Konformace

Konformace

• Konformace – změny vyvolává volná rotace kolem sigma vazeb

• Konformery jsou neizolovatelné/nezachytitelné

Ethan (2 mezní konformace)

• Zákrytová konformace – energeticky méně stabilní

  • Vzdálenost mezi atomy vodíku 220 pm

• Nezákrytová konformace – energeticky stabilní

  • Vzdálenost mezi atomy vodíku 250 pm

• Rotační bariéra mezi Konformery je 12 kJ/mol

Butan (4 mezní konformace)

• Synperiplanární

  • CH3 skupiny jsou navzájem v zákrytu (0°)

  • E nejméně výhodná

• Synklinální (gauche)

  • 60° mezi CH3 skupinami

  • Nic není v zákrytu

  • 2. energeticky nejvíce výhodná

• Antiklinální

  • CH3 je v zákrytu s atomem vodíku

  • Úhel mezi CH3 skupinami je 120°

• Antiperiplanární

  • Nezákrytová

  • Úhel mezi CH3 skupinami je 180°

  • E nejvýhodnější

• Rotační bariéra je 20 kJ/mol

• 2x109 otočení/vteřinu

Cykloalkany

Pnutí:

• Úhlové – odchylka od 109°28‘

• Torzní – způsobuje zákrytové uspořádání vazeb na sousedních atomech

• Sterické – způsobuje sterická interakce substituentů

Cyklopropan

• Planární

• Vysoké úhlové pnutí

Cyklobutan

• Není planární, dva protější rohy čtverce jsou svěšené pod rovinu, aby se snížilo torzní pnutí

Cyklopentanu

• Není planární, 4 uhlíky jsou v rovině, pátý vystupuje nahoru jako „obálka“

Cyklohexan

• Židlička (chair)

  • Energeticky nejvýhodnější

  • Rozlišujeme dva typy vazeb: axiální (kolmé na rovinu), ekvatoriální (vodorovné)

• Vanička (boat)

  • Energeticky nevýhodná kvůli pnutí mezi pseudoaxiálními vazbami

• Twist-boat

  • Druhá nejvýhodnější konformace

  • Oproti lodičce se liší tím, že prostřední vazby jsou lehce vychýleny do stran, čímž se sníží pnutí

• Half-chair

  • Pět uhlíků je v rovině, jeden jde nahoru nad rovinu

  • Energeticky nejméně výhodná

• Substituenty se lépe vážou do ekvatoriálních poloh (E výhodnější)

  • Terc-butyl („locking group“) se váže pouze do ekvatoriálních poloh!

Disubstituované cyklohexany

• Poloha 1,2

  • Cis (oba substituenty míří nad nebo pod rovinu

    • Vždy se jeden substituent naváže do ekvatoriální a jeden do axiální polohy

    • Rovnováha mezi nimi je stejná

  • Trans

    • Oba substituenty jsou navázány do axiálních/ekvatoriálních poloh zároveň

    • Rovnováha je posunuta směrem ke konformaci s ekvatoriálními polohami

• Poloha 1,3

  • Cis

    • Oba substituenty jsou navázány do axiálních/ekvatoriálních poloh zároveň

    • Rovnováha je posunuta směrem ke konformaci s ekvatoriálními polohami

  • Trans

• Poloha 1,4

  • Cis

    • Vždy se jeden substituent naváže do ekvatoriální a jeden do axiální polohy

    • Rovnováha mezi nimi je stejná

  • Trans

    • Oba substituenty jsou navázány do axiálních/ekvatoriálních poloh zároveň

    • Rovnováha je posunuta směrem ke konformaci s ekvatoriálními polohami

• cis-ditercbutyl může existovat pouze v konformaci zkřížená vanička