Оптическая изомерия органических соединений

Стереоизомерия (пространственная изомерия) — вид изомерии, обусловленный различиями в пространственном расположении отдельных групп и атомов в молекулах при одном и том же порядке их связей между собой. С. характерна для органических соединений и для неорганических комплексных соединений. Стереоизомеры (пространственные изомеры) — вещества, молекулы которых при одинаковом составе и одинаковом порядке химической связи атомов (одинаковом химическом строении) имеют различное пространственное строение, проявляющееся в различии физических и химических свойств. Различают геометрические (цис-, транс-, от лат. is- по эту сторону и trans- через) изомеры и оптические (зеркальные) изомеры. Пример геометрической изомерии [c.128]

В 1874 г. Ле Бель и Вант-Гофф независимо друг от друга прищли к заключению, что оптическая изомерия обусловлена различным пространственным строением молекул обоих антиподов. Они ввели в органическую химию фундаментальное представление о тетраэдрической симметрии углерода, т. е. о тетраэдрическом расположении связанных с атомом углерода замещающих групп. С помощью этого представления легко удалось на основании строения молекул оптически активных соединений объяснить и предсказать существование двух оптически изомерных форм. [c.131]

Этому условию соответствуют идеальные газы, смеси изотопов одного и того же элемента и смеси оптических изомеров органических соединений. Близки к идеальным растворам смеси углеводородов одного и того же гомологического ряда и сильно разбавленные растворы. [c.201]

ОПТИЧЕСКАЯ ИЗОМЕРИЯ ОРГАНИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ [c.34]

Оптические изомеры отличаются друг от друга одним важным физическим свойством — они вращают плоскость поляризации падающего на них света в противоположных направлениях. Один из оптических изомеров вращает плоскость поляризации света в правую сторону, другой—в левую. Не считая указанного оптического свойства, такие изомеры очень похожи друг на друга по всем остальным физическим и химическим свойствам. Однако в некоторых случаях они образуют две слегка отличающиеся кристаллические формы, которые можно отделить друг от друга даже вручную. В других случаях для их разделения удается использовать химические методы, если оптические изомеры преобразуются в новые соединения с неодинаковыми свойствами. Иногда удается получить чистый оптический изомер органического соединения, если находится какой-нибудь микроорганизм, поглощающий другой изомер. Этот способ основан на большом отличии физиологического действия оптических изомеров (подробнее см. в гл. 28). [c.410]

Различают ионные и ковалентные комплексы. К комплексам первого типа относятся некоторые галогено-комплексы и многие аквокомплексы. В комплексах такого типа лиганды связаны с центральным ионом диполь-ными силами. В комплексах второго типа связь между центральным атомом и лигандами более прочна и направлена в пространстве так же, как ковалентные связи в органических соединениях. Такими связями можно объяснить существование геометрических и оптических изомеров и комплексов с квадратно-плоскостной конфигурацией. Комплексы первого типа обычно называют ионными комплексами, а второго — ковалентными. Прочность комплексного иона определяется электростатическими и ковалентными силами, которые в зависимости от свойств комплексного иона могут играть преобладающую роль. Стабильность комплекса ионного типа определяется зарядом и радиусом центрального иона. Стабильность же комплекса ковалентного типа характеризуется ионизационным потенциалом центрального иона. Так как комплексы в растворе образуются ступенчато, то и стабильность каждой формы характеризуется соот- [c.57]

Один из основателей физической химии и стереохимии. Рассмотрев различные случаи оптической изомерии органических соединений, впервые одновременно с Ж. А. Ле Белем и независимо от него сформулировал (1874) теорию пространственного расположения атомов в молекулах органических соединений, лежащую в основе современной стереохимии. Выдвинул идеи о направленности единиц сродства атома углерода по углам тетраэдра, о наличии двух стерео-изомеров у соединения, содержащего атом углерода с четырьмя разными заместителями, и о реберном соединении тетраэдров при наличии двойной связи. Предсказал [c.96]

По вопросу о попытках разделения оптических изомеров органических соединений методом газовой хроматографии следует обратиться к работам [13] и [14]. [c.142]

В 1858 г. Кекуле опубликовал свою теорию строения молекул, а в 1873 г. на основании этой теории Вислиценус установил, что право- и левовращающие молочные кислоты имеют одинаковое строение, и отметил, что если установлено, что молекулы структурно идентичны, но все же обладают различными свойствами, то это можно объяснить только тем, что эта разница обусловлена неодинаковым расположением этих атомов в пространстве . В 1874 г. Вант-Гофф и одновременно Ле Бель выдвинули концепцию пространственного расположения четырех заместителей при атоме углерода. Вант-Гофф развил свою идею на основании представлений Кекуле и Вислиценуса, тогда как Ле Бель базировался на работах Пастера. Это создало основы для современных представлений о строении, причем была установлена связь между конфигурацией и оптической изомерией органических соединений. Однако образование оптически активных соединений в живых системах все еще оставалось загадкой, причем это явление объяснялось с точки зрения ненаучной концепции жизненной силы [1]. [c.16]

Как и изомеры органических соединений, оптические изомеры комплексов имеют совершенно одинаковые химические и многие физические свойства. Они различаются лишь асимметрией кристаллов и в различных направлениях вращают плоскость поляризации света. [c.127]

Одним из видов пространственной изомерии, или стерео- изомерии, органических соединений является оптически изомерия. [c.430]

Оптическая изомерия. Органические вещества, содержащие в своих молекулах атом углерода, соединенный с четырьмя различными атомами или атомными группами, обладают оптической активностью. Такой атом углерода называется асимметрическим атомом углерода. [c.309]

Материал по изучению отдельных тем рассматривается в такой последовательности название темы, основные вопросы темы, примерное распределение учебного времени, особенности данной темы и рекомендации по проведению занятий. Отмечаются вопросы, на которые преподаватель должен обратить особое внимание при изложении темы. Рассматриваются дидактические приемы изучения материала, даются рекомендации по изложению некоторых дополнительных вопросов, важных для глубокого усвоения данной темы. (Например, невозможно понять и усвоить строение натурального каучука, если у учащихся нет представления о цис-транс-изомерии этиленовых углеводородов. При изложении темы Углеводы , очевидно, целесообразно дать понятие об оптической активности органических соединений.) [c.35]

Вант-Гофф и французский ученый Ле Бель одновременно и независимо друг от друга опубликовали теорию, которая объясняла существование право- и левовращающих изомеров органических соединений. Они показали на большом количестве примеров, что все оптически активные вещества содержат так называемый асимметрический атом углерода. Асимметрическим они назвали такой атом углерода, все четыре валентности которого заняты различными атомами или группами атомов. Различия в оптических свойствах изомеров, утверждали они, обусловлены неодинаковым расположением в пространстве отличных друг от друга ато.мов и групп, связанных с асимметрическим атомом углерода. Поясним эти положения на примере молочной кислоты. [c.151]

Л. Пастером (1860 г.) было показано, что оптическая активность органических соединений является результатом их асимметрического строения. Однако лишь тетраэдрическая теория Я. Вант-Гоф-фа и А. Ле-Беля (1874 г.) позволила объяснить явление оптической активности. Физический механизм вращения плоскости поляризации света асимметричной молекулой заключается в поглощении ею кванта света, перехода электрона на уровень с большей энергией, образовании на месте этого ушедшего электрона пробела ( дырки ), к которому будут винтообразно двигаться электроны из других частей молекулы. Направления вращения этого электронного потока противоположны для правого и левого изомеров. Это вращательное движение электронов создает добавочную магнитную компоненту в световой волне, испускаемой молекулой, что и приводит к вращению плоскости поляризации. [c.184]

С конца XIX — начала XX в. исследования развиваются одновременно по нескольким направлениям. Решение проблемы изомерии (Бутлеров) определило постановку работ для установления связи между запахом, гомологией и изомерией органических соединений. Возникновение и развитие стереохимии явилось основой для появления исследований зависимости запаха от пространственного расположения атомов (оптическая изомерия, изомерия соединений с двойной связью, пространственная изомерия циклических соединений). [c.102]

Создание бутлеровской теории химического строения органических соединений позволило объяснить большинство случаев изомерии. Стало ясно, что они являются результатом различий в химическом строении при одинаковом составе молекул. Однако все же встречались случаи изомерии, которые не поддавались истолкованию и с этих позиций. Это было известное еще с начала XIX в. существование пар оптических антиподов — веществ, полностью совпадающих друг с другом по всем физико-химическим свойствам, но имеющих противоположный знак вращения плоскости поляризации света. Из числа таких оптически активных веществ в то время были известны, например, винная и молочная кислоты, амиловый спирт, терпены, сахара и др. Не находили объяснения также и различия физико-химических свойств у некоторых пар непредельных соединений, которые, по всем данным, имели одинаковое химиче- [c.33]

Другой путь получения оптически активных органических соединений — синтез только одного из зеркальных изомеров,— казалось бы, в принципе не мог быть осуществлен в лабораторных условиях, поскольку, по теории вероятностей, должен всегда образоваться рацемат или, хотя бы, конгломерат обеих оптических форм. На это было указано Ле Белем еще в 1874 г. (стр. 52—53). [c.71]

Изомерия окси- и оксокислот зависит от изомерии углеродного скелета и положения гидроксила или карбонила. Кроме того, для окси-кислот характерна пространственная изомерия или стереоизомерия, обусловленная различным пространственным расположением атомов при одинаковом порядке связи между ними. Один вид стереоизомерии рассматривался ранее — цис-транс или геометрическая изомерия. Второй вид изомерии, особенно характерный для оксикислот, но встречающийся постоянно и в других классах органических соединений, называется оптической (так как такие соединения оптически активны, вращают плоскость поляризации) или зеркальной изомерией. Появление изомеров обусловлено почти полной асимметрией молекул данного соединения. [c.69]

Пространственная изомерия (стереоизомерия). Еще в 1815 г. французский физик ж. Б. Био открыл существование оптически активных органических соединений. В 1848 г. французский химик и микробиолог Л. Пастер обнаружил различную оптическую активность у молекул винных кислот, а позднее немецкий химик И. Вислиценус установил то же явление у молочной кислоты. [c.21]

Некоторые органические соединения способны вращать (изменять) эту плоскость. Такие вещества называются оптически активными, и существуют в виде двух оптических изомеров. Один из этих [c.215]

Количественный анализ состава полимеров, как и любых органических соединений, основан на том, что каждая из анализируемых мономерных групп имеет свое специфическое химическое строение, а следовательно, и свои, характерные только для него полосы поглощения. Все вещества, кроме оптических изомеров, имеют различные ИК-спектры, которые часто называют отпечатками пальцев молекулы. Метод ИКС почти универсален по своим возможностям образцы могут быть жидкими, твердыми, газообразными, бесцветными или окрашенными. Наиболее достоверная информация может быть получена для высокомолекулярных образцов регулярной структуры с линейной конфигурацией цепи, когда вклад концевых групп, аномальных звеньев, точек разветвления и нерегулярностей других типов минимален. [c.225]

В каждой главе нового издания сохранен раздел Установление строения соединений по их свойствам , который активно формирует творческое мышление учащегося, однако содержание этого раздела также существенно пересмотрено и дополнено новыми задачами, сочетающими химические методы исследования со спектральными. Для более глубокого понимания химических реакций органических соединений глава Оптическая изомерия помещена сразу после углеводородов жирного ряда. Это позволило рассматривать вопросы стереохимии в каждом классе монофункциональных производных. Новыми главами задачника являются Уравнение Гаммета и Элементы биоорганической химии . Их введение объясняется стремлением авторов привести учебное пособие в соответствие с программой по курсу органической химии для химико-технологических специальностей высших учебных заведений. Существенно изменен раздел Приложение , он дополнен новыми таблицами, которые сократят время студентов на поиск необходимых данных. [c.3]

Поскольку физико-химическая природа вещества определяется его структурой, в химии исключительно важную роль играют методы установления химического и кристаллохимического строения. До создания современных физических методов исследования химического и кристаллохимического строения вещества для получения информации о структуре соединений пользовались методом химических реакций (механизм и скорость реакций). На этом пути были сделаны определенные успехи. Достаточно напомнить классические исследования по геометрической и оптической изомерии неорганических и органических соединений. Однако, основываясь на химических методах, в принципе нельзя получить количественные данные по длинам химических связей, а также углов между ними. Между тем количественные характеристики по длинам химических связей и пространственной их направленности являются походными данными для определения химического и кристаллохимического строения веществ. [c.173]

Органические соединения, содержащие атом углерода, все орбитали которого соединены с различными радикалами. замещающими водород, проявляют оптическую активность, вращая плоскость поляризации. Вращение плоскости поляризованного луча происходит или в левую ( —), или в правую сторону (-1-) на одно и то же число градусов, что создает так называемую оптическую изомерию, зависящую от расположения в пространстве радикалов или групп, связанных с оптически активным атомом углерода. Изомеры, вращающие плоскость поляризации влево и вправо, представляют собой как бы зеркальное отображение структур (рис. 211). [c.440]

Оптически активные соединения играют исключительно важную роль во многих биохимических процессах, их исследование имеет принципиальное значение для теоретической органической химии и фармации, а контроль оптической чистоты производимых лекарственных средств в настоящее время законодательно введен во всех промышленно развитых странах. В свете этого не удивителен все возрастающий интерес исследователей к соверщенствованию старых и разработке новых методов разделения рацематов и контроля оптической чистоты получаемых продуктов. Однако вплоть до последнего времени методы разделения оптических изомеров мало отличались от предложенных Пастером еще в конце прошлого века, и лишь развитие хроматографии, особенно высокоэффективной жидкостной хроматографии, открыло новую страницу в этой области химической науки. Разработка хроматографических методов разделения энантиомеров позволила не только получать хиральные соединения со стопроцентной степенью оптической чистоты, но и, что особенно важно, перейти от эмпирического поиска разделяющих систем к созданию систем, позволяющих осуществлять разделение целых классов соединений на вполне рациональной основе с предсказуемым успехом. [c.5]

Оптически активные соединения интересуют химиков с того самого момента, как только выяснилось, что природа обладает удивительной способностью создавать подобные объекты. В то же время разделение синтетических рацемических смесей на оптически активные компоненты всегда представляло сложную задачу и часто рассматривалось как своеобразное искусство ввиду трудности осуществления и непредсказуемости успеха при использовании того или иного метода. Даже сегодня мы еще далеки от того, чтобы рассматривать разделение энантиомеров как вполне рутинную задачу. Однако в последние десять лет начали интенсивно развиваться хроматографические методы разделения энантиомеров, позволившие сконцентрировать знания об источниках хирального распознавания, которые лежат в основе разделения оптических изомеров. Цель данной книги — дать читателю по возможности полное представление о хроматографических методах разделения энантиомеров, причем как теоретическое, так и методологическое, включая, например, представление о типах неподвижных фаз и различных областях их приложения. И хотя в последние годы появился ряд обзоров, посвященных этой теме, к моменту написания данной книги ощущалась отчетливая потребность в монографии, которая обобщила бы имеющийся материал. Поскольку никакое достаточно глубокое обсуждение механизма хирального распознавания, лежащего в основе хроматографии энантиомеров, невозможно, если читатель плохо представляет себе основы органической стереохимии, то первые три главы книги мы посвятили именно этой теме. Изложение указанного материала ни в коей мере не является исчерпывающим, и задача состоит лишь в том, чтобы дать читателю необходимый минимум для понимания последующего материала. [c.7]

Существуют и другие специфические виды изомерии. Например, большое значение имеет оптическая изомерия, распространенная у хиральных органических и комплексных соединений. Она будет рассмотрена ниже. [c.27]

В настоящее время число различных типов оптически активных соединений возрастает. Кроме органических молекул, оптической изомерией обладает множество устойчивых комплексов платиновых металлов, Со и других центральных атомов, поэтому исследование оптической изомерии играет здесь столь же важную роль, как и в органической химии. Пример одного из оптически активных комплексов приведен ниже [c.41]

Возвращаясь к рассмотрению процессов оптической активации соединений в природе, можно предположить, что качественный скачок в протекании биохимических реакций был сделан, когда появившийся в результате спонтанного разделения рацемата при реакциях или при кристаллизации, а также в результате асимметрической адсорбции на природных минералах (кварц, глины) [119] или путем сочетания того или другого процесса (например, путем образования соединений включения) небольшой избыток оптического изомера начал постоянно увеличиваться в результате действия стереоспецифических катализаторов но кинетическому механизму Лангенбека. Однако этими путями в природе с равной вероятностью образовывались бы оба изомера. Тогда бы преобладание одного изомера в прхгроде имело случайный характер. Но один фактор в природе (циркулярно поляризованный свет и поляризованные элементарные частицы), по-видимому, действовал в одной форме. Этот фактор на протяжении долгих лет эволюции непрерывно воздействовал в большей степени на один изомер как три разложении рацемата, так и при синтезе оптических изомеров, что способствовало появлению односторонней оптической активности органических соединений в природе [101, 120]. [c.24]

Стереохимия фосфорорганических соединений " методы синтеза и разделения оптически активных органических соединений фосфора физические методы определения стереохимической конфигурации, оптической изомерии, конформационной и повор(тной изомерии циклических и ациклических фосфорсодержащих соединений стереохимия реакций замещения у тетраэдрического атома фосфора > >" >" сопряжение в системах с тетраэдрическим атомом фосфора стереохимия соединений с Р—Р-связями , фторфэсфэранов , пентаарилфосфоранов . [c.64]

Много усилий было пр11Ложено к выделению оптических изомеров органических молекул, у которых критическая асимметрия обусловлена атомом какого-либо другого элемента, кроме углерода. Уномяпем лишь некоторые наиболее важные исследования. Например, расщепление четвертичных аммониевых солей (IX) [16] и асимметричных кремниевых соединений [17] идет по пути, уже установленному для аналогичных соединений углерода. [c.59]

К геометрической изомерии можно отнести и зеркальную (оптическую) изомерию, характерную также для органических соединений (разд. 29.3). Например, комплексы [СоЕпз]С1з (Еп — этилендиамин) и цис-[СоЕп2С12]С1 существуют в виде двух зеркальных антиподов [c.373]

Уже в теории химического строения Бутлерова постулировалось (и было доказано) существование определенной последовательности химической связи атомов, которая была названа им химическим строением. Бутлеров в 1863 г. весьма определенно высказывался в пользу того, что развитие методов исследования в будущем позволит определить пространственное распЬложение атомов в молекуле, т. е. геометрическую структуру или ее строение (не путать с химическим строением ). В 1874 г. Вант-Гоффом была выдвинута стереохимическая гипотеза, согласно которой четыре водородных атома в метане (или их заместители) расположены в вершиназс тетраэдра, в центре которого находится атом углерода. Эта гипотеза позволила объяснить особый вид изомерии, названный оптической изомерией. Гипотеза Вант-Гоффа была подтверждена структурными исследованиями молекул и лежит в основе стереохимической теории (теории пространственного расположения атомов в молекулах) органических соединений [к-9]. [c.172]

Асимиетрические органические соединения и их оптическая изомерия. Каковы же причины оптической активности органических веществ и существования оптических антиподов Ответ на этот вопрос дали в 1874 г. Ле-Бель и Вант-Гофф на основе гипотезы о пространственном строении органических соединений (стр. 23). [c.198]

Изомерия комплексных соединений мало отличается от изомерии органических. Здесь также встречаются цис- и транс-изомерия, оптическая зеркальная изомерия, изомерия лигандов. К специфическим изомерам, характерным только для координационных соединений, относятся ионные изомеры, в которых ионные лиганды перераспределяются между внутренней и внешней сферами, например [Со (ЫНз)бВг] SO4 и [Со(КНз)в804] Вг, и координационные изомеры, в которых комплексообра-зователи катиона и аниона меняются местами, например [Со (ЫНз)в] [Сг ( N)e] и [Сг (ЫНз)в] [Со ( N)e]. Свойства таких изомеров могут быть существенно различными. [c.266]

Оптическая изомерия имеет очень большое биологическое значение. Органические вещества, принимающие участие в жизненных процессах, в большинстве своем представляют собой сложные асимметрические соединения. Поэтому многие реакции в организмах протекают лишь с участием веществ с определенной пространственной конфигурацией. В результате организмы во многих случаях усваивают или вырабатывают в процессе жизнедеятельности только вещества, являющиеся теми или иными оптическими изомерами. Так, в мышцах в процессе работы, в результате превращений животного крахмала или виноградного сахара (глюкозы) всегда накапливается (+)-мрлочная кислота. Мы увидим далее, что в организмах образуются и усваиваются лишь определенные оптические изомеры углеводов, аминокислот и т. п. [c.205]

Все соединения, содержащие асимметрический атом углерода, должны расщепляться на оптические антиподы. Можно представить радость Я. Бант-Гоффа, когда он пришел к отому выводу. Ему потребовалось не таг много времени, чтобы изложить все то, что он продумал, на одиннадцати страницах брошюры, которая была опубликована в сентябре 1874 г. па голландском я ыке под названием Предложение применять в прострапстве современные структурно-химические формулы вместе с примечанием об отношении между оптической вращательной способностью и химической конституцией органических соединений Эту брошюру с коллекцией моделей тетраэдрического атома углерода он послал А. Байеру в Страсбург, А. М. Бутлерову в Петербург, А. Гофману в Берлин, А. Кекуле в Бонн, Э. Франклапду в Лондон, И. Вислицепусу в Вюрцбург, А. Ш. Вюрцу и М. Бертло п Париж. Сейчас все в большей и большей степени признается, — писал Я. Вапт-Гофф в начале своей работы,- - что общеизвестные конституционные формулы непригодны для объяснения некоторых случаев изомерии, а причина этого, может быть, заключается в том, что мы не высказываемся достаточно ясно относительно действительного положения атомов [c.217]

Так как оптически чистый (1,Г-бинафталин)-2,2 -диол находит ра нообразное применение в органической химии, сиобще-]ше [21] о высокостереоселективном синтезе 6 - —)-изомера этого соединения (18) представляет особый интерес это вещество синтезировано с высоким выходом и оптической, чистотой [c.213]

Совершенно особую группу селективных аминомо-нокислотных полиамфолитов представляют собой дис-симметрические (оптически активные) иониты. Они предназначены для хроматографического разделения оптических изомеров (энантиомеров) органических соединений. Так как две энантиомерные молекулы по [c.85]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология