单击此处编辑母版标题样式,二级标题,三级标题,正文文本样式,#,构象异构产生的原因：,由于以,键 连接的两个原子可以相对的自由旋转，从而使分子中的原子或基团在空间有不同的排布方式稳定构象：,在一系列构象中能量最低（最稳定、存在时间最长或出现几率最大）的构象称为稳定构象，又称为,优势构象,如乙烷的交叉式构象；环己烷的椅式构象构象分析：,2.,乙烷的构象,乙烷分子绕,CC,键旋转 ，产生无数个,构象异构体，其中有两个典型构象异构体，称为极限构象异,构体,重叠式（顺叠式）构象、交叉式（反叠式）构象重叠式构象,交叉式构象,构象异构体的表示：,三维结构；锯架结构和纽曼投影式,构象的表示方法,：锯架式、立体透视式,(,三维结构,),和纽曼（,Newman,）投影式，其中扭曼投影式最重要扭曼投影式,：把乙烷分子模型的,C,C,键的一端对着观察者，另一端远离观察者，进行投影操作，两碳原子重合前碳用 表示，后碳用 表示用前碳和后碳上的两个,CH,键分别与,CC,键确定的两平面的二面角“,”,旋转的角度表示构象有重叠式构象和交叉式构象由此可见，交叉式构象的能量较低，故为稳定构象乙烷分子不同构象的能量曲线如下图所示：,分子处于热运动状态，从交叉式构象转到另一交,叉式构象仅需要克服,12.6 kJmol,-1,能垒，因此各种构,象处于,动态平衡,。
重叠式构象不稳定的原因,是两个碳上的,CH,键,处于重叠位置，相距最近，两个,CH,的两个,电,子对互相排斥，产生,扭转张力,最大，分子的热力学,能最高在交叉式构象中，两,CH,键距离最远，扭转张,力最小，分子热力学能最低，是,最稳定构象,温度降低，稳定构象数量增加3.,丁烷的构象：,丁烷的结构比乙烷复杂，先讨论绕,C,2,C,3,键旋转产生的构象丁烷有四种极限构象，其热力学能及动态平衡中各异构体含量如下：,丁烷绕,C,2,C,3,键 旋转的典型构象有四种：,全重叠式,部分交叉式,部分重叠式,对位交叉式,热力学能,/kJmol,-1,18.8,3.7,15.9,0,室温下含量,/%,0,18,0,72,丁烷有四种极限构象，其热力学能及动态平衡中各异构体含量如下：,丁烷分子不同构象的能量曲线如下图所示：,全重叠式 部分重叠式 邻位交叉式 反交叉式,结论,：,反交叉式是丁烷的,优势构象,（又称：最稳定构象）,由此可见：,丁烷四种典型构象能量的高低顺序是：,在对位反交叉式构象中，,扭转张力,最小，两个,大基团（,CH,3,）相距最远，非键张力（范德华排,斥力）最小，能量最低，是优势构象；其次是部分,交叉构象，能量较低；再次是部分重叠构象，能量,较高；能量最高的是全重叠式构象，其,键电子对,扭转张力最大，两个大基团相距最近，非键张力也,最大，是最不稳定构象。
这些构象能量差,18.8 kJ.mol,-1,，室温下仍可以绕,C,2,-C,3,键自由转动，相互转化，呈,动态平衡,反交叉式构象稳定的原因,(,即构象分析）：,丁烷分子也可以绕,C,1,C,2,和,C,3,C,4,键旋转产生,类似的构象相邻的两碳上的,CH,键都处于反位交叉式，碳链,呈锯齿状排列：,4.,正构烷烃的构象,高碳数链烷烃的优势构象：相邻的碳原子的构象都是,反位交叉式,，碳链呈锯齿状排列5.,分子构象的作用,构象影响分子间作用力等，因而影响化合物的性,质（如熔点）和反应机理注意：,这里讨论是链烷烃的构象，在分析其他类化合物,构象时，在相邻碳原子上连有可形成氢键的基团,时，会改变构象例：,CH,2,ClCH,2,OH,的,稳定构象,是,邻位交叉式,因为氢键的能量远大于稳定构象的能量二、环烷烃的构象,1.,环丙烷的构象,环丙烷是三个碳原子的环，只能是平面构象，,即它的构型尽管只有一种构象，但这个环极不稳定，主要因为：,(1),所有,C-H,键都是重叠构象，,扭转张力大,2)C,原子是不等性杂化或弯曲键，有,“,角张力,”,存,在2.,环丁烷的构象,环丁烷有两种极限构象,：,平面式构象,：像环丙烷一样，不稳定，因为扭转张,力和“角张力”存在。
蝶式构象,：能缓解扭转张力和角张力，呈蝶式构象通过平面式构象，由一种蝶式翻转成为另一种蝶式,构象，处于动态平衡蝶式是优势构象3.,环戊烷的构象,环戊烷的构象主要是,信封型和半椅型构象,两者处于平衡因为平面构象能量较大，一般认为环戊烷采取这种构象可能性很少E,相对,=kJ/mol,信封式,E=0,半椅型,E=0,4.,环己烷的构象,环己烷的构象经过近百年的努力才建立起,来Baeyer 1885,年提出,张力学说,，认为环状化合,物是平面构型,Sachse(,萨克森,)1889,年质疑张力学说只适合小环，提出环己烷有,船型、椅型,两种构象1),椅型和船型构象,环己烷保持碳原子的,109.5,键角，提出了椅型和船型构象船 式 构 象 纽曼投影式,船型构象,：,C,1,、,C,2,、,C,4,、,C,5,在一个平面上，,C,3,和,C,6,在平面上方形状象只船，,C,3,和,C,6,相当船头和船尾，故称“,船型,”椅型构象,：,C,1,、,C,2,、,C,4,、,C,5,在一个平面上，,C,6,和,C,3,分别在平面的下方和平面的上方，很象椅脚和椅背，故称“,椅型,”椅型构象,船型构象,动画,在椅型构象中,从透视式和纽曼式中可以看,到：相邻的两个碳上的,CH,都是,交叉式构象,，非,键合的氢间最近距离,0.25 nm,，大于,0.24 nm,（正常非,键合氢之间的距离）。
C,原子的键角,109.5,无各,种张力，是,优势构象,，在平衡构象中约占,99.9%,环己烷的椅型构象,在船型构象中，船底上四个,C,中,C,1,和,C,2,，,C,4,和,C,5,是,重叠构象,，有,扭转张力,，船头和,船尾,上两,个伸向船内的氢（旗杆键上氢）相距,0.183nm,，小于,正常非键氢原子间距离,(,0.24nm),，有,非键张力,，它,的能量比椅型高,30 kJ,mol,-1,2),平伏键与直立键,环己烷的椅型构象中，六个碳原子分别在两,个平行的平面中C,1,、,C,3,、,C,5,在上面的平面中，,C,2,、,C,4,、,C,6,在下面的平面中一个三重对称轴，垂直于两平面环己烷的六个碳原子构成,两个平面；,六个,a,、,e,键分别为,三上三下；,同一碳原子若,a,键在上，,e,键必然在下；,直立键,：每个碳上有一根与轴平行的,CH,键，,称直立键，也称竖直键（,a,键）有三根向上，三,根向下平伏键,：每个碳上有一根与平行平面成,19,角,的,CH,键称平伏键，也称水平键（,e,键）有三根,向上偏,19,，三根向下偏,19,直立与平伏键转换,：当从一种椅型构象翻转成,另一种椅型构象时，平伏键转变成直立键，直立键,变成平伏键。
a,e,e,a,a,、,e,键可以,相互转化,动画,(3),扭船型和半椅型构象,扭船型构象：,将船型构象的碳扭转约,30,，变成扭船型：,环己烷的扭船型构象,与船,型,相比：旗杆键的氢非键张力减少；比船,型,构象,低,7 kJmol,-1,半椅型构象：,环己烷的半椅型构象,与椅,型,相比：由于,扭转张力,和角张力存在，比,椅型,构象,高,46 kJmol,-1,4),环的翻转,当由一种椅型翻转成另一种椅型构象时，要,经过,两个半椅型,，,两个扭船型,和,一个船型,等构象：,5.,取代环己烷的优势构象,(1),一取代环己烷,R,在,a,键和,e,键,一取代环己烷：有取代基,R,在,a,键上和在,e,键上两种构象在,e,键上的构象稳定,因为，,R,在,e,键上是对位交叉构象，在,a,键上是邻位交叉构象随着,R,基团的增大，在,e,键上的构象比例增加,R,在,a,键和,e,键的稳定性,结论：取代基处于,e,键稳定二取代环己烷：二取代基的情况有几种取代位,置，还有顺反关系一般是大取代基在,e,键上的是,稳定构象立体化学中研究环已烷衍生物性质时，,经常引入一个叔丁基，此时，叔丁基在,e,键的构象,稳定，环不易再翻转，称为,“锁住效应”,。
反式,-1-,甲基,-4-,叔丁基环己烷构象,顺式,-1-,甲基,-4-,叔丁基环己烷构象,（,2,）,.,二取代环己烷,1,2-,二取代环己烷,处于,e,键的取代基越多越稳定当有两个不同的取代基时，大的取代基处于,e,键稳定1,3-,二取代环己烷,结论,:,稳定性,反式,顺式3),多取代基环己烷：,在确定多取代环己烷的构象时，,一般是大取,代基在,e,键上,，,多个取代基在,e,键上,的构象稳定结论,:,稳定性,顺式,反式练习,:,1.,试写出,1,4-,二甲基环己烷顺反异构体的构象异构体,，,并比较其稳定性2.,写出下面化合物的优势构象。