Понятие о конформациях

Конформации - это поворотные изомеры молекулы, легко переходящие друг в друга за счет свободного вращения ее частей вокруг одинарной σ-связи. Например, н-пентан может находиться в разных конформациях, свободно переходящих друг в друга:

Причем углы между валетностями углеродов, равные 109°28', остаются неизменными в разных конформациях.

Циклопентан и его гомологи имеют неплоское строение - один из пяти атомов углерода цикла отклоняется от плоскости. И это место максимального отклонения (0,3 - 0,5А°) не остается постоянным, а перемещается за счет выгибания связей по пяти углам, образуя разные энергетически неравные конформации. У шестичленных циклоалканов возможны конформации «ванны» и «кресла», причем форма «ванны» энергетически менее выгодна (на 3-4 ккал/моль более богата энергией), чем форма «кресла». Взаимный переход между ними связан с преодолением небольшого энергетического барьера.

конформации

Реальное вещество представляет собой смесь молекул с разной энергией, находящейся в разных конформациях, но большая часть находится в энергетически наиболее выгодных состояниях. Подробный разбор всех конформации конкретного вещества, выбор наиболее выгодной, а также сравнение конформации переходных состояний, объяснение и предсказание направления реакции с точки зрения конформационных представлений относятся к сложной и очень важной области науки - конформационному анализу.

45. Приведите все возможные на ваш взгляд конформации следующих циклоалканов: а) метилциклопентан; б) 1,2-диметилциклопентан; в) 1,3-диметилциклопентан; г) метилциклогексан; д) 1,2-диметилциклогексан; е) 1,4-диметилциклогексан; ж) 1,1,2-триметилциклопентан; з) 1,1,3-триметилциклопентан.

Способы получения

1.Трех-, четырех- и пятичленные циклы могут быть получены при внутримолекулярной реакции Вюрца:

Для получения четырех- и пятичленных циклов реакцию можно проводить с амальгамой лития в среде диоксана:

46. Напишите уравнения следующих реакций и назовите продукты:

а) 1,4-дибром-2-метилбутан + амальгама лития→

б) 1,3-дибром-2-метилбутан + натрий →

в) 1,3-дибром-2,3-диметилбутан + натрий →

г) 1,5- дибром-2,3-диметилпентан + амальгама лития →

д) 1,3- дибром-1,3-диметилпентан + натрий ·

е) 1,4- дибром-2,3-диметилбутан + натрий →

ж) 1,6- дибром-2,3,-диметилгексан + амальгама лития →

з) 1,5- дибром-3-метилгексан + амальгама лития →

2. Восстановление циклических кетонов, полученных нагреванием бариевых, кальциевых солей дикарбоновых кислот дает циклоалканы:

Такие кетоны могут быть получены при нагревании двухосновных кислот в присутствии катализаторов (MnO, ВаО):

Этот метод непригоден для получения трех- и четырехчленных циклов из-за низких выходов.

47. Напишите уравнения реакций и назовите циклоалканы: