立体效应 :立体效应

更新时间:2024-09-20 15:22

立体效应,理论有机化学的重要概念之一。简单来说,立体效应是由于分子本身各个官能团客观上占据了一定的空间大小,由此产生的诸多影响,称为立体效应。

形成原理

彼此接近而引起的空间阻碍和偏离正常键角而引起的分子内的张力

术语解释

在有机化学中,取代基或分子结构的立体效应对反应活性有影响。立体效应普遍存在于有机化学反应中,在许多情况下,空间阻碍降低反应速率,例如,在溴代烷烃RBr的双分子亲核取代醇解反应中,由于烷基R体积的增大,引起空间阻碍,使反应速率变小。然而在有些反应中,立体效应有可能增加反应速率,例如,在单分子亲核取代反应(见正碳离子)中,三基取代卤代烷的烷基增大时,由于取代基之间的空间斥力(称为B张力),引起C─X键的异裂反应,导致正碳离子的形成,从而提高了反应速率。

主要影响

对分子本身结构的影响

官能团之间的相互挤压使得基态分子力图保持能量最低的状态,使得这种挤压协调到最小的程度。这就产生了最低能量构像的问题。对简单分子可以通过构像分析来研究最低能量构像。对于复杂分子,比如蛋白质,则需要借助计算机进行分析。

对分子反应结果的影响

这个影响是最有价值的结果,是有机化学不对称合成最根本的理论依据。对于不对称的分子,试剂往往从位阻最小方向进攻底物,生成的产物是主要产物。

电子效应

立体电子效应,重要理论有机化学概念之一。立体电子效应是综合了立体效应和电子效应的结果,但不是简单的两种效应加合的结果。由于共价键具有方向性,即具有特定的空间取向,这导致了电子效应对分子不同部位的影响存在差异。这就是立体电子效应最根本的立足点。

立体电子效应可以解释很多其他效应解释不了的现象。比如二氯甲烷的惰性问题,内酯比活泼的问题,环醚比醚活泼的问题等等。

参考资料

1.M.S.纽曼主编,黄耀曾等译:《有机化学中的空间效应》,科学出版社,北京市,1964。

2.高振衡编:《物理有机化学》,人民教育出版社,北京,1982。

参考资料

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