立體效應,理論有機化學的重要概念之一。簡單來說,立體效應是由於分子本身各個官能團客觀上佔據了一定的空間大小,由此產生的諸多影響,稱為立體效應。
彼此接近而引起的空間阻礙和偏離正常鍵角而引起的分子內的張力。
立體效應
在有機化學中,取代基或分子結構的立體效應對反應活性有影響。立體效應普遍存在於有機化學反應中,在許多情況下,空間阻礙降低反應速率,例如,在溴代烷烴RBr的雙分子親核取代醇解反應中,由於烷基R體積的增大,引起空間阻礙,使反應速率變小。然而在有些反應中,立體效應有可能增加反應速率,例如,在單分子親核取代反應(見正碳離子)中,三烷基取代鹵代烷的烷基增大時,由於取代基之間的空間斥力(稱為B張力),引起C─X鍵的異裂反應,導致正碳離子的形成,從而提高了反應速率。
對分子本身結構的影響
立體效應
官能團之間的相互擠壓使得基態分子力圖保持能量最低的狀態,使得這種擠壓協調到最小的程度。這就產生了最低能量構像的問題。對簡單分子可以通過構像分析來研究最低能量構像。對於複雜分子,比如蛋白質,則需要藉助計算機進行分析。
對分子反應結果的影響
立體效應
這個影響是最有價值的結果,是有機化學不對稱合成最根本的理論依據。對於不對稱的分子,試劑往往從位阻最小方向進攻底物,生成的產物是主要產物。
立體效應
立體電子效應,重要理論有機化學概念之一。立體電子效應是綜合了立體效應和電子效應的結果,但不是簡單的兩種效應加合的結果。由於
共價鍵具有方向性,即具有特定的空間取向,這導致了電子效應對分子不同部位的影響存在差異。這就是立體電子效應最根本的立足點。
立體電子效應可以解釋很多其他效應解釋不了的現象。比如二氯甲烷的惰性問題,
內酯比酯活潑的問題,環醚比醚活潑的問題等等。
1.M.S.紐曼主編,黃耀曾等譯:《有機化學中的空間效應》,科學出版社,北京,1964。
2.高振衡編:《物理有機化學》,人民教育出版社,北京,1982。