Данная тема является сложной, но я постараюсь изложить ее наиболее простым и доступным языком, с соответствующими примерами. Статья походит для студентом ВУЗов и колледжей, а так же для учеников школ, готовящихся к олимпиадам по химии. Итак, приступим.
Выбор D или L обозначения изомера основан на определенном расположение реперной группы в проекции Фишера.
Реперные точки - это точки, на которых основывается шкала измерений.
D и L номенклатура широко используется в названиях аминокислот, карбоновых кислот (чаще всего гидроксикарбоновых кислот) и углеводов.
L- конфигурация приписывается стереоизомеру у которого в проекции Фишера реперная группа находится слева от вертикальной линии (от лат. Laevus - левый).
D- конфигурация приписывается изомеру у которого реперная группа находится справа (от лат Dexter - правый).
Нельзя забывать, что в проекции Фишера наиболее окисленный атом углерода расположен в верху (-COOH в карбоновых и амино кислотах, -COH в углеводах)
Аминокислоты и карбоновые кислоты.
В аминокислотах в качестве реперных групп выступают -NH2.
В гидроксикарбоновых кислотах реперной группой является -ОН.
Если в аминокислоте или гидроксикарбоновой кислоте содержатся несколько амино- или гидроксильных групп, то как известно их расположение указывается относительно альфа-атома углерода, то есть ближайшего к карбоксильной группе.
При этом буквы D и L указывающие положение реперной группы снабжены индексом "s".
Индекс "s" подчеркивает, что указана конфигурация именно верхнего хирального центра, находящегося относительно карбоксильной группы в альфа- положении, как и в аминокислоте серин ("s" - от слова serin).
Углеводы.
В углеводах реперной группой является самая нижняя в проекции Фишера гидроксильная группа.
Абсолютная конфигурация.
Абсолютная конфигурация - это трехмерное расположение атомов или групп у хирального центра (стереоцентра).
Для обозначения абсолютной конфигурации асимметрических атомов углерода в хиральных молекулах используется R, S- система (R - rectus - правый, S - sinister - левый).
В ее основе лежит принцип старшинства заместителей окружающих хиральный центр или правило последовательности.
Для установления порядка старшинства руководствуются следующими правилами заместителей:
1. Старшинство заместителей определяется по порядковому номеру элемента, непосредственно связанного с центром хиральности. Чем больше номер, тем старше заместитель.
2. В более сложных случаях старшинство групп окружающих хиральный центр, определяется по второму, третьему и более дальним слоям атомов.
3. Заместители с R- конфигурацией, старше заместителей с S- конфигурацией.
4. После нумерации заместителей располагают молекулу так, чтобы младший заместитель уходил от наблюдателя и по "правилу руля" определяют конфигурацию.
Оптическая активность.
Соединения содержащие хиральные центры существуют в виде правовращающих и левовращающих пространственных изомеров (энантиомеров).
Поляризованный свет получают путем пропускания обычного полихроматического света через поляризатор (призму Николя или поляризационную решетку). В поляризованном свете вектор электрического поля колеблется только в единственной плоскости перпендикулярно направлению распространения лучей. Эта плоскость именуется плоскостью поляризации света.
Когда поляризованный свет проходит через хиральную среду, то один из лучей распространяется быстрее другого, в результате чего суммарный вектор оказывается повернутым на некоторый угол, который называют оптическим веществом.
Если плоскость поляризованного света вращается вправо (по часовой стрелке), то величина угла положительная, а если влево (против часовой стрелке), то соответственно отрицательная.
Один из энантиомеров вращает плоскость поляризованного света по часовой стрелке - правовращающий (+), а его зеркальное отражение - на такой же угол против часовой стрелке - левовращающий (-).
Хиральное вещество не обязательно обладает оптической активностью. Если в ходе реакции с одинаковой вероятностью образуются оба энантиомера, их активность взаимокомпенсируется и вращение плоскости поляризованного света не наблюдается. Такая смесь называется рацематом или рацемической смесью.