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E,Z 체계(E,Z system): 알켄의 입체화학을 기술하는 방법 카이랄성 중심 배열 결정하는 데 사용했던 Cahn-Ingold-Prelog 순차 결정 규칙을 적용한다 (Ch.5-5 참고) 규칙 1. 이중 결합 탄소를 각각 분리하여 고려하고, 탄소에 직접 결합된 두 원자들을 찾아 원자 번호에 따라 순위를 정한다. 높은 원자 번호를 가진 원자가 높은 우선 순위를 가진다. 규칙 2. 만일 치환기의 첫 번째 원자들로 순위를 결정할 수 없다면 그 다음 원자들을 우선순위 차이가 날 때까지 비교한다. 규칙 3. 다중 결합 원자들은 같은 수의 단일 결합을 하고 있는 것과 동등하다. E 기하구조: 우선순위가 높은 치환기가 반대쪽에 있는 경우 Z 기하구조: 우선순위가 높은 치환기가 이중 결합의 같은 쪽에 있는 경우 예..

안녕하세요, 라브입니다. 그동안 블로그에 정리했던 유기화학 내용을 챕터 별로 pdf 파일로 묶었습니다. 이번 글에서는 Ch.5 정리 및 요약 파일을 공유드리려고 합니다. 파일은 자유롭게 다운받아 사용하시면 됩니다. 감사합니다.

일치환에 비해 이치환인 경우 두 치환기의 입체적 영향을 고려해야 한다. 예를 들어 cis-1,2-dimethylcyclohexane은 두 개의 메틸기가 고리의 같은 쪽에 존재하므로, 의자 형태로 그렸을 때 하나는 축방향으로, 하나는 적도방향으로 존재한다. 이때 위쪽 그림은 2번 탄소에 붙은 메틸기가 4, 6번 위치의 수소와 1,3-이축방향 상호작용을 하고 옆 메틸기와 고우시 상호작용을 한다. 고리 뒤집힌 형태인 아래쪽 그림 형태는 마찬가지로 1번 탄소에 붙은 메틸기가 3, 5번 위치의 수소와 1,3-이축방향 상호작용을 하고 옆 메틸기와 고우시 상호작용을 하여 전체 스트레인이 같다. 하지만 trans-1,2-dimethylcyclohexane은 두 개의 메틸기가 고리의 반대쪽에 존재하므로 의자 형태로 그렸..

의자 형태(chair conformation): cyclohexane의 가장 안정한 삼차원 형태 결합각 스트레인 또는 비틀림 스트레인이 없이 모든 C-C-C 결합각이 거의 109.5도이며, 모든 이웃한 C-H 결합이 엇갈려 있음. chiar conformation의 cyclohexane 쉽게 그리는 법 이때 앞쪽 결합은 전면으로, 뒤쪽 결합은 후면으로 튀어나와 있는 형태이다. 꼬인-배 형태(twist-boat conformation): cyclohexane의 다른 삼차원 형태 결합각 스트레인은 거의 없으나 입체 스트레인과 비틀림 스트레인으로 인해 의자 형태보다 더 높은 에너지 상태임.

Cyclopropane 60도의 C-C-C 결합각 스트레인 + 인접한 C-H 결합이 가리워져(eclipsed) 있어 높은 비틀림 스트레인 60도 결합각이 가능한 이유: cyclopropane이 굽은 결합(bent bond)을 가지고 있기 때문. 즉, 오비탈들이 서로 똑바로 향하지 않고 작은 각으로 겹쳐서 전형적인 알케인 결합보다 약하고, 반응성이 더 크다. Cyclobutane cyclopropane보다 작은 결합각 스트레인을 갖지만, 고리에 수소 수가 더 많아 더 큰 비틀림 스트레인을 가짐. 완전한 평면 구조가 아닌 하나의 탄소가 다른 세 개 탄소가 이루는 평면에서 약 25도 정도 위쪽에 놓여 있는 작은 굽은 결합. 이러한 약간 굽은 효과는 결합각 스트레인을 증가시키지만 비틀림 스트레인은 감소시켜 에너..

결합각 스트레인(Angle strain): 결합각이 정상적인 109도 정사면체 값으로부터 벗어날 때 분자에서 유발되는 스트레인 너무 작거나 큰 사이클로알케인은 결합각 스트레인으로 인해 불안정해짐. Bayer의 가정에 의하면 cyclopropane은 결합각이 60도, cyclobutane은 90도, cyclopentane은 108도를 이루어야 함. 사이클로알케인의 스트레인 에너지 측정: 연소열(heat of combustion) 측정 어떤 화합물의 연소열은 화합물이 산소와 반응하여 완전히 연소될 때 방출하는 열(에너지)의 양으로, 화합물이 더 많은 에너지(스트레인)를 가지고 있을수록 연소될 때 그만큼 더 많은 열(에너지)을 방출한다. 표: 사이클로알케인의 스트레인 에너지. 스트레인이 없는 비고리형 알케인으..

입체화학적 관점 사이클로알케인이 열린-고리 알케인보다 형태 변형에 대한 유연성이 작다. 사이클로알케인은 입체적으로 제한을 받아 회전 가능성이 훨씬 적다. 예를 들어, 고리가 끊어지지 않고서는 cyclopropane의 탄소-탄소 결합 회전은 불가능하다. 보다 큰 사이클로알케인에서 회전 자유도는 다소 증가하나, 보통 크기의 고리 (C3 - C7)에서는 분자 운동이 매우 제한적이다. 사이클로알케인의 이성질체 사이클로알케인은 고리형 구조를 가지기 때문에 “위”면과 “아래”면으로 구별되는 두 개의 서로 다른 면을 가지고 있고, 따라서 이성질현상이 가능하다. 예를 들어 1,2-dimethylcyclopropane은 입체적으로 두 가지 이성질체가 존재한다. 하나는 두 개의 methyl group이 같은 면에 존재하는..

Propane: 메틸-수소 간 상호작용(6 kJ/mol)이 존재함. 안티 형태(anti conformation): butane에서 두 메틸기가 180도로 떨어져 있어 가장 안정한 에너지 상태. butane의 경우 가리움 형태에 비해 안티 형태가 16 kJ/mol 만큼 안정하다. 고우시 형태(guache conformation): butane에서 두 메틸기가 서로 60도 만큼 떨어져 있고 에너지가 낮아진 엇갈린 형태. 입체 스트레인(steric strain): 원자들이 허용된 원자 반지름보다 서로 더 가까이 있을 경우에 생기는 반발성 상호작용. butane의 고우시 형태에서는 두 메틸기가 3.8 kJ/mol에 해당하는 입체 스트레인을 가진다. butane의 두 메틸기가 겹치는 가리움 형태에서는 에너지가 최..