ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Циклогексан из "Основы органической химии" Упражнение 4-2. Постройте кривую зависимости углового напряжения от угла связи С — С — С в диапазоне отклонений 20 от нормальных значений. Используя этот график, определите угловое напряжение в килокалориях для (а) плоского циклопентана, (б) плоского циклобутана и (в) плоского циклогептана. [c.102] Рассмотрение молекулярных моделей показывает, что в том случае, если в лентные углы углерода сохраняются равными 109,5°, могут существовать две весьма различные конформации молекулы циклогексана. Они известны как конформации кресло и ванна (или лодка ) (рис. 4-4). Оказывается невозможным разделить циклогексан на две эти изомерные формы, поскольку они при обычных температурах быстро превращаются одна в другую однако конформация кресла существенно стабильнее и при комнатной температуре составляет более 99% равновесной смеси. [c.102] Вверху приведена масштабная модель, в середине рисунка — шаростершневая модель и внизу — изображение типа кбзел . Обратите внимание на то, что эквивалентны все аксиальные и вое экваториальные положения. [c.104] В заторможенной ( шахматной ) конформации (около 2,27 А по сравнению с 2,50 А). Это положение резко отличается от того, которое имеется в случае формы кресла (рис. 4-6), где, как можно видеть, соседние водороды находятся в заторможенных положениях один относительно другого на всем пути вокруг цикла. Таким образом, форма кресла должна быть более устойчивой, чем форма ванны, по той причине, что в ней отталкивание между атомами водорода значительно меньше. [c.104] Упражнение 4-3. Энергетический барьер для вращения вокруг связи С — С в этане составляет около 3 ккал, откуда следует, что энергия, требующаяся для приведения одной пары водородов в заслоненное расположение, равна 1 ккал. Рассчитайте, на сколько килокалорий должны быть менее стабильными плоская форма и крайняя форма ванны в циклогексане по сравнению с формой кресла, при учете заслоненного расположения водородов и флагштоковых взаимодействий. [c.104] Пространственные отношения (стереохимия) циклогексана и других органических соединений могут с успехом изучаться при помощи моделей Дрейдинга, в которых используются стандартные углы между связями и выполненные в масштабе длины связей. Связи изображаются стальными стержнями, которые могут зажиматься в стальных муфтах. [c.105] Вращение вокруг связей происходит легко, и модель обладает достаточной гибкостью для того, чтобы можно было воспроизвести некоторое угловое напряжение. Конформации циклогексана, построенные с помощью моделей Дрейдинга, приведены на рис. 4-8. Нетрудно видеть, что они очень похожи на изображения в виде козел , упоминавшихся ранее. [c.105] В плоской структуре циклопентана все атомы водорода, так же как в плоском циклогексане, находятся в заслоненном состоянии, что должно уменьшить стабильность плоского расположения примерно на 10 ккал (см. упр. 4-3). В результате этого молекула приобретает неплоскую конформацию, являюш уюся наилучшим компромиссом между искажением валентных углов и заслонением атомов водорода. В компромиссной конформации кольцо искажено таким образом, что одна или две группы — СНг — значительно выходят из плоскости, проведенной через остальные атомы углерода (рис. 4-12). Подвижность цикла приводит к тому, что эти деформации быстро обегают вокруг него. [c.106] Упражнение 4-4. Используя изображения типа козел , нарисуйте все возможные конформации циклогексилхлорида, где кольцо находится в форме кресла и в форме ванны. Расположите их в порядке возрастания устойчивости. Приведите ваши соображения. [c.107] Вернуться к основной статье