Cikloalkánok és származékaik konformációja



Hasonló dokumentumok
Szabó Dénes Molekulák és reakciók három dimenzióban

Bevezetés a biokémiába fogorvostan hallgatóknak - Munkafüzet 2. hét

H 3 CH 2 C H 2 N HS CH 3 H CH 3 HO CH 2 CH 3. CHBr 2 CH 2 OH SCH H 3 CH 2 CH 3 H 3 C OH NH 2 OH CH 2CH 3 (R) (R) (S) O CH 3 SCH 3 SCH

H 3 C CH 2 CH 2 CH 3

Szemináriumi feladatok (alap) I. félév

Szemináriumi feladatok (alap) I. félév

SZÉNHIDRÁTOK. 3. Válogasd szét a képleteket aszerint, hogy aldóz, vagy ketózmolekulát ábrázolnak! Írd a fenti táblázat utolsó sorába a betűjeleket!

A szén tetraéderes vegyérték-orientációja (van t Hoff, Le Bel, 1874)

Alkánok összefoglalás

Periciklusos reakciók

Szerves Kémia. Farmakológus szakasszisztens képzés 2012/2013 ősz

SZERVES VEGYÜLETEK IZOMÉRIÁJA

fehérvérsejtek Sejtek a térben: a sejtközi térben lévő fehérvértestek szolgálat közben.

Táptalaj E. coli számára (1000 ml vízben) H 2 O 70% Fehérje 15% Nukleinsav 7% (1+6) Szénhidrát 3% Lipid 2% Szervetlen ion 1%

R R C X C X R R X + C H R CH CH R H + BH 2 + Eliminációs reakciók

A kovalens kötés elmélete. Kovalens kötésű molekulák geometriája. Molekula geometria. Vegyértékelektronpár taszítási elmélet (VSEPR)

Szerves kémia II. kommunikációs dosszié SZERVES KÉMIA II. ANYAGMÉRNÖK MESTERKÉPZÉS TANTÁRGYI KOMMUNIKÁCIÓS DOSSZIÉ

A cukrok szerkezetkémiája

H 3 C H + H 3 C C CH 3 -HX X 2

Szerves Kémiai Problémamegoldó Verseny

Sejtek a térben: a sejtközi térben lévő fehérvértestek szolgálat közben. vörösvértest

Kémiai kötések. Kémiai kötések. A bemutatót összeállította: Fogarasi József, Petrik Lajos SZKI, 2011

Szerves kémia A szerves kémia a kémia azon ága, mely a széntartalmú vegyületekkel foglalkozik. Az elnevezés onnan ered, hogy sokáig azt hitték csak az

SZERVES KÉMIA: BEVEZETÉS SZTEREOKÉMIA. Debreceni Egyetem ÁOK Orvosi Vegytani Intézet

SZERVES VEGYÜLETEK SZTEREOKÉMIÁJA*

Szerves Kémiai Problémamegoldó Verseny

A szervetlen vegyületek

Szerves vegyületek csoportosítása. Izoméria

Táptalaj E. coli számára (1000 ml vízben) H 2 O 70% Fehérje 15% Nukleinsav 7% (1+6) Szénhidrát 3% Lipid 2% Szervetlen ion 1%

SZERVES KÉMIA. Szerkezet és reaktivitás. dr. Nagy József. egyetemi docens

Aromás: 1, 3, 5, 6, 8, 9, 10, 11, 13, (14) Az azulén (14) szemiaromás rendszert alkot, mindkét választ (aromás, nem aromás) elfogadtuk.

C N H H C O C C O H O O O O C C O C

3. A kémiai kötés. Kémiai kölcsönhatás

A szervetlen vegyületek

5. Előadás. Szénhidrogének: alkánok, alkének, alkinek

Tartalmi követelmények kémia tantárgyból az érettségin K Ö Z É P S Z I N T

szabad bázis a szerves fázisban oldódik

5. Előadás. Szénhidrogének: alkánok, alkének, alkinek

Szénhidrogének II: Alkének. 2. előadás

Heterociklusos vegyületek

Sztereokémia, királis molekulák: (királis univerzum, tükörképi világ?) Izomerek felosztása

A kovalens kötés polaritása

Szénhidrogének III: Alkinok. 3. előadás

A szén molekulaképző sajátságai. Kémia 1 Szerves kémia. A szerves kémiai reakciók jellege. Szerves kémiai reakciók felosztása

Országos Középiskolai Tanulmányi Verseny 2010/2011. tanév Kémia I. kategória 2. forduló Megoldások

Szénhidrátok. Szénhidrátok. Szénhidrátok. Csoportosítás

Spektroszkópiai módszerek 2.

Adatgyűjtés, mérési alapok, a környezetgazdálkodás fontosabb műszerei


Összefoglalás. Telített Telítetlen Aromás Kötések Csak -kötések és -kötések és delokalizáció. Kötéshossz Nagyobb Kisebb Átmenet a kettő között

Tantárgycím: Szerves kémia

Szerves vegyületek nevezéktana

Kémiai kötés. Általános Kémia, szerkezet Slide 1 /39

Kémiai kötés. Általános Kémia, szerkezet Dia 1 /39

Intra- és intermolekuláris reakciók összehasonlítása

Javító vizsga követelményei kémia tantárgyból augusztus osztály

Sztereokémia II. Sztereokémia III.

Modern Fizika Labor. Fizika BSc. Értékelés: A mérés dátuma: A mérés száma és címe: 13. mérés: Molekulamodellezés PC-n április 29.

Kémia (K kategória) Levelező forduló Beküldési határidő : November 25.

R nem hidrogén, hanem pl. alkilcsoport

A kémiai kötés. Kémiai kölcsönhatás

Az oktanol-víz megoszlási hányados és a ciklodextrin komplex asszociációs állandó közötti összefüggés vizsgálata modell szennyezıanyagok esetén

Szemináriumi feladatok megoldása (kiegészítés) I. félév

Beszélgetés a szerves kémia elméleti alapjairól III.

Kémiai kötések. Kémiai kötések kj / mol 0,8 40 kj / mol

A fémkomplexek szerkezetéről

Atomszerkezet. Atommag protonok, neutronok + elektronok. atompályák, alhéjak, héjak, atomtörzs ---- vegyérték elektronok

Konstitúció, izoméria, konfiguráció, konformáció

Kormeghatározás gyorsítóval

Vegyületek - vegyületmolekulák

SZEGEDI TUDOMÁNYEGYETEM TTIK SZERVES KÉMIA. I. éves biológia alapszakos hallgatók számára. Dr. Notheisz Ferenc egyetemi tanár

Kémiai kötés. Általános Kémia, szerkezet Slide 1 /39

Bevezetés. Tanítani haszontalan, kivéve, ha felesleges. Rausch Péter kémia-környezettan tanár. Richard Feynman

ÚJ NAFTOXAZIN-SZÁRMAZÉKOK SZINTÉZISE ÉS SZTEREOKÉMIÁJA

Miért más egy kicsit a szerves kémia?

Kötések kialakítása - oktett elmélet

Új oxo-hidas vas(iii)komplexeket állítottunk elő az 1,4-di-(2 -piridil)aminoftalazin (1, PAP) ligandum felhasználásával. 1; PAP

Semmelweis Egyetem Szerves Vegytani Intézet. Kiralitás január 29.

Nitrogéntartalmú szerves vegyületek. 6. előadás

Kémiai kötés Lewis elmélet

T I T - M T T. Hevesy György Kémiaverseny. A megyei forduló feladatlapja. 7. osztály. A versenyző jeligéje:... Megye:...

3.6. Szénidrátok szacharidok

Országos Középiskolai Tanulmányi Verseny 2010/2011. tanév Kémia II. kategória 2. forduló Megoldások

1996/1997. KÉMIA I forduló, kategória

feladatmegoldásai K É M I Á B Ó L


Szerves kémiai összefoglaló. Szerkesztette: Varga Szilárd

KÉMIA FELVÉTELI DOLGOZAT

Erőterek. Erőterek. Erőterek. Erőterek. Erőterek. Erőterek. Probléma: fehérjéknél nagy dimenziók értelmetlen QM eredmények.

1. Hibás mondatok. Magyarázd meg, hogy miért hibásak az alábbi kijelentések.

Elektronegativitás. Elektronegativitás

Newman-projekció: háromdimenziós szerkezetet úgy ábrázol, hogy két egymáshoz kapcsolódó atomot egymás mögé helyez:









Átírás:

1 ikloalkánok és származékaik konformációja telített gyűrűs szénhidrogének legegyszerűbb képviselője a ciklopropán. Gyűrűje szabályos háromszög alakú, ennek megfelelően szénatomjai egy síkban helyezkednek el. molekula kötésszögei jelentősen (49,5 O -kal) eltérnek a tetraéderes vegyértékszögtől, így a molekulában szögfeszültség (aeyer-feszültség) lép fel. ciklopropángyűrűhöz kapcsolódó hidrogének fedő állásban vannak, ami további feszültséget (Pitzer-feszültség vagy más néven torziós feszültség) eredményez (lásd a jobb oldali Newman-projekciót). ciklopropán ennek megfelelően nagy energiatartalmú, egy 2 csoportra jutó égéshője 9,2 kcal / móllal nagyobb a paraffinok megfelelő adatánál. 2 síkalkatú ciklobutángyűrűben a négyzet átellenes csúcsain található, egymással kötésben nem lévő szénatomok túl közel kerülnének egymáshoz, ami kedvezőtlen nemkötő kölcsönhatást (taszítást) eredményezne. Ezt elkerülendő, a - kötések kissé meghosszabbodnak a telített vegyületekre jellemző egyensúlyi kötéshosszhoz képest: ennek következtében kötési feszültség lép fel, de ez még mindig kisebb, mint a rövidebb kötések esetében megnyilvánuló kedvezőtlen nemkötő kölcsönhatás. ciklobután atomjainak elrendeződése valamelyest csökkenti a ciklopropánnál említett torziós feszültséget: a gyűrű 4 szénatomja nincs egy síkban, így a fedő állású hidrogének száma csökken a síkalkatú gyűrűhöz képest. Mivel a kötésszögek a ciklobutánban is eltérnek a tetraéderestől, a molekulában szögfeszültség is fellép. ciklobután a fellépő feszültségek miatt a ciklopropánhoz hasonló energiatöbblettel rendelkezik, ami a vártnál nagyobb égéshőben is megnyilvánul. Sem a ciklopropán, sem a ciklobután kötésrendszere nem írható le jól sp 3 hibridállapotú szénatomokkal: más modellek alkalmazása szükséges. 2 2 2 2 ciklopentánban síkalkatú gyűrű esetén elsősorban torziós feszültség lépne fel. Ez alól a rendszer konformációs mozgásokkal tér ki. ciklopentánnak két konformerje vezethető le: a boríték és a félszék alkatú konformer. boríték alkatú konformerben 4 szénatom található egy síkban. félszék alkatú konformerben 3 szénatom található egy síkban, 1 szénatom a sík felett, 1 szénatom pedig a sík alatt helyezkedik el. szubsztituált ciklopentán-származékok vagy a boríték, vagy a félszék alkathoz hasonlítanak jobban, de tökéletesen általában

2 egyiknek sem feleltethetők meg. ( további ábrákon a hidrogéneket vagy a szubsztituenseket csak a kötésvonalakkal jelképezzük, magukat az atomokat csak akkor írjuk ki, ha a mondanivaló szempontjából fontosak). oríték konformáció Félszék konformáció ciklohexán molekulája a lehetséges feszültségek fellépését szék-konformáció felvételével csökkenti, illetve kerüli el. Szék-konformációjú ciklohexán szék-konformációjú ciklohexánban kétféle térállású hidrogént különböztetünk meg: függőleges kötésekkel kapcsolódnak az axiális helyzetű hidrogének (vagy szubsztituensek), a nem függőleges irányú kötésvonalak pedig az ekvatoriális térhelyzetű hidrogének (vagy szubsztituensek) kapcsolódási módját ábrázolják. xiális kötések Ekvatoriális kötések

3 z a megfigyelés, hogy szobahőmérsékleten folyadékfázisban nem lehet a ciklohexánban kétféle térállású hidrogént detektálni, arra utal, hogy az axiális és ekvatoriális hidrogének kis energiát igénylő konformációs mozgások révén gyorsan pozíciót cserélnek. két szék-konformer egymásba alakulása több lépésben játszódik le, de a kis aktiválási energia miatt szobahőmérsékleten rendkívül gyors. mennyiben a ciklohexánvázra olyan szubsztituenst helyezünk, amelyik vagy az axiális, vagy az ekvatoriális pozíciót preferálja, a fenti egyensúlyban a kétféle szék-konformer eltérő arányban lesz jelen, sőt az egyensúly eltolódhat gyakorlatilag az egyik konformer irányába. Ez valósul meg abban az esetben, ha a ciklohexánvázra nagy térigényű alkilcsoportot (pl. tercier-butil csoportot) helyezünk: ilyenkor csaknem kizárólag az a konformáció valósul meg, amiben a nagy térigényű alkilcsoport ekvatoriális térhelyzetű (axiális térhelyzetben taszító jellegű 1,3 diaxiális kölcsönhatás valósulna meg az axiális helyzetű hidrogénekkel).

4 Preferált konformer: nagy térigényű alkilcsoport ekvatoriális Kedvezőtlen konformer: nagy térigényű alkilcsoport axiális Diszubsztituált cikloalkánok sztereokémiája két azonos szubsztituenst tartalmazó 1,2-diszubsztituált cikloalkánok sztereoizomériai viszonyai jól demonstrálhatók az alábbi (tulajdonképpen síkalkatú gyűrűt feltételező) összevont képletekkel: ( 2 ) n ( 2 ) n isz-izomer Transz-izomer királis (belső tükörsík) Királis (enantiomerek léteznek) Tudjuk, hogy a ciklopropánon kívül egyik cikloalkán gyűrű sem síkalkatú, de ez esetben a sztereoizomériai viszonyok tisztázásához elegendő a legszimmetrikusabb, gyakorlatilag soha meg nem valósuló konformációkat figyelembe venni: ez a nem gátolt konformációs mozgásoknak köszönhető. valós sztereokémiai viszonyokat a diszubsztituált ciklohexánok példáján mutatjuk be.

5 cisz-1,2-diszubsztituált ciklohexánokban a szubsztituensek térállása axiális-ekvatoriális (1a,2e vagy 1e,2a). (kimerevített) modellek alapján belátható, hogy az ábra felső sorában szereplő tükörképi pár egymással fedésbe nem hozható és nincs belső tükörsíkjuk. valóságban az cisz-1,2-diszubsztituált ciklohexánok a szobahőmérsékleten szabadon lejátszódó konformációs mozgások miatt viselkednek akirális vegyületként: a bal felső konformer szabadon átalakul a bal alsóvá, amiről viszont egyszerű elforgatás alapján belátható, hogy azonos a jobb felső enantiomerrel. Lévén az enantiomerek (a szerves kémikus számára) gyakorlatilag azonos energiatartalmúak, a felső sorban szereplő 2 enantiomer mindig 1 : 1 arányban van jelen és folyamatosan egymásba alakulnak: ez okozza az akirális viselkedést. 2 azonos szubsztituenst tartalmazó transz-1,2-diszubsztituált ciklohexánok enantiomerjei konformációs mozgásokkal szobahőmérsékleten egymásba nem konvertálhatók, így az említett transz-izomerek ilyen körülmények között egymásba nem alakuló enantiomerekként léteznek, tehát királis származéknak tekinthetők. z 1,2-transz-diszubsztitúció egyébként 1a,2a- vagy 1e,2e- térhelyzetet jelent. z 1,3-diszubsztituált ciklohexánok esetében 1a,3a- vagy 1e,3e- térhelyzet a cisz-izomernek felel meg, míg a transz-izomerhez 1a,3e- vagy 1e,3a- térállás tartozik. z 1,4-diszubsztituált ciklohexánokban a cisz-izomerek 1a,4e- vagy 1e,4a-térállású csoportokat, míg a transz-izomerek 1a,4a- vagy 1e,4e-térállású csoportokat tartalmaznak.

6 Transz-1,2-di--ciklohexánok enantiomerjeinek konformációs viszonyai 3 1 3 1 isz-1,3-di--ciklohexán konformerjei 1 3 1 3 Transz-1,3-di--ciklohexán konformerjei isz-1,4-di--ciklohexán konformerjei

7 Transz-1,4-di--ciklohexán konformerjei Fontos 1,2-diszubsztituált ciklohexánszármazéknak tekinthető a szteroidokban gyűrűrendszer részeként előforduló cisz- és transz-dekalin. többtagú 1a,2e-diszubsztitúció: cisz-dekalin 1e,2e-diszubsztitúció: transz-dekalin több ciklohexángyűrűből álló adamantánváz szerkesztését az alábbi ábra mutatja:

8 llén-izoméria Enantiomerek Geometriai (Z-, E-) izomerek