烷烴、命名與構象
環的順反異構
/ sis / tranz /
環給分子兩個不同的面,就像硬幣的正面和反面。當環在不同的碳上帶兩個取代基時,每個都固定在某一面,而且你無法在不斷鍵的情況下把一個基團翻到對面,於是就可能出現兩個真正不同的分子。若兩個基團在同一面,分子是順式(cis);若在相反的兩面,則是反式(trans)。
這些順式和反式是真實的、可分離的化合物——一種叫構型異構體的立體異構體,不同於環翻轉產生的轉瞬即逝的構象異構體。順-1,2-二甲基環己烷和反-1,2-二甲基環己烷有相同的連接方式(一個二甲基環),卻有不同的固定三維排布、不同的熔點,且在室溫下無法互變。環的剛性使「同一面」與「相反面」成了一個永久的標籤。
把這一層疊到椅式構象上,就顯出一套令人滿意的邏輯。在環己烷椅式上,兩個相鄰(1,2)的取代基,當一個直立、一個平伏(或翻轉後兩個都平伏)時是反式;當它們一個直立、另一個平伏、卻無法同時都變平伏時是順式。實用的回報是:例如反-1,4 異構體能把兩個基團都放平伏,是更穩定的那個,而它的順式搭檔則被迫保留一個基團在直立。所以順反異構定下構型,構象分析再告訴你在該構型內最舒服的形狀。
在 1,4-二甲基環己烷中,反式異構體能把兩個甲基都放平伏(最穩定),而順式異構體必須始終保留一個甲基在直立——所以反式是能量較低的異構體。
順式 = 同一面;反式 = 相反面——一種環翻轉無法改變的固定構型。
順/反是構型(位於哪一面),只有斷鍵才能改變;直立/平伏是構象(由椅式決定),靠環翻轉即可改變。別把兩者混淆——環翻轉絕不會把順式變成反式。
又稱
另見