烷烃、命名与构象
直立键与平伏键
在椅式环己烷上,每个环碳都伸出两根向外的键,而它们并不等同。一根笔直朝上或朝下,平行于一根穿过环的假想竖轴——那是直立位(axial,竖键)。另一根向外、略带倾斜地伸出,像帽檐一样沿环的「赤道」散开——那是平伏位(equatorial,横键)。想象一个地球仪:直立键指向两极,平伏键则靠近赤道。
绕环走一圈,这两个位置交替出现:上直立、下直立、上直立……所以相邻碳上的直立键交替朝上、朝下。每个碳的两根键,一根直立、一根平伏;在任一个碳上,直立键和平伏键指向相反的面(若直立朝上,平伏就略向下倾,反之亦然)。这套几何由椅式的形状所固定,在你今后画的每一个椅式上都一样。
对取代基而言,这一区分极其要紧。平伏基团伸进开阔空间,远离环的其余部分,因而宽敞舒适。直立基团朝上越过(或朝下钻到)环面,会和同一面上其他的直立基团相互拥挤。所以大块的取代基强烈偏爱平伏位,而这单一偏好——平伏宽敞、直立局促——主导着每一个带取代基的六元环的构象,往往也主导其反应性。
在甲基环己烷中,甲基强烈偏爱平伏位;平伏椅式比直立椅式约稳定 7.5 千焦/摩尔,所以约 95% 的分子取平伏。
平伏 = 宽敞、受偏爱;直立 = 被同一面上其他直立基团挤迫。
「平伏」并不等于「在环平面内」——它也会略微上倾或下倾。而且直立与平伏是一种构象上的选择(由椅式决定),并非固定的顺反关系。
又称
另见