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什么是空间位阻效应?

一、空间位阻效应

空间位阻效应也称立体效应,是指分子中某些原子或基团相互靠近时产生的空间阻碍,以及偏离正常键角而引起的分子内张力。

例如邻位双取代苯甲酸的酯化和水解反应比苯甲酸困难,是因为邻位基团占据较大空间位置,阻碍了试剂对羧基碳原子的进攻。再如在酶反应中,空间位阻会降低酶的催化活性;在配位化合物中,向配体引入较大基团产生空间位阻,会影响其与中心原子形成配位化合物.

一个典型的实例是叔丁基正离子与甲基正离子的形成。叔丁基正离子比甲基正离子容易形成,这是因为在形成叔丁基正离子的反应中,空间拥挤程度降低得多一些,使得反应更容易进行。而在形成甲基正离子的反应中,空间拥挤程度相对降低得少一些,因此反应难度相对较大。

什么是空间位阻效应?

二、空间位阻效应大小的影响因素

1、基团的大小和形状

体积大、形状复杂的基团空间位阻效应大。如叔丁基比甲基体积大很多,在化学反应中,含叔丁基的分子其反应中心受位阻影响更显著,反应活性降低得更多.

2、分子的结构和构象

分子结构拥挤、构象受限会增大空间位阻。如在环状化合物中,环丙烷的环张力大,其衍生物反应时,环丙烷环上的基团空间位阻效应明显,影响反应的进行。

3、反应中心的位置

反应中心若被周围基团包围,空间位阻大。像邻位取代的苯甲酸酯,由于羧基邻位有取代基,在水解反应时,亲核试剂进攻羧基碳的空间位阻大,反应速率比苯甲酸酯慢。

4、底物与试剂的匹配程度

底物与试剂体积都大,空间位阻效应强。如大分子的底物与大分子的催化剂反应,二者接近和反应的难度增加,空间位阻效应影响显著。

什么是空间位阻效应?


(责任编辑:化学自习室)
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