Помощничек
Главная | Обратная связь


Археология
Архитектура
Астрономия
Аудит
Биология
Ботаника
Бухгалтерский учёт
Войное дело
Генетика
География
Геология
Дизайн
Искусство
История
Кино
Кулинария
Культура
Литература
Математика
Медицина
Металлургия
Мифология
Музыка
Психология
Религия
Спорт
Строительство
Техника
Транспорт
Туризм
Усадьба
Физика
Фотография
Химия
Экология
Электричество
Электроника
Энергетика

Адольф Йоган Фрідріх Вільгельм фон БАЙЄР (1835-1917)



Німецький хімік-органік. Учив­ся в Гейдельберзькому університеті в Р. В. Бунзена і Ф. А. Кекуле, а також у Берлінському університеті.

Наукові праці належать до синте­тичної органічної хімії і стереохімії. Вивчив (1861—1864) будову і власти­вості сечової кислоти та продуктів її перетворень. Відкрив (1864) барбіту­рову кислоту і барбітурати. Увів (1866) у практику органічного синтезу метод відновлення органічних речовин цин­ковим пилом. Синтезував (1869) індол та його похідні, одержав (1870) піко-ліни і колідини. Відкрив (1879) індо-фенінову реакцію. Висунув (1885) те­орію напруги циклів, що встановлює залежність міцності циклів від вели­чини кутів між валентними зв'язками. Одержав (1886) терефталеву кислоту. Увів (1888) поняття про цис-транс-ізомерію. Експериментально (1888) до­вів ідентичність усіх вуглецевих атомів у бензені.

Засновник школи хіміків-органіків, лауреат Нобелівської премії (1905).


Рис.13.1. Моделі молекули циклопропану: а — кулестрижнева; б — Драйдінга


ваються, в тричленному циклі розташована не по прямій, що з'єднує центри зв'язуваних атомів, а за межами трикутника молекули (рис. 13.2).


аЛІЦиКЛІЧнІ ВУГЛеВОДнІ. ЦиКЛОаЛКани
-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 185


н


Рис. 13.3. Просторова будова молекул: а — циклобутану; б — циклопентану

Ще більша гнучкість характерна для п'ятичленного циклу. На відміну від тричленного і чотиричленного, у п'ятичленному циклі практично відсутнє кутове напруження (відхилення внутрішніх валентних кутів від тетраедричного становить менше 1°). Однак у плоскому п'ятичленному циклі зв'язки С—Н знаходяться в заслоненій конформації, що створює значне торсійне напруження в молекулі. Намагаючись зменшити торсійне напруження в п'ятичленному циклі, кожний з п'яти атомів Карбону по черзі виступає з площини, в якій розташовані чотири інших атоми Карбону. При цьому кільце начебто перебуває в безперервному хви­леподібному русі. ця неплоска, осцилююча структура отримала назву «конверт» (рис. 13.3, б). Незважаючи на те що в конформації «конверт» дещо зростає кутове напруження, це повною мірою компенсується за рахунок зниження торсійного напруження молекули.

У шестичленном циклі, якщо уявити його плоским, внутрішні валентні кути мають дорівнювати 120°, що призвело б до значного кутового напруження. Крім того, у плоскій структурі з'являються взаємодії, пов'язані з заслоненням зв'язків С—Н (торсійне напруження). Уникнути кутового напруження шестичленний цикл може за умови його існування в неплоских конформаціях. Так, молекула цикло­гексану існує у вигляді двох крайніх конформацій — «крісло» і «ванна» («човен»), які легко переходять одна в одну (рис. 13.4).




 


Рис. 13.4. Конформації циклогексану:

а — «крісло»; б — «ванна»

У зазначених конформаціях усі валентні кути тетраедричні, тому відсутнє ку­тове напруження. Стійкіша конформація «крісло», оскільки в ній усі атоми Гідро­гену і Карбону перебувають у загальмованій конформації, що виключає торсійне напруження (рис. 13.5, а).



Глава 13


Н

Н НН НН

А б

Рис. 13.5. Проекції Ньюмена конформацій циклогексану:

а — «крісло»; б — «ванна»

У конформації «ванна» при атомах Карбону, розташованих у «основі ванни», атоми Гідрогену знаходяться в заслоненій конформації (рис. 13.5, б), що створює певне торсійне напруження. ця конформація, будучи гнучкою структурою, може переходити в дещо більш стійку форму (з меншим заслоненням), яку називають твіст-конформацією (спотворена «ванна»):




 


 


конформація «ванна»


твіст -конформація


енергія конформації «крісло» приблизно на 33 кДж/моль нижча за енергію конформації «ванна» і на 21 кДж/моль — за енергію твіст-конформації. Тому за звичайних умов переважна частина молекул циклогексану (99,9%) існує в кон­формації «крісло», причому кільце зазнає безперервної інверсії, тобто в результаті обертання навколо вуглець-вуглецевих зв'язків одна конформація «крісло» перехо­дить в іншу з проміжним утворенням конформації «ванна» і твіст-конформації:



 


 


конформація «крісло»


конформація «ванна»


твіст-конформація


конформація «крісло»


Дві конформації «крісло» можуть взаємоперетворюватися також без прохо­дження через конформацію «ванна».

Слід зазначити, що молекула циклогексану в конформації «крісло» має два типи зв'язків С—Н. шість з них (по одному при кожному атомі Карбону) на­прямлені паралельно осі симетрії поперемінно догори і додолу. ці зв 'язки назива­ють аксіальними і позначають символом а. Інші шість зв'язків С—Н напрямлені радіально, розміщуючись поблизу площини кільця. їх називають екваторіальними і позначають символом е.

Таким чином, кожен атом Карбону має один аксіальний, а другий — еквато­ріальний зв'язок С—Н. У процесі інверсії циклу аксіальні зв'язки стають еквато­ріальними і навпаки:





©2015 studopedya.ru Все права принадлежат авторам размещенных материалов.