有機物質化学

有機物質化学

２：有機立体化学

木・１限

有機立体化学

構造異性体と立体異性体（分子の構造関係性）

同じ組成（分子式）で表される化合物

A, B

１）構造（結合形式）は同じ？

２）それぞれは鏡像関係

（鏡写しの関係）ですか？

構造異性体 立体異性体

NO YES

エナンチオマー ジアステレオマー

YES NO

同じ組成（分子式）で表される化合物であるが、

互いに骨格や結合形式がことなるもの

同じ組成（分子式）で表される化合物の うち、互いの骨格、結合形式が同じもの

構造異性体

立体異性体

エナンチオマー

ジアステレオマー

不斉中心を有し、互いに鏡像関係（鏡写しの関係）にあるもの

複数の不斉中心を有し、互いに鏡像関係（鏡写しの関係）にないもの

不斉とエナンチオマー

不斉中心の立体表記法

○

R/S

１）置換基に優先順位（原子番号）の順に番号をつける。(H, C, N, O, F, Si, P, S, Cl, Br, I ２）優先順位最低の置換基の反対側から見る。

３）優先順位の高い方から順に巡る。(時計周り：Ｒ、反時計周り：Ｓ₎ 例：alanine

COOH C

NHH₂ 1 2

3

4

COOH C

HH₂N 1 2

3 4

○

D/L

１）glyceraldehydeを基準物質とする

２）Fischer投影式で図示し、判断する。(１番下の官能基の向き；右：D、左：L)

CHO C

HOH₂C OHH CHO

C

HOH CH₂OH

CHO

CH₂OH OH H

CHO

CH₂OH H

D HO L

COOH

CH₃ H H₂N

COOH

CH₃

NH₂

L H D

3

不斉とエナンチオマー

エナンチオマー間の物理化学的性質

○融点、沸点、粘性、溶解度等の性質は同じ

○唯一、光学的物性（旋光性のみが完全に逆転する）

キラルとアキラル

C

OH H C HO H

アキラル

C

HO H C

OH H

対象面を持っている

C

Et OH H

キラル (対象面を持たない)

不斉炭素を持たないキラル化合物

○軸性不斉

○面性不斉

○らせん性不斉

C A

B

B A

A

B A B

A n

ジアステレオマー

（メソ体・シスートランス異性体）

OH

OH

OH O

O

O O

O

OH

OH O OH

(R) (R)

(S) (S)

(R) (S)

(S) (R)

O Me

Me HH H

H Me

Me O

O

meso体

R

R

R

R

R

R

R

R

優先順位：

R

>R

>R

>R

cis trans

(Z) (E)

幾何異性体

構造異性体と立体異性体

組成式：

C

H

O

OH OH

OH OH

O O _O

O

O

O O

O OH

OH OH

O

OH

O

O O

O

O O

O OH

OH

O OH

立体異性体

（立体配置異性体と立体配座異性体）

立体配座：結合の内部回転によって相互変換しうる 原子の空間配列

立体配置：立体異性体を生じさせる構造属性のうち 立体配座以外のもの

H ₃ C CH ₃

ethane

C C H

H H

H H H

H H

H H

H H

Newman投影図

Ethane

C C H

H

H

H H

H

０ 60 120 180 240 300 360

H_b' H_c'

H_a' H_c H_b H_a

H_b' H_c'

H_a' H_c

H_b H_a

H_b' H_c'

H_a' H_a

H_c

H_b H_c' H_b'

H_a' H_b

H_a

H_c H_c' H_b'

H_a' H_a

H_c H_b

C

H

C

H

2面角

H_b' H_c'

H_a' H_a H_c H_b

H_b' H_c'

H_a' H_b H_a H_c

重なり型配座（eclipsed form）

ねじれ型配座（staggered form） 2面角

Butane

０ 60 120 180 240 300 360 2面角

重なり型配座（eclipsed form）

ねじれ型配座（staggered form）

C C H

Me Me

H H H

Me H H

Me H H

H H

Me Me

H H

H Me H

H

Me

H H

Me H

H H Me

Me H H

Me H H

H H

Me H Me H

H H

Me H H Me

０ 60 120 180 240 2面角

Me H H

Me H H

H H

Me Me

H H

H Me H

H

Me H

H H

Me H Me H

±180

syn anti 30

90

-150 150 -30

Butane

C C H

Me Me

H H

H

periplanar clinal synperiplanar anticlinal

antiperiplaner synclinal

(gauche)@60˚

A B

C D

Cyclohexane

H H H

H H

H

H H

H H

H

H

cyclohexane

axial:垂直方向

equatorial:水平方向

C₁ C₃ C₂

H H

C₁ C₃

C₂

H H

C₁ C₃

C₂ H H

C₁ C₂ C₃

H

H

C₁ C₂ C₃

H

H C₃

C₂ C₁ H

H

イス型 半イス型

ねじれ船型

船型

C₁ H C₂

H C₃