Stereokimya
Stereokimya, moleküllerin atomlarının uzayda diziliş biçiminden nasıl etkilendiğinin incelenmesidir. Stereo kelimesi üç boyutlu anlamına geldiği için 3D kimya olarak da bilinir. Kimyagerler stereokimyayı kullanarak aynı atomlardan oluşan farklı moleküller arasındaki ilişkileri çözebilirler. Ayrıca bu ilişkilerin moleküllere kazandırdığı fiziksel veya biyolojik özellikler üzerindeki etkiyi de inceleyebilirler. Bu ilişkiler moleküllerin reaktivitesini etkilediğinde buna dinamik stereokimya denir.
Kimyada bazı moleküllerin birden fazla izomeri vardır. Bu, moleküllerin tüm formları aynı atomlardan oluşsa bile farklı formlara sahip olabileceği anlamına gelir. İki tür izomer vardır. Anayasal izomerler aynı atomlara sahiptir, ancak farklı şekilde birleşmişlerdir. Stereoizomerler aynı atomlara sahiptir, aynı şekilde birleşmişlerdir, ancak atomlar uzayda farklı şekilde düzenlenmiştir. Stereokimyanın önemli bir kısmı kiral moleküllerin incelenmesidir. Bu moleküller, bir molekülün diğerinin ayna görüntüsü olması dışında neredeyse aynı görünür.
Çoğu kimyasal bağda, bir molekülün atomları bağları koparmadan serbestçe hareket edebilir. Bir molekül çift bağa veya halka yapısına sahip olduğunda, molekül farklı izomerlere ayrılabilir. Bunlar aynı kimyasal yapıya ancak farklı biçimlere sahip moleküllerdir.
Stereokimyasal problemlerin incelenmesi organik, inorganik, biyolojik, fiziksel ve supramoleküler kimyanın tüm alanlarını kapsamaktadır.
Farklı izomer türleri. Stereokimya stereoizomerlerin incelenmesidir
Tarih
Louis Pasteur stereokimya üzerine çalışan ilk kişidir. 1849'da şarap yapım ekipmanlarından toplanan tartarik asit tuzlarının düzlem polarize ışığı döndürebildiğini, ancak diğer kaynaklardan gelen tuzların dönmediğini gözlemledi. Bu özellik, iki tuz türü arasındaki tek farktı. Bunun nedeni optik izomerizmdir. 1874 yılında Jacobus Henricus van 't Hoff ve Joseph Le Bel, bu farkın atomların karbona tetrahedral (dört yüzlü) bir şekilde bağlanmasından kaynaklandığını keşfetti.
Stereokimyanın kullanım alanları
Stereokimya, 1960'larda talidomid felaketinin çözülmesinde önemliydi. Thalidomide ilk olarak 1957 yılında Almanya'da üretilmiş bir ilaçtır. Doktorlar bunu hamile kadınlarda sabah bulantılarını tedavi etmek için kullandılar. Daha sonra ilacın bebeklerde deformasyonlara neden olduğu görüldü. İlacın bir izomeri tehlikeli değildi, ancak diğeri embriyolarda ciddi genetik hasara neden oldu. Talidomid insan vücudunda rasemizasyona uğrar: iki stereoizomerden sadece biri insan vücuduna girse bile, vücut bunun bir kısmını diğerine dönüştürür. Talidomid felaketi hükümetlerin ilaçları daha dikkatli test etmesine neden olmuştur. Seçilmiş insanlar, ilaç halkın kullanımına sunulmadan önce bir deneyde (klinik deneme) yeni ilaçları alırlar. Talidomid artık cüzzam tedavisi için kullanılmaktadır. Kadınlar hamileliği önlemek için doğum kontrol haplarıyla birlikte kullanmalıdır.
Bir molekülün stereokimyasının tanımlanması
Bir atom diğer atomlara birden fazla şekilde bağlanabiliyorsa, buna stereocenter denir. Örneğin, bir karbon atomuna dört farklı grup bağlıysa, bu bir stereocenter olur.
Cahn-Ingold-Prelog öncelik kuralları, bir molekülün stereokimyasını tanımlamaya yönelik bir sistemin parçasıdır. Bir stereocenter etrafındaki atomları standart bir şekilde sıralarlar. Bu, moleküldeki bu atomların göreceli konumunun çok net bir şekilde tanımlanmasını sağlar. Fischer projeksiyonu, stereokimyayı bir stereomerkez etrafında göstermenin basitleştirilmiş bir yoludur.
Dört yüzlü bir molekülün düzlemsel bir yüzey üzerine izdüşümü.
Bir Fischer projeksiyonunun görselleştirilmesi.
Sorular ve Yanıtlar
S: Stereokimya nedir?
C: Stereokimya, moleküllerin atomlarının uzayda düzenlenme şeklinden nasıl etkilendiğinin incelenmesidir. Stereo kelimesi üç boyutlu anlamına geldiği için 3D kimya olarak da bilinir.
S: Kimyagerler stereokimyayı nasıl kullanabilir?
C: Kimyagerler stereokimyayı kullanarak aynı atomlardan oluşan farklı moleküller arasındaki ilişkileri çözebilirler. Ayrıca bu ilişkilerin moleküllere kazandırdığı fiziksel veya biyolojik özellikler üzerindeki etkiyi de inceleyebilirler. Bu ilişkiler moleküllerin reaktivitesini etkilediğinde buna dinamik stereokimya denir.
S: İzomerler nedir?
C: Kimyada bazı moleküllerin birden fazla izomeri vardır. Bu, moleküllerin tüm formları aynı atomlardan oluşsa bile farklı formlara sahip olabileceği anlamına gelir. İki tür izomer vardır; aynı atomlara sahip olan ancak farklı şekilde birleşen yapısal izomerler ve aynı atomlara sahip olan, benzer şekilde birleşen ancak uzayda farklı düzenlemelere sahip olan stereoizomerler.
S: Kiral ne anlama gelir?
C: Kiral, bir molekülün, birinin başka bir molekülün yansıması olması dışında neredeyse aynı görünen iki ayna görüntüsüne sahip olması anlamına gelir.
S: Çift bağlar ve halka yapıları molekülleri nasıl etkiler?
C: Bir molekül çift bağ veya halka yapısına sahip olduğunda, farklı izomer türlerine ayrılabilir - kimyasal yapıları olan ancak uzaydaki düzenlemedeki farklılıklar nedeniyle farklı formlara sahip olanlar.
S: Stereokimyasal problemler hangi aralığı kapsar?
C: Stereokimyasal problemlerin incelenmesi organik, inorganik, biyolojik, fiziksel ve supramoleküler kimyanın tüm yönlerini kapsar
