
在化学领域(尤其有机化学与药物化学)中,“跨环桥”(英文:Transannular Bridge)指环状分子结构中连接非相邻原子的原子或原子团。这种结构跨越了环的内部空间,形成额外的桥键,显著改变分子的构象与性质。以下是详细解释:
空间跨越性
跨环桥特指在中等及以上大小的环状化合物(通常≥8元环)中,两个非直接相连的原子(如环上相隔3个以上原子)通过化学键或原子团连接,形成“桥”状结构。例如在十元环中,C1与C5之间可能通过亚甲基(—CH₂—)形成跨环桥。
构象影响
跨环桥的存在迫使环骨架扭曲,减少环的柔韧性,可能稳定特定构象(如船式或椅式),或产生空间张力。例如在桥联双环[4.4.0]癸烷中,跨环桥固定了环的折叠构型。
天然产物与药物分子
许多生物活性分子(如抗生素、生物碱)含有跨环桥结构。
示例:
合成化学应用
跨环反应(如跨环狄尔斯-阿尔德反应)可构建复杂多环体系。例如在[5.5.1]三环体系中,跨环碳-碳键的形成可一步构建两个新环 。
术语 | 定义 | 与跨环桥的区别 |
---|---|---|
跨环作用 | 非键原子间的空间相互作用(如范德华力) | 无实际化学键,仅为空间效应 |
桥环化合物 | 多个环共享两个以上原子的刚性结构 | 跨环桥是桥环的一种特殊类型 |
《有机化学术语指南》明确跨环桥为“连接环中非邻位原子的桥连基团”(参见:Compendium of Chemical Terminology, Gold Book, 2019) 。
跨环键的确认依赖X射线晶体学(如剑桥结构数据库CSD案例)与核磁共振(NOE效应) 。
C1────C2
/
C8C3
|跨环桥 |
C7C4
/
C6────C5
▲ 简化的十元环跨环桥模型(C1-C5由—CH₂—连接)
注:跨环桥设计在药物研发中至关重要,通过调控分子刚性可优化药代动力学性质(如口服生物利用度)。如需扩展案例,可参考《药物化学中的构象限制策略》(J. Med. Chem., 2020, 63(9): 4287–4302)。
“跨环桥”是一个化学领域中的术语,主要用于描述环状分子结构中的特殊连接方式。以下是详细解释:
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