顺反异构
物理性质的比较
顺式和反式异构体通常具有不同的物理性质。在一般情况下,造成同分异构体之间的差异,是因为分子的排列或整体偶极矩的改变。
这些差异其实很微小,如直链的烯烃,举例来说 2 - 戊烯,在37℃时为顺式异构物;36℃下为反式异构物。 但是如果出现极性键,顺式和反式异构体之间的差异会比较大的,如1,2-二氯乙烯,顺式异构物的沸点为60.3℃,而反式异构物的沸点为47.5℃。 顺式异构体中两极C-Cl键的偶极矩相结合,使整体分子具偶极性,以致于具有偶极-偶极力使得伦敦色散力增加和提高沸点;另一方面在反式异构物中则不会发生,因为两极C-Cl键的偶极矩没有结合,使其偶极矩为零。
丁烯二酸的两种异构体性质与反应活性差异较大,顺式异构体被称为顺丁烯二酸;反式异构体为反丁烯二酸。造成沸点差异的关键为极性,因为它会导致分子间作用力增加,进而提高沸点。
同样,造成熔点差异的关键为结构之对称性,例如油酸,顺式异构物熔点为13.4度在室温下为液体;反式异构物具有高熔点43度在室温下是固体。因此,反式烯烃因为极性较小或对称性佳有较低的沸点和较高的熔点;反之,顺式烯烃因为具极性和对称性不佳有较高的沸点和较低的熔点。
因为反式烯烃比顺式烯烃更具对称性,所以反式烯烃往往有更高的熔点以及在惰性溶剂中的溶解度较低。
核磁共振光谱测量邻位的偶合常数(JHH),反式异构物(范围:12–18 Hz;典型:15 Hz)大于顺式异构物(范围:0–12 Hz;典型:8 Hz)。
E/Z标记
根据顺序规则,溴的原子序数大于氯,比氯优先。因此上面的化合物为Z型异构体。
对双键化合物的顺反标记法对双键原子所连有的基团是有严格要求的,不适用于双键二端所连四个基团不相同时的情况,有很多缺点。因此,就要使用另一套命名双键化合物的规则—E/Z标记法。Z来源于德语的“zusammen”,意为“在一起”,与cis-相当;E来源于德语的“entgegen”,意为“相反”,与trans-相当。
在使用E/Z标记时,首先要根据顺序规则确定每个双键原子所连两个基团的优先顺序。若两个双键原子所连的较优先的基团处在双键同侧,则称之为“Z-异构体”;反之则称为“E-异构体”。
顺反标记法和E/Z标记是两套独立的标记系统,一般来说Z-异构体相当于顺式异构体,E-异构体相当于反式异构体,不过也有例外。
参见
异构体
结构异构
手性
反式脂肪
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