Конформациони изомеризам

Конформери бутана, приказани у Њумановој пројекцији.

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.

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.