Stereocentrum

Dva enantiomery obecné aminokyseliny

Stereocentrum nebo stereogenní centrum je část molekuly, nemusí nutně jít o atom, na kterou je navázáno více substituentů takovým způsobem, že výměna libovolných dvou z nich vytvoří jiný stereoizomer.[1]

Pojem stereocentrum zavedli v roce 1984 Kurt Mislow a Jay Siegel.[2]

Chirální centrum nebo centrum chirality je stereocentrum obsahující substituenty (atomy nebo jejich skupiny) v takovém prostorovém uspořádání, že nemůže být ztotožněno se svým zrcadlovým obrazem. Chirální centrum je zobecněním pojmu asymetrický uhlík (což je atom uhlíku se čtyřmi různými navázanými skupinami tak, že záměna jakýchkoliv dvou skupin vede ke změně enantiomeru).[3]

V organické chemii se chirální centra obvykle vyskytují na atomech uhlíku, fosforu nebo síry, i když se, především v jiných oborech, jako jsou organokovová a anorganická chemie, mohou vyskytovat i u jiných prvků.

Možný počet stereoizomerů

Na jedné molekule se může nacházet více stereocenter a vytvářet se tak velký počet stereoizomerů. U sloučenin, kde je stereoizomerie způsobována tetraedrickými stereogenními centry, nemůže celkový počet stereoizomerů přesáhnout 2n, kde n je počet těchto stereocenter. Tato hodnota představuje horní mez, protože v důsledku souměrností je jejich počet často menší. Při dvou chirálních centrech se může vytvořit mesosloučenina, která není chirální. Některé konfigurace se nemusí vyskytovat ze sterických důvodů. Cyklické sloučeniny obsahující chirální centra nemusí být chirální, jestliže obsahují dvojčetné rotační osy. U sloučenin s rovinnou chiralitou se může objevovat chiralita, aniž by obsahovaly jediné chirální centrum.

Stereogenní centra na uhlících

Atom uhlíku, na který jsou navázány čtyři různé substituenty (atomy nebo skupiny) se označuje jako asymetrický nebo chirální uhlík.

Stereogenní centra na jiných atomech

Chiralitu mohou vyvolávat i atomy jiných prvků než uhlíku, i když u něj se vyskytují nejčastěji. Dusík a fosfor také vytvářejí vazby s tetraedrickými konfiguracemi. Dusík v aminové skupině může tvořit stereocentrum, pokud jsou všechny navázané skupiny jiné, protože má volný elektronový pár, který funguje jako čtvrtá skupina.[4]

Dusíková inverze, druh pyramidální inverze, způsobuje ovšem racemizaci, takže za běžných podmínek bývají přítomny oba epimery.[4] Racemizace prostřednictvím dusíkové inverze může být omezená (například u kvartérních amoniových a fosfoniových kationtů), nebo pomalá, která umožňuje chiralitu.[4]

Atomy kovů s tetraedrickými nebo oktaedrickými geometriemi mohou také být chirální, jestliže jsou na nich navázány navzájem odlišné ligandy. U oktaedrických geometrií může vznikat několik druhů chirality. Při třech ligandech dvou druhů mohou být ligandy uspořádány do přímky a vytvářet mer-izomer, případně na straně, kdy jde o fac-izomer. Při třech bidentátních ligandech jednoho druhu vrtulovitá struktura, kdy se jednotlivé stereoizomery označují Λ a Δ.

Odkazy

Reference

V tomto článku byl použit překlad textu z článku Stereocenter na anglické Wikipedii.

  1. ↑ T. W. Graham Solomons; Craig Fryhle. Organic Chemistry. [s.l.]: John Wiley & Sons, 2004. Dostupné online. 
  2. ↑ Kurt Mislow; Jay Siegel. Stereoisomerism and local chirality. Journal of the American Chemical Society. 1984, s. 3319. DOI 10.1021/ja00323a043. 
  3. ↑ chiral (chirality) center [online]. Dostupné online. 
  4. ↑ a b c Janice Gorzynski Smith. Organic Chemistry. Příprava vydání Tami Hodge, Donna Nemmers, Jayne Klein. New York: McGraw-Hill, 2011. Dostupné v archivu pořízeném dne 2018-06-28. ISBN 978-0-07-337562-5. Kapitola Chapter 25 Amines, s. 949–993.  Archivováno 28. 6. 2018 na Wayback Machine.

Související články

  • Cahnova–Ingoldova–Prelogova pravidla – slouží k určení názvů chirálních sloučenin

Média použitá na této stránce

Chirality with hands.svg
Amino Acid Chirality chirality with hands from http://www.nai.arc.nasa.gov/ A "chiral" molecule is one that is not superposable with its mirror image. Like left and right hands that have a thumb, fingers in the same order, but are mirror images and not the same, chiral molecules have the same things attached in the same order, but are mirror images and not the same. Although most amino acids can exist in both left and right handed forms, Life on Earth is made of left handed amino acids, almost exclusively. No one knows why this is the case. However, Drs. John Cronin and Sandra Pizzarello have shown that some of the amino acids that fall to earth from space are more left than right. Thus, the fact that we are made of L amino acids may be because of amino acids from space. Why do amino acids in space favor L? No one really knows, but it is known that radiation can also exist in left and right handed forms. So, there is a theory called the Bonner hypothesis, that proposes that left handed radiation in space (from a rotating neutron star for example) could lead to left handed amino acids in space, which would explain the left handed amino acids in meteorites. This is still speculative but our paper makes it much more plausible. In fact, this observations was one of the main reasons why we pursued this research. Although there were theories about how the amino acids could form in space in the ice, no one had shown that it was viable to make amino acids this way, until now.