Izotopomér

Izotopoméry alebo izotopické izoméry sú izoméry, ktoré majú rovnaký počet atómov každého izotopu, ale majú ich na rôznych miestach vo svojom priestorovom usporiadaní. V princípe sú to konštitučné izoméry alebo stereoizoméry, v ktorých sa líši len pozícia jednotlivých izotopov. Napríklad CH3CHDCH3 a CH3CH2CH2D sú konštitučné izotopoméry propánu, pretože sa líšia pozíciou atómu deutéria (D). (R)- a (S)-CH3CHDOH sú izotopické stereoméry etanolu a (Z)- a (E)-CH3CH=CHD sú izotopické stereoméry propénu. Názov „izotopomér“ prvýkrát použili Seeman a Paine v roku 1992 na rozlíšenie izotopických izomérov od izotopológov (izotopických homológov). 

 13C-NMR 

V nukleárnej magnetickej rezonančnej spektroskopii neprodukuje bežný izotop uhlíka 12C žiadny signál. Relatívne vzácny izotop 13C je však ľahko detegovateľný. Vďaka tomu je možné pomocou 13C NMR študovať uhlíkové izotopoméry, vďaka čomu je možné zistiť viac o rôznych uhlíkových atómoch v danej štruktúre. Všetky jednotlivé štruktúry, ktoré obsahujú jediný 13C izotop, poskytujú informácie o štruktúre v tesnej blízkosti tohto atómu. Veľké vzorky obsahujú zmes všetkých izotopomérov, takže jedno spektrum poskytne dáta ohľadne všetkých uhlíkov v zlúčenine. Takmer všetok uhlík prítomný v bežných vzorkách je  12C a asi len 1 % atómov uhlíka tvorí izotop 13C, takže izotopológy s 13C tvoria asi len 1 % celej vzorky. Množstvo molekúl, ktoré obsahuje dva a viac takýchto atómov uhlíka, klesá exponenciálne. Výnimočný prípad, kde sa nachádzajú dva atómy 13C hneď vedľa seba v jednej štruktúre, vykazuje merateľné vzájomné ovplyvnenie (coupling) medzi týmito atómami a takisto signály pre každý z nich samostatne. Pri korelačných experimentoch s metódou INADEQUATE sa využíva tento efekt na určenie toho, ktoré atómy sú na seba naviazané, čo je užitočné pre zistenie skutočnej štruktúry neznámej chemikálie.

 Reakčná kinetika 
V reakčnej kinetike je občas vidieť rôzne reakčné rýchlosti u rôznych izotopomérov danej molekuly. Tento kinetický izotopový efekt sa dá použiť na študovanie reakčných mechanizmov, pretože umožňuje sledovať, ako sa tieto atómy s rôznou hmotnosťou účastnia reakčného procesu.

V biochémii sú rozdiel y medzi izotopomérmi rôznych biomolekúl, napríklad škrobov, užitočné napríklad v archeológii. Umožňujú zistiť, akú stravu konzumovali prehistorickí ľudia, ktorí žili v paleolite. To umožňuje oxid uhličitý, ktorý obsahuje 12C i 13C. Jednoklíčnolisté rastliny (ako sú ryža a ovos) sa totiž líšia od dvojklíčnolistých rastlín (ako sú zemiaky a ovocné stromy) v relatívnych množstvách 12CO2 and 13CO2, ktoré zabudovávajú do svojich pletív v procese fotosyntézy. Keď sa nájdu pozostatky, napríklad kosti alebo zuby, relatívny izotopický obsah môže naznačiť, akou stravou sa prehistorickí ľudia živili.

 Referencie 

Zdroj

Kategória:Fyzikálna chémia
Kategória:Izoméria