第 5 章 · 烷烃与环烷烃

翻一把椅子,甲基为什么更愿意“坐”在旁边?

用同一个甲基,亲眼看见它在椅式翻转后如何从轴向变为赤道向。

环己烷椅式翻转时,环上的碳—碳 σ 键并没有断开。可同一个甲基却会从“竖着”变成“斜着”。这不是魔术,而是构象变化。

甲基环己烷的当前构象

椅式甲
可翻转的甲基环己烷椅式示意图 环己烷呈椅式。甲基可在一号碳处呈轴向或赤道向;甲基为轴向时,显示它与三号、五号碳轴向氢的相互作用。 甲基 轴向

现在甲基处在轴向:它与 3、5 号碳同侧的轴向氢更“挤”,因此能量通常较高。

别把“翻转”误解成“换了分子”

椅式甲与椅式乙的碳原子连接顺序完全相同,只是各个碳原子在空间中上下翘起的方式变了。所以,原本轴向的取代基翻转后成为赤道向,原本赤道向的取代基翻转后成为轴向。

一个重要的边界:未取代环己烷的两种椅式构象能量相同;但对甲基环己烷这类单取代环己烷,取代基在赤道向时通常更稳定,因为它避开了较强的 1,3-二轴相互作用。不要把“椅式都会同能”套到取代环己烷上。

先判断,再看解析

一分钟核对

把轴向甲基环己烷翻成赤道向甲基环己烷时,下面哪一句最准确?