6.3: Konfiguracja absolutna i System (R) I (S)

absolutne konfiguracje formuł perspektywicznych

chemicy potrzebują wygodnego sposobu odróżnienia jednego stereoizomeru od drugiego. System Cahn-Ingold-Prelog jest zbiorem reguł, które pozwalają nam jednoznacznie określić stereochemiczną konfigurację dowolnego stereocentrum, używając oznaczeń ” R „(od łacińskiego rectus, co oznacza praworęczny) lub ” S ” (od łacińskiego sinister, co oznacza leworęczny).,

zasady tego systemu nomenklatury stereochemicznej są z pozoru dość proste.

zasady przypisywania oznaczenia R/S do centrum chiralnego

1: Przypisywanie priorytetów do czterech podstawników, przy czym #1 jest najwyższym priorytetem, a #4 NAJNIŻSZYM. Priorytety są oparte na liczbie atomowej.

2: wyznacz krąg od #1 do #2 do # 3.

3: określa orientację grupy priorytetowej #4. Jeśli jest zorientowany na płaszczyznę strony (z dala od Ciebie), przejdź do kroku 4a. jeśli jest zorientowany na płaszczyznę strony (w kierunku Ciebie) przejdź do kroku 4b.,

4a: (Grupa#4 skierowana od Ciebie): okrąg zgodnie z ruchem wskazówek zegara w części 2 odpowiada konfiguracji R, podczas gdy okrąg w kierunku przeciwnym do ruchu wskazówek zegara odpowiada konfiguracji S.

4b: (Grupa # 4 skierowana w Twoją stronę): okrąg w kierunku zgodnym z ruchem wskazówek zegara w części 2 odpowiada konfiguracji S, podczas gdy okrąg w kierunku przeciwnym do ruchu wskazówek zegara odpowiada konfiguracji R.

jako pierwszy przykład użyjemy 3-węglowego glicerolu cukrowego. Pierwszą rzeczą, którą musimy zrobić, jest przypisanie priorytetu każdemu z czterech podstawników związanych z chiralnym centrum., Najpierw przyjrzymy się atomom, które są bezpośrednio związane z centrum chiralnym: są to H, O( W hydroksylu), C (w aldehydach) i C (w grupie CH2OH).

przypisanie konfiguracji R/S do aldehydu glicerolowego:

dwa priorytety są łatwe: Wodór, o liczbie atomowej 1, jest najniższym (#4) priorytetem, a tlen hydroksylowy, o liczbie atomowej 8, jest priorytetem #1. Węgiel ma liczbę atomową 6. Która z dwóch grup ” C ” ma priorytet # 2, aldehyd czy CH2OH?, Aby to określić, oddalamy o jedno wiązanie od centrum chiralnego: dla aldehydu mamy wiązanie podwójne do tlenu, podczas gdy w grupie CH2OH mamy Wiązanie pojedyncze do tlenu. Jeśli atom jest taki sam, wiązania podwójne mają wyższy priorytet niż wiązania pojedyncze. Dlatego grupie aldehydowej przypisany jest Priorytet #2, a grupie CH2OH Priorytet #3.

z przypisanymi priorytetami patrzymy dalej na Grupę priorytetową #4 (wodór) i widzimy, że jest ona skierowana z powrotem od nas, w płaszczyznę strony – tak więc stosuje się krok 4a z powyższej procedury., Następnie śledzimy okrąg zdefiniowany przez grupy priorytetowe #1, #2 i #3, w kolejności rosnącej. Okrąg jest zgodny z ruchem wskazówek zegara, co w kroku 4a mówi nam, że ten węgiel ma konfigurację „R”, a cząsteczka ta to (r)-aldehyd glicerolowy. Jego enancjomerem z definicji musi być (S)-aldehyd glicerolowy.

następnie przyjrzyjmy się jednemu z enancjomerów kwasu mlekowego i określmy konfigurację centrum chiralnego. Oczywiście, H jest podstawnikiem #4, A OH jest #1. Ze względu na swoje trzy wiązania z tlenem, węgiel w grupie kwasowej ma priorytet #2, a grupa metylowa ma # 3., Grupa # 4, wodór, jest narysowana w naszym kierunku (poza płaszczyzną strony) na tym rysunku, więc używamy kroku 4b: okrąg śledzony od #1 do #2 do #3 jest zgodnie z ruchem wskazówek zegara, co oznacza, że chiral centrum ma konfigurację s.

lek talidomid jest interesującym – ale tragicznym – studium przypadku w znaczeniu stereochemii w projektowaniu leków., Po raz pierwszy produkowany przez niemiecką firmę farmaceutyczną i przepisywany szeroko w Europie i Australii pod koniec 1950 roku jako środek uspokajający i środek na poranne mdłości u kobiet w ciąży, talidomid został wkrótce uznany za przyczynę niszczycielskich wad wrodzonych u dzieci urodzonych przez kobiety, które go zażyły. Talidomid zawiera centrum chiralne, a zatem występuje w dwóch formach enancjomerycznych. Był sprzedawany jako mieszanina racemiczna: innymi słowy, mieszanina 50: 50 obu enancjomerów.

spróbujmy określić stereochemiczną konfigurację enancjomeru po lewej stronie., Z czterech wiązań do chiralnego centrum, priorytetem nr 4 jest wodór. Grupa azotowa to #1, strona karbonylowa pierścienia to #2, a strona-CH2 pierścienia to #3.

wodór jest wskazywany od nas, a priorytetowe podstawniki wyznaczają okrąg zgodnie z ruchem wskazówek zegara: jest to enancjomer R talidomidu. Drugi enancjomer, oczywiście, musi mieć konfigurację S.,

chociaż naukowcy nadal nie są pewni, jak działa talidomid, eksperymentalne dowody sugerują, że to enancjomer R miał pożądane efekty medyczne, podczas gdy enancjomer S powodował wady wrodzone. Nawet z tą wiedzą, jednak czysty (R)-talidomid nie jest bezpieczny, ponieważ enzymy w organizmie szybko konwertują między dwoma enancjomerami – zobaczymy, jak to się dzieje w rozdziale 12.

talidomid nigdy nie został dopuszczony do stosowania w Stanach Zjednoczonych. Było to w dużej mierze dzięki staraniom Dr., Frances Kelsey, oficer żywnościowy i narkotykowy, który w niebezpieczeństwie dla jej kariery, zablokował jego zatwierdzenie ze względu na jej obawy o brak odpowiednich badań bezpieczeństwa, szczególnie w odniesieniu do leku ” s zdolność do przedostania się do krwiobiegu rozwijającego się płodu. Niestety, jednak w tym czasie badania kliniczne nowych leków wiązały się z powszechną i nieuregulowaną dystrybucją do lekarzy i ich pacjentów w całym kraju, więc rodziny w USA nie zostały oszczędzone od wyrządzonych szkód.,

bardzo niedawno w Stanach Zjednoczonych legalnie zaczęto przepisywać bliską pochodną talidomidu, wprowadzając rygorystyczne środki bezpieczeństwa w leczeniu postaci raka krwi zwanego szpiczakiem mnogim. W Brazylii talidomid jest stosowany w leczeniu trądu – jednak pomimo środków bezpieczeństwa dzieci wciąż rodzą się z wadami związanymi z talidomidem.

Ćwiczenie 1.: Określić stereochemiczne konfiguracje chiralnych ośrodków w biomolekułach pokazanych poniżej.

Ćwiczenie 2.,: Czy enancjomer (R) jabłczanu powinien mieć klin stały lub przerywany dla wiązania C-O na rysunku poniżej?

ćwiczenie 3.: Używając klinów stałych lub przerywanych do pokazania stereochemii, narysuj (r) enancjomer ibuprofenu i (S) enancjomer 2-metyloerytrytol-4-fosforanu (struktury pokazano wcześniej w tym rozdziale bez stereochemii).

rozwiązania do ćwiczeń

---