Los isotopómeros o isómeros isotópicos son isómeros con átomos isotópicos , que tienen el mismo número de cada isótopo de cada elemento pero difieren en sus posiciones. El resultado es que las moléculas son isómeros constitucionales o estereoisómeros basándose únicamente en la ubicación isotópica. Por ejemplo, CH 3 CHDCH 3 y CH 3 CH 2 CH 2 D son un par de isotopómeros constitucionales de propano . ( R ) - y ( S ) -CH 3 CHDOH o ( Z ) - y ( E ) -CH 3CH = CHD son ejemplos de estereoisómeros isotópicos de etanol y propeno , respectivamente. [1] El término isotopómero fue propuesto por primera vez por Seeman y Paine en 1992 para distinguir los isómeros isotópicos de los isotopólogos (homólogos isotópicos). [2] [3]
13 C-NMR
En la espectroscopia de resonancia magnética nuclear , el isótopo 12 C altamente abundante no produce ninguna señal, mientras que el isótopo 13 C comparativamente raro se detecta fácilmente. Como resultado, los isotopómeros de carbono de un compuesto se pueden estudiar mediante RMN de carbono 13 para conocer los diferentes átomos de carbono en la estructura. Cada estructura individual que contiene un solo isótopo de 13 C proporciona datos sobre la estructura en su vecindad inmediata. Una muestra grande de una sustancia química contiene una mezcla de todos esos isotopómeros, por lo que un solo espectro de la muestra contiene datos sobre todos los carbonos que contiene. Casi todo el carbono en muestras normales de sustancias químicas basadas en carbono es 12 C, con solo alrededor del 1% de abundancia de 13 C, por lo que solo hay alrededor del 1% de abundancia del total de isotopólogos sustituidos individualmente , y cantidades exponencialmente más pequeñas. de estructuras que tienen dos o más 13 C en ellos. El raro caso en el que dos átomos de carbono adyacentes en una sola estructura son ambos 13 C provoca un efecto de acoplamiento detectable entre ellos, así como señales para cada uno de ellos. El experimento de correlación INADECUADA utiliza este efecto para proporcionar evidencia de qué átomos de carbono en una estructura están unidos entre sí, lo que puede ser útil para determinar la estructura real de una sustancia química desconocida.
Cinética de reacción
En la cinética de reacción, a veces se observa un efecto de velocidad entre diferentes isotopómeros de la misma sustancia química. Este efecto de isótopo cinético se puede utilizar para estudiar los mecanismos de reacción analizando cómo el átomo de masa diferente está involucrado en el proceso. [4]
En bioquímica, las diferencias entre los isotopómeros de productos bioquímicos como los almidones son de importancia práctica en arqueología. Ofrecen pistas sobre la dieta de los humanos prehistóricos que vivieron desde el Paleolítico. [ cita requerida ] Esto se debe a que el dióxido de carbono natural contiene 12 C y 13 C. Las monocotiledóneas , como el arroz y la avena , se diferencian de las dicotiledóneas , como las patatas y los frutos de los árboles , en las cantidades relativas de 12 CO 2 y 13 CO 2 que incorporan a sus tejidos como productos de la fotosíntesis . Cuando se recuperan tejidos de tales sujetos, generalmente dientes o huesos, el contenido isotópico relativo puede dar indicaciones útiles de la fuente principal de los alimentos básicos de los sujetos de las investigaciones.
Ver también
Referencias
- ^ IUPAC , Compendio de terminología química , 2ª ed. (el "Libro de oro") (1997). Versión corregida en línea: (2006–) " isotopomer ". doi : 10.1351 / goldbook.I03352
- ^ Seeman, Jeffrey I .; Secor, Enrique V .; Disselkamp, R .; Bernstein, ER (1992). "Análisis conformacional mediante sustitución isotópica selectiva: determinación espectroscópica de chorro supersónico de la conformación de energía mínima del o-xileno" . Revista de la Sociedad Química, Comunicaciones químicas (9): 713. doi : 10.1039 / C39920000713 . Consultado el 25 de marzo de 2019 .
- ^ Seeman, Jeffrey I .; Paine, III, JB (7 de diciembre de 1992). "Carta al Editor: 'Isotopomers, Isotopologs ' " . Noticias de Química e Ingeniería . Sociedad Química Americana. 70 (2). doi : 10.1021 / cen-v070n049.p002 . Consultado el 28 de agosto de 2020 .
- ^ Blake, Michael E .; Bartlett, Kevin L .; Jones, Maitland (2003). "Una conversión de m- bencina a o- bencina a través de un cambio 1,2 de un grupo fenilo" (PDF) . Revista de la Sociedad Química Estadounidense . 125 (21): 6485–6490. doi : 10.1021 / ja0213672 . PMID 12785789 .