RS-isomeri - Opgaver om Stereoisomeri

Side 1

[navn fjernet] 3y Bioteknologi A

Viby Gym. 27/02/2012

Farmakologi

STX 3.g

Opgave 1

a. Tegn strukturformlen for 2-hydroxypropansyre med alle atomer angivet og identificér det asymmetriske C-atom.

H OH OH

| | |

H - C - C* - C = O

| |

H H fint

Det stjernemarkerede C er det asymmetriske C-atom √

b. Opskriv de fire grupper der er bundet til dette C-atom og tildel prioriteringer til disse.

Opgave 2

3, 4-dicarboxyphenylglycin er et anti-epileptisk lægemiddel.

1. gruppe:

Methyl-gruppen har et carbonatom (med atomnr. på 6) med tre bindinger til hydrogenatomer, som alle har et atomnummer på 1, hvilket resulterer i, at gruppen får den næstlaveste prioritering.

H OH OH

| | |

H - C - C* - C = O

| |

H H

2. gruppe:

Hydroxygruppen har næsthøjeste prioritet, pga.

dens oxygenatom(som 1. gruppe ikke har), med et atomnummer på 8. prioritet 1

H OH OH

| | |

H - C - C* - C = O

| |

H H

3. gruppe:

Da hydrogenatomet har et atomnr. på 1, får denne gruppe dermed den laveste prioritet (4)

√, og er dermed også dette atom jeg

anbringer for øjnene (?).

H OH OH

| | |

H - C - C* - C = O

| |

H H

4. gruppe:

Da carboxylsyregruppen principielt har tre bindinger til et oxygenatom, får dette molekyle dermed den højeste prioritet af alle grupperne. prioritet 2

H OH OH

| | |

H - C - C* - C = O

| |

H H

|

C = O

Side 2

[navn fjernet] 3y Bioteknologi A

Viby Gym. 27/02/2012

Farmakologi

Stoffet anvendes som en 1:1 blanding af sine to stereoisomere former (en såkaldt racemisk blanding). Den ene isomer virker som en antagonist til én slags receptor, og den anden isomer virker som agonist til en anden slags receptor. I kombination har de to isomere former anti-epileptisk virkning.

Nedenfor ses en lettere sjusket strukturformel for stoffet.

a. Forklar, hvad der menes med at stoffet virker som både antagonist og agonist.

Agonist er betegnelsen for en kategori af stoffer, der kan binde sig til en bestemt receptor. Agonisterne sætter derefter en kemisk reaktion, en proces, i gang inde i cellen, når de binder sig til receptoren.

Et antagonistisk stof kan inhibere en receptor, og dermed hæmme processen, ved at blokere for receptoren. Et eksempel på disse to typer af medicin er insulin(agonist), der fremmer en proces, glucose-optagelsen i celler, mens penicillin(antagonist) blokere cellevægsdannelsen hos bakterier.ok

b. Brug din viden om strukturformler og funktionelle grupper til at opskrive strukturformlen med alle atomer og bindinger. Hint: Tænk også over hvor mange bindinger de forskellige atomer skal have, der mangler nemlig noget i figuren.

Nedenunder ses strukturformlen for 3, 4-dicarboxyphenylglycin med alle bindinger og atomer: fint

Side 3

[navn fjernet] 3y Bioteknologi A

Viby Gym. 27/02/2012

Farmakologi

c. Begrund at stoffet findes i to stereoisomere former.

Nedenunder ses stoffet grupperet hvor de fire grupper er prioriteret. H har naturligvis den laveste prioritet (4), mens N, som er bundet til det asymmetriske carbonatom, har et højere atomnummer end de to andre grupper, der begge starter med C efter det asymmetriske C-

atom, og får dermed den højeste prioritet (1)√. For at placere de to andre grupper, ser jeg på

hvilket atom der kommer efter dét C-atom der er bundet til det asymmetriske C-atom. Ved syregruppen (til højre) har det omtalte C dobbeltbinding til O mens den anden gruppe har enten binding eller dobbeltbinding til C, og jeg ved dermed at syregruppen har den næsthøjeste

prioritering, mens den store gruppe til venstre har den næst laveste gruppe √. Altså kan jeg

konkludere dette stof har S-isomeri. Det kommer an på hvilke bindinger der peger bagud Da stoffet har ét asymmetrisk carbonatom (med bindinger til fire forskellige grupper) har det dermed to former af steroisomeri, da dens tilsvarende form dermed vil være R-isomerien. ok Opgave 3

Tamiflu bruges til behandling af influenza A og B og kom især i fokus, da man frygtede en pandemi med svineinfluenza.

Strukturformlen for det aktive stof i tamiflu ses nedenfor.

a) Angiv de asymmetriske C-atomer i molekylet og redegør for hvilke grupper der er bundet til disse C-atomer.

Side 4

[navn fjernet] 3y Bioteknologi A

Viby Gym. 27/02/2012

Farmakologi

(strukturformel med alle atomer og bindinger for

det aktive stof i tamiflu)√

Der er tre asymmetriske/kirale C-atomer i molekylet(vist ved en stjerne-markering på
billedet ovenover/nedenunder), da de alle har fire forskellige grupper bundet til dem √. De

funktionelle grupper, der er bundet til det første/øverste carbonatom, er:

- Et H-atom (lavest prioritering 4.)

- En Ether-gruppe, som er bundet til et C-atom, som ender ud i to ethyl-grupper (Højest prioritering 1.)

- Mens de sidste to grupper ’dækker’ resten af molekylet, da det asymmetriske C-atom er en del af benzenen med en dobbeltbinding mellem to af C-atomerne. De to sidste grupper skelnes fra hinanden ved at gå ud fra C-atomerne, som er bundet til (på hver sin side af) det asymmetriske C-atom, og deres bindinger. Allerede ved disse to C-atomers bindinger ses det at det ’nederste’ af disse har en binding til et N-atom, modsat det andet, som har en binding til et H-atom samt dobbeltbinding til et andet C-

atom. Altså har den ’nederste’/gruppen til venstre for C-atomet den højeste

prioritering(2. prioritet i alt) af de to ikke-markeringsmulige grupper, og den anden del

af gruppen den næstlaveste prioritering(3.)√

Side 5

[navn fjernet] 3y Bioteknologi A

Viby Gym. 27/02/2012

Farmakologi

De grupper, der er bundet til det midterste carbonatom, er:

- H-atom (lavest prioritet)

- En N-substitueret amid-gruppe, som består af en sekundær amid som binder til keton

(højest prioritet)

- Og de to andre grupper som udgør resten af molekylet - med den gruppe nærmest det første/øverste kirale C-atom(stjerne) med næsthøjest prioritet, pga. C-atomets binding til en ether-gruppe(ROR’), modsat gruppen nærmest det ’nederste’ kirale C-atom med binding til et primært amid, med binding til et N-atom(som har lavere atomnummer

end O). √

De grupper, der er bundet til det nederste carbonatom, er:

Side 6

[navn fjernet] 3y Bioteknologi A

Viby Gym. 27/02/2012

Farmakologi

- H-atom (lavest prioritet)

- Amino-gruppe (1. prioritet)

- Og de to andre grupper som udgør resten af molekylet - med den gruppe yderst til venstre med næsthøjest prioritet, pga. C-atomets binding til et N-atom, modsat gruppen på den anden side(højre) med binding til to hydrogen-atomer(som har lavere atomnummer).

(Molekylet med funktionelle grupper markeret)Fint

Side 7

[navn fjernet] 3y Bioteknologi A

Viby Gym. 27/02/2012

Farmakologi

Opgave 4

Et af aromastofferne i hindbær, kaldet hindbærketon, eller 4-(4-hydroxyphenyl)butan-2-on, kan dannes kunstigt ud fra stoffet 4-(4-hydroxyphenyl)butan-2-ol, der kan ekstraheres fra birkebark.

a. Begrund, at der findes to spejlbilledisomere former af 4-(4-hydroxyphenyl)butan-2-ol.

Strukturformlen for stoffet ses nedenfor.

Da 4-(4-hydroxyphenyl)butan-2-ol har et (og kun et) asymmetrisk carbonatom(vist på tegning nedenunder) har hindbærketon spejlbilledisomeri. Da jeg kan se prioriteten af de fire forskellige grupper, som er bundet til det asymmetriske C-atom, går mod uret (igen kommer det an på hvilke bindinger der vender fremad og bagud), er her dermed tale om S-isomeri, og hindbærketons anden isomere form må dermed være R-isomeri.

fint

b. Ved hvilken reaktionstype kan en alkohol som 4-(4-hydroxyphenyl)butan-2-ol omdannes til en keton som 4-(4-hydroxyphenyl)butan-2-on?

Alkoholen 4-(4-hydroxyphenyl)butan-2-ol kan omdannes til ketonen 4-(4-hydroxyphenyl)butan-2- on ved en redoxreaktion, oxidation. Oxidationen sker, når alkoholen omdannes til en keton, altså

oxideres hydroxygruppen, R-OH, til carbonylgruppen RC(=O)R. Dette kan også ses på

2

Side 8

[navn fjernet] 3y Bioteknologi A

Viby Gym. 27/02/2012

Farmakologi strukturformlerne nedenunder af henholdsvis 4-(4-hydroxyphenyl)butan-2-ol til venstre og 4-(4- hydroxyphenyl)butan-2-on til højre. Her ses det at hydroxygruppen i 4-(4-hydroxyphenyl)butan-2-ol afgiver

et H, (oxideres) og dermed omdannes den til en keton, carbonylgruppen, RC(=O)R_{2}. Fint. Måske skal du

præcisere hvad der sker i en oxidation (elektronafgivelse)

4-(4-hydroxyphenyl)butan-2-ol 4-(4-hydroxyphenyl)butan-2-on

Flot besvarelse.

Karakter: 10 pil op