幾何異構

幾何異構

幾何異構又稱順反異構。在有雙鍵或環狀結構的分子中,由於分子中與雙鍵或環相連線的原子或原子團的自由鏇轉受阻礙,存在不同的空間排列而產生的立體異構現象。

幾何異構

類型 ①在雙鍵兩側的兩個不飽和碳上,分別連有兩個不同的原子或原子團時,會產生幾何異構,例如:

幾何異構

隨著分子內所含雙鍵數目的增加,幾何異構體的數目也隨著增加,例如1-苯基-1,3-戊二烯有四種異構體:

幾何異構

② 聯烯或其類似物中取代基均在同一平面上時,也可用順式、反式表示,例如: 

幾何異構

③ 在含碳-氮雙鍵幾何異構結構的化合物中,如果與氮原子相連的另一個原子與C=N雙鍵不在一條直線上,而偏在雙鍵的一邊,當雙鍵碳原子連有不同的原子或原子團時,便存在幾何異構體。例如,苯甲醛肟有下列兩種異構體:

幾何異構

通常將羥基和氫位於雙鍵同側的稱為順式 (cis)或同式(syn),在異側的稱為反式(trans)或逆式(anti)。
④ 含氮-氮雙鍵-N匉N-結構的化合物,也會有幾何異構現象。它們的異構體可以用順式、反式或用同式、逆式區別,例如偶氮苯:

幾何異構

環狀化合物環上所連的原子或原子團,由於環的限制不能自由鏇轉。如果環上有兩個或兩個以上的碳原子各連有兩個不同的原子或原子團時,便產生幾何異構體。例如,1,4-二羧酸-環己烷有兩種幾何異構體:

幾何異構

⑥ 環與環並聯於1,2位時,也產生順反異構體,如十氫化萘:

幾何異構

幾何異構體的命名 ①順反異構命名法,適用於與雙鍵相連的兩個碳原子上有相同的原子或原子團的幾何異構體。一般將相同基團在雙鍵的同側的稱為順式,在雙鍵的兩側的稱為反式,例如:

幾何異構

如果雙鍵碳原子上連有四個不同的取代基時,用順反命名法很難確定哪一個能代表順式,哪一個能代表反式。
② Z/E命名法,以原子序數的優先次序排列,如優先次序是a>b、d>e,兩個占先的a和d在雙鍵的同側稱為Z式;兩個占先的a和d在雙鍵的兩側稱為E式,例如:

幾何異構

大多數幾何異構體的Z式就是順式,E式就是反式,但也有例外,例如:

幾何異構

如果雙鍵碳原子上連線的取代基是 CH3-、CH3 CH2-、CH3CH2CH2 -等基團時, 則根據順序規則CH3CH2CH2>CH3CH2>CH3>H。

配圖

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