Avainero – porrastettu vs. pimennysrakenne
Kahta termiä, porrastettu ja peitetty konformaatio (Newmannin projektioiden kaksi päähaaraa) käytetään orgaanisessa kemiassa selittämään atomien järjestystä joissakin orgaanisissa molekyyleissä. Stabiilin kann alta porrastettu konformaatio on vakaampi kuin peittynyt muodostuminen. Porrastetun vahvistuksen muodostuminen on edullisempaa, koska sen konformaatioenergia on minimaalinen. Tämä on avainero porrastetun ja pimennetyn rakenteen välillä.
Mikä on porrastettu rakenne?
porrastettu konformaatio on etaanin k altaisen molekyylin kemiallinen konformaatio (CH3-CH3=abcX–Ydef), jossa substituentit a, b ja c ovat kiinnittyneet suurimmalla etäisyydellä kohdista d, e ja f. Tässä tapauksessa vääntökulma on 60° ja konformaatioenergia on pienin. Tämän vahvistuksen päävaatimus on avoin ketju yksi kemiallinen sidos kahden sp3hybridisoidun atomin yhdistämiseksi. Joillakin molekyyleillä, kuten n-butaanilla, voi olla erikoisversioita porrastetuista vahvistuksista: gauche ja anti.
Mikä on Eclipsed Conformation?
Pimennetty konformaatio voi esiintyä missä tahansa avoimessa ketjussa, kun yksittäinen sidos yhdistää kaksi sp3hybridisoitua atomia. Tässä tapauksessa kaksi substituenttia (sanotaan -X ja -Y) vierekkäisissä atomeissa (kuten A ja B) ovat lähimpänä. Toisin sanoen vääntökulma X-A-B-Y on 0° molekyylissä. Tällä vahvistuksella on suurin konformaatioenergia steerisen esteen vuoksi.
Mitä eroa on porrastetun ja pimennetyn muodon välillä?
Rakenne:
porrastettu vahvistus: Porrastettu vahvistus voidaan ymmärtää parhaiten käyttämällä etaanimolekyyliä. Kun katsomme sivulta, sen porrastettu vahvistus voidaan havainnollistaa seuraavasti.
Pimennetty konformaatio: Etaanimolekyyliä voidaan pitää yhtenä yksinkertaisimmista esimerkeistä pimennetyn konformaation ymmärtämiseksi. Kun katsomme sivulta, etaanimolekyylin peittynyt konformaatio voidaan nähdä seuraavasti.
Vakaus:
porrastettu vahvistus: Porrastettua vahvistusta voidaan pitää edullisimpana konformaationa, koska se on vähentänyt molekyylin rasitusta. Koska kiinnikkeet molekyylissä ovat tasaisemmin erillään ja tämä vähentää hylkimistä etuhiilen kiinnitysosien ja takahiilen kiinnikkeiden välillä. Lisäksi porrastettu konformaatio stabiloituu hyperkonjugaatiolla.
Pimentynyt konformaatio: Pimentynyt konformaatio on vähemmän suotuisa, koska sillä voi olla enemmän vuorovaikutuksia etu- ja takasubstituenttien välillä; tämä aiheuttaa lisää rasitusta. Etu- ja takasubstituenttien väliset kulmat voivat olla mitä tahansa.
Potentiaalinen energia:
Kaavio potentiaalienergian vaihtelusta dihedraalikulman funktiona (kahden vedyn välinen dihedraalinen kulma eri hiilessä) näyttää energiaeron porrastetun vahvistuksen ja pimennetyn vahvistuksen välillä.
porrastettu vahvistus:
Yllä oleva kaavio osoittaa, että porrastetulla konformaatiolla on pienin mahdollinen energia. Tämä tarkoittaa, että tämä on vakain muoto ja se voi olla edullisin muoto muihin vahvistuksiin verrattuna.
Pimentynyt muoto:
Yllä olevan kaavion mukaan pimennetyllä vahvistuksella on suurin mahdollinen energia. Tämä tarkoittaa, että pimentynyt konformaatio on siirtymätila, eikä se voi koskaan olla olemassa tässä muodossa.
Määritelmät:
Konfiguraatiot:
Konformaatiot ovat eri asentoja, jotka molekyyli voi ottaa pitäen atomeja ja sidoksia molekyylissä. Tässä tapauksessa ainoa vaihtelu on kulmat, joissa tietyt molekyylin osat ovat taipuneet tai kierretty.
Vääntökulma (dihedral-kulma):
Se viittaa tasojen väliseen kulmaan kahden kolmen atomin joukon kautta, joissa on kaksi yhteistä atomia. Toisin sanoen se on kahden leikkaavan tason välinen kulma.
