單鍵旋轉時(shí)，相鄰碳上的其他鍵會(huì )交叉成一定的角度，稱(chēng)為扭轉角（torsionangle）。扭轉角是0°的構象為重疊構象，扭轉角是180°的構象為反向構象，扭轉角是60°的構象是鄰位交叉構象，也叫順錯構象，扭轉角在0-60°之間的構象為扭曲構象（skewedconformation）。

外文名

transoid conformation

應用

立體化學(xué)

學(xué)科

化學(xué)

相關(guān)概念

構型和構象

構型（configuration）指分子內原子或基團在空間“固定”排列關(guān)系，分為：順?lè )串悩嫞猱悩嫸N。

構象（conformation）指圍繞單鍵旋轉產(chǎn)生的不同的分子形象。

構型和構象在有機合成、天然產(chǎn)物、生物化學(xué)等研究領(lǐng)域非常重要。例如六六六有九種順?lè )串悩嬻w，其中只有γ-異構體具有殺蟲(chóng)活性。人體需要多種氨基酸，其中只有L-型具有活性作用。手性（chiral）在醫藥、農藥、食品添加劑、香料等領(lǐng)域需求越來(lái)越多。手性液晶材料、手性高分子材料具有獨特的理化性能，成為特殊的器件材料。一個(gè)新興的高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)-手性技術(shù)（chirotechnology）正在悄然興起。

順?lè )串悩?p>由于雙鍵或環(huán)的存在，使得旋轉發(fā)生困難，而引起的異構現象。命名：順、反（Cis，Syn-；Trans， Anti）。現在用“Z”， “E”表示。

Z：Zusammen 二個(gè)大的基團都在一側（相當于順） E：Entgegen 二個(gè)大的基團分在兩側（相當于反）

關(guān)于C=N和N=N雙鍵的命名：含C=N雙鍵的化合物主要是指醛肟和酮肟（醛或酮與羥胺NH2OH反應得到）孤對電子的序數為“0”。文獻上，現在還沿用順、反命名。把-OH，-H在一側的叫順式，Cis-，Syn-；把-OH，-H在兩側的叫反式，Trans-，Anti-。

N=N雙鍵也用順?lè )疵阂话惴词椒€定，減少了基團間的排斥作用。反式對稱(chēng)性好，分子排列更為緊密、有序，有較高的熔點(diǎn)，較低的溶解度（在水中，因極性小），燃燒熱、氫化熱比順式低。對于環(huán)狀化合物仍用順?lè )炊挥肊、Z，把環(huán)看成是一個(gè)平面的，取代基團在同一側的為順式。如果有三個(gè)以上時(shí)，選一個(gè)參考基，用小寫(xiě)r（reference group）表示，再和別的取代基比較與之關(guān)系。

對映異構

手性分子（chiral molecule）、手性碳，從上世紀七十年代起廣泛使用，能夠使平面偏振光向左或向右旋的物質(zhì)稱(chēng)為旋光性物質(zhì)（或光活性物質(zhì)）。手性分子是指一個(gè)分子與其鏡象不能重合。手性分子一定是光活性物質(zhì)。

對映異構體：二個(gè)互為鏡象，但不能重合，是二種不同化合物。旋光能力相同，但方向相反，如同左、右手。考察一個(gè)分子是否為手性分子，可以從有無(wú)手性碳出發(fā)，但是最根本是要看分子對稱(chēng)性來(lái)考察。

符合手性分子的充要條件：

①無(wú)對稱(chēng)面； ②無(wú)對稱(chēng)中心； ③無(wú)交換對稱(chēng)軸。

三者不可缺一，但一般說(shuō)來(lái)，只要求分子是否有對稱(chēng)面或對稱(chēng)中心即可了。（注意：對稱(chēng)軸不能作為判據。）

構象和構象分析

構象：沿C-C單鍵旋轉，分子產(chǎn)生不同形象，稱(chēng)為構象。單鍵旋轉能壘一般為3～10千卡/摩爾，在室溫下熱運動(dòng)可以越過(guò)此能壘，各種構象迅速互變，分子在某一構象停留時(shí)間很短（﹤10-6秒），因此不可能將某一個(gè)構象分離出來(lái)。

研究構象對于了解化合物結構、反應歷程和反應取向等方面非常重要。許多分子呈現有張力，就是由于非理想幾何形狀造成的。分子將盡可能利用鍵角或鍵長(cháng)的改變使能量達到最低值，就是說(shuō)一個(gè)分子總是要采取使其能量為最低的幾何形狀。

分子內張力

空間張力=成鍵張力（單鍵伸長(cháng)或縮短）+鍵角張力+扭轉張力+非鍵張力，分子內張力是上述四種張力之和。

1、角張力（亦稱(chēng)Baeger張力）：它是由于正常鍵角改變產(chǎn)生的。

2、鍵張力：是由鍵的伸縮使正常鍵長(cháng)改變而產(chǎn)生的張力。

3、扭轉張力（pitzer張力）：它是由于優(yōu)勢構象二面角改變而產(chǎn)生的張力。兩個(gè)連接四面體碳原子，他們都傾向于成為交叉式，與交叉式任何偏差都會(huì )引起一定張力，希望恢復到交叉式的最穩狀態(tài)，這種張力就是扭轉張力。

4、非鍵張力（范德華張力）：非鍵合的原子或基團相互作用。

在小環(huán)化合物中（3～4元環(huán)）主要存在有角張力；普通環(huán)（5～7元環(huán)）各種張力都不顯著(zhù)，6元環(huán)無(wú)角張力、無(wú)扭轉張力。在中環(huán)（8～11元環(huán)）主要存有跨環(huán)張力。在大部分環(huán)狀化合物中（除大環(huán)外）大部分存在扭轉張力。

丁烷的構象

反向構象

Ⅰ對位交叉，Ⅱ部分重疊，Ⅲ鄰位交叉，Ⅳ全重疊式，Ⅴ鄰位交叉，Ⅵ部分重疊，Ⅰ為優(yōu)勢構象

從丁烷的勢能圖可見(jiàn)，有三個(gè)能量極大值，全重疊式為最大值；三個(gè)能量極小值，對位交叉為最小值。

穩定性次序：對位交叉﹥鄰位交叉﹥部分重疊﹥全重疊

兩個(gè)鄰位交叉Ⅲ、Ⅴ比對位交叉式略高0.8kcal/mol，是由于甲基之間的排斥作用，但由于能量相差不大，在室溫下，兩者都可存在。對位交叉占68%，鄰位交叉占32%。正丁烷體系不能分離出單一的構象異構體，他們這類(lèi)化合物的性質(zhì)是各種構象異構體的平均值。

環(huán)己烷構象

環(huán)己烷構象（cyclohexane conformation），可分椅式（chair）、船式（boat）、扭船式以及半椅式。

反向構象

若環(huán)己烷分子中碳原子在同一平面上時(shí)，其C—C鍵角為120度，存在較大的角張力。實(shí)際上分子自動(dòng)折曲而形成非平面的構象，在一系列構象的動(dòng)態(tài)平衡中，椅式構象（chair conformation）和船式構象（boat conform ation）是兩種典型的構象。在常溫下，由于分子的熱運動(dòng)可使船式和椅式兩種構象互相轉變，因此不能拆分環(huán)己烷的船式或府式中的某一種構象異構體。構象對化學(xué)反應速度的影響

（1）酯的水解

反式比順式在堿性條件下水解快20倍。堿性、酸性水解，四面體機制。堿性水解條件下，HO-進(jìn)攻羰基碳。在反式酯中，形成過(guò)渡態(tài)中，空間比較寬敞，有利。而在順式酯形成的過(guò)渡態(tài)中，雙1，3相互排斥，過(guò)于擁擠，不利。

（2）環(huán)己酮的還原

用LiAlH4-t-BuOH、NaBH、Na醇等作為還原劑時(shí)，真正的還原劑H-體積小，從羰基兩側進(jìn)攻機會(huì )相當，由于e醇比較穩定，反應受“產(chǎn)物生成控制”。此時(shí)a 9%，e 91%。如果還原劑為或BH（CHMeCHMe2）2，其體積比較大，則產(chǎn)物以a-OH為主，反應受“立體途徑控制”。

構象對分子物化性質(zhì)的影響

分子的構象不僅影響化合物的物理和化學(xué)性質(zhì)，而且還對一些生物大分子（如蛋白質(zhì)、酶、核酸）的結構和性能產(chǎn)生影響。許多藥物分子的構象異構與藥物生物活性密切相關(guān)，藥物受體一般只與藥物多種構象中的一種結合，這種構象稱(chēng)為藥效構象。藥物的非藥效構象異構體很難與藥物的受體結合，通常低效或無(wú)藥效。例如，抗篾顫麻痹藥物多巴胺作用于受體的藥效構象是對位交叉式。