Elektrotehnika I osaeksami küsimused (0)

Optiline isomeeria Isomeerid  on  ühesuguse  molekulaarvalemi  ja  molekulmassiga,   kuid   struktuurilt   ning füüsikalistelt- ja keemilistelt omadustelt erinevad  keemilised ained. Isomeerid jagunevad kaheks: struktuuriisomeerideks ja stereoisomeerideks ning need veel omakorda mitmeks alamtüübiks.  (1) Optiline isomeeria kuulub viimaste, stereoisomeeride kilda ning jaguneb kaheks   alamharuks   –  enantiomeerideks  (kui   molekulis   esineb   üks  kiraalkese)   või diastereomeerideks  (kui   kiraalkeskmeid   on   kaks   või   rohkem).   (1)  Optilisi   isomeere iseloomustatakse R, S- või suhteliste D, L- konfiguratsioonide kaudu. (4) Konfiguratsioonid Tähtedega   R   ja   S   tähistatakse   üldjuhul   tsentraalse   kiraalsusega   optiliste isomeeridekonfiguratsioone.   R,S-nomenklatuuri   aluseks   on   asendajate   liigitamine vanemuse alusel. R,S-nomenklatuuri nimetatakse ka selle kasutusele võtjate järgi Cahni- Ingoldi-Prelogi süsteemiks. Viimast on suhteliselt lihtne kasutada, eriti molekulide puhul, kus on 2-3 kiraalsustsentrit. D,L-nomenklatuur on eelmisest lihtsa ja vanem, kuid siiski ka tänapäeval kasutust leidev süsteem optiliste antipoodide eristamiseks - see põhineb konkreetse isomeeri struktuuri võrdlemisel   teatud   standardse   aine   struktuuriga,   mis   on   niiöelda   trafaretne,   kujutades endast   mingisugust   “võtmestruktuuri”.   D,   L-süsteemi   kohaselt   jagunevad   kõik   16 aldoheksoosi   konfiguratsiooni   kaheks   rühmaks   (D   ja   L),   kus   igal   isomeeril   on   oma individuaalne nimetus. Seega erinevad D- ja L-isomeerid vaid ühe aatomi konfiguratsiooni poolest ning on enantiomeerid. (4) Liigitamine kiraalkeskmete arvu järgi Enantiomeerideks   nimetatakse   ühe   kiraalkeskmega   isomeere,   mis   on   teineteise peegelpildiks.   Enantiomeerid   on   optiliselt   aktiivsed   –   mõlevad   pööravad   polariseeritud valguse   tasandit   teatud   kindla   nurga   võrra,   kuid   eri   suundades.   Isomeeri,   mis   pöörab valgust   kellaosuti   suunas,   tähistatakse   eesliitega   „+”;   isomeeri,   mis   pöörab   valgust 1


vastupidiselt   eelmisele,   tähistatakse   eesliitega   „-”.   Absoluutsete   konfiguratsioonide tähistamiseks   kasutatakse   enamasti   R,   S-nomenklatuuri.   (4)  Enantiomeeride   1:1   segu kutsutakse   ratsemaadiks.   Enantiomeeride   füüsikalised-   ja   keemilised   omadused   on identsed, välja arvatud kaks. Esiteks, erineva kiraalsusega ühenditel on võime pöörata neid   läbiva  polariseeritud  valgusepolarisatsioonitasandit   vastupidistes   suundades.   Seda nähtust   kutsutakse  optiliseks   aktiivsuseks  ja   sellest   tuleneb   ka   nimetus   "optilised isomeerid".   Teiseks,   enantiomeeridel   pole   vahet,   kui  reaktsioon  toimub   nn   tavaliste mittekäeliste   molekulidega,   oluliselt   aga   võib   erineda   nende   toime   teiste   kiraalsete molekulidega. Siit tuleneb vajadus saada näiteks  ravimeid nõutud käelisusega, sest vale käelisusega ravimi toime on nõrk või isegi kahjulik. (2)  Diastereomeerid  on  stereoisomeerid, mille  molekulis  esineb kaks või enam stereokeset, kuid   mis   ei   ole   teineteise   peegelpildid.   (3)  Diastereomeerid   erinevad   enantiomeeridest mitte   ainult   optilise   eripöörangu,   vaid   ka   muude   füüsikaliste   omaduste   poolest. Diastereomeerseteks   loetakse   kõik   ruumiliste   isomeeride   kombinatsioonid,   mis   ei moodusta optiliste antipoodide paari. (4) Kui kaks diastereomeeri erinevad teineteisest vaid ühe  kiraalsuskeskme konfiguratsiooni poolest, siis nimetatakse neid epimeerideks. (3) Optiliste isomeeride saamise meetodid 1. Süntees looduslikke optiliselt aktiivsete ühendite põhjal  On   kirjeldatud   sadu,   kui   mitte   tuhandeid   sünteese,   mille   käigus   on   optiliselt   aktiivsed lähteained tekitanud mitmesuguseid kiraalsetest kildudest koosnevaid mosaiike. Valguse tasandit paremale pöörav viinhape on kõige kättesaadavam ja kõige soodsam optiliselt aktiivne aine, mida saadakse viinakivist, kui too sadeneb viinatehaste tsisternide seintele. Kergesti kättesaadavad on ka piimhape, õunhape ja võihape. (4) 2. Ratsemaatide lahutamine optilisteks antipoodideks  Molekulis asümmeetrilisi aatomeid sisaldavate ainete laboratoorsel sünteesil moodustub 2


tavatingimustes   ratsemaat.   Pasteur   oli   viinamarjahappe   näitel   andnud   rida   klassikalisi ratsemaatide   lahutamise   meetodeid.   Diastereomeeride   meetod,   mis   on   kõige   üldisem, seisneb   erinevate   enantiomeeride   derivaatide   saamises   enantiomeeride   muutmisel diastereomeerideks.   Kui   ratsemaatide   jaotumine   toimub   mingisuguse   optiliselt   aktiivse mõjutaja mõjul, moodustub uus ainepaar, mis ei ole juba optilised antipoodid, kuna üks kiraalne   osa   nende   molekulidest   on   identne   –   järelikult   ei   saa   sellised   ühendid   olla teineteise peegelpildiks ja on tegelikult diastereomeerid. Paljudel juhtudel piisab sellisest omaduste   erinevusest   ühe   diastereomeeri   eraldamiseks   teisest   ehk   lähteratsemaadi lahutamiseks. Kui diastereomeerid on üksteisest eraldatud, tuleb mingil viisil eemaldada optiliselt aktiivne reagent ja nii saadaksegi optiliselt aktiivne enantiomeer. Niisiis koosneb diastereomeeride meetodil põhinev ratsemaatide lahutamine kolmest staadiumist: 1. Diastereomeeride paari moodustumine. 2. Viimase paari lahutamine tekkinud erinevuse põhjal ühendite omadustes. 3. Puhaste diastereomeeride lõhkumine ja optiliselt aktiivsete enantiomeeride eraldamine. Diastereomeeride   moodustumine   on   võimalik   vaid   juhul,   kui   lahutataval   ainel   on mingisugune rühm, mis on võimeline optiliselt aktiivse reagendiga reageerima. (4) 3. Asümmeetriline süntees Asümmeetriline   süntees  on  keemiline   reaktsioon  mille   käigus   genereeritakse   uus kiraalsuskese  ja  stereoisomeersed  produktid   moodustuvad   ebavõrdsetes   kogustes.   (5) Sünteesi   idee   seisneb   selles,   et   asümmeetrilise   aatomi   prokiraalses   molekulis tekkemomendi protsessi käigus mõjuks molekulile mingisugune asümmeetriline reagent. (4) 3


Kasutatud kirjandus 1. https://et.wikipedia.org/wiki/Isomeerid  2. https://et.wikipedia.org/wiki/Enantiomeer 3. https://et.wikipedia.org/wiki/Diastereomeer 4. http://eko.olunet.org/pdf/sessioon/Stereochemistry.est.pdf 5. https://et.wikipedia.org/wiki/As%C3%BCmmeetriline_s%C3%BCntees 4