DE3249651T1

DE3249651T1 - Raummodell einer Molekülstruktur

Info

Publication number: DE3249651T1
Application number: DE19823249651
Authority: DE
Inventors: Raik-Chiio Neemeevi&ccaron; Tartu Mikelsaar
Original assignee: TARTUSKII GU
Current assignee: TARTUSKII GU
Priority date: 1982-12-24
Filing date: 1982-12-24
Publication date: 1985-01-10
Also published as: GB2143069A; FI843248A; SE443464B; WO1984002599A1; FI72828C; DE3249651C2; FI843248A0; CH665916A5; HU195020B; US4812128A; SE8403974L; GB2143069B; SE8403974D0; HUT34091A; GB8421245D0; FI72828B

Description

RAUMMODELL EINER MOLKULSTRUKTUR

Gebiet der Technik \ Die Erfindung bezieht sich auf Wissenschaft liehe ^l J,

Anschauungsmittel und betrifft insbesondere Raummodelle t

von Iv'iolekülstrukturen. |

Vorhergehender Stand der Technik Raummodelle von Molekülstrukturen stellen miteinander verbundene Moduln dar, die z.B. aus iKunstistoffen hergestellt werden. Die Moduln können als Hemisphären, TO auch mit abgeschnittenen Flächen, oder als Polyeder aus·- gebildet sein. Jeder Modul stellt die Nachbildung eines

Atoms dar. Der Radius der Hemisphäre entspricht dem ,|

Van-der-WaaIs'sehen Atomradius und der Abstand der f

■ ' γ

Schnittfläche der Hemisphäre von ihrem Mittelpunkt dem %

kovalenten Atomradius. Die Verbindungselemente der |

Moduln modellieren Atombindungen, und- die Winkel zwi- |.

sehen ihren geometrischen Achsen stellen die Valenz- §

winkel dar. Die Drehung einzelner Moduln oder ihrer f

Komplexe um die Verbindungselemente gibt die Konforma- |

tionsbewegungen der Atome im Raum wieder. |

Ein bekanntes Raummodell einer Molekülstruktur enip, . |

hält hohle Kunststoffmoduln, die als Hemisphären, '. ? Λ

Sphären mit abgeschnittenen Flächen oder als Polyeder "J

ausgeführt sind. Jeder Modul hat ein Loch oder mehrere ■ J\

Löcher, in die kegelförmige Verbindungselemente einge- /U

setzt werden (vgl, z.B. das US-Patent schrift Ux. 3ii70246, :■' '^;!

Klasse 35-18, 1965). . ' ; "\\ ' A

Bekannt ist auch ein Raummodell einer Molekülstruk-; |

tür mit Kunststoffmoduln, die jeweils ein Atom der zu |

modellierenden Molekülstruktur nachbilden. Die Moduln I

sind miteinander mittels der in die Modullöcher einge- \

setzten Verbindungselemente verbunden. Jeder Kunststoff- j

modul, der zur Nachbildung eines Atoms von zyklischen I Verbindungen bestimmt ist, hat die Form eines massigen Polyeders, wobei die Polyeder im Raummodell einander mit ihren Flächen berühren und eine gemeinsame Spitze haben (vgl. z.B. den Prospekt der Firma The Ealing Corporation, South Natick, Massachusetts, "CPK

Precision Molecular Models", 1980, S. 27, 50).

Ein Mangel solcher bekannten Baummodelle besteht darin, dass sie zum Modellieren von nur zyklischen Planarv erbindungen geeignet sind» Das ist dadurch bedingt, dass beim Zusammenbau eines Modells von zyklischen Verbindungen die Mittelpunkte der Moduln in einer Ebene liegen, die bedingt Zyklusebene genannt sei, wobei die durch einander berührende Po lye der flächen gebildete Winkelsumme gleich oder kleiner als j$60° ist und T-O infolgedessen das Herausführen eines oder mehrerer Atome : aus der Zyklusebene unmöglich ist.

Offenbarung der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Baummodell einer Molekülstruktur zu entwickeln, bei dem :¹5 die Ausführung der Moduln die Nachbildung von aplanaren zyklischen Verbindungen ermöglicht.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass für ein Baummodell einer Molekülstruktur mit Kunststoffmoduln, die jeweils ein Atom der zu modellierenden Molekülstruktur nachbilden und miteinander verbunden sind, wobei jeder der zur Nachbildung von Atomen zyklischer Verbindungen bestimmten Kunststoffmoduln als Polyeder ausgeführt ist . und die Moduln im Raumraodell so..angeordnet werden, dass die benachbarten Polyeder einander ?5. mit ihren Flächen berühren und eine gemeinsame Spitze hauen, er findung sg em S ss die Kunst stoff moduln dieses Raixmmodells., die zum Modellieren einer aplanaren zyklischen Verbindung mit wenigstens drei Kunststoffmoduln bestimmt sind, so ausgeführt sind,dass die durch die einander berührenden Poly ederflä'chen der Moduln gebildete Winkelsumme grosser als 360° ist.

Es ist zweckmässig, den zur Nachbildung eines Atoms von zyklischen Verbindungen bestimmten Kunst stoffmodul als ein unrege!massiges Polyeder auszufuhren.

324565.1

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Die Erfindung wird in der nachstehenden Beschreibung, f

der Aucfuhrungsbeispiele und anhand der beigefügten ''■'·:.;; , |

Zeichnungen nä'Iier erläutert. Hierbei zeigt: \|

Fig. 1 einon Teil eines Raummodells einer Mo~ \

lekülstruktur gcma'ss der Erfindung· \.

Fig. 2 dasselbe Raummodell mit zwei um ihre Befestigungsachse verdrehten Moduln;

Fig. P einen Modul eines Raummodells· Fig. 4- ein Raummodell einer Molekülstruktur aplanarer zyklischer Verbindung von .Atomen gemäss der Erfindung _;

Pig. 5 a, b Diagramme von Wiznkeln in einem Mole- §

kül der (Desoxy)-Ribose; . |

Fig. 6 a, b Diagramme von Winkeln in einem aus * ■'■■!

den Moduln gemä'ss der Erfindung aufgebauten Raummodell ·.> Ί f

eines Moleküls der (Desoxy)-Ribose. |

Bevorzugte Ausführungsvariante,der Erfindung |

Das Raummodell einer Molekülstruktur enthält mit- |

einander verbundene Kunststoffmoduln 1, 2 (Fig. 1, 2), |

von denen ^e^e^ Modul ein Atom der zu modellierenden ['

- . .-ii

Molekülstruktur nachbildet. Die Moduln 1 sind annähernd §

als Tetraeder ausgebildet, deren Flächen 3 und 4 V ; \\

Löcher 5, zur Verbindung der Moduln beim Zusammenbau \

des Modells haben. Die Moduln 2 haben die Form; einer ij

Hemisphäre mit abgeschnittenen Oberflächen, diel; ρ _; :· ,...-,. '^

Seitenflächen zur Berührung mit den benachbart^Mo- ; -|

duln 1 bilden. ' ''^f- ■!

In Fig. 1 und 2 ist ein Teil eines Raummodells *

dargestellt, welches aus fünf einander berührenden |

Moduln besteht, von denen vier Moduln einen ungefähr j

gleichen Spitzenwinkel oc haben, wobei die Spitze 6 |

für alle Moduln gemeinsam ist. Zur Bildung des Modells ·|

einer aplanaren zyklischen Verbindung aus fünf Moduln, ;|

in dem die Mittelpunkte der Moduln nicht in einer , J Ebene liegen, werden zwei Moduln 1 relativ zu der Achse

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ihrer Verbindung mit den benachbarten Moduln in ,_; Richtung der Pfeile A soweit verdreht, bis der Winkel ß

Zwischen ihren Seitenflächen 7, 8 das Einsetzen des : ; -fünften Moduls 9 (3ilg. 3) ermöglicht, welcher ebenf&lls die Form eines unregelinässigen Polyeders hat, Λ^;: -._i*ei dem der Winkel zwischen seinen Fla'chen nicht gleich dem Winkel Jb ist. Ein auf diese Weise zusammengebautes Eaummodell einer Molekülstruktur mit der aplanaren zyklischen Atombindung ist in Hg. 4 dargestellt.

V:; In Fig;. 5 und 6 ist ein Beispiel zur Bestimmung

:- , . ; . vpn Valenzwinkeln fur das Molekül der (Deaoxy)-EiboEe

f ;.-.■;· , -; ./''gezeigt· Auf Grund von Daten der Hont gen struktur ana Iy se

f M ;_v |!ürde festgestellt, dass die inneren Valenzwinkel gleich

y ■ 1;^: Ä5- ίΐ01,3°, i:02,4°, 104,4° - tO6,1 °, 109,2° - Π0,0°, -j_H ■■"'■,-, '."'■' 1.05,6° - 1,07,3° sind und ihre Summe 525° betrSgt,

] ;'"' _: während die durch die Ebenen 10 um den Mittelpunkt

..pLjBS Moleküls gebildeten Winkel entsprechend gleich

j ;: ⁿ ^,7°, 77,6°, 75,6° - 73,9°, 70,8° - 70,0°, 74,4° -

'■'■■■ 33 ■■;.;#■,7° sind und ihre Summe 375° beträgt. Das gebaute

\ i.ν- :-Äfdell dieser Molekülstruktur hat die inneren Valenzwin-

von i:04° undHO⁰ mid ihre Summe beträgt 526°_f

-^führend die Summe der Zentralwinkel des Moleküls gleich

° ist und diese Winkel 76° bzw. 70° betragen.

·2·5 Der Zusammenbau eines Modells einer Molekülstruktur

mit der aplanaren zyklischen Verbindung wird folgenderweise durchgeführt.

:; Vier Moduln "1 und 2 werden miteinander verbunden, iiförauf zwei von diesen Moduln relativ zu ihrer Verfbindungsachse in gleicher Richtung verdreht werden. In iden entstandenen Raum 11 (Hg. 2) wird der fünfte Modul 9 eingesetzt, der in bezug auf die übrigen Moduln herausgeschoben bleibt.

Industrielle Anwendbarkeit__ Die Erfindung kann für wissenschaftliche For- , schungs- und Lehrzwecke zur Veranschaulichung der

räumlichen Vorstellung von Molekü'lstrukturen der Stoffe und. ihrer Umwandlung benutzt werden. Man verwendet die Erfindung '/-ur Auswertung und Deutung der anfängli" chen Daten, die man bei kristallograflachen Untersuchungen von chemischen Verbindungen erhält, sowie zur Ermittlung von wahrscheinlichsten S1;rukturzuständen dieser Verbindungen.

Claims

PATENTANSPRÜCHE

1. Raurnmodell einer Molekülstruktur mit Kunststoifmoduln (Ί , 2),die jeweils ein Atom der zu modellierenden Molekiilstruktur nachbilden und miteinander verbunden sind, wobei jeder der zur Nachbildung von Atomen zyklischer Verbindungen bestimmten Kunststoifmoduln (1., 2) als Polyeder ausgebildet ist, und die Moduln im Raummodell so angeordnet sind, dass die benachbarten Polyeder einander mit ihren Flächen

TO berühren und eine gemeinsame Spitze haben, dadurch gekennzeichnet, dass die Kunststoffmoduln (1,2) dieses Modells, die zum Modellieren einer aplanaren zyklischen Verbindung mit wenigstens drei Kunststoffinoduln bestimmt sind, so aus~

1,5 geführt sind, dass die durch einander berührende Po ^y ed er flächen der Moduln (1 , 2) gebildete Winkelsumme grosser als 3^0° ist.

2. Baumrnodell einer Molekülstruktur nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der zur Rachbildung eines Atoms von zyklischen Verbindungen bestimmte Kunststoffmodul (9) als ein unregelmä'ssiges Polyeder ausgeführt ist.