JoVE Logo

Войдите в систему

3.9 : Конформации циклоалканов

Адольф фон Байер попытался объяснить нестабильность малых и больших циклоалкановых колец, используя концепцию угловой деформации - деформации, вызванной отклонением валентных углов от идеального тетраэдрического значения 109,5° для sp3 -гибридизированных атомов углерода. Однако, хотя циклопропан и циклобутан напряжены, как и ожидалось из-за их сильно сжатых валентных углов, циклопентан напряжен больше, чем предполагалось, а циклогексан практически не имеет напряжений. Следовательно, теория Байера, основанная на предположении, что все циклоалканы плоские, ошибочна, и в действительности большинство циклоалканов имеют неплоскую структуру.

Циклопропан, трехуглеродный циклический алкан, имеет самую высокую угловую деформацию, поскольку его плоская структура сильно сжата, отклоняясь на 49,5 ° от идеального значения. Кроме того, циклопропан испытывает деформацию кручения из-за затменного взаимодействия между шестью связями C-H. Следовательно, циклопропан имеет общую кольцевую деформацию 116 кДж/моль. В отличие от циклопропана, который является плоским, циклобутан принимает более стабильную, сложенную неплоскую конформацию. Складывание приводит к тому, что угловая деформация немного увеличивается по сравнению с гипотетическим плоским циклобутаном, но крутильная деформация из-за десяти затмевающих атомов водорода значительно снижается. Циклобутан имеет общую деформацию 110 кДж/моль. Циклопентан также принимает неплоскую конформацию, известную как конформация конверта. По сравнению с гипотетической плоской формой циклопентана, в форме конверта валентные углы немного уменьшены, что незначительно увеличивает угловую деформацию. Однако это значительно снижает напряжение кручения от десяти затмевающих связей C-H. Следовательно, общая деформация в циклопентане равна 27 кДж/моль.

Теги

CycloalkanesAngle StrainCyclopropaneCyclobutaneCyclopentaneCyclohexaneNon planar StructureRing StrainTorsional StrainConformations

PLAYLIST

Loading...
JoVE Logo

Исследования

Образование

О JoVE

Авторские права © 2025 MyJoVE Corporation. Все права защищены