1.6. Стереоизомерия органических соединений
1. Какие вещества называются изомерами? Назовите различные виды изомерии. Что такое стереоизомерия? Какие существуют виды стереоизомерии? В чем заключается их отличие?
2. Дайте определение явлению конфигурационной стереоизомерии. Какие основные виды конфигурационных изомеров вы знаете? Что такое хиральный центр? Среди перечисленных ниже соединений выберите хиральные вещества с одним асимметрическим атомом углерода: 2-хлорбутан, пентан-2-ол, пентан-3-ол, пропан, 2-метил-пентан-2-ол, 2-метилпентан-3-ол, 1,1-дихлорэтан, 1-дейтероэтанол, 1-бром-1-хлорэтан, 3-метокси-1-бутен, 3-метил-1-бутен, 2-гидрокси-бутандиовая кислота, бутандиовая кислота, 2-хлорпропановая кислота, 3-хлорпропановая кислота, 2,3-дигидроксибутандиовая кислота, этанол. Сколько конфигурационных стереоизомеров имеют выбранные вещества? Как эти стереоизомеры называются и чем они различаются? Для каждого из выбранных веществ изобразите эти стереоизомеры в виде пространственных моделей.
3
. Каким
образом получают проекционные формулы
Фишера для хиральных веществ с одним
асимметрическим атомом углерода?
Превратите следующие пространственные
модели в проекционные формулы Фишера
(не менее двух для каждого вещества):
4. Сформулируйте основные принципы стереохимической номен-клатуры для хиральных молекул с асимметрическими атомами углерода. Определите конфигурации всех соединений из предыду-щего задания (а-м) (по R,S-номенклатуре).
5
. Определите
конфигурации по R,S-номенклатуре
следующих соединений, представленных
в виде проекционных формул Фишера:
Преобразуйте указанные проекционные формулы Фишера (а-и) в соответствующие пространственные модели.
6. Сколько конфигурационных изомеров имеют следующие вещества: 2-гидрокси-3-хлорбутандиовая кислота, 2,3-дигидроксибутандиовая кислота, 4-фтор-2-пентанол, 2,3,4,5-тетрагидроксипентаналь, 2,3-дибромбутан, 2,3,4-тригидроксипентандиовая кислота, 1-бром-2,3-дихлорциклогексан, 1,2-дихлорциклогексан, 3-бромциклопентанол, 2-бром-1-дейтеро-2-хлорэтанол, 2-бром-1,3-дихлорциклогексан, бутан-2,3-диол, пентан-2,3-диол? Для каждого из указанных ве-ществ: а) нарисуйте проекционные формулы Фишера всех конфи-гурационных изомеров; б) определите конфигурации хиральных центров каждого стереоизомера; в) укажите какие пары стерео-изомеров являются энантиомерами, а какие диастереомерами; г) укажите какие из стереоизомеров будут обладать оптической активностью, а какие не будут.
7. Нарисуйте пространственные модели и проекционные формулы Фишера для следующих соединений: (R)-транс-1,4-гексадиен-3-ол, (2S,3S)-бутан-1,2,3,4-тетраол, мезо-бутан-2,3-диол, (2S,3R)-2-бром-3-фенилбутан, (2S,3S)-4-фторбутан-1,2,3-триол, (2R,3S)-2-гидрокси-3-хлорбутандиовая кислота, (1R,2R)-1-бром-2-хлорциклогексан, (S)-2-хлор-1-бутанол, (2R,3R,4R)-2,3,4,5-тетрагидроксипентаналь, (R)-2-метил-3-фенил-1-бутен, (2S,3S)-2,3-дигидроксибутандиовая кис-лота, мезо-1,2,3,4-тетрабромбутан, мезо-4-циклогексен-1,2-диол. Для каждого из соединений с двумя хиральными центрами нарисуй-те также один из возможных диастереомеров.
8
. Определите
конфигурации хиральных центров для
следующих сое-динений, представленных
в виде проекционных формул Фишера:
Дайте определение понятию “конформационная стереоизомерия”. Какие факторы дестабилизируют или стабилизируют отдельные конформеры? Какие особенности конформационного поведения характерны для насыщенных карбоциклических соединений с размером цикла 3, 4, 5 и 6 атомов?
Изобразите три наиболее устойчивых конформационных изомера в виде проекций Ньюмена и в виде перспективных моделей для следующих соединений: а) 2-бромпентана (относительно связи С(2)-С(3)); б) бутан-2,3-диола (относительно связи С(2)-С(3)); в) 2-метил-3-хлорбутана (относительно связи С(2)-С(3)); г) 1-амино-2-бутанола (относительно связи С(1)-С(2)); д) пропан-1,2-диола (относительно связи С(1)-С(2)); е) (S)-2-хлорбутана (относительно связи С(2)-С(3)); ж) 1-бромбутана (относительно связи С(1)-С(2)); з) 2-метилбутана (относительно связи С(2)-С(3)); и) 2,3-диметилбутана (относительно связи С(2)-С(3)); к) (S)-2,3-диметил-1-хлорбутана (относительно связи С(2)-С(3)); л) (S)-2-бром-3-метилбутана (относительно связи С(2)-С(3)); м) (R)-2-бутанола (относительно связи С(2)-С(3)); н) (2S,3S)-2-бром-3-фенилбутана (относительно связи С(2)-С(3)); о) (1S,2R)-1-фенил-пропан-1,2-диола (относительно связи С(1)-С(2)). Расположите эти конформеры в ряд по увеличению стабильности. Ответы поясните.
Укажите положение равновесия между кресловидными конформе-рами для следующих замещенных циклогексанов: а) цис-1-метил-3-хлорциклогексана; б) транс-1,3-диэтилциклогексана; в) транс-1-изо-пропил-2-этилциклогексана; г) цис-1-изобутил-2-метилциклогексана; д) цис-1-метил-2-этилциклогексана; е) цис-1-метил-4-этилцикло-гексана; ж) транс-1-трет-бутил-4-этилциклогексана; з) цис-3-трет-бутил-1,1-диметил-4-этилциклогексана; и) цис-1,2-дихлорцикло-гексана; к) транс-1-метил-2-изопропилциклогексана; л) мезо-1,3-дибромциклогексана; м) (1R,2R)-циклогексан-1,2-диола; н) (1S,2S)-2-этилциклогексанола; о) (1R,2S,4S)-2-бром-1-изопропил-4-метил-циклогексана; п) (1S,2S,5R)-2-изопропил-5-метилциклогексанола. Ответы обоснуйте.