シクロヘキサンのいす型配座異性体

sp3炭素 C–C結合 C–H結合 水素

一番安定な立体配座は？

シクロヘキサンの立体配座

staggered

いす型配座異性体

いす型配座異性体chair conformer

1

2

3

ななめの平行線を２本描く

上側を浅いＶ字でつなぐ

上の辺と平行になるように、下側を逆V字でつなぐ

環を閉じる

平行に！ 平行に！

いす型配座異性体の描き方

アキシャル位とエクアトリアル位

赤道 equator

軸 axisaxial

equatorial

アキシャル位とエクアトリアル位

���������������

axial��� �

���� ��������

equatorial�������

4

5

6

H

HH

HH

HH

HH

HH

HH

HH

HH

HH

HH

HH

H

axial ��������

equatorial �������� ��

H

C–C–C�V�����

axial�����

H

C–C–C�V�����

axial�����

アキシャル・エクアトリアル位の描き方

一置換シクロヘキサンの立体配座エネルギー

～　アキシャル位とエクアトリアル位はどちらが安定か　～

一置換シクロヘキサンの配座エネルギー

equatorial 位

axial 位

どちらが安定？

7

8

9

������

axial equatorial

�����

�����

1,3-ジアキシャル相互作用

エクアトリアル体の方がアキシャル体より安定

CH3HH

CH3H3CH

CHH

CH3H3C CH3

��������

�� ������ �� �� � �t-�� ������

置換基によって立体ひずみの大きさは異なる

シクロヘキサンの環反転

10

11

12

シクロヘキサンの環反転メチル基＝アキシャル位

メチル基＝エクアトリアル位

舟型配座異性体

(boat conformer)舟型配座異性体 eclipsed

H H

�����

������ eclipsed

ねじれ舟型配座異性体

(twist boat conformer)ねじれ舟型配座異性体 eclipsed��

�����

13

14

15

シクロヘキサン環反転のエネルギー図

エネルギー (kcal/mol)

いす型-1

ねじれ舟型-1 ねじれ舟型-2

舟型

半いす型-1半いす型-2

いす型-2

反応座標

シクロヘキサン環反転のエネルギー図

反応座標

エネルギー (kcal/mol)

中間体

遷移状態遷移状態と中間体

遷移状態：エネルギー図で【極大値】を与える状態中間体：エネルギー図で【極小値】を与える状態

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17

18

活性化エネルギーが大きい　⇔　反応速度が小さい

エネルギー図と活性化エネルギー

活性化エネルギー：出発物質と遷移状態のエネルギーの差

反応座標

エネルギー (kcal/mol)

活性化エネルギー

化学平衡とエネルギー

環反転は化学平衡である

CH3CH3

axial�equatorial�

反応が可逆で、かつ速やかに進む→　時間がたつと平衡状態（化学平衡）に達する

[equatorial型]

[axial型]= �� = K�������

19

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21

平衡定数とエネルギー図

反応座標

エネルギー (kcal/mol)

ΔG

K = exp(– ΔGRT

)� ΔG ��������R ����T ����

平衡定数は出発物質と生成物のエネルギー差で決まる！

1.7 kcal/mol反応座標

エネルギー (kcal/mol)

ΔG = +1.7 kcal/molK = exp(– 1.7 × 103 × 4.184

8.31 × 298)

= 0.057[axial型] = 0.057 × [equatorial型]

生成物のエネルギーが高い　⇔　平衡定数が小さい

環反転の平衡定数

二置換シクロヘキサンの立体異性体

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ジメチルシクロヘキサンは何種類ある？

CH3CH3

CH3 CH3

CH3CH3

H3C CH3

1,2-� 1,3-� 1,4-� 1,1-�

４種類？

実はもっとある。

←　この２つは違う！

CH3 CH3

CH3CH3

（「くさび形結合」で立体構造を示した）

メチル基が両方とも「上」 メチル基が両方とも「下」

メチル基が「下」「上」

cis-1,4-ジメチルシクロヘキサン

trans-1,4-ジメチルシクロヘキサン

cis（シス）体とtrans（トランス）体

cis（シス）体とtrans（トランス）体

立体異性体

CH3

CH3

H3C CH3CH3

CH3

cis-1,4-dimethylcyclohexane trans-1,4-dimethylcyclohexane

CH3

CH3

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