第７回講義  7/3　　教科書pp. 140－148

 

Ⅱ有機化合物の基本構造

 

１．  脂肪族炭化水素

 

　有機化合物の分類：

 

・　脂肪族炭化水素（aliphatic hydrocarbon）：　直鎖あるいは枝分れを含む鎖式の

炭素骨格をもつ炭化水素

 

・　脂環式炭化水素 (alicyclic hydrocarbon) ：　炭素原子が環状に結合した構造の有機

化合物のうち芳香族化合物を除いたもの

 

・　芳香族炭化水素　(aromatic hydrocarbon)：　ベンゼン環をもつ炭化水素

 

［１］ 炭素鎖、不飽和結合

 

アルカン（alkane）、アルケン（alkene）

 

炭素数

　alkane

対応する　alkene

1

  methane  

　 ―

2

  ethane 

  ethene 　(ethylene)

3

  propane   

  propene 　(propylene)

4

  butane  

 1-butene, 2-butene

5

  pentane 

 1-pentene, 2-pentene

6

  hexane

 1-hexene, 2-hexene, 3-hexene

 

命名法（IUPAC命名法）:

 

1)  主要な官能基を決め、その官能基を含む最も長い炭素鎖をきめる。

 

    優先順位  　　　　官能基    　　　　　

1     カルボン酸　　　  -COOH  

2     酸無水物   　　  -CO-O-COR

3     エステル    　　　-COOR

4     アミド　　　　　　-CON<

5     ニトリル　　　　　-CN　

6     アルデヒド　　　　-CHO

7     ケトン　　　　　　 >C=O

8     アルコール 　　　 -C-OH

9　　 アミン      　　　 -N<

10    アルケン  　　　　 C=C

11    アルキン　　　　　 C三C                                                         

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

2)  その炭素鎖に番号をつける。

3)  置換基の位置番号と名称を書く。2つ以上の置換基がある場合には

アルファベット順に書く。

例：

　

 

優先順位　COOH ＞ CHO ＞ OH

3-Formyl-5-hydroxypentanoic acid

 

 

　　　　　　　

 

cis-trans異性体が存在する場合、E/Z表示が推奨されている。

EかZかは優先順位で決定する。原子番号の大きいものほど、

優先順位が高くなる。優先順位が高いもの同士が同じ側なら

Z（ドイツ語、Zusammen）、反対側ならE（Entgegen）をつける。

 

 

［２］性質

           

直鎖のアルカン（alkane）：

反応性が乏しい

　　　　　　　　　　　　　

環状のアルカン（cycloalkane）：

5員環、6員環は炭素‐炭素間の結合角が109度に近く

安定である。しかし、３員環、４員環は　炭素‐炭素

間の結合角に大きな歪があり不安定になりやすい。

　　　　　

アルケン、アルキンの反応性

 

二重結合、三重結合のπ電子は反応性に富み、いろいろな

試薬からの攻撃を受けて生成物へと変化する。

          

 

反応例（曲線矢印は電子の移動方向を示す）：　

　　　　　　

芳香族炭化水素（aromatic hydrocarbon）

　　　　　　　

 

 

［１］   ベンゼンの構造、共鳴

 

　　　　

 

性質

１.         付加反応

二重結合は共役安定化しているので、反応性は乏しいが、

反応性が強い試薬や反応条件によっては付加反応

は起こる。下図の例はラジカル反応である。Cl2 → 2Cl・

 

 

２.         置換反応

求電子反応によりベンゼン環の水素と置き換わる反応が起こる。

（注：図中の曲線矢印は通常、電子の移動方向を示す）

 

 

［２］   置換反応の機構

 

・　フェノールの臭素化（OH基：　電子供与基）　

 

ベンゼン環の電子密度の大きいところ（共鳴効果）に求電子試薬が

攻撃する。その結果、一旦ベンゼン環がこわれる。その後、環上の

水素（Ｈ+）が外れてベンゼン環が再生される。

 

　　　　　　　　　　

　　　　

　　　　  OH基による共鳴効果（resonance effect）はo, p位における置換反応を

大いに促進するが、　OH基による電子の引きつけ効果（誘起効果、

inductive effect）は反応性をごく少し低下させる作用がある。

 

・　ニトロベンゼンの臭素化（ニトロ基：　電子吸引基）

　　　　　　

　　　　

　　　　　　

　　　　　　o, p位は電子密度が小さくなるのでm位のπ電子にBrd+　

が攻撃する。（注：図中の曲線矢印は通常、電子の移動方向を示す）

 

--------　第7回講義ノート　　終り　----------

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

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