ChOrg 5 - Cykloalkany

RJC
‹#›
Cykloalkany
RównowaŜniki wiązań podwójnych
Konformacja krzesłowa oraz łódkowa
Nazewnictwo
Slides 1 to 25
RJC
‹#›
Cykloalkany
Cykloalkany to rodzaj alkanów posiadających w
składzie cząsteczki pierścień karbocykliczny;
ogólny wzór cykloalkanów:
CnH2n
RJC
‹#›
Struktura cykliczna lub wiązania
podwójne
Wzór CnH2n wskazuje, Ŝe badany związek posiada
w swoim składzie wiązanie podwójne lub strukturę
cykliczną.
C6H12
C6H14
C6H12
RJC
‹#›
Na przykład... cyklopropan
Cyklopropan (C3H6)
QuickTime™ and a
Animation decompressor
are needed to see this picture
Click on picture to play movie
QuickTime™ and a
Animation decompressor
are needed to see this picture
Click on picture to play movie
RJC
‹#›
Na przykład... cyklobutan
Cyklobutan (C4H8)
QuickTime™ and a
Animation decompressor
are needed to see this picture
Click on picture to play movie
RJC
‹#›
Na przykład ...cyklopentan
Cyklopentan (C5H10)
Click on picture to play movie
RJC
‹#›
Na przykład... cykloheksan
Cyklohexksan (C6H12)
QuickTime™ and a
Animation decompressor
are needed to see this picture
Click on picture to play movie
QuickTime™ and a
Animation decompressor
are needed to see this picture
Click on picture to play movie
RJC
‹#›
Konformacja krzesłowa
Cykloheksan występuje w trwałej konformacji
krzesłowej, w której połowa podstawników
zajmuje pozycje aksjalne, a druga połowa
ekwatorialne.
RJC
‹#›
Pozycje aksjalne versus ekwatorialne
Z powodu niekorzystnych oddziaływań
podstawników aksjalnych ich energia jest wyŜsza
niŜ podstawników ekwatorialnych.
RJC
‹#›
Enrgie względne konformerów
Największe podstawniki w dipodstawionych
cykloheksanach przyjmują orientację ekwatorialną
w celu zminimalizowania niekorzystnych
oddziaływań przestrzennych.
RJC
‹#›
Część α versus część β
Połowa podstawników pierścienia cykloheksanu
obsadza część α a droga połowa obsadza część β.
RJC
‹#›
Konformacja łódkowa
Konformacja łódkowa posiada wyŜszą energię
(konformacja wysokoenergetyczna).
RJC
Krzesło versus łódka... Projekcje
Newamana
‹#›
H
H
•
H
H
•
H
H
•
•
H
H
H
H
HH
HH
H
H
RJC
‹#›
Równowaga krzesło - łódka - krzesło ...
Podstawnik aksjalny w jednej konformacji
przechodzi w podstawnik ekwatorialny w drugiej
konformacji.
7 kcal/mol
RJC
‹#›
Konfiguracje cis i trans
Z powodu braku swobodnej rotacji wokół wiązania
σ, dwa podstawniki w pierścieniu cykloheksanu
mogą być rozmieszczone po tej samej stronie (cis)
lub po stronach przeciwnych (trans).
RJC
Dibromocyklopropany...
‹#›
Istnieją cztery stereoizomery tego związku.
Br Br
Br
Br
Br
1,1
cis-1,2
Br
Br
1R, 2R
Br
1S, 2S
RJC
Dibromocyklobutany ...
‹#›
Te związki tworzą zbiór sześciu stereoizomerów.
Br
Br
Br
Br
Br
Br
1,1
cis-1,2
Br
Br
1S, 2S
1R, 2R
Br
Br
Br
Br
cis-1,3
trans-1,3
RJC
Dibromocyklopentany ...
‹#›
Te związki tworzą zbiór złoŜony z siedmiu
stereoizomerów.
Br Br
Br
Br
Br
1,1
Br
cis-1,2
Br
Br
Br
1R, 2R
1S, 2S
Br
Br
cis-1,3
Br
Br
1R, 3R
Br
1S, 3S
RJC
‹#›
Dibromocykloheksany ...
Ile jest izomerów strukturalnych ?
Ile jest izomerów strukturalnych i stereoizomerów ?
Jakie są nazwy systematyczne (IUPAC) dla wszystkich
izomerów ?
RJC
‹#›
Naturalne cycloalkany... karwonu
Jaki jest wzór sumaryczny ?
Do jakiej klasy związków naleŜy karwon ?
O
4
RJC
Morfina , kodeina, heroina ...
‹#›
Ile równowaŜników wiązań podwójnych
w kaŜdym związku ?
Jakie grupy funkcyjne ?
HO
AcO
H3CO
H
O
NCH3
HO
H
NCH3
NCH3
AcO
HO
9
O
H
O
9
11
RJC
‹#›
Naturalne cycloalkany ... taxol
Ile równowaŜników wiązań podwójnych ?
Jakie grupy funkcyjne ?
O H3C
O
N
H
AcO
O
HO
BzO
AcO
22
O
CH3
OH
O
RJC
Podsumowanie
‹#›
Cykloalkany i pierścienie karbocyklicze
RównowaŜniki wiązań podwójnych (DBE)
Konformacje krzesłowe i łódkowe
Podstawniki aksjalne i ekwatorialne
Oddziaływania przestrzenne (steryczne)
Strona α versus β
Równowaga krzesło-łódka-krzesło
Konfiguracja cis versus trans
Nazewnictwo (nomenklatura) IUPAC