DL-номенклатура
Глицериновый альдегид имеет один центр оптической изомерии, так как у него один асимметричный атом углерода. Следовательно, альдегид может существовать в виде двух оптических изомеров.
Изомер, вращающийся вправо Фишер обозначил буквой $D$, вращающийся влево – $L$. Полученные из $D$-изомера глицеринового альдегида углеводы были отнесены к $D$-ряду, а углеводы, полученные из $L$-изомера отнесены к $L$-ряду.
$DL$-номенклатура широко применяется в наши дни при обозначении энантиомеров углеводов и аминокислот. К $D$-ряду принадлежат все природные углеводы, к $L$-ряду – все природные аминокислоты.
Проекционные формулы Фишера
В 1891 году Э. Фишером было предложено пространственное строение соединений представлять в виде проекций.
Для создания проекционных формул Фишера тетраэдр разворачивают таким образом, чтобы две связи, находящиеся в горизонтальной плоскости, были направлены к наблюдателю, а две связи, лежащие в вертикальной плоскости, располагались от наблюдателя.
Например, для $L$-глицеринового альдегида проекционная формула Фишера имеет вид
Так как тетраэдр можно рассматривать с разных сторон, одна модель может представить 12 внешне разных формул Фишера.
Формулы Фишера являются проекциями на плоскость, поэтому при их построении вводятся правила:
- формулу нельзя выводить из плоскости чертежа;
-
формулу нельзя поворачивать на 90º (поворот на 180º допускается);
-
при определенном, установленном положении одной группы, оставшиеся три вращать по- или против часовой стрелки, что приравнивается к вращению σ-связи в пространственных моделях.
Во время взаимных перестановок двух групп в формулах Фишера возможно превращение энантиомера в его зеркальное отражение:
Если хиральность молекулы связана с плоскостью или осью, то проекции Фишера применять нельзя. В таких случаях пользуются трехмерными моделями.
Проекции Фишера для молекул с несколькими центрами оптической изомерии
Центры оптической изомерии могут иметь разное геометрическое строение, которое можно изобразить при помощи проекционных формул Фишера:
В молекуле винной кислоты есть два потенциальных центра оптической изомерии – два атома углерода, к которым присоединены четыре разные группы.
При построении проекционной формулы молекула винной кислоты вытягивается в вертикальную цепочку. Связи ориентированные вертикально уходят за плоскость рисунка, а расположенные горизонтально направлены к наблюдателю.
Для винной кислоты возможно существование трех изомеров (зеркальное отражение четвертого изомера совмещается с третьим). (+)- и (-)-Винные кислоты (А и Б соответственно) являются энантиомерами, то есть оптическими изомерами. У них одинаковы температуры плавления, растворимость в воде.
Третий изомер можно получить из (+)- или (-)-винной кислоты в результате обращения одного асимметричного центра. В результате получается мезо-форма (В), физические свойства которой будут отличаться от свойств энантиомеров винной кислоты.
По отношению к (+)- и (-)-винной кислоте мезо-форма является диастереомером.
А Б В
При сокристаллизации (+)- и (-)-изомеров винной кислоты в равных количествах образуется рацемат, отличающийся от чистых изомеров физико – химическими свойствами.
