Какие изомеры называют скелетными и оптическими. Оптические изомеры. Пример решения задачи

Исторические источники как таковые имеют весьма и весьма неоднородную природу. Поэтому в источниковедении давно фигурируют самые разнообразные системы классификации исторических источников. Безусловно, все они связаны с определениями исторического источника и во многом зависят от последних. В целом можно выделить несколько типов классификации Никулин П.Ф. Учебное пособие «Теория и методика источниковедения в отечественной истории X - начала ХХ вв.» М., 2004. с. 48:

1. Классификация по цели создания. Предложена немецким ученым И. Дройзеном. В соответствии с ней источники делились на: ненамеренные (остатки, отражающие факты непосредственно), намеренные (свидетельства) и смешанные (памятники).

2. Классификация по степени близости источника к историческому факту, введена Э. Бернгеймом в 1889 году. Исторические источники разделяются на остатки и традицию. Это разделение источников, а соответственно и источниковедческого анализа (для традиции необходимы и внешняя, и внутренняя критики, для остатков -- достаточно внешней), было весьма широко распространено в источниковедении.

3. Классификация источников по носителю известна по трудам Э. Фримена, который разделил источники на: вещественные (памятники), письменные (документы) и словесные (повествования). В несколько видоизмененном виде эта система вошла в практику источниковедения в советский период, здесь источники были классифицированы в соответствии со способом кодирования и хранения информации на семь типов.

4. Смешанная классификация по цели создания и носителю (А. Ксенополь): вещественные (памятники), ненамеренные и осознанные (документы).

5. Классификация К. Эрслева по способу отражения источником исторического факта: остатки (людей и природные), изделия, произведенные людьми, факты современной жизни, дающие представление о событиях прошлого.

6. Классификация А. С. Лаппо-Данилевского: источники, изображающие историческое явление, и источники, отображающие явление». Благодаря первым возможно непосредственное восприятие события, данные вторых требуют «расшифровки».

7. В советском источниковедении утвердилась классификация источников по т. н. «социально-экономическим формациям» в соответствии с марксистско-ленинской схемой исторического развития.

8. Источники могут быть разделены также по видам: летописи, акты, мемуары, периодическая печать и т. д.

Последняя система классификации, безусловно, имеет смысл, однако, она не является глобальной, а затрагивает лишь конкретику источниковедения, и по сути своей остается частной классификацией. То же можно сказать и о выделении более общих видов: источники личного происхождения, массовые источники и т. д. Если же брать другую систему координат источниковедческого обобщения, то здесь весьма полезным может оказаться опыт источниковедения конца XIX -- начала XX вв. С другой стороны, встает вопрос, можно ли вообще предложить какую-то глобальную классификацию исторических источников, или же их комплекс представляет собой хаотичное нагромождение различных вещей и явлений. В этой связи наиболее актуальным становится определение исторического источника. Если исходить из того, что источник есть все, что может «источать информацию», и в этом случае под это понятие попадают и природные явления, то тогда существование обобщающей классификации действительно окажется абсолютно бессмысленным. Если же мы обратимся к определению более суженному, но более точному, то тогда существование единой классификации источников будет оправданным.

Например, по определению А. С. Лаппо-Данилевского: «источник -- всякий реализованный продукт человеческой психики, пригодный для изучения фактов с историческим значением» Лаппо-Данилевский А. С. Методология истории. М., 1996. с. 29 или по исходящему из него определению О.М. Медушевской: «источник -- продукт целенаправленной человеческой деятельности, используемый для получения данных о социальных явлениях и процессах» Медушевская О.М. Источниковедение. М., 2007. с. 24.

В современном источниковедении принято классифицировать исторические источники на три большие группы Бородкин Л.И. Многомерный статистический анализ в исторических исследованиях. М., 2006. с. 19:

Первый, самый многочисленный тип представляют письменные исторические источники, которые, в свою очередь, подразделяются на следующие основные виды:

1) законодательные источники, включающие памятники древнерусского права, светского права и прочие законодательные памятники;

2) актовый материал;

3) делопроизводственные текущие документы;

4) статистические документы, а также документы экономического и географического порядка;

5) документы личного происхождения (мемуары, дневники, переписка);

6) периодическая печать;

7) публицистика и литературные памятники.

Ко второму типу следует относить материальные (вещественные) памятники. К материальным реликтам, к примеру, относятся архитектурные ансамбли, остатки жилищных комплексов, другие предметы ремесленного производства, произведения искусства, машинная и боевая техника и проч. Весьма многие материальные по-прежнему сокрыты под земным покровом. Их извлечением занимается археология - наука, изучающая, главным образом путем раскопок, материальные памятники древней и средневековой истории. Роль археологических изысканий первостепенна в тех случаях, когда производится историческая реконструкция древних эпох и народов, не имевших письменности. Поэтому специфика работы археолога заключена в том, что он часто прибегает к применению достижений вспомогательных исторических дисциплин, естествознания и даже точных наук.

Третий тип исторических источников представляют этнографические памятники, содержащие те или иные сведения о различных народах, их названиях, ареалах расселения, специфике их культурной жизни, а также об особенностях их религиозных верований, обрядов и обычаев.

Совершенно очевидна полная несостоятельность попыток разделения источников по социально-экономическим формациям. Эта классификация абсолютно не соотносится с понятием исторического источника. Заслуженный скепсис вызывает и деление источников на «остатки» и «традицию», поскольку всякая традиция есть в то же время и остаток своего времени, своей эпохи. Классификация источников по носителю, т.е. по способу кодирования и хранения информации, в целом неплохо отражает онтологическую сторону определения, но все-таки гносеологическая его сторона остается во многом в тени.

Среди разнообразия этнографических источников особую ценность имеют древнейшие письменные документы - папирусы, клинописи, летописи, хроники: в этих источниках содержится комплексный и разнохарактерный этнографический материал. Также ценную группу этнографических памятников составляют изобразительные памятники - рисунки, орнаменты, скульптура и проч. Например, народные орнаменты отражают сюжеты и эпизоды древней мифологии, а также специфику религиозных верований и символов языческих культов. Изучением материальной и духовной культуры занимается отдельная наука - этнография, специфическая область исторического знания. При изучении той или иной стороны жизни народа этнография широко привлекает данные других наук, чьи предметы изучения соприкасаются с ее предметом: фольклор, традиционная история, археология, география, психология, религиоведение. Особенно тесное предметное взаимодействие существует между этнографией и археологией. Это и понятно, ведь у этих наук сходные источники, находящиеся в коллективном пользовании. В известном советском учебнике «Этнография» под редакцией Ю.В. Бромлея и Г.Е. Маркова сказано: «Органична связь этнографии с археологией. При изучении многих тем (история хозяйства, жилища и др.) очень сложно провести границу между источниками этих наук, т.к. этнографические материалы позволяют лучше понять археологические и, наоборот, без археологических данных невозможно изучать этническую историю» Бромлеь Ю.В., Марков Г.Е.. Этнография. М., 1984. с. 59.

Четвертый тип источников представлен фольклором - устным народным творчеством различных цивилизаций и эпох. К фольклорным источникам относятся: легенда - народное предание о жизни какого-либо лица или о каком-либо событии; эпос - героические сказания, былина; предание - переходящий из поколения в поколение рассказ о былом; сказка - народно-поэтическое повествовательное произведение о вымышленных лицах и событиях с участием волшебных, фантастических сил, и прочие источники. Фольклорные источники, как и данные археологии, приобретают ценность при реконструкции древнейших исторических эпох.

В советское время немало действительно заслуженных мэтров историографии придавали должное внимание фольклорным источникам. Известно, что такой признанный авторитет по истории Древней Руси, как академик Б.А. Рыбаков, упорно придерживался мысли о том, что древнерусские былины - суть разновидность устных источников, в которых нашли свое отражение события далекой древнерусской старины. В 70-80-е годы ХХ века в связи с пробуждением интереса к фольклору в отечественной исторической науке стала употребляться новая терминология - «устная история» как специфическая разновидность исторического фольклорного источника. Е.М. Жуков дает следующее определение термину «устная история»: «Под этим понимается использование устных свидетельств участников тех или иных событий, которые не зафиксированы в документальных материалах. Однако данные устной истории, как правило, трансформируются в разновидность документальных источников, поскольку для фиксации устных свидетельств или интервью непосредственных участников изучаемых событий широко применяется стенографирование или звукозаписывающая техника» Жуков Е.М. Очерки методологии истории. - М.: Наука, 1987. с. 146. При этом Е.М. Жуков резонно отмечает, что «устная история» имеет особое значение для народов, не имеющих своей письменности, «бесписьменных народов» Там же. С. 147.

То, что древние предания и легенды отражают в себе реальные исторические события, уходящие корнями в доисторические эоны, является очевидным фактом для некоторых духовных вождей ХХ века. Примером может служит творчество и историография Николая Рериха, провозвестника Новой космической эры, Нового Золотого века. В работе «Семь великих тайн космоса» создатель «Агни-йоги» пишет: «Да, легенды не отвлеченность, но сама реальность… Неверно думать, что легенда принадлежит призрачной древности. Непредубежденный ум отличит легенду, творимую во все дни Вселенной. Каждое народное достижение, каждый вождь, каждое открытие, каждое бедствие, каждый подвиг облекаются в крылатую легенду. Поэтому не будем презирать легенды истины, но посмотрим зорко и позаботимся о словах действительности» Самородов Д.П. Введение в историю и в основы научно-исторической методологии. М., 2005. с. 94.

О необходимости более внимательного, вдумчивого и доверительного создания отношения к легендам и другим разновидностям фольклорных источников ратуют современные представители теоретической истории. Недоброжелатель официальной историографии А.А. Вотяков (с гордостью признающий себя дилетантом) в своей «Теоретической истории» утверждает: «Свой фундамент Теоретическая История должна строить в основном на легендах…» Вотяков А.А. Теоретическая история. - М.: «София», 1999. с. 65

Многим ортодоксально ориентированным историкам по-прежнему трудно рассмотреть в историческом фольклоре оттиск невымышленной исторической реальности. Причиной такого положения дел является, во-первых приверженность догмам научного материализма, во-вторых - упорная верность официальной (скалигеровской) модели исторической хронологии. современные историки, отдающие свое предпочтение «удлиненной» модели хронологии и признающие факт существования доисторических цивилизаций, а также роль «космического» фактора во всемирной истории, напротив, осознают огромную источниковую ценность фольклора и учатся за тенетой аллегории и мифологической завуалированности увидеть то, что действительно когда-то происходило.

Еще один, пятый тип исторических источников представлен данными лингвистики - наукой о языкознании. Особую роль для историка в воссоздании картины древней истории имеет также топонимика, раздел языкознания, изучающий собственные географические названия в их совокупности.

С начала ХХ века в связи с быстрым развитием индустриальных технологий возникла еще один специфический тип исторических источников - фото и кинохроника, запечатлевшие новейшую историю в динамичной ретроспективе. К этому же типу источников примыкают и такие своеобразные источники, как фондодокументы.

Вывод по §2. Исторические источники как таковые имеют весьма и весьма неоднородную природу. В источниковедении давно фигурируют самые разнообразные системы классификации исторических источников: по цели создания, по степени близости источника к историческому факту, по носителю, по цели создания и носителю, по способу отражения источником исторического факта, по социально-экономическим формациям, по видам.

В современном источниковедении принято классифицировать исторические источники на три большие группы: письменные исторические источники, материальные (вещественные) памятники и этнографические памятники, содержащие те или иные сведения о различных народах, их названиях, ареалах расселения, специфике их культурной жизни, а также об особенностях их религиозных верований, обрядов и обычаев.

Вывод по главе 1. К историческим источникам в современном источниковедении принято относить весь комплекс документов и предметов материальной культуры, непосредственно отразивших исторический процесс и запечатлевших отдельные факты, и свершившиеся события, на основании которых воссоздается представление о той или иной исторической эпохе, выдвигаются гипотезы о причинах или последствиях, повлекших за собой те или иные исторические события. При этом любой исторический источник является продуктом социальной деятельности людей.

Необходимо отметить, что изучение любого исторического источника представляет собой сложную научную задачу, предполагающую не пассивное следование за ним, но активное и пристрастное «вторжение», «вживание» в его структуру, смысл, специфику формы, содержание, язык, стиль. Каждый источник нуждается в глубоком индивидуальном изучении, учитывающем при этом необходимость комплексного исследования всех сохранившихся свидетельств о прошлом человеческого обществе.

В связи с тем, что исторические источники имеют весьма неоднородную природу, различные авторы предлагают самые разнообразные системы их классификации: по цели создания, по степени близости источника к историческому факту, по цели создания и носителю, по способу отражения источником исторического факта и по другим критериям.

В современном источниковедении принято классифицировать исторические источники на три большие группы: письменные источники, материальные памятники и этнографические памятники.

С реди органических соединений встречаются вещества, способные вращать плоскость поляризации света. Это явление называют оптической активностью, а соответствующие вещества - оптически активными . Оптически активные вещества встречаются в виде пар оптических антиподов - изомеров, физические и химические свойства которых в обычных условиях одинаковы, за исключением одного - знака вращения плоскости поляризации: один из оптических антиподов отклоняет плоскость поляризации в право (+, правовращающий изомер), другой –влево (-, левовращающий).

Оптическая изомерия появляется тогда, когда в молекуле присутствует асимметрический атом углерода . Так называют атом углерода, связанный с четырьмя различными заместителями. Возможны два тетраэдрических расположения заместителей вокруг асимметрического атома. Обе пространственные формы нельзя совместить никаким вращением; одна из них является зеркальным изображением другой.

Рассмотренный вид изомерии называют оптической изомерией , зеркальной изомерией или энантиомерией . Обе зеркальные формы составляют пару оптических антиподов или энантиомеров .
Число пространственных изомеров определяют по формуле Фишера N= 2 n , где n - число асимметрических центров.

Проекционные формулы

Для условного изображения асимметрического атома на плоскости пользуются проекционными формулами Э.Фишера . Их получают, проецируя на плоскость атомы, с которыми связан асимметрический атом. При этом сам асимметрический атом, как правило, опускают, сохраняя лишь перекрещивающиеся линии и символы заместителей. Чтобы помнить о пространственном расположении заместителей, часто сохраняют в проекционных формулах прерывистую вертикальную линию (верхний и нижний заместитель удалены за плоскость чертежа), однако часто этого не делают. Ниже приведены различные способы записи проекционной формулы, отвечающей левой модели на предыдущем рисунке:

Приведем несколько примеров проекционных формул:

При названиях веществ приведены их знаки вращения. Это значит, например, что левовращающий антипод бутанола-2 имеет пространственную конфигурацию, выражаемую именно приведенной выше формулой, а ее зеркальное изображение отвечает правовращающему бутанолу-2. Определение конфигурации оптических антиподов проводится экспериментально.

Смесь, состоящая из равного количества обоих антиподов, называется рацематом. Она оптически неактивна, имеет отличные значения физических констант.

В принципе, каждый оптический антипод может быть изображен двенадцатью (!) различными проекционными формулами - в зависимости от того, как расположена модель при построении проекции, с какой стороны мы смотрим на нее. Чтобы стандартизировать проекционные формулы, введены определенные правила их написания. Так, главную функцию, если она находится в конце цепи, принято ставить наверху, главную цепь изображать вертикально.

Правила преобразования проекционных формул:

1. Формулы можно вращать в плоскости чертежа на 180 о, не меняя их стереохимического смысла:

2. Две (или любое четное число) перестановки заместителей у одного асимметрического атома не меняют стереохимического смысла формулы:

3. Одна (или любое нечетное число) перестановок заместителей у асимметрического центра приводит к формуле оптического антипода:

4. Поворот в плоскости чертежа на 90 о превращает формулу в антипод, если только при этом одновременно не изменить условие расположения заместителей относительно плоскости чертежа, т.е. не считать, что теперь боковые заместители находятся за плоскостью чертежа, а верхний и нижний - перед ней. Если пользоваться формулой с пунктиром, то изменившаяся ориентация пунктира прямо напомнит об этом:

5. Вместо перестановок проекционные формулы можно преобразовывать путем вращения любых трех заместителей по часовой стрелке или против нее; четвертый заместитель при этом положения не меняет (такая операция эквивалентна двум перестановкам):

6. Проекционные формулы нельзя выводить из плоскости чертежа.

Другие типы оптически активных веществ

В этом разделе перечислены некоторые другие классы органических соединений, также обладающих оптической активностью (т.е. существующие в виде пар оптических антиподов).

Атом углерода не обладает монополией на создание хиральных центров в молекулах органических соединений. Центром хиральности могут быть также атомы кремния, олова, четырехковалентного азота в четвертичных аммониевых солях и окисях третичных аминов:

В этих соединениях центр асимметрии имеет тетраэдрическую конфигурацию, как и асимметрический атом углерода. Существуют, однако, и соединения с иной пространственной структурой хирального центра.

Пирамидальную конфигурацию имеют хиральные центры, образованные атомами трехвалентного азота, фосфора, мышьяка, сурьмы, серы. В принципе, центр асимметрии можно считать тетраэдрическим, если в качестве четвертого заместителя принять неподеленную электронную пару гетероатома:

Оптическая активность может возникать и без хирального центра, за счет хиральности структуры всей молекулы в целом (молекулярная хиральность или молекулярная асимметрия ). Наиболее характерными примерами являются наличие хиральной оси либо хиральной плоскости .

Хиральная ось возникает, например, в алленах, содержащих различные заместители при sp 2 -гибридных углеродных атомах. Легко видеть, что приведенные ниже соединения являются несовместимыми зеркальными изображениями, а значит оптическими антиподами:

Другой класс соединений, имеющих хиральную ось - оптически активные бифенилы, которые имеют в орто -положениях объемистые заместители, затрудняющие свободное вращение вокруг С-С связи, соединяющей бензольные ядра:

Хиральная плоскость характеризуется тем, что у нее можно различить "верх" и "низ", а также "правую" и "левую" стороны. Примером соединений с хиральной плоскостью могут служить оптически активный транс- циклооктен и оптически активное производное ферроцена:

Диастереомерия

Соединения с несколькими асимметрическими атомами обладают важными особенностями, отличающими их от рассмотренных ранее более простых оптически активных веществ с одним центром асимметрии.

Допустим, что в молекуле некоего вещества имеются два асимметрических атома; обозначим их условно А и Б. Легко видеть, что возможны молекулы со следующими комбинациями (N=2 2 =4):

Молекулы 1 и 2 представляют собой пару оптических антиподов; то же самое относится и к паре молекул 3 и 4. Если же сравнивать друг с другом молекулы из разных пар антиподов - 1 и 3, 1 и 4, 2 и 3, 2 и 4, то мы увидим, что перечисленные пары не являются оптическими антиподами: конфигурация одного асимметрического атома у них совпадает, конфигурация другого - не совпадает. Это пары диастереомеров , т.е. пространственных изомеров, не составляющих друг с другом оптических антиподов.

Диастереомеры отличаются друг от друга не только оптическим вращением, но и всеми другими физическими константами: у них разные температуры плавления и кипения, разные растворимости и др. Различия в свойствах диастереомеров зачастую ничуть не меньше, чем различия в свойствах между структурными изомерами.

Примером соединения рассматриваемого типа может случить хлоряблочная кислота(2 различных хиральных центра):

Ее стереоизомерные формы имеют следующие проекционные формулы:

эритро-формы трео-формы

Названия эритро - и трео - происходят от названий углеводов эритрозы и треозы. Эти названия употребляют для указания взаимного положения заместителей у соединений с двумя асимметрическими атомами: эритро -изомерами называют те, у которых два одинаковых боковых заместителя стоят в стандартной проекционной формуле на одной стороне (справа или слева, два конца буквы Э); трео -изомеры имеют одинаковые боковые заместители на разных сторонах проекционной формулы. Два эритро- изомера представляют собой пару оптических антиподов, при их смешении образуется рацемат. Парой оптических изомеров являются и трео- формы; они тоже дают при смешении рацемат, отличающийся по свойствам от рацемата эритро- формы. Таким образом, всего существуют четыре оптически активных изомера хлоряблочной кислоты и два рацемата.

Число стереоизомеров может уменьшаться из-за частичной симметрии, появляющейся в некоторых структурах. Примером может служить винная кислота, у которой число индивидуальных стереоизомеров сокращается до трех. Их проекционные формулы:

I II III

Формула I идентична с формулой Iа, так как превращается в нее при повороте на 180 о в плоскости чертежа и, следовательно, не изображает нового стереоизомера. Это оптически неактивная модификация называется мезо-форма . Мезо-формы имеются у всех оптически активных веществ с несколькими одинаковыми (т.е. связанными с одинаковыми заместителями) асимметрическими центрами. Проекционные формулы мезо-форм всегда можно узнать по тому, что их можно разделить горизонтальной линией на две половины, которые по записи на бумаге формально идентичны, в действительности же зеркальны (плоскость внутренней симметрии):

Формулы II и III изображают оптические антиподы винной кислоты; при их смешении образуется оптически неактивный рацемат - виноградная кислота.

Номенклатура оптических изомеров

Самая простая, наиболее старая, однако и ныне еще употребляемая система номенклатуры оптических антиподов, основана на сравнении проекционной формулы называемого антипода с проекционной формулой некоего стандартного вещества, выбранного в качестве "ключа". Так, для α -оксикислот и α -аминокислот ключом является верхняя часть их проекционной формулы (в стандартной записи):

Конфигурацию всех α -оксикислот, имеющих в стандартно написанной проекционной формуле Фишера гидроксильную группу слева, обозначают знаком L ; если же гидроксил расположен в проекционной формуле справа - знаком D

Ключом для обозначения конфигурации соединений служит глицериновый альдегид:

В молекулах сахаров обозначение D- или L- относится к конфигурации нижнего асимметрического центра.

Система D- ,L- обозначений имеет существенные недостатки: во-первых, обозначение D- или L- указывает конфигурацию только одного асимметрического атома, во-вторых, для некоторых соединений получаются разные обозначения, в зависимости от того, взят ли в качестве ключа глицериновый альдегид или оксикислотный ключ, например:

Эти недостатки системы ключей ограничивают ее применение в настоящее время тремя классами оптически активных веществ: сахарами, аминокислотами и оксикислотами. На общее же применение рассчитана R,S-система Кана, Ингольда и Прелога.

Для определения R- или S-конфигурации оптического антипода необходимо расположить тетраэдр заместителей вокруг асимметрического углеродного атома таким образом, чтобы младший заместитель (обычно это водород) имел направление "от наблюдателя". Если движение при переходе по кругу трех остальных заместителей от старшего к среднему по старшинству и затем к самому младшему происходит против часовой стрелки - это S -изомер (ассоциируется с таким же движением руки при написании буквы S), если по часовой стрелке - это R- изомер (ассоциируется с движением руки при написании буквы R).

Для определения старшинства заместителей у асимметрического атома используются правила подсчета атомных номеров, уже рассмотренные нами в связи с Z,E-номенклатурой геометрических изомеров.

Для выбора R,S-обозначений по проекционной формуле необходимо путем четного числа перестановок (не изменяющих, как мы знаем, стереохимического смысла формулы) расположить заместители так, чтобы младший из них (обычно водород) оказался внизу проекционной формулы. Тогда старшинство остальных трех заместителей, падающее по часовой стрелке, соответствует обозначению R, против часовой стрелки - обозначению S: