Chiralità di azoto, fosforo e zolfo

Ricordiamo che qualsiasi centro tetraedrico con quattro diversi gruppi funzionali è chirale.

Sebbene questa proprietà sia comunemente osservata nel carbonio, vale per altri elementi dello stesso gruppo, come il silicio e il germanio, o in gruppi vicini come azoto, fosforo e zolfo. In quanto tali, formano enantiomeri risolvibili.

La sostituzione di uno dei quattro diversi gruppi funzionali con una coppia di elettroni forma anche un centro tetraedrico chirale. Ad esempio, un azoto sp³ nell'etilmetilammina è un centro tetraedrico chirale, poiché la sua immagine speculare non è sovrapponibile.

In linea di principio, mentre gli enantiomeri delle ammine chirali sono risolvibili, non possono essere separati a causa dell'inversione piramidale. Come con un ombrello esposto a una tempesta, l'ammina chirale si capovolge spontaneamente, risultando in una miscela racemica.

Tuttavia, l'inversione piramidale non è possibile nei sali di ammonio quaternario, come il cloruro di alliletilmetilfenil ammonio, consentendo una facile risoluzione degli enantiomeri R e S.

Allo stesso modo, i composti trivalenti del fosforo sp³ e i composti dello zolfo con coppie solitarie non subiscono l'inversione piramidale così facilmente perché è meno favorevole dal punto di vista energetico. In quanto tali, sono facilmente risolvibili.

La denominazione degli enantiomeri dei centri chirali non carboniosi utilizza la stessa procedura dei centri chirali del carbonio. Ricordiamo che la denominazione degli enantiomeri come R- o S- comporta tre passaggi: l'assegnazione delle priorità ai gruppi sostituenti, l'orientamento del sostituente con la priorità più bassa lontano dall'osservatore e la determinazione se la sequenza di priorità degli altri tre gruppi al centro chirale è in senso orario o antiorario.

Nelle molecole con una coppia solitaria come il metilsulfinilbenzene, ai sostituenti viene assegnata la priorità, con la coppia solitaria come la più bassa. Successivamente, la molecola viene ruotata in modo tale che la coppia solitaria punti lontano.

Qui, la sequenza uno-due-tre è in senso orario. Di conseguenza, il prefisso R è assegnato al centro chirale e l'enantiomero è etichettato come (R)-metilsulfinilbenzene. Allo stesso modo, l'altro enantiomero è marcato come (S)-metilsulfinilbenzene.