Konštitučné izoméry vs stereoizoméry
Všeobecne je izomér pojem používaný v chémii, konkrétne v organickej chémii, na označenie molekúl s rovnakým molekulárnym vzorcom, ale s rôznymi chemickými štruktúrami. Vďaka rôznym chemickým štruktúram tieto molekuly tiež všeobecne vykazujú odlišné chemické a fyzikálne vlastnosti, majú však rovnaký molekulárny vzorec.
Čo sú ústavné izoméry?
Konštitučné izoméry sú tiež známe ako štruktúrne izoméry, pretože tieto molekuly majúce rovnaký molekulárny vzorec sa od seba líšia iba spôsobom spojenia jednotlivých atómov. Samotný názov štrukturálne izoméry jasne naznačuje túto myšlienku. Podľa ústavných izomérov existujú tri pododdelenia; sú to izoméry kostry, polohy a funkčných skupín.
Kostrové izoméry sú izoméry, pri ktorých sa hlavný reťazec v zlúčenine rozvetvuje rôznymi spôsobmi prostredníctvom rôznych foriem pripojenia. Napríklad ak má zlúčenina šesť atómov uhlíka, predpokladajme, že je to pre uľahčenie zložené iba z atómov uhlíka a vodíka; ak sú tieto prvky umiestnené v priamom reťazci, možno zlúčeninu pomenovať ako alkán „Hexán“. Typická molekula hexánu by mala šesť atómov uhlíka a štrnásť atómov vodíka. Teraz sa pozrime na ďalšie spôsoby pripojenia. Predpokladajme, že atóm uhlíka na konci reťazca bol odstránený a pripevnený k druhému atómu uhlíka. Potom by sa hlavný reťazec skrátil na päť atómov uhlíka s ďalším atómom uhlíka v bode rozvetvenia. Táto nová zlúčenina môže byť pomenovaná ako alkán '2-metylpentán'. Podobne,ďalšie body vetvenia je možné vytvoriť pridaním metylových skupín na rôzne miesta v reťazci. Niektoré ďalšie spôsoby pripojenia zahŕňajú; 2,3-dimetylbután, 2,2-dimetylbután, 3-metylpentán atď.
Ak má zlúčenina, s ktorou sa jedná, funkčné skupiny, ako je alkohol, amín, ketón / aldehyd atď., Vytesnením funkčných skupín na rôzne atómy uhlíka pozdĺž hlavného uhlíkového reťazca, je možné vytvoriť niekoľko rôznych molekúl; pričom každý z nich má rovnaký molekulárny vzorec. Tento typ izomérie sa nazýva polohová izoméria. Pri pokusoch o nové usporiadanie prvkov usporiadaných v molekulárnom vzorci by sa občas dalo vytvoriť molekuly, ktoré majú rôzne funkčné skupiny a pritom by sa držali rovnakého elementárneho zloženia uvedeného v molekulárnom vzorci; toto je známe ako izoméria funkčných skupín. Alkoholy a étery môžu byť pohodlne zamenené týmto spôsobom (napr CH 3 -O-CH 3 a CH 3 -CH 2-OH) a pri správnom množstve nenasýtenia je možné ho tiež zameniť za ketóny a aldehydy. Ďalším bežným príkladom je hexén s priamym reťazcom a cyklohexánová zlúčenina. Zmeny funkčných skupín výrazne ovplyvňujú chemické vlastnosti zlúčeniny a tiež jej fyzikálne vlastnosti.
Čo sú stereoizoméry?
Stereoizoméry sú izomérne zlúčeniny s rovnakým molekulárnym vzorcom a tiež majú rovnakú väzbu atómov, líšia sa však iba v trojrozmernom usporiadaní atómov v priestore, a preto sú známe aj ako priestorové izoméry. Existujú rôzne druhy stereoizomérov; enantioméry, diastereoméry, cis-trans izoméry, konformačné izoméry atď.
Enantioméry sú molekuly, ktoré sú navzájom zrkadlovými obrazmi; teda tieto molekuly nie sú superponovateľné. Kúzlo vytvárajú centrá nazývané chirálne centrá. Jedná sa o atómy uhlíka, ktoré majú k sebe spojené štyri rôzne skupiny. Za tvorbu enantiomérov sú zodpovedné chirálne centrá a tieto molekuly majú takmer identické vlastnosti, dajú sa však identifikovať podľa spôsobu, akým rotujú rovinou polarizované svetlo. Preto sa im hovorí aj optické izoméry. Existujú tiež stereoizoméry, ktoré nie sú enantioméry, to znamená, že nie sú vzájomnými zrkadlovými obrazmi a niektoré také molekuly sú; diastereoméry, cis-trans izoméry a konforméry. Existuje špeciálna trieda diastereomérov nazývaných mezozlúčeniny, ktoré majú zrkadlovú rovinu v molekule, ale molekula ako celok, jej zrkadlový obraz netvorí inú molekulu,ale namiesto toho vedie k rovnakej molekule. Konformátory sú molekuly, ktoré majú rovnaké pripojenie, ale majú rôzne tvary; napr. rôzne konformácie cyklohexánu; stolička, čln, polovičný čln atď.
Aký je rozdiel medzi ústavnými izomérmi a stereoizomérmi?
• Konštitučné izoméry majú atómy spojené v rôznych radoch, zatiaľ čo u stereoizomérov je konektivita v atómoch podobná, ale 3D usporiadanie atómov v priestore je odlišné
• Chiralitu možno pozorovať v stereoizoméroch, a nie v konštitučných izoméroch.
• Konštitučné izoméry môžu mať navzájom veľmi odlišné chemické názvy, zatiaľ čo stereoizoméry budú mať zvyčajne rovnaký chemický názov s písmenom alebo symbolom identifikácie orientácie pred menom.
• Chemické a fyzikálne vlastnosti konštitučných izomérov sa líšia rýchlejšie ako medzi stereoizomérmi.
