Дуже своєрідні циклічні вуглеводні складу СnHn, просторова будова молекул яких відповідає різним многогранникам (тетраедр, куб і т. Д.). Вони називаються поліедрами.
Циклопентанопергідрофенантрени
Система циклопентанопергідрофенантрену (тетрацикло[12.3.0.04,13.05,10]- гептадекану) є основою важливих природних речовин – стероїдів.
Наведена в формулі нумерація атомів вуглецю є прийнятою в хімії стероїдів і не відповідає правилам систематичної номенклатури циклоалканів. В молекулах стероїдів біоцикли декалінів (АВ і ВС) мають транс–будову, а в 10-го і 13-го атомів вуглецю знаходяться метильні групи (ангулярні метильні групи).
До стероїдів належать стерини (R`=ОН) – холестерин, стероїдні, чи статеві, гормони (естрон, тестостерон) і серцеві глікозиди, які відіграють важливу роль в процесі життєдіяльності.
Ізомерія
Для аліциклічних сполук характерні всі типи ізомерії.
Структурна ізомерія залежить від величини циклу, природи замісни -ка, їх взаємного розташування тощо і поділяється на такі види:
Ізомерія розміру циклу:
Ізомерія положення замісника:
Ізомерія бічних ланцюгів:
Ізомерія за кількістю атомів вуглецю в бічних замісниках:
Ізомерія за положенням подвійного зв’язку:
Геометрична ізомерія в циклоалканах виникає завдяки жорстокому розташуванню замісників у циклі, внаслідок чого вони не здатні замінювати своє положення відносно площини кільця.
Необхідно враховувати, що циклоалкани, як правило, мають не плоску, просторову будову у вигляді певних конформацій.
Енантіомерія аліциклічних сполук виникає при наявності хірального атома вуглецю і відсутності елементів симетрії, в першу чергу площини симетрії. Так циклопропан з двома однаковими замісниками в транс-1,2-положенні або з двома різними як у транс-1.2-, так і в цис-1,2-положенні
існує у вигляді енантіомерів:
Сполуки з цис-1,2- і транс-1,2-положеннями двох однакових замісників є діастереоізомерами між собою.
Аналогічно при двох однакових замісниках у транс-1.2-плолженні має місце енантіомерія для циклобутану, циклопентану, циклогексану. При двох різних замісниках випадки проявлення енантіомерії аліциклічними сполуками зростають.
Конформаційна ізомерія циклоалканів пов’язана з особливостями їх будови. Як вже було зазначено, циклоалкани в дійсності не є плоскими, а існують у вигляді просторових побудов (конформерів). Лише циклопропан має плоску будову. Для циклобутану структура молекули дещо вигнута і знаходиться у рівноважному стані з плоским конформером унаслідок інверсії.
Циклопентан існує у вигляді фігури, яка нагадує конверт. При цьому кожен атом вуглецю в молекулі циклопентану послідовно бере участь у вигинанні, що створює враження постійного хвилеподібного руху (псевдообертання).
Циклогексан існує в декількох конформаціях, які швидко переходять одна в одну в процесі інверсії циклу. Найбільш вигідна конформація крісла, яка стабільніша, ніж конформація ванни та твіст-конформація. У свою чергу, твіст-конформація стабільніша, ніж конформація ванни. При цьому інверсія однієї форми крісла в іншу відбувається приблизно 100 000 разів за секунду.
