Processing math: 100%
Справочник от Автор24
Найди эксперта для помощи в учебе
Найти эксперта
+2

Конформации монозамещенных циклогексанов

Простейшим монозамещенным циклогексаном является метилциклогексан, который представляет собой органическое соединение с молекулярной формулой CH3C6H11.



Рисунок 1.

Классифицируется как насыщенный углеводород, она представляет собой бесцветную жидкость со слабым запахом. Метилциклогексан используется в качестве растворителя. Он главным образом образуется при восстановлении толуола.

CH3C6H5+3H2CH3C6H11

Метилциклогексан в смеси с толуолом, используется в качестве компонента добавки к топливам, для увеличения октанового числа бензина.

Его также применяют как компонент топлив для реактивных двигателей.

Метилциклогексан не имеет каких-либо особых областей применения, хотя она используется в качестве органического растворителя, со свойствами, близкими к соответствующим насыщенным углеводородам, таких как гептан.

Конформация метилциклогексана

Метилциклогексан, также как и все другие монозамещенные производные циклогексана, может находиться в двух различных конформациях кресла, где метильная группа или другой заместитель занимает аксиальное или экваториальное положение.



Рисунок 2.

Различие в стабильности е- и а-форм для замещенных циклогексанов легко понять, если рассмотреть соответствующие проекции Ньюмена для кольца относительно C(1)C(2) связи. Такие проекции Ньюмена для метилциклогексана приведены ниже.

«Конформации монозамещенных циклогексанов» 👇
Помощь эксперта по теме работы
Найти эксперта
Решение задач от ИИ за 2 минуты
Решить задачу
Помощь с рефератом от нейросети
Написать ИИ



Рисунок 3.

Циклогексилметанол

Циклогексилметанол представляет собой органическое соединение с формулой C6H11CH2OH.



Рисунок 4.

Это кольцо циклогексана функционализированные спиртом, в частности гидроксиметильной группой. Соединение представляет собой бесцветную жидкость, хотя коммерческие образцы могут быть желтыми.

Циклогексилметанол может быть получен в две стадии, начиная с гидроформилирования циклогексена. Этот процесс также дает циклогексан, в результате гидрогенизации. Полученный циклогексанальдегид затем гидрируют с получением спирта.

Циклогексантиол

Циклогексантиол представляет собой сероорганическое соединение с формулой C6H11SH, которое представляет собой бесцветную жидкость с сильным запахом.



Рисунок 5.

Впервые он был получен в свободно-радикальной реакции из циклогексана с использованием сернистого углерода в качестве источника серы.

Он производится в промышленности гидрированием циклогексанона в присутствии сероводорода в присутствии катализатора сульфида металла.

Он также получается путем добавления сероводорода к циклогексену в присутствии сульфида никеля.

Особенности конформации монозамещенных циклогексанов

В аксиальных конформерах наблюдаются ван-дер-ваальсовые отталкивания между атомомами водорода заместителя и аксиальными водородами CH2 групп - членов цикла в положениях (3) и (5). Эти взаимодействия называют 1,3- и 1,5- диаксиальными взаимодействиями или 1,3- и 1,5- диаксиальными отталкиваниями.



Рисунок 6.

Различия в энергиях а- и е-конформеров у любых монозамещенных циклогексанов C6H11X обычно в молекулярной физику называют общим свободным конформационным энергетическим эффектом G группы-заместителем X. Такие энергетические различия конформаций C6H11X можно определить при помощи различных методов:

  1. Первым таким методом является метод ЯМР спектроскопии 1H и 13C. Инверсия колец приводит к инверсии и экваториальных с аксиальными атомами водорода. Этот эффект можно рассматривать как случая обмена положениями протонов. В случаях быстрых процессов обмена с константами скорости свыше 105 c1 наблюдаемые спектры представляют собой усредненные спектры обеих этих конформаций. В случаях медленного обмена со скоростями порядка 101102 c1 спектры проявляются как наложение спектров для двух реально существующих конформерных форм. При промежуточных скоростях обмена проявляются уширенные сигналы, что является характерным для динамических равновесий в ЯМР-спектроскопии.

  2. Другим аналогичным методом является ПМР-спектроскопия. При ПМР- изучении полностью дейтерированного хлорциклогексана C6D10HCl при +25С получен усредненный синглет, при том же изучении, но при -60C в картине появляются два сильно уширенных синглета, а при -150C обнаруживаются уже два узких синглета, соответствующие индивидуальным конформациям (рис.ниже). Соотношения конформеров определяются по площадям соответствующих сигналов.

ПМР спектр декадейтеро-1-хлорциклогексана. Автор24 - интернет-биржа студенческих работ

Рисунок 7. ПМР спектр декадейтеро-1-хлорциклогексана. Автор24 - интернет-биржа студенческих работ

Причем при -150С конформационные формы существуют в виде индивидуальных структур практически неограниченное время.

В табл. ниже представлены значения свободных конформационных энергетических эффектов для групп-заместителей с различной природой. Данные эффекты были определены при помощи 1H и 13C ЯМР- спектроскопии при температурах ниже -100С.

Значения свободных конформационных энергетических эффектов G для групп Х:



Рисунок 8.

Всем галогенам свойственны низкие и за исключением фтора близкие значения эффектов G. Величины G закономерно возрастают при переходе от первичных ко вторичным и далее к третичным алкильным группам.

Предпочтительность экваториальной ориентации трет-бутильнай группы сделало ее очень удобным репером для изучения систем с заданной конформацией. Следует, однако, отметить, что конформации нельзя представлять полностью закрепленными даже при наличии трет-бутильной или фенильной группы. Конформационная инверсия при 25 и выше имеет место при наличии любого заместителя, поэтому неуместно говорить о такой системе как о закрепленной в одной конформации.

Дата последнего обновления статьи: 03.04.2024
Найди решение своей задачи среди 1 000 000 ответов
Крупнейшая русскоязычная библиотека студенческих решенных задач
Все самое важное и интересное в Telegram

Все сервисы Справочника в твоем телефоне! Просто напиши Боту, что ты ищешь и он быстро найдет нужную статью, лекцию или пособие для тебя!

Перейти в Telegram Bot

Изучаешь тему "Конформации монозамещенных циклогексанов"? Могу объяснить сложные моменты или помочь составить план для домашнего задания!

AI Assistant