CHIRALNOŚĆ – WŁAŚCIWOŚĆ MATERII EGZOTYCZNA CZY WSZECHOBECNA? Br Cl H F Stanisław Krompiec Uniwersytet Śląski 2013r.

nakłada się na swoje lustrzane odbicie Chiralność – definicja Obiekty achiralne i chiralne Obiekt achiralny nakłada się na swoje lustrzane odbicie

dwunastościan foremny Obiekty achiralne - przykłady dwunastościan foremny difluorometan toluen

Chiralność – definicja Obiekt chiralny: nie nakłada się na swoje lustrzane odbicie

Obiekty chiralne - przykłady Podwójna helisa DNA

Chiralny jest cały obiekt. Chiralne kryształy, rośliny i zwierzęta Chiralny jest cały obiekt. Elementy jego wewnętrznej struktury nie muszą być chiralne (jak w SiO2), ale mogą być.

Obiekty chiralne - przykłady

Enancjomery Br Cl H F Br Cl F H

Przyczyny chiralności – centrum chiralności Tetraedryczny atom węgla glukoza aldehyd glicerynowy kwas winowy aminokwasy

Przyczyny chiralności – centrum chiralności Tetraedryczny atom węgla Enancjomery limonenu

silany, germany, stannany sole amoniowe i fosfoniowe Przyczyny chiralności- centrum chiralności Tetraedryczne atomy różnych pierwiastków silany, germany, stannany tlenki amin i fosfin sole amoniowe i fosfoniowe

Przyczyny chiralności – centrum chiralności Tetraedryczne atomy różnych pierwiastków fosfiny, arsyny sulfotlenki

Chiralność przez usztywnienie cząsteczki Penicyliny

Ryfamycyna B - antybiotyk Chiralność płaszczyznowa Ryfamycyna B - antybiotyk

Kwas 6,6’-dinitro-2,2’-bifenylodikarboksylowy Chiralność osiowa Kwas 6,6’-dinitro-2,2’-bifenylodikarboksylowy

Korilagina – garbnik taninowy z nasion Caesalpinia coriaria Chiralność osiowa Korilagina – garbnik taninowy z nasion Caesalpinia coriaria

(S)- i (R)-2,3-pentadieny Chiralność osiowa Pochodne allenu propa-1,2-dien; allen (S)- i (R)-2,3-pentadieny

Chiralność osiowa Pochodne allenu (E,R)-2,4,5-tetradekatrienonian metylu feromon żuka - strąkowca fasolowego (Acanthoscelides obtectus)

Chiralność helikalna Heptahelicen

Chiralność helikalna

Chiralność a symetria Cząsteczki asymetryczne - chiralne Cząsteczka mająca dwukrotną oś symetrii - chiralna

Warunek chiralności obiektu: brak inwersyjnych osi symetrii Achiralny kation mający czterokrotną, inwersyjną oś symetrii Warunek chiralności obiektu: brak inwersyjnych osi symetrii

Czynność optyczna a [°/cm]

benzoesan cholesterylu Czynność optyczna benzoesan cholesterylu 250000° (700∙360°/cm) limonen 14°/cm cynober 5800° (16∙360°/cm)

Oddziaływanie światła spolaryzowanego z ośrodkiem optycznie czynnym

Główne szlaki reakcji prebiotycznych

Eksperyment prebiotyczny Miller S.L. i Urey H.C., 1953 CH4 + N2 + H2O kwas mrówkowy, glicyna, kwas glikolowy, alanina, kwas mlekowy, kwas glutaminowy, mocznik, kwas asparaginowy, walina Meteoryt z Murchison (Australia, 1969)

Czynnik wywołujący chiralność: światło spolaryzowane Powstawanie związków optycznie czynnych (absolutna synteza asymetryczna) Czynnik wywołujący chiralność: światło spolaryzowane hν

Czynnik wywołujący chiralność: chiralne promieniowanie słoneczne Powstawanie związków optycznie czynnych (+) hν Czynnik wywołujący chiralność: chiralne promieniowanie słoneczne

Synteza związków chiralnych z chiralnych bloków budulcowych Kwas (2R,3R)-(+)-winowy (S)-(+)-seryna D-glukoza (1S)-(-)-borneol

preparat enzymatyczny z Bacillus licheniformis Otrzymywanie enancjomerów (przekształcenie asymetryczne) Substraty: mieszanina trudna do rozdzielenia enzym (alkalaza) – preparat enzymatyczny z Bacillus licheniformis Produkty: mieszanina, którą łatwo rozdzielić

substrat : katalizator = 1000 : 1 Otrzymywanie enancjomerów (synteza asymetryczna) substrat : katalizator = 1000 : 1

O lekach chiralnych Talidomid toksyczny lek nasenny D-Dopa L-Dopa (brak efektu biologicznego) (środek przeciwko chorobie Parkinsona)

Chiralność – wszechobecna ? Br Cl H F

Chiralność – wszechobecna ! Br Cl H F

Diastereoizomeria

Konfiguracja absolutna Br Cl F H Br Cl H F

Konfiguracja absolutna 1 2 Br Cl R S F F Br Cl 3 3 2 1