토픽티

Topicity

입체화학에서 주제성은 치환기와 치환기가 붙어 있는 구조 사이의 입체화학적 관계이다.이러한 그룹은 관계에 따라 이질적, 호모토픽, 에난토픽 또는 디스테레오토픽일 수 있습니다.

호모토픽

화합물 내의 동위원소 그룹은 동등한 그룹이다.두 개의 그룹 A와 B는 분자의 나머지 부분이 고정된 상태에서 그룹이 다른 원자(브롬 등)와 교환될 때 분자가 (입체화학적으로) 동일하다면 동질적이다.동질 원자는 어떤 환경에서도 항상 동일하다.동위원소 NMR 활성 핵은 NMR 스펙트럼에서 동일한 화학적 변화를 갖는다.예를 들어 메탄(CH4)의 4개의 수소 원자와 디클로로메탄(CHCl22)의 2개의 염소와 마찬가지로 서로 동질적이다.

에난티오픽

입체화학적 용어인 에난티오토픽스는 분자 내 두 그룹 사이의 관계를 말하며, 둘 중 하나가 대체되면 키랄 화합물을 생성하게 된다.치환으로 인해 발생할 수 있는 두 가지 화합물은 에난티오머입니다.

예를 들어 부탄 중 두 번째 탄소에 부착된 두 개의 수소 원자는 에난토픽이다.하나의 수소 원자(파란색)를 브롬 원자로 치환하면 (R)-2-브로모부탄이 생성된다.다른 수소 원자(빨간색)를 브롬 원자로 치환하면 에난티오머(S)-2-브로모부탄이 생성됩니다.

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부탄 (R)-2-브로모부탄 (S)-2-브로모부탄

에난토픽 그룹은 키랄 환경을 제외하고 동일하며 구분할 수 없습니다.예를 들어, CH2 에탄올(CH3CH2OH)에서 보통enantiotopic 있지만, 그러나 웹 비대칭 중심으로 결합되어, 젖산과 같은 비대칭 카복실산의 에스테르거나 비대칭 금속 센터에 이거나, 효소 활성 부위와 관련된이고 잘 조직된 이후 효소의 등장으로 변환 인스턴스에 의해 다른(diastereotopic) 만들 수 있hydrogens레키랄 아미노산으로 구성됩니다.실제로 효소 LADH의 존재하에서는 에탄올을 아세트알데히드로 산화시킬 때 CH기로부터2 1개의 특정수소를 제거하고 역반응할 때 같은 장소에서 치환한다.이 효과를 위해 키랄 환경이 광학적으로 순수할 필요는 없습니다.

에난토픽 그룹은 대칭의 내부 평면에 대한 서로의 거울상입니다.키랄 환경은 그 대칭을 제거한다.NMR-활성핵의 에난토픽 쌍도 NMR로 구별할 수 없으며 단일 신호를 생성한다.

에난토픽 그룹은 동일한 원자에 부착할 필요가 없습니다.예를 들어 cis-2,6-디메틸시클로헥사논 중 카르보닐기에 인접한 2개의 수소원자는 에난토픽이며, 카르보닐기를 통과하는 내부 대칭면에 의해 관련되지만, 카르보닐기의 한쪽 또는 다른 한쪽에서 탈양성자가 에난토픽인 화합물을 생성한다.마찬가지로, 둘 중 하나를 중수소로 치환하면 에난티오머가 생성된다.

디스테레오토픽

입체화학적 용어인 디아스테레오토픽은 대체될 경우 디아스테레오머인 화합물을 생성하게 되는 분자 내 두 그룹 사이의 관계를 말한다.디아스테레오토픽 그룹은 적어도 하나의 키랄 중심을 포함하는 분자의 동일한 원자에 부착된 동일한 그룹인 경우가 많지만 항상 그런 것은 아니다.

예를 들어 (S)-2-브로모부탄 중 CH부분의2 2개의 수소원자는 디아스테레오토픽이다.하나의 수소 원자(파란색)를 브롬 원자로 치환하면 (2S,3R)-2,3-디브로모부탄이 생성된다.다른 수소 원자(빨간색)를 브롬 원자로 치환하면 디아스테레오머(2S,3S)-2,3-디브로모부탄(dibromobutane)이 생성됩니다.

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(S)-2-브로모부탄 (2S,3R)-2,3-디브로모부탄 (2S,3S)-2,3-디브로모부탄

2-브로모부탄과 같이 디아스테레오토픽 그룹을 포함하는 키랄 분자에서, 에난티오머 또는 광학 순도에 대한 요구는 없다.그 비율에 관계없이, 각 에난티오머는 디아스테레오토픽 그룹을 치환할 때 에난티오머 세트를 생성한다(단, 2-브로모부탄에서 브롬에 의한 치환의 경우와 같다).omers는 엄밀히 말하면 에난티오머가 없다).

디스테레오토픽 그룹은 어떤 평면에 대한 서로의 거울상이 아니다.어떤 환경에서든 항상 다르지만 구분할 수 없을 수 있습니다.예를 들어, CH2 기름의 에틸phenylalaninate에 모두 염산(PhCH2CH(NH3+)COOCH2CH3 Cl− cm이고 둘 다 DMSO-d6에서 뚜렷이 1H-NMR 신호의 300MHz,[1]지만 비슷한 에틸2-nitrobutanoate(CH3CH2CH(이산화 질소)COOCH2CH3에 0으로 쌍 주diastereotopic만 CH2 그룹은 비대칭 중심에 다음의 두가지에서 뚜렷한 신호를 준다.t과 기름CDCl에3 [2]있는 것과 같은 기기입니다.이러한 신호는 화학적 이동, 중복 및 쌍둥이자리 수소의 추가적인 강한 결합의 작은 차이 때문에 종종 복잡하다.반면에, ipsenol의 그 비대칭 중심에서 3채권은 2개 CH3 단체 300MHz및13C-NMR 신호 CDCl3,[3]에서지만 에틸alaninate의diastereotopic 기름 염산(CH3CH(NH3+)COOCH2CH3 Cl−), 또한 3채권은 비대칭 중심에서 겨우 분간할 수 있는 경수소를 보여 주는 별도의 경수소 doublets 주세요.-NMR 신호 나는n6 [4]DMSO-d

그림 1아키랄 화합물의 디스테레오토픽 하이드로겐.

디아스테레오토픽 그룹은 또한 아키랄 분자에서도 발생한다.예를 들어 3-펜탄올(그림 1)의 CH 수소는2 2개의2 CH 탄소가 에난토픽이기 때문에 디스테레오토픽(diaste reotopic이다.4개의2 CH 수소 중 하나를 치환하면 동시에 2개의 키랄 중심이 생성되며, 임의의 CH2 카본에서 가능한 2개의 수소 치환 산물은 디아스테레오머가 됩니다.이런 종류의 관계는 종종 순환 분자에서 발견하기가 더 쉽다.예를 들어, 사이클로펜탄올의 CH2 수소 쌍(그림 2)은 마찬가지로 역지연성이며, 이는 한 쌍의 수소 중 하나가 OH기(고리 표면의 같은 쪽)에 시스(cis)되고 다른 한 쌍은 OH기(반대쪽)에 시스(cis)되기 때문에 쉽게 식별할 수 있다.

디아스테레오토픽이라는 용어는 대체될 경우 기하학적 이성질체가 생성될 수 있는 알켄 부분의 같은 끝에 부착된 동일한 그룹에도 적용됩니다(또한 디아스테레오머의 범주에 속함).따라서 프로펜의 CH 수소는2 2스테레오토픽이며, 하나는 CH 그룹에3 시스이며, 다른 하나는 CH로 치환하면3 시스 또는 트랜스-2-부텐이 생성된다.

그림 2키랄 금속 복합체의 디스테레오토픽 수소가스.

이스테라토피소성은 유기분자, 탄소에 부착된 그룹, 키랄 사면체(sp-하이브리드3) 중심을 가진 분자 등에 한정되지 않는다.예를 들어, 금속 중심이 키랄인 트리스(에틸렌디아민) 크로뮴(IIII) 이온(Cr(en))33+의 CH2 또는 NH2 그룹의 수소화 쌍은 이스테라토피소피소피소피소이다.

에난토픽 및 디아스테레오토픽이라는 용어는 평면 그룹(특히 카르보닐기 및 알켄 부분)의 면에도 적용될 수 있습니다.Cahn-Ingold-Prelog priority 규칙을 참조하십시오.

이질적인

헤테로토픽 그룹은 대체될 때 구조적으로 다른 그룹이다.그들은 역겨움도, 에난토픽도, 호모토픽도 아니다.[5]

「 」를 참조해 주세요.

레퍼런스

  1. ^ Sigma-Aldrich Co.의6 DMSO-d에 포함된 염산 에틸페닐알라닌산염의 300MHz H-NMR 스펙트럼
  2. ^ 시그마-알드리히사의 CDCl3 내 에틸 2-니트로부탄산염 300MHz H-NMR 스펙트럼
  3. ^ Silverstein, R. 등:유기화합물의 분광학적 식별, 제7판, John Wiley & Sons, 2005년
  4. ^ Sigma-Aldrich Co.의6 DMSO-d에 포함된 염산 에틸알라닌산염의 300MHz H-NMR 스펙트럼
  5. ^ Hans J. Reich. "Symmetry in NMR Spectra". University of Wisconsin.