Dijagram potencijalne energije etana. Konformaciona barijera. Konformaciona energija. Ukupni napon. Sterni napon. Potencijalna

energija.

Pote

ncij

alna

ene

rgij

a

Torzioni ugao00 600 1200 1800 2400 3000 3600

12 kJ/mol(2,9 kcal/mol)

Hb

H

H

H

Ha

H

H

Hb

H

H

Ha

H

H

HbH H

Ha H

HHb HH

HaHaHb

HH

HH H

H

H

Hb

H

Ha

H

HaHb

HHH

H

Klyne-Prelog-ova nomenklatura međusobnog položaja atoma A i D molekula ABCD u funkciji torzionog ugla. Raspored atoma odgovara Newman-ovim

formulama. Atom B se nalazi u centru kruga. Atom C je prikazan kružnicom. Veza CD je prikazana linijom čija je početna tačka na kružnici.

B

A

C

Dsinperiplanaran (sp)

antiperiplanaran (ap)+ an

tiklin

alni (+

ak)+ sinklinalni (+sk)-s

inkl

inaln

i (-sk

)- a

ntik

linal

ni (-

ak)-900

+300

+900

+1500-1500

-300

Stereoelektronski efekti eklipsne i stepeničaste konformacije etana

H H

H H

C-H

H H

H H

C-H

H

H

C-HC-H

C-H

četvoroelektronskaodbijna interakcijavezivnih orbitalau eklipsnoj konformaciji

slaba dvoelektronska stabilizirajuća interakcija vezivnih orbitalau eklipsnoj konformaciji

dvoelektronska stabilizirajuća interakcija vezivnih orbitalau stepeničastoj konformaciji

Dijagram potencijalne energije propana u funkciji torzionog ugla.

Eklipsna CH3-H, 6,2kJ/mol (1,4 kcal/mol) P

oten

cija

lna

ener

gija

Torzioni ugao00 600 1200 1800 2400 3000 3600

14,2 kJ/mol(3,4 kcal/mol)

Ha

H

H

H

CH3

H

H

Ha

H

H

CH3

H

CH3 H

H H

CH3 H

HHH

CH3

Ha

HHH

H H

H

H

Ha

H

CH3

H

HaCH3

HH

HH

Ha

Ha

Dijagram potencijalne energije butana u funkciji torzionog uglaP

oten

cija

lna

ener

gija

Torzioni ugao00 600 1200 1800 2400 3000 3600

19 kJ/mol(4,5 kcal/mol)

CH3

H

H

H

CH3

H

H

CH3

H

H

CH3

H

H3CCH3 H

CH3H H

CH3 H

HH3C HH

CH3

HH

HH H

H

H

H3C

H

CH3

H

H3CCH3

HHH

H

16 kJ/mol(3,8 kcal/mol)

4 kJ/mol(0,9 kcal/mol)

ak ak spsp

sk ap sk

sin-pentanska interakcija-3.6 kcal/mol

Konformacija Interakcija Energija eklipsna H-H 4 kJ/mol (0,97 kcal/mol) eklipsna H-CH3 6,2kJ/mol (1,4 kcal/mol) eklipsna CH3-CH3 11kJ/mol (2,5 kcal/mol) goš CH3-CH3 4 kJ/mol (0,9 kcal/mol)

1

2

3

4

5

H H

1

2

3

4

5

H H

1

2

3

4

5

H

1

2

3

4

5

H H

1

2

3

4

5

H1

2

3

4

5

H

1

2

3

4

5

H

1

2

3

4

5

H1

2

3

4

5

H H

H

HH

H

H

H

HH

H

H

aa

g+g-ag-

g-g-

g-a

g-g+

ag-

g+g+

g+a

sin-pentanska interakcija

sin-pentanska interakcija

anti 1-4

anti 2-5

goš 2-5

goš 1-4

0 kJ/mol

20,7 kJ/mol3,2 kJ/mol

5,7 kJ/mol

3,2 kJ/mol

20,7 kJ/mol

3,2 kJ/mol

3,2 kJ/mol

5,7 kJ/mol

Konformacija zasićenih ugljovodoničnih nizova

Za 1,2-dihloretan razlika u ukupnom naponu anti-goš je u opsegu 3,8-5,4 kJ/mol (0,9-1,3 kcal/mol), za 1,2-diborometan 5,9-7,5 kJ/mol (1,4-1,8 kcal/mol), za razliku od 1,2-

difluoretana čiji goš konformer je za oko 0,6-0,9 kcal/mol (2,5-3,8 kJ/mol) stabilniji u odnosu na anti

H

H

X

H

X

H

X

HH

X

H H

goš anti

Konformacione ravnoteže nekih 1,2-supstituisanih etana

Vodonična veza favorizuje goš konformaciju

H

H

O

H

O

HOH

HH

OH

H H

gošanti

H

H

vodonična

veza

Anomerni efekat favorizuje goš konformaciju

H

H

OCH3

O

CH3

OCH3

HH

O

CH3

gošanti

H

H

F

O

CH3

F

HH

O

CH3

gošanti

H

H

Cl

O

CH3

Cl

HH

O

CH3

gošanti

Anomerni efekat. Dipolni momenat i stereoelektronski efekti

H

H

X

O

R

X

HH

O

R

gošanti

H

H

X

O

R

X

HH

O

R

gošanti

dipol-dipol

dipol-dipoldipol-dipol

H

X

H

R

O

H

YX

H

CX i CYdobri akceptori

CH dobri donori

dve interakcije

favorizuju goš konformer

X Y

R R

CX i CYdobri akceptori

nevezivni elektronski parovi dobri donori

dve n interakcije

favorizuju goš konformer

dobri donori

X Y

HH

XH i YH dobri akceptori

dve n- interakcije

favorizuju goš konformer

1,4-hetero

1,3-hetero

1,2-hetero

Konformaciona ravnoteža propena

H

HH

H H

H H

H

eklipsnastepeničasta(eng. bisecting)

H

HH

H H

H H

H

eklipsnastepeničasta(eng. bisecting)

deo * koji se

prklapa sa CH

odbojna interakcija CH

odbojna interakcija CH

Energetski profil konformacione ravnoteže 1-butena

E (kJ/mol)

0 50 120 180

H3C

HH

H

CH3

H H

HH

H CH3

H H

CH3H

H0

2,0

5,55,6

Sinperiplanarni konformer dominira ako je X mali

elektronegativni supstituent (F, CN, metoksi)

X

HH

H

Najstabilniji sinperiplanarni konformer acetona (R=H) i 2-butanona (R=CH3) Za promenu torzionog ugla od 1200 do 900 nema promene ukupnog napona.

Kod aldimina (RCH2-CH=NR1) dominira sinperiplanaran konformer konformer, dok kod oksima (RCH2-CH=NOH) i hidrazona (RCH2-CH=NNHR1) dominira

antiklinalni konformer.

H3C

HH

O

H

H

CH3H

O

Hsinperiplanarnaantiklinalna

Konformaciona ravnoteža estara

O

R O

R1

O

R O

R1

s-transs-cis

O

R O

R1

O

R O

R1

van der Waals-ovnapon

* C-Onsp

2

s-cis s-trans

s-trans Konformer je stabilniji za oko 8,8 kJ/mol (2,1 kcal/mol).

zastupljenost s-cis i uvijene (goš) konformacije približno jednaka

H

H HH HH

s-trans s-cis goš

H

H

HH

Konformaciona ravnoteža konjugovanih ketona

OH CH3H

OH CH3H

O

O

CH3H3C

CH3

H3C

CH3

CH3

73% 27%

72%28%