Back to chapter

3.13:

디대체 사이클로헥산: 시스 트랜스 이소머리즘

JoVE Core
Organic Chemistry
A subscription to JoVE is required to view this content.  Sign in or start your free trial.
JoVE Core Organic Chemistry
Disubstituted Cyclohexanes: cis-trans Isomerism

Languages

Share

대체된 사이클로알케인은 두 대체기의 상대적인 공간 방향에 따라 시스와 트랜스라는 두 개의 서로 다른 스테레오이소어를 가질 수 있습니다. 시스 이소머는 링의 동일한 측면에 두 대체체가 있지만, 트랜스 이소머는 반대편에 대체체가 있습니다. isomers는 서로 다른 물리적 특성을 가지며 C-C 결합에 대한 회전으로 상호 변환할 수 없습니다. 따라서, 그들은 평형에 결코. 1,4-디메틸시클로헥산의 입체를 생각해 보십시오. 시스 이소머의 두 의자 순응은 동등한 에너지를 가지고 있으며 동등한 비율로 평형합니다. 시스 이소머의 두 적합성은 하나의 축 메틸 그룹과 하나의 적도 메틸 그룹이 있으며, 링이 뒤집히면 위치가 바뀝다. 대조적으로, 트랜스-1,4-디메틸시클로헥산은 반대 방향에 직면 메틸 그룹과 두 개의 비 동등한 의자 형태로 존재한다. 한 의자 conformer는 축 위치에 있는 두 메틸 단을 가지고, 반면 대체 conformer는 적도 배열 메틸 단이 있습니다. 강한 스테릭 반발로 인해, 트랜스-편차 형태는 트랜스-diequatorial 형태보다 더 높은 에너지를 가지고, 후자는 평형에 더 안정적이고 풍부하게. 이제 시스-1,3-디메틸시클로헥산의 두 가지 정력적으로 비등한 의자 형태를 고려하십시오. 한 가지 cis 형태는 강하고 불리한 1,3- 투아균 상호 작용을 가진 두 개의 축 메틸 그룹을 가지고 있지만, 다른 시스 형태는 두 개의 적도 메틸 그룹을 가지고 있으며 1,3- 투아차 상호 작용이 없습니다. 스테릭 반발의 부재는 시스-디에이처 콘포럴 콘포어가 시스-diaxial conformer보다 더 안정적이고 풍부하게만듭니다. 비교에서, 1,3-디메틸사이클로헥산의 트랜스 이소머는 두 개의 동등한 의자 형태 사이의 동일한 비율로 평형. 각 트랜스 conformer에는 하나의 축및 하나의 적도 메틸 그룹이 있습니다. 트랜스 1,3-대체 사이클로알케인의 대체품의 크기가 다른 경우, 두 부적합자는 더 이상 동등한 상태를 유지하지 않습니다. 이는 축 위치에서 부피가 큰 대체가 강한 기질 반발을 일으키고 부피가 큰 그룹이 적도 위치를 우선적으로 차지하기 때문입니다.

3.13:

디대체 사이클로헥산: 시스 트랜스 이소머리즘

대체품의 다양한 공간 방향에 따라 대체된 사이클로알카인은 두 가지 유형의 스테레오이소르를 나타낸다. 시스 이소머스는 반지의 같은 쪽에 대체체가 있는 반면, 트랜스 이소머스에는 반대편에 대체자가 있습니다. 이러한 스테레오소머스는 서로 다른 물리적 특성을 나타내며 탄소 탄소 결합을 깨지 않고는 상호 변환할 수 없습니다.

사이클로헥산에서 대체체는 뚜렷한 이소종을 생성하는 다른 위치를 차지할 수 있습니다. 예를 들어, 1,4-디메틸시클로헥산의 경우 시스 이소머는 동일한 비율로 평형되는 두 개의 순응체가 있습니다. 두 순응대모두 적도 위치에 있는 축및 다른 한 메틸 그룹이 있습니다. 그러나 트랜스 이소머의 순응은 정력적으로 비등합니다. 축 위치에 있는 메틸 단을 가진 트랜스 conformer는 강한 steric 반발을 경험하고 다이수도 형태 보다는 보다 덜 안정적입니다. 따라서 트랜스-diequatorial 형태는 평형에서 가장 풍부하다.

1,2-디메틸사이클로헥산의 이소머는 1,4개의 이들과 비슷합니다. 트랜스-1,2-디메틸시클로헥산에는 두 가지 정력적으로 비등한 순응자가 있습니다. 1,3-투이질 상호 작용의 부재로 인해, 디쿠토리형태는 편차 원포보다 더 안정적이고 풍부하다. 대조적으로, 시스-이소머의순응체는 1개의 축 및 1개의 적도 메틸 단과 동등한 에너지를 가지고 있습니다.

부피가 큰 대체체의 존재는 부피가 큰 대체자가 축 위치에서 강한 비석 반발을 피하기 위해 적도 위치를 우선적으로 점유하기 때문에 평형을 변경합니다.