Stereokimya Nedir?

STEREOKİMYA
01.Giriş
02. Simetri- Asimetri
03. Stereoizomerler
03.01.Enantiyomerler ve Kiralite
03.01.01. Optik aktivite
03.02. Diastereomerler
04. Enantiyomerlerin Adlandırılması
05. Fischer İzdüşüm Formülü ( Projeksiyon Formülü)
06. Mezo Bileşikleri
01.Giriş
Stereokimya, moleküllerin 3- boyutta incelenmesidir.
İnorganik kimyasal reaksiyonların gerçekleşip gerçekleşmeyeceğini etkileyen başlıca en önemli faktör sıcaklıktır. Biyolojik reaksiyonlarda moleküllerin şekli daha çok önemlidir. Bir biyolojik reaksiyonun oluşabilmesi için substrat(lar) ve enzimin bağlanma yer(ler)i uygun olmalıdır.
İzomerler, aynı molekül formülüne sahip olan farklı bileşiklerdir. Tüm izomerler ya geometrik (yapısal) ya da optik izomerler (stereoizomerler)dir.
Geometrik izomerler, yapısal izomerlerdir ve bağlanma yönünden farklılık gösterirler. Bu da, atomların birbirlerine bağlanış sıralarının farklı olması demektir.
Örneğin, n- bütan ve izo bütan (metil propan).
Bütanda düz zincir halinde dört karbon atomu sıralanırken, izobütanda üçlü karbon zinciri ve ikinci karbonda dallanma görülmektedir.
Optik izomerler (stereoizomerler) ise, asimetrik karbon atomundan kaynaklanır. Atomların bağlanış sıraları aynıdır. Uzayda yönlenişleri farklıdır.
Örneğin, cis- ve trans- 1,4- dimetil siklohekzan.
02. Simetri- Asimetri
Eğer bir obje, bir çizgi veya düzlemle birbirinin ayna görüntüsü olan ,birbiriyle eş iki parçaya ayrılabiliyorsa simetriktir denir. Simetri düzlemi boyunca katlanıldığında, her iki parça birbiriyle tamamen örtüşür. Simetrik objelere örnekler,
Simetrik olmayan objeler ise asimetrik olarak adlandırılırlar.
03. Stereoizomerler
Stereoizomerler, aynı sırayla birbirine bağlanmış aynı atomlardan oluşan, fakat değişik 3- boyutlu yapıları olan bileşiklerdir. Stereoizomer çiftleri, (molekül ve ayna görüntüsü) bazen kimyasal reaksiyonlarda ayırt edilemezler, fakat molekülün fiziksel özelliği incelenerek ayırt edilebilirler. Stereoizomerlerin saf çözeltileri düzlem polarize ışığı aynı derecede farklı yönlerde çevirirler. Bu nedenle, stereoizomerler aynı zamanda optik izomerler olarak da adlandırılırlar. Her iki optik izomerin karışımını içeren bir çözelti, iki izomerin zıt etkileri birbirini iptal edeceği için, düzlem polarize ışığı çevirmeyecektir. Streoizomerler, enantiyomerler ve diğer stereoizomerler ( cis- trans izomerleri, diastereomerler v.b) olarak gruplandırılırlar.
03.01. Enantiyomerler ve Kiralite
Kiral bir obje, ayna görüntüsüyle üst üste konulup çakıştırılamaz.
Akiral objeler ise, ayna görüntüleriyle üst üte konulup çakıştırılabilirler. Simetri düzlemine, simetri merkezine veya simetri eksenine sahip olabilirler.
Kiral bir molekülün sadece bir enantiyomerik formundan oluşmuş bir grup, enantiyomerik olarak saf veya optikçe saf olarak adlandırılır.
Bir enantiyomerin üstün gelerek oluşturduğu bir karışım enantiyomerik olarak zenginleştirilmiş olarak adlandırılır.
Kiral bir objenin her iki formu enantiyomerler olarak adlandırılırlar.
Bu bileşiklerde, sp3 hibritleşmesine uğramış tetrahedral bir karbon atomu CHXYZ gibi dört farklı sübstitüent taşır. Asimetrik karbon olarak adlandırılır. C* ile gösterilir.
Diğer stereoizomerlerin aksine, enantiyomerler benzer fiziksel özellikler gösterirler ve ayrılmaları zordur. Enantiyomerlerin ayrıldığı işlemin adına rezolüsyon denir.
Bir kiral molekülün her iki enantiyomerik formundan eşit miktarlarda içeren bir grup rasemik karışım veya rasemat olarak adlandırılır.
03.01.01. Optik aktivite :
Enantiyomerlerin diğer asimetrik yapılarla etkileşimleri ve polarlanmış ışık ile etkileşimleri farklıdır. Düzlem polarize ışığın düzlemini çeviren bir bileşik optikçe aktiftir.
Optikçe aktif bir bileşiğin ışığın polarizasyon düzlemini çevirme açısını ölçmekte kullanılan alete polarimetre denir.
Enantiyomer çiftlerinden herbiri düzlem polarize ışığın polarlanma düzlemini aynı derecede fakat biri sağ yönde diğeri sol yönde olmak üzere çevirir. Sağa çeviren enantiyomer, dekstrorotatori (+), sola çeviren enantiyomer, levorotatori (-) olarak adlandırılır.
Enantiyomer çiftlerinin eşit karışımları düzlem polarize ışığı çevirmez.
03.02. Diastereomerler
Diastereoizomerler, bir molekül içinde bir taneden fazla stereo merkez bulunduğu zaman ortaya çıkan enantiyomerik olmayan izomerlerdir.
Sadece bir kiral merkezde değişiklik gösteren diastereomerler genelde epimerler olarak adlandırılırlar.
Cis- trans izomerleri :
Cis- trans izomerleri en basit stereoizomerlerdir.
Olefinik bileşiklerde,
Halkalı bileşiklerde,
E,Z adlandırması halkalı bileşiklerin cis- trans izomerlerinde kullanılmaz.
04. Enantiyomerlerin Adlandırılması
R, S Adlandırması : (Cahn- Ingold-Prelog System)
Bu sistem, kiral bileşiklerin mutlak konfigürasyonlarının belirlenmesinde en sık kullanılan yöntemdir. Mutlak konfigürasyon, kiral karbon atomu çevresinde dört grubun düzenlenme sırasıdır.
Enantiyomerin mutlak konfigürasyonu ile polarlanmış ışığın düzlemini çevirme yönü arasında ilişki yoktur. Aynı mutlak konfigürasyona sahip iki molekülden biri sağa (+), diğeri sola (-) çeviren olabilir.
Önceliği Belirleme Kuralları
1. İncelenen bileşikteki atomlar farklı ise, öncelik sıralaması atom numarasına göre yapılır ve atom numarası en büyük olan atom en önceliklidir.
F Cl Br I
önceliğin artışı
2. Aynı elementin iki izotopu bulunduğunda, kütlesi büyük olan izotop öncelik alır.
11H ya da H 21H ya da D
hidrojen döteryum
önceliğin artışı
3. İki atom aynı olduğunda, önceliğin belirlenmesi için daha sonra gelen atomların atom numaraları kullanılır. Bu atomlara da aynı atomlar bağlanmış ise, zincir boyunca ilk farklı durum önceliği belirler. Önceliği büyük olan atomun bağlanmış olduğu atomun önceliği büyüktür.
4. İkili ya da üçlü bağlar içeren atomların önceliği, bunların tek bağlı eşdeğerle¬rine göre saptanır. Çift bağlı atomlar iki tek bağlı atom gibi, üç bağlı atomlar üç tek bağlı atom gibi düşünülür.
Bu kurala göre bazı grupların önceliği şu sırayı izler.
önceliğin artışı
Asimetrik karbon atomuna bağlı bulunan gruplara bu kurallara göre numara verilir. En yüksek öncelikli olan 1 numara olur.
En on numarayı alan grup ( en düşük önceliğe sahip olan) bize en uzak olacak şekilde, molekülün düzenlenmesi esas alınır.
Kalan üç grup için, en önce gelenden sonra gelene doğru dairesel bir ok çizilir. Eğer dairesel dönüş saat yönündeyse molekül R konfigürasyonundadır, saat yönünün tersindeyse S konfigürasyonundadır denir.
Birden fazla asimetrik karbon atomu bulunan bileşiklerde her bir asimetrik karbon atomunun konfigürasyonu ayrı ayrı bulunur.
Bu nedenle,
05. Fischer İzdüşüm Formülü ( Projeksiyon Formülü) :
Fischer Projeksiyonu ile gösterim, asimetrik karbon atomu etrafında stereokimyanın tanımlanması için basitleştirilmiş bir yoldur.
Sol tarafta Fischer projeksiyonu, sağ tarafta ise 3-boyutlu gösterim şekli görülmektedir. Her iki şekil de aynı stereokimyayı anlatır.
Fischer projeksiyonundaki yatay çizgiler her zaman aynı yönde olan bağları (kağıt düzleminden içeri veya dışarı) gösterir. Dikey çizgiler ise kağıt düzleminde olan bağları gösterir.
06. Mezo Bileşikleri
Kiral karbonları olan fakat kendi ayna görüntüsü ile çakışan stereoizomere “mezo” şekli denir.
B bileşiği kağıt üzerinde 1800 döndürüldüğünde B ile A’nın aynı bileşik olduğu görülür. (Ayna görüntüleri çakışır) Mezo bileşiklerin optik aktiviteleri yoktur.

Kaynak: Bu okuduğunuz içerik internet üzerinden derlenmiştir. Sitemizde yer alan içerikler özgün içerik değildir. Bu içerik sizin içeriğinizse iletişim seçeneklerinden bize ulaşıp atıfta bulunabilirsiniz.