Shapes of Cyclic Compounds

04/22/23 Parinya T. 211 1

Shapes of Cyclic Compounds

สารประกอบท่ีเป็นวง จะมโีครงสรา้งท่ี หงิกงอ (puckered) ด้วยเหตุ 2 ประการ คือ ...

1. Ring strain

60o 90o 108o120o

มุมของพนัธะภายในวง ต่างไปจากขนาดปกติ ของมุมแบบ tetrahedral (109.5o)

ถ้าคิดวา่ ..

วงแบนราบ !

ถ้าคิดวา่ .. วงแบนราบ !

ถ้าคิดวา่ ..

วงแบนราบ !

04/22/23 Parinya T. 211 2

- 2. Hydrogen Hydrogen Repulsions

H

HH

HH

H

H

H

H

H

H

H

flat

H

HH

H

H

H

HH

H

H

H

H

puckered

H

H

H

H H

H

H

H

eclipsed staggered

04/22/23 Parinya T. 211 3

H

H H

H

H

H

HH

H

H H

H

HH

H

H

HH

H

HH

H

H

H

HH

H

H

H

H

cyclobutanecyclopentane

cyclohexane

04/22/23 Parinya T. 211 4

TTT T TTTTTT TTT TT TTTTTTTTTTT

chair half-chair twist-boat

boatchair

04/22/23 Parinya T. 211 5

วธิวีาดรูป chair conformers ของ cyclohexane

step 1

step 2

step 3

04/22/23 Parinya T. 211 6

axis

equator

M W

equatorial

axial

04/22/23 Parinya T. 211 7

Chair conformer เสถียรกวา่ boat conformer

chair

1 2

34

5

6 H

H

H

HH

HH

H1

23

4

56

Newman chair form

staggered H’s

boat

1 2

345

6

H

H H

H

H

H

H

H1 2

34

56

Newman boat form

eclipsed H’s

04/22/23 Parinya T. 211 8

TTTTTTTTTT TTT T TTTT TTTTTTTTTTTT เมื่อวงเปล่ียน conformation (ring flip) จะเกิดการเปล่ียนแปลง

อยา่งไรกับกลุ่มในตำาแหน่ง equatorial และ axial ?

H

axial equatorialH

H

04/22/23 Parinya T. 211 9

1,3-diaxial repulsion

HH

H HH

H13

24

5 6

axial methylH

HH

H

H

H1

23

4 5 6

equatorial methyl

strong repulsion

weak repulsionweak repulsion

strong repulsion

04/22/23 Parinya T. 211 10

Disubstituted Cyclohexanes

-12, dimethylcyclohexaneH

CH3

H

CH3

-cis

CH3

CH3

H

H

-trans

2 geometric isomers

04/22/23 Parinya T. 211 11

-cis -1 2, dimethylcyclohexaneHCH3

H

CH3

-cis

H

CH3

H

CH3

“ลง”ท้ังคู่

CH3

HCH3

H

“ขึน้”ท้ังคู่

H

CH3

H

H3C

“ลง”ท้ังคู่ax

eqConformations เขยีนได้หลายแบบ...

04/22/23 Parinya T. 211 12

Conformers ของ cis-1,2-dimethylcyclohexane เปล่ียนแปลงอยา่งไร ?

เสถียรภาพ ?

H

CH3

H

CH3 H

CH3

H

CH3

axial (a)equatorial (e)

เท่ากัน (a,e = e,a)a,e e,a

a,e e,a

04/22/23 Parinya T. 211 13

-trans -1 2, dimethylcyclohexaneCH3

CH3

H

H

-trans

H

CH3

H

CH3

“ลง-ขึน้”

CH3

H

CH3

H

“ขึน้-ลง”ax

axConformations เขยีนได้หลายแบบ...

H

CH3

H

H3C

“ลง-ขึน้”eq

eq

a,a e,ee,e

04/22/23 Parinya T. 211 14

Conformers ของ trans-1,2-dimethylcyclohexane เปล่ียนแปลงอยา่งไร ?

เสถียรภาพ ?

H

CH3

H

CH3

H

CH3

H

CH3

axial (a) equatorial (e)

ไมเ่ท่ากัน (e,e > a,a)a,a e,e

a,a e,e

axial (a) equatorial (e)

04/22/23 Parinya T. 211 15

-13, และ 1,4-dimethylcyclohexanes

- -13cis , dimethylcyclohexaneCH3

H

CH3

H

a,a

CH3

H

H3C

H

e,e

04/22/23 Parinya T. 211 16

- -13trans , dimethylcyclohexane

CH3

H

H3C

H

e,a

CH3

HCH3

H

a,e

04/22/23 Parinya T. 211 17

-cis -14, และ trans-1,4-… จะเป็นอยา่งไร?

CH3

H

H

H3C

CH3

H

CH3

H

cis-1,4- - -14trans ,