ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Стереохимия классическая и современная из "Стереохимия Издание 2" Большинство неорганических веществ однозначно характеризуют эмпирические формулы Нг504 — это всегда серная кислота, КА1 (804)3 — всегда алюмокалиевые квасцы и т. д. В органической химии широко распространено явление изомерии — существуют вещества, имеющие одинаковый состав, но разные свойства. Эмпирические, суммарные формулы становятся для органических молекул неоднозначными простая формула СгНбО отвечает как этиловому спирту, так и диметиловому эфиру более сложная эмпирическая формула может принадлежать десяткам, сотням и даже многим тысячам веществ. С созданием теории строения стало ясно, что изомеры отличаются друг от друга порядком химической связи атомов — химическим строением. Определение химического строения, установление структурной формулы стало (и остается до сих пор) главной задачей при исследовании органических веществ. [c.38] Стереохимия возникла более ста лет 1-ому назад как естественное развитие бутлеровского учения о химическом строении, как перенесение из плоскости в пространство представлений об определенной упорядоченности атомов в органических молекулах. Непосредственным толчком к созданию стереохимических представлений была необходимость объяснить существование изомеров, появление которых не предусматривала теория химического строения. [c.38] Именно для истолкования природы таких изомеров — зеркальных (оптических) и геометрических — создали в 1874 г. Я. Г. Вант-Гофф и одновременно с ним Ж. А. Ле Бель представление о тетраэдрическом атоме углерода. Единственным методом обнаружения зеркальных изомеров являлось определение оптической активности. Исследование оптически активных веществ стало важнейшей задачей стереохимии. Вместе с исследованием геометрической (цис-транс) изомерии оно стало главным содержанием статической стереохимии, предмет которой — изучение связи пространственного строения веществ с их физическими свойствами. [c.38] Открытие стереоизомерии показало, что в определенных случаях и структурная формула не полностью характеризует органическое вещество чтобы охарактеризовать стереоизомеры, необходимо знать их пространственную конфигурацию. При этом исторически сложилось так, что слово конфигурация вошло в органическую химию как довольно узко ограниченное понятие. Говоря о конфигурации, имеют в виду пространственную группировку вокруг центра, обуславливающего возможность существования зеркальных форм или цыс-грамс-изомеров. Таким образом, знание конфигурации не равноцешю раскрытию точной пространственной структ ы всей молекулы в целом. Когда же развитие новых методов иссле, ния позволило получать более детальные данные о пространственй м строении органических молекул в целом вне связи с особыми точками , с оптической и геометрической изомерией, понадобилось новое понятие выражающее новые особенности пространственного строения так появилось представление о конформации. [c.38] Изучение особых точек в молекуле (пространственной конфигурации вокруг асимметрических атомов или двойных связей) уступило место изучению пространственного строения всей молекулы в целом. Изменилась и роль измерения оптической активности она стала не главным, а лишь одним из многих методов изучения пространственного строения. [c.39] Самую непосредственную информацию о геометрии молекул (межатомных расстояниях, валентных и двугранных углах) дают рентгено-и электронография. Векторный характер дипольных моментов позволяет делать важные выводы об ориентации полярных связей. Менее прямую, но практически очень ценную информацию о пространственных особенностях можно получить с помощью ультрафиолетовой и инфракрасной спектроскопии. Важнейшим методом исследования в органической химии вообще и в стереохимии в частности стал ядерный магнитный резонанс. Стереохимическую информацию можно получать как из значений химических сдвигов, так и из констант спин-спинового взаимодействия. [c.39] Данные ИК- и ЯМР-спектроскопии позволяют, кроме того, определять энергетические характеристики пространственных изомеров и конформеров. Энергетические характеристики изомерных веществ получают и с помощью прямых определений термохимическими методами. [c.39] Два родственных оптических метода, объединяемых ныне под общим названием хирально-оптические методы [дисперсия оптического вращения (ДОВ) и круговой дихроизм (КД)], отличаются от всех упомянутых выше методов тем, что используются почти исключительно для стереохимических целей. Так, практически только эти методы (вместе с поляриметрией) позволяют отличить друг от друга энантиомеры, а также вообще оптически активные формы от рацемических. Кривые ДОВ и КД особенно чувствительны к изменениям пространственного строения молекул. [c.39] Накопленный материал все чаще вводят в память ЭВМ, создавая банки данных о строении и свойствах молекул. Так, например, в Кембриджском банке структурных данных собраны сведения о названиях, молекулярных формулах, структурах и кристаллографических характеристиках около 40 тыс. органических, металлорганических и комплексных соединений [14]. [c.39] В теоретический арсенал современной стереохимии входят различные варианты квантово-химических методов, позволяющих рассчитывать наиболее выгодные пространственные формы молекул и находить их энергетические параметры. Б последние годы все большее значение приобретает обобщенный топологический подход к стереохимическим проблемам (см., например, [10]). Однако, при всем этом, как отмечает В. Прелог [12], стереохимия развивалась преимущественно как прагматическая наука и теоретические подходы оказали малое влияние иа экспериментаторов . [c.39] Вернуться к основной статье