Химиядагы изомерлердин түрлөрү
Изомерлер – бул бирдей молекулярдык формулага ээ болгон, бирок түзүлүшү же атомдук жайгашуусу боюнча айырмаланган кошулмалар. Бул кубулуш органикалык жана органикалык эмес химиянын эң кызыктуу аспектилеринин бири, анткени бул структуралык өзгөрмөлүүлүк ар кандай физикалык жана химиялык касиеттерге ээ кошулмаларды пайда кылышы мүмкүн. Алардын айырмачылыктарына жараша классификациялануучу ар кандай изомерлердин түрлөрү бар. Бул макалада структуралык изомерлер (башкача айтканда, конституциялык изомерлер), стереоизомерлер жана таутомердик изомерлер сыяктуу изомерлердин негизги түрлөрү кеңири баяндалат.
1. Структуралык изомерлер
Структуралык изомерлер – бул атомдорунун бири-бири менен байланышы боюнча айырмаланган изомерлердин түрлөрү. Түзүмдүк изомерлердин бир нече субкатегориялары бар, алардын ичинде чынжыр изомерлери (скелеттик изомерлер), позициялык изомерлер жана функционалдык топ изомерлери бар.
– Чынжыр изомерлери (скелет изомерлери):
Чынжыр изомерлери көмүртек атомдорунун ар кандай ырааттуулугуна ээ. Мисал катары бутанды (C4H10) келтирүүгө болот, анын эки изомери бар: n-бутан (түз түзүлүш) жана изобутан (бутактуу түзүлүш).
– Позициялык изомерлер:
Позициялык изомерлер – бул молекуладагы ар кандай позицияларда бирдей функционалдык топко ээ болгон изомерлер. Мисал катары 1-бутанол жана 2-бутанолду келтирүүгө болот, экөө тең ... менен спирттер. молекулярдык формула C4H10O, бирок алардын гидроксил топтору (-OH) тиешелүүлүгүнө жараша 1- жана 2-көмүртек атомдорунда жайгашкан.
– Функционалдык топтун изомерлери:
Топтук изомерлер функция кошулма болуп саналат ар кандай функционалдык топторго ээ, бирок молекулярдык формуласы бирдей. Мисалы, этанол (C2H6O) жана диметил эфири (C2H6O) функционалдык топтун изомерлери болуп саналат; биринчиси спирт, ал эми экинчиси эфир.
2. Стереоизомер
Стереоизомерлер бирдей атомдук жайгашууга ээ, бирок ал атомдордун мейкиндик багыты боюнча айырмаланат. Стереоизомерлердин негизги түрлөрүнө геометриялык изомерлер жана оптикалык изомерлер кирет.
– Геометриялык изомерлер (цис-транс изомерлери):
Геометриялык изомерлер – бул катуу же айлануу менен чектелген молекулада, мисалы, кош байланышта же шакекте орун басарлардын бири-бирине карата жайгашкан жерлери боюнча айырмаланган изомерлер. Мисал катары эки геометриялык изомери бар 2-бутенди келтирүүгө болот: цис-2-бутен (кош байланыштын бир тарабындагы орун басарлар) жана транс-2-бутен (карама-каршы тараптардагы орун басарлар).
– Оптикалык изомерлер (энантиомер):
Оптикалык изомерлер – бири-биринин үстүнө коюлбай турган жана бири-биринин күзгүдөгү чагылышы болгон изомерлер. Бул молекулада асимметриялык көмүртек атомунун (же хиралдык борбордун) болушуна байланыштуу. Мисал катары эки энантиомери бар сүт кислотасын келтирүүгө болот: (R)-сүт кислотасы жана (S)-сүт кислотасы.
3. Таутомердик изомерлердин
Таутомер – бул молекуланын ичиндеги суутек атомдорунун которулушу жана байланыштардын кайра түзүлүшү аркылуу бири-бирине айлана алган изомерлер. Бул процесс, адатта, суутек байланыштарын оңой өткөрүүчү функционалдык топтору бар көмүртек атомдорун камтыган кошулмаларды камтыйт. Таутомердин классикалык мисалы – кето-енол таутомеризми:
– Кето-енолдук таутомеризм:
Бул таутомериянын кеңири таралган мисалы, мында кетон (C=O түзүлүшү менен) енолго (C=C-OH түзүлүшү менен) изомерлениши мүмкүн. Мисал катары ацетальдегид (CH3CHO) жана винил спиртин (CH2CHOH) келтирүүгө болот.
4. Чынжыр-шакекче изомерлери
Чынжырчалуу шакекчелүү изомерлер – атомдорунун саны бирдей болгон, бирок түзүлүшү шакекче же ачык чынжырды түзөөрү менен айырмаланган изомерлердин түрлөрү . Мисал катары циклопропан менен пропенди келтирүүгө болот. Циклопропан үч көмүртектүү шакекчелүү түзүлүшкө ээ, ал эми пропен ачык чынжырлуу кошулма.
5. Спингосомердик изомерлердин (чынжырча изомерлердин)
Сфингосомерия – белоктор жана ДНК сыяктуу ири молекулаларда кездешүүчү изомериянын өзгөчө классы, мында курулуш блокторунун ырааттуулугундагы же курамындагы айырмачылыктар ар кандай изомерлерди пайда кылат. Мисал катары аминокислоталар келтирилиши мүмкүн, алар бирдей химиялык курамга ээ болгонуна карабастан, ар кандай ырааттуулуктагы пептиддик чынжырларды түзө алышат.
6. Атрописомерол
Атропизомерлер – бул белгилүү бир молекулаларда, көбүнчө көлөмдүү орун басарлары бар ароматтык кошулмаларда болгон бир байланыштын айланасында айлануунун чектелүүсүнөн келип чыккан стереоизомериянын бир түрү. Атропизомерлер көбүнчө бирден ашык ароматтык шакекчелерди камтыган, бирок стерикалык же буралуучу чектөөлөрдөн улам эркин айлана албаган татаал молекулаларда кездешет.
Изомерлердин химия жана фармациядагы мааниси
Изомерлер химиянын көптөгөн тармактарында, анын ичинде медициналык химияда, айлана-чөйрө химиясында жана биохимияда маанилүү ролду ойнойт. Медициналык химияда эки изомердин биологиялык активдүүлүгү абдан ар башка болушу мүмкүн. Белгилүү мисал - талидомид, мында бир энантиомер тынчтандыруучу жана жүрөк айланууга каршы дары катары иштейт, ал эми экинчиси тератогендик болуп, түйүлдүктүн кемтиктерин пайда кылат.
Корутунду
Изомерлерди түшүнүү химия жана биологиянын көптөгөн тармактарында абдан маанилүү. Изомерлерди изилдөө молекулярдык түзүлүштөгү кичинекей өзгөрүүлөрдүн кандайча кескин айырмаланган химиялык жана физикалык касиеттерди пайда кыла аларын түшүнүүгө мүмкүндүк берет. Изомеризмди түшүнүү менен окумуштуулар белгилүү бир колдонмолор үчүн молекулаларды долбоорлоп жана манипуляциялай алышат, натыйжалуураак органикалык синтездерди жүргүзө алышат жана натыйжалуураак жана коопсуз дары-дармектерди иштеп чыга алышат. Натыйжада, изомерлерди изилдөө жөн гана академиялык иш эмес, күнүмдүк жашоо үчүн кеңири практикалык мааниге ээ.
