RE^NIK STEREOHEMIJSKIH PRINCIPA, PRAVILA I POJMOVA OvajRe~niksadr`ioko230odrednicanajva`nijihstereohemijskih principa, pravila i pojmova. Budu}i da se izbor odrednica zasniva na na~elu dajestereohemijanerazdvojniisastavnideohemije,aposebnoorganske hemije, smatrali smo pogre{nim da se one klasifikuju kao isklju~ivo stereo-hemijske.Suprotnotome,mi{ljenjasmodajeispravnorazmatranjenajve-}eg broja termina u okviru odnosa stereohemije sa drugim hemijskim disci-plinama. U skladu s tim u Re~niku se nalaze stereohemijske odrednice koje se sre}u u ud`benicima organske hemije, ali i biohemije, neorganske hemije, kao i u hemijskim `urnalima, tako da se u {irem smislu one mogu definisati i kao hemijske. Odrednice, izlo`ene abecednim redom, su, po obimu, pode-ljene u tri osnovne kategorije. Prvu ~ine kra}e odrednice uobi~ajenih osnov-nih stereohemijskih termina ~ije zna~enje ne zahteva {ira teorijska razmatra-nja i koje registruju odre|en pojam. One su opisane u tri do deset redova. U drugojkategorijinalazeseodredniceklju~nihstereohemijskihpojmova, kojesu,kakozbogsvogzna~aja,takoizbogvezesadrugimpojmovima, ve}eg obima (do jedne strane). Kona~no, Re~nik sadr`i i manju tre}u grupu odrednica koje defini{u i razmatraju slo`enija stereohemijska pravila i kon-ceptekojiposvomkarakteru~inesastavnideofundamentalnogznanjaiz organskehemije.Takveodrednicezahtevajudetaljnijaobja{njenja,eventu-alno i varijante zna~enja, i predstavljene su na malo vi{e prostora (1-3 stra-ne). @elimo da naglasimo da neke od odrednica, posebno one sa pro{irenim tuma~enjem,imajuive}ibrojzasebnihodrednicakojeseodnosenaisti stereohemijskipojam,ilikonceptbliskopovezansakra}imodrednicama. Na primer, koncept prohiralnosti kao {ira odrednica od posebnog zna~aja za razumevanjekakoenzimski-katalizovanihstereospecifi~nihreakcija,takoi topolo{kih aspekata stereoselektivne sinteze dodatno je razmatran i u okviru odrednica za tuma~enje i razlikovanje homotopnih, enantiotopnih i diastere-otopnih liganada, ili lica. Isto tako, iz pojedinih {irih odrednica izvedene su i posebne odrednice manjeg obima sa istim korenom. U svim slu~ajevima ove vrste te odrednice su date sa uputnicom na bitne i blisko povezane odrednice Re~nik stereohemijskih principa, pravila i pojmova 2 (Videti odrednicu(e): .....). Ve}i broj odrednica novijih pojmova, datih s tu-ma~enjimaiprimerima,svedo~iobrzomrazvojustereohemijeunekoliko poslednjihdecenija.Zajedanmanjibrojpojmovapredlo`enisuna{iizrazi kojise,popravilu,ranijenisukoristili.Prilikomupotrebestranihre~iu zagradisenavodiskra}enaoznakaizkogjezikapoti~ere~,originalna skripcija i prevod te re~i. Bez obzira na obim odrednica, smatrali smo da ne samo klju~ni pojmovi (na primer, konformacija, Baeyer-ov napon, centralna hiralnost,anankomeranmodelili"A"vrednost),ilikoncepti(anomerni efekat, efekat sterne pomo}i, Klyne-Prelogova specifikacija torzionog ugla, ili Newman-ov napon), kao i pravila (Cram-ovo pravilo, Bredt-ovo pravilo, Cahn-Ingold-Prelog-ova i druga), ve} i oni najjednostavniji pojmovi u okvi-ruodrednicanajmanjegmogu}egobima,nesmejubitinaleksi~komnivou tuma~enja.Upravoradiboljegrazumevanja,obja{njenjase,kadgodjeto mogu}e, zasnivaju na primerima, slikama i dijagramima. Indeks sa odredni-cama i literatura su dati na kraju knjige. Re~nik stereohemijskih principa, pravila i pojmova 3 Aditivnost konformacionih slobodnih energija Odre|ivanje razlike u slobodnoj energiji konformacija cikloheksanskih deri-vatasadva,ilivi{esupstituenatanaosnovu(a)konformacionihslobodnih energija supstituenata (Gili A vrednosti), i u odre|enim slu~ajevima(b) mogu}ih me|usobnih interakcija supstituenata.Stereohemijskaanalizatakvihjedinjenja,identi~nokaoizamonosupstitu-isane cikloheksanske derivate, zasniva se na odre|ivanju ukupnog broja 1,3-sin-diaksijalnih interakcija (ili kosih interakcija butanskog tipa) koje postoje umogu}imkonformacijamaispitivanogjedinjenja.Kakosvakakosainte-rakcijapove}avapotencijalnuenergijucikli~nogjedinjenjazaoko0.9 kcal/mol,jednostavnimra~unskimputemodre|ujeserazlikauslobodnoj energijiodgovaraju}ihkonformacija.Jedinarazlikauodnosunamonosup-stituisane cikloheksanske derivate je da se u skladu sa principom aditivnosti konformacionih slobodnih energija supstituenata analizirajui mogu}einte-rakcijeizme|upojedinihsupstituenatauvi{esupstituisanimderivatima. cis/transIzomerizacije1,2-,ili1,3-dimetil-supstituisanihcikloheksanskih derivatasuodli~anprimerkojipotvr|ujedajekvalitativnakonformaciona analiza, u pogledu predvi|anja stabilnosti ili nestabilnosti pojedinih konfor-macijauovakvomprocesu,usaglasnostisaeksperimentalnimrezultatima (Tablica).Kao{tojeutablicipokazanorazlikauslobodnojenergiji odre|uje se naosnovubrojakosihbutanskihfragmenata(pojedina~nopove}avajune-stabilnost za 0,9 kcal/mol) u odgovaraju}im cis- i trans-izomerima koji su u ravnote`i. Re~nik stereohemijskih principa, pravila i pojmova 4 Tablica.Eksperimentalneiizra~unatevrednostizapromenuslobodneenergijeza cis trans izomerizaciju dimetil-supstituisanih derivata cikloheksana oG = -1,87 kcal/molMeMeMeMe 1,2-cis 1,2-trans* *1,2-trans Izomer je u neuporedivo stabilnijoj diekvatorijalnoj konformaciji. 1,2-trans: 1 kosa (0,9 kcal/mol) MeMe 1,2-cis: 3 kose (2,7 kcal/mol) MeMeMeMeMeMe(zbog preglednosti nisu nacrtani sin-aksijalni vodonikovi atomi) ______________________________ 1,2-trans: stabilniji za 1,8 kcal/mol oG= -1,96 kcal/molMeMeMeMe 1,3-trans1,3-cis (nastavak tablice) 1,3-cis: nema kosih interakcija 1,3-trans: 2 kose (1,8 kcal/mol) MeMeMeMe ____________________________ 1,3-cis: stabilniji za 1,8 kcal/mol Uslu~aju1,2-derivata,kaoi1,3-derivatastabilnijijediastereomersaobemetilgrupeu ekvatorijalnim polo`ajima (t.j. trans-1,2-izomer, odnosno 1,3-cis-izomer), ali samo za 1,2-cis- i 1,2-trans-izomer postoji i kosa interakcija izme|u dve metil grupe. Videti odrednicu: A vrednost. "A" vrednost RazlikauGibbs-ovojslobodnojenergijiizme|uaksijalneiekvatorijalne stoli~astekonformacijemonosupstituisanihcikloheksanskihderivata,"A" vrednost, ili konformaciona slobodna energija izra`ava se pomo}u vrednosti G za ravnote`u: Re~nik stereohemijskih principa, pravila i pojmova 5 aksijalni konformer ekvatorijalni konformerXX Kada se vrednost slobodne energije G, koja je negativna jer je ravnote`a pomerenaupravcustabilnijegekvatorijalnogoblika,izrazisanegativnim predznakomkaoG,tadasedobijavrednostslobodnekonformacione energije ili A-vrednost.Ve}a vrednost za G, odnosno A zna~i i pove}anu tendencijumetilgrupeu,naprimer,metilcikloheksanu(1),iuprincipui svihdrugihgrupaumonosusptituisanimcikloheksanskimderivatimavolu-minoznijimodvodonika,dazauzmuekvatorijalnipolo`aj.Ina~e,supstitu-cija vodonikovog atoma u molekulu cikloheksana odre|enim supstituentom, ne menja bitno brzinu konformacione inverzije, ali uti~e na ravnote`nu sme-su, kao {to je to prikazano za aksijalni (1-aks) i ekvatorijalni metilciklohek-san(1-ekv).Favorizovanjeekvatorijalnogpolo`ajaumetilcikloheksanu mo`e se povezati sa ve}om stabilno{}u antiperiplanarne ili anti-konforma-cije butana (ap) u pore|enju sa sinklinalnom (sk)ili kosom konformacijom (Shema). CH3CH3 1-aks 1-ekv Brzina konformacione inverzije: 104 - 105 u sekundi na 300 K Aksijalna metil grupa (struktura 1-aks) formira u molekulu metilcikloheksa-nadvakosabutanskafragmenta(aks-Me-C1-C2-C3 iaks-Me-C1-C6-C5frag-ment). Interakcije izme|u sin-orijentisane metil grupe i aksijalnih vodoniko-vihatomanaC(3)iC(5),kojeseozna~avajukao1,3-sin-diaksijalnein-terakcijesuodbojne.Jedna1,3-sin-diaksijalnainterakcijauslu~ajumetil grupepove}avapotencijalnuenergijuzaoko0,9kcal/mol.Dveidenti~ne interakcijetogtipasmanjujustabilnostaksijalnogkonformerazaoko1,8 kcal/mol. Ta eksperimentalno odre|ena vrednost koja iznosi -1,86 kcal/molpredstavljarazlikuuslobodnojenergiji1-aksi1-ekvkonformera.Sdruge strane, ekvatorijalna metil grupa (struktura 1-ekv) sa odgovaraju}im ugljeni-kovimatomimacikloheksanskogskeletazauzimadvepovoljneanti-butan-ske konformacije (ekv-Me-C1-C2-C3 i ekv-Me-C1-C6-C5 fragmenti). Re~nik stereohemijskih principa, pravila i pojmova 6 CH3135CH3Go 1-aks 1-ekv 1,3-sin-Diaksijalneinterakcijepove}avajunestabilnostaksijalnogmetilcikloheksanau pore|enju sa ekvatorijalnim metilcikloheksanom. CH3HHHH3CH sinklinalna-konformacija butana CH3HH dve 1,3-sin-diaksijalne H-CH3 interakcije CH3CH3HHH HH3CCH3H HH H antiperiplanarna-konformacija butana G = -1,86 kcal/mol A = -G = 1,86 kcal/mol -G=A-vrednost,ilikonformacionaslo-bodna energija predstavlja kvantitativnu me-rufavorizovanjaekvatorijalnogpolo`ajau ravnote`i izme|u ekvatorijalnog i aksijalnog konformera. Shema Videtiodrednice:Aditivnostkonformacionihslobodnihenergija,Aksijalnevezei Ekvatorijalne veze. Ahiralan (opti~ki neaktivan) Osobina hemijske celine, kao {to su molekuli prikazani stereoformulama 1 i 2,dasepoklapajusasopstvenimlikomuogledalujednostavnomoperaci-jom translacije ili rotacije*.Takvimolekulineobr}uravanpolarizovanesvetlostiionisuahiralni (opti~ki neaktivni).HCHClHHCHClH 1 (op{ti tip Caaab) Re~nik stereohemijskih principa, pravila i pojmova 7 HClCHMeCHClHHCMeClHCHClH 2(op{ti tip Caabc) *Podrazumevasedasvimolekuli,modeliiliobjekti posedujutrivijalnu(prostu)osurota-cije Cn kada se rotacijom za 360 nov polo`aj poklapa sa po~etnim (operacija identi~nosti). Videti odrednice: Elementi simetrijei Hiralan. Ahirotopan (antonim* od hirotopan) Atomumolekulu(ilita~ka,grupaililiceumolekulskommodelu)uahi-ralnom okru`enju.Tozna~idasetakavatomnalaziuravniilicentrusimetrije,iliupolo`aju gderotaciono-refleksionaosapresecasvojurefleksionuravan.Uprimeru atomC(3)jestereogenicentarjednogoddvamogu}amezo-izomera2,3,4-pentantriola(1)inazivaseahirotopniatom,jersenenalaziuhiralnom okru`enju. Ovaj atom je zato i pseudoasimetri~an. ahirotopanatom3s(S)(R)CH3CCCCH3OHOHOHHHH 1 (2S,3r,4R)-2,3,4-pentantriol (1) mezo-oblik (ravan simetrije presecaatom C(3) UgljenikovatomC(3)jedefinisankaoahirotopan,aliikaostereogeni centarjerjetetraedarskivezanza~etirirazli~itasupstituenta,odkojihsu dvakonstitucionorazli~ita(HiOH),doksupreostaladvakonstituciono identi~ni (HCOHCH3), ali konfiguraciono razli~iti. Videti tako|e odrednice: Hirotopan i Pseudoasimetri~an centar. *Antonim (gr~. antnymia - anti-suprotan + onma, onyma-ime) re~ suprotna po zna~enju. Re~nik stereohemijskih principa, pravila i pojmova 8 Aksijalna hiralnost Osobina klase jedinjenja koja su hiralna zbog prisustva hiralne ili aksijalne ose kao hiralnog elementa.To su na odgovaraju}i na~in supstituisani aleni I, bifenili II, alkilidenciklo-alkani III i spirani IV. Primeri pokazuju da je stereoizomerija ove vrste mo-gu}azbogneplanarneorijentacijesupstituenataraspore|enihuparovima okohiralneose,naprimer,ualenimaop{teformuleabC=C=Cab,ili abC=C=Ccd.Specifikacijaapsolutnekonfiguracijeovihhiralnihjedinjenja definisana je pomo}u stereooznaka aR i aS. C C CC2H5HH3CH I O2NHO2CCO2HNO2 II CO2HHH3CH III HCO2HHO2CH IV Videtidodatnaobja{njenjapododrednicama:Hiralnaosa,Hiralnaravan,Hiralniele-ment, R,S notacijai aR i aS oznake. Aksijalne veze, aksijalne grupe Veze u konformaciji stolice molekula cikloheksana orijentisane upravno na ravan koja sadr`i sve, ili skoro sve atome u prstenu, odnosno veze paralelne sarotacionomosomsimetrijeC3kojaprolazikrozcentarprstena(ilirota-ciono-refleksionom osom S6).Atomi ili ligandi vezani aksijalnim vezama nazivaju se aksijalni. Aksijalneveze,{tojepolovinaodukupno dvanaestC-Hvezaumolekulucikloheksana, paralelne su sa rotacionom osom C3. Videti odrednice:Osa simetrije, Ekvatorijalne veze i Pseudoaksijalne veze. Re~nik stereohemijskih principa, pravila i pojmova 9 (alfa), (beta) Stereooznake(ilistereodeskriptori)unomenklaturi{e}erazaozna~avanje konfiguracije na anomernom ugljenikovom atomu.(i) U slu~aju jednostavnijih {e}era, na primer D-glukoze, kada se OH grupa naanomernomcentruC(1),nalazinaistojstraniuoriginalnoj,hemiacetal-nojFischer-ovojprojekciji1,kaoiOHgrupanaposlednjemstereogenom centru koji predstavlja referentni centar ugljenikov atom C(5) u ovom pri-meru+, re~ je tada o -anomeru D-glukopiranoze (strukture 1-4), a u supro-tnom slu~aju radi se o -anomeru (strukture 5-7).Ispraviti - dodati O (formula 3) -D-GLUKOPIRANOZA Fischer-ova hemiacetalna projekcija 5OH HH HOOH HH HOCH2OH HO11OH HH HOOH HOOH HHCH2OH5 12 po~etnamodifikovana 654321HOHOHOHHHOCH2OHHOOH HOHOOHH HHOHH 4 3 konformaciona Haworth-ova strukturaprojekcija Referentni atom u -D-glukopiranozi jeatom C(5), a OH grupa na anomernom atomu C(1) je na istoj strani kao i OH grupa na C(5) u Fischer-ovoj originalnoj projekciji 1. Re~nik stereohemijskih principa, pravila i pojmova 10 -D-GLUKOPIRANOZA 654321HOOHHOHOHOCH2OH5OH HH HOOH HOH HOHCH2OH1OOH HOHOOHH HHOHH16 5 67 Referentniatomu-D-glukopiranozijeatomC(5),aOHgrupanaanomernom atomuC(1)jenasuprotnojstraniupore|enjusaOHgrupomnaatomuC(5)u Fischer-ovoj originalnoj projekciji 1. (ii) Stereohemijske oznake i su se prvobitno koristile (a koriste se i da-nas)usteroidnojnomenklaturi.Supstituentiiznadravnistereoidnogmole-kulaopisujusekaoiprikazujuseuplanarnojformulipomo}uklina ( ),ilizadebljaneveze ( ),aonikojisuispodravniobele`avajuse kao -supstituenti i prikazuju se isprekidanom vezom(ili), {to je ilustrovano na primeru planarne strukture 5-androstana (8). NAPOMENA: Oznake i u steroidnim jedinjenjima imaju smisla samo u slu~ajevima kada je apsolutna konfiguracija steroidnog jezgra poznata, a to zna~i da je steroidni molekul grafi~ki nacrtan tako da je definisana ravan sasupstituentima koji su iznad steroidne ravni, odnosno ispod te ravni. 5-ANDROSTAN MeMe HHHH151091381417 8 Konformaciona struktura 8 Metilgrupenaatomima C(10) i C(13),kaoi vodoni-koviatominaC(5)iC(8)nalaze se iznad ravni steroi-dnog jezgra i ozna~avaju se kao ; vodonikoviatominaC(9)i C(14)ozna~avajusekao, jersenalazeispodravni pomenutog jezgra. Videti odrednice: Anomeri i Haworth-ova projekcija. 1,3-Alilni napon (i) Vrsta sternog (prostornog) napona koji je u originalnom obliku formuli-sannabazistereohemijskihkarakteristikacikloheksanskihderivata,op{te Re~nik stereohemijskih principa, pravila i pojmova 11 formule 1, sa egzocikli~nom dvogubom vezom u -polo`aju i supstituentom X u -polo`aju.Ovavrsta napona postoji u onimmetilencikloheksanskim derivatimatipa1 u kojima su dve voluminozne grupe (ili grupe umerene veli~ine) R i X u sin polo`aju. XR R1RX13R X 12 Tadadolazidome|usobnihodbojnihinterakcija,poduslovomdagrupaX zauzimaekvatorijalnipolo`aj(konformacionastruktura1-ekv).Ovenepo-voljneinterakcijesu~aknepovoljnijeod1,3-sin-diaksijalnihinterakcijaiz-me|u istih grupa u cikloheksanskim jedinjenjima formule 2 (videti odrednicu: Newman-ovnapon).Prematome,mo`esepredvidetidajekonformaciona ravnote`autakvimjedinjenjimapomerenaupravcukonformerasaaksi-jalnom orijentacijom grupe X (struktura 1-aks). R1RXXR1R 1-ekv1-aks (povoljnija konformacija) Jedanodnajboljeprou~enihprimera1,3-alilnognaponaobuhvatageome-trijskeizomere2-metilcikloheksilidensir}etnekiseline(3).Naosnovu 1H NMR prou~avanja dokazanoje dasin-izomer3postoji uglavnomkaokon-former sa aksijalnom metil grupom, dok je ista grupa u najpovoljnijojkon-formaciji anti izomera 3 u o~ekivanom ekvatorijalnom polo`aju. Re~nik stereohemijskih principa, pravila i pojmova 12 Klasi~ni primeri delovanja 1,3-alilnog napona CH3H COOHCH3HOOC H1,3-alilni naponmolekul bez1,3-alilnog napona 3-sin 3-anti

CH3HCOOHCOOHHCH3 3-aks 3-aks (stabilniji)(nestabilniji) COOHHCH3HCOOHCH3 3-ekv 3-ekv (nestabilniji)(stabilniji) (ii) Pojava 1,3-alilnog napona je, u principu, op{ta karakteristika svihkako cikli~nihjedinjenja(ilustrovanoprimerima1i3),takoiacikli~nihkojisa-dr`e strukturni fragment A.RR132 1 A U fragmentu A postoje nevezivne interakcije izme|u grupa R i R1 koje zavi-seod(a)veli~inetihgrupai(b)torzionoguglaizme|ugrupeR1i C(1)=C(2) veze. Ovaj ugao se menja rotacijom oko C(2)-C(3) veze. Kada su pomenutegrupevelike,adiedarskiugaomali,drasti~nosepove}ava potencijalnaenergijamolekula.Utomslu~ajutakosupstituisanaacikli~na jedinjenjaispoljavaju1,3-alilninapon,{tojepokazanonaprimeru(Z)-4-metilpent-2-ena (4). Re~nik stereohemijskih principa, pravila i pojmova 13 H3C HCH3CH3HH154 23 4 Konformacione strukture alkena 4 32HMe MeMeHHMeMe HMeHHMeHHHMeMe141,3-alilni napon eklipsna stepeni~asta eklipsna (Me/H) (Me/Me) Uenergetskinajpovoljnijojkonformaciji(Z)-4-metilpent-2-ena(4)u kojojsemaksimalnoizbegava1,3-alilninaponC(4)-Hvezajeu eklipsnompolo`ajupremaC(2)=(C3)vezi;unajnestabilnijojkonfor-maciji sa eklipsnim metil grupama ovaj napon je najve}i. 1,2-Alilni napon Favorizovanje aksijalnog polo`aja supstituenta na ugljenikovom atomu C(6) u 1,6-disupstituisanim cikloheksenskim derivatima op{te formule 1.Uzrok ove vrste napona le`i u sternim odbojnim interakcijama izme|u pse-udoekvatorijalne grupe R1 i grupe R na C(1). Interakcije se smanjuju kada je R1grupaupseudoaksijalnompolo`aju(1-pa).Upore|enjusakonformaci-jom1-pe,ukonformaciji1-paznatnosepove}avaugaoizme|utegrupei ravnidvogubeveze.Kao{tosemo`eo~ekivati,ovajnapondelujekadasu pomenutegruperelativnovoluminozne.Specifi~anprimer1,2-alilnogna-pona zapa`en je i kod 3-supstituisanih cikloheksenskih derivata 2 sa elektro-negativnim supstituentom X u polo`aju C(3), kao {to su 3-bromo-, 3-hloro-3-hidroksi-, ili 3-metoksicikloheksen. RR1(pe)RR1(pa)1a (R=C6H5; R1= terc-butil)1b (R=C6H5; R1= C6H5)1c (R=CH3; R1= NO2)16 Re~nik stereohemijskih principa, pravila i pojmova 14 R1H (pe)R1(pe)R(pa)Rnepovoljne sterne interakcije 1-pe1-pa Zaovajedinjenjajedokazanopomo}urazli~itihfizi~ko-hemijskihmetoda (elektronska difrakcija, Raman-ova i IC spektroskopija) da postoje u konfor-maciji sa pomenutim grupama uglavnom u pseudoaksijalnoj orijentaciji. Je-dno od obja{njenja je da se alilnom participacijom doprinosi stvaranju veze C-X sa ne{to ve}im jonskim karakterom, ukoliko je grupa X u pseudoak-sijalnompolo`aju(2a).Natajna~inseprekostruktureAsni`avaenergija sistemauosnovnomstanju.Zadrugomogu}eobja{njenjevidetistrukturu B. 3-Supstituisani cikloheksenski derivati: posebna vrsta 1,2-alilnog napona H(pe)(pa) XH(pe)Xveza sa jonskim karakterom 2aA (X=Cl, Br, OH, OCH3) Kada je u jedinjenju op{te formule 2 X metil grupa, tada ovaj efekat ne de-luje, a to zna~i da je povoljnija konformacija sa pseudoekvatorijalnom metil grupom. Alternativno obja{njenje delovanja 1,2-alilnog napona bazira se na efikasnijempreklapanjuvezivne-orbitaledvogubevezesaantivezivnom C-X -vezom kada se elektronegativni supstituent X nalazi u pseudoaksij-alnom polo`aju (konformaciona struktura B). H(pe)X*(pa)(orbitalno preklapanje--efekat hiperkonjugacije) B Videti odrednicu: Pseudoaksijalna i pseudoekvatorijalna veza. Re~nik stereohemijskih principa, pravila i pojmova 15 Ambo Stereohemijskiprefiks(predmetak)unazivuzajedinjenjasadvailivi{e stereogenih elemenata koji se nalaze u smesi dva racemska diastereomera u neodre|enom odnosu.Upotrebaovogprefiksailustrovanajenaprimerusintezeaspartama.Kada seovajdipeptidsintetizujeizL-asparaginairacemskesmeseN-metilfenil-alanina (D,L-par) tada se stvara smesa diastereomera 1 ~ija je konfiguracija hiralnihcentaraS,S (L,L-diastereomer)i 2 (S,R-konfiguracija, odnosno L,D-diastereomer).SmesaseimenujekaoL-N-aspartil-ambo-fenilalaninmetil estar. L,L-Diastereomer se koristi kao ve{ta~ki {e}er koji je oko 100 puta sla-|i od saharoze. Drugi L,D-diastereomer je gorak. Kada se govori o biohemijskom razlikovanju enantiomernih jedinjenja pos-toji ~etiri vrste mogu}e biolo{ke aktivnosti: (1) kada `eljena aktivnost zavisi samo od jednog enantiomera, a drugi je bez efekta; (2) kada oba enantiomeri mogu imati istu kvalitativnu i kvantitativnu farmakolo{kuaktivnost;ili(3)kadajeaktivnostenantiomerakvalitativno identi~na,alikvantitativnorazli~itai(4)kadasuaktivnostienantiomera kvalitativnorazli~ite.Poslednjitipbiolo{keaktivnostikarakteri{edvasin-teti~ka diastereomeraaspartama. HOO NH2OOH(S)HCO2HH2NCH2CO2HL-asparaginHOHNC6H5O NH2O(S)(S)HOHNC6H5O NH2O CO2CH3(R)(S)CO2CH3fenilalanin metil estar1 (L,L)-diastereomeraspartama2 (L,D)-diasteromeraspartama(R,S)- ili racemski (D,L)-par++ Re~nik stereohemijskih principa, pravila i pojmova 16 Anankomeran (gr~. anankein utvr|en sudbinski ili zakonom) Molekul utvr|en u jednoj konformaciji od vi{e mogu}ih, zbog(i) geometrijskih ograni~enja u samoj strukturi, ili(ii) prisutva voluminozne grupe koja u derivatima cikloheksana zauzima go-tovo isklju~ivo ekvatorijalan polo`aj.Tojeuzrokdamolekuliovogtipanepodle`ukonformacionojinverzijii zato su posebno pogodni kao model-supstrati za(a) prou~avanja reaktivnosti funkcionalnih grupa u aksijalnom, odnosno ek-vatorijalnom polo`aju* i(b)odre|ivanjeaksijalnihiekvatorijalnihparametara,kao{tosuhemijski pomaci razli~itih atoma u 1H NMR spektrima, dipolni momenti, pKa vredno-sti aksijalno, ili ekvatorijalno supstituisanih cikloheksan-karboksilnih kiseli-na, it.d. Kaoprvitipanankomernihjedinjenjanavodimokonformacionokrutederi-vatetrans-dekalinakojisuprikazanikonformacionomformulom1sadve spojene stoli~aste strukture. Njihove stereohemijske karakteristike razmatra-ju se na isti na~in kao i trans-1,2-disupstituisanih derivata cikloheksana. An-gularni vodonikovi atomi (obele`eni masnim slovima) u stabilnoj konforma-ciji1suaksijalni,asusedniugljenikoviatomiC(1)iC(4)suekvatorijalni. Prilikomdozvoljenekonformacioneinverzijetrans-1,2-disupstituisanihde-rivatacikloheksanaaksijalnevezesetransformi{uuekvatorijalneisupro-tno, ekvatorijalne u aksijalne. OH HHnemainverzije14 1 ABAB dozvoljena inverzija Me|utim,trans-dekalinskisistemjeizgra|enodsuvi{emalih{esto~lanih prstenova da bi se izvr{ila ova neophodna konformaciona promena prilikom inverzijejednogoblikatrans-dekalinaudrugi.Prelaznostanjezainverziju trans-dekalinazahtevatrans-diaksijalnuorijentacijuvezuizme|udvaprs-tena,odnosnostvaranjegeometrijskinemogu}ekonformacionestrukture. Anankomerni modeli ovog tipa su i bicikli~na premo{}ena jedinjenja 2 i 3. Re~nik stereohemijskih principa, pravila i pojmova 17 OHOH 2 3 Krutiikonformaciononefleksiblnibicikli~nimolekulisamostomnorbornanskogtipasa hidroksilnom grupom u endo-polo`aju (struktura 3) ili egzo-polo`aju (struktura 4) su anan-komerni modeli tipa (i). Kao primer anankomernog modela tipa (ii) prikazan je cis 4-terc-butilciklo-heksanol(4)koji,zbogkonformacioneravnote`epomereneizrazitoujed-nom smeru, postoji skoro isklju~ivo u jednoj konformaciji 4a. Voluminozna grupa, t-butil grupa, zauzima sterno neuporedivo povoljniji ekvatorijalni po-lo`aj (videti odrednicu "A" vrednost), a hidroksilna grupa kao grupa dale-ko manjih sternih zahteva je u aksijalnom polo`aju. Konformacionom inver-zijom ova povoljna konformacija prelazi u znatno nepovoljniju 4b. OHOH 4a 4b Konformacionaravnote`auslu~ajucis4-terc-butilcikloheksanol (4) pomerena je gotovopot-puno u pravcu konformera sa ekvatorijalnom t-butil-grupom. To je uslovljeno njenom volumi-nozno{}uiprematomeizrazitonepovoljnim 1,3-sin-diaksijalnim interakcijama kadabi ova grupa zauzimala aksijalni polo`aj. *Videti odrednice: Angularne grupe, Sterna pomo} i Sterna smetnja. Angularne grupe (lat. angulus-ugao) uglast, }o{kast Vodonikovi atomi ili drugi supstituenti vezani za ~vorne ugljenikove atome u kondenzovanim sistemima sa dva ili vi{e prstenova. Uplanarnimformulamat-dekalina(1a-1c)ikonformacionojformuli1d eksplicitno su na razli~ite na~ine ozna~eni angularni vodonikovi atomi. Re~nik stereohemijskih principa, pravila i pojmova 18 trans-Dekalin HHHHHH 1a 1b1c 1dPlanarne formuleKonformaciona formula

Zadebljanomlinijomufor-muli1a,iliklinom(1b)oz-na~avaju se veze iznad ravni cikli~nogmolekula,aispre-kidanomlinijom(tako|e mo`ebitiuoblikuklina), veze ispod te ravni. Ispunjenkrugna~vornom C-atomuuformuli1cozna-~avavezuvodonikovogato-maiznadravnidekalinskog prstena,dok~vorniugljeni-kovatombezkrugapodra-zumevadajevodonikov atom ispod te ravni. Obaprstenasuspojena ekvatorijalnimvezama,a angularnivodonikoviatomi (atomivezaniza~vorne ugljenikoveatome)suuak-sijalnim polo`ajima. Anizometri~an (gr~. an-, isos-isti, metron-mera) neravnomeran Videti odrednicu: Izometri~an (antonim od anizometri~an). Anhimerna pomo} Videti odrednicu U~e{}e susedne grupe. Anomeri Cikli~ni diastereomeri glikozida, {e}ernih hemiacetala i sli~nih cikli~nih ob-lika{e}erai{e}ernihderivatakojiserazlikujuukonfiguracijinaanomer-nom ugljenikovom atomu, C(1) u slu~aju aldoza 1 i 2, ili C(2) kod ketoza. OOHOHHOHOOHOOHOHHOHOOH11 -D-glukopiranoza(1) -D-glukopiranoza(2) razlika u konfiguraciji na anomernom C(1) atomu Videti odrednicu: Anomerni efkat. Re~nik stereohemijskih principa, pravila i pojmova 19 Anomerni efekat (i) U u`em smislu ozna~ava ve}i stepen termodinami~kog favorizovanja ak-sijalnog polo`aja elektronegativnog supstituenta vezanog za anomerni uglje-nikov atom u {esto~lanom piranoznom prstenu (strukture 1 i 2) od o~ekiva-nog na osnovu strukturnog modela klasi~ne organske hemije koji favorizuje ekvatorijalni polo`aj (videti odrednicu A vrednost).Ravnote`na smesa, na primer, -D-glukokopiranoze i -D-glukopiranoze sa-dr`i ~ak 37% -anomera {to je za oko 20% vi{e od teorijske koli~ine. Ano-merni efekat je ina~e jedan od najva`nijih polarnih efekata u konformacio-noj hemiji. OCl MeOMeClK 1-ekv 1-aks K = 32 (~ista supstanca na 40 C); dominira konfiguracioni izomer 1-aks OOCl ClClCl 2 Sviatomihloraukristalnomtrans,sin,trans-2,3,5,6-tetrahlor-1,4-dioksanu(2)suu aksijalnom polo`ajuzbog dejstva anomernog efekta. (ii) U {irem smislu, kao {to je prikazano na Shemi, anomerni efekat podra-zumeva favorizovanje anti-konformacije molekulskog fragmenta X-C-O plus elektronski par na kiseoniku, u kojem je X elektronegativan atom (ha-logen, OH, OR1, NR1R2 ili SR1). Drugim re~ima, favorizovana je kosa (sin-klinalna) konformacija fragmenta X-C-O-R, u kojem torzioni ugao izme|u grupa R i X iznosi 60.Anomerniefekatsemo`eshvatitiikaovrstastabiliziraju}egefektaujedi-njenjimatipa1-3,jerseputemelektronskedelokalizacije,molekulitakvih jedinjenjadodatnostabilizuju.Uslu~ajufluorometanola(3)favorizujese kosakonformacijazbogefikasnogpreklapanjaorbitaleelektrondonora (slobodnielektronskiparkiseonikovogatoma)saantivezivnomorbitalom C-Fvezekojapredstavljaelektronakceptor.Oveorbitalesume|usobno antiperiplanarnoorijentisane.Tojeop{tepoznataklasi~navrsta stereoelektronskog efekta.Re~nik stereohemijskih principa, pravila i pojmova 20 OXHHRRXH HOHHXRRHH Xnestabilnija konformacijastabilnija konformacija(Xi u antiperiplanarnom polo`aju)anti konformacija (diedarski ugaoizme|u X i R 180)okosa konformacija (diedarski ugaoizme|u X i R 60)oFluormetanol OFHHHHFH HOHHFHHHH Fnestabilnija konformacijastabilnija konformacija3 Postoji zna~ajna energetska barijera za rotaciju izme|u stabilne i nestabilne konformacije; kosa konformacija je stabilnija za vi{e od 12 kcal/mol. Shema Videti odrednicu: Stereoelektronski efekat. Ansa jedinjenja Videti odrednicu: Planarna hiralnost. Anti, sin Usaglasnostisamodernomstereohemijskomterminologijom,ozna~avanje relativne konfiguracije bilo koja dva susedna stereogena centra u linearnom ugljenikovom nizu datog molekula.Kada je linearan ugljenikov niz napisan u cik-cak obliku, a ligandi stere-ogenogcentrasenalazenarazli~itimstranamauodnosunaravankojuza-uzima pomenuti niz, relativna konfiguracija se naziva anti (odgovara antipe-riplanarnoj orijentaciji sa diedarskim uglom od 180o). Kada su isti ligandi na istoj strani te ravni, konfiguracija je sin (odgovara sinperiplanarnoj orijenta-cijisa diedarskim uglom od 0o) Re~nik stereohemijskih principa, pravila i pojmova 21 anti-konfiguracija R1HR1 HR1R1 cik-cak formula Identi~ne grupe R1su na razli~itim stranama ravni u koju zauzima linearni ugljenikov niz.* sin-konfiguracija HR1 HR1R1R1 cik-cak formula Identi~ne grupe R1nalaze se sa iste strane ravni u koju zauzima linearni ugljenikov niz. *Ovakvestereoformulenazivajuseuhemijskojliteraturiicik-cikformulezbog stepeni~aste konformacije; u principu u slu~aju ovih formula svaki ugljenikov atom u nizu moraimatijedanvodonikovatomkojiseneozna~ava.Me|utim,~estoseistepeni~aste formule sa vi{e ugljenikovih atoma u skeletu i nazna~enim supstituentom nazivaju cik-cak formule. Izrazanti(ustarijojliteraturitrans)~estosekoristizakonformacioneizo-merekadatorzioniugaoizme|udvegrupe(dvekarboksilnegrupeupri-meru1)iznosioko180,odnosnokadasutedvegrupemaksimalnouda-ljene jedna od druge (videti odrednicu anti Konformacija). Izraz sin (u starijoj lit. cis) ozna~ava konformacione izomere kada je = 0, kada su pomenute gru-pe na najmanjem mogu}em rastojanju. HHCOOHCOOHH HCCCOOHHHCOOHHH 1 Videti odrednice: Stereogeni centar, Eritro-treo i Cik-cak formule Napomena: Obele`avanje sin-anti zamenjuje obele`avanje treo-eritro. Antiaromati~nost Videti odrednicu: Aromati~nost. Re~nik stereohemijskih principa, pravila i pojmova 22 Anti- i sin-stereohemija Odre|enstereohemijskiodnosizme|ureaktanataiprodukatauklasi~nim reakcijama adicije ili eliminacije.U zavisnosti od na~ina stvaranja i raskidanja kovalentnih veza stereohemija reakcije klasifikuje se u op{tem slu~aju kao (i) anti- ili (ii) sin-adicija, odno-sno eliminacija. Primeri takvih reakcija su mnogobrojni, a va`no je ista}i da semnogevr{estereospecifi~notakodasestvarasamojedanstereoizomer, bez kontaminacije od strane drugih mogu}ih stereoizomera. (i) anti-stereohemija b ba a+X2anti-adicijaanti-eliminacijaXXbbaaXXbbaa+ Kovalentne veze ugljenikovih atoma sa atomima molekula X2 grade se na razli~itim strana dvogube veze i na isti na~in se raskidaju. (ii) sin-stereohemija b ba a+X2sin-adicijasin-eliminacijaXb aXba Kovalentnevezeugljenikovih atomasaatomimamolekulaX2 grade se na istoj strani dvogube veze i na isti na~in se raskidaju. Primer koji sledi ilustruje stereospecifi~nu sin-adiciju kiseonika iz persir}e-tne kiseline na cis-alken 1; sin-adicija ovog tipa ~esto se naziva i cis-adicija. Narednareakcijaprikazujeklasi~nu,bazno-katalizovanureakcijudehidro-jodovanja 2-jodbutana (2).Od dva mogu}a alkena, trans-2-butena, odnosno cis-2-butena koji se mogu nagraditi anti-eliminacijom, izolovano je tri puta vi{e stabilnijeg trans-izomera. Ovo je i primer stereoselektivne reakcije. Re~nik stereohemijskih principa, pravila i pojmova 23 sin-adicija R2HR1HOR1 R2H HCH3CO3HR1= (CH2)7CH3R2= (CH2)8OH anti-eliminacija MeHH MeHIMeHHMeOH- Videti odrednice: Stereospecifi~na reakcija i Stereoselektivnost Anti konformacija Geometrijski raspored oko proste C-C veze (ili neke druge izabrane veze) u kome je diedarski ugao izme|u dva odabrana, naj~e{}e najve}a supstituenta 180 kako se to vidiu Newman-ovoj projekciji ili dijagonalnoj formuli, na primer, n-butana. CCMeHHMeHHMeH HMeHH Antiklinalan (ak) Umolekulu,ilidelumolekulaX-A-B-Y,supstituentiXiYsuantiklinalni kada je torzioni ugao ()izme|u X i Y du` centralne A-B veze +120 30 (+ak) ili-120 30 (-ak). ABXY = +120 (idealan ugao) Videti odrednice: Diedarski ugao, Torzioni ugao i Specifikacija torzionog ugla. Re~nik stereohemijskih principa, pravila i pojmova 24 Antiperiplanaran (ap) U molekulu, ilidelumolekula X-A-B-Y, supstituenti Xi Ysu antiperipla-narni kada je torzioni ugao () izme|u X i Y du` centralne A-B veze +180 30(u idealnom slu~aju +180 kada se koristi termin anti). ABXY = +180 (idealan ugao) Videti odrednicu: Diedarski ugao, Torzioni ugao i Specifikacija torzionog ugla. Anuleni Monocikli~ni,konjugovani,nezasi}eniugljovodoniciop{temolekulskefor-mule (CH)2n u kojoj n ozna~ava broj dvostrukih veza.Tipi~ni primeri su benzen i ciklobutadien koji se, prema broju ugljenikovih atomauprstenu,imenujukao[6]anulen,molekulskeformule(CH)6,odno-sno [4]anulen, molekulske formule (CH)4. Kada su molekuli ovih i mnogo-brojnihsli~nihnezasi}enihjedinjenjasanaizmeni~nimprostimidvogubim C-Cvezamaporedtogaiplanarni,tadaseonamogupodelitinaosnovu Hckel-ovog pravila u dve podgrupe. Prvu ~ine aromati~ni anuleni sa (4n + 2) elektrona. Broj C=C veza odre|en oznakom n u formuli (CH)2n je u tom slu~aju neparan: 1, 3, 5..., ili 0). Benzen je klasi~an primer takvog anulena. Drugapodgrupasunearomati~nianulenikadajenparanbroj:2,4.... Alternativno nearomati~ni anuleni se ~esto predstavljaju kao 4n anuleni, {to podrazumeva da n mora biti paran broj. Takav je ciklobutadien. benzen [6] anulen (aromati~an) molekulska formula: (CH)6; (n = 3) ciklobutadien [4] anulen (antiaromati~an) molekulska formula: (CH)4; (n = 2) Videti odrednicu: Aromati~nost. Re~nik stereohemijskih principa, pravila i pojmova 25 Apikalan Kao {to op{ta formula 1 idealne trigonalne bipiramidalne strukture za mole-kulsku klasu AX5 pokazuje, stereohemijski izraz apikalan ozna~ava dva po-lo`aja (ili veze ozna~ene sa "a") kolinearna sa centralnim atomom.Ovi polo`aji nazivaju se i aksijalni.Triidenti~napolo`aja(iliveze)uravnikojaprolazikrozcentralniatom,a kojisuupravninapravacapikalnihpolo`ajanazivajuseekvatorijalni. Ekvatorijalne veze u centralnoj ravni orijentisane su me|usobno pod uglom od 120, a ugao izme|u ekvatorijalne i apikalne veze iznosi 90.Izrazapikalankoristiseizaobele`avanjepolo`ajagrupeilivezekojaje usmerenaodcentralnogatomaucentrukvadratneosnovedotemena kvadratne piramidalne strukture (formula 2). Polo`aji, ozna~eni sa "b", koji se nalaze u osnovi piramide, ili veze koje povezuju te polo`aje sa centralnim atomom, obele`avaju se kao bazni. eeeaab bb baPCl5BrF5PrimerTrigonalna bipiramidamolekulska klasa AX5Kvadratna piramidamolekulska klasa AX5E Primer12 a = apikalan (aksijalan)e = ekvatorijalan b = bazni A = centralni atom X = atom vezan za A E = slobodni elektronski par Re~nik stereohemijskih principa, pravila i pojmova 26 Apsolutna konfiguracija Trodimenezionalni raspored atoma u hiralnom molekulu koji ga razlikuje od sopstvenog lika u ogledalu i sa kojim se ne poklapa.Stereohemijski opis apsolutne konfiguracije zasniva se na Cahn-Ingold-Pre-log-ovoj R,S-konvenciji (skra}enica CIP). Videti odrednice: CIP-pravila, Hiralno pravilo, Prioritet supstituenata i R,S-notacija. Aromati~nost Strukturnakarakteristikanaro~itostabilnihcikli~nihjedinjenjakojasumo-nocikli~na, planarna, konjugovana i nezasi}ena.Prsten takvih jedinjenja sadr`i, prema Hckel-ovoj molekulsko orbitalnoj te-oriji(HMO),(4n+2)Oelektrona.Usaglasnostisateorijomsvevezivne molekulske orbitale aromati~nog jedinjenja su potpuno zauzete. Aromati~no jedinjenjejeiztograzlogastabilizovanouodnosunaodgovaraju}i acikli~nianalogsaistimbrojemC-atomaiO-elektrona.Strukture1-5 prikazujuodabranecikli~ne,konjugovanemolekuleijonesa(4n+2)O elektrona. 1 23 45 Broj O-elektrona: 2 66 610 Asimetri~an Pojam*kojiozna~avadaumolekulu,iliobjektunedostajusvielementisi-metrije osim elementa identi~nosti.UskladusaTeorijomgrupasimetrijeovajelementpripadaklasioperacija simetrije oznake C1, a to odgovara rotaciji molekula ili objekta oko C1 ose za ugao od 360 kojom se molekul (objekt) dovodi u prvobitan polo`aj. Re~nik stereohemijskih principa, pravila i pojmova 27 Termindisimetri~animaisto,alizasterelozna~enjekaoiterminasimetri-~an (tj. suprotan od simetri~an), ali nije identi~an sa tim pojmom. Disimetri-~ne celine (ili hiralne celine) mogu imati Cn osu sa n vredno{}u ve}om od 1. Izraz asimetri~an centar je nekorektan sinonim za hiralni ili stereogeni cen-tar. Videti odrednice: Element identi~nosti, Asimetri~an ugljenikov atom, Disimetri~an, Stereogeni centar i Hiralni centar. Asimetri~an ugljenikov atom Ugljenikov atom vezan za ~etiri razli~ita supstituenta, tipa Cabcd. Pojam asimetri~an atom koristi se i za ostale tetraedarske atome op{teg tipa A+abcdukojimaatomApredstavljaatomkojinijeugljenikovatom.Ne-ophodno je naglasiti da opisivanje bilo kojeg atoma kao asimetri~nog atoma podrazumeva da je molekul u kome se takav atom nalazi, kao celina asime-tri~an. Molekuli tog tipa ne poseduju niti jedan elemenat simetrije osim ose simetrije C1 (rotacija za 360). Asimetri~ni molekuli su prema tome hiralni, odnosno jedinjenja sastavljena od takvih molekula su opti~ki aktivna. Molekul Cabcd Cc abddCcba Fischer-ova formulaklinasta formula C OH HCO2HCH3H3CCOHCO2HH

1 Mle~na kiselina (1) ima jedan asimetri~an C atom, nema ni jedan element simetrije i predstavlja molekul opti~ki aktivnog jedinjenja. Me|utim,odre|enajedinjenjamoguimatiCnosusimetrijekadaserotaci- jom za ugao 360/n oko takve ose dobija identi~na struktura. Takva jedinje-nja (struktura 2) mogu biti opti~ki aktivna.Molekuli (1S,3S)- i (1R,3R)-cis-1,3-bis (1-hloretil)ciklobutana (2) koji imaju Cn (360/2= 180) osu rotacije su hiralni, ali nisu asimetri~ni molekuli, ve} Re~nik stereohemijskih principa, pravila i pojmova 28 disimetri~niipredstavljajumolekuleopti~kiaktivnihenantiomeraovogci-klobutanskogderivata.Zamolekuleovogtipaka`esedaposedujurotaci-onusimetriju.Ovuvrstusimetrijeimajuiopti~kiaktivneD-idarnakiselina (3)*iD-manarnakiselina(4)dobivenedelimi~nomoksidacijomD-idoze, odnosno D-manoze.* Hiralna jedinjenja sa rotacionom simetrijom HMeClHMeClClMeHClMeHClMeHClMeH131133RRRR SS2-R,R2-S,S HOCHOHH OHOH HH OHCH2OHHOCOOHHH OHOH HH OHCOOHO D-idoza3 (opti~ki aktivna kiselina) HOCHOHHO HH OHH OHCH2OHHOCOOHHHO HH OHH OHCOOHO D-manoza4 (opti~ki aktivna kiselina) *Nazividarnailimanarnakiselinaizvedenjepojmaaldarnakiselinakojiozna~ava konstitucionoidenti~nepolihidroksilnedikiselineop{temolekulskeformuleHOOC(CHOH)nCOOH.Simetrijaovihkiselina(konstitucionaikonfiguraciona)odre|uje broj mogu}ih stereoizomera koji je manji od formalnog maksimalnog broja. Videti tako|e odrednice: Asimetri~an, Hiralni centar i Stereogeni centar. Re~nik stereohemijskih principa, pravila i pojmova 29 Asimetri~na indukcija Gra|enje enantiomeraili diastereomera u vi{kuuodnosunadrugi enantio-mer ili diastereomer (stereoselektivna reakcija) u asimetri~noj sintezi.Primer ilustruje klasi~an tip asimetri~ne indukcije kada Grignard-ov reagens lak{e prilazi karbonilnoj grupi norbornan-2-ona sa egzo-strane koja je sterno slobodnija od endo-strane (struktura 1), {to je u skladu sa kontrolom sternog prilaza. Sterne smetnje izazvane nazna~enim vodonikovim atomima u jedi-njenju1ote`avajuendo-prilazGrignard-ovogreagensa.Ovajefekatsli~an je efektu 1,3-sin-diaksijalnih interakcija zbog ~ega je favorizovana ekvatori-jalne orijentacije supstituenata u cikloheksanskim derivatima. Favorizovan egzo-napadOendo-napadMeMgBrOHMe OHMeglavniproizvod+ 1 OHH2 65endo-H atomiu "U {upljini" 1 Videtiodrednice: Asimetri~na sinteza,Stereoselektivnost i Kontrola sternog prilaza Asimetri~na sinteza Sintezahiralnesupstanceizahiralnogsupstratakadasejedanenantiomer stvara u vi{ku u odnosu na drugi.Pro{irenje ove definicije obuhvata dominantno gra|enje proizvoda odre|ene konfiguracijeuodnosunaproizvoddrugekonfiguracijeureakcijiukojoj polaznasupstancave}sadr`ibarjedanhiralnicentar.Iztograzlogaza ovakve sinteze umesto izraza asimetri~na sinteza, koriste se i izrazi stereose-lektivna sinteza, enantioselektivna ili diastereoselektivna.

Videti odrednice: Stereoselektivnost, Enantioselektivne i Diastereoselektivne reakcije. Re~nik stereohemijskih principa, pravila i pojmova 30 Asimetri~na transformacija Proces uravnote`avanja kojim se smesa stereoizomera (obi~no 50:50) trans-formi{e u (a) jedan stereoizomer, ili (b) u smesu stereoizomera u kojoj je je-dan stereoizomer u vi{ku.Smesakojaseuravnote`avamo`ebitiracematilidiastereomernasmesa. Primerseodnosinaspontanorazdvajanjeenantiomeraracemskog1,1-binaftila asimetri~nom transformacijom, koja je indukovana kristalizacijom. U op{tem smislu proces uravnote`avanja mo`e biti (i) asimetri~na transfor-macija I reda, ili (ii) II reda.(i)Naprimer,akoseurastvorracemataAkojisadr`idvaenantiomera,a koji su u dinami~koj ravnote`i, doda ista koli~ina ili vi{ak ~istog neracemi-zuju}eg enantiomera B (S)-konfiguracije, tada }e dobivena ravnote`na sme-saadukataA*B,uprincipu,sadr`avatinejednakekoli~inediastereomera (R)-A*(S)-(B) i (S)-A*(S)-(B). Rezultat asimetri~ne transformacije I reda jestvaranje smese oboga}ene jednim stereoizomerom u pore|enju sa sastavom po~etne smese.(ii) Kada se dva diastereomerna adukta bitno razlikuju u rastvorljivosti tada jedan,naprimerslabijeratvorljivdiastereomer,(S)-A*(S)-(B),kristali{eiz rastvora. Dalje uravnote`avanje diastereomera urastvoru uz uporedno talo-`enje ovog diastereomera nastavlja se do stepena kada se u idealnom slu~aju ovaj izoluje kvantitativno (ili u velikom vi{ku) u kristalnom stanju. Ovaj tip asimetri~netransformacije,indukovankristalizacijom,predstavljaasimetri-~nu transformaciju II reda. HHHHHHHH+Racemski1,1'-binaftilkristalizacija Re~nik stereohemijskih principa, pravila i pojmova 31 Atropizomeri (gr~. atropos < a-ne + tropos-obrnuti) koji se ne okre}e Stereoizomeri koji nastaju kao rezultat spre~ene rotacije oko C-C veze zbog sternih smetnji izazvanih odbojnim van der Waals-ovim interakcijama izme-|uorto-grupaprikazanihu,naprimer,op{timenantiomernimbifenilskim strukturama I i II.Pomenutesmetnjepove}avajurotacionubarijeru{todozvoljavaizolovanje izomernihvrsta.Ovakviizomeridefini{usekaokonfiguracioni,anekao konformacioni.Ovajedinjenjakarakteri{epostojanjehiralneoseistogase ovaj tip hiralnosti naziva i aksijalna hiralnost. RR1RR1R1RRR1 I II Videti odrednice: Aksijalna hiralnost i aR, aS. Auwers-Skita pravilo (ili konformaciono pravilo) Empirijskopravilo(poznatoikaokonformacionopravilo)kojedovodiu vezu odre|ene fizi~ke osobine sa konfiguracijama cikli~nih cis- i trans-izo-mera u njihovim najstabilnijim konformacijama.Savremenadefinicijaovogpravila,kojajeodvremenanastanka(1920-23. godina) nekoliko puta modifikovana, glasi: Izomer sa ve}im toplotnim sa-dr`ajem(ve}aentalpija),odnosnonestabilnijiizomerima}eve}ugustinu, vi{u ta~ku klju~anja, kao i ve}i indeks prelamanja u pore|enju sa stabilnijim konfiguracionimanalogom."Primeraradi,primenompravilanakonfigura-cioneizomere1,2-dimetilcikloheksanamo`esepredvidetida}etrans-1,2-dimetilcikloheksan(1),kaostabilnijiizomer(e,e-konformacija),imatini`e konstante od cis-analoga2 (e,a-konformacija). O~iglednaje eksperimental-na potvrda pravila na osnovu pore|enja vrednosti za ta~ku klju~anja, indeks Re~nik stereohemijskih principa, pravila i pojmova 32 prelamanjaigustinuovadvaizomera,kojesuvi{ezanestabilnijicis-izo-mer. MeMe 1 T.k.(C): 123,4 Indeks prelamanja: 1,4247 Gustina: 0,7720 Trans-izomer1(e,e)ajestabilnijiodcis-analoga2 (e,a) i ima ni`e fizi~ke konstante MeMe 2 T.k.(C): 129,7 Indeks prelamanja: 1,4336 Gustina: 0,7922 a Uzima se u obzir stabilnija konformacija trans-izomera (e,e), a nenestabilnija (a,a). Fizi~ko obja{njenje pravila polazi od ~injenice da su, kako toplotni sadr`aj, tako i pomenute fizi~ke konstante, direktno zavisne od molekulske zapremi-ne. U tom smislu pravilo se defini{e i na slede}i na~in: "Izomer manje mo-larnezapremineimave}itoplotnisadr`ajishodnotomeve}ekonstante." Logi~no je da }e izomer manje molarne zapremine zbog boljeg me|usobnog pakovanjamolekulaimative}ugustinu,odnosnoive}iindeksprelamanja, jer ovaj direktno zavisi od gustine. Tako direktno obja{njenje recipro~ne za-visnostigustineiindeksaprelamanjaufunkcijimolekulskezapreminenije mogu}e dati kada je re~ o ta~ki klju~anja. Me|utim, u ovom slu~aju obrnut odnos izme|u molekulske zapremine i ta~ke klju~anja se mo`e razumeti ako se pretpostavi da se rastojanja kako izme|u (i) nesusednih grupa u moleku-lu, tako i izme|u (ii) susednih molekula u te~nom ili gasovitom stanju pove-}avajusapove}anjemmolekulskezapremina.Posledicajesmanjenjeintra-molekulskognagomilavanjagrupa,odnosnoodbojnihvanderWaals-ovih interakcija.Natajna~insesmanjujetoplotnisadr`ajispitivanogizomera (pove}ava se termodinami~ka stabilnost) {to rezultira sni`enjemta~ke klju-~anja (definicija).Postojive}ibrojdokumentovanihprimerakojipokazujudaseovopravilo mora uzeti sa izvesnom rezervom (videti strukture 3-cis i 3-trans), posebno, kao {to je pomenuto, kada je re~ o ta~kama klju~anja izomera koji se pore-de. Re~nik stereohemijskih principa, pravila i pojmova 33 OHCH3OHCH3 3-cis3-trans U slu~aju trans- i cis-metilcikloheksanola 3 Auwers-Skita pravilo ne va`i kada se radi o ta~kama klju~anja. Mada je trans-izomer 3 (e,e) stabilnijiod cis-izomera 3 (e,a) jer ima manji toplotni sadr`aj,atoodgovarani`ojentalpiji,njegovata~kaklju~anjajevi{a.trans-Izomerzbogbolje orijentacije hidroksilne grupe u~estvuje u stvaranju ja~ih intermolekulskih vodoni~nih veza u pore|enju sa aksijalnim alkoholom ~ija hidroksilna grupa trpi nepovoljne 1,3-sin-diaksi-jalne interakcije. Time se obja{njava vi{a ta~ka klju~anja trans-izomera jer se dodatna ener-gija tro{i na raskidanje vodoni~ne veze. Auwers-Skitapravilome|utimva`iakoseupore|ujugustinaiindeksprelamanja cis- i -trans metilcikloheksanola (3). Stabilniji izomer 3-trans, zbog ve}e molarne zapremina ima manji toplotni sadr`aj, a stoga, u skladu sa Auwers-Skita pravilom imai manju gustinu, kao iindeks prelamanja. Uprincipu,bitanpreduslovprimenepravilajesli~nostnjihovihdipolnih momenata. Ukoliko se dipolni momenti konfiguracionih izomera mnogo ra-zlikuju,tada se odnos izme|uodgovaraju}ih fizi~kih konstanti i konfigura-cijeobja{njava pomo}u dipolnog pravila. Videti odrednicu: Dipolno pravilo. Re~nik stereohemijskih principa, pravila i pojmova 34 Baeyer-ov napon (sinonim: ugaoni napon) Vi{ak entalpije cikli~nih molekula (unutra{njeg sadr`aja energije), prouzro-kovandeformacijamauglovaveza,upore|enjusaentalpijomodgovaraju-}egmolekulasanormalnimtetraedarskimuglovimavezakojijebezna-pona.Na taj na~in upore|uju se potencijalne energije, odnosno napon cikloalka-na u zavisnosti od njihove veli~ine, koju odre|uje broj ugljenikovih atoma u prstenu. Mora se imati u vidu da ukupan napon u prstenu, koji je, ilustracije radi, dat za manji broj cikli~nih jedinjenja 1-4, a koja pripadaju razli~itim ci-kli~nimsistemima,zavisinesamoodBaeyer-ovog(iliugaonognapona), ve} i od Pitzer-ovog napona (eklipsni ili torzioni napon), transanularnog na-pona i napona izazvanog skra}ivanjem veza. Ukupan napon u odabranim cikli~nim jedinjenjima 1 (cikloheksan; gotovo bez napona: 0,1 kcal/mol) 2 (ciklopropan: 27,6 kcal/mol) 3 (biciklobutan; veoma napregnut sistem: 65,9 kcal/mol) 4 ( [1.1.1]propelan; jo{ napregnutiji molekul: 103 kcal/mol) Odre|ivanjeugaonognaponakadajere~onesusptituisanimcikloalkanima bazira se na slede}e dve pretpostavke Adolf von Baeyer-a u okviru njegove teorije ugaonog napona koja je objavljena 1885. godine:(i) idealne strukture cikloalkana su planarne iz ~ega proisti~e da(ii)ugaoizme|uugljenik-ugljenikvezamorabitiizgeometrijskihrazloga planarnosti60uciklopropanu,90uciklobutanu,108uciklopentanui 120 u cikloheksanu. Valencioni ugao u planarnim cikli~nim strukturama odre|uje se prema formuli: Re~nik stereohemijskih principa, pravila i pojmova 35 (n-2/n) x 180 u kojoj n ozna~ava broj ugljenikovih atoma u prstenu. Mera ugaonog napona po Baeyer-u je odstupanje od idealnog tetraedarskog ugla(10928){touslu~ajuciklopropanaiznosi4928(10928-60). Raspodelom ovog napona izme|u dve C-C veze Baeyer-ov napon za ciklo-propan iznosi 4928/2, odnosno2444 (Tablica). Tablica sadr`i tako odre|ene teorijske energije ugaonog napona, kao i eks-perimentalno odre|ene energije ukupnog napona za ova jedinjenja, kao i za nekoliko drugih odabranih ciklana (alternativni op{ti naziv za cikli~ne zasi-}ene ugljovodonike -cikloalkane).U homologoj seriji cikloalkana sa tri do sedam ugljenikovih atoma, molekul ciklopentanajepremaBaeyer-ovojteorijipodnajmanjimugaonimnapo-nom, a ne cikloheksan. Tablica.Pore|enjeteorijskiodre|enognaponaplanarnihcikloalkana(BAEYER-ov napon)saeksperimentalnoodre|enimukupnimnaponom(Baeyer-ov+Pitzer-ov napon) Broj C atoma u prstenu34567916 Baeyer-ov (ugaoni)napon 2444944044516933 Ukupan napon po jednojCH2 (kcal/mol) 9,206,581,240,020,891,400,12 Ukupan napon (kcal/mol) 27,626,36,20,16,212,62,0 Specifi~ne vrednosti ukupnog napona, odre|ene eksperimentalno na osnovu odre|ivanjatoplotesagorevanja,kakojetoufazama(1)i(2)(Shema) obja{njenonaprimeruciklopropana,pokazujudaje,kao{tojepoznato, cikloheksannajstabilniji*cikloalkan,odnosnonjegovukupannaponjego-tovojednaknuli.Razlogzanesaglasnostupogledustabilnostiprstenova mo`eselakoobjasnitikadaseodbacipogre{naBaeyer-ovapretpostavkao planarnosti cikloalkana. Jedino u slu~aju ciklopropana prsten mora biti pla-naran. Stoli~asta konformacija cikloheksana (kao i konformacije cikloalkana sa vi{e od {est atoma) je ne samo (i) neplanarna i sa idealnim tetraedarskim uglovima, ve} je i (ii) bez Baeyer-ovog napona. ODRE\IVANJEUKUPNOGNAPONAUCIKLOPROPANUNAOSNOVU TOPLOTE SAGOREVANJA Re~nik stereohemijskih principa, pravila i pojmova 36 (1) Reakcija sagorevanja cikloalkana san CH2 grupa (CH2)n + 3/2 n O2 n CO2 + n H2O + ENERGIJA (2) Toplota sagorevanja jedne CH2 grupe u acikli~nim linearnim alkanima bez napona iznosi 157,4 kcal/mol, a odre|ena je na osnovu razlike toplote sagorevanja za n-heptan i n-heksan: Toplota sagorevanja499,83 kcal/mol499,83/3 = 166,6 kcal/mol po jednoj CH2 grupi pod naponomToplota sagorevanja1160,0 kcal/mol1002,6 kcal/mol157,4 kcal/mol ;razlika koja odgovara jednoj CH2 grupi bez napona-n-heksann-heptan Toplotesagorevanjatakvegrupeuciklopropanuiznosiznatnovi{e,preciznije9,2 kcal/mol(166,6-157,4),{topredstavljameruEKSTRANAPONApojednojgrupi, odnosno27,6 kcal za molekul ovog cikloalkana. Shema *Kadaserazmatrastabilnostcikli~nihjedinjenjaimaseuvidudajetotermodinami~ka veli~ina. Videti odrednice: Energija napona i Eklipsni napon. Re~nik stereohemijskih principa, pravila i pojmova 37 Baldwin-ova pravila Klasifikacija intramolekulskih ciklizacionih reakcija, koju je predlo`io Bal-dwin, upore|ivanjem lako}e (brzine) gra|enja cikli~nih jedinjenja u velikom broju prou~avanih reakcija.Pravila povezuje slede}a tri faktora:1) veli~inu prstena koji se stvara,2)hibridizacijuugljenikovogatomafunkcionalnegrupekojau~estvujeu reakciji i3) polo`aj reaguju}e vezeu odnosu na prsten koji se stvara (endocikli~na ili egzocikli~na - videti odrednicu: endo/egzo).Uskladusklasifikacijom,odre|eneintramolekulskeciklizacijesupovolj-nije,doksudrugezbogstereoelektronskihrazlogaozna~enekaomanje povoljne.Reakcijeseobele`avajusimboli~kisatrioznake:brojemkoji ozna~avaveli~inustvorenogprstena,zatimsledioznakaegzoiliendou zavisnosti od toga da li je veza koja se raskida egzocikli~na ili endocikli~na u odnosu na prsten koji se stvara i kona~no jednim od nastavaka tet, trig ili digkojiopisujuhibridizacijureaguju}egugljenikovogatoma.Klasifikacija intramolekulskihciklizacijailustrovanajeza5-egzo-trigprocesekojisuu principu dozvoljeni (Shema). Ciklizacioni proces koji se ozna~ava kao egzo-trig, prikazan strukturom I, simboli~ki zna~i da je reaguju}i ugljenikov atom sp2 hibridizovan (trigonalni = trig), a da je reaguju}a veza(ona koja je vezana za odlaze}u grupu) egzocikli~na._XY 5-egzo-trig I Re~nik stereohemijskih principa, pravila i pojmova 38 Konkretno,ureakciji12kojajedozvoljenapremaovimpravilima,simboltrigozna~ava adiciju koja se vr{i na trigonalni ugljenikov atom dvostruke veze.U egzo cikliza-cionim adicionim reakcijama, krajnji atom (ugljenik dvostruke veze u prikazanom egzo-trig procesu) ostaje van novo formiranog prstena. Prilikom predstavljanja ovih reakcija skra}e-nom notacijom ~esto se brojem ozna~ava veli~ina nagra|enog prstena. OOMeO NaOOH 12 Shema Videti odrednicu: Stereoelektronski efekat.VIDI STRUKTURU 2 C=C ??? Biot-ov zakon Videti definiciju: Specifi~na rotacija. Re~nik stereohemijskih principa, pravila i pojmova 39 Bredt-ovo pravilo Kvalitativno pravilo (1924. godina) koje u originalnom obliku glasi: "U ma-lim premo{}enim bicikli~nim jedinjenjima pinanske i kamfanske serije, kao i u sli~nim sistemima, dvoguba veza ne mo`e se nalaziti na ~vornom uglje-nikovom atomu A, ili B zbog velikog napona."Tako,naprimer,biciklo[2.2.2]oktan-2,6-dion(1)nemakiseleosobine, ina~etipi~neza1,3-dione,jerbisesabazomnagradiohipoteti~nienolatni jon 2 sa dvogubom vezom na ~vornom ugljeniku u prstenu sa samo 6 uglje-nikovih atoma. AAB B= = Kamfanska serija Pinanska serija

Kamfan Pinan OHOO OBBH+_11 12 O OH HpKa = 9 (relativno kiseli H atomi)2,4-pentandion VodonikovatomnaC(1)diona1nijekiseo,zarazlikuodvodonikovihatoma2,4-pen-tandiona,ireakcijastvaranjaenolatnogjona2senevr{ijerbitadanajve}iprstensa ~vornom dvogubom vezom imao svega 6 C atoma. Preciznijedefinisanjegraniceizolovanjamalihbicikli~nihpremo{}enihal-kena sa dvogubom vezom na ~vornom C atomu, zasniva se na pore|enju na-pona utakvim alkenima, prikazanimop{tom formulom 3, sa naponom koji Re~nik stereohemijskih principa, pravila i pojmova 40 postojiutrans-cikloalkenima.UtomsmislumodifikovanoBredt-ovo pravilo defini{e da se bicikli~ni ~vorni alkeni mogu izolovati kada je ve}i od dva prstena, koji sadr`e endocikli~nu dvogubu vezu, bar osmo~lani.NaosnovuBredt-ovogpravilamo`esesadaobjasnitiza{tojebiciklo-[3.3.1]non-1-en (4), ~ijinajve}i prsten sa ~vornom C=C vezom ima osam C atoma, stabilna supstanca. Sli~no tome, i trans-ciklookten je supstanca koja se mo`e izolovati. S druge strane izrazito nestabilna bicikli~na jedinjenja sa mostomovogtipasatrans-supstituisanomdvogubomvezomusedmo~la-nom prstenu (struktura 5) mogu se izolovati samo pod odre|enim uslovima (niska temperatura). Sa tog aspekta mo`e se objasniti za{to je dokazano po-stojanjetrans-cikloheptenakaointermedijerneihemijskeveomareaktivne vrste. abc 3 Premo{}en bicikli~ni sistem 3 sastoji se od tri grane a, b i csadvogubomvezom,kaosastavnimdelomgranec,na ~vornomugljenikovomatomu.Trigraneobrazujusistem sa tri prstena (ab, ac i bc). Dvoguba veza je egzocikli~na u odnosu na prsten ab, ali endocikli~na za prstenove ac i bc. Po{tosedvogubavezanalazina~vornomugljenikovom atomu oba endocikli~naprstena ac i bc onamora biticis-supstituisanaujednomprstenu,atrans-supstituisanau drugom.Uop{tojformuli3dvogubavezajenacrtana trans u prstenuac. Uprincipu~vorna dvoguba veza bi}e stabilnijakadajeonatrans-konfiguracijeuve}emoddva endocikli~naprstenauzuslovdaprstenimanajmanje osam ugljenikovih atoma (struktura 4). To nije slu~aj kada je re~ o strukturi 5. 1 234 5 6789 biciklo[3.3.1]non-1-en (4) StabilnasupstancauskladusaBredt-ovimpravilomjernajve}iprstensaendocikli~nom transdvogubomvezomimaosamCatoma;metilenskeC(3)i(C(8)grupesuutrans-polo`aju. 1 234 5678 biciklo[3.2.1]non-1(7)-en (5) Re~nik stereohemijskih principa, pravila i pojmova 41 Nestabilnopremo{}enobicikli~nojedinjenjejernajve}iprstensaendocikli~nomtrans dvogubom vezom ima sedam C atoma; metilenske C(2) i (C(6) grupesu u tom prstenu u trans-polo`aju. Centar simetrije Centarilita~kamolekula,modelaili,naprimer,strukture1 krozkojudu`, povu~enaodbilokojegelementa(atoma,grupe)izatimprodu`enazaistu distancu od te ta~ke, nailazi na identi~an element (atom, grupu). MeBrBrHHMeCENTARSIMETRIJE 1 (2,3-dibrombutan) Videti odrednicu: Elementi simetrije. cik-cak Stereoformule Tip stepeni~astih perspektivnih formula koje, kao i klinasteformule, prika-zuju konformaciju i konfiguraciju jedinjenja sa dva ili vi{e hiralnih centara.Molekulskiskeletjedinjenjauoblikucik-caklinijegrafi~kiseprikazujeu ravni hartije u realnom obliku stepeni~aste konformacije. Supstituenti se cr-tajuiznadiispodravni.Crtanjeklinasteformule1icik-cakformule2ilu-strovan je na primeru acikli~nog oblika D-manoze. Re~nik stereohemijskih principa, pravila i pojmova 42 CHOH HOH HOOH HOH HCH2OHHOH2CHO HOHH OHHCHOH HOHOH2COHOHOHCHOOHD-manoza 12 Ovavrstastereoformulakoristiseunovijojhemijskojliteraturizapredsta-vljanje acikli~nih jedinjenja. Formule ovog tipa posebno su pogodne za pri-kazivanje stereoure|enih delova prirodnih i tehni~kih polimernih molekula. Va`na napomena u slu~aju cik-cak formula koje su jednostavnije od klinastih stepeni~astih formula,dase,ukolikosestriktnopo{tujedefinicija,mogukoristitisamoukolikohiralni centri imaju i vodonikov atom koji se ne prikazuje, ali podrazumeva kao ~etvrti supstituent. Me|utim,klinaste,stepeni~asteformulezajedinjenjasaC-atomimaunizu bez vodoniko-vih atoma, se u praksi ~esto nazivaju tako|e i cik-cak formule. CIP obele`avanje (notacija) Cahn-Ingold-Prelog-ov sistem pravila (CIP pravila) za odre|ivanje stereohe-mijskih oznaka za apsolutnu konfiguraciju hiralnih centara.Koristi se kada se razmatra konfiguraciona izomerija, a to zna~i da bar jedan stereogeni centar, na primer, u mle~noj kiselini (1), mora biti prisutan u mo-lekulu. CCO2HCH3OH H CCO2HCH3H HO (S) -1(R) -1 Kada jedinjenje definisane konstitucije ima dva enantiomera tada se na osnovu CIP-notacije (sistema) enantiomeri mogu jednozna~no razlikovati. Re~nik stereohemijskih principa, pravila i pojmova 43 Videti tako|e obja{njenje za R,S-notaciju i Hiralno pravilo. cis (c) Stereohemijski izraz za odnos izme|u supstituenata orijentisanih sa iste stra-ne dvogube veze (formula 1), ili za cikli~ne strukture u stvarnoj ili hipoteti-~koj konformaciji, kada su dva negeminalna supstituenta sa iste strane u od-nosu na ravan, na primer, ~etvoro~lanog prstena (formula 3).Relativnakonfiguracijajetranskadajejedansupstituentispod,adrugiiz-nad referentne ravni prstena (formula 4). Za jedinjenja koja sadr`e C=N ve-zu(op{teformule5i6)prefikscisilitransseodre|ujeuodnosunarefe-rentnu grupu. U starijoj literaturi cis/trans notacija se standardno koristila za specifikaciju konfiguracije dvogube veze. Me|utim, po`eljne oznake za opis konfiguracije disupstituisanih alkena, a obavezne za tri- i tetra-supstituisane alkene, su E ili Z . ClClHHHClHCl 1-cis-1,2-dihloreten 2-trans izomer Referentna ravan je upravnana ravan koja sadr`i sp2 hibridizovane atome i njihove supsti-tuente. ClClCl Cl 3-cis-1,2-dihlorciklobutan4-trans izomer Referentna ravan je ona koja le`iu ravnicikli~nog skeleta.

C Nba cC Nba c 56 Prefiks cis ili trans se koristi u zavisnosti da li je a" ili b" atom (grupa) uzet kao osnova za pore|enje polo`aja preostale dve grupe Videti oznake: E /Z. Re~nik stereohemijskih principa, pravila i pojmova 44 cisoidan

Zastareo termin za konformaciju oko proste veze izme|u dve konjugovane dvogube veze u dienima i polienima.Me|utim, ovaj termin (sin je alternativni termin) se jo{ uvek koristi, kao {to primer 1 pokazuje, za opis konfiguracije izme|u krajnjih prstenova vezanih za sredi{nji u kondenzovanim policikli~nim jedinjenjima Planarna formula Konformaciona formula 1 H HH H trans-cisoid-trans perhidroantracen, ili trans-sin-trans perhidroantracenKada postoji mogu}nost izbora, a to zna~i da je konfiguracioni odnos izme-|ujednogpara~vornihatomacisoidan,adrugogtransoidan,tadasebira onaj par koji je vezan za atom koji je prilikom numeracije ozna~en manjim brojem (videti strukturu 2). NHHHH12344a10 5a56788a99a cis-4a-cisoid-4a,10a-trans-10a-perhidroakridin (2) HatomvezanzaC(4a)odre|uje konfiguraciju(cisoidnu),aneH atom koji je vezan za atom koji ima ve}i broj-C(8a). Videti oznake: s-cis, odnosno s-trans. cis-trans Izomeri Diastereomeri alkena i cikli~nih jedinjenja koji imaju dva negeminalna sup-stituenta (lat. geminus-blizanac).Uslu~ajucis-izomerasupstituentisenalazesaistestranereferentneravni dvogubevezeilicikli~nogprstena,odnosnosasuprotnihstranauslu~aju trans-izomera.Starijitermin,geometrijskiizomeri,senepreporu~uje.Polo`ajdrugihsup-stituenata u prstenu sa ve}im brojem supstituenata odre|uje se kao c (za cis) ilit(zatrans-orijentaciju)uodnosunareferentnisupstituent(primer1). Re~nik stereohemijskih principa, pravila i pojmova 45 Jasno je da se ovde radi samo o relativnoj konfiguraciji. Apsolutna konfigu-racija se mora odrediti na osnovu CIP-pravila. CHOHHH3CHBr123 1 2c-Bromo-3t-metilciklobutan-1r- karbaldehid AldehidnagrupanaC(1)jerefe-rentnagrupaiobele`enajekao 1r. Brom na C(2) je u cis-polo`a-ju,ametil grupanaC(3)utrans-polo`aju. Videti odrednice: Referentna grupa i Apsolutna konfiguracija. Cram-ovo pravilo U naj{irem smislu predvi|a stereohemiju reakcija acikli~nih sistema u koji-ma se gradi novi hiralni centar koji je susedan postoje}em u polaznom jedi-njenju i glasi: U nekataliti~kim reakcijamaop{teg tipa prikazanog na Shemi glavni proi-zvod je onaj koji se gradi prilazom nukleofila (Nu:) sa sterno najmanje za-{ti}ene strane dvogube veze, odnosno one gde se nalazi mala grupa M. novi hiralnicentar*****Nu:-+VMSOHRNuVMSOHNuRSVMOR hiralni glavni sporedni prekursor proizvodproizvod S = srednja grupa M = mala grupa V = velika grupa R = H, alkil ili aril grupa Najpovoljnijakonformacijauosnovnomstanju(videti odrednicu:Felkinovmodel)hiralnogprekursorautakvim reakcijama je ona u kojoj se karbonilna veza nalazi okru`ena sa dve manje grupe, dok najve}a grupa zauzima anti polo-`aj u odnosu na dvogubu vezu. Shema Re~nik stereohemijskih principa, pravila i pojmova 46 MnogobrojnereakcijeadicijeGrignard-ovogreagensanaopti~kiaktivne aldehide i ketone koje je po~etkom 50-tih godina pro{log veka prou~avao D. Cram, poslu`ile su za formulaciju pravila. Tipi~na reakcija ovog tipa je adi-cijametilmagnezijum-bromidanaopti~kiaktivan(S)-2-fenilpropanal(1)u kojojsuizolovanadvadiastereomernaproizvoda2i3.Glavniproizvod2 dobiven je u znatnom vi{ku (71%), {to zna~i da je ova reakcija diastereose-lektivna.*Nepostoji,prematome,podjednakaverovatno}azaprilazGrig-nard-ovog reagensa sa jedne ili druge strane karbonilne grupe, jer bi se tada obadiastereomeranagradilauistojkoli~ini.Postoji,me|utimodre|enod-nos izme|u strukture hiralnog aldehida, i stereohemijskog toka reakcije, od-nosno reaktivnosti u zavisnosti od prilaza nukleofilnog reagensa karbonilnoj grupi. Primenom pomenutog pravila mo`e se predvideti stereohemijski tok i ishod, kako ove reakcije, tako i sli~nih. MePhCHOHMeMgIH+1)2)PhHMeOHMeHPhHMeOHHMe+ 12 3 (S)-2-fenilpropanal (2S,3S)-3-fenilbutan-2-ol(glavni proizvod) *Napomena:Stereoselektivnogra|enjejedinjenjaodre|enekonfiguracijenanovomasi-metri~nomatomuureakcijihiralnogpolaznogjedinjenjapretstavljaASIMETRI^NU INDUKCIJUzbog~egaseCram-ovopravilo~estonazivaipravilomSternekontrole asimetri~ne indukcije. Videtiobja{njenjazaFelkin-ovmodeliodrednice:Asimetri~naindukcijaiKontrola sternog prilaza. Re~nik stereohemijskih principa, pravila i pojmova 47 Diastereomeri (diastereoizomeri) Stereoizomeri za koje ne postoji odnos predmet-lik u ogledalu."*Obuhvataju(i)stereoizomeresaistomkonfiguracijomnajednomilivi{estereogenih centara (opti~ki aktivna struktura vinske kiseline 1), ali i razli~itim konfigu-racijama na jednom ili vi{e stereogenih centara (mezo-oblik 2); (ii) E- i Z -konfiguracione izomere (formule 3 i 4 ), kao i(iii) cis- i trans-izomere kompleksnih jedinjenja. Diastereomeri se razlikuju u fizi~kim i hemijskim osobinama. (i) Diastereomeri mezo i opti~ki aktivne vinske kiseline COOHOH HH HOCOOHCOOHOH HOH HCOOH (R,R)-1 (R,S)-2 (ii) Diastereomeri 2-butena MeMeHHMeHMeH E-3 Z-4(iii) Diastereomeri dihlordiamino-Pt(II) hlorida (cis-PLATIN) PtClClH3NH3NPtNH3ClClH3N cis- trans- *Enantiomerni parovi se odnose kao predmet i lik koji se ne poklapaju (tzv. refleksioni izomeri). Re~nik stereohemijskih principa, pravila i pojmova 48 Diastereomerni vi{ak dv (%)+ U diastereoselektivnoj reakciji u kojoj se grade dva (isklju~ivo dva) diaste-reomera u koli~inama [X] i [Y], diastereomerni vi{ak (dv), izra`en u procen-tima i izra~unat prema formuli: X YX + Yx 100% X-Y(vi{ak jednog diastereomera u odnosu na drugi); X+Y (celokupna snesa diastereomera); jedinice se potiru u ra~unu tako da se formula mo`e koristiti bez obzira da li je koli~ina izra`ena u gramima, ili molarnoj koncentraciji.Napomena: Definicija diastereomernog vi{ka ima smisla samo ako su diastereomeri trans-formisani u enantiomere; u suprotnom, ispravnije je navoditi procentni odnos diastereomera (X/Y). Stereohemijska~isto}akojaseodre|ujepomo}urazli~itihanaliti~kih metoda, ali ne na osnovu polarimetrijske metode se naj~e{}e izra`ava pomo-}uenantiomernog vi{ka. Videti definicije: Enantiomerni vi{ak i Opti~ka ~isto}a. Diastereoselektivna reakcija Re~nik stereohemijskih principa, pravila i pojmova 49 Reakcija u kojoj se jedan od diastereomera gradi u vi{ku.Za takve reakcije (sinteze) ka`e se da su diastereoselektivne, jer vode ka se-lektivnomgra|enjudiastereomera. Uprimeru(i)redukcijom4-terc-butilci-kloheksanona,prilazomLiAlH4saaksijalnestrane,stvarase,uvelikom vi{ku, trans-alkohol.

(i)OOHHOHHL i Al H4+(90%)(10%)Favorizovan aksijalniprilaz hidrida Primer (ii) ilustruje diastereoselektivnu sintezu Z-alkena adicijom borana na alkin, pra}enu protonolizom vinil-boranskog adukta. U ovom kontekstu tipi-~nediastereoselektivnereakcijesuionekojesevr{euskladusaCram-ovim, iliPrelogovim pravilom. (ii) R1R2R B RHR1R2H BRRR1R2H HRCO2H(cis-adicija)Z (u vi{ku) Videti odrednice: Cram-ovo pravilo i Prelogovo pravilo. Diastereotopna lica Kada se adicijom ahiralnog liganda sa jedne strane (lica) dvogube veze gra-di proizvod koji je diastereomeran sa jedinjenjem dobivenim adicijom istog liganda sa suprotne strane dvogube veze.Dva lica dvogube veze (gornje i donje) nisu u tom slu~aju konfiguraci-ono ekvivalentna zbog razli~itog okru`enja oko dvogube veze, {to zna~i da Re~nik stereohemijskih principa, pravila i pojmova 50 ihnekarakteri{eodnospredmet-lik.Uprimerupolazniketonimahiralni centar S-konfiguracije, a redukcijom pomo}u NaBH4 dobivaju se diastereo-merni alkoholi (S,S) i (S,R) konfiguracije, {to zna~i da su dva lica karbonilne grupe diastereotopna. MeCC H MePhOOMePhHMeNaBH4SOHMePhHMeHSOHMePhHMeHSSR+ Smesa diastereomernih alkohola Diastereotopni ligandi Dvahomomorfnaliganda*(atomiliatomskagrupa)vezanazaprohiralni centar u konstituciono identi~nom okru`enju, su diastereotopna, kada parci- jalnazamenajednogliganda,odnosnodrugog,nekimnovimahiralnimli-gandom, vodi gra|enju diastereomera.Neophodan uslov za postojanje takvih liganada je prisustvo jednog hiralnog centra (struktura A), ili vi{e njih (struktura 2). ZamenombiloatomaH1 iliH2 deuterijumomuhiralnomjedinjenju2, (asimetri~niCatomisuobele`enizvezdicom)stvarajusediastereomerni supstitucioni proizvodi 3 i 4. Apsolutne konfiguracije novog hiralnog centra su razli~ite, a H1 i H2 su prema tome diastereotopni ligandi. Na sli~an na~in mo`e se razmatrati topolo{ki karakter H1 i H2 atoma u jedinjenju 1, uz napo-menu da je molekul 1 ahiralan, ali da se sukcesivnom zamenom pomenutih atoma formiraju dva hiralna centra u opti~ki aktivnim diastereomerima. Re~nik stereohemijskih principa, pravila i pojmova 51 HEtBrCOEtBr HHEtBrCOEtHbHaHEtBrCOEtH BrS S SS RHaBrHb BrAAaAm (opti~ki aktivan) (mezo) Konfiguracija se ne menja na C(1) atomu, a u diastereomerima je ona razli-~ita na novo formiranom hiralnom centru C(3). H1H2MeEtDHMeEtHDMeEt1****DIASTEREOMERI HHH HH F1 2HHH DH F2HHD HH FDIASTEREOMERI2***S**R34RRRRRR *Videti odrednicu: Homomorfni ligandi. Diedarska simetrija

Jednacelina,naprimermolekul1,kojaimajednuilivi{eosasimetrije upravno orijentisanih na glavnu osu simetrije Cn.Opti~kiaktivnojedinjenje1ima~etirimentoksiacetilkarbinilgrupeL identi~nekonfiguracijeikarakteri{egadiedarskasimetrijasatriupravno orijentisaneC2 ose.Istitipsimetrijepostojiiubifenilu2,kaoiumnogo-brojnim alenima i spiranima. Re~nik stereohemijskih principa, pravila i pojmova 52 CH3OCH2CO2CH2CH(CH3)2CRRSLL LCH3OCH2CO2CH2CH(CH3)2RRSL = Tetra-(-)-mentoksiacetil derivat pentaeritritola CH2 H2CCOH2C CH2CO 2 Re~nik stereohemijskih principa, pravila i pojmova 53 Diedarski ugao (ili torzioni ugao) Osnovni parametar svake konformacione strukture koji ozna~ava ugao iz-me|u atoma X i Y du` veze A-B. To se svodi na odre|ivanje ugla izme|u dve ravni definisane atomima X-A--Bi A-B-Y u nelinearnom molekulu X-A-B-Y (1).Ovaj ugao mo`e biti pozitivan ili negativan.(i) Posmatraju}i najmanje ~etvoroatomski nelinearan molekul 1 du` veze A-B kada je skretanje (ili zavoj) od ravni XAB ka ravni ABY u smeru kretanja kazaljke na satu, ugao je pozitivan, a kada je u suprotnom smeru (struktura 2), tada je ugao negativan. (i) Pozitivan (niz posmatran od X Y) YXBA ABXY 1 Negativan (niz posmatran od X Y) YXBA 2 (ii) Prilikom odre|ivanja znaka diedarskog ugla nije va`no da li se niz X-A-B-Yposmatranaopisanna~inodXY(i),ilialternativnoizsuprotnog smera od Y X. U oba slu~aja znak za torzioni ugao }e biti isti. Me|utim, potrebno je naglasiti da se ugao izme|u dve ravni, odnosno grupe, X i Y, posmatrauvekodonegrupekojajebli`aposmatra~u(Xu strukturama1i 2) ka udaljenijoj (Y u istim strukturama). (ii) = pozitivan (niz posmatran od Y X) Y X B A A BX Y Re~nik stereohemijskih principa, pravila i pojmova 54 Dijagonalne formule Perspektivanna~inprikazivanjaprostornograsporedasvihvezanasused-nim (ili vicinalnim) atomima (lat. vicinalis-susedan).Uprincipu,vezaizme|ususednihatoma1i2crtasedijagonalnoslevau desno.Levikrajozna~avaatombli`iposmatra~u,adesniudaljeniji. Preostale tri veze (a, b i c, odnosno a1, b1 i c1) na oba kraja dijagonalne veze crtaju se u jednoj ravni pod uglom od 120. Formulama 1 i 2 prikazane su, na primer, eklipsne konformacije etana ( = 0) i stepeni~aste konformacije etana (idealni diedarski ugao od 60). eklipsnastepeni~asta eklipsnastepeni~asta ( = 0)( = 60) ( = 0)( = 60) aa1b1c1c bab1c1a1c b1221 HHHHHHHHHHH H1221 1 2 Dijamantska kristalna matrica Stabilna struktura dijamantskog tipa koju karakteri{e(a) optimalna tetraedarska (sp3) geometrijai isto tako (b) idealna stepeni~asta konformacija svih C-C veza, sa diedarskim uglom = 60.Segmentdijamantskekristalnere{etkeprikazanjepomo}ustruktureA.U dijamantujesvakisp3C-atomvezanza~etiridruga,lociranauuglovima tetraedra.Svakiodtihtetrakovalentnihatomavezanjedaljezajo{trisu-sednaitakoredom.Natajna~ingradisetrodimenzionalnamre`akristala dijamanta koja se sastoji od ogromnog broja kovalentno vezanih ugljeniko-vihatomasasavr{enousmerenimvezama.Takvamolekulskastrukturana konformacionomnivousadr`ivelikibrojidealnihstoli~astihkonformacija sa gotovo idealnim diedarskim uglom (ili interanularnim) od 60.Jedna od najstabilnijih konformacija ciklodekana (3), prstena srednje veli~i-ne,uklapaseuopisanudijamantskure{etku.Kaonajstabilnijirasporedza Re~nik stereohemijskih principa, pravila i pojmova 55 duga~ke nizove sp3 hibridizovanih ugljenikovihatoma ovaj tip re{etke pos-toji i u mnogim cikli~nim zasi}enim ugljovodonicima od deset do dvadeset-~etiri C-atoma. Pored toga, takva savr{ena dijamantska matrica sa usmere-nimvezamapostojiiuadamantanu(1),dijamantanu(2),stereoizomerima perhidroantracena i perhidrofenantrena, poli(metilenu) i poli(propilenu).

A DeotrodimenzionalnestrukturedijamantaukojojjesvakiC-atomkovalentnovezanza ~etiridrugaC-atoma;zadebljanimlinijamaozna~enajetrans/transoidna/transstruktura perhidroantracena; isto tako u kristalnoj re{etki uo~avaju se stoli~aste cikloheksanske struk-ture, kao i trans- i cis-dekalinski i ciklodekanskifragmenti. Segmentidealnekonformacionestrukturehomo-DNAtrinukleotidasadija-mantskom kristalnom matricom prikazan je pomo}u strukture 4 u ~iji sastav, poredostalihkomponentinukleinskihkiselina,ulazipiranozni{e}er.Ova {e}ernakomponentapostojiuoblikustoli~astekonformacijesatrisup-stituenta u ekvatorijalnim polo`ajima. 1 2 3 adamantandijamantan ciklodekan OOOObazabazaOOOOO ObazaPOPO 4 Deo dijamantske kristalne matrice idealnog homo-DNA trinukleotida Re~nik stereohemijskih principa, pravila i pojmova 56 D,L D (lat. dexter -desno, pravo) L (lat. laevus -levo) Oznake za konfiguracione izomere ugljenih hidrata i -amino kiselina.Usaglasnostisamodernomterminologijomoveoznake,kojisenekoriste zadrugetipovehiralnihjedinjenja,nedvosmislenoseodre|ujuizFischer-ovih projekcija.(i)Kadajegrupavi{egprioritetavezanazaC()atommolekula-amino kiseline 1 sa leve strane, nazivu jedinjenja se dodaje oznaka L, odnosno(ii) oznaka D kada je ista grupa sa desne strane.Na taj na~in dovode se u vezu D- i L- gliceraldehid (2), odnosno konfigura-cija poslednjeg hiralnog C-atoma, na primer, u monosaharidima.* HO HCHOCH2OH+H3N HCOO-R 1(-L-amino kis.) 2 (L-gliceraldehid) To je atom C(5) u glukozi: hidroksilna grupa vezana za pomenuti atom je sa desnestrane(kaouD-gliceraldehidu),inazivu{e}erasedodajeprefiksD. Apsolutna konfiguracija svakog hiralnog centra u D-glukozi (ili jedinjenjima savi{eodjednoghiralnogcentra)odre|ujesenaosnovuCIPpravila, odnosno (R/S) obele`avanja. CHOOH HH HOOH HOH HCH2OH15H OHCHOCH2OH D-gliceraldehid D-glukoza *Napomena: oznake D i L ozna~avaju apsolutnu konfiguraciju hiralnog centra C() atoma molekula -amino kiseline, ili C(5) atoma u glukozi+. Re~nik stereohemijskih principa, pravila i pojmova 57 d,l Prevazi|en na~in obele`avanja enantiomera koji se bazira na znaku opti~ke rotacijepolarizovanesvetlostidatetalasnedu`ine,naj~e{}e589nm(D emisiona linija natrijuma).U dana{njoj literaturi koriste se znaci (+) ili () za skretanje ravni u desno ili u levo. Prefiks dl se jo{ uvek koristi za racemske smese, ali se preporu~uje kori{}enje simbola () ili rac. dl smesa E-ciklooktena Videti odrednice: Racemat i Racemsko jedinjenje. Re~nik stereohemijskih principa, pravila i pojmova 58 Dinami~ka nuklearna magnetna rezonancija (DNMR) Snimanje i interpretacija NMR spektara jedinjenja, ili smesa u zavisnosti od promenljivihveli~ina,naprimer,temperatureilirastvara~a,prilikompro-u~avanjabrzinekonformacioneilikonfiguracioneizomerizacije(videti primer Z/E izomerizacije), ili brzih intra- ili intermolekulskih reakcija. Slikaprikazujeizomerizaciju~istogtiazolidinonskogderivata1-(Z)u konfiguracioni izomer 1-(E) koja se vr{i u deuterisanom hloroformu na sob-nojtemperaturiuvremenskomperioduod15sati.Processepratipomo}u 1HNMRspektroskopijesnimanjemspektarauodre|enimvremenskimin-tervalima (1 sat). Spektar snimljen na po~etku procesa (obele`en sa 0) sadr`i skorosavr{enuserijusignalakojaodgovarapo~etnomZ-izomeru. Karakteristi~ni signali tog izomera su vinilni vodonikov atom na 6.85 ppm i laktamski vodonikov atom na 8,88 ppm. Ve} nakon 1 sata prime}uje se u 1HNMRspektru(ozna~enbrojem1)pojavljivanjeidrugeserijesignala koja odgovara E-izomeru. Progresivno smanjivanje Z/E odnosa bazira se na pojavi signala E-izomera (vinilnog vodonikovog atoma na 6.32 ppm i lak-tamskogvodonikovogatomana12,06ppm).Integracijomovihsignalau oba izomera u spektrima 1-15 uo~ava se postepeno smanjivanje (nestajanje) vinilnog atoma na 6.85 ppm uz istovremeni rast signala na 6.32 ppm koji odgovara E-izomeru. Nakon 15 sati odnos Z/E izomera je 13/87(1H NMR spektar 15).NSEtOOCOOHNHSEtOOHOO HCDCl3s.t.1-(Z)1-(E) 6,85 ppm 6,32 ppm 8,88 ppm 12.06 ppm Re~nik stereohemijskih principa, pravila i pojmova 59 Slika. 1H NMR spektriZ/E smese derivata 1, snimljeni u CDCl3 na 298 K, u jednakim vremenskim intervalima (1 h) Samprocesizomerizacijemo`eseobjasniti~injenicomdaegzocikli~na dvoguba veza u polo`aju C(2) tiazolidinonskih konfiguracionih izomera ima i delimi~no karakter proste veze (videti rezonancione strukture A i B u She-mi).Favorizovanje E-izomera u procesu izomerizacije je posledica stvaranja intramolekulskevodoni~nevezekojajestabilizovanaunepolarnomhloro-formu. Re~nik stereohemijskih principa, pravila i pojmova 60 SNHOHOC2H5OOSNHOHOC2H5OOSNHOHOC2H5OO(Z)-1A B(E)-1(stabilizovan intramolekulskom H-vezom) CDCl32SNHOC2H5OO2HO... Shema Dinami~ka stereohemija Oblaststereohemijekojaprou~avastereohemijskeaspektedinami~kihpro-cesa, kao {to su(i) stereohemijski uslovi, tok i stereohemijski ishod reakcija, uklju~uju}i (ii)pretvaranjekonformacionih izomera jednih u druge, kao i(iii)stvaranjenekovalentnihkompleksnihvrsta(inter-iintramolekulska vodoni~na veza, van der Waals-ove interakcije...). Drugim re~ima, dinami~ka stereohemija (ili stererohemija reakcija) razma-tra uticaj stereohemijskih efekata na hemijsku reaktivnost. Posebno se na-gla{ava~injenicadasepoznate,aliinovereakcije,mogupotpuno razumetiiplaniratiuciljustvaranja`eljenihproizvodauvisokom prinosu,isavisokimstepenomstereoselektivnosti,samokadasu poznatehemijskeifizi~keosobinereaktanata,odnosnonjihova struktura. Re~nik stereohemijskih principa, pravila i pojmova 61 Dipolno pravilo Predvi|a da u grupi konstituciono identi~nih diastereomera onaj sa najve}imdipolnim momentom, ima vi{u ta~ku klju~anja, indeks prelamanja i gustinu. Pravilo se zasniva na ~injenici da se sa pove}anjem dipolnog momenta, po-ve}ava i elektrostati~ko privla~enje dipola. Na taj na~in dolazi do smanjenjamolarnezapreminejer je ve}i stepen privla~enja molekula.Direktna posle-dicasmanjenjamolarnezapreminejepove}anjevrednostipomenutihfizi-~kihkonstanti(videtiodrednicuzaAuwers-Skitapravilo).Usaglasnostisadi-polnimpravilomtreo-izomer2,3-dihlorbutanakojiimane{tove}idipolni momentodmezo-oblika1imaivi{uta~kuklju~anja,indeksprelamanjai gustinuodizomera2.Ve}ibrojcis-itransizomeratipaabC=Cabmo`e bitinavedenzailustracijuprimeneovogpravila,poduslovomdaveza C-a ima izra`en momenat veze, a veza C-b zanemarljiv. Logi~no je da cis-izomerimave}iukupnidipolnimomenatupore|enjusa centrosimetri~nim trans-izomerom u kojem se pojedina~ni dipolni momenti veza potiru, te je ukupni dipolni momenat jednak nuli. Tako, na primer, cis-izomeri2-butenai1,2-dihloretenaimajuve}idipolnimomenatodtrans-analoga i njihove vrednosti fizi~kih konstanti su vi{e. MeCl HCl HMe mezo-2,3-dihlorbutan (1) = 1,63 D T.k. (C; 760 mm) = 115,9 n20 = 1,4386 S.t. (g/ml; na 25 C) = 1,1023 MeH ClCl HMe treo-2,3-dihlorbutan (2) = 1,79 D T.k. (C; 760 mm) = 119,5 n20 = 1,4409 S.t. (g/ml; na 25 C) = 1,1063 Eklipsna konformacija Re~nik stereohemijskih principa, pravila i pojmova 62 GeometrijskirasporedokoC-Cprostevezeukonformacionimstrukturama ukojimsuvezesupstituenatanajednomugljenikuparalelne(eklipsneili zaklonjene) vezama supstituenata na susednom ugljeniku kako se to vidi u Newman-ove projekcionoj formuli za 1,2-dijodoetan (1b). Diedarski (torzioni) ugao = 0 HHI IHHIIH HHH 1a1b Odgovaraju}i parovi supstituenata su tada na najbli`em mogu}em rastojanju {toodgovaradiedarskomugluod0ueklipsnoj(ilisinperiplanarnoj)kon-formaciji. Videti termin: Sinperiplanaran. Re~nik stereohemijskih principa, pravila i pojmova 63 Eklipsni (Pitzer-ov) napon Vi{ak entalpije molekula prouzrokovan odstupanjem torzionog ugla od nje-gove optimalne vrednosti koja iznosi 60 za konformer najni`e mogu}e ene-rgije.Odbojneinterakcijeizme|uelektronskihparovaupopunjenimC-Horbita-lama na susednim atomima koje su najve}e u eklipsnoj geometriji (diedarski ugao=0),suosnovniuzrokeklipsnognapona(sinonim:torzionina-pon). Eklipsna knformacija = 0HHH HHHHHHHHH Nepovoljanrasporedvicinalnih(susednih) vezaueklipsnojkonformacijikao komponentakonformacioneenergije, pove}ava ukupan napon. Stepeni~asta konformacija = 60 HHHHHHHHHHHH Stepeni~ast raspored oko prostih veza je najpovoljniji i op{ta pojava kod alkana. Ekvatorijalne veze, supstituenti (ligandi) Vezeukonformacijistolicemolekulacikloheksanaorijentisanepodmalim uglomuodnosunaravankojasadr`isve,iliskorosveatomeuprstenu. Supstituenti(ligandi)vezanitakvimvezamasuekvatorijalnisupstituenti (ligandi). Re~nik stereohemijskih principa, pravila i pojmova 64 Elementi simetrije Geometrijskielementi(ilioperatori)uodnosunakojesevr{eoperacija simetrije u modelu, molekulu ili objektu.Primenom ovih operacija simetrije dolazi se do stvaranja ponavljaju}eg tipa simetrije,ukolikotakavpostojiuanaliziranommodelu.Konkretnije,ele-mentisimetrije(Tablica)odre|uju,naosnovugeometrijskihkarakteristika molekula, modela ili objekta, da li se molekul (model ili objekt) poklapa sa svojim likom (odrazom) u ogledalu. Tablica. Vrste elemenata simetrije sa odgovaraju}im oznakama 1. Element identi~nosti(E) 2. Rotaciona osa (C) 3. Ravan simetrije() 4. Centar simetrije(i) 5. Rotaciono-refleksiona osa (S) UsaglasnostisaTeorijomgrupasimetrije,molekulkojiposedujeravan simetrije, centar simetrije ili rotaciono-refleksionu osu simetrije (naizmeni-~na osa simetrije) poklapa se sa svojim likom i nije hiralan.Postojanje ovih elemenata simetrije utvr|uje se na osnovu odre|enih opera-cija simetrije, ~ijom se primenom na dati molekul dobija prostorni raspored molekula koji se ne razlikuje od po~etnog rasporeda.Operacije simetrije su:(1) geometrijske operacije identi~nosti za element identi~nosti,(2) rotacija za rotacionu osu,(3) refleksija (primer 1) za ravan simetrije,(4) inverzija za centar simetrije i(5) rotaciona refleksija za rotaciono-refleksionu osu.Molekul bez pomenutih elementata simetrije je hiralan.Re~nik stereohemijskih principa, pravila i pojmova 65 Podrazumevasedasvakimolekulposedujeprostuosusimetrije(element identi~nosti) kada se rotacijom molekula za 360 oko pomenute ose molekul vra}a u prvobitni polo`aj. Videti odrednicu: Operacije simetrije- fali odrednica Enantiomeri Parovi stereoizomera (1 i 2 u op{tem slu~aju) koji se me|usobno odnose kao predmetilikuogledalukojiseutrodimenzionalnomprostorunemogu poklopiti translacijom, ili rotacijom.Molekuli enantiomera ne poseduju elemente simetrije: ravan, centar ili rota-ciono-naizmeni~nu osu simetrije. cCdbaCc abddCcbaCa cbd 12 Enantiomeriserazlikujujedanoddrugognaosnovusuprotnihapsolutnih konfiguracija na svim stereogenim centrima u molekulu (parovi 3 i 4, odno-sno 5 i 6). Strukturekojesemogupredstavitipomo}utetraedarskogmodelasa~etiri razli~italigandavezanazacentralniatom(nemorabiti,alinaj}e{}ejeto ugljenikovatom)pripadajunajve}ojklasienantiomernihjedinjenja(tzv. centralna hiralnost). Enantiomeri hloreten-oksida OClH HHOHH HCl (S)-1(R)-2 Enantiomeri ksiloze CHOOH HH HOOH HCH2OHCH O HHOO HHHHOCH 2 O H (2R,3R,4R)-3 (2S,3S,4S)-4 Re~nik stereohemijskih principa, pravila i pojmova 66 Enantiomerni vi{ak [ev (%)] Predstavlja vi{ak jednog enantiomera (R ili S ) koji je prisutan u smesi sasta-vljenojodtogenantiomerauvi{kuiracemata(RS).Izra`enuprocentima, ev se izra~unava prema formuli: R - SR + Sx 100% = %R - %S u kojoj je: R-S = vi{ak jednog enantiomera u odnosu na drugi;R+S = celokupna snesa; jedinice se potiru u ra~unu tako da se formula mo`e koristiti, bez obzira da li je koli~ina izra`ena u gramima ili molarnoj koncentraciji. Videti definicije: Opti~ka ~isto}a i Diastereomerni vi{ak. Enantiomerno ~ist(ili enantio-~ist) Ozna~ava100%-nivi{akjednogenantiomerauodnosunadrugi,u granicama merenja. Enantiomerno oboga}en(ili enantio-oboga}en) Enantiomerni vi{ak jednog enantiomera u odnosu na drugi enantiomer, koji mo`e biti ve}i od 0%, ali manji od 100%. Enantiomorfan (gr~. enantios zna~i suprotan + morphe zna~i oblik) Jedan iz para hiralnih objekata koji se ne poklapaju, kao {to su kristali kvar-ca ili molekulski modeli (Slika).Re~nik stereohemijskih principa, pravila i pojmova 67 Atribut enantiomorfan koristi se i za strukturne fragmente koji se vi{e puta ponavljaju u stereoure|enim polimerima. Ovaj termin nije ispravno koristiti za hiralne molekule kao sinonim za enantiomer. Dodati sliku Slika Enantioselektivna reakcija Reakcijaukojojsejedanodenantiomeragradiuvi{kuuodnosunadrugi. Za reakciju se tada ka`e da je enantioselektivna jer vodi selektivnom gra|e-nju samo jednog enantiomera. Ina~e to je su{tinska stereohemijska karakte-ristika mnogih enzimski-katalizovanih procesa. Primer se odnosi na enantio-selektivnuredukcijuderivata2-acetamidoakrilnekiselinepomo}ustereo-selektivnogRh(I) kompleksa sa hiralnim fosfinskim ligandom L. katalizatorH2HC CNHCOMeCO2HPhC NHCOMeCO2HHCH2Ph (R) 91% ev Katalizator: kompleks rodijuma sa hiralnim fosfinskim ligandom L: NCH2PPh2Ph2PCO2C(CH3)3 L Videti odrednice: Prohiralnost i Stereoselektivnost. Enantitopno lice Kadaseadicijomahiralnogligandanadvogubuvezusajednestrane(lica) enantionultneravnimolekula,gradiproizvodkojijeenantiomeransaonim Re~nik stereohemijskih principa, pravila i pojmova 68 dobivenim adicijom sa suprotne strane, tada se lica defini{u kao enantiotop-na.Lica acetaladehida su enantiotopna jer se adicijom HCN, koja se podjedna-kom verovatno}om vr{i saprednje ili zadnje strane, dobivaju enantiomerni proizvodi (Shema). Za takva lica dvogube veze postoji tipi~an odnos pred-met-lik, bez poklapanja. To zna~i, da su CN ligandi koji su postavljeni sime-tri~no prema enantionultoj ravni, u enantiomernom odnosu. Napad sa prednje strane CMeHOHCNCH MeHO CN(R) Napad sa zadnje strane CMeHO HCNCH MeNC OH(S) Ravan koja sadr`i sp2 centar i dva supstituenta je tzv. ENANTIONULTA RAVAN. Shema Dvalicatrans-1,2-dihloretena(1)sutako|eenantiotopna,jerseadicijom deuterijumasagornjestranedobivaenantiomer(1S,2S)-2,asadonje (1R,2R)-2. H ClH ClHClDCl HDHClDCl HDD2, Pd/Cnapad odozgonapad odozdoD2, Pd/C 1(1S,2S)-2(1R,2R)-2 Re~nik stereohemijskih principa, pravila i pojmova 69 Enantiotopni ligandi Dva liganda (atoma ili atomske grupe) u molekulu su enantiotopna kada se delimi~nom zamenom jednog ili drugog, novim ahiralnim ligandomstvara-ju dva enantiomerna proizvoda. Dve stereoformule (S)-2 i (R)-2 monodeuterisanog ciklopentanona prikazuju enantiomere.Prematome,dvatopolo{ki(gr.toposzna~imesto)neekviva-lentnaH-atoma(Ha iHb)ciklopentanona(1)suenantiotopna.Istikarakter imajuimetilenskivodonikoviatomiucis-N-benzil-2,6-dimetilpiperidinu (3). 1(S)-2(R)-2OHaHbHaDHbDODHOHD NHaHbCH3H3CNBr HCH3H3C NH BrCH3H3CS RHaBrHb Br34 5 Kao ilustrativan primer topologije enantiotopnih liganada naveden je i ciklo-heksanskiderivat6ukomepostojinekolikoparovaenantiotopnihvodoni-kovih atoma koji su obele`eni istim slovom. Enantitopni parovi CO2HPhHHHc'Hd'HaHbHa'Hb'HdHc 6 Ha Hb Hc Hd Ha' Hb' Hc' Hd' endo, egzo (gr~. endon -unutar) (gr~. ex-spolja) Re~nik stereohemijskih principa, pravila i pojmova 70 KadajesupstituentXubicikli~nomsistemusamostom(premo{}ena bicikli~najedinjenja)usmerenkave}emmostu,kao{toprimerbici-klo[2.2.1]heptanskogderivata1pokazuje,tadasenjegovstereohemijski polo`ajozna~avaprefiksomendo[(supstituentXsenalaziunutarU {upljine formiraneugljenikovim atomima C(1) do C(6)].Supstituentjeuegzopolo`ajukadajeorijentisankamanjemmostu,odno-snopremaC(7)mostukojizajednosaatomimaC(1)doC(4)formira peto~lani prsten, {to zna~i van pomenute {upljine {esto~lanog prstena. X721 X3456 Endo-derivat biciklo[2.2.1]heptana (1) X172X5436 Exo-derivat biciklo[2.2.1]heptana (1) Kao {to strukture 2 i 3 pokazuju, izrazi egzo i endo koriste se i za ozna~ava-nje dvogube veze van prstena, odnosno unutar prstena. metilencikloheksan1-metilcikloheksen(egzo dvoguba veza) (endo dvoguba veza) Energija napona Eksperimentalnoodre|enaenergijajedinjenja(naj~e{}eentalpija)kojeje pod naponom, u odnosu na jedinjenje sli~ne strukture bez napona. Ukupannaponunapregnutimjedinjenjimaugasnojfazi*jezbir pojedina~nihnaponaprouzrokovanihistezanjemikompresijomveza, devijacijomodidealnihuglovaveza(Baeyer-ovnapon),odstupanjemod idealnogdiedarskogugla(Pitzer-ovilitorzioninapon),elektrostati~kihi nevezivnih interakcija i tome sli~no. Re~nik stereohemijskih principa, pravila i pojmova 71 Vukupan = Vd +VP +V + Vni +VE Vd = naponistezanja i kompresije veza VP= Baeyer-ov napon (ugaoni) V = Pitzer-ov napon (torzioni ili eklipsni) Vni = napon usled nevezivnih interakcija VE= elektrostati~ki napon *U te~noj fazi solvatacija Vs smanjuje ukupnu energiju napona. Epimeri U {irem smislu, dva stereoizomera koji sadr`e vi{e stereogenih centara, a ra-zlikuju se po apsolutnoj konfiguraciji samo na jednom stereogenom centru.Sobziromdabarjedanstereogenicentarnemenjakonfiguraciju,epimeri-zacijom neracemske supstance ne dolazi do gubitka opti~ke aktivnosti. Ovaj termin u u`em smislu, koristi se i danas za aldoze, na primer D-ksilozu i D-liksozu, suprotnih konfiguracija na C(2), a identi~nih na C(3) i C(4). CHOOH HH HOOH HCH2OHCHOH HOH HOOH HCH2OH22**** D-ksiloza D-liksoza Apsolutne konfiguracijeepimera su razli~ite samo na jednom stereogenom centru, odnosno na ugljenikovom atomu C(2). Epimerizacija Reverzibilnapromenakonfiguracijejednogstereogenogcentraustereo- izomeru, uz o~uvanje konfiguracije drugih stereogenih centara.Epimerizacijapodrazumevainterkonverzijudiastereomera,jersamojedan stereogeni centar menja konfiguraciju. Tako, na primer, baznom epimeriza-cijomjednogilidrugogenantiomeramentona(1)dolazidodelimi~nepro-mene konfiguracije na stereogenom centru C(2), susednom karbonilnoj gru-pi.UtakvomprocesukonfiguracijanastereogenomcentruC(5)seneme-Re~nik stereohemijskih principa, pravila i pojmova 72 nja. Menton i izomenton su diastereoizomeri i ravnote`a je pomerena u pra-vcu stabilnijeg mentona. ****2BazaMeOMeO13645 12 Menton Izomenton (70%)(30%) Epimerizacijomjepromenjena konfiguracijasamonaugljeni-kovom atomu C(2), dok na C(5) ostaje ista. eritro, treo Kadasuuglavnomnizumolekula,kojijeprikazanop{tomFischer-ovom projekcionomformulom1,dvaista(ilikonstitucionovrlosli~na)supstitu-enta vezana za susedne, neidenti~ne stereogene centre sa iste strane, tada je re~ o eritro-izomeru.treo-Izomer 2 sadr`i takve supstituente na razli~itim stranama niza.RababR'RabbaR' eritro-1treo-2 Ozna~avanjepolo`ajatakvihsupstituenatapomo}uprefiksaeritro/treonije jednozna~no i ne obuhvata odre|ene izuzetke. Iz tog razloga ovi simboli se moraju pa`ljivo koristiti. Ove oznake su izvedene iz naziva dve aldotetroze, eritroze i treoze i zasnivaju se na identi~noj relativnoj konfiguraciji dva su-sedna stereogena centra u ovim {e}erima. NaprimeruD-eritrozeprikazanajevezaizme|ueritroiantiobele`avanja (Schema). Re~nik stereohemijskih principa, pravila i pojmova 73 CHOH OHCH2OHH OHHCHOOHHCH2OHOHD-eritroza (3)rotacija oko C(2)-C(3) veze23HCHOOHCH2OHH HOHCHOOHHOH2CH HOHOH2CCHOOHOH3a3b3c 3dCHOOH HCH2OHH OHD-treoza (4) anti-konfiguracija 3a (eklipsna dijagonalna formula) 3b (stepeni~asta dijagonalna formula) 3c (klinasta stepeni~asta formula)* 3d (cik-cak formula) anti-konfiguracija:OH grupe na razli~itim stranama ravni u kojoj se nalazi linearni niz *Ovajtipformulasekatkada tako|eozna~avakaocik-cak formule (videti definiciju). Shema Prematome,anti-konfiguracijaustepeni~astojcik-cak-formuliodgovara eritro-izomeru.Na sli~an na~in, polaze}i od D- ili L-treoze mo`e se pokazati da prefiks treo odgovara sin-konfiguraciji. Tada su u klinastoj stepeni~astoj formuli, ili cik-cak formuli treoze, OH grupe na C(2) i C(3) atomima na istoj strani u odno-su na ravan koju zauzima linearni niz, za razliku od eritroze gde su ove gru-penarazli~itimstranama.Tojeirazumljivojersekonfiguracijatreozeod konfiguracije eritroze razlikuje na jednomstereogenom centru. Sledi, dase takav raspored OH grupa u treozi dovodi u vezu sa sin-konfiguracijom. Videti obja{njenje za anti-sin oznake. Etanska barijera Torzioninapon(Pitzer-ovnaponilieklipsninapon)uiznosuodoko3 kcal