Изомерия конформационная поворотная

Дайте определение понятиям структурные изомеры, стереоизомеры, конформационные (поворотные) изомеры, геометрические изомеры, оптические изомеры. Определите вид изомерии у каждой пары соединений. Сравните физические и химические свойства изомеров а) бутан и изобутан б) 1,3-бутадиен и 2-бутин в) цис- и транс-2-бутены г) право- и левовращающий 2-бромбутаны д) 8-цис- и 5-т/занс-1,3-бутадиены. [c.35]

Вицинальные константы и константы более далекого взаимодействия спинов зависят от пространственного строения фрагментов (молекул). Например, по константам V идентифицируются цис-, транс-, UH-, анти-, поворотные и конформационные изомеры (см. табл. 1.7 и рис. 1.10) при условии статической изомерии, т. е. когда потенциальные барьеры изомеризации достаточно велики. Имеется также возможность изучения методом спектроскопии ЯМР, в частности, по константам спин-спинового взаимодействия хиральности молекул. [c.36]

Известны три вида изомерии структурная, пространственная (стереоизомерия) и поворотная (конформационная). Пространственная изомерия включает геометрическую (цис-, транс-) изомерию и оптическую (зеркальную) изомерию, [c.215]

Изомеризация изменением валентных углов внутри частицы без разрыва существующих химических связей для поворотных изомеров, конформационных изомеров и т. п. [c.60]

Изучение конформаций молекул. Всякие изменения в структуре молекулы отражаются на колебаниях входящих в ее состав атомов, что в свою очередь проявляется в ИК-спектрах. Таким образом изучение колебательных спектров в разбавленных растворах (для исключения межмолекулярных взаимодействий) дает информацию о различных конформационных взаимодействиях. Изучение ИК-спектров позволяет, например, исследовать поворотную изомерию, которая обусловлена заторможенным вращением объемистых заместителей вокруг данной связи. Если высота энергетического барьера вращения достаточно высока, то это приводит к крутильным колебаниям группы атомов такие колебания обычно расположены в дальней ИК-области (v<200 см" ), а их частоты позволяют рассчитать высоту соответствующего потенциального барьера. [c.220]

Например, для этана среди множества других положений возможно несколько крайних состояний, одно из которых более предпочтительно (рис. 27). Наиболее выгодной является заторможенная форма, так как она способствует меньшему взаимодействию (отталкиванию) электронных оболочек атомов водорода. Для взаимного перехода этих форм требуется всего около 12— 13 кДж/моль, что соответствует энергии теплового движения (тогда как для взаимного перехода цис-транс- зомеров требуется около 167,5 кДж/моль). В то же время любое отклонение от заторможенной формы (конформации) сопровождается торсионным напряжением. Таким образом, существует еще один вид изомерии молекул — конформационная (поворотная). [c.261]

Конформационная (поворотная) изомерия связана с изменением расположения заместителей вследствие вращения вокруг простой связи. [c.89]

В этой главе приведены в наиболее простой форме достижения статистической физики полимеров, которая является разделом статистической физики вообще и поэтому использует идеи и методы этого раздела теоретической физики. Вначале рассматривается статистика линейных макромолекул в приближении модели свободно сочлененных сегментов и в приближении к реальным макромолекулам (конформационная статистика, поворотные изомеры). Выводится распределение свободной макромолекулы по ее длинам (свернутости) в процессе теплового движения. Это распределение подчиняется нормальному (гауссову) закону распределения аналогич- [c.122]

Успехи в области конформационного анализа, надежные данные по энергиям, характерным для различных поворотных изомеров бутана, а также рассмотренные в настоящей работе многочисленные сведения о термодинамической устойчивости углеводородов различного строения позволили наметить конкретные пути для априорного расчета термодинамической устойчивости насыщен- [c.134]

Как для геометрических, так и для конформационных изомеров необходимо вращение для превращения изомеров друг в друга, поэтому было предложено называть эти изомеры поворотными (или торсионными).. Геометрические изомеры, таким образом, являются вращательными изомерами относительно двойной связи, а конформационные изомеры — вращательными изомерами относительно простой связи. [c.211]

Ближний конформационный порядок связан с поворотной изомерией (гл, IV), Однако эта концепция целесообразна лишь в случае гибкоцепных полимеров. Здесь уместен небольшой экскурс в молекулярную физику. [c.30]

Интересной особенностью акцепторно-каталитической полиэтерификации является конформационная специфичность этого процесса, позволяющая получать конформационно-регулярные полимеры, конформационная тактичность которых формируется в процессе реакции, а макромолекулы содержат регулярные последовательности того или иного (но вполне определенного) поворотного изомера в остатке мономера [373]. [c.84]

Во всех многочисленных примерах конформационных равновесий, рассмотренных выше, речь шла о поворотных изомерах вокруг связи между двумя тетраэдрическими углеродными атомами (в 5/7 -гибридизации). Вместе с тем существует много соединений, в которых приходится рассматривать конформации по связям с участием тригонального (находящегося в состоянии -гибридизации) атома углерода. Примером могут служить олефины, где в создании конформеров вокруг одной из связей участвует один тетраэдрический и один тригональный атом углерода [c.254]

Конформеры (поворотные изомеры) по определению являются не изолируемыми в свободном состоянии геометрическими формами молекул. По мере развития науки становится, однако, очевидным, что в определенных условиях можно наблюдать и чистые , индивидуальные конформеры. Сведения об этом получены главным образом с помощью метода ЯМР (обзор см. [71]). Использование этого метода для конформационных исследований циклогексановых соединений основано на том факте, что метиновые аксиальные и [c.358]

При отсутствии осевой симметрии волчков, напр, в молекулах 1,2-дизамещенных этана, заторможенное В. в. приводит к явлению поворотной изомерии, представляющей собой частный случай конформационной изомерии (см. [c.392]

Конформационный анализ), когда устойчивым конформациям соответствуют разные по глубине минимумы потенциальной энергии, т. е. возникают различающиеся по форме и св-вам поворотные изомеры (конформеры). В частности, у молекул типа 1,2-дизамещенных этана имеются три стабильных конформации-одна транс- (или анти-) и две гош-конформации (см. рис. 2). Относит, стабильность поворотных изомеров определяется разностью их энергий АЕ, т. е. разностью значений энергии в минимумах потенциальной кривой. Напр., транс-изомер 1,2-дихлорэтана более устойчив, чем гош-изомер, т.к. его энергия (в газовой фазе) ниже на 5,6 кДж/моль. При достаточно низких потенциальных барьерах (неск. десятков кДж/моль) поворотные изомеры находятся в термодинамич. равновесии, положение к-рого зависит от т-ры, давления и природы среды. Для барьеров порядка 10 к Дж/моль время жизни конформеров составляет 10 °с. При высоких значениях Уд (выше 100 к Дж/моль), когда В. а отсутствует, конформеры даже при малой разности их энергий могут существовать как индивидуальные в-ва. В. в. молекул возможно в газовой и жиДкой фазах, параметры К(ф) зависят от характера среды и электронного состояния молекулы. В кристаллах В. в., как правило, отсутствует и стабилен лишь один конформер иногда существуют твердые фазы (напр., у некоторых фреонов), в которых стабильны разные конформеры и между ними осуществляются переходы. [c.392]

Существенным является то обстоятельство, что при кристаллизации аморфных полиарилатов путем вторичной обработки образуются полимеры, содержащие в макромолекулах только транс-изомеры, тогда как в условиях акцепторно-каталитической полиэтерификации могут быть получены полимеры как с цисоидными, так и с трансоидными изомерными формами остатка бисфенола. Роль акцептора-катализатора в формировании конформационной тактичности полиарилатов, по-видимому, заключается в определении соотношения двух конкурирующих в реакции каталитических процессов, что в свою очередь приводит к преобладанию в полимерных цепях того или иного поворотного изомера. [c.86]

Изучение поворотной изомерии и изомеризации, т. е. конформаций и конформационных превращений, приобрело большое значение в органической и биоорганической химии. Главные особенности физического поведения синтетических и биологических макромолекул связаны с их конформационными свойствами. [c.66]

Определенный интерес представляют так называемые полосы стереорегулярности, связанные с закономерной конфигурационной последовательностью мономерных звеньев, и полосы аморфной структуры. Появление последних вызвано либо нарушением правил отбора, действующих в кристалле, либо существованием в аморфной фазе поворотных изомеров, отсутствующих в структуре с трехмерным порядком (конформационные полосы) [34, 57, 80]. [c.16]

Разумеется, такой метод расчета является весьма грубым, однако он достаточно хорошо иллюстрирует фундаментальную роль взаимодействий ближнего порядка, действующих в пределах небольших фрагментов цепи (и соответственно зависящих от ее химического строения), как основного фактора, определяющего гибкость макромолекулы в целом, а также оказывающего косвенное влияние на ее конформацию. Если же поставить обратную задачу — оценить гибкость молекулярной цепочки по ее конформационным свойствам, определенным на основании измерения физических характеристик раствора и т. д., то в этом случае основная проблема заключается в определении вероятности реализации транс- или зош-конформаций, которая характеризует собой разность между значениями энергии соответствующих поворотных изомеров. Последний параметр определяет так называемую равновесную гибкость макромолекулы. ( 1 другой стороны, параметр, оказывающий доминирующее влияние, например на температуру стеклования полимера, и характеризующий, очевидно, подвижность сегментов макромолекулы, имеет кинетическую природу и определяется, таким образом, высотой потенциального барьера е, препятствующего переходу из положения G или G в положение Т. По этой причине упомянутый параметр носит название кинетической гибкости . [c.159]

Вращение вокруг одинарной связи, которое происходит без разрыва ее, носит название конформационного вращения. Образующиеся при этом различные конформации молекул носят название поворотных изомеров. Переход из одной конформации в другую в результате теплового движения у многих веществ происходит с большой скоростью— 10 - раз в секунду, поэтому выделить химическим или физическим способом тот или иной изомер невозможно, хотя появление их может быть установлено спектральным и другими методами. [c.51]

На основании структурных ф-л не только идентифицируется каждая М., но и выражаются мн. корреляции между св-вами М. и образованного из них в-ва. Так, последовательность хим. связей в структурной ф-ле позволяет различать структурные изомеры-М. с одним и тем же атомным составом, но разной последовательностью атомов. Разотчия в пространств, расположении атомов М. при одной и той же последовательности хим. связей позволяют идентифицировать стереоизомеры. Среди стереойзомеров выделяют поворотные изомеры, оптич. изомеры и др. (см. Изомерия, Конформационный анализ). Фиксир. группировки атомов, проявляющие четко выраженные, специфические для каждой из них <ж-ва, наз. функциональными группами. На использовании структу яых ф-л и соответствующих им моделей М. основаны конформац. анализ, структурная топология, а также ряд теорий, объясняющих реакц. способность сложных М. [c.107]

Изучение поворотной изомерии — конформационных превращений молекул — приобрело сейчас очень большое значение в органической и биоорганической химии. Химические и фи-зико-химические свойства молекул существенным образом зависят от их конформаций [19, 20]. Глаеные особенности физического поведения макромолекул определяются поворотной изомерией. [c.127]

Изомеризация углеродного скелета. Простейщим примером такого рода может служить превращение и-бутана в изобутан или л -ксилола в и-ксилол. Частным случаем изомеризации углеродного скелета является кольчато-цепная изомеризация, например пропилена в циклопропан или метилциклопентана в циклогексан. Изомеризация бутена-1 в г/мс-бутен-2 может служить примером изомеризации положения двойной связи между атомами углерода. Превращение г/мс-бутена-2 в /ярднс-бутен-2 иллюстрирует пример геометрической (пространственной или конфигурационной) изомеризации. К этому типу изомеризации можно отнести превращение г/мс-1,2-диметилциклопентана в транс-, 2-диметилциклопентан. Одним из случаев пространственной изомерии является наличие стереоизомеров, называемых также оптическими, т. е. по-разному вращающих плоскость поляризованного света, например 3-ме-тилгексан. Даже н-алканы, строение молекул которых не является линейным, а зигзагообразным (рис. 118П), могут существовать также в виде поворотных (конфор-мационных) изомеров. Конформационная изомеризация происходит в результате вращения в молекуле атомов (групп атомов) вокруг простых (ординарных С С-связей). Так, например, н-бутан имеет 4 конформационных изомера, из которых энергетически наиболее устойчивой является трансоидная форма. [c.857]

Известны три вида изомерии структурная, пространственная (стереоизо-мерия) и валентная. Пространственная изомерия включает конфигурационную (геометрическую и оптическую изомерии) и конформационную (поворотную, или вращательную, изомерию). [c.203]

В принципе граница между конформационной и геометрической изомериями также условна, поскольку геометрические изомеры являются поворотными изомерами, разделенными потенциальным барьером порядка 40 ккал1молъ. В некоторых случаях при повышенных температурах возможны взаимные превращения геометрических изомеров. Тем не менее, геометрическая изомерия оле-финов обычно не рассматривается как частный случай конформационной изомерии. [c.21]

Следует подчеркнуть, что конформационные изомеры, например е,е- и а,а-формы гране-1,2-диметилциклогексана, превращаются друг в друга в результате вращения вокруг простых С—С-связей. Это обычный случай поворотной изомерии, и поэтому при превращении [c.41]

В конформационно подвижных молекулах алканов изменение конформаций осуществляется за счет заторможшного вращения вокруг связей - J. Отметим, что вращение вокруг связей С -С2, С -Сд, С2-С4, Сд-С , С4-С4 в алканах на приводит к кон-формационным превращениям, в то время как вращение вокруг связей С2-С2, С2-С3, Сд-Сз сопровождается поворотной изомерией /99/. [c.146]

Говоря об устойчивых (или неустойчивых) конформациях в конфор-мационном анализе, имеют в виот относительную термодинамическую устойчивость, определяемую значениями конформационной свободной энергии /103/, В условиях равновесии в алкаке существует бесчисленное множество конформаций. Однако основное конформационное состояние молекул определяется стереохимическими особенностями лшяь некоторых, термодинамически наиболее устойчивых поворотных изомеров /102/, Если конформационную свободную энергию определять только значением энтальпии конформационного перехода АН, пол .-гая изменение энтропии равным нулю, то наиболее устойчивой будет трансоидная конформация. Образование скошенных форм может оказаться предпочтительней только вследствие изменения энтропии. При повышении температуры и удлинении молекулы роль энтропийного фактора растет, В наших расчетах свободная энергия конформеров определялась как разность энергии данной конформации и полностью трак-соидной. [c.147]

Гибкость макромолекул, для которых к < Ю нм, проявляется преимушественно как поворотная изомерия (ротамерия). Для полимеров с к > 40 нм конформационные переходы реализуются в результате суммирования малых колебаний валентных углов и углов внутреннего врашения. [c.88]

Конформационный анализ посвящен рассмсп рению тех бесчисленных молекулярных структур, которые возникают и результате вращения в молекуле групп атомов вокруг ординарных связей эти структуры называются конформациями. Каждая конформация характеризуется определенным пространственным расположением атомов н, в связи с этим, определенным содержанием энергии. При вращении группы атомов вокруг ординарной связи потенциальная энергия молекулы претерпевает изменение, которое может быть описано синусоидальной кривой. Те конформации, которым на этой кривой соответствуют минимумы, способны реально существовать и называются поворотными изомерами или у с т о н ч и з ы ми к о н ф о р м а-циями . Остальные конформации представляют такие энергетические состояния, которые молекула должна пройти для превращения одной устойчивой конформации в другую. Относительно низкие значения энергии активации взаимного превращения устойчивых конформаций, как правило, являются причиной невозможности разделения поворотных изомеров при обычных температурах (исключением являются некоторые производные дифенила и аналогичные нм соединения, рассмотренные на стр. 490). Так как разные поворотные изомеры обычно энергетически неравноценны, то большинство молекул каждого соединения существует преимущественно в одной или лишь в очень немногих устойчивых конформациях. Однако под действием специфических сил в условиях химической реакции соединение может также временно принять какую-либо из энергетически менее выгодных конформаций. [c.800]

Кремний — ближайший аналог углерода по Периодической системе элементов. Его четырехкоординационные соединения имеют тетраэдрическую конфигурацию. При изучении силанов встают прежде всего конформационные проблемы, которые вполне аналогичны встречающимся в соединениях углерода. В качестве примера упомянем исследование Ю. А. Пентина с сотрудниками [1], посвященное поворотной изомерии этилмонохлорсилана и этилдихлорсилана. Мольные доли конформеров по связи углерод — кремний в этих веществах в жидком состоянии при 250 К следующие [c.602]

Исследование различных поворотных изомеров одного соединения в разных кристаллических формах (полиморфах) также является эффективным средством для изучения природы межмолекулярных взаимодействий. Это явление названо конформационным полиморфизмом. Разница в энергиях полиморфов органических кристаллов подобна разнице в свободных энергиях поворотных изомеров многих свободных молекул и составляет несколько ккал/моль. В тех случаях, когда в различных полиморфах молекулы приобретают разные конформации, изменение в поворотной изомерии приписывается влиянию кристаллического поля, поскольку в полиморфных системах единственная переменная величина-разница в межмолекулярных силах. Бернштейн и сотр. [49, 77] широко исследовали конформационный полиморфизм многих органических соединений с помощью различных методов наряду с рентгеноструктурным анализом. Среди исследуемых молекул были N-( 1 -хлорбензилиден)-йа/)а-хлоранилин [c.478]

Представления, связанные с В. в. и поворотной изомерией молекул, применяют в теории строения как низкомол., так и высокомол. соединений. Разработаны методы и схемы конформационных расчетов достаточно сложных молекулярных систем на основе мех. моделей, получили также развитие полуэмпирич и неэмпирич. квантовомех. расчеты потенциальных ф-ций В. в. молекул. Для изучения явлений В в. и поворотной изомерии молекул используют методы спектроскопии ИК, комбинац. рассеяния, микроволновой, УФ, ЯМР, ЭПР, а также методы газовой электронографии, поглощения ультразвука, некогерентного, неупругого рассеяния нейтронов, измерения дипольных моментов, диэлектрич. потерь и др. [c.393]

Изомеризация, не сопровождающаяся разрывом и образованием связей, представляет собой поворотную или конформационную изомерию, обусловленную быстрым внутримолекул1фным вращением. [c.234]

Было установлено, что использование ди- и полизамещенных биядерных мономеров с центральными мостиковыми группировками, создающими заторможенность вращения между отдельными фрагментами молекул, позволяет в условиях акцепторно-каталитической полиэтерификации получать из смеси поворотных изомеров полимеры с регулярной пространственной микроструктурой, а именно конформационно-регулярные полимеры, содержащие в макромолекулах регулярные последовательности поворотных изомеров [373-384]. [c.84]

Характерным примером конформационной специфичности акцепторно-каталитической полиэтерификации является синтез конформационно-регулярных полиарилатов 3,3 -дихлор-4,4 -дигидроксидифенил-2,2-пропана на основе хлорангидридов различных дикарбоновых кислот [379] в присутствии различных третичных аминов [378, 379, 384]. Было установлено, что в зависимости от природы третичного амина (в первую очередь в зависимости от его основности) и, следовательно, в зависимости от механизма реакции - нуклеофильного или общего основного катализа [158-160] - происходит формирование макромолекул, содержащих поворотный изомер того или иного типа. [c.86]

Поскольку основное число конформационных переходов обусловлено аномально высокой деформацией внутрифибрилляр-ных прослоек, постольку можно попытаться количественно сопоставить число транс-гош-переходов с истинной деформацией аморфных прослоек. Для проверки этих предположений в работе 137] определяли абсолютные числа гош- и транс-изомеров в ориентированном ПЭ в зависимости от упругой деформации. Выявлено удовлетворительное соответствие значений, рассчитанных из ИК-спектроскопических данных, с результатами непосредственных измерений деформации аморфных прослоек методом рентгеновской дифракции. Это позволяет считать, что во всяком случае часть обратимой деформации ориентированных полимеров обусловлена механизмом поворотно-изомерных превращений. [c.143]