立体電子効果
ピラノースのような2位にヘテロ原子置換基Xを持つテトラヒドロピラン誘導体においては、その環内の酸素原子を炭素原子に置き換えたシクロヘキサン誘導体に比べるとα-アノマーがβ-アノマーに対して著しく安定であるという特徴がある。これをアノマー効果という。アノマー効果もゴーシュ効果と同様に、α-アノマーにおいて環内の酸素原子のアキシアル方向に存在する孤立電子対がC-X結合(X=ヘテロ原子)のσ軌道と共役し、非局在化されるためにクーロン反発が減り安定化されていると考えられている。また反結合性軌道であるσ軌道に電子が入るため、C-X結合の結合距離は通常の結合距離より若干長くなる。β-アノマーではこのような相互作用は存在しない。アノマー効果はC-X結合(X=ヘテロ原子)のσ軌道のエネルギーが低いほど、すなわちヘテロ原子の電気陰性度が大きいほど顕著になる。
α位にハロゲン置換基を持つカルボニル基への求核付加反応においては、ハロゲン置換基とカルボニル基の2面角が90度になったときにC-X結合(X=ヘテロ原子)のσ軌道がカルボニル基のπ軌道と共役するために付加してくる求核剤の電子が安定化されて活性化エネルギーが低くなる。そのためこの立体配座からの反応生成物が主な生成物となるというように立体選択性が説明されている(フェルキン-アーンのモデル)。
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