wanneer de substituentgroepen in dezelfde richting georiënteerd zijn, wordt het diastereomeer cis genoemd, terwijl, wanneer de substituenten in tegengestelde richtingen georiënteerd zijn, het diastereomeer trans wordt genoemd. Een voorbeeld van een kleine koolwaterstof die cis–trans isomerisme vertoont is but-2-een.
alicyclische verbindingen kunnen ook cis–transisomerisme vertonen., Als een voorbeeld van een geometrische isomeer door aan een ring structuur, overweeg 1,2-dichlorocyclohexane:
| trans-1,2-dichlorocyclohexane | cis-1,2-dichlorocyclohexane |
de Vergelijking van de fysieke propertiesEdit
Cis-en trans-isomeren hebben vaak verschillende fysische eigenschappen. Verschillen tussen isomeren, in het algemeen, voortvloeien uit de verschillen in de vorm van het molecuul of het algemene dipoolmoment.,
deze verschillen kunnen zeer klein zijn, zoals in het geval van het kookpunt van rechte alkenen, zoals pent-2-Een, dat 37 °C is in het cis-isomeer en 36 °C in het trans-isomeer. De verschillen tussen cis en trans-isomeren kunnen groter zijn als er polaire bindingen aanwezig zijn, zoals in de 1,2-dichloorethenen. Het cis-isomeer heeft in dit geval een kookpunt van 60,3 °C, terwijl het trans-isomeer een kookpunt heeft van 47,5 °C., In het cis-isomeer combineren de twee polaire C-Cl-bindingsdipoolmomenten tot een totale moleculaire dipool, zodat er intermoleculaire dipooldipoolkrachten (of Keesom–krachten) zijn, die de Londense dispersiekrachten versterken en het kookpunt verhogen. In het trans-isomeer daarentegen komt dit niet voor omdat de twee C−Cl-bindingsmomenten annuleren en het molecuul een netto nuldipool heeft (het heeft echter wel een niet-nul quadrupool).
de twee isomeren van buteendizuur hebben zulke grote verschillen in eigenschappen en reactiviteitendat ze in feite totaal verschillende namen kregen., Het cis-isomeer wordt maleïnezuur genoemd en het trans-isomeerfumaarzuur. Polariteit is de sleutel bij het bepalen van het relatieve kookpunt, aangezien het verhoogde intermoleculaire krachten veroorzaakt, waardoor het kookpunt wordt verhoogd. Op dezelfde manier, symmetrie is de sleutel in het bepalen van het relatieve smeltpunt aangezien het voor betere verpakking in de vaste staat toestaat, zelfs als het de polariteit van het molecuul niet verandert. Een voorbeeld hiervan is de relatie tussen oliezuur en elaidinezuur; oliezuur, het cis-isomeer, heeft een smeltpunt van 13.,4 °C, waardoor het een vloeistof bij kamertemperatuur, terwijl de trans-isomeer, elaidinezuur, heeft het veel hogere smeltpunt van 43 °C, als gevolg van de rechter trans-isomeer in staat om strakker verpakken, en is vast bij kamertemperatuur.
transalkenen, die minder polair en meer symmetrisch zijn, hebben dus lagere kookpunten en hogere smeltpunten, en cis-alkenen, die over het algemeen meer polair en minder symmetrisch zijn, hebben hogere kookpunten en lagere smeltpunten.,
in het geval van geometrische isomeren die het gevolg zijn van dubbele bindingen, en met name wanneer beide substituenten hetzelfde zijn, houden sommige algemene trends gewoonlijk stand. Deze trends kunnen worden toegeschreven aan het feit dat de dipolen van de substituenten in een cis-isomeer optellen tot een totale moleculaire dipool. In een trans-isomeer, zullen de dipolen van de substituenten opheffen als gevolg van het zijn aan tegenovergestelde zijden van het molecuul. Trans-isomeren hebben ook een lagere dichtheid dan hun cis-tegenhangers.,
als algemene trend hebben transalkenen meestal hogere smeltpunten en een lagere oplosbaarheid in inerte oplosmiddelen, aangezien transalkenen in het algemeen symmetrischer zijn dan cis-alkenen.
StabilityEdit
gewoonlijk zijn trans-isomeren bij acyclische systemen stabieler dan cis-isomeren.Dit is typisch toe te schrijven aan de verhoogde ongunstige steric interactie van de substituents in het cis-isomeer. Daarom hebben trans-isomeren een minder exotherme verbrandingswarmte, wat wijst op een hogere thermochemische stabiliteit. In de Benson heat of formation group additive dataset lijden cis-isomeren aan a 1.,10 kcal / mol stabiliteitsstraf. Er bestaan uitzonderingen op deze regel, zoals 1,2-difluorethyleen, 1,2-difluorodiazeen (FN=NF) en verschillende andere halogeen – en zuurstof-gesubstitueerde ethyleen. In deze gevallen is het cis-isomeer stabieler dan het trans-isomeer. Dit fenomeen wordt het cis-effect genoemd.,
E/Z notationEdit
Broom heeft een hogere CIP prioriteit dan chloor, dus dit alkeen is de Z-isomeer
De cis–trans systeem voor de naamgeving van alkeen isomeren mag in het algemeen alleen worden gebruikt wanneer er slechts twee verschillende substituenten op de dubbele binding, dus er is geen verwarring over welke substituenten worden beschreven ten opzichte van elkaar., Voor complexere gevallen is de cis/trans-aanduiding over het algemeen gebaseerd op de langste koolstofketen zoals weerspiegeld in de wortelnaam van het molecuul (d.w.z. een uitbreiding van de standaard organische nomenclatuur voor de ouderstructuur). De IUPAC-standaardbenamingen E-Z zijn in alle gevallen eenduidig en zijn daarom bijzonder nuttig voor tri – en tetrasubstituted alkenen om verwarring te voorkomen over welke groepen als cis of trans op elkaar worden geïdentificeerd.
Z (van het Duitse zusammen) betekent “samen”. E (van het Duitse entgegen) betekent ” tegengesteld “in de zin van”tegengesteld”., Dat wil zeggen, Z heeft de hogere prioriteit groepen cis aan elkaar en E heeft de hogere prioriteit groepen trans naar elkaar. Of een moleculaire configuratie E of Z wordt aangeduid, wordt bepaald door de Cahn-Ingold-Prelog prioriteitsregels; hogere atoomnummers krijgen een hogere prioriteit. Voor elk van de twee atomen in de dubbele binding is het noodzakelijk om de prioriteit van elke substituent te bepalen. Als beide substituenten met een hogere prioriteit aan dezelfde kant staan, is de rangschikking Z; als aan tegenovergestelde zijden, is de rangschikking E.
