ТОПОМЕРИЗАЦИЯ (вырожденная изомеризация), стерео-хим. превращение, приводящее к изменению внутримол. окружения структурно-идентичных лигандов (атомов или групп атомов) при сохранении порядка межатомных связей в молекуле. Неразличимые молекулы, принимающие участие в таком процессе, наз. топомерами.
Высокую склонность к топомеризация проявляют структурно-нежесткие молекулы (см. Нежесткие молекулы). В таких системах топомеризация может проявляться в разл. формах-внутреннего вращения молекул, вырожденных политопных перегруппировок и таутомерии.
Систематика типов топомеризация основана на концепции топных отношений-сравнении взаимного расположения лигандов и их окружения внутри данной молекулы. Процессы топомеризация, в которых участвуют гомо-, гетеро-, энантио- и диастереотоп-ные лиганды. соотв. относятся к типу гомо-, гетеро-, энантио- и диастереотопомеризаций.
Примером гомотодюмеризации является обмен окружения гомотопных атомов (занимают в молекуле структурно-эквивалентные положения) водорода или фтора в молекуле 1,1,1-трифторэтана, происходящий при внутр. вращении вокруг оси связи С—С:
Пример гетеротопомеризации-обмен гетеротопных атомов (занимают в молекуле структурно-неэквивалентные положения) в молекулебульвалена. происходящий по механизму таутомерной 3,3-сигматропной перегруппировки Коупа (топомеризация наз. топомеризация валентных связей, или структурная топомеризация):
В данной системе любой атом водорода или углерода поочередно попадает в четыре разл. положения: аллильное, два винильных и циклопропаноидное. В молекуле бульва-лена благодаря топомеризация реализована подвижная система хим. связей (пример соед. с флуктуирующей структурой).
Гораздо реже встречаются случаи энантиотопомери-зации. По этому механизму происходит изменение ориентации энантиотопных протонов HS и HR в 3,3-диметил-бутилмагнийхлориде благодаря обратимой диссоциации связи С—Mg:
Инверсия цикла в 1,1-дифторциклогексане протекает по механизму диастереотопомеризаций:
Др. примерами диастереотопомеризаций являются процессы рацемизации (см. Рацематы) соед., хиральность которых обусловлена заторможенностью внутр. вращения.
Для изучения процессов топомеризация наиб. удобны спектроскопич. методы (ЯМР, ЭПР, ИК, УФ и др.), позволяющие получить данные об этих процессах, например на основе анализа темпера-турно-зависимой эволюции спектров. В частности, вследствие анизохронности диастереотопных ядер эффективным методом изучения процессов диастереотопомеризаций является спектроскопия динамич. ЯМР. В то же время, если изохронность энантиотопных ядер удается нарушить взаимод. с хиральным веществом, то и процессы энантиотопо-меризации также можно исследовать спектроскопией ЯМР.
Термин "топомеризация" введен Дж. Бинчем, Э. Илиелом и Г. Кес-слером в 1971.
Литопомеризация: Минкии В. И., Олехнович Л. П., Жданов Ю. А., Молекулярный дизайн таутомерных систем, Ростов на/Д., 1977; Ногради М., Стереохимия, пер. с англ., М., 1984; Минкин В.И., Симкин Б.Я., Миняев Р.М., Квантовая химия органических соединений. Механизмы реакций, М., 1986; Binsch G., Eliel E.L., Kessler H., "Angew. Chem., Int Engl. Ed.", 1971, v. 10, № 8, p. 570-72. M. E. Клецкий.
