1. No category

Orgaanisten yhdisteiden
isomeria
Mitä on isomeria?
•  Yhdisteellä on sama molekyylikaava, mutta
erilainen rakenne
•  Isomeerit eivät yleensä käyttäydy
kemiallisesti tai fysikaalisesti samalla tavalla
•  Esim. yhdisteellä C2H6O on kaksi isomeeriä.
Piirrä ne. Miten niiden ominaisuudet eroavat
toisistaan?
H
H
H C O C H
H
H
H
H C
H
H
C OH
H
Isomerian alalajit
•  Rakenne- eli konstituutioisomeria
–  Ketjuisomeria
–  Funktioisomeria
–  Paikkaisomeria
•  Avaruus- eli stereoisomeria
–  Konformaatioisomeria
–  Cis-transisomeria
–  Optinen isomeria
Rakenneisomeria
•  Atomien sitoutumisjärjestys molekyylissä on
erilainen
•  Ketjuisomeria: hiilirunko on muodostunut eri
tavalla
•  Funktioisomeria: erilainen funktionaalinen
ryhmä
•  Paikkaisomeria: funktionaalinen ryhmä on
kiinnittynyt eri paikkaan
Esimerkki: funktioisomeriaa
•  Yhdisteiden C3H6O2 ja C3H6O eri
funktioisomeereja. Miten niiden
ominaisuudet eroavat toisistaan?
•  C3H6O2
C3H6O
OH
O
O
OH
O
OH
OH
O
O
HO
HO
O
Paikkaisomeria
•  Funktionaalinen tai sivuryhmä on eri
paikassa
HO
•  Esim. 1-pentanoli ja 2-pentanoli.
Miten niiden kemialliset
ominaisuudet eroavat toisistaan?
•  Esim. Entäpä 2-metyyli-2-propanolin
ja 2-metyyli-1-propanolin
OH
ominaisuudet?
HO
OH
Stereoisomeria
•  Molekyyleillä muuten samanlainen rakenne,
mutta niiden avaruudellinen sijoittuminen on
erilainen
•  Usein stereoisomeerit ovat ominaisuuksiltaan
samankaltaisia, mutta poikkeuksia toki on
esim. lääkeaineissa, sillä monet elimistön
reseptorit tai entsyymit ovat
stereospesifisiä. à vaikutus saattaa olla
täysin erilainen tai kokonaan kadonnut
Konformaatioisomeria
• 
• 
• 
• 
Hiiliketjut ovat suuntautuneet eri tavalla
Yksinkertaisten sidosten pyöriminen
Kaksoissidosten jäykkyys
Tyydyttyneillä hiilivedyillä siis miljoonia
konformeereja, mutta näitä ei lasketa
isomeereiksi tehtävissä eikä huomioida
mitenkään nimeämisessä
•  Jotkut konformaatiot ovat kuitenkin muita
pysyvämpiä, kuten sykloheksaanin tuoli ja
venemuoto
Cis-trans-isomeria
•  Voidaan määrittää jäykkiä sidoksia sisältäville
yhdisteille
•  Cis = ”kiss” = tietyt ryhmät samalla puolella
•  Trans = tietyt ryhmät eri puolilla
•  Miksei bentseenillä esiinny cisCl
transisomeriaa?
Cl
Cl
C
H
Cl
Cl
C
H
C
H
H
Cl
C
Cl
Cl
Elimistö ja cis-trans-isomeria
•  Rasvahappojen stereoisomeerit:
–  Pahat transrasvat (tyydyttyneiden kaltaisia)
–  Paremmat cis-rasvat
O
OH
O
OH
Silmän aistinsolut
•  Täälläkin cis-trans-isomeriaa:
•  Entsyymit palauttavat alkuperäiseen muotoon
Cis-trans-isomeriaa
•  Voidaan määrittää muuallakin kuin
hiilirungoissa, esim. peptidisidoksissa
•  Trans yleisempi (enemmän tilaa)
O
H
N
R
R1
R1
O
N
R
H
Optinen isomeria
•  Suosittu aihe pääsykokeessa!!
•  Optiset isomeerit ovat toistensa peilikuvia ja ne
kääntävät tasopolarisoitua valoa eri suuntiin
•  Ei kuitenkaan voida muuttaa toisikseen ilman
sidosten rikkomista
•  Optisesti aktiivisella yhdisteellä on kiraliakeskus (yksi
tai useampi)
–  Kiraalisessa keskuksessa on hiileen sitoutunut neljä
ERILAISTA ryhmää à monimutkaisilla yhdisteillä monia
kiraalisia keskuksia
•  Kiraliakeskus merkataan tähdellä
Optisten isomeerien nimeäminen
•  Nimetään R- ja S-isomeereiksi
•  Optisten isomeerien määrä on 2n, jossa n on
kiraliakeskusten määrä
Raseemisuus
•  Raseemisessa seoksessa yhtä paljon eri
optisia isomeerejä
–  Se on siis optisesti inaktiivinen
–  Laboratoriovalmisteissa usein näin, mutta esim.
elimistö tuottaa ja käyttää vain tiettyä muotoa
–  Esim. sokerit ovat yleensä D-muotoa ja
aminohapot L-muotoa
–  Eri optisten isomeerien puhdistus toisistaan
usein vaikeaa, muttei mahdotonta
Nice to know: lääkeaineiden
isomeriasta
•  ”Tarpeeton” isomeeri esim. lääkeaineena voi olla
hyödytön (ibuprofeenin eri muodot, kuva) tai
jopa haitallinen (talidomidin eri muodot)
•  Myös penisilliinin toiminnassa stereoisomeria
näkyy: antibiootti toimii vain D-alaniinin
peptidisidoksissa joita esiintyy bakteerien
soluseinämissä, mutta ei ihmissolujen.
Antibiootit pystyvät tappamaan vain bakteereja,
eivät ihmistä, koska ihmisellä ei ole näitä Dmuotoisia aminohappoja.
Talidomidi
h"p://25.media.tumblr.com/tumblr_m2febrUMzm1rrzr80o1_500.jpg