烷烃、命名与构象

环的顺反异构

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环给分子两个不同的面,就像硬币的正面和反面。当环在不同的碳上带两个取代基时,每个都固定在某一面,而且你无法在不断键的情况下把一个基团翻到对面,于是就可能出现两个真正不同的分子。若两个基团在同一面,分子是顺式(cis);若在相反的两面,则是反式(trans)。

这些顺式和反式是真实的、可分离的化合物——一种叫构型异构体的立体异构体,不同于环翻转产生的转瞬即逝的构象异构体。顺-1,2-二甲基环己烷和反-1,2-二甲基环己烷有相同的连接方式(一个二甲基环),却有不同的固定三维排布、不同的熔点,且在室温下无法互变。环的刚性使「同一面」与「相反面」成了一个永久的标签。

把这一层叠到椅式构象上,就显出一套令人满意的逻辑。在环己烷椅式上,两个相邻(1,2)的取代基,当一个直立、一个平伏(或翻转后两个都平伏)时是反式;当它们一个直立、另一个平伏、却无法同时都变平伏时是顺式。实用的回报是:例如反-1,4 异构体能把两个基团都放平伏,是更稳定的那个,而它的顺式搭档则被迫保留一个基团在直立。所以顺反异构定下构型,构象分析再告诉你在该构型内最舒服的形状。

在 1,4-二甲基环己烷中,反式异构体能把两个甲基都放平伏(最稳定),而顺式异构体必须始终保留一个甲基在直立——所以反式是能量较低的异构体。

顺式 = 同一面;反式 = 相反面——一种环翻转无法改变的固定构型。

顺/反是构型(位于哪一面),只有断键才能改变;直立/平伏是构象(由椅式决定),靠环翻转即可改变。别把两者混淆——环翻转绝不会把顺式变成反式。

又称
cis-trans isomersring cis-trans isomerism顺反异构体环上顺反