Конфигурация и биологические свойства
Стереоспецифичность – фундаментальное свойство сложных структур, составляющих основу живой материи, и химических процессов, протекающих в ней.
Стереоспецифичность характерна для ферментативных реакций.
Принцип трёхточечного взаимодействия – один из подходов,
объясняющих различие в характере взаимодействия хиральных молекул с активными центрами ферментов или клеточных рецепторов.
B’ |
D’ |
B’ |
D’ |
|
|
A’ |
|
A’ |
|
Рецептор или фермент и субстрат |
Трёхточечное |
взаимодействие |
|
|
|
|
|
||
скоординированы тремя точками |
не осуществляется |
41 |
||
|
|
|||
Конфигурация и биологические свойства
Модель Э. Фишера “Ключ-замок”
Фермент |
Активный |
Фермент |
|
||
|
комплекс |
|
Субстрат |
Продукты |
42
Конфигурация и биологические свойства
Живые организмы гомохиральны
Аминокислоты |
Моносахариды |
|
ДНК |
т-РНК |
|
43
Конформационная стереоизомерия
Конформациями (лат. conformatio – форма, построение, расположение) называются различные геометрические (пространственные) формы, которые молекула может
принимать в результате вращения вокруг σ-связей
sp3-Гибридизованные атомы углерода связаны σ-связью, обладающей цилиндрической симметрией. Вокруг этой связи возможно вращение.
44
Мелвин Спенсер Ньюман
Американский химик
(1908 – 1993)
Предложил формулы, отражающие пространственное строение конформационных изомеров – проекции Ньюмена.
45
Конформационная стереоизомерия
Проекции Ньюмена |
Ближний |
|
атом углерода |
||
|
Дальний
атом углерода
Как изображать проекции
Ньюмена?
заторможенная заслоненная
32
Конформационная стереоизомерия
Конформации этана в проекциях Ньюмена
заторможенная |
заслоненная |
47
Конформационная стереоизомерия
Энергия различных конформеров неодинакова
Энергетический профиль вращения вокруг связи С-С в пропане.
Разница в энергиях заслоненной и заторможенной конформаций составляет энергетический барьер вращения.
Некоторые конформации более
стабильны, чем другие
Энергия
0 |
60 |
120 |
180 |
240 |
300 |
360 |
48
КОНФОРМАЦИИ 1,2-ДИХЛОРЭТАНА
заслоненная |
заслоненная |
заторможенная скошенная |
заторможенная (анти-) |
|
(гош-) |
||
|
49
Конформационная стереоизомерия
Конформации 1,2-дихлорэтана в проекциях Ньюмена
|
Cl |
|
|
|
|
|
H |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Cl |
|
|
Cl |
|
|
Cl |
|
Cl |
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
H |
Cl |
|
|
|
H |
H |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
H |
H |
H |
H |
H |
H |
H |
H |
H |
H |
H |
|
H |
Cl |
|
|
||||
|
|
|
|
|
Cl |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
I |
|
|
II |
|
|
III |
|
IV |
|
φ=0o |
|
|
φ=60o |
|
|
φ=120o |
|
φ=180o |
|
заслоненная |
|
скошенная |
|
заслоненная |
заторможенная |
|||
|
Емах |
|
|
(гош-) |
|
|
|
|
(анти-) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Еmin |
50