Avainero – Stereospesifiset vs stereoselektiiviset reaktiot
Avainero stereospesifisten ja stereoselektiivisten reaktioiden välillä on se, että stereospesifisissä reaktioissa erilaiset stereospesifiset lähtöaineet antavat tuotteen eri stereoisomeerin ihanteellisissa olosuhteissa (tuote on spesifinen lähtöaineen stereoisomeerille), kun taas stereoselektiivisissä reaktioissa yksi lähtöaine voi tuottaa erilaisia stereoisomeerejä.
Stereokemia on kemian osa, joka käsittelee molekyylien kolmiulotteisia rakenteita. Stereokemialliset reaktiot luokitellaan kahteen ryhmään stereospesifisiksi ja stereoselektiivisiksi tuotteen stereokemian perusteella. Näitä tuotteita kutsutaan stereoisomeereiksi.
Mitä ovat stereospesifiset reaktiot?
Stereospesifisessä reaktiossa jokainen stereoisomeerinen lähtöaine tuottaa erilaisen stereoisomeerisen tuotteen tai erilaisen joukon stereoisomeerisiä tuotteita. Kaikki stereospesifiset reaktiot ovat olennaisesti stereoselektiivisiä, mutta stereoselektiiviset reaktiot eivät varmasti ole stereospesifisiä. Esimerkkejä stereospesifisistä reaktioista ovat bromin transadditio (E)- ja (Z)-alkeeneihin, sähkösykliset reaktiot, kuten renkaan kiertävät sulkeutumiset, singlettikarbeenien keletrooppinen synadditio alkeeneihin ja cis- ja trans-alkeenien sigmatrooppinen Claisen-uudelleenjärjestely. (4S)-vinyylioksipent-2-eenien isomeerit.
Kuva 1: Stereospesifisyys sähkösyklisen renkaan aukko
Kaikissa näissä reaktioissa stereoisomeeriset substraatit muuttuvat stereoisomeerisiksi tuotteiksi. Reaktion ei ole pakollista olla 100 % stereospesifinen. Jos reaktio tuottaa kahden erilaisen stereoisomeerin seoksen suhteessa 80:20, reaktiota kutsutaan silloin 80 % stereospesifiseksi.
Mitä ovat stereoselektiiviset reaktiot?
Stereoselektiivisissä reaktioissa yksi lähtöaine tuottaa kaksi tai useampia stereoisomeerisiä tuotteita, ja yksi tuote on näkyvämpi kuin toinen tuote tai tuotteet. Stereoselektiivisiä reaktioita voidaan kuvata kohtalaisen stereoselektiivisiksi, erittäin stereoselektiivisiksi tai täysin stereoselektiivisiksi tietyn stereoisomeerin suosimisen perusteella.
Kuva 02: D-A-stereoselektiivisyys
Stereoselektiivisiä reaktioita tapahtuu lisättäessä muurahaishappoa norborneeniin, kun 4-tert-butyylisykloheksanonia pelkistetään diastereoselektiivisesti litumalumiinihydridillä ja bentsaldehydiä alkyloidaan enantioselektiivisesti organosinkkireagensseilla, kun läsnä on (1R,2S), N-dibutyylinorefedriini katalyyttinä.
Mitä eroa on stereospesifisillä ja stereoselektiivisillä reaktioilla?
Stereospesifiset vs stereoselektiiviset reaktiot |
|
| Jokainen stereoisomeerinen lähtöaine tuottaa erilaisen stereoisomeerisen tuotteen tai erilaisen joukon stereoisomeerisiä tuotteita. | Yksi lähtöaine tuottaa kaksi tai useampia stereoisomeerisiä tuotteita, ja yksi tuote on näkyvämpi kuin toinen tuote tai tuotteet. |
| Suhde | |
| Kaikki stereospesifiset reaktiot ovat pohjimmiltaan stereoselektiivisiä. | Kaikki stereoselektiiviset reaktiot eivät ole olennaisesti stereospesifisiä. |
| Esimerkkejä | |
| bromin trans-lisäys (E)- ja (Z)-alkeeneihin, sähkösykliset reaktiot, kuten renkaiden kiertosulkeutumiset, singlettikarbeenien keletrooppinen syn-additio alkeeneihin ja cis- ja trans- sigmatrooppinen Claisenin uudelleenjärjestely (4S)-vinyylioksipent-2-eenien isomeerit | 4-tert-butyylisykloheksanonin diastereoselektiivinen pelkistys litumalumiinihydridillä ja bentsaldehydin enantioselektiivinen alkylointi organosinkkireagensseilla (1R,2S)-N,N-dibutyylinorefedriinin läsnä ollessa katalyyttinä |
Yhteenveto – Stereospesifiset vs stereoselektiiviset reaktiot
Stereoselektiivisten ja stereospesifisten reaktioiden termit määritetään tarkkailemalla stereoisomeerien 3D-rakennetta stereokemiallisissa reaktioissa. Stereospesifisissä reaktioissa jokainen stereoisomeerinen lähtöaine tuottaa erilaisen stereoisomeerituotteen, kun taas stereoselektiivisissä reaktioissa yksi lähtöaine voi tuottaa kahta tai useampaa erilaista stereoisomeeristä tuotetta. Tämä on ero stereospesifisten ja stereoselektiivisten reaktioiden välillä.
