Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Мазмұны
Кіріспе
Химияның тармақшасы
Subdiscipline of chemistry
Стереохимия – химияның бір тармақшасы болып табылады және молекула құрылымын құрайтын атомдардың салыстырмалы кеңістіктегі орналасуын және оларды өзгертуді зерттейді. Стереохимияны зерттеу стереоизомерлер арасындағы байланыстарға бағытталған, олардың анықтамасы бойынша бірдей молекулалық формуласы және байланысқан атомдар тізбегі (құрамы) бар, бірақ кеңістіктегі атомдардың геометриялық орналасуымен ерекшеленеді. Осы себепті оны 3D химия деп те атайды – «стерео» префиксі «үш өлшемділік» дегенді білдіреді. Стереохимия – органикалық, бейорганикалық, биологиялық, физикалық және әсіресе супрамолекулалық химияның барлық саласын қамтиды. Стереохимияға осы байланыстарды анықтау және сипаттау әдістері; осы байланыстардың физикалық немесе биологиялық қасиеттеріне тигізетін әсері, сондай-ақ осы байланыстардың молекулалардың реакциялық қабілетіне тигізетін әсері (динамикалық стереохимия) кіреді.
Stereochemistry, a subdiscipline of chemistry, involves the study of the relative spatial arrangement of atoms that form the structure of molecules and their manipulation. The study of stereochemistry focuses on the relationships between stereoisomers, which by definition have the same molecular formula and sequence of bonded atoms (constitution), but differ in the geometric positioning of the atoms in space. For this reason, it is also known as 3D chemistry—the prefix "stereo " means "three dimensionality". Stereochemistry spans the entire spectrum of organic, inorganic, biological, physical and especially supramolecular chemistry. Stereochemistry includes methods for determining and describing these relationships; the effect on the physical or biological properties these relationships impart upon the molecules in question, and the manner in which these relationships influence the reactivity of the molecules in question (dynamic stereochemistry).
Тарих
Кейбір молекулалық құбылыстарды байқағаннан кейін ғана стереохимиялық принциптер жасалды. 1815 жылы Жан Батист Биоттың оптикалық белсенділікті байқауы органикалық стереохимия тарихының бастауын белгіледі. Ол органикалық молекулалардың ерітіндіде немесе газ фазасында поляризацияланған жарық жазықтығын айналдыра алатынын байқады. Бионың жаңалығына қарамастан, Луи Пастер көбінесе бірінші стереохимик деп есептеледі, себебі ол 1842 жылы шарап өндірісіндегі ыдыстардан жиналған шарап қышқылының тұздары поляризацияланған жарық жазықтығын айналдыратынын, ал басқа көздерден алынған тұздардың мұндай қасиеті болмайтынын анықтады. Бұл қасиет – екі түрлі тартрат тұзының арасындағы жалғыз физикалық айырмашылық – оптикалық изомеризмге байланысты. 1874 жылы Якоб Хенрик ван’т Хофф пен Жозеф Ле Бел оптикалық белсенділікті көміртекке байланысқан атомдардың тетраэдрлік орналасуымен түсіндірді. Кекуле 1862 жылы тетраэдрлік модельдерді пайдаланған, бірақ оларды жарияламады; Эмануэле Патерно, мүмкін, осы туралы білген, бірақ 1869 жылы Giornale di Scienze Naturali ed Economiche журналында 1,2-дибромоэтан сияқты үш өлшемді құрылымдарды суреттеп, талқылаған алғашқы адам болды. "Хиральды" термині 1904 жылы лорд Келвин тарапынан енгізілді. Шотланд фармакологы Артур Робертсон Кушни 1908 жылы хиральды молекуланың энантиомерлері арасындағы биоактивтілік айырмашылығының нақты мысалын келтірді: ( ) адреналин (±) түрінен екі есе күштірек вазоконстриктор ретінде әрекет етеді, ал 1926 жылы хиральдық фармакология/стереофармакологияның (оптикалық изомерлік заттардың биологиялық байланыстары) негізін қалады. Кейін 1966 жылы Кан-Инггольд-Прелог номенклатурасы немесе реттілік ережесі стереогендік/хиральдық орталыққа абсолютті конфигурацияны (R және S белгілері) беру үшін жасалды және олефиндік байланыстарға да қолданылуға кеңейтілді (E және Z белгілері).
It was not until after the observations of certain molecular phenomena that stereochemical principles were developed. In 1815, Jean Baptiste Biot's observation of optical activity marked the beginning of organic stereochemistry history. He observed that organic molecules were able to rotate the plane of polarized light in a solution or in the gaseous phase. Despite Biot's discoveries, Louis Pasteur is commonly described as the first stereochemist, having observed in 1842 that salts of tartaric acid collected from wine production vessels could rotate the plane of polarized light, but that salts from other sources did not. This property, the only physical property in which the two types of tartrate salts differed, is due to optical isomerism. In 1874, Jacobus Henricus van 't Hoff and Joseph Le Bel explained optical activity in terms of the tetrahedral arrangement of the atoms bound to carbon. Kekulé used tetrahedral models earlier in 1862 but never published these; Emanuele Paternò probably knew of these but was the first to draw and discuss three dimensional structures, such as of 1,2 dibromoethane in the Giornale di Scienze Naturali ed Economiche in 1869. The term "chiral" was introduced by Lord Kelvin in 1904. Arthur Robertson Cushny, Scottish Pharmacologist, in 1908, first offered a definite example of a bioactivity difference between enantiomers of a chiral molecule viz. ( ) Adrenaline is two times more potent than the (±) form as a vasoconstrictor and in 1926 laid the foundation for chiral pharmacology/stereo pharmacology (biological relations of optically isomeric substances). Later in 1966, the Cahn Ingold Prelog nomenclature or Sequence rule was devised to assign absolute configuration to stereogenic/chiral center (R and S notation) and extended to be applied across olefinic bonds (E and Z notation).
Маңыздылығы
Кан–Инггольд–Прелог басымдық ережелері молекуланың стереохимиясын сипаттау жүйесінің бір бөлігі болып табылады. Олар стереоорталықтың маңындағы атомдарды стандартты тәртіппен бағалайды, бұл молекуладағы осы атомдардың салыстырмалы орнын нақты анықтауға мүмкіндік береді. Фишер проекциясы – стереоорталық маңындағы стереохимияны бейнелеудің жеңілдетілген әдісі.
Cahn–Ingold–Prelog priority rules are part of a system for describing a molecule's stereochemistry. They rank the atoms around a stereocenter in a standard way, allowing the relative position of these atoms in the molecule to be described unambiguously. A Fischer projection is a simplified way to depict the stereochemistry around a stereocenter.
Талидомид мысалы
Стереохимия медицина, әсіресе фармацевтика саласында маңызды қолданысқа ие. Стереохимияның маңыздылығын көрсететін әйгілі мысал – талидомид трагедиясы. Талидомид – 1957 жылы Германияда алғаш синтезделген фармацевтикалық препарат, жүкті әйелдердегі таңғы ауруды емдеу үшін тағайындалған. Препараттың тератогендік қасиеттері бар екені анықталды, ол эмбрионның ерте даму кезеңіндегі генетикалық зақымдануға алып келді, нәтижесінде нәрестелерде аяқ-қол деформациясы пайда болды. Терратогендік әсердің ұсынылған механизмдерінің кейбіреулері (R) және (S) талидомид энантиомерлерінің әртүрлі биологиялық функцияларын қамтиды. Алайда, адам организмінде талидомид рацемизацияға ұшырайды: егер екі энантиомердің тек біреуі дәрі ретінде қолданылса да, метаболизм нәтижесінде екінші энантиомер де түзіледі. Сондықтан, бір стереоизомер қауіпсіз, ал екіншісі тератогенді деген тұжырым дұрыс емес. Қазіргі уақытта талидомид басқа ауруларды, әсіресе қатерлі ісіктер мен мәйісті емдеуде қолданылады. Жүкті әйелдердің оны қолдануын және даму деформацияларын болдырмау үшін қатаң ережелер мен бақылау шаралары енгізілді. Бұл трагедия дәрілік препараттарды халыққа қолжеткізбес бұрын оларды қатаң сынау қажеттігін дәлелдеді.
Stereochemistry has important applications in the field of medicine, particularly pharmaceuticals. An often cited example of the importance of stereochemistry relates to the thalidomide disaster. Thalidomide is a pharmaceutical drug, first prepared in 1957 in Germany, prescribed for treating morning sickness in pregnant women. The drug was discovered to be teratogenic, causing serious genetic damage to early embryonic growth and development, leading to limb deformation in babies. Some of the several proposed mechanisms of teratogenicity involve a different biological function for the (R) and the (S) thalidomide enantiomers. In the human body however, thalidomide undergoes racemization: even if only one of the two enantiomers is administered as a drug, the other enantiomer is produced as a result of metabolism. Accordingly, it is incorrect to state that one stereoisomer is safe while the other is teratogenic. Thalidomide is currently used for the treatment of other diseases, notably cancer and leprosy. Strict regulations and controls have been enabled to avoid its use by pregnant women and prevent developmental deformations. This disaster was a driving force behind requiring strict testing of drugs before making them available to the public.
Түрлері
Атропизомеризм – осьтік хиралдылықтың энергетикалық түрі. Бұл хиралдылық түрі көбінесе екі sp² гибридтелген атом арасындағы байланыстың әртүрлі ауысуынан туындайды. Цис-транс изомерлігі – геометриялық изомерлер деп те аталады, бұл қосылыстар молекуланың икемсіз құрылымына байланысты әртүрлі конфигурацияларға ие. Молекуланың цис-транс изомерлігін көрсету үшін екі шарт орындалуы керек: 1. Молекула ішіндегі айналу шектелген болуы керек. 2. Әрбір қос байланысқан көміртек атомында екі әртүрлі топ болуы керек. Конформациялық изомерлік – бұл изомерлік түрі конформерлер, ротациялық изомерлер және ротамерлер деп те аталады. Конформациялық изомерлік бір байланыс бойынша айналу нәтижесінде пайда болады. Диастереомерлер – бұл стереоизомерлер бір-біріне сәйкес келмейтін, әртүрлі бейнелер. Диастереомерлер қосылыстың стереоизомерлері сәйкес стереоорталықтарда әртүрлі конфигурацияларға ие болғанда пайда болады. Энантиомерлер – бұл стереоизомерлер, олар бір-біріне сәйкес келмейтін, айна бейнелері.
AtropisomerismAn energetic form of axial chirality. This form of chirality derives from differential substitution about a bond, commonly between two sp² hybridized atoms. Cis–trans isomerismAlso referred to as geometric isomers, these compounds have different configurations due to the inflexible structure of the molecule. Two requirements must be met for a molecule to present cis trans isomerism:1. Rotation within the molecule must be restricted.2. Two nonidentical groups must be on each doubly bonded carbon atom. Conformational isomerismThis form of isomerism is also referred to as conformers, rotational isomers, and rotamers. Conformational isomerism is produced by rotation about the Single bond. DiastereomersThese stereoisomers are non image, non identical. Diastereomers occur when the stereoisomers of a compound have differing configurations at corresponding stereocenters. EnantiomersStereoisomers which are nonsuperposable, mirror images.