顺反异构(英文:Cis-trans isomerism):也称几何异构(geometric isomerism),立体异构的一种,由于双键不能自由旋转引起的,一般指不饱和烃(包括烯烃、炔烃)的双键,也有C=N双键,N=N双键及环状等化合物的顺反异构。
顺式异构体:两个相同原子或基团在双键或环的同侧的为顺式异构体,也用 cis- 来表示。
反式异构体:两个相同原子或基团在双键或环的两侧的为反式异构体,也用 trans- 来表示。
产生条件:
⑴ 分子中至少有一个键不能自由旋转(否则将变成另外一种分子);
⑵ 双键上同一碳上不能有相同的基团。
特殊性
同分异构是分子式相同,结构式不同,顺反异构是空间构象不同。所以,顺反异构属于同分异构。
若双键上两个碳原子上连有四个完全不同的原子或基团,按“顺序规则”分别比较每个碳原子上连接的两个原子或基团,若两个较优基团在π键平面同侧者为Z型异构体,在异侧者为E型异构体。
顺序法则
(1) 由双键碳上直接相连的两个原子的原子序数的大小来决定,原子序数大者为优。若原子序数相同时,则比较相对原子质量数大小。
(2) 若与双键碳原子直接相连的第一个原子相同,要依次比较第二个甚至第三个原子,依此类推,直到比较出优先顺序为止。
注:顺、反和Z、E是不同的两种标记法,顺式不一定就是Z型,反式不一定就是E型。
顺反异构(Cis-trans isomerism):也称几何异构(geometric isomerism),属于立体异构中结构异构中官能团异构的一种。这种异构一般是由有机化合物结构中,如C=C双键、C≡C叁键、C=N双键、N=N双键或脂环等不能自由旋转的官能团所引起的。含有这种异构的有机化合物称为顺反异构体,它在物理、化学、生物性质上具有明显的区别,其命名法也分为顺反式异构命名法和ZE命名法两种。此外,配位化合物中的配离子亦有可能有但不仅限于顺-反式的几何异构。
贝采里乌斯建议把相同组成而不同性质的物质称为“同分异构(isomerism)‘’的物质。同分异构现象的发现以及从理论上的阐明,是在物质组成和绪构理论发展中迈出的重要一步,它开始了分子结构问题的研究,促进了有机化学的发展。
在发现了酒石酸的旋光异构之后,1874年9月荷兰物理化学家范特霍夫(Jacobus Hendricus Van't Hoff.1852-1911)论帕斯特成果的小册子《化学的结构式......空间分布论》(Voorstel tot Uibreiding der...Structuur Formules in de Ruimte)在乌特勒支出版;1874年11月法国化学家勒·贝尔(Joseph Achille Lebel.1847-1930)的论文发表在巴黎的《化学会会刊》(Bulletin de La Societe Chimique)上,两人分别独立能用几何异构来解释延胡索酸Fumaric acid(反-丁烯二酸)和马来酸Maleic acid(顺-丁烯二酸)的异构现象。假定,围绕分子中两个碳原子的两个四面体,沿着四面体的一边联合在一起,表示不能转动的双键,然后,把氢基和羧基安置到两个模型中区,使他们不能重合。它们并不是旋光异构体,它们的物理性质有所差别,由此发现了顺反异构。 [1]
1964年,德国化学家肖莱马通过对脂肪烃的研究,认真考察了有机结构与性质的关系,证实了碳原子4个化学价的统一性,对同分异构现象作出合理的解释,使有机结构理论定型化。