Izotopomery - Isotopomers
Izotopomery lub izomery izotopowe to izomery z atomami izotopowymi , mające taką samą liczbę każdego izotopu każdego pierwiastka, ale różniące się położeniem. W rezultacie cząsteczki są albo izomerami konstytucyjnymi, albo stereoizomerami opartymi wyłącznie na lokalizacji izotopowej. Na przykład CH 3 CHDCH 3 i CH 3 CH 2 CH 2 D są parą konstytucyjnych izotopomerów propanu . ( R ) - i ( S ) -CH 3 CHDOH lub ( Z ) - i ( e ) -CH 3 CH-CHD jest Przykłady izotopów stereoizomerów etanolu i z propenu , odpowiednio. Termin izotopomer został po raz pierwszy zaproponowany przez Seemana i Paine'a w 1992 roku w celu rozróżnienia izotopów izotopowych od izotopologów (homologi izotopowe).
13 C-NMR
W spektroskopii magnetycznego rezonansu jądrowego bardzo rozpowszechniony izotop 12 C nie wytwarza żadnego sygnału, podczas gdy stosunkowo rzadki izotop 13 C jest łatwo wykrywalny. W rezultacie izotopomery węgla związku można badać metodą NMR węgla-13, aby dowiedzieć się o różnych atomach węgla w strukturze. Każda pojedyncza struktura zawierająca pojedynczy izotop 13 C dostarcza danych o strukturze w jej bezpośrednim sąsiedztwie. Duża próbka substancji chemicznej zawiera mieszaninę wszystkich takich izotopomerów, więc pojedyncze widmo próbki zawiera dane o wszystkich zawartych w niej atomach węgla. Prawie cały węgiel w normalnych próbek substancji chemicznych na bazie węgla jest 12 ° C, a tylko około 1% nadmiarze do 13 ° C, tak że tylko około 1% obfitości sumy jednokrotnie podstawionych izotopologów i wykładniczo mniejszych ilościach struktur zawierających dwa lub więcej 13 C. Rzadki przypadek, w którym dwa sąsiednie atomy węgla w jednej strukturze mają 13 C, powoduje wykrywalny efekt sprzężenia między nimi, a także sygnały dla każdego z nich. NIEODPOWIEDNIO eksperymentem związek wykorzystuje ten efekt dostarczenie dowodów na których atomy węgla w strukturze są połączone ze sobą, które mogą być użyteczne do określania rzeczywistej struktury o nieznanej substancji.
Kinetyka reakcji
W kinetyce reakcji czasami obserwuje się efekt szybkości między różnymi izotopomerami tej samej substancji chemicznej. Ten kinetyczny efekt izotopowy można wykorzystać do badania mechanizmów reakcji poprzez analizę udziału atomów o różnej masie w tym procesie.
W biochemii różnice między izotopomerami substancji biochemicznych, takich jak skrobie, mają praktyczne znaczenie w archeologii. Dostarczają wskazówek na temat diety prehistorycznych ludzi, żyjących w czasach paleolitu. Dzieje się tak, ponieważ naturalnie występujący dwutlenek węgla zawiera zarówno 12 C, jak i 13 C. Rośliny jednoliścienne , takie jak ryż i owies , różnią się od roślin dwuliściennych , takich jak ziemniaki i owoce drzew , względnymi ilościami 12 CO 2 i 13 CO 2 , które włączają do ich tkanki jako produkty fotosyntezy . Gdy odzyskuje się tkanki takich pacjentów, zwykle ząb lub kości, względna zawartość izotopowa może dostarczyć przydatnych wskazówek co do głównego źródła podstawowych pokarmów badanych.