ผลกระทบเชิงสเตอริก

ปรากฏการณ์สเตอริก เกิดขึ้นจากการจัดเรียงตัวของอะตอมในเชิงพื้นที่ เมื่ออะตอมอยู่ใกล้กันมาก พลังงานของโมเลกุลมักจะเพิ่มขึ้น ปรากฏการณ์สเตอริกเป็นปฏิกิริยาที่ไม่ใช่พันธะซึ่งส่งผลต่อรูปร่าง ( คอนฟอร์เมชัน ) และปฏิกิริยาของไอออนและโมเลกุล ปรากฏการณ์สเตอริกเป็นส่วนเสริม ของ ปรากฏการณ์อิเล็กตรอนซึ่งเป็นตัวกำหนดรูปร่างและปฏิกิริยาของโมเลกุล แรงผลักสเตอริกส์ระหว่างกลุ่มอิเล็กตรอน ที่ซ้อนทับกัน ส่งผลให้เกิดการจัดกลุ่มโครงสร้างของโมเลกุลที่เสถียรโดยวิธีที่ประจุต่างกันดึงดูดกันและประจุเหมือนกันผลักกัน
การกีดขวางทางสเตอริก

การกีดขวางทางสเตอริกเป็นผลมาจากปรากฏการณ์ทางสเตอริก การกีดขวางทางสเตอริกคือการทำให้ปฏิกิริยาเคมีช้าลงเนื่องจากขนาดของโมเลกุลที่กีดขวาง มักปรากฏในปฏิกิริยาระหว่างโมเลกุลในขณะที่การกล่าวถึงปรากฏการณ์ทางสเตอริกมักเน้นไปที่ปฏิกิริยาภายในโมเลกุล การกีดขวางทางสเตอริกมักถูกนำมาใช้เพื่อควบคุมการเลือกสรร เช่น การชะลอปฏิกิริยาข้างเคียงที่ไม่พึงประสงค์
การกีดขวางทางสเตอริกส์ระหว่างกลุ่มที่อยู่ติดกันอาจส่งผลต่อมุมพันธะ บิดได้เช่นกัน การกีดขวางทางสเตอริกส์เป็นสาเหตุของรูปร่างที่สังเกตได้ของโรแทกเซนและอัตราการเกิดราเซมิเซชันต่ำของอนุพันธ์ไบฟีนิลและไบแนฟทิล ที่มีหมู่แทนที่ 2,2' สองหมู่
การวัดคุณสมบัติเชิงสเตอริก
เนื่องจากผลกระทบทางสเตอริกมีผลอย่างมากต่อคุณสมบัติ จึงมีการประเมินคุณสมบัติทางสเตอริกของหมู่แทนที่ด้วยวิธีการต่างๆ มากมาย
ข้อมูลอัตรา
อัตราสัมพัทธ์ของปฏิกิริยาเคมีให้ข้อมูลเชิงลึกที่มีประโยชน์เกี่ยวกับผลกระทบของขนาดเชิงสเตอริกของหมู่แทนที่ ภายใต้สภาวะมาตรฐาน เมทิลโบรไมด์จะสลายตัว ด้วยตัวทำละลาย เร็วกว่านีโอเพนทิลโบรไมด์ 10 7 เท่า ความแตกต่างนี้สะท้อนถึงการยับยั้งการโจมตีของสารประกอบที่มีหมู่(CH ) Cที่มี ขนาดใหญ่เชิงสเตอริก [ 3 ]
ค่า A
ค่า Aเป็นอีกมาตรวัดหนึ่งของปริมาณสารทดแทน ค่า A ได้มาจากการวัดสมดุลของไซโคลเฮกเซนที่ มีสารทดแทนเพียงตัวเดียว [ 4 ] [ 5 ] [ 6 ] [ 7 ] ขอบเขตที่สารทดแทนชอบตำแหน่งอิเควทอเรียลจะให้ค่าการวัดปริมาณสารทดแทนนั้น

| ตัวแทน | ค่าเอ |
|---|---|
| ชม | 0 |
| บทที่ | 1.74 |
| CH CH | 1.75 |
| CH(CH ) | 2.15 |
| C(CH ) | >4 |
อุณหภูมิเพดาน
อุณหภูมิเพดาน ( ) เป็นตัววัดคุณสมบัติเชิงสเตอริกของโมโนเมอร์ที่ประกอบเป็นพอลิเมอร์คืออุณหภูมิที่อัตราการเกิดพอลิเมอไรเซชันและการสลายตัวของพอลิเมอร์เท่ากัน โมโนเมอร์ที่มีการกีดขวางเชิงสเตอริกจะให้พอลิเมอร์ที่มีค่า 's ต่ำซึ่งโดยทั่วไปแล้วไม่เป็นประโยชน์
| โมโนเมอร์ | อุณหภูมิเพดาน (°C) [ 8 ] | โครงสร้าง |
|---|---|---|
| เอทิลีน | 610 | CH =CH |
| ไอโซบิวทิลีน | 175 | CH =CMe |
| 1,3-บิวทาไดอีน | 585 | CH =CHCH=CH |
| ไอโซพรีน | 466 | CH =C(Me)CH=CH |
| สไตรีน | 395 | PhCH=CH |
| α-เมทิลสไตรีน | 66 | PhC(Me)=CH |
มุมกรวย

มุมกรวยลิแกนด์เป็นการวัดขนาดของลิแกนด์ในเคมีเชิงโคออร์ดิเนชันโดยกำหนดให้เป็นมุมตันที่เกิดจากโลหะที่จุดยอดและอะตอมไฮโดรเจนที่เส้นรอบวงของกรวย (ดูรูป) [ 9 ]
| ลิแกนด์ | มุม (°) |
|---|---|
| พีเอช | 87 |
| P(OCH ) | 107 |
| P(CH ) | 118 |
| P(CH CH ) | 132 |
| P(C H ) | 145 |
| P(ไซโคล-C H ) | 179 |
| P( t -Bu) | 182 |
| P(2,4,6- Me C H ) | 212 |
ความสำคัญและการประยุกต์ใช้
ผลกระทบเชิงสเตอริกมีความสำคัญอย่างยิ่งต่อวิชาเคมีชีวเคมีและเภสัชวิทยาในเคมีอินทรีย์ ผลกระทบเชิงสเตอริกพบได้เกือบทุกกรณีและส่งผลต่ออัตราและพลังงานกระตุ้นของปฏิกิริยาเคมี ส่วนใหญ่ ในระดับที่แตกต่างกัน ในบางกรณี ผลกระทบเชิงสเตอริกมีความจำเป็นเพื่อให้โมเลกุลมีความเสถียร ในงานเขียนของกุนเธอร์ ไมเออร์ผลของคอร์เซ็ตตัวแทนขนาดใหญ่ทำให้แกนโมเลกุลมีเสถียรภาพ เนื่องจากการสลายตัวจะบังคับให้ตัวแทนอยู่ใกล้กันมากขึ้น [ 10 ] ในทางกลับกัน แรงดึงดูดของตัวแทนสามารถทำให้โมเลกุลมีเสถียรภาพ โมเลกุลเหล่านี้เรียกว่า "มีเสถียรภาพจากการกระจายตัว "
ในสาขาชีวเคมี ผลกระทบเชิงสเตอริกมักถูกนำมาใช้ประโยชน์ในโมเลกุลที่เกิดขึ้นตามธรรมชาติ เช่นเอนไซม์ซึ่ง บริเวณ เร่งปฏิกิริยาอาจซ่อนอยู่ภายใน โครงสร้าง โปรตีน ขนาดใหญ่ ในสาขาเภสัชวิทยา ผลกระทบเชิงสเตอริกเป็นตัวกำหนดว่า ยาจะทำปฏิกิริยากับโมเลกุลเป้าหมายอย่างไรและในอัตราเท่าใด
- สารประกอบที่มีการกีดขวางทางสเตอริกอย่างเด่นชัด
- ไตรส์(2,4-ได-เทิร์ต-บิวทิลฟีนิล)ฟอสไฟต์ เป็นสารทำให้คงตัวที่ใช้กันอย่างแพร่หลายในโพลิเมอร์
- ไตรไซโคลเฮกซิลฟอสฟีน ซึ่ง เป็นลิแกนด์ฟอสฟีนขนาดใหญ่ที่ใช้ในการเร่งปฏิกิริยาแบบเอกพันธ์และเมื่อรวมกับB(C F ) จะประกอบเป็นคู่ Lewis ที่ถูกขัดขวาง แบบคลาสสิ ก[ 11 ]
- 2,6-ได-เทอร์ท-บิวทิลฟีนอลใช้ในอุตสาหกรรมเป็น สารป้องกันรังสี ยูวีและสารต้านอนุมูลอิสระสำหรับ ผลิตภัณฑ์ ไฮโดรคาร์บอนตั้งแต่ปิโตรเคมีไปจนถึงพลาสติก[ 12 ]
- ไทเทเนียมไอโซโพรพอกไซด์เป็นโมโนเมอร์ ในขณะที่ไทเทเนียมเอทอกไซด์ ที่สอดคล้องกัน เป็นเตตระเมอร์
- กรดซีลีนิกที่แยกได้เนื่องจากการป้องกันเชิงสเตอริก[ 15 ]
ดูเพิ่มเติม
- ทฤษฎีการชน
- แรงภายในโมเลกุล
- การลดลงที่เกิดจากการเหนี่ยวนำทางสเตอริก
- อัตราการเกิดปฏิกิริยาเร่งตัวขึ้นอันเป็นผลมาจากสิ่งกีดขวางเชิงสเตอริกในปรากฏการณ์ธอร์ป-อิงโกลด์
- แรงดึงแวนเดอร์วาลส์หรือที่รู้จักกันในชื่อ แรงดึงเชิงสเตอริก
ลิงก์ภายนอก
- ผลกระทบเชิงสเตอริก ( chem.swin.edu.au ) ในWayback Machine (เก็บถาวรเมื่อวันที่ 25 กรกฎาคม 2551)
- Steric: โปรแกรมคำนวณขนาดเชิงสเตอริกของโมเลกุล ( gh.wits.ac.za ) ที่Wayback Machine (เก็บถาวรเมื่อวันที่ 22 ธันวาคม 2017)