Isomerian lajit. Rakenne- eli konstituutioisomeria. Avaruus- eli stereoisomeria. Ketjuisomeria Funktioisomeria Paikkaisomeria

Samankaltaiset tiedostot
Avaruus- eli stereoisomeria

Avaruus- eli stereoisomeria

Jos kahdella aineella on eri sidosrakenne, mutta sama molekyylikaava, kutsutaan niitä isomeereiksi.

Lämpö- eli termokemiaa

Cis trans isomeria. Pohdintaa: Kummalla 1,2 dikloorieteenin isomeerillä on korkeampi kiehumispiste? kp = 60,2 o C. kp = 48,5 o C

Avaruus eli stereoisomeria

2. Alkaanit. Suoraketjuiset alkaanit: etuliite+aani Metaani, etaani... Dekaani (10), undekaani, dodekaani, tridekaani, tetradekaani, pentadekaani..

Orgaanisten yhdisteiden rakenne ja ominaisuudet

Isomeria. Alkupala: Tarkastellaan alla olevia orgaanisia molekyylipareja. Mitä eroa, mitä samaa havaitset?

Lukion kemiakilpailu

ORGAANINEN KEMIA. = kemian osa-alue, joka tutkii hiilen yhdisteitä KPL 1. HIILI JA RAAKAÖLJY

Sukunimi: Etunimi: Henkilötunnus:

KE2 Kemian mikromaailma

Spektroskopiaa IR, NMR ja MS

Tehtävä 1. Valitse seuraavista vaihtoehdoista oikea ja merkitse kirjain alla olevaan taulukkoon

sulfonihappoihin fenoleihin aldehydeihin amiineihin

Orgaanista kemiaa. Yhdistetyypit ja nimeäminen

Lasku- ja huolimattomuusvirheet - ½ p. Loppupisteiden puolia pisteitä ei korotettu ylöspäin, esim. 2½ p. = 2 p.

Workshopin sisältö. Erilaisia tehtäväasetelmia spektroskopian opiskeluun

Bentseeni on vaikeasti reagoiva yhdiste. Bentseeni on avaruusrakenteeltaan tasomainen. Bentseenin

Kemian perusteet farmasiassa osa II: orgaaniset yhdisteet/tapio Nevalainen Loppukuulustelu b) ketoni

d) Klooria valmistetaan hapettamalla vetykloridia kaliumpermanganaatilla. (Syntyy Mn 2+ -ioneja)

Tehtävä 2. Selvitä, ovatko seuraavat kovalenttiset sidokset poolisia vai poolittomia. Jos sidos on poolinen, merkitse osittaisvaraukset näkyviin.

Käytetään nykyaikaista kvanttimekaanista atomimallia, Bohrin vetyatomi toimii samoin.

KPL1 Hiili ja sen yhdisteet. KPL2 Hiilivedyt

SIDOKSET. Palautetaan mieleen millaisia sidoksia kemia tuntee ja miten ne luokitellaan: Heikot sidokset ovat rakenneosasten välisiä sidoksia.

Kemia 1. Mooli 1, Ihmisen ja elinympäristön kemia, Otava (2009) MAOL taulukot, Otava

Henkilötunnus: - KOULUTUSOHJELMA Sukunimi: Etunimet: Nimikirjoitus: KEMIA. Kemian kuulustelu klo 9.00

KE2 KURSSIKOE 4/2014 Kastellin lukio

Kemia 1. Mooli 1, Ihmisen ja elinympäristön kemia, Otava (2009) MAOL-taulukot, Otava

Biomolekyylit ja biomeerit

Fysiikan, kemian ja matematiikan kilpailu lukiolaisille

Kertausta 1.kurssista. KEMIAN MIKROMAAILMA, KE2 Atomin rakenne ja jaksollinen järjestelmä. Hiilen isotoopit

KE2 Kemian mikromaailma

Lukion kemia 3, Reaktiot ja energia. Leena Piiroinen Luento

Vanilliini (karbonyyliyhdiste) Etikkahappo (karboksyyliyhdiste)

a) Puhdas aine ja seos b) Vahva happo Syövyttävä happo c) Emäs Emäksinen vesiliuos d) Amorfinen aine Kiteisen aineen

Fysiikan, kemian, matematiikan ja tietotekniikan kilpailu lukiolaisille

REAKTIOT JA TASAPAINO, KE5 KERTAUSTA

Orgaanisissa yhdisteissä on hiiltä

Mamk / Tekniikka ja liikenne / Sähkövoimatekniikka / Sarvelainen 2015 T8415SJ ENERGIATEKNIIKKA Laskuharjoitus

Nimi sosiaaliturvatunnus. Vastaa lyhyesti, selkeällä käsialalla. Vain vastausruudun sisällä olevat tekstit, kuvat jne huomioidaan

CHEM-C2220 Orgaanisen synteesin perusteet

EPIONEN Kemia EPIONEN Kemia 2015

Puhtaat aineet ja seokset

Kovalenttinen sidos ja molekyyliyhdisteiden ominaisuuksia

Nimi sosiaaliturvatunnus. Vastaa lyhyesti, selkeällä käsialalla. Vain vastausruudun sisällä olevat tekstit, kuvat jne huomioidaan

Kuva 1. Korento lehdellä (Miettinen, A., 2006).

TERVEYDEN BIOTIETEIDEN Henkilötunnus: - KOULUTUSOHJELMA Sukunimi: Etunimet: Nimikirjoitus: KEMIA. Kemian kuulustelu klo 12.

KEMIA HYVÄN VASTAUKSEN PIIRTEET

KE4, KPL. 3 muistiinpanot. Keuruun yläkoulu, Joonas Soininen

TERVEYDEN BIOTIETEIDEN Henkilötunnus: - KOULUTUSOHJELMA Sukunimi: Etunimet: Nimikirjoitus: KEMIA. Kemian kuulustelu klo 12.

TERVEYDEN BIOTIETEIDEN Henkilötunnus: - KOULUTUSOHJELMA Sukunimi: Etunimet: Nimikirjoitus: KEMIA. Kemian kuulustelu klo 12.

KE Orgaaninen kemia 1

Helsingin yliopisto/tampereen yliopisto Henkilötunnus - Molekyylibiotieteet/Bioteknologia Etunimet valintakoe Tehtävä 3 Pisteet / 30

MOOLIMASSA. Vedyllä on yksi atomi, joten Vedyn moolimassa M(H) = 1* g/mol = g/mol. ATOMIMASSAT TAULUKKO

Nimi: Orgaaninen kemia. orgaanista.wordpress.com. 9. luokan kurssi

Kertaus. Tehtävä: Kumpi reagoi kiivaammin kaliumin kanssa, fluori vai kloori? Perustele.

MITÄ SIDOKSILLE TAPAHTUU KEMIALLISESSA REAKTIOSSA

Fysiikan, kemian ja matematiikan kilpailu lukiolaisille

Kemia s10 Ratkaisut. b) Kloorin hapetusluvun muutos: +VII I, Hapen hapetusluvun muutos: II 0. c) n(liclo 4 ) = =

Infrapunaspektroskopia

2. Suolahappoa lisättiin: n(hcl) = 100,0 ml 0,200 mol/l = 20,0 mmol. Neutralointiin kulunut n(hcl) = (20,0 2,485) mmol = 17,515 mmol

Kemian tehtävien vastaukset ja selitykset Lääketieteen ilmainen harjoituskoe, kevät 2017

Massaspektrometria. magneetti negat. varautuneet kiihdytys ja kohdistus

Helsingin, Jyväskylän, Oulun ja Turun yliopistojen kemian valintakoe tiistaina klo 9-12

Kemian perusteet, osa II: orgaaniset yhdisteet (3.0 ov, 4.5 op) Vastaukset luentomonisteen 2011 tehtäviin

Arto Liljeblad Susanna Pehkonen Tuula Sorjonen Kirsi-Maria Vakkilainen Sini Virtanen

ISIS Draw (Windows versio 2.5)

Eeva Kuusela Itä-Suomen yliopisto

vi) Oheinen käyrä kuvaa reaktiosysteemin energian muutosta reaktion (1) etenemisen funktiona.

MarvinSketch lukion kemian opetuksen onni vai onnettomuus

OPETTAJAN OPAS. Sisällys Opettajalle 3 Kurssisuunnitelma 5 Tenttisuunnitelma 6 Kemikaaliluettelo 7

luku 1.notebook Luku 1 Mooli, ainemäärä ja konsentraatio

Kuva 1: Yhdisteet A-F viivakaavoin, tehtävän kannalta on relevanttia lisätä näkyviin vedyt ja hiilet. Piiroteknisistä syistä tätä ei ole tehty

Helsingin yliopiston kemian valintakoe. Keskiviikkona klo Vastausselvitykset: Tehtävät:

Puhdasaine Seos Aineen olomuodot

1. ELEKTRONIEN ENERGIA

Vesi. Pintajännityksen Veden suuremman tiheyden nesteenä kuin kiinteänä aineena Korkean kiehumispisteen

Alkuaineita luokitellaan atomimassojen perusteella

Kaikenlaisia sidoksia yhdisteissä: ioni-, kovalenttiset ja metallisidokset Fysiikan ja kemian perusteet ja pedagogiikka

Veden ja glukoosin mallinnus

BIOMOLEKYYLEJÄ. fruktoosi

Ainemäärien suhteista laskujen kautta aineiden määriin

8. Alkoholit, fenolit ja eetterit

ATOMIHILAT. Määritelmä, hila: Hilaksi sanotaan järjestelmää, jossa kiinteän aineen rakenneosat ovat pakkautuneet säännöllisesti.

MAOL:n pistesuositus kemian reaalikokeen tehtäviin syksyllä 2012.

Liittymis- eli additioreaktio Määritelmä, liittymisreaktio:

2. Täydennä seuraavat reaktioyhtälöt ja nimeä reaktiotuotteet

Massaspektrometria. magneetti negat. varautuneet kiihdytys ja kohdistus

1-12 R1-R3. 21, 22 T4 Tutkielman palautus kurssin lopussa (Työ 2 ja Työ 3), (R4-R6) Sopii myös itsenäiseen opiskeluun Työ 4 R7 - R8

Terveyden biotieteiden valintakoe / kemia 1 (10) Henkilötunnus - Sukunimi Etunimet. Allekirjoitus KEMIAN KYSYMYKSET

KEMIA. Kemia on tiede joka tutkii aineen koostumuksia, ominaisuuksia ja muuttumista.

sosiaaliturvatunnus Tehtävissä tarvittavia atomipainoja: hiili 12,01; vety 1,008; happi 16,00. Toisen asteen yhtälön ratkaisukaava: ax 2 + bx + c = 0;

Kemian koe, Ke3 Reaktiot ja energia RATKAISUT Perjantai VASTAA YHTEENSÄ KUUTEEN TEHTÄVÄÄN

Lasku- ja huolimattomuusvirheet ½ p. Loppupisteiden puolia pisteitä ei korotettu ylöspäin, esim. 2 1/2 p = 2 p.

Kondensaatio ja hydrolyysi

Väittämä Oikein Väärin. 1 Pelkistin ottaa vastaan elektroneja. x. 2 Tyydyttynyt yhdiste sisältää kaksoissidoksen. x

Atomi. Aineen perusyksikkö

Transkriptio:

Isomeria

Isomeria Yhdisteellä on sama molekyylikaava, mutta eri rakenne: siksi eri isomeereillä voi olla erilaiset fysikaaliset ja kemialliset ominaisuudet!!!! Esim. yhdisteellä C2H6O on kaksi isomeeriä. Piirrä ne. Miten niiden ominaisuudet eroavat toisistaan?

Isomeria Yhdisteellä on sama molekyylikaava, mutta eri rakenne: siksi eri isomeereillä voi olla erilaiset fysikaaliset ja kemialliset ominaisuudet!!!! Esim. yhdisteellä C2H6O on kaksi isomeeriä. Piirrä ne. Miten niiden ominaisuudet eroavat toisistaan?

Isomerian lajit Rakenne- eli konstituutioisomeria Ketjuisomeria Funktioisomeria Paikkaisomeria Avaruus- eli stereoisomeria Konformaatioisomeria Cis-transisomeria Optinen isomeria

Rakenneisomeria Molekyyliin liittyneiden atomien sitoutumisjärjestys erilainen Isomeerien fysikaaliset ja kemialliset ominaisuudet eroavat usein toisistaan Esim. dimetyylieetteri ja etanoli

Ketjuisomeria Isomeerien hiiliketjut erilaisia: haarat Esimerkki: C5H12 Voi olla joko pentaani, metyylibutaani tai dimetyylipropaani Niillä on kuitenkin erilaiset kiehumispisteet haaroittuneisuuden takia

Ketjuisomeerien lukumäärä kasvaa nopeasti, kun hiiliketjun pituus kasvaa C4H10:lla on 2, C8H18:lla 18 ja C20H42:lla yli 300 000 ketjuisomeeriä

Funktioisomeria Sama molekyylikaava, mutta eri toiminnallinen ryhmä Siksi erilaiset kemialliset ominaisuudet Myös fysikaaliset ominaisuudet ovat usein erilaiset

Esimerkki: funktioisomeriaa Piirrä yhdisteiden C3H6O2 ja C3H6O eri funktioisomeereja. Miten niiden ominaisuudet eroavat toisistaan? C3H6O2 C3H6O p2

Dia 9 p2 Enoleja, joista ei lukiossa paljoa puhuta. Enoli-ja karbonyylimuoto vuorottelevet (kaksoissidos vaihtaa paikkaa happeen). -isomeerejä, mutta kannattaako ottaa kauheasti esille? kuvan koko kuvaa tärkeyttä. paula; 19.12.2011

Esimerkki: funktioisomeriaa Piirrä yhdisteiden C3H6O2 ja C3H6O eri funktioisomeereja. Miten niiden ominaisuudet eroavat toisistaan? C3H6O2 C3H6O p3

Dia 10 p3 Enoleja, joista ei lukiossa paljoa puhuta. Enoli-ja karbonyylimuoto vuorottelevet (kaksoissidos vaihtaa paikkaa happeen). -isomeerejä, mutta kannattaako ottaa kauheasti esille? kuvan koko kuvaa tärkeyttä. paula; 19.12.2011

Paikkaisomeria Toiminnallinen- tai sivuryhmä on eri paikassa Esim. 1-pentanoli ja 2-pentanoli. Miten niiden kemialliset ominaisuudet eroavat toisistaan? Esim. Entäpä 2-metyyli-2- propanolin ja 2-metyyli-1- propanolin ominaisuudet?

Stereoisomeria Molekyyleillä sama rakenne, mutta atomit suuntautuvat avaruudessa eri tavoin Fysikaaliset ja kemialliset ominaisuudet usein samankaltaiset Kuitenkin eroja esim. elimistössä: teho lääkeaineena voi olla aivan eri! Syynä entsyymit: niiden aktiivinen kohta saattaa sitoa vain tietyn muotoista molekyyliä

Konformaatioisomeria Stereoisomerian alalaji Hiiliketjut eri asennoissa Sigmasidokset pystyvät kääntymään akselinsa ympäri, piisidos estää kääntymisen Siksi tyydyttneillä hiiliketjuilla lukemattomia eri konformaatioita: niitä ei yleensä huomioida isomeereiksi tehtävissä eikä sitä huomioida yhdisteen nimessä

Jotkut konformaatiot ovat kuitenkin muita pysyvämpiä Esim. sykloheksaanilla on tuoli- ja venemuoto

Cis-trans-isomeria Esiintyy yhdisteillä, joiden hiiliketjussa on kaksoissidoksia tai rengasrakenteita Cis-muoto: tietyt ryhmät samalla puolella Trans: tietyt ryhmät eri puolilla

Esiintyykö 1,2-diklooribentseenillä cistransisomeriaa?

Cis-transisomerialla on vaikutusta: esim. trans-rasvahapot ovat tyydyttyneen kaltaisia, cis-rasvahappoja pidetään terveellisinä

Lisää cis-transisomeriaa käytännössä Cis-trans-isomeriamuutoksia tapahtuu myös silmän aistinsoluissa Valon vaikutuksesta 11-cis-reitnaali muuttuu trans-muotoon monimutkaisen mekanismin kautta näköaistimus http://fi.wikipedia.org/wiki/tiedosto:retinalcisandtrans.png

Muiden kuin hiilirunkojen cistrans-isomeria Esim. peptidisidoksella voi olla cis-transisomeriaa Trans-muoto yleisempi Tehtävä: kumpi cis, kumpi trans?

Optinen isomeria Optiset isomeerit ovat toistensa peilikuvia Eri optiset isomeerit kääntävät eri suuntaan polarisoitua valoa Niillä on kiraliakeskus Kiraliakeskuksen hiiliatomissa on kiinni 4 erilaista ryhmää Monimutkaisissa biomolekyyleissä on usein useita kiraliakeskuksia, mutta kuitenkin jo 2-butanolilla on 1 kiraliakeskus!

Nimetään joko R- tai S-isomeereiksi konfiguraation mukaan. Molekyylillä on optisia isomeerejä 2 n, jossa n on kiraliskeskusten määrä

Solujen reaktioihin osallistuu usein vain yhtä optista isomeeriä, vaikka biomolekyyleillä on useita eri optisia isomeerejä tarpeeton isomeeri esim. lääkeaineena voi olla hyödytön (ibuprofeenin eri muodot, kuva) tai jopa haitallinen (talidomidin eri muodot)

Myös penisilliinin toiminnassa stereoisomeria näkyy. Antibiootti toimii vain D-alaniinin peptidisidoksissa joita esiintyy bakteerien soluseinämissä, mutta ei ihmissolujen. Antibiootit pystyvät tappamaan vain bakteereja, eivät ihmistä, koska ihmisellä ei ole näitä D-muotoisia aminohappoja.

Raseemisuus Raseemisessa seoksessa yhtä paljon eri optisia isomeerejä Se on siis optisesti inaktiivinen Laboratoriovalmisteissa usein näin, mutta esim. elimistö tuottaa ja käyttää vain tiettyä muotoa Esim. sokerit ovat yleensä D-muotoa Eri optisten isomeerien puhdistus toisistaan usein vaikeaa, muttei mahdotonta

Tehtävä a) Mihin yhdisteryhmiin kokaiini voidaan luokitella? b) Etsi kiraliakeskukset ja merkitse ne tähdellä. c) Mitkä on kokaiinin molekyylikaava? d) Piirrä molekyylit, jotka syntyvät kokaiinin täydellisessä hydrolyysissä.

a) amiineihin, estereihin ja aromaattisiin yhdisteisiin. c) C17H21NO4 d)

YOS1996 Tehtävä Oheisessa kuvassa on esitetty piparminttuöljyn aromiaineen, mentolin kaava. a) Mitä funktionaalisia ryhmiä yhdisteessä on? b) Esiintyykö mentolilla konformaatioisomeriaa? c) Montako asymmetristä hiiliatomia mentolimolekyylissä on? d) Laadi sen yhdisteen rakennekaava, joka muodostuu mentolia hapetettaessa.

Vastaus a&b a) Mentolissa on vain yksi funktionaalinen ryhmä, hydroksyyliryhmä. b) Mentolilla esiintyy konformaatioisomeriaa, koska siinä on yksinkertaisin C C-sidoksin muodostunut kuusirengas, joka voi taipua tuoli- tai venemuotoon. Lisäksi mentolissa on isopropyyliryhmä, joka voi kiertyä eri asemaan renkaaseen nähden. (Kaikki renkaaseen liittyneet ryhmät tai atomit voivat olla joko aksiaalisesti tai ekvatoriaalisesti suuntautuneita. Muodosta toiseen siirtyminen tapahtuu renkaan vääntyessä.

Vastaus c&d c) Mentolissa on kolme asymmetristä hiiliatomia. Asymmetrinen hiiliatomi on sitoutunut neljään erilaiseen ryhmään tai atomiin. (Merkitty kuvaan tähdellä.) d) Mentolia (A) hapetettaessa syntyy ketoni, mentoni (B).

Tehtävä YOK1996 Erään aminohapon todettiin sisältävän 36,1 massa-% hiiltä, 5,3 massa-% vetyä, 10,5 massa-% typpeä ja loput happea. Osmoottisen paineen mittaukseen perustuvan menetelmän avulla aineen moolimassan arvioitiin olevan välillä 129-135 g/mol. a) Määritä yhdisteen empiirinen kaava (suhdekaava) ja molekyylikaava. b) Laadi yhdisteen mahdolliset rakennekaavat, kun siinä todettiin olevan kaksi karboksyyliryhmää. c) Mikä näistä rakenteista on mahdollinen, kun lisäksi havaittiin, että aine oli optisesti aktiivinen?

Vastaus a a) Lasketaan aluksi yhdisteen alkuaineiden ainemääräsuhteet prosenttisen koostumuksen perusteella. Ajatellaan, että prosenttiosuudet vastaavat alkuaineen massaa 100 g:n näytteessä. n = m : M Aine Osuus m g M g/mol n mol C 36,1 % 36,1 12,01 3,0 H 5,3 % 5,3 1,008 5,3 N 10,5 % 10,5 14,01 0,75 O 48,1 % 48,1 16,00 3,0 Alkuaineiden ainemäärien suhde C : H : N : O = 3,0 : 5,3 : 0,75 : 3,0 Sievennetään jakamalla 0,75 :llä: 4 : 7 : 1 : 4 Empiirinen kaava (C 4 H 7 NO 4 ) k Arvolla k = 1, M(C 4 H 7 NO 4 ) = 133 g/mol, mittaustulos on 129 135 g/mol Molekyylikaava C 4 H 7 NO 4

Vastaus b&c b) Aminohapon mahdolliset rakennekaavat c) Vasemmanpuoleinen kaava esittää optisesti aktiivista yhdistettä. Asymmetrinen hiiliatomi on merkitty tähdellä kaavaan.