If you're seeing this message, it means we're having trouble loading external resources on our website.

Pokud používáš webový filtr, ujisti se, že domény: *.kastatic.org and *.kasandbox.org jsou vyloučeny z filtrování.

Hlavní obsah
Aktuální čas:0:00Celková doba trvání:8:28

Transkript

Zde je máme židličkovou konformaci methylcyklohexanu, a tohle je uhlík číslo jedna. Máme na něm methylovou skupinu, která je umístěná do axiální polohy nahoru. Dále máme atom vodíku, který jsem označil zeleně, abych jej odlišil od ostatních vodíků. Tento vodík zaujímá ekvatoriální polohu. Tato židličková konformace je v rovnováze s jinou židličkovou konformací. Tu lze získat tzv. překlopením kruhu. Zvednutím tohoto uhlíku nahoru, skloněním protějšího uhlíku dolů a malým otočením molekuly lze získat druhou židličkovou konformaci methylcyklohexanu. Když se znovu podíváme na první uhlík, uvidíme ten rozdíl. Na uhlíku jedna je teď methylová skupina ekvatoriální. Všimněte si že je stále orientovaná nahoru vzhledem k rovině kruhu, ale je už v ekvatoriální poloze. Vodík je teď axiální, ale je pořád orientován dolů. Toho jsme dosáhli překlopení kruhu. Právě jsme viděli překlopení kruhu v molekule methylcyklohexanu, a teď si ty dvě židličkové konformace nakreslíme. Začneme dvěma rovnoběžnými čárami, které jsou oproti sobě posunuté. Pak nakreslíme tečkovanou přímku, která se protíná s horním bodem horní čáry. a tečkovanou přímku, která se protíná se spodním bodem spodní čáry. Dále nakreslíme dvě rovnoběžné vazby spojující tečkované čáry. Nakonec dokreslíme poslední pár rovnoběžných čar, a tím získáme dohromady tři dvojice rovnoběžných vazeb. Začínáme prvním uhlíkem a nakreslíme axiální polohu směrem nahoru a na druhém uhlíku nakreslíme axiální dolů. Třetí uhlík, axiální nahoru. Čtvrtý uhlík, axiální dolů. Pátý nahoru, šestý dolů. Nyní zakreslíme ekvatoriální polohy. Na prvním uhlíku začínáme ekvatoriální polohou dolů. Na druhém uhlíku ekvatoriální je nahoru. Na třetím dolů. Na čtvrtém nahoru. Na pátém dolů, na šestém nahoru. Tato židličková konformace je v rovnováze s druhou židličkovou konformací. Pojďme ji nakreslit a pak se vrátíme a dokreslíme funkční skupiny. U další židličky postupujeme analogicky Nakreslíme dvě rovnoběžné vzájemně posunuté čáry. Pak nakreslíme tečkovanou čáru, která se kříží blízko hornímu bodu horní čáry. Pak nakreslíme druhou tečkovanou čáru, která je blízko spodnímu bodu na spodní čáře. Dále přidáme další dvojice rovnoběžných čar. Nakonec dokreslíme zbývající vazby, poslední dvojici rovnoběžných čar. První uhlík je tady a můžeme udělat opak toho co jsme dělali předtím. Začneme na prvním uhlíku axiální polohou směrem dolů. Proto bude na druhém uhlíku axiální poloha nahoru. Na třetím je axiální směrem dolů. Čtvrtý uhlík, axiální nahoru. Pátý uhlík, axiální dolů. Šestý uhlík, axiální nahoru. Ted' se vrátíme k prvnímu uhlíku a dokreslíme všechny ekvatoriální vazby. Jelikož jsme začali axiální skupinou dolů, ekvatoriální ted' půjde nahoru, a proto na druhém uhlíku ekvatoriální půjde dolů. Na třetím uhlíku je ekvatoriální nahoru. Na čtvrtém dolů. Na pátém uhlíku nahoru. A na šestém uhlíku dolů. Ted' dokreslíme do diagramu funkční skupiny. Na prvním diagramu je první uhlík tady. Je na něj navázaná methylová skupina axiálně nahoru. Proto píšeme CH₃ tady nahoru na první uhlík. A pak jsme měli ten zelený vodík, který byl v ekvatoriální poloze dolů. Zakreslíme ten vodík do diagramu a označíme ho zeleně, aby se lišil od ostatních vodíků. Ostatní vodíky lze dokreslit do diagramu, ale v našem případě to není nezbytně nutné. Zakreslení všech vazeb je vhodné na procvičení, ale ted' to není nutné. Naším cílem je ukázat překlopení kruhu. Tento první uhlík je po překlopení kruhu tady. Všimnete si, co se stalo s methylovou skupinou. Začali jsme axiální methylovou skupinou směřující nahoru, a zde směřuje stále nahoru, ale ted' už je v ekvatoriální poloze. Musíme tedy methylovou skupinu umístit na první uhlík do ekvatoriální polohy. Zelený vodík míří stále dolů vzhledem k rovině kruhu, ale nyní je axiální. Tento zvýrazněný zelený vodík nyní už směřuje dolů. Vidíme, že překlopením kruhu se z axiálních skupin stanou ekvatoriální, a ekvatoriální skupiny se stanou axiálními. Co se ale nemění je směr nahoru a dolů vzhledem k rovině kruhu. Zvýrazním to. Methylová skupina zůstává směrem nahoru. Vlevo je v axiální poloze, ale vpravo už je ekvatoriální, i když stále směřuje nahoru. Co bylo dolů, ten náš zelený vodík, původně byl ekvatoriální dolů. Ten pořád zůstává dolů vzhledem k rovině kruhu, ale stává se axiálním. Nyní se zamysleme, která z těchto konformací je stabilnější? Máme dvě židličkové konformace, a jedna je stabilnější než druhá. Vrátíme se k hornímu obrázku a podíváme se na interakci této methylové skupiny s ostatními axiálními vodíky. Zajímá nás tento vodík nahoře a tento vodík nahoře. Methylová skupina zaujímá hodně prostoru a je v těsné blízkosti se zmiňovanými vodíky. Umístění methylové skupiny do axiální polohy vede k silnému sterickému pnutí. Nicméně v konformaci napravo je methylová skupina ekvatoriální a už nepřekáží žádnému axiálnímu vodíku. Tento vodík dolů se může překážet s těmito ostatními vodíky ale řadově slaběji než methylová skupina v axiální poloze. Proto relativně velký substituent musí zaujímat ekvatoriální polohu, a výsledná konformace bude nejstabilnější. Ukázalo se, že v rovnováze za pokojové teploty má 95% všech molekul cyklohexanu methylovou skupinu v ekvatoriální poloze, a jenom 5% zbylých molekul má methylovou skupinu axiálně. To má podstatný význam. Této sterické bránění, které destabilizuje konformace, se nazývá 1,3-diaxiální interakcí. Tady je uhlík číslo jedna, který má axiální substituent, zde je druhý uhlík, zde je třetí uhlík. Na tomto třetím uhlíku je axiální substituent. A tyto dva substituenty si vzájemně překáží. Proto se to nazývá 1,3-diaxiální interakcí. To samé platí pro ten další vodík. Ve výsledku toto bránění destabilizuje celou konformaci. Tento efekt je ještě výraznější pokud máme objemnější substituent, který si překáží s axiálními vodíky. Například když zaměníme methylovou skupinu za terc-butylovou skupinu. Máme zde terc-butylovou skupinu na prvním uhlíku, a v důsledku 1,3-diaxiální interakce tři methylových skupin terc-butylu vzniká velmi silné sterické pnutí. Proto je v rovnovážné směsi těchto konformerů zastoupeno 99.99% konformace, ve které je objemný terc-butyl umístěn ekvatoriálně. To vede ke sníženi sterického pnutí.