Procriralitate
Prociralitatea în chimie este proprietatea geometrică a unei molecule achirale de a deveni chirală într-o singură etapă. [1]
O moleculă achirală se numește procirală dacă poate fi transformată într-o moleculă chirală prin schimbarea unui atom sau a unui grup de atomi. De exemplu, dacă prin înlocuirea mai întâi a unuia și apoi a celuilalt hidrogen al unui grup metilen al unei molecule cu deuteriu , se obțin două molecule noi care sunt imaginea în oglindă a celeilalte, molecula este procirală. Atomii sau grupurile de atomi care, dacă sunt înlocuiți cu un alt atom sau o altă grupă achirală, duc la formarea enantiomerilor se numesc enantiotopici . Dacă substituția duce la formarea diastereomerilor, atomii sau grupurile de atomi sunt diastereotopici , dar molecula nu este procirală. Atomii sau grupurile care au substituit conduc la formarea stereoizomerilor sunt numiți heterotopici , în timp ce dacă substituția nu duce la formarea stereoizomerilor , molecula nu este procirală și grupurile sunt numite homotopice .
Termenul prociral se aplică și moleculelor achirale care conțin un sistem trigonal, cum ar fi o cetonă sau o alchenă , care pot fi transformate în molecule chirale prin adăugarea unui atom achiral sau a unui grup de atomi [1] . Fețele acestui grup trigonal sunt numite procirale și sunt heterotopice . Dacă adăugarea duce la formarea a doi diastereomeri, fețele sunt diastereotopice .
Exemple
- Înlocuirea ipotetică mai întâi a unuia și apoi a celuilalt dintre hidrogenii legați de C (2) 1,3-propandiolului cu deuteriu , un heteroatom sau un grup achiral generează două molecule suprapozabile (homomeri), adică două molecule identice . Molecula nu este procirală și se spune că cei doi hidrogeni sunt homotopici .
- Reducerea formaldehidei la metanol nu generează stereoizomer, deci fețele formaldehidei sunt homotopice .
- Înlocuirea ipotetică analogă a hidrogenilor legați de C (1) în etanol cu deuteriu duce la formarea a doi enantiomeri . Molecula este procirală, cei doi hidrogeni sunt enantiotopici . Cei doi hidrogeni sunt indicați cu H R și H S în funcție de înlocuirea cu deuteriu (pentru a nu modifica ordinea de prioritate) aduce în acel stereocentru o configurație de tip R sau S.
- Reducerea acetaldehidei cu deuterohidrură de litiu aluminiu (LiAlD 4 ) duce la formarea unui alcool cu formula CH 3 CHDOD. În funcție de care față enantiotopică este atacată de atomul de deuteriu, se poate avea un stereoizomer R sau S.
Urmări
Doi atomi heterotopici ai unei molecule procirale într-un mediu achiral nu se disting și au aceeași reactivitate.
- Cei doi hidrogeni legați de C-1 al etanolului dau RMN un singur semnal. Dacă, pe de altă parte, se adaugă un reactiv de deplasare chirală , vecinătatea celor doi protoni se schimbă și substituenții enantiotopici se disting, formând parte dintr-un complex chiral.
- Prin oxidarea etanolului la acetaldehidă cu un reactiv achiral, nu se elimină preferențial nici hidrogenul.
- Reacționând acetaldehida deuterată la C-1 cu hidrură de bor de sodiu într-un mediu achiral, se obține un racem , prin urmare ionul hidrură atacă cele două fețe procirale în mod indistinct.
- Enzima alcool dehidrogenază catalizează atât oxidarea alcoolilor în aldehide, cât și reducerea inversă. Mediul chimic al reacției este în acest caz locul activ al enzimei care este chirală: în oxidarea alcoolului există îndepărtarea selectivă a unuia dintre cei doi hidrogeni enantiotopici, în timp ce în reducerea aldehidei există atacul selectiv al hidrurii pe doar una dintre cele două fețe procirale, dând de preferință un singur enantiomer.
