有機化学1への質問と回答 その2

質問:11/26配布資料のQ3の模範解答に関して

一番右の分子で,解答ではMeとOHがアキシャルの位置にあるとしているが,
これら2つの置換基がエクアトリアルでt−ブチル基がアキシャルのほうが数の上では安定なのでは
ないか。それとも,t−ブチル基がアキシャルだと,その大きさから不安定になるということか?

回答:

講義中に述べたとおり,tBuは自身がアキシャルになったときの不安定化エネルギーが
6 kcal/mol程度(4.5 kcal/mol程度と見積もる文献もあり)と,他の置換基と比べて
圧倒的に大きいです。(ちなみにMe, OHはそれぞれ1.8および0.7 kcal/mol)

さて,コンホメーションに限らず,化学では何事もそうですが,物事はよりエネルギーが
低くなる方向に向かいます。

この場合は,MeとOHの2つがアキシャルになったときよりもtBu1つがアキシャルになったときの方が
エネルギーの不安定化分が大きく,結果としてよりエネルギーの低いtBuがエクアトリアルに出たコンホメーションに落ち着くことになります。(あまり深く考えず,「tBuを含むシクロヘキサンではtBuは必ずエクアトリアル」という程度の理解で十分です)

以上