Пространственная изомерия

· геометрическая – обусловлена различным расположением заместителей вокруг двойных связей или относительно плоскости циклов).

бутен-2-диовая кислота

    транс-форма (фумаровая кислота)

    цис-форма (малеиновая кислота)

Это конфигурационные изомеры, которые не могут быть превращены друг в друга без разрыва ковалентных связей.

· Оптическая изомерия

Стереоизомерия связана с различным расположением в пространстве атомов и атомных групп вокруг асимметрического углеродного атома.

Асимметрический атом углерода – это углерод, все четыре валентности которого замещены различными заместителями.

Хиральность – свойство предмета быть неидентичным своему зеркальному отображению (от греч. cheir – рука). Молекулы тоже могут быть хиральными и ахиральными.

Простейший случай хиральности – наличие в молекуле центра хиральности, которым является асимметрический атом углерода.

Вследствие хиральности некоторые молекулы существуют в виде пары стереоизомеров – энантиомеров.

Энантиомеры – это стереоизомеры, относящиеся друг к другу как предмет и его зеркальное отражение, различные по абсолютной и относительной конфигурации, биологическим свойствам, но обладающие одинаковыми физическими и химическими свойствами.

Конфигурационный стандарт – глицериновый альдегид

Стереохимическая формула   Углеродная цепь расположена сверху вниз (наверху старшая группа) Горизонтальные связи выходят вперед из плоскости чертежа, а вертикальные – назад за плоскость чертежа

Формулы Фишера     Перестановка двух заместителей изменяет конфигурацию молекулы на противоположную

Энантиомеры отличаются противоположными знаками оптической активности, которая проявляется в способности вещества вращать плоскость поляризованного света.

Так, при прохождении плоскополяризованного света через раствор одного энантиомера происходит отклонение плоскости поляризации влево, другого – вправо на тот же по величине угол – α (удельное вращение).

Левое вращение обозначается знаком (-), правое – знаком (+), а энантиомеры называют соответственно лево- и правовращающими.

Каждое соединение, существующее в виде двух оптических энантиомеров, может иметь и третью, оптически неактивную форму – рацемат.

Рацемат – равномолекулярная смесь двух энантиомеров, когда левое вращение одного энантиомера полностью компенсируется правым вращением другого.

Если в органической молекуле содержится не один ассиметрический атом углерода, а несколько, то наряду с существованием энантиомеров, появляются уже и диастереомеры. (Если в молекуле n ассиметрических атомов углерода, то существуют 2ⁿ конфигурационных изомеров или 2^n-1 пар энантиомеров).

Диастереомеры – это стереоизомеры, не являющиеся зеркальным отражением один другого и имеющие различные физические, химические и биологические свойства.

Например: 2 амино-3-гидроксибутановая кислота (треонин)

· Поворотная изомерия (или конформационная)

Характерна для веществ с sp³-гибридными атомами С, соединенных σ-связью, относительно которой возможно свободное вращение.

Для изображения конформационных изомеров на плоскости используют проекции Ньюмена.

Взаимное расположение заместителей при вращении их вдоль C–C связи харакетризуется углом поворота относительно друг друга. В зависимости от угла возникают различные конформации, превращающиеся друг в друга.

Конформации 1,2 – дихлорэтана

заслоненная (атомные группы у соседних атомов располагаются одна за другой) Emax

заторможенная (атомные группы максимально удалены друг от друга) Emin

Дата добавления: 2014-11-25