几何异构性——几何异构体的命名(顺反式、E-Z式、顺反式-反式系统)

Geometrical Isomerism- Nomenclature of Geometrical Isomers (Cis-Trans, E-Z, Syn-Anti Systems)

2020年4月17日Ankur Choudhary (noreply@blogger.com)AI 专业翻译

几何异构性

当双键周围的两个基团或原子在空间中的排列方式不同时,这种现象被称为几何异构现象。在几何异构体中,双键及其周围的基团在结构上是相同的,只是这些基团在双键周围的排列方式有所不同。

几何异构体的命名法

顺式-反式
如果两个不同的取代基位于烯烃的碳-碳(C=C)双键的两端,那么它们可以以几何异构体(立体异构体)的形式存在。由于双键中的π键的存在,双键的旋转受到限制,因此这两种异构体之间很难相互转化。

示例
  • 末端烯烃(即含有 C=CH2 结构的烯烃)不可能存在顺式(cis)和反式(trans)异构体。
  • 具有 C=CR2 结构的 1,1-对称二取代烯烃,其顺式(cis-)和反式(trans-)异构体都不存在。
  • 烯烃分子中存在含有 R1-CH=CH-R2 结构单元的顺式(cis-)和反式(trans-)异构体。
以下烯烃结构表明:只有当 R1 和 R3 不相等时,顺式和反式异构体才可能存在。



E-Z

可以使用 Cahn-Ingold-Prelog 优先级规则来命名这样的结构。首先选择两个双键碳原子上优先级最高的基团。如果两个最高优先级的基团位于结构的两侧,则会形成双键;如果它们位于结构的两侧,则使用字母 E(来自德语 Enttaggen,意为“相反”)和 Z(来自 Zussamen,意为“一起”)来表示它们的位置:E 代表相反的一侧,Z 代表相同的一侧。例如,

顺式异构体通常被描述为 Z 形式,而反式异构体则被描述为 E 形式;但由于序列规则的存在,也有一些例外。例如,二氯-1,2,1-溴乙烯就是一个这样的例外。

根据序列规则,一个 CI 原子位于链的另一侧,但它呈现 Z 形式。

确定几何异构体的构型。
  • 反式异构体通常比顺式异构体具有更高的分子量和更低的沸点。
  • 顺式异构体具有更高的溶解度。以马来酸为例,其在293 K时的溶解度为3.0克/100毫升;而富马酸在同一温度下的溶解度为0.7克/100毫升。
  • 反式异构体由于其对称性,与顺式异构体相比,具有零或很低的偶极矩。
µ = 0



合成-抗体制备系统

在描述双键的几何构型时,使用“syn”(顺式)和“anti”(反式)这些术语已不再被推荐,但你仍然可以找到使用这些术语的旧文献。由于“Z(usammen)”和“E(entgegen)”实际上是同一个概念,“syn”和“anti”用来表示碳-氮双键的顺反构型。在这些情况下,孤对电子的优先级最低,因此会遵循常规的顺序规则。例如,在下面的N-甲基亚胺结构中,左边的亚胺通过一个优先级最高的基团(乙基)与双键中的碳原子相连,而双键中的氮原子则通过一个优先级高于孤对电子的基团(甲基)与孤对电子相连。因此,顺式异构体(现在应该称为Z异构体)才是正确的分子构型。

右边的分子与左边的分子是相对立的。关键在于,单个原子的优先级低于孤对电子。


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