ไอโซเมอริซึมในสารประกอบโคออร์ดิเนชัน
สารประกอบโคออร์ดิเนชันที่มีสูตรเดียวกันอาจแตกต่างกันในการจัดเรียงเชิงพื้นที่หรือการเชื่อมต่อของลิแกนด์ ทำให้เกิดไอโซเมอร์เชิงเรขาคณิต ไอโซเมอร์เชิงแสง ไอโซเมอร์แบบพันธะ และไอโซเมอร์อื่น ๆ ที่มีสมบัติแตกต่างกัน
Definition
ไอโซเมอริซึมในสารประกอบโคออร์ดิเนชันคือการมีอยู่ของสารประกอบที่แตกต่างกันสองชนิดหรือมากกว่านั้นที่มีสูตรเคมีเดียวกัน แต่แตกต่างกันในการจัดเรียงเชิงพื้นที่ (สเตอริโอไอโซเมอร์) หรือในการเชื่อมต่อ (ไอโซเมอร์เชิงโครงสร้าง) ของลิแกนด์รอบศูนย์กลางโลหะ
Scope
หัวข้อนี้ครอบคลุมประเภทของไอโซเมอริซึมที่แสดงโดยสารประกอบโคออร์ดิเนชัน ได้แก่ สเตอริโอไอโซเมอริซึม ซึ่งรวมถึงไอโซเมอร์เชิงเรขาคณิตแบบ cis/trans และ fac/mer และไอโซเมอร์เชิงแสงแบบไครัลของสารเชิงซ้อนทรงแปดหน้าและสารเชิงซ้อนอื่น ๆ และไอโซเมอริซึมเชิงโครงสร้าง ซึ่งรวมถึงไอโซเมอร์แบบพันธะ ไอโซเมอร์แบบโคออร์ดิเนชัน ไอโซเมอร์แบบไอออไนเซชัน และไอโซเมอร์แบบไฮเดรต หัวข้อนี้จะกล่าวถึงวิธีการแยกแยะไอโซเมอร์และเหตุผลที่การมีอยู่ของไอโซเมอร์สนับสนุนทฤษฎีโคออร์ดิเนชัน แต่จะละเว้นแบบจำลองพันธะและกลไกปฏิกิริยาไว้ในหัวข้ออื่น
Core questions
- ไอโซเมอร์เชิงเรขาคณิตใดบ้างที่เป็นไปได้สำหรับการจัดเรียงโคออร์ดิเนชันที่กำหนด?
- เมื่อใดที่สารเชิงซ้อนโลหะเป็นไครัล และจะแสดงกิจกรรมเชิงแสงได้อย่างไร?
- ไอโซเมอร์แบบพันธะ ไอโซเมอร์แบบไอออไนเซชัน และไอโซเมอร์แบบโคออร์ดิเนชันแตกต่างกันในการเชื่อมต่ออย่างไร?
- การมีอยู่ของไอโซเมอร์สนับสนุนทฤษฎีโคออร์ดิเนชันของ Werner ได้อย่างไร?
Key concepts
- ไอโซเมอร์ cis และ trans
- ไอโซเมอร์ fac และ mer
- ไอโซเมอร์เชิงแสงและไครัลลิตี
- ไอโซเมอริซึมแบบพันธะ
- ไอโซเมอริซึมแบบไอออไนเซชันและไฮเดรต
- ไอโซเมอริซึมแบบโคออร์ดิเนชัน
Key theories
- ไอโซเมอริซึมเชิงเรขาคณิต
- ลิแกนด์ที่ตำแหน่งโคออร์ดิเนชันคงที่สามารถอยู่ตำแหน่งที่อยู่ติดกันหรือตรงข้ามกัน ทำให้เกิดไอโซเมอร์ cis/trans ในสารเชิงซ้อนแบบสี่เหลี่ยมระนาบและทรงแปดหน้า และไอโซเมอร์ fac/mer ในสารประกอบ MA3B3 ทรงแปดหน้าที่มีสมบัติแตกต่างกัน
- ไอโซเมอริซึมเชิงแสงและไครัลลิตี
- สารเชิงซ้อนทรงแปดหน้า เช่น tris-chelates ไม่มีแกนสมมาตรที่ไม่เหมาะสมและมีอยู่เป็นภาพสะท้อนที่ไม่สามารถซ้อนทับกันได้ การแยกสารเชิงซ้อนดังกล่าวของ Werner พิสูจน์ว่าศูนย์กลางโลหะสามารถเป็นไครัลได้อย่างแท้จริง
- ไอโซเมอริซึมเชิงโครงสร้าง
- สารประกอบที่มีสูตรเดียวกันสามารถแตกต่างกันในการเชื่อมต่อผ่านไอโซเมอริซึมแบบพันธะ ไอโซเมอริซึมแบบไอออไนเซชัน ไอโซเมอริซึมแบบไฮเดรต และไอโซเมอริซึมแบบโคออร์ดิเนชัน ซึ่งสะท้อนว่าอะตอมใดของลิแกนด์แบบ ambidentate ที่เข้าจับ หรือไอออนกระจายตัวระหว่างทรงกลมโคออร์ดิเนชันและโครงผลึกอย่างไร
Clinical relevance
ไอโซเมอริซึมมีความสำคัญในทางปฏิบัติเนื่องจากไอโซเมอร์เชิงเรขาคณิตและเชิงแสงของสารเชิงซ้อนโลหะอาจมีปฏิกิริยาและฤทธิ์ทางชีวภาพที่แตกต่างกัน เช่น ความแตกต่างระหว่างไอโซเมอร์ cis ที่ออกฤทธิ์และไอโซเมอร์ trans ที่ไม่ออกฤทธิ์ของยาแพลทินัมที่ใช้ในการบำบัดโรคมะเร็ง
History
จำนวนและประเภทของไอโซเมอร์ที่สารเชิงซ้อนแสดงออกมาเป็นหลักฐานสำคัญในการถกเถียงระหว่างทฤษฎีโคออร์ดิเนชันของ Werner และทฤษฎีลูกโซ่ของ Jørgensen การแยกสารเชิงซ้อนโคบอลต์ที่ออกฤทธิ์เชิงแสงของ Werner ในปี 1911 และต่อมาสารเชิงซ้อนที่ไม่มีคาร์บอน ได้ยืนยันอย่างเด็ดขาดว่าสารเชิงซ้อนมีโครงสร้างสามมิติที่แน่นอน
Key figures
- Alfred Werner
- Sophus Mads Jørgensen
- Edith Humphrey
Related topics
Seminal works
- werner1911
- weller2018
- cotton1999
Frequently asked questions
- ทำไมสารเชิงซ้อนทรงแปดหน้าจึงสามารถออกฤทธิ์เชิงแสงได้ ในขณะที่เกลืออนินทรีย์ธรรมดาไม่สามารถ?
- เมื่อลิแกนด์แบบคีเลตพันรอบโลหะทรงแปดหน้า พวกมันสามารถสร้างการจัดเรียงที่ไม่มีระนาบกระจกหรือแกนที่ไม่เหมาะสม ดังนั้นสารเชิงซ้อนและภาพสะท้อนของมันจึงไม่สามารถซ้อนทับกันได้ ซึ่งเป็นเงื่อนไขที่แน่นอนสำหรับการออกฤทธิ์เชิงแสง
- ไอโซเมอร์แบบพันธะคืออะไร?
- ไอโซเมอร์แบบพันธะเกิดขึ้นเมื่อลิแกนด์แบบ ambidentate เช่น ไนไตรต์ สามารถเข้าจับผ่านอะตอมผู้ให้สองชนิดที่แตกต่างกัน—ผ่านไนโตรเจนหรือผ่านออกซิเจน—ทำให้เกิดสารประกอบสองชนิดที่มีสูตรเดียวกันแต่มีการเชื่อมต่อระหว่างโลหะ-ลิแกนด์และสมบัติที่แตกต่างกัน