3.12
לשתי קונפורמציות הכיסא של ציקלוהקסן, בשיווי משקל, יש אנרגיות ויציבויות זהות, כאשר כל קונפורמר מייצג כ-50% מתערובת שיווי המשקל.
החלפת אטום מימן בקבוצה אלקילית הופכת את שתי הקונפורמציות ללא שקולות מבחינה אנרגטית.
לדוגמה, במתילציקלוהקסן, קבוצת CH3 תופסת עמדה צירית בקונפורמציית כיסא אחת ועמדה משוונית באחרת.
לקונפורמציה הצירית אנרגיה מוגברת של כ-7.6 kJ mol−1 בהשוואה לקונפורמציה המשוונית, מה שהופך את האחרונה ליציבה יותר.
כתוצאה מכך, הקונפורמציה המשוונית מהווה כ-95% מתערובת שיווי המשקל. השאלה היא – מה הסיבה לשינויים כאלה באנרגיה וביציבות?
מחקרים מגלים כי בקונפורמציה צירית, המימנים המתיל חווים אינטראקציות פיזור דוחה עם שני המימנים הציריים המקבילים והקרובים באותו צד של הטבעת.
זן סטרי שלילי זה בין קבוצות על C1 ו- C3 או C5 נקרא אינטראקציה 1,3-diaxial, שהיא אינטראקציה גושה.
כל אינטראקציה גושה תורמת כ-3.8 קילו-ג'יי של אנרגיה נוספת.
אינטראקציות גושה כאלה נעדרות בקונפורמציה משוונית מכיוון שקבוצת המתיל ממוקמת אנטי ל- C3 ו- C5. לפיכך, המולקולות של methylcyclohexane בעיקר לאמץ את האנרגיה נמוכה, צורה משוונית יציבה יותר.
בציקלואלקאנים חד-תחליפים, ככל שגודל התחליף גדל, אינטראקציות 1,3-דיאקסאליות מתחזקות, מה שגורם להפרש האנרגיה בין שתי הקונפורמציות להיות בולט יותר.
הדבר בולט במיוחד כאשר התחליף הוא קבוצת טרט-בוטיל. הקונפורמציה המשוונית באנרגיה נמוכה יציבה הרבה יותר מהקונפורמציה הצירית, עם שפע של 99%.
בציקלואלקנים מוחלפים - כמו ציקלוהקסאן דימתיל, דחייה סטרית מוגברת בין קבוצות מתיל מפחיתה עוד יותר את ההסתברות לקונפורמציה צירית במולקולות שלה.
זכויות יוצרים © 2026 MyJoVE Corporation. כל הזכויות שמורות.