Определение изомеров и примеры в химии

Изомер представляет собой химический вид с тем же количеством и типами атомы как другой химический вид, но с различными свойствами, потому что атомы расположены в разные химические структуры. Когда атомы могут принимать различные конфигурации, это явление называется изомерией. Есть несколько категорий изомеров, в том числе структурные изомеры, геометрические изомерыоптические изомеры и стереоизомеры. Изомеризация может происходить самопроизвольно или нет, в зависимости от того, сопоставима ли энергия связи конфигураций.

Две широкие категории изомеров - структурные изомеры (также называемые конституциональными изомерами) и стереоизомеры (также называемые пространственными изомерами).

Структурные изомерыВ этом типе изомерии атомы и функциональные группы соединены по-разному. Структурные изомеры имеют разные названия IUPAC. Примером является изменение положения, наблюдаемое в 1-фторпропане и 2-фторпропане.

Типы структурной изомерии включают цепную изомерию, где углеводородные цепи имеют разную степень разветвленности; изомерия функциональной группы, где функциональная группа может быть разделена на разные группы; и скелетная изомерия, где основная углеродная цепь меняется.

Таутомеры являются структурными изомерами, которые могут самопроизвольно превращаться между формами. Примером является кето / енольный таутомеризм, при котором протон перемещается между атомом углерода и кислорода.

стереоизомеры: Структура связи между атомами и функциональными группами одинакова в стереоизомерии, но геометрическое расположение может измениться.

Этот класс изомеров включает в себя энантиомеры (или оптические изомеры), которые представляют собой непередаваемые зеркальные отражения друг друга, как левая и правая руки. Энантиомеры всегда содержат хиральные центры. Энантиомеры часто проявляют сходные физические свойства и химическую реактивность, хотя молекулы могут различаться по тому, как они поляризуют свет. В биохимических реакциях ферменты обычно реагируют с одним энантиомером, а не с другим. Примером пары энантиомеров является (S) - (+) - молочная кислота и (R) - (-) - молочная кислота.

Альтернативно, стереоизомеры могут быть диастереомерами, которые не являются зеркальным отражением друг друга. Диастереомеры могут содержать хиральные центры, но есть изомеры без хиральных центров и те, которые даже не являются хиральными. Примером пары диастереомеров является D-треоза и D-эритроза. Диастереомеры обычно имеют разные физические свойства и реакционную способность друг от друга.

Конформационные изомеры (конформеры): Конформация может быть использована для классификации изомеров. Конформеры могут быть энантиомерами, диастереомерами или ротамерами.

Существуют разные системы, используемые для идентификации стереоизомеров, включая цис-транс и E / Z.

Пентан, 2-метилбутан и 2,2-диметилпропан являются структурными изомерами друг друга.

Изомеры особенно важны в питании и медицине, потому что ферменты имеют тенденцию воздействовать на один изомер по другому. Замещенные ксантины являются хорошим примером изомера, обнаруженного в пищевых продуктах и ​​лекарствах. Теобромин, кофеин и теофиллин являются изомерами, различающимися по расположению метильных групп. Другой пример изомерии встречается в фенетиламиновых препаратах. Фентермин является нехиральным соединением, которое можно использовать в качестве средства для подавления аппетита, но не действует как стимулятор. Перегруппировка тех же атомов дает декстрометамфетамин, стимулятор, более сильный, чем амфетамин.

Обычно термин изомер относится к различным расположениям атомов в молекулах; Однако существуют также ядерные изомеры. ядерный изомер или метастабильное состояние является атомом, который имеет тот же атомный номер и массовый номер, что и другой атом этого элемента, но имеет другое состояние возбуждения внутри атомного ядра.