
【化】 gauche form; skew form
邻位交叉式(gauche conformation)是有机化学中描述分子空间排列的重要构象术语,特指两个相邻碳原子上的取代基或官能团在空间上呈60度夹角的立体排列方式。该术语源自法语"gauche"(意为"左边"),最早由美国化学家W.S. Johnson于1943年在构象分析研究中提出。
在环己烷的椅式构象中,邻位交叉式表现为轴向取代基与相邻碳的平伏键处于交错位置,这种排列能有效降低分子内张力。相较于全重叠式构象,邻位交叉式通常具有更低能量(约低3.8 kJ/mol),但在特定分子结构中可能因空间位阻产生额外应变。
国际纯粹与应用化学联合会(IUPAC)在其《化学术语纲要》中将邻位交叉式定义为"相邻碳原子上的两个取代基,其扭转角在30°至90°之间的构象",这一标准定义已被全球化学界广泛采用。该构象在药物设计中尤为重要,例如布洛芬分子通过邻位交叉式排列实现最佳药效构型。
邻位交叉式是构象分析中的术语,指分子中相邻两个碳原子上的取代基在空间排列上呈相邻位置(二面角约60°)的构象。其特点及稳定性需结合具体结构分析:
邻位交叉式(Gauche conformation)指分子中两个相邻碳上的取代基在构象中呈相邻排列,二面角约为60°。例如,正丁烷的邻位交叉式构象中,两个甲基处于相邻位置()。
一般情况
通常邻位交叉式不如对位交叉式(反式,二面角180°)稳定。例如,丁烷的邻位交叉式因甲基间范德华排斥,能量比对位交叉式高约0.9 kcal/mol()。
例外情况——邻位交叉效应
当分子含高电负性原子(如F、Cl)或强吸电子基团时,邻位交叉式可能成为优势构象。例如:
构象类型 | 二面角 | 稳定性(典型分子) |
---|---|---|
对位交叉式 | 180° | 最稳定(如丁烷) |
邻位交叉式 | 60° | 次稳定(特殊情况下更稳定) |
全重叠式 | 0° | 最不稳定(空间排斥最大) |
邻位交叉式的英文为gauche conformation(更常用)或skew form()。在学术文献中,常用“gauche”描述此类构象。
如需进一步了解具体分子(如丁烷、氟乙醇)的构象能量计算,可参考立体化学教材或相关研究论文。
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