Notatia E-Z pentru izomeria geometricAceast material explic sistemul E-Z pentru numirea izomerilor geometrici.

Important! nainte de a citi acest meterial trebuie s stpnii bine izomeria geometric cis-trans.

Sistemul E-Z Conditii structurale Pentru a obine izomeri geometrici trebuie s avei:

rotaie limitat (care implic adesea o legtur carbon-carbon dubl) dou grupuri diferite la captul din stnga i la captul din dreapta al legturii. Nu conteaz dac lista de grupuri din partea stng este aceeai ca i cea din partea dreapta sau nu.

Problema cu sistemul cis-trans pentru numirea izomerilor geometrici Acest tip de diastereoizomerie apare la compuii care au un element de structur rigid n molecul reprezentat printr-un plan determinat de prezena unei legturi duble sau a unui ciclu; fa de acest plan, substituenii care sunt legai de doi dintre atomii care definesc acest plan, pot s fie aezai de o parte sau de pri opuse ale planului. Condiia ca s apar configuraii diferite este ca ce doi substitueni de la fiecare atom de carbon s fie diferii:aC C

c d

aC C

d a c c b d

b

b

Cnd sunt numai doi substitueni izomerii se numesc cis, cel cu substituenii de aceeai parte i trans cel cu substituenii de pri opuse:H C H3Ccis-2-butena

H C

H C C

CH 3 H

H C HOOCacid maleic (cis)

H C

HOOC C C

H

CH 3 H3C

COOH

trans-2-butena

1

C.N.I.T.V

H COOH acid fumaric (trans)

S considerm un caz simplu de izomerie geometric.

Putei s spunei care este izomerul cis i care este izomerul trans doar uitandu-v la ei. Tot ce trebuie s v amintii este c trans nseamn "peste" (ca n transatlantic sau transcontinental) i c cis este opusul. Este aadar simplu s catalogm cei doi izomeri. Deci, de ce avem nevoie de un alt sistem? Problemele apar atunci cnd compuii devin mai complicai. Cnd sunt mai muli substitueni diferii trebuie specificat care sunt n cis i care n trans:H3C-H 2C C H3C acis(metil,metil)-3-metil-2-pentena

H C CH 3

H2C-H 3C C H3C b C

CH 3 H

trans(metil,metil)-3-metil-2-pentena

De exemplu, ai putea numi acesti doi izomeri folosind cis i trans?

Pentru c tot ce este ataat la legtura dubl carbon-carbon este diferit, nu exist motive concrete la care v putei gndi pentru a spune c unul este cis i altul trans. Sistemul E-Z rezolv aceast problem complet.

Cum funcioneaz sistemul E-Z? Vom folosi ultimii doi compui ca exemplu pentru a explica cum functioneaza sistemul. V uitai la ceea ce este ataat la fiecare capt al legturii duble, la rndul su, i atribuii celor doua grupuri o "prioritate", n conformitate cu un set de reguli pe care le vom defini intr-un minut.

2

C.N.I.T.V

n exemplul de mai sus, la captul din stnga a legturii, se pare c bromul are o prioritate mai mare dect fluorul. Iar n partea dreapt, se pare c, clorul are o prioritate mai mare dect hidrogenul.

n cazul n care cele dou grupe, cu o prioritate mai mare sunt de aceeai parte a legturii duble, izomerul va fi descris ca izomerul-(Z). Deci izomerul s-ar numi (Z)-numele de compus. Simbolul (Z) vine de la un cuvnt german (zusammen), care nseamn mpreun. Dac cele dou grupuri, cu o prioritate mai mare sunt de pri opuse ale legturii duble, atunci aceasta este izomerul-(E). ,,E vine de la cuvntul german ,,entgegen, ce nseamn opusul. Deci, cei doi izomeri sunt:

Rezumat

(E) -: grupurile de prioritate mai mare sunt pe pri opuse ale legturii duble. (Z) -: grupurile de prioritate mai mare sunt de aceeai parte a legturii duble.

Reguli pentru stabilirea prioritilor Acestea sunt cunoscute ca reguli Cahn-Ingold-Prelog (CIP), numite aa dup oamenii care au dezvoltat sistemul.

3

C.N.I.T.V

Prima regula pentru cazuri foarte simple V uitai mai nti la atomii ataai direct la atomii de carbon la fiecare de la captul fiecrei legturi duble gndindu-v la cele dou capete separat.

Atomul care are numrul atomic mai mare are prioritate mai mare.

S ne uitm la exemplul despre care am vorbit.

Comparai numerele atomice ale atomilor anexai pentru a determina prioritile.

Observai c atomii cu o prioritate mai mare sunt de aceeai parte a legturii duble. Asta nseamn c izomerul este de tip Z. n al doilea caz avem de-a face cu izomeriul de tip E. Mai jos avem reprezentarea a 1,2- dicloroeten cu izomerii (E)- 1,2- dicloroeten si Z-1,2- dicloroeten

4

C.N.I.T.V

Iar acum 2-butena. Aceasta caz adaug mica complicaie de a nu avea un atom ataat dublei legturi, ci un grup de atomi. n acest caz putei ignora atomii de hidrogen din grupul CH 3 n ntregime. Cu toate acestea, odat cu grupuri mai complicate va trebui s v facei griji cu privire la atomi care nu sunt direct ataai la legtur dubl. Vom studia aceast problema in continuare. Iat unul dintre izomerii 2-butenei:

Grupul de CH 3 are prioritate mai mare, deoarece atomul de carbon are un numr atomic de 6, comparativ cu un numr atomic de 1 pentru hidrogen, de asemenea, anexat la legtura dubl carbon-carbon. Izomerul de mai sus are cele dou grupuri de prioritate mai mare de pri opuse ale legturii duble Izomerul este (E) 2-buten.

Un plus minor de la regula-izotopii (spre exemplu pe baz de hidrogen) Deuteriu este un izotop al hidrogenului cu o masa atomica relativa de 2. Deuteriu are nc doar 1 proton, deci are nc un numr atomic de 1. Putem presupune astfel ca au aceeasi prioritate. Cu toate acestea, nu este acelai lucru ca un atom de hidrogen "obinuit", deci doi compui sunt izomeri geometrici:

n acest caz deuteriu si clorul au prioritate mai mare.Aceasta nseamn c izomerul stnga din diagrama este izomerul de tip (E) iar cel din dreapta de tip (Z).

5

C.N.I.T.V

Extinderea normelor la molecule mai complicate S lum exemplul de mai jos.

n ambele grupuri (cte unul de fiecare parte a legturii duble) un atom de carbon este ataat direct la legtura dubl. Cei doi atomi au n mod evident acelai numr atomic i, prin urmare, aceeai prioritate. Deci cum procedm? n acest tip de caz, v uitai acum la ceea ce este ataat direct la atomii de carbon(ataati la legatura dubl) din fiecare grup i compari prioritile lotului de atomi ataai la acest grup. n grupa CH 3: Atomii ataai la carbon sunt HHH. n grupa CH 3 CH 2: Atomii ataai direct la carbonul grupei CH 3 sunt CH H. n a doua list, C este scris primul pentru c are cel mai mare numr atomic. Acum comparai cele dou liste atom cu atom. Primul atom din fiecare lista este un H in grupa CH 3 i un C in grupa CH 3 CH 2. C are prioritate mai mare=> grupa CH 3 CH 2 are o prioritate mai mare dect grupa CH 3. Acum uita-v la cellalt capt al legturii duble. Aici este structura din nou.

Din nou, atomii ataai direct la dubla legatur sunt ambii carboni. Prin urmare, trebuie s ne uitm la ceea ce se ataaz la aceti atomi de carbon. n grupa CH2 OH: Atomii ataai direct la atomul carbon sunt OH H.

6

C.N.I.T.V

n grupa CHO: Atomii ataai direct la carbon sunt OO H. Oxigenul este numrat de dou ori din cauza dublei legaturi. Deci, ceea ce este prioritatea celor dou grupuri? Primul atom n ambele liste este un oxigen care nu ajuta. Uit-v la atomul urmtor n ambele liste. n grupa CH2 OH este un hidrogen, n grupa CHO este un oxigen. Oxigenul are prioritate mai mare => grupa CHO are o prioritate mai mare dect grupa CH 2 OH. Izomerul este prin urmare unul de tip Z pentru c cele dou grupe de prioritate mai mare (CH 3 CH 2 i CHO), sunt ambele de aceeai parte a legturii. Asta a fost o explicaie destul de lung doar pentru a face clar cum funcioneaz.

Aplicnd ceea ce am discutat mai sus vom descoperi c exemplul de mai jos este un izomer de tip Z, cu grupele prioritate dispuse in coltul dreapta jos si stanga jos.

Putem traduce pur cis-trans in E-Z ? Ai putea crede c, pentru cazuri simple cis se va transforma n Z i trans n E. Vede-i 1,2-dichloroetena i 2-butena:

7

C.N.I.T.V

Dar nu este ntotdeauna aa! Gndii-v la aceast molecul:

Acest molecul este n mod clar un izomer cis. Dar gndii-v la prioriti. Cei doi atomi ataai direct sunt carbonul i bromul. Bromul are prioritate mai mare in partea din dreapta. n partea din stnga grupul CH 3 are prioritate mai mare => grupuri prioritare situate de pri opuse => izomer de tip E nu unul de tip Z.

Realizatori: Elena Violeta Negu Alin-Constantin Pun Sergiu Stefan urlea Alexandru Visarion

8

C.N.I.T.V