Hoofdstuk 3 Flashcards
Wat is een cycloalkaan?
Alkanen waarvan de koolstofketen een ringstructuur is. ze hebben dus 2 waterstof atomen minder dan het overeenkomstige alkaan. alle C-atomen zijn sp³ gehybridiseerd.
Hoe wordt de naam van een cycloalkaan bepaald?
de naamgeving van het aantal koolstofatomen met als voorvoegsel ‘cyclo-‘, er zijn hier bepaalde regels rond. de ring is steeds de hoofdketen, het eerste substituent heeft altijd positienummer 1, ze worden alfabetisch in de naam gezet
speciale gevallen
meerdere ringen aan elkaar met:
1 gem. C –> spiro-verbinding
2 gem. C –> gecondenseerd ringsysteem
3 of meer gem. C –> gebrugd systeem
C vervangen door andere atomen –> HETEROCYCLISCHE ringsystemen (typisch bij suikers
bij 2 substituenten –> cis (zelfde) / trans (tegengestelde) substitutie –> GEOMETRISCHE ISOMEREN = 2 versch. verbindingen
Wat is ringspanning?
spanning in bindingen door extreme forcering van hoeken tot hun stabiele hoek, wijken teveel af van stabiele hoek, hoe meer ringspanning hoe onstabieler en dus minder waarschijnlijk dat deze verbinding zal voorkomen. er zal erg weinig ringspanning zijn bij cyclohpentaan en cyclohexaan aangezien de hoek tussen de C atomen erg dicht ligt bij ideale hoek van sp³ hybridisatie.
BELANGRIJKE VRAAG!!!
Hoe wordt ringspanning omzeild in cyclopentaan en cyclohexaan?
cyclopentaan: verwachte hoek is 108° wat erg zichtbij 109.5° is, en dus bijna vlak –> ONGUNSTIG voorkomen –> bindingshoek van 105° –> 1 C-atoom uit vlak gebracht (30° omhoog) –> ENVELOPCONFORMATIE
is staggered (stabiel) en niet eclipsed (onstabieler), dit C-atoom verwisselt steeds = PSEUDOROTATIE
cyclohexaan: bij vlakke structuur –> 120° en in 1 vlak –> ongunstig
stabiele opvouwingen: BOOT (2 C naar boven) EN STOELCONFORMATIE (1 C naar boven, andere naar beneden)
BOOT: veel H staan eclipsed, op 1 lijn wat niet voor optimale stabilisatie zorgt
STOEL: hoek van 111° + alle H staggered –> heel stabiel –> geen sterische hinder
Wat zijn stoel-en bootconformaties van cyclohexaan?
BOOT: 2 C naar boven gericht, veel H staan eclipsed, op 1 lijn wat niet voor optimale stabilisatie zorgt
STOEL: 1 C naar boven, 1 C naar beneden, hoek van 111° + alle H staggered –> heel stabiel –> geen sterische hinder
bevat 6 axiale en 6 equatoriale C-H bindingen waarvan elks 3 lang bovenkant en onderkant –> gaan in elkaar over bij bootvorm
meerdere stoelvormen mogelijk bij 1 cyclohexaan, overgaan van ene tot andere via bootconformatie, dan zal er een RING FLIP gebeuren waarbij alle axiale bindingen equatoriaal worden en alle equatoriale axiaal, zo kan er tot een nog stabielere conformatie gekomen worden (axiaal ondervindt meer sterische hinder)
Waarom vinden we vooral vijf- en zesringen in de natuur?
Ze zijn erg stabiel door hun bindingshoeken die dichtbij de bindingshoeken van een sp³ hybridisatie horen en mede door de stoel en bootconformatie die erg weinig sterische hinder zullen ondervinden.
Hoe bepaal je de meest stabiele conformatie van gesubstitueerde cyclohexanen?
meest stabiele is altijd een stoelconformatie, dan een scheve boot (gedeeltelijke ontsnapping aan torsie en sterische hinder), vervolgens bootconformatie en uiteindelijk een halve stoelvorm.
MONOGESUBSTITUEERDE CYCLOHEXANEN:
substituent kan zowel axiaal als equatoriaal staan (door ringflip), er is immers een verschil in stabiliteit. Equatioraal gepositioneerde substituenten zijn veel stabieler dan axiale doordat ze geen 1,3-DIAXIALE INTERACTIES ondervinden.
Wat zijn 1,3-diaxale interacties en wat is hun effect op conformatie?
dit zijn interactie tussen waterstoffen van het substituent en de waterstoffen op positie 1 en 3 in het cyclohexaan. deze interacties treden enkel op bij substituenten die axiaal gelegen zijn in de stoelconformatie van een cyclohexaan. de waterstoffen zorgen voor onstabiliteit in het molecuul waardoor kan gezegd worden dat equatoriale conformatie gunstiger is. hoe meer en hoe groter het substituent hoe meer de equatoriale conformatie bevoordeeld wordt. het kleinste component moet steeds axiaal staan om zo stabiel mogelijk te zijn.
Wat is het belang van cis vs. transkoppeling bij polycyclische alkanen?
bij cyclohexanen die 2 naast elkaar gelegen C gemeenschappelijk hebben: trans of cis koppeling
cis = equatoriaal-axiale binding (hoek 90°)
trans = equatoriaal-equatoriaal (ongeveer vlak)
het heeft een erg belangrijke invloed op de fysiologische activiteit van vele stoffen, ze zullen een andere/verkeerde of zelfs geen werking hebben.
