構(gòu)象與構(gòu)型完

構(gòu)象與構(gòu)型2021/8/141目錄概念聯(lián)系與區(qū)別表示方式及表示方式的轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)換的應(yīng)用環(huán)己烷及其衍生物的立體化學(xué)問題其他多脂環(huán)化合物的構(gòu)象2021/8/142構(gòu)型和構(gòu)象的概念

構(gòu)型(configuration)是指具有一定構(gòu)造的分子中原子或基團(tuán)的固有空間排列,其構(gòu)型的改變必須依靠共價(jià)鍵的斷裂和生成。構(gòu)象(conformation)是描述分子結(jié)構(gòu)特征最為豐富的概念。廣義的構(gòu)象是指分子中原子或基團(tuán)在三維空間的取向和定位,狹義的構(gòu)象是指具有相同構(gòu)造和構(gòu)型分子中原子或基團(tuán)在空間的取向和定位。2021/8/143（1）構(gòu)象異構(gòu)體（2）構(gòu)造異構(gòu)體（3）構(gòu)型異構(gòu)體（4）構(gòu)象異構(gòu)體2021/8/144構(gòu)型和構(gòu)象區(qū)別和聯(lián)系聯(lián)系：構(gòu)象和構(gòu)型都是表示分子中原子或原子團(tuán)在空間的排列。區(qū)別：1.構(gòu)象異構(gòu)體之間可以通過單鍵的旋轉(zhuǎn)或扭曲而相互轉(zhuǎn)變，而構(gòu)型異構(gòu)體之間在化學(xué)鍵不發(fā)生斷裂的情況下是不能互相轉(zhuǎn)變的。2.一般情況下，不能把構(gòu)象異構(gòu)體分離開來，而可通過適當(dāng)方法對(duì)構(gòu)型異構(gòu)體進(jìn)行分離（順式與反式）或拆分（R-型與S-型）。2021/8/145構(gòu)象的各種表示方式

模型鋸架式紐曼式楔型式模型楔型式鋸架式紐曼式2021/8/146乙烷的構(gòu)象1.球棒模型乙烷的交叉式構(gòu)象乙烷的構(gòu)象1.球棒模型乙烷的交叉式構(gòu)象2021/8/1472.球棒模型乙烷的重疊式構(gòu)象重疊式、交叉式構(gòu)象比較2021/8/148(3)紐曼投影式重疊式構(gòu)象交叉式構(gòu)象重疊式構(gòu)象交叉式構(gòu)象(2)透視式表示乙烷的構(gòu)象2021/8/149立體結(jié)構(gòu)鍥形式投影式Fischer投影式構(gòu)型的表示法

Fischer投影式2021/8/14101、投影方法：劃上一個(gè)十字線，交點(diǎn)代表手性碳，豎鍵向后，橫鍵向前。2.對(duì)映異構(gòu)體的Fischer投影2021/8/1411Fischer投影式特點(diǎn)ⅰ、投影式在紙平面上旋轉(zhuǎn)180°時(shí)構(gòu)型不變；旋轉(zhuǎn)90°或其奇數(shù)倍，得對(duì)映異構(gòu)體。ⅱ、Fischer投影式不能離開紙面進(jìn)行翻轉(zhuǎn)。ⅲ、一個(gè)基團(tuán)固定，另外三個(gè)順（逆）時(shí)針調(diào)換位置，不會(huì)改變其構(gòu)型。2021/8/1412各種構(gòu)型表示方式之間的轉(zhuǎn)換

2021/8/1413環(huán)己烷

碳原子以sp3雜化，六個(gè)碳原子不在同一平面內(nèi)，碳碳鍵間夾角109.5°，很穩(wěn)定．有椅式和船式兩種極限構(gòu)象.2021/8/1414（1）環(huán)已烷的構(gòu)象①椅式構(gòu)象

Newman投影式2021/8/1415②船式構(gòu)象

Newman投影式2021/8/1416③椅式與船式構(gòu)象的穩(wěn)定性

椅式中相鄰碳原子的鍵都處于交叉式位置，船式中相信鄰碳原子的鍵處于全重疊式的位置。氫原子間有斥力（位阻），且兩船頭氫鍵（旗桿鍵）距離較近，斥力較大，故椅式較穩(wěn)定2021/8/1417

六個(gè)a鍵和e

鍵分別三上

三下；同一

碳原子若a鍵

向上，e鍵必

然向下a、e鍵可以相互轉(zhuǎn)化2021/8/1418（2）取代環(huán)已烷的構(gòu)象（a）一元取代環(huán)己烷取代基在e鍵是穩(wěn)定構(gòu)象

2021/8/1419a鍵甲基環(huán)己烷占5%，e鍵甲環(huán)己烷占95%結(jié)論:取代基在e鍵上構(gòu)象穩(wěn)定;取代基越大,e鍵構(gòu)象越穩(wěn)定,越多.例如:叔丁基環(huán)己烷e鍵構(gòu)象占99.9%2021/8/1420(b)二元取代環(huán)已烷

(1)1,2-二取代環(huán)己烷(如1,2-二甲基環(huán)己烷)2021/8/1421結(jié)論:反式構(gòu)象(處于e鍵取代基多)比順式穩(wěn)定(2)1,3-二取代環(huán)己烷(1,3-二甲基環(huán)己烷)2021/8/1422結(jié)論:順式構(gòu)象比反式構(gòu)象穩(wěn)定當(dāng)有兩個(gè)不同的取代基時(shí)，大取代基處于e鍵者穩(wěn)定2021/8/1423綜上所述,取代環(huán)已烷的穩(wěn)定構(gòu)象是:①一元取代的穩(wěn)定構(gòu)象是e型>a型.②二元取代物穩(wěn)定構(gòu)象是,e,e型>e,a型>a,a型.③多元取代物取代基在e鍵上越多的構(gòu)象越穩(wěn)定.④兩個(gè)有兩個(gè)不同取代基時(shí),大的在e鍵的構(gòu)象穩(wěn)定2021/8/1424不飽和化合物的構(gòu)象圍繞烯的sp2-sp3鍵的重疊式構(gòu)象占優(yōu)勢(shì)是一個(gè)普遍現(xiàn)象，如1-丁烯：

構(gòu)象A和B為重疊式，C和D為交叉式。穩(wěn)定的旋轉(zhuǎn)異構(gòu)體是重疊式構(gòu)象A和B。構(gòu)象B（氫重疊式）比A（甲基重疊式）更穩(wěn)定一些。焓差大約為0.15千卡/摩爾。2021/8/1425在1，3-丁二烯的構(gòu)象中，兩個(gè)雙鍵是共平面的，以便使電子離域時(shí)作有效的軌道重疊。1，3-丁烯的兩種共平面構(gòu)象稱為S-反式-S-順式。S-反式構(gòu)象是1，3-丁二烯的最穩(wěn)定的構(gòu)象。

2021/8/1426雜環(huán)構(gòu)象環(huán)己烷中的一個(gè)亞甲基被二配位的氧、三配位的氮和二或三配位的硫所代替的結(jié)果。在順式-2-甲基-5-叔-丁基-1，3-二氧六環(huán)中，它的優(yōu)勢(shì)構(gòu)象是叔丁基為直立式，甲基為平伏式：2021/8/1427當(dāng)雜環(huán)中存在一個(gè)極性取代基時(shí)，取代基與環(huán)中雜原子的相互作用可以變得很重要。它的優(yōu)勢(shì)構(gòu)象是羥基為直立式的構(gòu)象。只有羥基為直立式時(shí)，它才有可能與環(huán)中氧原子形成氫鍵，這個(gè)氫鍵應(yīng)當(dāng)是使這個(gè)構(gòu)象變穩(wěn)定的一種力。2021/8/1428構(gòu)型與構(gòu)象表示方式轉(zhuǎn)換的應(yīng)用

1.在研究有機(jī)化學(xué)的歷程時(shí),往往涉及到立體化學(xué)中構(gòu)型與構(gòu)象的問題：

例如：順－2－丁烯與Br2的加成——外消旋產(chǎn)物

2021/8/1429順－2－丁烯與Br2的加成——外消旋產(chǎn)物

2021/8/1430反應(yīng)性不同

水解反應(yīng)速率后者為前者的20倍前者雖穩(wěn)定,但構(gòu)象中沒有反式氫,所以不發(fā)生E2反應(yīng);而后者有反式氫,可發(fā)生E2反應(yīng)生成1-丁烯。

2021/8/1431己烷的構(gòu)象2021/8/1432長(zhǎng)鏈

戊烷的構(gòu)象2021/8/1433庚烷的構(gòu)象2021/8/1434十氫萘的構(gòu)象表示

（1）順十氫萘

2021/8/1435（2）反十氫萘

2021/8/1436多元取代環(huán)己烷的構(gòu)象2021/8/1437菲烷的構(gòu)象

2021/8/1438