Стериоизомеры n Стереоизомеры пространственные из омеры

Стериоизомеры

n Стереоизомеры (пространственные из омеры) — химические соединения, имеющие одинаковое строение, но отличающиеся пространственным расположением атомов. Стереоизомеры имеют одинаковую конституцию, но различные конфигурацию. n Стериоизомеры бывают: геометрические и оптические.

Классификация По критерию симметрии стереоизомеры подразделяют: n на энантиомеры (стереоизомеры, являющиеся зеркальным отражением друга); Отличительным свойством энантиомеров является оптическая активность — способность вращать плоскость поляризации света. Для противоположных энантиомеров величина удельного оптического вращения равна по модулю, но противоположна по направлению (по этой причине их также называют оптическими изомерами, или оптическими антиподами). n

n Согласно энергетическому критерию, стереоизомеры делят: n на конфигурационные стереизомеры (взаимопревращение затруднено, энергетический барьер > 100 к. Дж/моль) конформационные стереизомеры (взаимопревращение осуществляется относительно легко, энергетический барьер < 60 к. Дж/моль) Существуют также стереоизомеры промежуточного типа, которые легко превращаются друг в друга при повышенной температуре, но медленно — при охлаждении. В этом случае говорят об остаточной стереоизомерии. Данные классификации не являются взаимоисключающими: энантиомеры и диастереомеры могут быть конфигурационными или конформационными стереоизомерами в зависимости от того, высокий или низкий энергетический барьер их разделяет. Как правило, при рассмотрении энантиомеров и диастереомеров принимаются во внимание конфигурационные различия, а конформеры - рассматривают, как отдельный тип пространственных изомеров. n n n

Энантиомеры n Энантиомеры (оптические изомеры, зеркальные изомеры, оптические n Поскольку у предмета может быть лишь одно зеркальное отражение, энантиомеры существуют парами. Большинство физических свойств для энантиомеров одинаковы, например, они кипят и плавятся при одинаковой температуре, имеют одинаковую растворимость, плотность, показатель преломления. n Отличительным свойством энантиомеров является оптическая активность — способность вращать плоскость поляризации света. При прохождении такого света через раствор одного из энантиомеров происходит отклонение плоскости поляризации влево, другого - вправо на один и тот же по величине угол α. Значение угла α, приведенное к стандартным условиям, является константой оптически активного вещества и называется удельным вращением [α]. Левое вращение обозначается знаком «минус» (), правое - знаком «плюс» (+), а энантиомеры называют соответственно лево- и правовращающими. антиподы) — это стереоизомеры, представляющие собой зеркальные отражения друга, не совмещаемые в пространстве.

Диастереомеры n n n К диастереоизомерам относят все стереоизомеры, не являющиеся энантиомерами, то есть зеркальными отражениями друга. Диастереомеры молекулы возникают при наличии в ней нескольких стереоцентров. В этом случае стереоизомеры, у которых различаются конфигурации всех соответствующих стереоцентров, являются энантиомерами. Если же стереоизомеры различаются конфигурациями лишь некоторых стереоцентров, то они являются диастереомерами. Такие диастереомеры называются σдиастереомерами. К диастереомерам относятся также стереоизомеры, отличающиеся конфигурацией двойной связи (π-диастереомеры, или геометрические изомеры). В отличие от энантиомеров, диастереомеры различаются по физическим свойствам, в том числе по оптической активности. Это связано с тем, что энантиомеры идентичны по всем скалярным свойствам, то есть расстояние между двумя любыми атомами в них одинаково. Диастереомеры в этом смысле неидентичны, поэтому их свойства различаются.

Каждой тетрозе соответствует один энантиомер и два диастереомера

Для изображения структуры энантиомеров с одним асимметрическим атомом углерода используют пространственные формулы. Более удобны проекции на плоскость – проекционные формулы Фишера. n Проекция Фишера — способ изображения трёхмерной молекулы в виде проекции, в которой вертикальные связи удаляются за проекционную плоскость, а горизонтальные связи выступают перед этой плоскостью. Данные формулы были предложены Э. Фишером в 1891 году для изображения структур углеводов. n В проекции Фишера химические связи изображаются в виде горизонтальных и вертикальных линий, на перекрестьях которых находятся стереоцентры. Углеродный скелет изображают вертикально, при этом сверху находится атом углерода, с которого начинается нумерация скелета (например, альдегидный Сатом для альдоз). Кроме того, в проекции Фишера все горизонтальные связи направлены в сторону наблюдателя, а вертикальные — удалены от наблюдателя. Данное условие важно для правильного построения проекции Фишера, а также при восстановлении трёхмерной структуры молекулы из её проекции.