isomerisaatio

Isomerisaatio on kemiallinen reaktio tai biologinen prosessi, jossa yhdisteen isomeeriksi muuttuminen tapahtuu ilman että sen empiirinen kaava muuttuu. Isomerit ovat samaa molekyylikaavaa, mutta niillä on erilainen rakenne tai järjestys atomien kesken. Isomerisaatioja voidaan erottaa konstituutioisomerian (rakenteellinen isomeria) ja stereoisomerian (geometrinen ja optinen isomeria) perusteella. Konstituutioisomeriat eroavat siinä, miten atomit ovat sitoutuneet toisiinsa; stereoisomerioissa samaa rakennetta voidaan katsoa eri kolmiulotteisiksi järjestyksiksi, kuten cis/trans-geometria tai optinen epäreiluus.

Prosessit voivat olla sekä lämpötilaan, paineisiin ja katalyyttiin reagoivia kemiallisia reaktioita että biologisia reittejä. Katalyytteina käytetään usein hapoilla toimivia yhdisteitä tai metalleja sekä erityisiä katalyyttisiä materiaaleja kuten zeoliitteja. Esimerkkejä ovat alkaani- ja alkeeni-isomerisaatiot sekä cis-trans isomerisaatiot. Lisäksi entsymaattiset isomerisaatiot ovat keskeisiä biologisissa prosesseissa: isomeraasientsyymit katalysoivat yhdisteiden sisäisten ryhmien uudelleen järjestymistä ilman ulkoisen molekyylin poistamista.

Käytännön sovelluksia löytyy sekä teollisuudesta että biokemiasta. Esimerkiksi öljy- ja kaasuteollisuudessa n-alkaneja isomeroidaan parempien polttoaineominaisuuksien saavuttamiseksi (kuten korkeakutteriset oktaniluvut) käyttämällä katalyytteja. Elintarviketeollisuudessa glukoosin isomerisaatio fruktoosiksi katalyyttisesti on keskeinen askel korkeafruktoosisen maun ja koostumuksen saavuttamiseksi. Yleistajuisemmin isomerisaatio tarkoittaa yleisesti kummankin isomerin tasapainoa ja muutosnopeutta riippuen reaktiokäytännöistä ja katalyyteistä.