Cyclohexane conformation
साइक्लोहेक्सेन संरचनाएं साइक्लोहेक्सेन के अणुओं द्वारा अपनाई गई कई त्रि-आयामी आकृतियों में से कोई भी हैं। चूँकि कई यौगिक संरचनात्मक रूप से छह-सदस्यीय वलय की विशेषता रखते हैं, साइक्लोहेक्सेन की संरचना और गतिशीलता यौगिकों की एक विस्तृत श्रृंखला के महत्वपूर्ण प्रोटोटाइप हैं। एक नियमित, सपाट षट्कोण के आंतरिक कोण 120° होते हैं, जबकि एक कार्बन श्रृंखला में क्रमिक बंधनों के बीच पसंदीदा कोण लगभग 109.5 °, चतुष्फलकीय कोण (− की चाप कोसाइन) होता है। इसलिए, साइक्लोहेक्सेन वलय गैर-समतलीय (विकृत) संरचनाओं को ग्रहण करता है, जिनमें सभी कोण 109.5 ° के करीब होते हैं और इसलिए सपाट षट्कोणीय आकार की तुलना में कम तनाव ऊर्जा होती है। वलय के चारों ओर 1 से 6 तक के कार्बन परमाणुओं पर विचार करें। यदि हम कार्बन परमाणु 1,2 और 3 को सही बंधन लंबाई और दो बंधनों के बीच टेट्राहेड्रल कोण के साथ स्थिर रखते हैं, और फिर कार्बन परमाणु 4,5 और 6 को सही बंधन लंबाई और टेट्राहेड्रल कोण के साथ जोड़ते रहते हैं, तो हम अनुक्रमों (2,3,4), (3,4,5), और (4,5,6) के लिए तीन डाइहेड्रल कोणों को बदल सकते हैं। परमाणु 6 से अगला बंधन भी एक डायहेड्रल कोण द्वारा उन्मुख है, इसलिए हमारे पास चार डिग्री ऑफ़ फ्रीडम है। लेकिन उस अंतिम बंधन को परमाणु 1 की स्थिति पर समाप्त होना पड़ता है, जो त्रि-आयामी स्थान में तीन शर्तों को लागू करता है। यदि श्रृंखला में बंधन कोण (6,1,2) भी चतुष्फलकीय कोण होना चाहिए तो हमारे पास चार शर्तें हैं। सिद्धांत रूप में इसका मतलब है कि संरचना की स्वतंत्रता की कोई डिग्री नहीं है, यह मानते हुए कि सभी बंधन की लंबाई समान है और बंधनों के बीच सभी कोण समान हैं। यह पता चला है कि परमाणु 1,2 और 3 के स्थिर होने पर, दो समाधान होते हैं जिन्हें कुर्सी कहा जाता है, यह इस बात पर निर्भर करता है कि (1,2,3,4) के लिए द्विध्रुवीय कोण सकारात्मक है या नकारात्मक, और ये दोनों समाधान एक घूर्णन के तहत समान हैं। लेकिन समाधानों की एक निरंतरता भी है, एक टोपोलॉजिकल सर्कल जहां कोण तनाव शून्य है, जिसमें ट्विस्ट बोट और नाव के अनुरूपण शामिल हैं। इस निरंतरता पर सभी अनुरूपणों में वलय के माध्यम से चलने वाली समरूपता का दो गुना अक्ष होता है, जबकि कुर्सी अनुरूपण नहीं होते हैं (उनमें त्रिगुणित अक्ष के साथ वलय के माध्यम से चलने वाली डी समरूपता होती है)। यह इस निरंतरता पर अनुरूपणों की समरूपता के कारण है कि (1,2,3,4) पर डायहेड्रल कोणों की एक श्रृंखला के साथ सभी चार बाधाओं को संतुष्ट करना संभव है। इस निरंतरता पर ऊर्जा डायहेड्रल कोणों से संबंधित पिट्जर तनाव के कारण बदलती रहती है। ट्विस्ट बोट में नाव की तुलना में कम ऊर्जा होती है। कुर्सी संरचना से मोड़-नाव संरचना या अन्य कुर्सी संरचना तक जाने के लिए, बंधन कोणों को बदलना पड़ता है, जिससे उच्च-ऊर्जा अर्ध-कुर्सी संरचना होती है। तो सापेक्ष स्थिरताएँ हैंः सभी सापेक्ष संरचनात्मक ऊर्जाओं को नीचे दिखाया गया है। कमरे के तापमान पर अणु आसानी से इन संरचनाओं के बीच स्थानांतरित हो सकता है, लेकिन केवल कुर्सी और मोड़-नाव को शुद्ध रूप में अलग किया जा सकता है, क्योंकि अन्य स्थानीय ऊर्जा मिनीमा पर नहीं हैं। जैसा कि कहा जाता है, नाव और मोड़-नाव संरचनाएँ शून्य कोण तनाव की निरंतरता के साथ होती हैं। यदि ऐसे प्रतिस्थापन हैं जो विभिन्न कार्बन परमाणुओं को अलग करने की अनुमति देते हैं, तो यह निरंतरता एक वृत्त की तरह है जिसमें छह नाव अनुरूपण और उनके बीच छह मोड़-नाव अनुरूपण हैं, तीन "दाएं हाथ" और तीन "बाएं हाथ"। (जिसे दाहिना हाथ कहा जाना चाहिए, वह महत्वहीन है।) लेकिन अगर कार्बन परमाणु अप्रभेद्य हैं, जैसा कि साइक्लोहेक्सेन में ही होता है, तो निरंतरता के साथ आगे बढ़ना अणु को नाव के रूप से "दाहिने हाथ" मोड़-नाव में ले जाता है, और फिर उसी नाव के रूप में वापस ले जाता है (कार्बन परमाणुओं के क्रमपरिवर्तन के साथ), फिर "बाएं हाथ" मोड़-नाव में, और फिर वापस अकिरल नाव में। मार्ग नाव ट्विस्ट-बोट नाव ट्विस्ट-बोट नाव एक छद्म संयोजन का गठन करती है। एक ही संरचना में साइक्लोहेक्सेन के दो अणुओं के भीतर स्थिरता की तुलना करने का एक और तरीका प्रत्येक अणु में कोप्लानर कार्बन की संख्या का मूल्यांकन करना है। कोप्लानर कार्बन ऐसे कार्बन होते हैं जो सभी एक ही तल पर होते हैं। कोप्लानर कार्बन की संख्या बढ़ाने से 120° बनाने की कोशिश करने वाले ग्रहण करने वाले प्रतिस्थापनों की संख्या बढ़ जाती है, जो अतिव्यापी हाइड्रोजेन के कारण अप्राप्य है। यह ओवरलैप समग्र टॉर्सनल तनाव को बढ़ाता है और संरचना की स्थिरता को कम करता है। साइक्लोहेक्सेन गैर-समतल कार्बन की कम संख्या के साथ एक संरचना को अपनाने के माध्यम से ग्रहण करने वाले प्रतिस्थापनों से टॉर्सनल तनाव को कम करता है। उदाहरण के लिए, यदि एक अर्ध-कुर्सी संरचना में चार सह-समतलीय कार्बन होते हैं और एक अन्य अर्ध-कुर्सी संरचना में पांच सह-समतलीय कार्बन होते हैं, तो चार सह-समतलीय कार्बन के साथ संरचना अधिक स्थिर होगी। प्रमुख अनुरूपण विभिन्न अनुरूपणों को "अनुरूपण" कहा जाता है, जो "अनुरूपण" और "आइसोमर" शब्दों का मिश्रण है। कुर्सी की संरचना कुर्सी की संरचना सबसे स्थिर है। एक साइक्लोहेक्सेन विलयन में सभी अणुओं का 99.99% इस संरचना को अपनाता है। सममिति समूह D3d है। सभी कार्बन केंद्र समान हैं। छह हाइड्रोजन केंद्र अक्षीय स्थितियों में स्थित हैं, जो मोटे तौर पर C3 अक्ष के समानांतर हैं, और छह हाइड्रोजन परमाणु अणु की भूमध्य रेखा के समानांतर हैं। प्रत्येक कार्बन में एक "ऊपर" और एक "नीचे" हाइड्रोजन होता है। क्रमिक कार्बन में सी-एच बंधन इस प्रकार अस्थिर होते हैं ताकि थोड़ा टॉर्सनल तनाव हो। कुर्सी ज्यामिति को अक्सर तब संरक्षित किया जाता है जब हाइड्रोजन परमाणुओं को हैलोजन या अन्य सरल समूहों द्वारा प्रतिस्थापित किया जाता है। हालांकि, जब इन हाइड्रोजेन को एक बड़े समूह के लिए प्रतिस्थापित किया जाता है, तो डायक्सियल इंटरैक्शन के कारण अणु पर दबाव डाला जाता है। यह एक साइक्लोहेक्सेन रिंग पर अक्षीय स्थिति में दो प्रतिस्थापनों के बीच एक अंतःक्रिया (जो आमतौर पर प्रतिकारक होती है) है। यदि कोई कार्बन परमाणु को एक ऐसे बिंदु के रूप में सोचता है जिसमें चार अर्ध-बंधन एक टेट्राहेड्रॉन के शीर्षों की ओर चिपके हुए हैं, तो वे कल्पना कर सकते हैं कि वे एक सतह पर खड़े हैं जिसमें एक अर्ध-बंधन सीधे ऊपर की ओर है। ऊपर से देखते हुए, अन्य तीन एक समबाहु त्रिभुज के शीर्षों की ओर बाहर की ओर जाते दिखाई देंगे, इसलिए बंधनों के बीच 120° का कोण प्रतीत होगा। अब सतह पर खड़े ऐसे छह परमाणुओं पर विचार करें ताकि उनके गैर-ऊर्ध्वाधर अर्ध-बंधन मिल सकें और एक पूर्ण षट्कोण बना सकें। यदि तीन परमाणु सतह के नीचे परावर्तित होते हैं, तो परिणाम कुर्सी-संरचना साइक्लोहेक्सेन के समान होगा। इस मॉडल में, छह ऊर्ध्वाधर अर्ध-बंधन बिल्कुल ऊर्ध्वाधर हैं, और छह गैर-ऊर्ध्वाधर अर्ध-बंधनों के छोर जो रिंग से बाहर निकलते हैं, ठीक भूमध्य रेखा (यानी सतह पर) पर होते हैं। चूँकि सी-एच बंधन वास्तव में आधे सी-सी बंधन से लंबे होते हैं, इसलिए कुर्सी साइक्लोहेक्सेन के "भूमध्यरेखीय" हाइड्रोजन परमाणु वास्तव में भूमध्य रेखा के नीचे होंगे जब भूमध्य रेखा के ऊपर एक कार्बन से जुड़े होंगे, और इसके विपरीत। यह अन्य प्रतिस्थापनों के बारे में भी सच है। इस मॉडल में वलय के चारों ओर जाने वाले चार कार्बन परमाणुओं की एक श्रृंखला के लिए द्विध्रुवीय कोण बिल्कुल + 60° और-60° (जिसे गौचे कहा जाता है) के बीच बारी-बारी से आता है। कुर्सी की संरचना बंधन कोण या लंबाई को बदले बिना विकृत नहीं हो सकती है। हम इसे दो श्रृंखलाओं के रूप में सोच सकते हैं, एक दूसरे की दर्पण छवियां, जिसमें परमाणु (1,2,3,4) और (1,6,5,4) होते हैं, विपरीत द्विध्रुवीय कोणों के साथ। परमाणु 1 से परमाणु 4 तक की दूरी डायहेड्रल कोण के निरपेक्ष मूल्य पर निर्भर करती है। यदि ये दो डायहेड्रल कोण बदलते हैं (अभी भी एक दूसरे के विपरीत हैं), तो कार्बन 1 और कार्बन 4 दोनों पर सही बंधन कोण बनाए रखना संभव नहीं है। नाव आरो जावखांनाय-नावनि दाथायफोरा नावनि दाथायफोराव मासि दाथायफोरनि रुजुनायाव बांसिन गोहो थायो। विशेष रूप से, दो फ्लैगपोल हाइड्रोजेन के बीच की अंतःक्रिया स्टेरिक तनाव उत्पन्न करती है। सी2-सी3 और सी5-सी6 बन्धों (कार्बन संख्या 1 दर्पण तल पर दो में से एक है) के बीच भी मरोड़ तनाव मौजूद है, जो ग्रहणित होते हैं-यानी, ये दोनों बंधन एक दर्पण तल के पार एक दूसरे के समानांतर होते हैं। इस तनाव के कारण, नाव का विन्यास अस्थिर है (अर्थात। स्थानीय ऊर्जा न्यूनतम नहीं है)। आणविक समरूपता C2v है। नावनि कनफरमेसनआ गावनो गाव ट्विस्ट-बोट कनफरमेसनआव सोलाय जायो। यहाँ सममिति D2 है, जो तीन दो गुना अक्षों के साथ एक विशुद्ध रूप से घूर्णन बिंदु समूह है। यह संरचना अणु पर थोड़ा मोड़ लगाकर नाव संरचना से प्राप्त की जा सकती है ताकि दो जोड़ी मिथिलीन समूहों के ग्रहण को हटाया जा सके। मोड़-नाव संरचना कायरल है, जो दाहिने हाथ और बाएं हाथ के संस्करणों में मौजूद है। कमरे के तापमान पर मोड़-नाव संरचना की सांद्रता 0.1% से कम है, लेकिन यह 30% तक पहुंच सकती है। साइक्लोहेक्सेन के एक नमूने को तेजी से ठंडा करने से मोड़-नाव संरचना की एक बड़ी सांद्रता में जम जाएगा, जो फिर गर्म करने पर धीरे-धीरे कुर्सी संरचना में बदल जाएगा। डायनेमिक्स चेयर टू चेयर चेयर कन्फॉर्मर के अंतःपरिवर्तन को रिंग फ़्लिपिंग या चेयर-फ़्लिपिंग कहा जाता है। कार्बन-हाइड्रोजन बन्ध जो एक विन्यास में अक्षीय होते हैं, दूसरे में भूमध्यरेखीय हो जाते हैं, और इसके विपरीत। कमरे के तापमान पर दोनों कुर्सी संरचनाएं तेजी से संतुलित होती हैं। साइक्लोहेक्सेन का प्रोटॉन एन. एम. आर. स्पेक्ट्रम कमरे के तापमान पर एक एकल है, जिसमें अक्षीय और भूमध्यरेखीय हाइड्रोजेन के लिए अलग-अलग संकेतों में कोई अलगाव नहीं है। एक कुर्सी के रूप में, कार्बन परमाणुओं की श्रृंखला का डायहेड्रल कोण (1,2,3,4) सकारात्मक होता है जबकि श्रृंखला का कोण (1,6,5,4) नकारात्मक होता है, लेकिन दूसरी कुर्सी के रूप में, स्थिति विपरीत होती है। तो इन दोनों श्रृंखलाओं को डायहेड्रल कोण के उलट से गुजरना पड़ता है। जब इन दो चार परमाणु श्रृंखलाओं में से एक शून्य के डायहेड्रल कोण पर चपटी हो जाती है, तो हमारे पास रूपांतरण पथ के साथ अधिकतम ऊर्जा पर अर्ध-कुर्सी संरचना होती है। जब इस श्रृंखला का द्विध्रुवीय कोण अन्य चार परमाणु श्रृंखला के बराबर (संकेत के साथ-साथ परिमाण में) हो जाता है, तो अणु ट्विस्ट बोट और नाव सहित अनुरूपण की निरंतरता तक पहुंच जाता है, जहां बंधन कोण और लंबाई सभी अपने सामान्य मूल्यों पर हो सकते हैं और इसलिए ऊर्जा अपेक्षाकृत कम होती है। उसके बाद, अन्य चार-कार्बन श्रृंखला को लक्ष्य कुर्सी के रूप को प्राप्त करने के लिए अपने डायहेड्रल कोण के संकेत को बदलना पड़ता है, इसलिए फिर से अणु को अर्ध-कुर्सी से गुजरना पड़ता है क्योंकि इस श्रृंखला का डायहेड्रल कोण शून्य से गुजरता है। इस तरह से दो श्रृंखलाओं के संकेतों को क्रमिक रूप से बदलने से रास्ते में अधिकतम ऊर्जा स्थिति (अर्ध-कुर्सी अवस्था में) कम हो जाती है-दोनों चार-परमाणु श्रृंखला स्विच संकेत के डायहेड्रल कोण होने का मतलब एक साथ कार्बन 1 और 4 पर कोण तनाव के कारण और भी अधिक ऊर्जा की संरचना से गुजरना होगा। कुर्सी-से-कुर्सी अंतर-रूपांतरण का विस्तृत तंत्र बहुत अध्ययन और बहस का विषय रहा है। अर्ध-कुर्सी अवस्था (डी, नीचे दिए गए चित्र में) कुर्सी और मोड़-नाव संरचनाओं के बीच अंतर-रूपांतरण में प्रमुख संक्रमण अवस्था है। आधी कुर्सी में सी2 समरूपता होती है। दो कुर्सी संरचनाओं के बीच अंतर-रूपांतरण में निम्नलिखित अनुक्रम शामिल हैः कुर्सी → आधी-कुर्सी → मोड़-नाव → आधी-कुर्सी '→ कुर्सी'। ट्विस्ट-बोट से ट्विस्ट-बोट नाव संरचना (सी, नीचे) एक संक्रमण अवस्था है, जो दो अलग-अलग ट्विस्ट-बोट संरचनाओं के बीच अंतर-रूपांतरण की अनुमति देती है। जबकि साइक्लोहेक्सेन की दो कुर्सी संरचनाओं के बीच अंतर-रूपांतरण के लिए नाव संरचना आवश्यक नहीं है, इसे अक्सर इस अंतर-रूपांतरण का वर्णन करने के लिए उपयोग किए जाने वाले प्रतिक्रिया समन्वय आरेख में शामिल किया जाता है क्योंकि इसकी ऊर्जा अर्ध-कुर्सी की तुलना में काफी कम होती है, इसलिए मोड़-नाव से कुर्सी तक जाने के लिए पर्याप्त ऊर्जा वाले किसी भी अणु में मोड़-नाव से नाव तक जाने के लिए पर्याप्त ऊर्जा होती है। इस प्रकार, कई मार्ग हैं जिनके द्वारा मोड़-नाव संरचना में साइक्लोहेक्सेन का एक अणु फिर से कुर्सी संरचना प्राप्त कर सकता है। प्रतिस्थापित व्युत्पन्न साइक्लोहेक्सेन में, दोनों कुर्सी संरचनाओं में समान ऊर्जा होती है। प्रतिस्थापित व्युत्पन्नों के साथ स्थिति अधिक जटिल हो जाती है। मोनोसब्स्टिट्यूटेड साइक्लोहेक्सेन एक मोनोसब्स्टिट्यूटेड साइक्लोहेक्सेन वह है जिसमें साइक्लोहेक्सेन रिंग में एक गैर-हाइड्रोजन प्रतिस्थापन होता है। मोनोसब्स्टिट्यूटेड साइक्लोहेक्सेन के लिए सबसे ऊर्जावान रूप से अनुकूल संरचना भूमध्यरेखीय स्थिति में गैर-हाइड्रोजन प्रतिस्थापन के साथ कुर्सी संरचना है क्योंकि यह 1,3 डायक्सियल अंतःक्रियाओं से उच्च स्टेरिक तनाव को रोकता है। मिथाइलसाइक्लोहेक्सेन में दो कुर्सी अनुरूपक आइसोएनर्जेटिक नहीं होते हैं। मिथाइल समूह भूमध्यरेखीय अभिविन्यास को पसंद करता है। भूमध्यरेखीय संरचना की ओर एक प्रतिस्थापन की वरीयता को इसके ए मान के संदर्भ में मापा जाता है, जो दो कुर्सी संरचनाओं के बीच गिब्स मुक्त ऊर्जा अंतर है। एक सकारात्मक ए मान भूमध्यरेखीय स्थिति की ओर वरीयता को इंगित करता है। ए मानों का परिमाण ड्यूटेरियम जैसे बहुत छोटे प्रतिस्थापनों के लिए लगभग शून्य से लेकर टर्ट-ब्यूटाइल समूह जैसे बहुत भारी प्रतिस्थापनों के लिए लगभग 5 किलो कैलोरी/मोल (21 केजे/मोल) तक होता है। इस प्रकार, ए मान का परिमाण भी भूमध्यरेखीय स्थिति के लिए वरीयता के अनुरूप होगा। यद्यपि एक भूमध्यरेखीय प्रतिस्थापन में कोई 1,3 डायक्सियल अंतःक्रिया नहीं होती है जो स्टेरिक तनाव का कारण बनती है, इसमें एक गौचे अंतःक्रिया होती है जिसमें एक भूमध्यरेखीय प्रतिस्थापन एक पड़ोसी भूमध्यरेखीय प्रतिस्थापन से इलेक्ट्रॉन घनत्व को पीछे हटाता है। 1, 2-और 1,4-विघटित साइक्लोहेक्सेन के लिए, एक सीआईएस विन्यास एक अक्षीय और एक भूमध्यरेखीय समूह की ओर ले जाता है। ऐसी प्रजातियाँ तेजी से, विकृत कुर्सी फ़्लिपिंग से गुजरती हैं। 1, 2-और 1,4-विघटित साइक्लोहेक्सेन के लिए, एक ट्रांस विन्यास, डायक्सियल संरचना को इसके उच्च स्टेरिक तनाव द्वारा प्रभावी रूप से रोका जाता है। 1, 3-विघटित साइक्लोहेक्सेन के लिए, सीआईएस रूप डाइक्वेटोरियल है और फ़्लिप की गई संरचना दो अक्षीय समूहों के बीच अतिरिक्त स्टेरिक अंतःक्रिया का सामना करती है। ट्रांस-1,3-डिसब्स्टिट्यूटेड साइक्लोहेक्सेन सिस-1,2-और सिस-1,4-की तरह होते हैं और दो समतुल्य अक्षीय/भूमध्यरेखीय रूपों के बीच पलट सकते हैं। सिस-1,4-डाइ-टर्ट-ब्यूटाइलसाइक्लोहेक्सेन में कुर्सी संरचना में एक अक्षीय टर्ट-ब्यूटाइल समूह होता है और ट्विस्ट-बोट संरचना में परिवर्तन दोनों समूहों को अधिक अनुकूल भूमध्यरेखीय स्थितियों में रखता है। नतीजतन, एन. एम. आर. स्पेक्ट्रोस्कोपी द्वारा मापा गया मोड़-नाव संरचना अधिक स्थिर है। इसके अलावा, एक अव्यवस्थित साइक्लोहेक्सेन के साथ-साथ अधिक उच्च प्रतिस्थापित अणुओं के लिए, उपरोक्त ए मान प्रत्येक प्रतिस्थापन के लिए योगात्मक हैं। उदाहरण के लिए, यदि एक डाइमिथाइलसाइक्लोहेक्सेन के ए मान की गणना की जाती है, तो अक्षीय स्थिति में कोई भी मिथाइल समूह 1.7 किलो कैलोरी/मोल का योगदान देता है-यह संख्या मिथाइल समूहों के लिए विशिष्ट है और प्रत्येक संभावित प्रतिस्थापन के लिए अलग है। इसलिए, अणु के लिए समग्र ए मान अक्षीय स्थिति में प्रति मिथाइल समूह 1.7 किलो कैलोरी/मोल है। 1, 3 डायएक्सियल इंटरैक्शन और गौच इंटरैक्शन 1,3 डायएक्सियल इंटरैक्शन तब होते हैं जब एक साइक्लोहेक्सेन पर गैर-हाइड्रोजन प्रतिस्थापन अक्षीय स्थिति पर कब्जा कर लेता है। यह अक्षीय प्रतिस्थापन अपने सापेक्ष 3-कार्बन पर अक्षीय प्रतिस्थापन के साथ ग्रहण की स्थिति में है (ऐसे दो कार्बन होंगे और इस प्रकार दो 1,3 डायक्सियल अंतःक्रियाएँ होंगी)। यह ग्रहण स्थिति साइक्लोहेक्सेन संरचना पर स्टेरिक तनाव को बढ़ाती है और पुष्टि अधिक ऊर्जावान रूप से अनुकूल संतुलन की ओर बढ़ेगी। गौचे अंतःक्रिया तब होती है जब एक साइक्लोहेक्सेन पर एक गैर-हाइड्रोजन प्रतिस्थापन भूमध्यरेखीय स्थिति पर कब्जा कर लेता है। भूमध्यरेखीय प्रतिस्थापन अपने सापेक्ष 2-कार्बन के साथ एक अस्थिर स्थिति में है (ऐसे दो कार्बन होंगे और इस प्रकार दो 1,2 गौच अंतःक्रियाएँ होंगी)। यह ~ 60° का एक डायहेड्रल कोण बनाता है। इस अस्थिर स्थिति को आम तौर पर ग्रहण की स्थिति की तुलना में पसंद किया जाता है। स्थिरता पर प्रतिस्थापन आकार के प्रभाव एक बार फिर, समूहों की संरचना और स्थिति (यानी। एकवचन हाइड्रोजन से बड़े) अणु की समग्र स्थिरता के लिए महत्वपूर्ण हैं। समूह जितना बड़ा होगा, अपने संबंधित कार्बन पर अक्षीय स्थिति को पसंद करने की संभावना उतनी ही कम होगी। बड़े आकार के साथ उक्त स्थिति को बनाए रखने के लिए अणु से समग्र रूप से अधिक ऊर्जा खर्च होती है क्योंकि बड़े समूहों के गैर-बंधे इलेक्ट्रॉन जोड़े और छोटे समूहों के इलेक्ट्रॉनों (यानी। हाइड्रोजेन)। भूमध्यरेखीय समूहों के लिए इस तरह के स्टेरिक प्रतिकर्षण अनुपस्थित हैं। साइक्लोहेक्सेन मॉडल इस प्रकार गौच इंटरैक्शन के आधार पर कार्यात्मक समूहों के स्टेरिक आकार का आकलन करता है। जैसे-जैसे प्रतिस्थापक का आकार बढ़ेगा, गौच अंतःक्रिया ऊर्जा में बढ़ेगी। उदाहरण के लिए, एक टी-ब्यूटाइल प्रतिस्थापन एक मिथाइल समूह की तुलना में उच्च ऊर्जा गौच अंतःक्रिया को बनाए रखेगा, और इसलिए, समग्र रूप से अणु की अस्थिरता में अधिक योगदान देता है। इसकी तुलना में, एक अस्थिर संरचना को प्राथमिकता दी जाती है; बड़े समूह भूमध्यरेखीय स्थिति बनाए रखेंगे और पूरे अणु की ऊर्जा को कम करेंगे। "बल्कियर समूहों" के बीच भूमध्यरेखीय स्थिति के लिए यह वरीयता रिंग के विभिन्न अनुरूपणों के बीच ऊर्जा बाधाओं को कम करती है। जब अणु सक्रिय होता है, तो बड़े प्रतिस्थापनों की स्थिरता के कारण एन्ट्रापी में नुकसान होगा। इसलिए, बड़े अणुओं (जैसे मिथाइल समूह) द्वारा भूमध्यरेखीय स्थितियों की वरीयता अणु की प्रतिक्रियाशीलता को रोकती है और इस प्रकार अणु को समग्र रूप से अधिक स्थिर बनाती है। संरचनात्मक संतुलन पर प्रभाव संरचनात्मक संतुलन उस संरचना का समर्थन करने की प्रवृत्ति है जहां साइक्लोहेक्सेन सबसे स्थिर है। यह संतुलन यौगिक और विलायक में अणुओं के बीच बातचीत पर निर्भर करता है। ध्रुवीयता और गैर-ध्रुवीयता यह निर्धारित करने में मुख्य कारक हैं कि एक विलायक एक यौगिक के साथ कितनी अच्छी तरह से बातचीत करता है। साइक्लोहेक्सेन को गैर-ध्रुवीय माना जाता है, जिसका अर्थ है कि इसके बंधनों के बीच कोई इलेक्ट्रोनेगेटिव अंतर नहीं है और इसकी समग्र संरचना सममित है। इसके कारण, जब साइक्लोहेक्सेन को ध्रुवीय विलायक में डुबोया जाता है, तो इसका विलायक वितरण कम होगा, जो विलायक और विलायक के बीच खराब अंतःक्रिया को दर्शाता है। यह एक सीमित उत्प्रेरक प्रभाव पैदा करता है। इसके अलावा, जब साइक्लोहेक्सेन एक गैर-ध्रुवीय विलायक के संपर्क में आता है, तो विलायक वितरण बहुत अधिक होता है, जो विलायक और विलायक के बीच एक मजबूत अंतःक्रिया को दर्शाता है। यह मजबूत अंतःक्रिया एक ऊँचा उत्प्रेरक प्रभाव उत्पन्न करती है। हेटेरोसाइक्लिक एनालॉग साइक्लोहेक्सेन के हेटेरोसाइक्लिक एनालॉग शर्करा, पिपेरिडीन, डाइऑक्सेन आदि में व्यापक हैं। वे आम तौर पर साइक्लोहेक्सेन के लिए देखे गए रुझानों का पालन करते हैं, अर्थात। कुर्सी आरामदायक सबसे स्थिर है। अक्षीय-भूमध्यरेखीय संतुलन (ए मान) हालांकि ओ या एन. एच. द्वारा मिथिलीन के प्रतिस्थापन से दृढ़ता से प्रभावित होते हैं। ग्लुकोसाइड्स के अनुरूपण उदाहरणात्मक हैं। 1,2,4,5-टेट्राथियन ((SCH2) 3) में साइक्लोहेक्सेन की प्रतिकूल 1,3-डायएक्सियल अंतःक्रियाओं का अभाव है। नतीजतन इसकी मोड़-नाव संरचना आबाद है; संबंधित टेट्रामीथाइल संरचना में, 3,3,6,6-टेट्रामीथाइल-1,2,4,5-टेट्राथियन, मोड़-नाव संरचना हावी है। ऐतिहासिक पृष्ठभूमि 1890 में, बर्लिन में एक 28 वर्षीय सहायक ने साइक्लोहेक्सेन के दो रूपों का प्रतिनिधित्व करने के लिए कागज के एक टुकड़े को मोड़ने के निर्देश प्रकाशित किए, जिसे उन्होंने सममित और असममित (जिसे अब हम कुर्सी और नाव कहेंगे) कहा। उन्होंने स्पष्ट रूप से समझा कि इन रूपों में हाइड्रोजन परमाणुओं के लिए दो स्थितियां थीं (फिर से, आधुनिक शब्दावली, अक्षीय और भूमध्यरेखीय का उपयोग करने के लिए), कि दो कुर्सियां शायद आपस में परिवर्तित हो जाएंगी, और यहां तक कि कैसे कुछ प्रतिस्थापन कुर्सियों में से एक को पसंद कर सकते हैं ()। क्योंकि उन्होंने यह सब गणितीय भाषा में व्यक्त किया था, उस समय के कुछ रसायनज्ञों ने उनके तर्कों को समझा। उन्होंने इन विचारों को प्रकाशित करने के कई प्रयास किए, लेकिन कोई भी रसायनज्ञों की कल्पना को पकड़ने में सफल नहीं हुआ। 1893 में 31 साल की उम्र में उनकी मृत्यु का मतलब था कि उनके विचार अस्पष्टता में डूब गए। केवल 1918 में हीरे की आणविक संरचना के आधार पर, जिसे हाल ही में एक्स-रे क्रिस्टलोग्राफी की तत्कालीन बहुत नई तकनीक का उपयोग करके हल किया गया था, सफलतापूर्वक तर्क देने में सक्षम था कि सैक्स की कुर्सी प्रमुख रूपांकन थी। डेरेक बार्टन और ऑड हैसल ने साइक्लोहेक्सेन और विभिन्न अन्य अणुओं के अनुरूपण पर काम करने के लिए रसायन विज्ञान में 1969 का नोबेल पुरस्कार साझा किया। व्यावहारिक अनुप्रयोग साइक्लोहेक्सेन अपने कुर्सी संयोजक के अनुकूल होने की स्थिरता के कारण साइक्लोआल्केन में सबसे स्थिर है। यह आरामदायक स्थिरता साइक्लोहेक्सेन को प्रयोगशाला विश्लेषणों में एक मानक के रूप में उपयोग करने की अनुमति देती है। अधिक विशेष रूप से, साइक्लोहेक्सेन का उपयोग औषधीय यौगिकों और कच्चे माल के विलायक विश्लेषण में औषधीय संदर्भ के लिए एक मानक के रूप में किया जाता है। यह विशिष्ट मानक दर्शाता है कि साइक्लोहेक्सेन का उपयोग खाद्य और पेय पदार्थों के गुणवत्ता विश्लेषण, फार्मास्युटिकल रिलीज परीक्षण और फार्मास्युटिकल विधि विकास में किया जाता है; ये विभिन्न विधियाँ शुद्धता, जैव सुरक्षा और उत्पादों की जैव उपलब्धता के लिए परीक्षण करती हैं। साइक्लोहेक्सेन के चेयर कन्फॉर्मर की स्थिरता साइक्लोआल्केन को फार्मास्यूटिकल्स की सुरक्षा और गुणों के संबंध में एक बहुमुखी और महत्वपूर्ण अनुप्रयोग देती है। संदर्भ आगे पढ़ने के लिए कॉलिन ए. रसेल, 1975, "द ओरिजिन्स ऑफ कन्फॉर्मेशनल एनालिसिस", वैन 'ट हॉफ-ले बेल सेंटेनियल, ओ। बी. रामसे, एड। (एसीएस सिम्पोजियम श्रृंखला 12), वाशिंगटन, डी. सी.: अमेरिकन केमिकल सोसाइटी, पीपी. 159-178। विलियम रेउश, 2010, "रिंग कन्फॉर्मेशन" और "सब्स्टिट्यूटेड साइक्लोहेक्सेन कंपाउंड्स", वर्चुअल टेक्स्टबुक ऑफ ऑर्गेनिक केमिस्ट्री, ईस्ट लैंसिंग, एम. आई., यू. एस. ए.: मिशिगन स्टेट यूनिवर्सिटी में, देखें और 20 जून 2015 को एक्सेस किया गया। बाहरी लिंक निजमेगेन स्टीरियोकेमिस्ट्री विश्वविद्यालय से सभी अनुरूपणों के जावा एपलेट साइक्लोहेक्सेन डीः Konformation#Konformationen बेइ साइक्लिसचेन मोलेकुलेन इटः Cicloesano#Conformazione