Konstitutionelle Isomere gegen Stereoisomere
Im Allgemeinen ist Isomer ein Begriff, der in der Chemie, insbesondere in der organischen Chemie, verwendet wird, um Moleküle mit derselben Molekülformel, aber unterschiedlichen chemischen Strukturen zu bezeichnen. Aufgrund der Varianz in den chemischen Strukturen weisen diese Moleküle im Allgemeinen auch unterschiedliche chemische und physikalische Eigenschaften auf, haben jedoch die gleiche Molekülformel.
Was sind konstitutionelle Isomere?
Konstitutionelle Isomere werden auch als Strukturisomere bezeichnet, da sich diese Moleküle mit derselben Molekülformel nur in der Art und Weise unterscheiden, wie die einzelnen Atome verbunden sind. Der Name Strukturisomere selbst deutet eindeutig auf diese Idee hin. Es gibt drei Unterteilungen unter konstitutionellen Isomeren; Sie sind Skelett-, Positions- und funktionelle Gruppenisomere.
Skelettisomere sind Isomere, bei denen die Hauptkette in der Verbindung durch verschiedene Formen der Konnektivität auf unterschiedliche Weise verzweigt wird. Wenn eine Verbindung beispielsweise sechs Kohlenstoffatome enthält, nehmen wir an, dass sie der Einfachheit halber nur aus Kohlenstoff- und Wasserstoffatomen besteht. Wenn diese Elemente in einer geraden Kette angeordnet sind, kann die Verbindung als Alkan 'Hexan' bezeichnet werden. Ein typisches Hexanmolekül hätte sechs Kohlenstoffatome und vierzehn Wasserstoffatome. Schauen wir uns nun andere Arten der Konnektivität an. Angenommen, das Kohlenstoffatom am Ende der Kette wurde entfernt und am zweiten Kohlenstoffatom fixiert. Dann würde die Hauptkette mit dem zusätzlichen Kohlenstoffatom an einem Verzweigungspunkt auf fünf Kohlenstoffatome verkürzt. Diese neue Verbindung kann als Alkan "2-Methylpentan" bezeichnet werden. Gleichfalls,Andere Verzweigungspunkte können durch Hinzufügen von Methylgruppen an verschiedenen Stellen entlang der Kette erzeugt werden. Einige andere Arten der Konnektivität umfassen: 2,3-Dimethylbutan, 2,2-Dimethylbutan, 3-Methylpentan usw.
Wenn die Verbindung, mit der man es zu tun hat, funktionelle Gruppen wie Alkohol, Amin, Keton / Aldehyd usw. enthält, können durch Verschieben der funktionellen Gruppen auf verschiedene Kohlenstoffatome entlang der Hauptkohlenstoffkette mehrere verschiedene Moleküle erzeugt werden; dennoch hat jeder die gleiche Summenformel. Diese Art der Isomerie wird als Positionsisomerie bezeichnet. Wenn man versucht, in einer Molekülformel geordnete Elemente neu anzuordnen, kann man manchmal Moleküle mit unterschiedlichen funktionellen Gruppen erzeugen, die jedoch an derselben Elementzusammensetzung festhalten, die in der Molekülformel angegeben ist. Dies ist als funktionelle Gruppenisomerie bekannt. Alkohole und Ether können auf diese Weise bequem ausgetauscht werden (z. B. CH 3 -O-CH 3 und CH 3 -CH 2-OH) und mit der richtigen Menge an vorhandener Ungesättigtheit kann es auch mit Ketonen und Aldehyden ausgetauscht werden. Ein weiteres häufiges Beispiel ist ein geradkettiges Hexen und eine Cyclohexanverbindung. Änderungen der funktionellen Gruppen beeinflussen die chemischen Eigenschaften der Verbindung und auch ihre physikalischen Eigenschaften erheblich.
Was sind Stereoisomere?
Stereoisomere sind isomere Verbindungen mit der gleichen Molekülformel und haben auch die gleiche Konnektivität von Atomen, unterscheiden sich jedoch nur in der dreidimensionalen Anordnung der Atome im Raum, daher auch als räumliche Isomere bekannt. Es gibt nämlich verschiedene Arten von Stereoisomeren; Enantiomere, Diastereomere, cis-trans-Isomere, Konformationsisomere usw.
Enantiomere sind Moleküle, die Spiegelbilder voneinander sind; daher sind diese Moleküle nicht überlagernd. Die Magie wird durch Zentren erzeugt, die als chirale Zentren bezeichnet werden. Dies sind Kohlenstoffatome, mit denen vier verschiedene Gruppen verbunden sind. Chirale Zentren sind für die Bildung von Enantiomeren verantwortlich, und diese Moleküle haben nahezu identische Eigenschaften, können jedoch anhand der Art und Weise identifiziert werden, in der sie planar polarisiertes Licht drehen. Daher werden diese auch als optische Isomere bezeichnet. Es gibt auch Stereoisomere, die keine Enantiomere sind, das heißt, sie sind keine Spiegelbilder voneinander, und einige dieser Moleküle sind es; Diastereomere, cis-trans-Isomere und Konformere. Es gibt eine spezielle Klasse von Diastereomeren, die Mesoverbindungen genannt werden und eine Spiegelebene innerhalb des Moleküls haben, aber das Molekül als Ganzes, sein Spiegelbild bildet kein anderes Molekül.sondern ergibt das gleiche Molekül. Konformere sind Moleküle mit derselben Konnektivität, die jedoch unterschiedliche Formen annehmen. zB verschiedene Konformationen von Cyclohexan; Stuhl, Boot, Halbboot etc.
Was ist der Unterschied zwischen konstitutionellen Isomeren und Stereoisomeren?
• Konstitutionelle Isomere haben Atome, die in unterschiedlicher Reihenfolge verbunden sind, während bei Stereoisomeren die Konnektivität in Atomen ähnlich ist, die 3D-Anordnung der Atome im Raum jedoch unterschiedlich ist
• Chiralität tritt bei Stereoisomeren und nicht bei konstitutionellen Isomeren auf.
• Konstitutionelle Isomere können sehr unterschiedliche chemische Namen haben, während Stereoisomere normalerweise denselben chemischen Namen mit einem Buchstaben oder Symbol zur Identifizierung der Orientierung vor dem Namen haben.
• Die chemischen und physikalischen Eigenschaften von Konstitutionsisomeren unterscheiden sich schneller als zwischen Stereoisomeren.
