Органическая химия и основы биохимии. Часть 1. Абакумова Н.А - 15 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТГТУ | Тамбов

Составители: 

Рубрика: 

В обычных 5 – 7-членных циклах общее напряжение мало, в средних 8 – 11-членных циклах общее напряжение велико
за счёт несвязных взаимодействий, ведущих к трансаннулярному напряжению.
В больших циклах несвязные взаимодействия отсутствуют, общее напряжение мало.
Итак, конформацию циклических соединений определяют:
а) энергия деформации валентных углов (угловое напряжение);
б) энергия изменения двугранных углов (напряжения заслонения);
в) энергия несвязных взаимодействий, когда они присутствуют (трансаннулярное напряжение);
г) энергия растягивания или сжатия связей (напряжение связей).
Большую роль играют электростатические факторы и взаимодействия между орбиталями.
Циклопропан имеет плоскую форму, у циклобутана – отклонения от плоского строения, его кольцо немного
«выпучено», что снижает напряжение заслонения.
Молекула циклопентана искажена, при этом одна из групп CH
2
выходит из плоскости пятиугольника, причём выходят
попеременно все CH
2
-группы, т.е. по циклу как бы пробегает волна и каждая из групп CH
2
последовательно совершает
колебание вверх и вниз.
Процесс непрерывного изменения конформации молекулы – псевдовращение. Образующиеся конформации имеют
равную энергию. Но введение заместителей может затормозить или прекратить псевдовращение, конформации становятся не
изоэнергетическими. Например, для 1-метил-циклопентана наиболее устойчива форма конверта, в котором 4 атома углерода
находятся в одной плоскости, а один вне её.
В замещённых циклопентанах различают аксиальные связи – направленные параллельно оси, проходящей через центр
молекулы, и экваториальные, направленные примерно параллельно плоскости четырёх атомов молекулы.
Молекула циклогексана принимает ряд конформаций:
(1) (2)
Молекула находится в наиболее устойчивой конформации «кресла». Идеальное «кресло» характеризуется тем, что
атомы С-1, С-2, С-4, С-5 лежат в плоскости, а атомы С-3 и С-6 – по разные стороны от плоскости, двугранные углы равны
между собой и знаки их чередуются (1 конформер).
«Кресло» существует в виде равновесной смеси двух конформаций – конверсия «кресла»:
При переходе от одной конформации к другой изменяются знаки двухгранных углов. Скорость взаимопревращений
конформации «кресла» при
t
комн
очень велика – 10
4
раз в секунду.
В конформации «ванны» атомы углерода С-1, С-2, С-4 и С-5 лежат в одной плоскости, а С-3 и С-6 – по одну сторону
плоскости.
«Ванна» существует в двух конформациях:
Переход от одной формы к другой осуществляется легко и возможен без преодоления энергетического барьера с
непрерывным изменением двугранных углов.
Классическая «ванна» встречается в жёстко закреплённой форме бицикло [2.2.2]октана:

Страницы