend

Huacutezaacutes (nyuacutejtaacutes) stretch

disszociaacutecioacute

E

r

~ 90 ~ 50 kcalmol

HOO + H

HO + HO

Oslash100

H

H

H

O OH

H

1 kcalmol

~ 10kcalmol

(torzioacutes szoumlg)τ

Newman projekcioacute

H H

0o 60o 180o 300o 360o

OO

H

H

HHH HH

Oslash101

CH2 CH2Y ZY = Z = H

Y = Z = CH3

etaacuten

n-butaacuten

300o 360o240o180o120o60o0o

0o120o- 60o-180o-240o-300o-360o-

oacutera jaacuteraacutesaacuteval megegyező

oacutera jaacuteraacutesaacuteval ellenteacutetes

ZY

Z

Y

ZY

Z

Y

Z

Y

ZYZY

syn antisynperiplanar synklinal antiklinal antiperiplanar antiklinal synklinal

102

CCH

H H

HH

HH H

H

H

H H

CCH

H H

H

H HH H

HH

HH

0o 120o 240o 360o

12 M

m

M12 M M

mm

Θ

M = m

E(Θ)

minimum

Maximum

103

HHH H

CH3CH3

HHH H

CH3CH3

H

HH H

CH3

CH3

E

0deg dieacutederes szoumlg

E szabadentalpia-kuumlloumlnbseacuteg

58

29

07

(kcal)

H H

H3CH CH3

H

H H

H3CH H

CH3

H3C CH3

H HH

H

CH3HH H

CH3H

060deg 120deg 180deg 240deg 300deg 360deg

szinperiplanaacuteris szinklinaacutelis antiklinaacutelis antiperiplanaacuteris antiklinaacutelis szinklinaacutelis104

∆G0 = G01 - G0

2

K = e∆G0

RT

∆G = - RT ln K∆G = ∆H - T∆S

∆H = 074

∆S = 2 K = 19

gauche ndash anti araacuteny

minden gauche konformerre keacutet anti forma jut K= [a][g] Oslash105

0o

0o

60o

60o

120o

120o

180o

180o

240o

240o

300o

300o 360o

360o

RELA

T

IacuteV

ENERGIA

ANTI EFFEKTUS

GAUCHE EFFEKTUS

EXTREacuteMGAUCHE

EFFEKTUS

H

H H

H H

H

CH3

H H

H H

CH3

TORZIOacuteS SZOumlG

ZY

Z

YZ

Y

Z

Y

ZY

ZY ZY

F

H H

OH

repulsions

F

H H

H 106

attractiveinteractions

orbitalinteractions

antiperiplanarposition

Anti-effect

107

repulsions

F

H H

OH

repulsions

F

H H

H

Extrem gauche effect

108

C-F

C-H

C-F

C-HC-C C-C

Oslash109

CikloalkaacutenokGyűrűfeszuumlltseacuteg

Hipotetikus planaacuteris rendszerek

Baeyer vegyeacuterteacutekszoumlg-deformaacutecioacute (angulaacuterisgyűrű feszuumlleacutes)

Pitzer anti-aacutellaacuteshoz keacutepesti energiatoumlbblet (torzioacutes feszuumlleacutes)

van der Waals nemkoumltő atomok szterikus koumllcsoumlnhataacutesa

Nem planaacuteris vegyuumlletek

CC C

C

C

boriacuteteacutek

C C C

C

Ctwist

pszeudorotaacutecioacute

CC

C C

V-alakuacute

CCC

CCC

szeacutek110

3 4 5 6 7 8 9 10Gyűrűtagszaacutem

Gyűrű

feszuumlleacutes

kcalmol

hataacutereacuterteacutek

111

Cl

H

H

H

Cl

H

H

Cl

H

H

Cl

H

Cl

H

H

H

H

Cl

mezo SS RR

cisz transz

Ciklopropaacuten

C

C

HOOC

HOOC

H

HOH

OH

S

R

C

C

HOOC

HOOC

OH

HH

OHR

RC

C

COOH

COOH

HO

HH

HOS

S

intramolekulaacuteristuumlkoumlrsiacutek

diasztereomerek diasztereomerek

enantiomerek 112

Ea(a e)

∆Ea+∆E

∆E

Ea(a e)

Z

Hkb 5szeacutek

ZH

kb 95szeacutek

kb 2 kcal

csavartkaacuted

csavartkaacuted

kaacuted

ZH

feacutelszeacutekfeacutelszeacutek

ZH

Ciklohexaacuten

113

A 3-3 nemszomszeacutedos szeacutenatom aacuteltal definiaacutelt siacutekokra

merőleges koumlteacutesiraacutenyok axiaacutelis

A toumlbbi koumlteacutes e keacutet siacutek koumlzoumltt van ekvatoriaacutelis

Pszeudorotaacutecioacute a gyűrűs vegyuumlletek konformerjei

szoumlgfeszuumlltseacuteg neacutelkuumll alakulnak egymaacutesba

114

transz 12-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

cisz 12-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

Z

H

Z

H Z

HZ

Ha

eae

Z

HZ

H

Z

H

Z

H

a

e

ae

115

transz 13-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

cisz 13-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

Z

HZ

H

Z

H Z

H

a

e ae

Z

HZ

HZ

H

Z

H

a

e

ae

116

H

Z

Z

H

H

Z Z

Ha

ea

e

transz 14-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

Z

HZ

H

H

Z

Z

Ha

ea

e

cisz 14-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

117

Oslash118

8 CO2 + 8 H2O

- 12483 kcalmol - 12468 kcalmol

15 kcalmol

CH3

CH3H

H

+ 12 O2

cisz-12-dimetilciklohexaacuten

CH3

H

H

CH3

transz-12-dimetilciklohexaacuten

+ 12 O2

119

Diszubsztituaacutelt ciklohexaacutenokszerkezeti izomerjeinek konformaacutecioacutes viszonyai

Szerkezeti izomer Geometriai izomercisz transz

12

14

ae aa

ea ee

13aa ae

ee ea

120

Oslash121

BrNH2

Br

NH23a 2b

NH2

Br

Br

NH24a 1b

NH2

Br

Br

NH2

1b 4a

NH2

Br

NH2

Br2b 3a

NH2

Br

Br

NH23b 2a

Br

NH2

BrNH24b 1a

Konformaacutecioacutes Konformaacutecioacutes

BrNH2 Br

NH2

1a 4b

Br

NH2

BrNH2

2a 3b

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesenantiomerek

Konfiguraacutecioacutesenantiomerek

diasztereomerek diasztereomerek

12-helyzetben kuumlloumlnboumlző helyettesiacutetőket tartalmazoacute ciklohexaacuten szaacutermazeacutekokkonfiguraacutecioacutes eacutes konformaacutecioacutes viszonyai

Oslash122

H

H

H

HH

H

H

H

Dekalin

cisz transz

123

transz-transz-transzanellaacutecioacute

cisz-transz-transzanellaacutecioacute

DC

BA

DC

BA

H H

R

H

H H

H

H

H

R

H H

DCBA

R

H

H

H

H

H

H

DCBA

R

H

H

H

H

H

H

CH3

CH3

CH3

CH3

Oslash124

A kiralitaacutes kialakulaacutesa eacutes bioloacutegiai jelentőseacutege

Kiraacutelis vegyuumlletek

termeacuteszetes aminosavak (elsősorban L konfiguraacutecioacute)peptidek enzimektermeacuteszetes szeacutenhidraacutetok (elsősorban D konfiguraacutecioacute)gyoacutegyszerek

Az első kiraacutelis vegyuumllet kialakulaacutesa

az elemi reacuteszek gyenge koumllcsoumlnhataacutesaacutenakiraacutenyfuumlggeacuteseacutevel van kapcsolatban

autokataliacutezis

a termeacuteszet nem tuumlkoumlrszimmetrikus (a termeacuteszet homokiraacutelis)

Oslash125

Az optikai aktivitaacuteseredete szeacutenhidraacutetokkiralitaacutescentrumaacutenakkieacutepuumlleacutese a termeacuteszetben

Oslash126

Oslash127

• Slide Number 1
• Slide Number 2
• Slide Number 3
• Slide Number 4
• Slide Number 5
• Slide Number 6
• Slide Number 7
• Izomeacuteria
• Slide Number 9
• Slide Number 10
• Slide Number 11
• Slide Number 12
• Slide Number 13
• Slide Number 14
• Slide Number 15
• Slide Number 16
• Slide Number 17
• Slide Number 18
• Szerkezeti izomeacuteria
• Slide Number 20
• Slide Number 21
• Slide Number 22
• Slide Number 23
• Slide Number 24
• A tautomeacuteria tiacutepusai
• Slide Number 26
• Slide Number 27
• Slide Number 28
• Slide Number 29
• Slide Number 30
• Sztereoizomeacuteria
• Slide Number 32
• Slide Number 33
• Slide Number 34
• Slide Number 35
• Slide Number 36
• Slide Number 37
• Slide Number 38
• Slide Number 39
• Slide Number 40
• Slide Number 41
• Slide Number 42
• Slide Number 43
• Slide Number 44
• Slide Number 45
• Slide Number 46
• Slide Number 47
• Tovaacutebbi kiralitaacutes tiacutepusok
• Slide Number 49
• Slide Number 50
• Slide Number 51
• Slide Number 52
• Slide Number 53
• Slide Number 54
• Slide Number 55
• Slide Number 56
• Slide Number 57
• Toumlbb kiralitaacuteskoumlzpont
• Slide Number 59
• Slide Number 60
• Slide Number 61
• Slide Number 62
• Slide Number 63
• Slide Number 64
• Slide Number 65
• Slide Number 66
• Slide Number 67
• Slide Number 68
• Slide Number 69
• Slide Number 70
• Slide Number 71
• Slide Number 72
• Slide Number 73
• Slide Number 74
• Slide Number 75
• Konfiguraacutecioacutes izomeacuteria
• Slide Number 77
• Slide Number 78
• Slide Number 79
• Slide Number 80
• Slide Number 81
• Slide Number 82
• Slide Number 83
• Slide Number 84
• Slide Number 85
• Slide Number 86
• Slide Number 87
• Slide Number 88
• Slide Number 89
• Slide Number 90
• Slide Number 91
• Slide Number 92
• Slide Number 93
• Slide Number 94
• Slide Number 95
• Slide Number 96
• Slide Number 97
• Slide Number 98
• Slide Number 99
• Slide Number 100
• Slide Number 101
• Slide Number 102
• Slide Number 103
• Slide Number 104
• Slide Number 105
• Slide Number 106
• Slide Number 107
• Slide Number 108
• Slide Number 109
• Slide Number 110
• Slide Number 111
• Slide Number 112
• Slide Number 113
• Slide Number 114
• Slide Number 115
• Slide Number 116
• Slide Number 117
• Slide Number 118
• Slide Number 119
• Slide Number 120
• Slide Number 121
• Slide Number 122
• Slide Number 123
• Slide Number 124
• Slide Number 125
• Slide Number 126
• Slide Number 127

H

H

H

O OH

H

1 kcalmol

~ 10kcalmol

(torzioacutes szoumlg)τ

Newman projekcioacute

H H

0o 60o 180o 300o 360o

OO

H

H

HHH HH

Oslash101

CH2 CH2Y ZY = Z = H

Y = Z = CH3

etaacuten

n-butaacuten

300o 360o240o180o120o60o0o

0o120o- 60o-180o-240o-300o-360o-

oacutera jaacuteraacutesaacuteval megegyező

oacutera jaacuteraacutesaacuteval ellenteacutetes

ZY

Z

Y

ZY

Z

Y

Z

Y

ZYZY

syn antisynperiplanar synklinal antiklinal antiperiplanar antiklinal synklinal

102

CCH

H H

HH

HH H

H

H

H H

CCH

H H

H

H HH H

HH

HH

0o 120o 240o 360o

12 M

m

M12 M M

mm

Θ

M = m

E(Θ)

minimum

Maximum

103

HHH H

CH3CH3

HHH H

CH3CH3

H

HH H

CH3

CH3

E

0deg dieacutederes szoumlg

E szabadentalpia-kuumlloumlnbseacuteg

58

29

07

(kcal)

H H

H3CH CH3

H

H H

H3CH H

CH3

H3C CH3

H HH

H

CH3HH H

CH3H

060deg 120deg 180deg 240deg 300deg 360deg

szinperiplanaacuteris szinklinaacutelis antiklinaacutelis antiperiplanaacuteris antiklinaacutelis szinklinaacutelis104

∆G0 = G01 - G0

2

K = e∆G0

RT

∆G = - RT ln K∆G = ∆H - T∆S

∆H = 074

∆S = 2 K = 19

gauche ndash anti araacuteny

minden gauche konformerre keacutet anti forma jut K= [a][g] Oslash105

0o

0o

60o

60o

120o

120o

180o

180o

240o

240o

300o

300o 360o

360o

RELA

T

IacuteV

ENERGIA

ANTI EFFEKTUS

GAUCHE EFFEKTUS

EXTREacuteMGAUCHE

EFFEKTUS

H

H H

H H

H

CH3

H H

H H

CH3

TORZIOacuteS SZOumlG

ZY

Z

YZ

Y

Z

Y

ZY

ZY ZY

F

H H

OH

repulsions

F

H H

H 106

attractiveinteractions

orbitalinteractions

antiperiplanarposition

Anti-effect

107

repulsions

F

H H

OH

repulsions

F

H H

H

Extrem gauche effect

108

C-F

C-H

C-F

C-HC-C C-C

Oslash109

CikloalkaacutenokGyűrűfeszuumlltseacuteg

Hipotetikus planaacuteris rendszerek

Baeyer vegyeacuterteacutekszoumlg-deformaacutecioacute (angulaacuterisgyűrű feszuumlleacutes)

Pitzer anti-aacutellaacuteshoz keacutepesti energiatoumlbblet (torzioacutes feszuumlleacutes)

van der Waals nemkoumltő atomok szterikus koumllcsoumlnhataacutesa

Nem planaacuteris vegyuumlletek

CC C

C

C

boriacuteteacutek

C C C

C

Ctwist

pszeudorotaacutecioacute

CC

C C

V-alakuacute

CCC

CCC

szeacutek110

3 4 5 6 7 8 9 10Gyűrűtagszaacutem

Gyűrű

feszuumlleacutes

kcalmol

hataacutereacuterteacutek

111

Cl

H

H

H

Cl

H

H

Cl

H

H

Cl

H

Cl

H

H

H

H

Cl

mezo SS RR

cisz transz

Ciklopropaacuten

C

C

HOOC

HOOC

H

HOH

OH

S

R

C

C

HOOC

HOOC

OH

HH

OHR

RC

C

COOH

COOH

HO

HH

HOS

S

intramolekulaacuteristuumlkoumlrsiacutek

diasztereomerek diasztereomerek

enantiomerek 112

Ea(a e)

∆Ea+∆E

∆E

Ea(a e)

Z

Hkb 5szeacutek

ZH

kb 95szeacutek

kb 2 kcal

csavartkaacuted

csavartkaacuted

kaacuted

ZH

feacutelszeacutekfeacutelszeacutek

ZH

Ciklohexaacuten

113

A 3-3 nemszomszeacutedos szeacutenatom aacuteltal definiaacutelt siacutekokra

merőleges koumlteacutesiraacutenyok axiaacutelis

A toumlbbi koumlteacutes e keacutet siacutek koumlzoumltt van ekvatoriaacutelis

Pszeudorotaacutecioacute a gyűrűs vegyuumlletek konformerjei

szoumlgfeszuumlltseacuteg neacutelkuumll alakulnak egymaacutesba

114

transz 12-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

cisz 12-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

Z

H

Z

H Z

HZ

Ha

eae

Z

HZ

H

Z

H

Z

H

a

e

ae

115

transz 13-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

cisz 13-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

Z

HZ

H

Z

H Z

H

a

e ae

Z

HZ

HZ

H

Z

H

a

e

ae

116

H

Z

Z

H

H

Z Z

Ha

ea

e

transz 14-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

Z

HZ

H

H

Z

Z

Ha

ea

e

cisz 14-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

117

Oslash118

8 CO2 + 8 H2O

- 12483 kcalmol - 12468 kcalmol

15 kcalmol

CH3

CH3H

H

+ 12 O2

cisz-12-dimetilciklohexaacuten

CH3

H

H

CH3

transz-12-dimetilciklohexaacuten

+ 12 O2

119

Diszubsztituaacutelt ciklohexaacutenokszerkezeti izomerjeinek konformaacutecioacutes viszonyai

Szerkezeti izomer Geometriai izomercisz transz

12

14

ae aa

ea ee

13aa ae

ee ea

120

Oslash121

BrNH2

Br

NH23a 2b

NH2

Br

Br

NH24a 1b

NH2

Br

Br

NH2

1b 4a

NH2

Br

NH2

Br2b 3a

NH2

Br

Br

NH23b 2a

Br

NH2

BrNH24b 1a

Konformaacutecioacutes Konformaacutecioacutes

BrNH2 Br

NH2

1a 4b

Br

NH2

BrNH2

2a 3b

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesenantiomerek

Konfiguraacutecioacutesenantiomerek

diasztereomerek diasztereomerek

12-helyzetben kuumlloumlnboumlző helyettesiacutetőket tartalmazoacute ciklohexaacuten szaacutermazeacutekokkonfiguraacutecioacutes eacutes konformaacutecioacutes viszonyai

Oslash122

H

H

H

HH

H

H

H

Dekalin

cisz transz

123

transz-transz-transzanellaacutecioacute

cisz-transz-transzanellaacutecioacute

DC

BA

DC

BA

H H

R

H

H H

H

H

H

R

H H

DCBA

R

H

H

H

H

H

H

DCBA

R

H

H

H

H

H

H

CH3

CH3

CH3

CH3

Oslash124

A kiralitaacutes kialakulaacutesa eacutes bioloacutegiai jelentőseacutege

Kiraacutelis vegyuumlletek

termeacuteszetes aminosavak (elsősorban L konfiguraacutecioacute)peptidek enzimektermeacuteszetes szeacutenhidraacutetok (elsősorban D konfiguraacutecioacute)gyoacutegyszerek

Az első kiraacutelis vegyuumllet kialakulaacutesa

az elemi reacuteszek gyenge koumllcsoumlnhataacutesaacutenakiraacutenyfuumlggeacuteseacutevel van kapcsolatban

autokataliacutezis

a termeacuteszet nem tuumlkoumlrszimmetrikus (a termeacuteszet homokiraacutelis)

Oslash125

Az optikai aktivitaacuteseredete szeacutenhidraacutetokkiralitaacutescentrumaacutenakkieacutepuumlleacutese a termeacuteszetben

Oslash126

Oslash127

• Slide Number 1
• Slide Number 2
• Slide Number 3
• Slide Number 4
• Slide Number 5
• Slide Number 6
• Slide Number 7
• Izomeacuteria
• Slide Number 9
• Slide Number 10
• Slide Number 11
• Slide Number 12
• Slide Number 13
• Slide Number 14
• Slide Number 15
• Slide Number 16
• Slide Number 17
• Slide Number 18
• Szerkezeti izomeacuteria
• Slide Number 20
• Slide Number 21
• Slide Number 22
• Slide Number 23
• Slide Number 24
• A tautomeacuteria tiacutepusai
• Slide Number 26
• Slide Number 27
• Slide Number 28
• Slide Number 29
• Slide Number 30
• Sztereoizomeacuteria
• Slide Number 32
• Slide Number 33
• Slide Number 34
• Slide Number 35
• Slide Number 36
• Slide Number 37
• Slide Number 38
• Slide Number 39
• Slide Number 40
• Slide Number 41
• Slide Number 42
• Slide Number 43
• Slide Number 44
• Slide Number 45
• Slide Number 46
• Slide Number 47
• Tovaacutebbi kiralitaacutes tiacutepusok
• Slide Number 49
• Slide Number 50
• Slide Number 51
• Slide Number 52
• Slide Number 53
• Slide Number 54
• Slide Number 55
• Slide Number 56
• Slide Number 57
• Toumlbb kiralitaacuteskoumlzpont
• Slide Number 59
• Slide Number 60
• Slide Number 61
• Slide Number 62
• Slide Number 63
• Slide Number 64
• Slide Number 65
• Slide Number 66
• Slide Number 67
• Slide Number 68
• Slide Number 69
• Slide Number 70
• Slide Number 71
• Slide Number 72
• Slide Number 73
• Slide Number 74
• Slide Number 75
• Konfiguraacutecioacutes izomeacuteria
• Slide Number 77
• Slide Number 78
• Slide Number 79
• Slide Number 80
• Slide Number 81
• Slide Number 82
• Slide Number 83
• Slide Number 84
• Slide Number 85
• Slide Number 86
• Slide Number 87
• Slide Number 88
• Slide Number 89
• Slide Number 90
• Slide Number 91
• Slide Number 92
• Slide Number 93
• Slide Number 94
• Slide Number 95
• Slide Number 96
• Slide Number 97
• Slide Number 98
• Slide Number 99
• Slide Number 100
• Slide Number 101
• Slide Number 102
• Slide Number 103
• Slide Number 104
• Slide Number 105
• Slide Number 106
• Slide Number 107
• Slide Number 108
• Slide Number 109
• Slide Number 110
• Slide Number 111
• Slide Number 112
• Slide Number 113
• Slide Number 114
• Slide Number 115
• Slide Number 116
• Slide Number 117
• Slide Number 118
• Slide Number 119
• Slide Number 120
• Slide Number 121
• Slide Number 122
• Slide Number 123
• Slide Number 124
• Slide Number 125
• Slide Number 126
• Slide Number 127

CH2 CH2Y ZY = Z = H

Y = Z = CH3

etaacuten

n-butaacuten

300o 360o240o180o120o60o0o

0o120o- 60o-180o-240o-300o-360o-

oacutera jaacuteraacutesaacuteval megegyező

oacutera jaacuteraacutesaacuteval ellenteacutetes

ZY

Z

Y

ZY

Z

Y

Z

Y

ZYZY

syn antisynperiplanar synklinal antiklinal antiperiplanar antiklinal synklinal

102

CCH

H H

HH

HH H

H

H

H H

CCH

H H

H

H HH H

HH

HH

0o 120o 240o 360o

12 M

m

M12 M M

mm

Θ

M = m

E(Θ)

minimum

Maximum

103

HHH H

CH3CH3

HHH H

CH3CH3

H

HH H

CH3

CH3

E

0deg dieacutederes szoumlg

E szabadentalpia-kuumlloumlnbseacuteg

58

29

07

(kcal)

H H

H3CH CH3

H

H H

H3CH H

CH3

H3C CH3

H HH

H

CH3HH H

CH3H

060deg 120deg 180deg 240deg 300deg 360deg

szinperiplanaacuteris szinklinaacutelis antiklinaacutelis antiperiplanaacuteris antiklinaacutelis szinklinaacutelis104

∆G0 = G01 - G0

2

K = e∆G0

RT

∆G = - RT ln K∆G = ∆H - T∆S

∆H = 074

∆S = 2 K = 19

gauche ndash anti araacuteny

minden gauche konformerre keacutet anti forma jut K= [a][g] Oslash105

0o

0o

60o

60o

120o

120o

180o

180o

240o

240o

300o

300o 360o

360o

RELA

T

IacuteV

ENERGIA

ANTI EFFEKTUS

GAUCHE EFFEKTUS

EXTREacuteMGAUCHE

EFFEKTUS

H

H H

H H

H

CH3

H H

H H

CH3

TORZIOacuteS SZOumlG

ZY

Z

YZ

Y

Z

Y

ZY

ZY ZY

F

H H

OH

repulsions

F

H H

H 106

attractiveinteractions

orbitalinteractions

antiperiplanarposition

Anti-effect

107

repulsions

F

H H

OH

repulsions

F

H H

H

Extrem gauche effect

108

C-F

C-H

C-F

C-HC-C C-C

Oslash109

CikloalkaacutenokGyűrűfeszuumlltseacuteg

Hipotetikus planaacuteris rendszerek

Baeyer vegyeacuterteacutekszoumlg-deformaacutecioacute (angulaacuterisgyűrű feszuumlleacutes)

Pitzer anti-aacutellaacuteshoz keacutepesti energiatoumlbblet (torzioacutes feszuumlleacutes)

van der Waals nemkoumltő atomok szterikus koumllcsoumlnhataacutesa

Nem planaacuteris vegyuumlletek

CC C

C

C

boriacuteteacutek

C C C

C

Ctwist

pszeudorotaacutecioacute

CC

C C

V-alakuacute

CCC

CCC

szeacutek110

3 4 5 6 7 8 9 10Gyűrűtagszaacutem

Gyűrű

feszuumlleacutes

kcalmol

hataacutereacuterteacutek

111

Cl

H

H

H

Cl

H

H

Cl

H

H

Cl

H

Cl

H

H

H

H

Cl

mezo SS RR

cisz transz

Ciklopropaacuten

C

C

HOOC

HOOC

H

HOH

OH

S

R

C

C

HOOC

HOOC

OH

HH

OHR

RC

C

COOH

COOH

HO

HH

HOS

S

intramolekulaacuteristuumlkoumlrsiacutek

diasztereomerek diasztereomerek

enantiomerek 112

Ea(a e)

∆Ea+∆E

∆E

Ea(a e)

Z

Hkb 5szeacutek

ZH

kb 95szeacutek

kb 2 kcal

csavartkaacuted

csavartkaacuted

kaacuted

ZH

feacutelszeacutekfeacutelszeacutek

ZH

Ciklohexaacuten

113

A 3-3 nemszomszeacutedos szeacutenatom aacuteltal definiaacutelt siacutekokra

merőleges koumlteacutesiraacutenyok axiaacutelis

A toumlbbi koumlteacutes e keacutet siacutek koumlzoumltt van ekvatoriaacutelis

Pszeudorotaacutecioacute a gyűrűs vegyuumlletek konformerjei

szoumlgfeszuumlltseacuteg neacutelkuumll alakulnak egymaacutesba

114

transz 12-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

cisz 12-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

Z

H

Z

H Z

HZ

Ha

eae

Z

HZ

H

Z

H

Z

H

a

e

ae

115

transz 13-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

cisz 13-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

Z

HZ

H

Z

H Z

H

a

e ae

Z

HZ

HZ

H

Z

H

a

e

ae

116

H

Z

Z

H

H

Z Z

Ha

ea

e

transz 14-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

Z

HZ

H

H

Z

Z

Ha

ea

e

cisz 14-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

117

Oslash118

8 CO2 + 8 H2O

- 12483 kcalmol - 12468 kcalmol

15 kcalmol

CH3

CH3H

H

+ 12 O2

cisz-12-dimetilciklohexaacuten

CH3

H

H

CH3

transz-12-dimetilciklohexaacuten

+ 12 O2

119

Diszubsztituaacutelt ciklohexaacutenokszerkezeti izomerjeinek konformaacutecioacutes viszonyai

Szerkezeti izomer Geometriai izomercisz transz

12

14

ae aa

ea ee

13aa ae

ee ea

120

Oslash121

BrNH2

Br

NH23a 2b

NH2

Br

Br

NH24a 1b

NH2

Br

Br

NH2

1b 4a

NH2

Br

NH2

Br2b 3a

NH2

Br

Br

NH23b 2a

Br

NH2

BrNH24b 1a

Konformaacutecioacutes Konformaacutecioacutes

BrNH2 Br

NH2

1a 4b

Br

NH2

BrNH2

2a 3b

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesenantiomerek

Konfiguraacutecioacutesenantiomerek

diasztereomerek diasztereomerek

12-helyzetben kuumlloumlnboumlző helyettesiacutetőket tartalmazoacute ciklohexaacuten szaacutermazeacutekokkonfiguraacutecioacutes eacutes konformaacutecioacutes viszonyai

Oslash122

H

H

H

HH

H

H

H

Dekalin

cisz transz

123

transz-transz-transzanellaacutecioacute

cisz-transz-transzanellaacutecioacute

DC

BA

DC

BA

H H

R

H

H H

H

H

H

R

H H

DCBA

R

H

H

H

H

H

H

DCBA

R

H

H

H

H

H

H

CH3

CH3

CH3

CH3

Oslash124

A kiralitaacutes kialakulaacutesa eacutes bioloacutegiai jelentőseacutege

Kiraacutelis vegyuumlletek

termeacuteszetes aminosavak (elsősorban L konfiguraacutecioacute)peptidek enzimektermeacuteszetes szeacutenhidraacutetok (elsősorban D konfiguraacutecioacute)gyoacutegyszerek

Az első kiraacutelis vegyuumllet kialakulaacutesa

az elemi reacuteszek gyenge koumllcsoumlnhataacutesaacutenakiraacutenyfuumlggeacuteseacutevel van kapcsolatban

autokataliacutezis

a termeacuteszet nem tuumlkoumlrszimmetrikus (a termeacuteszet homokiraacutelis)

Oslash125

Az optikai aktivitaacuteseredete szeacutenhidraacutetokkiralitaacutescentrumaacutenakkieacutepuumlleacutese a termeacuteszetben

Oslash126

Oslash127

• Slide Number 1
• Slide Number 2
• Slide Number 3
• Slide Number 4
• Slide Number 5
• Slide Number 6
• Slide Number 7
• Izomeacuteria
• Slide Number 9
• Slide Number 10
• Slide Number 11
• Slide Number 12
• Slide Number 13
• Slide Number 14
• Slide Number 15
• Slide Number 16
• Slide Number 17
• Slide Number 18
• Szerkezeti izomeacuteria
• Slide Number 20
• Slide Number 21
• Slide Number 22
• Slide Number 23
• Slide Number 24
• A tautomeacuteria tiacutepusai
• Slide Number 26
• Slide Number 27
• Slide Number 28
• Slide Number 29
• Slide Number 30
• Sztereoizomeacuteria
• Slide Number 32
• Slide Number 33
• Slide Number 34
• Slide Number 35
• Slide Number 36
• Slide Number 37
• Slide Number 38
• Slide Number 39
• Slide Number 40
• Slide Number 41
• Slide Number 42
• Slide Number 43
• Slide Number 44
• Slide Number 45
• Slide Number 46
• Slide Number 47
• Tovaacutebbi kiralitaacutes tiacutepusok
• Slide Number 49
• Slide Number 50
• Slide Number 51
• Slide Number 52
• Slide Number 53
• Slide Number 54
• Slide Number 55
• Slide Number 56
• Slide Number 57
• Toumlbb kiralitaacuteskoumlzpont
• Slide Number 59
• Slide Number 60
• Slide Number 61
• Slide Number 62
• Slide Number 63
• Slide Number 64
• Slide Number 65
• Slide Number 66
• Slide Number 67
• Slide Number 68
• Slide Number 69
• Slide Number 70
• Slide Number 71
• Slide Number 72
• Slide Number 73
• Slide Number 74
• Slide Number 75
• Konfiguraacutecioacutes izomeacuteria
• Slide Number 77
• Slide Number 78
• Slide Number 79
• Slide Number 80
• Slide Number 81
• Slide Number 82
• Slide Number 83
• Slide Number 84
• Slide Number 85
• Slide Number 86
• Slide Number 87
• Slide Number 88
• Slide Number 89
• Slide Number 90
• Slide Number 91
• Slide Number 92
• Slide Number 93
• Slide Number 94
• Slide Number 95
• Slide Number 96
• Slide Number 97
• Slide Number 98
• Slide Number 99
• Slide Number 100
• Slide Number 101
• Slide Number 102
• Slide Number 103
• Slide Number 104
• Slide Number 105
• Slide Number 106
• Slide Number 107
• Slide Number 108
• Slide Number 109
• Slide Number 110
• Slide Number 111
• Slide Number 112
• Slide Number 113
• Slide Number 114
• Slide Number 115
• Slide Number 116
• Slide Number 117
• Slide Number 118
• Slide Number 119
• Slide Number 120
• Slide Number 121
• Slide Number 122
• Slide Number 123
• Slide Number 124
• Slide Number 125
• Slide Number 126
• Slide Number 127

CCH

H H

HH

HH H

H

H

H H

CCH

H H

H

H HH H

HH

HH

0o 120o 240o 360o

12 M

m

M12 M M

mm

Θ

M = m

E(Θ)

minimum

Maximum

103

HHH H

CH3CH3

HHH H

CH3CH3

H

HH H

CH3

CH3

E

0deg dieacutederes szoumlg

E szabadentalpia-kuumlloumlnbseacuteg

58

29

07

(kcal)

H H

H3CH CH3

H

H H

H3CH H

CH3

H3C CH3

H HH

H

CH3HH H

CH3H

060deg 120deg 180deg 240deg 300deg 360deg

szinperiplanaacuteris szinklinaacutelis antiklinaacutelis antiperiplanaacuteris antiklinaacutelis szinklinaacutelis104

∆G0 = G01 - G0

2

K = e∆G0

RT

∆G = - RT ln K∆G = ∆H - T∆S

∆H = 074

∆S = 2 K = 19

gauche ndash anti araacuteny

minden gauche konformerre keacutet anti forma jut K= [a][g] Oslash105

0o

0o

60o

60o

120o

120o

180o

180o

240o

240o

300o

300o 360o

360o

RELA

T

IacuteV

ENERGIA

ANTI EFFEKTUS

GAUCHE EFFEKTUS

EXTREacuteMGAUCHE

EFFEKTUS

H

H H

H H

H

CH3

H H

H H

CH3

TORZIOacuteS SZOumlG

ZY

Z

YZ

Y

Z

Y

ZY

ZY ZY

F

H H

OH

repulsions

F

H H

H 106

attractiveinteractions

orbitalinteractions

antiperiplanarposition

Anti-effect

107

repulsions

F

H H

OH

repulsions

F

H H

H

Extrem gauche effect

108

C-F

C-H

C-F

C-HC-C C-C

Oslash109

CikloalkaacutenokGyűrűfeszuumlltseacuteg

Hipotetikus planaacuteris rendszerek

Baeyer vegyeacuterteacutekszoumlg-deformaacutecioacute (angulaacuterisgyűrű feszuumlleacutes)

Pitzer anti-aacutellaacuteshoz keacutepesti energiatoumlbblet (torzioacutes feszuumlleacutes)

van der Waals nemkoumltő atomok szterikus koumllcsoumlnhataacutesa

Nem planaacuteris vegyuumlletek

CC C

C

C

boriacuteteacutek

C C C

C

Ctwist

pszeudorotaacutecioacute

CC

C C

V-alakuacute

CCC

CCC

szeacutek110

3 4 5 6 7 8 9 10Gyűrűtagszaacutem

Gyűrű

feszuumlleacutes

kcalmol

hataacutereacuterteacutek

111

Cl

H

H

H

Cl

H

H

Cl

H

H

Cl

H

Cl

H

H

H

H

Cl

mezo SS RR

cisz transz

Ciklopropaacuten

C

C

HOOC

HOOC

H

HOH

OH

S

R

C

C

HOOC

HOOC

OH

HH

OHR

RC

C

COOH

COOH

HO

HH

HOS

S

intramolekulaacuteristuumlkoumlrsiacutek

diasztereomerek diasztereomerek

enantiomerek 112

Ea(a e)

∆Ea+∆E

∆E

Ea(a e)

Z

Hkb 5szeacutek

ZH

kb 95szeacutek

kb 2 kcal

csavartkaacuted

csavartkaacuted

kaacuted

ZH

feacutelszeacutekfeacutelszeacutek

ZH

Ciklohexaacuten

113

A 3-3 nemszomszeacutedos szeacutenatom aacuteltal definiaacutelt siacutekokra

merőleges koumlteacutesiraacutenyok axiaacutelis

A toumlbbi koumlteacutes e keacutet siacutek koumlzoumltt van ekvatoriaacutelis

Pszeudorotaacutecioacute a gyűrűs vegyuumlletek konformerjei

szoumlgfeszuumlltseacuteg neacutelkuumll alakulnak egymaacutesba

114

transz 12-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

cisz 12-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

Z

H

Z

H Z

HZ

Ha

eae

Z

HZ

H

Z

H

Z

H

a

e

ae

115

transz 13-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

cisz 13-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

Z

HZ

H

Z

H Z

H

a

e ae

Z

HZ

HZ

H

Z

H

a

e

ae

116

H

Z

Z

H

H

Z Z

Ha

ea

e

transz 14-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

Z

HZ

H

H

Z

Z

Ha

ea

e

cisz 14-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

117

Oslash118

8 CO2 + 8 H2O

- 12483 kcalmol - 12468 kcalmol

15 kcalmol

CH3

CH3H

H

+ 12 O2

cisz-12-dimetilciklohexaacuten

CH3

H

H

CH3

transz-12-dimetilciklohexaacuten

+ 12 O2

119

Diszubsztituaacutelt ciklohexaacutenokszerkezeti izomerjeinek konformaacutecioacutes viszonyai

Szerkezeti izomer Geometriai izomercisz transz

12

14

ae aa

ea ee

13aa ae

ee ea

120

Oslash121

BrNH2

Br

NH23a 2b

NH2

Br

Br

NH24a 1b

NH2

Br

Br

NH2

1b 4a

NH2

Br

NH2

Br2b 3a

NH2

Br

Br

NH23b 2a

Br

NH2

BrNH24b 1a

Konformaacutecioacutes Konformaacutecioacutes

BrNH2 Br

NH2

1a 4b

Br

NH2

BrNH2

2a 3b

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesenantiomerek

Konfiguraacutecioacutesenantiomerek

diasztereomerek diasztereomerek

12-helyzetben kuumlloumlnboumlző helyettesiacutetőket tartalmazoacute ciklohexaacuten szaacutermazeacutekokkonfiguraacutecioacutes eacutes konformaacutecioacutes viszonyai

Oslash122

H

H

H

HH

H

H

H

Dekalin

cisz transz

123

transz-transz-transzanellaacutecioacute

cisz-transz-transzanellaacutecioacute

DC

BA

DC

BA

H H

R

H

H H

H

H

H

R

H H

DCBA

R

H

H

H

H

H

H

DCBA

R

H

H

H

H

H

H

CH3

CH3

CH3

CH3

Oslash124

A kiralitaacutes kialakulaacutesa eacutes bioloacutegiai jelentőseacutege

Kiraacutelis vegyuumlletek

termeacuteszetes aminosavak (elsősorban L konfiguraacutecioacute)peptidek enzimektermeacuteszetes szeacutenhidraacutetok (elsősorban D konfiguraacutecioacute)gyoacutegyszerek

Az első kiraacutelis vegyuumllet kialakulaacutesa

az elemi reacuteszek gyenge koumllcsoumlnhataacutesaacutenakiraacutenyfuumlggeacuteseacutevel van kapcsolatban

autokataliacutezis

a termeacuteszet nem tuumlkoumlrszimmetrikus (a termeacuteszet homokiraacutelis)

Oslash125

Az optikai aktivitaacuteseredete szeacutenhidraacutetokkiralitaacutescentrumaacutenakkieacutepuumlleacutese a termeacuteszetben

Oslash126

Oslash127

• Slide Number 1
• Slide Number 2
• Slide Number 3
• Slide Number 4
• Slide Number 5
• Slide Number 6
• Slide Number 7
• Izomeacuteria
• Slide Number 9
• Slide Number 10
• Slide Number 11
• Slide Number 12
• Slide Number 13
• Slide Number 14
• Slide Number 15
• Slide Number 16
• Slide Number 17
• Slide Number 18
• Szerkezeti izomeacuteria
• Slide Number 20
• Slide Number 21
• Slide Number 22
• Slide Number 23
• Slide Number 24
• A tautomeacuteria tiacutepusai
• Slide Number 26
• Slide Number 27
• Slide Number 28
• Slide Number 29
• Slide Number 30
• Sztereoizomeacuteria
• Slide Number 32
• Slide Number 33
• Slide Number 34
• Slide Number 35
• Slide Number 36
• Slide Number 37
• Slide Number 38
• Slide Number 39
• Slide Number 40
• Slide Number 41
• Slide Number 42
• Slide Number 43
• Slide Number 44
• Slide Number 45
• Slide Number 46
• Slide Number 47
• Tovaacutebbi kiralitaacutes tiacutepusok
• Slide Number 49
• Slide Number 50
• Slide Number 51
• Slide Number 52
• Slide Number 53
• Slide Number 54
• Slide Number 55
• Slide Number 56
• Slide Number 57
• Toumlbb kiralitaacuteskoumlzpont
• Slide Number 59
• Slide Number 60
• Slide Number 61
• Slide Number 62
• Slide Number 63
• Slide Number 64
• Slide Number 65
• Slide Number 66
• Slide Number 67
• Slide Number 68
• Slide Number 69
• Slide Number 70
• Slide Number 71
• Slide Number 72
• Slide Number 73
• Slide Number 74
• Slide Number 75
• Konfiguraacutecioacutes izomeacuteria
• Slide Number 77
• Slide Number 78
• Slide Number 79
• Slide Number 80
• Slide Number 81
• Slide Number 82
• Slide Number 83
• Slide Number 84
• Slide Number 85
• Slide Number 86
• Slide Number 87
• Slide Number 88
• Slide Number 89
• Slide Number 90
• Slide Number 91
• Slide Number 92
• Slide Number 93
• Slide Number 94
• Slide Number 95
• Slide Number 96
• Slide Number 97
• Slide Number 98
• Slide Number 99
• Slide Number 100
• Slide Number 101
• Slide Number 102
• Slide Number 103
• Slide Number 104
• Slide Number 105
• Slide Number 106
• Slide Number 107
• Slide Number 108
• Slide Number 109
• Slide Number 110
• Slide Number 111
• Slide Number 112
• Slide Number 113
• Slide Number 114
• Slide Number 115
• Slide Number 116
• Slide Number 117
• Slide Number 118
• Slide Number 119
• Slide Number 120
• Slide Number 121
• Slide Number 122
• Slide Number 123
• Slide Number 124
• Slide Number 125
• Slide Number 126
• Slide Number 127

HHH H

CH3CH3

HHH H

CH3CH3

H

HH H

CH3

CH3

E

0deg dieacutederes szoumlg

E szabadentalpia-kuumlloumlnbseacuteg

58

29

07

(kcal)

H H

H3CH CH3

H

H H

H3CH H

CH3

H3C CH3

H HH

H

CH3HH H

CH3H

060deg 120deg 180deg 240deg 300deg 360deg

szinperiplanaacuteris szinklinaacutelis antiklinaacutelis antiperiplanaacuteris antiklinaacutelis szinklinaacutelis104

∆G0 = G01 - G0

2

K = e∆G0

RT

∆G = - RT ln K∆G = ∆H - T∆S

∆H = 074

∆S = 2 K = 19

gauche ndash anti araacuteny

minden gauche konformerre keacutet anti forma jut K= [a][g] Oslash105

0o

0o

60o

60o

120o

120o

180o

180o

240o

240o

300o

300o 360o

360o

RELA

T

IacuteV

ENERGIA

ANTI EFFEKTUS

GAUCHE EFFEKTUS

EXTREacuteMGAUCHE

EFFEKTUS

H

H H

H H

H

CH3

H H

H H

CH3

TORZIOacuteS SZOumlG

ZY

Z

YZ

Y

Z

Y

ZY

ZY ZY

F

H H

OH

repulsions

F

H H

H 106

attractiveinteractions

orbitalinteractions

antiperiplanarposition

Anti-effect

107

repulsions

F

H H

OH

repulsions

F

H H

H

Extrem gauche effect

108

C-F

C-H

C-F

C-HC-C C-C

Oslash109

CikloalkaacutenokGyűrűfeszuumlltseacuteg

Hipotetikus planaacuteris rendszerek

Baeyer vegyeacuterteacutekszoumlg-deformaacutecioacute (angulaacuterisgyűrű feszuumlleacutes)

Pitzer anti-aacutellaacuteshoz keacutepesti energiatoumlbblet (torzioacutes feszuumlleacutes)

van der Waals nemkoumltő atomok szterikus koumllcsoumlnhataacutesa

Nem planaacuteris vegyuumlletek

CC C

C

C

boriacuteteacutek

C C C

C

Ctwist

pszeudorotaacutecioacute

CC

C C

V-alakuacute

CCC

CCC

szeacutek110

3 4 5 6 7 8 9 10Gyűrűtagszaacutem

Gyűrű

feszuumlleacutes

kcalmol

hataacutereacuterteacutek

111

Cl

H

H

H

Cl

H

H

Cl

H

H

Cl

H

Cl

H

H

H

H

Cl

mezo SS RR

cisz transz

Ciklopropaacuten

C

C

HOOC

HOOC

H

HOH

OH

S

R

C

C

HOOC

HOOC

OH

HH

OHR

RC

C

COOH

COOH

HO

HH

HOS

S

intramolekulaacuteristuumlkoumlrsiacutek

diasztereomerek diasztereomerek

enantiomerek 112

Ea(a e)

∆Ea+∆E

∆E

Ea(a e)

Z

Hkb 5szeacutek

ZH

kb 95szeacutek

kb 2 kcal

csavartkaacuted

csavartkaacuted

kaacuted

ZH

feacutelszeacutekfeacutelszeacutek

ZH

Ciklohexaacuten

113

A 3-3 nemszomszeacutedos szeacutenatom aacuteltal definiaacutelt siacutekokra

merőleges koumlteacutesiraacutenyok axiaacutelis

A toumlbbi koumlteacutes e keacutet siacutek koumlzoumltt van ekvatoriaacutelis

Pszeudorotaacutecioacute a gyűrűs vegyuumlletek konformerjei

szoumlgfeszuumlltseacuteg neacutelkuumll alakulnak egymaacutesba

114

transz 12-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

cisz 12-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

Z

H

Z

H Z

HZ

Ha

eae

Z

HZ

H

Z

H

Z

H

a

e

ae

115

transz 13-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

cisz 13-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

Z

HZ

H

Z

H Z

H

a

e ae

Z

HZ

HZ

H

Z

H

a

e

ae

116

H

Z

Z

H

H

Z Z

Ha

ea

e

transz 14-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

Z

HZ

H

H

Z

Z

Ha

ea

e

cisz 14-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

117

Oslash118

8 CO2 + 8 H2O

- 12483 kcalmol - 12468 kcalmol

15 kcalmol

CH3

CH3H

H

+ 12 O2

cisz-12-dimetilciklohexaacuten

CH3

H

H

CH3

transz-12-dimetilciklohexaacuten

+ 12 O2

119

Diszubsztituaacutelt ciklohexaacutenokszerkezeti izomerjeinek konformaacutecioacutes viszonyai

Szerkezeti izomer Geometriai izomercisz transz

12

14

ae aa

ea ee

13aa ae

ee ea

120

Oslash121

BrNH2

Br

NH23a 2b

NH2

Br

Br

NH24a 1b

NH2

Br

Br

NH2

1b 4a

NH2

Br

NH2

Br2b 3a

NH2

Br

Br

NH23b 2a

Br

NH2

BrNH24b 1a

Konformaacutecioacutes Konformaacutecioacutes

BrNH2 Br

NH2

1a 4b

Br

NH2

BrNH2

2a 3b

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesenantiomerek

Konfiguraacutecioacutesenantiomerek

diasztereomerek diasztereomerek

12-helyzetben kuumlloumlnboumlző helyettesiacutetőket tartalmazoacute ciklohexaacuten szaacutermazeacutekokkonfiguraacutecioacutes eacutes konformaacutecioacutes viszonyai

Oslash122

H

H

H

HH

H

H

H

Dekalin

cisz transz

123

transz-transz-transzanellaacutecioacute

cisz-transz-transzanellaacutecioacute

DC

BA

DC

BA

H H

R

H

H H

H

H

H

R

H H

DCBA

R

H

H

H

H

H

H

DCBA

R

H

H

H

H

H

H

CH3

CH3

CH3

CH3

Oslash124

A kiralitaacutes kialakulaacutesa eacutes bioloacutegiai jelentőseacutege

Kiraacutelis vegyuumlletek

termeacuteszetes aminosavak (elsősorban L konfiguraacutecioacute)peptidek enzimektermeacuteszetes szeacutenhidraacutetok (elsősorban D konfiguraacutecioacute)gyoacutegyszerek

Az első kiraacutelis vegyuumllet kialakulaacutesa

az elemi reacuteszek gyenge koumllcsoumlnhataacutesaacutenakiraacutenyfuumlggeacuteseacutevel van kapcsolatban

autokataliacutezis

a termeacuteszet nem tuumlkoumlrszimmetrikus (a termeacuteszet homokiraacutelis)

Oslash125

Az optikai aktivitaacuteseredete szeacutenhidraacutetokkiralitaacutescentrumaacutenakkieacutepuumlleacutese a termeacuteszetben

Oslash126

Oslash127

• Slide Number 1
• Slide Number 2
• Slide Number 3
• Slide Number 4
• Slide Number 5
• Slide Number 6
• Slide Number 7
• Izomeacuteria
• Slide Number 9
• Slide Number 10
• Slide Number 11
• Slide Number 12
• Slide Number 13
• Slide Number 14
• Slide Number 15
• Slide Number 16
• Slide Number 17
• Slide Number 18
• Szerkezeti izomeacuteria
• Slide Number 20
• Slide Number 21
• Slide Number 22
• Slide Number 23
• Slide Number 24
• A tautomeacuteria tiacutepusai
• Slide Number 26
• Slide Number 27
• Slide Number 28
• Slide Number 29
• Slide Number 30
• Sztereoizomeacuteria
• Slide Number 32
• Slide Number 33
• Slide Number 34
• Slide Number 35
• Slide Number 36
• Slide Number 37
• Slide Number 38
• Slide Number 39
• Slide Number 40
• Slide Number 41
• Slide Number 42
• Slide Number 43
• Slide Number 44
• Slide Number 45
• Slide Number 46
• Slide Number 47
• Tovaacutebbi kiralitaacutes tiacutepusok
• Slide Number 49
• Slide Number 50
• Slide Number 51
• Slide Number 52
• Slide Number 53
• Slide Number 54
• Slide Number 55
• Slide Number 56
• Slide Number 57
• Toumlbb kiralitaacuteskoumlzpont
• Slide Number 59
• Slide Number 60
• Slide Number 61
• Slide Number 62
• Slide Number 63
• Slide Number 64
• Slide Number 65
• Slide Number 66
• Slide Number 67
• Slide Number 68
• Slide Number 69
• Slide Number 70
• Slide Number 71
• Slide Number 72
• Slide Number 73
• Slide Number 74
• Slide Number 75
• Konfiguraacutecioacutes izomeacuteria
• Slide Number 77
• Slide Number 78
• Slide Number 79
• Slide Number 80
• Slide Number 81
• Slide Number 82
• Slide Number 83
• Slide Number 84
• Slide Number 85
• Slide Number 86
• Slide Number 87
• Slide Number 88
• Slide Number 89
• Slide Number 90
• Slide Number 91
• Slide Number 92
• Slide Number 93
• Slide Number 94
• Slide Number 95
• Slide Number 96
• Slide Number 97
• Slide Number 98
• Slide Number 99
• Slide Number 100
• Slide Number 101
• Slide Number 102
• Slide Number 103
• Slide Number 104
• Slide Number 105
• Slide Number 106
• Slide Number 107
• Slide Number 108
• Slide Number 109
• Slide Number 110
• Slide Number 111
• Slide Number 112
• Slide Number 113
• Slide Number 114
• Slide Number 115
• Slide Number 116
• Slide Number 117
• Slide Number 118
• Slide Number 119
• Slide Number 120
• Slide Number 121
• Slide Number 122
• Slide Number 123
• Slide Number 124
• Slide Number 125
• Slide Number 126
• Slide Number 127

∆G0 = G01 - G0

2

K = e∆G0

RT

∆G = - RT ln K∆G = ∆H - T∆S

∆H = 074

∆S = 2 K = 19

gauche ndash anti araacuteny

minden gauche konformerre keacutet anti forma jut K= [a][g] Oslash105

0o

0o

60o

60o

120o

120o

180o

180o

240o

240o

300o

300o 360o

360o

RELA

T

IacuteV

ENERGIA

ANTI EFFEKTUS

GAUCHE EFFEKTUS

EXTREacuteMGAUCHE

EFFEKTUS

H

H H

H H

H

CH3

H H

H H

CH3

TORZIOacuteS SZOumlG

ZY

Z

YZ

Y

Z

Y

ZY

ZY ZY

F

H H

OH

repulsions

F

H H

H 106

attractiveinteractions

orbitalinteractions

antiperiplanarposition

Anti-effect

107

repulsions

F

H H

OH

repulsions

F

H H

H

Extrem gauche effect

108

C-F

C-H

C-F

C-HC-C C-C

Oslash109

CikloalkaacutenokGyűrűfeszuumlltseacuteg

Hipotetikus planaacuteris rendszerek

Baeyer vegyeacuterteacutekszoumlg-deformaacutecioacute (angulaacuterisgyűrű feszuumlleacutes)

Pitzer anti-aacutellaacuteshoz keacutepesti energiatoumlbblet (torzioacutes feszuumlleacutes)

van der Waals nemkoumltő atomok szterikus koumllcsoumlnhataacutesa

Nem planaacuteris vegyuumlletek

CC C

C

C

boriacuteteacutek

C C C

C

Ctwist

pszeudorotaacutecioacute

CC

C C

V-alakuacute

CCC

CCC

szeacutek110

3 4 5 6 7 8 9 10Gyűrűtagszaacutem

Gyűrű

feszuumlleacutes

kcalmol

hataacutereacuterteacutek

111

Cl

H

H

H

Cl

H

H

Cl

H

H

Cl

H

Cl

H

H

H

H

Cl

mezo SS RR

cisz transz

Ciklopropaacuten

C

C

HOOC

HOOC

H

HOH

OH

S

R

C

C

HOOC

HOOC

OH

HH

OHR

RC

C

COOH

COOH

HO

HH

HOS

S

intramolekulaacuteristuumlkoumlrsiacutek

diasztereomerek diasztereomerek

enantiomerek 112

Ea(a e)

∆Ea+∆E

∆E

Ea(a e)

Z

Hkb 5szeacutek

ZH

kb 95szeacutek

kb 2 kcal

csavartkaacuted

csavartkaacuted

kaacuted

ZH

feacutelszeacutekfeacutelszeacutek

ZH

Ciklohexaacuten

113

A 3-3 nemszomszeacutedos szeacutenatom aacuteltal definiaacutelt siacutekokra

merőleges koumlteacutesiraacutenyok axiaacutelis

A toumlbbi koumlteacutes e keacutet siacutek koumlzoumltt van ekvatoriaacutelis

Pszeudorotaacutecioacute a gyűrűs vegyuumlletek konformerjei

szoumlgfeszuumlltseacuteg neacutelkuumll alakulnak egymaacutesba

114

transz 12-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

cisz 12-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

Z

H

Z

H Z

HZ

Ha

eae

Z

HZ

H

Z

H

Z

H

a

e

ae

115

transz 13-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

cisz 13-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

Z

HZ

H

Z

H Z

H

a

e ae

Z

HZ

HZ

H

Z

H

a

e

ae

116

H

Z

Z

H

H

Z Z

Ha

ea

e

transz 14-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

Z

HZ

H

H

Z

Z

Ha

ea

e

cisz 14-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

117

Oslash118

8 CO2 + 8 H2O

- 12483 kcalmol - 12468 kcalmol

15 kcalmol

CH3

CH3H

H

+ 12 O2

cisz-12-dimetilciklohexaacuten

CH3

H

H

CH3

transz-12-dimetilciklohexaacuten

+ 12 O2

119

Diszubsztituaacutelt ciklohexaacutenokszerkezeti izomerjeinek konformaacutecioacutes viszonyai

Szerkezeti izomer Geometriai izomercisz transz

12

14

ae aa

ea ee

13aa ae

ee ea

120

Oslash121

BrNH2

Br

NH23a 2b

NH2

Br

Br

NH24a 1b

NH2

Br

Br

NH2

1b 4a

NH2

Br

NH2

Br2b 3a

NH2

Br

Br

NH23b 2a

Br

NH2

BrNH24b 1a

Konformaacutecioacutes Konformaacutecioacutes

BrNH2 Br

NH2

1a 4b

Br

NH2

BrNH2

2a 3b

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesenantiomerek

Konfiguraacutecioacutesenantiomerek

diasztereomerek diasztereomerek

12-helyzetben kuumlloumlnboumlző helyettesiacutetőket tartalmazoacute ciklohexaacuten szaacutermazeacutekokkonfiguraacutecioacutes eacutes konformaacutecioacutes viszonyai

Oslash122

H

H

H

HH

H

H

H

Dekalin

cisz transz

123

transz-transz-transzanellaacutecioacute

cisz-transz-transzanellaacutecioacute

DC

BA

DC

BA

H H

R

H

H H

H

H

H

R

H H

DCBA

R

H

H

H

H

H

H

DCBA

R

H

H

H

H

H

H

CH3

CH3

CH3

CH3

Oslash124

A kiralitaacutes kialakulaacutesa eacutes bioloacutegiai jelentőseacutege

Kiraacutelis vegyuumlletek

termeacuteszetes aminosavak (elsősorban L konfiguraacutecioacute)peptidek enzimektermeacuteszetes szeacutenhidraacutetok (elsősorban D konfiguraacutecioacute)gyoacutegyszerek

Az első kiraacutelis vegyuumllet kialakulaacutesa

az elemi reacuteszek gyenge koumllcsoumlnhataacutesaacutenakiraacutenyfuumlggeacuteseacutevel van kapcsolatban

autokataliacutezis

a termeacuteszet nem tuumlkoumlrszimmetrikus (a termeacuteszet homokiraacutelis)

Oslash125

Az optikai aktivitaacuteseredete szeacutenhidraacutetokkiralitaacutescentrumaacutenakkieacutepuumlleacutese a termeacuteszetben

Oslash126

Oslash127

• Slide Number 1
• Slide Number 2
• Slide Number 3
• Slide Number 4
• Slide Number 5
• Slide Number 6
• Slide Number 7
• Izomeacuteria
• Slide Number 9
• Slide Number 10
• Slide Number 11
• Slide Number 12
• Slide Number 13
• Slide Number 14
• Slide Number 15
• Slide Number 16
• Slide Number 17
• Slide Number 18
• Szerkezeti izomeacuteria
• Slide Number 20
• Slide Number 21
• Slide Number 22
• Slide Number 23
• Slide Number 24
• A tautomeacuteria tiacutepusai
• Slide Number 26
• Slide Number 27
• Slide Number 28
• Slide Number 29
• Slide Number 30
• Sztereoizomeacuteria
• Slide Number 32
• Slide Number 33
• Slide Number 34
• Slide Number 35
• Slide Number 36
• Slide Number 37
• Slide Number 38
• Slide Number 39
• Slide Number 40
• Slide Number 41
• Slide Number 42
• Slide Number 43
• Slide Number 44
• Slide Number 45
• Slide Number 46
• Slide Number 47
• Tovaacutebbi kiralitaacutes tiacutepusok
• Slide Number 49
• Slide Number 50
• Slide Number 51
• Slide Number 52
• Slide Number 53
• Slide Number 54
• Slide Number 55
• Slide Number 56
• Slide Number 57
• Toumlbb kiralitaacuteskoumlzpont
• Slide Number 59
• Slide Number 60
• Slide Number 61
• Slide Number 62
• Slide Number 63
• Slide Number 64
• Slide Number 65
• Slide Number 66
• Slide Number 67
• Slide Number 68
• Slide Number 69
• Slide Number 70
• Slide Number 71
• Slide Number 72
• Slide Number 73
• Slide Number 74
• Slide Number 75
• Konfiguraacutecioacutes izomeacuteria
• Slide Number 77
• Slide Number 78
• Slide Number 79
• Slide Number 80
• Slide Number 81
• Slide Number 82
• Slide Number 83
• Slide Number 84
• Slide Number 85
• Slide Number 86
• Slide Number 87
• Slide Number 88
• Slide Number 89
• Slide Number 90
• Slide Number 91
• Slide Number 92
• Slide Number 93
• Slide Number 94
• Slide Number 95
• Slide Number 96
• Slide Number 97
• Slide Number 98
• Slide Number 99
• Slide Number 100
• Slide Number 101
• Slide Number 102
• Slide Number 103
• Slide Number 104
• Slide Number 105
• Slide Number 106
• Slide Number 107
• Slide Number 108
• Slide Number 109
• Slide Number 110
• Slide Number 111
• Slide Number 112
• Slide Number 113
• Slide Number 114
• Slide Number 115
• Slide Number 116
• Slide Number 117
• Slide Number 118
• Slide Number 119
• Slide Number 120
• Slide Number 121
• Slide Number 122
• Slide Number 123
• Slide Number 124
• Slide Number 125
• Slide Number 126
• Slide Number 127

0o

0o

60o

60o

120o

120o

180o

180o

240o

240o

300o

300o 360o

360o

RELA

T

IacuteV

ENERGIA

ANTI EFFEKTUS

GAUCHE EFFEKTUS

EXTREacuteMGAUCHE

EFFEKTUS

H

H H

H H

H

CH3

H H

H H

CH3

TORZIOacuteS SZOumlG

ZY

Z

YZ

Y

Z

Y

ZY

ZY ZY

F

H H

OH

repulsions

F

H H

H 106

attractiveinteractions

orbitalinteractions

antiperiplanarposition

Anti-effect

107

repulsions

F

H H

OH

repulsions

F

H H

H

Extrem gauche effect

108

C-F

C-H

C-F

C-HC-C C-C

Oslash109

CikloalkaacutenokGyűrűfeszuumlltseacuteg

Hipotetikus planaacuteris rendszerek

Baeyer vegyeacuterteacutekszoumlg-deformaacutecioacute (angulaacuterisgyűrű feszuumlleacutes)

Pitzer anti-aacutellaacuteshoz keacutepesti energiatoumlbblet (torzioacutes feszuumlleacutes)

van der Waals nemkoumltő atomok szterikus koumllcsoumlnhataacutesa

Nem planaacuteris vegyuumlletek

CC C

C

C

boriacuteteacutek

C C C

C

Ctwist

pszeudorotaacutecioacute

CC

C C

V-alakuacute

CCC

CCC

szeacutek110

3 4 5 6 7 8 9 10Gyűrűtagszaacutem

Gyűrű

feszuumlleacutes

kcalmol

hataacutereacuterteacutek

111

Cl

H

H

H

Cl

H

H

Cl

H

H

Cl

H

Cl

H

H

H

H

Cl

mezo SS RR

cisz transz

Ciklopropaacuten

C

C

HOOC

HOOC

H

HOH

OH

S

R

C

C

HOOC

HOOC

OH

HH

OHR

RC

C

COOH

COOH

HO

HH

HOS

S

intramolekulaacuteristuumlkoumlrsiacutek

diasztereomerek diasztereomerek

enantiomerek 112

Ea(a e)

∆Ea+∆E

∆E

Ea(a e)

Z

Hkb 5szeacutek

ZH

kb 95szeacutek

kb 2 kcal

csavartkaacuted

csavartkaacuted

kaacuted

ZH

feacutelszeacutekfeacutelszeacutek

ZH

Ciklohexaacuten

113

A 3-3 nemszomszeacutedos szeacutenatom aacuteltal definiaacutelt siacutekokra

merőleges koumlteacutesiraacutenyok axiaacutelis

A toumlbbi koumlteacutes e keacutet siacutek koumlzoumltt van ekvatoriaacutelis

Pszeudorotaacutecioacute a gyűrűs vegyuumlletek konformerjei

szoumlgfeszuumlltseacuteg neacutelkuumll alakulnak egymaacutesba

114

transz 12-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

cisz 12-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

Z

H

Z

H Z

HZ

Ha

eae

Z

HZ

H

Z

H

Z

H

a

e

ae

115

transz 13-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

cisz 13-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

Z

HZ

H

Z

H Z

H

a

e ae

Z

HZ

HZ

H

Z

H

a

e

ae

116

H

Z

Z

H

H

Z Z

Ha

ea

e

transz 14-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

Z

HZ

H

H

Z

Z

Ha

ea

e

cisz 14-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

117

Oslash118

8 CO2 + 8 H2O

- 12483 kcalmol - 12468 kcalmol

15 kcalmol

CH3

CH3H

H

+ 12 O2

cisz-12-dimetilciklohexaacuten

CH3

H

H

CH3

transz-12-dimetilciklohexaacuten

+ 12 O2

119

Diszubsztituaacutelt ciklohexaacutenokszerkezeti izomerjeinek konformaacutecioacutes viszonyai

Szerkezeti izomer Geometriai izomercisz transz

12

14

ae aa

ea ee

13aa ae

ee ea

120

Oslash121

BrNH2

Br

NH23a 2b

NH2

Br

Br

NH24a 1b

NH2

Br

Br

NH2

1b 4a

NH2

Br

NH2

Br2b 3a

NH2

Br

Br

NH23b 2a

Br

NH2

BrNH24b 1a

Konformaacutecioacutes Konformaacutecioacutes

BrNH2 Br

NH2

1a 4b

Br

NH2

BrNH2

2a 3b

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesenantiomerek

Konfiguraacutecioacutesenantiomerek

diasztereomerek diasztereomerek

12-helyzetben kuumlloumlnboumlző helyettesiacutetőket tartalmazoacute ciklohexaacuten szaacutermazeacutekokkonfiguraacutecioacutes eacutes konformaacutecioacutes viszonyai

Oslash122

H

H

H

HH

H

H

H

Dekalin

cisz transz

123

transz-transz-transzanellaacutecioacute

cisz-transz-transzanellaacutecioacute

DC

BA

DC

BA

H H

R

H

H H

H

H

H

R

H H

DCBA

R

H

H

H

H

H

H

DCBA

R

H

H

H

H

H

H

CH3

CH3

CH3

CH3

Oslash124

A kiralitaacutes kialakulaacutesa eacutes bioloacutegiai jelentőseacutege

Kiraacutelis vegyuumlletek

termeacuteszetes aminosavak (elsősorban L konfiguraacutecioacute)peptidek enzimektermeacuteszetes szeacutenhidraacutetok (elsősorban D konfiguraacutecioacute)gyoacutegyszerek

Az első kiraacutelis vegyuumllet kialakulaacutesa

az elemi reacuteszek gyenge koumllcsoumlnhataacutesaacutenakiraacutenyfuumlggeacuteseacutevel van kapcsolatban

autokataliacutezis

a termeacuteszet nem tuumlkoumlrszimmetrikus (a termeacuteszet homokiraacutelis)

Oslash125

Az optikai aktivitaacuteseredete szeacutenhidraacutetokkiralitaacutescentrumaacutenakkieacutepuumlleacutese a termeacuteszetben

Oslash126

Oslash127

• Slide Number 1
• Slide Number 2
• Slide Number 3
• Slide Number 4
• Slide Number 5
• Slide Number 6
• Slide Number 7
• Izomeacuteria
• Slide Number 9
• Slide Number 10
• Slide Number 11
• Slide Number 12
• Slide Number 13
• Slide Number 14
• Slide Number 15
• Slide Number 16
• Slide Number 17
• Slide Number 18
• Szerkezeti izomeacuteria
• Slide Number 20
• Slide Number 21
• Slide Number 22
• Slide Number 23
• Slide Number 24
• A tautomeacuteria tiacutepusai
• Slide Number 26
• Slide Number 27
• Slide Number 28
• Slide Number 29
• Slide Number 30
• Sztereoizomeacuteria
• Slide Number 32
• Slide Number 33
• Slide Number 34
• Slide Number 35
• Slide Number 36
• Slide Number 37
• Slide Number 38
• Slide Number 39
• Slide Number 40
• Slide Number 41
• Slide Number 42
• Slide Number 43
• Slide Number 44
• Slide Number 45
• Slide Number 46
• Slide Number 47
• Tovaacutebbi kiralitaacutes tiacutepusok
• Slide Number 49
• Slide Number 50
• Slide Number 51
• Slide Number 52
• Slide Number 53
• Slide Number 54
• Slide Number 55
• Slide Number 56
• Slide Number 57
• Toumlbb kiralitaacuteskoumlzpont
• Slide Number 59
• Slide Number 60
• Slide Number 61
• Slide Number 62
• Slide Number 63
• Slide Number 64
• Slide Number 65
• Slide Number 66
• Slide Number 67
• Slide Number 68
• Slide Number 69
• Slide Number 70
• Slide Number 71
• Slide Number 72
• Slide Number 73
• Slide Number 74
• Slide Number 75
• Konfiguraacutecioacutes izomeacuteria
• Slide Number 77
• Slide Number 78
• Slide Number 79
• Slide Number 80
• Slide Number 81
• Slide Number 82
• Slide Number 83
• Slide Number 84
• Slide Number 85
• Slide Number 86
• Slide Number 87
• Slide Number 88
• Slide Number 89
• Slide Number 90
• Slide Number 91
• Slide Number 92
• Slide Number 93
• Slide Number 94
• Slide Number 95
• Slide Number 96
• Slide Number 97
• Slide Number 98
• Slide Number 99
• Slide Number 100
• Slide Number 101
• Slide Number 102
• Slide Number 103
• Slide Number 104
• Slide Number 105
• Slide Number 106
• Slide Number 107
• Slide Number 108
• Slide Number 109
• Slide Number 110
• Slide Number 111
• Slide Number 112
• Slide Number 113
• Slide Number 114
• Slide Number 115
• Slide Number 116
• Slide Number 117
• Slide Number 118
• Slide Number 119
• Slide Number 120
• Slide Number 121
• Slide Number 122
• Slide Number 123
• Slide Number 124
• Slide Number 125
• Slide Number 126
• Slide Number 127

attractiveinteractions

orbitalinteractions

antiperiplanarposition

Anti-effect

107

repulsions

F

H H

OH

repulsions

F

H H

H

Extrem gauche effect

108

C-F

C-H

C-F

C-HC-C C-C

Oslash109

CikloalkaacutenokGyűrűfeszuumlltseacuteg

Hipotetikus planaacuteris rendszerek

Baeyer vegyeacuterteacutekszoumlg-deformaacutecioacute (angulaacuterisgyűrű feszuumlleacutes)

Pitzer anti-aacutellaacuteshoz keacutepesti energiatoumlbblet (torzioacutes feszuumlleacutes)

van der Waals nemkoumltő atomok szterikus koumllcsoumlnhataacutesa

Nem planaacuteris vegyuumlletek

CC C

C

C

boriacuteteacutek

C C C

C

Ctwist

pszeudorotaacutecioacute

CC

C C

V-alakuacute

CCC

CCC

szeacutek110

3 4 5 6 7 8 9 10Gyűrűtagszaacutem

Gyűrű

feszuumlleacutes

kcalmol

hataacutereacuterteacutek

111

Cl

H

H

H

Cl

H

H

Cl

H

H

Cl

H

Cl

H

H

H

H

Cl

mezo SS RR

cisz transz

Ciklopropaacuten

C

C

HOOC

HOOC

H

HOH

OH

S

R

C

C

HOOC

HOOC

OH

HH

OHR

RC

C

COOH

COOH

HO

HH

HOS

S

intramolekulaacuteristuumlkoumlrsiacutek

diasztereomerek diasztereomerek

enantiomerek 112

Ea(a e)

∆Ea+∆E

∆E

Ea(a e)

Z

Hkb 5szeacutek

ZH

kb 95szeacutek

kb 2 kcal

csavartkaacuted

csavartkaacuted

kaacuted

ZH

feacutelszeacutekfeacutelszeacutek

ZH

Ciklohexaacuten

113

A 3-3 nemszomszeacutedos szeacutenatom aacuteltal definiaacutelt siacutekokra

merőleges koumlteacutesiraacutenyok axiaacutelis

A toumlbbi koumlteacutes e keacutet siacutek koumlzoumltt van ekvatoriaacutelis

Pszeudorotaacutecioacute a gyűrűs vegyuumlletek konformerjei

szoumlgfeszuumlltseacuteg neacutelkuumll alakulnak egymaacutesba

114

transz 12-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

cisz 12-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

Z

H

Z

H Z

HZ

Ha

eae

Z

HZ

H

Z

H

Z

H

a

e

ae

115

transz 13-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

cisz 13-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

Z

HZ

H

Z

H Z

H

a

e ae

Z

HZ

HZ

H

Z

H

a

e

ae

116

H

Z

Z

H

H

Z Z

Ha

ea

e

transz 14-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

Z

HZ

H

H

Z

Z

Ha

ea

e

cisz 14-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

117

Oslash118

8 CO2 + 8 H2O

- 12483 kcalmol - 12468 kcalmol

15 kcalmol

CH3

CH3H

H

+ 12 O2

cisz-12-dimetilciklohexaacuten

CH3

H

H

CH3

transz-12-dimetilciklohexaacuten

+ 12 O2

119

Diszubsztituaacutelt ciklohexaacutenokszerkezeti izomerjeinek konformaacutecioacutes viszonyai

Szerkezeti izomer Geometriai izomercisz transz

12

14

ae aa

ea ee

13aa ae

ee ea

120

Oslash121

BrNH2

Br

NH23a 2b

NH2

Br

Br

NH24a 1b

NH2

Br

Br

NH2

1b 4a

NH2

Br

NH2

Br2b 3a

NH2

Br

Br

NH23b 2a

Br

NH2

BrNH24b 1a

Konformaacutecioacutes Konformaacutecioacutes

BrNH2 Br

NH2

1a 4b

Br

NH2

BrNH2

2a 3b

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesenantiomerek

Konfiguraacutecioacutesenantiomerek

diasztereomerek diasztereomerek

12-helyzetben kuumlloumlnboumlző helyettesiacutetőket tartalmazoacute ciklohexaacuten szaacutermazeacutekokkonfiguraacutecioacutes eacutes konformaacutecioacutes viszonyai

Oslash122

H

H

H

HH

H

H

H

Dekalin

cisz transz

123

transz-transz-transzanellaacutecioacute

cisz-transz-transzanellaacutecioacute

DC

BA

DC

BA

H H

R

H

H H

H

H

H

R

H H

DCBA

R

H

H

H

H

H

H

DCBA

R

H

H

H

H

H

H

CH3

CH3

CH3

CH3

Oslash124

A kiralitaacutes kialakulaacutesa eacutes bioloacutegiai jelentőseacutege

Kiraacutelis vegyuumlletek

termeacuteszetes aminosavak (elsősorban L konfiguraacutecioacute)peptidek enzimektermeacuteszetes szeacutenhidraacutetok (elsősorban D konfiguraacutecioacute)gyoacutegyszerek

Az első kiraacutelis vegyuumllet kialakulaacutesa

az elemi reacuteszek gyenge koumllcsoumlnhataacutesaacutenakiraacutenyfuumlggeacuteseacutevel van kapcsolatban

autokataliacutezis

a termeacuteszet nem tuumlkoumlrszimmetrikus (a termeacuteszet homokiraacutelis)

Oslash125

Az optikai aktivitaacuteseredete szeacutenhidraacutetokkiralitaacutescentrumaacutenakkieacutepuumlleacutese a termeacuteszetben

Oslash126

Oslash127

• Slide Number 1
• Slide Number 2
• Slide Number 3
• Slide Number 4
• Slide Number 5
• Slide Number 6
• Slide Number 7
• Izomeacuteria
• Slide Number 9
• Slide Number 10
• Slide Number 11
• Slide Number 12
• Slide Number 13
• Slide Number 14
• Slide Number 15
• Slide Number 16
• Slide Number 17
• Slide Number 18
• Szerkezeti izomeacuteria
• Slide Number 20
• Slide Number 21
• Slide Number 22
• Slide Number 23
• Slide Number 24
• A tautomeacuteria tiacutepusai
• Slide Number 26
• Slide Number 27
• Slide Number 28
• Slide Number 29
• Slide Number 30
• Sztereoizomeacuteria
• Slide Number 32
• Slide Number 33
• Slide Number 34
• Slide Number 35
• Slide Number 36
• Slide Number 37
• Slide Number 38
• Slide Number 39
• Slide Number 40
• Slide Number 41
• Slide Number 42
• Slide Number 43
• Slide Number 44
• Slide Number 45
• Slide Number 46
• Slide Number 47
• Tovaacutebbi kiralitaacutes tiacutepusok
• Slide Number 49
• Slide Number 50
• Slide Number 51
• Slide Number 52
• Slide Number 53
• Slide Number 54
• Slide Number 55
• Slide Number 56
• Slide Number 57
• Toumlbb kiralitaacuteskoumlzpont
• Slide Number 59
• Slide Number 60
• Slide Number 61
• Slide Number 62
• Slide Number 63
• Slide Number 64
• Slide Number 65
• Slide Number 66
• Slide Number 67
• Slide Number 68
• Slide Number 69
• Slide Number 70
• Slide Number 71
• Slide Number 72
• Slide Number 73
• Slide Number 74
• Slide Number 75
• Konfiguraacutecioacutes izomeacuteria
• Slide Number 77
• Slide Number 78
• Slide Number 79
• Slide Number 80
• Slide Number 81
• Slide Number 82
• Slide Number 83
• Slide Number 84
• Slide Number 85
• Slide Number 86
• Slide Number 87
• Slide Number 88
• Slide Number 89
• Slide Number 90
• Slide Number 91
• Slide Number 92
• Slide Number 93
• Slide Number 94
• Slide Number 95
• Slide Number 96
• Slide Number 97
• Slide Number 98
• Slide Number 99
• Slide Number 100
• Slide Number 101
• Slide Number 102
• Slide Number 103
• Slide Number 104
• Slide Number 105
• Slide Number 106
• Slide Number 107
• Slide Number 108
• Slide Number 109
• Slide Number 110
• Slide Number 111
• Slide Number 112
• Slide Number 113
• Slide Number 114
• Slide Number 115
• Slide Number 116
• Slide Number 117
• Slide Number 118
• Slide Number 119
• Slide Number 120
• Slide Number 121
• Slide Number 122
• Slide Number 123
• Slide Number 124
• Slide Number 125
• Slide Number 126
• Slide Number 127

repulsions

F

H H

OH

repulsions

F

H H

H

Extrem gauche effect

108

C-F

C-H

C-F

C-HC-C C-C

Oslash109

CikloalkaacutenokGyűrűfeszuumlltseacuteg

Hipotetikus planaacuteris rendszerek

Baeyer vegyeacuterteacutekszoumlg-deformaacutecioacute (angulaacuterisgyűrű feszuumlleacutes)

Pitzer anti-aacutellaacuteshoz keacutepesti energiatoumlbblet (torzioacutes feszuumlleacutes)

van der Waals nemkoumltő atomok szterikus koumllcsoumlnhataacutesa

Nem planaacuteris vegyuumlletek

CC C

C

C

boriacuteteacutek

C C C

C

Ctwist

pszeudorotaacutecioacute

CC

C C

V-alakuacute

CCC

CCC

szeacutek110

3 4 5 6 7 8 9 10Gyűrűtagszaacutem

Gyűrű

feszuumlleacutes

kcalmol

hataacutereacuterteacutek

111

Cl

H

H

H

Cl

H

H

Cl

H

H

Cl

H

Cl

H

H

H

H

Cl

mezo SS RR

cisz transz

Ciklopropaacuten

C

C

HOOC

HOOC

H

HOH

OH

S

R

C

C

HOOC

HOOC

OH

HH

OHR

RC

C

COOH

COOH

HO

HH

HOS

S

intramolekulaacuteristuumlkoumlrsiacutek

diasztereomerek diasztereomerek

enantiomerek 112

Ea(a e)

∆Ea+∆E

∆E

Ea(a e)

Z

Hkb 5szeacutek

ZH

kb 95szeacutek

kb 2 kcal

csavartkaacuted

csavartkaacuted

kaacuted

ZH

feacutelszeacutekfeacutelszeacutek

ZH

Ciklohexaacuten

113

A 3-3 nemszomszeacutedos szeacutenatom aacuteltal definiaacutelt siacutekokra

merőleges koumlteacutesiraacutenyok axiaacutelis

A toumlbbi koumlteacutes e keacutet siacutek koumlzoumltt van ekvatoriaacutelis

Pszeudorotaacutecioacute a gyűrűs vegyuumlletek konformerjei

szoumlgfeszuumlltseacuteg neacutelkuumll alakulnak egymaacutesba

114

transz 12-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

cisz 12-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

Z

H

Z

H Z

HZ

Ha

eae

Z

HZ

H

Z

H

Z

H

a

e

ae

115

transz 13-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

cisz 13-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

Z

HZ

H

Z

H Z

H

a

e ae

Z

HZ

HZ

H

Z

H

a

e

ae

116

H

Z

Z

H

H

Z Z

Ha

ea

e

transz 14-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

Z

HZ

H

H

Z

Z

Ha

ea

e

cisz 14-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

117

Oslash118

8 CO2 + 8 H2O

- 12483 kcalmol - 12468 kcalmol

15 kcalmol

CH3

CH3H

H

+ 12 O2

cisz-12-dimetilciklohexaacuten

CH3

H

H

CH3

transz-12-dimetilciklohexaacuten

+ 12 O2

119

Diszubsztituaacutelt ciklohexaacutenokszerkezeti izomerjeinek konformaacutecioacutes viszonyai

Szerkezeti izomer Geometriai izomercisz transz

12

14

ae aa

ea ee

13aa ae

ee ea

120

Oslash121

BrNH2

Br

NH23a 2b

NH2

Br

Br

NH24a 1b

NH2

Br

Br

NH2

1b 4a

NH2

Br

NH2

Br2b 3a

NH2

Br

Br

NH23b 2a

Br

NH2

BrNH24b 1a

Konformaacutecioacutes Konformaacutecioacutes

BrNH2 Br

NH2

1a 4b

Br

NH2

BrNH2

2a 3b

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesenantiomerek

Konfiguraacutecioacutesenantiomerek

diasztereomerek diasztereomerek

12-helyzetben kuumlloumlnboumlző helyettesiacutetőket tartalmazoacute ciklohexaacuten szaacutermazeacutekokkonfiguraacutecioacutes eacutes konformaacutecioacutes viszonyai

Oslash122

H

H

H

HH

H

H

H

Dekalin

cisz transz

123

transz-transz-transzanellaacutecioacute

cisz-transz-transzanellaacutecioacute

DC

BA

DC

BA

H H

R

H

H H

H

H

H

R

H H

DCBA

R

H

H

H

H

H

H

DCBA

R

H

H

H

H

H

H

CH3

CH3

CH3

CH3

Oslash124

A kiralitaacutes kialakulaacutesa eacutes bioloacutegiai jelentőseacutege

Kiraacutelis vegyuumlletek

termeacuteszetes aminosavak (elsősorban L konfiguraacutecioacute)peptidek enzimektermeacuteszetes szeacutenhidraacutetok (elsősorban D konfiguraacutecioacute)gyoacutegyszerek

Az első kiraacutelis vegyuumllet kialakulaacutesa

az elemi reacuteszek gyenge koumllcsoumlnhataacutesaacutenakiraacutenyfuumlggeacuteseacutevel van kapcsolatban

autokataliacutezis

a termeacuteszet nem tuumlkoumlrszimmetrikus (a termeacuteszet homokiraacutelis)

Oslash125

Az optikai aktivitaacuteseredete szeacutenhidraacutetokkiralitaacutescentrumaacutenakkieacutepuumlleacutese a termeacuteszetben

Oslash126

Oslash127

• Slide Number 1
• Slide Number 2
• Slide Number 3
• Slide Number 4
• Slide Number 5
• Slide Number 6
• Slide Number 7
• Izomeacuteria
• Slide Number 9
• Slide Number 10
• Slide Number 11
• Slide Number 12
• Slide Number 13
• Slide Number 14
• Slide Number 15
• Slide Number 16
• Slide Number 17
• Slide Number 18
• Szerkezeti izomeacuteria
• Slide Number 20
• Slide Number 21
• Slide Number 22
• Slide Number 23
• Slide Number 24
• A tautomeacuteria tiacutepusai
• Slide Number 26
• Slide Number 27
• Slide Number 28
• Slide Number 29
• Slide Number 30
• Sztereoizomeacuteria
• Slide Number 32
• Slide Number 33
• Slide Number 34
• Slide Number 35
• Slide Number 36
• Slide Number 37
• Slide Number 38
• Slide Number 39
• Slide Number 40
• Slide Number 41
• Slide Number 42
• Slide Number 43
• Slide Number 44
• Slide Number 45
• Slide Number 46
• Slide Number 47
• Tovaacutebbi kiralitaacutes tiacutepusok
• Slide Number 49
• Slide Number 50
• Slide Number 51
• Slide Number 52
• Slide Number 53
• Slide Number 54
• Slide Number 55
• Slide Number 56
• Slide Number 57
• Toumlbb kiralitaacuteskoumlzpont
• Slide Number 59
• Slide Number 60
• Slide Number 61
• Slide Number 62
• Slide Number 63
• Slide Number 64
• Slide Number 65
• Slide Number 66
• Slide Number 67
• Slide Number 68
• Slide Number 69
• Slide Number 70
• Slide Number 71
• Slide Number 72
• Slide Number 73
• Slide Number 74
• Slide Number 75
• Konfiguraacutecioacutes izomeacuteria
• Slide Number 77
• Slide Number 78
• Slide Number 79
• Slide Number 80
• Slide Number 81
• Slide Number 82
• Slide Number 83
• Slide Number 84
• Slide Number 85
• Slide Number 86
• Slide Number 87
• Slide Number 88
• Slide Number 89
• Slide Number 90
• Slide Number 91
• Slide Number 92
• Slide Number 93
• Slide Number 94
• Slide Number 95
• Slide Number 96
• Slide Number 97
• Slide Number 98
• Slide Number 99
• Slide Number 100
• Slide Number 101
• Slide Number 102
• Slide Number 103
• Slide Number 104
• Slide Number 105
• Slide Number 106
• Slide Number 107
• Slide Number 108
• Slide Number 109
• Slide Number 110
• Slide Number 111
• Slide Number 112
• Slide Number 113
• Slide Number 114
• Slide Number 115
• Slide Number 116
• Slide Number 117
• Slide Number 118
• Slide Number 119
• Slide Number 120
• Slide Number 121
• Slide Number 122
• Slide Number 123
• Slide Number 124
• Slide Number 125
• Slide Number 126
• Slide Number 127

C-F

C-H

C-F

C-HC-C C-C

Oslash109

CikloalkaacutenokGyűrűfeszuumlltseacuteg

Hipotetikus planaacuteris rendszerek

Baeyer vegyeacuterteacutekszoumlg-deformaacutecioacute (angulaacuterisgyűrű feszuumlleacutes)

Pitzer anti-aacutellaacuteshoz keacutepesti energiatoumlbblet (torzioacutes feszuumlleacutes)

van der Waals nemkoumltő atomok szterikus koumllcsoumlnhataacutesa

Nem planaacuteris vegyuumlletek

CC C

C

C

boriacuteteacutek

C C C

C

Ctwist

pszeudorotaacutecioacute

CC

C C

V-alakuacute

CCC

CCC

szeacutek110

3 4 5 6 7 8 9 10Gyűrűtagszaacutem

Gyűrű

feszuumlleacutes

kcalmol

hataacutereacuterteacutek

111

Cl

H

H

H

Cl

H

H

Cl

H

H

Cl

H

Cl

H

H

H

H

Cl

mezo SS RR

cisz transz

Ciklopropaacuten

C

C

HOOC

HOOC

H

HOH

OH

S

R

C

C

HOOC

HOOC

OH

HH

OHR

RC

C

COOH

COOH

HO

HH

HOS

S

intramolekulaacuteristuumlkoumlrsiacutek

diasztereomerek diasztereomerek

enantiomerek 112

Ea(a e)

∆Ea+∆E

∆E

Ea(a e)

Z

Hkb 5szeacutek

ZH

kb 95szeacutek

kb 2 kcal

csavartkaacuted

csavartkaacuted

kaacuted

ZH

feacutelszeacutekfeacutelszeacutek

ZH

Ciklohexaacuten

113

A 3-3 nemszomszeacutedos szeacutenatom aacuteltal definiaacutelt siacutekokra

merőleges koumlteacutesiraacutenyok axiaacutelis

A toumlbbi koumlteacutes e keacutet siacutek koumlzoumltt van ekvatoriaacutelis

Pszeudorotaacutecioacute a gyűrűs vegyuumlletek konformerjei

szoumlgfeszuumlltseacuteg neacutelkuumll alakulnak egymaacutesba

114

transz 12-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

cisz 12-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

Z

H

Z

H Z

HZ

Ha

eae

Z

HZ

H

Z

H

Z

H

a

e

ae

115

transz 13-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

cisz 13-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

Z

HZ

H

Z

H Z

H

a

e ae

Z

HZ

HZ

H

Z

H

a

e

ae

116

H

Z

Z

H

H

Z Z

Ha

ea

e

transz 14-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

Z

HZ

H

H

Z

Z

Ha

ea

e

cisz 14-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

117

Oslash118

8 CO2 + 8 H2O

- 12483 kcalmol - 12468 kcalmol

15 kcalmol

CH3

CH3H

H

+ 12 O2

cisz-12-dimetilciklohexaacuten

CH3

H

H

CH3

transz-12-dimetilciklohexaacuten

+ 12 O2

119

Diszubsztituaacutelt ciklohexaacutenokszerkezeti izomerjeinek konformaacutecioacutes viszonyai

Szerkezeti izomer Geometriai izomercisz transz

12

14

ae aa

ea ee

13aa ae

ee ea

120

Oslash121

BrNH2

Br

NH23a 2b

NH2

Br

Br

NH24a 1b

NH2

Br

Br

NH2

1b 4a

NH2

Br

NH2

Br2b 3a

NH2

Br

Br

NH23b 2a

Br

NH2

BrNH24b 1a

Konformaacutecioacutes Konformaacutecioacutes

BrNH2 Br

NH2

1a 4b

Br

NH2

BrNH2

2a 3b

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesenantiomerek

Konfiguraacutecioacutesenantiomerek

diasztereomerek diasztereomerek

12-helyzetben kuumlloumlnboumlző helyettesiacutetőket tartalmazoacute ciklohexaacuten szaacutermazeacutekokkonfiguraacutecioacutes eacutes konformaacutecioacutes viszonyai

Oslash122

H

H

H

HH

H

H

H

Dekalin

cisz transz

123

transz-transz-transzanellaacutecioacute

cisz-transz-transzanellaacutecioacute

DC

BA

DC

BA

H H

R

H

H H

H

H

H

R

H H

DCBA

R

H

H

H

H

H

H

DCBA

R

H

H

H

H

H

H

CH3

CH3

CH3

CH3

Oslash124

A kiralitaacutes kialakulaacutesa eacutes bioloacutegiai jelentőseacutege

Kiraacutelis vegyuumlletek

termeacuteszetes aminosavak (elsősorban L konfiguraacutecioacute)peptidek enzimektermeacuteszetes szeacutenhidraacutetok (elsősorban D konfiguraacutecioacute)gyoacutegyszerek

Az első kiraacutelis vegyuumllet kialakulaacutesa

az elemi reacuteszek gyenge koumllcsoumlnhataacutesaacutenakiraacutenyfuumlggeacuteseacutevel van kapcsolatban

autokataliacutezis

a termeacuteszet nem tuumlkoumlrszimmetrikus (a termeacuteszet homokiraacutelis)

Oslash125

Az optikai aktivitaacuteseredete szeacutenhidraacutetokkiralitaacutescentrumaacutenakkieacutepuumlleacutese a termeacuteszetben

Oslash126

Oslash127

• Slide Number 1
• Slide Number 2
• Slide Number 3
• Slide Number 4
• Slide Number 5
• Slide Number 6
• Slide Number 7
• Izomeacuteria
• Slide Number 9
• Slide Number 10
• Slide Number 11
• Slide Number 12
• Slide Number 13
• Slide Number 14
• Slide Number 15
• Slide Number 16
• Slide Number 17
• Slide Number 18
• Szerkezeti izomeacuteria
• Slide Number 20
• Slide Number 21
• Slide Number 22
• Slide Number 23
• Slide Number 24
• A tautomeacuteria tiacutepusai
• Slide Number 26
• Slide Number 27
• Slide Number 28
• Slide Number 29
• Slide Number 30
• Sztereoizomeacuteria
• Slide Number 32
• Slide Number 33
• Slide Number 34
• Slide Number 35
• Slide Number 36
• Slide Number 37
• Slide Number 38
• Slide Number 39
• Slide Number 40
• Slide Number 41
• Slide Number 42
• Slide Number 43
• Slide Number 44
• Slide Number 45
• Slide Number 46
• Slide Number 47
• Tovaacutebbi kiralitaacutes tiacutepusok
• Slide Number 49
• Slide Number 50
• Slide Number 51
• Slide Number 52
• Slide Number 53
• Slide Number 54
• Slide Number 55
• Slide Number 56
• Slide Number 57
• Toumlbb kiralitaacuteskoumlzpont
• Slide Number 59
• Slide Number 60
• Slide Number 61
• Slide Number 62
• Slide Number 63
• Slide Number 64
• Slide Number 65
• Slide Number 66
• Slide Number 67
• Slide Number 68
• Slide Number 69
• Slide Number 70
• Slide Number 71
• Slide Number 72
• Slide Number 73
• Slide Number 74
• Slide Number 75
• Konfiguraacutecioacutes izomeacuteria
• Slide Number 77
• Slide Number 78
• Slide Number 79
• Slide Number 80
• Slide Number 81
• Slide Number 82
• Slide Number 83
• Slide Number 84
• Slide Number 85
• Slide Number 86
• Slide Number 87
• Slide Number 88
• Slide Number 89
• Slide Number 90
• Slide Number 91
• Slide Number 92
• Slide Number 93
• Slide Number 94
• Slide Number 95
• Slide Number 96
• Slide Number 97
• Slide Number 98
• Slide Number 99
• Slide Number 100
• Slide Number 101
• Slide Number 102
• Slide Number 103
• Slide Number 104
• Slide Number 105
• Slide Number 106
• Slide Number 107
• Slide Number 108
• Slide Number 109
• Slide Number 110
• Slide Number 111
• Slide Number 112
• Slide Number 113
• Slide Number 114
• Slide Number 115
• Slide Number 116
• Slide Number 117
• Slide Number 118
• Slide Number 119
• Slide Number 120
• Slide Number 121
• Slide Number 122
• Slide Number 123
• Slide Number 124
• Slide Number 125
• Slide Number 126
• Slide Number 127

CikloalkaacutenokGyűrűfeszuumlltseacuteg

Hipotetikus planaacuteris rendszerek

Baeyer vegyeacuterteacutekszoumlg-deformaacutecioacute (angulaacuterisgyűrű feszuumlleacutes)

Pitzer anti-aacutellaacuteshoz keacutepesti energiatoumlbblet (torzioacutes feszuumlleacutes)

van der Waals nemkoumltő atomok szterikus koumllcsoumlnhataacutesa

Nem planaacuteris vegyuumlletek

CC C

C

C

boriacuteteacutek

C C C

C

Ctwist

pszeudorotaacutecioacute

CC

C C

V-alakuacute

CCC

CCC

szeacutek110

3 4 5 6 7 8 9 10Gyűrűtagszaacutem

Gyűrű

feszuumlleacutes

kcalmol

hataacutereacuterteacutek

111

Cl

H

H

H

Cl

H

H

Cl

H

H

Cl

H

Cl

H

H

H

H

Cl

mezo SS RR

cisz transz

Ciklopropaacuten

C

C

HOOC

HOOC

H

HOH

OH

S

R

C

C

HOOC

HOOC

OH

HH

OHR

RC

C

COOH

COOH

HO

HH

HOS

S

intramolekulaacuteristuumlkoumlrsiacutek

diasztereomerek diasztereomerek

enantiomerek 112

Ea(a e)

∆Ea+∆E

∆E

Ea(a e)

Z

Hkb 5szeacutek

ZH

kb 95szeacutek

kb 2 kcal

csavartkaacuted

csavartkaacuted

kaacuted

ZH

feacutelszeacutekfeacutelszeacutek

ZH

Ciklohexaacuten

113

A 3-3 nemszomszeacutedos szeacutenatom aacuteltal definiaacutelt siacutekokra

merőleges koumlteacutesiraacutenyok axiaacutelis

A toumlbbi koumlteacutes e keacutet siacutek koumlzoumltt van ekvatoriaacutelis

Pszeudorotaacutecioacute a gyűrűs vegyuumlletek konformerjei

szoumlgfeszuumlltseacuteg neacutelkuumll alakulnak egymaacutesba

114

transz 12-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

cisz 12-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

Z

H

Z

H Z

HZ

Ha

eae

Z

HZ

H

Z

H

Z

H

a

e

ae

115

transz 13-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

cisz 13-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

Z

HZ

H

Z

H Z

H

a

e ae

Z

HZ

HZ

H

Z

H

a

e

ae

116

H

Z

Z

H

H

Z Z

Ha

ea

e

transz 14-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

Z

HZ

H

H

Z

Z

Ha

ea

e

cisz 14-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

117

Oslash118

8 CO2 + 8 H2O

- 12483 kcalmol - 12468 kcalmol

15 kcalmol

CH3

CH3H

H

+ 12 O2

cisz-12-dimetilciklohexaacuten

CH3

H

H

CH3

transz-12-dimetilciklohexaacuten

+ 12 O2

119

Diszubsztituaacutelt ciklohexaacutenokszerkezeti izomerjeinek konformaacutecioacutes viszonyai

Szerkezeti izomer Geometriai izomercisz transz

12

14

ae aa

ea ee

13aa ae

ee ea

120

Oslash121

BrNH2

Br

NH23a 2b

NH2

Br

Br

NH24a 1b

NH2

Br

Br

NH2

1b 4a

NH2

Br

NH2

Br2b 3a

NH2

Br

Br

NH23b 2a

Br

NH2

BrNH24b 1a

Konformaacutecioacutes Konformaacutecioacutes

BrNH2 Br

NH2

1a 4b

Br

NH2

BrNH2

2a 3b

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesenantiomerek

Konfiguraacutecioacutesenantiomerek

diasztereomerek diasztereomerek

12-helyzetben kuumlloumlnboumlző helyettesiacutetőket tartalmazoacute ciklohexaacuten szaacutermazeacutekokkonfiguraacutecioacutes eacutes konformaacutecioacutes viszonyai

Oslash122

H

H

H

HH

H

H

H

Dekalin

cisz transz

123

transz-transz-transzanellaacutecioacute

cisz-transz-transzanellaacutecioacute

DC

BA

DC

BA

H H

R

H

H H

H

H

H

R

H H

DCBA

R

H

H

H

H

H

H

DCBA

R

H

H

H

H

H

H

CH3

CH3

CH3

CH3

Oslash124

A kiralitaacutes kialakulaacutesa eacutes bioloacutegiai jelentőseacutege

Kiraacutelis vegyuumlletek

termeacuteszetes aminosavak (elsősorban L konfiguraacutecioacute)peptidek enzimektermeacuteszetes szeacutenhidraacutetok (elsősorban D konfiguraacutecioacute)gyoacutegyszerek

Az első kiraacutelis vegyuumllet kialakulaacutesa

az elemi reacuteszek gyenge koumllcsoumlnhataacutesaacutenakiraacutenyfuumlggeacuteseacutevel van kapcsolatban

autokataliacutezis

a termeacuteszet nem tuumlkoumlrszimmetrikus (a termeacuteszet homokiraacutelis)

Oslash125

Az optikai aktivitaacuteseredete szeacutenhidraacutetokkiralitaacutescentrumaacutenakkieacutepuumlleacutese a termeacuteszetben

Oslash126

Oslash127

• Slide Number 1
• Slide Number 2
• Slide Number 3
• Slide Number 4
• Slide Number 5
• Slide Number 6
• Slide Number 7
• Izomeacuteria
• Slide Number 9
• Slide Number 10
• Slide Number 11
• Slide Number 12
• Slide Number 13
• Slide Number 14
• Slide Number 15
• Slide Number 16
• Slide Number 17
• Slide Number 18
• Szerkezeti izomeacuteria
• Slide Number 20
• Slide Number 21
• Slide Number 22
• Slide Number 23
• Slide Number 24
• A tautomeacuteria tiacutepusai
• Slide Number 26
• Slide Number 27
• Slide Number 28
• Slide Number 29
• Slide Number 30
• Sztereoizomeacuteria
• Slide Number 32
• Slide Number 33
• Slide Number 34
• Slide Number 35
• Slide Number 36
• Slide Number 37
• Slide Number 38
• Slide Number 39
• Slide Number 40
• Slide Number 41
• Slide Number 42
• Slide Number 43
• Slide Number 44
• Slide Number 45
• Slide Number 46
• Slide Number 47
• Tovaacutebbi kiralitaacutes tiacutepusok
• Slide Number 49
• Slide Number 50
• Slide Number 51
• Slide Number 52
• Slide Number 53
• Slide Number 54
• Slide Number 55
• Slide Number 56
• Slide Number 57
• Toumlbb kiralitaacuteskoumlzpont
• Slide Number 59
• Slide Number 60
• Slide Number 61
• Slide Number 62
• Slide Number 63
• Slide Number 64
• Slide Number 65
• Slide Number 66
• Slide Number 67
• Slide Number 68
• Slide Number 69
• Slide Number 70
• Slide Number 71
• Slide Number 72
• Slide Number 73
• Slide Number 74
• Slide Number 75
• Konfiguraacutecioacutes izomeacuteria
• Slide Number 77
• Slide Number 78
• Slide Number 79
• Slide Number 80
• Slide Number 81
• Slide Number 82
• Slide Number 83
• Slide Number 84
• Slide Number 85
• Slide Number 86
• Slide Number 87
• Slide Number 88
• Slide Number 89
• Slide Number 90
• Slide Number 91
• Slide Number 92
• Slide Number 93
• Slide Number 94
• Slide Number 95
• Slide Number 96
• Slide Number 97
• Slide Number 98
• Slide Number 99
• Slide Number 100
• Slide Number 101
• Slide Number 102
• Slide Number 103
• Slide Number 104
• Slide Number 105
• Slide Number 106
• Slide Number 107
• Slide Number 108
• Slide Number 109
• Slide Number 110
• Slide Number 111
• Slide Number 112
• Slide Number 113
• Slide Number 114
• Slide Number 115
• Slide Number 116
• Slide Number 117
• Slide Number 118
• Slide Number 119
• Slide Number 120
• Slide Number 121
• Slide Number 122
• Slide Number 123
• Slide Number 124
• Slide Number 125
• Slide Number 126
• Slide Number 127

3 4 5 6 7 8 9 10Gyűrűtagszaacutem

Gyűrű

feszuumlleacutes

kcalmol

hataacutereacuterteacutek

111

Cl

H

H

H

Cl

H

H

Cl

H

H

Cl

H

Cl

H

H

H

H

Cl

mezo SS RR

cisz transz

Ciklopropaacuten

C

C

HOOC

HOOC

H

HOH

OH

S

R

C

C

HOOC

HOOC

OH

HH

OHR

RC

C

COOH

COOH

HO

HH

HOS

S

intramolekulaacuteristuumlkoumlrsiacutek

diasztereomerek diasztereomerek

enantiomerek 112

Ea(a e)

∆Ea+∆E

∆E

Ea(a e)

Z

Hkb 5szeacutek

ZH

kb 95szeacutek

kb 2 kcal

csavartkaacuted

csavartkaacuted

kaacuted

ZH

feacutelszeacutekfeacutelszeacutek

ZH

Ciklohexaacuten

113

A 3-3 nemszomszeacutedos szeacutenatom aacuteltal definiaacutelt siacutekokra

merőleges koumlteacutesiraacutenyok axiaacutelis

A toumlbbi koumlteacutes e keacutet siacutek koumlzoumltt van ekvatoriaacutelis

Pszeudorotaacutecioacute a gyűrűs vegyuumlletek konformerjei

szoumlgfeszuumlltseacuteg neacutelkuumll alakulnak egymaacutesba

114

transz 12-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

cisz 12-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

Z

H

Z

H Z

HZ

Ha

eae

Z

HZ

H

Z

H

Z

H

a

e

ae

115

transz 13-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

cisz 13-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

Z

HZ

H

Z

H Z

H

a

e ae

Z

HZ

HZ

H

Z

H

a

e

ae

116

H

Z

Z

H

H

Z Z

Ha

ea

e

transz 14-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

Z

HZ

H

H

Z

Z

Ha

ea

e

cisz 14-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

117

Oslash118

8 CO2 + 8 H2O

- 12483 kcalmol - 12468 kcalmol

15 kcalmol

CH3

CH3H

H

+ 12 O2

cisz-12-dimetilciklohexaacuten

CH3

H

H

CH3

transz-12-dimetilciklohexaacuten

+ 12 O2

119

Diszubsztituaacutelt ciklohexaacutenokszerkezeti izomerjeinek konformaacutecioacutes viszonyai

Szerkezeti izomer Geometriai izomercisz transz

12

14

ae aa

ea ee

13aa ae

ee ea

120

Oslash121

BrNH2

Br

NH23a 2b

NH2

Br

Br

NH24a 1b

NH2

Br

Br

NH2

1b 4a

NH2

Br

NH2

Br2b 3a

NH2

Br

Br

NH23b 2a

Br

NH2

BrNH24b 1a

Konformaacutecioacutes Konformaacutecioacutes

BrNH2 Br

NH2

1a 4b

Br

NH2

BrNH2

2a 3b

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesenantiomerek

Konfiguraacutecioacutesenantiomerek

diasztereomerek diasztereomerek

12-helyzetben kuumlloumlnboumlző helyettesiacutetőket tartalmazoacute ciklohexaacuten szaacutermazeacutekokkonfiguraacutecioacutes eacutes konformaacutecioacutes viszonyai

Oslash122

H

H

H

HH

H

H

H

Dekalin

cisz transz

123

transz-transz-transzanellaacutecioacute

cisz-transz-transzanellaacutecioacute

DC

BA

DC

BA

H H

R

H

H H

H

H

H

R

H H

DCBA

R

H

H

H

H

H

H

DCBA

R

H

H

H

H

H

H

CH3

CH3

CH3

CH3

Oslash124

A kiralitaacutes kialakulaacutesa eacutes bioloacutegiai jelentőseacutege

Kiraacutelis vegyuumlletek

termeacuteszetes aminosavak (elsősorban L konfiguraacutecioacute)peptidek enzimektermeacuteszetes szeacutenhidraacutetok (elsősorban D konfiguraacutecioacute)gyoacutegyszerek

Az első kiraacutelis vegyuumllet kialakulaacutesa

az elemi reacuteszek gyenge koumllcsoumlnhataacutesaacutenakiraacutenyfuumlggeacuteseacutevel van kapcsolatban

autokataliacutezis

a termeacuteszet nem tuumlkoumlrszimmetrikus (a termeacuteszet homokiraacutelis)

Oslash125

Az optikai aktivitaacuteseredete szeacutenhidraacutetokkiralitaacutescentrumaacutenakkieacutepuumlleacutese a termeacuteszetben

Oslash126

Oslash127

• Slide Number 1
• Slide Number 2
• Slide Number 3
• Slide Number 4
• Slide Number 5
• Slide Number 6
• Slide Number 7
• Izomeacuteria
• Slide Number 9
• Slide Number 10
• Slide Number 11
• Slide Number 12
• Slide Number 13
• Slide Number 14
• Slide Number 15
• Slide Number 16
• Slide Number 17
• Slide Number 18
• Szerkezeti izomeacuteria
• Slide Number 20
• Slide Number 21
• Slide Number 22
• Slide Number 23
• Slide Number 24
• A tautomeacuteria tiacutepusai
• Slide Number 26
• Slide Number 27
• Slide Number 28
• Slide Number 29
• Slide Number 30
• Sztereoizomeacuteria
• Slide Number 32
• Slide Number 33
• Slide Number 34
• Slide Number 35
• Slide Number 36
• Slide Number 37
• Slide Number 38
• Slide Number 39
• Slide Number 40
• Slide Number 41
• Slide Number 42
• Slide Number 43
• Slide Number 44
• Slide Number 45
• Slide Number 46
• Slide Number 47
• Tovaacutebbi kiralitaacutes tiacutepusok
• Slide Number 49
• Slide Number 50
• Slide Number 51
• Slide Number 52
• Slide Number 53
• Slide Number 54
• Slide Number 55
• Slide Number 56
• Slide Number 57
• Toumlbb kiralitaacuteskoumlzpont
• Slide Number 59
• Slide Number 60
• Slide Number 61
• Slide Number 62
• Slide Number 63
• Slide Number 64
• Slide Number 65
• Slide Number 66
• Slide Number 67
• Slide Number 68
• Slide Number 69
• Slide Number 70
• Slide Number 71
• Slide Number 72
• Slide Number 73
• Slide Number 74
• Slide Number 75
• Konfiguraacutecioacutes izomeacuteria
• Slide Number 77
• Slide Number 78
• Slide Number 79
• Slide Number 80
• Slide Number 81
• Slide Number 82
• Slide Number 83
• Slide Number 84
• Slide Number 85
• Slide Number 86
• Slide Number 87
• Slide Number 88
• Slide Number 89
• Slide Number 90
• Slide Number 91
• Slide Number 92
• Slide Number 93
• Slide Number 94
• Slide Number 95
• Slide Number 96
• Slide Number 97
• Slide Number 98
• Slide Number 99
• Slide Number 100
• Slide Number 101
• Slide Number 102
• Slide Number 103
• Slide Number 104
• Slide Number 105
• Slide Number 106
• Slide Number 107
• Slide Number 108
• Slide Number 109
• Slide Number 110
• Slide Number 111
• Slide Number 112
• Slide Number 113
• Slide Number 114
• Slide Number 115
• Slide Number 116
• Slide Number 117
• Slide Number 118
• Slide Number 119
• Slide Number 120
• Slide Number 121
• Slide Number 122
• Slide Number 123
• Slide Number 124
• Slide Number 125
• Slide Number 126
• Slide Number 127

Cl

H

H

H

Cl

H

H

Cl

H

H

Cl

H

Cl

H

H

H

H

Cl

mezo SS RR

cisz transz

Ciklopropaacuten

C

C

HOOC

HOOC

H

HOH

OH

S

R

C

C

HOOC

HOOC

OH

HH

OHR

RC

C

COOH

COOH

HO

HH

HOS

S

intramolekulaacuteristuumlkoumlrsiacutek

diasztereomerek diasztereomerek

enantiomerek 112

Ea(a e)

∆Ea+∆E

∆E

Ea(a e)

Z

Hkb 5szeacutek

ZH

kb 95szeacutek

kb 2 kcal

csavartkaacuted

csavartkaacuted

kaacuted

ZH

feacutelszeacutekfeacutelszeacutek

ZH

Ciklohexaacuten

113

A 3-3 nemszomszeacutedos szeacutenatom aacuteltal definiaacutelt siacutekokra

merőleges koumlteacutesiraacutenyok axiaacutelis

A toumlbbi koumlteacutes e keacutet siacutek koumlzoumltt van ekvatoriaacutelis

Pszeudorotaacutecioacute a gyűrűs vegyuumlletek konformerjei

szoumlgfeszuumlltseacuteg neacutelkuumll alakulnak egymaacutesba

114

transz 12-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

cisz 12-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

Z

H

Z

H Z

HZ

Ha

eae

Z

HZ

H

Z

H

Z

H

a

e

ae

115

transz 13-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

cisz 13-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

Z

HZ

H

Z

H Z

H

a

e ae

Z

HZ

HZ

H

Z

H

a

e

ae

116

H

Z

Z

H

H

Z Z

Ha

ea

e

transz 14-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

Z

HZ

H

H

Z

Z

Ha

ea

e

cisz 14-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

117

Oslash118

8 CO2 + 8 H2O

- 12483 kcalmol - 12468 kcalmol

15 kcalmol

CH3

CH3H

H

+ 12 O2

cisz-12-dimetilciklohexaacuten

CH3

H

H

CH3

transz-12-dimetilciklohexaacuten

+ 12 O2

119

Diszubsztituaacutelt ciklohexaacutenokszerkezeti izomerjeinek konformaacutecioacutes viszonyai

Szerkezeti izomer Geometriai izomercisz transz

12

14

ae aa

ea ee

13aa ae

ee ea

120

Oslash121

BrNH2

Br

NH23a 2b

NH2

Br

Br

NH24a 1b

NH2

Br

Br

NH2

1b 4a

NH2

Br

NH2

Br2b 3a

NH2

Br

Br

NH23b 2a

Br

NH2

BrNH24b 1a

Konformaacutecioacutes Konformaacutecioacutes

BrNH2 Br

NH2

1a 4b

Br

NH2

BrNH2

2a 3b

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesenantiomerek

Konfiguraacutecioacutesenantiomerek

diasztereomerek diasztereomerek

12-helyzetben kuumlloumlnboumlző helyettesiacutetőket tartalmazoacute ciklohexaacuten szaacutermazeacutekokkonfiguraacutecioacutes eacutes konformaacutecioacutes viszonyai

Oslash122

H

H

H

HH

H

H

H

Dekalin

cisz transz

123

transz-transz-transzanellaacutecioacute

cisz-transz-transzanellaacutecioacute

DC

BA

DC

BA

H H

R

H

H H

H

H

H

R

H H

DCBA

R

H

H

H

H

H

H

DCBA

R

H

H

H

H

H

H

CH3

CH3

CH3

CH3

Oslash124

A kiralitaacutes kialakulaacutesa eacutes bioloacutegiai jelentőseacutege

Kiraacutelis vegyuumlletek

termeacuteszetes aminosavak (elsősorban L konfiguraacutecioacute)peptidek enzimektermeacuteszetes szeacutenhidraacutetok (elsősorban D konfiguraacutecioacute)gyoacutegyszerek

Az első kiraacutelis vegyuumllet kialakulaacutesa

az elemi reacuteszek gyenge koumllcsoumlnhataacutesaacutenakiraacutenyfuumlggeacuteseacutevel van kapcsolatban

autokataliacutezis

a termeacuteszet nem tuumlkoumlrszimmetrikus (a termeacuteszet homokiraacutelis)

Oslash125

Az optikai aktivitaacuteseredete szeacutenhidraacutetokkiralitaacutescentrumaacutenakkieacutepuumlleacutese a termeacuteszetben

Oslash126

Oslash127

• Slide Number 1
• Slide Number 2
• Slide Number 3
• Slide Number 4
• Slide Number 5
• Slide Number 6
• Slide Number 7
• Izomeacuteria
• Slide Number 9
• Slide Number 10
• Slide Number 11
• Slide Number 12
• Slide Number 13
• Slide Number 14
• Slide Number 15
• Slide Number 16
• Slide Number 17
• Slide Number 18
• Szerkezeti izomeacuteria
• Slide Number 20
• Slide Number 21
• Slide Number 22
• Slide Number 23
• Slide Number 24
• A tautomeacuteria tiacutepusai
• Slide Number 26
• Slide Number 27
• Slide Number 28
• Slide Number 29
• Slide Number 30
• Sztereoizomeacuteria
• Slide Number 32
• Slide Number 33
• Slide Number 34
• Slide Number 35
• Slide Number 36
• Slide Number 37
• Slide Number 38
• Slide Number 39
• Slide Number 40
• Slide Number 41
• Slide Number 42
• Slide Number 43
• Slide Number 44
• Slide Number 45
• Slide Number 46
• Slide Number 47
• Tovaacutebbi kiralitaacutes tiacutepusok
• Slide Number 49
• Slide Number 50
• Slide Number 51
• Slide Number 52
• Slide Number 53
• Slide Number 54
• Slide Number 55
• Slide Number 56
• Slide Number 57
• Toumlbb kiralitaacuteskoumlzpont
• Slide Number 59
• Slide Number 60
• Slide Number 61
• Slide Number 62
• Slide Number 63
• Slide Number 64
• Slide Number 65
• Slide Number 66
• Slide Number 67
• Slide Number 68
• Slide Number 69
• Slide Number 70
• Slide Number 71
• Slide Number 72
• Slide Number 73
• Slide Number 74
• Slide Number 75
• Konfiguraacutecioacutes izomeacuteria
• Slide Number 77
• Slide Number 78
• Slide Number 79
• Slide Number 80
• Slide Number 81
• Slide Number 82
• Slide Number 83
• Slide Number 84
• Slide Number 85
• Slide Number 86
• Slide Number 87
• Slide Number 88
• Slide Number 89
• Slide Number 90
• Slide Number 91
• Slide Number 92
• Slide Number 93
• Slide Number 94
• Slide Number 95
• Slide Number 96
• Slide Number 97
• Slide Number 98
• Slide Number 99
• Slide Number 100
• Slide Number 101
• Slide Number 102
• Slide Number 103
• Slide Number 104
• Slide Number 105
• Slide Number 106
• Slide Number 107
• Slide Number 108
• Slide Number 109
• Slide Number 110
• Slide Number 111
• Slide Number 112
• Slide Number 113
• Slide Number 114
• Slide Number 115
• Slide Number 116
• Slide Number 117
• Slide Number 118
• Slide Number 119
• Slide Number 120
• Slide Number 121
• Slide Number 122
• Slide Number 123
• Slide Number 124
• Slide Number 125
• Slide Number 126
• Slide Number 127

Ea(a e)

∆Ea+∆E

∆E

Ea(a e)

Z

Hkb 5szeacutek

ZH

kb 95szeacutek

kb 2 kcal

csavartkaacuted

csavartkaacuted

kaacuted

ZH

feacutelszeacutekfeacutelszeacutek

ZH

Ciklohexaacuten

113

A 3-3 nemszomszeacutedos szeacutenatom aacuteltal definiaacutelt siacutekokra

merőleges koumlteacutesiraacutenyok axiaacutelis

A toumlbbi koumlteacutes e keacutet siacutek koumlzoumltt van ekvatoriaacutelis

Pszeudorotaacutecioacute a gyűrűs vegyuumlletek konformerjei

szoumlgfeszuumlltseacuteg neacutelkuumll alakulnak egymaacutesba

114

transz 12-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

cisz 12-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

Z

H

Z

H Z

HZ

Ha

eae

Z

HZ

H

Z

H

Z

H

a

e

ae

115

transz 13-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

cisz 13-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

Z

HZ

H

Z

H Z

H

a

e ae

Z

HZ

HZ

H

Z

H

a

e

ae

116

H

Z

Z

H

H

Z Z

Ha

ea

e

transz 14-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

Z

HZ

H

H

Z

Z

Ha

ea

e

cisz 14-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

117

Oslash118

8 CO2 + 8 H2O

- 12483 kcalmol - 12468 kcalmol

15 kcalmol

CH3

CH3H

H

+ 12 O2

cisz-12-dimetilciklohexaacuten

CH3

H

H

CH3

transz-12-dimetilciklohexaacuten

+ 12 O2

119

Diszubsztituaacutelt ciklohexaacutenokszerkezeti izomerjeinek konformaacutecioacutes viszonyai

Szerkezeti izomer Geometriai izomercisz transz

12

14

ae aa

ea ee

13aa ae

ee ea

120

Oslash121

BrNH2

Br

NH23a 2b

NH2

Br

Br

NH24a 1b

NH2

Br

Br

NH2

1b 4a

NH2

Br

NH2

Br2b 3a

NH2

Br

Br

NH23b 2a

Br

NH2

BrNH24b 1a

Konformaacutecioacutes Konformaacutecioacutes

BrNH2 Br

NH2

1a 4b

Br

NH2

BrNH2

2a 3b

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesenantiomerek

Konfiguraacutecioacutesenantiomerek

diasztereomerek diasztereomerek

12-helyzetben kuumlloumlnboumlző helyettesiacutetőket tartalmazoacute ciklohexaacuten szaacutermazeacutekokkonfiguraacutecioacutes eacutes konformaacutecioacutes viszonyai

Oslash122

H

H

H

HH

H

H

H

Dekalin

cisz transz

123

transz-transz-transzanellaacutecioacute

cisz-transz-transzanellaacutecioacute

DC

BA

DC

BA

H H

R

H

H H

H

H

H

R

H H

DCBA

R

H

H

H

H

H

H

DCBA

R

H

H

H

H

H

H

CH3

CH3

CH3

CH3

Oslash124

A kiralitaacutes kialakulaacutesa eacutes bioloacutegiai jelentőseacutege

Kiraacutelis vegyuumlletek

termeacuteszetes aminosavak (elsősorban L konfiguraacutecioacute)peptidek enzimektermeacuteszetes szeacutenhidraacutetok (elsősorban D konfiguraacutecioacute)gyoacutegyszerek

Az első kiraacutelis vegyuumllet kialakulaacutesa

az elemi reacuteszek gyenge koumllcsoumlnhataacutesaacutenakiraacutenyfuumlggeacuteseacutevel van kapcsolatban

autokataliacutezis

a termeacuteszet nem tuumlkoumlrszimmetrikus (a termeacuteszet homokiraacutelis)

Oslash125

Az optikai aktivitaacuteseredete szeacutenhidraacutetokkiralitaacutescentrumaacutenakkieacutepuumlleacutese a termeacuteszetben

Oslash126

Oslash127

• Slide Number 1
• Slide Number 2
• Slide Number 3
• Slide Number 4
• Slide Number 5
• Slide Number 6
• Slide Number 7
• Izomeacuteria
• Slide Number 9
• Slide Number 10
• Slide Number 11
• Slide Number 12
• Slide Number 13
• Slide Number 14
• Slide Number 15
• Slide Number 16
• Slide Number 17
• Slide Number 18
• Szerkezeti izomeacuteria
• Slide Number 20
• Slide Number 21
• Slide Number 22
• Slide Number 23
• Slide Number 24
• A tautomeacuteria tiacutepusai
• Slide Number 26
• Slide Number 27
• Slide Number 28
• Slide Number 29
• Slide Number 30
• Sztereoizomeacuteria
• Slide Number 32
• Slide Number 33
• Slide Number 34
• Slide Number 35
• Slide Number 36
• Slide Number 37
• Slide Number 38
• Slide Number 39
• Slide Number 40
• Slide Number 41
• Slide Number 42
• Slide Number 43
• Slide Number 44
• Slide Number 45
• Slide Number 46
• Slide Number 47
• Tovaacutebbi kiralitaacutes tiacutepusok
• Slide Number 49
• Slide Number 50
• Slide Number 51
• Slide Number 52
• Slide Number 53
• Slide Number 54
• Slide Number 55
• Slide Number 56
• Slide Number 57
• Toumlbb kiralitaacuteskoumlzpont
• Slide Number 59
• Slide Number 60
• Slide Number 61
• Slide Number 62
• Slide Number 63
• Slide Number 64
• Slide Number 65
• Slide Number 66
• Slide Number 67
• Slide Number 68
• Slide Number 69
• Slide Number 70
• Slide Number 71
• Slide Number 72
• Slide Number 73
• Slide Number 74
• Slide Number 75
• Konfiguraacutecioacutes izomeacuteria
• Slide Number 77
• Slide Number 78
• Slide Number 79
• Slide Number 80
• Slide Number 81
• Slide Number 82
• Slide Number 83
• Slide Number 84
• Slide Number 85
• Slide Number 86
• Slide Number 87
• Slide Number 88
• Slide Number 89
• Slide Number 90
• Slide Number 91
• Slide Number 92
• Slide Number 93
• Slide Number 94
• Slide Number 95
• Slide Number 96
• Slide Number 97
• Slide Number 98
• Slide Number 99
• Slide Number 100
• Slide Number 101
• Slide Number 102
• Slide Number 103
• Slide Number 104
• Slide Number 105
• Slide Number 106
• Slide Number 107
• Slide Number 108
• Slide Number 109
• Slide Number 110
• Slide Number 111
• Slide Number 112
• Slide Number 113
• Slide Number 114
• Slide Number 115
• Slide Number 116
• Slide Number 117
• Slide Number 118
• Slide Number 119
• Slide Number 120
• Slide Number 121
• Slide Number 122
• Slide Number 123
• Slide Number 124
• Slide Number 125
• Slide Number 126
• Slide Number 127

A 3-3 nemszomszeacutedos szeacutenatom aacuteltal definiaacutelt siacutekokra

merőleges koumlteacutesiraacutenyok axiaacutelis

A toumlbbi koumlteacutes e keacutet siacutek koumlzoumltt van ekvatoriaacutelis

Pszeudorotaacutecioacute a gyűrűs vegyuumlletek konformerjei

szoumlgfeszuumlltseacuteg neacutelkuumll alakulnak egymaacutesba

114

transz 12-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

cisz 12-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

Z

H

Z

H Z

HZ

Ha

eae

Z

HZ

H

Z

H

Z

H

a

e

ae

115

transz 13-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

cisz 13-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

Z

HZ

H

Z

H Z

H

a

e ae

Z

HZ

HZ

H

Z

H

a

e

ae

116

H

Z

Z

H

H

Z Z

Ha

ea

e

transz 14-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

Z

HZ

H

H

Z

Z

Ha

ea

e

cisz 14-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

117

Oslash118

8 CO2 + 8 H2O

- 12483 kcalmol - 12468 kcalmol

15 kcalmol

CH3

CH3H

H

+ 12 O2

cisz-12-dimetilciklohexaacuten

CH3

H

H

CH3

transz-12-dimetilciklohexaacuten

+ 12 O2

119

Diszubsztituaacutelt ciklohexaacutenokszerkezeti izomerjeinek konformaacutecioacutes viszonyai

Szerkezeti izomer Geometriai izomercisz transz

12

14

ae aa

ea ee

13aa ae

ee ea

120

Oslash121

BrNH2

Br

NH23a 2b

NH2

Br

Br

NH24a 1b

NH2

Br

Br

NH2

1b 4a

NH2

Br

NH2

Br2b 3a

NH2

Br

Br

NH23b 2a

Br

NH2

BrNH24b 1a

Konformaacutecioacutes Konformaacutecioacutes

BrNH2 Br

NH2

1a 4b

Br

NH2

BrNH2

2a 3b

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesenantiomerek

Konfiguraacutecioacutesenantiomerek

diasztereomerek diasztereomerek

12-helyzetben kuumlloumlnboumlző helyettesiacutetőket tartalmazoacute ciklohexaacuten szaacutermazeacutekokkonfiguraacutecioacutes eacutes konformaacutecioacutes viszonyai

Oslash122

H

H

H

HH

H

H

H

Dekalin

cisz transz

123

transz-transz-transzanellaacutecioacute

cisz-transz-transzanellaacutecioacute

DC

BA

DC

BA

H H

R

H

H H

H

H

H

R

H H

DCBA

R

H

H

H

H

H

H

DCBA

R

H

H

H

H

H

H

CH3

CH3

CH3

CH3

Oslash124

A kiralitaacutes kialakulaacutesa eacutes bioloacutegiai jelentőseacutege

Kiraacutelis vegyuumlletek

termeacuteszetes aminosavak (elsősorban L konfiguraacutecioacute)peptidek enzimektermeacuteszetes szeacutenhidraacutetok (elsősorban D konfiguraacutecioacute)gyoacutegyszerek

Az első kiraacutelis vegyuumllet kialakulaacutesa

az elemi reacuteszek gyenge koumllcsoumlnhataacutesaacutenakiraacutenyfuumlggeacuteseacutevel van kapcsolatban

autokataliacutezis

a termeacuteszet nem tuumlkoumlrszimmetrikus (a termeacuteszet homokiraacutelis)

Oslash125

Az optikai aktivitaacuteseredete szeacutenhidraacutetokkiralitaacutescentrumaacutenakkieacutepuumlleacutese a termeacuteszetben

Oslash126

Oslash127

• Slide Number 1
• Slide Number 2
• Slide Number 3
• Slide Number 4
• Slide Number 5
• Slide Number 6
• Slide Number 7
• Izomeacuteria
• Slide Number 9
• Slide Number 10
• Slide Number 11
• Slide Number 12
• Slide Number 13
• Slide Number 14
• Slide Number 15
• Slide Number 16
• Slide Number 17
• Slide Number 18
• Szerkezeti izomeacuteria
• Slide Number 20
• Slide Number 21
• Slide Number 22
• Slide Number 23
• Slide Number 24
• A tautomeacuteria tiacutepusai
• Slide Number 26
• Slide Number 27
• Slide Number 28
• Slide Number 29
• Slide Number 30
• Sztereoizomeacuteria
• Slide Number 32
• Slide Number 33
• Slide Number 34
• Slide Number 35
• Slide Number 36
• Slide Number 37
• Slide Number 38
• Slide Number 39
• Slide Number 40
• Slide Number 41
• Slide Number 42
• Slide Number 43
• Slide Number 44
• Slide Number 45
• Slide Number 46
• Slide Number 47
• Tovaacutebbi kiralitaacutes tiacutepusok
• Slide Number 49
• Slide Number 50
• Slide Number 51
• Slide Number 52
• Slide Number 53
• Slide Number 54
• Slide Number 55
• Slide Number 56
• Slide Number 57
• Toumlbb kiralitaacuteskoumlzpont
• Slide Number 59
• Slide Number 60
• Slide Number 61
• Slide Number 62
• Slide Number 63
• Slide Number 64
• Slide Number 65
• Slide Number 66
• Slide Number 67
• Slide Number 68
• Slide Number 69
• Slide Number 70
• Slide Number 71
• Slide Number 72
• Slide Number 73
• Slide Number 74
• Slide Number 75
• Konfiguraacutecioacutes izomeacuteria
• Slide Number 77
• Slide Number 78
• Slide Number 79
• Slide Number 80
• Slide Number 81
• Slide Number 82
• Slide Number 83
• Slide Number 84
• Slide Number 85
• Slide Number 86
• Slide Number 87
• Slide Number 88
• Slide Number 89
• Slide Number 90
• Slide Number 91
• Slide Number 92
• Slide Number 93
• Slide Number 94
• Slide Number 95
• Slide Number 96
• Slide Number 97
• Slide Number 98
• Slide Number 99
• Slide Number 100
• Slide Number 101
• Slide Number 102
• Slide Number 103
• Slide Number 104
• Slide Number 105
• Slide Number 106
• Slide Number 107
• Slide Number 108
• Slide Number 109
• Slide Number 110
• Slide Number 111
• Slide Number 112
• Slide Number 113
• Slide Number 114
• Slide Number 115
• Slide Number 116
• Slide Number 117
• Slide Number 118
• Slide Number 119
• Slide Number 120
• Slide Number 121
• Slide Number 122
• Slide Number 123
• Slide Number 124
• Slide Number 125
• Slide Number 126
• Slide Number 127

transz 12-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

cisz 12-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

Z

H

Z

H Z

HZ

Ha

eae

Z

HZ

H

Z

H

Z

H

a

e

ae

115

transz 13-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

cisz 13-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

Z

HZ

H

Z

H Z

H

a

e ae

Z

HZ

HZ

H

Z

H

a

e

ae

116

H

Z

Z

H

H

Z Z

Ha

ea

e

transz 14-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

Z

HZ

H

H

Z

Z

Ha

ea

e

cisz 14-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

117

Oslash118

8 CO2 + 8 H2O

- 12483 kcalmol - 12468 kcalmol

15 kcalmol

CH3

CH3H

H

+ 12 O2

cisz-12-dimetilciklohexaacuten

CH3

H

H

CH3

transz-12-dimetilciklohexaacuten

+ 12 O2

119

Diszubsztituaacutelt ciklohexaacutenokszerkezeti izomerjeinek konformaacutecioacutes viszonyai

Szerkezeti izomer Geometriai izomercisz transz

12

14

ae aa

ea ee

13aa ae

ee ea

120

Oslash121

BrNH2

Br

NH23a 2b

NH2

Br

Br

NH24a 1b

NH2

Br

Br

NH2

1b 4a

NH2

Br

NH2

Br2b 3a

NH2

Br

Br

NH23b 2a

Br

NH2

BrNH24b 1a

Konformaacutecioacutes Konformaacutecioacutes

BrNH2 Br

NH2

1a 4b

Br

NH2

BrNH2

2a 3b

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesenantiomerek

Konfiguraacutecioacutesenantiomerek

diasztereomerek diasztereomerek

12-helyzetben kuumlloumlnboumlző helyettesiacutetőket tartalmazoacute ciklohexaacuten szaacutermazeacutekokkonfiguraacutecioacutes eacutes konformaacutecioacutes viszonyai

Oslash122

H

H

H

HH

H

H

H

Dekalin

cisz transz

123

transz-transz-transzanellaacutecioacute

cisz-transz-transzanellaacutecioacute

DC

BA

DC

BA

H H

R

H

H H

H

H

H

R

H H

DCBA

R

H

H

H

H

H

H

DCBA

R

H

H

H

H

H

H

CH3

CH3

CH3

CH3

Oslash124

A kiralitaacutes kialakulaacutesa eacutes bioloacutegiai jelentőseacutege

Kiraacutelis vegyuumlletek

termeacuteszetes aminosavak (elsősorban L konfiguraacutecioacute)peptidek enzimektermeacuteszetes szeacutenhidraacutetok (elsősorban D konfiguraacutecioacute)gyoacutegyszerek

Az első kiraacutelis vegyuumllet kialakulaacutesa

az elemi reacuteszek gyenge koumllcsoumlnhataacutesaacutenakiraacutenyfuumlggeacuteseacutevel van kapcsolatban

autokataliacutezis

a termeacuteszet nem tuumlkoumlrszimmetrikus (a termeacuteszet homokiraacutelis)

Oslash125

Az optikai aktivitaacuteseredete szeacutenhidraacutetokkiralitaacutescentrumaacutenakkieacutepuumlleacutese a termeacuteszetben

Oslash126

Oslash127

• Slide Number 1
• Slide Number 2
• Slide Number 3
• Slide Number 4
• Slide Number 5
• Slide Number 6
• Slide Number 7
• Izomeacuteria
• Slide Number 9
• Slide Number 10
• Slide Number 11
• Slide Number 12
• Slide Number 13
• Slide Number 14
• Slide Number 15
• Slide Number 16
• Slide Number 17
• Slide Number 18
• Szerkezeti izomeacuteria
• Slide Number 20
• Slide Number 21
• Slide Number 22
• Slide Number 23
• Slide Number 24
• A tautomeacuteria tiacutepusai
• Slide Number 26
• Slide Number 27
• Slide Number 28
• Slide Number 29
• Slide Number 30
• Sztereoizomeacuteria
• Slide Number 32
• Slide Number 33
• Slide Number 34
• Slide Number 35
• Slide Number 36
• Slide Number 37
• Slide Number 38
• Slide Number 39
• Slide Number 40
• Slide Number 41
• Slide Number 42
• Slide Number 43
• Slide Number 44
• Slide Number 45
• Slide Number 46
• Slide Number 47
• Tovaacutebbi kiralitaacutes tiacutepusok
• Slide Number 49
• Slide Number 50
• Slide Number 51
• Slide Number 52
• Slide Number 53
• Slide Number 54
• Slide Number 55
• Slide Number 56
• Slide Number 57
• Toumlbb kiralitaacuteskoumlzpont
• Slide Number 59
• Slide Number 60
• Slide Number 61
• Slide Number 62
• Slide Number 63
• Slide Number 64
• Slide Number 65
• Slide Number 66
• Slide Number 67
• Slide Number 68
• Slide Number 69
• Slide Number 70
• Slide Number 71
• Slide Number 72
• Slide Number 73
• Slide Number 74
• Slide Number 75
• Konfiguraacutecioacutes izomeacuteria
• Slide Number 77
• Slide Number 78
• Slide Number 79
• Slide Number 80
• Slide Number 81
• Slide Number 82
• Slide Number 83
• Slide Number 84
• Slide Number 85
• Slide Number 86
• Slide Number 87
• Slide Number 88
• Slide Number 89
• Slide Number 90
• Slide Number 91
• Slide Number 92
• Slide Number 93
• Slide Number 94
• Slide Number 95
• Slide Number 96
• Slide Number 97
• Slide Number 98
• Slide Number 99
• Slide Number 100
• Slide Number 101
• Slide Number 102
• Slide Number 103
• Slide Number 104
• Slide Number 105
• Slide Number 106
• Slide Number 107
• Slide Number 108
• Slide Number 109
• Slide Number 110
• Slide Number 111
• Slide Number 112
• Slide Number 113
• Slide Number 114
• Slide Number 115
• Slide Number 116
• Slide Number 117
• Slide Number 118
• Slide Number 119
• Slide Number 120
• Slide Number 121
• Slide Number 122
• Slide Number 123
• Slide Number 124
• Slide Number 125
• Slide Number 126
• Slide Number 127

transz 13-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

cisz 13-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

Z

HZ

H

Z

H Z

H

a

e ae

Z

HZ

HZ

H

Z

H

a

e

ae

116

H

Z

Z

H

H

Z Z

Ha

ea

e

transz 14-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

Z

HZ

H

H

Z

Z

Ha

ea

e

cisz 14-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

117

Oslash118

8 CO2 + 8 H2O

- 12483 kcalmol - 12468 kcalmol

15 kcalmol

CH3

CH3H

H

+ 12 O2

cisz-12-dimetilciklohexaacuten

CH3

H

H

CH3

transz-12-dimetilciklohexaacuten

+ 12 O2

119

Diszubsztituaacutelt ciklohexaacutenokszerkezeti izomerjeinek konformaacutecioacutes viszonyai

Szerkezeti izomer Geometriai izomercisz transz

12

14

ae aa

ea ee

13aa ae

ee ea

120

Oslash121

BrNH2

Br

NH23a 2b

NH2

Br

Br

NH24a 1b

NH2

Br

Br

NH2

1b 4a

NH2

Br

NH2

Br2b 3a

NH2

Br

Br

NH23b 2a

Br

NH2

BrNH24b 1a

Konformaacutecioacutes Konformaacutecioacutes

BrNH2 Br

NH2

1a 4b

Br

NH2

BrNH2

2a 3b

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesenantiomerek

Konfiguraacutecioacutesenantiomerek

diasztereomerek diasztereomerek

12-helyzetben kuumlloumlnboumlző helyettesiacutetőket tartalmazoacute ciklohexaacuten szaacutermazeacutekokkonfiguraacutecioacutes eacutes konformaacutecioacutes viszonyai

Oslash122

H

H

H

HH

H

H

H

Dekalin

cisz transz

123

transz-transz-transzanellaacutecioacute

cisz-transz-transzanellaacutecioacute

DC

BA

DC

BA

H H

R

H

H H

H

H

H

R

H H

DCBA

R

H

H

H

H

H

H

DCBA

R

H

H

H

H

H

H

CH3

CH3

CH3

CH3

Oslash124

A kiralitaacutes kialakulaacutesa eacutes bioloacutegiai jelentőseacutege

Kiraacutelis vegyuumlletek

termeacuteszetes aminosavak (elsősorban L konfiguraacutecioacute)peptidek enzimektermeacuteszetes szeacutenhidraacutetok (elsősorban D konfiguraacutecioacute)gyoacutegyszerek

Az első kiraacutelis vegyuumllet kialakulaacutesa

az elemi reacuteszek gyenge koumllcsoumlnhataacutesaacutenakiraacutenyfuumlggeacuteseacutevel van kapcsolatban

autokataliacutezis

a termeacuteszet nem tuumlkoumlrszimmetrikus (a termeacuteszet homokiraacutelis)

Oslash125

Az optikai aktivitaacuteseredete szeacutenhidraacutetokkiralitaacutescentrumaacutenakkieacutepuumlleacutese a termeacuteszetben

Oslash126

Oslash127

• Slide Number 1
• Slide Number 2
• Slide Number 3
• Slide Number 4
• Slide Number 5
• Slide Number 6
• Slide Number 7
• Izomeacuteria
• Slide Number 9
• Slide Number 10
• Slide Number 11
• Slide Number 12
• Slide Number 13
• Slide Number 14
• Slide Number 15
• Slide Number 16
• Slide Number 17
• Slide Number 18
• Szerkezeti izomeacuteria
• Slide Number 20
• Slide Number 21
• Slide Number 22
• Slide Number 23
• Slide Number 24
• A tautomeacuteria tiacutepusai
• Slide Number 26
• Slide Number 27
• Slide Number 28
• Slide Number 29
• Slide Number 30
• Sztereoizomeacuteria
• Slide Number 32
• Slide Number 33
• Slide Number 34
• Slide Number 35
• Slide Number 36
• Slide Number 37
• Slide Number 38
• Slide Number 39
• Slide Number 40
• Slide Number 41
• Slide Number 42
• Slide Number 43
• Slide Number 44
• Slide Number 45
• Slide Number 46
• Slide Number 47
• Tovaacutebbi kiralitaacutes tiacutepusok
• Slide Number 49
• Slide Number 50
• Slide Number 51
• Slide Number 52
• Slide Number 53
• Slide Number 54
• Slide Number 55
• Slide Number 56
• Slide Number 57
• Toumlbb kiralitaacuteskoumlzpont
• Slide Number 59
• Slide Number 60
• Slide Number 61
• Slide Number 62
• Slide Number 63
• Slide Number 64
• Slide Number 65
• Slide Number 66
• Slide Number 67
• Slide Number 68
• Slide Number 69
• Slide Number 70
• Slide Number 71
• Slide Number 72
• Slide Number 73
• Slide Number 74
• Slide Number 75
• Konfiguraacutecioacutes izomeacuteria
• Slide Number 77
• Slide Number 78
• Slide Number 79
• Slide Number 80
• Slide Number 81
• Slide Number 82
• Slide Number 83
• Slide Number 84
• Slide Number 85
• Slide Number 86
• Slide Number 87
• Slide Number 88
• Slide Number 89
• Slide Number 90
• Slide Number 91
• Slide Number 92
• Slide Number 93
• Slide Number 94
• Slide Number 95
• Slide Number 96
• Slide Number 97
• Slide Number 98
• Slide Number 99
• Slide Number 100
• Slide Number 101
• Slide Number 102
• Slide Number 103
• Slide Number 104
• Slide Number 105
• Slide Number 106
• Slide Number 107
• Slide Number 108
• Slide Number 109
• Slide Number 110
• Slide Number 111
• Slide Number 112
• Slide Number 113
• Slide Number 114
• Slide Number 115
• Slide Number 116
• Slide Number 117
• Slide Number 118
• Slide Number 119
• Slide Number 120
• Slide Number 121
• Slide Number 122
• Slide Number 123
• Slide Number 124
• Slide Number 125
• Slide Number 126
• Slide Number 127

H

Z

Z

H

H

Z Z

Ha

ea

e

transz 14-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

Z

HZ

H

H

Z

Z

Ha

ea

e

cisz 14-diszubsztituaacutelt ciklohexaacuten

117

Oslash118

8 CO2 + 8 H2O

- 12483 kcalmol - 12468 kcalmol

15 kcalmol

CH3

CH3H

H

+ 12 O2

cisz-12-dimetilciklohexaacuten

CH3

H

H

CH3

transz-12-dimetilciklohexaacuten

+ 12 O2

119

Diszubsztituaacutelt ciklohexaacutenokszerkezeti izomerjeinek konformaacutecioacutes viszonyai

Szerkezeti izomer Geometriai izomercisz transz

12

14

ae aa

ea ee

13aa ae

ee ea

120

Oslash121

BrNH2

Br

NH23a 2b

NH2

Br

Br

NH24a 1b

NH2

Br

Br

NH2

1b 4a

NH2

Br

NH2

Br2b 3a

NH2

Br

Br

NH23b 2a

Br

NH2

BrNH24b 1a

Konformaacutecioacutes Konformaacutecioacutes

BrNH2 Br

NH2

1a 4b

Br

NH2

BrNH2

2a 3b

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesenantiomerek

Konfiguraacutecioacutesenantiomerek

diasztereomerek diasztereomerek

12-helyzetben kuumlloumlnboumlző helyettesiacutetőket tartalmazoacute ciklohexaacuten szaacutermazeacutekokkonfiguraacutecioacutes eacutes konformaacutecioacutes viszonyai

Oslash122

H

H

H

HH

H

H

H

Dekalin

cisz transz

123

transz-transz-transzanellaacutecioacute

cisz-transz-transzanellaacutecioacute

DC

BA

DC

BA

H H

R

H

H H

H

H

H

R

H H

DCBA

R

H

H

H

H

H

H

DCBA

R

H

H

H

H

H

H

CH3

CH3

CH3

CH3

Oslash124

A kiralitaacutes kialakulaacutesa eacutes bioloacutegiai jelentőseacutege

Kiraacutelis vegyuumlletek

termeacuteszetes aminosavak (elsősorban L konfiguraacutecioacute)peptidek enzimektermeacuteszetes szeacutenhidraacutetok (elsősorban D konfiguraacutecioacute)gyoacutegyszerek

Az első kiraacutelis vegyuumllet kialakulaacutesa

az elemi reacuteszek gyenge koumllcsoumlnhataacutesaacutenakiraacutenyfuumlggeacuteseacutevel van kapcsolatban

autokataliacutezis

a termeacuteszet nem tuumlkoumlrszimmetrikus (a termeacuteszet homokiraacutelis)

Oslash125

Az optikai aktivitaacuteseredete szeacutenhidraacutetokkiralitaacutescentrumaacutenakkieacutepuumlleacutese a termeacuteszetben

Oslash126

Oslash127

• Slide Number 1
• Slide Number 2
• Slide Number 3
• Slide Number 4
• Slide Number 5
• Slide Number 6
• Slide Number 7
• Izomeacuteria
• Slide Number 9
• Slide Number 10
• Slide Number 11
• Slide Number 12
• Slide Number 13
• Slide Number 14
• Slide Number 15
• Slide Number 16
• Slide Number 17
• Slide Number 18
• Szerkezeti izomeacuteria
• Slide Number 20
• Slide Number 21
• Slide Number 22
• Slide Number 23
• Slide Number 24
• A tautomeacuteria tiacutepusai
• Slide Number 26
• Slide Number 27
• Slide Number 28
• Slide Number 29
• Slide Number 30
• Sztereoizomeacuteria
• Slide Number 32
• Slide Number 33
• Slide Number 34
• Slide Number 35
• Slide Number 36
• Slide Number 37
• Slide Number 38
• Slide Number 39
• Slide Number 40
• Slide Number 41
• Slide Number 42
• Slide Number 43
• Slide Number 44
• Slide Number 45
• Slide Number 46
• Slide Number 47
• Tovaacutebbi kiralitaacutes tiacutepusok
• Slide Number 49
• Slide Number 50
• Slide Number 51
• Slide Number 52
• Slide Number 53
• Slide Number 54
• Slide Number 55
• Slide Number 56
• Slide Number 57
• Toumlbb kiralitaacuteskoumlzpont
• Slide Number 59
• Slide Number 60
• Slide Number 61
• Slide Number 62
• Slide Number 63
• Slide Number 64
• Slide Number 65
• Slide Number 66
• Slide Number 67
• Slide Number 68
• Slide Number 69
• Slide Number 70
• Slide Number 71
• Slide Number 72
• Slide Number 73
• Slide Number 74
• Slide Number 75
• Konfiguraacutecioacutes izomeacuteria
• Slide Number 77
• Slide Number 78
• Slide Number 79
• Slide Number 80
• Slide Number 81
• Slide Number 82
• Slide Number 83
• Slide Number 84
• Slide Number 85
• Slide Number 86
• Slide Number 87
• Slide Number 88
• Slide Number 89
• Slide Number 90
• Slide Number 91
• Slide Number 92
• Slide Number 93
• Slide Number 94
• Slide Number 95
• Slide Number 96
• Slide Number 97
• Slide Number 98
• Slide Number 99
• Slide Number 100
• Slide Number 101
• Slide Number 102
• Slide Number 103
• Slide Number 104
• Slide Number 105
• Slide Number 106
• Slide Number 107
• Slide Number 108
• Slide Number 109
• Slide Number 110
• Slide Number 111
• Slide Number 112
• Slide Number 113
• Slide Number 114
• Slide Number 115
• Slide Number 116
• Slide Number 117
• Slide Number 118
• Slide Number 119
• Slide Number 120
• Slide Number 121
• Slide Number 122
• Slide Number 123
• Slide Number 124
• Slide Number 125
• Slide Number 126
• Slide Number 127

Oslash118

8 CO2 + 8 H2O

- 12483 kcalmol - 12468 kcalmol

15 kcalmol

CH3

CH3H

H

+ 12 O2

cisz-12-dimetilciklohexaacuten

CH3

H

H

CH3

transz-12-dimetilciklohexaacuten

+ 12 O2

119

Diszubsztituaacutelt ciklohexaacutenokszerkezeti izomerjeinek konformaacutecioacutes viszonyai

Szerkezeti izomer Geometriai izomercisz transz

12

14

ae aa

ea ee

13aa ae

ee ea

120

Oslash121

BrNH2

Br

NH23a 2b

NH2

Br

Br

NH24a 1b

NH2

Br

Br

NH2

1b 4a

NH2

Br

NH2

Br2b 3a

NH2

Br

Br

NH23b 2a

Br

NH2

BrNH24b 1a

Konformaacutecioacutes Konformaacutecioacutes

BrNH2 Br

NH2

1a 4b

Br

NH2

BrNH2

2a 3b

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesenantiomerek

Konfiguraacutecioacutesenantiomerek

diasztereomerek diasztereomerek

12-helyzetben kuumlloumlnboumlző helyettesiacutetőket tartalmazoacute ciklohexaacuten szaacutermazeacutekokkonfiguraacutecioacutes eacutes konformaacutecioacutes viszonyai

Oslash122

H

H

H

HH

H

H

H

Dekalin

cisz transz

123

transz-transz-transzanellaacutecioacute

cisz-transz-transzanellaacutecioacute

DC

BA

DC

BA

H H

R

H

H H

H

H

H

R

H H

DCBA

R

H

H

H

H

H

H

DCBA

R

H

H

H

H

H

H

CH3

CH3

CH3

CH3

Oslash124

A kiralitaacutes kialakulaacutesa eacutes bioloacutegiai jelentőseacutege

Kiraacutelis vegyuumlletek

termeacuteszetes aminosavak (elsősorban L konfiguraacutecioacute)peptidek enzimektermeacuteszetes szeacutenhidraacutetok (elsősorban D konfiguraacutecioacute)gyoacutegyszerek

Az első kiraacutelis vegyuumllet kialakulaacutesa

az elemi reacuteszek gyenge koumllcsoumlnhataacutesaacutenakiraacutenyfuumlggeacuteseacutevel van kapcsolatban

autokataliacutezis

a termeacuteszet nem tuumlkoumlrszimmetrikus (a termeacuteszet homokiraacutelis)

Oslash125

Az optikai aktivitaacuteseredete szeacutenhidraacutetokkiralitaacutescentrumaacutenakkieacutepuumlleacutese a termeacuteszetben

Oslash126

Oslash127

• Slide Number 1
• Slide Number 2
• Slide Number 3
• Slide Number 4
• Slide Number 5
• Slide Number 6
• Slide Number 7
• Izomeacuteria
• Slide Number 9
• Slide Number 10
• Slide Number 11
• Slide Number 12
• Slide Number 13
• Slide Number 14
• Slide Number 15
• Slide Number 16
• Slide Number 17
• Slide Number 18
• Szerkezeti izomeacuteria
• Slide Number 20
• Slide Number 21
• Slide Number 22
• Slide Number 23
• Slide Number 24
• A tautomeacuteria tiacutepusai
• Slide Number 26
• Slide Number 27
• Slide Number 28
• Slide Number 29
• Slide Number 30
• Sztereoizomeacuteria
• Slide Number 32
• Slide Number 33
• Slide Number 34
• Slide Number 35
• Slide Number 36
• Slide Number 37
• Slide Number 38
• Slide Number 39
• Slide Number 40
• Slide Number 41
• Slide Number 42
• Slide Number 43
• Slide Number 44
• Slide Number 45
• Slide Number 46
• Slide Number 47
• Tovaacutebbi kiralitaacutes tiacutepusok
• Slide Number 49
• Slide Number 50
• Slide Number 51
• Slide Number 52
• Slide Number 53
• Slide Number 54
• Slide Number 55
• Slide Number 56
• Slide Number 57
• Toumlbb kiralitaacuteskoumlzpont
• Slide Number 59
• Slide Number 60
• Slide Number 61
• Slide Number 62
• Slide Number 63
• Slide Number 64
• Slide Number 65
• Slide Number 66
• Slide Number 67
• Slide Number 68
• Slide Number 69
• Slide Number 70
• Slide Number 71
• Slide Number 72
• Slide Number 73
• Slide Number 74
• Slide Number 75
• Konfiguraacutecioacutes izomeacuteria
• Slide Number 77
• Slide Number 78
• Slide Number 79
• Slide Number 80
• Slide Number 81
• Slide Number 82
• Slide Number 83
• Slide Number 84
• Slide Number 85
• Slide Number 86
• Slide Number 87
• Slide Number 88
• Slide Number 89
• Slide Number 90
• Slide Number 91
• Slide Number 92
• Slide Number 93
• Slide Number 94
• Slide Number 95
• Slide Number 96
• Slide Number 97
• Slide Number 98
• Slide Number 99
• Slide Number 100
• Slide Number 101
• Slide Number 102
• Slide Number 103
• Slide Number 104
• Slide Number 105
• Slide Number 106
• Slide Number 107
• Slide Number 108
• Slide Number 109
• Slide Number 110
• Slide Number 111
• Slide Number 112
• Slide Number 113
• Slide Number 114
• Slide Number 115
• Slide Number 116
• Slide Number 117
• Slide Number 118
• Slide Number 119
• Slide Number 120
• Slide Number 121
• Slide Number 122
• Slide Number 123
• Slide Number 124
• Slide Number 125
• Slide Number 126
• Slide Number 127

8 CO2 + 8 H2O

- 12483 kcalmol - 12468 kcalmol

15 kcalmol

CH3

CH3H

H

+ 12 O2

cisz-12-dimetilciklohexaacuten

CH3

H

H

CH3

transz-12-dimetilciklohexaacuten

+ 12 O2

119

Diszubsztituaacutelt ciklohexaacutenokszerkezeti izomerjeinek konformaacutecioacutes viszonyai

Szerkezeti izomer Geometriai izomercisz transz

12

14

ae aa

ea ee

13aa ae

ee ea

120

Oslash121

BrNH2

Br

NH23a 2b

NH2

Br

Br

NH24a 1b

NH2

Br

Br

NH2

1b 4a

NH2

Br

NH2

Br2b 3a

NH2

Br

Br

NH23b 2a

Br

NH2

BrNH24b 1a

Konformaacutecioacutes Konformaacutecioacutes

BrNH2 Br

NH2

1a 4b

Br

NH2

BrNH2

2a 3b

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesenantiomerek

Konfiguraacutecioacutesenantiomerek

diasztereomerek diasztereomerek

12-helyzetben kuumlloumlnboumlző helyettesiacutetőket tartalmazoacute ciklohexaacuten szaacutermazeacutekokkonfiguraacutecioacutes eacutes konformaacutecioacutes viszonyai

Oslash122

H

H

H

HH

H

H

H

Dekalin

cisz transz

123

transz-transz-transzanellaacutecioacute

cisz-transz-transzanellaacutecioacute

DC

BA

DC

BA

H H

R

H

H H

H

H

H

R

H H

DCBA

R

H

H

H

H

H

H

DCBA

R

H

H

H

H

H

H

CH3

CH3

CH3

CH3

Oslash124

A kiralitaacutes kialakulaacutesa eacutes bioloacutegiai jelentőseacutege

Kiraacutelis vegyuumlletek

termeacuteszetes aminosavak (elsősorban L konfiguraacutecioacute)peptidek enzimektermeacuteszetes szeacutenhidraacutetok (elsősorban D konfiguraacutecioacute)gyoacutegyszerek

Az első kiraacutelis vegyuumllet kialakulaacutesa

az elemi reacuteszek gyenge koumllcsoumlnhataacutesaacutenakiraacutenyfuumlggeacuteseacutevel van kapcsolatban

autokataliacutezis

a termeacuteszet nem tuumlkoumlrszimmetrikus (a termeacuteszet homokiraacutelis)

Oslash125

Az optikai aktivitaacuteseredete szeacutenhidraacutetokkiralitaacutescentrumaacutenakkieacutepuumlleacutese a termeacuteszetben

Oslash126

Oslash127

• Slide Number 1
• Slide Number 2
• Slide Number 3
• Slide Number 4
• Slide Number 5
• Slide Number 6
• Slide Number 7
• Izomeacuteria
• Slide Number 9
• Slide Number 10
• Slide Number 11
• Slide Number 12
• Slide Number 13
• Slide Number 14
• Slide Number 15
• Slide Number 16
• Slide Number 17
• Slide Number 18
• Szerkezeti izomeacuteria
• Slide Number 20
• Slide Number 21
• Slide Number 22
• Slide Number 23
• Slide Number 24
• A tautomeacuteria tiacutepusai
• Slide Number 26
• Slide Number 27
• Slide Number 28
• Slide Number 29
• Slide Number 30
• Sztereoizomeacuteria
• Slide Number 32
• Slide Number 33
• Slide Number 34
• Slide Number 35
• Slide Number 36
• Slide Number 37
• Slide Number 38
• Slide Number 39
• Slide Number 40
• Slide Number 41
• Slide Number 42
• Slide Number 43
• Slide Number 44
• Slide Number 45
• Slide Number 46
• Slide Number 47
• Tovaacutebbi kiralitaacutes tiacutepusok
• Slide Number 49
• Slide Number 50
• Slide Number 51
• Slide Number 52
• Slide Number 53
• Slide Number 54
• Slide Number 55
• Slide Number 56
• Slide Number 57
• Toumlbb kiralitaacuteskoumlzpont
• Slide Number 59
• Slide Number 60
• Slide Number 61
• Slide Number 62
• Slide Number 63
• Slide Number 64
• Slide Number 65
• Slide Number 66
• Slide Number 67
• Slide Number 68
• Slide Number 69
• Slide Number 70
• Slide Number 71
• Slide Number 72
• Slide Number 73
• Slide Number 74
• Slide Number 75
• Konfiguraacutecioacutes izomeacuteria
• Slide Number 77
• Slide Number 78
• Slide Number 79
• Slide Number 80
• Slide Number 81
• Slide Number 82
• Slide Number 83
• Slide Number 84
• Slide Number 85
• Slide Number 86
• Slide Number 87
• Slide Number 88
• Slide Number 89
• Slide Number 90
• Slide Number 91
• Slide Number 92
• Slide Number 93
• Slide Number 94
• Slide Number 95
• Slide Number 96
• Slide Number 97
• Slide Number 98
• Slide Number 99
• Slide Number 100
• Slide Number 101
• Slide Number 102
• Slide Number 103
• Slide Number 104
• Slide Number 105
• Slide Number 106
• Slide Number 107
• Slide Number 108
• Slide Number 109
• Slide Number 110
• Slide Number 111
• Slide Number 112
• Slide Number 113
• Slide Number 114
• Slide Number 115
• Slide Number 116
• Slide Number 117
• Slide Number 118
• Slide Number 119
• Slide Number 120
• Slide Number 121
• Slide Number 122
• Slide Number 123
• Slide Number 124
• Slide Number 125
• Slide Number 126
• Slide Number 127

Diszubsztituaacutelt ciklohexaacutenokszerkezeti izomerjeinek konformaacutecioacutes viszonyai

Szerkezeti izomer Geometriai izomercisz transz

12

14

ae aa

ea ee

13aa ae

ee ea

120

Oslash121

BrNH2

Br

NH23a 2b

NH2

Br

Br

NH24a 1b

NH2

Br

Br

NH2

1b 4a

NH2

Br

NH2

Br2b 3a

NH2

Br

Br

NH23b 2a

Br

NH2

BrNH24b 1a

Konformaacutecioacutes Konformaacutecioacutes

BrNH2 Br

NH2

1a 4b

Br

NH2

BrNH2

2a 3b

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesenantiomerek

Konfiguraacutecioacutesenantiomerek

diasztereomerek diasztereomerek

12-helyzetben kuumlloumlnboumlző helyettesiacutetőket tartalmazoacute ciklohexaacuten szaacutermazeacutekokkonfiguraacutecioacutes eacutes konformaacutecioacutes viszonyai

Oslash122

H

H

H

HH

H

H

H

Dekalin

cisz transz

123

transz-transz-transzanellaacutecioacute

cisz-transz-transzanellaacutecioacute

DC

BA

DC

BA

H H

R

H

H H

H

H

H

R

H H

DCBA

R

H

H

H

H

H

H

DCBA

R

H

H

H

H

H

H

CH3

CH3

CH3

CH3

Oslash124

A kiralitaacutes kialakulaacutesa eacutes bioloacutegiai jelentőseacutege

Kiraacutelis vegyuumlletek

termeacuteszetes aminosavak (elsősorban L konfiguraacutecioacute)peptidek enzimektermeacuteszetes szeacutenhidraacutetok (elsősorban D konfiguraacutecioacute)gyoacutegyszerek

Az első kiraacutelis vegyuumllet kialakulaacutesa

az elemi reacuteszek gyenge koumllcsoumlnhataacutesaacutenakiraacutenyfuumlggeacuteseacutevel van kapcsolatban

autokataliacutezis

a termeacuteszet nem tuumlkoumlrszimmetrikus (a termeacuteszet homokiraacutelis)

Oslash125

Az optikai aktivitaacuteseredete szeacutenhidraacutetokkiralitaacutescentrumaacutenakkieacutepuumlleacutese a termeacuteszetben

Oslash126

Oslash127

• Slide Number 1
• Slide Number 2
• Slide Number 3
• Slide Number 4
• Slide Number 5
• Slide Number 6
• Slide Number 7
• Izomeacuteria
• Slide Number 9
• Slide Number 10
• Slide Number 11
• Slide Number 12
• Slide Number 13
• Slide Number 14
• Slide Number 15
• Slide Number 16
• Slide Number 17
• Slide Number 18
• Szerkezeti izomeacuteria
• Slide Number 20
• Slide Number 21
• Slide Number 22
• Slide Number 23
• Slide Number 24
• A tautomeacuteria tiacutepusai
• Slide Number 26
• Slide Number 27
• Slide Number 28
• Slide Number 29
• Slide Number 30
• Sztereoizomeacuteria
• Slide Number 32
• Slide Number 33
• Slide Number 34
• Slide Number 35
• Slide Number 36
• Slide Number 37
• Slide Number 38
• Slide Number 39
• Slide Number 40
• Slide Number 41
• Slide Number 42
• Slide Number 43
• Slide Number 44
• Slide Number 45
• Slide Number 46
• Slide Number 47
• Tovaacutebbi kiralitaacutes tiacutepusok
• Slide Number 49
• Slide Number 50
• Slide Number 51
• Slide Number 52
• Slide Number 53
• Slide Number 54
• Slide Number 55
• Slide Number 56
• Slide Number 57
• Toumlbb kiralitaacuteskoumlzpont
• Slide Number 59
• Slide Number 60
• Slide Number 61
• Slide Number 62
• Slide Number 63
• Slide Number 64
• Slide Number 65
• Slide Number 66
• Slide Number 67
• Slide Number 68
• Slide Number 69
• Slide Number 70
• Slide Number 71
• Slide Number 72
• Slide Number 73
• Slide Number 74
• Slide Number 75
• Konfiguraacutecioacutes izomeacuteria
• Slide Number 77
• Slide Number 78
• Slide Number 79
• Slide Number 80
• Slide Number 81
• Slide Number 82
• Slide Number 83
• Slide Number 84
• Slide Number 85
• Slide Number 86
• Slide Number 87
• Slide Number 88
• Slide Number 89
• Slide Number 90
• Slide Number 91
• Slide Number 92
• Slide Number 93
• Slide Number 94
• Slide Number 95
• Slide Number 96
• Slide Number 97
• Slide Number 98
• Slide Number 99
• Slide Number 100
• Slide Number 101
• Slide Number 102
• Slide Number 103
• Slide Number 104
• Slide Number 105
• Slide Number 106
• Slide Number 107
• Slide Number 108
• Slide Number 109
• Slide Number 110
• Slide Number 111
• Slide Number 112
• Slide Number 113
• Slide Number 114
• Slide Number 115
• Slide Number 116
• Slide Number 117
• Slide Number 118
• Slide Number 119
• Slide Number 120
• Slide Number 121
• Slide Number 122
• Slide Number 123
• Slide Number 124
• Slide Number 125
• Slide Number 126
• Slide Number 127

Oslash121

BrNH2

Br

NH23a 2b

NH2

Br

Br

NH24a 1b

NH2

Br

Br

NH2

1b 4a

NH2

Br

NH2

Br2b 3a

NH2

Br

Br

NH23b 2a

Br

NH2

BrNH24b 1a

Konformaacutecioacutes Konformaacutecioacutes

BrNH2 Br

NH2

1a 4b

Br

NH2

BrNH2

2a 3b

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesenantiomerek

Konfiguraacutecioacutesenantiomerek

diasztereomerek diasztereomerek

12-helyzetben kuumlloumlnboumlző helyettesiacutetőket tartalmazoacute ciklohexaacuten szaacutermazeacutekokkonfiguraacutecioacutes eacutes konformaacutecioacutes viszonyai

Oslash122

H

H

H

HH

H

H

H

Dekalin

cisz transz

123

transz-transz-transzanellaacutecioacute

cisz-transz-transzanellaacutecioacute

DC

BA

DC

BA

H H

R

H

H H

H

H

H

R

H H

DCBA

R

H

H

H

H

H

H

DCBA

R

H

H

H

H

H

H

CH3

CH3

CH3

CH3

Oslash124

A kiralitaacutes kialakulaacutesa eacutes bioloacutegiai jelentőseacutege

Kiraacutelis vegyuumlletek

termeacuteszetes aminosavak (elsősorban L konfiguraacutecioacute)peptidek enzimektermeacuteszetes szeacutenhidraacutetok (elsősorban D konfiguraacutecioacute)gyoacutegyszerek

Az első kiraacutelis vegyuumllet kialakulaacutesa

az elemi reacuteszek gyenge koumllcsoumlnhataacutesaacutenakiraacutenyfuumlggeacuteseacutevel van kapcsolatban

autokataliacutezis

a termeacuteszet nem tuumlkoumlrszimmetrikus (a termeacuteszet homokiraacutelis)

Oslash125

Az optikai aktivitaacuteseredete szeacutenhidraacutetokkiralitaacutescentrumaacutenakkieacutepuumlleacutese a termeacuteszetben

Oslash126

Oslash127

• Slide Number 1
• Slide Number 2
• Slide Number 3
• Slide Number 4
• Slide Number 5
• Slide Number 6
• Slide Number 7
• Izomeacuteria
• Slide Number 9
• Slide Number 10
• Slide Number 11
• Slide Number 12
• Slide Number 13
• Slide Number 14
• Slide Number 15
• Slide Number 16
• Slide Number 17
• Slide Number 18
• Szerkezeti izomeacuteria
• Slide Number 20
• Slide Number 21
• Slide Number 22
• Slide Number 23
• Slide Number 24
• A tautomeacuteria tiacutepusai
• Slide Number 26
• Slide Number 27
• Slide Number 28
• Slide Number 29
• Slide Number 30
• Sztereoizomeacuteria
• Slide Number 32
• Slide Number 33
• Slide Number 34
• Slide Number 35
• Slide Number 36
• Slide Number 37
• Slide Number 38
• Slide Number 39
• Slide Number 40
• Slide Number 41
• Slide Number 42
• Slide Number 43
• Slide Number 44
• Slide Number 45
• Slide Number 46
• Slide Number 47
• Tovaacutebbi kiralitaacutes tiacutepusok
• Slide Number 49
• Slide Number 50
• Slide Number 51
• Slide Number 52
• Slide Number 53
• Slide Number 54
• Slide Number 55
• Slide Number 56
• Slide Number 57
• Toumlbb kiralitaacuteskoumlzpont
• Slide Number 59
• Slide Number 60
• Slide Number 61
• Slide Number 62
• Slide Number 63
• Slide Number 64
• Slide Number 65
• Slide Number 66
• Slide Number 67
• Slide Number 68
• Slide Number 69
• Slide Number 70
• Slide Number 71
• Slide Number 72
• Slide Number 73
• Slide Number 74
• Slide Number 75
• Konfiguraacutecioacutes izomeacuteria
• Slide Number 77
• Slide Number 78
• Slide Number 79
• Slide Number 80
• Slide Number 81
• Slide Number 82
• Slide Number 83
• Slide Number 84
• Slide Number 85
• Slide Number 86
• Slide Number 87
• Slide Number 88
• Slide Number 89
• Slide Number 90
• Slide Number 91
• Slide Number 92
• Slide Number 93
• Slide Number 94
• Slide Number 95
• Slide Number 96
• Slide Number 97
• Slide Number 98
• Slide Number 99
• Slide Number 100
• Slide Number 101
• Slide Number 102
• Slide Number 103
• Slide Number 104
• Slide Number 105
• Slide Number 106
• Slide Number 107
• Slide Number 108
• Slide Number 109
• Slide Number 110
• Slide Number 111
• Slide Number 112
• Slide Number 113
• Slide Number 114
• Slide Number 115
• Slide Number 116
• Slide Number 117
• Slide Number 118
• Slide Number 119
• Slide Number 120
• Slide Number 121
• Slide Number 122
• Slide Number 123
• Slide Number 124
• Slide Number 125
• Slide Number 126
• Slide Number 127

BrNH2

Br

NH23a 2b

NH2

Br

Br

NH24a 1b

NH2

Br

Br

NH2

1b 4a

NH2

Br

NH2

Br2b 3a

NH2

Br

Br

NH23b 2a

Br

NH2

BrNH24b 1a

Konformaacutecioacutes Konformaacutecioacutes

BrNH2 Br

NH2

1a 4b

Br

NH2

BrNH2

2a 3b

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesdiasztereomerek

Konfiguraacutecioacutesenantiomerek

Konfiguraacutecioacutesenantiomerek

diasztereomerek diasztereomerek

12-helyzetben kuumlloumlnboumlző helyettesiacutetőket tartalmazoacute ciklohexaacuten szaacutermazeacutekokkonfiguraacutecioacutes eacutes konformaacutecioacutes viszonyai

Oslash122

H

H

H

HH

H

H

H

Dekalin

cisz transz

123

transz-transz-transzanellaacutecioacute

cisz-transz-transzanellaacutecioacute

DC

BA

DC

BA

H H

R

H

H H

H

H

H

R

H H

DCBA

R

H

H

H

H

H

H

DCBA

R

H

H

H

H

H

H

CH3

CH3

CH3

CH3

Oslash124

A kiralitaacutes kialakulaacutesa eacutes bioloacutegiai jelentőseacutege

Kiraacutelis vegyuumlletek

termeacuteszetes aminosavak (elsősorban L konfiguraacutecioacute)peptidek enzimektermeacuteszetes szeacutenhidraacutetok (elsősorban D konfiguraacutecioacute)gyoacutegyszerek

Az első kiraacutelis vegyuumllet kialakulaacutesa

az elemi reacuteszek gyenge koumllcsoumlnhataacutesaacutenakiraacutenyfuumlggeacuteseacutevel van kapcsolatban

autokataliacutezis

a termeacuteszet nem tuumlkoumlrszimmetrikus (a termeacuteszet homokiraacutelis)

Oslash125

Az optikai aktivitaacuteseredete szeacutenhidraacutetokkiralitaacutescentrumaacutenakkieacutepuumlleacutese a termeacuteszetben

Oslash126

Oslash127

• Slide Number 1
• Slide Number 2
• Slide Number 3
• Slide Number 4
• Slide Number 5
• Slide Number 6
• Slide Number 7
• Izomeacuteria
• Slide Number 9
• Slide Number 10
• Slide Number 11
• Slide Number 12
• Slide Number 13
• Slide Number 14
• Slide Number 15
• Slide Number 16
• Slide Number 17
• Slide Number 18
• Szerkezeti izomeacuteria
• Slide Number 20
• Slide Number 21
• Slide Number 22
• Slide Number 23
• Slide Number 24
• A tautomeacuteria tiacutepusai
• Slide Number 26
• Slide Number 27
• Slide Number 28
• Slide Number 29
• Slide Number 30
• Sztereoizomeacuteria
• Slide Number 32
• Slide Number 33
• Slide Number 34
• Slide Number 35
• Slide Number 36
• Slide Number 37
• Slide Number 38
• Slide Number 39
• Slide Number 40
• Slide Number 41
• Slide Number 42
• Slide Number 43
• Slide Number 44
• Slide Number 45
• Slide Number 46
• Slide Number 47
• Tovaacutebbi kiralitaacutes tiacutepusok
• Slide Number 49
• Slide Number 50
• Slide Number 51
• Slide Number 52
• Slide Number 53
• Slide Number 54
• Slide Number 55
• Slide Number 56
• Slide Number 57
• Toumlbb kiralitaacuteskoumlzpont
• Slide Number 59
• Slide Number 60
• Slide Number 61
• Slide Number 62
• Slide Number 63
• Slide Number 64
• Slide Number 65
• Slide Number 66
• Slide Number 67
• Slide Number 68
• Slide Number 69
• Slide Number 70
• Slide Number 71
• Slide Number 72
• Slide Number 73
• Slide Number 74
• Slide Number 75
• Konfiguraacutecioacutes izomeacuteria
• Slide Number 77
• Slide Number 78
• Slide Number 79
• Slide Number 80
• Slide Number 81
• Slide Number 82
• Slide Number 83
• Slide Number 84
• Slide Number 85
• Slide Number 86
• Slide Number 87
• Slide Number 88
• Slide Number 89
• Slide Number 90
• Slide Number 91
• Slide Number 92
• Slide Number 93
• Slide Number 94
• Slide Number 95
• Slide Number 96
• Slide Number 97
• Slide Number 98
• Slide Number 99
• Slide Number 100
• Slide Number 101
• Slide Number 102
• Slide Number 103
• Slide Number 104
• Slide Number 105
• Slide Number 106
• Slide Number 107
• Slide Number 108
• Slide Number 109
• Slide Number 110
• Slide Number 111
• Slide Number 112
• Slide Number 113
• Slide Number 114
• Slide Number 115
• Slide Number 116
• Slide Number 117
• Slide Number 118
• Slide Number 119
• Slide Number 120
• Slide Number 121
• Slide Number 122
• Slide Number 123
• Slide Number 124
• Slide Number 125
• Slide Number 126
• Slide Number 127

H

H

H

HH

H

H

H

Dekalin

cisz transz

123

transz-transz-transzanellaacutecioacute

cisz-transz-transzanellaacutecioacute

DC

BA

DC

BA

H H

R

H

H H

H

H

H

R

H H

DCBA

R

H

H

H

H

H

H

DCBA

R

H

H

H

H

H

H

CH3

CH3

CH3

CH3

Oslash124

A kiralitaacutes kialakulaacutesa eacutes bioloacutegiai jelentőseacutege

Kiraacutelis vegyuumlletek

termeacuteszetes aminosavak (elsősorban L konfiguraacutecioacute)peptidek enzimektermeacuteszetes szeacutenhidraacutetok (elsősorban D konfiguraacutecioacute)gyoacutegyszerek

Az első kiraacutelis vegyuumllet kialakulaacutesa

az elemi reacuteszek gyenge koumllcsoumlnhataacutesaacutenakiraacutenyfuumlggeacuteseacutevel van kapcsolatban

autokataliacutezis

a termeacuteszet nem tuumlkoumlrszimmetrikus (a termeacuteszet homokiraacutelis)

Oslash125

Az optikai aktivitaacuteseredete szeacutenhidraacutetokkiralitaacutescentrumaacutenakkieacutepuumlleacutese a termeacuteszetben

Oslash126

Oslash127

• Slide Number 1
• Slide Number 2
• Slide Number 3
• Slide Number 4
• Slide Number 5
• Slide Number 6
• Slide Number 7
• Izomeacuteria
• Slide Number 9
• Slide Number 10
• Slide Number 11
• Slide Number 12
• Slide Number 13
• Slide Number 14
• Slide Number 15
• Slide Number 16
• Slide Number 17
• Slide Number 18
• Szerkezeti izomeacuteria
• Slide Number 20
• Slide Number 21
• Slide Number 22
• Slide Number 23
• Slide Number 24
• A tautomeacuteria tiacutepusai
• Slide Number 26
• Slide Number 27
• Slide Number 28
• Slide Number 29
• Slide Number 30
• Sztereoizomeacuteria
• Slide Number 32
• Slide Number 33
• Slide Number 34
• Slide Number 35
• Slide Number 36
• Slide Number 37
• Slide Number 38
• Slide Number 39
• Slide Number 40
• Slide Number 41
• Slide Number 42
• Slide Number 43
• Slide Number 44
• Slide Number 45
• Slide Number 46
• Slide Number 47
• Tovaacutebbi kiralitaacutes tiacutepusok
• Slide Number 49
• Slide Number 50
• Slide Number 51
• Slide Number 52
• Slide Number 53
• Slide Number 54
• Slide Number 55
• Slide Number 56
• Slide Number 57
• Toumlbb kiralitaacuteskoumlzpont
• Slide Number 59
• Slide Number 60
• Slide Number 61
• Slide Number 62
• Slide Number 63
• Slide Number 64
• Slide Number 65
• Slide Number 66
• Slide Number 67
• Slide Number 68
• Slide Number 69
• Slide Number 70
• Slide Number 71
• Slide Number 72
• Slide Number 73
• Slide Number 74
• Slide Number 75
• Konfiguraacutecioacutes izomeacuteria
• Slide Number 77
• Slide Number 78
• Slide Number 79
• Slide Number 80
• Slide Number 81
• Slide Number 82
• Slide Number 83
• Slide Number 84
• Slide Number 85
• Slide Number 86
• Slide Number 87
• Slide Number 88
• Slide Number 89
• Slide Number 90
• Slide Number 91
• Slide Number 92
• Slide Number 93
• Slide Number 94
• Slide Number 95
• Slide Number 96
• Slide Number 97
• Slide Number 98
• Slide Number 99
• Slide Number 100
• Slide Number 101
• Slide Number 102
• Slide Number 103
• Slide Number 104
• Slide Number 105
• Slide Number 106
• Slide Number 107
• Slide Number 108
• Slide Number 109
• Slide Number 110
• Slide Number 111
• Slide Number 112
• Slide Number 113
• Slide Number 114
• Slide Number 115
• Slide Number 116
• Slide Number 117
• Slide Number 118
• Slide Number 119
• Slide Number 120
• Slide Number 121
• Slide Number 122
• Slide Number 123
• Slide Number 124
• Slide Number 125
• Slide Number 126
• Slide Number 127

transz-transz-transzanellaacutecioacute

cisz-transz-transzanellaacutecioacute

DC

BA

DC

BA

H H

R

H

H H

H

H

H

R

H H

DCBA

R

H

H

H

H

H

H

DCBA

R

H

H

H

H

H

H

CH3

CH3

CH3

CH3

Oslash124

A kiralitaacutes kialakulaacutesa eacutes bioloacutegiai jelentőseacutege

Kiraacutelis vegyuumlletek

termeacuteszetes aminosavak (elsősorban L konfiguraacutecioacute)peptidek enzimektermeacuteszetes szeacutenhidraacutetok (elsősorban D konfiguraacutecioacute)gyoacutegyszerek

Az első kiraacutelis vegyuumllet kialakulaacutesa

az elemi reacuteszek gyenge koumllcsoumlnhataacutesaacutenakiraacutenyfuumlggeacuteseacutevel van kapcsolatban

autokataliacutezis

a termeacuteszet nem tuumlkoumlrszimmetrikus (a termeacuteszet homokiraacutelis)

Oslash125

Az optikai aktivitaacuteseredete szeacutenhidraacutetokkiralitaacutescentrumaacutenakkieacutepuumlleacutese a termeacuteszetben

Oslash126

Oslash127

• Slide Number 1
• Slide Number 2
• Slide Number 3
• Slide Number 4
• Slide Number 5
• Slide Number 6
• Slide Number 7
• Izomeacuteria
• Slide Number 9
• Slide Number 10
• Slide Number 11
• Slide Number 12
• Slide Number 13
• Slide Number 14
• Slide Number 15
• Slide Number 16
• Slide Number 17
• Slide Number 18
• Szerkezeti izomeacuteria
• Slide Number 20
• Slide Number 21
• Slide Number 22
• Slide Number 23
• Slide Number 24
• A tautomeacuteria tiacutepusai
• Slide Number 26
• Slide Number 27
• Slide Number 28
• Slide Number 29
• Slide Number 30
• Sztereoizomeacuteria
• Slide Number 32
• Slide Number 33
• Slide Number 34
• Slide Number 35
• Slide Number 36
• Slide Number 37
• Slide Number 38
• Slide Number 39
• Slide Number 40
• Slide Number 41
• Slide Number 42
• Slide Number 43
• Slide Number 44
• Slide Number 45
• Slide Number 46
• Slide Number 47
• Tovaacutebbi kiralitaacutes tiacutepusok
• Slide Number 49
• Slide Number 50
• Slide Number 51
• Slide Number 52
• Slide Number 53
• Slide Number 54
• Slide Number 55
• Slide Number 56
• Slide Number 57
• Toumlbb kiralitaacuteskoumlzpont
• Slide Number 59
• Slide Number 60
• Slide Number 61
• Slide Number 62
• Slide Number 63
• Slide Number 64
• Slide Number 65
• Slide Number 66
• Slide Number 67
• Slide Number 68
• Slide Number 69
• Slide Number 70
• Slide Number 71
• Slide Number 72
• Slide Number 73
• Slide Number 74
• Slide Number 75
• Konfiguraacutecioacutes izomeacuteria
• Slide Number 77
• Slide Number 78
• Slide Number 79
• Slide Number 80
• Slide Number 81
• Slide Number 82
• Slide Number 83
• Slide Number 84
• Slide Number 85
• Slide Number 86
• Slide Number 87
• Slide Number 88
• Slide Number 89
• Slide Number 90
• Slide Number 91
• Slide Number 92
• Slide Number 93
• Slide Number 94
• Slide Number 95
• Slide Number 96
• Slide Number 97
• Slide Number 98
• Slide Number 99
• Slide Number 100
• Slide Number 101
• Slide Number 102
• Slide Number 103
• Slide Number 104
• Slide Number 105
• Slide Number 106
• Slide Number 107
• Slide Number 108
• Slide Number 109
• Slide Number 110
• Slide Number 111
• Slide Number 112
• Slide Number 113
• Slide Number 114
• Slide Number 115
• Slide Number 116
• Slide Number 117
• Slide Number 118
• Slide Number 119
• Slide Number 120
• Slide Number 121
• Slide Number 122
• Slide Number 123
• Slide Number 124
• Slide Number 125
• Slide Number 126
• Slide Number 127

A kiralitaacutes kialakulaacutesa eacutes bioloacutegiai jelentőseacutege

Kiraacutelis vegyuumlletek

termeacuteszetes aminosavak (elsősorban L konfiguraacutecioacute)peptidek enzimektermeacuteszetes szeacutenhidraacutetok (elsősorban D konfiguraacutecioacute)gyoacutegyszerek

Az első kiraacutelis vegyuumllet kialakulaacutesa

az elemi reacuteszek gyenge koumllcsoumlnhataacutesaacutenakiraacutenyfuumlggeacuteseacutevel van kapcsolatban

autokataliacutezis

a termeacuteszet nem tuumlkoumlrszimmetrikus (a termeacuteszet homokiraacutelis)

Oslash125

Az optikai aktivitaacuteseredete szeacutenhidraacutetokkiralitaacutescentrumaacutenakkieacutepuumlleacutese a termeacuteszetben

Oslash126

Oslash127

• Slide Number 1
• Slide Number 2
• Slide Number 3
• Slide Number 4
• Slide Number 5
• Slide Number 6
• Slide Number 7
• Izomeacuteria
• Slide Number 9
• Slide Number 10
• Slide Number 11
• Slide Number 12
• Slide Number 13
• Slide Number 14
• Slide Number 15
• Slide Number 16
• Slide Number 17
• Slide Number 18
• Szerkezeti izomeacuteria
• Slide Number 20
• Slide Number 21
• Slide Number 22
• Slide Number 23
• Slide Number 24
• A tautomeacuteria tiacutepusai
• Slide Number 26
• Slide Number 27
• Slide Number 28
• Slide Number 29
• Slide Number 30
• Sztereoizomeacuteria
• Slide Number 32
• Slide Number 33
• Slide Number 34
• Slide Number 35
• Slide Number 36
• Slide Number 37
• Slide Number 38
• Slide Number 39
• Slide Number 40
• Slide Number 41
• Slide Number 42
• Slide Number 43
• Slide Number 44
• Slide Number 45
• Slide Number 46
• Slide Number 47
• Tovaacutebbi kiralitaacutes tiacutepusok
• Slide Number 49
• Slide Number 50
• Slide Number 51
• Slide Number 52
• Slide Number 53
• Slide Number 54
• Slide Number 55
• Slide Number 56
• Slide Number 57
• Toumlbb kiralitaacuteskoumlzpont
• Slide Number 59
• Slide Number 60
• Slide Number 61
• Slide Number 62
• Slide Number 63
• Slide Number 64
• Slide Number 65
• Slide Number 66
• Slide Number 67
• Slide Number 68
• Slide Number 69
• Slide Number 70
• Slide Number 71
• Slide Number 72
• Slide Number 73
• Slide Number 74
• Slide Number 75
• Konfiguraacutecioacutes izomeacuteria
• Slide Number 77
• Slide Number 78
• Slide Number 79
• Slide Number 80
• Slide Number 81
• Slide Number 82
• Slide Number 83
• Slide Number 84
• Slide Number 85
• Slide Number 86
• Slide Number 87
• Slide Number 88
• Slide Number 89
• Slide Number 90
• Slide Number 91
• Slide Number 92
• Slide Number 93
• Slide Number 94
• Slide Number 95
• Slide Number 96
• Slide Number 97
• Slide Number 98
• Slide Number 99
• Slide Number 100
• Slide Number 101
• Slide Number 102
• Slide Number 103
• Slide Number 104
• Slide Number 105
• Slide Number 106
• Slide Number 107
• Slide Number 108
• Slide Number 109
• Slide Number 110
• Slide Number 111
• Slide Number 112
• Slide Number 113
• Slide Number 114
• Slide Number 115
• Slide Number 116
• Slide Number 117
• Slide Number 118
• Slide Number 119
• Slide Number 120
• Slide Number 121
• Slide Number 122
• Slide Number 123
• Slide Number 124
• Slide Number 125
• Slide Number 126
• Slide Number 127

Az optikai aktivitaacuteseredete szeacutenhidraacutetokkiralitaacutescentrumaacutenakkieacutepuumlleacutese a termeacuteszetben

Oslash126

Oslash127

• Slide Number 1
• Slide Number 2
• Slide Number 3
• Slide Number 4
• Slide Number 5
• Slide Number 6
• Slide Number 7
• Izomeacuteria
• Slide Number 9
• Slide Number 10
• Slide Number 11
• Slide Number 12
• Slide Number 13
• Slide Number 14
• Slide Number 15
• Slide Number 16
• Slide Number 17
• Slide Number 18
• Szerkezeti izomeacuteria
• Slide Number 20
• Slide Number 21
• Slide Number 22
• Slide Number 23
• Slide Number 24
• A tautomeacuteria tiacutepusai
• Slide Number 26
• Slide Number 27
• Slide Number 28
• Slide Number 29
• Slide Number 30
• Sztereoizomeacuteria
• Slide Number 32
• Slide Number 33
• Slide Number 34
• Slide Number 35
• Slide Number 36
• Slide Number 37
• Slide Number 38
• Slide Number 39
• Slide Number 40
• Slide Number 41
• Slide Number 42
• Slide Number 43
• Slide Number 44
• Slide Number 45
• Slide Number 46
• Slide Number 47
• Tovaacutebbi kiralitaacutes tiacutepusok
• Slide Number 49
• Slide Number 50
• Slide Number 51
• Slide Number 52
• Slide Number 53
• Slide Number 54
• Slide Number 55
• Slide Number 56
• Slide Number 57
• Toumlbb kiralitaacuteskoumlzpont
• Slide Number 59
• Slide Number 60
• Slide Number 61
• Slide Number 62
• Slide Number 63
• Slide Number 64
• Slide Number 65
• Slide Number 66
• Slide Number 67
• Slide Number 68
• Slide Number 69
• Slide Number 70
• Slide Number 71
• Slide Number 72
• Slide Number 73
• Slide Number 74
• Slide Number 75
• Konfiguraacutecioacutes izomeacuteria
• Slide Number 77
• Slide Number 78
• Slide Number 79
• Slide Number 80
• Slide Number 81
• Slide Number 82
• Slide Number 83
• Slide Number 84
• Slide Number 85
• Slide Number 86
• Slide Number 87
• Slide Number 88
• Slide Number 89
• Slide Number 90
• Slide Number 91
• Slide Number 92
• Slide Number 93
• Slide Number 94
• Slide Number 95
• Slide Number 96
• Slide Number 97
• Slide Number 98
• Slide Number 99
• Slide Number 100
• Slide Number 101
• Slide Number 102
• Slide Number 103
• Slide Number 104
• Slide Number 105
• Slide Number 106
• Slide Number 107
• Slide Number 108
• Slide Number 109
• Slide Number 110
• Slide Number 111
• Slide Number 112
• Slide Number 113
• Slide Number 114
• Slide Number 115
• Slide Number 116
• Slide Number 117
• Slide Number 118
• Slide Number 119
• Slide Number 120
• Slide Number 121
• Slide Number 122
• Slide Number 123
• Slide Number 124
• Slide Number 125
• Slide Number 126
• Slide Number 127

Oslash127

• Slide Number 1
• Slide Number 2
• Slide Number 3
• Slide Number 4
• Slide Number 5
• Slide Number 6
• Slide Number 7
• Izomeacuteria
• Slide Number 9
• Slide Number 10
• Slide Number 11
• Slide Number 12
• Slide Number 13
• Slide Number 14
• Slide Number 15
• Slide Number 16
• Slide Number 17
• Slide Number 18
• Szerkezeti izomeacuteria
• Slide Number 20
• Slide Number 21
• Slide Number 22
• Slide Number 23
• Slide Number 24
• A tautomeacuteria tiacutepusai
• Slide Number 26
• Slide Number 27
• Slide Number 28
• Slide Number 29
• Slide Number 30
• Sztereoizomeacuteria
• Slide Number 32
• Slide Number 33
• Slide Number 34
• Slide Number 35
• Slide Number 36
• Slide Number 37
• Slide Number 38
• Slide Number 39
• Slide Number 40
• Slide Number 41
• Slide Number 42
• Slide Number 43
• Slide Number 44
• Slide Number 45
• Slide Number 46
• Slide Number 47
• Tovaacutebbi kiralitaacutes tiacutepusok
• Slide Number 49
• Slide Number 50
• Slide Number 51
• Slide Number 52
• Slide Number 53
• Slide Number 54
• Slide Number 55
• Slide Number 56
• Slide Number 57
• Toumlbb kiralitaacuteskoumlzpont
• Slide Number 59
• Slide Number 60
• Slide Number 61
• Slide Number 62
• Slide Number 63
• Slide Number 64
• Slide Number 65
• Slide Number 66
• Slide Number 67
• Slide Number 68
• Slide Number 69
• Slide Number 70
• Slide Number 71
• Slide Number 72
• Slide Number 73
• Slide Number 74
• Slide Number 75
• Konfiguraacutecioacutes izomeacuteria
• Slide Number 77
• Slide Number 78
• Slide Number 79
• Slide Number 80
• Slide Number 81
• Slide Number 82
• Slide Number 83
• Slide Number 84
• Slide Number 85
• Slide Number 86
• Slide Number 87
• Slide Number 88
• Slide Number 89
• Slide Number 90
• Slide Number 91
• Slide Number 92
• Slide Number 93
• Slide Number 94
• Slide Number 95
• Slide Number 96
• Slide Number 97
• Slide Number 98
• Slide Number 99
• Slide Number 100
• Slide Number 101
• Slide Number 102
• Slide Number 103
• Slide Number 104
• Slide Number 105
• Slide Number 106
• Slide Number 107
• Slide Number 108
• Slide Number 109
• Slide Number 110
• Slide Number 111
• Slide Number 112
• Slide Number 113
• Slide Number 114
• Slide Number 115
• Slide Number 116
• Slide Number 117
• Slide Number 118
• Slide Number 119
• Slide Number 120
• Slide Number 121
• Slide Number 122
• Slide Number 123
• Slide Number 124
• Slide Number 125
• Slide Number 126
• Slide Number 127