Isotopomeri

Gli isotopomeri o isomeri isotopici sono isomeri che contengono i medesimi atomi isotopici ma disposti in posizioni differenti. Il termine deriva per contrazione da isotopi isomeri. A seconda di come sono disposti gli isotopi, gli isotopomeri possono dar luogo a isomeri costituzionali o a stereoisomeri. Ad esempio gli isotopomeri CH₃CHDCH₃ e CH₃CH₂CH₂D sono una coppia di isomeri costituzionali del propano. (R)- e (S)-CH₃CHDOH o (Z)- e (E)-CH₃CH=CHD sono esempi di stereoisomeri isotopici rispettivamente dell'etanolo e del propene.

¹³C-NMR

Nella spettroscopia di risonanza magnetica nucleare l'isotopo ¹²C pur essendo molto abbondante non produce alcun segnale, mentre l'isotopo ¹³C si misura facilmente pur essendo poco abbondante. Di conseguenza tramite ¹³C-NMR si possono studiare gli isotopomeri di carbonio di un composto per avere informazioni sui diversi atomi di carbonio della struttura. Ogni singola molecola che contiene un unico atomo ¹³C dà informazioni sulla struttura nelle sue immediate vicinanze. Un campione reale contiene una miscela di tutti questi isotopomeri, e quindi un singolo spettro del campione fornisce informazioni su tutti gli atomi di carbonio presenti. In campioni normali contenenti carbonio quasi tutti gli atomi di carbonio sono ¹²C (la sua abbondanza isotopica è 98,9%), mentre l'abbondanza isotopica di ¹³C è solo circa 1%; così in totale c'è solo l'1% circa di abbondanza di isotopologhi contenenti un solo ¹³C, e quantità esponenzialmente minori di molecole contenenti due o più ¹³C. Nei rari casi in cui due atomi ¹³C siano adiacenti oltre al loro segnale caratteristico si osserva un effetto di accoppiamento J che può essere sfruttato per chiarire la struttura di composti sconosciuti.

Cinetica di reazione

Per quanto riguarda la cinetica di reazione, a volte diversi isotopomeri dello stesso composto possono reagire con velocità diverse. Questo effetto isotopico cinetico può servire a studiare i meccanismi di reazione analizzando come atomi di massa diversa influenzano il processo.

Bibliografia

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