If you're seeing this message, it means we're having trouble loading external resources on our website.

Pokud používáš webový filtr, ujisti se, že domény: *.kastatic.org and *.kasandbox.org jsou vyloučeny z filtrování.

Hlavní obsah
Aktuální čas:0:00Celková doba trvání:14:56

Transkript

V posledním videu jsme viděli dva různé způsoby jak z alkenu připravit epoxid. První způsob spočíval ve využití peroxokyseliny. Druhý způsob vyžadoval vznik halohydrinu pomoci bromu a vody a následnou reakci s hydroxidem, který vyvolával Williamsonovu syntézu etherů uvnitř molekuly za vzniku epoxidu. V tomto videu se budeme věnovat stereochemii těchto dvou reakcí. Začneme cis alkenem. Vodíky jsou na stejné straně dvojné vazby, substituenty R jsou také na stejné straně. V produktu substituenty R budou také na stejné straně původní dvojné vazby. Když se díváme na trans alken, víme, že vodíky budou na opačných stranách, a substituenty R také budou na opačných stranách dvojné vazby. V produktu reakce budou substituenty stále na různých stranách původní dvojné vazby. Podíváme se na reakci zahrnující stereochemii. Začneme alkenem, který má zde methylovou skupinu. Sem přidáme ethylovou skupinu a zde budeme mít vodíky. Při reakci s oběma těmito činidly... Označím zde, že je to stejné. Každé z těchto činidel nám poskytne stejný produkt. Dojde ve vzniku epoxidu. Víme, že máme mít substituenty R na opačných stranách původní dvojné vazby. Jeden z možných produktů bude obsahovat ethylovou skupinu, směřující k nám. Proto methylová skupina bude muset v prostoru směřovat od nás. Tohle je náš produkt. Na tomto uhlíku vlevo bude vodík směřovat od nás. A proto na tomto uhlíku vpravo vodík směřuje k nám. Tohle je jeden z možných produktů. Můžeme totiž nakreslit jiný produkt, ve kterém substituenty budou také na opačných stranách původní dvojné vazby. Ethylovou skupinu můžeme mít na uhlíku vlevo směřující od nás a methylovou skupinu na uhlíku vpravo směřující od nás. Proto zde bude vodík směřovat na nás a tento vodík bude směřovat od nás. Máme dva možné produkty. Tyto produkty jsou enantiomery. Dojde tedy ke vzniku racemické směsi, ve které máme 50 % jednoho enantiomeru, a 50 % druhého enantiomeru, protože během reakce dochází ke vzniku dvou nových center chirality. Při pohledu na tuto molekulu, zjistíme, že tyto dva uhlíky jsou stereogenními centry. Máme vyznačenou stereochemii na obou těchto uhlících. Nakreslíme tyto enantiomery. Začneme molekulou vlevo, ve které máme ethylovou skupinu, směřující na nás. Všechno, co potřebujeme udělat, je obrátit absolutní konfigurace tak, že na enantiomeru vpravo bude ethyl směřovat od nás. Na tomto centru chirality máme methylovou skupinu směřující od nás. Potřebujeme obrátit absolutní konfigurace a získat methyl, který bude směřovat k nám. Máme dohromady dva enantiomery. Podíváme se na detaily vzniku těchto dvou enantiomerů, a následně je pojmenujeme s použitím příslušných stereodeskriptorů. Začneme tímto alkenem vlevo. Tyto dva uhlíky mají sp² hybridizaci, což znamená, že vedle těchto uhlíků je rovinné uspořádání. Tento alken má na těchto dvou uhlících rovinné uspořádání. Pojďme dále a nakreslíme tuto molekulu sem. Přidáme sem vlevo methylovou skupinu a sem přidáme vodík. Dále zde také budeme mít vodík. Sem přidáme ethylovou skupinu. Je to stejná molekula, jako je molekula vlevo. Je jenom mírně pootočená. Dále víme, že tyto dva uhlíky na obou stranách dvojné vazby mají sp² hybridizaci, takže jejich uspořádání je rovinné. Tato celá část molekuly je v rovině, a proto může docházet k adici kyslíku z libovolné strany této roviny. Kyslík se může navázat buď seshora této roviny, nebo se může navázat zdola. Pojďme nakreslit výsledek těchto dvou různých možností vazby kyslíku. Vlevo probereme případ, ke kterému dojde, pokud budeme navažovat kyslík shora roviny molekuly. Kyslík přichází shora a furt máme methylovou a ethylovou skupinu na opačných stranách původní dvojné vazby. Proto tyto dva vodíky také budou na opačných stranách původní dvojné vazby. Kyslík se naváže seshora této roviny, a proto bude výsledný epoxid vypadat takhle. Je to jedna z možných cest, jak získat epoxid. Pojďme se podívat, jak bude vypadat epoxid, pokud dojde k navázaní kyslíku zdola roviny molekuly. Pokud se kyslík navazuje zdola, musíme pořád dodržovat opačný směr methylové a ethylové skupiny vzhledem k jejích geometrii na původní dvojné vazbě. Atomy vodíků také budou na opačných stranách původní dvojné vazby. Ukážeme, k čemu dojde při adici kyslíku zdola roviny molekuly. Výsledný epoxid bude vypadat takhle. To jsou dva možné produkty reakce. Jsou to enantiomery, I když jak jsme je nakreslili, není snadné to poznat. Pojďme zjistit, pokud se můžeme podívat na tyto epoxidy z jiného úhlu pohledu. Budeme se dívat odsud a budeme se dívat tímto směrem. Začínáme tímto epoxidem. Nejprve jej překreslíme. Nakreslím tuto část molekuly tímto způsobem. Začneme tímto způsobem a nejprve se podíváme na tento uhlík vlevo. To bude tento uhlík zde dole. Vidíme zde ethylovou skupinu směřující na nás. Takže nakreslíme tuto ethylovou skupinu směrem k nám. Vidíme atom vodíku směřující v prostoru od nás. Doufám, že je to zřejmé, že směřuje od nás. Nakreslíme sem, že tento vodík je od nás. Teď se podíváme na uhlík vpravo. To je ten uhlík na jiné straně. Tentokrát atom vodíku směřuje v prostoru k nám, takže pojďme nakreslit i zde, že vodík směruje k nám. Proto tato methylová skupina bude směřovat od nás. Takže nakreslíme, že je methylová skupina od nás. To bychom měli první enantiomer. Pojďme dál a pokusme se překreslit tento enantiomer vpravo. Začínáme tímto epoxidem. Co v něm vidíme? Vidíme, že tento epoxid je jakoby převrácen, atom kyslíku je dole. Je to vidět, když se díváme na tento uhlík vlevo od našeho úhlu pohledu. Pak to bude tento uhlík dole. Vidíme, že je tam ethylová skupina směřující k nám. Zde je ten ethyl směřující na nás. Tento vodík proto bude směřovat od nás. Nakreslíme tento vodík, jdoucí od nás. Dále když se podíváme na tento uhlík vpravo, vidíme, že tento vodík směřuje k nám. Proto sem nakreslíme vodík, směřující v prostoru k nám. A tato methylová skupina půjde směrem od nás. Nakreslíme ji směrem od nás. Máme jeden z produktů reakce. Pořád není zřejmé, že jsou to enantiomery. To je případ, kdy budou užitečné použít molekulové modely. Když uděláme model molekuly vpravo, pak vezmeme tento kyslík a otočíme jej směrem nahoru. Je to vždy mnohem názornější, když máte před sebou model. Zjistíme, že tato molekula a tato molekula vpravo jsou úplně stejné. Když je otočíme tak, že tento kyslík bude směřovat nahoru, molekula se otočí a tyto vodíky budou vepředu. Když budeme kreslit pootočenou molekulu, tento vodík se přemístí dopředu, a ethylová skupina bude směřovat dozadu. Ethylová skupina bude teď zde vzadu. Stejně to bude s methylovou skupinou, která byla vzadu. Po malém pootočení molekuly bude methyl směřovat k nám. To znamená, že vodík bude směřovat od nás. Teď je mnohem lépe vidět, že tyto látky jsou enantiomery. Teď se pokusíme správně pojmenovat tyto produkty. Jak to můžeme udělat? Potřebujeme najít nejdelší uhlíkový řetězec, a epoxy substituentům přiřadit nejnižší možné číslo. Budeme číslovat uhlíkový řetězec, zde bude uhlík číslo jedna, zde uhlík číslo dva. Tři, čtyři, pět. Jako základ máme pentan. Tohle bude pentan. Epoxy substituent je umístěn mezi uhlíky číslo dva a tři. Takže to bude 2,3-epoxypentan. Je to 2,3-epoxypentan. Tento izomer má stejný název. Napíšeme i sem 2,3-epoxypentan. A teď se budeme věnovat stereochemii na atomech uhlíku 2 a 3. Tím to bude trochu složitější. Podíváme se na enantiomer vlevo a překreslíme jej. Překreslíme jej sem dolů a budeme se snažit přiřadit stereodeskriptory. Máme vodík, který směřuje k nám. Máme methyl směřující od nás. Ethylovou skupinu jdoucí k nám. A vodík jdoucí od nás. Začneme tímto uhlíkem. Chceme zjistit absolutní konfiguraci na tomto uhlíku. Podíváme se na atomy, vázané na tento uhlík. Označím tento uhlík. Jeden z atomů přímo vázaných na ten uhlík je modrý uhlík. Modrý uhlík je přímo vázán na tento uhlík, kyslík, tento vodík a tento uhlík dole. jsou to čtyři atomy. Chceme učit jejich prioritu, podíváme se na atomová čísla. Kyslík má z těchto čtyř atomů nejvyšší atomové číslo. Proto kyslík získá číslo jedna. Vodík má nejnižší atomové číslo, proto bude poslední. Teď se podíváme na tyto dva uhlíky, a na to, k čemu jsou vázané. Tento uhlík vpravo má vazbu s kyslíkem. Pojďme to napsat sem. Tento uhlík vpravo je vázán na kyslík. Tento kyslík je vázán na uhlík, který je dále vázán na vodík. Kyslík, uhlík, vodík. Teď se podíváme na uhlík vlevo, na tenhle ten uhlík. S jakými atomy má vazbu? Má vazby s dalším uhlíkem a se dvěma vodíky. Takže C H H. Kyslík má vyšší atomové číslo, a proto bude mít uhlík vpravo vyšší prioritu. Tento uhlík získá číslo dva a tento uhlík bude mít číslo tři. Pro určení absolutní konfigurace jde skupina s nejnižší prioritou směrem od nás. Určujeme směr pohybu. Je to po směru hodinových ručiček, takže ten uhlík má konfigurace R. Pojďme dál a znovu to překreslíme, jelikož na tomto obrázku už není místo. Zjistíme absolutní konfiguraci na druhém uhlíku. Pořád máme ethylovou skupinu natočenou směrem k nám. Máme stále vodík směrem od nás. Tento vodík jde směrem k nám. Tento methyl jde směrem od nám. Stejným způsobem zjistíme absolutní konfiguraci tohoto uhlíku. Podíváme se na atomy přímo navázané na tento uhlík. Bude to kyslík, uhlík, uhlík a vodík. Určujeme pořadí substituentů. Kyslík má nejvyšší prioritu. Vodík má nejnižší. Dále máme uhlík, který je vázán na kyslík, proto dostane druhou nejvyšší prioritu. Proto methylová skupina bude třetí. Takže jedna, dva, tři tímto směrem. Proti směru hodinových ručiček. Mohli bychom si myslet, že je to S konfigurace. ale vzpomeneme si na věc, kterou jsme probírali v předchozím videu. Vypadá to jako S, ale máme vodík směrem k nám. Proto to musíme celé obrátit, protože nyní skupina s nejnižší prioritou směřuje k nám. Vypadá to jako S, ale s tím, že máme vodík směrem k nám, můžeme s jistotou říct, že je to absolutní konfigurace R. Shrneme celý název této sloučeniny. Na uhlíku 2 a na uhlíku 3 máme absolutní konfigurace R. Název tohoto enantiomeru bude 2R,3R-2,3-epoxypentan. Podíváme se na tento enantiomer vpravo. Víme, že je to enantiomer, a proto můžeme jenom změnit absolutní konfigurace. Tento bude mít název 2S, 3S - 2,3-epoxypentan. Už nemáme čas přiřadit absolutní konfigurace tomuto izomeru vpravo, ale můžete si to udělat samostatně jako cvičení. Měli byste získat správný název 2S, 3S - 2,3-epoxypentan. jediný problém je v tom, že dochází ke vzniku racemické směsi epoxidů, což zpravidla v organické chemii nechceme. Jsou určité možnosti využití metod chirální katalýzy, které umožní vznik pouze jednoho enantiomeru. To ale nebude součásti tohoto kurzu, jelikož jsou to pokročilejší věci. Teď už však víte, že lze selektivně umožnit vznik pouze jednoho enantiomeru.