Семя – орган полового размножения и расселения растений: наружи у семян имеется плотный покров – кожура...
История развития пистолетов-пулеметов: Предпосылкой для возникновения пистолетов-пулеметов послужила давняя тенденция тяготения винтовок...
Топ:
Процедура выполнения команд. Рабочий цикл процессора: Функционирование процессора в основном состоит из повторяющихся рабочих циклов, каждый из которых соответствует...
Генеалогическое древо Султанов Османской империи: Османские правители, вначале, будучи еще бейлербеями Анатолии, женились на дочерях византийских императоров...
Основы обеспечения единства измерений: Обеспечение единства измерений - деятельность метрологических служб, направленная на достижение...
Интересное:
Распространение рака на другие отдаленные от желудка органы: Характерных симптомов рака желудка не существует. Выраженные симптомы появляются, когда опухоль...
Финансовый рынок и его значение в управлении денежными потоками на современном этапе: любому предприятию для расширения производства и увеличения прибыли нужны...
Инженерная защита территорий, зданий и сооружений от опасных геологических процессов: Изучение оползневых явлений, оценка устойчивости склонов и проектирование противооползневых сооружений — актуальнейшие задачи, стоящие перед отечественными...
Дисциплины:
2018-01-14 | 3224 |
5.00
из
|
Заказать работу |
|
|
Цель: изучить основные способы изображения пространственного строения органических соединений и сформировать умения составлять и называть конформационные изомеры органических соединений.
Вопросы для обсуждения:
1. Способы изображения конформаций.
2. Конформации алициклических соединений.
3. Конформации циклических соединений.
Материалы и примеры для самостоятельного изучения
Пример 1. Какие конформационные изомеры возможны для
пропанола-1? Изобразите их в виде проекций Ньюмена и сравните их энергетическое состояние.
Этап 1. Пропанол-1 (н-пропиловый спирт) имеет три атома углерода, находящихся в состоянии sp3 -гибридизации. Вращение возможно вокруг связей С-1–С-2 и С-2–С-3. Рассмотрим конформации, получающиеся в результате вращения вокруг связи С-1–С-2. Изобразим с помощью проекций Ньюмена конформации, торсионные углы которых кратны 60°.
Этап 2. Конформации пропанола-1 (I-VI) различаются по устойчивости, т.е. обладают неодинаковой потенциальной энергией, величина которой определяется торсионным и вандерваалъсовым напряжениями.
Торсионноенапряжение возникает в результате взаимодействия электронов противостоящих связей, т.е. оно возникает в заслоненных конформациях (I, III, V).
Ван-дер-ваальсовое напряжение появляется при достаточно близком расположении объемных заместителей и приводит к их взаимному отталкиванию. Такой фактор неустойчивости присущ заслоненной и скошенной конформациям (I, II, VI). Таким образом, наиболее устойчива заторможенная (анти-) конформация (IV), в которой все виды напряжений минимальны.
-
Промежуточное положение занимают частично заслоненные (III и V) и скошенные (II и IV) конформации.
|
Одинаковые по энергии конформации II и VI, III и V называются вырожденными. На кривой, приведенной на рис. 9, показана зависимость потенциальной энергии конформации от величины торсионного угла.
Заключение. Для пропанола-1 возможны 6 конформаций, из которых термодинамически наиболее выгодна заторможенная (анти-), а наименее выгодна заслоненная конформация.
Пример 2. В производстве синтетического волокна капрона в качестве полупродукта получают циклогексанол. Какая из конформаций кресла более предпочтительна для молекулы циклогексанола?
Решение. Конформация креслаявляется наиболее устойчивой конформацией циклогексанового кольца. Лиганды у каждого из шести атомов углерода занимают неэквивалентные экваториальные (е) и аксиальные (а) положения. За счет поворота вокруг связей С—С циклогексановое кольцо претерпевает инверсию, при этом экваториальные заместители становятся аксиальными и наоборот. Аксиальное положение заместителей менее выгодно, чем экваториальное, т. е. в случае циклогексанола конформация с экваториальным положением гидроксильной группы стабильнее конформации с ее аксиальным положением.
Основная причина нестабильности конформации с аксиальным положением заместителей заключается в наличии 1,3-ди-аксиального взаимодействия, являющегося разновидностью ван-дер-ваальсова напряжения. В циклегексаноле оно проявляется во взаимном отталкивании аксиальной гидроксильной группы и атомов водорода в положениях 3 и 5.
На сдвоенных проекционных формулах Ньюмена хорошо видно, что аксиальная ОН-группа сближена в пространстве с С-3 (гош-конформация), тогда как экваториальная — максимально удалена (анти-конформация).
Задачи для самостоятельного решения
Задание 5.1. С помощью проекционных формул Ньюмена изобразите конформации этанола, возникающие в результате вращения вокруг связи С–С. Какая из конформаций более устойчива?
Задание 5.2. Какие конформации принимает молекула 2-аминоэтантиола в результате вращения вокруг связи С–С? Изобразите их с помощью проекционных формул Ньюмена. Какая из конформаций более устойчива?
|
Задание 5.3. С помощью проекционных формул Ньюмена изобразите конформации этиленгликоля (этандиола-1,2) и назовите их. Какая из конформаций более устойчива?
Задание 5.4. Напишите структурную формулу соединения, конформация которого приведена ниже. Назовите это соединение по заместительной номенклатуре ИЮПАК.
Задание 5.5. Назовите по заместительной номенклатуре соединение, изображенное в виде формулы Ньюмена. Имеет ли молекула этого соединения плоскость симметрии? Существует ли более выгодная по сравнению с приведенной конформация этого соединения?
Задание 5.6. Изобразите конформации кресла циклогексиламина. Какая из них более устойчива?
Задание 5.7. Постройте сдвоенные проекционные формулы Ньюмена для конформаций кресла бромциклогексана.
Задание 5.8. Изобразите конформации кресла 1-изопропилциклогексанола. Какая из них более устойчива?
Задание 5.9. Сравните термодинамическую устойчивость конформаций
1,3-диметилциклогексана, структура которого приведена в виде стереохимической формулы:
Литература для самостоятельной работы
1. Органическая химия: Учебник для вузов: В 2 кн./В.Л. Белобородов, С.Э. Зурабян, А.П. Тюкавкина; Под ред. Н.А. Тюкавкиной. - М.: Дрофа, 2002. – Кн. 1: Основной курс. – 620 с. (С. 110 -116).
2. Органическая химия (в вопросах и ответах) / Под ред. Б. А. Ивина и Л. Б. Пиотровского. — СПб.: Наука, 2002. — 510 с. (С. 90-93)
|
|
История развития пистолетов-пулеметов: Предпосылкой для возникновения пистолетов-пулеметов послужила давняя тенденция тяготения винтовок...
Кормораздатчик мобильный электрифицированный: схема и процесс работы устройства...
Двойное оплодотворение у цветковых растений: Оплодотворение - это процесс слияния мужской и женской половых клеток с образованием зиготы...
Археология об основании Рима: Новые раскопки проясняют и такой острый дискуссионный вопрос, как дата самого возникновения Рима...
© cyberpedia.su 2017-2024 - Не является автором материалов. Исключительное право сохранено за автором текста.
Если вы не хотите, чтобы данный материал был у нас на сайте, перейдите по ссылке: Нарушение авторских прав. Мы поможем в написании вашей работы!