构象与构型.ppt

构象与构型,目录,概念 联系与区别 表示方式及表示方式的转换 转换的应用 环己烷及其衍生物的立体化学问题 其他多脂环化合物的构象,构型和构象的概念,构型(configuration)是指具有一定构造的分子中原子或基团的固有空间排列,其构型的改变必须依靠共价键的断裂和生成 构象(conformation)是描述分子结构特征最为丰富的概念广义的构象是指分子中原子或基团在三维空间的取向和定位,狭义的构象是指具有相同构造和构型分子中原子或基团在空间的取向和定位1）构象异构体,（2）构造异构体,（3）构型异构体,（4）构象异构体,构型和构象区别和联系,联系：构象和构型都是表示分子中原子或原子团在空间的排列 区别：1.构象异构体之间可以通过单键的旋转或扭曲而相互转变，而构型异构体之间在化学键不发生断裂的情况下是不能互相转变的 2.一般情况下，不能把构象异构体分离开来，而可通过适当方法对构型异构体进行分离（顺式与反式）或拆分 （R-型与S-型）构象的各种表示方式,模型,锯架式,纽曼式,楔型式,模型,楔型式,锯架式,纽曼式,,乙烷的构象,1.球棒模型,乙烷的交叉式构象,,乙烷的构象,1.球棒模型,乙烷的交叉式构象,2.球棒模型,乙烷的重叠式构象,重叠式、交叉式构象比较,(3)纽曼投影式,重叠式构象 交叉式构象,重叠式构象 交叉式构象,(2)透视式表示乙烷的构象,立体结构,锲形式,投影式,Fischer投影式,,,构型的表示法  Fischer 投影式,1、投影方法： 划上一个十字线， 交点代表手性碳， 竖键向后， 横键向前。

2.对映异构体的Fischer 投影,Fischer投影式特点,ⅰ、投影式在纸平面上旋转180°时构型不变；旋转90°或其奇数倍，得对映异构体ⅱ、Fischer 投影式不能离开纸面进行翻转ⅲ、一个基团固定，另外三个顺（逆）时针调换位置，不会改变其构型各种构型表示方式之间的转换,环己烷,碳原子以sp3杂化，六个碳原子不在同一平面 内，碳碳键间夹角109.5°，很稳定．有椅式和 船式两种极限构象.,（1）环已烷的构象,①椅式构象,Newman投影式,②船式构象,Newman投影式,,③椅式与船式构象的稳定性,椅式中相邻碳原子的键都处于交叉式位置，船 式中相信邻碳原子的键处于全重叠式的位置氢 原子间有斥力（位阻），且两船头氢键（旗杆 键）距离较近，斥力较大，故椅式较稳定,六个a键和e 键分别三上 三下；同一 碳原子若a键 向上，e键必 然向下,a、e 键可以相互转化,（2）取代环已烷的构象,（a）一元取代环己烷 取代基在e 键是稳定构象,a键甲基环己烷占5%，e键甲环己烷占95%,结 论: 取代基在e键上构象稳定;取代基越大,e键构 象越稳定,越多. 例如:叔丁基环己烷e键构象占99.9%,(b)二元取代环已烷,(1) 1,2-二取代环己烷(如1,2-二甲基环己烷),结论:反式构象(处于e键取代基多)比顺式稳定,(2) 1,3-二取代环己烷(1,3-二甲基环己烷),结 论: 顺式 构象比反式构象稳定,当有两个不同的取代基时，大取代基处于e键者稳定,综上所述,取代环已烷的稳定构象是:,①一元取代的稳定构象是e型a型. ②二元取代物稳定构象是,e,e型e,a型a,a型. ③多元取代物取代基在e键上越多的构象越稳定. ④两个有两个不同取代基时,大的在e键的构象稳定,不饱和化合物的构象 围绕烯的sp2-sp3键的重叠式构象占优势是一个普遍现象，如1-丁烯：,构象A和B为重叠式，C和D为交叉式。

稳定的旋转异构体是重叠式构象A和B构象B（氢重叠式）比A（甲基重叠式）更稳定一些焓差大约为0.15千卡/摩尔在1，3-丁二烯的构象中，两个双键是共平面的，以便使电子离域时作有效的轨道重叠1，3-丁烯的两种共平面构象称为S-反式-S-顺式S-反式构象是1，3-丁二烯的最稳定的构象杂环构象,环己烷中的一个亚甲基被二配位的氧、三配位的氮和二或三配位的硫所代替的结果在顺式-2-甲基-5-叔-丁基-1，3-二氧六环中，它的优势构象是叔丁基为直立式，甲基为平伏式：,当杂环中存在一个极性取代基时，取代基与环中杂原子的相互作用可以变得很重要它的优势构象是羟基为直立式的构象只有羟基为直立式时，它才有可能与环中氧原子形成氢键，这个氢键应当是使这个构象变稳定的一种力构型与构象表示方式转换的应用,1.在研究有机化学的历程时,往往涉及到立体 化学中构型与构象的问题：,例如： 顺－2－丁烯与Br2的加成——外消旋产物,顺－2－丁烯与Br2的加成——外消旋产物,反应性不同,,水解反应速率后者为前者的20倍,前者虽稳定,但构象中没有反式氢,所以不发生E2反应;而后者有反式氢,可发生E2反应生成1-丁烯己烷的构象,长链 戊烷的构象,庚烷的构象,,十氢萘的构象表示,（1）顺十氢萘,,,（2）反十氢萘,多元取代环己烷的构象,菲烷的构象,,全氢菲有10个立体异构体,,,,,金刚烷的构象,,金刚石是由碳元素的一种形式，C均以SP3 杂化状态相互连接，形成象蜂窝一样的物质。