Stereokemija na drugi način Molčanov, Krešimir
Kemija u industriji; časopis kemičara i tehnologa Jugoslavije,
2019, Letnik:
68, Številka:
1-2
Journal Article
Recenzirano
Odprti dostop
U ovome se članku prikazuje sustavan pristup stereokemiji te tumačenju njezina središnjeg pojma, kiralnosti, jednostavnijim načinom koji se može prilagoditi nastavi kroz eksperimente. Polazeći od ...predmetâ iz svakodnevne uporabe (cipele, zrcala, puževi, itd.), dolazi se do općeg opisa kiralnosti, iz kojega se onda izvodi molekulska kiralnost. Tetraedarski se ugljikov atom može smatrati specijalnim slučajem, koji se može izvesti naknadno.
Chirality is the central concept of stereochemistry, but remains neglected at both high school and
university levels. It is typically introduced through description of Pasteur’s historic resolution of
enantiomers of tartaric acid, and teaching is usually centred on correct assignation of configurations
R
and
S
. This “classical” approach rarely proceeds further, thus leaving serious gaps in the
students’ knowledge.
In this paper, new and systematic approach to the introduction of the concept of chirality, is
described. We start with every-day objects (shoes, mirrors, snails,
etc
.), from which a generalised
concept of chirality is introduced. Once this groundwork is laid, molecular chirality is deduced;
its commonly occurring special cases (such as
R
and
S
configurations of the tetrahedral carbon
atom) are discussed later. This method of teaching basic concepts of stereochemistry can be easily
adopted to learning through experiments.
Prikaz o kiralnosti posvećen je 100. godišnjici rođenja Nobelovca Vladimira Preloga i predstojećoj 160. godišnjici Pasteurovog otkrića kiralnosti soli vinske kiseline. Pojavu kiralnosti u prirodi ...prepoznali su umjetnici i graditelji koristeći je u svojim djelima što je ilustrirano primjerima u uvodu. Napretkom znanosti kroz povijest do danas šire se spoznaje o kiralnosti i gotovo je nemoguće obuhvatiti sve njezine aspekte i primjene. Opisana su ključna povijesna otkrića vezana uz pojavu zakretanja ravnine polariziranog svjetla kao posljedicu kiralnosti te otkrića Pasteura i lorda Kelvina. Kiralnost se susreće u fizici elementarnih čestica kao i u svim područjima kemije: analitičkoj i organskoj kemiji, kemiji prirodnih spojeva, medicinskoj i farmaceutskoj kemiji, biokemiji i biotehnologiji, kao i molekularnoj biologiji. Kratko je opisano širenje spoznaja o kiralnosti i fizikalne osnove molekularne kiralnosti. Sustavno su definirane: geometrijska, topološka i konformacijska
kiralnost. Povezanost simetrije i kiralnosti dolazi do izražaja i u kristalografiji. Kako je rendgenska strukturna analiza metoda kojom se jednoznačno određuje molekularna arhitektura, neosporno je da se pri tome utvrđuje i apsolutna konfiguracija molekula Bijvoetovim pristupom. Sažeto su opisane dvije metode za određivanje apsolutne konfiguracije: metoda rendgenske difrakcije i kružnog dikroizma. U skladu s obilježavanjem značajnog jubileja, prikaz je orijentiran na ulogu kiralnosti u (stereo)kemiji. To je u skladu s E. L. Elielovim pristupom koji stereokemiju smatra načinom
gledanja na kemiju, a ne granom kemije. Taj pristup omogućava sagledavanje različitih aspekata kiralnosti i usuglašavanje postojećih nepotpunih definicija o kiralnosti molekula, što zacijelo otvara nove primjene. Budućnost nam nudi da više saznamo o kiralnosti u službi komunikacije molekula koje upravljaju našim životnim procesima. U tijeku su eksperimenti priprave raznorodnih dinamičkih kiralnih supramolekula iz akiralnih molekula i predstoji istražiti kako se to korisno može upotrijebiti. Istraživanje izotopne kiralnosti kvantno-kemijskim metodama omogućit će razumijevanje odstupanja od zakona pariteta i rasvijetliti fizikalne osnovice molekularne kiralnosti.
U ovome se članku prikazuje sustavan pristup stereokemiji te tumačenju njezina središnjeg pojma, kiralnosti, jednostavnijim načinom koji se može prilagoditi nastavi kroz eksperimente. Polazeći od ...predmetâ iz svakodnevne uporabe (cipele, zrcala, puževi, itd.), dolazi se do općeg opisa kiralnosti, iz kojega se onda izvodi molekulska kiralnost. Tetraedarski se ugljikov atom može smatrati specijalnim slučajem, koji se može izvesti naknadno.
Ovo djelo je dano na korištenje pod licencom Creative Commons Imenovanje 4.0 međunarodna .
Provider: - Institution: University of Zagreb. Faculty of Science. Department of Physics. - Data provided by Europeana Collections- Tijekom stanične diobe, genetski materijal stanice se precizno ...dijeli u dvije stanice kćeri, cime mehanički i biološki upravlja mreža proteinskih filamenata koju nazivamo diobeno vreteno. Poznato je da ti proteinski filamenti, mikrotubuli, imaju elastična svojstva. Skupina mikrotubula, koju nazivamo kinetohorni mikrotubuli, djeluje silom tenzije na kromosome. Kinetohore su proteinski kompleksi koji su vezani na kromosome. Premda su sile koje djeluju u diobenom vretenu iscrpno istraživane, i dalje je nepoznato kako su one uravnotežene. Poznato je da se između sestrinskog para kinetohora nalazi još jedna skupina mikrotubula, koju mi ovdje nazivamo premosni mikrotubuli. Razvili smo model koji uključuje kinetohorne i premosne mikrotubule, te sile i momente sila koji djeluju me.u njima. Mikrotubuli su u modelu opisani kao tanki elastični štapovi koji se svijaju i uvijaju pod djelovanjem sila i momenata sila na njihovim krajevima. Iz oblika snopova mikrotubula, pomoću modela možemo odrediti kolike sile i momenti sila djeluju unutar diobenog vretena. Usporedbom sa izmjerenim oblicima predvidjeli smo da je sila na kinetohori Fk ~ 300 pN, a u polu F0 ~ 30 pN. Pokazali smo da premosni mikrotubuli omogućuju koegzistenciju sile kompresije u blizini polova te sile tenzije u blizini kinetohora, što je već niz godina otvoreno pitanje. Pokazali smo da je diobeno vreteno kiralno, te da su za kiralni oblik snopova mikrotubula odgovorni momenti sila u sustavu dva sestrinska kinetohorna vlakna i premosnog vlakna. Zaključujemo da uz sile u diobenom postoje i momenti sila, koje generiraju molekularni motori, te da oni zajedno sa silama određuju njegovu arhitekturu.- At the onset of division, the cell forms a network of protein filaments, mitotic spindle, which divides genetic material between the two nascent daughter cells. It is known that protein filaments, microtubules, behave as elastic objects. Forces that govern the division are exerted by k-fibres, bundles of microtubules which end at the kinetochores, protein complexes which mechanically couple microtubules to the chromosomes. Although forces that exist in mitotic spindle have been studied thoroughly, how they are balanced still remains elusive. It is known that nonkinetochore microtubules exist between the sister pairs of kinetochores, which we term bridging microtubules. We have developed a model that includes k-fibres and bridging fibre, as well as forces and torques acting between them. We have modelled the microtubule bundles as slender elastic rods that undergo bending and torsion due to the forces and torques exerted at its ends. By using our model and known shape of microtubule bundles, we can infer the forces and torques that are present in mitotic spindle. We have compared shapes obtained from theory and experiment, and predicted that the force at kinetochore is Fk ~ 300 pN and the force at pole is F0 ~ 30 pN. By using a theoretical model that includes the bridging fibre, we explained the coexistence of the tension at kinetochores and compression at poles, which has been an open question for a few years now. In addition, we show that mitotic spindle is chiral, and that torques acting on the bridging and k- fibres spindle are responsible for chiral shapes of microtubule bundles. We conclude that, in addition to forces, torques that are generated by the motor proteins exist in the spindle and determine its architecture.- All metadata published by Europeana are available free of restriction under the Creative Commons CC0 1.0 Universal Public Domain Dedication. However, Europeana requests that you actively acknowledge and give attribution to all metadata sources including Europeana
Provider: - Institution: - Data provided by Europeana Collections- U okviru ovog rada pripravljena su ukupno 73 nova liganda derivata trifenilfosfina s aminokiselinama, kraćim peptidima i/ili ...aminima. Ligandi su podijeljeni u tri skupine (A, B i C) obzirom na supstituciju fenilnog prstena fosfina i dentatnost, a njihovi in situ pripravljeni kompleksi s Rh(I) ispitani su kao homogeni katalizatori u reakcijama enantioselektivnog hidrogeniranja dvaju modelnih supstrata, metil-2-acetamidoprop-2-enoata (S1) i metil-(Z)-2-acetamido-3-fenilprop-2-enoata (S2). Kiralna informacija aminokiselina udaljena je od prokiralnog metala, a prenosi se "posrednom indukcijom" putem vodikovih veza. Postignuti maksimalni enantiomerni višak (ee) iznosi ee(R) = 68%, ee(S) = 84% i ee(R) = 81% upotrebom monodentatnih A, B, odnosno bidentatnih C liganda. Pripravljeni su Pd(II) i Pt(II) kompleksi s A i B u svrhu ispitivanja interakcija među ligandima. Priređeni ligandi i njihovi metalni kompleksi okarakterizirani su različitim analitičkim metodama (1H, 13C, 31P NMR, COSY, NOESY, ESI-MS, MALDI-TOF HRMS, CD i difrakcija X-zraka na jediničnom kristalu), a stereokemija produkata reakcije hidrogeniranja objašnjena je stereokemijskom analizom i DFT izračunima.- Within this thesis, a total of 73 new ligands based on triphenylphosphine derivatives with aminoacids, short peptides and/or amines, were synthesized. The ligands were divided into three categories (A, B, and C) by the phosphine phenyl ring substitution and denticity. Their in situ prepared Rh(I) complexes were tested as catalysts in the enantioselective hydrogenation of model substrates, methyl-2-acetamidoprop-2-enoate (S1) and methyl-(Z)-2-acetamido-3-phenylprop-2-enoate (S2). Chiral information from distant amino acids is transmitted to the prochiral metal through "backdoor induction" via hydrogen bonding. The obtained maximal enantiomeric excess (ee) is ee(R) = 68 %, ee(S) = 84 % and ee(R) = 81 % using monodentate A, B, and bidentate C ligands, respectively. Pd(II) and Pt(II) complexes of A and B were synthesized as model compounds for examination of ligand interactions. The ligands and their metal complexes were characterized with different analytical methods (1H, 13C, 31P NMR, COSY, NOESY, ESI-MS, MALDI-TOF HRMS, CD, and single crystal X-ray diffraction). The stereochemistry of the hydrogenation products was explained using stereochemical analysis and DFT calculations.- All metadata published by Europeana are available free of restriction under the Creative Commons CC0 1.0 Universal Public Domain Dedication. However, Europeana requests that you actively acknowledge and give attribution to all metadata sources including Europeana
PDF
