3870137291

70 A. GRYFF-KJELLER

WSTĘP

Różne związki chemiczne mająróźne własności fizyczne. Stwierdzenie to dotyczy również widm NMR, ale jeśli ma ono stanowić podstawę do formułowania naukowych wniosków, wymaga uściślenia i dosyć długiego komentarza. Czy widmo NMR może pełnić rolę „odcisku palca”? Można z całą pewnością stwierdzić, że jeżeli widma NMR dużej zdolności rozdzielczej dwóch próbek ciekłych są różne, to badane próbki są chemicznie różne, oczywiście pod warunkiem, że zostały przygotowane w identyczny sposób a ich widma zarejestrowane w identycznych warunkach. Wnioskowanie odwrotne zasadniczo już nie jest ścisłe. Praktycznie jednak niezwykle rzadko zdarza się przypadek, żeby różne związki chemiczne dawały identyczne widma NMR zwłaszcza przy stosowaniu silnych pól magnetycznych i różnych warunków pomiaru. Powyższe sformułowania można byłoby rozciągnąć również na widma NMR dużej zdolności rozdzielczej próbek stałych. Jednak w tym przypadku zachowanie identycznych warunków przygotowania próbki w praktyce jest bardzo trudne ze względu na polimorfizm, wbudowywanie molekuł rozpuszczalnika i ogólnie różnorodność fazy kiystalicznej [1,2].

Odpowiedź na pytanie, czy dwa obiekty chemiczne są identyczne, czy różne, zależy od narzędzia zastosowanego do porównywania struktur. Abstrahując jednak na razie od tego problemu można przyjąć jako rzecz oczywistą że związki, których cząsteczki mająróźne wzory sumaryczne, są różne, a warto jedynie zastanawiać się nad rozróżnianiem struktur izomerycznych. Przypomnijmy, że izomery konstytucyjne różnią się między sobą grafem utworzonym z atomów i wiązań, natomiast >tereoizomery opisywane są przez jednakowe grafy, ale różnią się geometrią. Z reguły prawie wszystkie własności fizykochemiczne izomerów konstytucyjnych w tym widma NMR są różne. Zagadnienie nieidentyczności struktur staje się więc nietrywialne dopiero w obrębie klasy stereoizomerów.

1. ROZRÓŻNIALNOŚĆ STEREOIZOMERÓW I IDENTYCZNYCH

GRUP CHEMICZNYCH

W celu sprawdzenia, czy dwie struktuiy są identyczne, czy też opisują różne stereoizomery można posłużyć się następującą procedurą: należy wykonać translację jednej ze struktur doprowadzającą do pokrywania się ich środków masy, a następnie wykonać odpowiednią rotację. Tylko wtedy, gdy procedura ta doprowadza do całkowitego nałożenia struktur stwierdzamy, że są one identyczne. Jeśli dla uzyskania nałożenia się konieczne jest dodatkowo wykonanie odbicia w płaszczyźnie (lub innego obrotu niewłaściwego) mówimy, że struktury są względem siebie enancjo-meryczne. W pozostałych przypadkach mamy doczynienia z diastereomerami.

Przechodząc obecnie do zagadnienia rozróżnialności atomów lub grup w obrębie jednej molekuły, przypomnijmy, że ze względu na symetrię molekularną wyróżnia się trzy sytuacje [3]: