Newmani projektsioon

1-bromo-2-kloroetaani Newmani projektsioon (paremal). Vasakpoolne ja keskmine joonis näitavad molekuli ruumilist kuju, kusjuures vasakpoolsel joonisel on noolega näidatud suund, kust vaatleja molekuli vaatab esitatud projektsiooni saamiseks.

Newmani projektsioon on keemias molekuli kujutamise viis, mis annab infot ühe keemilise sideme koosseisu kuuluvate aatomite asendajate ruumilise paigutuse kohta. Projektsiooniga on tegemist seetõttu, et ruumilist objekti kujutatakse kahemõõtmelisel joonisel.

Enamasti kasutatakse Newmani projektsiooni molekuli konformatsioonide kujutamiseks, mis tekivad tänu sellele, et aatomid ja nendega seotud asendajad saavad vabalt pöörelda ümber aatomitevahelise üksiksideme (σ-sideme), ilma et side katkeks.[1][2][3]

Vaadeldav keemiline side paigutatakse risti joonise tasandiga nii, et sidet moodustavad aatomid satuvad kohakuti. Vaatlejapoolset aatomit kujutatakse kolme joone ristumiskohana, kus jooned tähistavad vaatlejapoolse aatomi asendajaid. Vaatlejast kaugemat aatomit kujutatakse ringina ning ringi taga paikneb veel kolm joont, mis tähistavad vaatlejast kaugema aatomi asendajaid. Newmani projektsiooni abil on võimalik seega edasi anda infot kahetahulise nurga kohta, mis tekib ruumis vaatlejapoolse ja vaatlejast kaugema aatomi asendajate vahel.[4][5]

Newmani projektsiooni ideed pakkus esimesena välja 1950. aastatel ameerika keemik Melvin Spencer Newman.[6] Tänapäeval kasutatakse Newmani projektsiooni endiselt laialdaselt, kujutamaks keemilise reaktsiooni toimumiseks vajalikke eeldusi või illustreerimaks keerukamate molekulide ruumilist ehitust.[7][8] Newmani projektsiooni mõiste on hädavajalik ka biokeemias valkude iseloomustamiseks kasutatava Ramachandrani graafiku koostamisel.

Näide

[muuda | muuda lähteteksti]

Vaadeldavaks molekuliks on 2-bromo-3-klorobutaan, mis on kiraalne: joonise ülemises osas on kujutatud 2R,3R-isomeer ning joonise alumises osas 2R,3S-isomeer. Joonise tasandiga ristuv side asub 2. ja 3. süsiniku vahel ning vastavate süsinikega seotud halogeeniaatomid võivad teineteise suhtes paigutuda nii, et kahetahulise nurga väärtused varieeruvad vahemikus –180 kuni 180 kraadi. Seejuures loetakse nurga väärtus positiivseks, kui vaatlejapoolse süsiniku asendaja on pööratud vaatlejast kaugema süsiniku asendaja suhtes kellaosuti liikumise suunas. Stabiilseim konformatsioon on molekuli puhul selline, kus halogeeniaatomid paiknevad teineteisest maksimaalselt kaugel (steeriline takistus puudub) ehk nende vahel on kahetahuline nurk 180 kraadi (ehk –180 kraadi, sest samasse asendisse saab jõuda, pöörates ühte süsinikku koos selle asendajatega kas kellaosuti liikumise suunas või vastassuunas). Süsinikuaatomi sp3-hübridisatsiooni ehitusest lähtudes on samuti üsna stabiilsed ka sellised konformatsioonid, kus ülalmainitud kahetahulise nurga väärtus on kas –60 või +60 kraadi.[9]

2-bromo-3-klorobutaanide stabiilseimad konformatsioonid ja nende Newmani projektsioonid. Oranž nool näitab suunda, kust vaatleja peab molekuli vaatama, et toodud projektsioon kehtiks. Tähtedega R ja S on tähistatud kiraalsete tsentrite konfiguratsioon. Iga konformeeri juurde on märgitud halogeeniaatomite vahelise kahetahulise nurga väärtus. Aine graafilise struktuurivalemi puhul on paksu joonena tähistatud joonise tasandist eespool ning täpilise joonena joonise tasandist tagapool paiknev asendaja.

Oluline on, et mis konformatsioonis molekul ka ei esineks, jääb kiraalsete tsentrite optiline konfiguratsioon samaks. Optiline konfiguratsioon võib muutuda vaid siis, kui esineb sidemete katkemine[1]; konformatsiooniliste üleminekute puhul esineb aga vaid asendajate pöörlemine ümber üksiksideme.

Viited

[muuda | muuda lähteteksti]
  1. ↑ 1,0 1,1 Ivaništšev, Vladislav (2004). "Stereokeemia põhimõisted" (PDF). TÜ Teaduskool. Vaadatud 11.12.2023.
  2. ↑ "3.4.1. Newman Projections". Chemistry LibreTexts (inglise). 16. juuni 2015. Vaadatud 11. detsembril 2023.
  3. ↑ Gevorg, Dr S. (9. september 2017). "Stereospecificity of E2 Elimination Reactions". Chemistry Steps (Ameerika inglise). Vaadatud 11. detsembril 2023.
  4. ↑ "Drawing Newman Projections Video Tutorial & Practice | Channels for Pearson+". www.pearson.com (inglise). Vaadatud 11. detsembril 2023.
  5. ↑ The Organic Chemistry Tutor (2021). "Newman Projections". Youtube. Vaadatud 11.12.2023.
  6. ↑ Newman, Melvin S. (1955). "A notation for the study of certain stereochemical problems". Journal of Chemical Education (inglise). 32 (7): 344. DOI:10.1021/ed032p344. ISSN 0021-9584.
  7. ↑ Costello, James F.; Davies, Stephen G.; Gould, Elliott T. F.; Thomson, James E. (28. märts 2015). "Conformational analysis of triphenylphosphine ligands in stereogenic monometallic complexes: tools for predicting the preferred configuration of the triphenylphosphine rotor". Dalton Transactions (Cambridge, England: 2003). 44 (12): 5451–5466. DOI:10.1039/c5dt00250h. ISSN 1477-9234. PMID 25692758.
  8. ↑ Uzawa, Jun; Shimabukuro, Junpei; Suzuki, Tatsuya; Imamura, Akihiro; Ishida, Hideharu; Ando, Hiromune; Yamaguchi, Yoshiki (2018). "J(77 Se,1 H) and J(77 Se,13 C) couplings of seleno-carbohydrates obtained by 77 Se satellite 1D 13 C spectroscopy and 77 Se selective HR-HMBC spectroscopy". Magnetic resonance in chemistry: MRC. 56 (9): 836–846. DOI:10.1002/mrc.4746. ISSN 1097-458X. PMID 29693283.
  9. ↑ Ashenhurst, James (29. mai 2020). "Newman Projection of Butane (and Gauche Conformation)". Master Organic Chemistry (Ameerika inglise). Vaadatud 11. detsembril 2023.