IZOMERIA
konstytucyjna stereoizomeria
łańcuchowa geometryczna
(cis, trans)
położenia podstawnika optyczna
konformacyjna
metameria
Izomeria optyczna - występowanie cząsteczek związków chemicznych w dwóch odmianach będących swoimi lustrzanymi odbiciami.
Konfiguracja - przestrzenne rozmieszczenie podstawników wokół tetraedycznego atomu węgla.
Węgiel asymetryczny (chiralny) - atom węgla związany z czterema różnymi podstawnikami.
a H
| |
b - C - c np. Cl - C - I
| |
d Br
R1
R1
|
C R2 C R3
R2 R4
R3
R4
Czynność optyczna - to zdolność skręcania płaszczyzny światła spolaryzowanego (drgania fal świetlnych odbywają się wzdłuż jednej płaszczyzny).
Polaryzacja światła
balsam kanadyjski kalcyt
α
Substancja prawoskrętna (+)
Substancja
lewoskrętna (-)
Enancjomery
para izomerów optycznych tej samej substancji, będących swoimi odbiciami lustrzanymi.
Własności enacjomerów:
skręcają płaszczyznę polaryzacji światła o ten sam kąt, lecz
w przeciwnych kierunkach
mają różne właściwości fizyczne jak i inaczej reagują
z odczynnikami optycznie czynnymi
liczba enacjomerów danej substancji wynosi 2n (lub 2n-1, gdy istnieje odmiana mezo), gdzie n to liczba atomów węgla asymetrycznego
Diastereoizomery
para izomerów optycznych tej samej substancji, nie będących swoimi odbiciami lustrzanymi.
Własności diastereoizomerów:
skręcają płaszczyznę polaryzacji światła o różne kąty, w tym samym lub w przeciwnych kierunkach
Mieszanina racemiczna (racemat)
Substancja złożona z równomolowej ilości obu enancjomerów (nie wykazuje czynności optycznej).
Odmiana mezo
Jeśli konfiguracje końcowych atomów węgla (TERMINALNYCH) są przeciwne to środkowy atom węgla jest asymetryczny lecz cząsteczka nie wykazuje czynności optycznej (nie można wydzielić izomerów)
COOH COOH
H OH HO H
HO OH H OH
H OH HO H
COOH COOH
płaszczyzna symetrii
Wzory stereochemiczne - informują o przestrzennej budowie
cząsteczki
perspektywiczne
wiązania leżące w płaszczyźnie rysunku
oznaczamy
skierowane pod płaszczyznę rysunku
oznaczamy
skierowane nad płaszczyznę rysunku
oznaczamy
np.
H
|
C
Cl I
Br
projekcyjne wzory Newmana
Na cząsteczkę patrzymy wzdłuż wiązania łączącego asymetryczne atomy węgla.
Atom pierwszego C* oznaczamy promieniami zbieżnymi (kąt 120°).
Leżące dalej oznaczamy obwodem koła. Zespół wiązań tego atomu oznaczamy .
C6H5 H Br
H Br C
C6H5
COOH
Br H C
H
COOH Br
Wzory rzutowe Fishera
Łańcuch węglowy rozciągamy w pionową linię prostą,pionową.
Grupy zaznaczone na rysunku po stronie prawej i lewej znajdują się przed płaszczyzną rzutowania.
Grupy zaznaczone na rysunku u góry i na dole znajdują się za płaszczyzną rzutowania, przy czym ważniejsza grupa węglowa znajduje się u góry.
Wzorem posługujemy się tylko w płaszczyźnie rzutowania
Możemy obracać TYLKO o 180°
Wzorzec konfiguracji absolutnej
CHO CHO
H OH HO H
CH2OH CH2OH
ALDEHYD GLICERYNOWY D(+) L(-)
Uwagi:
„+” i „-”wyznacza się tylko doświadczalnie
D = R gdy wyznaczamy konfigurację dla każdego atomu węgla asymetrycznego (C*).
L = S,
COOH COOH
H OH HO H
KWAS MLEKOWY D(-) L(+)
CH3 CH3
Konfiguracja absolutna w projekcji Fischera
R, D
Ważniejsze grupy nie węglowe np. - OH, - NH2
znajdują się po stronie prawej we wzorze Fischera
S, D
Ważniejsze grupy ni ewęglowe np. - OH, - NH2
znajdują się po stronie lewej we wzorze Fischera.
Konfiguracja absolutna w projekcji Newmana
Ustalamy kolejność podstawników
o pierwszeństwie grupy decyduje liczba
atomowa Z atomu bezpośrednio połączonego z C* (im Z wyższe tym ważniejszy podstawnik).
jeżeli Z1=Z2 to o ważności grupy decyduje
liczba atomowa następnego atomu
- NH2
- NO2 - ważniejsza
atomy połączone wiązaniem wielokrotnym
liczymy wielokrotnie
| |
H - C = O H - C - O
|
O -
|
- C N - N - C - N
| |
N
Za płaszczyznę rzutowania wstawiamy podstawnik o najmniejszym pierwszeństwie.
Rzutujemy na płaszczyznę w projekcji Newmana.
Zaznaczamy kierunek od podstawnika najważniejszego poprzez mniej ważny do najmniej ważnego. Sprawdzamy czy wykonany ruch był zgodny czy przeciwny do ruchu wskazówek zegara.
np. ważność podstawników: a > b > c > d
a a
c b b c
R S
Kolejność atomów jest taka sama. Izomery różnią się ułożeniem atomów w przestrzeni
Izomery różnią się kolejnością połączenia atomów
np.
CH3CH2OH
H3C - O - CH3
d
d
przeciwnie do ruchu wskazówek zegara
zgodnie
z ruchem wskazówek zegara