[科普中国]-构象异构体

构型一定的分子有无穷个构象，只有在围绕分子内单键旋转过程中，位于能量——旋转角度曲线上各极小值处的那些构象，称为构象异构体，简称异象体（conformer)。有时亦称旋转异构体（rotation isomer)。例如，正丁烷的对位交叉式（Ⅰ）和邻位交叉式构想（Ⅲ）和（Ⅴ）是构象异构体。1

定义由于高分子链的构象不同所造成的异构体，又称内旋转异构体。

注：（1）小分子的稳定构象数为3（n-3） （n为分子中单键碳原子数目，n>2）

（2）高分子的可实现构象数远小于3（n-3），但一个高分子的可实现构象数远多于一个小分子的稳定构象数（因高分子的n值很大）。

表示方法常用于表示构象异构体的方法有锯架式和Newman 投影式。如乙烷的两种构象可以表示如下。

Newman 投影式中三条线相交叉的点表示乙烷分子靠近我们的碳原子，圆圈表示远离我们的碳原子，圆圈上的三条线表示远离我们的碳原子上的三个共价键。2

主要性质1、在起因方面，构象是由单键内旋转所造成的原子空间排布方式；构型是由化学键所固定的原子空间排列方式。

2、在改变方面，构象发生改变时不需破坏化学键，所需能量较少（有时分子的热运动就足够），较易于改变；而构型发生改变时需要破坏化学键，所需能量较大，不轻易改变。

3、在分离方面，不同的构象不能用化学的方法分离，而不同构型可以用化学的方法分离。

4、在数目方面，稳定构象数只具有统计性，且稳定构象数远多于有规构型数；而有规立构的构型数目可数。

分子链构象晶体中的高分子链构象

晶体中的分子链构象有螺旋形构象、平面锯齿形构象等。

1、两个原子或基团之间距离小于范德华半径之和时，将产生排斥作用。

2、分子链在晶体中的构象，取决于分子链上所带基团的相互排斥或吸引作用的情况。

3、有规立构高分子链在形成晶体时，在条件许可下总是尽量形成时能最低的构象形式。

4、基本结构单元中含有两个主链原子的等规聚合物，大多倾向于形成螺旋体构象。

5、若存在分子内氢键，将影响分子链的构象。

溶液中的高分子链构象

1、高分子溶液中，除了刚性很大的棒状分子之外，柔性分子链大多都呈无规线团状。

2、当呈螺旋形构象的高聚物晶体溶解时，可由棒状螺旋变成部分保持棒状螺旋小段的线团状构象。

应用在不同的构象异构体之间，由于非键合原子之间作用力的不同，使构象异构体在物化性质方面均表现一定的差异。构象分析正是以化合物适当的基态、过渡态和激发态的构象，对化合物的物化性质进行分析和解释。这方面的内容因很广泛，在此只能做一般的介绍。

对于构象异构体的稳定性，前面已经以乙烷、丁烷、十氢化奈和取代环己烷为例进行了说明。通过对取代环己烷的构象和一些物理性质间的关系总结出的“构象规则”认为，较不稳定的异构体，具有较高的沸点、密度和折光率。二甲基环己烷的有关物理常数如下：

其他的物理性质，如酸、碱的强度等也有不同，一般来说e羧基的解离度较大，如 4-反-叔丁基环己基甲酸(pKa=7.79）比其顺式异构体酸（pKa=8.23）的解离度大。

各构象异构体的化学性质基本相同，但也有差异，如环己醇的羧基位于e键，环己甲酸的羧基位于e键，都比位于a键的易于酯化，其酯也易于水解，但环己醇的羧基位于a键则比位于e键的易于氧化。

构想异构体的生理活性也不同，如吗啡的阵痛作用利血平的降压作用，都与它们分子内六元环状结构的构象有关。3

本词条内容贡献者为:

江长胜 - 教授、博导 - 西南大学