烷烃、命名与构象
环翻转
环己烷的椅式并非锁死。环可以在不断一根键的情况下,从一个椅式扭进另一个同样合法的椅式,方法是翻转它的褶皱——原本翘上的碳荡到下面,原本翘下的碳荡到上面。这种构象上的「翻筋斗」就是环翻转,室温下环己烷不停地在做。
关键后果在于「记账」:一次环翻转把每个直立位变成平伏位、每个平伏位变成直立位。原本作为直立键笔直朝上的一个氢(或取代基),翻转后变成向外倾斜的平伏键,反之亦然——但它仍待在环的同一面(朝上的基团还是朝上)。翻转对调直立与平伏,却不会改变某个基团位于环的哪一侧。
由于翻转很快,一个带取代基的环其实是两个椅式之间一个动态的平衡,分子更多时间待在能量较低的那个椅式。对单个大基团而言,那就是该基团处于平伏的椅式,于是富含平伏的椅式占主导。环翻转是这一切的引擎:六元环正是靠它「货比三家」地找到最舒服的形状,而对它的推理,正是你预测真实分子偏爱哪种构象的方法。
翻转甲基环己烷的椅式,甲基便从平伏(宽敞)移到直立(拥挤);分子偏爱前一个椅式,所以大部分时间甲基都在平伏位。
环翻转对调直立与平伏,但基团保持它的上/下面。
环翻转不改变基团位于哪一面(上或下),所以它无法把顺式变成反式——那需要断键。它只是把直立换成平伏。
又称
另见