Определение конфигурации. Как определить аппаратную конфигурацию компьютера

8.4. Методы определения конфигурации

8.4.1. Определение абсолютной конфигурации

Для определения абсолютной конфигурации применяются два метода: экспериментальное исследование аномальной дифракции рентгеновских лучей на ядрах тяжелых атомов и теоретический расчет величины оптического вращения.

Благодаря тому, что рентгеновские лучи при прохождении через кристаллы дают дифракционную картину, метод рентгено-структурного анализа (РСА) широко используется для установления строения химических соединений. Когда дифракция происходит на электронных оболочках легких атомов (C,H,N,O,F,Cl), характер наблюдаемой интерференциальной картины определяется только наличием самих ядер, но не их природой. Это объясняется тем, что легкие атомы лишь рассеивают рентгеновские лучи, но не поглощают их, и поэтому в ходе эксперимента не происходит изменения фазы рассеянного излучения.

Тяжелые атомы не только рассеивают, но и поглощают рентгеновские лучи в определенных областях кривой поглощения. Если длина волны падающего излучения совпадает с начальным слабо поглощающим участком этой кривой, то наблюдается не только обычная дифракция, но также и некоторый сдвиг по фазе рассеянного излучения, обусловленный тем, что часть его поглощается. Это явление называется аномальным рассеянием рентгеновских лучей. При наличии лишь легких атомов РСА позволяет определить межъядерные расстояния между связанными и несвязанными атомами и на их основе сделать выводы о строении данной молекулы и о наличии в ней хиральных элементов. В этом случае различить энантиомеры нельзя. Однако при наличии тяжелых атомов характер аномального рассеяния зависит не только от расстояния между атомами, но и от относительного расположения в пространстве. Явление аномальной дифракции рентгеновских лучей позволяет непосредственно определить абсолютные конфигурации молекул, содержащих тяжелые атомы, а также молекул, в которые тяжелые атомы могут быть введены в качестве специальных меток.

Впервые такой анализ был проведен Бейфутом в 1951 г, который на основании того, что Кa -излучение циркония совпадает с началом полосы поглощения рубидия, а La -излучение урана - с началом полосы поглощения брома, впервые установил абсолютную конфигурацию (+)-натрийрубидийтартрата (XXVIII) и гидробромида (-)-изолейцина (XXIX).

После установления абсолютной конфигурации соединения XXVIII выяснилось, что ранее произвольно выбранная конфигурация (+)-глицеринового альдегида, оказалось, как это ни удивительно, угаданной правильно.

В настоящее время с помощью РСА определена абсолютная конфигурация нескольких сотен соединений. Следует сказать, что анализ аномальных дифракционных картин вручную чрезвычайно трудоемкий процесс. Однако с помощью современных автоматических дифрактометров, снабженных ЭВМ, на это уходит всего несколько дней.

В 1952 г был опубликован квантово-химический расчет оптического вращения знантиомеров на примере транс-2,3-эпоксибутана (XXX). Конфигурация этого эпоксида может быть скоррелирована с конфигурацией винной кислоты и далее с глицериновым альдегидом. При этом снова обнаружилось, что ранее произвольно выбранная стереоформула D-глицеринового альдегида совершенно правильна и нет необходимости изменять принятое в литературе в течение многих лет изображение этой конфигурации.

При определении относительной конфигурации соединение с неизвестной конфигурацией соотносят с другим соединением, конфигурация которого уже известна. Рассмотрим наиболее важные из этих методов.

8.4.2.а. Химическая корреляция

Химические методы, которые могут быть использованы для установления относительных конфигураций, очень разнообразны и настолько тесно переплетены с общим материалом органической химии, что встречаются практически во всех главах этой книги, посвященных рассмотрению отдельных классов органических соединений. Поэтому здесь мы рассмотрим на нескольких примерах лишь основные принципы их применения.

Первая группа методов связана с превращением соединения с неизвестной конфигурацией в соединение с известной конфигурацией или образованием неизвестной конфигурации из известной без нарушения хирального элемента, например, хирального центра. Поскольку в ходе превращения хиральный центр не затрагивается, очевидно, что продукт должен иметь ту же конфигурацию, что и исходное соединение.

При этом вовсе не обязательно, что если неизвестное соединение относится к (R)-ряду, то и известное будет иметь (R)-конфигурацию. Например, при восстановлении (R)-1-бром-2-бутанола в 2-бутанол, не затрагивающем хиральный центр, продуктом будет (S)-изомер несмотря на то, что его конфигурация не изменилась. Это связано с тем, что группа СH 3 CH 2 определению (см. раздел 8.3.3.) младше группы BrCH 2 , но старше группы СН 3 .

Одним из многих примеров химической корреляции является установление относительной конфигурации D-галактозы (XXXI) путем ее окисления. Поскольку этот процесс приводит к образованию оптически неактивной дикарбоновой кислоты, относительная конфигурация ее четырех хиральных центров может соответствовать или структуре XXXII, или структуре XXXIII. Но дикарбоновая кислота (XXXIV), полученная из галактозы путем окислительного отщепления альдегидного атома углерода, оптически активна. Следовательно, D-галактоза имеет относительную конфигурациию, показанную формулой XXXI.

Аналогичные превращения с L-галактозой дают такие же результаты, за исключением противоположного знака оптического вращения. Следовательно, подобным путем можно выяснить лишь относительную конфигурацию исследуемых молекул (в данном случае XXXI и XXXII), но не их абсолютные конфигурации.

Ниже приведен пример конфигурационной корреляции (+)-винной кислоты с (+)-(R)-глицериновым альдегидом на основе превращений, не затрагивающих асимметрический центр.

Вторая группа методов химической корреляции основана на превращении при хиральном центре, механизм которого точно известен. Так, реакция S N 2 происходит с обращением (инверсией) конфигурации реакционного центра (см.гл.9). С помощью последовательности таких реакций конфигурация (+)-молочной кислоты была скоррелирована с конфигурацией (S)-(+)-аланина.

Следует подчеркнуть, что понятие "обращение" или "сохранение" конфигурации применимо и к ахиральным реакционным центрам и служит для указания конкретного механизма реакции. Однако, когда речь идет об абсолютных конфигурациях хиральных реакционных центров (которые определяются правилами последовательного старшинства в рамках R,S-номенклатуры), привлекать понятия "обращение" или "сохранение" конфигурации нет смысла, т.к. та или иная конфигурация определяется только старшинством заместителей, и изменение старшинства в результате замещения одной из групп не обязано совпадать с реальной пространственной ориентацией его вступления в молекулу, например:

К третьей группе относятся биохимические методы. В ряду одного класса соединений, например, аминокислот, определенный фермент атакует молекулы только одной конфигурации. Если какой-то фермент, скажем, атакует только (S)-аминокислоты, не трогая (R)-форму, и это экспериментально установлено на ряде примеров, то еще одна аминокислота, подвергающаяся действию того же фермента, должна принадлежать к (S)-ряду.

Если ваша программа работает с устройствами компьютера на низком уровне или использует какие-либо аппаратные особенности периферии, она должна "уметь" определять конфигурацию аппаратных средств.

В настоящее время выпускается много различных моделей персональных компьютеров и серверных платформ. В компьютере могут быть установлены процессоры различных моделей и различные версии BIOS . Что же касается номенклатуры периферийных устройств, таких как сетевые контроллеры, видеоадаптеры, сетевые и звуковые адаптеры и т.д., то она практически безгранична.

Конфигурация аппаратных средств записывается в область данных BIOS и в энергонезависимую память CMOS специальной программой BIOS Setup .

BIOS

(слайд №2)

Базовая система ввода-вывода (BIOS - Basic Input/Output System )- это программный интерфейс между программами и оборудованием ПЭВМ .BIOS изолирует операционную систему и прикладные программы от аппаратных особенностей конкретных устройств и позволяет программистам, пишущим на языках ассемблера, Си и т.п. , выполнять операции ввода-вывода, не заботясь об адресах устройств или их аппаратных характеристиках. Кроме того,BIOS обеспечивает ряд системных услуг, например, позволяет узнать размер памяти ПЭВМ или текущее время дня.

Рекомендуется использовать запросы к BIOS вместо прямой манипуляции портами ввода-вывода при написании как системных, так и прикладных программ .Программирование на уровне BIOS уменьшает зависимость программ от изменения параметров оборудования ПЭВМ и, тем самым, повышает их мобильность.

После включения компьютера BIOS за несколько секунд выполняет проверку практически всех компонентов системы.

BIOS в своем нынешнем виде существует уже около 15 лет, и до сих пор ее работа не вызывает нареканий. Тем не менее, у этой системы уже есть преемник - EFI (Extensible Firmware Interface) . Данный интерфейс поддерживает 64-битные системы , благодаря чему совместим и с компьютерами следующего поколения . Кроме того, обладающий графической оболочкой EFI обеспечивает возможность более простого конфигурирования ПК . Однако до сих пор эта новая технология проверки встречается только на компьютерах Macintosh и лишь немногих обычных ПК.

После включения питания ПК к работе приступает первая составляющая BIOS - программа самотестирования POST (Power On Self Test) . Она проверяет корректность функционирования основных аппаратных компонентов ПК. После этого BIOS инициализирует чипсет компьютера.

Сначала система выполняет сброс центрального процессора , запрещая линии немаскируемых прерываний в нем (Non-Maskable Interrupt).

Почти одновременно с этим, как только поступает напряжение , выполняется аналогичная процедура для клавиатурного контроллера . На этапе Reset Determination (определение способа) BIOS проверяет, можно ли ограничиться только программным сбросом. Для этого считываются соответствующие биты в контроллере клавиатуры. Преимущество программного сброса заключается в том, что он выполняется на несколько миллисекунд быстрее.

Теперь BIOS осуществляет самопроверку , выполняя подсчет контрольной суммы на основе всех битов микросхемы своего ПЗУ . В сумме с определенной заданной величиной должно получиться значение «00» .

Далее компьютер посылает контроллеру клавиатуры команду, которая вызывает выполнение следующего теста и выделяет буфер для программных команд . В него BIOS записывает командный байт, проверяя, таким образом, встроенный контроллер клавиатуры .

Далее выполняется проверка CMOS-чипа (Complementary Metal Oxide Semiconductor) , в котором хранятся пользовательские настройки BIOS . Эти конфигурационные файлы считываются при каждом запуске системы. Сохранность данных и настроек в чипе зависит от того, подключена ли питающая его батарея.

Система тестирует также контрольную сумму микросхемы CMOS . Эта операция нацелена , прежде всего, на выявление неисправности батареи : при длительном сроке службы она будет не в состоянии обеспечить определенные компоненты микросхемы достаточным напряжением. Первые признаки неисправности - сброс пользовательских настроек BIOS и системного времени .

(слайд №3)

Затем POST тестирует работоспособность таймера , отвечающего за корректное распределение аппаратных прерываний (IRQ, Interrupt Request ) . Запрос на такое действие - команда, посылаемая процессору жестким диском или видеоплатой с целью оповестить CPU о наличии данных, подлежащих обработке. При этом с момента поступления запроса до начала обработки данных проходит определенный промежуток времени, который называется задержкой прерывания .

После этого BIOS готовит к работе таблицу векторов прерываний и загружает пользовательские настройки в память CMOS . Запросы на прерывание вначале обрабатываются программируемым контроллером прерывания , который затем передает их процессору . CPU останавливает выполнение текущей команды и в ответ направляет сигнал подтверждения .

Процессор считывает из контроллера номер соответствующего прерывания (вектора) и использует его в качестве индекса в таблице. В ней содержатся инструкции, предусмотренные для каждого отдельного прерывания , - например, определенное действие по обслуживанию какого либо устройства.

Поскольку количество свободных прерываний в системе ограничено, в современном компьютере несколько устройств располагаются на одной линии прерывания (Interrupt Sharing). В этом случае обработчик должен запускать на выполнение драйверы всех устройств, от которых мог поступить запрос. Это может вызвать проблемы, если написанный с ошибками драйвер слишком долго имеет статус активного. Другое устройство данной линии прерывания выполняет в это время запись информации в буфер, который в определенный момент окажется переполненным, что может привести к потере данных. Поэтому в современных ПК операционная система самостоятельно распределяет номера IRQ между периферийными устройствами.

Затем BIOS тестирует адресные линии в первом блоке памяти размером 1 Мбайт на наличие ошибок . Для этого POST осуществляет запись шаблонов данных в оперативную память с целью их последующего сравнения .

Далее BIOS определяет тип видеоадаптера , подвергает его и монитор ряду тестов, а затем инициализирует видеоплату . Только после этого на экране могут отображаться сообщения об ошибках .

Далее наступает очередь контроллера DMA (Direct Memory Access) . Главный мост (Host Bridge), который также называют северным (мостом, связывает процессор и оперативную память с системной шиной материнской платы). Основное количество транзакций на шине выполняется между мостом и остальными периферийными устройствами. Для сокращения времени обработки своих данных последние могут напрямую обращаться к главному мосту и таким образом «без посредников» производить запись информации в оперативную память. В тесте BIOS вновь использует шаблоны данных, которые система помещает в ОЗУ .

Интерфейс клавиатуры также подлежит проверке . При его неисправности BIOS выдает сообщение об ошибке именно на данном этапе.

BIOS еще раз проверяет оптические приводы, жесткие диски и разъемы, перед тем как выполнить прерывание INT 19 и передать управление загрузчику, который отвечает за запуск операционной системы и обмен данными между жестким диском и его контроллером . Многие версии BIOS позволяют отключить выполнение IRQ 19 - это целесообразно в тех случаях, когда в системе имеется дополнительный дисковый контроллер, например PCI RAID .

Если на каком-либо этапе самотестирования возникает ошибка, компьютер подает несколько звуковых сигналов и выводит на экран сообщение о ней . Для расшифровки сигналов BIOS существуют таблицы POST-кодов . Если вы хотите точно знать, какой компонент неисправен, вам поможет стандартная карта PCI POST для диагностики неисправностей материнских плат , которая устанавливается в слот PCI. Неисправность отображается в виде числового кода. С помощью, поставляемой в комплекте с платой, таблицы кодов можно определить проблемный компонент системы.

Если все в порядке, BIOS сгенерирует короткий звуковой сигнал, после чего на загрузочном устройстве будет выполнен поиск запускаемой операционной системы . Если на данном этапе возникает ошибка , то причина , как правило, кроется в отсутствии главной загрузочной записи - MBR (Master Boot Record). В этом случае можно попытаться оживить систему с помощью установочного DVD.

(слайд №4)

В последнее время также стали широко обсуждаться и развиваться вопросы, связанные с заменой BIOS интерфейсомUEFI ( Unified Extensible Firmware Interface ). Данный интерфейс призван стать новым стандартом базовой системы для ПК.

Для чего нужны BIOS и UEFI?

Для обозначения базовой системы (микропрограммы) используют также термин Firmware :аппаратно реализованное (встроенное) ПО . Он указывает на то, что программа «зашита» в микросхему на материнской плате (то есть ее не нужно устанавливать) и запускается автоматически.Сразу после включения ПК BIOS и UEFI выполняют несколько задач:

Тестирование оборудования. ВначалеBIOS осуществляет базовую проверку основных узлов компьютера. При этом проверяются не все компоненты, а лишь те, которые необходимы для запуска ПК, напримерпроцессори оперативная память.

После окончания процедуры самотестирования (она занимает меньше минуты)BIOS определяет некоторые настройки. Сюда относятся, например, частота оперативной памяти, время включения встроенных вентиляторов или выбор режима энергосбережения, в который перейдет компьютер после длительного простоя. Многие из настроек можно изменить и в самой операционной системе, однако большинство параметровBIOS устанавливает непосредственно перед запуском Windows. На данном этапе загрузки пользователь также может изменить некоторые настройки – например, включить или отключить отдельные интерфейсы на материнской плате (например, для жестких дисков или USB-устройств). Кроме того, есть возможность выбора последовательности, в которой компьютер будет обращаться к загрузочным устройствам при запуске операционной системы (например, сначала – к жесткому диску, затем – к приводу CD/DVD, а после – к USB-накопителю).

Что означают аббревиатуры BIOS и UEFI?

BIOS. Basic Input-Output System (базовая система ввода-вывода) существует почти 30 лет.

UEFI. ИнтерфейсUnified Extensible Firmware Interface с2001 года разрабатывался компаниейIntel какстандартEFI (Extensible Firm­ware Interface , расширяемый интерфейс встроенного ПО) для серверного процессораItanium . Ввиду того, что данная модель представляла собой воплощение новейших технологий, найти подходящую версиюBIOS , которая работала бы сItanium после небольшой доработки, оказалось невозможным.Apple – первый производитель, начавший использовать во всех своих настольных компьютерах и ноутбуках индивидуальную версиюEFI . Компания остается вернаEFI с2006 года, когда она принялась оснащать ПК и ноутбуки процессорамиIntel . В2005 году аббревиатураEFI была дополнена словомUnified . Оно говорит о том, что координацию разработки интерфейса осуществляют несколько компаний. Сюда относятся производители ПК, напримерDell ,HP иIBM , а также разработчикиBIOS , напримерPhoenix иInsyde . Не обошлось и безMicrosoft как основного разработчика ОС.

Почему BIOS должна уйти?

Разрабатывая BIOS , программисты не задумывались о том, в течение какого времени будет использоваться эта система. Поэтомув этойбазовой системе есть несколько компонентов, изменение которых невозможно либо связано с весьма большими трудностями .Например, BIOS (без специальных ухищрений) способна распознать диск емкостью лишь до 2 Тб , а современные 3,5-дюймовые жесткие диски могут хранить уже до 3 Тб данных.В UEFI подобных ограничений нет. Притом новая система предоставляет единый интерфейс программирования – это облегчает разработку программ, запускаемых до загрузки операционной системы. Кроме того,UEFI позволяет интегрировать дополнительные функции, например программу резервного копирования данных. Наконец,в UEFI отсутствуют некоторые технически устаревшие функции, имеющиеся в BIOS , – например, переключение процессора при загрузке системы в медленный режим работы Real Mode.

Преимущества UEFI:

(слайд №5)

Поддержка жестких дисков большой емкости .Для управления жесткими дисками BIOS использует MBR (Master Boot Record, главная загрузочная запись) –она содержит информацию о разделах жесткого диска. Основной недостаток MBR :размер каждой записи в ней составляет 32 бита . В результатеBIOS может контролировать приблизительно 4 млрд (232) секторов. К тому же базовая система «рассчитывает» на то, что размер каждого сектора составляет 512 байт;в итоге оказывается, чтоBIOS не может работать с дисками свыше 2 Тб . И если двадцать лет назад подобный объем считался несбыточной мечтой, то сейчас это суровая реальность. Секторы больших размеров позволили бы использовать диски емкостью 3 Тб, но не все программы из тех, которые напрямую обращаются к жесткому диску, работают с ними корректно. Что касаетсяинтерфейса UEFI , он использует для управления жесткими дисками технологию GPT (GUID Partition Table), обеспечивающую возможность записи на жесткий диск большего объема данных . В итогестандарт GPT поддерживает жесткие диски емкостью до почти 8 млрд Тб.

Встроенная BIOS . При использовании материнских плат на базеUEFI отпадает необходимость вBIOS , поскольку все функции BIOS содержатся в UEFI в виде так называемого модуля поддержки совместимости (Compatibility Support Module) . Поэтому программа, использующая функцииBIOS , работает и на компьютерах сUEFI .

Простота управления. Для навигации по меню настроек и выбора программ можно пользоваться мышью. ВBIOS , напомним, можно было работать только с помощью клавиатуры. К тому же интерфейсUEFI поддерживает более высокое разрешение.

Преимущества в скорости загрузки. От включения компьютера до момента, покаBIOS загрузит операционную систему, проходит 30–60 с.UEFI работает быстрее.

Встроенная операционная система. UEFI имеет также собственную оболочку . По сути – этоминиатюрная операционная система, которая , как иDOS (далекий предок Windows),«понимает» только текстовые команды . Она может оказаться полезной для опытных пользователей или системных администраторов, пытающихся установить причины отказа загрузки основной ОС. Некоторые производители, в том числе компанияMSI , предлагают дляUEFI собственные операционные системы на базеLinux , загружаемые с CD/DVD.

Дополнительные программы. Встроенная мини-ОС подходит и для установки дополнительных программ. Последние можно интегрировать в виде отдельных пунктов меню интерфейса UEFI либо загружать с CD/DVD . Однако это дело будущего – в настоящее время доступно небольшое количество приложений. К тому же речь идет, как правило, о вспомогательных утилитах и очень простых играх, например Pair Match.

Определение конфигурации с помощью BIOS.

Доступ к BIOS.

(слайд №6)

Для доступа к BIOS используются программные прерывания . При этом каждая точка входа в BIOS использует свой вектор прерываний . Если точка входа обслуживает несколько процедур (называемых функциями BIOS ), то номер функции задается в регистре AH .

За процедурами BIOS закреплены прерывания Int 10h – Int 11Ah .

Например , Int 12h вызывает процедуру, которая возвращает вызвавшей ее программе размер оперативной памяти ПЭВМ.

Входные и выходные параметры процедур BIOS передаются в регистрах общего назначения центрального процессора ПЭВМ.

Например , для установки системного времени нужно подать следующие команды:

MOV AH, 1 ; Функция 1 - установка времени

MOV CX, HIGH_COUNT ; CX:DX = новое значение времени MOV DX,LOW_COUNT

INT 1AH ; Точка входа в BIOS, обслуживающая запросы к таймеру

Для чтения времени используется следующая программа:

MOV AH,0 ; Функция 0 - чтение времени

INT 1AH ; Запрос к BIOS. Результат будет возвращен в регистрах CX и DX.

Процедуры BIOS сохраняют значения всех регистров, кроме тех из них, в которых возвращаются значения.

Области данных BIOS.

(слайд №7)

Области данных BIOS - это либо области ОЗУ, в которых хранится текущая информация о состоянии ПЭВМ, либо области ПЗУ, в которых записаны аппаратные характеристики устройств.

Сведения о наличии основных устройств компьютера записывается в область данных BIOS с адресом 0000:0410 размером в двухбайтовое слово - слово конфигурации . С помощью прерывания INT 11h программа может получить в регистре AX слово конфигурации из указанной выше области данных BIOS .

При определении относительной конфигурации соединение с неизвестной конфигурацией соотносят с другим соединением, конфигурация которого уже известна.

Когда ученые получают пространственные изомеры, возникает вопрос: каково их пространственное строение, то есть конфигурация?

Подход к решению вопроса об относительной пространственной конфигурации отличается в зависимости от того, о каком типе пространственных изомеров идет речь - о $\pi$- или $σ$-диастереомеры, или о энантиомераъ.

Определение относительной конфигурации π-диастереомеров по дипольным моментам

Совокупность методов количественного определения вещества и исследования его молекулярной структуры, основанных на измерении диэлектрической проницаемости $ε$, принято называть диэлектрометрией. Диэлектрометрия охватывает различные методы анализа, которые чаще всего сводятся к измерению диэлектрической проницаемости вещества, что, как правило, обусловлено ориентацией в электрическом поле частиц (молекул, ионов с дипольным моментом).

Базой для использования метода диэлектрометрии были труды немецкого физика Пауля Друде (1897) и труда нидерландского физика и химика, лауреата Нобелевской премии по химии за 1936 год, Петера Дебая (1925-1929). Паулю Друде принадлежат разработки теории электро- и теплопроводности металлов, им впервые было обнаружена и объяснена аномальная дисперсия диэлектрической проницаемости. Им также были предложены методы измерения диэлектрической проницаемости и показателя поглощения жидких диэлектриков в метровом и дециметровом диапазонах электромагнитных волн, установил эмпирическую связь между строением молекул и диэлектрическими потерями. Дебай установил связь между диэлектрической проницаемостью и диэлектрическими потерями со строением молекул. Однако методы измерения диэлектрической проницаемости начали использовать на практике значительно позже, когда появились достаточно простые и удобные приборы для измерения диэлектрической проницаемости.

Одним из первых, кто аналитически доказал перспективность применения диэлектрических измерений для задачи определения влагосодержания твердых тел, был Марк Берлинер (1929 г.). Уже позже были разработаны методы определения чистоты органических соединений и анализа бинарных органических систем. А в 1950-1960 гг. впервые были опубликованы методы диэлектрометрического титрования органических систем. Стоит отметить, что методы диэлектрометрии были разработаны, как правило, для анализа непроводящих или низкопроводящих органических систем, что не исчерпывает всех возможностей диелькометрии.

Для многих $\pi$-диастереомеров характерны определенные значения дипольных моментов:

интернет-биржа студенческих работ">

Рисунок 1. Цис- и транс- (μ = 0) формы. Автор24 - интернет -биржа студенческих работ

В трансформе при векторном составлении противоположно ориентированы диполи одинаковых связей взаимнопогашаются и суммарный дипольный момент равен нулю ($μ = 0$); в цис-форме диполи связей суммируются и образуют суммарный дипольный момент молекулы. Так, например, в 1,2-дигалогенэтиленах (показанных на рисунке выше):

• для транс-изомеров дипольный момент равен нулю;
• в случае цис-изомеров дипольный момент зависит от природы атома галогена: 2,42 ($F$), 1,89 ($Cl$), 1,35 ($Br$) и 0,75Д ($І$).

Для цис-изомера дипольный момент всегда больше. Определение дипольного момента дает возможность установить $Z$ или $E$ конфигурации для $\pi$-диастереомеров.

Метод циклизации

Метод циклизации является одним из универсальных методов определения $Z$ и $E$ конфигурации для π-диастереомеров.

Мы знаем, что существует некоторая кислота - белое кристаллическое вещество с $t_{пл.}$ = 130 ° С, хорошо растворимая в воде с молекулярной формулой $C_4H_4O_4$ и структурной $HOOC-CH=CH-COOH$ (этилендикарбоновая кислота) эту кислоту называют малеиновой. Но одновременно с ней существует вещество с той же молекулярной массой и структурной формулой - кислота с $t_{пл.}$ = 287 ° С, мало растворимая в воде - фумаровая кислота. То есть речь идет о $\pi$-диастереомерах (геометрические цис-транс-изомеры), которые могут иметь формулы:

Рисунок 2.

Для того чтобы установить, какой кислоте соответствует та или иная формула, проводят следующий эксперимент. При нагревании малеиновая кислота отщепляет воду и дает циклический ангидрид.

Фумаровая кислота такого ангидрида не образует. Поскольку для образования циклического ангидрида карбоксильные группы должны быть приближены, то логично, такое их расположение в малеиновой кислоте. Фумаровая кислота соответственно соответствует иная формула с разносторонним расположением –$COOH$ групп. Определение конфигурации в данном случае решается методом циклизации:

Рисунок 3.

При определении конфигурации методом циклизации не должен затрагиваться стерически центр, то есть связь $sp2$-гибридизованих атомов.

Метод циклизации был использован и для определения конфигурации Комаровой и кумариновой кислот. Кумариновая кислота существует только в виде солей и эфиров, при выделении свободной кислоты происходит ее самопроизвольная циклизация с образованием лактона - кумарина. Легкость циклизации указывает на то, что кумариновая кислота имеет цис-конфигурацию. Кумаровая кислота не циклизуеться и, соответственно, ей соответствует формула с противоположным расположением водородов:

Рисунок 4.

кумариновая к-та кумарин кумаровая к-та

Определение конфигурации π-диастереомеров дикетонов с двойными связями в цепи

Данным методом также возможно определить конфигурацию π-диастереомеров дикетонов с ненасыщенной структурой. Для примера можно рассмотреть 1,2-дибензоилэтилен, формуле которого соответствует два изомера один из которых плавится при 111 °С, а другой - при 134 °С. Второй, более тугоплавкий изомер, способен образовыват в реакции с гидразином циклический продукт 3,6-дифенил- пиридазин:

Рисунок 5.

Это свидетельствует о том, что данный изомер имеет цис-конфигурацию:

Рисунок 6.

Первый изомер, который плавится при 111 °С, следовательно должен иметь транс-конфигурацию:

Рисунок 7.

Конфигурация I Конфигура́ция (от позднелат. configuratio - придание формы, расположение)

внешний вид, очертание, образ; взаимное расположение предметов; соотношение составных частей сложных предметов.

Большая советская энциклопедия. - М.: Советская энциклопедия . 1969-1978 .

Смотреть что такое "Конфигурация" в других словарях:

- (лат. configurare, от cum с, и figura образ). 1) образ, вид. 2) положение планет в отношении друг друга. 3) положение звезд относительно известных созвездий. 4) конфигурация страны очертание её границ. Словарь иностранных слов, вошедших в состав… … Словарь иностранных слов русского языка

Конфигурация: В Викисловаре есть статья «конфигурация» Конфигурация (астрономия) … Википедия

См … Словарь синонимов

конфигурация - и, ж. configuration f., нем. Konfiguration <лат. configuratio подобие. 1. астр. Взаимное расположение планет. Сл. 18. Всякое различие отстояния неба и звезд, от их разстояний между собою, конфигурации, и от схождения и расхождения происходит.… … Исторический словарь галлицизмов русского языка

конфигурация - Совокупность значений параметров, определяющих работу устройства. [Интент] конфигурация — конфигурация (ITIL Service Transition) Общий термин, используемый для описания группы… … Справочник технического переводчика

КОНФИГУРАЦИЯ, конфигурации, жен. (лат. configuratio изображение) (книжн.). Вид, очертание, образ. || Взаимное расположение каких нибудь предметов, соотношение каких нибудь предметов. Конфигурация звезд на небе. Толковый словарь Ушакова. Д.Н.… … Толковый словарь Ушакова

- (от позднелат. configuratio придание формы расположение), внешний вид, очертание; взаимное расположение предметов … Большой Энциклопедический словарь

КОНФИГУРАЦИЯ, и, жен. (спец.). Внешнее очертание, а также взаимное расположение предметов или их частей. К. изделия. | прил. конфигурационный, ая, ое. Толковый словарь Ожегова. С.И. Ожегов, Н.Ю. Шведова. 1949 1992 … Толковый словарь Ожегова

Жен. наружный вид, очертанье, очерк, образ. Толковый словарь Даля. В.И. Даль. 1863 1866 … Толковый словарь Даля

- (от позднелатинского coniguratio придание формы, расположение) самолёта сочетание положений элементов крыла, шасси, наружных подвесок и другие частей и агрегатов самолёта, определяющих его внешние очертания. В зависимости от этапа полёта… … Энциклопедия техники

- (от лат. configuratio форма, уклад) англ. configuration; нем. Konfiguration. 1. Внешнее очертание, взаимное расположение к. л. предметов или их частей. 2. В гештальтпсихоло г и и образец, состоящий из взаимозависимых элементов, при изучении к… … Энциклопедия социологии

Книги

• Интеграция SAP ERP "Учет и отчетность" . Конфигурация и проектирование , Наэм Ариф, Шейх Мухаммед Таусееф. Благодаря этой книге вы узнаете, как максимизировать отдачу от вложений во внедрение системы SAP путем обеспечения целостной интеграции всех ее составляющих. В нейобъясняются особенности…

Как обозначить конфигурацию соединения, чтобы по названию можно было изобразить пространственное расположение групп у хирального атома углерода? Для этого используют R,S -систему, предложенную К. Ингольдом, Р. Каном, З. Прелогом. R,S -система основана на определении старшинства заместителей вокруг хирального центра. Старшинство групп определяется следующим образом:

1). Атом с большим атомным номером является старшим относительно атома с меньшим атомным номером.

2). Если непосредственно соединенные с углеродом С* атомы одинаковы, то необходимо рассмотреть старшинство последующих атомов.

Например, как определить старшую из групп: -C 2 Н 5 и СН(СН 3) 2 в соединении

В этильной группе за атомом, соединённым с хиральным центром, следуют Н, Н и С, а в изопропильной группе - Н, С и С. Сравнивая эти группы между собой, устанавливаем, что изопропильная группа старше, чем этильная.

3). Если хиральный углерод С* соединён с атомом, имеющим кратную связь, то связи этого атома следует представить как простые связи.

4). Для того, чтобы установить конфигурацию молекулы, её располагают так, чтобы связь хирального центра с младшей группой под номером 4 была направлена от наблюдателя, и определяют расположение оставшихся групп (рис. 2.6).

Рис. 2.6. Определение R,S -конфигураций

Если старшинство групп убывает (1®2®3) по часовой стрелке, то конфигурация хирального центра определяется как R (от латинского слова “rectus” - правый). Если старшинство заместителей убывает против часовой стрелки, то конфигурация хирального центра - S (от латинского “sinister” - левый).

Знак оптического вращения (+) или (-) определяется экспериментально и не связан с обозначением конфигурации (R ) или (S ). Например, правовращающий 2-бутанол имеет (S )-конфигурацию.

Для того, чтобы определить конфигурацию соединения, изображённого проекционной формулой Фишера поступают следующим образом.

1). Выполняют чётное число перестановок заместителей у хирального центра (нечётное число перестановок приведёт к энантиомеру) так, чтобы младший заместитель под номером 4 оказался вверху или внизу.

2). Определяют расположение оставшихся групп, обходя их в порядке убывания старшинства. Если старшинство заместителей убывает по часовой стрелке, то исходную конфигурацию определяют как R -конфигурацию, если против часовой стрелки, то конфигурацию определяют как S -конфигурацию.

Если преобразовать проекционную формулу непросто, можно установить порядок уменьшения старшинства, отбросив младший заместитель, стоящий сбоку, но выбрать для обозначения конфигурации «обратный» символ. Например, в исходном соединении

отбросив младший заместитель (H), устанавливаем порядок уменьшения старшинства: 1→2→3. Получаем обозначение (S ), меняем его на (R ) и получаем правильное название: (R )-2-хлорэтансульфоновая кислота.