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Isomerización

En química , isomerización o isomerización es el proceso en el que una molécula , ion poliatómico o fragmento molecular se transforma en un isómero con una estructura química diferente . [1] La enolización es un ejemplo de isomerización, al igual que la tautomerización . [2] Cuando la isomerización ocurre intramolecularmente se le puede llamar reacción de reordenamiento . [ cita necesaria ]

Cuando la energía de activación para la reacción de isomerización es suficientemente pequeña, ambos isómeros existirán entre sí en un equilibrio dependiente de la temperatura. Se han calculado muchos valores de la diferencia de energía libre estándar, con buena concordancia entre los datos observados y calculados. [3]

Ejemplos y aplicaciones

alcanos

La isomerización esquelética se produce en el proceso de craqueo , utilizado en la industria petroquímica . Además de reducir la longitud media de la cadena, los hidrocarburos de cadena lineal se convierten en isómeros ramificados en el proceso, como se ilustra en la siguiente reacción de n -butano a i -butano . [ cita necesaria ]

Los combustibles que contienen hidrocarburos ramificados son los preferidos para los motores de combustión interna por su mayor octanaje . [4]

alquenos

Los transalquenos son aproximadamente 1 kcal/mol más estables que los cis-alquenos. Un ejemplo de este efecto es cis- vs trans-2-buteno. La diferencia se atribuye a interacciones no enlazadas desfavorables en el isómero cis.

Los alquenos terminales se isomerizan a alquenos internos en presencia de catalizadores metálicos. Este proceso se emplea en el proceso de olefinas superiores de Shell para convertir alfa-olefinas en olefinas internas, que están sujetas a metátesis de olefinas . En ciertos tipos de reacciones de polimerización de alquenos, el movimiento de cadenas es un proceso de isomerización que introduce ramificaciones en polímeros en crecimiento. [ cita necesaria ]

El isómero trans del resveratrol se puede convertir en el isómero cis en una reacción fotoquímica . [5]

Fotoisomerización del resveratrol

Se ha observado una reordenación térmica del azuleno en naftaleno . [6]

Otros ejemplos

La isomería aldosa-cetosa , también conocida como transformación de Lobry de Bruyn-van Ekenstein, proporciona un ejemplo en la química de los sacáridos . [ cita necesaria ]

Un ejemplo de isomerización organometálica es la producción de decafenilferroceno, [(η 5 -C 5 Ph 5 ) 2 Fe] a partir de su isómero de enlace . [7] [8]

Formación de decafenilferroceno a partir de su isómero de enlace.
Formación de decafenilferroceno a partir de su isómero de enlace.

Ver también

Referencias

  1. ^ IUPAC , Compendio de terminología química , 2ª ed. (el "Libro de Oro") (1997). Versión corregida en línea: (2006–) "isomerización". doi :10.1351/libro de oro.I03295
  2. ^ Antónov L (2016). Tautomerismo: conceptos y aplicaciones en ciencia y tecnología (1ª ed.). Weinheim, Alemania: Wiley-VCH. ISBN 978-3-527-33995-2.
  3. ^ Cómo calcular las energías de isomerización de moléculas orgánicas con métodos químicos cuánticos Stefan Grimme , Marc Steinmetz y Martin Korth J. Org. Química. ; 2007 ; 72(6) págs. 2118 - 2126; (Artículo) doi :10.1021/jo062446p
  4. ^ Karl Griesbaum; Arno Behr; Dieter Biedenkapp; Heinz-Werner Voges; Dorotea Garbé; Christian Paetz; Gerd Collin; Dieter Mayer; Hartmut Hoeke (2002). "Hidrocarburos". Enciclopedia de química industrial de Ullmann . Weinheim: Wiley-VCH. doi :10.1002/14356007.a13_227. ISBN 3-527-30673-0.
  5. ^ Elyse Bernard, Philip Britz-McKibbin, Nicholas Gernigon (2007). "Fotoisomerización de resveratrol: un experimento de investigación guiada integradora"". Revista de Educación Química . 84 : 1159.{{cite journal}}: CS1 maint: multiple names: authors list (link)
  6. ^ Becker, Jürgen; Wentrup, Curt; Zeller, Klaus; Katz, Ellen (1 de julio de 1980). "Reordenamiento azuleno-naftaleno. Participación de 1-fenilbuten-3-inos y 4-fenil-1,3-butadienilideno". Mermelada. Química. Soc . 102 (15): 5110. doi :10.1021/ja00535a056.
  7. ^ Marrón, KN; Campo, LD; Lay, PA; Lindall, CM; Maestros, AF (1990). "(η 5 -Pentafenilciclopentadienil){1-(η 6 -fenil)-2,3,4,5-tetrafenilciclopentadienil}hierro(II), [Fe(η 5 -C 5 Ph 5 ){(η 6 -C 6 H 5 )C 5 Ph 4 }], un isómero de enlace del decafenilferroceno". J. química. Soc., Química. Comunitario. (5): 408–410. doi :10.1039/C39900000408.
  8. ^ Campo, LD; Hambley, TW; Humphrey, Pensilvania; Lindall, CM; Gainsford, GJ; Maestría, AF; Stpierre, TG; Webb, J. (1995). "Decafenilferroceno". Agosto. J. Química . 48 (4): 851–860. doi :10.1071/CH9950851.