Конформации циклических соединений

Пальмитиновая кислота

Для молекул, у которых две или более функциональные группы,

однозначно сказать о предпочтительной конформации сложно, т.к. могут возникать водородные связи.

По числу атомов углерода в цикле различают малые циклы (3-4),

обычные циклы (5,6,7), средние (8-11) и большие циклы > 11

Согласно теории Байера считалось, что циклические системы имеют плоскую структуру. Напряженность зависит от углового напряжения, которое определяют как разницу между тетраэдрическим углом и углом правильного многоугольника, образующего ту или иную циклическую систему.

∆ = 109 – 60 = 49⁰

∆ = 109 – 90 = 19⁰

∆ = 109 – 108 = 1⁰

∆ = 120 –109 = 11⁰

Согласно теории Байера самой ненапряженной циклической системой является пятичленная, что противоречит экспериментальным данным. Известно,что в природе наиболее устойчивы шестичленные циклы. Т.е. теория Байера верна только малых циклов и лишена основы для остальных циклических систем. В начале 20 века Закс и Мор высказали предположение, что циклы с числом атомов в цикле > 5 отклоняются от копланарности и сохраняют естественный угол валентности. В связи с этим оказалось возможным построить две ненапряженные модели для циклогексана - кресла и ванны

С В

Конформация кресло Конформация ванна

(chair) (boat)

В конформации кресло для циклогексана возможны два типа СН связей: I –6 связей направлены в стороны от кольца под углом 109,5⁰, лежат примерно в в его плоскости и их называют экваториальными (е). II – 6 связей параллельны оси симметрии и направлены попеременно вверх – вниз, перпендикулярны плоскости кольца получили название – аксиальные (а). Для циклогексана возможны две энергетически одинаковые вырожденные конформации кресла. При переходе их друг в друга аксиальные превращаются в экваториальные и наоборот. Такой процесс называют инверсией цикла.

Если имеется монозамещенное производное циклогексана, то возможны две конформации с экваториальным и аксиальным расположением заместителя. Энергетически наиболее выгодна конформация с экваториальным расположением заместителя.

Аксиальное положение (а) Экваториальное положение (е)

R – группы R - группы

Дата добавления: 2014-01-06