Введение

Пары молекул с одинаковой химической формулой, демонстрирующие различные пространственные ориентации. Цистранс-изомерия, также известная как геометрическая изомерия, описывает определенное расположение атомов в молекулах. Префиксы "цис" и "транс" происходят от латинских слов: "с этой стороны" и "с другой стороны", соответственно. В химии "цис" указывает на то, что функциональные группы (заместители) расположены по одну сторону от некоторой плоскости, а "транс" – по противоположные стороны. Цистранс-изомеры являются стереоизомерами, то есть парами молекул, имеющих одинаковую формулу, но различающихся ориентацией функциональных групп в трехмерном пространстве. Изомеры цис и транс встречаются как в органических молекулах, так и в неорганических координационных комплексах. Описатели "цис" и "транс" не применяются к случаям конформационной изомерии, когда две геометрические формы легко взаимопревращаются, например, в большинстве структур с одинарной связью и открытой цепью; вместо этого используются термины "син" и "анти". Согласно IUPAC, "геометрическая изомерия" является устаревшим синонимом "цистранс-изомерии". Цистранс- или геометрическая изомерия классифицируется как один из типов конфигурационной изомерии.

Стабильность

Обычно для ациклических систем транс-изомеры более стабильны, чем цис-изомеры. Эта разница обусловлена неблагоприятным стерическим взаимодействием заместителей в цис-изомере. Следовательно, транс-изомеры имеют менее экзотермическую теплоту сгорания, что свидетельствует о большей термохимической стабильности. Это явление называется цис-эффектом.

Обозначение EZ

В принципе, цис-транс-нотация не должна использоваться для алкенов с двумя или более различными заместителями. Вместо этого используется E–Z-нотация, основанная на приоритете заместителей в соответствии с правилами приоритета Cahn–Ingold–Prelog (CIP) для абсолютной конфигурации. Стандартные обозначения IUPAC E и Z однозначны во всех случаях и поэтому особенно полезны для три- и тетразамещенных алкенов, чтобы избежать путаницы в определении того, какие группы рассматриваются как цис или транс по отношению друг к другу. Z (от немецкого zusammen) означает «вместе». E (от немецкого entgegen) означает «противоположно» в смысле «напротив». То есть, в Z-конфигурации более приоритетные заместители находятся по одну сторону двойной связи, а в E-конфигурации – по разные стороны. Определение того, является ли молекулярная конфигурация E или Z, осуществляется по правилам CIP, где более высоким атомным номерам присваивается более высокий приоритет. Для каждого из двух атомов двойной связи необходимо определить приоритет каждого заместителя. Если оба заместителя с более высоким приоритетом находятся на одной стороне, конфигурация обозначается как Z; если на противоположных сторонах – как E.

Поскольку цис-транс- и E–Z-системы сравнивают разные группы при алкене, не совсем верно, что Z соответствует цис, а E – транс. Например, транс-2-хлорбут-2-ен (две метильные группы, C1 и C4, в транс-положении друг к другу) является (Z)-2-хлорбут-2-еном (хлор и C4 находятся вместе, поскольку C1 и C4 находятся по разные стороны).

Неопределенная алкеновая стереохимия

Волнистые одинарные связи являются стандартным способом обозначения неизвестной или не указанной стереохимии, либо смеси изомеров (например, для тетраэдрических стереоцентров). Перекрестная двойная связь иногда использовалась, однако сейчас не считается допустимым стилем для общего применения согласно рекомендациям IUPAC, но все еще может требоваться некоторым компьютерным программам.

Неорганическая химия

Изомеризм цис-транс также может наблюдаться в неорганических соединениях.