Związek mezo
Związek mezo lub izomer mezo jest nieoptycznie czynnym członkiem zestawu stereoizomerów , z których co najmniej dwa są optycznie czynne. Oznacza to, że pomimo posiadania dwóch lub więcej stereocentrów , cząsteczka nie jest chiralna. Związek mezo można „nałożyć” na swoje lustrzane odbicie (nie mylić z możliwością nałożenia, ponieważ dowolne dwa obiekty można nałożyć na siebie, niezależnie od tego, czy są takie same). Dwa obiekty można nałożyć na siebie, jeśli wszystkie aspekty obiektów pokrywają się i nie daje to odczytu „(+)” ani „(-)” podczas analizy z polarymetr . Nazwa pochodzi od greckiego mesos oznaczającego „środek”.
Na przykład kwas winowy może istnieć jako dowolny z trzech stereoizomerów przedstawionych poniżej w projekcji Fischera . Spośród czterech kolorowych obrazków na górze diagramu , dwa pierwsze przedstawiają związek mezo (izomery 2R , 3S i 2S , 3R są równoważne), a następnie optycznie czynną parę kwasu lewowinowego (L-( R,R )-(+)-winowy) i kwas dekstrowinowy (D-( S,S )-(-)-kwas winowy). Związek mezo jest podzielony na pół przez wewnętrzną płaszczyznę symetrii , która nie występuje w przypadku izomerów innych niż mezo (oznaczona X). Oznacza to, że po odbiciu związku mezo przez płaszczyznę lustra prostopadłą do ekranu uzyskuje się tę samą stereochemię; nie dotyczy to kwasu nie-mezowinowego, który generuje inny enancjomer . Mezo związku nie należy mylić z racemiczną mieszaniną 50:50 dwóch optycznie czynnych związków, chociaż żaden z nich nie obraca światła w polarymetrze .
Wymagane jest, aby dwa stereocentra w związku mezo miały co najmniej dwa wspólne podstawniki (chociaż posiadanie tej cechy niekoniecznie oznacza, że związek jest mezo). Na przykład w 2,4-pentanodiolu zarówno drugi, jak i czwarty atom węgla, które są stereocentrami, mają wszystkie cztery wspólne podstawniki.
Ponieważ mezoizomer ma dające się nałożyć lustrzane odbicie, związek z łącznie n centrami chiralnymi nie może osiągnąć teoretycznego maksimum 2 n stereoizomerów, jeśli jeden ze stereoizomerów jest mezo.
Izomer mezo nie musi mieć płaszczyzny lustrzanej. Może mieć odwrócenia lub rotefleksji , taką jak S4 . Na przykład istnieją dwa izomery mezo 1,4-difluoro-2,5-dichlorocykloheksanu, ale żaden nie ma płaszczyzny lustrzanej, oraz dwa izomery mezo 1,2,3,4-tetrafluorospiropentanu (patrz rysunek). W rzeczywistości związek mezo może nie mieć symetrii w niektórych konformacjach , na przykład kwas mezowinowy w swojej konformacji gauche . Cząsteczka bez symetrii jest chiralna. Ale obecność równych ilości konformacji prawoskrętnych i lewoskrętnych będzie oznaczać, że mieszanina nie będzie skręcać światła spolaryzowanego.
Cykliczne związki mezo
1,2-podstawiony cyklopropan ma mezo cis -izomer (cząsteczka ma płaszczyznę lustrzaną) i dwa trans -enancjomery:
Dwa stereoizomery cis 1,2-podstawionych cykloheksanów zachowują się w większości przypadków jak związki mezo w temperaturze pokojowej. W temperaturze pokojowej większość 1,2-dipodstawionych cykloheksanów ulega szybkiemu przerzuceniu pierścienia (wyjątkami są pierścienie z dużymi podstawnikami), w wyniku czego dwa stereoizomery cis zachowują się chemicznie identycznie z odczynnikami chiralnymi. Jednak w niskich temperaturach tak nie jest, ponieważ energia aktywacji ponieważ przerzucania pierścienia nie można przezwyciężyć i dlatego zachowują się jak enancjomery. Na uwagę zasługuje również fakt, że gdy cykloheksan przechodzi odwrócenie pierścienia, absolutne konfiguracje stereocentrów nie zmieniają się.
