\"대의원상위\"에 대한 검색 결과입니다. 유기화학 기초과정 교육 및 방법론 매뉴얼

7장. 유기 화합물 분자 구조의 입체화학적 기초

입체화학(그리스어에서 유래. 스테레오- 공간)은 "3차원의 화학"입니다. 대부분의 분자는 3차원입니다(3차원, 약어로 3D). 구조식은 원자의 수, 유형, 결합 순서를 포함하여 분자의 2차원(2D) 구조를 반영합니다. 조성은 동일하지만 화학 구조가 다른 화합물을 구조 이성질체라고 부릅니다(1.1 참조). 분자 구조의 더 넓은 개념(때때로 분자 구조라고도 함)은 화학 구조의 개념과 함께 공간적 구조, 즉 분자의 3차원성을 반영하는 입체화학적 구성 요소(구성 및 형태)를 포함합니다. 동일한 화학 구조를 가진 분자는 공간 구조가 다를 수 있습니다. 즉, 공간 이성질체의 형태로 존재할 수 있습니다. 입체이성질체.

분자의 공간 구조는 3차원 공간에서 원자와 원자단의 상대적 배열입니다.

입체이성질체는 분자가 원자의 화학 결합 순서는 동일하지만 공간에서 이들 원자의 위치가 서로 다른 화합물입니다.

차례로, 입체이성질체는 다음과 같을 수 있습니다. 구성그리고 구조 이성질체,즉, 그에 따라 달라집니다 구성그리고 형태.

7.1. 구성

구성은 단일 결합 주위의 회전으로 인한 차이를 고려하지 않고 원자가 공간에 배열되는 순서입니다.

구성 이성질체는 일부를 끊고 다른 화학 결합을 형성하여 서로 변환될 수 있으며 개별 화합물의 형태로 별도로 존재할 수 있습니다. 그들은 두 가지 주요 유형으로 분류됩니다 - 거울상 이성질체그리고 부분입체이성체.

7.1.1. 거울상 이성질체

거울상 이성질체는 물체와 호환되지 않는 거울 이미지처럼 서로 관련된 입체 이성질체입니다.

거울상 이성질체로만 존재할 수 있습니다. 키랄분자.

키랄성은 거울 이미지와 호환되지 않는 물체의 속성입니다. 키랄(그리스어. 치어- 손) 또는 비대칭 물체는 왼손과 오른손, 장갑, 부츠 등입니다. 이 쌍의 물체는 물체와 그 거울 이미지를 나타냅니다 (그림 7.1, a). 이러한 항목은 서로 완전히 결합될 수 없습니다.

동시에, 우리 주변에는 거울 이미지와 호환되는 많은 물체가 있습니다. 아키랄(대칭) 접시, 숟가락, 유리잔 등과 같은 Achiral 개체에는 적어도 하나의 대칭면,이는 물체를 두 개의 거울과 동일한 부분으로 나눕니다(그림 7.1 참조). 비).

분자 세계에서도 비슷한 관계가 관찰됩니다. 즉, 분자는 키랄과 키랄로 구분됩니다. 키랄 분자에는 대칭면이 있지만 키랄 분자에는 없습니다.

키랄 분자에는 하나 이상의 키랄성 중심이 있습니다. 유기 화합물에서는 키랄성 중심이 가장 자주 작용합니다. 비대칭 탄소 원자.

쌀. 7.1.키랄 물체의 거울에서의 반사(a)와 아키랄 물체를 자르는 대칭면(b)

비대칭 탄소 원자는 4개의 서로 다른 원자 또는 그룹에 결합된 탄소 원자입니다.

분자의 입체화학식을 묘사할 때, 비대칭 탄소 원자에 대한 기호 "C"는 일반적으로 생략됩니다.

분자가 키랄인지 비키랄인지를 결정하기 위해 이를 입체화학식으로 묘사할 필요는 없으며, 그 안에 있는 모든 탄소 원자를 주의 깊게 고려하는 것만으로도 충분합니다. 4개의 다른 치환체를 가진 적어도 하나의 탄소 원자가 있는 경우, 이 탄소 원자는 비대칭이며 분자는 드문 경우를 제외하고(7.1.3 참조) 키랄입니다. 따라서 프로판올-2와 부탄올-2의 두 알코올 중 첫 번째는 비키랄(C-2 원자에 두 개의 CH 3 그룹)이고 두 번째는 키랄입니다. C-2 원자의 분자에서 4개 모두 치환기가 다르다(N, OH, CH 3과 C2 N 5). 비대칭 탄소 원자는 때때로 별표(C*)로 표시됩니다.

결과적으로, 2-부탄올 분자는 공간에서 양립할 수 없는 한 쌍의 거울상 이성질체로 존재할 수 있습니다(그림 7.2).

쌀. 7.2.키랄 부탄올-2 분자의 거울상 이성질체는 호환되지 않습니다.

거울상 이성질체의 특성. 거울상 이성질체는 화학적, 물리적 특성(녹는점과 끓는점, 밀도, 용해도 등)은 동일하지만 서로 다른 특성을 나타냅니다. 광학 활동,즉, 편광면을 편향시키는 능력*입니다.

이러한 빛이 거울상 이성질체 중 하나의 용액을 통과하면 편광 평면은 동일한 각도 α만큼 왼쪽으로 편향되고 다른 하나는 오른쪽으로 편향됩니다. 표준 조건으로 환산된 각도 α의 값은 광학 활성 물질의 상수이며 다음과 같이 불립니다. 특정 회전[α]. 왼쪽 회전은 빼기 기호(-)로 표시되고 오른쪽 회전은 더하기 기호(+)로 표시되며 거울상 이성질체를 각각 왼쪽 및 오른쪽 회전이라고 합니다.

거울상 이성질체의 다른 이름은 광학 활성(광 이성질체 또는 광학 대척체)의 발현과 관련됩니다.

각 키랄 화합물은 광학적으로 비활성인 세 번째 형태를 가질 수도 있습니다. 경주용결정성 물질의 경우 이는 일반적으로 두 거울상 이성질체 결정의 기계적 혼합물이 아니라 거울상 이성질체에 의해 형성된 새로운 분자 구조입니다. 한 거울상 이성질체의 왼쪽 회전이 다른 거울상 이성질체의 오른쪽 회전으로 보상되기 때문에 라세미체는 광학적으로 비활성입니다. 이 경우, 화합물명 앞에 더하기 또는 빼기 기호(?)가 배치되는 경우가 있습니다.

7.1.2. 상대 및 절대 구성

피셔 투영 공식. 평면에 구성 이성질체를 묘사하기 위해 입체화학 공식을 사용할 수 있습니다. 하지만 간단하게 작성하는 것이 더 편리합니다. 피셔 투영 공식(간단한 - 피셔 투영). 젖산(2-히드록시프로판산)의 예를 사용하여 그 구조를 고려해 보겠습니다.

거울상 이성질체 중 하나의 사면체 모델 (그림 7.3)은 탄소 원자 사슬이 수직 위치에 있고 카르복실기가 맨 위에 오도록 공간에 배치됩니다. 키랄 중심에 탄소가 아닌 치환체(H 및 OH)가 있는 결합은 다음과 같아야 합니다.

* 자세한 내용은 튜토리얼을 참조하세요 Remizov A.N., Maksina A.G., Potapenko A.Ya.의료 및 생물학 물리학. 4판, 개정됨. 그리고 추가 - M .: Bustard, 2003.- P. 365-375.

쌀. 7.3.(+)-젖산의 피셔 투영식 구축

우리는 관찰자에게로 향해야 합니다. 그런 다음 모델이 평면에 투영됩니다. 비대칭 원자의 기호는 생략되었으며 수직선과 수평선의 교차점으로 이해됩니다.

투영 전 키랄 분자의 사면체 모델은 그림 1에 표시된 것뿐만 아니라 다양한 방식으로 공간에 배치될 수 있습니다. 7.3. 투영에서 수평선을 형성하는 연결은 관찰자를 향하고 수직 연결은 도면 평면 너머로 향하면됩니다.

이러한 방식으로 얻은 예측은 간단한 변환을 통해 탄소 사슬이 수직으로 위치하고 상위 그룹(젖산에서는 COOH)이 맨 위에 있는 표준 형태로 가져올 수 있습니다. 변환에서는 다음 두 가지 작업이 가능합니다.

투영 공식에서는 동일한 키랄 중심에 있는 두 치환기의 위치를 ​​짝수 번 교환할 수 있습니다(2개의 순열이면 충분합니다).

도면 평면에서 투영식을 180도 회전할 수 있나요? (2개의 순열과 동일), 90?은 아닙니다.

D.L-구성 지정 시스템. 20세기 초. α-아미노산, α-히드록시산 등과 같은 상대적으로 단순한(입체이성질체의 관점에서) 분자에 대해 거울상이성질체를 분류하는 시스템이 제안되었습니다. 뒤에 구성 표준글리세르알데히드를 복용했습니다. 좌회전성 거울상 이성질체는 임의로식 (I)에 기인합니다. 탄소 원자의 이러한 구성은 문자 l(lat.에서 유래)로 지정되었습니다. 라부스- 왼쪽). 따라서 우회전 거울상 이성질체는 식 (II)로 지정되었고, 배열은 문자 d(라틴어에서 유래)로 지정되었습니다. 덱스터- 오른쪽).

표준 투영 공식에서엘 -글리세르알데히드는 왼쪽에 OH기가 있고,디 -글리세르알데히드 - 오른쪽.

d- 또는 l로 분류 - 구조와 관련된 여러 가지 다른 광학 활성 화합물은 비대칭 원자의 구성과 구성을 비교하여 생성됩니다. d- 또는 l -글리세르알데히드. 예를 들어, 투영식에서 젖산(I)의 거울상 이성질체 중 하나에서 OH 그룹은 다음과 같이 왼쪽에 있습니다.엘 -글리세르알데히드, 따라서 거울상 이성질체(I)는 다음과 같이 분류됩니다.엘 -열. 같은 이유로 거울상이성질체(II)는 다음과 같이 분류됩니다.디 -열. 따라서 Fisher 예측을 비교하여 우리는 다음을 결정합니다. 상대적인구성.

주목해야 할 점은엘 -글리세르알데히드는 회전을 떠났고,엘 - 젖산 - 맞습니다(그리고 이것은 고립된 경우가 아닙니다). 또한 동일한 물질이라도 측정 조건(다른 용매, 온도)에 따라 왼손잡이 또는 오른손잡이가 될 수 있습니다.

편광면의 회전 기호는 다음에 속하는 것과 관련이 없습니다. d- 또는 l -입체화학 시리즈.

광학 활성 화합물의 상대적 구성에 대한 실제 결정은 화학 반응을 사용하여 수행됩니다. 연구 중인 물질이 글리세르알데히드(또는 알려진 상대적 구성을 가진 다른 물질)로 변환되거나 반대로 d- 또는 l -글리세르알데히드는 시험물질을 생성한다. 물론, 이 모든 반응 동안 비대칭 탄소 원자의 배열은 변하지 않아야 합니다.

왼손 및 오른손 글리세르알데히드를 기존 구성에 임의로 할당하는 것은 강제적인 단계였습니다. 당시에는 키랄 화합물에 대한 절대 구성이 알려지지 않았습니다. 절대 배열의 확립은 물리화학적 방법, 특히 X선 회절 분석의 개발 덕분에 가능해졌으며, 1951년에 키랄 분자의 절대 배열이 처음으로 결정되었습니다. 이는 (+)의 염이었습니다. -타르타르산. 그 후, d-글리세르알데히드와 l-글리세르알데히드의 절대 배열이 원래 이들에 할당된 배열이라는 것이 분명해졌습니다.

d,l-시스템은 현재 α-아미노산, 하이드록시산 및 (일부 추가) 탄수화물에 사용됩니다.

(11.1.1 참조)

R,S-구성 지정 시스템. d,L-시스템은 화합물의 구성을 글리세르알데히드와 연관시키는 것이 종종 불가능하기 때문에 사용이 매우 제한적입니다. 키랄성 중심의 구성을 지정하는 보편적인 시스템은 R,S 시스템(위도부터)입니다. 직근- 똑바로, 불길한- 왼쪽). 그것은 기반으로합니다 순서 규칙,키랄성 중심과 관련된 치환기의 서열을 기반으로 합니다.

치환기의 서열은 키랄성 중심과 직접 관련된 원소의 원자 번호에 의해 결정됩니다. 크기가 클수록 치환기가 오래되었습니다.

따라서 OH 그룹은 NH 2보다 오래되었으며, 이는 모든 알킬 그룹 및 심지어 COOH보다 오래되었습니다. 왜냐하면 후자에서는 탄소 원자가 비대칭 중심에 결합되어 있기 때문입니다. 원자번호가 동일할 경우 탄소 옆에 원자번호가 더 높은 원자가 있는 그룹을 선배로 간주하고, 이 원자(보통 산소)가 이중결합으로 연결되어 있으면 두 번 계산됩니다. 결과적으로 다음 그룹은 우선순위 내림차순으로 정렬됩니다: -COOH > -CH=O > -CH 2 OH.

구성을 결정하기 위해 화합물의 사면체 모델을 공간에 배치하여 가장 낮은 치환기(대부분의 경우 수소 원자)가 관찰자로부터 가장 멀리 떨어져 있도록 합니다. 나머지 3개의 치환기의 서열이 시계 방향으로 감소하면 키랄성 중심에 R 배열이 지정됩니다(그림 7.4, a). 시계 반대 방향이면 -에스-휠 뒤에 있는 운전자가 보는 구성(그림 7.4, b 참조)(그림 7.4, b 참조) V).

쌀. 7.4.젖산 거울상 이성질체의 구성 결정 R,S-시스템(텍스트 설명)

RS 시스템에 따른 구성을 표시하기 위해 Fisher 투영을 사용할 수 있습니다. 이를 위해 하급 대리인이 도면 평면 뒤의 위치에 해당하는 수직 링크 중 하나에 위치하도록 투영이 변환됩니다. 투영 변환 후 나머지 3개 치환기의 서열이 시계 방향으로 감소하면 비대칭 원자는 R 배열을 가지며 그 반대의 경우도 마찬가지입니다. 이 방법의 적용은 l-락트산의 예를 사용하여 표시됩니다(숫자는 그룹의 서열을 나타냄).

피셔 투영을 사용하여 R 또는 S 배열을 결정하는 더 간단한 방법이 있습니다. 여기서 작은 치환기(보통 H 원자)는 다음 중 하나에 위치합니다. 수평의사이. 이 경우 위에서 언급한 재배열은 수행되지 않지만 대리인의 서열은 즉시 결정됩니다. 그러나 H 원자는 "제자리를 벗어났습니다"(반대 구성과 동일). 따라서 우선 순위 하락은 이제 R- 구성이 아니라 S- 구성을 의미합니다. 이 방법은 l-말산을 예로 들어 설명됩니다.

이 방법은 각 키랄 중심의 구성을 결정하기 위해 재배열이 필요한 여러 키랄 중심을 포함하는 분자에 특히 편리합니다.

d,l 시스템과 RS 시스템 사이에는 상관 관계가 없습니다. 이는 키랄 중심의 구성을 지정하는 두 가지 서로 다른 접근 방식입니다. d,L 시스템에서 유사한 구성을 가진 화합물이 입체화학 시리즈를 형성하는 경우 RS 시스템에서 예를 들어 l 시리즈 화합물의 키랄 중심은 R 및 S 구성을 모두 가질 수 있습니다.

7.1.3. 부분입체이성체 현상

부분입체이성질체는 물체와 호환되지 않는 거울상처럼 서로 관련이 없는 입체이성질체입니다. 즉, 거울상이성질체가 아닙니다.

부분입체이성질체의 가장 중요한 그룹은 σ-부분입체이성질체와 π-부분입체이성질체입니다.

σ -부분입체이성체.많은 생물학적으로 중요한 물질은 분자 내에 하나 이상의 키랄성 중심을 포함합니다. 이 경우 구성 이성질체의 수가 증가하며 이는 2n으로 정의됩니다. N- 키랄성 중심의 수. 예를 들어, 두 개의 비대칭 원자가 있는 경우 화합물은 두 쌍의 거울상 이성질체를 구성하는 4개의 입체 이성질체(2 2 = 4)로 존재할 수 있습니다.

2-아미노-3-하이드록시부탄산은 두 개의 키랄성 중심(C-2 및 C-3 원자)을 갖고 있으므로 4개의 구성 이성질체로 존재해야 하며 그 중 하나는 천연 아미노산입니다.

l- 및 d-트레오닌에 해당하는 구조 (I) 및 (II)와 l- 및 d-알로트레오닌에 해당하는 (III) 및 (IV)(그리스어에서 유래) 알리오스-기타), 서로 호환되지 않는 물체와 거울상으로 관련됩니다. 즉, 거울상 이성질체의 쌍입니다. 구조 (I)와 (III), (I)와 (IV), (II)와 (III), (II)와 (IV)를 비교할 때, 이들 화합물 쌍에서 하나의 비대칭 중심이 동일하다는 것이 분명합니다 구성이고 다른 하나는 그 반대입니다. 이러한 입체이성질체 쌍은 다음과 같습니다. 부분입체이성체.이러한 이성질체를 σ-부분입체이성질체라고 부르는데, 그 이유는 그 안의 치환기가 σ 결합으로 키랄성 중심에 연결되어 있기 때문입니다.

두 개의 키랄성 중심을 갖는 아미노산과 하이드록시산은 다음과 같이 분류됩니다. d- 또는 l - 가장 낮은 번호를 갖는 비대칭 원자의 구성에 따른 행.

부분입체이성체는 거울상이성체와 달리 물리적, 화학적 특성이 다릅니다. 예를 들어, 단백질의 일부인 l-트레오닌과 l-알로트레오닌은 서로 다른 특정 회전 값을 갖습니다(위 그림 참조).

중간 연결. 때때로 분자에는 두 개 이상의 비대칭 중심이 포함되어 있지만 분자 전체는 대칭을 유지합니다. 이러한 화합물의 예는 타르타르산(2,3-디하이드록시부탄디오익)산의 입체이성질체 중 하나입니다.

이론적으로 두 개의 키랄성 중심을 갖는 이 산은 4개의 입체이성질체(I)~(IV)의 형태로 존재할 수 있습니다.

구조 (I) 및 (II)는 d- 및 l-시리즈 거울상 이성질체에 해당합니다(할당은 "상부" 키랄성 중심을 기준으로 함). 구조 (III)과 (IV)도 한 쌍의 거울상 이성질체에 해당하는 것으로 보입니다. 사실, 이들은 동일한 화합물의 공식입니다. 광학적으로 비활성입니다. 메소타르타르산.식 (IV)를 평면 밖으로 꺼내지 않고도 식 (IV)를 180° 회전시켜 식 (III)과 (IV)의 동일성을 쉽게 확인할 수 있습니다. 두 개의 키랄성 중심에도 불구하고 메소타르타르산 분자는 C-2-C-3 결합의 중간을 통과하는 대칭 평면을 갖고 있기 때문에 전체적으로 비키랄입니다. d- 및 l-타르타르산과 관련하여 메소타르타르산은 부분입체이성질체입니다.

따라서 라세미 형태를 제외하고 타르타르산의 입체이성질체는 3개(4개가 아님)가 있습니다.

R,S 시스템을 사용할 때 여러 키랄 중심이 있는 화합물의 입체화학을 설명하는 데 어려움이 없습니다. 이를 위해 R, S 시스템에 따라 각 센터의 구성을 결정하고 전체 이름 앞에 이를 표시합니다(적절한 위치와 함께 괄호 안에 표시). 따라서 d-타르타르산은 체계적 명칭(2R,3R)-2,3-디하이드록시부탄디오산을 받게 되며, 메소타르타르산은 입체화학 기호(2R,3S)-를 갖게 됩니다.

메소타르타르산과 마찬가지로 α-아미노산 시스틴의 메조 형태가 있습니다. 2개의 키랄성 중심을 갖는 시스틴의 입체이성질체 수는 분자가 내부 대칭이라는 사실로 인해 3개입니다.

π -부분입체이성체.여기에는 π 결합을 포함하는 구성 이성질체가 포함됩니다. 이러한 유형의 이성질체는 특히 알켄의 특징입니다. π 결합 평면을 기준으로 두 탄소 원자의 동일한 치환기는 한 번에 하나씩(시스) 또는 서로 다른 방향으로 위치할 수 있습니다. (황홀)측면. 이와 관련하여 다음과 같은 입체이성질체가 있습니다. 시스-그리고 황홀-시스-부텐과 트랜스-부텐으로 예시된 이성질체(3.2.2 참조). π-부분입체이성체는 가장 단순한 불포화 디카르복실산(말레산 및 푸마르산)입니다.

말레산은 열역학적으로 덜 안정적입니다. 시스-이성체에 비해 황홀-이성질체 - 푸마르산. 특정 물질이나 자외선의 영향으로 두 산 사이에 평형이 이루어집니다. 가열되면(~150°C) 더 안정적인 방향으로 이동합니다. 황홀-이성질체.

7.2. 형태

단순한 C-C 결합 주위에서는 자유 회전이 가능하며, 그 결과 분자는 공간에서 다양한 모양을 취할 수 있습니다. 이는 에탄(I)과 (II)의 입체화학식에서 볼 수 있으며, 여기서 색상으로 구분된 CH 그룹은 3 다른 SN 그룹과 다르게 위치 3.

하나의 CH 그룹 회전 3 다른 것에 대한 상대적인 배열은 구성을 방해하지 않고 발생합니다. 수소 원자의 공간에서의 상대적인 배열만 변경됩니다.

σ 결합을 중심으로 회전하면서 서로 변형되는 분자의 기하학적 모양을 형태라고 합니다.

이에 따르면 구조적이성질체는 입체 이성질체이며, 그 차이는 σ 결합 주위의 분자의 개별 부분의 회전으로 인해 발생합니다.

입체구조 이성질체는 일반적으로 개별 상태로 분리할 수 없습니다. 결합을 끊지 않고 분자의 서로 다른 형태가 서로 전환됩니다.

7.2.1. 비고리형 화합물의 형태

C-C 결합을 가진 가장 간단한 화합물은 에탄입니다. 많은 형태 중 두 가지를 고려해 봅시다. 그 중 하나에서 (그림 7.5, a) 두 CH 그룹의 수소 원자 사이의 거리 3 가장 작기 때문에 서로 반대되는 C-H 결합은 서로 밀어냅니다. 이는 분자의 에너지를 증가시키고 결과적으로 이 형태의 안정성을 떨어뜨립니다. C-C 결합을 살펴보면 각 탄소 원자의 세 C-H 결합이 쌍으로 서로 "일식"되는 것을 볼 수 있습니다. 이 형태를 이라고 합니다. 가려진.

쌀. 7.5.폐색됨(a, 비)그리고 억제 (에서, G)에탄 형태

CH 그룹 중 하나의 회전으로 인해 발생하는 에탄의 또 다른 형태 3 60세? (그림 7.5, c 참조) 두 메틸기의 수소 원자는 가능한 한 멀리 떨어져 있습니다. 이 경우 C-H 결합에서 전자의 반발력은 최소화되고 그러한 구조의 에너지도 최소화됩니다. 이보다 안정적인 형태를 억제.두 형태의 에너지 차이는 작으며 ~12 kJ/mol에 이릅니다. 그것은 소위를 정의합니다 회전의 에너지 장벽.

뉴먼의 투영 공식. 이러한 공식(더 간단함 - Newman 투영법)은 평면의 형태를 묘사하는 데 사용됩니다. 투영을 구성하기 위해 분자는 회전이 일어나는 이웃 탄소 원자와의 결합을 따라 탄소 원자 중 하나의 측면에서 보입니다. 투영할 때 관찰자에게 가장 가까운 탄소 원자에서 수소 원자(또는 일반적인 경우 다른 치환체)에 대한 세 개의 결합이 120° 각도의 세 광선 별 형태로 배열됩니다. 관찰자에게서 제거된(보이지 않는) 탄소 원자는 원으로 표시되며, 원으로부터도 120° 각도를 이루고 있습니다. 세 개의 연결편이 출발합니다. 뉴먼 투영은 또한 가려진 형태(그림 7.5, b 참조)와 억제된 형태(그림 7.5, d 참조)의 시각적 표현을 제공합니다.

정상적인 조건에서 에탄 형태는 서로 쉽게 변형되며 에너지가 약간 다른 통계적 집합에 대해 이야기할 수 있습니다. 개별 형태에서 더욱 안정적인 형태를 분리하는 것은 불가능합니다.

더 복잡한 분자에서는 인접한 탄소 원자의 수소 원자를 다른 원자 또는 그룹으로 대체하면 상호 반발이 발생하여 위치 에너지의 증가에 영향을 미칩니다. 따라서 부탄 분자에서 가장 유리한 형태는 가려진 형태가 될 것이며, 가장 유리한 형태는 가장 먼 CH 3 그룹과 함께 억제된 형태가 될 것입니다. 이러한 형태의 에너지 차이는 ~25 kJ/mol입니다.

알칸의 탄소 사슬이 길어짐에 따라 각 C-C 결합 주위의 회전 가능성이 증가하여 형태의 수가 급격히 증가하므로 알칸의 긴 탄소 사슬은 지그재그(I), 불규칙(II)과 같은 다양한 모양을 가질 수 있습니다. ) 및 발톱 모양 (III)).

부탄의 방해 형태에서와 같이 뉴먼 투영의 모든 C-C 결합이 180°의 각도를 형성하는 지그재그 형태가 선호됩니다. 예를 들어, 지그재그 모양의 장쇄 팔미트산 C 15 H 31 COOH 및 스테아르산 C 17 H 35 COOH 산 조각(그림 7.6)은 세포막 지질의 일부입니다.

쌀. 7.6.스테아르산의 골격식(a) 및 분자 모델(b)

발톱 모양 구조(III)에서는 다른 구조에서 서로 멀리 떨어져 있는 탄소 원자가 모여 있습니다. 서로 반응할 수 있는 X와 Y와 같이 충분히 가까운 거리에 작용기가 있는 경우 분자 내 반응의 결과로 고리형 생성물이 형성됩니다. 이러한 반응은 매우 널리 퍼져 있으며 이는 열역학적으로 안정한 5원 및 6원 고리 형성의 이점과 관련이 있습니다.

7.2.2. 6원 고리의 형태

시클로헥산 분자는 편평한 육각형이 아닙니다. 편평한 구조에서는 탄소 원자 사이의 결합각이 120°입니다. 즉, 정상적인 결합각인 109.5°에서 크게 벗어나고 모든 수소 원자는 불리한 폐쇄 위치. 이는 주기 불안정으로 이어질 수 있습니다. 사실, 6개로 구성된 순환은 모든 순환 중에서 가장 안정적입니다.

사이클로헥산의 다양한 형태는 탄소 원자 사이의 σ 결합을 중심으로 부분적인 회전으로 인해 발생합니다. 여러 비평면 형태 중에서 에너지적으로 가장 유리한 형태는 다음과 같습니다. 안락의자(그림 7.7), 그 이유는 C-C 결합 사이의 모든 결합 각도가 ~110°이고, 인접한 탄소 원자의 수소 원자가 서로를 가리지 않기 때문입니다.

비평면 분자에서는 "평면 위와 아래"의 수소 원자 배열에 대해 조건부로만 말할 수 있습니다. 대신에 다른 용어가 사용됩니다: 주기의 수직 대칭축을 따라 향하는 결합(그림 7.7에서, ㅏ색상으로 표시)라고 합니다. 축의(a) 및주기에서 멀어지는 연결 (지구와 유사하게 적도를 따라있는 것처럼)을 호출합니다. 매우 무더운(에프).

고리에 치환기가 있는 경우 메틸사이클로헥산의 형태(I)와 같이 치환기의 적도 위치에 있는 배열이 더 유리합니다(그림 7.8).

메틸기의 축 배열로 인해 형태 (II)의 안정성이 떨어지는 이유는 다음과 같습니다. 1,3-이축 반발력 CH 그룹 3 그리고 3번과 5번 위치에 H 원자가 있다.

쌀. 7.7.의자 형태의 사이클로헥산:

ㅏ- 골격 공식; 비- 볼 앤 로드 모델

쌀. 7.8.메틸사이클로헥산 분자의 고리 반전(모든 수소 원자가 표시되지는 않음)

이 경우 주기는 소위 진행됩니다. 반전,더욱 안정적인 형태를 취하고 있습니다. 반발력은 1-위치 및 3-위치 벌크 그룹을 갖는 시클로헥산 유도체에서 특히 강합니다.

자연에는 시클로헥산 계열의 유도체가 많이 발견되며, 그 중 6가 알코올이 중요한 역할을 합니다. 이노시톨.분자에 비대칭 중심이 있기 때문에 이노시톨은 여러 입체이성질체의 형태로 존재하며, 그 중 가장 일반적인 것은 다음과 같습니다. 미오이노시톨.미오이노시톨 분자는 6개의 OH 그룹 중 5개가 적도 위치에 있는 안정적인 의자 형태를 가지고 있습니다.

그리고 1966년의 V. Prelog.

Cahn-Ingold-Prelog 규칙은 입체이성질체의 절대 구성을 설명하는 특정 문제를 해결하는 데 중점을 두기 때문에 다른 화학 명명법과 다릅니다.

백과사전 유튜브

1 / 3

Cahn-Ingold-Prelog 시스템에 따른 거울상 이성질체의 명명법

R/S 명명법(Cahn-Ingold-Prelog 시스템)에 따른 이름, 예 2

시클로헥산의 형태

자막

이제 우리가 이미 배운 내용을 바탕으로 이 분자에 이름을 붙이려면 먼저 가장 긴 탄소 사슬을 찾아야 합니다. 우리는 두 개의 탄소 사슬을 가지고 있고 모든 결합은 단일이므로 에탄을 다루고 있습니다. 나중에 다 같이 적어보자. 우리가 가지고 있는 탄소 중 하나(이를 첫 번째 탄소라고 부르며 이것이 두 번째 탄소가 됨)를 사용하면 브롬과 불소가 있습니다. 그래서 우리는 그것을 1-브로모라고 부를 수 있고, 알파벳 순서에서 "b"가 "f" 앞에 오기 때문에 불소 앞에 브롬이라고 씁니다. 1-브로모-1-불소, 이제 우리는 에탄을 다루고 있습니다. 우리는 단일 결합을 가진 2개의 탄소 사슬, 즉 플루오로에탄을 가지고 있습니다. 이것은 분자의 이름입니다. 저는 유기 명명법을 살펴본 이전 비디오의 자료를 반복하고 싶었습니다. 이제 우리는 이전의 여러 비디오를 바탕으로 이것이 또한 키랄 탄소라는 것을 이미 알고 있으며, 거울상을 만들면 이 분자에 대한 거울상 이성질체를 갖게 되며 그들은 서로의 거울상 이성질체가 될 것입니다. 그렇다면 1-브로모-1-플루오로에탄의 거울상은 어떤 모습일까요? 이것이 우리가 탄소를 갖게 될 곳입니다. 같은 색으로 칠해 봅시다. 상단에는 여전히 브롬이 남아 있습니다. 탄소에 붙어 있는 메틸 그룹은 이제 왼쪽인 CH3에 있습니다. 이전과 마찬가지로 불소는 탄소 뒤에 있고 수소는 여전히 그림에서 튀어나오지만 이제는 오른쪽에 있습니다. 이것은 수소입니다. 우리가 기억하는 것처럼, 우리는 이것을 1-브로모-1-플루오로에탄이라고 불렀고, 이 분자를 1-브로모 1-플루오로에탄이라고도 부르겠지만, 이 두 분자는 완전히 다른 분자입니다. 동일한 분자로 구성되어 있음에도 불구하고; 그들은 동일한 분자식을 가지고 있습니다. 동일한 구조, 즉 이 탄소는 수소, 불소 및 브롬에 연결되어 있습니다. 이 탄소는 동일한 원소와 결합되어 있습니다. 이 탄소는 탄소와 3개의 수소와 연결되어 있습니다. 그냥 이것처럼; 그들은 둘 다 입체 이성질체입니다. 이것들은 입체이성질체이고 서로 거울상이므로 거울상이성질체이기도 합니다. 사실, 우선 그들은 빛을 다르게 편광하고 화학적 시스템과 생물학적 시스템 모두에서 완전히 다른 화학적 특성을 가지고 있습니다. 그러므로 그들에게 같은 이름을 붙이는 것은 별로 좋지 않습니다. 이 관점에서 우리는 그것들을 구별하는 방법에 중점을 둘 것입니다. 그렇다면 그들 사이의 차이점을 어떻게 표시합니까? 여기서 사용할 명명 시스템은 Cahn-Ingold-Prelog 규칙이라고 하는데 이는 제가 아닌 또 다른 Cahn입니다. Han이 아닌 Kan으로 표기됩니다. Cahn-Ingold-Prelog 규칙은 현재 우리가 1-브로모-1-플루오로에탄이라고 부르는 이 거울상 이성질체와 이 거울상 이성질체인 1-브로모-1-플루오로에탄을 구별하는 방법입니다. 꽤 간단합니다. 가장 어려운 부분은 분자가 올바른 방향으로 회전하는 것을 상상하고 분자가 왼손잡이인지 오른손잡이인지 알아내는 것입니다. 이제 우리는 이것을 단계별로 이해할 것입니다. Cahn-Ingold-Prelog 규칙에 따라 우리가 하는 첫 번째 일은 키랄 분자를 식별하는 것입니다. 여기서는 매우 분명합니다. 여기에 탄소가 있습니다. 우리가 시작한 왼쪽 그림에 집중해 봅시다. 그는 3개의 다른 그룹에 연결되어 있습니다. 이제 원자 번호별로 그룹을 배포해야 합니다. 여기서 보면 브롬, 수소, 불소, 그리고 이 탄소에 직접 결합되어 있는 탄소 중에서 가장 높은 원자번호는 무엇입니까? 여기 브롬이 있습니다. 더 어두운 색으로 표시해 보겠습니다. 브롬의 수는 35, 불소의 수는 9, 탄소는 6, 마지막으로 수소는 1이다. 즉, 그 중에서 브롬의 수가 가장 많다. 1번으로 지정하겠습니다. 그 다음에는 불소가 옵니다. 2위입니다. 3위는 탄소입니다. 그리고 가장 작은 숫자가 수소이므로 4가 됩니다. 이제 번호를 매겼고, 다음 단계는 원자 번호가 가장 낮은 그룹이 이미지 뒤에 오도록 분자를 배열하는 것입니다. 분자 뒤에 놓습니다. 현재 수소의 수치가 가장 낮습니다. 브롬이 가장 크고 수소가 가장 작으므로 분자 뒤에 배치해야 합니다. 사진 속 그것은 이제 그녀 앞에 위치해 있습니다. 그리고 우리는 그것을 분자 뒤에 위치시켜야 합니다. 그리고 그것이 가장 어려운 부분입니다. 머리 속에 바로 넣는 것입니다. 우리는 불소가 배후에 있다는 것을 기억합니다. 이것은 이미지의 오른쪽입니다. 이 부분이 이미지 앞으로 튀어나와 있습니다. 우리는 회전을 해야 합니다. 분자를 이 방향으로 회전시키고... (다시 그려보겠습니다). 여기에 탄소가 있습니다. 그리고 이것이 회전 방향이기 때문에 우리는 그것을 자기 주위로 약 1/3 정도 회전시켰습니다. 즉, 약 120도입니다. 이제 수소가 불소를 대신합니다. 이곳이 수소가 있는 곳이다. 이제 불소가 이 메틸 그룹을 대신합니다. 여기 불소가 있습니다. 점선은 뒤에 무엇이 있는지 보여줍니다. 그리고 이것은 정면에서 찍은 것입니다. 그리고 메틸 그룹은 이제 수소 대신에 있습니다. 그녀는 이제 이미지 앞에 나타난다. 그녀는 왼쪽과 바깥쪽에 있을 것입니다. 여기 이미지 앞, 바깥쪽, 왼쪽에 튀어나온 메틸기가 있습니다. 이것이 우리의 메틸 그룹이 있을 곳입니다. 우리가 한 일은 단순히 이미지를 120도 회전시키는 것뿐이었습니다. 우리는 키랄 탄소를 식별하고 원자 번호에 따라 원소를 분류한 후 첫 번째 단계로 되돌아가도록 했습니다. 물론, 브롬은 여전히 ​​맨 위에 있을 것입니다. 이제 원자 번호가 가장 낮은 분자를 다시 배치했으므로 나머지 3개의 분포를 살펴보겠습니다. 분자는 4개입니다. 가장 큰 것을 보면 1번 브롬입니다. 2번은 2번 불소이고, 3번은 메틸기입니다. 이 탄소에 연결된 탄소가 3번입니다. 그리고 Cahn-Ingold-Prelog 규칙에 따르면 문자 그대로 1번에서 2번, 3번으로 이동해야 합니까? 이 경우에는 이 방향으로 갑시다. 1번부터 2번, 3번으로 시계방향으로 진행합니다. 지금은 수소를 무시하자. 그는 단지 뒤에 남아 있습니다. 첫 번째 단계는 그것을 가장 작은 분자로 다시 방향을 잡는 것이었습니다. 그리고 우리에겐 큰 3개가 남았고, 1위에서 2위, 3위로 나아가야 할 방향은 정해졌죠? 이 경우 방향은 시계방향입니다. 시계 방향으로 움직이면 분자를 오른 손잡이라고 부르거나 오른손을 의미하는 라틴어인 직근을 사용할 수 있습니다. 따라서 이제 우리는 이 분자를 1-브로모-1-플루오로에탄이라고 부를 수 있을 뿐만 아니라 직장이라는 단어에서 R, R -을 추가할 수 있습니다. 이것이 영어의 오른쪽(right)에서 왔다고 생각할 수도 있지만, sinister라는 단어에서 S가 왼쪽에 사용되므로 문자 R은 여전히 ​​라틴어에서 온 것임을 알 수 있습니다. 그리고 이것이 (R)-1-브로모-1-플루오로에탄입니다. 이것은 반대 방향이어야 하고 시계 반대 방향으로 회전해야 한다고 추측할 수 있습니다. 빨리 해보자. 아이디어는 동일합니다. 우리는 가장 큰 요소를 알고 있습니다. 이것이 브롬 1번입니다. 원자번호가 가장 큽니다. 불소는 2위, 탄소는 3위, 수소는 4위입니다. 우리가 해야 할 일은 수소를 다시 놓는 것이므로 지금 불소가 있는 곳으로 다시 회전시켜야 합니다. 이 분자를 다시 그려야 한다면 여기에 탄소가 남게 됩니다. 상단에는 여전히 브롬이 남아 있습니다. 하지만 우리는 수소를 뒤로 이동시킬 것이므로 이제 수소는 불소가 있던 자리에 있게 됩니다. 여기 수소가 있습니다. 3개의 수소를 가진 탄소인 메틸 그룹은 이제 수소가 있던 곳으로 이동할 것입니다. 이제 이 방향으로 회전했기 때문에 이미지 앞에 튀어나올 것입니다. 여기에 메틸 그룹이 있습니다. 그리고 불소는 이제 메틸기가 있던 곳으로 이동합니다. 여기에 불소가 있습니다. 이제 Cahn-Ingold-Prelog 규칙을 사용하여 이것이 1번, 이것이 2번, 원자 번호로만 3번임을 결정합니다. 1번에서 2번으로 이동합니다. 3. 방향은 이렇습니다. 시계 반대 방향. 즉, 왼쪽으로 가거나 불길한 것처럼 들리는 라틴어 단어를 사용할 수 있습니다. 라틴어 불길한 단어는 원래 "왼쪽"을 의미합니다. 현대 영어에서 "sinister"라는 단어는 "불길한"을 의미합니다. 하지만 라틴어와는 아무런 관련이 없습니다. 우리는 이것을 단순히 왼쪽을 가리키는 용도로 사용하겠습니다. 그래서 우리는 분자의 왼손잡이 버전을 가지고 있습니다. 우리는 이것을 변형이라고 부르겠습니다. 이 거울상 이성질체는 1-브로모-1-플루오로에탄입니다. 불길한 단어, 즉 왼쪽 또는 시계 반대 방향인 (S)-1-브로모-1-플루오로에탄이라는 단어에서 S, S로 표시하겠습니다. 이제 우리는 이 이름들을 구별할 수 있습니다. 우리는 이것이 두 가지 다른 구성이라는 것을 알고 있습니다. 이것이 바로 S와 R의 약자입니다. 이를 해결하려면 문자 그대로 서로 다른 그룹의 연결을 끊었다가 다시 연결해야 합니다. 즉, 실제로 관계를 끊어야 할 것입니다. 그리고 실제로, 이 거울상 이성질체로부터 이 거울상 이성질체를 얻기 위해서는 특정한 방식으로 이들 그룹을 교환해야 합니다. 왜냐하면 그것들은 서로 다른 구성을 가지고 있고 기본적으로 서로 다른 분자, 입체이성체, 거울상이성체이기 때문입니다. 이 이름 중 어떤 것이든 어울립니다... Amara.org 커뮤니티의 자막

연공서열의 정의

현대 IUPAC 입체화학 명명법에서는 이중 결합, 입체중심 및 기타 키랄성 요소의 구성이 이러한 요소의 치환기(리간드)의 상대적 위치에 따라 지정됩니다. Kahn-Ingold-Prelog 규칙은 다음과 같은 상호 종속 조항에 따라 대리인의 서열을 설정합니다.

1. 원자 번호가 높은 원자는 원자 번호가 낮은 원자보다 오래되었습니다.. 치환체의 비교는 입체중심 또는 이중결합에 직접 연결된 원자에서 수행됩니다. 이 원자의 원자 번호가 높을수록 치환기가 오래됩니다. 치환기의 첫 번째 원자가 동일한 경우 입체 중심(이중 결합)에서 두 결합 거리에 위치한 원자(소위 두 번째 층의 원자)를 사용하여 비교가 이루어집니다. 이를 위해 각 치환기의 원자를 원자 번호가 작은 순서대로 목록 형태로 작성하고 이 목록을 한 줄씩 비교합니다. 수석 대리인은 첫 번째 차이가 만들어지는 사람입니다. 두 번째 층의 원자로부터 치환기의 순서를 결정할 수 없는 경우, 세 번째 층의 원자부터 첫 번째 차이까지 비교가 수행됩니다.
2. 원자 질량이 높은 원자는 원자 질량이 낮은 원자보다 오래되었습니다.. 이 규칙은 원자 번호로 구별할 수 없는 동위원소에 일반적으로 적용됩니다.
3. 세크시스-대리인은 나이가 많다. 섹트랜스-대리인. 이 규칙은 이중 결합이나 평면 4배위 단편을 포함하는 치환기에 적용됩니다.
4. 유사한 부분입체이성질체 치환기(영어 좋아요) 서로 다른 부분입체이성질체 치환체보다 오래된 명칭(eng. 달리) 표기법. 첫 번째는 명칭이 있는 치환기를 포함합니다. R.R., 봄 여름 시즌, MM, PP, 섹션섹시스, 초트랜초트랜스, 르섹시스, 섹트랜스, 므세치스그리고 R.M., SP. 두 번째 그룹에는 다음과 같은 명칭의 치환기가 포함됩니다. RS, 국회의원, R.P., SM, 섹스시섹트랜스, Rsectrans, 세키스, 프세시스그리고 MSektrans.
5. 지명을 받은 대리인 아르 자형또는 중해당 직함을 가진 대리인보다 나이가 많습니다. 에스또는 피 .

이전 대리인을 사용하여 대리인의 서열을 결정할 수 없는 경우 규칙은 순차적으로 적용됩니다. 규칙 4와 5의 정확한 표현은 현재 논쟁 중입니다.

사용 예

안에 아르 자형/에스- 명명법

스테레오센터에 구성 할당 아르 자형또는 에스입체중심 주변의 치환체(리간드)의 상대적 위치를 기반으로 수행됩니다. 이 경우 먼저 Cahn-Ingold-Prelog 규칙에 따라 서열을 결정한 다음 분자의 3차원 이미지를 배치하여 후순위 치환기가 이미지 평면 뒤에 위치하도록 한 다음 서열을 감소시키는 방향을 지정합니다. 나머지 치환기가 결정됩니다. 우선 순위가 시계 방향으로 감소하면 스테레오 센터의 구성이 표시됩니다. 아르 자형(라틴어 직근 - 오른쪽). 그렇지 않으면 구성이 표시됩니다. 에스(라틴 불길한 - 왼쪽)

안에 이자형/지- 명명법

윗면의 명칭

주요 기사: 톱니스

Cahn-Ingold-Prelog 규칙은 케톤과 같은 평면 삼각 분자의 측면을 지정하는 데에도 사용됩니다. 예를 들어, 아세톤의 면은 동일합니다. 평면 분자의 양면에서 친핵체의 공격을 받으면 단일 생성물이 생성되기 때문입니다. 친핵체가 부타논-2를 공격하는 경우, 부타논-2의 측면은 동일하지 않습니다(거울상 이성질체). 왜냐하면 다른 측면에 대한 공격은 거울상 이성질체 생성물을 생성하기 때문입니다. 케톤이 키랄인 경우 반대편에 추가하면 부분입체이성질체 생성물이 형성되므로 이러한 부분을 부분입체이성질체라고 합니다.

윗면을 지정하려면 표기법을 사용하십시오. 답장그리고 시이는 각각 카르보닐기의 삼각 탄소 원자에서 치환기의 우선순위가 감소하는 방향을 반영합니다. 예를 들어, 그림에서 아세토페논 분자는 다음과 같이 표시됩니다. 답장-측면.

노트

1. . 2013년 2월 5일에 확인함. 2013년 2월 14일에 보관됨.
2. Cahn R. S., Ingold C., Prelog V.분자 키랄성 사양(영어) // Angew. 화학. 국제 에드. - 1966. - Vol. 5, 아니. 4 . -P.385–415. - DOI:10.1002/anie.196603851.
3. 선호하는  IUPAC 이름.  9장. 2013년 2월 5일에 확인함.

브로모플루오로클로로메탄 거울상 이성질체(12)와 (13)의 예를 사용하여 절대 배열의 이름을 지정하는 절차의 주요 단계를 고려해 보겠습니다.
첫 번째 단계비대칭 원자의 치환기 우선 순위를 결정하는 것입니다.

주어진 원소의 동위원소의 서열은 질량수가 증가함에 따라 증가합니다.
이에 따라 브로모플루오로클로로메탄 분자의 치환기 우선순위는 다음과 같습니다.

Br>CI>F>H

우리는 최고위 대리인을 문자 a로 표시하고 다음 순위의 대리인을 문자 b 등으로 표시합니다. (즉, 전환 a b c d 동안 우선순위가 감소합니다):

두 번째 단계. 우리는 가장 낮은 치환기가 관찰자에게서 제거되는 방식으로 분자를 배치하고 (이 경우 탄소 원자에 의해 가려질 것임) 가장 낮은 치환기와 탄소 결합 축을 따라 분자를 고려합니다.

세 번째 단계. 어느 방향인지 결정 폭포우리 시야에 있는 대리인들의 선임. 연공서열 감소가 시계 방향으로 발생하는 경우 문자 R(라틴어 "직근" 오른쪽에서 유래)으로 표시합니다. 연공 서열이 시계 반대 방향으로 떨어지면 구성은 문자 S(라틴어 "불길한"-왼쪽)로 표시됩니다.

R-이성체의 치환기 서열 감소가 문자 R의 상단이 쓰여지는 방향과 동일한 방향으로 발생하고 S-이성체에서는 동일한 방향으로 발생하는 니모닉 규칙도 있습니다. 문자 S의 상단에는 다음과 같이 쓰여 있습니다.

이제 절대 구성을 명확하게 나타내는 거울상 이성질체의 전체 이름을 작성할 수 있습니다.

입체이성질체 배치를 R 또는 S로 지정하는 것은 비대칭 원자에 있는 4개 치환기 모두의 우선 순위에 따라 달라진다는 점을 강조해야 합니다. 따라서 아래 표시된 분자에서 X 그룹에 대한 F, Cl 및 Br 원자의 공간 배열은 동일합니다.

하지만, 지정이들 분자의 절대 구성은 동일할 수도 있고 다를 수도 있습니다. 이는 특정 그룹 X의 성격에 따라 결정됩니다.

여러 화학 반응에서 비대칭 탄소 원자의 치환기 공간 배열이 바뀔 수 있습니다. 예를 들면 다음과 같습니다.

분자 (16)과 (17)에서 X 및 Z 치환기에 대한 H, D(중수소) 및 F 원자의 공간 배열은 거울 반대입니다.

그러므로 그들은 이 반응에서 무슨 일이 일어났는지 말한다. 구성 반전.

지정 Cahn-Ingold-Prelog 시스템에 따라 결정된 절대 구성은 (16)에서 (17)로 이동할 때 변경되거나 동일하게 유지될 수 있습니다. 이는 비대칭 원자의 치환기 우선 순위에 영향을 미치는 특정 X 및 Z 그룹에 따라 달라집니다. 예를 들면 다음과 같습니다.

주어진 예에서는 전환에 관해 이야기할 수 없습니다. 절대 구성, 출발 화합물과 반응 생성물은 이성질체가 아니기 때문입니다(위의 20페이지 참조). 동시에, 하나의 거울상 이성질체를 다른 거울상 이성질체로 변환하는 것은 절대 구성의 역전입니다.

VI. 두 개의 비대칭 원자를 가진 분자.
부분입체이성체.

분자에 여러 개의 비대칭 원자가 있는 경우 피셔 투영 구조의 특징과 입체 이성질체 간의 새로운 유형의 관계가 나타납니다. 이는 하나의 분자의 경우에는 존재하지 않습니다.
비대칭 원자.

2-브로모-3-클로로부탄의 입체이성질체 중 하나에 대한 피셔 투영법을 구성하는 원리를 고려해 보겠습니다.

괄호 안의 항목 (2S,3S)은 탄소 원자 번호 2가 S 배열을 가짐을 의미합니다. 탄소 원자 번호 3에도 동일하게 적용됩니다. 분자 내 원자 번호 지정은 유기 화합물 명명에 대한 IUPAC 규칙에 따라 수행됩니다.
이 분자의 비대칭 원자는 탄소 원자 C(2)와 C(3)입니다. 주어진 분자는 중앙 C-C 결합과 관련하여 다른 형태로 존재할 수 있으므로 Fisher 투영을 구축할 형태에 동의하는 것이 필요합니다. Fisher 투영은 다음 용도로만 구성된다는 점을 기억해야 합니다. 가려진 형태, 분자의 탄소 사슬을 구성하는 C 원자가 동일한 평면에 위치하는 것입니다.
위에 표시된 분자를 일식 형태로 변환하고 탄소 사슬이 수직으로 위치하도록 회전시켜 보겠습니다. 결과적인 쐐기 모양의 투영은 모든 C-C 결합이 도면 평면에 있는 분자 배열에 해당합니다.

CH 3 그룹이 그림 평면 아래로 들어가도록 형태를 바꾸지 않고 중앙 C-C 결합을 기준으로 전체 분자를 90° 회전시키겠습니다. 이 경우 C(2) 및 C(3)과 관련된 Br, Cl 원자 및 수소 원자가 도면 평면 위에 나타납니다. 비대칭이 하나 있는 분자의 경우와 마찬가지로 이러한 방식으로 배향된 분자를 도면 평면에 투영합니다(평면 아래에 있는 원자는 위쪽으로 투영되고, 평면 위에 있는 원자는 아래쪽으로 투영됩니다). 원자:

이렇게 얻은 투영에서는 중앙 연결 C-C만이 도면 평면에 있음을 암시합니다. C(2)-CH3 및 C(3)-CH3 결합은 우리에게서 멀어집니다. C(2) 및 C(3) 원자와 H, Br 및 CI 원자의 결합은 우리를 향합니다. C(2) 및 C(3) 원자는 수직선과 수평선의 교차점에 포함됩니다. 당연히 결과 투영을 사용할 때 위에서 설명한 규칙을 따라야 합니다(규칙 참조).
여러 개의 비대칭 원자를 가진 분자의 경우 입체이성질체의 수는 일반적으로 2n과 같습니다. 여기서 n은 비대칭 원자의 수입니다. 따라서 2-브로모-3-클로로부탄의 경우 2 2 - 4개의 입체이성질체가 있어야 합니다. 피셔 투영을 사용하여 이를 묘사해 보겠습니다.

이러한 입체 이성질체는 A와 B의 두 그룹으로 나눌 수 있습니다. 이성질체 A(I 및 P)는 거울면에서의 반사 작업과 관련되어 있으며 거울상 이성질체(대극)입니다. 그룹 B의 이성질체에도 동일하게 적용됩니다. III 및 IV도 거울상 이성질체입니다.

그룹 A의 입체이성질체 중 하나를 그룹 B의 입체이성질체와 비교하면 거울 대척체가 아니라는 것을 알 수 있습니다.

따라서 I과 III은 부분입체이성질체이다. 유사하게, 부분입체이성질체는 서로에 대해 I과 IV, II와 III, II와 IV입니다.

이성질체의 수가 공식 2n으로 예측된 ​​것보다 적은 경우가 발생할 수 있습니다. 이러한 경우는 키랄성 중심 환경이 동일한 원자 세트(또는 원자 그룹)에 의해 생성될 때 발생합니다(예: 2,3-디브로모부탄 분자).

(*분자 V와 VI는 Sn 그룹의 대칭 요소가 부족하기 때문에 키랄입니다. 그러나 V와 VI는 모두 그림 평면에 수직인 중앙 C-C 결합의 중간을 통과하는 단순한 대칭 C 2 회전축을 가집니다. 이 예에서는 키랄 분자가 반드시 비대칭인 것은 아니라는 것을 알 수 있습니다.

투영 VII 및 VII "가 동일한 화합물을 나타냄을 쉽게 알 수 있습니다. 이러한 투영은 도면 평면에서 180° 회전할 때 서로 완전히 정렬됩니다. VII 분자에서는 중심에 수직인 대칭 평면이 쉽게 감지됩니다. C-C 결합과 그 중간을 통과하는 경우, 분자는 비대칭 원자를 가지고 있지만, 일반적으로 이러한 분자로 구성된 분자를 비키랄(achiral)이라고 합니다. 메조 형태. 메조 형태는 빛의 편광면을 회전시킬 수 없습니다. 즉, 광학적으로 비활성입니다.

정의에 따르면, 임의의 거울상이성질체(V) 및 (VI)와 메조 형태는 서로에 대해 부분입체이성질체입니다.

알려진 바와 같이, 거울상 이성질체의 물리적 특성은 동일합니다(평면 편광과의 관계 제외). 부분입체이성질체는 거울 대척체가 아니기 때문에 상황이 다릅니다. 이들의 물리적 특성은 구조 이성질체의 특성과 동일한 방식으로 다릅니다. 아래에서는 타르타르산을 예로 들어 설명합니다.

VII 상대 구성. 에리트로-트레오-지정.

"절대 구성"이라는 개념과 달리 "상대 구성"이라는 용어는 적어도 두 가지 측면에서 사용됩니다. 따라서 상대적 구성이란 화학적 전이를 통해 일부 "핵심" 모델과 관련하여 결정된 화합물의 구조를 의미합니다. 이러한 방식으로 글리세르알데히드와 관련된 탄수화물 분자의 비대칭 원자 구성이 일단 결정되었습니다. 이 경우 그들은 다음과 같이 추론했습니다. "만약 (+)-글리세르알데히드가 아래와 같은 구성을 가지고 있다면 화학적 변형에 의해 이와 관련된 탄수화물은 비대칭 원자의 이러한 구성을 갖습니다."

나중에 절대배열을 결정하는 방사선학적 방법이 개발되었을 때, 이 경우 (+)-글리세르알데히드가 표시된 배열을 가지고 있다는 추측이 정확하다는 것이 밝혀졌습니다. 결과적으로 탄수화물의 비대칭 원자 구성 지정도 정확합니다.

"상대적 구성"이라는 용어에는 또 다른 의미가 있습니다. 부분입체이성질체의 차이를 기준으로 비교할 때 사용됩니다. 선택한 그룹의 상대적 위치각 부분입체이성체 내. 이와 관련하여 화학 명명법의 IUPAC 규칙에서 상대적 구성이 논의됩니다. 비대칭 원자를 갖는 부분입체이성질체[예를 들어 시스- 및 트랜스-알켄과 같이 비대칭 원자가 없는 부분입체이성질체(아래, 52 페이지 참조)]의 상대적 구성(분자 내 그룹의 상호 배열)을 지정하는 두 가지 방법을 고려해 보겠습니다. 2-브로모-3 입체이성질체 -클로로부탄(1)-(1V)의 예.

첫 번째 옵션은 구성 설명자 erythro- 및 threo-를 사용합니다. 이 경우 피셔 투영법에서 두 비대칭 원자의 동일한 치환기 배열을 비교합니다. 비대칭 탄소 원자에 동일한 치환기가 위치한 입체 이성질체 한쪽에는수직선에서 호출됩니다. 적혈구 이성질체. 그런 그룹이라면 다른 측면에서수직선에서 다음과 같이 이야기합니다. 쓰레오 이성질체. 화합물 (I) - (IV)에서 이러한 참조 그룹은 수소 원자이며 이러한 화합물은 다음과 같은 이름을 갖습니다.

이것으로부터 상대 배열의 지정은 거울상 이성질체에서는 동일하지만 부분입체 이성질체에서는 다르다는 것을 알 수 있습니다. 거울상 이성질체의 절대적인 구성을 확립하는 것은 지금도 쉬운 일이 아니기 때문에 이는 중요합니다. 동시에, 예를 들어 NMR 스펙트럼을 사용하여 부분입체이성질체를 구별하는 것은 매우 쉽습니다. 이 경우 "스펙트럼에 따르면 반응이 에리스로-2-브로모-3-클로로부탄을 생성합니다"라는 문구는 거울상 이성질체 중 하나인 (I) 또는 (II) [또는 다음으로 구성된 라세미체에 대해 이야기하고 있음을 의미합니다. (I) 및 (P)](하나는 알려져 있지 않음), 그러나 화합물(III) 또는 (IV)에 관한 것은 아닙니다. 마찬가지로, "우리는 트레오-2-브로모-3-클로로부탄을 다루고 있습니다"라는 문구는 화합물 (III) 및 (IV)를 의미하지만 (I) 또는 (P)는 의미하지 않음을 의미합니다.
예를 들어 다음과 같은 표기법을 기억할 수 있습니다. 에리스로 이성질체에서 동일한 치환기는 문자 "a"의 요소처럼 같은 방향을 "봅니다".
접두사 erythro- 및 threo-는 탄수화물의 이름인 트레오스(threose)와 에리스로스(erythrose)에서 유래되었습니다. 다수의 비대칭 원자를 가진 화합물의 경우, 탄수화물의 이름(리보-, 릭소-, 글루코- 등)에서 파생된 다른 입체화학적 설명자가 사용됩니다.

상대 배열 지정의 또 다른 버전에서는 기호 R* 및 S*가 사용됩니다. 이 경우 절대 배열에 관계없이 (IUPAC 명명 규칙에 따라) 가장 낮은 수를 갖는 비대칭 원자가 설명자를 받습니다. 아르 자형*. 화합물 (I) - (IV)의 경우, 이는 브롬에 결합된 탄소 원자입니다. 주어진 분자의 두 번째 비대칭 원자에는 두 비대칭 원자의 절대 배열 지정이 동일한 경우(둘 다 R 또는 둘 다 S) 설명자 R*가 지정됩니다. 이는 분자 (III) 및 (IV). 분자 내 비대칭 원자의 절대 구성이 다른 지정(분자 I 및 ​​II)을 갖는 경우 두 번째 비대칭 원자는 설명자 S*를 받습니다.

상대적 배열에 대한 이러한 표기 체계는 본질적으로 에리스로-트레오 표기법과 동일합니다. 거울상 이성질체는 동일한 표기법을 갖지만 부분입체 이성체는 다른 표기법을 갖습니다. 물론, 비대칭 원자가 동일한 치환기를 갖지 않는 경우 상대 배열은 설명자 R* 및 S*를 사용하여만 지정할 수 있습니다.

VIII 거울상이성질체의 분리 방법.

분자가 키랄인 천연 물질은 개별 거울상 이성질체입니다. 플라스크 또는 산업용 반응기에서 수행되는 화학 반응 중에 키랄 중심이 발생하면 결과적으로 두 거울상 이성질체를 동일한 양으로 포함하는 라세미체가 생성됩니다. 이는 거울상 이성질체 각각을 개별 상태로 얻기 위해 분리하는 문제를 야기합니다. 이렇게 하려면 메소드라는 특별한 기술을 사용하십시오. 라세미체 절단.

파스퇴르의 방법.

L. Pasteur는 1848년에 포도산의 나트륨 암모늄염((+)- 및 (-)-주석산의 라세미체) 수용액에서 특정 조건 하에서 서로 다른 두 가지 유형의 결정이 침전된다는 사실을 발견했습니다. 그리고 거울 디스플레이. 파스퇴르는 이 결정을 현미경과 핀셋을 사용하여 분리하여 (+)-주석산과 (-)-주석산의 순수한 염을 얻었습니다. 두 가지 다른 결정 변형으로 거울상 이성질체의 자발적인 결정화를 기반으로 라세미체를 분할하는 이 방법을 "파스퇴르 방법"이라고 합니다. 그러나 이 방법을 항상 적용할 수 있는 것은 아닙니다. 현재, 다양한 모양의 결정 형태로 이러한 "자발적 결정화"가 가능한 약 300쌍의 거울상 이성질체가 알려져 있습니다. 따라서 거울상 이성질체를 분리하기 위한 다른 방법이 개발되었습니다.

입체화학적 명명법(라틴어 menclatura에서 - 목록, 목록), 공백을 지정하기 위한 것입니다. 화학 구조 사이. 입체화학적 명명법(IUPAC 규칙, 섹션 E)의 일반 원칙은 공백입니다. 연결 구조 이러한 이름을 변경하지 않고 이름에 추가된 접두사로 표시됩니다. 및 번호 매기기(때로는 입체화학적 특징이 가능한 대체 번호 매기기 방법과 주 사슬 선택 간의 선택을 결정할 수 있지만).

대부분의 입체화학의 기초 표기법에는 치환기의 서열을 명확하게 설정하는 순서 규칙이 있습니다. 상위 항목은 원자 번호가 큰 원자가 문제의 키랄(키랄성 참조) 요소(예: 비대칭 원자, 이중 결합, 고리)와 직접 연관되어 있는 항목입니다(표 참조). 이들 원자가 서열상 동일하면, 첫 번째 차이가 나타날 때까지 "첫 번째 층"의 원자와 연관된 원자를 포함하는 "두 번째 층"이 고려됩니다. 우선순위를 결정할 때 이중결합으로 연결된 원자의 수는 두 배가 됩니다. 나이브. 거울상 이성질체의 구성을 지정하는 일반적인 접근 방식은 R,S 시스템을 사용하는 것입니다. R(라틴어 직근 - 오른쪽)이라는 명칭은 거울상 이성질체에 부여되며, 하위 치환기 반대편에서 모델을 고려할 때 나머지 치환기의 서열이 시계 방향으로 떨어집니다. 시계 반대 방향으로 우선 순위가 떨어지는 것은 S 지정(라틴 불길한 왼쪽에서)에 해당합니다(그림 1).

키랄 센터에서 치환기의 서열 증가:

쌀. 1. 유기 화합물의 치환기 서열을 결정하는 방법.

탄수화물, α-하이드록시산, α-아미노산의 경우 고려되는 비대칭 구성을 비교하여 D, L 시스템도 널리 사용됩니다. 글리세르알데히드의 해당 거울상 이성질체 구성이 중심에 있습니다. 피셔 투영을 고려할 때노새 왼쪽에 있는 OH 또는 NH 2 그룹의 위치는 기호 L(라틴어 laevus에서 - 왼쪽)으로 표시되고 오른쪽에는 기호 D(라틴어 dexter에서 - 오른쪽)로 표시됩니다.

가장 간단한 경우 s-부분입체이성체(고전적인 부분입체이성체)는 메조 및 라세믹 형태 또는 에리스로 및 트레오 형태로 지정됩니다.

복잡한 구조의 경우 6개의 치환기가 모두 비대칭인 경우. 센터가 다르기 때문에 다른 시스템이 제안되었습니다. 예를 들어, pref, parf(pref, parf) 지정은 Newman의 공식에서 떨어지는 우선순위(순서의 규칙에 따라)를 고려한 것입니다. 동일한 가을 방향 - pref(영어 우선순위 반영), 반대 방향 - parf (영어 우선 반사방지). 예를 들어:

공간을 설명합니다. 건물 연결 C=C 결합 및 순환 결합의 경우 불일치가 제외되는 경우 cis 및 trans 지정이 사용됩니다(동일한 또는 관련된 치환기는 이중 결합 또는 고리 평면의 한쪽 및 반대쪽에 각각 위치함) ,예를 들어 시스-2-부텐(I형), 트랜스-사이클로부탄-1,2-디카르복실산(II).

abC=Cde, 옥심 및 아조메틴과 같은 알켄의 경우 이러한 지정이 모호해집니다. 이러한 경우에는 Z,E 명명법이 사용됩니다[이중 결합의 상위 치환기가 그에 따라 위치합니다. 한번에 한(Z, 독일어 zusammen에서 - 함께) 그리고 다른 (E, 독일어에서.이중 결합 평면의 entgegen-반대쪽], 예:(Z)-2-클로로-2-부텐산(III), (E,E)-벤질디옥심(IV).

지환족 분자에 치환기가 3개 이상 있는 경우. 아니면 앉았어. 헤테로사이클릭 화합물은 r,c,t 명명법을 사용합니다. 치환기 중 하나가 "참조" -r(참조, 영어 참조)로 선택됩니다. 지지 원자와 함께 고리 평면의 한쪽에 있는 치환기의 경우 c(cis-сuc에서 유래) 지정을 사용하고, 고리 평면의 반대쪽에 있는 치환기에는 -t(에서 유래)를 사용합니다.트랜스-트랜스), 예: t-2-c-4-디클로로-사이클로펜탄-M-카보새로운 세트(V).

일련의 스테로이드에서 공백을 지정합니다. 위치치환기는 일반적인 평면 공식을 기반으로 만들어집니다.

관찰자로부터 멀리 떨어진 치환기는 a로 표시됩니다.관찰자 가까이 - b. 예를 들어 11b,17a,21-트리하이드록시-4-프레그넨-3,20-디온(

한때 Fischer의 시스템은 아미노산과 당에서 유래한 수많은 천연 화합물에 대한 논리적이고 일관된 입체화학 분류법을 만드는 것을 가능하게 했습니다. 이 시스템에서 거울상 이성질체의 상대적 구성은 화학적 상관 관계에 의해 결정되었습니다. 비대칭 탄소 원자에 영향을 주지 않는 일련의 화학 반응을 통해 주어진 분자에서 D- 또는 L-글리세르알데히드로 이동함으로써(자세한 내용은 섹션 8.5 참조) 그러나 결정해야 할 분자의 구성이 글리세르알데히드와 구조가 매우 다른 경우 화학적 수단으로 그 구성을 글리세르알데히드의 구성과 연관시키는 것은 매우 번거로울 것입니다. 또한 D 또는 L 시리즈에 대한 구성 할당이 항상 명확한 것은 아닙니다. 예를 들어, D-글리세르알데히드는 원칙적으로 글리세린산으로 변환된 다음 디아조메탄의 작용에 의해 메틸 에스테르로 변환된 다음 1차 알코올 기능의 선택적 산화 및 디아조에탄과의 에스테르화를 통해 메틸 에틸 하이드록시말론산 에스테르(XXV)로 변환될 수 있습니다. . 이러한 모든 반응은 키랄 중심에 영향을 미치지 않으므로 디에스테르 XXV가 D 계열에 속한다고 말할 수 있습니다.

첫 번째 에스테르화를 디아조에탄으로 수행하고 두 번째 에스테르화를 디아조메탄으로 수행하면 동일한 이유로 D-시리즈로 분류되어야 하는 디에스테르 XXVI가 생성됩니다. 실제로 화합물 XXV와 XXVI는 거울상 이성질체입니다. 저것들. 일부는 D-시리즈에 속하고 다른 일부는 L-시리즈에 속합니다. 따라서 할당은 에스테르 그룹인 CO 2 Et 또는 CO 2 Me 중 어느 것이 "주"로 간주되는지에 따라 달라집니다.

Fisher 시스템의 이러한 한계와 1951년에 키랄 중심 주위의 실제 그룹 배열을 결정하기 위한 X선 회절 방법이 등장했다는 사실로 인해 1966년에 새롭고 더욱 엄격하며 일관된 시스템이 탄생하게 되었습니다. R,S 명명법 Cahn-Ingold-Prelog(KIP) 또는 순차적 우선순위 규칙으로 알려진 입체이성질체를 설명합니다. 이 시스템은 이제 Fischer의 D, L 시스템을 실질적으로 대체했습니다(그러나 후자는 여전히 탄수화물과 아미노산에 사용됩니다). 계측 시스템에서는 일반적인 화학명에 특수 설명자 R- 또는 S-가 추가되어 절대 구성을 엄격하고 명확하게 결정합니다.

하나의 비대칭 중심 X를 포함하는 Xabcd 유형의 화합물을 생각해 보겠습니다. 그 구성을 확립하려면 X 원자의 4개 치환체에 번호를 매기고 우선순위가 감소하는 순서로 배열해야 합니다(아래 참조). 1>2>3>4. 관찰자는 가장 하급 대리인(지정 번호 4)으로부터 가장 먼 쪽의 대리인을 고려합니다. 감소하는 우선순위 방향 1  2  3이 시계 방향 이동과 일치하면 이 비대칭 중심의 구성은 기호 R(라틴어 직근 - 오른쪽에서)로 표시되고 시계 반대 방향인 경우 - 기호 S(불길한 - 왼쪽)로 표시됩니다. ).

우리는 대다수의 키랄 화합물을 고려하기에 충분한 순차적 우선순위에 대한 몇 가지 규칙을 제시합니다.

1) 원자 번호가 높은 원자를 서열상 선호합니다. 숫자가 동일하면(동위원소의 경우) 원자 질량이 가장 높은 원자가 더 오래된 것으로 간주됩니다. 가장 낮은 "치환체"는 고독한 전자쌍입니다. 따라서 계열에서 우선순위가 증가합니다.< H < D < T < Li < B < C < N < O < F < Si < P

2) 2개, 3개 또는 4개의 동일한 원자가 모두 비대칭 원자와 직접 연관되어 있는 경우, 순서는 더 이상 키랄 중심과 연관되지 않고 동일한 순위를 갖는 원자와 연관되는 두 번째 벨트의 원자에 의해 설정됩니다. . 예를 들어, 분자 XXVII에서는 CH 2 OH 및 (CH 3) 2 CH 그룹의 첫 번째 원자를 설정할 수 없지만 산소의 원자 번호가 탄소의 원자 번호보다 크기 때문에 CH 2 OH가 선호됩니다. CH 2 OH 그룹은 하나의 산소 원자만이 탄소 원자에 결합되어 있고 CH(CH 3) 2 그룹에는 두 개의 탄소 원자가 있음에도 불구하고 더 오래되었습니다. 그룹의 두 번째 원자가 동일한 경우 순서는 세 번째 벨트의 원자 등에 의해 결정됩니다.

그러한 절차가 명확한 계층 구조의 구성으로 이어지지 않으면 중심 원자로부터 점점 더 멀어지는 방향으로 계속 진행되어 마침내 차이가 발생하고 4개의 치환기가 모두 상위권을 받게 됩니다. 이 경우, 선임 조정 단계 중 하나에서 하나 또는 다른 대리인이 획득한 우선권은 최종적인 것으로 간주되며 후속 단계에서 재평가되지 않습니다. 분자에 분기점이 있는 경우 우선순위를 설정하는 절차는 우선순위가 가장 높은 분자 사슬을 따라 계속되어야 합니다. 특정 중심 원자의 서열을 정할 때, 그와 관련된 더 높은 서열의 다른 원자의 수가 결정적입니다. 예를 들어 CCl 3 > CHCl 2 > CH 2 Cl입니다.

3) 수소를 제외한 모든 원자의 원자가는 4라는 것이 공식적으로 인정됩니다. 원자의 실제 원자가가 더 작은 경우(예: 산소, 질소, 황), 이 원자는 4-n을 갖는 것으로 간주됩니다(여기서 n은 실제 원자가임) 소위 유령 대체물, 일련 번호가 0으로 지정되고 치환기 목록의 마지막 위치에 지정됩니다. 따라서 이중결합과 삼중결합을 가진 그룹은 마치 2~3개의 단일결합으로 나누어진 것처럼 표현됩니다. 예를 들어, C=C 이중 결합을 나타낼 때 각 원자는 두 개의 탄소 원자와 결합된 것으로 간주되며, 이러한 탄소 원자 중 두 번째 탄소 원자는 세 개의 유령 치환기를 갖는 것으로 간주됩니다. 예를 들어 -CH=CH2, -CHO, -COOH, -CCH 및 -C6H5 그룹의 표현을 고려해보세요. 이러한 보기는 다음과 같습니다.

이 모든 그룹의 첫 번째 원자는 각각 (H,C,C), (H,O,O), (O,O,O), (C,C,C) 및 (C,C,C)에 결합됩니다. . 이 정보는 적어도 하나의 산소 원자가 존재하기 때문에 COOH 그룹을 첫 번째 위치(가장 오래된 것)에, CHO 그룹을 두 번째 위치에, -CH=CH 2 그룹을 마지막(다섯 번째) 위치에 배치하기에 충분합니다. 세 개의 탄소 원자가 존재하는 것보다 바람직합니다. CCH 및 -C 6 H 5 그룹의 상대적 서열에 대한 결론을 내리려면 체인을 따라 더 나아가야 합니다. C 6 H 5 그룹에는 (C,C,C) 유형의 탄소 원자 2개가 (C,C,H)에 결합되어 있고 세 번째 원자는 (O,O,O) 유형입니다. CCH 그룹에는 하나의 그룹(C, C, H)만 있지만 두 개의 그룹(O, O, O)이 있습니다. 결과적으로 C 6 H 5 는 CCH보다 오래되었습니다. 순위에 따라 표시된 5개의 그룹이 COOH> CHO> C 6 H 5 > CCH> CH=CH 2 행을 차지합니다.

가장 자주 발생하는 치환기의 서열은 표에서 확인할 수 있습니다. 8-2, 조건부 숫자는 더 높은 직위를 나타냅니다.

표 8.2.

Kahn-Ingold-Prelog에 따른 일부 그룹의 서열

순차 우선순위 규칙은 피셔(Fischer)의 초기 분류법에 최대한 가깝게 특별히 설계되었습니다. 왜냐하면 우연히 D-글리세르알데히드가 실제로 처음에 임의로 할당된 구성을 갖고 있다는 것이 밝혀졌기 때문입니다. 결과적으로 대부분의 D-중심과 매우 중요한 글리세르알데히드 자체는 (R)-배열을 가지며 L-입체이성질체는 일반적으로 (S)-시리즈에 속합니다.

한 가지 예외는 (R) 계열에 속하는 L-시스테인이므로 우선순위 규칙에 따라 황이 산소보다 바람직합니다. CIP 시스템에서는 분자 간의 유전적 관련성을 고려하지 않습니다. 이 시스템은 알려진 절대 구성이 있는 연결에만 적용될 수 있습니다. 구성을 알 수 없는 경우 회전 기호로 연결을 특성화해야 합니다.

순차적 우선순위의 규칙은 불포화 화합물의 기하 이성질체 설명에도 적용됩니다. 우선순위를 설정할 때 다중 결합의 각 끝 부분에 있는 치환기를 별도로 고려해야 합니다. 더 높은 순위의 치환기가 이중 결합의 같은 쪽에 위치하는 경우 화합물에는 접두사 Z -(독일어 zusammen - 함께)가 지정되고, 다른 쪽에 있는 경우 접두사 E(entgegen - 반대쪽)가 지정됩니다. (Z, E) - 알켄의 명명법은 5장에서 논의되었습니다. 다음은 (Z, E) 표기법을 사용하여 구조를 할당하는 예입니다.

마지막 예는 Z 구성의 링크가 메인 체인에 포함될 수 있는 선점권을 가지고 있음을 보여줍니다. (R,S) - 축방향 키랄성을 갖는 화합물에도 명칭을 사용할 수 있습니다. 구성을 지정하기 위해 뉴먼 투영을 키랄 축에 수직인 평면에 플롯하고 추가 규칙을 적용하여 관찰자에게 가장 가까운 축 끝에 있는 치환기가 맨 끝에 있는 치환기보다 더 높은 우선순위를 갖는 것으로 처리됩니다. 축의. 그런 다음 분자의 배열은 첫 번째 리간드에서 두 번째 리간드, 그 다음 세 번째 리간드로 우선 순위가 감소하는 일반적인 순서로 치환체를 시계 방향 또는 시계 반대 방향으로 통과하여 결정됩니다. 이는 1,3-알렌디카르복실산과 2,2-요오디디페닐-6,6-디카르복실산에 대해 아래에 설명되어 있습니다.

평면 및 나선형 키랄 분자에 대해서도 순차적 우선순위의 규칙이 개발되었습니다.

Fisher 투영을 사용하여 연결을 묘사할 때 공간 모델을 구축하지 않고도 구성을 쉽게 결정할 수 있습니다. 화학식은 후순위 치환기가 맨 아래에 오도록 작성해야 합니다. 나머지 치환기가 내림차순으로 시계 방향으로 배열되면 화합물은 (R) 계열에 할당되고 시계 반대 방향이면 (S) 계열에 할당됩니다. 예를 들면 다음과 같습니다.

하위 그룹이 맨 아래에 있지 않으면 하위 그룹과 바꿔야 하지만 이렇게 하면 구성이 반대가 된다는 점을 기억하세요.