Оптическая ( зеркальная) изомерия

Для изображения на плоскости оптических изомеров природных биоактивных молекул( аминокислот, гидроксикислот, моносахаров) используют проекции Фишера :

- на плоскость проецируют тетраэдрическую конфигурацию

- относительно асимметрического атома углерода записывают 4 заместителя,

вверху- старшую из всех групп, внизу - радикал , справа и слева – атомы водорода и

функциональные группы( амино, гидрокси, меркапто. галоген ) .

Структурные формулы отражают существование молекулы в виде двух изомеров, принадлежащих к стереорядам D и L( D –правый, L – левый)

Запишем формулу 2-гидроксипропановой( молочной ) кислоты в виде двух стереоизомеров.

СН₃ — СН — СООН COOH COOH

| | |

OH H — C* — OH HO —C* — H

| |

СН₃ СН₃

D - лактат L – лактат

Вещество относится к D -ряду, если переход от атома водорода к гидроксигруппе( или любой функциональной ) через старшую группу совпадает с движением стрелки на часах.

Вещество относится к L -ряду, если переход от атома водорода к гидроксигруппе( или любой функциональной ) через старшую группу осуществляется против движения стрелки на часах.

Как правило, температуры плавления, кипения и другие физико-химические свойства энантиомеров не отличаются Отличить их друг от друга можно только с помощью поляризованного луча света, энантиомеры вращают угол плоскости поляризованного луча на одну величину, но в противоположные стороны. Отклонение плоскости поляризованного луча можно измерить с помощью прибора поляриметра. Если для полного скрещения призм ручку анализатора требуется повернуть вправо, то изомерную форму вещества называют правовращающей ( + d ), а если влево- левовращающей ( -l ) .

Знак вращения – свойство вещества. Отнесение к D, L - стереорядам- условный прием, знак вращения и стереоряд не связаны между собой.

Определить истинную конфигурацию вещества, т.е.сделать соотнесение « знак вращения- стереоряд» можно, используя конфигурационный стандарт М.А.Розанова.

В качестве стандарта используют D и L –глицериновый альдегид. Оказалось, что

(+d )-глицериновый альдегид соответствует D -стереоряду, а ( - l )- соответствует -L -стереоряду.

CНO CНO

| |

H — C* — OH HO —C* — H

| |

СН₂ ОН СН₂ ОН

( + ) D –глицеиновый альдегид ( - ) L –глицериновый альдегид

Биологически активное соединение( знак вращения его определяется с помощью поляриметра) путем химических реакций превращают в глицериновый альдегид ( + d или - l ). Самая значительная трудность состоит в том, чтобы асимметрический атом углерода не изменил конфигурацию на противоположную в процессе химических реакций.

Равная по массе или по количеству вещества смесь двух энантиомеров является оптически неактивной. Такую смесь называют рацемической.

Особый случай составляют вещества, в которых несколько хиральных атомов углерода, но и есть ось симметрии. В этом случае число энантиомеров изменяется и возникает внутренний рацемат – мезоформа. Примером является винная кислота-

2,3-дигидроксибутандиовая.

НООС — СН — СН — СООН

| |

ОН ОН

L-винная кислота (l, l ) мезо-винная кислота(d , l) D- винная кислота(d, d )

L-винная кислота (l, l) и D- винная кислота(d, d )- энантиомеры