الجزيئات البروكيرالية Prochiral Molecules
- الجزيئات البروكيرالية هي جزيئات غير كيرالية تتحول إلى جزيئات كيرالية من خلال تفاعلات بسيطة كالاستبدال أو الإضافة نتيجة لاحتواء تركيبها البنائي على وحدات بروكيرالية ومرتبطات ligands متماثلة يطلق عليها مرتبطات Homomorphic
مرتبطات Homomorphic
- هي مرتبطات (ذرات أو مجموعات) متماثلة في جزئ ما لا يمكن تميزها بطرق الفصل ويكون لها نفس الوضعية المجسمة حيث تكون في حالة الذرات (ذرات لنفس العنصر مثل H , Br) وفي حالة المجموعات تكون مجموعات متماثلة مثل (مجموعتي methyl أو phenyl ) أو تكون مجموعتين كيراليتين لهما توزيع متطابق.
- تتضمن نوعين هما مرتبطات homotopic ومرتبطات heterotopic
مرتبطات Homotopic
- هي مرتبطات لا يكون بينها أي تمييز.
- اشتقت اللاحقة topic من الكلمة اليونانية topos وتعني (الموضع) وبالتالي يكون لهذه المرتبطات نفس الموضع في الجزئ.
مرتبطات Heterotopic
- هي مرتبطات لها علاقة مختلفة مع بقية الجزئ وهي التي يؤدي استبدالها مثلاً إلى تكوين جزئ كيرالي.
- وفي المثال التالي تظهر مرتبطات homotopic ومرتبطات heterotopic في جزئ pentane فذرتي الهيدروجين على C2 عند استبدال أحداها بذرة بروم مثلاً ينتج أيزومر مجسم وعند استبدال الأخرى بنفس العنصر ينتج إيننتيومر للأيزومر المجســم الأول.
- وبالتالي فأن مراكز prochirality ومرتبطـات heterotopic ليست كيرالية ولكنها تؤدي لحدوث الكيرالية نتيجة التفاعلات كيميائية.
- وهذا يدل على اختلاف علاقة ذرتي الهيدروجين على C2 مع بقية الجزئ لذا تسمى بذرتي stereoheterotopic وهما غير متكافئتان أما ذرتي الهيدروجين geminal على ذرة كربون C3 تكونان متكافئتان وعند استبدال أحداها في كل مرة سينتج نفس الأيزومر وبالتالي يمثلان ذرتي homotopic وكذلك مجموعتي الإيثيل المرتبطتين بذرة كربون C3
- الجزيئات التي تمتلك مرتبطات stereoheterotopic تكون عبارة عن جزيئات prostereoisomerism أي أنه عند إجراء بعض التفاعلات عليها تنتج أيزومرات مجسمة فهما ظاهرتين مرتبطتتين ببعضهما وفي حالة البنتان العادي فأن ذرتي C2 و C4 يمكن وصفهما بمراكز prostereogenic تماماً كما في الأيزومرات المجسمة الكيرالية التي يتم مناقشتها من خلال عناصر الـ stereogenic (مراكز - محاور - مستويات) كيرالية يمكن أيضاً أن تناقش الـprostereoisomerism من خلال عناصر الـprostereogenic وهي (prostereoplane - prostereoaxis - prostereocenters) ويستخدم تفاعل الاستبدال أو الإضافة في تحديد العلاقة الموضعية لمرتبات homomorphic على الجزيئات البروكيرالية أما الجزيئات التي تخضع لتحول الحلقة مثل cyclohexane فأن وضعية المرتبطات تعتمد على مقياس الوقت المشاهد للتجربة فعلى سبيل المثال عند درجة الحرارة المنخفضة يكون الهكسان الحلقي مثبت على شكل هيئتين للكرسي متكافئتين كما في الشكل التالي:
تكون كل ذرات الهيدروجين في كل هيئة عبارة عن homotopic وعند استبدال أي منها بالديتيريوم deuterium يعطي ناتج متطابق.
أما عند درجة حرارة الغرفة فأن تحول الحلقة يكون سريع بمقياس الوقت للتجربة وتصبح ذرات الهيدروجين في الهيئتين heterotopic عندما يعطي استبدالها نواتج مختلفة (equatorial, axial)
- يمكن أن يطلق على مرتبطات heterotopic مصطلح مرتبطات enantiotopic إذا كانت العلاقة بين ناتج الاستبدال في كل مرة علاقة إيننتيومرات كما في الأمثلة التالية التي يتضمن تركيب كل منها ذرتي هيدروجين heterotopic وكذلك تكون أمثلة على الجزيئات البروكيرالية التي تشتمل على مركز بروكيرالي و محور بروكيرالي ومستوى بروكيرالي وهي السبب في ظهور جزيئات كيرالية تتضمن مركز كيرالي ومحور كيرالي ومستوى كيرالي على الترتيب وذلك عند استبدال ذرات هيدروجين heterotopic بنظير الهيدروجين الديوتيريوم D
- عند إضافة أيون hydride لوجهي الـ acetophenone فأن الإضافة لكل وجه تعطي ناتج بتوزيع كيرالي مختلف وبالتالي فأن الوجهين يوصفان بأنهما enantiotopic وعندما تعطي الإضافة على كل وجه ناتج متطابق مثل تحضير الإيثانول عن طريق إضافة CH3MgI لوجهي الفورمالدهيد formaldehyde فأن وجهي الرابطة الثنائية يكون homotopic أما بالنسبة لذرتي هيدروجين geminal المجاورتين لمركز كيرالي تكون عادة diastereotopic حيث يعطي استبدالها داياستيرومرات مختلفة التوزيع الكيرالي.
