Конформационная энантиомерия

Рассмотрим молекулу мезо-формы 2,3-дибромбутана. Изобразим ее заслоненную и гош-конформации:

В отличие от заслоненной конформации, в гош-конформации мезо-формы нет ни одного элемента симметрии, кроме тривиального С1.(Иногда при рассмотрении конформации (25) "находят" зеркально-поворотную ось S₆, ошибочно поворачивая одну из групп C(CH₃)HBr с последующим отражением в плоскости. Это неверно! Зеркально- поворотная ось предполагает поворот всей молекулы с последующим отражением в плоскости. В гош-конформации (25) нет оси S₆). Следовательно, молекула в гош-конформации (25) хиральна. Тем не менее, известно, что мезо-формы оптически неактивны. На самом деле здесь нет противоречия. При переходе от заслоненной конформации (24) к гош-конформации (25) мы повернули фрагмент С(СН₃)НВr в одну сторону. В реальной молекуле 2,3-дибромбутана указанный фрагмент может с равной вероятностью повернуться ив противоположную сторону. При этом образуются две гош-конформации: (25) и (25^') в равном количестве и являющиеся энантиомерами. Они образуют рацемат, который оптически неактивен.

В случае мезо-формы 2,3-дибромбутана энантиомерные гош-конформации легко переходят друг в друга за счет вращения вокруг -связи и вследствие этого не могут быть выделены в индивидуальном состоянии.

Ecли создать условия, затрудняющие вращение вокруг -связи, то подобные конформационные энантиомеры не смогут превращаться друг в друга. Такой вариант возможен, например, при наличии в молекуле объемистых групп, "мешающих" повороту -связи. Классический пример - замещенные бифенилы. Изображенные ниже антиподы 6,6'-динитродифеновых кислот можно выделить в индивидуальной состоянии. Они не превращаются друг в друга, поскольку орто-заместители в фенильных кольцах мешают повороту вокруг -связи. Такие стереоизомеры называют атропоизомерами (от греч. "atropos" -неподвижный).

Если объем орто-заместителей в бифениле постепенно уменьшать, то наступит момент; когда взаимное превращение энантиомеров станет возможным вначале при повышенной температуре, а затем и при комнатной. При небольшом размере заместителей оптическая активность наблюдаться не будет, поскольку в этом случае будет существовать равновесная смесь конформаций, легко переходящих друг в друга.

Таким образом, в случае больших заместителей в бифениле (6,б'-динитродифеновые кислоты) речь идет о реально выделяемых энантиомерах, а следовательно, об их конфигурациях. В случае же малых заместителей мы имеем дело с конформациями. Отсюда видно, что между понятиями "конфигурация" и "конформация" отсутствует четкая граница.