4. MarvinSketch ja isomeria
Video molekyylien eri isomeria-muotojen esittämisestä ohjelmassa
Perusteita
|
Aineita sanotaan toistensa isomeereiksi, jos niillä on sama molekyylikaava, mutta erilainen rakenne. Kuvassa on 2-butanolin viivakaavaan ilmestynyt kysymysmerkki (mikä ei tule automaattisesti). Tässä siirrytäänkin ohjeen teemaa eli isomeriaan. MarvinSketch auttaa erityisesti stereoisomerian opetuksessa ja tuottamisessa. Erilaisten sidoksien ja cis-trans-isomeriassa esiintyvien kaksoissidosten piirtäminen tapahtuu esim. vasemman reunan painikkeilla. (Kuva 3). Kolme ensimmäistä valintaa kuvaavat perussidoksia (yksikertainen, kaksois- ja kolmoissidos). Single Up ja Single Down -valinnat mahdollistavat 2D-ympäristössä kolmiulotteisen piirtämisen (Up kuvaa tilannetta, jossa atomi on tasosta ylöspäin, Down kuvaa tasosta alaspäin olevaa atomia). Näillä valinnoilla voidaan työstää peilikuvaisomeerien tarkentaa kuvaamista (kts. myöhemmin). |
 |
Liitteet:
cis-trans-isomeria (E/Z-isomeria)
cis-trans-isomeerien piirtäminen perusasetuksilla ja (View | Implisit Hydrogen klikattuna) tuottaa viereisen kuvan mukaiset molekyylit (2-buteeni). Eri isomeerit saadaan tässä piirtämällä
cis-trans-isomeerien rakenteessa merkittävä asia on molekyylien tasomainen rakenne kaksoissidoksen ympärillä.
MarvinSketch osaa määritellä molekyylin rakenteesta onko sillä mm. cis-trans-isomeriaa. Tarkemmin sanottuna E/Z-isomeriaa (mikä on rinnastettavissa cis-trans-isomeriaan kaksoissidoksellisten yhdisteiden tapauksissa). Se voi antaa E/Z-merkinnän automaattisesti.Kuvassa on em. tilanteen valinta kuvattu View | Stereo | E/Z Labels. Taustalla näkyy kuinka 2-buteenin viivakaavoissa merkintä ilmenee.
Jos E tai Z -kirjain-merkintää ei ”ilmesty” molekyyliin (kun E/Z Labels valinta on aktiivinen), kyseessä on molekyylistä , jolla ei ole E/Z- tai cis-trans-isomeriaa.
Peilikuva- eli optinen isomeria
|
Peilikuvaisomeriassa asymmetriseen (kiraaliseen) hiileen on kiinnittyneenä neljä erilaista atomia, hiiliketjua tai toiminnallista ryhmää. Viereisessä kuvassa vasemman puoleiseen hiileen on liittyneenä hydroksyyliryhmä -OH, aminoryhmä NH2, karboksyyliryhmä -COOH ja vety-atomi, mikä ei näy viivakaavassa (kuva). Kuvissa on käytössä siis viivakaava-oletus (Edit | Preferences | Carbon Labels | Never ja View | Implicit Hydrogens | On Hetero). Alemmassa kuvassa näkyvä kysymysmerkki viittaa siihen, että ko. hiiliatomi on asymmetrinen (kiraalinen) eli peilikuvasymmetrian aiheuttava hiiliatomi. Ohjelma tunnistaa peilikuvaisomerian aiheuttavat hiiliatomit, jos ko. asetus on laitettu päälle. Alla olevassa kuvassa näkyy valinta, jolla saa ensin kysymysmerkin näkyviin: View | Stereo | R/S Labels | All Possible. Oletusarvona ohjelmassa on se, ettei se anna tätä tietoa. |
|
 |
Asteriksi-merkintä
IUPAC: "ST-0.6 Asterisks
Asterisks have traditionally been used in several contexts: not only to indicate the presence of a stereogenic center, but also to specify isotopic labeling or excited states. Accordingly, the use of an asterisk as an indicator for any one of those items (including as an indicator of stereogenic centers) is potentially misleading and should be avoided. Any use of the asterisk should be undertaken with extreme care, and should generally be accompanied by additional descriptive text that explains its meaning in that specific context."
Asteriksia on siis IUPAC:in mukaan perinteisesti käytetty useissa yhteyksissä: ei vain osoittamaan stereogeenisen keskuksen läsnäoloa, vaan myös määrittämään isotooppileimausta tai virittyneitä tiloja. Näin ollen tähden käyttäminen indikaattorina jollekin näistä kohteista (mukaan lukien stereogeenisten keskusten indikaattori) on siten mahdollisesti harhaanjohtava, ja sitä tulisi välttää. Asteriskin käyttöön on suhtauduttava erittäin huolellisesti, ja siihen on yleensä liitettävä kuvaileva lisäteksti, joka selittää sen merkityksen kyseisessä kontekstissa.
Peilikuvaisomeria ja 3D
|
Viereisessä kuvassa on asymmetrisen hiilen ja hydroksyyliryhmän -OH välisen sidos piirretty katkoviivalla (Single Down, sidokset osio). Alla olevassa kuvassa molemmat peilikuvaisomeerit. Kuvassa on piirretty molemmat peilikuvaisomeerit ja käytetty Single Up ja Down -valintoja. |
 |
|
|
Molekyylien hahmottaminen onnistuu parhaiten 3D-tilassa (MarvinSpace), johon molekyylit saadan pikanäppäilemällä: ctrl+shift+M (kuva 13). MarvinSpace-ohjelman käytöstä on oma ohje. |
