Newman-projektioiden R- ja S-konfiguraatioiden määrittäminen
Miten määritetään R- ja S-konfiguraatiot Newman-projektioissa? Tärkeintä on pystyä nopeasti muuntamaan Newman-projektiot viivadiagrammeiksi ja käyttää sitten tuttuja CIP-sääntöjä R/S-konfiguraatioiden määrittämiseen viivadiagrammeissa.
Miten Newman-projektiot muunnetaan viivadiagrammeiksi? Sitä käsittelemme tässä artikkelissa.
Sisällysluettelo
- (R:n) ja (S:n) määrittäminen Newman-projektioissa: A Good Thing To Know For A Stereochemistry Exam
- Most People Are Actually OK At Visualizing Familiar Things In 3-D. Orgaanisen kemian aloittelijoiden ongelma on, että molekyylit eivät ole tuttuja
- Kissat ovat tuttuja. Piirretään siis kissan ”Newman-projektio”
- Newman-projektio:
- Eclipsed and Staggered Conformations Are Interconverted by Rotation of 60° along the Central C-C Bond
- How To Convert A Newman Projection To A Line Diagram
- A Cheat Sheet For Going From A Newman To A Line Diagram: R- ja S-konfiguraation määrittäminen Newman-projektioissa: Esimerkki #1
- R- ja S-konfiguraation määrittäminen Newman-projektioilla: Esimerkki #2
- Determining R and S on A Newman With An Eclipsed Conformation:
- Johtopäätös: R- ja S-konfiguraatioiden määrittäminen Newman-projektioissa
1. (R)- ja (S)-konfiguraatioiden määrittäminen Newman-projektioissa
Kahdessa viimeisimmässä postauksessa käsittelimme sitä, miten Cahn-Ingold-Prelog (CIP) -sääntöjä voidaan käyttää (R/S)-konfiguraatioiden määrittämiseen kiraalisten hiilien konfiguraatioille erilaisissa sekä yksinkertaisissa että monimutkaisemmissa tilanteissa.
Tähän mennessä kaikissa kysymyksissä on pyydetty osoittamaan (R/S) molekyyleille, jotka on piirretty sidosviivakaavioina, kuten vasemmalla alhaalla näkyvässä molekyylissä.
Tämä on hyvä. Mutta silloin tällöin – kuten esimerkiksi tentissä, vinkki vinkki – saatat joutua hämmennyksiin. Miten esimerkiksi määritetään R/S, kun molekyyli on piirretty Newmanina? (alhaalla oikealla)
Temppu on muuntaa Newman-projektio sidosviivakaavioksi ja määrittää sitten R/S.
Tässä postauksessa kerrotaan, miten se tehdään.
Tämän postauksen kirjoitti yhdessä Matt Pierce Organic Chemistry Solutionsista. Kysy Mattilta verkko-opetuskerran sopimisesta täältä.
2. Ota yhteyttä Mattiin. Useimmat ihmiset ovat oikeastaan aika hyviä visualisoimaan tuttuja asioita kolmiulotteisesti. Ongelma orgaanista kemiaa aloitteleville on se, että molekyylit eivät ole tuttuja
Yksi yleinen asia, jonka kuulen opiskelijoilta siitä, miksi orgaaninen kemia on vaikeaa, on se, että he sanovat, että heillä on ”vaikeuksia visualisoida asioita 3D:ssä.”
En itse asiassa usko, että tämä pitää paikkaansa.
Olen sitä mieltä, että suurin osa ihmisistä osaa hyvin visualisoida asioita 3D:ssä.
Ongelma piilee siinä, että molekyylien visuaalinen visualisoiminen on tuntematonta.
Tämän hypoteesin perusteella otetaan jotain tuttua ja tehdään visualisointiharjoituksia.
Tässä on kuva nälkäisestä Jerusalemin katukissasta.
Voisitko visualisoida, miltä se näyttäisi sivulta?
Lähes varmasti, koska olet hyvin perehtynyt siihen, miltä kissat näyttävät useimmista kuvakulmista.
Jos sinun pitäisi tehdä piirros (tikku-ukot kelpaavat), se näyttäisi luultavasti jotakuinkin tältä:
Huomaa, että otimme joitain vapauksia. Meihin päin osoittavat jalat on piirretty kiiloina ja poispäin osoittavat jalat ovat katkoviivoja.
3. Kissan ”Newman-projektio”
Tehdään nyt samantyyppinen harjoitus, mutta päinvastoin.
Vastaanotamme tuon äsken piirtämämme tikku-ukkelin ja yritämme kuvitella, miltä se näyttäisi edestä päin katsottuna (eli katsokaa vasemmalta päin katsottuna) ja takaa päin katsottuna (katsokaa oikealta päin).
Syistä, jotka käyvät pian ilmi, lisäämme hieman yksityiskohtia: Annetaan kissalle värilliset ”sukat” (oranssit ja siniset).
Koska sinulla on todennäköisesti erittäin hyvä kolmiulotteinen mentaalimalli kissasta, harjoituksen tekemisen ei pitäisi tuntua sinusta liian vaikealta.
Toivottavasti sait tulokseksesi jotakuinkin tämänkaltaisen tuloksen, joka on alla. Yksinkertaisuuden vuoksi jätin silmien piirtämisen pois
Ympyrä edustaa kissan vartaloa, koska etu- ja takalonkat estävät toisiaan.
Mahdollisesti huomasit tämän hyödyllisen vastaavuuden:
- Kun katsoimme kissaa vasemmalta (i.eli etukatsomosta) kiilojen (oranssi) ryhmät päätyivät oikealle puolelle.
- Kun katsoimme kissaa oikealta (eli takakatsomosta) kiilojen (oranssi) ryhmät päätyivät vasemmalle puolelle
4. Millainen se on? Newmanin projektio: Eclipsed and Staggered Conformations
Tämä kaikki on tietysti ollut vain kiertotie Newman-projektion tarkasteluun sekä harjoitus, jonka tarkoituksena on auttaa sinua ymmärtämään, että osaat havainnollistaa molekyylejä paremmin kolmiulotteisesti kuin olet ehkä aiemmin luullutkaan.
Auttaahan se, että kissat kartoittavat molekyylejä melko hyvin!
Muistetaan, että Newman-projektiot ovat kätevä tapa esittää molekyylien konformaatiot. Esimerkiksi juuri piirtämämme kissa oli ”pimenneessä” konformaatiossa, jossa pää ja häntä ovat samassa linjassa kuin kellon tunti- ja minuuttiosoittimet, jotka lyövät keskiyötä. Myös etu- ja takajalat ovat samassa linjassa.
Toinen merkittävä huomionarvoinen konformaatio on ”porrastettu” konformaatio, jossa kolme etummaista ryhmää on 60 asteen päässä toisistaan suhteessa kolmeen takimmaiseen ryhmään.
5. Muuta. Eclipsed and Staggered Conformations Are Interconverted Interconverted by Rotation of 60° Along the Central C-C Bond
Alhaalla olevassa esimerkissä käännetään takahiiltä 60 astetta myötäpäivään (CW) etummaiseen hiileen nähden, pitkin keskeistä hiili-hiilisidosta. Kun tämä on tehty, huomaa, kuinka vihreät vedyt ovat siirtyneet vastaavasti 12:00:sta 2:00:een, 4:00:sta 6:00:een ja 8:00:sta 10:00:een.
Kun tarkastelemme tätä ”porrastettua” molekyyliä sivulta, saamme sidosviivakaavion, jossa sivutason sidokset ovat siksak-konfiguraatiossa (alhaalla oikealla).
Kun tarkastelemme tätä ”porrastettua” sidoslinjakaaviota vasemmalta, saamme ”porrastetun” Newmanin, joka on piirretty oikealle ylhäältä.
6. JOHDANTO
. Miten Newman-projektio muunnetaan viivadiagrammiksi
Miten siis muunnamme Newman-diagrammin bond-viivadiagrammiksi? Tässä osiossa käydään läpi kaikki vaiheet.
Ensimmäinen asia, joka on tunnustettava, on se, että sidosviivakaavioissa on vain neljä mahdollista mallia, joita sidokset sivun tasossa noudattavat.
On kaksi mahdollista ”siksak”-muotoa, jotka vastaavat ”porrastettua” konformaatiota, ja on myös kaksi mahdollista ”C-muotoa”, jotka vastaavat ”pimennystä” konformaatiota. .
Jos katsomme vasemmalta päin kutakin noista neljästä viivakaavion kuviosta, näemme, että kukin tuottaa erilaisen Newmanin projektiokuvion.
On olemassa neljä Newmanin projektiokuviota:
- etupuolella alhaalla/takana ylhäällä,
- etupuolella ylhäällä/takana alhaalla,
- etupuolella ylhäällä/takana ylhäällä,
- ja etupuolella alhaalla/takana alhaalla.
Nyt kun olemme nähneet, miten kuviot toimivat eteenpäin, sovelletaan nyt näitä kuvioita taaksepäin.
7. Huijauslappu Newmanista viivakaavioon siirtymistä varten: There Are Only 4 Templates To Consider
Käyttämällä näitä malleja, voimme ottaa minkä tahansa Newman-projektion ja työskennellä taaksepäin saadaksemme vastaavan bond-viivamallin, ja sitten piirtää viivat ja kiilat.
Tässä ovat 4 Newman-projektiokuviota, muunnettuna viivakaavioiksi. (Oikealla näet, miltä se näyttää 30° kallistettuna). 
Yksi tärkeä asia on huomattava. Kuten kissan kohdalla näimme, kun katsomme molekyyliä vasemmalta puolelta:
- kaikista oikealla (R) olevista ryhmistä tulee kiiloja, ja
- kaikista vasemmalla (L) olevista ryhmistä tulee katkoviivoja
Jos noudatat kaavaa, jonka mukaan katsot molekyyliä vasemmalta puolelta katsottuna, sinun ei tarvitse muuta kuin muistaa piirtää kiilat Newmanin kaaviokuvion oikealle puolelle.
8. R- ja S-konfiguraation määrittäminen Newman-projektioilla: Esimerkki #1
Sovelletaan tätä muutamaan konkreettiseen esimerkkiin.
Aluksi määritetään R/S Newmanille, joka on piirretty porrastetussa konformaatiossa, jossa on yksi stereokeskus.
Tämä on piirretty (edestä ylös, takaa alas), joten käytämme yllä olevaa mallia #2.
Tässä esimerkissä piirrettiin (edestä ylös, takaa alas) porrastettu malli ja sitten täytettiin sidokset. Huomaa, että Newmanin oikealla puolella olevat ryhmät (Br ja CH3) kiinnittyivät viivakaaviossa kiiloihin.
Konfiguraatioksi pitäisi saada (R).
9. Determining R and S Configuration On Newman Projections: Esimerkki #2
Mennään seuraavaksi takaisin alkuperäiseen esimerkkiin (2-bromi-3,4-dimetyylipentaani).
Se on piirretty myös porrastetussa konformaatiossa (edestä alas, takaa ylös). Käytämme tässä siis mallia #1.
Käyttämällä samaa menetelmää pitäisi saada (R) stereokeskukselle, joka sisältää Br:n, ja (S) stereokeskukselle hiilen #3 kohdalla. Yksityiskohtaiset tiedot siitä, miten tämä tehtiin, löytyvät kuvasta.
10. Kokeile, miten tämä tehtiin. R:n ja S:n määrittäminen Newmanilla, jolla on pimenevä konformaatio: Esimerkki #3.
Entä jos molekyyli on pimenevässä konformaatiossa? Kokeile tätä.
Tämä noudattaa (edestä alas, takaa alas) kaavaa, joten noudata mallia #4
Siitä pitäisi saada (3R, 4R). Jos haluat nähdä yksityiskohtia siitä, miten se tehtiin, klikkaa tästä.
Johtopäätös: R- ja S-konfiguraatioiden määrittäminen Newman-projektioissa
Jos pystyt hahmottamaan, miltä kissa näyttäisi edestä ja sivulta, sinun pitäisi pystyä muuntamaan Newman-projektio viivakaavioksi. Tämä on ensimmäinen askel R/S:n määrittämisessä Newman-projektiossa.
Tieto siitä, että malleja on vain muutama, helpottaa sitä.
Kun teet sen tarpeeksi monta kertaa, et edes tarvitse malleja, ja saatat huomata, että on helpompaa tehdä se vain päässään.
Kun teet sen tarpeeksi monta kertaa, et edes tarvitse malleja, ja saatat huomata, että on helpompaa tehdä se vain päässään.