Сравнивайте с английским: нажмите на абзац — оригинал откроется в окне. Кнопка EN под абзацем показывает его прямо в тексте.
Содержание
Введение
Атом, являющийся центром стереоизомерии в молекуле.
Atom which is the focus of stereoisomerism in a molecule
В стереохимии стереоцентром молекулы является атом (центр), ось или плоскость, вокруг которого проявляется стереоизомерия; то есть, если к стереоцентру присоединены по крайней мере три различные группы, то замена любых двух из них приводит к образованию нового стереоизомера. Стереоцентры также называют стереогенными центрами. Стереоцентр геометрически определяется как точка (положение) в молекуле; обычно, но не всегда, стереоцентр представляет собой конкретный атом, часто углерод. Стереоцентры могут существовать в хиральных и ахиральных молекулах; стереоцентры могут содержать одинарные или двойные связи. Молекула, содержащая несколько стереоцентров, будет образовывать множество возможных стереоизомеров. В соединениях, стереоизомерия которых обусловлена тетраэдрическими (sp3) стереогенными центрами, общее число гипотетически возможных стереоизомеров не превышает 2n, где n – число тетраэдрических стереоцентров. Однако это является верхней границей, поскольку молекулы с симметрией часто имеют меньше стереоизомеров. Стереоизомеры, образующиеся при наличии нескольких стереоцентров, можно определить как энантиомеры (несовместимые зеркальные изображения) и диастереомеры (несовместимые, не идентичные, не являющиеся зеркальными изображениями молекулы). Поскольку мезосоединение совпадает со своим зеркальным изображением, два "стереоизомера" на самом деле идентичны. Следовательно, мезосоединение уменьшает число стереоизомеров ниже гипотетического значения 2n из-за симметрии. Обозначение R указывает на направление по часовой стрелке приоритета заместителей вокруг стереоцентра, а обозначение S – на направление против часовой стрелки приоритета заместителей. В органической химии центр хиральности обычно относится к атому углерода, фосфора или серы, хотя и другие атомы могут быть центрами хиральности, особенно в области органометаллической и неорганической химии. Понятие центра хиральности обобщает понятие асимметричного атома углерода (атом углерода, связанный с четырьмя различными заместителями) до более широкого определения любого атома с четырьмя различными группами, в котором замена любых двух групп приводит к образованию энантиомера.
In stereochemistry, a stereocenter of a molecule is an atom (center), axis or plane that is the focus of stereoisomerism; that is, when having at least three different groups bound to the stereocenter, interchanging any two different groups creates a new stereoisomer. Stereocenters are also referred to as stereogenic centers. A stereocenter is geometrically defined as a point (location) in a molecule; a stereocenter is usually but not always a specific atom, often carbon. Stereocenters can exist on chiral or achiral molecules; stereocenters can contain single bonds or double bonds. A molecule having multiple stereocenters will produce many possible stereoisomers. In compounds whose stereoisomerism is due to tetrahedral (sp3) stereogenic centers, the total number of hypothetically possible stereoisomers will not exceed 2n, where n is the number of tetrahedral stereocenters. However, this is an upper bound because molecules with symmetry frequently have fewer stereoisomers. The stereoisomers produced by the presence of multiple stereocenters can be defined as enantiomers (non superposable mirror images) and diastereomers (non superposable, non identical, non mirror image molecules). Since a meso compound is superposable on its mirror image, the two "stereoisomers" are actually identical. Resultantly, a meso compound will reduce the number of stereoisomers to below the hypothetical 2n amount due to symmetry. A designation of R denotes a clockwise direction of substituent priority around the stereocenter, while a designation of S denotes a counter clockwise direction of substituent priority. In organic chemistry, a chirality center usually refers to a carbon, phosphorus, or sulfur atom, though it is also possible for other atoms to be chirality centers, especially in areas of organometallic and inorganic chemistry. The concept of a chirality center generalizes the concept of an asymmetric carbon atom (a carbon atom bonded to four different entities) to a broader definition of any atom with four different attachment groups in which an interchanging of any two attachment groups gives rise to an enantiomer.
Стереогенный на углероде
Атом углерода, к которому присоединены четыре различных заместителя, называется асимметричным атомом углерода или хиральным центром. Хиральные центры углерода – наиболее распространенный тип хирального центра. Однако инверсия азота, являющаяся формой пирамидальной инверсии, приводит к рацемизации, то есть при нормальных условиях присутствуют оба эпимера у этого атома азота. Рацемизация посредством инверсии азота может быть ограничена (например, в случае четвертичных катионов аммония или фосфония) или протекать медленно, что позволяет хиральности существовать. Атомы металлов с тетраэдрической или октаэдрической геометрией также могут быть хиральными из-за различных лигандов. В случае октаэдрической геометрии возможно несколько видов хиральности. При наличии трех лигандов двух типов они могут располагаться вдоль меридиана, образуя *mer*-изомер, или формировать грань – *fac*-изомер. Наличие трех бидентатных лигандов одного типа приводит к образованию структуры типа пропеллера, с двумя различными энантиомерами, обозначаемыми Λ и Δ.
A carbon atom that is attached to four different substituent groups is called an asymmetric carbon atom or chiral carbon. Chiral carbons are the most common type of chirality center. However, nitrogen inversion, a form of pyramidal inversion, causes racemization which means that both epimers at that nitrogen are present under normal circumstances. Racemization by nitrogen inversion may be restricted (such as quaternary ammonium or phosphonium cations), or slow, which allows the existence of chirality. Metal atoms with tetrahedral or octahedral geometries may also be chiral due to having different ligands. For the octahedral case, several chiralities are possible. Having three ligands of two types, the ligands may be lined up along the meridian, giving the mer isomer, or forming a face—the fac isomer. Having three bidentate ligands of only one type gives a propeller type structure, with two different enantiomers denoted Λ and Δ.
Хиральность и стереоцентры
Как упоминалось ранее, требование к атому, чтобы являться центром хиральности, состоит в том, что атом должен быть sp3-гибридизован и иметь четыре различных заместителя. В связи с этим, все центры хиральности являются стереоцентрами. Однако обратное верно не всегда. Вспомните, что стереоцентром может считаться атом с минимум тремя различными заместителями; стереоцентры могут быть как sp3-, так и sp2-гибридизованными, если замена любых двух различных заместителей приводит к образованию нового стереоизомера. Это означает, что хотя все центры хиральности являются стереоцентрами, не каждый стереоцентр является центром хиральности. Стереоцентры – важные индикаторы для хиральных или ахиральных молекул. Как общее правило, если молекула не содержит стереоцентров, она считается ахиральной. Если молекула содержит хотя бы один стереоцентр, она потенциально является хиральной. Однако существуют исключения, такие как мезосоединения, которые делают молекулы с несколькими стереоцентрами ахиральными.
As mentioned earlier, the requirement for an atom to be a chirality center is that the atom must be sp3 hybridized with four different attachments. Because of this, all chirality centers are stereocenters. However, only under some conditions is the reverse true. Recall that a point can be considered a sterocenter with a minimum of three attachment points; stereocenters can be either sp3 or sp2 hybridized, as long as the interchanging any two different groups creates a new stereoisomer. This means that although all chirality centers are stereocenters, not every stereocenter is a chirality center. Stereocenters are important identifiers for chiral or achiral molecules. As a general rule, if a molecule has no stereocenters, it is considered achiral. If it has at least one stereocenter, the molecule has the potential for chirality. However, there are some exceptions like meso compounds that make molecules with multiple stereocenters considered achiral.