About: Gauche effect

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In the study of conformational isomerism, the Gauche effect is an atypical situation where a gauche conformation (groups separated by a torsion angle of approximately 60°) is more stable than the anti conformation (180°). A gauche effect has also been reported for a molecule featuring an all-syn array of four consecutive fluoro substituents. The reaction to install the fourth one is stereoselective: The gauche effect is also seen in 1,2-dimethoxyethane and some vicinal-dinitroalkyl compounds. The alkene cis effect is an analogous atypical stabilizing of certain alkenes.

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  • In the study of conformational isomerism, the Gauche effect is an atypical situation where a gauche conformation (groups separated by a torsion angle of approximately 60°) is more stable than the anti conformation (180°). There are both steric and electronic effects that affect the relative stability of conformers. Ordinarily, steric effects predominate to place large substituents far from each other. However, this is not the case for certain substituents, typically those that are highly electronegative. Instead, there is an electronic preference for these groups to be gauche. Typically studied examples include 1,2-difluoroethane (H2FCCFH2), ethylene glycol, and vicinal-difluoroalkyl structures. There are two main explanations for the gauche effect: hyperconjugation and bent bonds. In the hyperconjugation model, the donation of electron density from the C–H σ bonding orbital to the C–F σ* antibonding orbital is considered the source of stabilization in the gauche isomer. Due to the greater electronegativity of fluorine, the C–H σ orbital is a better electron donor than the C–F σ orbital, while the C–F σ* orbital is a better electron acceptor than the C–H σ* orbital. Only the gauche conformation allows good overlap between the better donor and the better acceptor. Key in the bent bond explanation of the gauche effect in difluoroethane is the increased p orbital character of both C–F bonds due to the large electronegativity of fluorine. As a result, electron density builds up above and below to the left and right of the central C–C bond. The resulting reduced orbital overlap can be partially compensated when a gauche conformation is assumed, forming a bent bond. Of these two models, hyperconjugation is generally considered the principal cause behind the gauche effect in difluoroethane. The molecular geometry of both rotamers can be obtained experimentally by high resolution infrared spectroscopy augmented with in silico work. In accordance with the model described above, the carbon–carbon bond length is higher for the anti-rotamer (151.4 pm vs. 150). The steric repulsion between the fluorine atoms in the gauche rotamer causes increased CCF bond angles (by 3.2°) and increased FCCF dihedral angles (from the default 60° to 71°). In the related compound 1,2-difluoro-1,2-diphenylethane, the threo isomer is found (by X-ray diffraction and from NMR coupling constants) to have an anti conformation between the two phenyl groups and the two fluorine groups and a gauche conformation is found for both groups for the erythro isomer. According to in silico results this conformation is more stable by 0.21 kcal/mol (880 J/mol). A gauche effect has also been reported for a molecule featuring an all-syn array of four consecutive fluoro substituents. The reaction to install the fourth one is stereoselective: The gauche effect is also seen in 1,2-dimethoxyethane and some vicinal-dinitroalkyl compounds. The alkene cis effect is an analogous atypical stabilizing of certain alkenes. (en)
  • L'effet gauche est une différence de stabilité résultant de la conformation d'une molécule. Cet effet concerne de nombreuses molécules, par exemple le H2FC–CFH2, pour lequel la conformation gauche est moins stable de 2,4 à 3,4 kJ/mol en phase gazeuse. * Conformères du : anti (à gauche) et gauche (à droite). Le diméthoxyéthane est également dans le même cas. (fr)
  • Il termine gauche si riferisce a quegli isomeri conformazionali (conformeri) in cui due gruppi vicinali sono separati da un angolo diedro di 60°. La IUPAC definisce gauche come sinonimo di allineamento di gruppi vicinali. In stereochimica, le interazioni gauche impediscono la rotazione attorno al legame. Per esempio, ponendoci lungo il legame C2-C3 nella conformazione sfalsata del butano, ci sono due possibili energie potenziali relative. I due gruppi metilici possono essere in una relazione di antilegame o essere separati da un angolo diedro di 60°. Nella seconda conformazione, si dice che i due metili sono in una conformazione gauche, e l'energia potenziale relativa di ciascuna interazione gauche metile-metile è di 0.9 kilocalorie per mole (4 kJ/mol). (it)
  • ゴーシュ形(ゴーシュがた、英: gauche form)とは、立体配座の呼び方の一種であり、A−B−C−D と結合している4つの原子について、B−C結合の回転に由来したそれぞれの立体配座の中で、A−B結合とC−D結合の二面角が約60度の場合のものを指す。ゴーシュ配座とも呼ぶ。立体化学で用いられる用語である。gauche はフランス語の「ねじれた」という意味の語に由来している。 この語は1941年に 1,2-ジクロロエタンの立体配座に対して水島三一郎、森野米三らにより初めて使用された。 この二面角が0度の時の立体配座は、シス (cis) 形、重なり形、シン (syn) 形あるいはエクリプス (eclipsed) 形とよばれ、180度の時は、トランス (trans) 形、あるいはアンチ (anti) 形とよばれる。 多くの鎖状化合物においては大きな置換基がアンチ形配座をとる立体配座がもっとも安定であり、次に安定なのがゴーシュ形配座である。一部の化合物においては立体電子効果によってゴーシュ配座がアンチ配座よりも安定になることがあり、これをという。 シクロヘキサン環のいす形配座においてはすべての C−C結合がゴーシュ形配座を取っており、環構造によってアンチ形配座は取りえないため、これが最安定配座となっている。 (ja)
  • 在有机化学中,鄰位交叉(英語:Gauche)指的是在兩基團的二面角為60°下產生的構象異構。國際純粹與應用化學聯合會(IUPAC)定義鄰位交叉的基團需傾斜對齊連接相鄰原子的基團(傾斜對齊即:經旋轉後可以對齊)。 在立體化學中,鄰位交叉的相互作用會阻礙化學鍵的轉動。以丁烷為例,它有兩種可能的交错式构象(稳定平衡状态),对应不同的勢能,兩個甲基可能呈反式(英語:Anti)構象,或者彼此間二面角為60°。後者兩甲基即為鄰位交叉,並且甲基間鄰位交叉相互作用產生的相對勢能為3.8KJ/mol。一般來說鄰位交叉的旋轉異構物較反式的旋轉異構物來得不穩定。 (zh)
  • Гош-конформа́ція (рос. гош-конформация, англ. gauche conformation) — конформація, при якій замісники при сусідніх атомах C чи іншого елемента розташовані так, що у проєкції Ньюмена кути між напрямками зв'язків ближчого й дальшого замісника дорівнюють 60°. Синонім — синклінальна конформація. (uk)
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  • L'effet gauche est une différence de stabilité résultant de la conformation d'une molécule. Cet effet concerne de nombreuses molécules, par exemple le H2FC–CFH2, pour lequel la conformation gauche est moins stable de 2,4 à 3,4 kJ/mol en phase gazeuse. * Conformères du : anti (à gauche) et gauche (à droite). Le diméthoxyéthane est également dans le même cas. (fr)
  • ゴーシュ形(ゴーシュがた、英: gauche form)とは、立体配座の呼び方の一種であり、A−B−C−D と結合している4つの原子について、B−C結合の回転に由来したそれぞれの立体配座の中で、A−B結合とC−D結合の二面角が約60度の場合のものを指す。ゴーシュ配座とも呼ぶ。立体化学で用いられる用語である。gauche はフランス語の「ねじれた」という意味の語に由来している。 この語は1941年に 1,2-ジクロロエタンの立体配座に対して水島三一郎、森野米三らにより初めて使用された。 この二面角が0度の時の立体配座は、シス (cis) 形、重なり形、シン (syn) 形あるいはエクリプス (eclipsed) 形とよばれ、180度の時は、トランス (trans) 形、あるいはアンチ (anti) 形とよばれる。 多くの鎖状化合物においては大きな置換基がアンチ形配座をとる立体配座がもっとも安定であり、次に安定なのがゴーシュ形配座である。一部の化合物においては立体電子効果によってゴーシュ配座がアンチ配座よりも安定になることがあり、これをという。 シクロヘキサン環のいす形配座においてはすべての C−C結合がゴーシュ形配座を取っており、環構造によってアンチ形配座は取りえないため、これが最安定配座となっている。 (ja)
  • 在有机化学中,鄰位交叉(英語:Gauche)指的是在兩基團的二面角為60°下產生的構象異構。國際純粹與應用化學聯合會(IUPAC)定義鄰位交叉的基團需傾斜對齊連接相鄰原子的基團(傾斜對齊即:經旋轉後可以對齊)。 在立體化學中,鄰位交叉的相互作用會阻礙化學鍵的轉動。以丁烷為例,它有兩種可能的交错式构象(稳定平衡状态),对应不同的勢能,兩個甲基可能呈反式(英語:Anti)構象,或者彼此間二面角為60°。後者兩甲基即為鄰位交叉,並且甲基間鄰位交叉相互作用產生的相對勢能為3.8KJ/mol。一般來說鄰位交叉的旋轉異構物較反式的旋轉異構物來得不穩定。 (zh)
  • Гош-конформа́ція (рос. гош-конформация, англ. gauche conformation) — конформація, при якій замісники при сусідніх атомах C чи іншого елемента розташовані так, що у проєкції Ньюмена кути між напрямками зв'язків ближчого й дальшого замісника дорівнюють 60°. Синонім — синклінальна конформація. (uk)
  • In the study of conformational isomerism, the Gauche effect is an atypical situation where a gauche conformation (groups separated by a torsion angle of approximately 60°) is more stable than the anti conformation (180°). A gauche effect has also been reported for a molecule featuring an all-syn array of four consecutive fluoro substituents. The reaction to install the fourth one is stereoselective: The gauche effect is also seen in 1,2-dimethoxyethane and some vicinal-dinitroalkyl compounds. The alkene cis effect is an analogous atypical stabilizing of certain alkenes. (en)
  • Il termine gauche si riferisce a quegli isomeri conformazionali (conformeri) in cui due gruppi vicinali sono separati da un angolo diedro di 60°. La IUPAC definisce gauche come sinonimo di allineamento di gruppi vicinali. (it)
rdfs:label
  • Gauche effect (en)
  • Effetto gauche (it)
  • Effet gauche (fr)
  • ゴーシュ型 (ja)
  • Гош-конформація (uk)
  • 邻位交叉效应 (zh)
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