案例3 二取代环己烷的构象分析
燃烧热的测定发现,1,2-二甲基环己烷的反式异构体比顺式异构体稳定,而1,3-二甲基环己烷的顺式异构体比反式异构体稳定。
问题:
利用构象分析解释上述现象。
案例分析:
顺-1,2-二甲基环己烷:有ea和ae两个椅式构象,两者能量相等,在平衡体系中各占50%。
两个椅式的相互转变如下图所示:
反-1,2-二甲基环己烷:有ee和aa两个椅式构象,在平衡体系中ee构象占绝对优势。
两种椅式的相互转变和能量差别如下图所示:
对于1,2-二甲基环己烷,由于反式异构体ee 构象比顺式异构体构象势能更低,所以,反-1,2-二甲基环己烷比其顺式异构体稳定。
顺-1,3-二甲基环己烷的两个椅式构象中,ee 构象占绝对优势。
而反-1,3-二甲基环己烷的两个椅式构象能量相等,均为ae 型构象。
故顺-1,3-二甲基环己烷比其反式异构体稳定。
CH 3H 3C
CH 3
CH 3(ee)(aa)
顺-1-3- 二甲基环己烷
CH 3H 3C CH 3
CH 3
(ea)(ae)
反-1-3- 二甲基环己烷
类似地分析可知,反-1,4-二甲基环己烷比其顺式异构体稳定。