A geometriai izomerek. Sztereoizomeria

A geometriai izomerizmus előfordulásának oka az σ-kommunikáció körüli szabad forgás hiánya. Ez a fajta izomerizmus jellemző a kettős kötést tartalmazó vegyületek és egy aliciklusos sor vegyületek esetében.

A geometriai izomerek olyan anyagok, amelyek azonos molekuláris formulát tartalmaznak, ugyanolyan kötő atomok szekvenciája, amelyek a molekulákban, de különböznek egymástól az atomok vagy atomcsoportok különböző elrendezésével a kettős kötés síkhoz képest, vagy a ciklus síkja.

Az ilyen típusú izomerizmus oka a cikluson kialakuló kettős kötés vagy σ-kötvények szabad forgásának lehetetlensége.

Például Butene-2CH3-CH \u003d CH-CH 3 létezhet két izomer formájában, amelyek különböznek a metilcsoportok elrendezésében a kettős kötés síkhoz képest.

vagy 1,2-dimethylcyclopropan formájában létezik két izomer, amelyek különböznek az elrendezése metilcsoportok viszonyított térben a ciklus sík:

A geometriai izomerek konfigurációjára, a cisz-, transz-rendszert használják. Ha ugyanazok a szubsztituensek a kettős kötés vagy a ciklus sík egyik oldalán találhatók - a konfigurációt cisz-. Ha különböző oldalak transz.

Konformációs isomeria

A konformáció (forgó) izomerizmus az atomok vagy atomcsoportok forgatásának köszönhetően egy vagy több egyszerű σ-link. A C-C-linkek körüli forgatás eredményeként a molekulák eltérő térbeli formákkal rendelkezhetnek, amelyeket konformációnak neveznek.

Például egy etán-molekula, amely a szén-szén kötések körül forgó forgatás következtében végtelen konformációs készletet készíthet. Mindegyiket a potenciális energia bizonyos értéke jellemzi. Két extrém konformációt hívnak sütőnek és gátolják.

A metilcsoportok etán-hidrogénatomjainak engedelmes konformációjában, ha a szén-szén kötéssel nézel, egymáson helyezkednek el. Az egyfémcsoport gátolt hidrogénatomjaiban maximálisan eltávolítjuk a másik hidrogénatomjait. A molekula között sokféle konformáció van, amely megfigyelte és gátolta a konformációt.

Az etán-molekulát mindegyik konformációt különböző potenciális energia jellemzi. A megfigyelt konformáció maximális energiával rendelkezik, és a gátolt minimális.

A gátolt konformációt, amelyben a metilcsoportok (volumetrikus szubsztituensek) maximálisan eltávolítjuk egymástól, nevet kapott anti-konformáció. Egy másik gátolt konformációt gosh konformációnak nevezik.

A gátolt Gosh konformáció egy kissé nagyobb potenciális energia (miatt -metil-metil-kölcsönhatás), mint az anti-konformáció (nincs kölcsönhatás metilcsoportok általában).

A legkisebb energiaállományokkal való konformációt megfelelőségnek vagy konformációs (rotációs) izomereknek nevezik.

Így az N-bután 25 ° C-on körülbelül 70% -kal rendelkezik, a konformer és a 30% Gosh konformer formájában.

A konfigurációs izomerekkel ellentétben a konformátorok egymáshoz kapcsolódnak, anélkül, hogy kémiai kötések megszakadnának, és nincsenek elválasztva. Ezeket csak fizikai-kémiai módszerekkel detektálják.

Cisz-transz.-Meria vagy geometriai izomeria - Az egyik típusú stereoisomeria: rejlik a lehetőségét, hogy a helyét a szubsztituensek egy vagy különböző irányból a kettős kötés síkjában, vagy a nem-aromás ciklus. Minden geometriai izomer a diasztereomerekhez kapcsolódik, mivel ezek nem tükrözik egymást. Cisz- I. trence- a szerves vegyületek és a szervetlenek között megtalálhatók. Fogalmak cisz és trence A konformíziók esetében két geometriai alakzat, könnyen átvihető egymás helyett, helyettük "sin" és "anti".

Megnevezések " cisz"És" trence»Latinból készült, lefordítva ebből a nyelvből cisz azt jelenti, hogy "az egyik oldalon", és trence - "A másik oldalon" vagy "ellentétes". A "geometriai izomeria" kifejezés a zsidó szerint, az elavult szinonimának tekinthető cisz-trence--omeria.

Ezt emlékezni kell cisz-transz.-NOunclature leírja relatív a szubsztituensek helyét, és nem szabad összetéveszteni E, Z.-Nincs, amely adja abszolút Sztereokémiai leírás és csak alkenék.

Szerves kémia

Cisz-transz.-Sométer is aliciklusos vegyületeket is mutat, amelyekben a szubsztituensek a gyűrűsík egy vagy különböző oldalán helyezkedhetnek el. Például 1,2-diklór-ciklohexánt hozhatunk:

trence-1,2-diklór-ciklohexán	cisz-1,2-diklór-ciklohexán

A fizikai tulajdonságok különbsége

cisz-2-penten	trence-2-penten
cisz-1,2-diklór-etilén	trence-1,2-diklór-etilén
cisz-Butendinsav (Maleyyan sav)	trence-Butendinsav (fumársav)
Olajsav	Elaidinsav

A különbségek jelentéktelenek lehetnek, mint a közvetlen láncú alkének forráspontja esetén, mint például a 2-Penten, cisz-Oszométer, amely 37 ° C-on, és trence--Zéter - 36 ° C-on A különbség köztük cisz- I. trence- Még nagyobb lesz, ha polarizált kapcsolatok vannak egy molekulában, mint az 1,2-diklór-etilénben. Cisz- Ez az eset 60,3 ° C-on, de trence-Zeter forog 47,5 ° C-on. Mikor cisz-Izomer hatását két poláris kötést C-CL összeadódnak, amely egy erős molekuláris dipól, amely ad okot, hogy az erős intermolekuláris kölcsönhatások (caressive erők), amelyek hozzá a diszperziós erők és növekedéséhez vezet a forráspontja. NÁL NÉL trence- Ellenkezőleg, ez ellentétes, ez nem fordul elő, mivel a C-CL-kapcsolatok két pontja egymással szemben helyezkedik el, és megszünteti egymást, anélkül, hogy további dipólus pillanatot hozna létre (bár a quadrupole pillanatuk egyáltalán nem nulla).

A zsákmánysav két geometriai izomája annyira különbözik a tulajdonságaikban és a reaktivitásukban, ami még különböző neveket is kapott: cisz-Zeter nevezik maleinsavnak, és trence--Zeter - fumársav. A relatív forráspontot meghatározó kulcsfontosságú tulajdonság a molekula polaritása, mivel fokozza az intermolekuláris kölcsönhatásokat, ezáltal növelve a forráspontot. Ugyanígy a szimmetria meghatározza az olvadáspontot, mivel a szimmetrikus molekulák jobban csomagolnak szilárd állapotban, még akkor is, ha a molekula polaritása nem változik. Az ilyen függőség egyik példája az olaj és az elaidinsavak; olajsav cisz-Zeter, van egy olvadáspontja 13,4 ° C, és szobahőmérsékleten folyékony lesz, míg trence-Zeter, Elaidinsav, magasabb olvadáspontja 43 ° C, mivel több közvetlen trence--Zeter egy sűrűbb csomagolására és továbbra is keményen szobahőmérsékleten.

Cisz-transz.- A dikarbonsavak savasságban különböznek: maleinsav ( cisz) sokkal erősebb sav, mint a fumaron ( trence). Tehát a fumársav első disszociációs állandója pK A1. \u003d 3.03, és maleinsav pk A1 \u003d 1.9. Éppen ellenkezőleg, a fumársav második karboxilcsoportjának disszociációs állandója nagyobb, mint a maleinova esetében, nevezetesen: fumársav esetében pK A2. \u003d 4.44, és maleinsav pK A2. \u003d 6.07. A karboxilcsoportok térbeli közelsége miatt cisz-Form növeli a hidrogén tendenciáját ionizációra, így az első maleinsav-konstans nagyobb. A második proton azonban nehezebb leküzdeni a két legközelebbi karboxilcsoport vonzerejét cisz-Somer, ezért a maleinsav második disszociációs állandója kisebb, mint a fumaroikus. Hasonló elv is érvényes az aliciklusos dikarbonsavakra is, azonban a gyűrű méretének növekedésével is figyelembe kell venni a ciklus kiáramlásának hatását is.

Vicinines állandó nukleáris spin-spin kommunikáció (3 J. HH), NMR spektroszkópiával mérve, több trence-Someters (tartomány: 12-18 Hz, átlagosan: 15 Hz), mint a cisz-Itomerek (tartomány: 0-12 Hz, átlagosan: 8 Hz).

Stabilitás

Az aciklikus rendszerek szabálya trence cisz. Ennek oka általában abban áll, hogy erősíti a nem kívánt sztérikus kölcsönhatásokat a szorosan elhelyezkedő képviselőknek cisz--Somer. Ugyanezen okból az égés konkrét hője trence- az általa alacsonyabbak ciszMilyen pontok vannak a nagyobb termodinamikai stabilitáshoz. E szabálytól való kivétel 1,2-difluor-etilén, 1,2-difluor-diagol (Fn \u003d NF), 1-bróm-propen-1 és több más halogén és oxigén-szubsztituált etilén. Ebben az esetben cisz-Zeter kiderül, hogy stabilabb, mint trence"Az izomer, mert az ilyen szubsztituensek között nincs visszataszító erő, de a vonzerő ereje (mint a londoni erők). Ezenkívül a viszonylag kis mennyiségű szubsztituensek miatt a sztérikus nehézségek merülnek fel. 1,2-digalogetilének, csak 1,2-diodeodetilén transz-izomer stabilabb, mint a cisz--Zemer, mert a nagy sugár, a jódatomok erős térbeli interakciót tapasztalnak, ha a kettős kapcsolat egyik oldala van.

Az izomerek kölcsönössége

A geometriai izomerek, amelynek különbsége a kettős kötés körüli szubsztituensek helyzetéhez kapcsolódik, különbözik a különböző típusú konformers sztereoizomer formáitól. Külön létezés cisz- I. trence- Azok az izomerek, amelyek lényegében csak a kettős kötés körüli forgásfúvási akadály miatt lehetségesek, ami lehetővé teszi a létezés elválasztását cisz- I. trence- míg a konformers csak egyensúlyi keverék formájában léteznek. A rotációs gát nagysága a kettős kötés körül egyszerű alkénokban 250-270 kJ / mol. Ha azonban az erős elektron donorokat (-SR) az egyik oldalra helyezi, másrészt az erős elektron-elfogadó (-CN, -COC 6H 5), ezáltal polarizálva a kettős kötést, akkor ez a a forgási korlát jelentős csökkenése. A polarizált kapcsolat körüli forgást ilyen módon 60-100 kJ / mol-ra csökkenthetjük. Alacsony energiaigények, amikor az energia különbség cisz-transz.- izomerek és konformerek simított, talált amino-származékokat acetecet-éter és enaminetones. Megmutatjuk, hogy ilyen rendszerekben az egyensúlyi helyzet az oldószer jellegétől függ. Tehát a nem poláris oldószerekben lévő enaminetonok 100% -ban léteznek cisz- a stabilizált belső hidrogénkötés, és az 50% -os poláris oldószerekben trence-Th.

E, Z.-elnevezéstan

Kijelölési rendszer cisz-trence Ez jól alkalmazható csak elnevezésére izomer alkének két különböző típusú szubsztituensek egy kettős kötést, a komplex molekulák, így a nómenklatúra túlságosan bizonytalan. Ezekben az esetekben használja a fejlett zsidót E.,Z.- A rendszer a elnevezések, amelyek egyértelműen meghatározza a neve a vegyületek minden lehetséges esetet, és ezért különösen hasznos elnevezésére tri- és tetrazavted alkének. Az ilyen rendszer elkerüli a zavart, hogy melyik csoportot kell figyelembe venni cisz- vagy trence- egymással kapcsolatban.

Ha a két vezető csoport a kettős kapcsolat egyik oldalán található, azaz van cisz- egymásra vonatkoznak, akkor az ilyen anyagot hívják Z.-ISométer (tőle. Zusammen - együtt). Amikor a régebbi csoportok a kettős kapcsolat különböző oldalán találhatók trence-Orentáció), akkor egy ilyen izomer hívott E.--Zeter (tőle. Entgen - ellenkezőleg). A csoportok és az atomok időtartamának eljárását a Kana - Ingold - Pravoga szabályai határozzák meg. A kettős kommunikáció két atomja számára meg kell határozni az egyes szubsztituensek időtartamát. Ha mindkét vezető szubsztituens egyirányú a π kommunikációs síkból, akkor egy ilyen konfigurációt szimbólum jelzi Z.Ha ezek a csoportok különböző irányban vannak a π kommunikációs síktól, akkor a konfigurációt a szimbólum jelöli E. .

meg kell említeni, hogy cisz/trence és E.,Z.-News a különböző alkének képviselők összehasonlításán alapul, így Z.--Zemer nem mindig felel meg cisz- izomer, A. E.--Zeter - trence- izomer. Például, trence-2-klór-butén-2 (két C1 és C4 metilcsoport, a boothién-2a fő áramkörén trence-Orentációk) ( Z.) -2-chlorobutene-2 \u200b\u200b(klór idősebb, mint metil-, amely viszont idősebb hidrogénatom, így klór- és C4 metil kezelik található együtt).

Szervetlen kémia

Cisz–trence-Sométerség is megtalálható szervetlen vegyületekben, elsősorban diesítményekben és komplex vegyületekben.

Diazen

Diazen (és hasonlóan ezekhez a difunkán) kiállítás cisz-transzisomeria. Mint szerves vegyületek esetében, cisz- Isomer inkább reaktívabb, csak képes helyreállítani az alkánokat és az alkineket alkanánokba. Trence-Zotera, az alkénjével közeledik, nem képes hidrogénatomjait az alkének hatásos visszanyerésére irányuló sorba építeni, és cisz--Zemer a megfelelő űrlapnak köszönhetően sikeresen másolja ezt a feladatot.

trence-Diazen	cisz-Diazen

Komplex vegyületek

Szervetlen koordinációs vegyületek oktahedral vagy lapos négyzetes geometriával vannak elosztva cisz- az azonos ligandumok a közelben találhatóak és trence- amelyekben a ligandumok egymástól elvesztek.

Például, két geometriai isomes egy sík, négyzet alakú struktúra létezik PT (NH 3) 2 Cl 2, a jelenség, hogy Alfred Werner magyarázható 1893-ban. Cisz--Zéter teljes névvel cisz-Diklórodiamminplatin (Ii) antitumoraktivitással rendelkezik, amelyet Rosenberg Barnett 1969-ben mutat be. Most ez az anyag kemoterápiában ismert a ciszplatin rövid neve alatt. Trence-Zeter (transzplain), éppen ellenkezőleg, nincs kábítószer-aktivitás. Mindegyik izomer szintetizálható, a transz-hatásra támaszkodva, amely lehetővé teszi, hogy túlnyomórészt szükségessé váljon.

cisz- + I. trence- +

Az MX 4 Y 2 képletű oktahedral komplexekhez két izomer is van. (Itt M egy fématom, és x és y - különböző típusú ligandumok.) In cisz-Somer két ligandum Y szomszédos egymás mellett 90 ° -os szögben, amint azt a klóratomok is mutatják cisz- + a bal oldali képen. NÁL NÉL trence- A jobb oldalon látható fromer, két klóratom található a középső kobalt atomon áthaladó áthaladás ellentétes végein.

Hasonló típusú izomerizmus az oktahedral komplexek MX 3 Y 3 - ez grand Os.-Sométer, vagy egy terep-tengely izomeria, amikor egy bizonyos számú ligandum kiderül cisz- vagy trence- egymáshoz való elhelyezése. NÁL NÉL nagyapaazonos típusú ligandumok, amelyek az oktaéder háromszög alakú szélének csúcspontjait foglalják el oS.- ugyanazok a ligandumok három szomszédos helyzetben vannak, hogy két ligandum eltérő irányba forduljon a központi atomtól és egy tengelyen

Izomerek- A molekula azonos szerkezetével rendelkező anyagok, de különböző kémiai struktúrák és tulajdonságok.

Az izomeria típusai

ÉN.. A szerkezeti - a molekula láncolatában lévő atomok különböző szekvenciáiban helyezkedik el:

1) izomeria lánc

Meg kell jegyezni, hogy az elágazó láncban lévő szénatomok más szénatomos vegyület típusában különböznek egymástól. Így az egyetlen más szénatomhoz kapcsolódó szénatomot hívják elsődleges, két más szénatommal - másodlagos, három - harmadlagos, Négy - kvaterner.

2) Isomeria rendelkezések

3) izomerizmus páratlan

4) tautomeria

Tautomerizmus (görögül. ταύτίς - ugyanaz és έρος - mérés) - a reverzibilis izomerizmus jelensége, amelynél két vagy több izomer könnyen áthalad egymásba. Ugyanakkor a tautomer egyensúly létrejön, és az anyag egyidejűleg tartalmazza az összes izomer molekuláit egy bizonyos arányban. Leggyakrabban, ha a tautomerizációt, a hidrogénatomokat egy atomról a molekulából a másikba helyezzük, és ugyanabban a kapcsolatba kerülnek.

II. Térbeli (sztereó) - az atomok vagy csoportok különböző pozíciói miatt a kettős kötéshez vagy ciklushoz viszonyítva, kivéve a csatlakoztatott szénatomok szabad forgását

1. Geometriai (cisz -, transz-izomeria)

Ha a molekulában lévő szénatom négy különböző atomhoz vagy atomcsoporthoz kapcsolódik, például:

ez az azonos szerkezeti képletű vegyület létezése, de a térszerkezetben eltérő. Az ilyen vegyületek molekulái egymáshoz tartoznak, mint tárgyak és tükörképe, és térbeli izomerek.

A faj izomerizmusát optikai, izomereknek - optikai izomereknek vagy optikai antipódoknak nevezik:

Az optikai izomerek molekulái nem kompatibilisek a térben (bal és jobb kezek), nincs szimmetria síkja.
Ilyen módon

• optikai izomerek A térbeli izomerek, amelyek molekulái egymáshoz tartoznak, és egy inkompatibilis tükörkép.

Optikai aminosav izomerek

3. Konformációs isomeria

Meg kell jegyezni, hogy az atomok és atomok csoportjai egymáshoz kapcsolódó σ-feladathoz kapcsolódnak, és folyamatosan forognak a link tengelyéhez viszonyítva, különböző helyzetben helyezkednek el egymáshoz képest.

A molekulák azonos szerkezetű, és különböznek a térbeli elrendezése atomok eredményeként körüli forgás C-csatlakozásokkal nevezzük konformerek.

A konformációs izomerek képe érdekében kényelmes képleteket használni - Newman vetületei:

A konformációs izomerizmus jelensége a cikloalkánok példáján tekinthető. Tehát a ciklohexán esetében a konformerzők jellemzőek:

A típusú képleteket leírt általunk korábban leírja szerves anyagok azt mutatják, hogy több különböző szerkezeti képletek megfelelnek az egy molekuláris képlete.

Például molekuláris formula C2.H6.O. megfelel két anyag Különböző szerkezeti formulákkal - etil-alkohollal és dimetil-éterrel. Ábra. egy.

Az etil-alkohol olyan folyadék, amely hidrogéntartással metál-nátriummal reagál, + 78,50 ° C-on. Ugyanolyan körülmények között a dimetil-éter olyan gáz, amely nem reagál a nátriummal, -230 ° C-on.

Ezek az anyagok különböznek a szerkezetükben - a különböző anyagok ugyanazon molekuláris formulanak felelnek meg.

Ábra. 1. Interclív izomeria

A megjelenése a létezését anyagok azonos összetételű, de eltérő szerkezetű, ezért különböző tulajdonságokkal nevezik isomeria (a görög szó „Izos” - „egyenlő” és a „Meros” - „rész”, „share”).

Az izomeria típusai

Vannak különböző típusú izomeria.

A szerkezeti izomerizmus a molekulában lévő atomok különböző rendeléseihez kapcsolódik.

Etanol és dimetil-éter - szerkezeti izomerek. Mivel a szerves vegyületek különböző osztályaihoz kapcsolódnak, az ilyen típusú szerkezeti izomerizmust hívják az interclass is . Ábra. egy.

A szerkezeti izomerek is a vegyületek egy osztályában is lehetnek, például a C5H12 képlet három különböző szénhidrogéneknek felel meg. azt izomeriusz szén váz. Ábra. 2.

Ábra. 2 példák az anyagokra - szerkezeti izomerek

Vannak szerkezeti izomerek az ugyanazon szénvázhoz, amelyek kitűnnek a helyzetét többszörös kötések (kettős és hármas) vagy atomok helyettesítő hidrogénatom. Az ilyen típusú szerkezeti izomerizmust hívják isomerius.

Ábra. 3. Szerkezeti izomerizmus

A molekulák, amelyek csak egyszeres kötést, szobahőmérsékleten, majdnem teljesen szabadon forognak a fragmentumok a molekula körüli kötések lehetséges, és például, az összes képet, 1,2-diklór-etán képletek egyenértékűek. Ábra. négy

Ábra. 4. A klóratomok helyzete egyetlen kapcsolat körül

Ha a forgatás nehéz, például ciklikus molekulában vagy kettős kötéssel, akkor ez bekövetkezik geometriai vagy cisz-trance izomeria.A cisz-izomereknél a szubsztituensek a ciklus egyik oldalán vagy kettős kötés síkján, transz-izomerekben - különböző irányokban.

A CIS-TRANS izomerek léteznek abban az esetben, ha egy szénatom társul két különböző Helyettes. Ábra. öt.

Ábra. 5. Cisz- és transz-izomerek

Egy másik típusú izomerizmus felmerül annak a ténynek köszönhetően, hogy a négy egyetlen kapcsolattal rendelkező szénatom térbeli struktúrát képez, a tetraéder. Ha egy molekula legalább egy szénatomot tartalmaz, amely négy különböző szubsztituenssel jár, merül fel optikai izomeria. Az ilyen molekulák nem egyeznek meg a tükörképével. Ezt a tulajdonságot Chiralitynek nevezik - a görögtől val velhier - "kéz". Ábra. 6. Az optikai izomerizmus számos olyan molekulára jellemző, amely az élő szervezetek részét képezi.

Ábra. 6. Példák az optikai izomerekre

Az optikai izomeriát is hívják enantiomeria (görögtől) enantios. - "ellentétes" és meros. - "RÉSZ") és optikai izomerek - enantiomerek . Az enantiomerek optikailag aktívak, ugyanolyan szögben forognak a fény polarizációjának síkját, de az ellenkező oldalon: d- , vagy (+) - izomer, - jobb, l- , vagy (-) - izomer, - maradt. Egyenlő mennyiségű enantiomerek keveréke ratemat, optikailag elképzelhető és jelezte a szimbólum d, L- vagy (±).

Források

videóforrás - http://www.youtube.com/watch?v\u003dmgs8buevkpy

http://www.youtube.com/watch?t\u003d7&v\u003dxiikczdd1ye

http://interneturok.ru/ru/school/chemistry/10-klass - absztrakt

bemutató forrás - http://ppt4web.ru/khimija/tipy-izomerii.html

http://www.youtube.com/watch?t\u003d2&v\u003dii30PCTJ6xs.

http://www.youtube.com/watch?t\u003d1&v\u003dv1vobxevmao.

http://www.youtube.com/watch?t\u003d2&v\u003da55mfdjca5q

http://www.youtube.com/watch?t\u003d1&v\u003dftma1ijtxce

a prezentáció forrása - http://mirhimiii.ru/110class/174-izomeriya.html

Cisz-transz.-Meria vagy geometriai izomeria - Az egyik típusú stereoisomeria: rejlik a lehetőségét, hogy a helyét a szubsztituensek egy vagy különböző irányból a kettős kötés síkjában, vagy a nem-aromás ciklus. Minden geometriai izomer a diasztereomerekhez kapcsolódik, mivel ezek nem tükrözik egymást. Cisz- I. trence- a szerves vegyületek és a szervetlenek között megtalálhatók. Fogalmak cisz és trence A konformíziók esetében két geometriai alakzat, könnyen átvihető egymás helyett, helyettük "sin" és "anti".

Megnevezések " cisz"És" trence»Latinból készült, lefordítva ebből a nyelvből cisz azt jelenti, hogy "az egyik oldalon", és trence - "A másik oldalon" vagy "ellentétes". A "geometriai izomeria" kifejezés a zsidó szerint, az elavult szinonimának tekinthető cisz-trence--omeria.

Ezt emlékezni kell cisz-transz.-NOunclature leírja relatív a szubsztituensek helyét, és nem szabad összetéveszteni E, Z.-Nincs, amely adja abszolút Sztereokémiai leírás és csak alkenék.

Szerves kémia

Cisz-transz.-Sométer is aliciklusos vegyületeket is mutat, amelyekben a szubsztituensek a gyűrűsík egy vagy különböző oldalán helyezkedhetnek el. Például 1,2-diklór-ciklohexánt hozhatunk:

trence-1,2-diklór-ciklohexán	cisz-1,2-diklór-ciklohexán

A fizikai tulajdonságok különbsége

cisz-2-penten	trence-2-penten
cisz-1,2-diklór-etilén	trence-1,2-diklór-etilén
cisz-Butendinsav (Maleyyan sav)	trence-Butendinsav (fumársav)
Olajsav	Elaidinsav

A különbségek jelentéktelenek lehetnek, mint a közvetlen láncú alkének forráspontja esetén, mint például a 2-Penten, cisz-Oszométer, amely 37 ° C-on, és trence--Zéter - 36 ° C-on A különbség köztük cisz- I. trence- Még nagyobb lesz, ha polarizált kapcsolatok vannak egy molekulában, mint az 1,2-diklór-etilénben. Cisz- Ez az eset 60,3 ° C-on, de trence-Zeter forog 47,5 ° C-on. Mikor cisz-Izomer hatását két poláris kötést C-CL összeadódnak, amely egy erős molekuláris dipól, amely ad okot, hogy az erős intermolekuláris kölcsönhatások (caressive erők), amelyek hozzá a diszperziós erők és növekedéséhez vezet a forráspontja. NÁL NÉL trence- Ellenkezőleg, ez ellentétes, ez nem fordul elő, mivel a C-CL-kapcsolatok két pontja egymással szemben helyezkedik el, és megszünteti egymást, anélkül, hogy további dipólus pillanatot hozna létre (bár a quadrupole pillanatuk egyáltalán nem nulla).

A zsákmánysav két geometriai izomája annyira különbözik a tulajdonságaikban és a reaktivitásukban, ami még különböző neveket is kapott: cisz-Zeter nevezik maleinsavnak, és trence--Zeter - fumársav. A relatív forráspontot meghatározó kulcsfontosságú tulajdonság a molekula polaritása, mivel fokozza az intermolekuláris kölcsönhatásokat, ezáltal növelve a forráspontot. Ugyanígy a szimmetria meghatározza az olvadáspontot, mivel a szimmetrikus molekulák jobban csomagolnak szilárd állapotban, még akkor is, ha a molekula polaritása nem változik. Az ilyen függőség egyik példája az olaj és az elaidinsavak; olajsav cisz-Zeter, van egy olvadáspontja 13,4 ° C, és szobahőmérsékleten folyékony lesz, míg trence-Zeter, Elaidinsav, magasabb olvadáspontja 43 ° C, mivel több közvetlen trence--Zeter egy sűrűbb csomagolására és továbbra is keményen szobahőmérsékleten.

Cisz-transz.- A dikarbonsavak savasságban különböznek: maleinsav ( cisz) sokkal erősebb sav, mint a fumaron ( trence). Tehát a fumársav első disszociációs állandója pK A1. \u003d 3.03, és maleinsav pk A1 \u003d 1.9. Éppen ellenkezőleg, a fumársav második karboxilcsoportjának disszociációs állandója nagyobb, mint a maleinova esetében, nevezetesen: fumársav esetében pK A2. \u003d 4.44, és maleinsav pK A2. \u003d 6.07. A karboxilcsoportok térbeli közelsége miatt cisz-Form növeli a hidrogén tendenciáját ionizációra, így az első maleinsav-konstans nagyobb. A második proton azonban nehezebb leküzdeni a két legközelebbi karboxilcsoport vonzerejét cisz-Somer, ezért a maleinsav második disszociációs állandója kisebb, mint a fumaroikus. Hasonló elv is érvényes az aliciklusos dikarbonsavakra is, azonban a gyűrű méretének növekedésével is figyelembe kell venni a ciklus kiáramlásának hatását is.

Vicinines állandó nukleáris spin-spin kommunikáció (3 J. HH), NMR spektroszkópiával mérve, több trence-Someters (tartomány: 12-18 Hz, átlagosan: 15 Hz), mint a cisz-Itomerek (tartomány: 0-12 Hz, átlagosan: 8 Hz).

Stabilitás

Az aciklikus rendszerek szabálya trence cisz. Ennek oka általában abban áll, hogy erősíti a nem kívánt sztérikus kölcsönhatásokat a szorosan elhelyezkedő képviselőknek cisz--Somer. Ugyanezen okból az égés konkrét hője trence- az általa alacsonyabbak ciszMilyen pontok vannak a nagyobb termodinamikai stabilitáshoz. E szabálytól való kivétel 1,2-difluor-etilén, 1,2-difluor-diagol (Fn \u003d NF), 1-bróm-propen-1 és több más halogén és oxigén-szubsztituált etilén. Ebben az esetben cisz-Zeter kiderül, hogy stabilabb, mint trence"Az izomer, mert az ilyen szubsztituensek között nincs visszataszító erő, de a vonzerő ereje (mint a londoni erők). Ezenkívül a viszonylag kis mennyiségű szubsztituensek miatt a sztérikus nehézségek merülnek fel. 1,2-digalogetilének, csak 1,2-diodeodetilén transz-izomer stabilabb, mint a cisz--Zemer, mert a nagy sugár, a jódatomok erős térbeli interakciót tapasztalnak, ha a kettős kapcsolat egyik oldala van.

Az izomerek kölcsönössége

A geometriai izomerek, amelynek különbsége a kettős kötés körüli szubsztituensek helyzetéhez kapcsolódik, különbözik a különböző típusú konformers sztereoizomer formáitól. Külön létezés cisz- I. trence- Azok az izomerek, amelyek lényegében csak a kettős kötés körüli forgásfúvási akadály miatt lehetségesek, ami lehetővé teszi a létezés elválasztását cisz- I. trence- míg a konformers csak egyensúlyi keverék formájában léteznek. A rotációs gát nagysága a kettős kötés körül egyszerű alkénokban 250-270 kJ / mol. Ha azonban az erős elektron donorokat (-SR) az egyik oldalra helyezi, másrészt az erős elektron-elfogadó (-CN, -COC 6H 5), ezáltal polarizálva a kettős kötést, akkor ez a a forgási korlát jelentős csökkenése. A polarizált kapcsolat körüli forgást ilyen módon 60-100 kJ / mol-ra csökkenthetjük. Alacsony energiaigények, amikor az energia különbség cisz-transz.- izomerek és konformerek simított, talált amino-származékokat acetecet-éter és enaminetones. Megmutatjuk, hogy ilyen rendszerekben az egyensúlyi helyzet az oldószer jellegétől függ. Tehát a nem poláris oldószerekben lévő enaminetonok 100% -ban léteznek cisz- a stabilizált belső hidrogénkötés, és az 50% -os poláris oldószerekben trence-Th.

E, Z.-elnevezéstan

Kijelölési rendszer cisz-trence Ez jól alkalmazható csak elnevezésére izomer alkének két különböző típusú szubsztituensek egy kettős kötést, a komplex molekulák, így a nómenklatúra túlságosan bizonytalan. Ezekben az esetekben használja a fejlett zsidót E.,Z.- A rendszer a elnevezések, amelyek egyértelműen meghatározza a neve a vegyületek minden lehetséges esetet, és ezért különösen hasznos elnevezésére tri- és tetrazavted alkének. Az ilyen rendszer elkerüli a zavart, hogy melyik csoportot kell figyelembe venni cisz- vagy trence- egymással kapcsolatban.

Ha a két vezető csoport a kettős kapcsolat egyik oldalán található, azaz van cisz- egymásra vonatkoznak, akkor az ilyen anyagot hívják Z.-ISométer (tőle. Zusammen - együtt). Amikor a régebbi csoportok a kettős kapcsolat különböző oldalán találhatók trence-Orentáció), akkor egy ilyen izomer hívott E.--Zeter (tőle. Entgen - ellenkezőleg). A csoportok és az atomok időtartamának eljárását a Kana - Ingold - Pravoga szabályai határozzák meg. A kettős kommunikáció két atomja számára meg kell határozni az egyes szubsztituensek időtartamát. Ha mindkét vezető szubsztituens egyirányú a π kommunikációs síkból, akkor egy ilyen konfigurációt szimbólum jelzi Z.Ha ezek a csoportok különböző irányban vannak a π kommunikációs síktól, akkor a konfigurációt a szimbólum jelöli E. .

meg kell említeni, hogy cisz/trence és E.,Z.-News a különböző alkének képviselők összehasonlításán alapul, így Z.--Zemer nem mindig felel meg cisz- izomer, A. E.--Zeter - trence- izomer. Például, trence-2-klór-butén-2 (két C1 és C4 metilcsoport, a boothién-2a fő áramkörén trence-Orentációk) ( Z.) -2-chlorobutene-2 \u200b\u200b(klór idősebb, mint metil-, amely viszont idősebb hidrogénatom, így klór- és C4 metil kezelik található együtt).

Szervetlen kémia

Cisz–trence-Sométerség is megtalálható szervetlen vegyületekben, elsősorban diesítményekben és komplex vegyületekben.

Diazen

Diazen (és hasonlóan ezekhez a difunkán) kiállítás cisz-transzisomeria. Mint szerves vegyületek esetében, cisz- Isomer inkább reaktívabb, csak képes helyreállítani az alkánokat és az alkineket alkanánokba. Trence-Zotera, az alkénjével közeledik, nem képes hidrogénatomjait az alkének hatásos visszanyerésére irányuló sorba építeni, és cisz--Zemer a megfelelő űrlapnak köszönhetően sikeresen másolja ezt a feladatot.

trence-Diazen	cisz-Diazen

Komplex vegyületek

Szervetlen koordinációs vegyületek oktahedral vagy lapos négyzetes geometriával vannak elosztva cisz- az azonos ligandumok a közelben találhatóak és trence- amelyekben a ligandumok egymástól elvesztek.

Például, két geometriai isomes egy sík, négyzet alakú struktúra létezik PT (NH 3) 2 Cl 2, a jelenség, hogy Alfred Werner magyarázható 1893-ban. Cisz--Zéter teljes névvel cisz-Diklórodiamminplatin (Ii) antitumoraktivitással rendelkezik, amelyet Rosenberg Barnett 1969-ben mutat be. Most ez az anyag kemoterápiában ismert a ciszplatin rövid neve alatt. Trence-Zeter (transzplain), éppen ellenkezőleg, nincs kábítószer-aktivitás. Mindegyik izomer szintetizálható, a transz-hatásra támaszkodva, amely lehetővé teszi, hogy túlnyomórészt szükségessé váljon.

cisz- + I. trence- +

Az MX 4 Y 2 képletű oktahedral komplexekhez két izomer is van. (Itt M egy fématom, és x és y - különböző típusú ligandumok.) In cisz-Somer két ligandum Y szomszédos egymás mellett 90 ° -os szögben, amint azt a klóratomok is mutatják cisz- + a bal oldali képen. NÁL NÉL trence- A jobb oldalon látható fromer, két klóratom található a középső kobalt atomon áthaladó áthaladás ellentétes végein.

Hasonló típusú izomerizmus az oktahedral komplexek MX 3 Y 3 - ez grand Os.-Sométer, vagy egy terep-tengely izomeria, amikor egy bizonyos számú ligandum kiderül cisz- vagy trence- egymáshoz való elhelyezése. NÁL NÉL nagyapaazonos típusú ligandumok, amelyek az oktaéder háromszög alakú szélének csúcspontjait foglalják el oS.- ugyanazok a ligandumok három szomszédos helyzetben vannak, hogy két ligandum eltérő irányba forduljon a központi atomtól és egy tengelyen

II.1. Konformáció (spivel isomeria)

Az átmenet a legegyszerűbb szerves szénhidrogén - metánt, hogy a legközelebbi homológ - a problémát a térbeli szerkezet meghatározza a probléma, amely nem elég ahhoz, hogy tudja, a paraméterek tárgyalt a részben. Tény, megváltoztatása nélkül vagy valented szögek, nem jelent kötést hosszúságú, lehetőség van arra, hogy képzelni több geometriai formák a etán molekula, egymástól eltérő egy kölcsönös elfordulás szén tetraheders körül összekötő azok csatlakozás C-s. Ennek a forgatásnak köszönhetően felmerül forgó izomerek (konformers) . Az energia a különböző contrormers nem etinakov, de az energia gáton elválasztó különböző rotációs izomerek, a legtöbb szerves vegyületek kicsi. Ezért a normál körülmények között, mint általában, lehetetlen megjavítani a molekulákat egy szigorúan meghatározott konformációban: általában egyensúlyban van az egyensúlyban, kissé könnyedén egymásba fordulnak egymásba.

A konformáció grafikus képének és nómenklatúrájának grafikus módszerei a következők. Figyelembe kell nézzünk az etán molekulájával. Számára lehetőség van a konformenciák energiájában két, a lehető legmegfelelőbb előkészítésére. Az alábbiakban az alábbiakban vannak ábrázolva perspektív előrejelzések (1) ("fűrészmill kecskék"), oldalsó előrejelzések (2) és formula Newman (3).

Egy ígéretes vetítésben (1a, 1b), a C-C csatlakoztatását a kimenő távolsággal el kell képzelni; A bal szénatomon állva a megfigyelő közelében, a jobb oldalon állva - eltávolították tőle.

Az oldalirányú vetítésben (2a, 2b), négy N-atom a rajz síkjában fekszik; A szénatomok valójában valamivel kimaradnak a síkból, de általában egyszerűen figyelembe veszik őket a rajz síkjában. "Zsíros" ék alakú csatlakozások az ék sípolásával a síkhoz a síkhoz az atom megfigyelője felé, amelyre a sűrítés húzódik. A pontozott ék alakú kommunikáció megjegyezte a megfigyelő eltávolítását.

A Newman (3a, 3b) kialakításában a molekulát a C-C csatlakozás mentén (az 1a, b) képletű nyíllal jelölt irányban mutatjuk be. A kör közepétől 120 o szögben három vonal eltér, amely a megfigyelőhöz legközelebb eső szénatom linkjei; Vonalak, "szerető" a kör miatt - a távoli szénatom kapcsolatát.

A bal oldalon látható konformációt hívják bájos : Ez a név emlékeztet arra, hogy mindkét CH3 csoport hidrogénatomjai egymással szemben vannak. A megfigyelt konformáció növelte a belső energiát, ezért veszteséges. A jobb oldalon látható konformáció gátolt , azt jelenti, hogy a szabad forgás a kommunikáció körül C-with "márkák" ebben a helyzetben, azaz. A molekula főként ebben a konformációban létezik.

A molekula teljes forgatásához szükséges energia legalább egy bizonyos kapcsolat körül rotációs korlát Ehhez a kapcsolathoz. Az etánhoz hasonló molekulában lévő rotációs gát a molekula potenciális energiájának változása révén fejezhető ki diHedral (torziós) szög Rendszerek. A törpék szög (jelzett Tau) az alábbi ábrán látható:

A C-C etánban lévő C-C kommunikációs energia profilját az alábbi ábrán mutatjuk be. A "hátsó" szénatom forgását a két ábrázolt hidrogénatom közötti dihedral szögének megváltoztatásával mutatjuk be. Az egyszerűség érdekében a fennmaradó hidrogénatomokat elhagyják. Az etán két formáját elválasztó forgás gátja csak 3 kcal / mol (12,6 kJ / mol). A potenciális energia görbe minimuma megfelel a gátolt konformációnak, a maxima-sütőnek. Mivel szobahőmérsékleten, az energia bizonyos ütközések molekulák képes elérni a 20 kcal / mol (körülbelül 80 kJ / mól), majd ezt az akadályt a 12,6 kJ / mól könnyen legyőzi és forgás etán minősül szabad.

Hangsúlyozzuk, hogy a potenciális energia görbe minden egyes pontja megfelel bizonyos konformációnak. A minimumnak megfelelő pontok megfelelnek a konformációs izomereknek, azaz az összes lehetséges konformáció elegyében lévő domináns komponensek .

A molekula szövődményével a konformáció energiájában eltérő lehetőségek száma növekszik. Így n.-Butan, amely már hat olyan konformációt ábrázolhat, amelyek eltérnek a CH 3-csoport kölcsönös elrendezésében, azaz. Forgassa el a C-S központi kapcsolatot. A H-Bhután konformációja alatt Newman előrejelzések formájában szerepel. A bal oldalon ábrázolt konformációk energikusan kedvezőtlenek, csak gátoltak.

Különböző megfigyelt és gátolták, hogy megfelelnek a bután nem működő energiát. Az alábbiakban részt vevő valamennyi konformáció megfelelő energiái az alábbiakban a kommunikáció miatt bekövetkeznek:

Mivel a molekulák bonyolultak, a lehetséges konformációk száma nő.

Tehát a konformáció egy olyan molekula nem azonos térbeli formái, amelyek bizonyos konfigurációjúak. A konformers olyan sztereoizomer szerkezetek, amelyek mozgatják az egyensúlyt, és képesek összekapcsolni az egyszerű kapcsolatok körül.

Néha az ilyen transzformációk gátja elég magas lesz a sztereoizomer formák megosztásához (példa - optikailag aktív difenilcsoportok). Ilyen esetekben még nem beszélnek a konformerzőkről, hanem tényleg meglévő sztereoizomerek .

II.2. Geometriai izomeria

A kettős kommunikációs merevség (rotáció hiánya) fontos következménye - létezés geometriai izomerek . A leggyakoribbak cisz-transz-izomerek Az elengedhetetlen atomokat tartalmazó etilén-sorozatú etilén-sorozatú vegyületek olcsó szubsztituensek. A legegyszerűbb példa a Bouthen-2 izomerek.

A geometriai izomereknek ugyanaz a kémiai szerkezete (ugyanaz a eljárás a kémiai kötéshez), amely különbözik az atomok térbeli elhelyezkedésében, konfiguráció . Ez egy különbség, és különbséget tesz a fizikai (valamint kémiai tulajdonságok). A geometriai izomerek, a konformerrel ellentétben tiszta formában izolálhatók, és egyedi, stabil anyagokként létezhetnek. A kölcsönös átalakulásuk esetében általában 125-170 kJ / mol (30-40 kcal / mol) energiája szükséges. Ez az energia lehet informátor a fűtés vagy a besugárzás.

A legegyszerűbb esetekben a geometriai izomerek nómenklatúrája nem jelent nehézséget: cisz az űrlapokat geometriai izomereknek nevezik, amelyekben ugyanazok a szubsztituensek a PI sík egyik oldalán fekszenek, trance- az izomerek azonos szubsztituensekkel rendelkeznek a PI sík különböző oldalán. Összetettebb esetekben alkalmazott Z, e-nómenklatúra . Fő elv: A konfiguráció kijelölése jelzi cisz (Z, a német zusammenből - együtt) vagy trance-(E, Német Endgen - Éppen ellenkezőleg) Helyszín senior szubsztituensek Kettős kötéssel.

Z-ben a vének e-rendszere nagy atomszámú képviselők. Ha a telítetlen szénhöz közvetlenül kapcsolódó atomok azonosak, akkor szükség esetén menj a "második rétegre", szükség esetén a "harmadik rétegre", stb.

Tekintsük a Z, E-Nómenklatúra szabályainak alkalmazását két példában.

ÉN.

II.

Kezdjük az I képletgel, ahol mindent megoldanak az "első réteg" atomjai. Az atomszámok rögzítése, az egyes párok régebbi képviselői (bróm a képlet felső részén és a nitrogén alsó részén) vannak trence- kivetés, tehát a sztereokémiai megnevezés e:

E-1-BROM-1-klór-2-nitroeten

A II. Szerkezet sztereokémiai kijelölésének meghatározása érdekében szükség van a "legmagasabb rétegek" különbségére. A CH3 csoport első rétege szerint a C 2H 5, C 3H 7 nem különbözik. A második rétegben a CH csoportban az atomszámok összege három (három hidrogénatom), a C 2H 5 és 3H3-8 csoportban, így a CH csoport nem tekinthető figyelembe - ez az két másiknál \u200b\u200bfiatalabb. Így a vezető csoportok 2 h 5 és 3H 3, akkor van cisz- relatív; Sztereokémiai kijelölés Z.

Z-3-metil-pren-3

Ha szükséges, hogy meghatározzák, hogy melyik csoportja - C 2H 5 vagy 3H 7-nek kellene mennie a "harmadik réteg" atomokhoz, az atomszámok összege ebben a rétegben mindkét csoport esetében 3 és 8 , azaz C 3H 7 idősebb, mint 2 óra 5. Bonyolultabb esetekben a szenioritás meghatározását további feltételeket kell figyelembe venni, valahogy: a kettős kötéshez kapcsolódó atom kétszeres háromszorosnak tekinthető - háromszor; A nehezebb (deutériumnál régebbi hidrogén) idősebb izotópok közül, és mások közül.

Ne feledje, hogy a megjelölések z nem szinonimák cisza megnevezések, valamint a kijelölések, nem mindig felelnek meg a helynek. trance-, például:

cisz1,2-diklór-propen-1 cisz1,2-diklór-1-bróm-propen-1

Z-1,2-diklór-propen-1,2-1,2-diklór-1-bróm-propen-1

Ellenőrzési feladatok

1. Bombázás - Pheromon (szexuális vonzerő) egy bélés selyemhernyó - egy E-10-Z-12-hexadecadenol-1. Képezze a szerkezeti képletét.

2. A Z, az E-Nómenklatúra neve A következő vegyületek:

II.3. Optikai izomeria (Enantiomerium)

A szerves vegyületek között vannak olyan anyagok, amelyek képesek a fény polarizációjának síkját forgatni. Ezt a jelenséget optikai aktivitásnak és a megfelelő anyagoknak nevezik - optikailag aktív . Az optikailag aktív anyagok gőz formájában találhatók optikai antipódok - Az izomerek, amelyek fizikai és kémiai tulajdonságai, amelyek normál körülmények között ugyanazok, kivéve az egyik - a polarizációs sík forgásának jelét. (Ha az optikai antipódok egyike például a specifikus forgatás [kb. 1] +20 OH, akkor a másik egy specifikus forgás -20 o).

II.4. Vetítési képletek

A síkban lévő aszimmetrikus atom hagyományos képéhez e. Fisher vetítési képletei . Ezeket a síkatomokra vetítették, amelyekkel az aszimmetrikus atom társul. Ugyanakkor maga az aszimmetrikus atom, mint általában, csökkent, miközben csak keresztezett vonalakat és szubsztituensek szimbólumait fenntartja. A szubsztituensek térbeli elhelyezkedéséhez az időszakos függőleges vonalat gyakran megőrzik a vetületi formulákban (a felső és az alsó szubsztituens a rajz síkonként törlődik), de gyakran nem. Az alábbiakban különböző módok lehetnek egy vetítési képlet írására, amely megfelel az előző ábrán a bal oldali modellnek:

Számos példát adunk a vetületi képletekre:

(+) - alanin (-) - butanol (+) - glicerin aldehid

Az anyagok nevében a forgatás jeleit adják meg: Ez azt jelenti, hogy a butanol-2 balkezes antipódja van térbeli konfiguráció Pontosan kifejezte a fenti képletet, és tükörképe megfelel a megtorlásmentes Banolol-2-nek. Konfiguráció meghatározása Az optikai antipódokat kísérletileg [kb .3] végezzük.

Elvben minden optikai antipódot tizenkét (!) Különböző vetületi képletek ábrázolhatják - attól függően, hogy a modell a vetület alatt található, melyik oldalon nézünk rá. A vetítési képletek szabványosításához bizonyos szabályokat írnak be. Tehát a fő funkció, ha a lánc végén áll, akkor az emeletre szokásos, a főlánc függőlegesen ábrázolódik.

A "nem szabványos" írásbeli vetítési képletek összehasonlításához ismernie kell a vetületi képletek átalakítására vonatkozó alábbi szabályokat.

1. A formulák 180 o-os rajz síkjában forgathatók, anélkül, hogy megváltoztatnák sztereokémiai jelentését:

2. Két (vagy bármilyen egyenletes szám) az egyik aszimmetrikus atom szubsztituenseinek átrendeződése nem változtatja meg a képlet sztereokémiai jelentését:

3. Az aszimmetrikus középpontban lévő szubsztituensek egy (vagy bármilyen páratlan számát) az optikai antipód képletéhez vezet:

4. A turn a rajz síkjából a 90 o fordul a képletet antipodna, kivéve, ha egyidejűleg egyidejűleg az a feltétele a szubsztituensek relatív a rajz síkjára, azaz Ne feltételezzük, hogy most az oldalirányú szubsztituensek a rajz sík mögött vannak, és a felső és alsó - előtte. Ha a pontozott vonallal rendelkező képletet élvezi, akkor a pontozott vonal megváltozott tájolása újra emlékezteti ezt:

5. A permutáció helyett a vetítési képleteket az óramutató járásával megegyező vagy ellene három szubsztituens forgatásával átalakíthatjuk; A negyedik szubsztituens nem változtatja meg a rendelkezéseket (az ilyen művelet megfelel két permutációnak):

6. A vetítési képletek nem adhatók ki a rajz síkból (azaz lehetetlenné válik, például a papír hátoldalán "a lumenre", míg a képlet sztereokémiai jelentése megváltozik).

II.5. Ratsata

Ha van egy aszimmetrikus atom az anyagi képletben, ez nem jelenti azt, hogy az ilyen anyag optikai aktivitással rendelkezik. Ha az aszimmetrikus központ a szokásos reakció során történik (a CH 2 csoport cseréje, kettős kötésű kötés stb.), Majd az antipodált konfigurációk létrehozásának valószínűsége ugyanaz. Ezért az egyes molekulák aszimmetriájának ellenére a kapott anyag optikailag inaktívvá válik. Ez a fajta optikailag inaktív módosítások, amelyek mindkét antipodátum azonos számából állnak racemitamats [Kb. 4].

II.6. Diasztereomeria

A több aszimmetrikus atommal rendelkező vegyületek fontos jellemzői vannak, amelyek megkülönböztetik őket a korábban egyszerű optikailag aktív anyagokból egy aszimmetriai központtal.

Tegyük fel, hogy valamilyen anyag molekulájában két aszimmetrikus atom van; Feltételesen A és B-t jelölünk. Könnyű látni, hogy a molekulák a következő kombinációkkal lehetségesek:

Az 1. és 2. molekulák egy pár optikai antipódok; Ugyanez vonatkozik a 3. és 4. molekulák párjára is, ha összehasonlítja egymást egy másik molekulával az antipódok - 1 és 3, 1 és 4, 2 és 3, 2 és 4, akkor látni fogjuk, hogy a felsorolt A párok nem optikai antipódok: egyetlen aszimmetrikus atom konfigurációja egybeesik, a másik konfigurációja - nem egyezik meg. Mindez a pár diasztereomerek . térbeli izomerek, nem Összetevők egymás optikai antipódokkal.

A diasztereomerek nemcsak az optikai forgástól eltérnek egymástól, hanem minden más fizikai konstans is: különböző olvadáspontú és forráspontú pontok, különböző oldhatóság, stb. A diasztereomerek tulajdonságainak különbségei gyakran nem kevesebb, mint a strukturális tulajdonságok közötti különbségek izomerek.

A vizsgált típusú vegyület egy példája clawberry savat eredményezhet

A sztereoizomer formái a következő vetítési képletekkel rendelkeznek:

erytroformák háromformák

Elnevezés erytro- I. treo- Az erythroe és a fák szénhidrátok nevétől származik. Ezeket a neveket arra használják, hogy a szubsztituensek kölcsönös helyzetét két aszimmetrikus atomokkal végezzük: erytro - izometrikus hívja azok, akik két azonos oldalirányú képviselők állni a szokásos projekciós képletben az egyik oldalon (jobb vagy bal); treo - Amométerek Ugyanolyan oldalsó szubsztituensek vannak a [NA) vetületi képlet különböző oldalán.

Kettő erytroaz izomer egy pár optikai antipód, amikor összekeveredik, egy racemát van kialakítva. Az optikai izomerek párja és háromformák; Ezeket a racemát összekeverésekor is adják meg, amely különbözik a racemát tulajdonságaiban erytroformák. Így négy optikailag aktív izome van klór-sav és két racemát.

Az aszimmetrikus központok számának további növekedésével a térbeli izomerek száma nő, és az új aszimmetrikus központ kétszer növeli az izomerek számát. Ezt a (2 N) általános képlet határozza meg, ahol n az aszimmetrikus központok száma.

A sztereoizomerek száma csökkenhet bizonyos struktúrákban megjelenő részleges szimmetria miatt. Példa egy borsav, amelyben az egyes sztereoizomerek száma háromra csökken. Vetületi képletük:

Az (I) általános képlet azonos az (IA) általános képletű: 180 o-ra fordulva a rajz síkban, és ezért nem ábrázol egy új sztereoizomert. Ez egy optikailag inaktív módosítás - meso-forma . Ellentétben a racemáttal, amely optikai antipódok, mesoaz űrlap alapvetően nem osztott: mindegyik molekula egy aszimmetrikus középpontja egy konfiguráció, a második az ellenkezője. Ennek eredményeképpen mindkét aszimmetriacentrum forgásának intramolekuláris kompenzáció történik.

Mesoa formák minden olyan optikailag aktív anyagban kaphatók, amelyek több azonos (vagy ugyanazzal a szubsztituensekkel társulnak) aszimmetrikus központok [kb .6]. Vetítési képletek mesoaz űrlapok mindig megtalálhatók abban a tényben, hogy mindig a vízszintes vonalat két felével lehet osztani, amelyek formálisan azonosak papíron papíron, valójában tükrök:

A II. És a III. Képlet a fonósav optikai antipódjait ábrázolja; Vegyes, egy optikailag inaktív racemát képződik - szőlősav.

II.7. Az optikai izomerek nómenklatúrája

A legegyszerűbb, legrégebbi, azonban az optikai antipódok nómenklatúrájának még használt rendszere a vetületi képlet összehasonlításán alapul, amelyet az antipóda neveznek egy bizonyos szabványos anyag kivetítő képletével, amelyet "kulcs". Tehát az alfa-hidroxilcsoport és az alfa-aminosavak esetében a kulcs a vetületi képletük tetején (szabványos rekordban):

L-oxisavak (x \u003d it) D-oxisavak (x \u003d it)

L-aminosavak (X \u003d NH2) D-aminosavak (X \u003d NH 2)

Az alfa-oxi-oxi-mérgező savak konfigurációja, amelyek a halász standard írásos vetületi képletében bal oldali hidroxilcsoporttal rendelkeznek, jelöli a jelet L.; Ha a hidroxil a jobb oldali jelző képletben található D. [Prim.7].

A cukrok konfigurációjának kijelöléséhez kulcs a glicerin aldehid:

L - (-) - glicerin aldehid D-(+) - glicerin aldehid

Szaharov molekulák kijelölésében D- vagy L- A konfigurációra utal nizhny Aszimmetrikus központ.

Rendszer D-,L-a megjelöléseknek jelentős hátrányai vannak: Először is, a megjelölés D- vagy L- Jelzi csak egy aszimmetrikus atom konfigurációját, másrészt egyes vegyületek esetében különböző megnevezéseket kapunk attól függően, hogy a glicerin-aldehid vagy oxi-mérgező kulcs kulcsként kerül-e, például: például:

A kulcsrendszer ezen hiányosságai korlátozzák alkalmazását az optikailag aktív anyagok három osztályában: cukrok, aminosavak és oxinsavak. Az általános alkalmazás kiszámítása esetén "R, S-rendszer Kana, Ingold és Perevoga [Prim.8].

Az optikai antipód R- vagy S-konfigurációjának meghatározásához a szubsztituensek tetraéderét az aszimmetrikus szénatom körül kell elhelyezni, hogy a legfiatalabb szubsztituens (általában hidrogén) irányuljon "a megfigyelőtől". Akkor, ha a mozgás az átmenet során egy három másik képviselői körében a régebbi közepéig, majd a legfiatalabb óramutató járásával ellentétes irányban - ez R. --Zéter (azonos kézmozdulattal társítva, ha az R betű írásakor), ha óramutató járásával megegyező - ez P- izomer (ugyanazzal a kézi mozgáshoz kapcsolódik, amikor a betűk írásakor).

A szubsztituensek időtartamának meghatározásához az aszimmetrikus atom az atomszámok kiszámítására vonatkozó szabályokat használja, amelyeket a Z, a geometriai izomerek e-nómenklatúrájának (lásd).

Az R, S-szimbólumok kiválasztásához a vetületi képlethez egy pár permutációval (nem változik, mivel tudjuk, a képlet sztereokémiai jelentése) a szubsztituensek, hogy a fiatalabbak (általában hidrogén) fordultak a vetületi képlet alján. Ezután a szolgálati idő a maradék három szubsztituens alá óramutató járásával megegyező irányban, megfelel a R megjelöléssel, az óramutató járásával ellentétes - kijelölése S [kb. 9]:

Ellenőrzési feladatok

3. Határozza meg az aszkorbinsav-kompetrikus központ (C-vitamin) konfigurációját (a R, S.-News és a glicerin aldehidjéhez képest):

4. Az alkaloid efedrin képlete:

Adja meg a kapcsolat nevét R, S.-Hírek.

5. Cysteine \u200b\u200b- cserélhető aminosav, amely részt vesz a metabolikus folyamatok szabályozásában, van L.-1-amino-2-merkaptopropionsav. Képezze a szerkezeti formulát, és adja meg a nevet R, S.-Hírek.

6. Levomycetin (széles spektrum antibiotikum) D.(-) - Treot-1-pa-nitro-fenil-2-diklór-acetil-amino-propándiolát-1,3. Képezze fel a struktúráját a halász vetületi képletének formájában.

7. Synestrol - szintetikus ösztrogén hatóanyag nem szteroid szerkezet. Adjon nevet a sztereokémiai konfiguráció megnevezésével:

II.8. A ciklikus vegyületek sztereokémiája

Ha a szénatomok lánca lapos ciklusra zárva van, a szénatomok valencia szögei kénytelenek eltérni a normál tetraedrális értékétől, és ennek az eltérésnek a nagysága a ciklusban lévő atomok számától függ. Minél nagyobb az eltérés a Valence kötvények, annál nagyobb a molekula energia, annál kisebb a ciklus stabilitása. Azonban a lapos szerkezetnek csak egy háromtagú ciklikus szénhidrogén (ciklopropán) van; A Cyclobutan-tól kezdve a cikloalkánok molekulái nem tervezési struktúrával rendelkeznek, amely csökkenti a "feszültséget" a rendszerben.

A ciklohexán molekula számos konformáció formájában létezhet, amelyekben a "normál" valencia szögek megmaradnak (csak a szénatomok egyszerűsítésre kerülnek):

Az energia a leginkább jövedelmező konformáció I - az úgynevezett forma "székek". 2. konformáció - "csavar" - Elfoglalt közbenső helyzetben: ez kevésbé előnyös, mint a konformációját a szék (jelenléte miatt a pezsgő hidrogénatomok benne), de előnyösebb, mint konformációt III. 2. konformáció - "fürdőkád" - a legkevésbé előnyös három, mivel a hidrogénatomok célzott atomjainak jelentős megtagadása következett be.

A szék konformációjának tizenkét kötésének vizsgálata lehetővé teszi számukra, hogy két csoportba osztják őket: hat tengelyirányú A kapcsolatok felváltva, majd le és hat egyenlítői A felek felé irányuló kapcsolatok. A monosorizált ciklohexánokban a szubsztituens lehet egyenlítőben vagy tengelyirányban. Ez a két konformáció általában egyensúlyban van, és gyorsan átkapcsol egymásnak a csavarossággal:

Az egyenlítői konformáció (e) általában az energiával szegényebb, ezért előnyösebb, mint az axiális (A).

Amikor a szubsztituensek megjelennek a ciklusokban (oldalláncok), a ciklus konformációjának problémája mellett a problémák merülnek fel és a problémák merülnek fel a szubsztituensek konfigurációi : Tehát két azonos vagy különböző szubsztituens jelenléte esetén jelenik meg cisz-transz.- izomer. Ne feledje, mit kell beszélni cisz-transz.A szubsztituensek emlékműve csak a telített kis- és közepes ciklusokhoz való alkalmazásban (legfeljebb 8) értelme van: nagyszámú linkekkel rendelkező gyűrűkben a mobilitás olyan jelentős, hogy az érvelés cisz vagy trence- A szubsztituensek helyzete elveszíti a jelentést.

Így a klasszikus példa a sztereoizomer ciklopropán-1,2-dikarbonsavak. Két sztereoizomersav van: az egyikük, MPM-vel 139 ° C, képes ciklikus anhidrid kialakítására és ezért cisz--Zéter. Egyéb sztereoizomersav MP-vel. 175 o C, a ciklikus anhidrid nem formál; ez trence-Zeter [kb. 10]:

Ilyen szempontok szerint egymással két sztereoizomer 1,2,2-trimetil-ciklopentán-1,3-dikarbonsav. Egyikük, kámforsav, MPM 187 ° C, anhidridet képez, és ezért cisz--Zéter. Egyéb - izocamfórsav, MP. 171 o C, - anhidrid nem formálja, azt trence--Zéter:

cisce

Bár a ciklopentán molekula valójában érthetetlen, kényelmes, hogy lapos formában ábrázolja, mint a fenti ábrán, szem előtt tartva ciszisomer két képviselő van a ciklus egyik oldala és B. trence--SOMER - a ciklus különböző oldalán .

A ciklohexán diszubsztituált származékai a cisz- vagy transzformációban is létezhetnek:

A szénatom nem rendelkezik monopóliummal a királis központok létrehozásában szerves vegyületmolekulákban. A királisság központ is lehet szilícium atomok, ón, négyételű nitrogén kvaterner ammóniumsókban és tercier aminok oxidjaiban is:

Ezekben a vegyületekben az aszimmetria központ tetraédi konfigurációval, valamint aszimmetrikus szénatommal rendelkezik. A királis központ különböző térbeli szerkezetével rendelkező vegyületek azonban vannak.

A piramis-konfiguráció királis centrumokkal rendelkezik háromértékű nitrogénatomok, foszfor, arzén, antimon, kén. Elvileg az aszimmetria középpontját tetrahedralnak tekinthetjük, ha negyedik helyettesként használják, hogy vizes elektronikus heteroatom páros párosul:

Az optikai aktivitás előfordulhat és nélkül a királis központ, a teljes molekula egészének szerkezetének kirúsága miatt ( molekuláris kiralitás vagy Molekuláris aszimmetria ). A leginkább jellemző példák királis tengely vagy királis sík .

A királis tengely például az allenában, amely különböző szubsztituenseket tartalmaz, amikor sP 2. -Hybrid szénatomok. Könnyű látni, hogy az alábbi vegyületek tükörképek, és optikai antipódokat jelentenek:

A királis tengely látható a nyíl rajzokban.

Egy másik osztályú vegyületek királis tengelye - optikailag aktív bifenilek orto- Thunderous szubsztituensekkel rendelkeznek, akadályozzák a szabad forgást a C körülvéve az AgER-k összekapcsolása miatt:

Királis sík Ez jellemzi azt a tényt, hogy megkülönböztetheti a "felső" és az "alsó", valamint a "jobb" és "bal" oldalt. A királis síkban lévő vegyületek példája optikailag aktív lehet trance-cycloOchene és optikailag aktív ferrocénszármazék.