反全平面

在有机化学中，反全平面，或反全平面，描述了分子中的A-B-C-D键角。在这种构象中，A-B键和C-D键的二面角大于+150°或小于-150°（图1和2）。在教科书中，反平面通常是指严格的反平面，A-BC-D二面角为180°（图3）。在纽曼投影中，分子将呈交错排列，反全平面的官能团朝上和朝下，彼此相距180°（见图4）。图5显示了2-氯-2,3-二甲基丁烷的锯齿状投影，其中氯和氢是相互反平面的。同步全平面或同步全平面与反全平面类似。在同步全平面构象体中，A和D在键的平面的同一侧，A-B和C-D的二面角在+30°和-30°之间（见图2）。

反全平面构象的一个重要因素是分子轨道之间的相互作用。反全平面几何学将把一个成键轨道和一个反成键轨道近似地相互平行，或称同全平面。图6是2-氯-2,3-二甲基丁烷的另一种表示方法，显示了C-H成键轨道，σC-H，和C-Cl反键轨道，σ*C-Cl，同步全平面。平行轨道可以重叠并参与到超共轭中。如果成键轨道是一个电子供体，反键轨道是一个电子受体，那么成键轨道将能够向反键轨道捐献电负性。这种填充到非填充的供体-受体相互作用对分子有整体稳定的作用。然而，从成键轨道向反成键轨道的捐赠也会导致这两个键的减弱。在图6中，2-氯-2,3-二甲基丁烷通过从σC-H到σ*C-Cl的电子捐赠的超共轭作用得到稳定，但C-H和C-Cl键都被削弱了。分子轨道图显示，2-氯-2,3-二甲基丁烷中σC-H和σ*C-Cl的混合降低了两个轨道的能量。

E2机制一个双分子消除反应将发生在断裂的碳氢键和离开的基团是反平面的分子中（图8）。这种几何形状是首选，因为它使σC-H和σ*C-X轨道对齐。图9显示了σC-H轨道和σ*C-X轨道相互平行，允许σC-H轨道通过超共轭作用捐献到σ*C-X反键轨道。这有助于削弱C-H和C-X键，这两个键在E2反应中被打破。它还使分子更容易将其σC-H电子移到πC-C轨道上（图10）。

在频哪醇重排中，一个甲基被发现与一个活化的酒精官能团反平面。这使甲基的σC-C轨道与活化醇的σ*C-O轨道平行。在活化的酒精以H2O的形式离开之前，甲基键轨道捐献到C-O反键轨道，削弱了两个键。这种超共轭作用有利于发生1,2-甲基移位以去除水。

反全平面一词是由Klyne和Prelog在1960年发表的题为《跨单键的立体关系描述》的作品中首次提出的。反"指的是两个官能团位于键的平面的两侧。Peri"来自希腊语，意思是"接近"，因此periplanar的意思是"近似平面"。在他们的文章"PeriplanarorCoplanar?Kane和Hersh指出，许多有机教科书用反平面来表示完全反平面，或反共面，这在技术上是不正确的。