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4.6:

다중 키랄 센터를 가진 분자

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Organic Chemistry
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Molecules with Multiple Chiral Centers

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(R)-2-부타놀과 같은 분자의 키랄 센터는 4개의 다른 대체체를 가진 테트라헤드랄 원자임을 기억하십시오. 부탄-2,3-디올과 같은 일부 분자에는 여러 키랄 센터가 있습니다. 키랄 센터가 하나만 있는 분자는 항상 키랄이지만, 다중 키랄 센터를 가진 분자는 차뇌 구성을 가질 수 있습니다. n 키랄 센터를 가진 분자에는2n개의 가능한 구성이 있습니다. 다른 구성에서 구성을 중첩할 수 있는 경우 이러한 두 구성은 동일한 분자를 나타냅니다. 따라서 가능한 구성보다 뚜렷한 스테레오이너가 적을 수 있습니다. 예를 들어, 부탄-2,3-디올에는 2개의 키랄 센터와 4개의 가능한 구성이 있습니다. RR 및 SS 구성은 각 키랄 센터의 구성이 반전되기 때문에 서로 미러 이미지입니다. 가장 낮은 에너지 적합성은 전체적으로 미러 이미지로 보이지는 않지만 각 키랄 센터는 여전히 파트너의 미러 이미지입니다. 여기서는 RR 및 SS 구성을 회전하여 덜 활기차게 유리하지만 정확하게 미러된 적합성에서도 슈퍼POS를 만들 수 있습니다. 따라서, 그들은 내란 성 쌍이다. 다른 구성 인 RS 및 SR은180 ° 회전 후 과중 할 수 있습니다. 즉, 그들은 동일한 분자입니다. 따라서 부탄-2,3-디올에는 세 개의 서로 다른 입체가 있으며 그 중 하나는 차뇌입니다. 이 아키랄 스테레오이머는 메소 화합물이라고합니다. 거의 모든 메소 화합물대칭의 평면 또는 대칭의 중심이 있다. 이러한 분자는 180° 회전에 의해 그들의 거울 심상으로 변환됩니다. 그러나, 그 요소가 부족한 다중 키랄 센터를 가진 분자는 180° 미만의 회전에 의해 그것의 거울 심상에 중첩될 수 있습니다. 이러한 회전이 있는 경우 두 구성 모두 동일한 메소 화합물을 나타냅니다.

4.6:

다중 키랄 센터를 가진 분자

여러 키랄 센터를 소유 하는 분자 는 입체성의 큰 숫자를 감당할 수 있습니다. 예를 들어, 2-부타놀과 같은 일부 분자는 4개의 다른 치탈이 부착된 테트라헤드랄 탄소 원자로 정의된 키랄 센터를 가지고 있지만, 부탄-2,3-디올과 같은 몇몇 분자에는 여러 키랄 센터가 있습니다. n 키랄 센터를 가진 분자에 대해 가능한 스테레오이소르의 수를 예측하는 간단한 공식은 2n이다. 그러나, 일부 스테레오이너가 서로 의상화할 수 있는 거울 이미지가 있고, 따라서 동일한 분자를 나타내는 낮은 숫자가 있을 수 있다. 예를 들어, 두 키랄 센터가 있는 butane-2,3-diol은22,즉 4개의 가능한 구성을 가질 수 있습니다. RR과 SS는 서로의 미러 이미지이지만, 슈퍼POS가 가능하지 않으므로 키랄입니다. 그러나, RS와 SR은 또한 서로의 이미지를 미러하지만 과중화 및 동일한 분자이다. 따라서 부탄-2,3-디올은 잠재적 인 4 의 세 가지 뚜렷한 입체성만 있습니다.

이러한 맥락에서, 키랄 센터 비스-아-비스 키랄 분자의 이해는 매우 중요합니다. 이것은 근본적으로 분자 대칭에 의존합니다 – 대칭의 평면 또는 중심 또는 회전 대칭의 부적절한 축이 될 수 있습니다. 대칭의 평면 또는 대칭의 중심을 가진 분자는 슈퍼 Posposable 거울 이미지를 가지고 있으며, 따라서 차동이다. 그러나 둘 다 결석하면 축에 대한 물체의 회전이 축에 수직인 평면에서 분자의 거울 이미지를 생성하는 경우 분자는 여전히 부뇌입니다. 이러한 축을 부적절한 회전 축이라고 합니다.

단일 키랄 센터는 분자에 있는 어떤 대칭의 가능성을 배제하고, 따라서 단 1개의 키랄 센터를 가진 분자는 항상 chiral입니다. 다중 키랄 센터를 가진 분자의 키랄성을 주장하는 것은 분자 구조의 대칭을 평가한 후에만 행해질 수 있습니다. 다중 키랄 센터와 차뇌 구성을 가진 분자는 메소 화합물이라고합니다. 대표적인 예로도 1(c)에 도시된 메소-타르타르산이 있다.

Figure1

그림 1: 타르타르산 엔안티오머의 피셔 프로젝션 골격 구조 – (a) ʟ 타르타르산, (b) ᴅ 타르타르산, (c) 메소-타르타르산