Gestaltning

Den aktuella versionen av sidan har ännu inte granskats av erfarna bidragsgivare och kan skilja sig väsentligt från versionen som granskades den 25 oktober 2020; kontroller kräver 3 redigeringar .

Molekylär konformation (från latin  conformatio  "form, struktur, arrangemang") - det rumsliga arrangemanget av atomer i en molekyl av en viss konfiguration , på grund av rotation runt en eller flera enstaka sigma-bindningar . I vissa fall inkluderar konformationstransformationer pyramidala inversioner och andra polytopiska omarrangemang av oorganiska och organoelementföreningar [ 1] .

Stereoisomerer i konformationer som motsvarar potentiella energiminima kallas konformers (turn isomers ) [2] .

Fri och begränsad rotation

I ett stereokemiskt sammanhang är fri rotation runt en kemisk bindning en sådan rotation när rotationsbarriären är så låg att olika konformationer inte märks som olika kemiska arter i experimentets tidsram. Förbudet mot rotation av grupper runt en bindning på grund av närvaron av en rotationsbarriär som är tillräckligt stor för att göra fenomenet observerbart i experimentets tidsram kallas begränsad rotation [3] .

Rotationsbarriären är den potentiella energibarriären mellan två intilliggande minima av det molekylära tillståndet som en funktion av rotationsvinkeln [4] . Det vill säga, detta är energibarriären för rotation runt C-C-bindningen - den energi som krävs för att flytta från en stabil (till exempel hämmad) konformation till en annan.

Conformer

Förutom termen konformation ( engelsk  konformation ) används termen konformer ( engelsk  konformer ) eller rotationsisomerer :

  1. (inom kemi) vilken uppsättning stereoisomerer som helst som kännetecknas av en struktur som motsvarar olika potentiella energiminima [5]
  2. (i biologi) ett specifikt veckat tillstånd eller struktur hos ett protein [6]

Rotamer

Ett specialfall av en konformer är en rotamer ( eng.  rotamer ) - en av ett antal konformers, som är resultatet av begränsad rotation kring en enda kemisk bindning [7] .

Typer av konformationer

Det finns följande typer av konformationer [9] :

  1. Förskjuten konformation (eller transoidal konformation  ) - substituenterna för en atom på projektionen placeras mellan substituenterna i en annan atom, vilket delar valensvinklarna, det vill säga substituenterna är placerade längst bort från varandra i rymden. Dessa konformationer har den lägsta energin.
  2. Avskärmad konformation (eller cisoidkonformation) ( engelska  eclipsed conformation ) är en konformation där substituenterna tycks vara överlagrade på varandra eller är belägna i förhållande till varandra i närmaste position. Dessa konformationer har den högsta energin.
  3. En fasad konformation (eller "Gauche" -konformation ) är för en  struktur som innehåller grupperna R3C-C(Y) =X (med identiska eller olika grupper R) en struktur där rotationsvinkeln är sådan att X är antiperiplanär mot en av grupperna R , och i Newman-projektionen delar dubbelbindningen , C=X ett av hörnen av RCR. I denna struktur döljer CY-bindningen en av CR-bindningarna. I den förmörkade konformationen är X synperiplanär till en av R-grupperna. [10]
  4. Katastrofal konformation (eller "Crash" -konformation ) är en  transformation (inversion) av strukturen hos en grupp av atomer under termiska vibrationer av gittret, åtföljd av förstörelsen av den interatomiska bindningen när man övervinner den potentiella barriären för inversion vid en fast temperaturpunkt med en konstant energiförbrukning under gittrets finfördelningsenergi och lika med det specifika smältvärmet . En sådan omvandling är associerad med " smältningsfaktorn " i atommodellen av övergången från ett fast kondenserat tillstånd av en kristallin kropp till ett kondenserat tillstånd av en vätska [11] [12] .

Konformationer av n-ledade cykler

Den sexledade ringen är cyklohexan , det finns även fem- och åttaledade. Cyklohexan fungerar som en bekväm modell för att studera konformationerna av sexledade ringar. Bland flera möjliga konformationer av cyklohexan kommer stolkonformationen att ha den lägsta energin. Men det finns andra också:

  1. Stolkonformation [ 13 ] _ 
  2. Bath conformation ( engelsk  båtkonformation )
  3. Konformation "twist" ( eng.  twist conformation ) - två angränsande atomer förskjuts i olika riktningar från planet byggt på de återstående tre
  4. Konformation "crown" ( eng.  crown conformation )
  5. Konformation "envelope" ( eng.  envelope conformation ) - fem av sex atomer är på samma plan, och den sjätte går ut ur det ( eng.  tub conformation )

Stabil konformation

En stabil konformation kan bero på bildandet av disulfidbryggor , genom interaktionen av olika laddade grupper, hydrofoba interaktioner eller bildandet av vätebindningar .

När man talar om stabilitet menar de den termodynamiska egenskapen hos ett ämne (i detta fall dess konformation), som mäts kvantitativt med hjälp av Gibbs energi [14] . Då är konformationen av ämne A mer stabil än dess isomer B, om för reaktionen A → B. Så, till exempel, har vi två reaktioner:

  1. P → X + Y följt av
  2. Q → X + Z följs av

sedan om , så är P mer stabil med avseende på produkt Y än Q med avseende på Z.

Se även

Anteckningar

  1. ↑ konformation // IUPAC Gold Book (länk ej tillgänglig) . Tillträdesdatum: 18 december 2010. Arkiverad från originalet 21 december 2010. 
  2. ↑ conformer // IUPAC Gold Book . Hämtad 18 december 2010. Arkiverad från originalet 14 augusti 2013.
  3. ↑ fri rotation (hindrad rotation, begränsad rotation) // IUPAC Gold Book . Hämtad 18 december 2010. Arkiverad från originalet 19 maj 2011.
  4. ↑ rotationsbarriär // IUPAC Gold Book . Datum för åtkomst: 18 december 2010. Arkiverad från originalet den 17 september 2011.
  5. ↑ IUPAC Gold Book Arkiverad 14 augusti 2013.
  6. ↑ Se även Wiktionary . Hämtad 18 december 2010. Arkiverad från originalet 25 oktober 2010.
  7. ↑ rotamer // IUPAC Gold Book . Hämtad 18 december 2010. Arkiverad från originalet 14 augusti 2013.
  8. ↑ Andreev V.D. Utvalda problem inom teoretisk fysik. . - Kiev: Outpost-Prim,. — 2012.
  9. ↑ V. P. Dyadchenko "Introduktion till stereokemi" . Tillträdesdatum: 18 december 2010. Arkiverad från originalet 18 januari 2012.
  10. ↑ halverande konformation (förmörkande konformation) // IUPAC GoldBook . Hämtad 18 december 2010. Arkiverad från originalet 1 februari 2010.
  11. ↑ Andreev V.D. Crash (krasch)-konformationell kinematik för det kovalenta gittret av diamant under smältning. // Journal of Structural Chemistry . - 2001. - Nr 3 . - S. 486-495 .
  12. ↑ Andreev V. D. "Smältfaktor" i interatomära interaktioner i ett diamantgitter. // Kemisk fysik . - 2002. - Nr 8, v.21 . - S. 35-40 .
  13. ↑ stol, båt, twist // IUPAC GoldBook . Datum för åtkomst: 18 december 2010. Arkiverad från originalet den 11 september 2011.
  14. ↑ stabil // IUPAC GoldBook . Datum för åtkomst: 18 december 2010. Arkiverad från originalet den 20 september 2016.
 Strukturkemi
kemisk bindning
Strukturdisplay
Elektroniska egenskaper
Stereokemi