مفاهیم اصلی
در این آموزش که توسط تیم ACID-CITRIC.IR برای شما آورده شده است، با ساختار صندلی آشنا خواهید شد. به طور خاص، شما یاد خواهید گرفت که چگونه ساختارهای سیکلوهگزان دوبعدی را به شکل های صندلی سه بعدی تبدیل کنید، ثبات ساختار را تعیین کنید و یک چرخش صندلی را تکمیل کنید.
در مقالات دیگر پوشش داده شده است
ترکیبات صندلی چیست؟
ترکیبات صندلی پایدارترین ترکیباتی هستند که سیکلوهگزان می تواند تشکیل دهد. ساختار اصلی در زیر نشان داده شده است. هر نقطه نشان دهنده کربن است. برای کمک به تجسم، باید توجه داشت که کربن 1 در بالای صفحه و کربن 4 به سمت پایین در زیر صفحه قرار دارد. هر کربن دیگر در همان صفحه قرار دارد. علاوه بر این، ترکیب به طور مداوم بین پایدارترین اشکال خود به جلو و عقب می پرد. این مبادله به نام تلنگر صندلی است و در ادامه این مقاله توضیح داده شده است!
ساختار پایه
برای ترسیم یک ساختار پایه صندلی، با کشیدن دو مجموعه از خطوط موازی شروع کنید و آنها را مانند آنچه در بالا مشاهده می کنید به هم وصل کنید. بعد از اینکه فرم صندلی را ترسیم کردید، مرحله بعدی شماره گذاری کربن ها است. نکته جالب در این مورد این است که فرقی نمی کند کربن ها را به کدام سمت شماره گذاری کنید. این به این معنی است که می توانید در خلاف جهت عقربه های ساعت یا در جهت عقربه های ساعت حرکت کنید. در کنار جهت، مهم نیست که از کجا شروع به شمارش کنید. یک راه برای شماره گذاری این است که کربن شماره 1 را در قسمت بالا سمت راست قرار دهید. سپس، کربن شماره 4 را در پایین سمت چپ قرار دهید. مهمترین چیز در اینجا این است که شما باید جانشین ها را روی همان کربنی که در سیکلوهگزان به آن متصل شده اند قرار دهید. این بدان معناست که اگر متیل روی کربن 4 دارید، باید همان گروه متیل را روی کربن با برچسب 4 قرار دهید.
پیوندهای محوری و استوایی
پیوندهای کربن و کربن که بخشی از سیکلوهگزان هستند به عنوان بخشی از ساختار اصلی صندلی کشیده می شوند. جدای از اینها دو نوع پیوندی که ما در ساختارهای صندلی استفاده می کنیم وجود دارد: محوری و استوایی. این پیوندها به هیدروژن ها، گروه های عاملی و سایر جانشین ها متصل می شوند. در شکل بالا، پیوندهای محوری عمود بر سازه (مستقیم) قرار گرفته و به رنگ قرمز نشان داده شده اند. در همین حال، پیوندهای استوایی به صورت مایل ایستاده و به رنگ آبی نشان داده شده است. هنگام ترسیم ترکیبات صندلی، نوع پیوند متناوب است. اگر کربن یک محوری باشد، کربن دو استوایی است.
ثبات و چرخش حلقه
برخی از ترکیبات صندلی نسبت به بقیه پایدارتر هستند و بنابراین ترجیح داده می شوند. یک عامل کلیدی برای تعیین ثبات، محاسبه است کرنش دو محوری 1،3. این یک نوع است تعامل فضایی که زمانی اتفاق می افتد که پیوست های حجیم روی پیوندهای محوری قرار می گیرند. برای محاسبه کرنش 1،3 دو محوری، باید انرژی کرنشی جانشین‌های واقع در پیوندهای محوری را اضافه کنید. در جدول زیر می‌توانید انرژی‌های کرنش را برای انواع جایگزین‌های مختلف بیابید.
همانطور که قبلاً گفته شد، ما ترجیح می دهیم جانشین های بزرگتر روی پیوندهای استوایی قرار گیرند. این باعث کاهش انرژی کرنش می شود. برای چرخاندن جانشین ها روی پیوندهای مختلف، باید یک چرخش حلقه را کامل کنیم. چرخاندن حلقه آسان است و شامل 3 مرحله اصلی است:
- یک ساختار صندلی دیگر اما برعکس بکشید.
- شماره گذاری را در جهت عقربه های ساعت یک بار تغییر دهید.
- جانشین ها را در نقاط جدیدشان بنویسید. کرنش حلقه را محاسبه کرده و با صندلی اول مقایسه کنید.