立體化學與手性

E/Z 構型

/ E and Z /

碳碳雙鍵是僵硬的——與單鍵不同,你無法在不打斷 π 鍵的情況下繞它自由旋轉。這種僵硬把雙鍵兩端鎖在原位,所以連在上面的基團被凍結在雙鍵的同一側或相反兩側。這就產生兩個不同的分子,化學家需要清晰的名字來區分它們。

當雙鍵的每個碳都帶著一個氫和一個明顯的基團時,舊標籤 cis(同側)和 trans(異側)用著很順手,但當四個位置都連著不同基團時它們就失靈了——和什麼同側?E/Z 系統用卡恩-英戈爾德-普雷洛格規則解決了這個問題。在雙鍵的每個碳上,按 CIP 優先級給它連著的兩個基團排序。若兩個較高優先級的基團(每個碳各出一個)位於相反兩側,該烯烴就是 E(源自德語 entgegen,「相反」)。若位於同一側,就是 Z(源自 zusammen,「一起」)。一個簡單的記憶口訣:「Z = ze zame zide(同一側)」。

E/Z 是指定雙鍵幾何的嚴謹、通用的方式,出現在像 (2Z,4E)-己二烯醛這樣的整套 IUPAC 名稱中。這種幾何並非裝飾:它改變分子的形狀、極性和生物學。脂肪酸的順式和反式形態在體內的行為大相逕庭,而視黃醛中烯烴在光驅動下從順式翻轉為反式,正是視覺的第一個化學事件。

在 2-丁烯 CH3-CH=CH-CH3 中,順式把兩個甲基放在同一側(這是 Z,因為每個碳上 CH3 都優先於 H),反式把它們放在相反兩側(E)。這裡 cis 對應 Z、trans 對應 E,但一旦四個基團變得更複雜,這種巧合就不成立了。

E/Z 由 CIP 優先級決定,因此即使 cis/trans 變得含糊它仍然適用。

不要以為 Z 總等於 cis、E 總等於 trans。它們只在簡單情形下一致;當有四個不同取代基時標籤可能反過來,因為 E/Z 比較的是 CIP 優先級,而 cis/trans 大致比較「同類」基團。拿不準時,就排優先級、用 E/Z。

又稱
E/Z notationcis/trans (informal)顺反构型E/Z 命名