Gauchekonformasjoner

Gauchekonformasjoner er en konformasjon i organiske forbindelser rundt en enkel C–C-binding der to substituenter på nabokarbontyper har en dihedralvinkel på omtrent 60 grader. Dette kalles ofte en gauche-rotasjon i en Newman-prosjekt, og står i skarp kontrast til anti-konformasjonen med en dihedralvinkel på 180 grader og eclipsed-konformasjoner der substituenter nærmer seg hverandre langs bindingen. Begrepet brukes særlig i studier av konformasjon i alkaner og andre molekyler med enkeltbindinger.

Energi og forekomst: I enkle alkaner opptrer gauche-konformasjoner som minima i energiprofilen rundt C–C-bindingen, men anti er vanligvis den mest stabile formen. For eksempel i n-butan finnes to ekvivalente gauche-minima som er litt mindre stabile enn anti, med en temperaturavhengig forskjell på omtrent 0,9 kcal/mol mellom gauche og anti. Rotasjonen mellom konformasjonene foregår gjennom eclipsed-stadier og andre mellomtrinn i energiøkningen.

Spesielle tilfeller og effekter: En kjent observasjon er gauche-effekten i enkelte fluorerte ether og andre polare substituenter, som 1,2-difluoroethan, der gauche-konformasjonen kan være foretrukket over anti på grunn av hyperkonjugasjon og dipol-dipol-interaksjoner. Slike tilfeller viser at elektroniske og konformasjonelle krefter kan gjøre gauche mer stabil enn anti i bestemte systemer, til tross for generelle steriske preferanser.

Betydning: Gauchekonformasjoner påvirker molekylers reaktivitet, fysiske egenskaper og affinitet i biologiske systemer. De bidrar til å forklare forskjeller i kokepunkt, dipolmoment og konfigurasjonsavhengig atferd i organiske forbindelser.