(a) axiální vazba (b) ekvatoriální vazba (c) židličková konformace
(d) 1,3-diaxiální interakce

4.28 Nakreslete židličkovou konformaci cyklohexanu a označte vsechny
polohy podle toho, zda jsou axiální nebo ekvatoriální.

4.29 Proč je 1,3-cis disubstituovaný cyklohexan vždy stabilnějsí než
jeho trans isomer?

4.30 Proč je 1,2-trans disubstituovaný cyklohexan vždy stabilnějsí
než jeho cis isomer?

4.31 Který je stabilnějsí, 1,4-trans disubstituovaný cyklohexan, nebo
jeho cis isomer?

4.32 N-Methylpiperidín má konformaci, kterou ukazuje následující
vzorec. Co můžete říci o relativních sterických nárocích
methylové skupiny a elektronového páru?

4.33 Nakreslete dvě židličkové konformace
cis-1-chlor-2-methylcyklohexanu. Která je stabilnějsí a o kolik?

4.34 Nakreslete dvě židličkové konformace
trans-1-chlor-2-methylcyklohexanu. Která je stabilnějsí a o kolik?

4.35 ss-D-Glukosa obsahuje sestičlenný kruh, ve kterém jsou vsechny
substituenty ekvatoriální. Nakreslete ss-glukosu v její
nejstabilnějsí konformaci.

4.36 Pro následující molekuly použijte udajů z tab. 4.3 a tab. 4.4 k
výpočtu procentuálního zastoupení konformace s axiálním
substituentem:

(a) isopropylcyklohexan (b) bromcyklohexan (c) cyklohexankarbonitril (d)
cyklohexanol, C6H11CN, C6H11OH

4.37 Předpokládejte, že máte řadu cyklohexanů substituovaných v
uvedených polohách. Určete, zda jsou substituenty axiální či
ekvatoriální. Například: 1,2-cis znamená, že jeden substituent musí
být axiální a druhý ekvatoriální, zatímco 1,2-trans znamená, že
substituenty jsou buď oba axiální, nebo oba ekvatoriální.

(a) 1,3-trans disubstituovaný (b) 1,4-cis disubstituovaný (c) 1,3-cis
disubstituovaný

(d) 1,5-trans disubstituovaný (e) 1,5-cis disubstituovaný (f) 1,6-trans
disubstituovaný

4.38 Diaxiální konformace cis-1,3-dimethylcyklohexanu je přibližně o
23 kJ mol-1 méně stabilní než konformace diekvatoriální. Nakreslete
obě konformace a navrhněte pro tento velký rozdíl vysvětlení.

4.39 Jak velké sterické pnutí (přibližně) zavádí 1,3-diaxiální
interakce dvou methylových skupin (úloha 4.38) do diaxiální
konformace?

4.40 Vyjděte z odpovědi na úlohu 4.39 a nakreslete dvě židličkové
konformace 1,1,3-trimethylcyklohexanu. Určete energii pnutí každé z
nich. Která konformace bude výhodnějsí?

4.41 V kap. 11 uvidíme, že alkylhalogenidy podléhají působením
silných bází eliminační reakci poskytující alkeny. Chlorcyklohexan,
například, poskytuje při reakci s NaNH2 cyklohexen.

Jsou-li axiální chlorcyklohexany obecně reaktivnějsí, než jejich
ekvatoriální isomery, rozhodněte, zda bude reagovat rychleji
cis-1-terc.butyl-2-chlorcyklohexan nebo
trans-1-terc.butyl-2-chlorcyklohexan? Vysvětlete.

4.42 V úloze 4.20 jsme viděli, že cis-dekalin je méně stabilní než
trans-dekalin. Předpokládejte, že 1,3-diaxiální interakce jsou v
cis-dekalinu podobné interakcím v axiálním methylcyklohexanu (jedna
interakce CH3/H obnásí 4 kJ mol-1) a vypočtěte velikost energetického
rozdílu mezi cis- a trans-dekalinem.

4.43 S použitím molekulových modelů a prostorových vzorců
vysvětlete, proč je trans-dekalin konformačně nepohyblivou (rigidní)
molekulou, která nemůže překlápět kruhy, zatímco cis-dekalin je
konformačně pohyblivý a překlápění kruhů je v jeho případě
snadné.

4.44 Kolik geometrických isomerů 1,2,3,4,5,6-hexachlorcyklohexanu
existuje? Nakreslete strukturu nejstabilnějsího z nich.

4.45 A dále jedna těžká. Vysvětlete pozorování, že all-cis isomer
4-terc.butylcyklohexan-1,3-diolu reaguje v přítomnosti kyselého
katalyzátoru rychle s acetonem za vzniku acetalu, zatímco ostatní
stereoisomery tuto reakci neposkytují. (označení all-cis znamená, že
vsechny substituenty směřují na stejnou stranu kruhu).

Při formulaci své odpovědi si nakreslete stabilní židličkové
konformace vsech čtyřech stereoisomerů a acetalového produktu. Pomozte
si molekulovými modely.

4.46 Rostoucí stupeň substituce na atomech spojených vazbou zvysuje
pnutí. Vezměte níže uvedené čtyři substituované butany a v
Newmanově projekci na vazbě C2-C3 vyznačte nejstabilnějsí a nejméně
stabilní konformace. Použijte údajů v tab. 4.1 a pro každou
konformaci vypočtěte velikost energie pnutí. Která z osmi konformací
je nejstabilnějsí a která nejméně stabilní?

(a) 2-methylbutan (b) 2,2-dimethylbutan (c) 2,3-dimethylbutan (d)
2,2,3-trimethylbutan

4.47 Jedna ze dvou židličkových struktur
cis-1-chlor-3-methylcyklohexanu je o 15,5 kJ mol-1 stabilnějsí než
druhá. Která to je? Jakou hodnotu má energie 1,3-diaxiální interakce
chloru a methylové skupiny?

4.48 Německý chemik J.Bredt vyslovil v roce 1935 názor, že
bicykloalkany, jako např. 1-norbornen, z jejichž uzlového atomu
vychází dvojná vazba, jsou přílis pnuté, než aby mohly existovat.
Sestrojte si molekulový model 1-norbornenu a vysvětlete Bredtovu
myslenku.

Kapitola 5

Přehled organických reakcí

V prvním přiblížení může organická chemie budit dojem
nepřehledné směsice faktů - milionů sloučenin, tuctů funkčních
skupin a ohromného množství reakcí. Během jejího studia vsak
přicházíme na to, že existuje jen několik málo základních
zákonitostí, kterými se řídí vsechny organické reakce.

Ve skutečnosti není organická chemie souborem izolovaných faktů,
nýbrž elegantní logickou disciplinou, vytvořenou vzájemným
propojením několika sirsích tematických celků. Jsou-li tyto
tematické celky jednou pochopeny, stává se studium organické chemie
jednodussím a odpadá potřeba učit se fakta zpaměti. Cílem této