4 其它碳环的构像
主要是环丙烷和环丁烷（小环）、环戊烷和环庚烷（普通环）的构象。
小环的特点是角张力和扭转张力很大；
普通环的张力较小（如环己烷），构象多受扭转因素的影响；在中环（环辛烷到环十一烷）中，取代基之间的跨环范德华相互作用对构象有重要影响。
环丁烷类化合物
可能有两种构象，平面型和折叠型。
用Ｘ射线衍射法测得，反式 -1,3-环丁烷二羧酸在结晶状态下为平面四元环。 3C H
C O O C 2 HH
H
5
5C O O C 2 H
H H
C H 3
环戊烷的构象
环戊烷的五个碳原子在同一平面上，则基本上没有角张力，但五个Ｃ－Ｃ键的重叠构象所引起的扭转张力将很高。因此，环戊烷是非平面的，其两种优势构象分别为信封式和半椅式。
环庚烷的椅式和船式构象九个以上的碳环化合物,随着碳原子数目的增多,其构象问题愈来愈复杂,可以加以讨论和计算的构象数目也愈来愈多,但对于偶数碳环化合物来说,却出现了一个十分简单而有趣的事实,那就是最稳定的构象相当于能按金刚石晶格描绘出轮廓的那种构象 。
５ 稠合脂环化合物仅以十氢化萘为例来看一看它们的立体化学问题 。
十氢化萘有顺式和反式之分,两者互为构型异构体 。
两者的优势构象均可看作由两个环己烷的椅式构象稠合而成,顺 -十氢化萘是由一个环的ａ键和一个ｅ键分别与另一个环的一个ｅ键和一个ａ键稠合而成；其反式异构体则是两个环各用两个ｅ键稠合而成 。
H
H
H
H
6 杂环化合物
仅对含 O,N,S杂原子的六员杂环化合物作一简要介绍。杂原子引入六员环引起的最显著变化是键长和键角的改变。 C— O,C— N和 C— S键长分别是 0.143,0.147和 0.182 nm，前两个比 C— C键长
0.154 nm 短，后一个比键长 C— C长。杂原子键角
C— N— C约 108O，比 C— C— C 键角 109.5O略小，
C— S— C键角最小，约为 100o，而 C— O— C键角约为 111o，比 C— C— C 键角大。六员杂环化合物四氢吡喃、二氧六环、哌啶、哌嗪、吗啉和四氢噻喃等的最稳定的构象都很像环己烷的椅式构象，只是键长和键角要适应相应的杂原子略作改变，而且这些六员杂环椅式构象都比环己烷的椅式构象折叠程度大一些。
六员杂环化合物的另一重要特点是 van der
Waals力减小了。可能是 O,N,S分别是二和三配位，减少了 1,3-直立氢的排斥作用。如顺式 -2-甲基 -5-叔丁基 -1,3-二氧六环的优势构象是叔丁基位于直立键，这显然可归因于叔丁基位于直立键时不存在 1,3-直立氢的排斥作用。
H
H
CH 3
O
O
C ( C H 3 ) 3
C ( C H 3 ) 3
CH 3
O
O
在 1,3-二氧六环中,2-烷基取代的构象能比环己烷中的大，平伏键取向的优势更明显，是由于 4,6-直立氢的排斥作用因 C— O键比 C— C键短而加剧；而在 1，
3-二硫六环中,2-烷基取代的构象能却比环己烷的构象能略低，原因也是由于 4,6-直立氢的排斥作用因 C— S
键比 C— C键长而略微缓减。
Y = O
2-烷基平伏键取向的优势更明显
Y = S
2-烷基平伏键取向的优势略微降低
H
H
R
Y
Y
R
Y
Y
5-羟基 -1,3-二氧六环的优势构象是羟基位于直立键，因为只有在羟基直立式构象中才可能形成分子内氢键，以稳定该构象。
H
O
O
O
在糖衍生物的立体化学研究中发现，强吸电基如卤原子、羟基、烷氧基、酰氧基取代在 C（ 1）
位时，取代基为直立键的构象较稳定，占优势；
这些强吸电基的 2-取代四氢吡喃衍生物也有类似现象，这种现象称为 异头效应 （ anomeric
effect）。异头效应实际上是前面提到的 邻位交叉效应 在杂环化合物中的特例。一种解释认为平伏式构象的偶极 -偶极相互作用使平伏式构象在平衡中比较不利。
X
O
X
O
环状的 D-吡喃葡萄糖有 α-和 β-两种稳定的构象式,α-D-葡萄糖的半缩醛羟基是直立键,β-D-
葡萄糖的半缩醛羟基是平伏键。两种构象式都广泛存在于自然界，直链淀粉和支链淀粉都是以 α-
D-葡萄糖为单位缩合的天然高分子产物，纤维素则是以 β-D-葡萄糖为单位缩合的天然高分子产物。
OH
OH
HO
HO
CH 2 OH
O
OH
OH
HO
HO
CH 2 OH
O
主要是环丙烷和环丁烷（小环）、环戊烷和环庚烷（普通环）的构象。
小环的特点是角张力和扭转张力很大；
普通环的张力较小（如环己烷），构象多受扭转因素的影响；在中环（环辛烷到环十一烷）中，取代基之间的跨环范德华相互作用对构象有重要影响。
环丁烷类化合物
可能有两种构象，平面型和折叠型。
用Ｘ射线衍射法测得，反式 -1,3-环丁烷二羧酸在结晶状态下为平面四元环。 3C H
C O O C 2 HH
H
5
5C O O C 2 H
H H
C H 3
环戊烷的构象
环戊烷的五个碳原子在同一平面上，则基本上没有角张力，但五个Ｃ－Ｃ键的重叠构象所引起的扭转张力将很高。因此，环戊烷是非平面的，其两种优势构象分别为信封式和半椅式。
环庚烷的椅式和船式构象九个以上的碳环化合物,随着碳原子数目的增多,其构象问题愈来愈复杂,可以加以讨论和计算的构象数目也愈来愈多,但对于偶数碳环化合物来说,却出现了一个十分简单而有趣的事实,那就是最稳定的构象相当于能按金刚石晶格描绘出轮廓的那种构象 。
５ 稠合脂环化合物仅以十氢化萘为例来看一看它们的立体化学问题 。
十氢化萘有顺式和反式之分,两者互为构型异构体 。
两者的优势构象均可看作由两个环己烷的椅式构象稠合而成,顺 -十氢化萘是由一个环的ａ键和一个ｅ键分别与另一个环的一个ｅ键和一个ａ键稠合而成；其反式异构体则是两个环各用两个ｅ键稠合而成 。
H
H
H
H
6 杂环化合物
仅对含 O,N,S杂原子的六员杂环化合物作一简要介绍。杂原子引入六员环引起的最显著变化是键长和键角的改变。 C— O,C— N和 C— S键长分别是 0.143,0.147和 0.182 nm，前两个比 C— C键长
0.154 nm 短，后一个比键长 C— C长。杂原子键角
C— N— C约 108O，比 C— C— C 键角 109.5O略小，
C— S— C键角最小，约为 100o，而 C— O— C键角约为 111o，比 C— C— C 键角大。六员杂环化合物四氢吡喃、二氧六环、哌啶、哌嗪、吗啉和四氢噻喃等的最稳定的构象都很像环己烷的椅式构象，只是键长和键角要适应相应的杂原子略作改变，而且这些六员杂环椅式构象都比环己烷的椅式构象折叠程度大一些。
六员杂环化合物的另一重要特点是 van der
Waals力减小了。可能是 O,N,S分别是二和三配位，减少了 1,3-直立氢的排斥作用。如顺式 -2-甲基 -5-叔丁基 -1,3-二氧六环的优势构象是叔丁基位于直立键，这显然可归因于叔丁基位于直立键时不存在 1,3-直立氢的排斥作用。
H
H
CH 3
O
O
C ( C H 3 ) 3
C ( C H 3 ) 3
CH 3
O
O
在 1,3-二氧六环中,2-烷基取代的构象能比环己烷中的大，平伏键取向的优势更明显，是由于 4,6-直立氢的排斥作用因 C— O键比 C— C键短而加剧；而在 1，
3-二硫六环中,2-烷基取代的构象能却比环己烷的构象能略低，原因也是由于 4,6-直立氢的排斥作用因 C— S
键比 C— C键长而略微缓减。
Y = O
2-烷基平伏键取向的优势更明显
Y = S
2-烷基平伏键取向的优势略微降低
H
H
R
Y
Y
R
Y
Y
5-羟基 -1,3-二氧六环的优势构象是羟基位于直立键，因为只有在羟基直立式构象中才可能形成分子内氢键，以稳定该构象。
H
O
O
O
在糖衍生物的立体化学研究中发现，强吸电基如卤原子、羟基、烷氧基、酰氧基取代在 C（ 1）
位时，取代基为直立键的构象较稳定，占优势；
这些强吸电基的 2-取代四氢吡喃衍生物也有类似现象，这种现象称为 异头效应 （ anomeric
effect）。异头效应实际上是前面提到的 邻位交叉效应 在杂环化合物中的特例。一种解释认为平伏式构象的偶极 -偶极相互作用使平伏式构象在平衡中比较不利。
X
O
X
O
环状的 D-吡喃葡萄糖有 α-和 β-两种稳定的构象式,α-D-葡萄糖的半缩醛羟基是直立键,β-D-
葡萄糖的半缩醛羟基是平伏键。两种构象式都广泛存在于自然界，直链淀粉和支链淀粉都是以 α-
D-葡萄糖为单位缩合的天然高分子产物，纤维素则是以 β-D-葡萄糖为单位缩合的天然高分子产物。
OH
OH
HO
HO
CH 2 OH
O
OH
OH
HO
HO
CH 2 OH
O
