Основы органической химии для студентов нехимических специальностей - Тейлор Г.
ISBN 5-03-000281-2
Скачать (прямая ссылка):
Поскольку с помощью последовательных химических превращений, действительно взаимосвязывающих два соединения, можно показать, что конфигурация (+)-глицеринового альдегида и (—)-молочной кислоты одна и та же, то можно говорить о том, что (—)-молочная кислота и ее ( + )-метиловый эфир (см. выше) имеют D-конфигурацию и изображаются следующими формулами:
Когда недавно стало возможным определять абсолютную конфигурацию энантиомеров*, установили, что совершенно случайно было сделано правильное предположение о конфигу-
сно
сно
нон2с / н
но
-)-глицер|
альйегио
о-(+)- глицериновый альбегиВ
l-( -)- глицериновый
Н \сн,
d-(-)- молочная кислота
он
О он (+)-метил-ю-лактат
* Применение метода дифракции рентгеновских лучей на кристаллах позволило определить абсолютное расположение атомов в пространстве.
202
Глава 12
рации. Поэтому написанная выше проекционная формула отображает действительную абсолютную конфигурацию энантио-меров.
Проекции Фишера. В то время как для соединений, имеющих один или два хиральных центра, можно, используя вышеприведенные изображения на плоскости, довольно точно отразить их трехмерную структуру, для более сложных молекул это сделать не удается. Для этой цели применяются изображения, называемые проекциями Фишера. Два энантиомера изображаются следующим образом:
Обычно в проекциях Фишера связи, находящиеся перед плоскостью бумаги, проектируются в горизонтальные связи, а связи, находящиеся за плоскостью бумаги, — в вертикальные связи. Таким образом, в формуле Фишера D-глицеринового альдегида гидроксильная группа расположена справа от углеродной цепи, которая изображается с альдегидной группой наверху. Для ь-глицеринового альдегида, наоборот гидроксильная группа расположена слева от углеродной цепи:
При пользовании проекциями Фишера следует проявлять осторожность при повороте проекционных формул, например:
(Г
I
Ф
= (J проекция Фишера
©
ф
I
ф-с-®
ф
= проекция Фишера
6
/ V'"//
Н \ CHjOH
он
сно
I
н—с—он
сно
сн2он
D-( +)- глицериновый альйегий
сно
сно
но—с—н
н
глицериновый
альбегив
CHjOH
ф а ®
I I / 1
®-С-®=®-С-®^©-С-Ф
I I I
, а) Ф . ®
Оптическая изомерия
203
Иными словами, поворот формулы на 180° дает проекцию той же самой конфигурации, поворот на 90° дает проекцию энантиомера, поскольку обмен вертикальных и горизонтальных связей в проекции эквивалентен инверсии зеркального изображения трехмерной структуры.
12.2. Соединения с несколькими хиральными центрами
Поскольку для асимметрически замещенного атома углерода возможны две конфигурации, то для структуры, содержащей п таких асимметрических центров, должно быть 2П стереоизомеров. Это максимальное число, однако в некоторых случаях число возможных изомеров может быть меньше этой величины.
Для соединения с двумя хиральными центрами, в которых, асимметрически замещенные атомы имеют различные заместители, возможны четыре стереоизомера III—VI, структуры которых изображены ниже.
1 1 Т' Ф ф с
1 f
1 1 Л
®/с\"ф $ /х® 5^ V®
$ & ©
111 IV V VI
CD Т> Ф ф
| | | 1
ф-с-ф ф-с-ф Э-с-Ф 2-г-®
©---с---® | 1-с---© ?)-с--- ©
1
1 1 А Ф
3 '4) Фишера.
проекции
Соединения со структурами III и IV представляют собой энантиомеры, так же как V и VI. В общем случае для соединения с п хиральными центрами будет существовать 2п~1 энантиомеров.
Для соединения с двумя хиральными центрами с идентичными заместителями возможно существование только трех стереоизомеров. Это можно увидеть, предполагая, что в структурах III—VI группа 1 идентична группе 4, 2—5 и 3—6. Тогда все четыре стереоизомера можно изобразить структурами VII—X, причем VII и VIII будут идентичными совмещаемыми структурами*, так как они имеют плоскость симметрии, пер-
