有機化学の基礎(1)nodaiweb.university.jp/chemistry/files/gen_chemistry-11.pdf 絶対立体配置の表示方法R,S表示法 1，CIP則で順位をつける 2，順位の低い置換基を手に持ち

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第11回

有機化学の基礎(1)


有機化学

C, H, O, N, S, P (F, Cl, Br,I)・・

生体分子の科学

生気論：有機化合物は生活機能を有する生物以外では生成することが出来ない


Wöhler 尿素の人工合成(1828)

AgOCN + NH4Cl → AgCl +

[NH4]+[OCN]- → NH3 +O=C=NH

NH3 +O=C=NH → H2NC=ONH2

尿素


腎臓なしで、人も犬も使わないで尿素を作ることができました。（中略）このように、、尿素が人工的に得られたことは無機物から有機物がつくられることの一例にならないでしょうか。気になるのは、シアン酸（アンモニアも）を得るために常に出発物として有機物を持たねばならないということです。自然哲学者は言うでしょう。獣炭でも、またそれからつくられるシアン化合物でも、それらにはまだ「有機性」が消滅しつくしていないので、それらの物質から再び有機物ができても不思議では無いと。（後略）

WöhlerのBerzeliusへの手紙（1828.2.22）

Wöhlerは生気論を打ち破ったのか？


Wöhlerの尿素合成は最初の有機合成？

CO + Cl2 → ClC=OCl

ClC=OCl + NH3 → H2NC=ONH2 + 2HCl

Davy (1812)

生気論はいつ消滅したか？


C + 2S →　CS2

CS2 + Cl2 → CCl4 + S2Cl2

2CCl4 → C2Cl4 + 2Cl2

C2Cl4 + Cl2 + 2H2O → CCl3COOH + 3HCl

CCl3COOH + 3H2 → CH3COOH + 3HCl

酢酸の全合成

H. Kolbe, Ann., 54, 185 (1845)

有機化合物と無機化合物の間に境界線を引くことはできない。


Kekulé(1854)

19世紀後半

化学構造の基礎が確立した後

炭素は４価である

炭素は常に４つの結合を持つ

酸素：２、窒素：３，水素：１etc


methane : CH4

構造式

有機化合物の構造式の書き方

C2H6O を例として

１，原子価が２以上のものを取り出す


２、それらをつないで骨格を作る

3、骨格に残りの原子価を正しく書く


４、手の先に原子価１の原子（水素、ハロゲン）を書く

５、手が余る場合は、環や多重結合を考える

多重結合：C=C, C≡Ｃ等


☆分子式、示性式と官能基分子式：分子の元素組成を表す式

示性式：特殊な原子団の存在を表す為の式

官能基

例　ethanol

C2H6O

CH3-CH2-OH CH3CH2-OH CH3CH2OH C2H5OH

分子式構造式示性式

C C O

H

H

H

H

H

H


☆線構造複雑な化合物を表記する

例）リノレイン酸　

示性式

CH3CH2CH=CHCH2.......

線構造

COOH


何故省略できる？

１，原子価は決まっている

２，官能基は省略しない

３，方向が決まっている

☆有機化合物は立体的である

３次元構造をどう描くか


例）L-乳酸

CH3CH(OH)COOH 示性式では立体を表せない

H3C COOH

OHH

COOH

OH


☆線構造のルール

○

○

○

○120°で線を繋げていくと格好良く見える


☆有機化合物は立体的である

模型を使って確かめる！

１）メタンを組み立てる

２）ブタンを組み立てる

１，黒４つを連結２，水素を連結色々な繋げ方を試

す！


☆２種類の型があるはず

☆お互いが単結合で結合している


☆立体配座結合は自由回転ではあるが、（大部分の分子は）ある場所に落ち着いている

３，シクロヘキサンを組み立てる

ひねってみると落ち着きの良い配座が２カ所ある（　　　　　　）


４，エチレンを作る

５，ブテンを作る

１）どれでもいいのでエチレンの水素を２個外す

２）メチル基（CH3)-を2個付ける


☆鏡像異性体

炭素に白、赤、青、緑を結合させてみる

重なり合わない２種類ができる

鏡像体（鏡像異性体）


☆不斉炭素原子

４つの異なるものが結合した炭素


☆絶対立体配置

３次元的な配置を表す

Cahn-Ingold-Prelogの順位則

(CIP rule)


１，不斉炭素に結合している原子を比べて、原子番号の大きい原子を上位とする。２，原子番号が同じ時は、質量数の大きいほうを上位とする。（あまり使わないので無視）３，不斉炭素に直接結合している原子が同じ場合は、次に結合している原子で比較する。４，多重結合を持つ場合は同じ原子が結合の数だけついているものとする。

Cahn-Ingold-Prelogの順位則


絶対立体配置の表示方法R,S表示法

１，CIP則で順位をつける２，順位の低い置換基を手に持ち、反対側から見る。３，残りの３つの置換基の順番が右回り（時計回り）か左回り（反時計回り）か確認する。４，右回りならR、左回りならSと定義する。

R, Sは斜体であることに注意。ノートに書く時は、Rのようにアンダーラインを引く。


例題）

仮にCIP順位が赤＞青＞緑＞白だとしたらR,Sのどちらになるか？


☆幾何異性体二重結合は回転できない！

trans cis

trans? cis? Br

I

Cl


二重結合のE, Z表示法

１，二重結合の炭素に結合しているそれぞれ２つの置換基をCIP則に従って順位をつける。２，優先順位が高い置換基が二重結合に対して同じ側にある場合はZ、違う側にある場合はEと定義する。

E, Zは斜体であることに注意。ノートに書く時は、Eのようにアンダーラインを引く。


☆異性体まとめ

○構造異性体 ○配座異性体 ○鏡像異性体 ○幾何異性体

立体異性体

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