Konstituční izomery vs stereoizomery
Obecně je izomer termín používaný v chemii, konkrétně v organické chemii, k označení molekul se stejným molekulárním vzorcem, ale s různými chemickými strukturami. Kvůli rozdílům v chemických strukturách tyto molekuly také obecně vykazují navzájem odlišné chemické a fyzikální vlastnosti, přesto mají stejný molekulový vzorec.
Co jsou konstituční izomery?
Konstituční izomery jsou také známé jako strukturní izomery, protože tyto molekuly se stejným molekulovým vzorcem se od sebe liší pouze způsobem, jakým jsou jednotlivé atomy spojeny. Samotný název strukturní izomery tuto myšlenku jasně naznačuje. Existují tři pododdělení pod konstitučními izomery; jsou to kosterní, poziční a funkční skupinové izomery.
Skeletální izomery jsou izomery, kde se hlavní řetězec ve sloučenině rozvětvuje různými způsoby prostřednictvím různých forem konektivity. Například, pokud má sloučenina šest atomů uhlíku, předpokládejme, že je složena pouze z atomů uhlíku a vodíku; pokud jsou tyto prvky umístěny v přímém řetězci, sloučenina může být pojmenována jako alkan „hexan“. Typická molekula hexanu by měla mít šest atomů uhlíku a čtrnáct atomů vodíku. Nyní se podívejme na další způsoby připojení. Předpokládejme, že atom uhlíku na konci řetězce byl odstraněn a připevněn k druhému atomu uhlíku. Pak by se hlavní řetězec zkrátil na pět atomů uhlíku s dalším atomem uhlíku v bodě větvení. Tato nová sloučenina může být pojmenována jako alkan „2-methylpentan“. Podobně mohou být vytvořeny další body větvení přidáním methylových skupin na různá místa podél řetězce. Některé další způsoby připojení zahrnují; 2,3-dimethylbutan, 2,2-dimethylbutan, 3-methylpentan atd.
Pokud sloučenina, se kterou se jedná, obsahuje funkční skupiny, jako je alkohol, amin, keton/aldehyd atd., přemístěním funkčních skupin na různé atomy uhlíku podél hlavního uhlíkového řetězce lze vytvořit několik různých molekul. vytvořený; přesto má každý stejný molekulový vzorec. Tento typ izomerie se nazývá poziční izomerie. Občas, když se pokoušíme přeskupit prvky uspořádané v molekulárním vzorci, bylo možné vytvořit molekuly s různými funkčními skupinami, přesto se držet stejného složení prvků, které je uvedeno v molekulárním vzorci; toto je známé jako izomerie funkční skupiny. Alkoholy a étery lze tímto způsobem pohodlně zaměňovat (např. CH3-O-CH3 a CH3 -CH2-OH) a se správným množstvím přítomných nenasycení jej lze vyměnit také za ketony a aldehydy. Dalším běžným příkladem je hexen s přímým řetězcem a sloučenina cyklohexanu. Změny ve funkčních skupinách výrazně ovlivňují chemické vlastnosti sloučeniny a také její fyzikální vlastnosti.
Co jsou stereoizomery?
Stereoizomery jsou izomerní sloučeniny se stejným molekulárním vzorcem a také mají stejnou konektivitu atomů, ale liší se pouze ve 3-rozměrném uspořádání atomů v prostoru, proto také známé jako prostorové izomery. Existují různé druhy stereoizomerů, jmenovitě; enantiomery, diastereomery, cis-trans izomery, konformační izomery atd.
Enantiomery jsou molekuly, které jsou navzájem zrcadlovými obrazy; proto tyto molekuly nelze překrývat. Magii vytvářejí centra nazývaná chirální centra. Jedná se o atomy uhlíku, ke kterým jsou připojeny čtyři různé skupiny. Chirální centra jsou zodpovědná za tvorbu enantiomerů a tyto molekuly mají téměř identické vlastnosti, ale lze je identifikovat podle způsobu, jakým rotují rovinně polarizované světlo. Proto se jim také říká optické izomery. Existují také stereoizomery, které nejsou enantiomery, to znamená, že nejsou navzájem zrcadlovými obrazy, a některé takové molekuly jsou; diastereomery, cis-trans izomery a konformery. Existuje speciální třída diastereomerů nazývaná meso sloučeniny, které mají v molekule zrcadlovou rovinu, ale molekula jako celek její zrcadlový obraz netvoří jinou molekulu, ale výsledkem je stejná molekula. Konformery jsou molekuly, které mají stejnou konektivitu, ale mají různé tvary; např. různé konformace cyklohexanu; židle, člun, poloviční člun atd.
Jaký je rozdíl mezi konstitučními izomery a stereoizomery?
• Konstituční izomery mají atomy spojené v různých řádech, zatímco u stereoizomerů je konektivita v atomech podobná, ale 3D uspořádání atomů v prostoru je odlišné
• Chiralitu lze pozorovat u stereoizomerů a nikoli u konstitučních izomerů.
• Konstituční izomery mohou mít navzájem velmi odlišné chemické názvy, zatímco stereoizomery budou mít obvykle stejný chemický název s písmenem nebo symbolem identifikace orientace před názvem.
• Chemické a fyzikální vlastnosti konstitučních izomerů se liší rychleji než mezi stereoizomery.
