Введение

Молекулы, являющиеся не зеркальными, не идентичными стереоизомерами.

Диастереомеры, которые также являются эпимерами. D-Треоза, D-Эритроза.

В стереохимии диастереомеры (иногда называемые диастереоизомерами) — это тип стереоизомеров. Диастереомеры определяются как стереоизомеры, не являющиеся зеркальными изображениями друг друга и не идентичные. Следовательно, они возникают, когда два или более стереоизомера соединения имеют различные конфигурации в одном или нескольких (но не во всех) эквивалентных (связанных) стереоцентрах и не являются зеркальными изображениями друг друга. Если два диастереоизомера различаются только в одном стереоцентре, они называются эпимерами. Каждый стереоцентр дает начало двум различным конфигурациям и, таким образом, обычно увеличивает число стереоизомеров вдвое. Диастереомеры отличаются от энантиомеров тем, что последние представляют собой пары стереоизомеров, различающихся во всех стереоцентрах и, следовательно, являющихся зеркальными изображениями друг друга. Энантиомеры соединения с более чем одним стереоцентром также являются диастереомерами других стереоизомеров этого соединения, которые не являются их зеркальными изображениями (то есть, исключая противоположный энантиомер). Диастереомеры имеют различные физические свойства (в отличие от большинства свойств энантиомеров) и часто различную химическую реакционную способность. Диастереомеры отличаются не только физическими свойствами, но и химической реактивностью – тем, как соединение взаимодействует с другими веществами. Глюкоза и галактоза, например, являются диастереомерами. Несмотря на одинаковую молярную массу, глюкоза более стабильна, чем галактоза. Эта разница в стабильности приводит к тому, что галактоза всасывается в организме человека немного быстрее, чем глюкоза. Диастереоселективность — это предпочтительное образование одного или нескольких диастереомеров по сравнению с другими в органической реакции. В целом, стереоселективность объясняется торсионными и стерическими взаимодействиями в стереоцентре, возникающими при приближении электрофилов к стереоцентру в ходе реакции.

Синтаксис / анти

Когда одинарная связь между двумя центрами может свободно вращаться, обозначения цис/транс теряют свою актуальность. Два общепринятых префикса, используемых для различения диастереомеров в молекулах с открытой цепью, имеющих sp³-гибридизированные связи, – син и анти. Масамуне предложил обозначения, которые работают даже в том случае, если группы не присоединены к соседним атомам углерода. Они также не зависят от приоритетов CIP. Син описывает группы, расположенные на одной стороне, а анти – группы, расположенные на противоположных сторонах. Эта концепция применима только к зигзагообразной проекции. Эти обозначения описывают только относительную, а не абсолютную стереохимию. Все изомеры идентичны.

Стереоцентры с множественными элементами

Если молекула содержит два асимметричных центра, существует до четырех возможных конфигураций, и не все они являются несовместимыми зеркальными отражениями друг друга. Количество возможных изомеров увеличивается с добавлением каждого нового стереоцентра к молекуле. В общем случае, число стереоизомеров молекулы можно определить, вычислив 2n, где n – число хиральных центров в молекуле. Это справедливо, за исключением случаев, когда молекула имеет мезомеры. Мезосоединения – это молекулы, содержащие стереоцентры, но обладающие внутренней плоскостью симметрии, позволяющей им совпадать со своим зеркальным изображением. Такие эквивалентные конфигурации нельзя рассматривать как диастереомеры. При n = 3 существует восемь стереоизомеров. Среди них четыре пары энантиомеров: R,R,R и S,S,S; R,R,S и S,S,R; R,S,S и S,R,R; и R,S,R и S,R,S. Диастереомеров гораздо больше, поскольку каждая из этих конфигураций является диастереомером по отношению ко всем остальным, за исключением своего энантиомера (например, R,R,R является диастереомером R,R,S; R,S,R; и R,S,S). При n = 4 существует шестнадцать стереоизомеров, или восемь пар энантиомеров. Четыре энантиомерные пары альдопентоз и восемь энантиомерных пар альдогексоз (подмножества пяти- и шестиуглеродных сахаров) являются примерами групп соединений, различающихся таким образом.

Диастереомеризм при двойной связи

Изомеры, образованные двойной связью, всегда считаются диастереомерами, а не энантиомерами. Диастереомеризм может также возникать у двойной связи, где взаимное расположение заместителей цис- и транс- к ней приводит к образованию двух несуперпозируемых изомеров. Многие конформационные изомеры также являются диастереомерами. Для обозначения диастереомеров, возникающих у двойной связи, в номенклатуре алкенов используется система E/Z, или entgegen и zusammen (немецкий язык).

Приложения

Как уже было сказано ранее, два диастереомера не будут обладать идентичными химическими свойствами. Это знание используется в хиральном синтезе для разделения смеси энантиомеров. В этом заключается принцип хирального разделения. После получения диастереомеров их разделяют с помощью хроматографии или перекристаллизации. Также обратите внимание на пример стереохимии кетонизации енолов и енолятов.