90分钟，聊聊有机中的立体化学 - 长叶松烯的化学教室【有机篇】第三讲：立...

一、异构现象

来回顾一下异构现象。

异构构造异构和立体异构。各个异构的分类会有重叠之处，但有一个大致的了解总是好处更多。

构造异构i我的简单理解是原子组合、位置不同。比如碳架异构、官能团异构、位置异构、互变异构、价键异构。（价键异构，苯和苯的桥环）。立体异构也是原子位置不同（手性碳）。旋光异构就记为仪器测这种物质会有旋光（非测定反应生成物）的手性化合物。啊，不对，如果一个物质，百度了一下，R、S异构还是不同物质。旋光到底怎么测的啊 查了一下，就是R、S、不同光才偏向不同的方向。（酒石酸晶体）一个物质的R、S构型混在一起是混合物。（高中就明白的，“孕婷”怪胎药物的影响。但上来大学构型多了就开始犯迷糊了）但是构象异构就很怪，怪到想开除它的“异构籍”，只是碳碳原子键旋转就能当异构了。(╬◣ω◢)虽然在有机里，我接触到的“环”里，经常碳碳键旋转，原子向上向下，直立变平伏、平伏变直立，看着挺重要。链状里的旋转一般影响不大，更关注的是它的空间位阻、电子排布（说实话，电子排布的这个意识我都不太行）

二、构象异构

（一）为什么要研究构象

研究构象→找到最稳定的构象→得出它大部分（既包含时间又包含数量吧）处于一个什么样的空间结构（长什么样（原子排布），电子排布）→结合简单的物理原理→得出它会发生什么反应（传说中的反应位点？）

⭐绝对不能把构象式理解为共振式想表达的本源图景。一个是碳碳键（姑且这么说）不停地转，一个是电子跑动（姑且这么说），还是很不一样的。

如果能举一个例子就好了。

（二）构象中的立体化学

也就是说1mol丙烷，交叉式的构象比重叠式能量低14kJ，而低的部分有6kJ来源于空间位阻（两个记在一起需要做功），8kJ来源于超共轭效应。

上图：对交叉折线形戊烷。

下图：邻交叉螺旋形十二氟戊烷。（因为没有更小的原子就还是用的氢（白色）原子模型。球棍和空间填充的混用是因为该材料很软，只用球棍,C-F键、C-C键会塌下来。）

氟原子吸电子。电子排布。

用Kingdraw复刻出来的硼酸氢键。不太正常，求问哪里出了问题orz

“扭转张力”和“空间排斥”有什么区别？扭转是环状化合物的成环原子想旋转受到的对抗力（乱写的）空间排斥是单纯的空间位阻。（？）

香蕉键（角张力）&转不动（扭转张力）扭转张力的存在岂不是很容易破坏环。

环怎么看空间排斥：？

环的超共轭效应：（环丙烷）两个氢全重叠，两个碳都连了CH2，超共轭也不稳定。

【环丁烷】

用球棍模型试了试然后出来的三个问题：

第一个：chem3d和球棍模型，绿色和红色的氢都有一个在三个碳形成的平面上方，而不是构象图里看起来的都在下方？

解决：

这两个氢应该是在平面上方的，看起来在下面。

第二个：用球棍模型似乎只需要左右旋转、上下旋转后就能达到“凹陷”和“凸起”的构象变换，不需要立起来的那个碳上下移动？

甲烷H-C-H键的角度为109°28′，而环丙烷从60°变为104°（胖三角形），是香蕉键、有角张力，环丁烷为115°30′，从90°变为111.5度。（胖四边形）。cyclopropane&cyclobutane:我们尽力了。

左下后CH2给左下前反键轨道电子，左上前CH2给左上后反键轨道电子。电子是只要入轨能量就低一点。

似乎只要3向上“扭”一点就行了。

环己烷

椅式 船式 扭船式

椅式：下上下上、船式：对着、扭船式：下上上。下上上。

半椅式

取代基团。如甲基在平伏键的原因：空间位阻小，更稳定。

多个环

反式十氢化萘（更稳定）

顺式十氢化萘

空间位阻是看相邻的两个碳原子上的原子/基团组成、电子排布，

构型与手性

①顺反异构：

问题：cis和trans是只能用于基团相同的情况吗？

问题一：手性需要考虑构象，不能直接从分子上看吗？

反应了一会儿怎么镜像对称

右边（下面）这个构象转120°

放到第一个分子上面就对称了。

第二组也是转120°再放到上面就镜面对称了。

有手性中心（碳原子）分子不一定有手性。 分子有手性，不一定有手性中心。 手性中心和手性化合物没有任何联系。

问题：在up这里，超共轭的用途就是构象对交叉，负电基团或者说基团能到相邻碳上的σ反键上去。查资料“超共轭”一般是指是σ键能对半满、全空的非键p轨道或反键的Π轨域或全满的Π轨域之间的相互作用。直接看交叉比较好用。