Трео- и эритро- изомеры

Эритро-изомеры Трео-изомеры

Эритро-изомер – диастереомер с двумя асимметрическими атомами углерода, у которых одинаковые заместители находятся по одну сторону в проекционной формуле Фишера.

Трео-изомер – диастереомер с двумя асимметрическими атомами углерода, у которых одинаковые заместители находятся по разные стороны.

Свойства стереоизомеров. Оптическая активность – способность вещества вращать плоскость поляризации.

Плоскость поляризации – плоскость, в которой происходят колебания поляризованного луча.

Оптически активные вещества – вещества, способные вращать плоскость поляризации.

Правовращающее вещество вращает плоскость поляризации вправо. Обозначается (+) или d (лат. dextrum – правый).

Левовращающее вещество вращает плоскость поляризации влево. Обозначается (–) или l (лат. laevus – левый).

Энантиомеры различаются физическими и химическими свойствами только в хиральных системах.

Их удельное вращение равно по величине и противоположно по направлению. Образуют рацемическую форму (рацемат).

Рацемат – эквимолярная смесь энантиомеров, не обладающая оптической активностью вследствие компенсации вращения. Обозначается () или d, l или D, L. Рацемат можно разделить на энантиомеры.

Диастереомеры различаются по свойствам значительно. Удельное вращение их может иметь одинаковый или противоположный знак и разную величину. Рацематов не образуют.

Мезо-формы не обладают оптической активностью вследствие внутренней компенсации вращения обеими зеркально противоположными половинами.

Таблица 4 – Сравнение свойств винных кислот.

Винная кислота	[]^20D	Т. пл., ^оС
L D мезо D,L(виноградная)	- 11.98 + 11.98 0,00 0,00	168 – 170 168 – 170 140 206

Необходимые условия проявления оптической активности

• Хиральность молекулы.

• Конфигурационная устойчивость.

Третичные амины конфигурационно неустойчивые, т. к. четвертым партнером хирального атома азота является свободная орбиталь, вследствие чего возможен равновероятный обратимый переход одного энантиомера в другой с образованием рацемической смеси.

Рацемат

Рацематы, образованные из конфигурационно неустойчивых энантиомеров, разделить на энантиомеры невозможно. Соли четвертичных аммониевых оснований с 4-мя различными радикалами конфигурационно устойчивые, обладают оптической активностью. Их рацематы разделимы на энантиомеры.

Стереоизомерия замещенных циклоалканов

• Оптическая изомерия, обусловленная наличием хиральных центров.

• Геометрическая цис-транс-изомерия, обусловленная различным расположением заместителей относительно плоскости кольца.

цис-изомер транс-изомер транс-изомер

1, 2 и 1, 3 – пары диастереомеров;

2, 3 – пара энантиомеров.

Цис-изомер – мезо–форма, не обладает оптической активностью.

Широко распространены молекулы с одинаковыми заместителями у хиральных центров. В этом случае диастереомеры имеющие в проекциях одинаковые заместители по одну сторону – эритромеры, а по разную – треомеры.

Например, молекула винной кислоты может иметь четыре изомерные структуры:

Из которых 1 и 2 – эритромеры, 3 и 4 – треомеры. Эти же пары являются по отношению друг к другу энантиомерами. А пары 1 и 3, 1 и 4, 2 и 3, 2 и 4 – диастереомеры. Эритромеры винной кислоты, несмотря на наличие хиральных центров в целом ахиральны, не обладают оптической активностью и называются мезо-формами.

Число изомеров растет по мере перехода к высшим членам гомологического ряда (табл. 5).

Таблица 5 – Структурные изомеры алканов

Соединение	Структурная формула	Количество структурных изомеров	Примечание
бутан	С4Н10	2
пентан	С5Н12	3
гептан	С7Н16	9
октан	С8Н18	18
декан	С10Н22	75	известны 71
додекан	С12Н26	355
эйкозан	С20Н42	366319
триконтан	С30Н62	4,11·10^9	известен 1
гектан	С100Н202	5,921·10^40