
【化】 gauche form; skew form
鄰位交叉式(gauche conformation)是有機化學中描述分子空間排列的重要構象術語,特指兩個相鄰碳原子上的取代基或官能團在空間上呈60度夾角的立體排列方式。該術語源自法語"gauche"(意為"左邊"),最早由美國化學家W.S. Johnson于1943年在構象分析研究中提出。
在環己烷的椅式構象中,鄰位交叉式表現為軸向取代基與相鄰碳的平伏鍵處于交錯位置,這種排列能有效降低分子内張力。相較于全重疊式構象,鄰位交叉式通常具有更低能量(約低3.8 kJ/mol),但在特定分子結構中可能因空間位阻産生額外應變。
國際純粹與應用化學聯合會(IUPAC)在其《化學術語綱要》中将鄰位交叉式定義為"相鄰碳原子上的兩個取代基,其扭轉角在30°至90°之間的構象",這一标準定義已被全球化學界廣泛采用。該構象在藥物設計中尤為重要,例如布洛芬分子通過鄰位交叉式排列實現最佳藥效構型。
鄰位交叉式是構象分析中的術語,指分子中相鄰兩個碳原子上的取代基在空間排列上呈相鄰位置(二面角約60°)的構象。其特點及穩定性需結合具體結構分析:
鄰位交叉式(Gauche conformation)指分子中兩個相鄰碳上的取代基在構象中呈相鄰排列,二面角約為60°。例如,正丁烷的鄰位交叉式構象中,兩個甲基處于相鄰位置()。
一般情況
通常鄰位交叉式不如對位交叉式(反式,二面角180°)穩定。例如,丁烷的鄰位交叉式因甲基間範德華排斥,能量比對位交叉式高約0.9 kcal/mol()。
例外情況——鄰位交叉效應
當分子含高電負性原子(如F、Cl)或強吸電子基團時,鄰位交叉式可能成為優勢構象。例如:
構象類型 | 二面角 | 穩定性(典型分子) |
---|---|---|
對位交叉式 | 180° | 最穩定(如丁烷) |
鄰位交叉式 | 60° | 次穩定(特殊情況下更穩定) |
全重疊式 | 0° | 最不穩定(空間排斥最大) |
鄰位交叉式的英文為gauche conformation(更常用)或skew form()。在學術文獻中,常用“gauche”描述此類構象。
如需進一步了解具體分子(如丁烷、氟乙醇)的構象能量計算,可參考立體化學教材或相關研究論文。
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