Изомер - Isomer

Эта статья о химической концепции. Об «изомерии» атомных ядер см. ядерный изомер.

В химия, изомеры находятся молекулы или же многоатомные ионы с идентичным молекулярные формулы - то есть такое же количество атомы каждого элемент - но четкое расположение атомов в пространстве.[1] Изомерия наличие или возможность изомеров.

Изомеры не обязательно имеют одинаковые химический или же физические свойства. Две основные формы изомерии: структурный или конституциональная изомерия, при которой облигации между атомами различаются; и стереоизомерия или пространственная изомерия, в которой связи такие же, но относительные позиции атомов различаются.

Изомерные отношения образуют иерархию. Два химических вещества могут быть одним и тем же конституционным изомером, но при более глубоком анализе стереоизомерами друг друга. Две молекулы, которые представляют собой один и тот же стереоизомер, могут находиться в разных конформационных формах или быть разными изотопологами. Глубина анализа зависит от области исследования или представляющих интерес химических и физических свойств.

Английское слово isomer (/ˈаɪsəmər/) это обратное формирование от "изомерного",[2] который был заимствован через Немецкий isomerisch[3] из Шведский изомериск; который, в свою очередь, был придуман из Греческий ἰσόμερoς isómeros, с корнями isos = "равно", Méros = "часть".[4]

Типы изомеров.

Структурные изомеры

Основная статья: Структурный изомер

Структурные изомеры имеют одинаковое количество атомов каждого элемента (следовательно, одинаковые молекулярная формула ), но атомы связаны логически различными способами.[5]

Пример: C
3ЧАС
8О

Например, есть три различных соединения с молекулярной формулой C
3ЧАС
8О:

Структурные изомеры C 3H 8O: I 1-пропанол, II 2-пропанол, III этилметиловый эфир.

Два изомера C
3ЧАС
8О находятся пропанолы, то есть, спирты полученный из пропан. Оба имеют цепочку из трех атомов углерода, соединенных одинарными связями, а оставшийся углерод валентности наполняется семью водород атомами и гидроксил группа –OH, содержащая кислород атом, связанный с атомом водорода. Эти два изомера различаются, с каким углеродом связан гидроксил: либо с концом углеродной цепи. пропан-1-ол (1-пропанол, п-пропиловый спирт, п-пропанол; я) или до среднего углерода пропан-2-ол (2-пропанол, изопропиловый спирт, изопропанол; II). Их можно описать сжатые структурные формулы ЧАС
3C–CH
2–CH
2ОЙ и ЧАС
3C–СН (ОН)–CH
3.

Третий изомер C
3ЧАС
8О это эфир метоксиэтан (этилметил-эфир). В отличие от двух других, в нем атом кислорода связан с двумя атомами углерода, а все восемь атомов водорода связаны непосредственно с атомами углерода. Его можно описать сжатой формулой ЧАС
3C–O–CH
2–CH
3.

Спирт «3-пропанол» не является другим изомером, поскольку разница между ним и 1-пропанолом не является реальной; это только результат произвольного выбора порядка атомов углерода в цепи. По той же причине «этоксиметан» не является другим изомером.

1-пропанол и 2-пропанол являются примерами позиционные изомеры, которые различаются положением определенных функций, например двойные связи или же функциональные группы, происходят на "родительской" молекуле (в данном случае пропане).

Пример: C
3ЧАС
4

Также есть три структурных изомера углеводород C
3ЧАС
4:

Allene.pngPropyne-2D-flat.pngCyclopropene.png
я ПропадиенеII ПропинIII Циклопропен

В двух изомерах три атома углерода соединены в разомкнутую цепь, но в одном из них (пропадиен, аллен;я) атомы углерода связаны двумя двойные связи, а в другом (пропин, метилацетилен, II) они связаны одинарной связью и тройная связь. В третьем изомере (циклопропен; III) три атома углерода соединены в кольцо двумя одинарными связями и двойной связью. Во всех трех остальных валентностях атомов углерода удовлетворяют четыре атома водорода.

Опять же, обратите внимание, что есть только один структурный изомер с тройной связью, потому что другое возможное размещение этой связи просто вытягивает три атома углерода в другом порядке. По той же причине существует только один циклопропен, а не три.

Таутомеры

Таутомеры представляют собой структурные изомеры, которые легко превращаются друг в друга, так что два или более частиц сосуществуют в равновесии, таком как H – X – Y = Z ⇌ X = Y – Z – H.[6] Важными примерами являются кето-енольная таутомерия и равновесие между нейтральным и цвиттерионный формы аминокислота.

Формы резонанса

Строение некоторых молекул иногда описывают как резонанс между несколькими явно разными структурными изомерами. Классический пример: 1,2-метилбензол (о-ксилол), который часто описывается как смесь двух явно различных структурных изомеров:

Оксилол A.pngОксилол B.png

Однако ни одна из этих двух структур не описывает реальное соединение; они - выдумки, разработанные как способ описать (посредством их «усреднения» или «резонанса») действительные делокализованная связь из о-ксилол, который является единственным изомером C
8ЧАС
10 с бензол ядро и две метильные группы в соседних положениях.

Стереоизомеры

Основная статья: Стереоизомерия

Стереоизомеры имеют одни и те же атомы или изотопы, связанные связями одного типа, но различаются по своей форме - относительному положению этих атомов в пространстве, кроме вращения и переводы

Теоретически можно представить себе, что любое пространственное расположение атомов молекулы или иона постепенно изменяется на любое другое бесконечным множеством способов, перемещая каждый атом по соответствующему пути. Однако изменение положения атомов обычно приводит к изменению внутреннего энергия молекулы, которая определяется углами между связями в каждом атоме и расстояниями между атомами (независимо от того, связаны они или нет).

А конформационный изомер представляет собой расположение атомов молекулы или иона, для которого внутренняя энергия равна местный минимум; то есть такое расположение, при котором любые небольшие изменения в положениях атомов увеличивают внутреннюю энергию и, следовательно, приводят к появлению сил, которые стремятся вернуть атомы в исходные положения. Изменение формы молекулы с такого минимума энергии A на другой минимум энергии B, следовательно, потребует прохождения конфигураций, которые имеют более высокую энергию, чем A и B. То есть изомер конформации отделен от любого другого изомера энергетический барьер: количество, которое должно быть временно добавлено к внутренней энергии молекулы, чтобы пройти все промежуточные конформации по «самому легкому» пути (тот, который минимизирует это количество).

Молекулярные модели циклогексана в конформациях лодочка и кресло. Атомы углерода окрашены в янтарный или синий цвет в зависимости от того, находятся ли они выше или ниже средней плоскости кольца. Связи C – C на кольце светло-зеленые.

Классическим примером конформационной изомерии является циклогексан. Алканы обычно имеют минимальную энергию, когда углы C – C – C близки к 110 градусам. Конформации молекулы циклогексана со всеми шестью атомами углерода в одной плоскости имеют более высокую энергию, потому что некоторые или все углы C – C – C должны быть далеко от этого значения (120 градусов для правильного шестиугольника). Таким образом, конформации, которые являются локальными минимумами энергии, имеют кольцо, закрученное в пространстве, в соответствии с одной из двух схем, известных как стул (с атомами углерода попеременно выше и ниже их средней плоскости) и лодка (с двумя противоположными атомами углерода над плоскостью, а остальные четыре под ней).

Если энергетический барьер между двумя конформационными изомерами достаточно низок, его можно преодолеть за счет случайных входов тепловая энергия что молекула получает от взаимодействия с окружающей средой или от ее собственного вибрации. В этом случае два изомера также могут считаться одним изомером, в зависимости от температуры и контекста. Например, две конформации циклогексана превращаются друг в друга довольно быстро при комнатной температуре (в жидком состоянии), так что в химии они обычно рассматриваются как один изомер.[7]

В некоторых случаях барьер может быть преодолен квантовое туннелирование самих атомов. Это последнее явление препятствует разделению стереоизомеров фторхлорамин NHFCl или же пероксид водорода ЧАС
2О
2, потому что две конформации с минимальной энергией взаимопревращаются за несколько пикосекунды даже при очень низких температурах.[8]

И наоборот, энергетический барьер может быть настолько высоким, что самый простой способ его преодоления потребует временного разрыва, а затем реформирования или большего количества связей в молекуле. В этом случае два изомера обычно достаточно стабильны, чтобы их можно было изолировать и рассматривать как отдельные вещества. Затем говорят, что эти изомеры разные. конфигурационные изомеры или «конфигурации» молекулы, а не просто две разные конформации.[9] (Однако следует знать, что термины «конформация» и «конфигурация» в значительной степени синонимичны вне химии, и их различие может быть спорным даже среди химиков.[7])

Взаимодействие с другими молекулами того же или разных соединений (например, через водородные связи ) может существенно изменить энергию конформаций молекулы. Следовательно, возможные изомеры соединения в растворе или в его жидкой и твердой фазах могут сильно отличаться от изомеров изолированной молекулы в вакууме. Даже в газовой фазе некоторые соединения, такие как уксусная кислота будет существовать в основном в виде димеры или более крупные группы молекул, конфигурация которых может отличаться от конфигурации изолированной молекулы.

Энантиомеры

Говорят, что два соединения энантиомеры если их молекулы являются зеркальным отображением друг друга, их нельзя заставить совпадать только поворотами или перемещениями - как левая и правая рука. Эти две формы называются хиральный.

Классический пример: бромхлорфторметан (CHFClBr). Два энантиомера можно различить, например, по тому, поворачивается ли путь F → Cl → Br по часовой стрелке или против часовой стрелки, если смотреть со стороны атома водорода. Чтобы изменить одну конформацию на другую, в какой-то момент эти четыре атома должны были бы находиться в одной плоскости, что потребовало бы сильного напряжения или разрыва их связей с атомом углерода. Соответствующий энергетический барьер между двумя конформациями настолько высок, что при комнатной температуре между ними практически отсутствует конверсия, и их можно рассматривать как разные конфигурации.

Состав хлорфторметан CH
2ClF, напротив, не является хиральным: зеркальное отображение его молекулы также получается за пол-оборота вокруг подходящей оси.

Другой пример хирального соединения: 2,3-пентадиен ЧАС
3C–CH = C = CH–CH
3 углеводород, содержащий две перекрывающиеся двойные связи. Двойные связи таковы, что три средних атома углерода находятся на прямой линии, а первые три и последние три лежат в перпендикулярных плоскостях. Молекула и ее зеркальное отображение не могут накладываться друг на друга, даже если молекула имеет ось симметрии. Два энантиомера можно различить, например, по правило правой руки. Этот вид изомерии называется осевая изомерия.

Энантиомеры одинаково ведут себя в химических реакциях, за исключением реакции с хиральными соединениями или в присутствии хиральных соединений. катализаторы, например, большинство ферменты. По этой последней причине два энантиомера большинства хиральных соединений обычно имеют заметно разные эффекты и роли в живых организмах. В биохимия и наука о еде, два энантиомера хиральной молекулы, такие как глюкоза - обычно идентифицируются и рассматриваются как совершенно разные вещества.

Каждый энантиомер хирального соединения обычно вращает плоскость поляризованный свет что проходит через это. Вращение имеет одинаковую величину, но противоположные значения для двух изомеров, и может быть полезным способом различения и измерения их концентрации в растворе. По этой причине энантиомеры ранее назывались «оптическими изомерами».[10][11] Однако этот термин неоднозначен и не одобряется ИЮПАК.[12][13]

Стереоизомеры, не являющиеся энантиомерами, называются диастереомеры. Некоторые диастереомеры могут содержать хиральный центр, некоторые нет.[14]

Некоторые пары энантиомеров (например, транс-циклооктен ) могут быть взаимно преобразованы внутренними движениями, которые лишь незначительно изменяют длину связей и углы. Другие пары (такие как CHFClBr) не могут быть взаимно преобразованы без разрыва связей, и поэтому имеют разные конфигурации.

Цис-транс-изомерия

Двойная связь между двумя атомами углерода вынуждает остальные четыре связи (если они одинарные) лежать в одной плоскости, перпендикулярной плоскости связи, определяемой ее π орбитальный. Если две связи на каждом атоме углерода соединяются с разными атомами, возможны две различные конформации, которые отличаются друг от друга поворотом одного из атомов углерода на 180 градусов относительно двойной связи.

Классический пример - дихлорэтен. C
2ЧАС
2Cl
2, в частности, структурный изомер ClHC = CHCl, который имеет один хлор, связанный с каждым атомом углерода. Он имеет два конформационных изомера, причем два хлора находятся на одной стороне или на противоположных сторонах плоскости двойной связи. Их традиционно называют СНГ (от латинского означает «по эту сторону») и транс («по ту сторону») соответственно; или же Z и E в ИЮПАК рекомендованная номенклатура. Преобразование между этими двумя формами обычно требует временного разрыва связей (или превращения двойной связи в одинарную), поэтому они считаются разными конфигурациями молекулы.

В более общем смысле, СНГ–транс изомерия (ранее называвшаяся «геометрической изомерией») возникает в молекулах, где относительная ориентация двух различимых функциональных групп ограничена несколько жесткой структурой других атомов.[15]

Например, в циклическом спирте инозитол (CHOH)
6 (шестикратный спирт циклогексана), шестиуглеродная циклическая основная цепь в значительной степени предотвращает смену местами гидроксила -ОН и водорода -Н на каждом атоме углерода. Следовательно, у каждого из них есть разные конфигурационные изомеры в зависимости от того, находится ли каждый гидроксил «на этой стороне» или «на другой стороне» средней плоскости кольца. Не считая изомеров, которые эквивалентны при вращении, можно выделить девять изомеров, которые различаются по этому критерию и ведут себя как разные стабильные вещества (два из них являются энантиомерами друг друга). Самый распространенный в природе (мио-Инозитол) имеет гидроксилы на атомах углерода 1, 2, 3 и 5 на одной стороне этой плоскости, и поэтому может быть назван СНГ-1,2,3,5-транс-4,6-циклогексангексол. И каждый из этих СНГ-транс изомеры могут иметь стабильные конформации типа «стул» или «лодочка» (хотя барьеры между ними значительно ниже, чем между разными СНГ-транс изомеры).

Два изомерных комплекса, цисплатин и трансплатин, являются примерами плоских квадратных MX2Y2 молекулы с M = Pt.

СНГ и транс изомеры также встречаются в неорганических координационные соединения, Такие как квадратный плоский MX2Y2 комплексы и восьмигранный MX4Y2 комплексы.

Для более сложных органических молекул СНГ и транс ярлыки неоднозначны. IUPAC рекомендует более точную схему маркировки, основанную на Приоритеты CIP для связей у каждого атома углерода.[16][14]

Центры с неэквивалентными облигациями

В более общем смысле, атомы или группы атомов, которые могут образовывать три или более неэквивалентных одинарных связи (например, переходные металлы в координационных соединениях) может давать множественные стереоизомеры, когда разные атомы или группы присоединены в этих положениях. То же самое верно, если центр с шестью или более эквивалентными связями имеет два или более заместителей.

Например, в составе ПФ
4Cl, облигации из фосфор атом на пятерку галогены иметь приблизительно тригонально-бипирамидная геометрия. Таким образом, возможны два стереоизомера с этой формулой, в зависимости от того, занимает ли атом хлора одно из двух «аксиальных» положений или одно из трех «экваториальных» положений.

Для соединения ПФ
3Cl
2возможны три изомера с нулевым, одним или двумя хлорами в аксиальных положениях.

Другой пример: комплекс с формулой вроде MX
3Y
3, где центральный атом M образует шесть связей с октаэдрическая геометрия, имеет как минимум два фациально-меридиональные изомеры, в зависимости от того, направлены ли три связи X (и, следовательно, три связи Y) на три угла одной грани октаэдра (фак изомер), либо лежать в одной экваториальной или "меридиональной" плоскости с ним (мер изомер).

Ротамеры и атропоизомеры

Две части молекулы, соединенные одной одинарной связью, могут вращаться вокруг этой связи. Хотя сама связь безразлична к этому вращению, притяжение и отталкивание между атомами в двух частях обычно вызывают изменение энергии всей молекулы (и, возможно, также деформации двух частей) в зависимости от относительного угла поворота φ между две части. Тогда будет одно или несколько специальных значений φ, для которых энергия находится в локальном минимуме. Соответствующие конформации молекулы называются вращательными изомерами или ротамеры.

Так, например, в этан молекула ЧАС
3C–CH
3, все валентные углы и длина узко ограничены, за исключением того, что два метил группы могут независимо вращаться вокруг оси C – C. Таким образом, даже если эти углы и расстояния считаются фиксированными, существует бесконечно много конформаций для молекулы этана, которые различаются на относительный угол поворота между двумя группами. Слабое отталкивание между атомами водорода в двух метильных группах приводит к минимизации энергии для трех конкретных значений φ, разнесенных на 120 °. В этих конфигурациях шесть плоскостей H – C – C или C – C – H расположены на расстоянии 60 ° друг от друга. Не считая вращения всей молекулы, эта конфигурация представляет собой единственный изомер - так называемый потрясенный конформация.

Вращение между двумя половинами молекулы 1,2-дихлорэтан (ClH
2C–CH
2Cl также имеет три локальных минимума энергии, но они имеют разные энергии из-за различий между взаимодействиями H – H, Cl – Cl и H – Cl. Таким образом, существует три ротамера: транс изомер, в котором два хлора находятся в одной плоскости с двумя атомами углерода, но с противоположно направленными связями; и два бестактный изомеры, зеркальные отображения друг друга, где два -CH
2Cl группы поворачиваются примерно на 109 ° от этого положения. Расчетная разница в энергии между транс и бестактный составляет ~ 1,5 ккал / моль, барьер для поворота ~ 109 ° от транс к бестактный составляет ~ 5 ккал / моль, а при повороте на ~ 142 ° от одного бестактный своему энантиомеру составляет ~ 8 ккал / моль.[17] Ситуация для бутан похожа, но чуть ниже бестактный энергии и барьеры.[17]

Если две части молекулы, соединенные одинарной связью, громоздки или заряжены, энергетический барьер может быть намного выше. Например, в составе бифенил - два фенил группы, связанные одинарной связью - отталкивание между атомами водорода, ближайшими к центральной одинарной связи, дает полностью плоскую конформацию с двумя кольцами в одной плоскости, более высокую энергию, чем конформации, в которых два кольца скошены. Таким образом, в газовой фазе молекула имеет по крайней мере два ротамера с плоскостями кольца, закрученными на ± 47 °, которые являются зеркальным отображением друг друга. Барьер между ними невысокий (~ 8 кДж / моль).[18] Этот стерическое препятствие эффект более выражен, когда эти четыре атома водорода заменяются более крупными атомами или группами, такими как хлор или карбоксилы. Если барьер достаточно высок для того, чтобы два ротамера могли быть разделены как стабильные соединения при комнатной температуре, их называют атропоизомеры.

Топоизомеры

Большие молекулы могут иметь изомеры, которые отличаются топология их общего расположения в пространстве, даже если нет конкретных геометрических ограничений, разделяющих их. Например, длинные цепи могут быть скручены для образования топологически различных узлы, с взаимопревращением, предотвращаемым объемными заместителями или цикл закрытие (как в циркулярном ДНК и РНК плазмиды ). Некоторые узлы могут иметь зеркальные пары энантиомеров. Такие формы называются топологическими изомерами или топоизомеры

Кроме того, две или более таких молекул могут быть связаны вместе в катенана такими топологическими связями, даже если между ними нет химической связи. Если молекулы достаточно большие, связывание может происходить несколькими топологически разными способами, составляя разные изомеры. Клеточные составы, Такие как гелий заключен в додекаэдран (Он@C
20ЧАС
20) и углеродные стручки, представляют собой аналогичный тип топологической изомерии с участием молекул с большими внутренними пустотами с ограниченными отверстиями или без них.[19]

Изотопы и спин

Изотопомеры

Различные изотопы одного и того же элемента могут рассматриваться как разные типы атомов при перечислении изомеров молекулы или иона. Замена одного или нескольких атомов их изотопами может создать несколько структурных изомеров и / или стереоизомеров из одного изомера.

Например, замена двух атомов общего водород (1H) пользователем дейтерий (2H или D) на этан молекула дает два различных структурных изомера, в зависимости от того, находятся ли оба замещения на одном и том же углероде (1,1-дидейтероэтан, HD
2C–CH
3) или по одному на каждом углероде (1,2-дидейтероэтан, DH
2C–CDH
2); как если бы заместитель был хлор вместо дейтерия. Эти два соединения нелегко превращаются друг в друга и имеют разные свойства, такие как микроволновый спектр.[20]

Другой пример - замена одного атома дейтерия на один из атомов водорода в хлорфторметан (CH
2ClF). Хотя исходное соединение не является хиральным и имеет единственный изомер, замещение создает пару хиральных энантиомеров CHDClF, которые можно различить (по крайней мере, теоретически) по их оптической активности.[21]

Когда два изомера были бы идентичны, если бы все изотопы каждого элемента были заменены одним изотопом, они описываются как изотопомеры или изотопные изомеры.[22] В двух приведенных выше примерах, если бы весь D был заменен на H, оба дидейтероэтана стали бы этаном, а два дейтерохлорфторметана стали бы CH2ClF.

Концепция изотопомеров отличается от изотопологи или изотопные гомологи, которые различаются по изотопному составу.[22] Например, C2ЧАС5D и C2ЧАС4D2 являются изотопологами, а не изотопомерами, и поэтому не являются изомерами друг друга.

Спиновые изомеры

Другой тип изомерии, основанный на ядерных свойствах, - это спиновая изомерия, где молекулы различаются только относительной спины составляющих атомных ядер. Это явление важно для молекулярного водорода, который можно частично разделить на два спиновых изомера: параводород, когда спины двух ядер направлены в противоположные стороны, и ортоводород, где спины указывают одинаково.

Ионизация и электронное возбуждение

Один и тот же изомер может находиться в разных возбужденные состояния, которые отличаются квант состояние их электронов. Например, кислород молекула может находиться в триплетное состояние или один из двух синглетные состояния. Они не считаются различными изомерами, поскольку такие молекулы обычно спонтанно распадаются до состояния возбуждения с самой низкой энергией за относительно короткий промежуток времени.

Точно так же многоатомные ионы и молекулы, которые отличаются только добавлением или удалением электронов, как кислород О
2 или перекись ион О2−
2 не считаются изомерами.

Изомеризация

Основная статья: Изомеризация

Изомеризация - это процесс, с помощью которого одна молекула превращается в другую, которая имеет точно такие же атомы, но атомы перегруппированы.[23] В некоторых молекулах и при определенных условиях изомеризация происходит спонтанно. Многие изомеры равны или примерно равны по энергия связи, и поэтому существуют примерно в равных количествах при условии, что они могут относительно свободно превращаться друг в друга, то есть энергетический барьер между двумя изомерами не слишком высок. Когда происходит изомеризация внутримолекулярно, считается реакция перегруппировки.

Пример металлоорганический изомеризация - это производство декафенилферроцена, [(η5-C5Ph5)2Fe] из своего изомер связи.[24][25]

Образование декафенилферроцена из его связующего изомера. PNG
Синтез фумаровой кислоты

Промышленный синтез фумаровая кислота протекает через цис-транс-изомеризацию малеиновая кислота:

MaleictoFumaric.png

Топоизомеразы представляют собой ферменты, которые могут разрезать и преобразовывать кольцевую ДНК и, таким образом, изменять ее топологию.

Медицинская химия

Обычны изомеры, обладающие различными биологическими свойствами; например, размещение метильные группы. В замененном ксантины, теобромин, найденный в шоколаде, является вазодилататор с некоторыми эффектами, общими с кофеин; но, если одна из двух метильных групп перемещается в другое положение на ядре с двумя кольцами, изомер теофиллин, который имеет множество эффектов, в том числе бронходилатация и противовоспалительное средство действие. Другой пример этого происходит в фенэтиламин стимуляторы на основе. Фентермин это нехиральный соединение с более слабым действием, чем у амфетамин. Он используется как лекарство, снижающее аппетит, и обладает мягкими стимулирующими свойствами или не имеет их. Однако альтернативное расположение атомов дает декстрометамфетамин, который является более сильным стимулятором, чем амфетамин.

В медицинская химия и биохимия, энантиомеры вызывают особую озабоченность, поскольку могут обладать различными биологическая активность. Многие препаративные процедуры позволяют получить смесь равных количеств обеих энантиомерных форм. В некоторых случаях энантиомеры разделены хроматография с использованием хиральных стационарных фаз. Они также могут быть разделены путем образования диастереомерные соли. В остальных случаях энантиоселективный синтез были разработаны.

В качестве неорганического примера: цисплатин (см. структуру выше) - важное лекарство, используемое в химиотерапии рака, тогда как транс-изомер (трансплатин) не имеет полезной фармакологической активности.

История

Изомерия впервые была обнаружена в 1827 году, когда Фридрих Вёлер готовый цианат серебра и обнаружил, что, хотя его элементный состав AgCNO был идентичен гремящее серебро (подготовлен Юстус фон Либих годом ранее),[26] его свойства были отличными. Это открытие поставило под сомнение преобладающее в то время химическое понимание того, что химические соединения могут отличаться только тогда, когда их элементный состав различается. (Теперь мы знаем, что связывающие структуры греметь и цианат можно приблизительно описать как O−N+≡C− и O = C = N−, соответственно.)

В последующие годы были обнаружены дополнительные примеры, такие как открытие Велера 1828 г. мочевина имеет такой же атомный состав (CH4N2O) как химически различный цианат аммония. (Их структуры теперь известны как (H2N–)2C = O и [NH+
4] [O = C = N−] соответственно.) В 1830 г. Йенс Якоб Берцелиус ввел термин изомерия описать явление.[4] [27] [28][29]

В 1848 г. Луи Пастер заметил, что Винная кислота Кристаллы были двух видов, которые были зеркальным отображением друг друга. Разделив кристаллы вручную, он получил две версии винной кислоты, каждая из которых будет кристаллизоваться только в одной из двух форм, и повернул плоскость поляризованного света на ту же степень, но в противоположных направлениях.[30][31]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ Petrucci, Ralph H .; Харвуд, Уильям С .; Херринг, Ф. Джеффри (2002). Общая химия: принципы и современные приложения (8-е изд.). Река Аппер Сэдл, штат Нью-Джерси: Prentice Hall. п. 91]. ISBN  978-0-13-014329-7. LCCN  2001032331. OCLC  46872308.CS1 maint: ref = harv (связь)
  2. ^ Мерриам-Вебстер: "изомер" онлайн-словарь. Доступ открыт 2020-08-26.
  3. ^ Мерриам-Вебстер: "изомерный" онлайн-словарь. Доступ открыт 2020-08-26.
  4. ^ а б Jac. Берцелиус (1830 г.): "Om sammansättningen af ​​vinsyra och drufsyra (säure aus den Voghesen), om blyoxidens atomvigt, samt allmänna anmärkningar om sådana kroppar som hafva lika sammansättning, men skiljaktiga egenskaper («О составе винной кислоты и рацемической кислоты (кислота Джона из Вогезов), о молекулярной массе оксида свинца, вместе с общими наблюдениями над теми веществами, которые имеют тот же состав, но разные свойства»). Kongliga Svenska Vetenskaps Academiens Handling (Труды Шведской королевской академии наук), том 49, страницы 49–80
  5. ^ Смит, Дженис Горзински (2010). Общая, органическая и биологическая химия (1-е изд.). Макгроу-Хилл. п. 450. ISBN  978-0-07-302657-2.
  6. ^ "таутомерия". Золотая книга ИЮПАК. ИЮПАК. Получено 21 апреля 2019.
  7. ^ а б Анатолий М Белостоцкий (2015): "Конформер и соответствие ", глава 2 книги Конформационная концепция для использования химиками-синтетиками: принципы и использование в лаборатории. 580 страниц. ISBN  9789814730235.
  8. ^ Ровена Болл и Джон Бриндли (2016): «История жизни перекиси водорода III: хиральность и физические эффекты на заре жизни». Истоки жизни и эволюция биосфер, том 46, страницы 81–93
  9. ^ Валлурупалли С. Р. Рао (1998): "Методы конформационного анализа ". Глава 2 в Конформация углеводов. 409 страниц. ISBN  9789057023156
  10. ^ Петруччи, Харвуд и Херринг, 2002 г., стр. 996-997.
  11. ^ Уиттен К.В., Гэйли К.Д. и Дэвис Р. "Общая химия" (4-е изд., Издательство Saunders College, 1992), стр. 976-7 ISBN  978-0-03-072373-5
  12. ^ ИЮПАК, Сборник химической терминологии, 2-е изд. («Золотая книга») (1997). Исправленная онлайн-версия: (2006–) "оптические изомеры ". Дои:10.1351 / goldbook.O04308
  13. ^ Эрнест Л. Элиэль и Сэмюэл Х. Вилен (1994). Стереохимия органических соединений. Wiley Interscience. п. 1203.
  14. ^ а б Эрнест Л. Элиэль и Сэмюэл Х. Вилен (1994). Стереохимия органических соединений. Wiley Interscience. С. 52–53.
  15. ^ ИЮПАК, Сборник химической терминологии, 2-е изд. («Золотая книга») (1997). Исправленная онлайн-версия: (2006–) "геометрическая изомерия ". Дои:10.1351 / goldbook.G02620
  16. ^ ИЮПАК, Сборник химической терминологии, 2-е изд. («Золотая книга») (1997). Исправленная онлайн-версия: (2006–) "цис, транс ". Дои:10.1351 / goldbook.C01092
  17. ^ а б Кеннет Б. Виберг и Марк А. Мурко (1987): "Вращательные барьеры. 1. 1,2-Дигалоэтаны". Журнал физической химии, том 91, выпуск 13, страницы 3616–3620. Дои:10.1021 / j100297a030
  18. ^ А. Т. Х. Ленстра, К. Ван Алсеной, К. Ферхюльст и Х. Дж. Гейз (1994): «Твердые тела, моделируемые методами кристаллов ab initio. 5. Фазовые переходы в бифениле с молекулярной точки зрения». Acta Crystallographica Раздел B, том B50, страницы 96-106. Дои:10.1107 / S0108768193007931
  19. ^ Такахиро Ивамото, Йошики Ватанабе, Тацуя Садахиро, Такехару Хайно и Сигеру Ямаго (2011): «Селективная инкапсуляция С60 [10] циклопарафениленом: образование самого короткого фуллерен-стручка». Angewandte Chemie International Edition, том 50, выпуск 36, страницы 8342–8344. Дои:10.1002 / anie.201102302
  20. ^ Эйзи Хирота (2012): «Микроволновая спектроскопия изотопно-замещенных неполярных молекул». Глава 5 в Молекулярная спектроскопия: современные исследования, том 3. 466 стр. ISBN  9780323149327
  21. ^ Кэмерон, Роберт П .; Götte, Jörg B .; Барнетт, Стивен М. (8 сентября 2016 г.). «Хиральная вращательная спектроскопия». Физический обзор A. Американское физическое общество (APS). 94 (3): 032505. Дои:10.1103 / Physreva.94.032505. ISSN  2469-9926.
  22. ^ а б Seeman, Джеффри I .; Пейн, III, Дж. Б. (7 декабря 1992 г.). "Письмо в редакцию:« Изотопомеры, изотопологи.'". Новости химии и машиностроения. Американское химическое общество. 70 (2). Получено 28 августа 2020.
  23. ^ ИЮПАК, Сборник химической терминологии, 2-е изд. («Золотая книга») (1997). Исправленная онлайн-версия: (2006–) "изомеризация ". Дои:10.1351 / goldbook.I03295
  24. ^ Brown, K. N .; Филд, L.D .; Lay, P. A .; Lindall, C.M .; Мастерс, А. Ф. (1990). "(η5-Пентафенилциклопентадиенил) {1- (η6-фенил) -2,3,4,5-тетрафенилциклопентадиенил} железо (II), [Fe (η5-C5Ph5) {(η6-C6ЧАС5) C5Ph4}], связывающий изомер декафенилферроцена ». J. Chem. Soc., Chem. Commun. (5): 408–410. Дои:10.1039 / C39900000408.
  25. ^ Филд, L.D .; Hambley, T. W .; Хамфри, П. А .; Lindall, C.M .; Gainsford, G.J .; Мастерс, А. Ф .; Stpierre, T. G .; Уэбб, Дж. (1995). «Декафенилферроцен». Aust. J. Chem. 48 (4): 851–860. Дои:10.1071 / CH9950851.
  26. ^ Ф. Курцер (2000). «Фульминовая кислота в истории органической химии». J. Chem. Educ. 77 (7): 851–857. Bibcode:2000JChEd..77..851K. Дои:10.1021 / ed077p851.
  27. ^ Дж. Дж. Берцелиус (1831 г.): "Über die Zusammensetzung der Weinsäure und Traubensäure (säure aus den Voghesen Джона), über das Atomengewicht des Bleioxyds, nebst allgemeinen Bemerkungen über solche Körper, die gleiche Zusammenenssetfleic, beser uer ue uer ue uer ue uer ue uer ue ue ". Annalen der Physik und Chemie, том 19, страницы 305–335
  28. ^ Дж. Дж. Берцелиус (1831 г.): "Composition de l’acide tartarique et de l’acide racémique (traubensäure); poids atomique de l’oxide de plomb, et remarques générals sur les corps qui ont la même композиция, et Poids De Proprietés Diférentes ". Annales de Chimie et de Physique, том 46, страницы 113–147.
  29. ^ Эстебан, Соледад (2008). «Противоречие Либиха – Велера и концепция изомерии». J. Chem. Образовательный. 85 (9): 1201. Bibcode:2008JChEd..85.1201E. Дои:10.1021 / ed085p1201.
  30. ^ Л. Пастер (1848) «Воспоминание о связи, которая существует между кристаллической формой и химическим составом, и о причинах вращения поляризации» (Воспоминания о взаимосвязи, которая может существовать между кристаллической формой и химическим составом, а также о причина вращающейся поляризации), " Comptes rendus de l'Académie des Sciences (Париж), т. 26, страницы 535–538.
  31. ^ Л. Пастер (1848) "Sur les Relations qui peuvent exister entre la forme cristalline, la композиция chimique et le sens de la polarization rotatoire" («О взаимосвязях, которые могут существовать между кристаллической формой, химическим составом и чувством вращательной поляризации»), Annales de Chimie et de Physique, 3-я серия, том 24, выпуск 6, страницы 442–459.

внешняя ссылка