さて、前回まででアルケンを一通り紹介し終えたので
今回から アルキン について説明していこうと思います。

基礎編:有機化合物の分類

でも少しだけ触れたのだけれど、
CnH2n-2(n≧2)であらわされる有機化合物だ。
C-Cの間で三重結合をもっているのが特徴だね。

ということでまずはアルケンと同様に命名法の深堀から初めていくとしよう。

まずは基本の復習から。

体系的命名法ではalkane(アルカン)の語尾のaneをyneに変える。

続いて慣用的命名法ではalkane(アルカン)の語尾を…
といきたいところだが、ここはそうはならずに
acetylene(アセチレン)
になるので注意が必要だ。


なぜこうなるのか?っていうのには諸説があるので
興味があれば、調べてみてね。
※発見のタイミングが2つあってそれぞれの時期で解明されていた構造式の違いではないかといわれています。

ちなみにCが3個以上になる場合、例えば

みたいな場合はどうなるかというと
増えた分+acetylene
になる。
上の例では増えたCの数は1つなので
メチル+アセチレン
となり
メチルアセチレン
になる。

もう1つ考えてみよう、以下は何になるだろうか?

そう、プロピルアセチレンになるってことだね。
まぁ、これは官能基の命名法と同じに考えてもらえば難しい話ではないと思います。

そして置換基の場合

体系的命名法での alkyne の語尾を yne から ynyl に変えてやればいい。

さて命名法で共通の細かい部分については
基礎編:命名法
応用編:アルケンの命名法①
応用編:アルケンの命名法②

を見ていただくとして、実際に名前をつけてみよう。
まぁ基本的には既出のルールにのっとっていけば問題ないので
今回はわかりきったものはせずに
少し意地悪な問題を出してみるね。

いきなり?と思うかもしれないね(笑)
これは見ての通りアルケンとアルキンが一緒に存在している化合物だ。

このパターンでも決まりはきちんとあるので安心してほしい。
そのルールというのが
アルケン+yne(アルキンの語尾)
というものだ。

なので上の例の場合は
1番順位が高い官能基は-OHなので

といった順番になる。

なので後は語尾の1-olを後ろに着けて
1-butene-3-yne-1-ol
になるってわけだね。

ではまた次回。

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さて、今回からは応用編になってちょいちょい出てきているけど
まだ詳しくやっていないアルケンについて紹介していくね。

基礎編:有機化合物の分類

でも触れているのだけれど、
2n(n≧2)であらわされる有機化合物だ。
C-Cの間で二重結合をもっているのが特徴的だね。

どこからやろうかと思ったけれど、
とりあえずまずは命名法をもう少し掘り下げていくことにします。

細かい事を紹介する前に、忘れちゃったかもしれないから
基本を復習しておくね。

体系的命名法ではalkane(アルカン)の語尾のaneをeneに変える。

慣用的命名法ではalkane(アルカン)の語尾のaneをyleneに変える。

基本的には 基礎編:命名法 で紹介した以下を踏襲すれば問題ない。

でアルケンに関わるところで以下の6つのルールが追加されます。

・分子中で一番長い炭素鎖(二重結合を含む)を探す
・二重結合に近い炭素末端を1とする
・アミン以上の官能基がある場合
・アルケンを置換基として命名する場合
・シス、トランス異性体
・E,Z表記法

では順番にいってみよー。

1.分子中で1番長い炭素鎖(二重結合を含む)を探す

こいつについては命名法で紹介したことに似ているのだけれど、一つ注意しないといけないことがある。
それは二重結合を含むという部分だ。
例えば以下のような場合、主鎖であるCの個数は赤色のように6つになる、ということだよ。

2.二重結合に近い炭素末端を1とする

官能基に順位をつけるっていうのを覚えているかな?
基礎編:命名法 の表では省略しているのだけれど
優先度としてはアミンとエーテルの間アルケンがある


※赤い部分

あと二重結合だから該当する炭素は2つあるのだけれど
これは出来るだけ番号が小さくなるようにするっていうルールがあるので
主鎖を見てなるべく小さい番号になる炭素を基準に考えることになる。

1.の例で名称を考えると

のような感じで番号を割り振ることになる。
二重結合は2、3番目なので小さい方の2になって
主鎖の炭素数は6なので 2-hexene となる。
あと主鎖以外の部分、今回でいうところのCHは置換基だよね。
置換基は2、4番目に合計で2つある
だから接頭辞が 2,4-dimethyl になる。
全部合わせて例の名称は

2,4-dimethyl-2-hexene

になるってわけだ。

さて↑で勘のいいひとは気付くかもしれないが当然アルケンの番号が変わらない場合も出てくる。
以下のような感じだね。

A.


B.

どちらもアルケンのCはともに3、4番目だね。
こういった場合は、置換基の番号が小さくなるように番号をつけることになっている。
なので番号の割り振りとして正しいのはAの方で
2,4-dimethyl-3-hexene
になります。

次のはょっと長くなるので一旦切るね。

ではまた次回。

 

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さて今回はエーテルの「作り方」について説明していくよ。

作り方は大きく分けると以下の3つがある。

・アルコールと無機酸による合成
・ハロアルカンのアルコリシス
・Williamsonのエーテル合成

では順番にいってみよー。

アルコールと無機酸による合成

まず無機酸とは?ってなると思う。
確かに用語としては所見になるかもだけどちょっと冷静になってほしい。
今まで勉強してきたことは何だっただろうか・・・?

そう、「有機」化学だったよね
じゃあ「有機」とは何か?

忘れていたら思い返してほしいのは
基礎編:有機化合物の分類 の部分

ものすごく簡単にいってしまうと
炭素を成分とする化合物の総称」を指す言葉なんだよね。

で、「有機」の反対が「無機」ということになる。
つまりは無機酸っていうのは炭素以外の非金属元素からできてる酸のことになる。

代表的な例えでいうとCl、硫酸(HSO)なんかがあるかな?

これらとアルコールを反応させると下のようにS2反応でエーテルができる。

一応補足すると・・・注目してほしいのはこの反応の矢印が両方向になっている点だ。
基礎編を理解いただいている人は今更だろうけど
つまりはこの例は可逆反応だ。
当然ながら逆方向にも反応が進む
つまりはこの反応で得られるエーテルの量は割合的にはあまり多くならない。
つまりはあんまりいい手法ではない、ということがわかる。

※この手の反応において補足するなら複数のアルコールを入れて反応させてあげれば
以下のような反応で割合多めの混合エーテルを作ることも可能っちゃ可能です。

ハロアルカンのアルコリシス

さて急に古代の哲学者だか紀元前の生物のような名前が出てきたけれども落ち着いてほしい。
アルコリシスとはalcoholysisと書き、日本語に訳すと加アルコール分解となる。

読んで字の如く加溶媒分解の1種で
求核剤がアルコールを使って1反応または脱離反応を起こすことを指す。
で、エーテルができるのはS1反応になる、こんな感じ。

※脱離反応もおこってるけどここでは省略します。

もの凄い適当にいっていまうと
Brが脱離した後にエタノールが求核攻撃をしてまーすって感じかな。
あとは基質がキラルなら当然反応後にはラセミ体ができます。

※もし意味がわからなければ
基礎編:S1反応
をご参照くだされ。

さてラストーといきたかったけど最後はちょっと長めになるので…

ではまた次回。

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さて今回は「エーテル」の特徴について解説していくよ。

名前だけ見るとFFシリーズのMP回復アイテムが頭に浮かぶ人もいるかもだけど
違います。

基礎編:有機化合物の分類
やその他でもちらほら出てきてたけど
特に有名なのはジエチルエーテル
※かつては麻酔に使われてて…直嗅きすると失神するレベルの危険薬品なので注意を。
よく「理科の実験」なんかに出てくるよ。

こいつは非常に気体になりやすいのでその性質を利用して蒸留など化合物の分離によく使われている。
構造は下のようにOがアルキル基に挟まれている構造だ。

ではこいつの特徴を順番に見ていこう。

命名法

まずは名前のつけ方から~
これには3種類あるので順番に見ていくとしよう。

普通のエーテル

さてどこで話ても難しい定義になるのだけれど
そもそも普通とはなんぞや?
と思うかもしれない。

まぁ今回はそんなにややこしいことはなくて、冒頭で紹介した。

の構造をいわゆる「普通」のエーテルとことだと考えてほしい。

基礎編:命名法
で一覧表にひっそりとのっているのだけれど
基本はこの通りで
・一番長いアルカンが主鎖
・短い方のアルカンの語尾が-oxy
となる。

もうちょっと簡単な言い方をするなら

短いアルカン(-oxy)+長いアルカン

となる。

まぁ何事も実際にものを見た方が早いと思うので
例を一つ紹介しよう。

methoxy ethane

アルカンとしてはmethaneethaneがあるよね。
そしてこの場合はethaneの方が長い
だから短い方のmethaneの語尾をoxyに変えて、最後にethaneが付く。
というわけ。

ちなみこれ体系的命名法での呼び方だ。
古い呼び名である慣用的命名法の場合は、
アルファベット順にアルカン(接頭辞に変えた状態)を並べた後、語尾にehterをつける

先ほどと同じ例で考えると

ethyl methyl ether

となる。
また例えば

のように同じアルカンが付いている場合は
慣用的命名法の場合、名前に2という意味のdiをつける。
※体系的命名法には変わりはない。なので

体系的命名法:methoxy methane
慣用的命名法:dimethyl ether

となります。

環状エーテル

名前にもろに環状と入っているのでお察しだとは思うが
こいつについてはシクロアルカンがエーテル化した状態と考えてほしい。

では以下を例に考えてみよう。

先ほどと同じように考えるならCは4つあるので
cyclobutane?
と考えるかもしれない。

が、それは間違いOもCの1つとして数えることになっている
なのでCは5個扱いとなり、正しくは
oxacyclopentane
となる。
※別名:tetrahydrofuran またの名を THF

なので命名法の考え方としては

oxacyclo+アルカン(Cの総数=Cの数+Oの数)
ということになる。

ではもう一ひねり

はどうなるか分かるかな?
こいつについてはまずOの位置に番号を振るところから考える。

1と4だよね。
そしてまたOが2つなので2という意味のdiを頭につける。

先ほどの考え方に当てはめると

1,4-di+oxacyclo+アルカン(Cの総数:6=Cの数:4+Oの数:2)

だから

1,4-dioxacyclohexane

になるってわけだ。

ポリエーテル

さて、ポリは所謂ポリマー的なニュアンスからついている。
高校化学で出てきた高分子化合物を覚えているかな?
ようはその中にエーテルが混じっているものと考えてもらったらいい。

ポリエーテルは界面活性剤とか乳化剤とか薬学では外せない素材に使われている。
そして有機化学で特に重要なものとして、以下のような
環状のポリエーテルであるクラウンエーテルっていうものがある。

こいつの命名方法は単純で、
原子の数-クラウン-Oの数-(エーテル)
で表現される。
※エーテルは省略されることが多いので()にしています。

<小噺>
最初から今まで見てきてくれた人は
発見者はクラウンさん?
と思うかもしれない。

残念ながら今回は違っていて
発見者はチャールズ・ペダーセンという人だ。
※ノルウェーと日本人のハーフで日本名で良男って言う名前も持っていたんだとか…

クラウンの由来は
化合物の形が王冠(クラウン)に似ていたから、なんだ。

大分長くなったけど最後まで読んでくれてありがとう。

ではまた次回。

© 2019 猫でもわかる有機化学

さて今回はアルコールの作り方について説明していくよ。

作り方は大きく分けると以下の3つがある。

・求核置換反応
・カルボニル化合物の還元
・有機金属反応剤

では順番にいってみよー。

求核置換反応

タイトルがそのまんまなので何となく予想できるんじゃないかな。
下のようにハロアルカン(基質)OH(求核剤)を反応させることでアルコールができる。

さてこの考え方は筆記試験レベルでは正しいけど、現実ではあまりありえない
なんでかっていうとこの反応の原料であるハロアルカンはアルコールから合成されることが多いからだ。

ということで、現実的には例えば下のような脱離基を-OSOとした場合なんかがよく使われる。

この反応についての細かい話はいずれやるベンゼンで改めてお話させていただきます。

カルボニル化合物の還元

さて 基礎編:有機化合物の分類 以来になると思うのだけれどカルボニルを覚えているかな?

そう下図のようなCとOの2重結合のことだったね。

さてタイトルの通りでこのカルボニルを還元する。

補足しておくと有機化学では

<酸化とは>
水素を取り除くこと
②ハロゲンや酸素など、炭素より電気陰性度高いものがくっつくこと

<還元とは>
水素がくっつくこと
②ハロゲンや酸素など、炭素より電気陰性度高いものを取り除くこと

それぞれの①と②を並べて見た時、意味合い違わない?と思うかもしれない。
けど結果としては結論は同じになる。

それでは見ていこう
まずカルボニルを酸化させてみるよ。

さて、電気陰性度が高いということは・・・負電荷があっても安定だったよね。
ということはBrは脱離して負電荷持っても安定ということでもあるので脱離しやすい

そしてこの状態は・・・そう不安定だ。

なのでHを奪って電荷をなくそうとする

ということで

3重結合になる。
Brをつけた(②)ことで最終的にHを取り除く(①)ことになったってわけだ。
だから酸化になるんだ。

※還元については結局のところ同じ動きになるから省略するよ。

さて話を戻そう…と思ったけどここからキリがいいところまでやると長くなるので

今回は一旦ここまでにするね。

次回は「カルボニルの還元」の部分を具体的な解説に入るので

「酸化」「還元」の動きをよく理解してから進んでね。

ではまた次回

 

© 2019 猫でもわかる有機化学