Изомерия органических соединений

ИЗОМЕРИЯ ОРГАНИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ

Изомеры – это соединения с одинаковым элементным составом, но имеющие различный порядок соединения атомов или различное расположение их в пространстве. Изомеры отличаются своими физическими и химическими свойствами.

Различаются структурная изомерия и стереоизомерия.

Структурная изомерия – это различный порядок  соединения атомов.
Она подразделяется на:
1) Изомерия положения кратных связей:
2) Изомерия положения заместителей:
3) Межклассовая изомерия:

Органические молекулы имеют пространственную трехмерную структуру, и для них возможна пространственная изомерия.

Пространственные различия можно разделить на два типа:
1) Конформации, переходящие друг в друга при повороте вокруг химической связи.
2) Конфигурации: их нельзя перевести друг в друга поворотом вокруг связи, для этого необходимо разорвать связи и затем образовать новые.

Конформации возникают в результате вращения фрагментов вокруг химических связей, в целом они обладают малой устойчивостью и существуют все вместе: вещество представляет собой смесь молекул в различных конформациях.
В любых конформациях сохраняется конфигурационная целостность молекулы.
Различные конформации отличаются по термодинамической устойчивости, относительно устойчивые конформации называются конформерами.

Ациклические молекулы

π-Диастереомерия соединений с двойной связью

Геометрически цис- и транс-изомеры – это конформации, но устойчивые из-за невозможности свободного вращения вокруг двойной связи.

E,Z-система: Определяется старшинство заместителей попарно. Если оба старших заместителя по одну сторону – это Z-изомер (zusammen), если по разные стороны – это Е-изомер (entgegen):

Конфигурация – это порядок соединения атомов, не меняющийся при вращении фрагментов вокруг связи (в отличие от конформации).
Хиральность – это свойства несовместимости предмета с его зеркальным отражением.
Хиральность свойственна и некоторым молекулам:


Признаки хиральности атома углерода:
1) sp3 гибридизация (тетрагональная геометрическая структура);
2)  все четыре заместителя разные.
Отличительное свойство хиральных молекул – оптическая активность

D,L-система Розанов, 1906

Опорное вещество (стандарт Розанова) – глицериновый альдегид. Правовращающему и левовращающему глицериновому альдегиду произвольно приписаны следующие структуры:

Для других веществ отнесение изомеров произведено путем химических превращений, не затрагивающих хиральный центр. Например, для глицериновой кислоты, полученной окислением глицеринового альдегида:

R,S-система Канн, Ингольд, Прелог, 1951 г

Старшинство определяется порядковым номером элемента, связанного с хиральным центром (неподеленная пара электронов – самая младшая). Например:

ВИДЫ СТЕРЕОИЗОМЕРОВ

Энантиомеры – это соединения, молекулы которых относятся друг к другу как предмет и несовместимое с ним его зеркальное отражение.

Энантиомеры отличаются друг от друга только знаком оптической активности, все остальные физические и химические свойства их одинаковы.

Если соединение имеет несколько хиральных центров, то общее количество его стереоизомеров определяется по формуле:
где N – общее количество возможных стереоизомеров, n – количество хиральных центров.
В последнем случае среди общего количества стереоизомеров есть такие, у которых общие конфигурации не являются зеркальными отражениями друг друга. Такие соединения называются диастереомерами.   Физические и химические свойства диастереомеров различны.

Рацемическая смесь (рацемат) – это оптически неактивная смесь равномолярных количеств энантиомеров.
Мезосоединения – это соединения, имеющие хиральные центры, но,  в целом, нехиральные и не обладающие оптической активностью.

Соединения 1 (D-винная кислота) и 2 (L-винная кислота) – энантиомеры.
Соединения 3 и 4 тождественны; это соединение оптически не активно  – мезо-винная кислота.
Пары 1-3(4) и 2-3(4) – диастереомеры.
Равномолярная смесь 1+2 – рацемат (виноградная кислота).

Категории
Рекомендации
Подсказка
Нажмите Ctrl + F, чтобы найти фразу в тексте
Партнеры
А знаете ли вы, что нажав сочетание клавиш Ctrl+F - можно воспользоваться поиском по сайту?
X
Copyrights © 2015: FARMF.RU - тесты, лекции, обзоры
яндекс.ћетрика
Рейтинг@Mail.ru