Свойства стереоизомеров.

Оптическая активность – способность вещества вращать плоскость поляризации.

Плоскость поляризации – плоскость, в которой происходят колебания поляризованного луча.

Оптически активные вещества – вещества, способные вращать плоскость поляризации.

Правовращающее вещество вращает плоскость поляризации вправо. Обозначается (+) или d (лат. dextrum – правый).

Левовращающее вещество вращает плоскость поляризации влево. Обозначается (-) или l (лат. laevus – левый).

Оптическая активность определяется с помощью поляриметра и выражается через величину удельного вращения:

 - рабочий угол, измеренный на поляриметре,

l – толщина слоя жидкого вещества или раствора, в см

с – концентрация раствора, г/100 мл.

Схема устройства поляриметра.

1 – Обычный свет

2 – Поляризатор

3 – Плоскость поляризации

4 – Поляриметрическая трубка

5 – Плоскость поляризованного луча, отклоненная на угол  после прохождения света через оптически активное вещество

6 – Анализатор

7 – Глаз наблюдателя

8 – Угол вращения плоскости поляризации ().

Энантиомеры, рацематы, диастереомеры, мезо-формы (свойства).

Энантиомеры различаются физическими и химическими свойствами только в хиральных системах.

Их удельное вращение равно по величине и противоположно по направлению. Образуют рацемическую форму (рацемат).

Рацемат – эквимолярная смесь энантиомеров, не обладающая оптической активностью вследствие компенсации вращения. Обозначается () или d, l или D, L-. Рацемат можно разделить на энантиомеры.

Диастереомеры различаются по свойствам значительно. Удельное вращение их может иметь одинаковый или противоположный знак и разную величину. Рацематов не образуют.

Мезо-формы не обладают оптической активностью вследствие внутренней компенсации вращения обеими зеркально противоположными половинами.

Таблица 1

Сравнение свойств винных кислот.

Винная кислота	[]20D	Т. пл., оС
L D мезо D, L (виноградная)	- 11.98 + 11.98 0,00 0,00	168 – 170 168 – 170 140 206

Необходимые условия проявления оптической активности.

1. Хиральность молекулы.

2. Конфигурационная устойчивость.

Третичные амины конфигурационно неустойчивые, т.к. четвертым партнером хирального атома азота является свободная орбиталь, вследствие чего возможен равновероятный обратимый переход одного энантиомера в другой с образованием рацемической смеси.

Рацемат

Рацематы, образованные из конфигурационно неустойчивых энантиомеров, разделить на энантиомеры невозможно. Соли четвертичных аммониевых оснований с 4-мя различными радикалами конфигурационно устойчивые, обладают оптической активностью. Их рацематы разделимы на энантиомеры.

Стереоизомерия замещенных циклоалканов.

1. Оптическая изомерия, обусловленная наличием хиральных центров.

2. Геометрическая цис-транс-изомерия, обусловленная различным расположением заместителей относительно плоскости кольца.

Циклопропандикарбоновые кислоты.

цис-изомер транс-изомер транс-изомер

1,2 и 1,3 – пары диастереомеров

2,3 – пара энантиомеров.

Цис-изомер – мезоформа, не обладает оптической активностью.

Конформационная изомерия.

Виды напряжений в органических молекулах.

1. Торсионное напряжение (напряжение Питцера) вызвано электростатическим взаимодействием провостоящих связей.

2. Напряжение Ван-дер-Ваальса, возникающее при расположении заместителей на расстояние, приблизительно равное сумме их ван-дер-ваальсовых радиусов.

3. Угловое напряжение (напряжение Байера), вызванное отклонением валентного угла в цикле от нормального угла для данного валентного состояния.

Геометрия реальной молекулы соответствует той конформации, в которой энергия внутримолекулярных взаимодействий имеет минимальное значение.