アイソトポマー

同位体異性体または同位体異性体は、同位体置換によって異なり、各同位体の原子の数は同じですが、配置が異なります。たとえば、CH ₃ OD と CH _{2 DOH は、モノ重水素化}メタノールの 2 つの同位体異性体です。

分子は、同位体の位置に応じて、構造異性体（構成異性体）または立体異性体のいずれかになります。同位体異性体は、核磁気共鳴分光法、反応速度論、生化学などの分野で応用されています。

同位体異性体または同位体異性体は、同位体原子を持つ異性体であり、各元素の各同位体の数は同位体と同じであるが、分子内の位置が異なります。その結果、分子は同位体の位置のみに基づいて構成異性体または立体異性体のいずれかになります。同位体異性体という用語は、 1992年にSeemanとPaineによって、同位体異性体と同位体同族体（同位体同族体）を区別するために初めて提案されました。 ^{[1] [2]}

• CH ₃ CHDCH ₃と CH ₃ CH ₂ CH _{2 D は}、プロパンの構造同位体のペアです。
• ( R )-および( S )-CH _{3 CHDOHは}エタノールの同位体立体異性体である。
• ( Z )-および( E )-CH3CH _{= CHDは}プロペンの同位体立体異性体の例である。^[3]

核磁気共鳴分光法では、非常に豊富な¹² C同位体は信号を生成しませんが、比較的希少な¹³ C同位体は簡単に検出されます。その結果、化合物の炭素同位体を炭素 13 NMRで調べて、構造内のさまざまな炭素原子について知ることができます。単一の¹³ C 同位体を含む個々の構造はそれぞれ、そのすぐ近くの構造についてのデータを提供します。化学物質の大きなサンプルには、このような同位体がすべて混合されているため、サンプルの 1 つのスペクトルには、その中のすべての炭素に関するデータが含まれています。通常の炭素ベース化学物質のサンプル中の炭素はほぼすべてが¹² C で、¹³ Cの存在率はわずか約 1% であるため、一置換同位体の総量は約 1% にすぎず、2 つ以上の¹³ Cを含む構造の量は指数関数的に少なくなります。単一の構造内の隣接する 2 つの炭素原子が両方とも¹³ Cであるまれなケースでは、それらの間の結合効果と、それぞれの炭素原子自体の信号が検出されます。INADEQUATE相関実験では、この効果を利用して、構造内のどの炭素原子が互いに結合しているかの証拠を提供します。これは、未知の化学物質の実際の構造を決定するのに役立ちます。

反応速度論では、同じ化学物質の異なる同位体間で速度効果が観察されることがあります。この速度論的同位体効果は、異なる質量を持つ原子がプロセスにどのように関与しているかを分析することで、反応メカニズムを研究するために使用できます。^[4]

生化学では、デンプンなどの生化学物質の同位体間の相違は考古学において実際上重要である。それらは、旧石器時代まで遡る昔に生きていた先史時代の人類の食生活に関する手がかりを与えてくれる。^[要出典]これは、天然に存在する二酸化炭素が^1​​2 Cと¹³ Cの両方を含んでいるためである。イネやオート麦などの単子葉植物は、ジャガイモや果樹などの双子葉植物とは、光合成の産物として組織に取り込まれる¹² CO ₂と¹³ CO ₂の相対量が異なっている。そのような対象の組織、通常は歯や骨が回収されると、相対的な同位体含有量から、調査対象の 主食の主な供給源について有用な指標が得られる。

クモマーは、類似した特性を共有する同位体異性体の集合であり、代謝フラックス解析に関連する概念である。この概念は1999年に開発された。^{[5] [6]}代謝カスケードでは、多くの分子に同じ同位体標識パターンが含まれる。このようなカスケードの解析を簡素化するために、同じ標識原子を持つ分子は、クモマー（累積的（ cumulative ）と同位体異性体（isotopomer ）の融合）と呼ばれる仮想分子に集約される。^[5]

• 質量（質量分析）
• アイソトポキュール

• Yang TH (2013)。「¹³ C ベースの代謝フラックス分析: 基礎と実践」。システム代謝工学。分子生物学の方法。第 985 巻。クリフトン、ニュージャージー: Humana Press。pp. 297–334。doi : 10.1007 /978-1-62703-299-5_15。ISBN 978-1-62703-298-8. PMID  23417810。