Sztereokémia. Történet 1874 van t Hoff (holland), Le Bel (francia): a szénatom tetraéderes 1901 van t Hoff Nobel-díj

Hasonló dokumentumok
Történet van t Hoff (holland), Le Bel (francia): a szénatom tetraéderes 1901 van t Hoff Nobel-díj

Szabó Dénes Molekulák és reakciók három dimenzióban

Szemináriumi feladatok (alap) I. félév

Szemináriumi feladatok (alap) I. félév

Szerves vegyületek csoportosítása. Izoméria

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

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

Bevezetés a biokémiába fogorvostan hallgatóknak - Munkafüzet 2. hét

Szerves Kémiai Problémamegoldó Verseny

Szerves Kémiai Problémamegoldó Verseny

H 3 C CH 2 CH 2 CH 3

Sztereokémia, királis molekulák: (királis univerzum, tükörképi világ?) memo: a földi élet királis elemek sokasága!

Enzim-katalizált (biokatalitikus) reakcióutak tervezése. Schönstein László Enzimtechnológiai Fejlesztő Csoport Debrecen, November 11.

Cikloalkánok és származékaik konformációja

A gyógyszerek és a kiralitás

Név: Pontszám: / 3 pont. 1. feladat Adja meg a hiányzó vegyületek szerkezeti képletét!

Szerves Kémiai Problémamegoldó Verseny

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

1. feladat. Versenyző rajtszáma:

Szabó Andrea. Ph.D. értekezés tézisei. Témavezető: Dr. Petneházy Imre Konzulens: Dr. Jászay M. Zsuzsa

Szénhidrogének II: Alkének. 2. előadás

szerotonin idegi mûködésben szerpet játszó vegyület

A cukrok szerkezetkémiája

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

Versenyző rajtszáma: 1. feladat

Halogéntartalmú szerves vegyületek. 7. előadás

2 TULAJDONSÁGOK ANYAGI HALMAZOK SZINTJÉN

1. feladat (3 pont) Az 1,2-dibrómetán főként az anti-periplanáris konformációban létezik, így A C-Br dipólok kioltják egymást, a molekula apoláris.

3. A kémiai kötés. Kémiai kölcsönhatás

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

SZAK: KÉMIA Általános és szervetlen kémia 1. A periódusos rendszer 14. csoportja. a) Írják le a csoport nemfémes elemeinek az elektronkonfigurációit

Szénhidrogének III: Alkinok. 3. előadás

Osztályozó vizsgatételek. Kémia - 9. évfolyam - I. félév

ALKOHOLOK RESZOLVÁLÁSÁNAK VIZSGÁLATA

Konstitúció, izoméria, konfiguráció, konformáció

Név: Pontszám: 1. feladat (3 pont) Írjon példát olyan aminosav-párokra, amelyek részt vehetnek a következő kölcsönhatásokban

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

szabad bázis a szerves fázisban oldódik

Szemináriumi feladatok (kiegészítés) I. félév

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

Helyettesített karbonsavak

1. feladat. Versenyző rajtszáma: Mely vegyületek aromásak az alábbiak közül?

SZERVES VEGYÜLETEK IZOMÉRIÁJA

Fémorganikus vegyületek

Részletes tematika: I. Félév: 1. Hét (4 óra): 2. hét (4 óra): 3. hét (4 óra): 4. hét (4 óra):

IV. Elektrofil addíció

1. feladat (3 pont) Írjon példát olyan aminosav-párokra, amelyek részt vehetnek a következő kölcsönhatásokban

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

Makromolekulák. I. A -vázas polimerek szerkezete és fizikai tulajdonságai. Pekker Sándor

Elektronegativitás. Elektronegativitás

4. változat. 2. Jelöld meg azt a részecskét, amely megőrzi az anyag összes kémiai tulajdonságait! A molekula; Б atom; В gyök; Г ion.

Periciklusos reakciók

A kémiatanári zárószigorlat tételsora

Fémorganikus kémia 1

OPTIKAILAG AKTÍV VEGYÜLETEK ELŐÁLLÍTÁSA SZUPERKRITIKUS SZÉN-DIOXID ALKALMAZÁSÁVAL

Szemináriumi feladatok megoldása (kiegészítés) I. félév

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

Olyan magkedvelő részecske, amely (legalább) két különböző atomján képes kötést létesíteni a(z elektrofil) reakciópartnerrel.

Szerves Kémia és Technológia Tanszék 2 MTA Szerves Kémiai Technológia Tanszéki Kutatócsoport

2. SZÉNSAVSZÁRMAZÉKOK. Szénsav: H 2 CO 3 Vízvesztéssel szén-dioxiddá alakul, a szén-dioxid a szénsav valódi anhidridje.

ALKOHOLOK RESZOLVÁLÁSA ÉS ENANTIOMER KEVERÉKEK TISZTÍTÁSA. című PH.D. ÉRTEKEZÉS TÉZISEI SIMON HELÉN. egyetemi tanár

Szerves Kémia. Farmakológus szakasszisztens képzés 2012/2013 ősz

Az enzimműködés termodinamikai és szerkezeti alapjai

HALOGÉNEZETT SZÉNHIDROGÉNEK

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

Intra- és intermolekuláris reakciók összehasonlítása

Az anyagi rendszer fogalma, csoportosítása

I. Szerves savak és bázisok reszolválása

CHO CH 2 H 2 H HO H H O H OH OH OH H

SZERVES VEGYÜLETEK SZTEREOKÉMIÁJA*

SZAKÁLL SÁNDOR, ÁsVÁNY- És kőzettan ALAPJAI

Kötések kialakítása - oktett elmélet

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

Forró Enikı Új enzimes stratégiák laktám és aminosav enantiomerek szintézisére címő MTA doktori értekezésének opponensi véleménye

SZERVES KÉMIA. ANYAGMÉRNÖK BSc KÉPZÉS SZAKMAI TÖRZSANYAG (nappali munkarendben, ózdi kihelyezett képzés) TANTÁRGYI KOMMUNIKÁCIÓS DOSSZIÉ

1. változat. 4. Jelöld meg azt az oxidot, melynek megfelelője a vas(iii)-hidroxid! A FeO; Б Fe 2 O 3 ; В OF 2 ; Г Fe 3 O 4.

Szerves kémiai összefoglaló. Szerkesztette: Varga Szilárd

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

Egybevágósági transzformációk. A geometriai transzformációk olyan függvények, amelyek ponthoz pontot rendelnek hozzá.

A kiralitás felfedezése

O 2 R-H 2 C-OH R-H 2 C-O-CH 2 -R R-HC=O

Alifás α,β-telítetlen karbonsavak enantioszelektív. hidrogénezése módosított Pd katalizátoron

Bevezetés a biokémiába fogorvostan hallgatóknak Munkafüzet 4. hét

KÉMIA ÍRÁSBELI ÉRETTSÉGI- FELVÉTELI FELADATOK 1997

Szalai István. ELTE Kémiai Intézet 1/74

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

Fogalomtár Szerves kémia kollokviumhoz Semmelweis Egyetem Szerves Vegytani Intézet 2018.

Szerves kémiai összefoglaló. Szerkesztette: Varga Szilárd

A kémiai kötés magasabb szinten

Kiralitás és aszimmetrikus katalízis. Mika László Tamás

ZÁRÓJELENTÉS. OAc. COOMe. N Br

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

KARBONSAVAK. A) Nyílt láncú telített monokarbonsavak (zsírsavak) O OH. karboxilcsoport. Példák. pl. metánsav, etánsav, propánsav...

Kémiai kötés. Általános Kémia, szerkezet Dia 1 /39

Beszélgetés a szerves kémia eméleti alapjairól IV.

Szent-Györgyi Albert kémiavetélkedő Kód

IV.főcsoport. Széncsoport

A kovalens kötés polaritása

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

Laboratóriumi technikus laboratóriumi technikus Drog és toxikológiai

Átírás:

Sztereokémia Történet 1874 van t off (holland), Le Bel (francia): a szénatom tetraéderes 1901 van t off Nobel-díj A limonén egyik enantiomerje citromillatú, a másik narancsillatú Contergan (Thalidomide) N N N N R-enantiomer (nyugtató, altató hatású) S-enantiomer (teratogén) biológiai körülmények között racemizálódik! 1

IZMÉRIA TÍPUSAI ÖSSZEFGLALÁS Két vegyület azonos összegképletű Tökéletesen fedésbe hozható szerkezetek? igen nem azonos szerkezetek izomer szerkezetek? 2

igen Konstitúciós izoméria Konnektivitás különböző? nem Sztereoizomerek igen Enantiomerek Kapcsolatuk: mint tárgy és nem fedésbe hozható tükörképe? nem Diasztereomerek Egyszeres kötés körüli rotációval fedésbe hozhatók? Egyszeres kötés körüli rotációval fedésbe hozhatók? igen nem igen nem Konformációs enantiomerek Konfigurációs enantiomerek Konformációs diasztereomerek Konfigurációs diasztereomerek 3

Sztereoizomerek: konfigurációs és konformációs sztereoizomerek Konfigurációs izomerek Ugyanaz a váz, konnektivitás, de eltérő térbeli elrendeződés [valamilyen szimmetria-rendezőhöz való viszony] nem alakíthatók egymásba kovalens kötés elszakítása és újraképződése nélkül - cisz-transz; E-Z; geometriai izomerek - optikai izoméria (kiralitás) 4

Királis molekulák a kiralitást létrehozó szerkezeti elemek elrendeződése egy központra vonatkoztatható centrális kiralitás, aszimmetria centrum (leggyakoribb), stereogenic center egy X centrális atomhoz négy különböző ligandum kapcsolódik, a tükörképek nem hozhatók fedésbe, a két konfigurációs izomer neve: enantiomerek 5

Szimmetriaelemek - Szimmetria sík (tükörsík) (δ) a tárgyat két olyan félre bontja, amelyek egymás tükörképei -Szimmetriatengely (C n ) a ~ körüli elforgatással a tárgy fedésbe hozható önmagával Azok a molekulák, amelyek szimmetria síkkal rendelkeznek, akirálisak. 6

7

Kiralitás - Mikor királis egy molekula? a tükörképével nem hozható fedésbe. A kiralitás szimmetriafeltétele: tükrözési szimmetriatengely hiánya Szimmeriaelemek: -szimmetriasík (σ): a molekulát két olyan félre bontja, melyek pontos tükörképei egymásnak. (Szimmetriasíkot tartalmazó molekula akirális, de a sík hiánya nem okoz kiralitást.) -n-ed rendű forgási szimmetriatengely (C n ): a molekulát a tengely körül 360 o /n szöggel elforgatva az eredetitől megkülönbözhetetlen molekulát kapunk 8

-szimmetriacentrum: a molekula bármely elemét a szimmetriacentrummal összekötve és az ellenkező irányba azonos távolságra meghosszabbítva azonos elemhez jutunk (Szimmetriacentrumot tartalmazó molekula akirális, de hiánya nem okoz kiralitást.) -n-ed rendű tükrözési szimmetriatengely (S n ): a molekulát 360 o /n szöggel elforgatva és a tengelyre merőleges síkra tükrözve az eredetitől megkülönbözhetetlen molekulát kapunk (Tükrözési szimmetriatengelyt tartalmazó molekula akirális, hiányában a molekula királis.) 9

10

11

12

a C e d b R b a C e d S Az aszimmetria centrum szubsztituenseinek rangsora alapján (a>b>d>e) meghatározható az abszolút konfiguráció 13

Enantiomerek azonos kémiai és fizikai tulajdonságok, kivéve: - királis molekulákkal való kölcsönhatás (kéz/kesztyű) - a polarizált fény síkjának elforgatási iránya racém forma: 50-50% elegykristály (op. azonos) konglomerátum (op. kisebb) racemát: 50-50% molekulavegyület (op. nagyobb vagy kisebb) enantiomerek egyéb keverékeit az ún. enantiomeric excess (ee, értékkel jellemezzük (l. még sztereoszelektivitás) ee = (R) - (S) (R) + (S) 100% 14

Elegykristály véletlenszerűen tartalmazza mindkét enantiomert a tiszta enantiomerek és az enantiomer keverékek tulajdonságai azonosak Konglomerátum csak az egyik vagy a másik enantiomert tartalmazza az enantiomerek mechanikusan is elkülöníthetők egymástól Molekulavegyület Enantiomerek akirális körülmények között megegyező fizikai és kémiai tulajdonságok enantiomerek közötti 3 fő kölcsönhatás: elegykristály képzés konglomerátum képzés molekulavegyület képzés a két enantiomer a kristályban 1:1 arányban fordul elő (racém elegy) a racém elegy és az enantiomerek olvadáspontja különböző 15

16

Több aszimmetria centrumot tartalmazó vegyületek lehetséges sztereoizomerjeinek száma: 2 n A nem enantioméria viszonyban álló sztereoizomerek: diasztereomerek gjegyzés: ha az n db aszimmetria centrum között vannak azonosak, a független sztereoizomerek száma < 2 n mezo-forma: nem királis 17

1 sztereocentrumot tartalmazó molekula mindig királis, de jelenléte sem nem elégséges sem nem szükséges feltétele a kiralitásnak! Nem elégséges: több sztereogén centrumot tartalmazó molekula lehet akirális Példa: C 3 C 3 3 C C 3 180 o forgatás C 3 C 3 mezo-2,3-butándiol tükörképi párok fedésbe hozhatók - akirális C 3 C 3 3 C C 3 C 3 C 3 (2R,3R)-2,3-butándiol (2S,3S)-2,3-butándiol 18

Nem minden olyan molekula királis, amely aszimmetria centrumokkal rendelkezik Nem minden királis molekula rendelkezik aszimmetria centrummal axiális kiralitás planáris kiralitás 1,3-diszubsztituált allén spirovegyületek körében 19

Sztereogén centrum jelenléte sem nem elégséges sem nem szükséges feltétele a kiralitásnak! Nem szükséges: például axiális kiralitás, planáris kiralitás Axiális kiralitás: A kiralitás az atomok egy tengely körüli elrendeződésének következménye. Allének kiralitása: Cl C C C Cl Cl C C C Cl Planáris kiralitás: A kiralitás az atomok egy sík körüli elhelyezkedésének következménye. C C C C Cr C C 3 C 3 Cr C C C elikális kiralitás: Csavarvonal (spirális) szerkezetű molekulák. Pl.: DNS kettős hélixe, polipeptidek kettős α-hélixe 20

Királis molekulák keletkezése Királis vegyület előállítása akirális vegyületből gyakran racém elegyet eredményez (kivéve aszimmetrikus szintézis) Racemát: A két enantiomer ekvimoláris elegye Példa: C 3 C 2 C C 3 bután-2-on Ni C 3 C 2 * C C 3 (±)-bután-2-ol racemát goldás: - Rezolválás (Racém elegyek szétválasztása optikailag aktív komponenseikre) - Aszimmetrikus szintézis (lyan speciális módon végrehajtott szintézis, mely során az egyik sztereoizomer nagyobb mennyiségben képződik.) 21

Prokiralitás, topicitás Azonos konstitúciójú atomok, vagy atomcsoportok térszerkezeti viszonyainak jellemzésére a prokiralitás fogalma használatos. Két atom, vagy atomcsoport homotóp, enantiotóp, illetve diasztereotóp viszonyban lehet egymással. omotóp csoportoknak nevezzük azokat a csoportokat, amelyek a molekula létező C n tengelyén (forgási szimmetriatengely) végzett tükrözéssel (elforgatással) kicserélhetők egymással. A homotóp csoportok kémiailag ekvivalensek, és mind akirális, mind királis környezetben egy NMR jelet szolgáltatnak. Enantiotóp csoportoknak nevezzük azokat a csoportokat, amelyek a molekula létező S n tengelyén (tükrözési szimmetriatengely) végzett elforgatással és tükrözéssel kicserélhetők egymással. Az enantiotóp csoportok akirális (szimmetrikus) közegben nem mutatnak kémiai nonekvivalenciát, és egy jelet szolgáltatnak. Királis (aszimmetrikus) környezetben viszont kémiailag nem ekvivalensek, és külön NMR jelet szolgáltatnak. Diasztereotóp csoportoknak nevezzük azokat a csoportokat, amelyek a molekula egyetlen szimmetriaelemén végzett tükrözéssel sem cserélhetők ki egymással. A diasztereotóp csoportok kémiailag nem ekvivalensek (akirális környezetben sem), és külön NMR jelet szolgáltatnak. 22

omotóp csoportok (homotopic groups) Z csoporttal való csere azonos termékhez vezet. omotóp csoportokat tartalmazó atom nem prokirális. Z Z azonosak Enantiotóp csoportok különböző atomokon (enantiotopic groups around different atoms) Z akirális csoporttal való csere enantiomer párhoz vezet. Szimmetrikus környezetben azonosan viselkednek, aszimmetrikus környezetben eltérően viselkedhetnek. Z Y X Y X Y X X Y X Y X Y Z enantiomerek 23

Enantiotóp csoportok azonos atomokon (enantiotopic groups around same atom) Z akirális csoporttal való csere enantiomer párhoz vezet. Szimmetrikus környezetben azonosan viselkednek, aszimmetrikus környezetben eltérően viselkedhetnek. Z Z enantiomerek Diaszterotóp csoportok (diastereotopic groups) Z csoporttal való csere diasztereomer párhoz vezet. Cl Cl Cl Z Z diasztereomerek Prokiralitás (prochirality) Enantiotóp, illetve diasztereotóp csoportot tartalmazó molekula prokirális. 24

b a C C 3 diasztereotóp hidrogének nincsenek b a C C 3 homotóp hidrogének nincsenek 2 1 c C C 3 d h: homotóp e: enantiotóp hidrogéneket tartalmaz 2 N C C 3 c d d: diasztereotóp e: enantiotóp hidrogéneket tartalmaz h 1 2 e a b e h h e d c e d a b e d d e d c d 25

Cl Cl Cl a 1 a 2 a 1 R R a 2 Enantiotopen Konfigurationsenantiomeren Cl F C 3 Cl Cl F C 3 F C 3 a b R b a R Diastereotopen Konfigurationsdiastereomeren 26

Cl a 1 a 2 a 1 Cl R Cl R a 2 Enantiotopen Konformationsenantiomeren Cl a 1 a 2 a 1 Cl R Cl R a 2 C 3 C 3 C 3 Diastereotopen Konformationsdiastereomeren 27

Prokirális felületek és csoportok 3 2 Si 3 C 2 Re C 1 180 o 3 C 3 C 1 Re C 3 C C Br Re C Br 180 o Si C C 3 Si pro-s Z Z R pro-r enantiomerek S > > D > Z = D (deutérium) 28

omotóp oldalak Bármely oldalról történő támadás azonos termékhez vezet. A - A C A - A azonosak Enantiotóp oldalak Akirális reagensnek az egyik, illetve a másik oldalról való támadása enantiomerekhez vezet. A C 3 - A C 3 C A C 3 - A enantiomerek Diaszterotóp oldalak A két oldalról való támadás diasztereomerekhez vezet. CN CN CN CN Et Et Et diasztereomerek 29

Sztereospecifikusnak nevezzük az olyan reakciót, melynek során csak a konfigurációjukban eltérő kiindulási anyagok ugyancsak eltérő sztereoizomereket eredményeznek. Sztereoszelektív reakció - egy racém, vagy sztereogén elemet nem tartalmazó (akirális) kiindulási vegyületből nyerhető termék lehetséges sztereoizomerjei eltérő mennyiségben keletkeznek. a a termékek enantiomerek, enantioszelektív, ha a termékek diasztereomerek, akkor diasztereoszelektív reakcióról beszélünk. Regiospecifikus reakció eltérő regioizomerekből kiindulva megy végbe. Regioszelektív reakció esetén egy bizonyos kötés létesülése vagy megszűnése kedvezményezett. Például X típusú molekula addíciója nem szimmetrikusan szubsztituált alkénre (regioizomerek képződése). Enantiomer-felesleg: ee = 100 x ([S]-[R])/([S]+[R]) Eutomer hatásos enantiomer Disztomer kevésbé hatásos, vagy/és nem kívánatos mellékhatással rendelkező enantiomer 30

A specificitás a reakcióban eltérő izomer kiindulási anyagokból keletkező termékek megoszlására vonatkozik: ha különböző izomerekből különböző anyagok (vagy azonosak, de eltérő arányban) képződnek, akkor a reakció specifikus. A specificitás lehet teljes vagy részleges. A specifikus reakció szükségképpen szelektív, de ez fordítva nem igaz. Regiospecificitás: a kiindulási anyagok szerkezeti (konstitúcíós) izomerek. Sztereospecificitás: a kiindulási anyagok tér (konfigurációs) izomerek. A szelektivitás a reakcióban egy (egyetlen izomert tartalmazó) kiindulási anyagból keletkező termékek megoszlására vonatkozik: ha valamelyik termék a többinél nagyobb arányban képződik, akkor a reakció szelektív. a csak egy termék képződik, akkor a szelektivitás teljes (100 %-os), egyébként részleges. Regioszelektivitás: a termékek szerkezeti (konstitúciós) izomerek. Sztereoszelektivitás: a termékek tér (konfigurációs) izomerek. 31

1. chanikus szétválogatás (Pasteur, 1848) Rezolválás A racém borkősav nátrium-ammónium sójának két enantiomere külön kristályosodik tükörképi pár egykristályokat alkotva, melyek csipesszel szétválogathatók. C C C C (2R,3R)-borkõsav [α] D = +12 (2S,3S)-borkõsav [α] D = - 12 32

2. Diasztereomer só képzése Savas vagy bázikus vegyületek rezolválására alkalmas. Racém karbonsavból (enantiomer elegy) optikailag tiszta, királis bázissal sót képzünk, így diasztereomer elegyhez jutunk. A diasztereomer sókat elválasztjuk (pl. frakcionált kristályosítással). A karbonsav a sóból visszanyerhető. (R)-sav + (S)-sav 2 (S)-bázis (R)-sav-(S)-bázis + (S)-sav-(S)-bázis asonló elven racém bázisok is rezolválhatók. Leggyakrabban használt rezolváló bázisok: (-)-brucin, (-)-sztrichnin Leggyakrabban használt rezolváló savak: (+)-borkősav, (+)-kámforszulfonsav, (+)- vagy (-)-mandulasav 33

Az amfetamin szintézise 2 N NaB 4 * N N 2 Fenilaceton Fenilaceton-oxim 1-Fenilpropán-2-amin β-fenilizopropilamin Amfetamin 34

Példa diasztereomer só képzésére (a racém amfetamin rezolválása) C N 2 C 2 N + + 2 C C R-(-)-amfetamin S-(+)-amfetamin (2R,3R)-(+)-2,3-hihidroxibutándisav (+)-borkõsav C N 3 C C + C C 3 N C R,R,R-tartarát S,R,R-tartarát diasztereomerek 35

3. Diasztereomer vegyület képzése Feltétel: -A vegyületképzés reverzibilis legyen -Se a vegyület képzésekor, sem elbontásakor ne történjék racemizáció -Racém alkohol optikailag aktív savval diasztereomer észteré alakítható -xovegyület diasztereomer hidrazonná alakítható -Diasztereomer komplex képzése: Példa: transz-ciklooktén rezolválása királis amint tartalmazó Pt-komplexének formájában Cl Pt Cl N 2 C Ph 36

4. Kromatográfia Királis állófázis mentén az enantiomerek elvben - különböző sebességgel haladnak (különböző mértékű adszorpció). Példa: Racém mandulasavat rezolváltak oszlopkromatográfiával keményítő tölteten. Királis PLC Egy királis vegyület egyik enantiomerjét immobilizálják (hordozó felületéhez kötik) állófázis Az elválasztás alapja: Az elválasztandó racemát komponensei (enantiomerjei) átmeneti diasztereomereket képeznek az állófázis felületén kötött királis anyaggal; a stabilabb diasztereomerek lassabban eluálódnak, mint a kevésbé stabilak. Kolonnatöltetek: -proton-akceptor v. proton-donor állófázisok (pl: proton-akceptor: szilikára kötött N-(3,5- dinitrobenzoil)-fenilglicin) -cellulóz származékok ( pl. mikrokristályos triacetát-cellulóz) -ciklodextrinek -fehérjék -koronaéterek -makrociklusok 37

5. Királis felismerés (Chiral recognition) Bizonyos királis koronaéterek egyik enantiomerrel zárványvegyületeket képeznek, míg a másikkal nem, vagy sokkal lassabban. Példa: a az alábbi királis ammónium só vizes oldatát a koronaéter kloroformos oldatával elegyítjük, az R-enantiomer (zárványvegyület formájában) feldúsul a kloroformos fázisban. Ph C + N 3 PF 6-38

6. Kinetikus rezolválás Az enantiomerek királis reagensekkel való különböző reakciósebességét használjuk ki. Részleges elválasztás érhető el, ha a racém elegy királis reagenssel végrehajtott reakcióját megfelelő időben leállítjuk. Példák: Ph N (-)-diizopropil-tartarát Ti(iPr) 4, tbu, -20 o C Ph N Ph N (±)-1-fenil-2-pirrolidinoetanol (S), 63% ee (R), 95% ee cex (+)-diizopropil-tartarát Ti(iPr) 4, tbu, 3 2 1 cex cex (1S), de=98% 1R, de=24% cex (R), ee>98% 39

F lipáz 2 F + F racemát észter (R)-2-fluorhexánsav-etil-észter ee>99% (S)-2-fluorhexánsav ee>69% 7. Biokémiai folyamat Az elválasztandó enantiomerekkel különböző sebességgel reagáló királis vegyület élő szervezet része. (Például baktériumok alkalmazása.) Bizonyos baktériumok csak az egyik enantiomert képesek megemészteni, a másikat nem. Előny: -nagyon szelektív módszer átrány: -a megfelelő mikroorganizmus megtalálása nem könnyű -az egyik enantiomert elveszítjük Példa: A Penicillinum glaucum penészgomba a (+)-borkősavat megemészti, (-)-borkősavat nem, utóbbi az oldatban visszamarad. 40

Aszimmetrikus szintézis Cél: Egy bizonyos enantiomer (vagy diasztereomer) előállítása Sztereoszelektív reakció Egyik sztereoizomer előnyösebb képződése valamely másikkal szemben. (enantioszelektivitás, diasztereoszelektivitás) Enantiomer-felesleg: ee= 100 x ([S]-[R])/([S]+[R]) Az aszimmetrikus szintézisek alaptípusai: 1. Aktív szubsztrát Királis molekulában újabb aszimmetriacentrum kialakulása esetén a lehetséges diasztereomerek különböző mennyiségben képződ(het)nek. ka: A reagens támadásának irányát a már jelenlévő csoportok befolyásolják. 41

Példa: Nukleofil addíció (A N ) oxovegyületek C-kötésére A diasztereoszektivitás megjósolható Cram-szabály: - A karbonil oxigén a kis és közepes méretű csoport között helyezkedik el - A támadás arról az oldalról következik be nagyobb valószínűséggel, ahol a kisebb méretű csoport található (Akkor érvényes, ha a karbonilcsoporton kívül nincs más kelátképző a molekulában; és a kiralitáscentrumhoz kapcsolódó csoportok egyike sem erősen polarizálható.) CN CN + CN Et Et Et CN CN CN Et Et Fõ termék Et 42

Prokirális felületek 3 2 Si 3 C 2 Re C 1 180 o 3 C 3 C 1 Re C 3 C C Br Re C Br 180 o Si C C 3 Si Felkin-Ahn modell 1) L, M, S meghatározása (large, medium, small térkitöltés) 2) L csoport és = csoport 90 -os vetületbe helyezése (Newman projekció) 3) 107 -os szög megkeresése (Nu) a C-L kötéssel quasi antiperiplanáris állásban, mindkét konformeren vizsgálva 4) (Nu)-S > (Nu)-M kedvezősége (taszítás szempontjából) 43

Felkin-Ahn modell Sztereoszelektív reakció M M KEDVEZÕ M M Nu 107 o R S L 107 o Nu S gyenge taszítás R L quasi antipp Nu S R L Nu S R L D Nu R M S erõs taszítás Nu M L 107 o R quasi antipp L Nu M R L Nu R M S L 107 o S KEVÉSBÉ KEDVEZÕ S E E S S KEVÉSBÉ KEDVEZÕ S S Nu Nu 107 o 107 o R R M S M L 107 o Nu M erõs taszítás gyenge taszítás Nu S L 107 o M R R L quasi antipp quasi antipp L KEDVEZÕ Nu Nu M S M R R L L Nu Nu M R S R M L L D 44

A nukleofil támadás során az új kötés a kapcsolódó szigma kötéssel antiperiplanáris helyzetbe kerül. 45

2. Királis segédanyag alkalmazása -Aszimmetriát indukál -A szintézis végén eltávolítjuk Pentán-3-on (akirális) + * N N 2 (S) N (S) N * 1. ipr 2 NLi 2. npri * * N N * Cl (S)-4-tilheptán-3-on ee>99% (S) (S) 46

3. Aktív reagens Inaktív molekulát királis reagenssel reagáltatva új kiralitáscentrumot hozunk létre B 3 B 1. C 3 C 2 2. Na/ 2 2 C 2 C 3 α-pinén diizopinokamfenilborán ee=98% 4. Aktív katalizátor Példa: Sharpless-epoxidálás tbu, Ti(iPr) 4, C 2 Cl 2, -20 o C, (+)-dietil-tartarát ee>95% 47