Když substituent skupiny jsou orientovány ve stejném směru, diastereomer je označována jako cis, vzhledem k tomu, že když substituenty jsou orientovány v opačných směrech, diastereomer je odkazoval se na jako trans. Příkladem malého uhlovodíku zobrazujícího cis-trans isomerismus je but-2-ene.
alicyklické sloučeniny mohou také zobrazit cis-trans izomerismus., Jako příklad geometrické isomery v důsledku prsten strukturu, zvažte 1,2-dichlorocyclohexane:
| trans-1,2-dichlorocyclohexane | cis-1,2-dichlorocyclohexane |
Srovnání fyzické propertiesEdit
Cis a trans izomery mají často odlišné fyzikální vlastnosti. Rozdíly mezi izomery obecně vyplývají z rozdílů ve tvaru molekuly nebo celkového dipólového momentu.,
Tyto rozdíly mohou být velmi malé, jako v případě bodu varu nerozvětvené alkeny, jako je pent-2-en, což je 37 °C na cis-isomery a 36 °C v trans-isomery. Rozdíly mezi cis a trans izomery mohou být větší, pokud jsou přítomny polární vazby, jako v 1,2-dichlorethenech. Izomer cis má v tomto případě teplotu varu 60,3 °C, zatímco trans izomer má teplotu varu 47,5 °C., V cis izomer obě polární C-Cl vazba dipól momenty kombinovat, aby celkový molekulární dipól, tak, že tam jsou slabé vazebné interakce dipól–dipól síly (nebo Keesom síly), které přidat do Londýna, disperzní síly a zvýšení bodu varu. Na druhé straně k tomu nedochází, protože dva vazebné momenty C-Cl se zruší a molekula má čistý nulový dipól (má však nenulový kvadrupol).
oba izomery kyseliny butendiové mají tak velké rozdíly ve vlastnostech a reaktivitách, že jim byly skutečně dány zcela odlišné názvy., CIS isomer se nazývá kyselina maleová a kyselina trans isomer fumarová. Polarita je klíčová při určování relativního bodu varu, protože způsobuje zvýšené intermolekulární síly, čímž zvyšuje bod varu. Stejným způsobem je symetrie klíčová při určování relativního bodu tání, protože umožňuje lepší balení v pevném stavu, i když nemění polaritu molekuly. Jedním z příkladů je vztah mezi kyselinou olejovou a kyselinou elaidovou; kyselina olejová, izomer cis, má teplotu tání 13.,4 °C, což je kapalný při pokojové teplotě, zatímco trans-izomer, elaidic kyseliny, má mnohem vyšší bod tání 43 °C, vzhledem k rovnější trans izomer budou moci zabalit více pevně, a při pokojové teplotě pevný.
Tak, trans-alkenů, které jsou méně polární a více symetrické, mají nižší body varu a vyšší body tání a cis alkenů, které jsou obecně více polární a méně symetrické, mají vyšší body varu a nižší teplotou tání.,
V případě geometrické izomery, které jsou důsledkem dvojných vazeb, a, zejména, když oba substituenty jsou stejné, některé obecné trendy obvykle drží. Tyto trendy lze přičíst skutečnosti, že dipóly substituentů v cis izomer budou přidat až dát celkový molekulárního dipólu. V trans-izomeru se dipóly substituentů zruší kvůli tomu, že jsou na opačných stranách molekuly. Trans izomery mají také tendenci mít nižší hustotu než jejich protějšky cis.,
jako obecný trend mají trans alkeny tendenci mít vyšší body tání a nižší rozpustnost v inertních rozpouštědlech, protože trans alkeny jsou obecně symetričtější než CIS alkeny.
StabilityEdit
obvykle pro acyklické systémy jsou trans izomery stabilnější než isomery cis.To je obvykle způsobeno zvýšenou nepříznivou sterickou interakcí substituentů v izomeru cis. Proto trans izomery mají méně exotermické teplo spalování, což naznačuje vyšší termochemickou stabilitu. V Benson heat of formation Group additivity dataset, CIS izomery trpí 1.,10 kcal/mol stabilita trest. Existují výjimky z tohoto pravidla, jako je 1,2-difluorethylen, 1,2-difluorodiazen (FN=NF) a několik dalších ethylenů substituovaných halogenem a kyslíkem. V těchto případech je izomer cis stabilnější než trans isomer. Tento jev se nazývá cis efekt.,
E/Z notationEdit
Brom má vyšší CIP prioritu než chlór, takže to z alken je Z izomer
cis–trans systém pro pojmenovávání izomerů, z alken by obecně měly být použity pouze, když tam jsou jen dva různé substituenty na dvojné vazby, takže není žádný zmatek o tom, které substituenty jsou popsány ve vztahu k sobě navzájem., Pro složitější případy, cis/trans označení je obecně založena na nejdelší uhlíkový řetězec, jak se odráží v kořenovém název molekuly (tj. rozšíření standardní organické názvosloví pro rodiče struktury). Standardní označení IUPAC E-Z jsou ve všech případech jednoznačná, a proto jsou zvláště užitečná pro tri – a tetrasubstituované alkeny, aby nedošlo k záměně o tom, které skupiny jsou navzájem identifikovány jako cis nebo trans.
Z (Z německého zusammenu) znamená „společně“. E (od německého entgegenu) znamená „oponovat“ ve smyslu „opak“., To znamená, že Z má skupiny s vyšší prioritou cis k sobě navzájem a E má skupiny s vyšší prioritou trans k sobě navzájem. Zda je molekulární konfigurace označena E nebo Z, je určeno prioritními pravidly Cahn-Ingold-Prelog; vyšší atomová čísla mají vyšší prioritu. Pro každý ze dvou atomů ve dvojné vazbě je nutné určit prioritu každého substituenta. Pokud jsou obě substituenty s vyšší prioritou na stejné straně, uspořádání je z; pokud je na opačných stranách uspořádání E.
