顺反异构

✍ dations ◷ 2025-08-08 07:22:30 #顺反异构
顺反异构(英语:cis-trans isomerism),旧称几何异构,是存在于某些双键化合物或环状化合物中的一种立体异构现象。由于存在双键或环,这些分子的自由旋转受阻,产生两个物理性质或化学性质均不相同的同分异构体,分别称为顺式(cis)和反式(trans)异构体。“顺式加成”指的是从双键/三键的同一侧进行加成反应;“反式加成”指的是从双键/三键的两侧进行加成。在双键化合物中,若与两个双键原子相连的相同或相似的基团处在双键的同侧,则该化合物被称为“顺式”异构体;若两个基团处于异侧,则定义为“反式”异构体,比如右图所示的2-丁烯的两个同分异构体。在环状化合物中,若两个相同的取代基位于环平面的同侧,则称该化合物为“顺式”;反之称为“反式”。例如下图的1,2-二氯环己烷的两个异构体:由于顺式与反式异构体中原子的空间排列不同,它们的物理性质(如熔点、沸点、溶解度)和化学性质通常也有不同。一般来说,反式异构体比顺式异构体稳定。这是因为顺式异构体中两个相同基团处于同侧,可能造成偶极矩的叠加,增加不对称性,而反式异构体中两个基团以双键中心形成中心对称,所造成的影响可以相互抵消。但以上规则也不是绝对的,比如在有些1,2-二卤乙烯、1,2-二氟二氮烯(FN=NF)中,顺式异构体便比反式稳定。这种顺式比反式异构体稳定的现象被称为“顺式效应”(cis效应)。顺式和反式异构体通常具有不同的物理性质。在一般情况下,造成同分异构体之间的差异,是因为分子的排列或整体偶极矩的改变。这些差异其实很微小,如直链的烯烃,举例来说 2 - 戊烯,在37℃时为顺式异构物;36℃下为反式异构物。 但是如果出现极性键,顺式和反式异构体之间的差异会比较大的,如1,2-二氯乙烯,顺式异构物的沸点为60.3℃,而反式异构物的沸点为47.5℃。 顺式异构体中两极C-Cl键的偶极矩相结合,使整体分子具偶极性,以致于具有偶极-偶极力使得伦敦色散力增加和提高沸点;另一方面在反式异构物中则不会发生,因为两极C-Cl键的偶极矩没有结合,使其偶极矩为零。丁烯二酸的两种异构体性质与反应活性差异较大,顺式异构体被称为顺丁烯二酸;反式异构体为反丁烯二酸。造成沸点差异的关键为极性,因为它会导致分子间作用力增加,进而提高沸点。同样,造成 熔点差异的关键为结构之对称性,例如油酸,顺式异构物熔点为13.4度在室温下为液体;反式异构物具有高熔点43度在室温下是固体。因此,反式烯烃因为极性较小或对称性佳有较低的沸点和较高的熔点;反之,顺式烯烃因为具极性和对称性不佳有较高的沸点和较低的熔点。因为反式烯烃比顺式烯烃更具对称性,所以反式烯烃往往有更高的熔点以及在惰性溶剂中的溶解度较低。核磁共振光谱测量邻位的偶合常数(3JHH),反式异构物(范围:12–18 Hz;典型:15 Hz)大于顺式异构物(范围:0–12 Hz;典型:8 Hz)。对双键化合物的顺反标记法对双键原子所连有的基团是有严格要求的,不适用于双键二端所连四个基团不相同时的情况,有很多缺点。因此,就要使用另一套命名双键化合物的规则—E/Z标记法。Z来源于德语的“zusammen”,意为“在一起”,与cis-相当;E来源于德语的“entgegen”,意为“相反”,与trans-相当。在使用E/Z标记时,首先要根据顺序规则确定每个双键原子所连两个基团的优先顺序。若两个双键原子所连的较优先的基团处在双键同侧,则称之为“Z-异构体”;反之则称为“E-异构体”。顺反标记法和E/Z标记是两套独立的标记系统,一般来说Z-异构体相当于顺式异构体,E-异构体相当于反式异构体,不过也有例外。template:Navbox stereochemistry(英语:template:Navbox stereochemistry)

相关

  • 工作与生活的平衡工作与生活的平衡(Work Life balance)是一个广泛的概念,包含工作(生涯与抱负)与生活(家庭与休闲)的次序。在克拉克提出的“工作-非工作生活”的理论中,将工作与生活的平衡定义为工作
  • 熔点熔点、液化点(M.P.)是在大气压下晶体将其物态由固态转变为液态的过程中固液共存状态的温度;各种晶体的熔点不同,对同一种晶体,熔点又与所受压强有关,压强越大,熔点越高。不过,与沸点
  • 古风时期古风时期 (英语:Archaic Greece,前800年 – 前480年),又称古朴时期或远古时期,是古希腊的一个子历史时期。这个定义最早出现在18世纪,由于对希腊艺术的研究,学者发现这个时期出现的
  • 书面语言书面语是一种透过文字系统来表达的语言,以书写及阅读来传达意义。书面语是一种人为发明下的产物,基于某个特定的口语之后发展出来,因此没有任何一种自然语言是只有书面语而没有
  • 邻苯二酚邻苯二酚(化学式:C6H4(OH)2),也称儿茶酚(英文:catechol)、焦性儿茶酚、焦儿茶酚(英文:pyrocatechol),是苯的两个邻位氢被羟基取代后形成的化合物。无色或白色晶体,可燃,可以升华,其固体或
  • 辛西娅辛西娅(Synthia,意译“人造儿”)人类历史上的首个人造生命,诞生于2010年,由美国生物学家克雷格·文特尔领导的J. Craig Venter Institute制造。研究共进行15年,耗资4000万美元。
  • 宝石宝石是被切割、擦润、抛光的矿物、石料、土化物体,为收集品、收藏品或穿着装饰之用。而作为宝石的矿物,一般颜色鲜艳柔和,光泽和花纹美观,结构均匀,折光率强,硬度较大,化学成分稳定
  • 硫氰硫氰化学式为(SCN)2,是一种黄色液体,在常温下可以分解,是一种拟卤素。硫氰的空间对称群为C2,其结构可表示为NCS-SCN。硫氰的氧化能力比溴要大,硫氰会和水反应;(SCN)2 + H2O →
  • 杜省杜省(法语:Doubs)是法国勃艮第-弗朗什-孔泰大区所辖的省份,东邻瑞士,是法国著名的工业省份。该省编号为25,首府位于贝桑松。私人国家沙兹尔共和国位于此省。5个海外省及大区
  • University of California, Los Angeles粉蓝色和金色加利福尼亚大学洛杉矶分校(英语:University of California, Los Angeles),简称加州大学洛杉矶分校(UCLA),是一所位于美国加利福尼亚州洛杉矶的公立研究型大学,创办于191