Konformace

Molekulární konformace (z latinského  conformatio  "tvar, struktura, uspořádání") - prostorové uspořádání atomů v molekule určité konfigurace v důsledku rotace kolem jedné nebo více jednoduchých sigma vazeb . V některých případech konformační transformace zahrnují pyramidální inverze a další polytopické přeuspořádání anorganických a organoprvkových sloučenin [1] .

Stereoizomery v konformacích odpovídajících potenciálním energetickým minimům se nazývají konformery (otočné izomery ) [2] .

Volné a omezené otáčení

Ve stereochemickém kontextu je volná rotace kolem chemické vazby taková rotace, kdy je rotační bariéra tak nízká, že různé konformace nejsou patrné jako různé chemické druhy v časovém rámci experimentu. Zákaz rotace skupin kolem vazby kvůli přítomnosti dostatečně velké rotační bariéry , aby byl jev pozorovatelný v časovém rámci experimentu, se nazývá omezená rotace [3] .

Rotační bariéra je potenciální energetická bariéra mezi dvěma sousedními minimy molekulárního stavu jako funkce úhlu rotace [4] . To znamená, že toto je energetická bariéra rotace kolem vazby C-C - energie potřebná k pohybu z jedné stabilní (například inhibované) konformace do druhé.

Conformer

Kromě termínu konformace ( anglicky  conformation ) se používá termín konformer ( anglicky  conformer ) nebo rotační izomery :

1. (v chemii) jakákoliv sada stereoizomerů charakterizovaná strukturou, která odpovídá různým potenciálním energetickým minimům [5]
2. (v biologii) specifický složený stav nebo struktura proteinu [6]

Rotamer

Speciálním případem konformeru je rotamer ( angl.  rotamer ) - jeden z řady konformerů, který je výsledkem omezené rotace kolem jednoduché chemické vazby [7] .

Typy konformací

Existují následující typy konformací [9] :

1. Stáhnutá konformace (nebo transoidální konformace  ) - substituenty jednoho atomu na projekci jsou umístěny mezi substituenty jiného atomu, čímž se rozdělují valenční úhly, to znamená, že substituenty jsou umístěny v prostoru nejdále od sebe. Tyto konformace mají nejnižší energii.
2. Stíněná konformace (nebo cisoidní konformace) ( anglicky  eclipsed conformation ) je konformace, ve které se zdá, že substituenty jsou na sobě superponované nebo jsou umístěny vůči sobě v nejbližší poloze. Tyto konformace mají nejvyšší energii.
3. Zkosená konformace (nebo „gauche“ konformace ) je pro strukturu  obsahující skupiny R3C-C(Y) =X (s identickými nebo různými skupinami R) struktura, ve které je úhel rotace takový, že X je antiperiplanární k jedné ze skupin R a v Newmanově projekci dvojná vazba C=X půlí jeden z rohů RCR. V této struktuře vazba CY zakrývá jednu z vazeb CR. V zatmělé konformaci je X synperiplanární k jedné ze skupin R. [10]
4. Katastrofická konformace (neboli „Crash“ konformace ) je  přeměna (inverze) struktury skupiny atomů během tepelných vibrací mřížky, doprovázená destrukcí meziatomové vazby při překonání potenciální bariéry inverze v pevném teplotním bodě. s konstantní spotřebou energie pod atomizační energií mřížky a rovnou měrnému teplu tání . Taková přeměna je spojena s „ faktorem tání “ v atomovém modelu přechodu z pevného kondenzovaného stavu krystalického tělesa do kondenzovaného stavu kapaliny [11] [12] .

Konformace n-členných cyklů

Šestičlenný kruh je cyklohexan , existují také pětičlenné a osmičlenné. Cyklohexan slouží jako vhodný model pro studium konformací šestičlenných kruhů. Mezi několika možnými konformacemi cyklohexanu bude mít konformace židle nejnižší energii. Ale jsou i další:

1. Tvar  židle [ 13 ]
2. Bath conformation ( anglicky  boat conformation )
3. Konformace "twist" ( angl.  twist conformation ) - libovolné dva sousední atomy jsou posunuty v různých směrech od roviny postavené na zbývajících třech
4. Conformation "crown" ( angl.  crown conformation )
5. Konformace "obálka" ( ang.  obálková konformace ) - pět ze šesti atomů je ve stejné rovině a šestý z ní vychází ( angl.  tub conformation )

Stabilní konformace

Stabilní konformace může být způsobena tvorbou disulfidových můstků , interakcí různých nabitých skupin, hydrofobními interakcemi nebo tvorbou vodíkových vazeb .

Když mluvíme o stabilitě, mají na mysli termodynamickou vlastnost látky (v tomto případě její konformaci), která se kvantitativně měří pomocí Gibbsovy energie [14] . Pak je konformace látky A stabilnější než její izomer B, pokud pro reakci A → B. Máme tedy například dvě reakce:

1. P → X + Y následované
2. Q → X + Z následuje

pak if , pak P je stabilnější vzhledem k produktu Y než Q vzhledem k Z.

Viz také

• Stereochemie
• stereoizomer
• izomer
• Konfigurace
• sekundární struktura
• Terciární struktura

Poznámky

1. ↑ konformace // Zlatá kniha IUPAC (odkaz není k dispozici) . Datum přístupu: 18. prosince 2010. Archivováno z originálu 21. prosince 2010. (neurčitý) 
2. ↑ konformer // Zlatá kniha IUPAC . Získáno 18. prosince 2010. Archivováno z originálu 14. srpna 2013. (neurčitý)
3. ↑ volná rotace (ztížená rotace, omezená rotace) // IUPAC Gold Book . Získáno 18. prosince 2010. Archivováno z originálu 19. května 2011. (neurčitý)
4. ↑ rotační bariéra // Zlatá kniha IUPAC . Datum přístupu: 18. prosince 2010. Archivováno z originálu 17. září 2011. (neurčitý)
5. ↑ Zlatá kniha IUPAC archivována 14. srpna 2013.
6. ↑ Viz také Wikislovník . Získáno 18. prosince 2010. Archivováno z originálu dne 25. října 2010. (neurčitý)
7. ↑ rotamer // Zlatá kniha IUPAC . Získáno 18. prosince 2010. Archivováno z originálu 14. srpna 2013. (neurčitý)
8. ↑ Andreev V.D. Vybrané problémy teoretické fyziky. . - Kyjev: Outpost-Prim,. — 2012.
9. ↑ V. P. Dyadčenko „Úvod do stereochemie“ . Datum přístupu: 18. prosince 2010. Archivováno z originálu 18. ledna 2012. (neurčitý)
10. ↑ půlící konformace (zákrytová konformace) // IUPAC GoldBook . Získáno 18. prosince 2010. Archivováno z originálu 1. února 2010. (neurčitý)
11. ↑ Andreev V.D. Crash (crash)-konformační kinematika kovalentní mřížky diamantu během tavení. // Journal of Structural Chemistry . - 2001. - č. 3 . - S. 486-495 .
12. ↑ Andreev V. D. "Faktor tání" v meziatomových interakcích v diamantové mřížce. // Chemická fyzika . - 2002. - č. 8, v.21 . - S. 35-40 .
13. ↑ židle, člun, kroucení // IUPAC GoldBook . Datum přístupu: 18. prosince 2010. Archivováno z originálu 11. září 2011. (neurčitý)
14. ↑ stabilní // IUPAC GoldBook . Datum přístupu: 18. prosince 2010. Archivováno z originálu 20. září 2016. (neurčitý)