Cтраница 3
Если с помощью модели молекулы установлено отсутствие зон перекрывания, то можно утверждать, что при выполнении ряда других условий она способна флуоресцировать. Когда имеются зоны перекрывания силовых полей отдельных частей молекулы и когда переход из одного - конформационного изомера в другой связан с преодолением их взаимодействия, вероятность люминесценции уменьшается, так как на преодоление подобного рода пространственных затруднений затрачивается часть энергии возбуждения. [31]
![]() |
Структурная модель молекулы пропана.| Конформации молекулы бутана. [32] |
В заторможенной конформации ( г) метальные группы и атомы водорода наиболее удалены ( пространственное взаимодействие между ними является наименьшим) и потенциальная энергия конформации минимальна. Энергия конформации бив имеет промежуточное значение, причем конформация в обладает более высокой энергией. Различные конформации, соответствующие энергетическим минимумам, называются конформационными изомерами. [33]
![]() |
Аксиальные и экваториальные связи. [34] |
Таким образом, в принципе возможны две изомерные формы монозаме-щенного циклогексана, например метилциклогексана, с экваториальным или аксиальным заместителем. Этот тип превращения легко проследить на модели. Два изомера А иЕ на рис. 8 - 9 являются конформационными изомерами, или конформерами ( ср. [35]
Впрочем, термин конформационный изомер, или конформер, - вскоре также получил широкое хождение, причем под конформером понималась стабильная конформация из бесконечного множества расположений атомов, возникающих из-за вращения вокруг ординарных связей. [36]
Однако барьер вращения вокруг двойной связи в дидейтероэтилене составляет 65 ккал / моль, тогда как энергетический барьер нитеркоиверсни анти - и гога-форм бутана составляет всего около 4 кк ал / моль. Поэтому оба стереоизомера дид ейтероэтилена совершенно стабильны даже при 100 С, в то время, как анти - и - гош-формы бутана перестают превращаться друг в друга только при - 230 С. Это различие в нитеркоиверсни обусловлено различными видом стереоизомерни и имеет поэтому различные обозначения. Анти - и гош-формы бутана называются конформационными изомерами, а два изомерных дид ейтероэтилена называют конфигурационными изомерами. [37]
Люминесценция органических молекул с нежесткой структурой отсутствует в том случае, если молекулы в растворе могут находиться в виде конформационных изомеров. Если конформационные изомеры присутствуют, энергия возбуждения тратится на перевод одного конформационного изомера в другой. Это приводит к гашению люминесценции. Если же в молекуле такого реагента имеются функционально-аналитические группировки и они расположены таким образом, что в результате образования комплекса с катионом устраняется возможность существования конформационных изомеров, то образовавшийся комплекс будет флуоресцировать. При этом необходимо учитывать роль катионов в рассеивании энергии возбуждения. [38]
Однако два конформационных изомера являются также зеркальными изображениями. Поскольку два конформационных изомера присутствуют в равных количествах, мс-1 2-диметилциклогексан является рацематом, но так как потенциальный барьер между изомерами слишком низок, этот рацемат невозможно расщепить. Аналогичная ситуация наблюдалась у асимметрически замещенных дифенилов ( гл. Возможно, что в будущем удастся осуществить расщепление, работая при очень низкой температуре или с молекулой, которая имеет достаточно высокий барьер между двумя конформационными изомерами, чтобы разделение могло произойти уже при комнатной температуре. Действительно, соединение такого рода ( рис. 8 - 13) уже было получено в оптически активном состоянии [16], но оно содержит восьмичленное кольцо вместо рассматриваемого шестичленного. Конформационная стабильность этого соединения повышена за счет причленения дифенильной системы с ее затрудненным вращением. [39]
Весьма удачно с помощью этой теории могут быть объяснены люминесцентные свойства нежестких молекул. Для суждения о том, возможна или нет люминесценция такого-то рода молекул, Божевольнов предлагает строить силовую модель молекулы, используя данные по величинам атомных радиусов, длине связей и величине валентных углов. Построенная таким образом модель позволяет судить о том, является ли данная молекула копланар-ной или некопланарной и имеются ли у нее зоны перекрывания. Если модель молекулы позволяет установить отсутствие зон перекрывания, то можно утверждать, что при выполнении ряда других условий такая молекула способна флуоресцировать. В том случае, когда имеются зоны перекрывания силовых полей отдельных частей молекулы и переход из одного конформационного изомера в другой связан с преодолением взаимодействия этих зон, то вероятность люминесценции уменьшается, так как на преодоление подобного рода пространственных затруднений затрачивается часть энергии возбуждения. [40]
Пространственная структура гомологов метана определяется возможностью свободного вращения фрагментов их молекул, соединенных простыми связями, вокруг этих связей. Конформации одного соединения различаются степенью поворота фрагментов молекулы относительно одной или нескольких а-связей. Например, при повороте метальных групп относительно С-С - связи молекула этана может принимать бесконечное число конформаций. Эти конформации различаются по устойчивости. Устойчивые конформации называют конфдрмерами. Конформеры являются конформационными изомерами. В отличие от структурных изомеров они имеют одинаковые структурные формулы, но различаются степенью поворота фрагментов молекулы относительно одной или нескольких а-связей. [41]