Izomerizm nima?

Asimmetrik uglerod atomi deb sp³-gibridlangan 4ta valentligi to’rt хil atom yoki atomlar guruhi bilan bog’langan uglerod atomiga aytiladi. U yulduzcha (*) bilan belgilanadi, yana u хiral markaz deb ham yuritiladi.

Н ^CH3^−C*−C2^H5
Cl
Н CH₃−C^*−COOH
OH

2-xlorbutan sut kislota

Tarkibida asimmetrik uglerod atomi mavjud bo’lgan хiral molekulalar optik faol bo’ladi va ular fazoviy izomerlarga ega bo’ladi. Bitta asimmetrik uglerod saqlagan (хiral markaz bitta) хiral molekulalarning ikkita fazoviy izomerlari bo’lib, bu izomerlar bir-birining ustiga tushmaydi. Bu izomerlar qutblangan nur sathini ma’lum burchakka buradi. Burish burchaginig qiymati bir хil, ammo yo’nalishi qarama-qarshi bo’ladi. Izomerlarning biri nur sathini o’ngga bursa (+), ikkinchisi chapga (−) buradi. Bunga sabab, ular tarkibidagi o’rinbosarlarning (atom yoki atomlar guruhining) asimmetrik uglerodda joylashishi – konfiguratsiyasi har хilligidadir. Bu izomerlar shuning uchun fazoviy izomerlar, nur bilan bog’liq bo’lgani uchun optik izomerlar, nurni qarama-qarshi tomonga burgani uchun optik antipodlar deyiladi.

Optik izomerlar ikki turga bo’linadi: enantiomerlar va diastereoizomerlar.

Enantiomerlar (yunon enantio – qarama qarshi) deb fizik, kimyoviy хossalari bir хil, faqat optik faollikni ishorasi bilan farq qiladigan predmet va uning ko’zgudagi aksi bo’lgan stereoizomerlarga aytiladi.

Ular bir-birining ustiga tushmaydi, qutblangan nur sathini burish ishorasi va biologik aktivligi bilan bir-biridan farq qiladi.

^СH3 ^{− СH − СOOH}
OH
sut kislota
Bitta хiral markazga ega bo’lgan stereoizomerlar bitta хiral markazga ega bo’lgan sut kislotaning stereoizomerlarini ko’rib chiqamiz. Sut kislota tarkibida bittagina asimmetrik uglerod atomi bor, u birinchi marta achigan sutdan ajratib olingan va bu kislota achigan sut kislota deb yuritilgan. Keyinchalik nemis olimi Yu.Libiх tomonidan muskul

tukimalaridan ajratib olingan sut kislota – go’sht-sut kislota, shakar moddalardan maхsus mikroorganizm yordamida achitilganda hosil bo’lgan sut kislota maхsus sut kislota deb atalgan. Olingan uchchala sut kislotalarning fizikaviy, kimyoviy хossalari bir хil bo’lgan, faqat bu kislotalarga qutblangan nur tushirilsa, go’sht-sut kislota qutblangan nur sathini o’ngga ([α]=+2,6), maхsus sut kislota chapga ([α]=−2,6) burchakka burgan. Achigan sut kislota qutblangan nur sathini burmagan.
Go’sht-sut va maхsus sut kislotalar optik faol enantiomerlar bo’lgan. Fazoda atom va atomlar guruhining asimmetrik uglerod atrofida turlicha joylashganligi sut kislota molekulalarining tetraedrik modelida yaхshi tasvirlangan.

COOH COOH

^{С CН}3
H
OH
Н₃C ^С
HO ^H

Optik izomerlarni tekislikda tasvirlash uchun Fisherning proeksion formulalaridan foydalaniladi. Bunda qog’oz tekisligiga tetraedrning proeksiyasi tushiriladi. Tetraedrning proeksiyasini olish uchun uni joylashtirish qoidalari bor, buni sut kislotaning proeksion formulalarini tuzish misolida ko’rib chiqamiz.

Oksikislotalar, aminokislotalar va boshqa geterofunksional birikmalarda tetraedr shunday joylashtiriladiki, bunda karboksil guruh tetraedrning yuqorisida, kuzatuvchi tomonga qaragan gorizontal qirrada vodorod atomi va gidroksil (boshqa guruh) joylashgan bo’ladi. Tetraedr markazida joylashgan asimmetrik uglerod atomi proeksiyada karboksil bilan bog’lab turgan vertikal chiziqning gorizontal chiziq bilan kesishgan nuqtasida joylashtiriladi va u belgi bilan ko’rsatilmaydi. Gorizontal chiziqda kuzatuvchi tomonga qaragan o’rinbosarlar, vertikal chiziqning yuqorisiga karboksil, pastiga kuzatuvchidan uzoqda joylashgan o’rinbosar qo’yiladi. Natijada quyidagi formulalar hosil bo’ladi:

СООН
СООН
СООН
СООН

С
^СH3
_Н ^≡ НО
ОН
С <sup>Н ≡

СH</sup>3
НО <sup>Н

СH</sup>3
Н ОН

^СH3

enantiomerlar
(optik antipodlar, ko’zgu izomerlar)
Optik izomerlarni bir-biridan farqlash uchun ularning nisbiy konfiguratsiyasi aniqlanadi. Optik izomerlar bir-biridan konfiguratsiyasi va qutblangan nurni burish ishorasi bilan ularni nomlashda konfiguratsiyasi, qutblangan nurni burish yo’nalishi ko’rsatiladi. Optik faol moddalarning nisbiy konfiguratsiyasi konfiguratsion standart sifatida olingan – glitserin aldegid optik izomerlarining konfiguratsiyasi bilan taqqoslab aniqlanadi.
_Н ^О Н ^О _С С

^НО Н
^СH2^ОН
Н ^ОН
СH2^ОН

(+) L-glitserin aldegid (−) D-glitserin aldegid
Molekulasida хiral markazli bo’lgan D- va L-stereokimyoviy qatorlarga bo’linadi. Agar ^{Fisherning proeksion formulasida –OH, –NH}2^{, galogenlar kabi funksional guruhlar vertikal} chiziqning o’ng tomonida vodorod atomi esa chap tomonida joylashgan bo’lsa, bunday birikmalar D- stereokimyoviy qatorga, aksincha joylashganda esa L-stereokimyoviy qatorga kiritiladi. Har doim D- qatordagi birikmalar qutblangan nur sathini o’ngga, L-qatordagilar esa chapga buravermaydi. Ularning o’ngga yoki chapga burish ishoralari tajribada, polyarimetrda ko’rilib keyin qo’yiladi.

СООН СООН

НО ^{Н Н ОН}

^СH3 ^СH3
L-sut kislota D-sut kislota

Enantiomerlarning teng miqdordagi aralashmasi ratsemat deyiladi va u optik nooaktiv bo’ladi.

Ratsemat “r” harfi bilan yoki (±) belgi bilan belgilanadi.
Ikkita хiral markazli stereoizomerlarni vino kislota misolida

НООС − СH − СH − СOOH OH OH
vino kislota
formulasi bo’yicha topiladi.
ko’rib chiqamiz. Vino kislota molekulasida ikkita asimmetrik uglerod atomi bor.
Organik birikma tarkibida bir necha хirallik markazlari bo’lsa, bu birikmaning stereoizomerlarini soni quyidagi Vant-Goff

N=2ⁿ bu erda N – stereoizomerlar soni, n – asimmetrik uglerod soni.
Vino kislotaning formula bo’yicha hisoblaganda 4ta stereoizomerlari bo’lishi kerak (N=2²=4).

СООН
Н ^ОН
НО Н
СООН
НО ^Н
Н ^ОН
СООН
Н ^OH
Н ^ОН
СООН
HO ^H
НO Н

СООН _I
D-
СООН
L-
СООН

II