*Nezamieňať s heslami cis alebo trans.*
*cis*-but-2-én
*trans*-but-2-én
***Cis*–*trans* izoméria** je výraz používaný v organickej chémii. Predpony „*cis*" a „*trans*" pochádzajú z latinčiny a znamenajú „na tejto strane" a „na opačnej strane". V chémii sa využíva predpona *cis* pre označenie funkčných skupín (substituentov) na rovnakej strane roviny, zatiaľ čo predpona *trans* označuje funkčné skupiny na opačných stranách. Cis-trans izoméry sú stereoizoméry, teda páry molekúl, ktoré majú rovnaký vzorec, ale rôzne rozloženie funkčných skupín v trojdimenzionálnom priestore. Označenie *cis-trans* nemusí vždy odpovedať *E-Z* izomérii, ktorá je absolútnym stereochemickým popisom. Všobecne sa označenie *cis*/*trans* používa u stereomérov, ktoré obsahujú dvojitú väzbu, okolo ktorej nie je možná rotácia, alebo cyklickú štruktúru, kde je obmedzená alebo nemožná rotácia jednotlivých väzieb. *Cis* a *trans* izoméry sa vyskytujú v organických molekulách i anorganických koordinačných komplexoch. Deskriptory *cis* a *trans* sa nepoužívajú v prípade konformačných izomérov, kde sa môžu jednotlivé geometrické formy jednoducho premieňať jedna na druhú, ako sú lineárne molekuly s jednoduchými väzbami. U podobných štruktúr sa namiesto toho používajú deskriptory „*syn*" a „*anti*".

Použitie v organickej chémii
----------------------------

Ak sú substituenty orientované rovnakým smerom, daný diastereomér je označovaný ako *cis*, zatiaľ čo v prípade substituentov orientovaných opačnými smermi sa využíva označenie *trans*. Príkladom takého uhľovodíku je napríklad but-2-én. Metylové skupiny viazané na uhlíky spojené dvojitou väzbou môžu byť oba na jednej strane (*cis*), alebo každý na opačnej strane (*trans*).

Cis-trans izoméria môže byť prítomná i v alicyklických zlúčeninách. Príkladom takej štruktúry môže byť napríklad 1,2-dichlorocyklohexán:

|  |  |
| --- | --- |
|   |  |
| *cis*-1,2-dichlorocyklohexán | *trans*-1,2-dichlorocyklohexán |

### Porovnanie fyzikálnych vlastností

Cis a trans izoméry majú často odlišné vlastnosti. Všeobecne je rozdiel vo vlastnostiach spôsobený rôznymi tvarmi molekúl alebo napríklad zmenou celkového dipólového momentu.

|  |  |
| --- | --- |
|  |  |
| *cis*-2-pentén | *trans*-2-pentén |
|  |  |
| *cis*-1,2-dichloroetén | *trans*-1,2-dichloroetén |
|  |  |
| kyselina *cis*-buténdiová (kyselina maleínová) | kyselina *trans*-butándiová (kyselina fumarová) |
|  |  |
| Kyselina oleínová | Kyselina elaidová |

Niektoré rozdiely môžu byť nevýrazné, ako je to napríklad pri bode varu krátkych alkénov, ako je pent-2-én. Bod varu *cis* izoméru je 37°C, zatiaľ čo u *trans* izoméru je to 36 °C. Rozdiel môže byť väčší u izomérov, ktoré majú polárne väzby, ako je 1,2-dichloretén. Bod varu *cis* izoméru je 60,3 °C, ale u *trans* izoméru je to len 47,5 °C. V prípade *cis* zoméru dochádza k sčítaniu dipólových momentov C-Cl väzieb, na základe čoho má molekula celkový dipól. Vďaka nemu existujú medzimolekulárne dipól-dipólové interakcie (Keesomove sily), ktoré sa skladajú s Londonovými dispeznými silami a zvyšujú bod varu. U *trans* izoméru sú však dipólové momenty C-Cl väzieb orientované opačným smerom, takže dochádza ich k odčítaniu a molekula teda nemá žiadny výsledný dipólový moment (má však nenulový kvadrupólový moment).

V prípade kyseliny buténdiovej sú rozdiely vo vlastnostiach a reaktivite izomérov tak veľké, že jednotlivé izoméry dostali rôzne názvy. *Cis* izomér sa označuje ako kyselina maleínová, zatiaľ čo *trans* izomér je známy ako kyselina fumarová. Kľúčovou vlastnosťou v určovaní relatívneho bodu varu je polarita, ktorá zvyšuje medzimolekulárne sily, čím sa zvyčuje bod varu. Podobným spôsobom ovplvyvňuje symetria štruktúry bod topenia, keďže vďaka nej sa môžu molekuly lepšie poskladať v pevnom stave, aj keď symetria nemení polaritu molekuly. Takým prípadom je napríklad kyseliny oleínová a elaidová. Kyselina oleínová je *cis* izomér, ktorá má bod topenia 13,4 °C, čo znamená, že je pri izbovej teplote tekutá. Kyselina elaidová je *trans* izomér a jej bod topenia je 43 °C, keďže rovný tvar molekuly umožňuje lepšie skladanie molekúl k sebe, na základe čoho je pri izbovej teplote tuhá. 

Mnohé iné trendy je možné vypozorovať u *cis*-*trans* izomérov, hlavne ako dôsledky dvojitých väzieb a substituentov ležiacich na jej rôznych stranách, predovšetkým ak sú substituenty rovnaké. Tieto trendy vznikajú hlavne ako dôsledok toho, že u *cis* izomérov dochádza k skladaniu dipólových momentov, zatiaľ čo u *trans* izomérov sa dipólový moment vyruší. *Trans* alkény, ktoré sú menej polárne a zvyčajne viac symetrické, teda majú nižšie body varu a vyššie teploty topenia. Naproti tomu *cis* alkény, ktoré sú zvyčajne polárnejšie a menej symetrické, majú naopak vyššie body varu a nižšie teploty topenia. Všeobecne majú *trans* alkény vyššie body topenia a nižšiu rozpustnosť v inertných rozpúšťadlách, keďže sú symetrickejšie oproti *cis* alkénom. Podobne zvyknú mať *trans* izoméry nižšiu hustotu v porovnaní s *cis* izomérmi.[chýba zdroj]

#### Stabilita

*Trans* izoméry sú pre acyklické zlúčeniny zvyčajne stabilnejšie, než *cis* izoméry. Toto je spôsobené hlavne nevhodnými stérickými interakciami substituentov *cis* izoméru. Kvôli tomu majú *trans* izoméry menej exotermické spaľné teplo, čo naznačuje vyššiu termochemickú stabilitu. Niekedy môže byť *cis* izomér stabilnejší ako *trans* izomér, čo sa označuje ako *cis* efekt. Príkladom takých zlúčenín je napríklad 1,2-difluoroetylén alebo 1,2-difluorodiazén (FN=NF) a niektoré ďalšie halogénmi alebo kyslíkom substituiované etylény.

### E/Z zápis

*Bližšie informácie v hlavnom článku: E-Z izoméria*
*Cis-trans* názvoslovie by sa malo využívať len pre alkény, u ktorých je jednoznačné, ktoré substituenty sú popisované navzájom voči sebe. U zložitejších prípadov sa pomenovanie *cis*/*trans* zvyčajne určuje podľa najdlhšieho uhlíkového reťazca, ktorý zároveň vystupuje v názve zlúčeniny. Naproti tomu je *E-Z* pomenovanie, ktoré je štandardom IUPAC, vždy jednoznačné, hlavne v prípadoch tri- či tetrasubstituovaných alkénov. Jeho použitím je tak možné predísť akýmkoľvek problémom s určovaním relatívnej polohy substituentov.

Bróm má vyššiu prioritu podľa pravidiel CIP oproti chlóru, takže tento alkén je *Z* izomér
*Z* (z nemeckého zusammen) znamná „spolu", E (z nemeckého entgegen) znamná „naproti". Ak sú skupiny s vyššiou prioritou voči sebe *cis* (teda orientované na tú istú stranu), jedná sa o Z, a ak sú skupiny s vyššiou prioritou voči sebe *trans* (orientované na opačné strany), jedná sa o E. Konfigurácie E/Z je určená pravidlami CIP - vyššie atómové číslo má vyššiu prioritu. Pre každý z dvoch atómov v dvojitej väzbu je nutné určiť prioritu každého substituentu. Ak sú oba substituenty s vyššiou prioritou na tej istej strane, jedná sa o *Z* usporiadanie; ak sú na opačnej strane, jedná sa o *E*.

Keďže pri *cis*/*trans* a *E-Z* názvosloviach sa porovnávajú rôzne skupiny, nemusia si navzájom odpovedať. Neplatí teda, že *cis* izomér je vždy *Z* a *trans* izomér je vždy *E*. V prípade *trans*-2-chlorobut-2-énu (dve metylové skupiny, C1 a C4, viazané na but-2-énovú kostru, sú navzájom *trans*) je (*Z*)-2-chlorobut-2-én (pretože chlór a C4 sú na rovnakej strane, keďže C1 a C4 sú na opačných stranách).

Použitie v anorganickej chémii
------------------------------

Cis-trans izoméria sa môže vyskytnúť i v anorganických zlúčeniných, typicky v azozlúčeninách a koordinačných komplexoch.

### Azozlúčeniny

Azozlúčeniny (tiež nazývané diazény, podľa diazénu; a ich príbuzné difosfény) takisto vykazujú túto izomériu. Podobne ako u organických zlúčenín je *cis* izomér ten reaktívnejší, ktorý ako jediný môže redukovať alkény a alkíny na alkány, ale z iného dôvodu: *trans* izomér nemôže vhodne orientovať svoje vodíky tak, aby mohol redukovať alkén, zatiaľ čo *cis* izomér môže, keďže má iný tvar.

|  |  |
| --- | --- |
|  |   |
| *cis*-diazén | *trans*-diazén |

### Koordinačné komplexy

V anorganických koordinačných komplexoch s oktahedrálnou alebo štvorcovo planárnou geometriou takisto existujú *cis* izoméry, ktoré majú podobné ligandy blízko u seba, a *trans* izoméry, ktoré majú podobné ligandy ďalej od seba.

Dva koordinačné izoméry, cisplatina a transplatina
Príkladom sú napríklad štvorcovo planárne izoméry Pt(NH3)2Cl2, popísané Alfredom Wernerom v roku 1893. Barnett Rosenberg v roku 1969 ukázal antitumorovú aktivitu *cis* izoméru, ktorého celý názov je *cis*-diamíndichloroplatinitan, na základe čoho je tento izomér používaný ako liek pri chemoterapii pod názvom cisplatina. Naproti tomu *trans* izomér nemá významnú aktivitu proti rakovine. S využitím trans efektu je pri syntéze možné dosiahnuť požadovaný izomér.

U oktahedrálnych komplexov so vzorcom MX4Y2 (kde M je atóm kovu a X a Y sú dva rôzne druhy ligandov) existujú dva izoméry. V prípade *cis* izoméru zvierajú Y ligandy uhol 90°, zatiaľ čo v *trans* izomére zvierajú tieto ligandy uhol 180°. Príkladom takéhoto komplexu je napríklad *cis*-[Co(NH3)4Cl2]+.

|  |  |
| --- | --- |
|  |  |
| *cis*-[Co(NH3)4Cl2]+ | *trans*-[Co(NH3)4Cl2]+ |

Podobným typom izomérie je faciálne-meridionálna (*fac*/*mer*) izoméria v komplexoch so všeobecným vzorcom MX3Y3, u ktorých je iný počet ligandov orientovaný *cis*/*trans* voči sebe. Karbonylové zlúčeniny kovov je možné charakterizovať ako *„fac*" alebo *„mer*" pomocou infračervenej spektroskopie.

Referencie
----------

1. ↑  Charlton T. Lewis, Charles Short, A Latin Dictionary (Clarendon Press, 1879) Entry for *cis*
2. ↑  REUSCH, William. *Stereoisomers Part I* [online]. Michigan State University, 2010. Dostupné online.
3. ↑   *Chemicalland values* [online]. Chemicalland21.com. Dostupné online.
4. ↑   *CRC Handbook of Chemistry and Physics*. 60th. vyd. [s.l.] : [s.n.], 1979–1980. S. C-298.
5. ↑  OUELLETTE, Robert J.; RAWN, J. David. *Principles of Organic Chemistry*. [s.l.] : [s.n.], 2015. ISBN 978-0-12-802444-7. DOI:10.1016/B978-0-12-802444-7.00004-5 Alkenes and Alkynes, s. 95–132.
6. 1 2  MARCH, Jerry. *Advanced Organic Chemistry, Reactions, Mechanisms and structure*. 3rd. vyd. [s.l.] : [s.n.], 1985. ISBN 978-0-471-85472-2. S. 111.
7. ↑   Contribution to the Study of the Gauche Effect. The Complete Structure of the *Anti* Rotamer of 1,2-Difluoroethane. *J. Am. Chem. Soc.*, 1997, s. 4789. DOI: 10.1021/ja963819e.

Pozri aj
--------

* Chiralita
* *E-Z* izoméria
* Izomér
* Śtruktúrna izoméria

Externé odkazy
--------------

* IUPAC definícia „stereoisomerism"
* IUPAC definícia „geometric isomerism"
* IUPAC definícia „*cis*–*trans* isomers"

Zdroj
-----

*Tento článok je čiastočný alebo úplný preklad článku Cis–trans isomerism na anglickej Wikipédii.*