background image

  

 Supervised by                             CHEMICAL                           lect.NO.: (  )

 

   Dr.Basma                                                                                 Date:23/3/2015 

 

                  

 

 

stereoisomers of carbon compounds. 

Isomers are different compounds that have the same number and kinds 
of atoms. But there are different kinds of isomers. we have already 
identified several of them .Structural isomers : differ in their structural 
formulas. 
Geometric isomers : Differ in their arrangements of their atoms in 
space. Actually ,geometric isomers are specific examples of a larger 
class  of isomers called stereolismers.in this chapter ,we will learn about 
other kinds of stereoisomers .Let us start by learning                                         
about leucine , a chiral compound. 

Chiral compounds: one of the characteristics of isomers is                   
that they  have different physical properties. This is shown in Table 
14_1
 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                                                                                     Physical constants                                

Type of isomer compound                                     

M.P         B.P       Density 

                                                                                                    C˚             C˚          g/mL 

       Structural

       Benzyl bromide                         

   - 3.9           201         1.438

 

        C

7

H

7

Br           O-Bromo toluene                                  -26            181        1.4222 

                                m –Bromo toluene                              - 40            184         1.4019 

                                P-Bromo toluene                                  28            184         1.3898 

                                 

Geometric               Trans-3-Hexene                                 -113            67         0.6770 

   3-Hexene              cis-3-Hexene                                      -135            67         0.6796 

 

                    Isomers 

Structural                    stereo 

                      Optical      geomet.  


background image

  

 Supervised by                             CHEMICAL                           lect.NO.: (  )

 

   Dr.Basma                                                                                 Date:23/3/2015 

 

                  

 

 

 

Stereoisomers of carbon compounds:                      Ch.14    P357 

CHIRAL COMPOUNDS: Example : leucine: 

The chemical formula of leucine is C

6

H

13

O

2

N

,

 and it has the following 

structural formula: 

                                     CH3        CH3 

                                             CH 

                                            CH2 

                                      H     C     CO2H 

                                            NH2 

                                         Leucine  

The three-dimentional structure of leucine is shown in Fig.14-1    p.359 

                          NH

2

                                                            CO

2

 

             H     C         CO

2

H                                        H     C         NH

2

 

                            CH

2

CH(CH

3

)

2

                                            CH

2

CH(CH

3

)

2

 

 

-solid line between atoms indicates that the bond is in the plane of 
the page 
……-A dashed line means that the bond projects below the plane 
of the page . 


background image

  

 Supervised by                             CHEMICAL                           lect.NO.: (  )

 

   Dr.Basma                                                                                 Date:23/3/2015 

 

                  

 

 

-A solid wedge indicates that the bond projects above the page. 

There two structures represent the two isomers of leucine.        
They are mirror images of each other ,as shown in fig 14-2, 

these mirror images cannot be superimposed. 

                                                              Mirror 

                                       NH

2

                                                     H

2

                       H      C         CO

2

H                                            HO

2

C         C      H 

                                      CH

2

CH(CH

3

)

2

                       

  

 (CH

3

)

2

CH CH

2

 

Enantiomers: Stereoisomers that are mirror images but cannot be 
superimposed . 

                                    Not superimposed 

                               R            CO

2

                                                CO

2

Superimposed 

 H       C                       R        Not Superimopsed 

                      H                 C           

                               NH

2

              NH

2

 

                                    Superimposed                            R= ـــCH

2

CH(CH

3

)

2

 

Chiral carbon atom :A carbon atom bonded to four different atoms or 
groups. 

Chiral: compounds that are not identical to their mirror images. 


background image

  

 Supervised by                             CHEMICAL                           lect.NO.: (  )

 

   Dr.Basma                                                                                 Date:23/3/2015 

 

                  

 

 

Optical activity :All chiral molecules have ability to rotate                     
plane _polarized light.  

see fig      (14-6,   14-7)        p 363          and read. 

 we can detect chiral compounds with an instrument called                       
a polarimeter. 

 

 

                        

first polarizing            

  

sample tube             second polarizing filter    Eyepiece         Eye 

light source                   filler (Nicol prism)                                Scale      (Nicol prism) , which can 

                                                                                                                           be rotated 

fig.14-6.when light passes through a polarizing filter the light become             
plane-polarized  

 

  

 

 

 

 

 

 

 

Light beam  

                                       Polarizing filter 

 

       Axis                                plane-polarized 

       Of filter                                light  


background image

  

 Supervised by                             CHEMICAL                           lect.NO.: (  )

 

   Dr.Basma                                                                                 Date:23/3/2015 

 

                  

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

fig14.7 . Effect of two polarizing filters on a light beam. the first 
polarizing filter produces abeam of plan-polarized light .when this beam 
encounters a second polarizing filter the amount of light that passes 
through the filter depends on the relative orientation of the axes of the 
two filters .when they are at right angles, no lights gets through. 

 A compound that rotates plane-polarized light to the right is called 
dextrorotatory (+). 

if the rotation is to the left the compound is called levorotatory (-). 

The angle by which the analyzer must be rotated to restore the 
maximal intensity of light is called the optical rotation of a compound.  
This angle depends on 4 factors :1_ the temperature of the solution 2- 
the light source 3- the concentration of the solution ,4- the length of 
the sample tube . To take these factors into account, a new quantity 

called the specific rotation of a compound,

 

 

 

                                                           

First polarizing filter 

                                                       

                                      Plane –polarized light 

                                                                                                                                                

Second polarizing      

                                                                                                                                                              

filter 

 

                                                                                                  Axis of filter 


background image

  

 Supervised by                             CHEMICAL                           lect.NO.: (  )

 

   Dr.Basma                                                                                 Date:23/3/2015 

 

                  

 

 

α ,is defined an follows: 

α 

t

ʎ  

 

 α=     observed optical rotation in degree, with sign  

 t=    temperature of the sample c˚.    

 ʎ  =    wavelength of light source. 

 L=    length of sample tube in decimeter, 

 C= concentration of the compound g/100ml solution. 

The specific rotation α   is a physical constant of a compound , like 
boiling and melting points .table 14-2              p 365.  

α : Specific rotation of (+ )Leucine  :  +10.8° 

α : Specific rotation of (- )Leucine  :   -10.8° 

االيزوميرات

 

الضوئية

Enantiomers rotate plane -polarized light by equal amounts 

but in opposite direction . 

These compounds called optical isomers  

Difference  between chirality and opticaL activity  

Chiral molecule cannot be superimposed on its mirror image, on the 
other hand ,an optically active compound rotates plane -polarized light. 
Samples at some chiral compounds are not necessarily optically active. 
Consider a sample of a compound this is a mixture of equal amounts of 
both enantiomers ,the effect of one enantiomer on the plane polarized 
light is exactly canceled by the effect of the other enantiomer and the 


background image

  

 Supervised by                             CHEMICAL                           lect.NO.: (  )

 

   Dr.Basma                                                                                 Date:23/3/2015 

 

                  

 

 

sample will be optically inactive(

(

خامل

 

ضوئيا

 

As long as there is more of one enantiomer than the other ,the sample 
will be optically active.  

Racemic mixture :A mixture of equal amounts of the two enantiomers           
, (optically inactive ). 

 *in laboratory ,racemic mixtures are usually formed : 

                                                                 H      CH

2

CH

3

                             CH

2

CH

3

 

      CH

3

CH

2

CH

2

CH

3

+CL

2

             

Light

                 C       CL       +   CL     C       H 

               Butane                                         CH

                                          CH

3

 

2-chlorobutane formed contains a chiral  center ,(sample prepared is 
optically inactive) because equal amounts of the dextro & levo isomers 
are formed.  

*in living system :the chemical reactions usually produce one 
enantiomer(this is an important difference between reactions that 
occur in the laboratory and those that occur in living systems.  

 

 




رفعت المحاضرة من قبل: عبدالله الدباغ
المشاهدات: لقد قام 48 عضواً و 277 زائراً بقراءة هذه المحاضرة








تسجيل دخول

أو
عبر الحساب الاعتيادي
الرجاء كتابة البريد الالكتروني بشكل صحيح
الرجاء كتابة كلمة المرور
لست عضواً في موقع محاضراتي؟
اضغط هنا للتسجيل