Phân tích về Đồng phân hình học hệ vòng ngưng tụ

Đồng phân hình học hệ vòng ngưng tụ - đa vòng ngưng tụ

Các bạn nên chú ý kỹ phần này, trong phần này sẽ cho các bạn nắm bắt khá kỹ về lập thể của các hệ đa vòng ngưng tụ. Cách vẽ cấu dạng của các hê này.

Xem tất cả bài viết về chuyên đề: Series chuyên đề đồng phân hình học

Hệ vòng ngưng tụ bixyclo

Là một hệ vòng có một cạnh chung 2 carbon, đồng phân có thể là cis-trans:

Ví dụ : decalin

Hay mô tả bởi công thức rút gọn:

Dấu chấm đạm biểu thị hydro hướng về phía người quan sát

Lập thể của đồng phân cis-trans decalin được mô tả như sau- Cấu dạng:

Đối với các vòng nhỏ, cấu hình trans- quan trọng hơn nhưng không phổ biến hơn, nó có thể có. Cấu hình cis- đa số phổ biến hơn

Lý do: ở các hệ vòng nhỏ, vốn dĩ nó đã không bền do sức căng của hệ vòng, thêm cấu hình cis- sẽ gây ra lực đẩy giữa các nhóm thế ở cấu hình cis- trong không gian gây ra bởi tương tác Van Der Waals, làm cho hệ vòng càng không bền. Ví dụ, người ta đã tổng hợp được chất sau đây:

Cấu trúc không gian của nó như sau:

-Cấu hình cis- lại tồn tại đa số ở các hệ vòng nhỏ, nguyên nhân có thể là do sự tồn tại về mặt không gian , mặc dù đồng phần trans- nếu tồn tại sẽ bền hơn đồng phân cis- tuy nhiên do sự cản trở không gian khi ngưng tụ (sự cản trở này là do khi ngưng tụ sẽ tạo ra khoảng cách quá lớn không thể xen phủ để tạo ra liên kết, mà nếu liên kết được sẽ tạo ra một sức căng vòng lớn) nó không cho phép đồng phân trans- tồn tại, nhất là ở hệ ngưng tụ với vòng 3 cạnh. 

Vòng 3 cạnh ngưng tụ với vòng 4,5,6 cạnh chỉ có đồng phân cis-: [3]

Đồng phân trans- là không thể vì vòng 3 cạnh có cấu trúc vòng phẳng, khi ngưng tụ 2 cạnh trong vòng 3 cạnh chỉ có thể cùng hướng lên gần người quan sát hoặc cùng hướng về phía xa người quan sát:

Ví dụ: Vòng 5 cạnh + vòng 3 cạnh:

Nếu lựa chọn tôi sẽ lựa chọn cách vẽ bên phải, nó dễ nhìn và đẹp hơn cách bên trái

Ví dụ vòng 3 cạnh + vòng 4 cạnh:

Chú thích: Bên phải dành cho bạn nhìn và so sánh

Vòng 6 cạnh vẽ tương tự.

Vòng 4 cạnh ngưng tụ với vòng 5, 6 cạnh chỉ cho đồng phân cis-, ngưng tụ với vòng 7 cạnh trở lên cho cả đồng phân cis-trans: [3]

Mô tả lập thể cho các hệ vòng trên:

Ví dụ: Vòng 4 cạnh + vòng 5 cạnh

Trường hợp sau là một trường hợp đặc biệt: (Có sự mâu thuẩn đặc biệt trong cùng 1 cuốn sách :3 của Thái Doãn Tĩnh). Chất sau đã được tổng hợp 

Bằng chứng cho thấy: trans-bicyclo[3.2.0]heptane hay (1R,5R)-bicyclo[3.2.0]heptane đã được tổng hợp. (chất số 78)

Trong các tài liệu trích dẫn ở dưới, còn có các trường hợp đặc biệt sau:

Tham Khảo:
-78: Meinwald, J.; Tufariello, J.J.; Hurst, J.J. J. Org. Chem. 1964, 29, 2914.
-78, 79: Michael B. Smith, Jerry March.(2007),MARCH’S ADVANCED ORGANIC CHEMISTRY:  REACTIONS, MECHANISMS,AND STRUCTURE, SIXTH EDITION, 206.
-79: Paukstelis, J.V.; Kao, J. J. Am. Chem. Soc. 1972, 94, 4783. For references to other examples, see Dixon, D.A.; Gassman, P.G. J. Am. Chem. Soc. 1988, 110, 2309.

Ví dụ: Vòng 4 cạnh + vòng 6 cạnh:

Vòng 5 cạnh ngưng tụ với vòng 6 cạnh cho cả đồng phân cis-trans, vòng 6 cạnh ngưng tụ với vòng 6 cạnh cho cả đồng phân cis-trans giống như  Decalin. : [3]

Lập thể của hệ này:

Hình ảnh này mô tả lập thể của hệ và mô tả cách vẽ hệ này, và tại sao lại vẽ được hệ này. Đây là mô tả cách vẽ đồng phan cis-

Còn đây là cách vẽ đồng phân trans-.

Tham khảo

1. Francis  A Carey (2008), Organic Chemistry 7th Edition, McGraw-Hill; University of Virginia, pp. 128.

2. (September, 2004), "IUPAC complete", Preferred IUPAC Names, Chapter 9, pp. 1036-1113; 1088-1092.

3. PGS.TS Thái Doãn Tĩnh (2008), Cơ chế và phản ứng hóa học hữu cơ tập 1, Nhà xuất bản khoa học và kỹ thuật, pp. 148-244.

4. Võ Thị Thu Hằng (2002), Hóa học lập thể, TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM TP. HỒ CHÍ MINH ( KHOA HÓA ), TP Hồ chí minh, pp. 6-7; 46-49.