アノマー効果
アノマー効果は、一般式C-Y-C-X(Yは1つ以上の非共有電子対を持つヘテロ原子、Xは電気陰性原子あるいは基)を持つシクロヘキシルあるいは鎖状系にも一般化することができる。アノマー効果の度合いは糖の場合はおよそ1~2 kcal/molと見積られるが、全ての分子で異なる。
上図の場合、シクロヘキサン環(上)上のメトキシ基はエクアトリアル位を好む。しかしながら、テトラヒドロピラン環(下)では、メトキシ基はアキシアル位を好む。これは、シクロヘキサン環ではYが炭素(ヘテロ原子ではない)であるためで、この場合はアノマー効果は観測されず、立体効果が支配的である。テトラヒドロピラン環では、Yがヘテロ原子の酸素であるため、アノマー効果が置換基の配向に寄与し、安定化する。どちらの場合もX = OMeである。
アノマー効果はYが酸素の時に最もよく観測されるが、環内に窒素、硫黄、リンといった非共有電子対を持つその他のヘテロ原子がある場合も見られる。アノマー効果が安定化に寄与する具体的な方法は論点となっており、複数の仮説がこれまでに提唱されている。
超共役はヘテロ原子を含む非環状分子においても見られる。分子が非共有電子対を有する原子を持ち、隣接する原子がσ* へ電子を受容することができる時、分子を安定化する超共役が起こる。この軌道の重なりが起こるためには、ほとんどのヘテロ原子でtrans-trans配座が好まれるが、ジメトキシメタンで起こる安定化では、gauche, gauche配座がtrans,trans配座よりも約3~5 kcal/molエネルギーが低い(より安定である)。ジメトキシエタンの場合は2つの回転可能な結合があるため、安定化エネルギーは糖の場合よりも約2倍大きい。
2-メトキシピランのアノマー中心における酸素の非共有電子対を示した場合、β-アノマーでは常に少なくとも一つの非共有電子対のペアがエクリプス型となり、このn-n反発によりエネルギーは不安定化する。一方、α-アノマーはn-n反発のない配座を取っている。このβ-アノマーに存在するエネルギー的に不利なn-n反発と、アキシアルH-5とアキシアルα-アノマー置換基上の非共有電子対との間のエネルギー的に有利なC-H水素結合は、アノマー間のエネルギー差の主要因であることが示唆されている。