Номер 73, страница 18 - гдз по химии 10-11 класс задачник Еремин, Дроздов

1.73. Постройте структурные формулы следующих молекул, указывая стерео-химию с помощью клиновидных проекций: а) (R)-2-гидроксибутановая кислота; б) (S)-2-хлор-2-метилпентанол-1; в) (2R,3S)-2,3-дихлоргексаналь; г) (S)-З-метилциклогексанон; д) (2S,4S)-2-бром-4-иодоктанол-1; е) (2R,ЗR)-2,3-дибромбутандиаль; ж) (2R,3S)-2-хлор-3-нитроциклопентанон; з) (2S,3S,4S)-2,3,4-тригидроксипентандиовая кислота.

а) (R)-2-гидроксибутановая кислота.
Это бутановая кислота с гидроксильной группой у второго атома углерода. Стереоцентр находится у атома C2. Для определения конфигурации (R или S) по правилам Кана-Ингольда-Прелога, сначала расставляем старшинство заместителей у хирального центра C2:
1. -OH (гидроксильная группа)
2. -COOH (карбоксильная группа)
3. -CH₂CH₃ (этильная группа)
4. -H (водород)
Для получения R-конфигурации, если смотреть со стороны, противоположной младшему заместителю (-H, направлен от нас, показан штриховой линией), обход остальных заместителей от старшего к младшему (1 → 2 → 3) должен происходить по часовой стрелке.
Ответ:

б) (S)-2-хлор-2-метилпентанол-1.
Основная цепь — пентанол-1, т.е. 5 атомов углерода с -OH группой у C1. У второго атома углерода (C2) находятся заместители -Cl и -CH₃. C2 является стереоцентром.
Старшинство заместителей у C2:
1. -Cl (хлор)
2. -CH₂OH (гидроксиметильная группа)
3. -CH₂CH₂CH₃ (пропильная группа)
4. -CH₃ (метильная группа)
Для S-конфигурации, если младший заместитель (-CH₃) направлен от нас (штриховая линия), обход 1 → 2 → 3 должен происходить против часовой стрелки.
Ответ:

в) (2R,3S)-2,3-дихлоргексаналь.
Основная цепь — гексаналь, 6 атомов углерода с альдегидной группой (-CHO) на конце (C1). У атомов C2 и C3 находятся атомы хлора. Оба этих атома являются стереоцентрами.
Для C2 (R-конфигурация): Старшинство: 1(-Cl), 2(C3), 3(-CHO), 4(-H). С водородом, направленным от нас, обход 1 → 2 → 3 должен быть по часовой стрелке. Это достигается, когда -Cl направлен на нас (клин).
Для C3 (S-конфигурация): Старшинство: 1(-Cl), 2(C2), 3(C4), 4(-H). С водородом, направленным от нас, обход 1 → 2 → 3 должен быть против часовой стрелки. Это достигается, когда -Cl направлен от нас (штриховая линия).
Ответ:

г) (S)-3-метилциклогексанон.
Это циклогексанон (шестичленный цикл с кетогруппой), у которого в положении 3 находится метильная группа. Атом C3 является хиральным.
Старшинство заместителей у C3:
1. C2 (-CH₂-C=O)
2. C4 (-CH₂-CH₂-)
3. -CH₃ (метильная группа)
4. -H (водород)
Для S-конфигурации, с водородом, направленным от нас, обход 1 → 2 → 3 должен быть против часовой стрелки. Это достигается, когда метильная группа также направлена от нас (штриховая линия).
Ответ:

д) (2S,4S)-2-бром-4-иодоктанол-1.
Восьмиуглеродная цепь (октанол-1) с -OH у C1. У C2 находится бром, у C4 — иод. Атомы C2 и C4 являются стереоцентрами.
Для C2 (S-конфигурация): Старшинство: 1(-Br), 2(C3), 3(-CH₂OH), 4(-H). С водородом, направленным от нас, обход 1 → 2 → 3 должен быть против часовой стрелки. Это требует, чтобы бром был направлен от нас (штриховая линия).
Для C4 (S-конфигурация): Старшинство: 1(-I), 2(C3), 3(C5), 4(-H). С водородом, направленным от нас, обход 1 → 2 → 3 должен быть против часовой стрелки. Это требует, чтобы иод был направлен от нас (штриховая линия).
Ответ:

е) (2R,3R)-2,3-дибромбутандиаль.
Четырехуглеродная цепь с альдегидными группами на обоих концах (C1 и C4). У C2 и C3 находятся атомы брома. C2 и C3 — стереоцентры.
Для C2 (R-конфигурация): Старшинство: 1(-Br), 2(C3), 3(-CHO), 4(-H). С водородом от нас, обход 1 → 2 → 3 должен быть по часовой стрелке. Бром должен быть направлен на нас (клин).
Для C3 (R-конфигурация): Старшинство: 1(-Br), 2(C2), 3(-CHO), 4(-H). С водородом от нас, обход 1 → 2 → 3 должен быть по часовой стрелке. Бром должен быть направлен на нас (клин).
Ответ:

ж) (2R,3S)-2-хлор-3-нитроциклопентанон.
Пятичленный цикл с кетогруппой (C1), атомом хлора у C2 и нитрогруппой (-NO₂) у C3. Атомы C2 и C3 являются хиральными.
Для C2 (R-конфигурация): Старшинство: 1(-Cl), 2(C1), 3(C3), 4(-H). С водородом от нас, обход 1 → 2 → 3 по часовой стрелке. Хлор направлен на нас (клин).
Для C3 (S-конфигурация): Старшинство: 1(-NO₂), 2(C2), 3(C4), 4(-H). С водородом от нас, обход 1 → 2 → 3 против часовой стрелки. Нитрогруппа направлена на нас (клин).
Следовательно, оба заместителя (-Cl и -NO₂) находятся по одну сторону от плоскости кольца (цис-положение).
Ответ:

з) (2S,3S,4S)-2,3,4-тригидроксипентандиовая кислота.
Примечание: В названии (2S,3S,4S)-2,3,4-тригидроксипентандиовая кислота содержится ошибка. Молекула пентандиовой кислоты (глутаровой кислоты) `HOOC-CH₂-CH₂-CH₂-COOH` симметрична. При замещении в положениях 2, 3, 4 на гидроксильные группы, группы, присоединенные к атому C3 (а именно `-(S)-CH(OH)COOH` со стороны C2 и `-(S)-CH(OH)COOH` со стороны C4) становятся идентичными, если C2 и C4 имеют одинаковую конфигурацию. Это означает, что C3 не является стереоцентром и ему не может быть присвоен дескриптор S. Наиболее вероятная опечатка в задании — "пентандиовая" кислота вместо "пентановой" кислоты. Решение приведено для (2S,3S,4S)-2,3,4-тригидроксипентановой кислоты `HOOC-CH(OH)-CH(OH)-CH(OH)-CH₃`, где все три центра (C2, C3, C4) являются хиральными.
Для C2, C3 и C4 S-конфигурации, если водороды направить от нас (штриховые линии), обходы по старшинству заместителей должны быть против часовой стрелки. Это достигается, если все три гидроксильные группы также направить от нас.
Ответ: (для исправленной структуры)