Б) Геометрическая изомерия
Геометрические изомеры возникают в результате отсутствия в молекуле:
1. вращения атомов углерода относительно друг друга - следствие жесткости двойной связи С=С или циклической структуры;
2. двух одинаковых групп при одном атоме углерода двойной связи или цикла.
Геометрические изомеры, в отличие от конформеров, могут быть выделены в чистом виде и существуют как индивидуальные, устойчивые вещества. Для их взаимного превращения необходима более высокая энергия - порядка 125-170 кДж/моль (30-40 ккал/моль).
Различают цис-транс-(Z,E) изомеры; цис-формами называют геометрические изомеры, у которых одинаковые заместители лежат по одну сторону от плоскости π-связи или цикла, транс-формами называют геометрические изомеры, у которых одинаковые заместители лежат по разные стороны от плоскости π-связи или цикла.
Простейшим примером могут служить изомеры бутена-2, который существует в виде цис- , транс-геометрических изомеров:
цис-бутен-2 транс-бутен-2
температура плавления
-138,90С - 105,60С
температура кипения
3,720С 1,000С
плотность
0,724 0,604
1,2 – дихлорциклопропан существует в виде цис- , транс-изомеров:
цис-1,2-дихлорциклопропан транс-1,2-дихлорциклопропан
В более сложных случаях применяется Z,E-номенклатура (номенклатура Канна, Ингольда, Прелога – КИП, номенклатура старшинства заместителей). В соединении
1-бром -2-метил-1-хлорбутене-1 (Br)(CI)С=С(СН3) - СН2-СН3 все заместители при атомах углерода с двойной связью различные; поэтому данное соединение существует в виде Z-, E- геометрических изомеров:
Е-1-бром-2-метил-1-хлорбутен-1 Z-1-бром-2-метил-1-хлорбутен-1.
Для обозначения конфигурации изомера указываютрасположение старших заместителей при двойной связи (или цикле) – Z-(от немецкого Zusammen - вместе) или Е-(от немецкого Entgegen - напротив).
В Z,E-системе старшими считаются заместители с большим порядковым (атомным) номером. Если атомы, непосредственно связанные с ненасыщенными атомами углерода, одинаковы, то переходят ко "второму слою", в случае необходимости - к "третьему слою" и т. д.
В первой проекции старшие группы находятся напротив друг друга относительно двойной связи, поэтому это Е-изомер. Во второй проекции старшие группы расположены по одну сторону относительно двойной связи (вместе), поэтому это Z-изомер.
Геометрические изомеры широко распространены в природе. Например, природные полимеры каучук (цис-изомер) и гуттаперча (транс-изомер), природная фумаровая (транс-бутендиовая кислота) и синтетическая малеиновая (цис-бутендиовая кислота) кислоты, в составе жиров - цис-олеиновая, линолевая, линоленовая кислоты.
Дата добавления: 2016-02-20; просмотров: 2274;