ऑप्टिकल आइसोमर्स का एक पदार्थ सूत्र होता है। शब्द कागज: ऑप्टिकल आइसोमरिज़्म

शब्द प्रस्तुत किया संवयविता   और सुझाव दिया कि मतभेद "एक जटिल परमाणु में सरल परमाणुओं के अलग-अलग वितरण" (यानी, अणु) के कारण उत्पन्न होते हैं। आइसोमरिज्म को केवल 19 वीं शताब्दी के दूसरे भाग में एक सच्ची व्याख्या मिली। ए। एम। बटलरोव (संरचनात्मक आइसोमेरिज्म) की रासायनिक संरचना और जे। जी। वैंट-हॉफ (स्थानिक आइसोमेरिज्म) के स्टिरियोकेमिकल शिक्षाओं के सिद्धांत पर आधारित है।

संरचनात्मक समासवाद

संरचनात्मक समरूपता रासायनिक संरचना में अंतर का परिणाम है। इस प्रकार में शामिल हैं:

हाइड्रोकार्बन श्रृंखला (कार्बन कंकाल) का समरूपता

कार्बन परमाणुओं के संबंध के अलग-अलग क्रम के कारण कार्बन कंकाल का आइसोमेरिज़्म। सबसे सरल उदाहरण ब्यूटेन सीएच 3 -CH 2 -CH 2 -CH 3 और आइसोब्यूटेन (सीएच 3) 3 सीएच है। एट अल। उदाहरण: एंथ्रेसीन और फेनेंथ्रीन (सूत्र I और II, क्रमशः), साइक्लोब्यूटेन और मिथाइलसाइक्लोप्रोपेन (III और IV)।

वैलेंस आइसोमरिज्म

वैलेंस आइसोमरिज़्म (एक विशेष प्रकार का संरचनात्मक आइसोमेरिज़्म), जिसमें आइसोमर्स को केवल एक-दूसरे में बंधनों के पुनर्वितरण के कारण परिवर्तित किया जा सकता है। उदाहरण के लिए, बेंजीन (V) के वैलेंस आइसोमर्स बाइसेक्लोहेक्सा-2,5-डायन (VI, "देवर बेंजीन"), प्रिज्म (VII, "लैडेनबर्ग बेंजीन"), बेंजलवेन (VIII) हैं।

क्रियात्मक समूह isomerism है

यह कार्यात्मक समूह की प्रकृति में भिन्न है। उदाहरण: इथेनॉल (CH 3-CH 2 –OH) और डाइमेथाइल ईथर (CH 3–O - CH 3)

स्थिति का सिद्धांत

एक प्रकार का संरचनात्मक आइसोमेरिज़म जिसमें समान कार्यात्मक समूहों की स्थिति में अंतर होता है या एक ही कार्बन कंकाल के साथ दोहरे बंधन होते हैं। उदाहरण: 2-क्लोरोबुटानोइक एसिड और 4-क्लोरोबूटानोइक एसिड।

स्थानिक समरूपतावाद (रूढ़िवादवाद)

एनेंटिओमरिज़्म (ऑप्टिकल आइसोमेरिज़्म)

एक ही रासायनिक संरचना वाले अणुओं के स्थानिक विन्यास में अंतर के परिणामस्वरूप स्थानिक समरूपता (स्टीरियोइसोमेरिज्म) उत्पन्न होती है। इस प्रकार के आइसोमर को उपविभाजित किया जाता है enantiomer   (ऑप्टिकल आइसोमेरिज़्म) और diastereomers.

Enantiomers (ऑप्टिकल आइसोमर्स, मिरर आइसोमर्स) किसी अन्य भौतिक और रासायनिक गुणों की पहचान के साथ प्रकाश के ध्रुवीकरण के विमान के साइन और समरूप परिमाण घुमाव के विपरीत विशेषता वाले पदार्थों के ऑप्टिकल एंटीपोड के जोड़े हैं, जो एक सर्पिल माध्यम में अन्य वैकल्पिक रूप से सक्रिय पदार्थों और भौतिक गुणों के साथ प्रतिक्रिया को छोड़कर हैं। )। ऑप्टिकल एंटीपोड्स की उपस्थिति के लिए एक आवश्यक और पर्याप्त कारण एक अणु का काम है और समरूपता सी के निम्नलिखित बिंदु समूहों में से एक है n   , डी n   , टी, ओ, आई (चिरलिटी)। सबसे अधिक बार हम एक असममित कार्बन परमाणु के बारे में बात कर रहे हैं, अर्थात्, चार अलग-अलग पदार्थों के लिए एक परमाणु बंधुआ है, उदाहरण के लिए:

अन्य परमाणु, उदाहरण के लिए, सिलिकॉन, नाइट्रोजन, फास्फोरस और सल्फर परमाणु, असममित हो सकते हैं। एक असममित परमाणु की उपस्थिति केवल एनेंटिओमिज़्म का कारण नहीं है। इस प्रकार, एडामैन्टेन (IX), फेरोकीन (X), 1,3-डिपेनहिललीन (XI), 6.6 "-एडिट्रो-2,2" -डीफेनिक एसिड (XII) के डेरिवेटिव में ऑप्टिकल वाइपोड होते हैं। उत्तरार्द्ध परिसर की ऑप्टिकल गतिविधि का कारण एट्रोपिसोमेरिज्म है, अर्थात, एक साधारण बंधन के चारों ओर रोटेशन की अनुपस्थिति के कारण स्थानिक समरूपता। एनेंटिओमरिज़्म भी प्रोटीन, न्यूक्लिक एसिड, हेक्सागेलिकीन (XIII) के सर्पिल अनुरूपताओं में प्रकट होता है।

(आर) -, (एस) - ऑप्टिकल आइसोमर्स (नामकरण नियम) का नामकरण

असममित कार्बन परमाणु C abcd से जुड़े चार समूहों को अनुक्रम के अनुरूप एक अलग वरिष्ठता दी गई है: a\u003e b\u003e c\u003e d। सबसे सरल मामले में, असममित कार्बन परमाणु से जुड़ी परमाणु की परमाणु संख्या द्वारा पूर्वता स्थापित की जाती है: Br (35), Cl (17), S (16), O (8), N (7), C (6), H (1) ।

उदाहरण के लिए, ब्रोमोक्लोरोएसेटिक एसिड में:

एक असममित कार्बन परमाणु पर प्रतिस्थापन की वरिष्ठता इस प्रकार है: Br (a), Cl (b), C का समूह COOH (c), H (d)।

ब्यूटानॉल -2 में, ऑक्सीजन सबसे बड़ा पदार्थ है (a), हाइड्रोजन सबसे कम उम्र का प्रतिस्थापन है (d)

प्रतिस्थापन सीएच 3 और सीएच 2 सीएच 3 के प्रश्न को हल करने की आवश्यकता है। इस मामले में, वरीयता क्रम संख्या या समूह में अन्य परमाणुओं की संख्या से निर्धारित होती है। एथिल समूह प्रमुख है, क्योंकि इसमें पहला C परमाणु दूसरे C परमाणु (6) और अन्य H परमाणुओं (1) से जुड़ा होता है, जबकि मिथाइल समूह में कार्बन क्रम संख्या 1 के साथ तीन H परमाणुओं से जुड़ा होता है। अधिक जटिल मामलों में। वे सभी परमाणुओं की तुलना तब तक करते रहते हैं जब तक कि वे विभिन्न अनुक्रम संख्याओं वाले परमाणुओं तक नहीं पहुंच जाते। यदि डबल या ट्रिपल बॉन्ड हैं, तो उन पर स्थित परमाणुओं को क्रमशः दो और तीन परमाणु माना जाता है। तो, -COH समूह को C (O, O, H) माना जाता है, और –COOH समूह को C (O, O, OH) माना जाता है; कार्बोक्सिल समूह एल्डिहाइड से पुराना है, क्योंकि इसमें 8 की क्रम संख्या वाले तीन परमाणु होते हैं।

डी-ग्लिसरॉल एल्डिहाइड में, सबसे पुराना ओएच समूह (ए) है, इसके बाद सीएचओ (बी), सीएच 2 ओएच (सी) और एच (डी):

अगला चरण यह निर्धारित करना है कि क्या समूहों की व्यवस्था सही है, आर (लाट। रेक्टस), या बाएं, एस (लाटे। सिनिस्टर)। संबंधित मॉडल के पास, यह उन्मुख है ताकि परिप्रेक्ष्य सूत्र में सबसे युवा समूह (डी) सबसे नीचे हो, और फिर टेट्राहेड्रोन और समूह (डी) के हैचेड चेहरे से गुजरने वाले अक्ष के ऊपर से देखा जा सके। डी-ग्लिसरीन एल्डिहाइड समूह में

सही रोटेशन की दिशा में स्थित हैं, और इसलिए, इसका एक आर-कॉन्फ़िगरेशन है:

(आर) -ग्लिसरॉल एल्डिहाइड

डी, एल के विपरीत, अंकन (आर) - और (एस) - आइसोमर्स के नामकरण कोष्ठक में संलग्न है।

diastereomers

σ-diastereomer

डायस्टेरोमेरिक स्थानिक आइसोमर्स के किसी भी संयोजन पर विचार करता है जो ऑप्टिकल एंटीपोड की एक जोड़ी का गठन नहीं करते हैं। Ingu और π-diastereomers के बीच भेद। σ-डायस्टेरेमॉर्स उन में मौजूद चिरलिटी के तत्वों के हिस्से के विन्यास में एक दूसरे से भिन्न होते हैं। इसलिए, डायस्टेरोमर्स हैं (+) - टार्टरिक एसिड और मेसो-टार्टरिक एसिड, डी-ग्लूकोज और डी-मैननोज, उदाहरण के लिए:

कुछ प्रकार के डायस्टेरोमेरिज़्म के लिए विशेष पदनाम पेश किए गए हैं, उदाहरण के लिए, थ्रेओ और एरिथ्रो आइसोमर्स - यह डायस्मेरोमिस्म है जिसमें दो असममित कार्बन परमाणुओं और रिक्त स्थान होते हैं, संबंधित थ्रोस (संबंधित प्रतिस्थापन) फिशर के सूत्रों के फार्मूले के विपरीत हैं। विकल्प - एक तरफ):

एरिथ्रो आइसोमर्स, जिनमें से असममित परमाणुओं को एक ही पदार्थ से जोड़ा जाता है, मेसो फॉर्म कहलाते हैं। वे, अन्य,-डायस्टेरेमर्स के विपरीत, विपरीत कॉन्फ़िगरेशन के दो समान असममित केंद्रों के प्रकाश के ध्रुवीकरण के विमान के रोटेशन में योगदान के इंट्रामोल्युलर क्षतिपूर्ति के कारण वैकल्पिक रूप से निष्क्रिय हैं। डायस्टेरेमर्स के जोड़े जो कई असममित परमाणुओं में से एक के विन्यास में भिन्न होते हैं, उदाहरण के लिए, एपिमर्स कहलाते हैं:

"एनोमर्स" शब्द डायस्टेरोमेरिक मोनोसैकेराइड्स की एक जोड़ी को संदर्भित करता है जो एक चक्रीय रूप में एक ग्लाइकोसिडिक परमाणु के विन्यास में भिन्न होता है, उदाहरण के लिए, α-D और β-D-ग्लूकोज का anomer।

ere-डायस्टेरोमेरिज़्म (ज्यामितीय समरूपता)

π-डायस्टेरेमॉमर्स, जिसे ज्यामितीय आइसोमर्स भी कहा जाता है, दोहरे बंधन के विमान के सापेक्ष सबस्टेशन की विभिन्न स्थानिक व्यवस्था में एक दूसरे से भिन्न होते हैं (सबसे अक्सर सी \u003d सी और सी \u003d एन) या चक्र। इनमें शामिल हैं, उदाहरण के लिए, मेनिक और फ्यूमरिक एसिड (सूत्र XIV और XV, क्रमशः), (E) और (Z) -benzaldoximes (XVI और XVII), सीआईएस और ट्रांस-1,2-डाइमिथाइलोपाइक्लोप्लेन (XVIII और XIX)।

Conformers। tautomers

घटना को इसके अवलोकन के तापमान की स्थिति के साथ अटूट रूप से जोड़ा गया है। इसलिए, उदाहरण के लिए, कमरे के तापमान पर क्लोरोसायक्लोहेन दो अनुरूपकों के संतुलन मिश्रण के रूप में मौजूद है - क्लोरीन परमाणु के भूमध्यरेखीय और अक्षीय अभिविन्यास के साथ:

हालांकि, शून्य से 150 डिग्री सेल्सियस पर, एक व्यक्ति α- रूप को प्रतिष्ठित किया जा सकता है, जो एक स्थिर आइसोमर के रूप में इन परिस्थितियों में व्यवहार करता है।

दूसरी ओर, सामान्य परिस्थितियों में आइसोमर्स वाले यौगिक बढ़ते तापमान के साथ संतुलन का आधार बन सकते हैं। उदाहरण के लिए, 1-ब्रोमोप्रोपेन और 2-ब्रोमोप्रोपेन संरचनात्मक आइसोमर हैं, हालांकि, जब तापमान 250 डिग्री सेल्सियस तक बढ़ जाता है, तो उनके बीच टॉटोमीटर की संतुलन विशेषता स्थापित की जाती है।

कमरे के तापमान से नीचे के तापमान पर एक दूसरे में बदलने वाले आइसोमर्स को गैर-कठोर अणुओं के रूप में माना जा सकता है।

कन्फर्मर्स के अस्तित्व को कभी-कभी "घूर्णी समरूपतावाद" शब्द से संदर्भित किया जाता है। डायन, एस-सीस और एस-ट्रांस प्रतिष्ठित हैं - आइसोमर्स, जो अनिवार्य रूप से एक साधारण (एस-सिंगल) बॉन्ड के चारों ओर घूमने के परिणामस्वरूप हैं:

समरूपता भी समन्वय यौगिकों की विशेषता है। तो, आइसोमेरिक यौगिक जो कि लिगैंड के समन्वय के तरीके में भिन्न होते हैं (आयनीकरण आइसोमेरिज़्म), उदाहरण के लिए, आइसोमर्स:

एसओ 4 - और + ब्र -

यहाँ, संक्षेप में, कार्बनिक यौगिकों के संरचनात्मक समरूपता के साथ एक समानता है।

रासायनिक परिवर्तन, जिसके परिणामस्वरूप संरचनात्मक आइसोमर्स को एक दूसरे में परिवर्तित किया जाता है, को आइसोमेराइजेशन कहा जाता है। उद्योग में ऐसी प्रक्रियाएं महत्वपूर्ण हैं। इसलिए, उदाहरण के लिए, सामान्य ईंधन को मोटर ईंधन के ऑक्टेन संख्या को बढ़ाने के लिए आइसोकेन में आइसोमराइज़ किया जाता है; आइसोप्रिन के बाद के डिहाइड्रोजनीकरण के लिए आइसोपेंटेन को पेन्टेन आइसोमेरिनेट किया जाता है। इंट्रामोलॉजिकल रिज़रेंजमेंट्स भी आइसोमेराइजेशन हैं, जिनमें से, उदाहरण के लिए, साइक्लोएक्टेनम के लिए साइक्लोहेक्सानोन ऑक्साइम का रूपांतरण, कैप्रोन के उत्पादन के लिए एक कच्चा माल, का बहुत महत्व है।

एनान्टीमोमर्स के पारस्परिक रूपांतरण की प्रक्रिया को रेसमीशन कहा जाता है: यह (-) - - और (+) रूपों के समतुल्य मिश्रण के गठन के परिणामस्वरूप ऑप्टिकल गतिविधि के लुप्त होने की ओर जाता है, यानी रेसमेट। डायस्टेरोमर्स का इंटरकनेक्टेशन एक मिश्रण के गठन की ओर जाता है जिसमें एक थर्मोडायनामिक रूप से अधिक स्थिर रूप प्रबल होता है। The-डायस्टेरोमर्स के मामले में, यह आमतौर पर एक ट्रांस फॉर्म है। कंसेंट्रेशन आइसोमर्स के इंटरकॉन्वर्सन को कॉनॉर्मल इक्विलिब्रियम कहा जाता है।

आइसोमेरिज़्म की घटना ज्ञात की संख्या में वृद्धि में बहुत योगदान देती है (और इससे भी अधिक संभावित संभावित की संख्या) यौगिकों। तो, संरचनात्मक रूप से आइसोमेरिक डिसिल अल्कोहल की संभावित संख्या 500 से अधिक है (जिनमें से लगभग 70 ज्ञात हैं), रिक्त स्थान, आइसोमर्स 1,500 से अधिक हैं।

आइसोमेरिज़्म की समस्याओं के सैद्धांतिक विश्लेषण में, टोपोलॉजिकल तरीके अधिक व्यापक होते जा रहे हैं; गणितीय सूत्र आइसोमर्स की संख्या की गणना करने के लिए व्युत्पन्न हैं। रिक्त स्थान को निरूपित करने के लिए, विभिन्न प्रकार के आइसोमर्स, एक स्टिरियोकेमिकल नामकरण विकसित किया गया है, रसायन विज्ञान के लिए IUPAC नामकरण नियम की धारा ई में एकत्र किया गया है।

साहित्य

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II.1। रचना (रोटरी आइसोमेरिज्म)

सरलतम जैविक हाइड्रोकार्बन - मीथेन - से इसके निकटतम होमोलोन - इथेन के संक्रमण से स्थानिक समस्याएं पैदा होती हैं, जिसके लिए अनुभाग में चर्चा किए गए मापदंडों को जानना पर्याप्त नहीं है। वास्तव में, बॉन्ड एंगल्स या बॉन्ड की लंबाई को बदलने के बिना, कोई भी ईथेन अणु के कई ज्यामितीय रूपों की कल्पना कर सकता है, जो उन्हें जोड़ने वाले CC बॉन्ड के चारों ओर कार्बन टेट्राहेड्रा के पारस्परिक घुमाव से एक दूसरे से भिन्न होते हैं। इस रोटेशन के परिणामस्वरूप, रोटरी आइसोमर्स (अनुरूप)   । विभिन्न कन्फर्मर्स की ऊर्जा समान नहीं है, लेकिन विभिन्न ऑर्गेनिक यौगिकों के लिए विभिन्न घूर्णी आइसोमर्स को अलग करने वाली ऊर्जा अवरोधक है। इसलिए, सामान्य परिस्थितियों में, एक नियम के रूप में, एक कड़ाई से परिभाषित रचना में अणुओं को ठीक करना असंभव है: आमतौर पर, कई रोटरी रूप जो आसानी से संतुलन में एक दूसरे के सह-अस्तित्व में बदल जाते हैं।

अनुरूपताओं के ग्राफिक प्रतिनिधित्व और उनके नामकरण के तरीके इस प्रकार हैं। हम एक ईथेन अणु के साथ अपने विचार शुरू करते हैं। उसके लिए, दो ऊर्जाओं के अस्तित्व की कल्पना कर सकते हैं जो ऊर्जा में यथासंभव भिन्न हैं। उन्हें नीचे दिखाया गया है परिप्रेक्ष्य अनुमान   (1) ("आरी",) पक्ष अनुमान   (२) और न्यूमैन के सूत्र (3).

परिप्रेक्ष्य प्रक्षेपण (1 ए, 1 बी) में, सीसी बांड की दूरी में जाने की कल्पना की जानी चाहिए; बाईं ओर खड़ा कार्बन परमाणु प्रेक्षक के करीब है, दायीं ओर का खड़ा होना इससे दूर हो जाता है।

साइड प्रोजेक्शन (2 ए, 2 बी) में, ड्राइंग के विमान में चार एच-परमाणु झूठ बोलते हैं; कार्बन परमाणु वास्तव में इस विमान से कुछ हद तक बाहर जाते हैं, लेकिन आमतौर पर बस उन्हें भी ड्राइंग के विमान में झूठ बोलना मानते हैं। पच्चर के मोटे होने से "वसा" पच्चर के आकार के बॉन्ड विमान से बाहर निकलने वाले मार्ग को परमाणु के पर्यवेक्षक की ओर दिखाते हैं जिससे मोटा होना पड़ रहा है। डॉटेड वेज के आकार के कनेक्शन पर्यवेक्षक से दूरी को चिह्नित करते हैं।

न्यूमैन प्रोजेक्शन (3 ए, 3 बी) में, अणु को सी-सी बांड के साथ माना जाता है (सूत्र 1 ए, बी में तीर द्वारा इंगित दिशा में)। सर्कल के केंद्र से 120 डिग्री के कोण पर निकलने वाली तीन लाइनें पर्यवेक्षक के सबसे करीब कार्बन परमाणु के बंधन को दर्शाती हैं; एक वृत्त के पीछे से निकलने वाली रेखाएं - एक दूर कार्बन परमाणु के बंधन।

बाईं ओर दिखाए गए विरूपण को कहा जाता है ग्रहण   : नाम हमें याद दिलाता है कि दोनों सीएच 3 समूहों के हाइड्रोजन परमाणु एक दूसरे के विपरीत हैं। अवरुद्ध रचना में आंतरिक ऊर्जा में वृद्धि हुई है, और इसलिए यह नुकसानदायक है। दाईं ओर दिखाया गया विरूपण कहा जाता है संकोची , यह कहते हुए कि इस स्थिति में CC बॉन्ड के चारों ओर मुक्त घूमना "बाधित" है, अर्थात् इस रचना में अणु मुख्य रूप से मौजूद है।

एक अणु के लिए एक विशिष्ट बंधन के चारों ओर पूरी तरह से घूमने के लिए आवश्यक न्यूनतम ऊर्जा को कहा जाता है रोटेशन की बाधा   इस संबंध के लिए। इथेनॉल जैसे अणु में रोटेशन बाधा को अणु के संभावित ऊर्जा में परिवर्तन के एक समारोह के रूप में परिवर्तन के माध्यम से व्यक्त किया जा सकता है dihedral (मरोड़) कोण   प्रणाली। विकर्ण कोण (ताऊ द्वारा निरूपित) को निम्न आकृति में दर्शाया गया है:

ईथेन में सीसी बॉन्ड के चारों ओर घूमने की ऊर्जा प्रोफ़ाइल को निम्न आकृति में दिखाया गया है। "बैक" कार्बन परमाणु के रोटेशन को दो दिखाए गए हाइड्रोजन परमाणुओं के बीच डायहेड्रल कोण को बदलकर दर्शाया गया है। सादगी के लिए, शेष हाइड्रोजन परमाणुओं को छोड़ दिया जाता है। एथेन के दो रूपों को अलग करने वाली रोटेशन बाधा केवल 3 kcal / mol (12.6 kJ / mol) है। संभावित ऊर्जा वक्र की मिनिमा बाधित अनुरूपताओं के अनुरूप है, अस्पष्ट लोगों के लिए अधिकतम। चूँकि कमरे के तापमान पर कुछ आणविक टक्करों की ऊर्जा 20 kcal / mol (लगभग 80 kJ / mol) तक पहुँच सकती है, 12.6 kJ / mol की यह बाधा आसानी से दूर हो जाती है और एथेन में रोटेशन को स्वतंत्र माना जाता है।

हम जोर देते हैं कि संभावित ऊर्जा वक्र पर प्रत्येक बिंदु एक निश्चित विरूपण से मेल खाती है। मिनिमा से संबंधित अंक, संवहनी आइसोमर्स के अनुरूप हैं, अर्थात सभी संभावित अनुरूपताओं के मिश्रण में प्रमुख घटक .

जैसे ही अणु अधिक जटिल हो जाता है, ऊर्जा में स्पष्ट रूप से भिन्न होने वाले संभावित अनुरूपणों की संख्या बढ़ जाती है। तो, के लिए n-लेकिन पहले से ही छह अनुरूपों को दर्शाया जा सकता है जो सीएच 3 समूहों की पारस्परिक व्यवस्था में भिन्न होते हैं, अर्थात्। केंद्रीय कनेक्शन के चारों ओर घूमकर सी.सी. एन-ब्यूटेन के अनुरूप नीचे न्यूमैन अनुमानों के रूप में दर्शाया गया है। बाईं ओर चित्रित (अस्पष्ट) ऊर्जावान रूप से प्रतिकूल हैं, केवल बाधित लोगों को व्यावहारिक रूप से महसूस किया जाता है।

ब्यूटेन के विभिन्न अस्पष्ट और अवरोधित अनुरूप ऊर्जा में असमान हैं। एक केंद्रीय सीसी बांड के चारों ओर घूमने पर होने वाली सभी अनुरूपताओं की संगत ऊर्जा नीचे प्रस्तुत की गई हैं:

जैसे-जैसे अणु अधिक जटिल होते जाते हैं, संभावित टकराव की संख्या बढ़ती जाती है।

तो, एक विशिष्ट विन्यास वाले अणु के विभिन्न गैर-समान स्थानिक रूप हैं। अनुरूपताएं मोबाइल संतुलन में स्टीरियोइसोमेरिक संरचनाएं हैं और सरल बॉन्ड के चारों ओर घूमकर इंटरकनेक्टेशन में सक्षम हैं।

कभी-कभी इस तरह के परिवर्तनों की बाधा स्टीरियोसिसोमेरिक रूपों को अलग करने के लिए काफी अधिक हो जाती है (उदाहरण के लिए, वैकल्पिक रूप से सक्रिय biphenyls;)। ऐसे मामलों में, वे अब कन्फर्मर्स के बारे में बात नहीं कर रहे हैं, लेकिन वास्तव में मौजूदा लोगों के बारे में। स्टीरियोआइसोमर .

II.2। ज्यामितीय समरूपता

एक दोहरे बंधन (इसके चारों ओर रोटेशन की अनुपस्थिति) की कठोरता का एक महत्वपूर्ण परिणाम अस्तित्व है ज्यामितीय आइसोमर्स   । सबसे आम हैं सीस-ट्रांस आइसोमर्स   इथाइलीन यौगिकों में असंतृप्त परमाणुओं पर असंतृप्त पदार्थ होते हैं। सबसे सरल उदाहरण ब्यूटेन -2 आइसोमर्स हैं।

ज्यामितीय आइसोमर्स में एक ही रासायनिक संरचना (एक ही रासायनिक बांड क्रम) होता है, जो परमाणुओं की स्थानिक व्यवस्था में भिन्न होता है, विन्यास   । यह अंतर भौतिक (साथ ही रासायनिक गुणों) में अंतर पैदा करता है। ज्यामितीय आइसोमर्स, कंफर्मर्स के विपरीत, शुद्ध रूप में अलग-थलग हो सकते हैं और व्यक्तिगत, स्थिर पदार्थों के रूप में मौजूद हो सकते हैं। 125-170 kJ / mol (30-40 kcal / mol) के क्रम की ऊर्जा आमतौर पर उनके पारस्परिक रूपांतरण के लिए आवश्यक होती है। इस ऊर्जा को गर्म करने या विकिरण द्वारा सूचित किया जा सकता है।

सरलतम मामलों में, ज्यामितीय आइसोमर्स का नामकरण मुश्किल नहीं है: सिस रूपों को जियोमेट्रिक आइसोमर्स कहा जाता है, जिसमें एक ही प्रतिस्थापन पी-बॉन्ड विमान के एक तरफ स्थित होते हैं, के पार आइसोमर्स के पास पी बॉन्ड प्लेन के विभिन्न पक्षों पर समान प्रतिस्थापन होते हैं। अधिक जटिल मामलों में, इसे लागू किया जाता है जेड, ई-नामकरण   । इसका मुख्य सिद्धांत: विन्यास को इंगित करना है   सिस   (जेड, जर्मन ज़ुसमेन से - एक साथ) या के पार(ई, जर्मन एंटगेन से - विपरीत) स्थान वरिष्ठ प्रतिनियुक्ति   दोहरे बंधन के साथ।

जेड, ई-प्रणाली में, एक बड़ी परमाणु संख्या वाले प्रतिस्थापन को वरिष्ठ माना जाता है। यदि असंतृप्त कार्बोन से सीधे बंधे हुए परमाणु समान होते हैं, तो वे "दूसरी परत", यदि आवश्यक हो, "तीसरी परत", आदि के पास जाते हैं।

जेड के नियमों के आवेदन पर विचार करें, दो उदाहरणों पर ई-नामकरण।

आइए सूत्र I से शुरू करें, जहां सब कुछ "पहली परत" के परमाणुओं द्वारा तय किया गया है। उनकी परमाणु संख्याओं को व्यवस्थित करने के बाद, हम पाते हैं कि प्रत्येक जोड़ी के वरिष्ठ पदार्थ (सूत्र के ऊपरी भाग में ब्रोमीन और निचले में नाइट्रोजन) हैं ट्रान्स-पोजिशन, यहां से स्टिरियोकेमिकल पदनाम E का अनुसरण करता है:

  ई -1-ब्रोमो-1-क्लोरो 2-nitroethene

संरचना II के स्टिरियोकेमिकल पदनाम को निर्धारित करने के लिए, "ऊपरी परतों" में अंतर देखने के लिए आवश्यक है। पहली परत में, समूह सीएच 3, सी 2 एच 5, सी 3 एच 7 अलग नहीं होते हैं। दूसरी परत में, सीएच 3 के समूह में तीन परमाणु संख्याओं (तीन हाइड्रोजन परमाणुओं) का योग होता है, और समूह सी 2 एच 5 और सी 3 एच 7 प्रत्येक में 8 होते हैं। प्रत्येक का मतलब है कि सीएच 3 समूह को नहीं माना जाता है - यह अन्य दो की तुलना में छोटा है। इस प्रकार, पुराने समूह C 2 H 5 और C 3 H 7 हैं, वे अंदर हैं सिस-position; स्टिरियोकेमिकल पदनाम Z।

  जेड-3-methylhept -3

यदि यह निर्धारित करना आवश्यक था कि कौन सा समूह अधिक पुराना है - C 2 H 5 या C 3 H 7, तो किसी को "तीसरी परत" के परमाणुओं में जाना होगा, दोनों समूहों के लिए इस परत में परमाणु संख्याओं का योग क्रमशः 3 और 8 होगा, अर्थात C 3 H 7 C 2 H 5 से पुराना है। वरिष्ठता निर्धारित करने के अधिक जटिल मामलों में, अतिरिक्त स्थितियों को ध्यान में रखा जाना चाहिए, जैसे: एक दोहरे बंधन से बंधे एक परमाणु को दो बार माना जाता है, एक ट्रिपल बांड द्वारा जुड़ा हुआ है - तीन बार; आइसोटोप पुराने, भारी (ड्यूटेरियम हाइड्रोजन से पुराना है) और कुछ अन्य।

ध्यान दें कि संकेतन Z नहीं   पर्यायवाची हैं सिसपदनाम, साथ ही पदनाम E हमेशा स्थान के अनुरूप नहीं होते हैं के पारउदाहरण के लिए:

सिस1,2-dichloropropene -1 सिस1,2-dichloro-1-bromopropyl -1

Z-1,2-dichloropropene-1 E-1,2-dichloro-1-bromopropene-1

कार्यों को नियंत्रित करें

1. बॉम्बिकॉल - रेशम कीट के फेरोमोन (यौन आकर्षित करने वाला) - ई-10-जेड-12-हेक्साडेकाडियानोल -1 है। इसके संरचनात्मक सूत्र को चित्रित करें।

2. Z, E- नामकरण द्वारा निम्नलिखित यौगिकों का नाम दें:

II.3। ऑप्टिकल आइसोमरिज़्म

कार्बनिक यौगिकों में ऐसे पदार्थ होते हैं जो प्रकाश के ध्रुवीकरण के विमान को घुमा सकते हैं। इस घटना को ऑप्टिकल गतिविधि और संबंधित पदार्थ कहा जाता है - वैकल्पिक रूप से सक्रिय   । वैकल्पिक रूप से सक्रिय पदार्थ जोड़े में पाए जाते हैं। ऑप्टिकल एंटीपोड्स   - आइसोमर्स, जिनमें से भौतिक और रासायनिक गुण सामान्य परिस्थितियों में समान हैं, एक के अपवाद के साथ - ध्रुवीकरण के विमान के रोटेशन का संकेत। (यदि किसी एक ऑप्टिकल एंटीपोड में उदाहरण के लिए, [NOTE 1] +20 o का एक विशिष्ट घुमाव है, तो दूसरे में -20 o का विशिष्ट घुमाव है)।

II.4। प्रोजेक्शन सूत्र

एक विमान पर एक असममित परमाणु की सशर्त छवि के लिए, उपयोग करें ई। फिशर के प्रक्षेपण सूत्र । वे विमान पर परमाणुओं को प्रोजेक्ट करके प्राप्त करते हैं जिसके साथ असममित परमाणु बाध्य होता है। इस मामले में, एक नियम के रूप में, असममित परमाणु को छोड़ दिया जाता है, जो केवल पार किए गए लाइनों और प्रतिस्थापन के प्रतीकों को संरक्षित करता है। सबस्टेशनों की स्थानिक व्यवस्था को याद रखने के लिए, एक आंतरायिक ऊर्ध्वाधर रेखा अक्सर प्रक्षेपण सूत्रों में जमा होती है (ड्राइंग के विमान से परे ऊपरी और निचले प्रतिस्थापन को हटा दिया जाता है), लेकिन अक्सर ऐसा नहीं किया जाता है। नीचे एक प्रोजेक्शन फॉर्मूला लिखने के विभिन्न तरीके हैं जो पिछले मॉडल में बाएं मॉडल से मेल खाते हैं:

प्रक्षेपण सूत्रों के कुछ उदाहरण इस प्रकार हैं:

(+) - alanine (-) - butanol (+) - ग्लिसरीन एल्डिहाइड

पदार्थों के नाम उनके रोटेशन के संकेत दिखाते हैं: इसका मतलब है, उदाहरण के लिए, कि ब्यूटानोल -2 का लीवरोटेटरी एंटीपोड है स्थानिक विन्यास   , उपरोक्त सूत्र द्वारा सटीक रूप से व्यक्त किया गया है, और इसकी दर्पण छवि dextrorotatory butanol-2 से मेल खाती है। कॉन्फ़िगरेशन परिभाषा   ऑप्टिकल एंटीपोड्स को प्रायोगिक रूप से किया जाता है [NOTE 3]।

सिद्धांत रूप में, प्रत्येक ऑप्टिकल एंटीपोड को बारह (!) विभिन्न प्रक्षेपण सूत्रों द्वारा दर्शाया जा सकता है - यह निर्भर करता है कि मॉडल प्रक्षेपण में कैसे स्थित है, जिस तरफ हम इसे देखते हैं। प्रक्षेपण फ़ार्मुलों को मानकीकृत करने के लिए, उन्हें लिखने के कुछ नियम पेश किए गए हैं। इसलिए, मुख्य फ़ंक्शन, यदि यह श्रृंखला के अंत में है, तो आमतौर पर शीर्ष पर रखा जाता है, मुख्य श्रृंखला को लंबवत रूप से दर्शाया गया है।

"गैर-मानक" लिखित प्रक्षेपण सूत्रों की तुलना करने के लिए, किसी को प्रक्षेपण सूत्रों को परिवर्तित करने के लिए निम्नलिखित नियमों को जानना चाहिए।

1. सूत्र को 180 डिग्री से ड्राइंग के विमान में घुमाया जा सकता है, बिना उनके स्टिरोकैमिकल अर्थ को बदले:

2. दो (या किसी भी संख्या) एक असममित परमाणु पर प्रतिस्थापन के क्रमांक सूत्र के स्टिरियोकेमिकल अर्थ को नहीं बदलते हैं:

3. असममित केंद्र में एक (या किसी भी विषम संख्या) प्रतिस्थापन के क्रमपरिवर्तन ऑप्टिकल एंटीपोड मोड की ओर जाता है:

4. ड्राइंग प्लेन में 90 ° घूमने का फॉर्मूला एंटीपोडल में बदल जाता है, जब तक कि ड्रॉइंग प्लेन के सापेक्ष प्रतिस्थापन की स्थिति को बदल नहीं दिया जाता है, अर्थात्। यह न मानने के लिए कि अब साइड सब्स्टीट्यूशन ड्राइंग के विमान से परे हैं, और ऊपरी और निचले हिस्से इसके सामने हैं। यदि आप एक बिंदीदार रेखा के साथ सूत्र का उपयोग करते हैं, तो बिंदीदार रेखा का परिवर्तित अभिविन्यास सीधे आपको यह याद दिलाएगा:

5. क्रमपरिवर्तन के बजाय, प्रक्षेपण सूत्र किसी भी तीन प्रतिस्थापन घड़ी या वामावर्त घुमाकर परिवर्तित किया जा सकता है; चौथी डिप्टी स्थिति को नहीं बदलती (ऐसा ऑपरेशन दो क्रमपरिवर्तन के बराबर है):

6. प्रोजेक्शन फॉर्मूले ड्राइंग के प्लेन से प्राप्त नहीं किए जा सकते (अर्थात, यह असंभव है, उदाहरण के लिए, पेपर के पीछे से "प्रकाश में" उन पर विचार करने के लिए - सूत्र का स्टिरोकेमिकल अर्थ बदल जाएगा)।

II.5। racemates

यदि किसी पदार्थ के सूत्र में एक असममित परमाणु है, तो इसका मतलब यह बिल्कुल नहीं है कि इस तरह के पदार्थ में ऑप्टिकल गतिविधि होगी। यदि असिमेट्रिक सेंटर सामान्य प्रतिक्रिया (सीएच 2 समूह में प्रतिस्थापन, डबल बांड जोड़ आदि) के दौरान उत्पन्न होता है, तो दोनों एंटीपोड कॉन्फ़िगरेशन बनाने की संभावना समान है। इसलिए, प्रत्येक व्यक्ति अणु की विषमता के बावजूद, परिणामस्वरूप पदार्थ वैकल्पिक रूप से निष्क्रिय है। इस तरह के वैकल्पिक रूप से निष्क्रिय संशोधनों, दोनों एंटीपोड्स की एक समान संख्या से मिलकर, कहा जाता है racemates   [नोट ४]।

II.6। diastereomers

कई असममित परमाणुओं के साथ यौगिकों में महत्वपूर्ण विशेषताएं होती हैं जो उन्हें पहले से ही सरल वैकल्पिक रूप से सक्रिय पदार्थों से अलग करती हैं जो विषमता के एक केंद्र के साथ सक्रिय हैं।

मान लीजिए कि एक पदार्थ के एक अणु में दो असममित परमाणु होते हैं; हम ए और बी द्वारा उन्हें मनमाने ढंग से निरूपित करेंगे। यह देखना आसान है कि निम्नलिखित संयोजनों के साथ अणु संभव हैं:

अणु 1 और 2 ऑप्टिकल एंटीपोड की एक जोड़ी है; यही बात 3 और 4. अणुओं की एक जोड़ी पर लागू होती है। यदि हम एंटीपोड्स के विभिन्न युग्मों से एक-दूसरे अणुओं की तुलना करते हैं - 1 और 3, 1 और 4, 2 और 3, 2 और 4, तो हम देखेंगे कि ये जोड़े ऑप्टिकल नहीं हैं एंटीपोड्स: एक असममित परमाणु का विन्यास उनके लिए समान है, दूसरे का कॉन्फ़िगरेशन मेल नहीं खाता है। सभी कपल हैं diastereomers   , यानी। स्थानिक आइसोमर्स, नहीं   एक दूसरे के साथ ऑप्टिकल एंटीपोड का गठन।

डायस्टेरोमर्स न केवल ऑप्टिकल रोटेशन में, बल्कि सभी अन्य भौतिक स्थिरांक में एक-दूसरे से भिन्न होते हैं: उनके पास अलग-अलग पिघलने और उबलते बिंदु होते हैं, अलग-अलग सॉल्यूबिलिटीज, आदि। डायस्टेरेमर्स के गुणों में अंतर अक्सर संरचनात्मक आइसोमर्स के बीच गुणों में अंतर से कम नहीं होता है।

विचाराधीन प्रकार के एक यौगिक का उदाहरण क्लोरोब्यूट्रिक एसिड हो सकता है।

इसके स्टीरियोइसोमेरिक रूपों में निम्नलिखित प्रक्षेपण सूत्र हैं:

erythro-आकार threoआकार

नाम erythro- और threo- एरिथ्रोस और थ्रोज़ के कार्बोहाइड्रेट के नाम से आते हैं। इन नामों का उपयोग दो असममित परमाणुओं के साथ यौगिकों के प्रतिस्थापन की पारस्परिक स्थिति को इंगित करने के लिए किया जाता है: erythro -isomers   उन लोगों को बुलाओ जिनमें दो समान पक्ष प्रतिस्थापन एक तरफ (दाएं या बाएं) मानक प्रक्षेपण सूत्र में हैं; threo आइसोमरों   प्रक्षेपण सूत्र [नोट 5] के विपरीत पक्षों पर समान पार्श्व प्रतिस्थापन हैं।

दो erythro-आइसोमर्स ऑप्टिकल एंटीपोड्स की एक जोड़ी है; मिश्रित होने पर, एक रेसमेट का निर्माण होता है। ऑप्टिकल आइसोमर्स की एक जोड़ी है और threoरूपों; जब मिलाया जाता है, तो वे रेसमेट भी देते हैं जो रेसमेट से गुणों में भिन्न होता है erythro-के रूप में। इस प्रकार, कुल मिलाकर हाइड्रोक्लोरिक एसिड के चार वैकल्पिक रूप से सक्रिय आइसोमर्स और दो रेसमेटर्स हैं।

असममित केंद्रों की संख्या में और वृद्धि के साथ, स्थानिक आइसोमर्स की संख्या बढ़ जाती है, और प्रत्येक नए असममित केंद्र आइसोमरों की संख्या को दोगुना कर देते हैं। यह सूत्र 2 एन द्वारा निर्धारित किया जाता है, जहां n असममित केंद्रों की संख्या है।

कुछ संरचनाओं में आंशिक समरूपता के कारण स्टीरियोसिसोमर्स की संख्या घट सकती है। एक उदाहरण टार्टरिक एसिड है, जिसमें व्यक्तिगत स्टीरियोइसोमर्स की संख्या तीन तक कम हो जाती है। उनके प्रक्षेपण सूत्र:

फॉर्मूला I, सूत्र Ia के समान है: यह ड्राइंग के विमान में 180 ° घुमाए जाने पर इसमें बदल जाता है और इसलिए, एक नए स्टीरियोइसमर का चित्रण नहीं करता है। यह एक वैकल्पिक रूप से निष्क्रिय संशोधन है - मेसो फॉर्म   । रेसमेट के विपरीत, जिसे ऑप्टिकल में विभाजित किया जा सकता है अधोलोक, मेसोफॉर्म मौलिक रूप से गैर-स्प्लिटेबल है: इसके प्रत्येक अणुओं में एक कॉन्फ़िगरेशन का एक असममित केंद्र और दूसरा विपरीत है। नतीजतन, दोनों असममित केंद्रों के रोटेशन की इंट्रामोल्युलर क्षतिपूर्ति होती है।

मेसोसभी वैकल्पिक रूप से सक्रिय पदार्थों में कई समान (यानी, एक ही स्थानापन्न के साथ जुड़े) असममित केंद्र [[११]] के रूप में पाए जाते हैं। प्रोजेक्शन सूत्र मेसोरूपों को हमेशा इस तथ्य से पहचाना जा सकता है कि उन्हें हमेशा क्षैतिज रेखा से दो हिस्सों में विभाजित किया जा सकता है, जो औपचारिक रूप से कागज पर लिखकर समान होते हैं, लेकिन वास्तव में दर्पण:

सूत्र II और III टैटारिक एसिड के ऑप्टिकल एंटीपोड को दर्शाते हैं; मिश्रित होने पर, एक वैकल्पिक रूप से निष्क्रिय रेसमेट का गठन किया जाता है - अंगूर एसिड।

II.7। ऑप्टिकल आइसोमर्स का नामकरण

सबसे सरल, सबसे पुराना, लेकिन फिर भी ऑप्टिकल एंटीपोड्स नामांकित प्रणाली का उपयोग किया जाता है नामांकित एंटिपोड के प्रक्षेपण सूत्र की तुलना "मानक" के रूप में चयनित कुछ मानक पदार्थों के प्रक्षेपण सूत्र के साथ करने पर आधारित है। तो, अल्फा हाइड्रोक्सी एसिड और अल्फा एमिनो एसिड के लिए, कुंजी उनके प्रक्षेपण सूत्र का ऊपरी हिस्सा है (मानक अंकन में):

एलहाइड्रोक्सी एसिड (X \u003d OH) डीहाइड्रोक्सी एसिड (X \u003d OH)

एल-एमिनो एसिड (एक्स \u003d एनएच 2) डीअमीनो एसिड (X \u003d NH 2)

फिशर प्रोजेक्शन फॉर्मूला में बाईं ओर एक हाइड्रॉक्सिल समूह वाले सभी अल्फ़ा-हाइड्रॉक्सी एसिड के विन्यास को निरूपित किया जाता है एल; यदि हाइड्रॉक्सिल दाईं ओर प्रक्षेपण सूत्र में स्थित है, तो संकेत डी   [नोट 7]।

चीनी विन्यास की कुंजी ग्लिसरीन एल्डिहाइड है:

एल - (-) - ग्लिसरॉल एल्डिहाइड   डी(+) - ग्लिसरीन एल्डिहाइड

चीनी अणुओं में, पदनाम डी   या एल   कॉन्फ़िगरेशन से संबंधित है कम   असममित केंद्र।

प्रणाली डी,एलपदनाम में महत्वपूर्ण कमियां हैं: सबसे पहले, पदनाम डी   या एल   केवल एक असममित परमाणु के विन्यास को इंगित करता है, और दूसरी बात, कुछ यौगिकों के लिए अलग-अलग पदनाम प्राप्त होते हैं, इस पर निर्भर करता है कि क्या ग्लिसरॉल एल्डिहाइड या हाइड्रॉक्सी एसिड कुंजी को एक कुंजी के रूप में लिया जाता है, उदाहरण के लिए:

कुंजी प्रणाली की ये कमियां वैकल्पिक रूप से सक्रिय पदार्थों के तीन वर्गों में वर्तमान में इसके उपयोग को सीमित करती हैं: शर्करा, अमीनो एसिड और हाइड्रोक्सी एसिड। सामान्य उपयोग के लिए इसे डिज़ाइन किया गया है “आर, एस-सिस्टम   कहन, इंगोल्ड और प्रोलॉग [नोट 8]।

ऑप्टिकल एंटीपोड के आर- या एस-कॉन्फ़िगरेशन को निर्धारित करने के लिए, एसिमेट्रिक कार्बन परमाणु के चारों ओर प्रतिस्थापन के टेट्राहेड्रोन को रखना आवश्यक है ताकि सबसे कम उम्र के प्रतिस्थापन (आमतौर पर हाइड्रोजन) का पर्यवेक्षक से एक दिशा हो "। तब, यदि वरिष्ठता में सबसे पुराने से औसतन और फिर सबसे कम उम्र के तीन अन्य कर्तव्यों के एक सर्कल में संक्रमण के दौरान आंदोलन होता है घड़ी की विपरीत दिशा   वह है आर -आईसोमर (आर अक्षर लिखते समय एक ही हाथ के आंदोलन से जुड़ा), यदि दक्षिणावर्त   वह है एस आइसोमर (S अक्षर लिखते समय एक ही हाथ से जुड़े)।

एक असममित परमाणु के प्रतिस्थापन की वरिष्ठता निर्धारित करने के लिए, परमाणु संख्या की गिनती के नियमों का उपयोग किया जाता है, जिसे हमने पहले से ही जेड, ई-नामकरण ज्यामितीय आइसोमर्स (देखें) के संबंध में माना है।

प्रक्षेपण सूत्र के अनुसार आर, एस-संकेतन का चयन करने के लिए, प्रतिस्थापनों की व्यवस्था करना आवश्यक है ताकि उनमें से सबसे युवा (आमतौर पर हाइड्रोजन) एक समान संख्या में क्रमपरिवर्तन द्वारा प्रक्षेपण सूत्र के निचले भाग पर हो (नहीं बदल रहा है, जैसा कि वे जानते हैं, सूत्र के त्रिविम रासायनिक अर्थ)। तब दक्षिणावर्त गिरने वाले शेष तीन पदार्थों की पूर्व धारणा संकेतन R से मेल खाती है, संकेतन के लिए संकेतन S [NOTE 9]:

कार्यों को नियंत्रित करें

3. एस्कॉर्बिक एसिड (विटामिन सी) के असममित केंद्र के विन्यास को निर्धारित करें (के अनुसार) आर, एस-Nomenclature और ग्लिसरीन एल्डिहाइड के साथ तुलना):

4. एफेड्रिन एल्कलॉइड का सूत्र है:

इस यौगिक का उपयोग करके नाम दें आर, एस-nomenklaturu।

5. सिस्टीन - चयापचय प्रक्रियाओं के विनियमन में शामिल एक विनिमेय अमीनो एसिड है एल-1-अमीनो-2-मर्काप्ट्रोपिओनिक एसिड। इसका संरचनात्मक सूत्र बनाएं और इसे नाम दें   आर, एस-nomenklature।

6. क्लोरैमफेनिकॉल (ब्रॉड-स्पेक्ट्रम एंटीबायोटिक) है डी(-) - threo-1-para-nitrophenyl-2-dichloroacetylamino-propanediol-1,3। फिशर प्रोजेक्शन फॉर्मूला के रूप में इसकी संरचना को चित्रित करें।

7. Sinestrol गैर-स्टेरायडल संरचना का एक सिंथेटिक एस्ट्रोजेनिक दवा है। स्टिरियोकेमिकल विन्यास के पदनाम के साथ इसका नाम दें:

II.8। चक्रीय यौगिकों के स्टेरियोकेमिस्ट्री

जब कार्बन परमाणुओं की एक श्रृंखला एक सपाट चक्र में बंद हो जाती है, तो कार्बन परमाणुओं के वैधता कोण को उनके सामान्य टेट्राहेड्रल मूल्य से विचलन करने के लिए मजबूर किया जाता है, और इस विचलन का परिमाण चक्र में परमाणुओं की संख्या पर निर्भर करता है। वैलेंस बॉन्ड के विचलन का कोण जितना अधिक होगा, अणु का ऊर्जा रिज़र्व जितना अधिक होगा, चक्र की स्थिरता उतनी ही कम होगी। हालांकि, फ्लैट संरचना में केवल तीन-सदस्यीय चक्रीय हाइड्रोकार्बन (साइक्लोप्रोपेन) है; साइक्लोब्यूटेन के साथ शुरू होने पर, साइक्लोअल्केन अणुओं में एक गैर-प्लानर संरचना होती है, जो सिस्टम में "तनाव" को कम करती है।

साइक्लोहेक्सेन अणु कई अनुरूपताओं के रूप में मौजूद हो सकता है जिसमें "सामान्य" वैलेंस कोणों को संरक्षित किया जाता है (केवल कार्बन परमाणुओं को सादगी के लिए दिखाया गया है):

ऊर्जावान रूप से सबसे अधिक अनुकूल है I - तथाकथित रूप "सीट".   रचना II - "मोड़"   - एक मध्यवर्ती स्थिति पर कब्जा करता है: यह एक कुर्सी के विरूपण (इसमें हाइड्रोजन परमाणुओं की उपस्थिति के कारण) से कम लाभप्रद है, लेकिन विरूपण III की तुलना में अधिक लाभप्रद है। रचना III - "स्नान"   - ऊपर निर्देशित हाइड्रोजन परमाणुओं के महत्वपूर्ण प्रतिकर्षण के कारण तीनों में से सबसे कम लाभप्रद।

कुर्सी के निर्माण में बारह सीएच बॉन्ड की विचारधारा हमें उन्हें दो समूहों में विभाजित करने की अनुमति देती है: छह अक्षीय   संबंधों को वैकल्पिक रूप से ऊपर और नीचे और छह द्वारा निर्देशित किया जाता है भूमध्यरेखीय   संबंधों को पक्षों को निर्देशित किया। मोनोसुब्स्टाइस्टेड साइक्लोहेक्सन्स में, सब्स्टीट्यूशन या तो भूमध्यरेखीय या अक्षीय स्थिति में हो सकता है। ये दो अनुरूपताएं आमतौर पर संतुलन में होती हैं और जल्दी से एक-दूसरे से जुड़कर मोड़ के माध्यम से गुजरती हैं:

इक्वेटोरियल कंजरवेशन (ई) आमतौर पर ऊर्जा में खराब है और इसलिए अक्षीय (ए) की तुलना में अधिक फायदेमंद है।

जब चक्र में सब्स्टीट्यूएंट्स (साइड चेन) दिखाई देते हैं, तो स्वयं चक्र के संचलन की समस्या के अलावा, शोधकर्ता को भी समस्याएं आती हैं। वैकल्पिक कॉन्फ़िगरेशन : तो, दो समान या अलग-अलग प्रतिस्थापन की उपस्थिति में सिस-ट्रांसisomer। ध्यान दें कि बात करते हैं सिस-ट्रांसप्रतिस्थापनों की अपरिपक्वता केवल तभी समझ में आती है जब संतृप्त छोटे और मध्यम चक्रों (सी 8 तक) पर लागू किया जाता है: बड़ी संख्या में लिंक वाले छल्ले में, गतिशीलता पहले से ही इतनी महत्वपूर्ण हो जाती है कि तर्क के बारे में   सिस   या ट्रान्स- प्रतिवेदनों की स्थिति अपना अर्थ खो देती है।

इस प्रकार, स्टीरियोइसोमेरिक साइक्लोप्रोपेन-1,2-डाइकारबॉक्सिलिक एसिड एक उत्कृष्ट उदाहरण है। दो स्टीरियोइसोमेरिक एसिड होते हैं: उनमें से एक में इतना पीएल होता है। 139 डिग्री सेल्सियस, चक्रीय एनहाइड्राइड बनाने में सक्षम है और इसलिए है सिसisomer। एक और स्टीरियोइसोमेरिक एसिड के साथ इतना pl। 175 о С, चक्रीय एनहाइड्राइड नहीं बनाता है; यह है ट्रान्सआइसोमर [उदाहरण 10]:

एक दूसरे के साथ एक ही रिश्ते में दो स्टीरियोइसोमेरिक 1,2,2-ट्राइमिथाइलसाइक्लोप्रेंटेन-1,3-डाइकारबॉक्सिलिक एसिड होते हैं। उनमें से एक, कैम्फोरिक एसिड, इसलिए पीएल। सी के बारे में 187, एक एनहाइड्राइड बनाता है और इसलिए, है सिसisomer। अन्य isocamphoric एसिड है, इसलिए pl। 171 о С, - एनहाइड्राइड नहीं बनता है, यह ट्रान्सisomer:

सीस ट्रांस

हालांकि साइक्लोपेंटेन अणु वास्तव में गैर-योजनाकार है, स्पष्टता के लिए, इसे सपाट रूप में चित्रित करना सुविधाजनक है, जैसा कि उपरोक्त आंकड़े में है, जो ध्यान में रखते हुए सिसआइसोमर दो पदार्थ हैं चक्र के एक तरफ , और में ट्रान्सआइसोमर - चक्र के विपरीत पक्षों पर .

साइक्लोहेक्सेन का डिस्बस्टिक्टेड डेरिवेटिव भी सीआईएस या ट्रांस फॉर्म में मौजूद हो सकता है:

कार्बनिक यौगिकों के अणुओं में चिरल केंद्रों के निर्माण पर कार्बन परमाणु का एकाधिकार नहीं है। चतुर्धातुक अमोनियम लवण और तृतीयक अमाइन के आक्साइड में सिलिकॉन, टिन, और टेट्रावैलेंट नाइट्रोजन परमाणु भी चिरलिटी का केंद्र हो सकते हैं:

इन यौगिकों में, असममितता के केंद्र में एक टेट्राहेड्रल कॉन्फ़िगरेशन है, जैसा कि असममित कार्बन परमाणु करता है। हालांकि, चिरल केंद्र की एक अलग स्थानिक संरचना के साथ यौगिक हैं।

ट्रिटेंट नाइट्रोजन, फास्फोरस, आर्सेनिक, सुरमा, और सल्फर के परमाणुओं द्वारा गठित चिरल केंद्रों में एक पिरामिड विन्यास है। सिद्धांत रूप में, विषमता के केंद्र को टेट्राहेड्रल माना जा सकता है यदि हम हेटेरोटॉम के अकेले इलेक्ट्रॉन जोड़े को चौथे स्थानापन्न के रूप में लेते हैं:

ऑप्टिकल गतिविधि हो सकती है और बिना   चिरल केंद्र, एक पूरे के रूप में पूरे अणु की चिरल संरचना के कारण ( आणविक चिरत्व या   आणविक विषमता )। सबसे आम उदाहरण हैं चिरल अक्ष   या चिरल विमान .

चिरल अक्ष होता है, उदाहरण के लिए, विभिन्न सबस्टीट्यूएंट्स वाले एलेंस में सपा २   -हाईब्रिड कार्बन परमाणु। यह देखना आसान है कि निम्नलिखित यौगिक दर्पण चित्र हैं, और इसलिए, ऑप्टिकल एंटीपोड:

एक तीर द्वारा चिरायुटिक्स की धुरी को आंकड़ों में दिखाया गया है।

चिरल धुरी वाले यौगिकों का एक अन्य वर्ग वैकल्पिक रूप से सक्रिय बाइफिनाइल्स है ऑर्थोअस्तर के छल्ले को जोड़ने वाले सीसी बॉन्ड के चारों ओर मुक्त घुमाव में बाधा डालने वाले भारी पदार्थ का जमाव:

चिरल विमान   इस तथ्य से विशेषता है कि वह "शीर्ष" और "नीचे", साथ ही साथ "दाएं" और "बाएं" पक्षों के बीच अंतर कर सकती है। चिरल विमान के साथ यौगिकों का एक उदाहरण वैकल्पिक रूप से सक्रिय है। के पारcyclooctene और ऑप्टिकली फेरोकेन का सक्रिय व्युत्पन्न।

किसी पदार्थ की प्रकाशीय गतिविधि के द्वारा प्रकाश के ध्रुवीकृत किरण के समतल को एक निश्चित कोण द्वारा दाईं या बाईं ओर झुकाने की क्षमता को समझा जाता है।

ऑप्टिकल गतिविधि की घटना की खोज 1815 में भौतिक विज्ञानी जे। बी। बायो (फ्रांस)।

1848 में, लुई पाश्चर ने टैटारिक एसिड के क्रिस्टल का अध्ययन करते हुए देखा कि वैकल्पिक रूप से निष्क्रिय ना-अमोनियम टारट्रेट दो प्रकार के क्रिस्टल के रूप में मौजूद थे, जो एक दूसरे के दर्पण चित्र थे। पाश्चर ने दाएं-उन्मुख और बाएं-उन्मुख क्रिस्टल को अलग कर दिया। उनके जलीय घोल वैकल्पिक रूप से सक्रिय थे। दो समाधानों का विशिष्ट घुमाव परिमाण में समान था, लेकिन साइन में भिन्न था। चूंकि समाधानों के लिए विभिन्न ऑप्टिकल रोटेशन देखे गए थे, इसलिए पाश्चर ने निष्कर्ष निकाला कि यह गुण अणुओं की विशेषता रखता है, न कि क्रिस्टल की, और यह सुझाव दिया कि इन पदार्थों के अणु एक दूसरे के दर्पण चित्र हैं। इस धारणा ने अणुओं की स्थानिक संरचना और पदार्थों के रासायनिक और भौतिक गुणों पर इसके प्रभाव का अध्ययन करने वाले स्टीरियोकैमिस्ट्री का आधार बनाया।

पदार्थों के प्रकाशीय गतिविधि के कारणों की व्याख्या करने वाला पहला स्टिरियोकेमिकल सिद्धांत 1874 में एक ही समय में दो वैज्ञानिकों द्वारा बनाया गया था - डच रसायनज्ञ वाई। ख। वैन हॉफ और फ्रेंचमैन जे ले बेले। इस सिद्धांत का आधार कार्बन परमाणु के टेट्राहेड्रल मॉडल का विचार था, अर्थात एक कार्बन परमाणु की सभी चार शक्तियां एक ही विमान में नहीं होती हैं, लेकिन टेट्राहेड्रोन के कोनों को निर्देशित की जाती हैं।

यह पाया गया कि सबसे अधिक बार ऑप्टिकल गतिविधि अणु में उपस्थिति के कारण होती है असममित कार्बन परमाणु, यानी। सी-परमाणु, जिनकी सभी वैल्यू टेट्राहेड्रोन के कोनों को निर्देशित की जाती है, वे परमाणुओं के विभिन्न परमाणुओं या समूहों (कट्टरपंथी या प्रतिस्थापन) से भरे होते हैं। रसायन विज्ञान में असममित सी-परमाणुओं का मतलब है *। उदाहरण के लिए:

ग्लिसरॉल एल्डिहाइड मैलिक एसिड

ऑप्टिकल गतिविधि की घटना ऑप्टिकल आइसोमर्स की उपस्थिति से जुड़ी होती है - पदार्थ जो अणु में परमाणु बांड के समान क्रम होते हैं, लेकिन उनकी अलग स्थानिक व्यवस्था होती है। स्थानिक स्थानिक ऑप्टिकल आइसोमर्स एक दूसरे की दर्पण छवियों की तरह हैं, अर्थात मिरर एंटीपोड्स या एनेंटिओमर। Enantiomers दाएं और बाएं हाथ के रूप में एक दूसरे से संबंधित हैं। विशिष्ट घूर्णन (α) को छोड़कर सभी एनैन्टाइमर स्थिरांक समान हैं।

दर्पण-विपरीत अनुरूपण वाले दो रूपों में विपरीत दिशाओं में प्रकाश की एक ध्रुवीकृत किरण घूमती है: (+) - दाईं ओर, (-) - एक ही कोण से बाईं ओर, जिसे ऑप्टिकल एंटीपोड्स या एनेंटिओमर कहा जाता है।

पदनाम की वर्तमान में स्वीकृत पारंपरिक पद्धति ई। फिशर (1891) द्वारा पहली बार प्रस्तावित की गई थी, तब एम.ए. को कुछ हद तक संशोधित किया गया था। Rozanov (1906) और हडसन (1949) द्वारा विस्तार से चर्चा की गई। ग्लिसरीन एल्डिहाइड एक मानक के रूप में प्रयोग किया जाता है:

डी (+) - ग्लिसरीन एल (-) - ग्लिसरीन

  एल्डिहाइड एल्डिहाइड

हालाँकि, यह पता चला है कि D (d) –– या L (l) –– कॉन्फ़िगरेशन प्रकार का अर्थ हमेशा यह नहीं होता है कि घुमाव की दिशा दाईं ओर (-) जाती है या (बाईं ओर)। यह संभव है कि डी एक रचना है, लेकिन यह ध्रुवीकृत किरण के विमान को बाईं ओर (-) पर घुमाता है, या एल एक विरूपण है, और यह दाईं ओर घूमता है (+)। इसलिए, अक्षर पदनाम डी (डी) या एल (एल) एक असममित सी-परमाणु के चारों ओर परमाणुओं या परमाणु समूहों के स्थानिक अभिविन्यास का निर्धारण करता है, और संकेत (+) - दाएं रोटेशन, (-) - बाएं रोटेशन।

1 (1) अनुपात में (+) और (-) रूपों का मिश्रण (और ज्यादातर मामलों में यह डी- और एल-रूपों का मिश्रण है) को रेसमेट या रेसमिक मिश्रण कहा जाता है। यह वैकल्पिक रूप से निष्क्रिय (() है। यदि कार्बनिक यौगिक में कई असममित सी-परमाणु हैं, तो सूत्र द्वारा ऑप्टिकल आइसोमर्स की संख्या निर्धारित की जाती है:

जहाँ N ऑप्टिकल आइसोमर्स की संख्या है;

n असममित C- परमाणुओं की संख्या है।

लैक्टिक एसिड isomerism

डी (-) - लैक्टिक एसिड एल (+)-लैक्टिक एसिड

(यह गहन काम के दौरान मांसपेशियों में बनता है) (यह दूध के खट्टे होने के दौरान बनता है)

टार्टरिक एसिड आइसोमेरिज़म

मेसोविक एसिड एल (-) - टैटारिक डी (+) - टार्टरिक एसिड

मेसो-रूपों में, अणु के एक आधे भाग में (+) विन्यास, दूसरे (-) विन्यास (उदाहरण के लिए, मेसोविक एसिड में) होते हैं। रोटेशन के संकेत के "आंतरिक क्षतिपूर्ति" के परिणामस्वरूप, मेसो फॉर्म वैकल्पिक रूप से निष्क्रिय होते हैं और, रेसमैट के विपरीत, उन्हें एनंटिओमर्स में विभाजित नहीं किया जा सकता है।

ऑप्टिकल आइसोमेरिज्म का मान

जब कुछ शर्तों के तहत अध्ययन किया जाता है, तो प्रत्येक वैकल्पिक रूप से सक्रिय पदार्थ एक निश्चित कोण द्वारा ध्रुवीकरण के विमान को घुमाता है, जिसका मूल्य किसी दिए गए पदार्थ की निरंतरता और विशेषता है, अर्थात्। पदार्थ, घनत्व इत्यादि के क्वथनांक बिंदु के समान स्थिर। किसी पदार्थ की प्रकाशीय गतिविधि को निरंतर निरूपित करना कहा जाता है विशिष्ट रोटेशन.   इस प्रकार, विशिष्ट रोटेशन का निर्धारण करके, कोई पदार्थ की प्रामाणिकता निर्धारित कर सकता है।

ऑप्टिकल आइसोमेरिज्म बहुत महान जैविक महत्व का है। जीवित जीवों में जैव रासायनिक प्रतिक्रियाओं को उत्प्रेरित करने वाले एंजाइमों में ऑप्टिकल विशिष्टता है, अर्थात। वे केवल कुछ ऑप्टिकल आइसोमर्स (जैसे डी-मोनोसैकराइड्स, एल-अमीनो एसिड, आदि) पर कार्य करते हैं। एंजाइम इन पदार्थों के ऑप्टिकल एंटीपोड पर कार्य नहीं करते हैं, अर्थात्। उन्हें चयापचय में शामिल न करें। ऊतकों में संचय, इस तरह के आइसोमर रोग प्रक्रियाओं का कारण बन सकते हैं।

पाठ्यक्रम का काम

थीम: "ऑप्टिकल आइसोमरिज़्म"

परिचय

1. ऑप्टिकल गतिविधि

1.2 बी क्वांटम सिद्धांत

1.2 में। कॉर्पसकुलर सिद्धांत

2. चिरल के अणु

2.1 बिंदु सममिति समूह

2.3 चिरायता के प्रकार

3. एनेंटियोमर्स का नामकरण

3.1 विन्यास द्वारा: आर - और एस

3.3 विन्यास द्वारा: D - और L-

4.2 a। रासायनिक सहसंबंध

5.3 यांत्रिक दरार

निष्कर्ष

1815 में, फ्रांसीसी भौतिक विज्ञानी जीन बैप्टिस्ट बायो और जर्मन भौतिक विज्ञानी थॉमस सीबेक ने यह स्थापित किया कि कुछ कार्बनिक पदार्थों (उदाहरण के लिए, चीनी या तारपीन) में क्रिस्टलीय, तरल, भंग और यहां तक \u200b\u200bकि गैसीय अवस्था में प्रकाश के ध्रुवीकरण के विमान को घुमाने की क्षमता है (यह घटना पहली बार 1811 में खोजी गई थी। फ्रेंच भौतिक विज्ञानी फ्रेंकोइस डॉमिनिक अरागो क्वार्ट्ज क्रिस्टल के पास)। तो यह साबित हो गया कि ऑप्टिकल गतिविधि न केवल क्रिस्टल की विषमता से जुड़ी हो सकती है, बल्कि अणुओं की कुछ अज्ञात संपत्ति के साथ भी हो सकती है। यह पता चला है कि कुछ रासायनिक यौगिकों में सही और लेवेरोटरी दोनों किस्मों के रूप में मौजूद हो सकते हैं, और सबसे गहन रासायनिक विश्लेषण उनके बीच किसी भी मतभेद को प्रकट नहीं करता है। यह एक नए प्रकार का आइसोमेरिज्म था, जिसे ऑप्टिकल आइसोमरिज़्म कहा जाता था। यह पता चला है कि दाईं ओर - और लीवरोटेटरी के अलावा, एक तीसरा प्रकार का आइसोमर्स है - वैकल्पिक रूप से निष्क्रिय। यह 1830 में प्रसिद्ध जर्मन केमिस्ट जोन्स जैकब बेरज़ेलियस द्वारा खोजा गया था, जो अंगूर (डायहाइड्रोक्सी सक्सेसिक) एसिड НООС-СН (ОН) - СН (ОН - СОО) के उदाहरण का उपयोग करके किया गया था: यह एसिड वैकल्पिक रूप से निष्क्रिय है, और ठीक उसी संरचना का tartaric एसिड दाएं हाथ से घूमता है। बाद में, "बाएं" टैटारिक एसिड, जो प्रकृति में नहीं पाया जाता है, की खोज की गई थी - डेक्सट्रूटोटेटरी का एंटीपोड।

ऑप्टिकल आइसोमर्स को एक पोलीमीटर का उपयोग करके अलग किया जा सकता है - एक उपकरण जो ध्रुवीकरण के विमान के रोटेशन के कोण को मापता है। समाधान के लिए, यह कोण रैखिक रूप से परत की मोटाई और वैकल्पिक रूप से सक्रिय पदार्थ (बायोट के नियम) की एकाग्रता पर निर्भर करता है। विभिन्न पदार्थों के लिए, ऑप्टिकल गतिविधि बहुत व्यापक सीमा पर भिन्न हो सकती है। तो, 25 डिग्री सेल्सियस पर विभिन्न अमीनो एसिड के जलीय घोल के मामले में, विशिष्ट गतिविधि (इसे डी के रूप में दर्शाया जाता है और 1 जी / एमएल की एकाग्रता में 589 एनएम के तरंग दैर्ध्य के साथ प्रकाश के लिए मापा जाता है और 10 सेमी की परत की मोटाई होती है) - सिस्टीन के लिए 232 °, - 86, प्रोलाइन के लिए 2 °, - ल्यूसीन के लिए 11.0 °, + एलनिन के लिए 1.8 °, लाइसिन के लिए + 13.5 ° और शतावरी के लिए + 33.2 °।

आधुनिक ध्रुवीयमीटर बहुत उच्च सटीकता (0.001 डिग्री तक) के साथ ऑप्टिकल रोटेशन को मापना संभव बनाते हैं। इस तरह के माप आपको वैकल्पिक रूप से सक्रिय पदार्थों की एकाग्रता को जल्दी और सटीक रूप से निर्धारित करने की अनुमति देते हैं, उदाहरण के लिए, इसके उत्पादन के सभी चरणों में समाधान में चीनी सामग्री - कच्चे उत्पादों से केंद्रित समाधान और गुड़ तक।

भौतिकी क्रिस्टल की ऑप्टिकल गतिविधि उनके विषमता के साथ जुड़ी हुई थी; पूरी तरह से सममित क्रिस्टल, उदाहरण के लिए, सोडियम क्लोराइड के घन क्रिस्टल वैकल्पिक रूप से निष्क्रिय हैं। लंबे समय तक अणुओं की ऑप्टिकल गतिविधि का कारण पूरी तरह से रहस्यमय बना रहा। इस घटना पर प्रकाश डालने वाली पहली खोज 1848 में लुई पाश्चर द्वारा की गई थी, जो तब किसी के लिए अज्ञात थी। पाश्चर, जिन्होंने टैटारिक एसिड के दो एंटीपोड की पहचान की, जिन्हें एनेंटिओमर (ग्रीक से। एनेंटिओस - विपरीत) कहा जाता था। पाश्चर ने उनके लिए एल- और डी-आइसोमर्स (लैटिन शब्द लाएवस से - बाएं और निपुण - दाएं) की धारणा शुरू की। बाद में, जर्मन रसायनशास्त्री एमिल फिशर ने इन नोटेशनों को एक सरलतम वैकल्पिक रूप से सक्रिय पदार्थों में से दो एनैन्टीओमर्स की संरचना के साथ जोड़ा - ग्लिसरॉल एल्डिहाइड OHCH2-CH (OH) –CHO। 1956 में, अंग्रेजी केमिस्ट रॉबर्ट काह्न और क्रिस्टोफर इंगोल्ड और स्विस केमिस्ट व्लादिमीर प्रोलॉग के सुझाव पर, संकेतन एस (लेट से। सिनिस्टर - लेफ्ट) और आर (लेट। रेक्टस - राइट) को ऑप्टिकल आइसोमर्स के साथ पेश किया गया था। रेसमेट को प्रतीक RS द्वारा दर्शाया गया है। हालांकि, परंपरा के अनुसार, पुराने संकेतन का भी व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है (उदाहरण के लिए, कार्बोहाइड्रेट, अमीनो एसिड के लिए)। यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि ये पत्र केवल अणु की संरचना ("सही" या "कुछ रासायनिक समूहों की बाईं" व्यवस्था) को इंगित करते हैं और ऑप्टिकल रोटेशन की दिशा से संबंधित नहीं हैं; उत्तरार्द्ध को प्लस और माइनस संकेतों द्वारा इंगित किया जाता है, उदाहरण के लिए, डी (-) - फ्रुक्टोज, डी (+) - ग्लूकोज।

एंटीपोड अणुओं के बीच अंतर को स्पष्ट करने वाला सिद्धांत डच वैज्ञानिक वान हॉफ द्वारा बनाया गया था। इस सिद्धांत के अनुसार, अणु, जैसे क्रिस्टल, "दाएं" और "बाएं" हो सकते हैं, एक दूसरे की दर्पण छवि बनते हैं। इसी तरह की संरचनाएं, जो बाएं से दाएं हाथ के रूप में एक-दूसरे से भिन्न होती हैं, उन्हें चिरल कहा जाता था (ग्रीक से। वारिस - हाथ)। इस प्रकार, ऑप्टिकल गतिविधि अणुओं के स्थानिक समरूपता (स्टीरियोइसोमेरिज्म) का एक परिणाम है।

ऑप्टिकल आइसोमेरिस्म evantiomer chirality

वैंट-हॉफ सिद्धांत, जिसने आधुनिक रूढ़िवाद की नींव रखी, सामान्य मान्यता प्राप्त की और 1901 में इसका निर्माता रसायन विज्ञान में पहला नोबेल पुरस्कार विजेता बन गया।

1. ऑप्टिकल गतिविधि

ऑप्टिकल गतिविधि एक माध्यम (क्रिस्टल, समाधान, किसी पदार्थ के वाष्प) के माध्यम से ऑप्टिकल विकिरण (प्रकाश) के ध्रुवीकरण के विमान के रोटेशन के कारण की क्षमता है।

ऑप्टिकल गतिविधि पहली बार 1811 में खोजी गई थी। क्वार्ट्ज क्रिस्टल में अरगो। 1815 में, जे। लड़ाई ने शुद्ध तरल पदार्थ (तारपीन) की ऑप्टिकल गतिविधि की खोज की, और फिर कई, मुख्य रूप से कार्बनिक पदार्थों के समाधान और वाष्प। जे। बायो ने स्थापित किया कि ध्रुवीकरण के विमान का घूमना या तो दक्षिणावर्त या वामावर्त होता है, यदि आप प्रकाश की किरणों की दिशा में देखते हैं और इसके अनुसार, वैकल्पिक रूप से सक्रिय पदार्थों को डेक्सट्रॉटॉटरी (सकारात्मक रूप से घूर्णन, यानी घड़ी की दिशा में) और लेवरोटेटरी में विभाजित किया जाता है। (ऋणात्मक रूप से घूमने वाली) प्रजाति। एक समाधान के मामले में ध्रुवीकरण के विमान के रोटेशन के मनाया कोण नमूना की मोटाई और ऑप्टिक सक्रिय पदार्थ की एकाग्रता से संबंधित है।

वैकल्पिक रूप से सक्रिय पदार्थों को केवल उन पदार्थों को कहा जाता है जो प्राकृतिक ऑप्टिकल गतिविधि का प्रदर्शन करते हैं। कृत्रिम या प्रेरित ऑप्टिकल गतिविधि भी है। चुंबकीय क्षेत्र (फैराडे प्रभाव) में रखे जाने पर यह वैकल्पिक रूप से निष्क्रिय पदार्थों द्वारा प्रकट होता है।

1.1 वैकल्पिक रूप से सक्रिय पदार्थ

वैकल्पिक रूप से सक्रिय पदार्थों को दो प्रकारों में विभाजित किया जाता है।

पहले प्रकार में पदार्थ शामिल हैं जो केवल क्रिस्टलीय चरण (क्वार्ट्ज, सिनबर) में वैकल्पिक रूप से सक्रिय हैं। दूसरे प्रकार में वे पदार्थ शामिल होते हैं जो किसी भी अवस्था में एकत्रीकरण के लिए वैकल्पिक रूप से सक्रिय होते हैं (उदाहरण के लिए, शर्करा, कपूर, टार्टर एसिड)। पहले प्रकार के यौगिकों में, ऑप्टिकल गतिविधि संपूर्ण रूप से क्रिस्टल की एक संपत्ति है, लेकिन क्रिस्टल को बनाने वाले अणु या आयन वैकल्पिक रूप से निष्क्रिय हैं। वैकल्पिक रूप से सक्रिय पदार्थों के क्रिस्टल हमेशा दो रूपों में मौजूद होते हैं - दाएं और बाएं; इस मामले में, दाएं क्रिस्टल का जाली बाएं क्रिस्टल के जाली के लिए दर्पण सममित है और बिना किसी मोड़ के और बाएं और दाएं क्रिस्टल को एक दूसरे के साथ जोड़ा नहीं जा सकता है। दाएं और बाएं क्रिस्टल रूपों की ऑप्टिकल गतिविधि के अलग-अलग संकेत हैं और पूर्ण मूल्य (समान बाहरी परिस्थितियों में) में समान है। दाएं और बाएं क्रिस्टल को ऑप्टिकल एंटीपोड कहा जाता है।

दूसरे प्रकार के यौगिकों में, ऑप्टिकल गतिविधि स्वयं अणुओं की असममित संरचना के कारण होती है। यदि किसी भी घुमाव और चाल से अणु की दर्पण छवि मूल पर सुपरिम्प्ट नहीं की जा सकती है, तो अणु वैकल्पिक रूप से सक्रिय होता है; यदि ऐसा ओवरले सफल होता है, तो अणु वैकल्पिक रूप से निष्क्रिय हो जाता है। (दर्पण से तात्पर्य अणु के बाहर परावर्तक से है, और प्रतिबिंब पूरे अणु का प्रतिबिंब देता है)।

असममित अणु और असममित अणु एक ही चीज नहीं हैं। असममित अणुओं में कोई सममिति तत्व नहीं होते हैं, जबकि असममित अणुओं में कुछ सममिति तत्व रहते हैं। विषमता किसी वस्तु की अधिकतम समरूपता का उल्लंघन है। सभी असममित अणु ऑप्टिकल गतिविधि का प्रदर्शन करते हैं, लेकिन सभी असममित अणुओं से। ऑप्टिकल गतिविधि केवल विषमता के साथ जुड़ी हुई है, जो वस्तु को अपनी दर्पण छवि के साथ असंगत बनाती है। इस तरह की असहमति को चिरायता कहा जाता है। चिरल वस्तुएँ अंतरिक्ष में असंगत होती हैं और उन्हें एक दूसरे के दर्पण चित्रों के रूप में प्रस्तुत किया जाता है। एक वैकल्पिक रूप से सक्रिय अणु चिरल है, और वैकल्पिक रूप से निष्क्रिय अचिरल है, लेकिन अगर अणु को अपनी दर्पण छवि के साथ जोड़ा नहीं जा सकता है, तो दर्पण छवि दूसरे से मेल खाती है, अलग-अलग अणु, जो सिद्धांत रूप में, संश्लेषित किए जा सकते हैं। चिरल अणु का संश्लेषित दर्पण चित्र इसका वास्तविक प्रकाशीय समद्विबाहु होगा। एक शुद्ध वैकल्पिक रूप से सक्रिय यौगिक में केवल दो ऑप्टिकल आइसोमर्स होते हैं (चूंकि केवल एक दर्पण छवि प्रत्येक वस्तु से मेल खाती है)। ऑप्टिकल आइसोमर्स को एनेंटिओमर्स (या कभी-कभी एनेंटिओमॉर्फ्स) कहा जाता है। Enantiomers का विशिष्ट घूर्णन निरपेक्ष मान में समान होता है और साइन में विपरीत होता है: एक enantiomer लीवरोटेटरी है, और दूसरा डेक्सट्रोओटेरेटरी। रोटेशन साइन के अलावा, गैस चरण में एनेंटिओमर के सभी अन्य भौतिक और रासायनिक गुण, साथ ही साथ अचिरल तरल मीडिया में भी समान हैं। हालांकि, यदि तरल माध्यम चिरल है (उदाहरण के लिए, समाधान में एक चिरल अभिकर्मक या उत्प्रेरक जोड़ा जाता है, या विलायक स्वयं चिरल है), तो एनेंटिओमर्स के गुण अलग-अलग होने लगते हैं। जब अन्य चिरल यौगिकों के साथ बातचीत होती है जो अणुओं के दर्पण समरूपता का जवाब देते हैं, तो एनेंटिओमर विभिन्न दरों पर प्रतिक्रिया करते हैं। Enantiomers की शारीरिक और जैव रासायनिक कार्रवाई में अंतर विशेष रूप से ध्यान देने योग्य है, जो जैविक अभिकर्मकों और उत्प्रेरक के enantiomerism के साथ जुड़ा हुआ है। तो, प्राकृतिक प्रोटीन में अमीनो एसिड के बाएं ऑप्टिकल आइसोमर्स होते हैं और इसलिए शरीर द्वारा कृत्रिम रूप से सही अमीनो एसिड को संश्लेषित किया जाता है; खमीर किण्वित करता है केवल शक्कर के दाएं आइसोमर्स, बाईं ओर प्रभावित किए बिना आदि। सामान्य नियम यह है कि enantiomers सममित (achiral) वातावरण में समान गुणों को प्रदर्शित करते हैं, और एक असममित (chiral) वातावरण में, उनके गुण बदल सकते हैं। यह गुण asymmetric संश्लेषण और कटैलिसीस में उपयोग किया जाता है। Enantiomers की समान मात्रा का मिश्रण, हालांकि इसमें चिरल अणु होते हैं, वैकल्पिक रूप से निष्क्रिय है, क्योंकि परिमाण में समान और साइन रोटेशन में विपरीत पारस्परिक रूप से मुआवजा दिया जाता है। इस तरह के मिश्रण को रेसमिक मिश्रण या रेसमेटम कहा जाता है। गैसीय अवस्था में, तरल चरण, और समाधानों में, रेसमेट के गुण आम तौर पर शुद्ध एनेंटिओमर्स के साथ मेल खाते हैं, लेकिन ठोस अवस्था में, पिघलने बिंदु, संलयन की गर्मी, विलेयता जैसे गुण आमतौर पर भिन्न होते हैं।

1.2 ऑप्टिकल गतिविधि के भौतिक कारण

एक अचिरल माध्यम में, दो एनैन्टिओमर में एक ही रासायनिक और भौतिक गुण होते हैं, लेकिन वे प्रकाश के साथ एक विशिष्ट बातचीत से आसानी से एक दूसरे से अलग हो सकते हैं। Enantiomers में से एक दाईं ओर रैखिक ध्रुवीकृत (विमान-ध्रुवीकृत) प्रकाश के ध्रुवीकरण के विमान को घुमाता है, और दूसरा enantiomer बाईं ओर एक ही कोण को घुमाता है।

1.2 a। घटना का मॉडल

1823 में फ्रेस्नेल द्वारा ऑप्टिकल गतिविधि का एक अभूतपूर्व मॉडल प्रस्तावित किया गया था। यह प्रकाश के तरंग सिद्धांत पर आधारित है और आधुनिक विज्ञान के दृष्टिकोण से, पर्याप्त रूप से कठोर नहीं है। फिर भी, यह मॉडल ऑप्टिकल गतिविधि के कारणों और शास्त्रीय इलेक्ट्रोडायनामिक्स के ढांचे में एक चिरल पदार्थ द्वारा प्रकाश के अवशोषण से जुड़े अन्य घटनाओं का एक बहुत स्पष्ट विचार देता है; इसलिए, आज अक्सर इसका उपयोग किया जाता है।

शास्त्रीय अवधारणाओं के अनुसार, रैखिक रूप से ध्रुवीकृत (प्लेन-ध्रुवीकृत) प्रकाश को इस तथ्य की विशेषता है कि इसके समय-निर्भर विद्युत (ई) और चुंबकीय (एच) क्षेत्रों के वैक्टर पारस्परिक रूप से लंबवत विमानों में दोलन करते हैं और उनके परिवर्तन समय और स्थान में साइनोइडॉइडल हैं। प्लेन-ध्रुवीकृत प्रकाश को एक दूसरे के संबंध में चरण में घूमते हुए बाएं और दाएं गोलाकार ध्रुवीय किरणों के संयोजन के रूप में माना जा सकता है। यदि प्रारंभिक समय बिंदु 1 पर बाईं और दाईं गोलाकार ध्रुवीकृत किरणों के विद्युत वैक्टर ऊपर की ओर उन्मुख होते हैं, तो बिंदु 2 पर दाईं ओर का सदिश दाईं ओर स्थित होता है, और बाईं किरण का वेक्टर बाईं ओर (यदि आप z अक्ष के साथ प्रकाश की दिशा में देखते हैं)। बिंदु 3 पर, दोनों किरणों के वैक्टर नीचे की ओर उन्मुख होते हैं, बिंदु 4 पर, दाएं किरण का वेक्टर बाईं ओर उन्मुख होता है, और बाईं किरण का वेक्टर दाईं ओर, आदि। इस प्रकार, दाएं और बाएं गोलाकार ध्रुवीकृत किरणों में क्रमशः विद्युत क्षेत्र वेक्टर के रोटेशन के दाएं और बाएं हेलीकॉप्टर होते हैं। इन किरणों का योग एक विमान-ध्रुवीकृत किरण देता है, जिसके अनुपात में लौकिक-बिंदुओं में 1,3 और 5 में वैक्टर को जोड़ा जाता है, और बिंदु 2 और 4 पर वे परस्पर नष्ट हो जाते हैं। अंक 1 और 5 के बीच की दूरी दाएं या बाएं सर्पिल या एक विमान लहर की लंबाई के एक मोड़ से मेल खाती है।

जब प्रकाश किसी अणु को पारदर्शी माध्यम में मारता है, तो उसकी गति धीमी हो जाती है (गति में कमी माध्यम के अपवर्तक सूचकांक के समानुपाती होती है), क्योंकि प्रकाश अणुओं के इलेक्ट्रॉन के गोले के साथ बातचीत करता है। इस इंटरैक्शन की डिग्री अणु के ध्रुवीकरण पर निर्भर करती है।

फ्लैट (रैखिक रूप से) ध्रुवीकृत प्रकाश किरण (ए), दाएं (बी) और बाएं (सी) परिपत्र ध्रुवीकृत किरणें, (डी) - चरण में किरणों (बी) और (सी) के इलेक्ट्रिक वैक्टर की बातचीत का परिणाम है।

यदि माध्यम अच्युत है, तो दो गोलाकार ध्रुवीकृत घटक एक ही गति से गुजरते हैं (यानी, दाएं और बाएं किरणों के लिए एक ही अपवर्तक सूचक के साथ)। हालांकि, चिरल अणु ध्रुवीकरण की एक अनिसोट्रॉफी दिखाते हैं, जो इस बात पर निर्भर करता है कि बाएं या दाएं हेलीकॉप्टर में एक गोलाकार ध्रुवीकृत बीम है। सामान्य मामले में एक चिरल माध्यम से गुजरते समय, न केवल गति अलग होती है, बल्कि विमान-ध्रुवीकृत प्रकाश के बाएं और दाएं गोलाकार ध्रुवीकृत घटकों के अवशोषण गुणांक भी होते हैं। नतीजतन, नमूना के माध्यम से गुजरने वाली दाएं और बाएं किरणों के लिए वैक्टर में अलग-अलग आयाम होंगे, और परिणामस्वरूप वेक्टर एक अण्डाकार प्रक्षेपवक्र का वर्णन करेंगे। सामान्य तौर पर, जब विमान-ध्रुवीकृत प्रकाश एक चिरल माध्यम से गुजरता है, तो विद्युत क्षेत्र वेक्टर मुख्य अक्ष के साथ एक दीर्घवृत्त (अण्डाकार ध्रुवीकरण) का वर्णन करना शुरू करता है।

घटना प्रकाश की तरंग दैर्ध्य बढ़ने के साथ रोटेशन कोण कम हो जाता है। हालांकि, यह केवल प्रकाश के लिए सच है जिसकी तरंग दैर्ध्य किसी दिए गए पदार्थ के इलेक्ट्रॉनिक स्पेक्ट्रम में अधिकतम अवशोषण की तरंग दैर्ध्य से अधिक है। तरंग दैर्ध्य में परिवर्तन के साथ ऑप्टिकल घुमाव में परिवर्तन को ऑप्टिकल रोटेशन (DOV) का फैलाव कहा जाता है। दाएं और बाएं घटकों के अवशोषण में अंतर को परिपत्र द्विभाजन (सीडी) कहा जाता है। सीडी की एक मात्रात्मक विशेषता दीर्घवृत्तीयता कोण y है, जिसका परिमाण तरंग दैर्ध्य के व्युत्क्रमानुपाती होता है।

सीडी की खोज ई। कॉटन ने 1911 में की थी और इसे अक्सर कॉटन प्रभाव कहा जाता है। DOV और CD को सामूहिक रूप से chirooptic घटना के रूप में जाना जाता है; वे मूल रूप से चिरल वातावरण में इलेक्ट्रॉनिक संक्रमण से जुड़े हैं। कपास प्रभाव, अर्थात्। विमान-ध्रुवीकृत प्रकाश का अण्डाकार रूप से ध्रुवीकृत प्रकाश में परिवर्तन मुख्य रूप से किसी पदार्थ के आंतरिक (अनुनाद) अवशोषण बैंड के आसपास के क्षेत्र में ही प्रकट होता है।

(ए)-समान आयाम के चरण-स्थानांतरित घटकों का समावेश, (बी) चरण में विभिन्न आयामों के घटकों की बातचीत, (सी) -एक चरण बदलाव का कुल परिणाम।

1.2 बी क्वांटम सिद्धांत

ऑप्टिकल गतिविधि के क्वांटम सिद्धांत का निर्माण 1928 में बेल्जियम के भौतिक विज्ञानी एल। रोसेनफेल्ड द्वारा किया गया था। आधुनिक विज्ञान के दृष्टिकोण से, इस सिद्धांत को अधिक कठोर माना जाता है। ऑप्टिकल गतिविधि की व्याख्या करने के लिए, एक संचरित प्रकाश तरंग के क्षेत्र द्वारा अणु में प्रेरित विद्युत और चुंबकीय द्विध्रुवीय क्षणों की बातचीत को ध्यान में रखना आवश्यक हो गया।

1.2 में। कॉर्पसकुलर सिद्धांत

वर्तमान में, प्रकाश के कॉर्पसस्कुलर सिद्धांत में रुचि, जिसे न्यूटन अभी भी पालन कर रहा है, पुनर्जीवित कर रहा है। प्रकाश का एक कण एक फोटोन है - एक वास्तविक प्राथमिक कण। फोटॉन सिद्धांत में, प्रकाश का ध्रुवीकरण फोटॉन के ध्रुवीकरण के साथ जुड़ा हुआ है, जो इन कणों की उपस्थिति और अंतरिक्ष में इसकी विशिष्ट प्रत्यक्षता के कारण है। स्पिन क्वांटम संख्या एक कण की स्वतंत्रता की अतिरिक्त आंतरिक डिग्री की तरह हैं। J \u003d 1/2 के स्पिन वाले इलेक्ट्रॉनों के विपरीत, एक फोटॉन का स्पिन J \u003d 1. है (इसका मतलब है कि इलेक्ट्रॉनों के वर्ग के हैं जिनके लिए पाउली ने मना किया है, और फोटॉन उन बोसानों के वर्ग के लिए, जिनके लिए निषिद्ध सिद्धांत लागू नहीं होता है) । क्वांटम यांत्रिकी के अनुसार, स्पिन जे और नॉनज़ेरो रेस्ट मास वाले कण में (2 जे + 1) आंतरिक क्वांटम होता है जो इसके ध्रुवीकरण को निर्धारित करता है, अर्थात। अंतरिक्ष में एक कण की विषमता की डिग्री। लेकिन फोटॉन का बाकी द्रव्यमान शून्य है, और इसलिए स्पिन राज्यों की संख्या एक कम है, अर्थात। दो (+1 और - 1) के बराबर। इसका मतलब है कि इसकी गति की दिशा में फोटॉन स्पिन के प्रक्षेपण के केवल दो झुकाव संभव हैं: समानांतर और एंटीपैरल। इस मामले में, "कण हेलीकाप्टरता" की अवधारणा उत्पन्न होती है। यदि गति की दिशा पर स्पिन का प्रक्षेपण सकारात्मक है, तो वे कहते हैं कि कण में दाएं हाथ (दाएं) हेलीकॉप्टर है, और यदि यह नकारात्मक है, तो बाएं हाथ (बाएं) हेलीकॉप्टर। सर्पिल वस्तुएं चिरल हैं, इसलिए फोटान चिरल कणों की तरह हैं।

चूंकि फोटॉनों में एक पूर्णांक स्पिन होता है, इसलिए किसी भी संख्या में फोटॉन एक ही स्थिति में हो सकते हैं। यह शास्त्रीय (और न केवल क्वांटम) यांत्रिकी के ढांचे में बड़ी संख्या में फोटॉन को शामिल करने वाले विद्युत चुम्बकीय इंटरैक्शन का वर्णन करना संभव बनाता है। परिपत्र ध्रुवीकृत प्रकाश को फोटोन की एक धारा के रूप में माना जा सकता है जिसमें केवल दाएं या केवल बाएं हेलीकॉप्टर होते हैं। प्लेन-ध्रुवीकृत प्रकाश में "बाएं" और "दाएं" फोटॉनों की समान संख्या होती है। एक chiral anisotropic माध्यम के साथ अलग-अलग ध्रुवीकृत फोटोन की बातचीत समान नहीं है, जो कि chiroptic प्रभावों की ओर जाता है।

एक अचिरल अणु केवल प्रकाश के ध्रुवीकरण के विमान को घटना बीम के संबंध में एक निश्चित अभिविन्यास के साथ नहीं घुमाता है। उदाहरण के लिए, समरूपता का एक समतल अणु एक ध्रुवीयकरण के समतल को नहीं घुमाता है केवल यदि ध्रुवीकरण का विमान समरूपता के विमान के साथ मेल खाता है। अन्य सभी अणु जो इस तरह से उन्मुख नहीं होते हैं, वे ध्रुवीकरण के विमान को घुमाते हैं, यहां तक \u200b\u200bकि चिरल के बिना भी। हालांकि, सामान्य तौर पर, नमूना घूमता नहीं है, क्योंकि द्रव्यमान में अणु यादृच्छिक रूप से उन्मुख होते हैं, और कुछ अणु एक दिशा में ध्रुवीकरण के विमान को घुमाते हैं, जबकि प्रकाश किरण के मार्ग में सामना किए गए अन्य अणु विपरीत दिशा में इसे घुमाते हैं। इस प्रकार, अचिरल अणुओं के संग्रह में शून्य का कुल रोटेशन होता है, हालांकि प्रत्येक अणु ध्रुवीकरण के विमान को घुमा सकता है। चिरल यौगिकों के मामले में, विपरीत अभिविन्यास के अणु (यदि यह एक दौड़ का मिश्रण नहीं है) बस अस्तित्व में नहीं हो सकता है, और रोटेशन मनाया जाता है।

2. चिरल के अणु

सरल अणुओं के मामले में, दर्पण इमेजिंग के साथ असंगति की दृश्य पहचान आसानी से की जाती है। हालांकि, कई कार्बनिक अणु इतने जटिल हैं कि इस पद्धति के लिए एक बहुत ही विकसित स्थानिक कल्पना की आवश्यकता होती है, जो हर किसी के पास नहीं है।

2.1 बिंदु सममिति समूह

गेंद सबसे सममित वस्तु है; दर्पण में इसे प्रतिबिंबित करना संभव नहीं है। वह हमेशा एक जैसा दिखता है। टेट्राहेड्रॉन गेंद की तुलना में "कम सममित" है, क्योंकि इसे केवल एक निश्चित कोण (1200) से ऊँचाई के चारों ओर मोड़ने की आवश्यकता है ताकि यह मोड़ से पहले जैसा दिखता है। अक्ष के चारों ओर घूमना समरूपता संचालन में से एक है। समरूपता के संचालन को ऑब्जेक्ट पर कार्रवाई कहा जाता है, जो मूल से अप्रभेद्य इसके नए अभिविन्यास की ओर जाता है और इसके साथ संयुक्त होता है।

प्रत्येक समरूपता ऑपरेशन एक विशिष्ट समरूपता तत्व से मेल खाती है। समरूपता तत्व बिंदुओं का ज्यामितीय स्थान है जो किसी दिए गए समरूपता ऑपरेशन के दौरान गतिहीन रहता है। समरूपता के मुख्य तत्व उचित रोटेशन कुल्हाड़ियां हैं, जो कि स्कोनफ्लिस संकेतन में प्रतीक Cn है, जहां n अक्ष का क्रम है, जिसका अर्थ है कि 2p / n रेडियन के कोण से अणु का रोटेशन मूल, अनुचित घुमाव अक्ष या दर्पण-घुमाए गए कुल्हाड़ियों से एक संरचना अप्रभेद्य होता है। (एसएन), समरूपता (एस) के दर्पण विमानों, अणु को आधा करना ताकि एक आधा दूसरे के लिए दर्पण-सममित हो, उलटा का केंद्र (i) और पहचान परिवर्तन (ई)। इसके अनुसार, समरूपता के संचालन को अक्ष के रोटेशन में विभाजित किया जाता है समरूपता के अक्ष के चारों ओर Сn, अक्ष के चारों ओर घूमने के साथ विमान में इस अक्ष के लिए लंबवत प्रतिबिंब (एसएन), समरूपता के विमान में प्रतिबिंब, समरूपता के केंद्र में व्युत्क्रम मैं और पहचान ऑपरेशन ई। पहचान के मामले में। वे अणु के साथ कुछ भी नहीं करते हैं, लेकिन यह ऑपरेशन व्यर्थ नहीं है, क्योंकि यह आपको एक एकल वर्गीकरण में सममित और असममित वस्तुओं दोनों को शामिल करने की अनुमति देता है।

2.1 ए। समरूपता का आंतरिक अक्ष

सभी अणुओं में तुच्छ अक्ष C1 होता है, क्योंकि किसी भी स्थिति में, 3600 पर घूर्णन अणु को उसकी मूल स्थिति में लौटाता है। इसलिए, ऑपरेशन C1 पहचान के संचालन के बराबर है (C1। E)। डिक्लोरोमेथेन में C2 अक्ष है, अमोनिया में C3 अक्ष है, मीथेन में चार C3 अक्ष हैं, और कार्बन टेट्राक्लोराइड में C4 अक्ष है।

२.१ ब। समरूपता का कस्टम अक्ष

सबसे सरल दर्पण अक्ष S1 सममिति के समतल के समतुल्य है जो इसे (S1 S s) है। एक उदाहरण एक क्लोरोफ्लोरोमीथेन अणु है। उच्चतर क्रम (Sn) के दर्पण-रोटरी कुल्हाड़ियों को रोटेशन के अक्ष पर लंबवत विमान में बाद के प्रतिबिंब के साथ 2p / n के कोण पर रोटेशन के संयोजन के रूप में माना जा सकता है। तो, एलन और नीचे दिखाए गए 1,2,3,4-tetramethylcyclobutane isomer में दर्पण-घूर्णी अक्ष S4 है:

1,2-डिक्लोरो-1,2-difluoroethane में S2 अक्ष है, जो CC बॉन्ड के साथ मेल खाता है। ऑपरेशन S2 समरूपता के केंद्र के उलटा के बराबर है, जो CC बॉन्ड (S2 S i) के मध्य में स्थित है

चूंकि अणुओं में एक नहीं, बल्कि कई समरूपता तत्व हो सकते हैं, इसलिए उन्हें एक बिंदु समरूपता समूह द्वारा वर्गीकृत करना अधिक सुविधाजनक है। किसी ऑब्जेक्ट के सभी समरूपता संचालन का सेट उसके समरूपता समूह बनाता है। यदि इन सभी परिवर्तनों के दौरान आकृति के गुरुत्वाकर्षण का केंद्र गतिहीन रहता है, तो समरूपता समूह को बिंदु कहा जाता है। चार प्रकार के बिंदु समरूपता समूह ज्ञात हैं।

2.1 सी। बिंदु समरूपता समूहों के प्रकार

टाइप 1 में बिंदु समूह C1, Cs, Ci शामिल हैं, जिनमें nontrivial रोटरी अक्ष नहीं हैं, इसलिए उन्हें गैर-अक्षीय कहा जाता है। टाइप 2 में एकल रोटरी अक्ष वाले समूह शामिल हैं। Cn समूह में कोई अन्य समरूपता तत्व नहीं हैं, Cnv समूह में N ऊर्ध्वाधर विमान हैं, जो Cn अक्ष से गुजर रहे हैं, और Cnh समूह में Cn अक्ष पर लंबवत s विमान तल है। इसमें ग्रुप एसएन भी शामिल है, चूंकि ऑर्डर एन के दर्पण-रोटरी अक्ष की उपस्थिति में, आवश्यक रूप से ऑर्डर एन / 2 (एस 4 के लिए सी 2, एस 6 के लिए सी 3, आदि) का उचित धुरी है। एक विषम n अक्ष के साथ, Sn को अन्य परिचालनों के संयोजन के रूप में दर्शाया जा सकता है। निचले आदेशों के लिए, S1 1 s और S2 1 i। टाइप 3 बिंदु समूहों में एक Cn अक्ष और n दूसरा-क्रम अक्षों Cn अक्ष के लंबवत होता है। ऐसे समूहों को डायहेड्रल कहा जाता है। यदि समरूपता के कोई विमान नहीं हैं, तो समूह को डीएन के रूप में निरूपित किया जाता है, यदि कई विमानों के v (लंबवत) - Dnd हैं, और यदि एक क्षैतिज समतल s h है, तो समूह को Dnh निरूपित किया जाता है। टाइप 4 में दो से अधिक क्रम के एक से अधिक अक्ष वाले बिंदु समूह शामिल हैं। ऐसे समूहों को क्यूबिक कहा जाता है। इनमें नियमित टेट्राहेड्रोन (Td), ऑक्टाहेड्रोन और क्यूब (ओह), इकोसैहेड्रॉन और डोडेकेहेड्रॉन (Ih) के बिंदु समूह शामिल हैं। गेंद जो कि सीमा समूह ख से संबंधित है, जिसमें सभी संभव समरूपता संचालन शामिल हैं, में अधिकतम समरूपता है।

२.२ चिरमिटी का सममित निर्धारण

C1 समूह से संबंधित कोई भी वास्तव में असममित अणु है चिरल और पहचान के अलावा कोई समरूपता तत्व नहीं है (और C1 अक्ष, C1 E के बाद से)। यह भी स्पष्ट है कि समरूपता (ओं) या समरूपता (i) के केंद्र वाले अणु अचूक होते हैं, क्योंकि वे दो समान "पड़ाव" से युक्त होते हैं, और दर्पण छवि में, बाएं और दाएं हलवे एक दूसरे में बदल जाते हैं या बिना मुड़ें (यदि कोई तल हो)। , या 1800 के एक मोड़ के साथ (एक उलटा केंद्र की उपस्थिति में)। दर्पण-घूमने वाले अक्ष (Sn) वाले अणु भी अपनी दर्पण छवि के साथ संरेखित होते हैं, और इसलिए अचिरल। इसलिए, केवल अक्षीय बिंदु समूहों Cn और Dn से संबंधित अणु चिरल हैं।

इस प्रकार, हम chirality के लिए एक सममित मानदंड तैयार कर सकते हैं: कोई भी अणु जिसमें रोटेशन का अनुचित अक्ष नहीं है Sn chiral है।

चिरल अणुओं की इस परिभाषा की वैधता का पहला प्रमाण आइसोमेरिक चतुर्धातुक अमोनियम लवणों के साथ स्पाइरन नाइट्रोजन एटम IV, V, VII और IX का अध्ययन करके प्राप्त किया गया था। आइसोमर्स IV और V असममित (समूह C1) हैं, आइसोमर VII असममित (समूह D2) हैं। इसलिए, इन तीन आइसोमरों को चिरल होना चाहिए। वास्तव में, वे वैकल्पिक रूप से सक्रिय रूप में प्राप्त किए गए थे। हालांकि, आइसोमर VIII समूह S4 से संबंधित है, अर्थात। यह प्राप्त है और वैकल्पिक रूप से सक्रिय रूप में प्राप्त नहीं किया जा सकता है।

2.3 चिरायता के प्रकार

एडमांटेन्स, जिनके तृतीयक कार्बन परमाणुओं में चार अलग-अलग प्रतिस्थापन हैं, चिरल और वैकल्पिक रूप से सक्रिय हैं। सूत्रों की तुलना करते समय, दोनों यौगिकों की समरूपता बहुत समान है। एडामेंटेन कंकाल को "टूटे हुए किनारों" के साथ एक टेट्राहेड्रोन के रूप में दर्शाया जा सकता है, इसमें एक टीडी समरूपता है जो C1 में जाती है, जब तृतीयक कार्बन परमाणुओं के सभी चार प्रतिस्थापन अलग-अलग होते हैं। एडामेंटेन व्युत्पन्न में एक असममित कार्बन परमाणु नहीं होता है, जैसा कि एक ब्रोमोप्रोपोनिक एसिड में होता है, लेकिन अणु के अंदर स्थित एक केंद्र होता है (असंतृप्त एडाम्बेन के गुरुत्वाकर्षण का केंद्र)।

एक असममित केंद्र एक चिरल केंद्र की अधिक सामान्य अवधारणा का एक विशेष मामला है। एक चिरल केंद्र में न केवल असममित अणु हो सकते हैं, बल्कि Cn या Dn अणु भी हो सकते हैं। चिरल केंद्र चिरत्व के संभावित तत्वों में से एक है। हालांकि, केंद्रीय एक के अलावा, अक्षीय, प्लेनर और सर्पिल प्रकार की कोरिलिटी भी हैं।

अक्षीय चिरलता अणुओं से होती है जिसमें एक चिरल अक्ष होता है। चिरल अक्ष को मानसिक रूप से "स्ट्रेचिंग" द्वारा प्राप्त करना आसान है

अलेन्स और डिपेनिल जैसे अणुओं की कक्षाओं में एक चिरल अक्ष होता है। अल्लेंस में, एस-प्रकार के केंद्रीय कार्बन परमाणु में दो परस्पर लंबित पी-ऑर्बिटल्स होते हैं, जिनमें से प्रत्येक आसन्न कार्बन परमाणु के पी-ऑर्बिटल के साथ ओवरलैप होता है, जिसके परिणामस्वरूप टर्मिनल कार्बन परमाणुओं के शेष बांड लंबवत विमानों में स्थित होते हैं। एलन स्वयं चिरल है, क्योंकि इसमें दर्पण-घूर्णी अक्ष S4 है, लेकिन विषम रूप से एब्यू \u003d С \u003d Сab के सभी प्रकारों को प्रतिस्थापित किया जाता है।

यदि दोनों टर्मिनल कार्बन परमाणुओं को असममित रूप से प्रतिस्थापित किया जाता है, तो सभी केवल चिरल होते हैं:

किसी भी विषम संख्या में संचयी दोहरे बंधों के लिए, चार अंत समूह अलग-अलग नहीं हैं, बल्कि एक ही विमान में हैं, उदाहरण के लिए, 1,2,3-ब्यूटाट्रिन के लिए:

ऐसे अणु अचूक होते हैं, लेकिन उनके लिए सिस-ट्रांस आइसोमेरिज्म मनाया जाता है।

इसलिए, यौगिक को ऑप्टिकल आइसोमर्स में विभाजित किया गया था।

यदि एक सममित रूप से प्रतिस्थापित एलेन के एक या दोनों डबल बॉन्ड को चक्रीय प्रणाली द्वारा प्रतिस्थापित किया जाता है, तो परिणामस्वरूप अणुओं में अक्षीय चैरिटी भी होगी, उदाहरण के लिए:

ऑर्थो पोजीशन में चार भारी समूहों वाले बाइफेनिल में, केंद्रीय बंधन के चारों ओर मुक्त घूमना स्टिक बाधा के कारण मुश्किल है, और इसलिए दो बेंजीन के छल्ले एक ही विमान में झूठ नहीं बोलते हैं। एलेन के साथ समानता से, यदि एक या दोनों बेंजीन के छल्ले को सममित रूप से प्रतिस्थापित किया जाता है, तो अणु अचूक होता है; उदाहरण के लिए केवल दो विषम रिंगों वाले अणु चिरल होते हैं:

आइसोमर्स को केवल इसलिए अलग किया जा सकता है क्योंकि एक साधारण बॉन्ड के चारों ओर घूमना मुश्किल होता है जिसे एट्रोपिसॉमर्स कहा जाता है।

कभी-कभी, बिपेनिल में मुक्त रोटेशन को रोकने के लिए, ऑर्थो पदों में तीन या दो भारी विकल्प भी पर्याप्त होते हैं। इसलिए, बिपेनाइल-2,2-डिसल्फोनिक एसिड (XV) को एनंटिओमर्स में अलग करना संभव था। यौगिक XVI में, मुफ्त घुमाव पूरी तरह से बाधित नहीं है, और हालांकि इसे वैकल्पिक रूप से सक्रिय रूप में प्राप्त किया जा सकता है, जब इथेनॉल में भंग हो जाता है, तो यह तेजी से दौड़ता है (250 में 9 मिनट में आधा)।

कुछ चिरल अणुओं के लिए, संरचनात्मक तत्व का निर्धारण केंद्र नहीं है, न कि अक्ष, बल्कि विमान। सरल प्लेन चिरलिटी मॉडल का निर्माण किसी भी विमान के आंकड़े से आसानी से किया जा सकता है, जिसमें इस विमान में समरूपता वाली कुल्हाड़ियाँ नहीं होती हैं और विमान के बाहर एक अलग बिंदु होता है। फेरोकीन (XVII) के सबसे अधिक अध्ययन किए गए प्लानर-चिरल डेरिवेटिव। अन्य उदाहरण क्रोमेट्रिकार्बोनील (XVIII) के अखाड़ा परिसर हैं, साथ ही साथ XIX और XX भी यौगिक हैं।

सर्पिल कोरिलिटी अणु के सर्पिल रूप के कारण है। सर्पिल को बाएं या दाएं घुमाया जा सकता है, जिससे एनेंटिओमेरिक सर्पिल दिया जा सकता है। उदाहरण के लिए, हेक्सागेलिकीन में, अणु का एक हिस्सा स्थानिक बाधाओं के कारण दूसरे के ऊपर स्थित होने के लिए मजबूर किया जाता है।

3. एनेंटियोमर्स का नामकरण

विन्यास की परिभाषा एक प्रायोगिक कार्य है जिसे रासायनिक और भौतिक तरीकों से किया जाता है ताकि यह स्थापित किया जा सके कि कौन से दो दर्पण स्थानिक मॉडल डेक्सट्रूटोटरी एनानटिओमर से मेल खाते हैं, और कौन से लेवोटरेटरी से। कॉन्फ़िगरेशन की पूरी निश्चितता के साथ ही (स्थानिक मॉडल), इसके पदनाम का प्रश्न विभिन्न तरीकों से हल किया जा सकता है।

3.1 विन्यास द्वारा: आर - और एस

आर / एस प्रणाली एनेंटिओमर्स को चिह्नित करने के लिए सबसे महत्वपूर्ण नामकरण प्रणाली है। इस प्रणाली के अनुसार, वर्णानुक्रम के केंद्र को प्रणाली के अनुसार आर या एस कहा जाता है जिसके अनुसार प्रत्येक प्रतिस्थापन लिंक को परमाणु संख्या के आधार पर कहन-इनगोल्ड-प्रोलॉग नियमों के अनुसार प्राथमिकता दी जाती है। यदि केंद्र उन्मुख है ताकि पर्यवेक्षक से सबसे कम संभव चार का निर्देशन किया जाता है, तो पर्यवेक्षक को दो संभावित विकल्प दिखाई देंगे: यदि शेष तीन प्रतिस्थापन समूहों की प्राथमिकता दक्षिणावर्त घट जाती है, तो नाम R (Rectus) को दिया जाता है, यदि यह वामावर्त घटता है, तो S (सिनिस्टर)। यह प्रणाली अणु के प्रत्येक चिरल केंद्र को चिह्नित करती है (और चिरल केंद्रों को प्रभावित किए बिना चिरल अणुओं तक भी फैल जाती है)। इसके बावजूद, यह डी / एल सिस्टम की तुलना में अधिक सामान्यीकृत है, और उदाहरण के लिए, आइसोमर का नाम जिसमें (आर, आर) - समूह स्थित है (आर, एस) - डायस्टेरेमर। R / S सिस्टम का (+/-) - सिस्टम से कोई संबंध नहीं है। वास्तविक सबस्टेशन समूहों के आधार पर, आर-आइसोमर दाएं या बाएं हो सकता है। R / S सिस्टम का D / L सिस्टम से कोई संबंध नहीं है। इस कारण से, D / L सिस्टम रोजमर्रा के उपयोग में रहता है।

3.2 ऑप्टिकल गतिविधि: +/-

Enantiomer को प्रकाश की दिशा में संदर्भित किया जाता है जिसमें यह ध्रुवीकृत प्रकाश के विमान को घुमाता है। यदि रोटेशन क्लॉकवाइज होता है (उस पर्यवेक्षक के सापेक्ष जो प्रकाश को निर्देशित किया जाता है), तो (+) एनेंटिओमर के नाम पर नोट किया जाता है। उनकी दर्पण छवि को (-) कहा जाता है। (+) - और (-) - आइसोमर्स को भी क्रमशः डी - और एल के रूप में परिभाषित किया जाता है (अंग्रेजी से। डेक्सट्रूटोटेटरी - राइट-हैंडेड और लेवोटरोटरी - लेफ्ट-हैंडेड)।

3.3 विन्यास द्वारा: D - और L-

ऑप्टिकल आइसोमर को इसके परमाणुओं के स्थानिक विन्यास द्वारा नाम दिया जा सकता है। डी / एल प्रणाली एक ग्लिसरॉल अणु पर आधारित है। ग्लिसराल स्वयं चिरल है, और इसके दो आइसोमर्स को डी और एल कहा जाता है। निश्चित रासायनिक जोड़-तोड़ को ग्लिसराल के साथ विन्यास को बदलने के बिना किया जा सकता है, और इस उद्देश्य के लिए इसका ऐतिहासिक उपयोग (इसके उपयोग की सुविधा के साथ संयुक्त रूप से सबसे छोटा व्यापक रूप से इस्तेमाल किया जाने वाला चिरल अणु) हुआ है। नामकरण में इसके उपयोग में। इस प्रणाली में, घटकों को ग्लिसराल के साथ सादृश्य द्वारा बुलाया जाता है, जो सामान्य रूप से, अस्पष्ट पदनामों का उत्पादन करता है, और इसके अलावा, ग्लिसराल के समान छोटे बायोमोलेक्यूलस में देखना सबसे आसान है। डी / एल अंकन किसी भी तरह से (+) / (-) पर लागू नहीं होता है; यह इंगित नहीं करता है कि कौन सा एनेंटिओमर दाएं हाथ का है, जो बाएं हाथ का है। हालांकि, वह बताती है कि यौगिकों के स्टीरियोकैमिस्ट्री इस तथ्य से संबंधित है कि ग्लिसराल के दाएं-या बाएं-मुड़ने वाले एनेंटिओमर्स से, दाएं-मोड़ डी-आइसोमर है। अमीनो एसिड के डी / एल आइसोमेरिज़्म के निर्धारण के लिए सामान्य पैटर्न को "कॉर्न" नियम कहा जाता है। समूह सीओएचओ, आर, एनएच 2 और एच (जहां आर दूसरों से अलग एक कार्बन श्रृंखला है) को चिरल केंद्र के कार्बन परमाणु के चारों ओर व्यवस्थित किया जाता है। यह देखते हुए कि हाइड्रोजन परमाणु पर्यवेक्षक से दूर है, अगर ये समूह कार्बन परमाणु के चारों ओर दक्षिणावर्त स्थित हैं, तो यह डी-फॉर्म है। यदि वामावर्त, तो एल-रूप।

4. कॉन्फ़िगरेशन निर्धारित करने के तरीके

4.1 पूर्ण विन्यास की परिभाषा

निरपेक्ष विन्यास को निर्धारित करने के लिए दो तरीकों का उपयोग किया जाता है: भारी परमाणुओं के नाभिक द्वारा विसंगति एक्स-रे विवर्तन का एक प्रायोगिक अध्ययन और ऑप्टिकल रोटेशन की परिमाण की एक सैद्धांतिक गणना।

4.1 a। एक्स-रे विवर्तन

इस तथ्य के कारण कि क्रिस्टल के माध्यम से गुजरने वाले एक्स-रे विवर्तन चित्र देते हैं, रासायनिक यौगिकों की संरचना स्थापित करने के लिए एक्स-रे संरचनात्मक विश्लेषण (एक्सआरडी) की विधि का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है। जब प्रकाश परमाणुओं (इलेक्ट्रॉन, एच, एन, ओ, एफ, क्ल) के इलेक्ट्रॉन के गोले पर विवर्तन होता है, तो मनाया हस्तक्षेप पैटर्न की प्रकृति केवल नाभिक की उपस्थिति से निर्धारित होती है, और उनकी प्रकृति से नहीं। यह इस तथ्य से समझाया गया है कि प्रकाश परमाणु केवल एक्स-रे बिखेरते हैं, लेकिन उन्हें अवशोषित नहीं करते हैं, और इसलिए, प्रयोग के दौरान, बिखरे हुए विकिरण के चरण में कोई बदलाव नहीं होता है।

भारी परमाणु न केवल बिखरते हैं, बल्कि अवशोषण वक्र के कुछ क्षेत्रों में एक्स-रे को अवशोषित करते हैं। यदि घटना विकिरण की तरंग दैर्ध्य इस वक्र के प्रारंभिक कमजोर अवशोषित भाग के साथ मेल खाती है, तो न केवल साधारण विवर्तन मनाया जाता है, बल्कि इस विकिरण का एक निश्चित चरण शिफ्ट भी होता है, इस तथ्य के कारण कि इसका हिस्सा अवशोषित होता है। इस घटना को असामान्य एक्स-रे प्रकीर्णन कहा जाता है। केवल प्रकाश परमाणुओं की उपस्थिति में, एक्स-रे विवर्तन किसी को बाध्य और अनबाउंड परमाणुओं के बीच की आंतरिक दूरी को निर्धारित करने की अनुमति देता है और, उनके आधार पर, इस अणु की संरचना और इसमें चिरल तत्वों की उपस्थिति के बारे में निष्कर्ष निकालते हैं। इस मामले में, कोई भी एनेंटियोमर्स को अलग नहीं कर सकता है। हालांकि, भारी परमाणुओं की उपस्थिति में, विषम बिखरने की प्रकृति न केवल परमाणुओं के बीच की दूरी पर निर्भर करती है, बल्कि अंतरिक्ष में सापेक्ष स्थान पर भी निर्भर करती है। असामान्य एक्स-रे विवर्तन की घटना आपको भारी परमाणुओं वाले अणुओं के पूर्ण विन्यास को सीधे निर्धारित करने की अनुमति देती है, साथ ही साथ अणु जिसमें भारी परमाणुओं को विशेष लेबल के रूप में पेश किया जा सकता है। ऐसा विश्लेषण पहली बार 1951 में बीफूट द्वारा किया गया था। वर्तमान में, एक्स-रे विवर्तन द्वारा कई सौ यौगिकों का पूर्ण विन्यास निर्धारित किया गया है।

4.1 बी। ऑप्टिकल रोटेशन की सैद्धांतिक गणना

1952 में, एक ज्ञात के रूप में ट्रांस-2,3-एपॉक्सीब्यूटेन (एक्सएक्सएक्स) का उपयोग करके ज्ञानियोमीटर के ऑप्टिकल रोटेशन की एक क्वांटम-रासायनिक गणना प्रकाशित की गई थी। इस एपॉक्साइड के विन्यास को टैटारिक एसिड के विन्यास और आगे ग्लिसराइड एल्डिहाइड के साथ सहसंबद्ध किया जा सकता है। इसके अलावा, यह फिर से पता चला था कि डी-ग्लिसरॉल एल्डिहाइड का पहले से बेतरतीब ढंग से चयनित स्टीरियो फॉर्मूला पूरी तरह से सही है और कई वर्षों से साहित्य में अपनाई गई इस विन्यास की छवि को बदलने की कोई जरूरत नहीं है।

4.2 सापेक्ष विन्यास की परिभाषा

सापेक्ष विन्यास का निर्धारण करने में, एक अज्ञात विन्यास के साथ एक यौगिक दूसरे यौगिक के साथ सहसंबद्ध है जिसका विन्यास पहले से ही ज्ञात है।

4.2 a। रासायनिक सहसंबंध

विधियों के पहले समूह में एक ज्ञात कॉन्फ़िगरेशन के साथ एक अज्ञात कॉन्फ़िगरेशन के साथ एक यौगिक का रूपांतरण शामिल है या किसी ज्ञात तत्व से एक अज्ञात विन्यास का गठन एक चिरल तत्व का उल्लंघन किए बिना, उदाहरण के लिए, एक चिरल केंद्र। चूंकि रूपांतरण के दौरान चिरल केंद्र प्रभावित नहीं होता है, इसलिए यह स्पष्ट है कि उत्पाद में प्रारंभिक यौगिक के समान कॉन्फ़िगरेशन होना चाहिए। इसके अलावा, यह बिल्कुल भी आवश्यक नहीं है कि यदि कोई अज्ञात कंपाउंड R (R) - श्रृंखला का है, तो ज्ञात में एक (R) - कॉन्फ़िगरेशन होगा। उदाहरण के लिए, जब (आर) - 1-ब्रोमो-2-बुटानॉल को 2-बुटानॉल में घटाया जाता है, जो कि चिरल केंद्र को प्रभावित नहीं करता है, तो उत्पाद (एस) - आइसोमर इस तथ्य के बावजूद होगा कि इसका कॉन्फ़िगरेशन परिवर्तित नहीं हुआ है। यह इस तथ्य के कारण है कि CH3CH2 समूह, परिभाषा के अनुसार, BrCH2 समूह से छोटा है, लेकिन CH3 समूह से पुराना है।

रासायनिक सहसंबंध के कई उदाहरणों में से एक इसके ऑक्सीकरण द्वारा डी-गैलेक्टोज (XXXI) के सापेक्ष विन्यास की स्थापना है। चूंकि यह प्रक्रिया वैकल्पिक रूप से निष्क्रिय डाइकारबॉक्सिलिक एसिड के गठन की ओर ले जाती है, इसके चार चिरल केंद्रों के सापेक्ष कॉन्फ़िगरेशन या तो XXXII या संरचना XXXIII के अनुरूप हो सकते हैं। लेकिन डाइकार्बबॉक्सिलिक एसिड (XXXIV), एल्डिहाइड कार्बन परमाणु के ऑक्सीडेटिव हटाने के द्वारा गैलेक्टोज से प्राप्त होता है, वैकल्पिक रूप से सक्रिय है। इसलिए, डी-गैलेक्टोज में एक रिश्तेदार कॉन्फ़िगरेशन है जिसे सूत्र XXXI द्वारा दिखाया गया है।

इसी तरह से, अध्ययन किए गए अणुओं के केवल सापेक्ष विन्यास का पता लगाना संभव है, लेकिन उनका पूर्ण विन्यास नहीं।

रासायनिक सहसंबंध विधियों का दूसरा समूह चिरल केंद्र में परिवर्तन पर आधारित है, जिसका तंत्र ठीक-ठीक ज्ञात है। तो, SN2 प्रतिक्रिया प्रतिक्रिया केंद्र के कॉन्फ़िगरेशन के व्युत्क्रम के साथ होती है। इस तरह की प्रतिक्रियाओं के अनुक्रम का उपयोग करके, (+) - लैक्टिक एसिड के विन्यास को (एस) - (+) - एलैनिन के विन्यास के साथ जोड़ा गया था।

तीसरे समूह में जैव रासायनिक विधियां शामिल हैं। यौगिकों के एक वर्ग में, उदाहरण के लिए, अमीनो एसिड, एक विशेष एंजाइम केवल एक विन्यास के अणुओं पर हमला करता है। यदि एक एंजाइम, कहता है, केवल (एस) - अमीनो एसिड पर हमला करता है, तो (आर) - रूप को छूने के बिना, और यह प्रयोगात्मक रूप से कई उदाहरणों का उपयोग करके स्थापित किया गया है, तो एक ही एंजाइम के संपर्क में आने वाला एक अन्य एमिनो एसिड (एस) से संबंधित होना चाहिए - के बगल में।

4.2 बी भौतिक तरीकों का उपयोग करके सापेक्ष विन्यास स्थापित करना

सबसे व्यापक रूप से इस्तेमाल किया जाने वाला chiroptic विधियाँ (DOV और CD) और NMR स्पेक्ट्रोस्कोपी हैं। विन्यास को स्थापित करने के लिए चिरोप्टिक विधियों के उपयोग में समान यौगिकों की एक श्रृंखला में डीओसी और सीडी के मापदंडों की तुलना करना शामिल है। प्रयोग से पता चला कि दो यौगिकों के लिए कपास के प्रभाव के संकेत विपरीत हैं, लेकिन वर्णक्रमीय वक्रों की आकृति और तीव्रता समान है। दूसरे शब्दों में, डीओवी और सीडी वक्र दर्पण सममित हैं, और इसलिए यौगिकों XXXV और XXXVI को अवधि के chiroptic (लेकिन सही संरचनात्मक में नहीं) के अर्थ में क्वासी एनंटिओमर्स माना जा सकता है। दिए गए उदाहरण में, यूवी अवशोषण कार्बोनिल क्रोमोफोर के कारण होता है, जो कि अचिरल है। फिर भी, एक चिरल वातावरण की उपस्थिति C \u003d O समूह के इलेक्ट्रॉनिक संक्रमण पर एक चिरल परेशान प्रभाव डालती है, जिससे सापेक्ष विन्यास स्थापित करना संभव हो जाता है।

एनएमआर द्वारा सापेक्ष विन्यास का निर्धारण करते समय, रासायनिक पारियों और स्पिन-स्पिन युग्मन स्थिरांक का आमतौर पर उपयोग किया जाता है। उदाहरण के लिए, 1,3-डायथियन (XVII) में, स्थिति 2 में भूमध्यरेखीय हाइड्रोजन परमाणुओं में अक्षीय स्थिति की तुलना में काफी अधिक रासायनिक बदलाव होता है, जिसके आधार पर 2-प्रतिस्थापित सिथियन के कॉन्फ़िगरेशन को निर्धारित करना आसान है।

ईथेन के टुकड़े में vicinal प्रोटॉन के स्पिन-स्पिन इंटरैक्शन कॉन्स्टेंट (J) इसी डायहेड्रल कोण j के मूल्यों के साथ सहसंबंधित हैं:

इस आधार पर, कोई कॉन्फ़िगरेशन का निर्धारण कर सकता है, लेकिन केवल संरचनात्मक रूप से संबंधित यौगिकों की श्रृंखला में, क्योंकि जे का मूल्य भी प्रतिस्थापनों की प्रकृति पर निर्भर करता है।

एक अन्य विधि लैंथेनाइड परिसरों के प्रभाव के तहत रासायनिक पारियों में परिवर्तन की घटना पर आधारित है, जिसे कतरनी अभिकर्मक कहा जाता है। यह ज्ञात है कि कुछ पैरामैग्नेटिक लैंथेनाइड्स (उदाहरण के लिए, बी यूरोपोपिक डिकेटोनेट XXXVIII है) के छह-समन्वित chelate परिसरों को ध्रुवीय इलेक्ट्रॉन-दाता समूहों जैसे C \u003d O, OH, NH2, आदि के साथ अस्थिर फाटकों के गठन से समन्वय संख्या 8 तक बढ़ सकती है। समन्वित परमाणु के करीब स्थित नाभिक के रासायनिक बदलाव। इस तरह यह संभव है, उदाहरण के लिए, एक्सो - और बॉर्नओल (XXXIX) के एंडो-आइसोमर्स को भेद करना।

होमोलॉग्स के विन्यास को केवल ऑप्टिकल रोटेशन के संकेत से निर्धारित किया जा सकता है। होमोलॉजिकल श्रृंखला में, रोटेशन आमतौर पर धीरे-धीरे और एक दिशा में बदलता है, इसलिए, यदि इस श्रृंखला के सदस्यों की पर्याप्त संख्या का कॉन्फ़िगरेशन ज्ञात है, तो बाकी का कॉन्फ़िगरेशन एक्सट्रपलेशन द्वारा स्थापित किया जा सकता है।

5. एनेंटिओमर के पृथक्करण के लिए तरीके

अपने घटक में वैकल्पिक रूप से सक्रिय घटकों में अलग-अलग दौड़ के मिश्रण के संचालन को विभाजन कहा जाता है। विशिष्ट रूप से क्लीवेज द्वारा प्राप्त पदार्थ के विशिष्ट घूर्णन के अनुपात को एक शुद्ध एनेंटिओमर के निरपेक्ष रोटेशन को ऑप्टिकल शुद्धता (पी) कहा जाता है। एनेंटिओमोरिक शुद्धता या एनेंटिओमोरिक अतिरिक्त (ई।) की अवधारणाएं ऑप्टिकल शुद्धता के समान हैं।

जहाँ E अधिक मात्रा में एनेंटिओमर का मोल अंश है, वहीं E * अन्य एनेंटिओमर का मोल अंश है।

वैकल्पिक रूप से निष्क्रिय अग्रदूत से वैकल्पिक रूप से सक्रिय पदार्थ के उत्पादन के लिए कोई भी प्रक्रिया, जिसमें रेसमिक मिश्रण का विभाजन भी शामिल है, को ऑप्टिकल सक्रियण कहा जाता है। ऑप्टिकल सक्रियण की सभी प्रक्रियाओं का सामान्य सिद्धांत एक या दूसरे रूप में डायस्टेरोमेरिक इंटरैक्शन का निर्माण है।

5.1 डायस्टेरेमर्स के माध्यम से दरार

इस पद्धति का अब तक सबसे अधिक बार उपयोग किया गया है। यदि रेसमिक यौगिक में एक कार्बोक्सिल समूह होता है, तो वैकल्पिक रूप से सक्रिय आधार के साथ नमक प्राप्त करना संभव है। यदि रेसमेट में एक एमिनो समूह होता है, तो वैकल्पिक रूप से सक्रिय एसिड के साथ नमक प्राप्त करना संभव है। मान लें कि एक वैकल्पिक रूप से सक्रिय अभिकर्मक (इस मामले में, एक आधार या एक एसिड) में एक (एस) - कॉन्फ़िगरेशन है। तब बनने वाले लवण (आर) - और (एस) - डायस्टेरेमर्स का मिश्रण होगा, और एनेंटिओमर्स के विपरीत उनके गुण पहले से अलग होंगे।

व्यवहार में, क्रिस्टलीकरण का सबसे अधिक उपयोग किया जाता है, दो डायस्टेरेमर्स की घुलनशीलता में अंतर का उपयोग करते हुए। वर्तमान में, क्रोमैटोग्राफिक तरीकों का तेजी से उपयोग किया जा रहा है। अंतिम चरण में, ज़ांटैन्टीओमर को नमक से अलग किया जाता है।

रेसमिक एसिड यौगिकों के पृथक्करण के लिए, प्राकृतिक रूप से सक्रिय आधारों का उपयोग किया जाता है, जिन्हें अल्कलॉइड कहा जाता है, उदाहरण के लिए, ब्रूसिन, इफेड्रिन, स्ट्राइकिन, क्विनिन, सिकोनिन, मॉर्फिन, आदि। अलग होने के बाद, उन्हें फिर से बनाया और फिर से उपयोग किया जाता है। हालांकि, ये पदार्थ अत्यधिक विषैले होते हैं और इसलिए सिंथेटिक ऑप्टिकली सक्रिय अमाइन के साथ उन्हें बदलने की कोशिश करते हैं, उदाहरण के लिए, एक - फेनिलथाइलामाइन। उदाहरण के लिए, रेसीमिक 3-मिथाइल-2-फेनिलबुटानोइक एसिड को इस तरह से साफ किया जाता है।

रेसिमिक मूल यौगिकों को अलग करने के लिए, वैकल्पिक रूप से सक्रिय एसिड का उपयोग किया जाता है: टार्टरिक, बादाम, एसपारटिक (अमीनो एम्बर), ग्लूटामिक (ए - एमिनोग्लुटेरिक), कपूरसल्फोनिक और अन्य।

यदि अणु में एक अम्लीय या मूल समूह नहीं होता है, तो इसे पहले पेश किया जा सकता है, और फिर एनेंटिओमर में अलग होने के बाद हटाया जा सकता है, उदाहरण के लिए,

डायस्टेरोमर्स का गठन न केवल एसिड और ब्रोंस्टेड ठिकानों की बातचीत के परिणामस्वरूप किया जा सकता है, बल्कि उन प्रतिक्रियाओं में भी किया जाता है जिसमें एसिड और लुईस बेस बातचीत करते हैं। इसलिए, जब सुगंधित यौगिकों को विभाजित करते हैं, जिसमें या तो अम्लीय या बुनियादी समूह शामिल नहीं होते हैं (उदाहरण के लिए, चिरल नेफ्थिल एस्टर), तो पी - कॉम्प्लेक्स के साथ नाइट्रोफ्लोरिन बनाने की उनकी क्षमता का उपयोग किया जा सकता है। इस प्रयोजन के लिए, एक अभिकर्मक (XLI) का उपयोग किया जाता है, जिसमें इलेक्ट्रॉन वापस लेने वाले टेट्रानिटोफ्लोरेनोन ऑक्सीाइम समूह इसे इलेक्ट्रॉन-दान करने वाले सुगंधित छल्लों के साथ जटिल करने की क्षमता देता है, और एनेंटिओमेरिक लैक्टिक एसिड टुकड़ा समग्र ऑप्टिकल गतिविधि के साथ अभिकर्मक प्रदान करता है। एक अन्य उदाहरण द्विसंयोजक प्लैटिनम (लुईस एसिड) के एक नमक के साथ कॉम्प्लेक्स द्वारा ट्रांस-साइक्लोएक्टेन का दरार है, जिसका दूसरा लिगैंड अणु (आर) - ए - फेनलेथेथामाइन (एक्सएलआईआई) है।

5.2 क्रोमैटोग्राफिक पाचन

यदि कास्मिक मिश्रण चिरल पदार्थों से भरे कॉलम पर क्रोमैटोग्राफ किया जाता है, तो एनेंटिओमर्स को अलग-अलग दरों पर पास करना होगा और इसलिए, अलग किया जा सकता है। इस तरह, उदाहरण के लिए, स्टार्च से भरे स्तंभ पर मैंडेलिक एसिड को अलग किया जाता है। आप कागज, स्तंभ, गैस और तरल क्रोमैटोग्राफी का उपयोग कर सकते हैं।

5.3 यांत्रिक दरार

टैटारिक एसिड के रेसमिक सोडियम अमोनियम नमक के मामले में, 270 से नीचे के तापमान पर एनैन्टायमर्स (तापमान बहुत महत्वपूर्ण है) अलग से क्रिस्टलीकृत होते हैं: (+) आइसोमर्स एक क्रिस्टल में एकत्र होते हैं, और दूसरे में आइसोमर्स (-)। इस तरह के क्रिस्टल एक-दूसरे से स्पेक्युलर शेप से अलग होते हैं और चिमटी और एक माइक्रोस्कोप का इस्तेमाल करके इन्हें अलग किया जा सकता है। यह इस तरह से था कि 1848 में एल। पाश्चर ने पहली बार साबित किया था कि रेसमिक टार्टरिक एसिड वास्तव में (+) - और (-) - आइसोमर्स का मिश्रण है।

हालांकि, केवल कुछ पदार्थ इस तरह के क्रिस्टलीकरण का प्रदर्शन करते हैं। वर्णित है, उदाहरण के लिए, हेप्टैगेलीन का दरार (सर्पिल रूप से जुड़े बेंजीन के छल्ले का मिश्रण; हेक्सागेलिकीन का एक एनालॉग -)। असामान्य रूप से उच्च ऑप्टिकल घूर्णन ([a] D20 \u003d +62000) वाले इस यौगिक के प्रवर्तकों में से एक बेंज़ीन से अनायास निकलता है।

5-मिथाइल-3,3-डायथाइल-2,4-पाइपरिडाइनेडियन (XLIII) के समान दरार के साथ, 20 किलोग्राम रेसमेटम लिया गया और 400 पुनर्संरचना के बाद, केवल 3 ग्राम वैकल्पिक रूप से शुद्ध टेक्सट्रोओटेरोटरी आइसोमर प्राप्त किया गया। कुछ यौगिकों में से एक जिसे पाश्चर विधि के अनुसार संदंश द्वारा अलग किया जा सकता है 1,1- -dynaphthyl (XLIV)। जब रेसमेट को 76-1500 पर गर्म किया जाता है, तो बाएं और डेक्सट्रोटेरेटरी क्रिस्टल के गठन के साथ एक चरण परिवर्तन होता है।

5.4 एंजाइमी दरार

अक्सर, एंजाइम जिनमें क्रिया की उच्च स्टीरियोस्कोपिकता होती है, वे रेसामेट्स से वैकल्पिक रूप से सक्रिय पदार्थ प्राप्त करने के लिए उपयोग किए जाते हैं। विधि ने एन-एसिलेमिनो एसिड के स्टैरियोस्पेशिक हाइड्रोलिसिस के लिए सबसे बड़ा महत्व प्राप्त किया। रेसिमिक एन - एसिटाइलमिनो एसिड पर एसिलेज एंजाइम की क्रिया के तहत, एल-आइसोमर हाइड्रोलाइजेस डी-आइसोमर की तुलना में 1000 गुना तेजी से होता है, और एंजाइमिक प्रतिक्रिया की समाप्ति के बाद, एल-एमिनो एसिड और डी-एसिटाइलैमिनो एसिड को अलग करना आसान होता है।

5.5 ऑप्टिकल शुद्धता का निर्धारण

ज्यादातर मामलों में, रेसमेट के क्लीवेज में एनेंटिओमर होते हैं, जिनमें 100% ऑप्टिकल शुद्धता नहीं होती है। उनमें दूसरे एनेंटिओमर की सामग्री को स्थापित करने के लिए, अनिवार्य रूप से विभाजित करने के लिए समान विधियों का उपयोग किया जाता है, एकमात्र अंतर यह है कि इस मामले में गठित डायस्टेरोमेरिक परिसरों को अलग नहीं किया जाता है, लेकिन उनकी एकाग्रता एक या दूसरे में निर्धारित की जाती है। डायस्टेरेमर्स की सापेक्ष एकाग्रता किसी भी तरह से निर्धारित की जा सकती है, उदाहरण के लिए, जीएलसी या एनएमआर स्पेक्ट्रोस्कोपी का उपयोग।

निष्कर्ष

ऑप्टिकल आइसोमेरिज्म एक प्रकार का स्थानिक आइसोमेरिज्म है, जो अणुओं की चेरिटैलिटी का एक सीधा परिणाम है, कुछ पदार्थों की क्षमता द्वारा ध्रुवीकृत बीम के विमान को विपरीत दिशाओं में घुमाने के लिए प्रकट होता है। ऑप्टिकल आइसोमेरिज्म कार्बनिक पदार्थ के अणुओं की विशेषता है, जिनमें समरूपता का एक समतल नहीं होता है, जो एक दूसरे से उनकी दर्पण छवि के एक वस्तु के रूप में संबंधित होते हैं।

मूल के साथ असंगत उनकी दर्पण छवि के लिए एक वस्तु के रूप में एक दूसरे से संबंधित दो स्टीरियोइसोमर्स को एनेंटिओमर्स कहा जाता है, और इनमें से प्रत्येक संरचना चिरल है।

दो एनान्टायोमर्स (चिरलिटी) का अस्तित्व एक परमाणु के विभिन्न प्रतिस्थापन होने के कारण है। इस तरह के एक असममित परमाणु को एक स्टिरियोसेन्ट या स्टिरोजेनिक केंद्र कहा जाता है। चिरल या असममित केंद्र नाम भी लागू होते हैं।

दोनों एनंटिओमर्स की समान मात्रा के मिश्रण को एक दौड़ का रूप कहा जाता है। Enantiomers की कुछ विशेषताएँ, उदाहरण के लिए, घुलनशीलता और प्रतिक्रियाशीलता, केवल एक अयाल वातावरण के साथ समान हैं, लेकिन अगर enantiomer chiral अणुओं से घिरा हुआ है, तो दो enantiomers की प्रतिक्रियाशीलता अलग होगी।

Enantiomers भी भिन्न होता है जब विमान-ध्रुवीकृत प्रकाश का एक बीम उनके समाधान से गुजरता है। एनेंटिओमर की प्रत्येक जोड़ी के लिए, बीम एक ही कोण से विचलन करता है, लेकिन अलग-अलग दिशाओं में (दाएं या बाएं), जो "+" और "-" या डी और एल के संकेत द्वारा इंगित किया गया है। इस कारण से, इस प्रकार के स्टीरियोइसोमर्स को कभी-कभी ऑप्टिकल आइसोमर्स कहा जाता है।

सामान्य रासायनिक प्रतिक्रियाओं में, एनैन्टीमॉर्स के गठन के लिए अग्रणी, उनमें से समान मात्रा में प्राप्त किया जाता है (दौड़ का रूप)। रेसमिक मिश्रण में ऑप्टिकल गतिविधि नहीं होती है। यदि रासायनिक प्रतिक्रिया एक चिरल वातावरण में या एक चिरल उत्प्रेरक की उपस्थिति में की जाती है, तो एक एनेंटिओमर की प्रबलता (कभी-कभी पूरी तरह से) वाले उत्पाद प्राप्त होते हैं।

ऑप्टिकल आइसोमेरिज्म की उपस्थिति एक स्टिरोजेनिक अक्ष या विमान की उपस्थिति के कारण भी हो सकती है।

यदि अणु में एक से अधिक स्टीरियोजेनिक केंद्र होते हैं, तो ऑप्टिकल आइसोमर्स की संख्या सूत्र 2 एन द्वारा निर्धारित की जाती है, जहां एन स्टीरियोस्टिक केंद्रों की संख्या है। स्टीरियोइनोमर्स जो कि एनंटिओमर्स नहीं हैं, उन्हें डायस्टेरोमर्स कहा जाता है।

अपने घटक में वैकल्पिक रूप से सक्रिय घटकों में अलग-अलग दौड़ के मिश्रण के संचालन को विभाजन कहा जाता है। विशिष्ट रूप से दरार के द्वारा प्राप्त पदार्थ के विशिष्ट रूप से देखे गए विशिष्ट घूर्णन के अनुपात (एक शुद्ध एनेंटिओमर का निरपेक्ष रोटेशन) को ऑप्टिकल शुद्धता (पी) कहा जाता है। एनेंटिओमोरिक प्योरिटी या एनेंटिओमॉरिक अतिरिक्त की अवधारणाएं ऑप्टिकल शुद्धता के समान होती हैं। पृथक्करण के कई तरीके हैं: डायस्टेरेमॉमर्स, क्रोमोग्राफिक क्लोग्राफिक क्लोग्राफिक क्लोग्राफिक क्लैमोग्राफिक क्लैबोग्राफिक। , एंजाइमी दरार और ऑप्टिकल शुद्धता की स्थापना।

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एक ही परिसर के आइसोमर्स मामलों में बंधे हैं सबस्टेशनों की एक अलग व्यवस्था के साथ कुछ   केंद्र, अंतरिक्ष में संगत नहीं। एलिफैटिक श्रृंखला के व्युत्पन्न के लिए, आइसोमेरिज्म एसपी 3 हाइब्रिड कार्बन परमाणु के स्टिरियोकेमिकल विशेषताओं के साथ जुड़ा हुआ है।

18 वीं शताब्दी के अंत में ले बेले ने कार्बन परमाणु के टेट्राहेड्रल संरचना का सुझाव दिया। इस घटना में कि कार्बन परमाणु जुड़ा हुआ है चार अलग-अलग के साथ   प्रतिस्थापन, 2 आइसोमर्स के अस्तित्व की संभावना है, जो एक दूसरे का दर्पण प्रतिबिंब हैं।

सभी विभिन्न पदार्थों को रखने वाले कार्बन परमाणु को कहा जाता है असममितया chiral   केंद्र ("हिरोस" - हाथ)।

होनहार सूत्रों के उदाहरण पर विचार करें:

स्टीरियो I और II अंतरिक्ष में संगत नहीं हैं; वे एंटीपोड या ऑप्टिकल आइसोमर्स हैं ( एनंटीओमरस्टीरियो स्पीकर)।

फिशर के प्रक्षेपण सूत्र

एक अलग विमान में होनहार सूत्र पर विचार करें।

शीट के विमान में असममित केंद्र (कार्बन परमाणु) रखें; डिप्टी एक   और ख   शीट विमान के पीछे ( से   पर्यवेक्षक); डिप्टी च   और घ   शीट विमान के ऊपर ( के करीब है   प्रेक्षक) - प्रेक्षक के टकटकी की दिशा को इंगित करने वाले तीरों के अनुसार। हम चिरल केंद्र के साथ बांडों की परस्पर लंबवत दिशा प्राप्त करते हैं। आइसोमर्स के इस तरह के निर्माण को फिशर के प्रक्षेपण सूत्र कहा जाता है।

इस प्रकार, फिशर प्रोजेक्शन सूत्रों में, क्षैतिज रूप से स्थित प्रतिस्थापनों को पर्यवेक्षक की ओर निर्देशित किया जाता है, और लंबवत रूप से, शीट के विमान से परे।

प्रोजेक्शन फॉर्मूलों का निर्माण करते समय, सबसे अधिक वाष्पशील सबट्यूएंट को व्यवस्थित रूप से व्यवस्थित किया जाता है। यदि प्रतिस्थापन परमाणु या छोटे समूह हैं जो मुख्य श्रृंखला से संबंधित नहीं हैं, तो उन्हें क्षैतिज रूप से रखा गया है। 2-ब्रोमोब्यूटेन के लिए

दो हैं पोप का प्रतियोगी:

Enantiomers, antipodes, stereomers व्यावहारिक रूप से गुणों (t boiling, t melting, आदि) द्वारा अप्रभेद्य हैं, और समान थर्मोडायनामिक स्थिरांक भी हैं। इसी समय, उनके बीच मतभेद हैं:

4) - ठोस एंटीपोड्स क्रिस्टल मिरर के गठन के साथ क्रिस्टलीकृत होते हैं-एक दूसरे की तरह, लेकिन अंतरिक्ष में संगत नहीं।

5) - एंटीपोड्स एक ही कोण पर ध्रुवीकृत प्रकाश के विमान को घुमाते हैं, लेकिन अलग-अलग दिशाओं में। यदि प्रकाश के घूर्णन का कोण धनात्मक (क्लॉकवाइज) है, तो एंटीपोड को डेक्सट्रोटोटेटरी कहा जाता है, यदि यह ऋणात्मक (वामावर्त) है, तो यह लीवरोटेटरी है।

समतल-ध्रुवीकृत प्रकाश के प्रकाशीय घूर्णन कोण को [] द्वारा निरूपित किया जाता है। α डी]। अगर [ α डी] \u003d -31.2 °, तब लीवरोटेटरी एंटीपोड की जांच की गई।

पोलिमीटर उपकरण

पदार्थ जो ध्रुवीकृत प्रकाश के विमान को घुमा सकते हैं, उन्हें वैकल्पिक रूप से सक्रिय या वैकल्पिक रूप से सक्रिय कहा जाता है।

1: 1 के अनुपात में दो एनैन्टीओमर्स का मिश्रण ध्रुवीकृत प्रकाश के विमान को घुमाता नहीं है और इसे रेसमी मिश्रण, रेसमेट कहा जाता है।

यदि एक एंटीपोड दूसरे पर मिश्रण में प्रबल होता है, तो हम इसकी ऑप्टिकल शुद्धता (ee) की बात करते हैं। यह मिश्रण में enantiomers की सामग्री में अंतर से गणना की जाती है।

II - 30%, ee \u003d 70 - 30 \u003d 40 (%)

द्वितीयक और तृतीयक amines   इसमें ऑप्टिकल गतिविधि भी हो सकती है। चौथा स्थानापन्न नाइट्रोजन परमाणु पर इलेक्ट्रॉनों की बिना सोचे जोड़ी है।

  5.4.1 डायस्टेरेमर्स

डायस्टेरोमेट्री एक ऐसी घटना है जो पदार्थों के गुणों को अधिक प्रभावित करती है और तब देखी जाती है जब यौगिक में दो या अधिक असममित केंद्र होते हैं। उदाहरण के लिए:

4-2-hlorpentanol

आइए यौगिक (I-IV) के लिए सभी संभावित एंटीपोड्स को चित्रित करें:

एक ही यौगिक के ऑप्टिकल आइसोमर्स (स्टीरियोइसोमर्स) जो एंटीपोड्स नहीं होते हैं उन्हें डायस्टेरोमर्स कहा जाता है। अर्थात्, आइसोमर्स I और III, I और IV, II और III, II और IV के जोड़े डायस्टेरोमेरिक जोड़े हैं। आइसोमर्स की संख्या सूत्र द्वारा गणना की जाती है: क्यू \u003d 2 एन, जहां

q स्टीरियोइसोमर्स की कुल संख्या है,

n असममित केंद्रों की संख्या है (C *)।

उदाहरण के लिए, ग्लूकोज में 4 चिरल केंद्र हैं, फिर q \u003d 2 4 \u003d 16 (D-ग्लूकोज - 8 आइसोमर्स, L-ग्लूकोज - 8 आइसोमर्स)।

डी-ग्लूकोज

प्रकृति में, ऐसे मामले होते हैं जब एक यौगिक में असममित परमाणु समान वातावरण होते हैं। यह इस तथ्य की ओर जाता है कि आधे एंटीपोड वैकल्पिक रूप से सक्रिय नहीं हैं।

टार्टरिक एसिड

å α =0 å α =0 å α =2α å α =-2α

मेसो

मेसोफॉर्म एक वैकल्पिक रूप से निष्क्रिय पदार्थ है जो वैकल्पिक रूप से सक्रिय पदार्थ में आंतरिक समरूपता के कारण उत्पन्न होता है।

एंटीपोड्स के विपरीत, डायस्टेरेमर्स उबलते बिंदु, घनत्व (डी 4 20), अपवर्तक सूचकांक (एन 4 20, आदि) में भिन्न होते हैं।