Конформациони изомеризам

Конформациона изомерија је форма стереоизомерије у којој изомери могу прећи један у други ексклузивно путем ротације око једноструких веза. Такви изомери се генерално називају конформационим изомерима или конформерима, и специфично ротамерима кад се разликују по ротацији око само једне везе. Конформациони изомери су разликују од других класа стереоизомера код којих је за интерконверзију неоходно раскидање и поновно формирање хемијских веза. Ротациона баријера је енергија активације која је неоходна за интерконверзију ротамера.

Конформери бутана, приказани у Њумановој пројекцији.

Типови конформационог изомеризма

Постојање више од једне конформације, обично са различитим енергијама, је последица ротације око хемијских веза. Бутан има три ротамера: два gauche конформера, који су енантиомерни и један анти конформер, код кога су четири угљенична центра копланарна. Три конформације са диедралним угловима од 0°, 120° и 240° се не сматрају ротамерима, него транзиционим ста++њима.

Примери конформационог изомеризма су:

1. Линеарна конформација алкана
2. Конформација прстена
   • Конформације циклохексана са конформерима столице и каде.
   • Конформације угљених хидрата
3. Атропизомеризам - услед ограничене ротације око везе, молекул може да буде хиралан.
4. Увијање молекула, при чему су неки облици стабилни и функционални, а други нису.

Равнотежна популација конформера

Болцманова дистрибуција % конформера најниже енергије у две компоненте система у равнотежи на различитим температурама (степени Целзијуса, боја) и разлика енергије у kcal/mol (x-оса

Популација различитих конформера следи Болцманову дистрибуцију:

${\frac {N_{i}}{N_{total}}}={\frac {e^{-E_{rel}/RT}}{\sum _{k=1}^{N_{total}}e^{-E_{k}/RT}}}$

На левој страни је равнотежни однос броја конформера i и тоталног броја конформера. $E_{rel}$ је релативна енергија i-тог конформера у односу на конформер минималне енергије. $E_{k}$ је релативна енергија k-тог конформера у односу на конформер минималне енергије. R је моларна константа идеалног гаса (8.31 J/(mol·K)), и T је температуре у Келвинима (К). Делилац на десној страни је партициона функција.