Karplus曲线与端基异构效应
二面角决定耦合常数,孤对电子与反键轨道重叠稳定直立构象
Karplus曲线与端基异构效应轨道示意 上半部分为二面角与³J耦合常数关系的Karplus曲线,下半部分为吡喃环中氧直立孤对电子向C–X σ*反键轨道供电子的n→σ*相互作用。 Karplus 关系:³J 与 H–C–C–H 二面角 0 3 6 9 12 ³J / Hz 45° 90° 135° 180° 二面角 H–C–C–H cis 烯烃 ~8–10 Hz 正交 0 Hz trans 双直立 ~10–12 Hz 端基异构效应 · Anomeric Effect 稳定构象(直立 X) O n (直立) X σ* C–X n → σ* 不稳定(平伏 X) O n (直立) X 轨道不正交 无法重叠 氧的直立孤对电子(n)与 C–X 反键轨道(σ*)反平行重叠 → 直立取代基被额外稳定
Karplus 曲线:二面角 180°(双直立)时 ³J 最大(10–12 Hz);90° 正交时 ³J ≈ 0。
端基异构效应:吡喃环中电负性取代基偏好直立键,源自 O 的 n → σ*C–X 超共轭稳定作用。
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