Изомерия органических соединений, курс Дерябиной Г.И.

Чтобы лучше понять стереохимию соединений, содержащих 6-членный цикл, необходимо рассмотреть пространственную ориентацию связей в наиболее устойчивой креслообразной конформации циклогексана.

В конформации кресла имеются две параллельные плоскости, в каждой из которых расположено по 3 атома углерода. Молекула имеет ось симметрии 3-го порядка.

Связи C–H подразделяют на аксиальные (а), параллельные оси симметрии кольца, и экваториальные (е), расположенные под углом 109°28' к оси симметрии (и к аксиальным связям). Соответственно, атомы водорода или их заместители в циклогексане также подразделяются на аксиальные и экваториальные.

Молекула циклогексана может принимать две равноценные конформации кресла. При переходе из одной формы в другую аксиальные атомы водорода становятся экваториальными, и наоборот: 

В монозамещенном циклогексане (например, метилциклогексане C₆H₁₁–CH₃) две креслообразные конформации уже не равноценны, поскольку в одной заместитель (группа CH₃) занимает аксиальное положение, а в другой – экваториальное.

При аксиальном положении группы CH₃ возникает дополнительное отталкивание между этой группой и аксиальными СН-связями в положениях 3 и 5. В конформации с экваториальным положением метильной группы подобные взаимодействия отсутствуют, т.е. она энергетически более выгодна.
Следовательно, замещенные циклогексаны существуют преимущественно в наиболее устойчивых конформациях с экваториальным положением заместителей.