აქვს თუ არა ოპტიკურ იზომერებს შემდეგი ნაერთები. სივრცითი იზომერიზმი. ოპტიკურად აქტიური ნივთიერებები

სივრცულ იზომერებს (სტერეოიზომერებს) აქვთ ერთი და იგივე თვისებრივი და რაოდენობრივი შემადგენლობა და ატომების შეკავშირების იგივე რიგი (ქიმიური სტრუქტურა), მაგრამ ატომების განსხვავებული სივრცითი მოწყობა მოლეკულაში.

არსებობს ორი სახის სივრცული იზომერიზმი: ოპტიკურიდა გეომეტრიული

ოპტიკური იზომერიზმი

ოპტიკურ იზომერიზმში მოლეკულების სხვადასხვა ფრაგმენტი განსხვავებულად მდებარეობს გარკვეულ ატომთან შედარებით, ე.ი. განსხვავებული აქვს კონფიგურაცია.Მაგალითად:

ასეთი მოლეკულები არ არის იდენტური, ისინი ერთმანეთს უწოდებენ ობიექტს და მის სარკისებურ გამოსახულებას და ეწოდებათ ენანტიომერები

ენანტიომერებს აქვთ ქირალობის თვისებები. ქირალობის უმარტივესი შემთხვევა განპირობებულია მოლეკულაში ყოფნით ქირალურობის ცენტრი(ქირალური ცენტრი), რომელიც შეიძლება იყოს ოთხი განსხვავებული შემცვლელის შემცველი ატომი. ასეთ ატომს აკლია სიმეტრიის ელემენტები. ამ მიზეზით, მას ასევე უწოდებენ ასიმეტრიულს.

იმის დასადგენად, არის თუ არა მოლეკულა ქირალური, აუცილებელია მისი მოდელის შექმნა, მისი სარკისებური გამოსახულების მოდელი (სურ. 3.1 , ა)და გაარკვიეთ შეესაბამება თუ არა ისინი სივრცეში. თუ ისინი არ ემთხვევა, მოლეკულა ქირალურია (სურ. 3.1, ბ), თუ ემთხვევა, ის აჩირალურია.

ბრინჯი 3.1.

ენანტიომერების ყველა ქიმიური თვისება იდენტურია. მათი ფიზიკური თვისებებიც იგივეა, ოპტიკური აქტივობის გარდა: ერთი ფორმა ბრუნავს სინათლის პოლარიზაციის სიბრტყეს მარცხნივ, მეორე კი იმავე კუთხით მარჯვნივ.

ოპტიკური ანტიპოდების თანაბარი რაოდენობის ნარევი იქცევა როგორც ინდივიდუალური ქიმიური ნაერთი, ოპტიკური აქტივობის გარეშე და ფიზიკურად ძალიან განსხვავდება თითოეული ანტიპოდისგან. ასეთ ნივთიერებას ეწოდება რასემიური ნარევი, ან რასემატი

ყველა ქიმიური გარდაქმნისთვის, რომელშიც წარმოიქმნება ნახშირბადის ახალი ასიმეტრიული ატომები, რაცემატები ყოველთვის მიიღება. არსებობს სპეციალური მეთოდები რაცემატების ოპტიკურად აქტიურ ანტიპოდებად გამოყოფისთვის.

მოლეკულაში რამდენიმე ასიმეტრიული ატომის არსებობის შემთხვევაში შესაძლებელია სიტუაცია, როდესაც სივრცითი იზომერები არ არიან ოპტიკური ანტიპოდები. Მაგალითად:

ეწოდება სივრცით იზომერებს, რომლებიც ერთმანეთის მიმართ არ არიან ენანთიომერები დიასტერეომერები

დიასტერეომერების განსაკუთრებული შემთხვევა გეომეტრიულია (ცისტრაისი-)იზომერები

გეომეტრიული იზომერიზმი

გეომეტრიული (ცის-ტრანს) იზომერიზმიდამახასიათებელია ორმაგი ბმის შემცველი ნაერთებისთვის (C = C, C = N და სხვ.), ასევე არა-არომატული ციკლური ნაერთებისთვის და განპირობებულია ორმაგი ბმის გარშემო ან ციკლში ატომების თავისუფალი ბრუნვის შეუძლებლობით. გეომეტრიული იზომერების შემცვლელი შეიძლება განლაგდეს ორმაგი ბმის სიბრტყის ან ციკლის ერთ მხარეს - ^ wc- პოზიცია, ან მოპირდაპირე მხარეს - thirsch / c- პოზიცია (სურ. 3.2).

ბრინჯი 3.2. დის იზომერი (ა) დატრანსი-იზომერი(ბ)

გეომეტრიული იზომერები ჩვეულებრივ მნიშვნელოვნად განსხვავდებიან ფიზიკურ თვისებებში (დუღილის და დნობის წერტილები, ხსნადობა, დიპოლური მომენტები, თერმოდინამიკური სტაბილურობა და ა.

ტერმინი "ქირალურობა" ნიშნავს, რომ ორი ობიექტი ერთმანეთთან მიმართებაშია ისეთი, როგორიც არის მარცხენა და მარჯვენა ხელები (ბერძნულიდან. სკამი - ხელი), ე.ი. არის სარკისებური გამოსახულებები, რომლებიც არ ემთხვევა მათ სივრცეში გაერთიანების მცდელობისას.

სტატიის შინაარსი

ოპტიკური იზომერია."როდესაც მოლეკულა სარკეში იყურება" იყო სტატიის უჩვეულო სათაური, რომელიც გამოქვეყნდა 1996 წლის ივნისის ამერიკულ ჟურნალში Chemical Education. და ამ ნომრის ყდის პირველ გვერდზე ასევე იყო უჩვეულო ნახატი. ძაღლის გვერდით, რომელიც კეთილგანწყობით ატრიალებდა კუდს, იყო პენიცილამინის სტრუქტურული ფორმულა. ძაღლმა სარკეში ჩაიხედა და იქიდან შემზარავმა მხეცმა შიშველი მოშვებული პირით და თავზე წამოწეული თვალით შეხედა მას. მხეცის მხარეს, იგივე სტრუქტურული ფორმულა იყო გამოსახული პირველის სარკისებურად. მაშ, რატომ აქვს ერთსა და იმავე ნივთიერებას ასეთი განსხვავებული გარეგნობა? ეს აიხსნება ზოგიერთი ქიმიური ნაერთის განსაკუთრებული თვისებით, რაც მჭიდროდაა დაკავშირებული მათ ოპტიკურ აქტივობასთან.

სინათლის პოლარიზაცია და ოპტიკური აქტივობა.

XIX საუკუნის დასაწყისში. ინგლისელმა ფიზიკოსმა, ასტრონომმა და ექიმმა თომას იუნგმა აჩვენა, რომ სინათლე შეიძლება განიხილებოდეს როგორც ტალღა. ფრანგმა ფიზიკოსმა ავგუსტინ ფრესნელმა დაადგინა, რომ სინათლის ტალღები განივი არის: მათში ვიბრაცია ხდება მოძრაობის მიმართულების პერპენდიკულარულად (ტალღების მსგავსად წყლის ზედაპირზე: ტალღა მიდის წინ და წყალზე ცურავს ვიბრირება ზევით და ქვევით). უკვე მე -20 საუკუნეში. აღმოჩნდა, რომ სინათლე არის ელექტრომაგნიტური ტალღა, რადიო ტალღის მსგავსად, მხოლოდ სინათლის ტალღის სიგრძეა ბევრად უფრო მოკლე. ტერმინი "ელექტრომაგნიტური" ნიშნავს, რომ შუქს აქვს ელექტრული და მაგნიტური ველები, რომლებიც პერიოდულად რხევავენ, ტალღების მსგავსად ზღვის ზედაპირზე. ჩვენ ახლა მხოლოდ ელექტრული ველის რხევები გვაინტერესებს. გამოდის, რომ ეს ვიბრაციები არ ხდება შემთხვევით, არამედ მხოლოდ პერპენდიკულარულად სინათლის სხივის მიმართულებით. ჩვეულებრივ შუქზე (ის გამოიყოფა, მაგალითად, მზისგან, ინკანდესენტური ნათურები) ვიბრაცია ხდება შემთხვევით, ყველა მიმართულებით. მაგრამ, გარკვეული კრისტალების გავლით, მაგალითად, ტურმალინი ან ისლანდიური სპარი (CaCO 3 კალციტის გამჭვირვალე ჯიში), სინათლე იძენს განსაკუთრებულ თვისებებს: ბროლი, თითქოსდა, "წყვეტს" ელექტრული ველის ყველა რხევას, გარდა ერთისთვის, რომელიც მდებარეობს გარკვეულ სიბრტყეში. ფიგურალურად რომ ვთქვათ, ასეთი შუქის სხივი შალის ძაფს ჰგავს, რომელიც ვიწრო შუალედში გაიჭრა ორ მკვეთრ საპარს პირს შორის.

ფრანგი ფიზიკოსი ეტიენ ლუი მალუსი თვლიდა, რომ სინათლე შედგება ნაწილაკებისგან ორი პოლუსით - „ჩრდილოეთი“ და „სამხრეთი“, ხოლო ისლანდიურ სპარში გავლილ შუქზე ყველა პოლუსი ერთი მიმართულებით არის შემობრუნებული. ამიტომ, მან ამ შუქს პოლარიზებული უწოდა. აღმოჩნდა, რომ სინათლე ნაწილობრივ პოლარიზებულია, რომელიც გარკვეულ კუთხეებში ირეკლავს დიელექტრიკის მბზინავ ზედაპირებს, მაგალითად, შუშას, ან ირეკლება მათში. მალუსის თეორია არ დადასტურდა, მაგრამ სახელი დარჩა. ადამიანის თვალი ვერ განასხვავებს ჩვეულებრივ შუქს პოლარიზებულიდან, მაგრამ ამის გაკეთება ადვილია უმარტივესი ოპტიკური მოწყობილობების - პოლარიმეტრის დახმარებით; მათ იყენებენ, მაგალითად, ფოტოგრაფები: პოლარიზებული ფილტრები ხელს უწყობენ ფოტოსურათის მბზინვარების მოშორებას, რაც ხდება მაშინ, როდესაც შუქი აისახება წყლის ზედაპირზე.

აღმოჩნდა, რომ როდესაც პოლარიზებული შუქი გადის ზოგიერთ ნივთიერებაში, ხდება საინტერესო ფენომენი: სიბრტყე, რომელშიც მოქცეული ელექტრული ველის "ისრები" მდებარეობს, თანდათან ბრუნავს იმ ღერძის გარშემო, რომლის გასწვრივ სხივი მოძრაობს. ეს ფენომენი პირველად 1811 წელს აღმოაჩინა ფრანგმა ფიზიკოსმა ფრანსუა დომინიკ არაგომ კვარცის კრისტალებში. ბუნებრივ კვარცის კრისტალებს აქვთ არარეგულარული, ასიმეტრიული სტრუქტურა და ისინი ორი ტიპისაა, რომლებიც განსხვავდებიან ფორმით, როგორც ობიექტი მისი სარკისებური გამოსახულებისგან. ეს კრისტალები ბრუნავს სინათლის პოლარიზაციის სიბრტყეს საპირისპირო მიმართულებით; მათ უწოდეს მარჯვენა და ლევგირატი.

1815 წელს კიდევ ერთმა ფრანგმა ფიზიკოსმა ჟან ბატისტ ბიოტმა და გერმანელმა ფიზიკოსმა ტომას სებეკმა დაადგინეს, რომ ზოგიერთ ორგანულ ნივთიერებას (მაგალითად, შაქარს ან ტურპენტინს) ასევე აქვს ეს თვისება და არა მხოლოდ კრისტალურ მდგომარეობაში, არამედ თხევად, გახსნილ და თუნდაც აირისებრ მდგომარეობაში. სახელმწიფო ასე რომ, დადასტურდა, რომ ოპტიკური აქტივობა შეიძლება ასოცირდებოდეს არა მხოლოდ კრისტალების ასიმეტრიასთან, არამედ თავად მოლეკულების რაღაც უცნობ თვისებასთან. აღმოჩნდა, რომ როგორც კრისტალების შემთხვევაში, ზოგიერთი ქიმიური ნაერთი შეიძლება არსებობდეს როგორც მარჯვენა, ისე ლევგირატის ჯიშების სახით და ყველაზე ფრთხილი ქიმიური ანალიზი არ ავლენს მათ შორის განსხვავებებს! სინამდვილეში, ეს იყო იზომერიზმის ახალი ტიპი, რომელსაც ოპტიკური იზომერიზმი ეწოდა. აღმოჩნდა, რომ მარჯვენა და ლევგირატის გარდა, არსებობს იზომერების მესამე ტიპი - ოპტიკურად არააქტიური. ეს აღმოაჩინეს 1830 წელს ცნობილმა გერმანელმა ქიმიკოსმა ჯონს იაკობ ბერზელიუსმა ყურძნის (დიჰიდროქსიმჟავა) მჟავის HOOS - CH (OH) –CH (OH) –COOH მაგალითის გამოყენებით: ეს მჟავა ოპტიკურად არააქტიურია და ზუსტად იგივე ქვის მჟავა კომპოზიციას აქვს სწორი ბრუნვა ხსნარში. მოგვიანებით აღმოჩენილი და არ იქნა ნაპოვნი ბუნებაში "მარცხენა" ლიმონის მჟავა - დექსტროტორული ანტიპოდი.

შესაძლებელია განასხვავოთ ოპტიკური იზომერები პოლარიმეტრის გამოყენებით, მოწყობილობა, რომელიც ზომავს პოლარიზაციის სიბრტყის ბრუნვის კუთხეს. ხსნარებისთვის ეს კუთხე ხაზოვანია ფენის სისქეზე და ოპტიკურად აქტიური ნივთიერების კონცენტრაციაზე (ბიოტის კანონი). სხვადასხვა ნივთიერებისათვის ოპტიკური აქტივობა შეიძლება განსხვავდებოდეს ძალიან ფართო დიაპაზონში. ამრიგად, სხვადასხვა ამინომჟავების წყალხსნარების შემთხვევაში 25 ° C- ზე, სპეციფიკური აქტივობა (აღინიშნება როგორც D და იზომება სინათლისთვის 589 ნმ ტალღის სიგრძით 1 გ / მლ კონცენტრაციით და ფენის სისქით 10 სმ) არის –232 ° ცისტინისთვის, –86, 2 ° პროლინისთვის, –11,0 ° ლეიცინისთვის, + 1,8 ° ალანინისთვის, + 13,5 ° ლიზინისთვის და + 33,2 ° ასპარაგინისთვის. თანამედროვე პოლარიმეტრები შესაძლებელს ხდის ოპტიკური ბრუნვის გაზომვას ძალიან მაღალი სიზუსტით (0.001 ° -მდე). ასეთი გაზომვები შესაძლებელს ხდის სწრაფად და ზუსტად განსაზღვროს ოპტიკურად აქტიური ნივთიერებების კონცენტრაცია, მაგალითად, შაქრის შემცველობა ხსნარებში მისი წარმოების ყველა ეტაპზე - ნედლეულიდან დაწყებული კონცენტრირებული ხსნარით და მელასით.

პასტერის აღმოჩენა.

კრისტალების ოპტიკური აქტივობა ფიზიკოსებმა დაუკავშირეს მათ ასიმეტრიას; სრულიად სიმეტრიული კრისტალები, მაგალითად, ნატრიუმის ქლორიდის კუბური კრისტალები, ოპტიკურად არააქტიურია. მოლეკულების ოპტიკური აქტივობის მიზეზი დიდი ხნის განმავლობაში სრულიად იდუმალი დარჩა. პირველი აღმოჩენა, რომელმაც ნათელი მოჰფინა ამ ფენომენს, გაკეთდა 1848 წელს ლუი პასტერის მიერ, რომელიც მაშინ ვინმესთვის უცნობი იყო. ჯერ კიდევ სტუდენტობისას პასტერი დაინტერესებული იყო ქიმიითა და კრისტალოგრაფიით, მუშაობდა ფიზიკოს ჟან-ბატისტ ბიოს და გამოჩენილი ფრანგი ქიმიკოსის ჟან ბატისტ დიუმას ხელმძღვანელობით. პარიზის უმაღლესი ნორმალური სკოლის დამთავრების შემდეგ, ახალგაზრდა (ის მხოლოდ 26 წლის იყო) პასტერი მუშაობდა ანტუან ბალარდის ლაბორატორიის ასისტენტად. ბალარი უკვე ცნობილი ქიმიკოსი იყო, რომელიც 22 წლის წინ ცნობილი გახდა ახალი ელემენტის - ბრომის აღმოჩენით. მან მის თანაშემწეს მიანიჭა თემა კრისტალოგრაფიაში, არ თქვა, რომ ეს გამოიწვევს გამოჩენილ აღმოჩენას.

თავისი კვლევის დროს პასტერმა მიიღო ტარტარის მჟავის მჟავა ნატრიუმის მარილი C 4 H 5 O 6 Na, გაჯერებული ხსნარი ამიაკით და წყლის ნელი აორთქლებით მიიღეს ნატრიუმ-ამონიუმის მარილის მშვენიერი პრიზმული კრისტალები C 4 H 3 O 6 NaNH 4. ეს კრისტალები ასიმეტრიული აღმოჩნდა, ზოგი მათგანი, სხვათა შორის, სარკისებური გამოსახულება იყო: კრისტალების ნახევარს ერთი დამახასიათებელი სახე ჰქონდა მარჯვნივ, ზოგს - მარცხნივ. გამადიდებელი შუშითა და პინცეტით შეიარაღებულმა პასტერმა კრისტალები ორ გროვად დაყო. მათ გადაწყვეტილებებს, როგორც მოსალოდნელი იყო, ჰქონდა საპირისპირო ოპტიკური ბრუნვა. პასტერი აქ არ გაჩერებულა. თითოეული ხსნარიდან მან გამოყო ორიგინალური მჟავა (რომელიც არააქტიური იყო). წარმოიდგინეთ მისი სიურპრიზი, როდესაც აღმოჩნდა, რომ ერთი ხსნარი არის კარგად ცნობილი დექსტროტორული მავნე მჟავა, ხოლო მეორე იგივე მჟავა, მაგრამ ბრუნავს მარცხნივ!

თვითმხილველთა მოგონებები მოწმობს ახალგაზრდა მეცნიერის წარმოუდგენელ ნერვულ აღტკინებაზე, რომელმაც იმ მომენტში შეიპყრო იგი; მიხვდა რა მოახერხა, პასტერმა გაიქცა ლაბორატორია და ფიზიკის ოთახში ლაბორატორიის ასისტენტთან შეხვედრისთანავე მივარდა მას და ჩაეხუტა და წამოიძახა: "მე უბრალოდ დიდი აღმოჩენა გავაკეთე!" და ის შედგებოდა იმაში, რომ დიდი ხნის წინ ცნობილი არააქტიური მავნე მჟავა არის უბრალოდ ცნობილი "მარჯვენა" მტვრის მჟავის და ადრე უცნობი "მარცხენის" თანაბარი რაოდენობის ნარევი. ამიტომ ნარევი არ არის ოპტიკურად აქტიური. ასეთი ნარევისთვის მათ დაიწყეს სახელი racemate (ლათინური racemus– დან - ყურძენი). ხოლო პასტერის მიერ მოპოვებული ტარტარის მჟავის ორ ანტიპოდს ეწოდა ენანტიომერები (ბერძნულიდან enantios - პირიქით). პასტერმა შემოიღო მათთვის L- და D- იზომერები (ლათინური სიტყვებიდან laevus - მარცხნივ და dexter - მარჯვნივ). მოგვიანებით, გერმანელმა ქიმიკოსმა ემილ ფიშერმა ეს აღნიშვნები დაუკავშირა ერთ -ერთი უმარტივესი ოპტიკურად აქტიური ნივთიერების ორი ენანთიომერის სტრუქტურას - გლიცეროლის ალდეჰიდს OHCH 2 –CH (OH) –CHO. 1956 წელს, ინგლისელი ქიმიკოსების რობერტ კანისა და კრისტოფერ ინგოლდისა და შვეიცარიელი ქიმიკოსის ვლადიმერ პრელოგის წინადადებით, ოპტიკური იზომერებისათვის შემოღებულ იქნა აღნიშვნები S (ლათინურიდან sinister - მარცხნივ) და R (ლათინური rectus - მარჯვნივ); racemate არის დანიშნული RS სიმბოლოთი. თუმცა, ტრადიციულად, ძველი აღნიშვნებიც ფართოდ გამოიყენება (მაგალითად, ნახშირწყლები, ამინომჟავები). უნდა აღინიშნოს, რომ ეს ასოები მიუთითებს მხოლოდ მოლეკულის სტრუქტურაზე (გარკვეული ქიმიური ჯგუფების "მარჯვენა" ან "მარცხენა" მოწყობა) და არ არის დაკავშირებული ოპტიკური ბრუნვის მიმართულებასთან; ეს უკანასკნელი მითითებულია პლუს და მინუს ნიშნებით, მაგალითად, D ( -) - ფრუქტოზა, D (+) - გლუკოზა.

"ხელით მეთოდის" გარდა პასტერმა აღმოაჩინა კიდევ ორი მეთოდი რასემატის ორ ანტიპოდად გამოყოფისათვის. ბიოქიმიური მეთოდი ემყარება ზოგიერთი მიკროორგანიზმის სელექციურ უნარს აითვისოს მხოლოდ ერთი იზომერი. მაგალითად, სოკოვანი mold Penicillum glaucumიზრდება ტარტარის მჟავის ან მისი მარილების განზავებულ ხსნარებზე, "ჭამს" მხოლოდ მარჯვენა იზომერს, მარცხენა უცვლელად ტოვებს.

რაცემატების გამოყოფის მესამე მეთოდი იყო წმინდა ქიმიური. მაგრამ მისთვის საჭირო იყო წინასწარ ოპტიკურად აქტიური ნივთიერების არსებობა, რომელიც რასემიურ ნარევთან ურთიერთობისას, მისგან "აირჩევდა" მხოლოდ ერთ ენანტიომერს. მაგალითად, ოპტიკურად აქტიური ორგანული ბაზა, რომელიც წარმოიქმნება ტარტარის მჟავასთან ერთად, ოპტიკურად აქტიური მარილი, საიდანაც შეიძლება გამოყოფილი იყოს ტარტარის მჟავის შესაბამისი ენანტიომერი.

ოპტიკური იზომერიზმის თეორია.

პასტერის ნაშრომი, რომელიც ადასტურებს ოპტიკურად არააქტიური ნაერთის ანტიპოდებად - გაყოფის შესაძლებლობას - ენანტიომერებს, თავდაპირველად უნდობლობა გამოიწვია ბევრ ქიმიკოსს შორის. თვით ბიოსაც არ სჯეროდა მისი თანაშემწის, სანამ პირადად არ გაიმეორა თავისი გამოცდილება და არ დარწმუნდა, რომ პასტერი მართალი იყო. პასტერის ამ და შემდგომმა ნამუშევრებმა მიიპყრო ქიმიკოსების დიდი ყურადღება. მალე ჯოზეფ ლე ბელმა, პასტერის მესამე მეთოდის გამოყენებით, რამდენიმე სპირტი ოპტიკურად აქტიურ ანტიპოდებად დაყო. იოჰან ვისლისენუსმა დაადგინა, რომ არსებობს ორი რძემჟავა: ოპტიკურად არააქტიური, წარმოიქმნება მჟავე რძეში (ფერმენტირებული რძემჟავა) და დექსტროროტაციული, რომელიც ჩნდება სამუშაო კუნთში (რძემჟავა). სულ უფრო მეტი ასეთი მაგალითი იყო და საჭირო იყო თეორია იმის ახსნა, თუ როგორ განსხვავდება ანტიპოდი მოლეკულები ერთმანეთისგან. ეს თეორია შეიქმნა ახალგაზრდა ჰოლანდიელმა მეცნიერმა ვანტ ჰოფმა. ამ თეორიის თანახმად, მოლეკულები, კრისტალების მსგავსად, შეიძლება იყოს „მემარჯვენე“ და „მემარცხენე“, რაც ერთმანეთის სარკისებური გამოსახულებაა. უმარტივესი მაგალითი იყო ეს. ორგანულ ნაერთებში ნახშირბადის ატომი არის ოთხვალენტიანი; ოთხი ქიმიური ბმა მიმართულია მისგან თანაბარი კუთხით ტეტრაედრის წვეროებისკენ. თუ ყველა ატომი ან ჯგუფი ატომებისა, რომლებიც მდებარეობს ტეტრაედრის წვერზე და დაკავშირებულია ნახშირბადის ცენტრალურ ატომთან, განსხვავებულია, მაშინ შესაძლებელია ორი განსხვავებული სტრუქტურა, რომლებიც სივრცეში ბრუნვით არ არის ერთმანეთთან შერწყმული. თუ ოთხი შემცვლელიდან სულ მცირე ორი ერთნაირია, მოლეკულები სრულიად იდენტური გახდება (ამის მარტივად გადამოწმება შესაძლებელია ასანთის მოდელისა და ფერადი პლასტილინის გამოყენებით). ისეთ სტრუქტურებს, რომლებიც ერთმანეთისაგან განსხვავდება როგორც მარჯვენა ხელი მარცხნიდან, ქირალი ეწოდება (ბერძნული მემკვიდრისგან - ხელი). ამრიგად, ოპტიკური აქტივობა არის მოლეკულების სივრცული იზომერიზმის (სტერეოიზომერიზმის) შედეგი.

ოთხ სხვადასხვა შემცვლელთან შეკრული ნახშირბადის ატომი ეწოდება ასიმეტრიულს. სხვა ელემენტების ატომები - სილიციუმი, აზოტი, ფოსფორი, გოგირდი - ასევე შეიძლება იყოს ასიმეტრიული. ამასთან, ნაერთები ასიმეტრიული ნახშირბადის ატომების გარეშე ასევე შეიძლება იყოს ოპტიკურად აქტიური, თუკი ისინი შეიძლება არსებობდეს როგორც ორი სარკის იზომერი. მოლეკულა იქნება ასიმეტრიული, თუ მასში არ არის სიმეტრიის ელემენტი - არც ცენტრი, არც ღერძი, არც სიმეტრიის სიბრტყე. მაგალითია ალენის მოლეკულა H 2 C = C = CH 2, რომელშიც არის ორი განსხვავებული შემცვლელი: R 1 R 2 C = C = CR 1 R 2. საქმე იმაშია, რომ ეს შემცვლელები არ არიან იმავე სიბრტყეში (როგორც, მაგალითად, ალკენებში), არამედ ორ ერთმანეთზე პერპენდიკულარულ სიბრტყეში. ამრიგად, შესაძლებელია ორი სარკის იზომერის არსებობა, რომელთა ერთმანეთთან შეთავსება შეუძლებელია რაიმე გადაადგილებითა და ბრუნვით.

უფრო რთული ურთიერთობები გვხვდება მოლეკულების შემთხვევაში რამოდენიმე ასიმეტრიული ნახშირბადის ატომით. მაგალითად, ტარტარის მჟავაში, ორი ნახშირბადის ატომზე ორი ჰიდროქსილის ჯგუფი შეიძლება განლაგდეს ისე, რომ მოლეკულა სიმეტრიულია და არ აქვს სარკის იზომერები. ეს იწვევს სხვა, ოპტიკურად არააქტიური, იზომერის წარმოქმნას, რომელსაც მეზო ტარტარული (ან ანტი-ტარტარული) მჟავა ეწოდება. ამრიგად, დიჰიდროქსი სუკინიუმის მჟავა შეიძლება იყოს ოთხი იზომერის სახით: დექსტროტატორული (D-tartaric acid, რომელსაც მედიცინაში ეწოდება tartaric მჟავა), levorotatory (L-tartaric acid), ოპტიკურად არააქტიური (meso-tartaric მჟავა) და ასევე L- და R- იზომერების ნარევის ფორმა, ანუ რაცემატი (i-tartaric, ან tartaric მჟავა). ოპტიკურად აქტიური ტარარის მჟავები, მათი წყალხსნარების გახანგრძლივებული გათბობისას, რასემიზდება და ანტიპოდების ნარევად იქცევა.

სიტუაცია კიდევ უფრო გართულებულია, როდესაც მოლეკულას აქვს მრავალი ასიმეტრიული ცენტრი. მაგალითად, გლუკოზის მოლეკულაში ოთხი მათგანია. აქედან გამომდინარე, თეორიულად შესაძლებელია არსებობდეს 16 სტერეოიზომერი, რომლებიც ქმნიან 8 წყვილ სარკის ანტიპოდს. ისინი დიდი ხანია ცნობილია ქიმიკოსებისთვის; ესენია თავად გლუკოზა, ისევე როგორც ალოზი, ალტროზა, მანოზა, გულიზა, იდოზა, გალაქტოზა და ტალოზა. ბევრი მათგანი ბუნებრივად გვხვდება, მაგალითად D- გლუკოზა (მაგრამ არა L- გლუკოზა, რომელიც სინთეზურად არის წარმოებული).

თუ ნივთიერებაში არის „მარჯვენა“ და „მარცხენა“ მოლეკულების თანაბარი ნაწილები, ის ოპტიკურად არააქტიური იქნება. სწორედ ეს ნივთიერებები მიიღება კოლბაში ჩვეულებრივი ქიმიური სინთეზის შედეგად. და მხოლოდ ცოცხალ ორგანიზმებში, ასიმეტრიული აგენტების მონაწილეობით (მაგალითად, ფერმენტები) წარმოიქმნება ოპტიკურად აქტიური ნაერთები. რასაკვირველია, მაშინვე გაჩნდა კითხვა, თუ როგორ გაჩნდა ასეთი ნაერთები დედამიწაზე, მაგალითად, იგივე ბუნებრივი დექსტროტორული მავნე მჟავა, ან "ასიმეტრიული" მიკროორგანიზმები, რომლებიც იკვებებოდნენ მხოლოდ ერთი ენანთიომერით. მართლაც, პიროვნების არარსებობისას, არავინ იყო ოპტიკურად აქტიური ნივთიერებების მიმართული სინთეზის ჩასატარებლად, არავინ იყო კრისტალები მარჯვნივ და მარცხნივ! თუმცა, ასეთი კითხვები იმდენად რთული აღმოჩნდა, რომ მათზე პასუხი ჯერ არ არსებობს. მაგალითად, არავინ იცის რატომ თითქმის ყველა ბუნებრივი ამინომჟავა, საიდანაც ცილებია აგებული, მიეკუთვნება L რიგს (S- კონფიგურაცია) და მათი ანტიპოდები მხოლოდ ზოგჯერ გვხვდება ზოგიერთ ანტიბიოტიკში.

ვანტ ჰოფის თეორიამ მაშინვე არ მოიპოვა აღიარება. ამრიგად, გამოჩენილმა გერმანელმა ექსპერიმენტულმა ქიმიკოსმა ადოლფ კოლბემ (რამდენიმე ორგანული რეაქცია დაერქვა მას) გამოაქვეყნა მყიფე სტატია 1877 წლის მაისში, რომელშიც მან მკვეთრად გააკრიტიკა ახალი თეორია. საბედნიეროდ, კოლბე აშკარა უმცირესობაში იყო და ვანტ ჰოფის თეორიამ, რომელმაც საფუძველი ჩაუყარა თანამედროვე სტერეოქიმიას, მოიპოვა ზოგადი აღიარება და მისი შემქმნელი 1901 წელს გახდა პირველი ნობელის პრემიის ლაურეატი ქიმიაში.

ამ თეორიამ შესაძლებელი გახადა მრავალი ქიმიური ფენომენის ახსნა. მაგალითად, ჰალოგენის ატომების ჰიდროქსილის ჯგუფების შეცვლის რეაქციებში: ოპტიკურად აქტიურ ალკილის ჰალოგენიდებში R - X + OH - ® R - OH + X - (X არის ჰალოგენის ატომი), ზოგიერთ შემთხვევაში ოპტიკური აქტივობა ქრება, სხვები დაცულია, მაგრამ იცვლის ნიშანს. აღმოჩნდა, რომ ეს რეაქცია შეიძლება სხვადასხვაგვარად წარიმართოს. პირველი მექანიზმი გულისხმობს ჰალოგენიდის დისოციაციას შუალედური R + იონების წარმოქმნით, რომლებიც სწრაფად ერწყმის OH - ანიონებს, რაც იძლევა რეაქციის პროდუქტს, ალკოჰოლს. თუ საწყის R - X ჰალოიდს ჰქონდა ოპტიკური აქტივობა, ის იკარგება ამ რეაქციის შედეგად, ვინაიდან ჰიდროქსილს შეუძლია ორივე მხრიდან მიუახლოვდეს შუალედურ პლანეტალურ კატიონს, ისე რომ შეიქმნას ენანტიომერების ნარევი. თუ რეაქცია მიმდინარეობს მეორე მექანიზმის მიხედვით, OH– ანიონი უახლოვდება ნახშირბადის ატომს C - X ბმის მოპირდაპირე მხარეს და "გადააქვს" ჰალოგენის ატომს ანიონის სახით. თუ საწყის ჰალოგენს R 1 R 2 R 3 C - X ჰქონდა ოპტიკური აქტივობა, იგი შენარჩუნებულია ამ რეაქციის შედეგად, მაგრამ ოპტიკური ბრუნვის ნიშანი უკუგდება. ეს ხდება იმიტომ, რომ ნახშირბადის ასიმეტრიულ ატომზე სამი შემცვლელი R1, R2 და R3, რომლებიც ჰალოგენის ატომის მსგავსად, ტეტრაედრონის წვეროზეა, შემტევი აგენტის - ჰიდროქსილის მიახლოებისას, იცვლის მათ კონფიგურაციას მეოთხე შემცვლელი; კონფიგურაციის ასეთი ცვლილება არის ძლიერი ქარის ქოლგის ინვერსიის ანალოგი.

ოპტიკური იზომერიზმი და სიცოცხლე.

ქიმიკოსები ხშირად მოიხსენიებენ ენანტიომერებს, როგორც ერთ ნაერთს, რადგან მათი ქიმიური თვისებები იდენტურია. თუმცა, მათი ბიოლოგიური აქტივობა შეიძლება სრულიად განსხვავებული იყოს. ეს აშკარა გახდა ტალიდომიდის ტრაგიკული ისტორიის შემდეგ, წამალი, რომელიც მე -20 საუკუნის 60 -იან წლებში. ბევრ ქვეყანაში ექიმებმა დაადგინეს ორსული ქალები, როგორც ეფექტური საძილე აბი და დამამშვიდებელი. თუმცა, დროთა განმავლობაში, მისი საშინელი გვერდითი მოვლენა გამოვლინდა: ნივთიერება აღმოჩნდა ტერატოგენული (ემბრიონის დაზიანება, ბერძნული ტერატოსიდან - მონსტრი, ფრიკი) და ბევრი ბავშვი დაიბადა თანდაყოლილი დეფორმაციით. მხოლოდ 1980 -იანი წლების ბოლოს გაირკვა, რომ უბედურებების მიზეზი იყო თალიდომიდის მხოლოდ ერთი ენანტიომერი, მისი დექსტროტორული ფორმა. სამწუხაროდ, დოზის ფორმების მოქმედების ასეთი განსხვავება ადრე ცნობილი არ იყო და თალიდომიდი იყო ორივე ანტიპოდის რასემიური ნარევი.

ამჟამად, ბევრი პრეპარატი ხელმისაწვდომია ოპტიკურად სუფთა ნაერთების სახით. ამრიგად, შეერთებულ შტატებში 25 ყველაზე გავრცელებული ნარკოტიკიდან მხოლოდ ექვსი არის არაქირურგიული ნაერთი, სამი არის racemates და დანარჩენი სუფთა ენანტიომერებია. ეს უკანასკნელი მიიღება სამი მეთოდით: რასემიური ნარევების გამოყოფა, ბუნებრივი ოპტიკურად აქტიური ნაერთების მოდიფიკაცია (ესენია: ნახშირწყლები, ამინომჟავები, ტერპენები, რძემჟავა და ლითონის მჟავები და სხვა) და პირდაპირი სინთეზი. მაგალითად, ცნობილმა ქიმიურმა კომპანიამ Merck– მა შეიმუშავა მეთოდი ანტიჰიპერტენზიული საშუალების მეთილდოპას წარმოებისთვის, რომელიც გულისხმობს მხოლოდ სასურველი ენანტიომერის სპონტანურ კრისტალიზაციას ამ იზომერის მცირე თესლის ხსნარში შეყვანით. პირდაპირი სინთეზი ასევე მოითხოვს ქირალურ წყაროებს, ვინაიდან ნებისმიერი სხვა ტრადიციული სინთეზის მეთოდი იძლევა ორივე ენანტიომერს თანაბარი პროპორციით - რასემატი. სხვათა შორის, ეს არის ერთ -ერთი მიზეზი ზოგიერთი წამლის ძალიან მაღალი ღირებულებისა, რადგან მხოლოდ ერთ -ერთი მათგანის მიზანმიმართული სინთეზი არის ძალიან რთული ამოცანა. აქედან გამომდინარე, გასაკვირი არ არის, რომ მსოფლიოში წარმოებული 500 -ზე მეტი სინთეტიკური ქირალური პრეპარატისგან მხოლოდ ერთი მეათედი არის ოპტიკურად სუფთა. ამავდროულად, ბუნებრივი ნედლეულისგან მიღებული 517 პრეპარატიდან მხოლოდ რვაა რაცემატი.

ოპტიკურად სუფთა ენანტიომერების საჭიროება აიხსნება იმით, რომ ხშირად მხოლოდ ერთ მათგანს აქვს სასურველი თერაპიული ეფექტი, ხოლო მეორე ანტიპოდს შეუძლია გამოიწვიოს არასასურველი გვერდითი მოვლენები ან თუნდაც ტოქსიკური იყოს. ასევე ხდება, რომ თითოეულ ენანტიომერს აქვს თავისი კონკრეტული მოქმედება. ასე რომ, S ( -) - თიროქსინი ("ლევოტროიდი") არის ფარისებრი ჯირკვლის ბუნებრივი ჰორმონი. და დექსტროტორული R (+) - თიროქსინი ("დექსტროიდი") ამცირებს სისხლში ქოლესტერინს. ზოგიერთი მწარმოებელი ამუშავებს სავაჭრო სახელებს ასეთი შემთხვევებისთვის, პალინდრომები, მაგალითად, დარვონი და ნოვრადი.

რით აიხსნება ენანტიომერების განსხვავებული მოქმედება? ადამიანი ქირალური არსებაა. მისი სხეულიც და ბიოლოგიურად აქტიური ნივთიერებების მოლეკულებიც, რომლებიც მის შემადგენლობაშია, ასიმეტრიულია. ქირალის წამლის მოლეკულები, რომლებიც ურთიერთქმედებენ სხეულის გარკვეულ ქირალურ ცენტრებთან, მაგალითად, ფერმენტებთან, განსხვავებულად მოქმედებენ იმისდა მიხედვით, თუ რომელი ენანტიომერია პრეპარატი. "სწორი" მედიცინა უახლოვდება თავის რეცეპტორს, როგორც საკეტის გასაღები და იწვევს სასურველ ბიოქიმიურ რეაქციას. "არასწორი" ანტიპოდის მოქმედება შეიძლება შევადაროთ მცდელობას, შეაგროვოს მისი სტუმრის მარჯვენა ხელი მარჯვენა ხელით.

თუ პრეპარატი არის racemate, მაშინ ერთ -ერთი ენანთიომერი საუკეთესოდ შეიძლება იყოს გულგრილი, უარეს შემთხვევაში - გამოიწვიოს სრულიად არასასურველი ეფექტი. Აი ზოგიერთი მაგალითი. ასე რომ, ანტიარითმული აგენტი S ( -) - ანაპრილინი მოქმედებს 100 -ჯერ უფრო ძლიერად, ვიდრე R (+) - ფორმა! ვერაპამილის შემთხვევაში, ორივე ენანტიომერს აქვს მსგავსი ეფექტი, მაგრამ მის R (+) - ფორმას აქვს მნიშვნელოვნად ნაკლებად ძლიერი კარდიოდეპრესანტული გვერდითი ეფექტი. გამოიყენება საანესთეზიოდ, კეტამინს შეუძლია გამოიწვიოს გვერდითი მოვლენები პაციენტთა 50% -ში აღგზნების, დელირიუმის და ა.შ. და ეს ძირითადად თანდაყოლილია მხოლოდ R (-) იზომერში, ასევე რაცემატში. , ლევამიზოლი აქტიურია ძირითადად S ( -) იზომერია, ხოლო მისი R (+) - ანტიპოდი იწვევს გულისრევას, ამიტომ ერთ დროს რასემიური ლევამიზოლი შეიცვალა ერთ -ერთი ენანთიომერით. მაგრამ აღმოჩნდება, რომ ყოველთვის არ აქვს ეკონომიკური აზრი სუფთა იზომერების სინთეზს. მაგალითად, ფართოდ გავრცელებული ტკივილგამაყუჩებელი იბუპროფენისთვის ფერმენტების მოქმედებით, შესაძლებელია თერაპიულად არააქტიური R ( -) - იზომერირება აქტიური S (+) - იზომერში; შესაბამისად, ამ შემთხვევაში, გაცილებით იაფ რაცემატს შეუძლია იყო გამოყენებული.

"მარჯვენა" და "მარცხენა" იზომერების განსხვავებული ბიოლოგიური მოქმედება ვლინდება არა მხოლოდ წამლებს შორის, არამედ ყველა შემთხვევაში, როდესაც ქირალური ნაერთი ცოცხალ ორგანიზმებთან ურთიერთქმედებს. გასაოცარი მაგალითია ამინომჟავა იზოლეუცინი: მისი დექსტროტორული იზომერი ტკბილია, ხოლო მისი ლევორაციული იზომერი მწარეა. Სხვა მაგალითი. კარვონი არის ნივთიერება, რომელსაც აქვს ძალიან ძლიერი არომატი (ადამიანის ცხვირს შეუძლია მისი სუნი იგრძნოს, როდესაც ის ჰაერში შეიცავს ლიტრზე მხოლოდ 17 მილიონ მემილიგრამს). კარვონი იზოლირებულია კარვის თესლიდან, რომლის ზეთი შეიცავს მის დაახლოებით 60% -ს. თუმცა, ზუსტად იგივე ნაერთი იმავე სტრუქტურისაა ნაპოვნი პიტნის ზეთში - იქ მისი შემცველობა 70%-ს აღწევს. ყველა თანხმდება, რომ პიტნისა და ხახვის სუნი სულაც არ არის იგივე. აღმოჩნდა, რომ სინამდვილეში არის ორი კრავი - "მარჯვენა" და "მარცხენა". ამ ნაერთების სუნის განსხვავება მიუთითებს იმაზე, რომ ცხვირის რეცეპტორული უჯრედები ყნოსვაზე პასუხისმგებელი ასევე ქირალური უნდა იყოს.

ახლა დავუბრუნდეთ ძაღლსა და მგელზე გამოსახულ ფორმულას. პენიცილამინი (3,3-დიმეთილცისტეინი) არის ამინომჟავის ცისტეინის საკმაოდ მარტივი წარმოებული. ეს ნივთიერება გამოიყენება სპილენძით, ვერცხლისწყლით, ტყვიით და სხვა მძიმე მეტალებით მწვავე და ქრონიკული მოწამვლისთვის, ვინაიდან მას აქვს უნარი ამ ლითონების იონებთან ძლიერი კომპლექსები მისცეს; შედეგად მიღებული კომპლექსები ამოღებულია თირკმელებით. პენიცილამინი ასევე გამოიყენება რევმატოიდული ართრიტის სხვადასხვა ფორმისთვის, სისტემური სკლეროდერმიისთვის და რიგ სხვა შემთხვევებში. ამ შემთხვევაში გამოიყენება მხოლოდ S- ფორმა, რადგან R- იზომერი ტოქსიკურია და შეიძლება გამოიწვიოს სიბრმავე.

ილია ლენსონი

ნივთიერების ოპტიკური მოქმედება იგულისხმება როგორც მისი პოლარიზებული სინათლის სხივის სიბრტყის გადახვევის უნარი მარჯვნივ ან მარცხნივ გარკვეული კუთხით.

ოპტიკური აქტივობის ფენომენი აღმოაჩინეს 1815 წელს ფიზიკოსმა ჯ.ბ. ბიო (საფრანგეთი).

1848 წელს ლუი პასტერმა, ტარტარის მჟავას კრისტალების შესწავლისას, შენიშნა, რომ ოპტიკურად არააქტიური Na- ამონიუმის ტარტრატი არსებობდა ორი სახის კრისტალების სახით, რომლებიც ერთმანეთის სარკისებური გამოსახულება იყო. პასტერმა დაყო მარჯვენა და მარცხენა ხელის კრისტალები. აღმოჩნდა, რომ მათი წყალხსნარები ოპტიკურად აქტიურია. ორი ხსნარის კონკრეტული ბრუნვა იყო ერთი და იგივე სიდიდით, მაგრამ განსხვავებული ნიშნით. მას შემდეგ, რაც სხვადასხვა ოპტიკური ბრუნვა დაფიქსირდა ხსნარებისთვის, პასტერმა დაასკვნა, რომ ეს თვისება ახასიათებს მოლეკულებს და არა კრისტალებს და ვარაუდობს, რომ ამ ნივთიერებების მოლეკულები ერთმანეთის სარკისებური გამოსახულებაა. ეს ვარაუდი საფუძვლად დაედო სტერეოქიმიას, რომელიც შეისწავლის მოლეკულების სივრცით სტრუქტურას და მის გავლენას ნივთიერებების ქიმიურ და ფიზიკურ თვისებებზე.

პირველი სტერეოქიმიური თეორია, რომელიც ხსნის ნივთიერებების ოპტიკური მოქმედების მიზეზებს, შეიქმნა 1874 წელს ერთდროულად ორმა მეცნიერმა - ჰოლანდიელმა ქიმიკოსმა ჯ. ვანტ ჰოფი და ფრანგი ჟ. ლე ბელი. ამ თეორიის საფუძველი იყო ნახშირბადის ატომის ტეტრაედრული მოდელის კონცეფცია, ე.ი. ნახშირბადის ატომის ოთხივე ვალენტი არ დევს ერთ სიბრტყეში, არამედ მიმართულია ტეტრაედრის კუთხეებისკენ.

აღმოჩნდა, რომ ყველაზე ხშირად ოპტიკური აქტივობა განპირობებულია მოლეკულაში ყოფნით ასიმეტრიული ნახშირბადის ატომი, ე.ი. C- ატომი, რომლის ყველა ვალენტობა, მიმართულია ტეტრაედრის კუთხეებზე, ივსება სხვადასხვა ატომით ან ატომების ჯგუფებით (რადიკალებით ან შემცვლელებით). ასიმეტრიული C- ატომები ქიმიაში აღნიშნავენ *. Მაგალითად:

გლიცერალდეჰიდის ვაშლის მჟავა

ოპტიკური აქტივობის ფენომენი უკავშირდება ოპტიკური იზომერების არსებობას - ნივთიერებებს, რომლებსაც აქვთ მოლეკულაში ატომებს შორის ობლიგაციების ერთნაირი რიგი, მაგრამ მათი განსხვავებული სივრცითი მოწყობა. სივრცითი სტრუქტურის თვალსაზრისით, ოპტიკური იზომერები ჰგავს ერთმანეთის სარკისებურ გამოსახულებებს, ე.ი. სარკის ანტიპოდები ან ენანტიომერები. ენანტიომერები ერთმანეთს უწოდებენ მარჯვენა და მარცხენა ხელებს. ენანტიომერების ყველა მუდმივი, გარდა კონკრეტული ბრუნვისა (α), ერთნაირია.

ნივთიერების ორი ფორმა სარკის მოპირდაპირე კონფორმირებით პოლარიზებულ სინათლის სხივს ბრუნავს საპირისპირო მიმართულებით: (+) - მარჯვნივ, ( -) - მარცხნივ იმავე კუთხით, ეწოდება ოპტიკური ანტიპოდები ან ენანტიომერები.

ამჟამად საყოველთაოდ მიღებული ჩვეულებრივი აღნიშვნის მეთოდი პირველად შემოთავაზებულ იქნა ე.ფიშერის მიერ (1891 წ.), შემდეგ გარკვეულწილად მოდიფიცირებული მ.ა. როზანოვი (1906) და დეტალურად განიხილა ჰადსონმა (1949). გლიცერიკული ალდეჰიდი გამოიყენება როგორც სტანდარტი:

D (+) - გლიცერინი L ( -) - გლიცერინი

ალდეჰიდი ალდეჰიდი

თუმცა, აღმოჩნდა, რომ კონფიგურაციის D (d) –და L (l) ტიპს მიკუთვნება ყოველთვის არ ნიშნავს იმას, რომ ბრუნვის მიმართულება მიდის (+) მარჯვნივ ან (-) მარცხნივ. შესაძლებელია, რომ D იყოს კონფორმაცია და ბრუნავს პოლარიზებული სხივის სიბრტყეს მარცხნივ (-), ან L არის კონფორმაცია და ბრუნავს მარჯვნივ (+). ამრიგად, ასოების აღნიშვნები D (d) ან L (l) განსაზღვრავს ატომების ან ატომური ჯგუფების სივრცულ ორიენტაციას ასიმეტრიული C- ატომის გარშემო, ხოლო ნიშნები (+) - მარჯვენა ბრუნვა, ( -) - მარცხენა ბრუნვა.

(+) და (-) ფორმების ნარევი (და უმეტეს შემთხვევაში ეს არის D- და L- ფორმების ნარევი) 1: 1 თანაფარდობით ეწოდება რაცემატულ ან რასემიურ ნარევს. ის ოპტიკურად არააქტიურია (). თუ ორგანულ ნაერთში რამდენიმე ასიმეტრიული C ატომია, ოპტიკური იზომერების რაოდენობა განისაზღვრება ფორმულით:

სადაც N არის ოპტიკური იზომერების რაოდენობა;

n არის ასიმეტრიული C- ატომების რიცხვი.

რძემჟავას იზომერიზმი

D ( -) - რძემჟავა L (+) - რძემჟავა

(ჩამოყალიბებულია კუნთებში ინტენსიური მუშაობის დროს) (ჩამოყალიბებულია მაშინ, როდესაც რძე მჟავეა)

ტარტარის მჟავის იზომერია

მეზოტარის მჟავა L ( -) - ტარტარული D (+) - ტარტონის მჟავა

მეზო-ფორმებში მოლეკულის ერთ ნახევარს აქვს (+) კონფიგურაცია, მეორეს (-) კონფიგურაცია (მაგალითად, მეზო-ტარტარული მჟავა). ბრუნვის ნიშნის "შიდა კომპენსაციის" შედეგად, მეზო-ფორმები ოპტიკურად არააქტიურია და რაცემატებისგან განსხვავებით, ისინი არ შეიძლება დაიყოს ენანტიომერებად.

ოპტიკური იზომერიზმის ღირებულება

თითოეული ოპტიკურად აქტიური ნივთიერება, როდესაც შემოწმებულია გარკვეულ პირობებში, ბრუნავს პოლარიზაციის სიბრტყეს გარკვეული კუთხით, რომლის ღირებულება მუდმივი და დამახასიათებელია მოცემული ნივთიერებისათვის, ე.ი. იგივე მუდმივი, როგორც დნობის წერტილი, ნივთიერების დუღილის წერტილი, სიმკვრივე და ა. ნივთიერების ოპტიკური აქტივობის დამახასიათებელ მუდმივობას ეწოდება კონკრეტული ბრუნვა. ამრიგად, კონკრეტული ბრუნვის დადგენით, შეიძლება დადგინდეს ნივთიერების ნამდვილობა.

ოპტიკურ იზომერიზმს უდიდესი ბიოლოგიური მნიშვნელობა აქვს. ფერმენტებს, რომლებიც კატალიზაციას უკეთებენ ცოცხალ ორგანიზმებში ბიოქიმიურ რეაქციებს, აქვთ ოპტიკური სპეციფიკა, ე.ი. ისინი მოქმედებენ მხოლოდ გარკვეულ ოპტიკურ იზომერებზე (მაგალითად, D- მონოსაქარიდებზე, L- ამინომჟავებზე და სხვა). ფერმენტები არ მოქმედებენ ამ ნივთიერებების ოპტიკურ ანტიპოდებზე; არ ჩაერთონ მათ მეტაბოლიზმში. ქსოვილებში დაგროვება, ასეთმა იზომერებმა შეიძლება გამოიწვიოს პათოლოგიური პროცესები.

იგი ვლინდება იმ შემთხვევებში, როდესაც იგივე ნაერთის იზომერები, კავშირში შემცვლელების განსხვავებული მოწყობით გარკვეულიცენტრი, არ არის თავსებადი სივრცეში... ალიფატური სერიის წარმოებულებისთვის, იზომერიზმი დაკავშირებულია sp 3 ჰიბრიდული ნახშირბადის ატომის სტერეოქიმიურ მახასიათებლებთან.

მე -18 საუკუნის ბოლოს ლე-ბელმაც კი შემოგვთავაზა ნახშირბადის ატომის ტეტრაედრული სტრუქტურა. იმ შემთხვევაში, თუ ნახშირბადის ატომი დაკავშირებულია ოთხი განსხვავებულიშემცვლელები, შესაძლებელი ხდება 2 იზომერის არსებობა, რომლებიც ერთმანეთის სარკისებური გამოსახულებაა.

ნახშირბადის ატომს, რომელსაც აქვს ყველა განსხვავებული შემცვლელი, ეწოდება ასიმეტრიულიან ქირალურიცენტრი ("ჰიროსი" - ხელი).

განვიხილოთ პერსპექტიული ფორმულების მაგალითი:

სტერეოიზომერები I და II შეუთავსებელია სივრცეში, არის ანტიპოდები ან ოპტიკური იზომერები ( ენანტიომერები, სტერეომერები).

ფიშერის პროექციის ფორმულები

განვიხილოთ პერსპექტიული ფორმულები სხვადასხვა სიბრტყეში.

ფურცლის სიბრტყეში მოათავსეთ ასიმეტრიული ცენტრი (ნახშირბადის ატომი); მონაცვლეობით ადა ბფურცლის სიბრტყის უკან ( დანდამკვირვებელი); მონაცვლეობით ვდა დფურცლის სიბრტყის ზემოთ ( ახლოსდამკვირვებელი) - ისრების შესაბამისად, რომლებიც მიუთითებენ დამკვირვებლის მზერის მიმართულებას. ჩვენ ვიღებთ ობლიგაციების ორმხრივ პერპენდიკულარულ მიმართულებას ქირალურ ცენტრთან. იზომერების ასეთ კონსტრუქციას ეწოდება ფიშერის საპროექტო ფორმულები.

ამრიგად, ფიშერის პროექციის ფორმულებში ჰორიზონტალურად განლაგებული შემცვლელები მიმართულია დამკვირვებლისკენ, ხოლო ვერტიკალურად - ფურცლის სიბრტყის მიღმა.

პროექციის ფორმულების აგებისას, ყველაზე მოცულობითი შემცვლელები მოთავსებულია ვერტიკალურად. თუ შემცვლელები არიან ატომები ან მცირე ჯგუფები, რომლებიც არ არის დაკავშირებული ძირითად ჯაჭვთან, მაშინ ისინი ჰორიზონტალურად არის განლაგებული. 2-ბრომბუტანისთვის

არის ორი ანტიპოდი:

ენანტიომერები, ანტიპოდები, სტერეომერები პრაქტიკულად არ განსხვავდებიან თვისებებით (დუღილის წერტილი, დნობის წერტილი და ა.შ.), ასევე აქვთ მსგავსი თერმოდინამიკური მუდმივები. ამავე დროს, მათ აქვთ განსხვავებები:

4) - მყარი ანტიპოდები კრისტალიზდება ერთმანეთის მსგავსი სარკისებრი კრისტალების წარმოქმნით, მაგრამ სივრცეში შეუთავსებელია.

5) - ანტიპოდები ბრუნავს პოლარიზებული სინათლის სიბრტყეს ერთი და იმავე კუთხით, მაგრამ სხვადასხვა მიმართულებით. თუ სინათლის ბრუნვის კუთხე დადებითია (საათის ისრის მიმართულებით), მაშინ ანტიპოდს ეწოდება დექსტროტორული, თუ ის უარყოფითი (საათის ისრის საწინააღმდეგოდ), მაშინ მას ეწოდება ლევოროტაციული.

სიბრტყის პოლარიზებული სინათლის ოპტიკური ბრუნვის კუთხე არის მითითებული [ α D]. თუ [ α D] = -31.2 °, შესწავლილია ლევორტაციული ანტიპოდი.

პოლარიმეტრის მოწყობილობა

ნივთიერებებს, რომლებსაც შეუძლიათ პოლარიზებული სინათლის სიბრტყის ბრუნვა, ეწოდება ოპტიკურად აქტიური ან ოპტიკურად აქტიური.

ორი ენანთიომერის ნარევი 1: 1 თანაფარდობით არ ბრუნავს პოლარიზებული სინათლის სიბრტყეს და მას უწოდებენ რასემიურ ნარევს, რასემატს.

თუ ნარევში ერთი ანტიპოდი ჭარბობს მეორეს, მაშინ ის საუბრობს მის ოპტიკურ სიწმინდეზე (ee). იგი გამოითვლება ნარევში ენანტიომერების შემცველობის განსხვავებიდან.

II - 30%, ee = 70 - 30 = 40 (%)

მეორადი და მესამეული ამინებიასევე შეიძლება იყოს ოპტიკურად აქტიური. მეოთხე შემცვლელი არის ერთადერთი წყვილი ელექტრონი აზოტის ატომზე.

5.4.1 დიასტერეომერები

დიასტერეომეტრია არის ფენომენი, რომელსაც აქვს უფრო მნიშვნელოვანი გავლენა ნივთიერებების თვისებებზე და შეინიშნება იმ შემთხვევებში, როდესაც ნაერთში არის ორი ან მეტი ასიმეტრიული ცენტრი. Მაგალითად:

4-ქლოროპენტანოლ -2

მოდით დავხატოთ კავშირის ყველა შესაძლო ანტიპოდი (I-IV):

იმავე ნაერთის ოპტიკურ იზომერებს (სტერეოიზომერები), რომლებიც არ არიან ანტიპოდები, ეწოდება დიასტერეომერები. ანუ I და III, I და IV, II და III, II და IV იზომერების წყვილი დიასტერეომერული წყვილია. იზომერების რაოდენობა გამოითვლება ფორმულით: q = 2 n, სადაც

q არის სტერეოიზომერების საერთო რაოდენობა,

n არის ასიმეტრიული ცენტრების რაოდენობა (C *).

მაგალითად, გლუკოზას აქვს 4 ქირალური ცენტრი, შემდეგ q = 2 4 = 16 (D- გლუკოზა - 8 იზომერი, L- გლუკოზა - 8 იზომერი).

D- გლუკოზა

ბუნებაში, არის შემთხვევები, როდესაც ნაერთში ასიმეტრიულ ატომებს აქვთ ერთი და იგივე გარემო. ეს იწვევს იმ ფაქტს, რომ ანტიპოდების ნახევარი არ არის ოპტიკურად აქტიური.

ღვინის მჟავა

å α =0 å α =0 å α =2α å α =-2α

მეზოფორმ

მეზოფორმი არის ოპტიკურად არააქტიური ფორმა, რომელიც წარმოიქმნება ოპტიკურად აქტიურ ნივთიერებაში შინაგანი სიმეტრიის შედეგად.

ანტიპოდებისგან განსხვავებით, დიასტერეომერები განსხვავდება დუღილის წერტილში, სიმკვრივეში (d 4 20), რეფრაქციის ინდექსში (n 4 20) და ა.

გააცნო ტერმინი იზომერიადა ვარაუდობენ, რომ განსხვავებები წარმოიქმნება "რთული ატომის მარტივი ატომების განსხვავებული განაწილებისგან" (ანუ მოლეკულა). იზომერიზმმა მიიღო ჭეშმარიტი ახსნა მხოლოდ მე -19 საუკუნის მეორე ნახევარში. დაფუძნებულია ა.მ. ბუტლეროვის ქიმიური სტრუქტურის თეორიაზე (სტრუქტურული იზომერიზმი) და ია.გ. ვანტ ჰოფის (სივრცითი იზომერიზმი) სტერეოქიმიური დოქტრინა.

სტრუქტურული იზომერიზმი

სტრუქტურული იზომერიზმი არის ქიმიური სტრუქტურის განსხვავებების შედეგი. ეს ტიპი მოიცავს:

ნახშირწყალბადების ჯაჭვის იზომერიზმი (ნახშირბადის ჩონჩხი)

ნახშირბადის ჩონჩხის იზომერია, ნახშირბადის ატომების ბმის განსხვავებული რიგის გამო. უმარტივესი მაგალითია ბუტანი CH 3 -CH 2 -CH 2 -CH3 და იზობუტანი (CH 3) 3 CH. დოქტორი მაგალითები: ანტრაცენი და ფენანტრენი (ფორმულები I და II, შესაბამისად), ციკლობუტანი და მეთილციკლოპროპანი (III და IV).

ვალენტობის იზომერიზმი

ვალენტობის იზომერიზმი (სტრუქტურული იზომერიზმის განსაკუთრებული ტიპი), რომლის დროსაც იზომერები შეიძლება გარდაიქმნას ერთმანეთში მხოლოდ ობლიგაციების გადანაწილების გამო. მაგალითად, ბენზოლის (V) ვალენტობის იზომერები არიან ბიციკლოექსა-2,5-დიენი (VI, "Dewar benzene"), Prisman (VII, "Ladenburg benzene"), benzvalene (VIII).

ფუნქციური ჯგუფის იზომერიზმი

განსხვავდება ფუნქციური ჯგუფის ბუნებაში. მაგალითი: ეთანოლი (CH 3 -CH 2 -OH) და დიმეთილ ეთერი (CH 3 -O -CH 3)

პოზიციის იზომერიზმი

სტრუქტურული იზომერიზმის ტიპი, რომელსაც ახასიათებს ერთი და იგივე ნახშირბადის ჩონჩხით იგივე ფუნქციური ჯგუფების პოზიციის განსხვავება ან ორმაგი ბმები. მაგალითი: 2-ქლორბუტანოინის მჟავა და 4-ქლორბუტანოინის მჟავა.

სივრცული იზომერიზმი (სტერეოიზომერიზმი)

ენანტიომერიზმი (ოპტიკური იზომერიზმი)

სივრცითი იზომერიზმი (სტერეოიზომერიზმი) ხდება იმავე ქიმიური სტრუქტურის მქონე მოლეკულების სივრცითი კონფიგურაციის განსხვავებების შედეგად. ამ ტიპის იზომერები იყოფა ენანტიომერიზმი(ოპტიკური იზომერიზმი) და დიასტერეომერიზმი.

ენანტიომერები (ოპტიკური იზომერები, სარკის იზომერები) არის ნივთიერებების ოპტიკური ანტიპოდების წყვილი, რომლებიც ხასიათდება საპირისპირო ნიშნებით და სინათლის პოლარიზაციის სიბრტყის თანაბარი ბრუნვით ყველა სხვა ფიზიკური და ქიმიური თვისებით (გარდა სხვა ოპტიკურად აქტიურ ნივთიერებებთან და ფიზიკურ რეაქციებთან. თვისებები ქირალურ გარემოში). ოპტიკური ანტიპოდების გამოჩენის აუცილებელი და საკმარისი მიზეზი არის მოლეკულის და სიმეტრიის ერთ -ერთი შემდეგი ჯგუფის C n, დ n, T, O, I (ქირალურობა). ყველაზე ხშირად ჩვენ ვსაუბრობთ ასიმეტრიული ნახშირბადის ატომზე, ანუ ატომზე, რომელიც დაკავშირებულია ოთხ სხვადასხვა შემცვლელთან, მაგალითად:

სხვა ატომები ასევე შეიძლება იყოს ასიმეტრიული, მაგალითად, სილიციუმის, აზოტის, ფოსფორის, გოგირდის ატომები. ასიმეტრიული ატომის არსებობა არ არის მხოლოდ ენანტიომერიზმის მიზეზი. ამრიგად, არსებობს ადამანტან (IX), ფეროცენი (X), 1,3-დიფენილალენი (XI), 6,6 "-დინიტრო-2,2" -დიფენოინის მჟავა (XII) ოპტიკური ანტიპოდების წარმოებულები. ბოლო ნაერთის ოპტიკური აქტივობის მიზეზი არის ატროპიზომერიზმი, ანუ სივრცითი იზომერიზმი, რომელიც გამოწვეულია მარტივი ბმის გარშემო ბრუნვის არარსებობით. ენანთიომერიზმი ასევე ვლინდება ცილების, ნუკლეინის მჟავების, ჰექსაგელიცინის (XIII) სპირალურ კონფორმირებაში.

(R) -, (S) - ოპტიკური იზომერების ნომენკლატურა (დასახელების წესი)

ოთხ ჯგუფს, რომლებიც ერთვის ასიმეტრიულ ნახშირბადის ატომს C abcd, ენიჭებათ განსხვავებული თანმიმდევრობა, რომელიც შეესაბამება თანმიმდევრობას: a> b> c> d. უმარტივეს შემთხვევაში, პრიორიტეტი განისაზღვრება ატომის რიგითი რიცხვით, რომელიც მიმაგრებულია ასიმეტრიულ ნახშირბადის ატომზე: Br (35), Cl (17), S (16), O (8), N (7), C ( 6), H (1) ...

მაგალითად, ბრომოქლორმჟავას:

შემცვლელების უპირატესობა ასიმეტრიულ ნახშირბადის ატომში ასეთია: Br (a), Cl (b), C COOH (c), H (d) ჯგუფი.

ბუტანოლ -2-ში ჟანგბადი არის უფროსი შემცვლელი (a), წყალბადი უმცროსია (d):

საჭიროა მოხსნას CH 3 და CH 2 CH 3 შემცვლელების საკითხი. ამ შემთხვევაში, უფროსობა განისაზღვრება რიგითი რიცხვით ან ჯგუფის სხვა ატომების რიცხვებით. ლიდერობა რჩება ეთილის ჯგუფთან, რადგან მასში პირველი C ატომი უკავშირდება სხვა C (6) ატომს და სხვა H (1) ატომს, ხოლო მეთილის ჯგუფში ნახშირბადი უკავშირდება სამ H ატომს სერიული ნომრით 1. უფრო რთული შემთხვევები აგრძელებს ყველა ატომის შედარებას მანამ, სანამ არ მოვა ატომები სხვადასხვა სერიული ნომრებით. თუ არსებობს ორმაგი ან სამმაგი ობლიგაცია, მაშინ მათთან არსებული ატომები შესაბამისად ითვლება ორ და სამ ატომად. ამრიგად, -COH ჯგუფი განიხილება როგორც C (O, O, H), და -COOH ჯგუფი -როგორც C (O, O, OH); კარბოქსილის ჯგუფი უფრო ძველია ვიდრე ალდეჰიდის ჯგუფი, რადგან ის შეიცავს სამ ატომს ატომური ნომრით 8.

D- გლიცეროლის ალდეჰიდში OH (a) ჯგუფი არის უძველესი, რასაც მოყვება CHO (b), CH 2 OH (c) და H (d):

შემდეგი ნაბიჯი არის იმის დადგენა, არის თუ არა ჯგუფების განლაგება სწორი, R (ლათინური rectus), თუ მარცხნივ, S (ლათინური ბოროტი). შესაბამის მოდელზე გადასვლისას, ის ისეა ორიენტირებული, რომ უმცროსი ჯგუფი (დ) პერსპექტიულ ფორმულაში არის ბოლოში, შემდეგ კი ზემოდან ჩანს ღერძის გასწვრივ, რომელიც გადის ტეტრაედრის და ჯგუფის (დ) დაჩრდილულ სახეზე. D- გლიცირრინ ალდეჰიდის ჯგუფებში

განლაგებულია საათის ისრის მიმართულებით და, შესაბამისად, მას აქვს R- კონფიგურაცია:

(რ) გლიცერიკული ალდეჰიდი

D, L ნომენკლატურისგან განსხვავებით, (R) - და (S) - იზომერების აღნიშვნები ჩასმულია ფრჩხილებში.

დიასტერეომერიზმი

σ-დიასტერეომერიზმი

სივრცითი იზომერების ნებისმიერი კომბინაცია, რომელიც არ წარმოადგენს ოპტიკური ანტიპოდების წყვილს, ითვლება დიასტერეომერულად. განასხვავებენ σ და π- დიასტერეომერებს შორის. σ-დიასტერეომერები ერთმანეთისაგან განსხვავდებიან მათში არსებული ზოგიერთი ქირალობის ელემენტის კონფიგურაციით. ასე რომ, დიასტერეომერები არიან (+)-ტარტარის მჟავა და მეზო-ტარტარული მჟავა, D- გლუკოზა და D- მანნოზა, მაგალითად:

დიასტერეომერიზმის ზოგიერთი სახეობისთვის შემოღებულია სპეციალური აღნიშვნები, მაგალითად, თრეო და ერითრო იზომერები- ეს არის დიასტერეომერიზმი ნახშირბადის ორი ასიმეტრიული ატომითა და სივრცით, ამ ატომებზე შემცვლელების განლაგებით, რომლებიც მოგვაგონებს შესაბამის თრეოზს (დაკავშირებული შემცვლელები არიან ფიშერის პროექციის ფორმულებში მოპირდაპირე მხარეს) და ერითროზა (დეპუტატები - ერთ მხარეს):

ერითრო-იზომერებს, რომელთა ასიმეტრიული ატომები დაკავშირებულია იმავე შემცვლელებთან, ეწოდება მეზო-ფორმები. ისინი, სხვა σ-დიასტერეომერებისაგან განსხვავებით, ოპტიკურად არააქტიურია, რადგან საპირისპირო კონფიგურაციის ორი იდენტური ასიმეტრიული ცენტრიდან სინათლის პოლარიზაციის სიბრტყის ბრუნვაში შეტანილი წვლილის ინტრამოლეკულური კომპენსაციის გამო. დიასტერეომერების წყვილებს, რომლებიც განსხვავდება რამდენიმე ასიმეტრიული ატომიდან ერთის კონფიგურაციით, ეწოდება ეპიმერები, მაგალითად:

ტერმინი "ანომერები" ეხება დიასტერეომერული მონოსაქარიდების წყვილს, რომლებიც განსხვავდებიან გლიკოზიდური ატომის კონფიგურაციაში ციკლური ფორმით, მაგალითად, ანომერული α-D- და β-D- გლუკოზა.

π-დიასტერეომერიზმი (გეომეტრიული იზომერიზმი)

π-დიასტერეომერები, რომლებსაც გეომეტრიულ იზომერებსაც უწოდებენ, ერთმანეთისგან განსხვავდებიან შემცვლელების განსხვავებული სივრცითი მოწყობით ორმაგი ბმის სიბრტყესთან (ყველაზე ხშირად C = C და C = N) ან ბეჭედთან. ესენია, მაგალითად, მალეინის და ფუმარის მჟავები (შესაბამისად ფორმულები XIV და XV), (E)-და (Z) -ბენზალდოქსიმები (XVI და XVII), ცის და ტრანს-1,2-დიმეთილციკლოპენტანები (XVIII და XIX) რა

კონფორმერები. ტავტომერები

ფენომენი განუყოფლად არის დაკავშირებული მისი დაკვირვების ტემპერატურულ პირობებთან. მაგალითად, ქლოროციკლოჰექსანი ოთახის ტემპერატურაზე არსებობს ორი კონფორმერის წონასწორობის ნარევის სახით - ქლორის ატომის ეკვატორული და ღერძული ორიენტაციით:

თუმცა, მინუს 150 ° C ტემპერატურაზე შეიძლება განვასხვავოთ ინდივიდუალური a- ფორმა, რომელიც ამ პირობებში იქცევა როგორც სტაბილური იზომერი.

მეორეს მხრივ, ნაერთები, რომლებიც იზომერები არიან ნორმალურ პირობებში, შეიძლება აღმოჩნდნენ ტავტომერები წონასწორობაში ტემპერატურის მატებასთან ერთად. მაგალითად, 1-ბრომოპროფანი და 2-ბრომოპროფანი სტრუქტურული იზომერებია; თუმცა, როდესაც ტემპერატურა 250 ° C- მდე იზრდება, მათ შორის დამყარებულია ტავტომერებისთვის დამახასიათებელი წონასწორობა.

იზომერები, რომლებიც ერთმანეთის სახით გარდაიქმნება ოთახის ტემპერატურაზე დაბალ ტემპერატურაზე, შეიძლება ჩაითვალოს არამყარ მოლეკულებად.

კონფორმერების არსებობას ზოგჯერ უწოდებენ "ბრუნვის იზომერიზმს". დიენებს შორის გამოირჩევა s-cis და s-trans იზომერები, რომლებიც, არსებითად, არის კონფორმერები, რომლებიც წარმოიქმნება ბრუნვის შედეგად მარტივი (s-single) ბმის გარშემო:

იზომერიზმი ასევე დამახასიათებელია კოორდინაციის ნაერთებისთვის. ასე რომ, იზომერული ნაერთები, რომლებიც განსხვავდებიან ლიგანდების კოორდინაციის მეთოდით (იონიზაციის იზომერიზმი), მაგალითად, იზომერული:

SO 4 - და + Br -

აქ, არსებითად, არსებობს ანალოგია ორგანული ნაერთების სტრუქტურულ იზომერიზმთან.

ქიმიურ გარდაქმნებს, რის შედეგადაც სტრუქტურული იზომერები გარდაიქმნება ერთმანეთში, ეწოდება იზომერიზაცია. ასეთი პროცესები აუცილებელია ინდუსტრიაში. მაგალითად, ნორმალური ალკანების იზომერიზაცია იზოალკანებად ხორციელდება საავტომობილო საწვავის ოქტანის რაოდენობის გასაზრდელად; პენტანი იზომერირებულია იზოპენტანად შემდგომი დეჰიდროგენიზაციით იზოპრენამდე. ინტომოლეკულური გადაჯგუფებები ასევე იზომერიზაციაა, რომელთაგანაც, მაგალითად, ციკლოჰექსანონის ოქსიმის კაპროლაქტამად გადაქცევას, ნეილონის წარმოების ნედლეულს, დიდი მნიშვნელობა აქვს.

ენანთიომერების ურთიერთდაკავშირების პროცესს ეწოდება რაციმიზაცია: ეს იწვევს ოპტიკური აქტივობის გაქრობას შედეგად ( -) - და (+) - ფორმების ექვიმოლარული ნარევის წარმოქმნის შედეგად, ანუ რასემიტი. დიასტერეომერების ურთიერთდამოკიდებულება იწვევს ნარევის წარმოქმნას, რომელშიც ჭარბობს თერმოდინამიკურად უფრო სტაბილური ფორმა. Π-დიასტერეომერების შემთხვევაში, ჩვეულებრივ ტრანს ფორმა. კონფორმაციული იზომერების ურთიერთგადაქცევას ეწოდება კონფორმაციული წონასწორობა.

იზომერიზმის ფენომენი ხელს უწყობს უზარმაზარ მნიშვნელობას ცნობილი (და კიდევ უფრო დიდი რაოდენობით პოტენციურად შესაძლო) ნაერთების რაოდენობის ზრდას. ასე რომ, სტრუქტურულად იზომერული დეცილის სპირტების შესაძლო რაოდენობა 500 -ზე მეტია (მათგან დაახლოებით 70 ცნობილია), სივრცეები, იზომერები 1500 -ზე მეტია.

იზომერიზმის პრობლემების თეორიული განხილვისას, ტოპოლოგიური მეთოდები სულ უფრო ფართოვდება; მათემატიკური ფორმულები მიიღება იზომერების რაოდენობის გამოსათვლელად. სივრცის, სხვადასხვა ტიპის იზომერებისათვის, შემუშავებულია სტერეოქიმიური ნომენკლატურა, შეგროვებული IUPAC ქიმიის ნომენკლატურის წესების E ნაწილში.

ლიტერატურა

Fizer L., Fizer M., ორგანული ქიმია. მოწინავე კურსი. ტომი 1 შესახვევი ინგლისურიდან, ედ. ქიმიური მეცნიერებათა დოქტორი NS ვოლფსონი. ედ. "Ქიმია". მ., 1969 წ.
Palm VA, შესავალი თეორიულ ორგანულ ქიმიაში, მ., 1974;
სოკოლოვი V I., თეორიული სტერეოქიმიის შესავალი, მ., 1979;
სლანინა 3., ქიმიურ იზომერიზმის ფენომენის თეორიული ასპექტები, თარგმანი. ჩეხურიდან., მ., 1984;
პოტაპოვი ვ.მ., სტერეოქიმია მ., 1988 წ.