Цис–транс ізомерія: відмінності між версіями
[перевірена версія] | [перевірена версія] |
Вилучено вміст Додано вміст
Dars (обговорення | внесок) оформлення |
Dars (обговорення | внесок) фініш |
||
Рядок 1:
[[Файл:Cis-2-butene.svg|міні|''Цис''-бут-2-ен]]
[[Файл:Trans-2-butene.svg|міні|''транс''-бут-2-ен]]
'''''Цис''–''транс -'' ізомерія''', також відома як '''геометрична ізомерія''' або '''конфігураційна ізомерія''' — це термін, який використовується в [[Органічна хімія|органічній хімії]]. Префікси «''цис-''» і «''транс-''» походять із латини. У хімічному контексті, префікс ''цис-'' вказує на те, що [[функціональні групи]] знаходяться по одну сторону вуглецевого ланцюга<ref>[http://www.perseus.tufts.edu/hopper/text?doc=Perseus:text:1999.04.0059:entry=cis Charlton T. Lewis, Charles Short, A Latin Dictionary (Clarendon Press, 1879)] Entry for ''cis''</ref> у той час як префікс ''транс'' вказує, що функціональні групи знаходяться по різні сторони вуглецевого ланцюга. Цис-транс ізомери — [[стереоізомери]], тобто, це пара молекул, які мають однакові формули, але їхні функціональні групи [[Обертання (математика)|обернено]] орієнтовані у тривимірному просторі. Цю ізомерію не слід плутати з ''E''–''Z'' ізомерією, яка є ''[[Абсолютна конфігурація|абсолютною]]'' у стереохімічному описі, і можуть використовуватися тільки з алкенами. Загалом, стереоізомерні молекули містять або [[Подвійний зв'язок|подвійні зв'язки]], які запобігають обертанню, або у молекулі можуть бути кільцеві структури, які обмежують, або виключають обертання.<ref name="Reusch10">{{cite web|first=William |last=Reusch |date=2010 |title=Stereoisomers Part I |website=Virtual Textbook of Organic Chemistry |publisher=Michigan State University |url=http://www2.chemistry.msu.edu/faculty/reusch/VirtTxtJml/sterisom.htm#start |accessdate=7 April 2015}}</ref> ''Цис''
Термін «Геометрична ізомерія» згідно [[IUPAC|ІЮПАК]] вважається застарілим синонімом до «''цис''–''транс -'' ізомерії».<ref>{{GoldBookRef|file=G02620|title=geometric isomerism}}</ref>
Рядок 9 ⟶ 8:
Коли [[Замісник (хімія)|замісники]], зорієнтовані в одному напрямку, [[Діастереомери|діастереомер]] називається ''цис'', тоді як замісники орієнтовані в протилежних напрямках, діастереомер називається ''транс''. Як приклад, на якому легко показати ''цис''-''транс''-ізомерію, може бути невеликий вуглеводень [[Цис-β-бутилен|бут-2-ен]].
[[Аліциклічні сполуки]] можуть також підлягати ''цис-''–''транс
{| class="wikitable" style="margin: 1em auto;"
|[[Файл:Trans-1,2-dichlorocyclohexane-2D-skeletal.png|100x100пкс]] [[Файл:Trans-1,2-dichlorocyclohexane-3D-balls.png|150x150пкс]]
Рядок 15 ⟶ 14:
|- style="text-align: center;"
| ''транс''-1,2-дихлорциклогексан
| ''
|}
Рядок 45 ⟶ 44:
|- style="text-align: center;"
|Олеїнова кислота
|
|}
Ці відмінності можуть бути дуже незначними, як у випадку температури кипіння прямого ланцюга алкенів, таких як пент-2-єну, яка становить 37 °С для ''цис'' — ізомеру і 36 °C у ''транс'' — ізомеру.<ref>{{cite web|url=http://www.chemicalland21.com/info/Alkene%20Compound%20Boiling%20Points.htm |title=Chemicalland values
Два ізомери бутадіонової кислоти мають такі відмінні властивості і реакційну здатність, що їм дали зовсім різні імена. ''Цис'' ізомер називається [[Малеїнова кислота|малеїновою кислотою]], а ''транс'' — ізомер - [[Фумарова кислота|фумаровою кислотою]]. Полярність є ключовим у визначенні відносної точка кипіння, так як це призводить до збільшення міжмолекулярних сил, тим самим підвищуючи температуру кипіння. Таким же чином, симетрія є ключовим у визначенні відносної температури плавлення, так як дозволяє краще пакувати в твердому стані, навіть якщо він не змінює полярність молекули. Одним з прикладів такої взаємодії можна спостерігати на прикладі [[Олеїнова кислота|олеїнової]] і елаїдинової кислот: олеїнова кислота — ''цис''- ізомер, який має температуру плавлення 13.4 °C, що робить
Таким чином, ''транс
У випадку геометричної ізомерії, яка відбувається за участі подвійних зв'язків, і, зокрема, коли обидва заступника однакові, спостерігаються деякі загальні тенденції. Ці тенденції можна пояснити тим, що диполі замісників у ''цис'' — ізомері будуть додаватися, щоб отримати загальний молекулярний диполь. У ''транс'' — ізомері диполі замісників будуть взаємокомпенсовуватися
Згідно до загальної тенденції, ''транс-'' алкени, як правило, мають вищі [[Температура плавлення|точки плавлення]] і меншу [[розчинність]] в інертних розчинниках, так як ''транс
Віцинальні константи (<sup>3</sup>''Дж,''<sub>НН</sub>), виміряні [[ЯМР-спектроскопія|ЯМР-спектроскопією]], більші для ''транс-''ізомерів (у діапазоні 12-18 Гц; типові: 15 Гц), ніж для цис-ізомерів (діапазон: 0-12 Гц; типові: 8 Гц).<ref>{{cite book|title=Spectroscopic Methods in Organic Chemistry
==== Stability ====
Зазвичай для ациклічних систем ''транс''- ізомери більш стійкі, ніж ''цис''
=== E/Z Позначення ===
[[Файл:(Z)-1-Bromo-1,2-dichloroethene.svg|міні|Згідно [[Правило
Як правило, ''цис''–''транс'' система іменування ізомерів алкенів повинна бути використана тільки тоді, коли наявні тільки два різних замісники на подвійному зв'язку, щоб не виникало жодної плутанини відносно того, де які замісники описані відносно один одного. Для більш складних випадків, ''цис-''/''транс-'' позначення, визначаються відносно найдовшого вуглецевого ланцюга, що відображається у кореневому імені молекули (тобто розширення стандартної органічної номенклатури для материнської структури). Стандартні позначення ІЮПАК E–Z є однозначними у всіх випадках, і тому особливо корисні для три- і чотири- заміщених алкенів, щоб уникнути будь-якої плутанини про те, які групи були визначені як ''цис'' — або ''транс-'' відносно один одного.
''Z'' (від німецького (від {{
Оскільки система номенклатури ''цис''-/''транс''- і ''Е''–''Z '' відносяться до різних груп у алкенах, то ці позначення не суворо співставлювані, тобто Z не завжди відповідає ''цис''-, а ''Е'' — ''транс-''. Наприклад, ''транс''-2-хлорбут-2-ен (дві метильні групи, атомів С1 і С4, які формують ланцюг бут-2-ену знаходяться у ''транс-'' положенні один до одного) є (''Z'')-2-хлорбут-2-еном (визначається від атомів хлору і С4, тому що С1 і С4 розташовані навпроти).
Рядок 74 ⟶ 73:
=== Диазени ===
{{нп|Диіміди|Диазени||Diimide}} (і відповідні з дифозфени) можуть також проявляти ''цис''-/''транс''- ізомерію. Як і у випадку з органічними сполуками, загалом ''цис''- ізомери більше реакційноздатний, і є єдиним ізомером, який може відновлювати [[Алкени|алкенів]] і [[Алкіни|алкінів]] до [[Алкани|алканів]], але з іншої причини: ''транс'' — ізомер не може виставити водні у лінію відповідно до відновлюваного алкена, а ''цис''- ізомер формується у зручне положення для приєднання воднів до ненасиченого зв'язку.
{| class="wikitable" style="margin: 1em auto;"
|[[Файл:Trans-diazene-3D-balls.png|150x150пкс]] [[Файл:Trans-diazene-2D.png|150x150пкс]]
Рядок 83:
|}
=== Координатні комплекси ===
В неорганічних [[Комплексні сполуки|координаційних комплексах]] з октаедричною або плоскою квадратною геометрією, які також є цис- ізомером, у яких подібні ліганди розташовані ближче один до одного і ''транс'' — ізомерів, в якому вони розташовані якнайдалі.
[[Файл:Cisplatin_and_transplatin.svg|праворуч|міні|320x320пкс|Два ізомерних комплексів, цисплатини і трансплатини]]
Наприклад, є два ізомери квадратно-планарної Pt(NH<sub>3</sub>)<sub>2</sub>Сl<sub>2</sub>, які це пояснив [[Альфред Вернер]] у 1893 році. У ''цис''- ізомера, повна назва якого цис-диамінодихлорплатина(II), у 1969 році {{нп|Барнетт Розенберг|Барнеттом Розенбергом||Barnett Rosenberg}}, було знайдено протипухлину активність, і зараз це хіміотерапевтичний препарат, відомий під короткою назвою {{нп|цисплатин|||Cisplatin}}. На відміну від попереднього ізомеру, ''транс'' — ізомер (трансплатина) не має жодної корисної протипухлинної активності. Кожен ізомер можна синтезувати за допомогою [[Транс-вплив|транс-впливу]], щоб контролювати, який ізомер утворюється.
{{Подвійне зображення|right|Cis-dichlorotetraamminecobalt(III).png|160|Trans-dichlorotetraamminecobalt(III).png|160|''cis''-[Co(NH<sub>3</sub>)<sub>4</sub> Cl<sub>2</sub>]<sup>+</sup> and ''trans''-[Co(NH<sub>3</sub>)<sub>4</sub> Cl<sub>2</sub>]<sup>+</sup>}} Для октаедричних комплексів із формулою МХ<sub>4</sub>Y<sub>2</sub>, також є два ізомери. (Тут М — це атом металу, а X і Y — два різні типи [[Ліганд (хімія)|лігандів]].) У ''цис''- ізомері, два ліганди Y розташовуються впритул один до одного під кутом 90°, як це відповідає двом атомами хлору, які показані зеленим кольором у молекулі цис-[Co(NH<sub>3</sub>)<sub>4</sub>Cl<sub>2</sub>]<sup>+</sup>, яка ліворуч. У ''транс''- ізомері, який показано праворуч, два атоми Cl розташовані навпроти відносно центрального спільного атома Co. Споріднений тип ізомерії в октаедричних комплексах типу МХ<sub>3</sub>Y<sub>3</sub> наявний у фас-меридіальній (або ''фас-''/''мер-'') ізомерії, у якій різна кількість лігандів розташовуються у ''цис''- або ''транс''- положеннях відносно один одного. [[Карбоніли металів]] можна охарактеризувати як «''фас''-» або «мер-» з допомогою [[Інфрачервона спектроскопія|інфрачерфоної спектроскопії]].
== Див. також ==
* {{нп|Хіральність (хімія)|Хіральність||Chirality (chemistry)}}
* {{нп|E—Z позначки|''E''—''Z'' позначки||E-Z notation}}
* [[Ізомери]]
* [[Структурні ізомери]]
|