- •Лекция 2
- •План
- •2.1 Теория строения органических соединений А.М. Бутлерова
- •Основные положения теории А.М. Бутлерова
- •2. Свойства веществ зависят не только от того, какие атомы и в каком
- •3. Атомы или группы атомов, образовавшие молекулу, взаимно влияют друг на друга, от
- •Химическое строение молекулы определяется природой и последовательностью связей между составляющими ее атомами
- •2.2 Изомерия. Типы изомерии
- •Химические и физические свойства изомерных веществ различны
- •Виды структурной изомерии
- •Виды структурной изомерии
- •Виды структурной изомерии
- •Виды структурной изомерии
- •Виды структурной изомерии
- •а) кето-енольная таутомерия
- •б) Лактам-лактимная таутомерия
- •Пространственная изомерия стереоизомерия
- •Пространственная изомерия
- •Геометрическая (цис-, транс- изомерия
- •Цис- и транс- изомеры возможны для алкенов, у которых при атомах углерода с
- •Наиболее устойчивы транс-изомеры, поэтому в природе они наиболее распространены
- •2.3. Конфигурация и конформации соединений с открытой цепью
- •Конфигурация –
- •КОНФИГУРАЦИЯ МЕТАНА
- •Конформации – динамические изомеры
- •Взаимные переходы конформеров
- •Термин конформация был предложен
- •Конформации молекулы
- •Образующиеся конфор- мации различаются
- •Для изображения конформаций используют проекционные формулы Ньюмена
- •Для построения формул Ньюмена выбирается некоторая связь, относительно которой производится свободное вращение
- •Относительно большей внутренней энергией обладают конформации, в которых заместители находятся в наиболее близком
- •Наименьшей энергией обладают конформеры, в которых заместители рас- положены наиболее далеко друг от
- •Атомы, образующие С -С связь строго
- •Второй атом С как бы прикрыт кружком, идущие от этого атома связи, изображаются
- •Разность между этими энергиями составляет энергетический барьер вращения или торсионное напряжение
- •Конформации соединений с открытой
- •При полном обороте вокруг центральной связи возникает
- •Угол поворота вокруг σ-связи называют
- •Строение, конфигурация и возможные конформации для этана
- •КОНФИГУРАЦИЯ ЭТАНА
- •КОНФОРМАЦИИ ЭТАНА
- •I- заслоненные конформации, заместители одного атома углерода налагаются на заместители другого атома углерода
- •II – заторможенные конформации, заместители одного атома на проекции размещены между заместителями другого,
- •ЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ КРИВАЯ КОНФОРМЕРОВ ЭТАНА
- •У более сложных соединений наряду с торсионным напряжением, действует еще один фактор, затрудняющий
- •Ван-дер-ваальсово напряжение обусловлено силами отталкивания между валентно не связанными большими по объему заместителями
- •Возникающие при этом конформации называют скошенными или гош- формами.
- •Строение,
- •КОНФИГУРАЦИЯ КОЛАМИНА
- •КОНФОРМАЦИИ КОЛАМИНА
- •Конформации I-IY характеризуются различной потенциальной
- •В длинных углеродных цепях вращение может происходить вокруг нескольких С –С связей, поэтому
- •По данным рентгеноструктурного анализа установлено, что длинные цепи насыщенных углеводородов имеют зигзагообразную конформацию
- •Это наиболее выгодная конформация , т.к. атомы углерода находятся в заторможенной конформации
- •Предпочтительная конформация пальмитиновой кислоты
- •Для молекул, у которых две или более функциональные группы, однозначно сказать о предпочтительной
- •2.4. Конформации циклических соединений
- •Согласно теории Байера циклические системы имеют плоскую структуру. Напряженность зависит от углового напряжения,
- •Теория Байера верна только малых циклов и лишена основы для остальных циклических систем
- •В связи с этим оказалось возможным построить две ненапряженные модели для циклогексана -
- •Конформация кресло
- •В конформации кресло для циклогексана возможны два типа СН связей: I –6 связей
- •II – 6 связей параллельны оси симметрии и направлены попеременно вверх – вниз,
- •Для циклогексана возможны две энергетически одинаковые вырожденные конформации кресла. При переходе их друг
- •Такой процесс называют инверсией цикла
- •Если имеется монозамещенное производное циклогексана, то возможны две конформации с экваториальным и аксиальным
- •Энергетически наиболее выгодна конформация с экваториальным расположением заместителя
- •Конформации гетероциклов
- •Гетероатомы имеют одинаковую с атомами углерода гибридизацию и существенно не меняют конформацию соответствующего
- •Вприродные соединения
- •Широкое распространение имеет насыщенный шестичленный гетероцикл с атомом кислорода – тетрагидропиран (входит в
- •Спасибо за внимание !
Геометрическая (цис-, транс- изомерия
X X H X C C C C
H H X H
Цис-форма |
Транс- форма |
Цис- и транс- изомеры возможны для алкенов, у которых при атомах углерода с двойной связью имеются разные заместители
Наиболее устойчивы транс-изомеры, поэтому в природе они наиболее распространены
2.3. Конфигурация и конформации соединений с открытой цепью
Для описания пространственных различий используют два важнейших понятия: конфигурация и конформация молекул
Конфигурация –
определенное пространственное расположение атомов в молекуле, без учета различий,
возникающих вследствие вращения
вокруг одинарных связей
КОНФИГУРАЦИЯ МЕТАНА
CH4
От наблюдателя
К наблюдателю
H
H H H
Конформации – динамические изомеры
(конформеры), отличающиеся друг от друга пространственным расположением атомов в одной и той же конфигурации
Взаимные переходы конформеров
могут осуществляться только в
итоге вращения связей, но не их разрыва
Термин конформация был предложен
в1929 году Хеуорсом.
Вшироком смысле его используют
втех случаях, когда необходимо обозначить одно из бесчисленного
множества моментальных рас-положений атомов в пространстве, которые возникают в результате вращения вокруг одинарных связей