19.11: racemisering
optisk aktive biphenylderivater (afsnit 13-5a) racemiseres, hvis de to aromatiske ringe til enhver tid passerer gennem en coplanar konfiguration ved rotation omkring den centrale binding. Dette kan skabes mere eller mindre let ved varme, medmindre 2,2′-Orthos substituenter er meget store.
den måde, hvorpå forbindelser med asymmetriske carbonatomer racemiseres, er mere kompliceret. En mulighed ville være, at et tetraedrisk chiral kulstof bundet til fire grupper bliver plan og achiral uden at bryde nogen bindinger. Teoretiske beregninger indikerer, at dette ikke er en sandsynlig proces for chiralt tetravalent kulstof, men som vi vil se, forekommer det med chiralt kulstof og andre chirale atomer, der er bundet til tre grupper:
optisk aktive carbonylforbindelser af typen \(\ce{-CHC=O}\), hvor alfa-carbonet er asymmetrisk, racemiseres af både syrer og baser, og fra sektion af chiralt carbonylforbindelser af typen \ (\ce {- CHC = o}\) 17-1 vi kan være sikre på, at dette er relateret til enolisering. Dannelse af enten enol eller enolatanion vil ødelægge asymmetrien af \(\alpha\) kulstof, så selvom kun spormængder af enol er til stede på et givet tidspunkt, vil hele forbindelsen til sidst blive racemiseret. Mekanismen kræver imidlertid både, at der er et \(\alpha\) hydrogen, og at symmetriens centrum er placeret ved dette \(\alpha\) kulstof. Ellers er syrer og baser ineffektive til at katalysere racemisering.
racemiseringen af et optisk aktivt sekundært halogenid med det chirale kulstof, der bærer halogen (f. eks., 2-chlorbutan) kan forekomme IH-opløsning, og som regel, jo mere polær og bedre ioniserende opløsningsmidlet er, jo lettere racemiseres stoffet. Ionisering af halogenidet ved en \(S_\ tekst{N}1\) proces er sandsynligvis ansvarlig, og dette vil bestemt blive fremmet af polære opløsningsmidler (afsnit 8-6). Alle indikationer er, at en alkylcarbokation, når den først er adskilt fra dens ledsagende anion, er plan; og når en sådan ion rekombineres med anionen, har den lige sandsynlighed for at danne \(D\) og \(L\) enantiomerer:
optisk aktive halogenider kan også racemiseres af en \(S_\tekst{n}2\) mekanisme. En opløsning af aktiv 2-chlorbutan i 2-propanon indeholdende opløst lithiumchlorid bliver racemisk. Forskydning af chlorid af halogenidet ved chloridion inverterer konfiguration ved atomet undergår substitution (se Afsnit 8-5). En anden substitution regenererer den oprindelige enantiomer. Til sidst producerer denne frem og tilbage proces lige antal af\ (D\) og\ (L\) formerne; stoffet er derefter racemisk:
Asymmetriske alkoholer racemiseres ofte af stærke syrer. Utvivlsomt finder ionisering sted, og rekombination af carbocation med vand fører til enten enantiomer:
i modsætning til halogenider, alkoholer og carbonylforbindelser kan carbonhydrider være ekstremt vanskelige at racemisere. Dette gælder især for en forbindelse med et kvaternært asymmetrisk center, såsom methylethylpropylbutylmethan, \(28\), som ikke har noget “håndtag”, der tillader en at konvertere det asymmetriske kulstof til en symmetrisk tilstand ved enkle kemiske midler:
imidlertid kan carbonhydrider, der har et hydrogenatom ved det asymmetriske kulstof, racemiseres, hvis de kan omdannes enten til carbocations eller til et til carbanioner. Den lette racemisering af carbanion-typen afhænger af surheden af det vedhæftede hydrogen og af den stereokemiske stabilitet af den mellemliggende carbanion, der dannes. Hvis konfigurationen af carbanion-mellemproduktet inverterer, vil racemisering resultere (se også Afsnit 6-4e):
carbocation-typen af racemisering af et optisk aktivt carbonhydrid kan forekomme ved udvekslingsreaktionen beskrevet i afsnit 10-9.
bidragydere og tilskrivninger
- John D. Robert og Marjorie C. Caserio (1977) grundlæggende principper for Organisk Kemi, Anden udgave. Benjamin, Inc. , Menlo Park, CA. ISBN 0-8053-8329-8. Dette indhold er ophavsretligt beskyttet under følgende betingelser, ” Du får tilladelse til individuel, uddannelsesmæssig, forskning og ikke-kommerciel reproduktion, distribution, visning og udførelse af dette værk i ethvert format.”