Κυκλικοί υδρογονάνθρακες C 2 Y C 2 Y C 2 C 2 C n 2n+2 C n 2n : Κορεσμένοι = Ισομερή των αλκενίων C n 2n C n 2n-2 : Μονοακόρεστοι = ισομερή των αλκινίων 1
1. Καύση Αντιδράσεις Αλκανίων C 3 -C 2 -C 3 + 5 O 2 > 3 CO 2 + 4 2 O + Θερμότητα C 3 -C 2 -C 3 + 4 O 2 > CO 2 + 2 CO + 4 2 O + Θερμότητα 2. Αλογόνωση C 4 + Cl 2 φως ή θέρμανση > C 3 Cl + Cl φως ή θέρμανση C 4 + Cl 2 > C 3 Cl + C 2 Cl 2 + CCl 3 + CCl 4 + Cl Μείωση δραστικότητας κατά τη σειρά: F > Cl > Br > I 2
Στερεοχημεία
Στερεοχημεία
Στερεοχημεία Βιολογική δράση Χ υποδοχέας ορμόνη υποδοχέας ορμόνη σύνδεση σύνδεση
Ισομέρεια Στερεοχημεία Συντακτικοί τύποι Στερεοχημικοί τύποι Στερεοχημεία (χημεία στο χώρο): τρισδιάστατη δομή των ενώσεων Στερεοχημικοί τύποι: διευθέτηση στο χώρο των ομάδων του μορίου
Διαμόρφωση αλκανίων και κυκλοαλκανίων (conformation) 7
Διαμόρφωση αλκανίων 3 Kcal mol -1 εκλειπτική (eclipsed) Προβολή κατά Newman διαβαθμισμένη (staggered) 8
Διαμορφομερή ή στροφομερή 9
Διαμορφομερή ή στροφομερή 10
C 3 C 3 C3 C 3 εκλειπτική (eclipsed) C 3 C 3 C 3 διαβαθμισμένη (staggered) C 3 11
Διαμορφομερή ή στροφομερή 12
Κυκλικοί υδρογονάνθρακες C 2 Y C 2 Y C 2 C 2 Διαμορφομέρεια στα κυκλοαλκάνια Τάση γωνίας Τάση συστροφής 13
Τάση γωνίας μέγιστη επικάλυψη σταθερότητα τάση γωνίας μειωμένη επικάλυψη σταθερότητα τάση γωνίας 14
Η τάση γωνίας (angle strain) δημιουργείται όταν, για την περίπτωση υβριδοποίησης τροχιακών του άνθρακα του τύπου sp 3, η γωνία του δεσμού αποκλίνει από 109.47 ο. Μονάδα μέτρησης: Kcal mol -1 J. F. W. Adolf von Baeyer (1835-1917) 1917) Θερμότητα καύσης είναι η ποσότητα της θερμότητας που εκλύεται κατά την καύση ενός γραμμομορίου μιας ένωσης προς διοξείδιο του άνθρακα και νερό. C 2 + 3/2 O 2 CO 2 + 2 O + θερμότητα sp 3 Άκυκλη ένωση 157.4 Kcal mol -1 15
κυκλοπροπάνιο Απόκλιση από τις 109.5º = 49.9º τάση γωνίας 16
κυκλοπροπάνιο Απόκλιση από τη διαβαθμισμένη διαμόρφωση τάση συστροφής 17
3 Kcal mol -1 εκλειπτική (eclipsed) διαβαθμισμένη (staggered) 18
Η τάση γωνίας (angle strain) δημιουργείται όταν, για την περίπτωση υβριδοποίησης τροχιακών του άνθρακα του τύπου sp 3, η γωνία του δεσμού αποκλίνει από 109.47 ο. Η τάση συστροφής (torsional strain) δημιουργείται όταν τα άτομα υδρογόνου της ένωσης δεν είναι σε διαβαθμισμένη θέση διαμόρφωσης. Τάση δακτυλίου = τάση γωνίας + τάση συστροφής 19
κυκλοπροπάνιο Τάση Δακτυλίου = 27.6 Kcal mol -1 20
κυκλοβουτάνιο 88 ο τάση γωνίας + τάση συστροφής 21
κυκλοπεντάνιο Δομή φακέλου 22
κυκλοπεντάνιο 23
Κυκλοεξάνιο C 2 C 2 γωνία δεσμού σε επίπεδο: 120 ο Απόκλιση από τις 109.5 : 10.5 ο C 2 C 2 120 ο C 2 C 2 Τάση δακτυλίου (τάση γωνίας + τάση συστροφής) = 0.0 Kcal mol -1 24
Αξονικός δεσμός C 3 C 3 Η αλληλομετατροπή των αξονικών και των ισημερινών δεσμών στην διαμόρφωση της καρέκλας στο μόριο του κυκλοεξανίου Ισημερινός δεσμός 25
27
διαμόρφωση 1 6 2 5 3 4 1 6 2 3 5 4 καρέκλα βάρκα Προβολή κατά Newman καρέκλα Τάση δακτυλίου = 0.0 Kcal mol -1 βάρκα Τάση δακτυλίου = 7.1 Kcal mol -1
in vitro διαμόρφωση in vivo διαμόρφωση 29
κυκλοπεντάνιο 30
a,e C 3 a,a C 3 C 3 C 3 e,a E,E C 3 C 3 C 3 C 3 cis trans 1,2-Διμεθυλοκυκλοεξάνιο 31
a,a e,a C 3 C 3 C 3 C 3 E,E a,e C 3 C 3 C 3 cis C 3 trans 1,3-Διμεθυλοκυκλοεξάνιο 32
a,e C 3 E,E C 3 C 3 C 3 e,a C 3 a,a C 3 C 3 cis C 3 trans 1,4-Διμέθυλοκυκλοεξάνιο 33
τάση συστροφής τάση γωνίας C 3 C 3 34
35
36
Cholesterol
38
Εναντιομέρεια ή χειρομέρια 1 είδος υποκαταστατών α 2 είδη υποκαταστατών α C C α α α β α β κέντρο συμμετρίας επίπεδο συμμετρίας
Εναντιομέρεια ή χειρομέρια 3 είδη υποκαταστατών 4 είδη υποκαταστατών α α C C β δ β β δ γ Επίπεδο συμμετρίας Επίπεδο συμμετρίας Ασύμμετρο άτομο άνθρακα Cαβγδ * C
Εναντιομέρεια ή χειρομέρια α α * C * C β δ γ γ δ β είδωλο-αντικείμενο Εναντιομερείς ή Εναντιοστερεομερείς ή Αντίποδες ή Χειρόμορφες ίδιες φυσικές και χημικές ιδιότητες αλλά διαφορετικές αντιδράσεις με οπτικά ενεργές ενώσεις (ένζυμα) οπτική ισομέρεια: στρέφουν το επίπεδο του πολωμένου φωτός με αντίθετη φορά
Ρακεμοποίηση (οξέα, βάσεις, Δ) C 3 C 3 C 3 C + C Cl - C ΟΗ Cl ΟΗ Η Cl ΟΗ R- Συμμετρικό ενδιάμεσο S- Rectus δεξιός Sinister αριστερός Ρακεμικό μείγμα : ισόποσα μείγματα δύο εναντιομερών Δεν παρατηρείται στροφή του επίπεδου πολωμένου φωτός Παλαιοντολογία (10 5-10 6 έτη)
γ C 3 γ C 3 β ΟΗ C δ α Cl R- S- α Cl δ C β ΟΗ Σειρά προτεραιότητας α β γ δ 1 1. Μεγαλύτερος ατομικός αριθμός (αλογόνα) 2. Μεγαλύτερος βαθμός οξείδωσης ή πιο πολύπλοκες (μεταξύ ανθρακούχων ομάδων) 3. Η: τελευταίο
Καθορισμός της σειράς προτεραιότητας Κατά C.I.P (Cahn-Ingold-Prelog) 1. Υποκαταστάτες με τον μεγαλύτερο ατομικό αριθμό 2. Μεταξύ ανθρακούχων ομάδων εκείνη με το μεγαλύτερο βαθμό οξείδωσης ή πιο πολύπλοκες (α) I > Br > Cl > S > O > N 2 > COO > CO > C 2 O > C 6 5 > C(C 3 ) 3 > C(C 3 ) 2 > C 2 5 > C 3 > (δ) 3. Το Η όταν υπάρχει μπαίνει στην θέση δ 4. Η φορά α-β-γ : φορά δεικτών του ρολογιού (R) αντίθετη δεικτών του ρολογιού (S)
CΟ CΟ * C O C 2 O O * C C 2 O D-γλυκεραλδεΰδη (αλδοτριόζη) L-γλυκεραλδεΰδη CO CO * * O O C 2 O C 2 O Προβολή κατά Fischer
D-, L- R-, S- CΟ CΟ C C O C 2 O O C 2 O D-γλυκεραλδεΰδηδη L-γλυκεραλδεΰδηδη CΟ CΟ O C C C 2 O C 2 O R- S- OΗ
Διαστερεομέρεια (2 n ) CO CO O * * O * O O * C 2 O D-θρεο C 2 O L-θρεο CO CO * Ο Ο * * O O * C 2 O D-ερύθρο C 2 O L-ερύθρο Ερυθρόζη/ θρεόζη (αλδοτετρόζες)
2 1 2 2 2 3 2 4
Στερεοχημεία αζώτου 1. Τετρασθενούς αζώτου (ενώσεις αμμωνίου) : R 4 N + X - 2. Τρισθενούς αζώτου (αμίνες) : NR 3 sp 3 1. Τετρασθενούς αζώτου (ενώσεις αμμωνίου)
Στερεοχημεία αζώτου 1. Τετρασθενούς αζώτου (ενώσεις αμμωνίου)
Στερεοχημεία αζώτου sp3 ν=10 10 /sec 2. Τρισθενούς αζώτου (αμίνες) : NR 3