Konformaatioiden

Konformaatioiden käsite kuvaa molekyylin mahdollisia kolmiulotteisia tiloja, jotka syntyvät pääasiassa yksinkertaisten sidosrakenteiden kiertämisestä. Eri konformaatiot ovat energialtaan erilaisia, mikä vaikuttaa molekyylin reaktiivisuuteen, fysikaalisiin ominaisuuksiin ja biologiseen sitoutumiseen. Koska muutos tapahtuu ilman kovalenttisten sidosten katkaisemista, konformaatiot ovat samaa molekyyliä eri tiloissa; niitä tarkastellaan usein erillisinä tiloina energiakentässä. Termiä käytetään laajasti sekä orgaanisessa kemiassa että biokemiassa.

Esimerkkejä klassisista konformaatiosta ovat avoimen ketjun alkaanit kuten butaani, joissa esiintyy anti- ja gauche-konformaatiot, sekä sykloheksaani, joka tarjoaa vakaimman konformaation chair (jousi) ja vähemmän stabiilin boat-konformaation. Substituenttien läsnäolo sykloheksaan muuttaa asettelua axial- tai equatorial-sijainteihin, mikä vaikuttaa reaktiivisuuteen ja steriikkaan. Ring-flip kuvaa konformaation vaihtumista renkaassa.

Konformaatioiden tutkimuksessa käytetään muun muassa NMR-dynaamista tutkimusta, joka paljastaa konformaationvälisiä siirtymiä ja niiden nopeuksia; lisäksi hyödynnetään röntgen- ja neutronitutkimuksia sekä laskennallisia menetelmiä kuten molekyylimekaniikka ja DFT (density functional theory), joiden avulla voidaan kartoittaa konformaatioenergia-maisemia. Konformaatioiden tunteminen on tärkeää esimerkiksi lääkeaineiden suunnittelussa ja katalyysissä, koska konformaatiorajoitukset tai -preferenssit voivat parantaa sitoutumista sekä valintakykyä.