アルケンのEおよびZ表記法(+Cis/Trans)-Master Organic Chemistry

アルケンのEおよびZ表記法

環にcisおよびtrans表記法を使用するのはいつですか？
アルケン中のcis–およびtrans–異性体
幾何学的異性が可能なときは、あいまいな名前に注意してください！,
環状アルケンにおけるcis–およびtrans–異性体
“cis”-および”trans'”が失敗したとき：EおよびZ表記法
アルケンのEおよびZ表記法
結びつきを破る：ドットの方法
結論：アルケンのEおよびZ表記法
ノート
自分でクイズ！

この投稿は、有機化学ソリューションのMatt Pierceとの共著です。お願いマットで約ケジューリングオンラインチューターセッションです。,

クイックレビュー：環におけるcis–およびtrans-異性体（”幾何学的異性”）

以前のシクロアルカンに関するMOCシリーズでは、小さな環の重要な特徴は、結合を壊さずに”裏返し”することができないことであることがわかった。

これの最も重要な結果の一つは、それが立体異性体の存在につながることができるということです–同じ分子式と同じ接続性を共有するが、空間

1,2ジクロロシクロペンタンのこれら二つのバージョン（以下）は一例である。, それらは同じ接続性を持っています–両方とも1,2-ジクロロシクロペンタンです–しかし、空間における原子の配列は異なります。塩素は、左側の異性体（両方の”くさび”、ページから出てくる）のリングの同じ側にあり、右側の異性体の反対側（一つのくさび、一つの破線）にあります。

これら二つの分子は、環を破裂させることなく、C-C結合の回転によって相互変換することはできません（モデルキットを使用して、好きならしたがって、それらは異性体である。,

同じ連結性を有するが、空間において異なる配列を有する分子は、立体異性体として知られている。

具体的には、上記の二つの分子間の関係は、ジアステレオマー、すなわち互いの鏡像ではない立体異性体の関係である。

これら二つの分子は、異なる物理的性質を有する–異なる沸点、融点、反応性、スペクトル特性というように。

1. リングでcis記法とtrans記法を使用するのはいつですか？,

我々は、回転が制限されている状況で互いに二つのグループの相対配置を示すために用語cis-とtrans–を使用しています。

命名法では、”cis”は二つの同一の基（例えば、1,2-ジクロロシクロペンタンの二つの塩化物）が環の平面から同じ方向を指している異性体を区別するために使用され、transはそれらが反対方向を指す異性体を区別するために使用される。

これらのいわゆる”シス-トランス”異性体の一般的な名前は”幾何異性体”である。, 1,2-ジクロロシクロペンタンにおいて、C-1とC-2はそれぞれ環の上下に非同一な置換基（HとCl）を持っており、それぞれが環の上下に非同一な置換基（HとCl）を持っていることがわかった。共通の少なくとも一つの置換基（実際には、それらは共通の二つの置換基を有する：hおよびcl）。

ここでは別の例です：シス-とトランス–1-エチル-2-メチルシクロブタン。, それらはそれぞれ、それぞれが環の上下に非同一な置換基を有する二つの炭素を有することに留意されたい（HおよびCH3；HおよびCH2CH3）。それらはまた、共通の少なくとも一つの置換基（Ｈ）を有する。したがって、二つの水素が同じ方向を指している異性体としてcis-1-ethyl-2-methylcyclohexaneを参照し、反対方向を指すtransを参照することができます。

あなたはキラリティをカバーしてきた場合、あなたはまた、興味深い事実に注意するかもしれません：シス異性体とトランス異性体のそれぞれを描くための二つの方法があり、それらは互いに重ね合わせることはできません。, ところで、これらは鏡像異性体です。

したがって、cis-およびtrans-はどの鏡像異性体に適用できるかを指定しません（どちらにも適用できます）。それはちょうど二つのグループ（この場合はH）の相対的な構成を記述しています。特定の鏡像異性体を指定したい場合は、RおよびS構成を割り当てるCahn-Ingold-Prelog（CIP）システムを使用する必要があります。その場合、cis–およびtrans-は冗長です。

cis–およびtrans–は相対的であるため、二つの炭素が共通の置換基を共有していない場合、それは動作しません。その場合は、（R）/（S）も使用する必要があります。,

ここではリングを通過するには時間がかかりすぎるので、”cis”とtrans”がリングで機能しない2つの例を説明してそこに残しましょう。

2. アルケンにおけるcis–およびtrans-異性体（幾何異性）

cis-trans異性性は、アルケンに対しても可能である。小さな環のように、pi結合の周りの回転も制約されます：pi結合の”サイドオン”の重なりのために、pi結合を壊さずに回転させることはできません。, これは、自由回転が可能な非環状分子における従来のシグマ結合（単結合）とは対照的である：1,2-ジクロロエタン（左下）。

したがって、cis-1,2-ジクロロエテンやtrans-1,2-ジクロロエテンなどの分子を持つことができ、それらの異なる物理的性質のために互いに分離することが

我々はまた、2–メチル-3-ヘキセン（右上記）などの異性体を区別するためにcis-trans命名法を使用することができます。, シス異性体では、二つの水素はpi結合の同じ側にあり、トランス異性体では二つの水素は結合の反対側にある。

環と同様に、アルケンにおけるcis-trans異性性の最小要件は、各炭素が二つの異なる基に結合し、二つの炭素が共通して少なくとも一つの置換基を有することである。

環と同様に、以下の1,1-ジブロモ-1-プロペンのように、二重結合の炭素のいずれかが二つの同一の基に結合している場合、cis-trans異性性は不可能である。うだんえ確信する。,

3. Cis/Trans異性性が可能であるあいまいな名前に注意してください

簡単な余談：幾何学的異性性の私たちの新たな感謝の一つの結果は、多くのシンプルな響きの分子名が実際にあいまいであるということです。

例えば、記述子”3-ヘキセン”は、特定の分子を明確に記述しない。 . 特定の分子を釘付けにするには、cis–またはtrans–3-hexeneを指定する必要があります。,

1-ヘキセンの1位は二つの同一の基（水素）に結合しており、シス-トランス異性体は不可能であるため、1-ヘキセンは依然としてOKであることに注意してください。

4. 環状アルケンに対するCis–Trans-異性体

cis-およびtransは、環中のアルケンにも適用することができる。例えば、紙の上では、pi結合がcis–trans–異性性の要件を満たすので、cis-およびtrans-シクロヘキセンを描くことが可能である。実際には、トランスシクロヘキセンは非常に歪みがあります。尾骨に自分自身にキスしてみてください。, それはあなたに六員環にトランス二重結合を収容しようとすることに関与する株のいくつかのアイデアを与えるでしょう。

このため、リングサイズ7以下では、”cis”と書くことを無視することは安全です：構成が想定されています。

8以上のリングサイズでは、トランス異性体が実行可能になるため、名前にcisまたはtransを入れる必要があります。（あなたがキリンの首を持っていた場合、尾骨に自分自身にキスしようとして想像してみてください：突然不可能ではありません！,)

“Cis”と”Trans”が失敗したときの解決策：E/Zシステム

私たちは、二つの炭素が共通の置換基を欠いていたときにcisとtransが環このような状況下ではアルケンに対しても失敗する。

ケースインポイント：以下のアルケンにcisとtransを適用してみてください：

問題を参照してください？

二つの同一のグループが存在しない場合、我々は基準点を持っていません！左側の塩素はcisからBr、transからFですが、異性体を”cis”と呼ぶことは本当に正当化されますか？どのように決定するのですか？,

私たちが必要とするのは、このような状況で優先順位を決定するための何らかの方法です。

アルケンのEとZの表記法

ありがたいことに、Cahn、Ingold、Prelogによって開発されたランキングシステムをキラル中心に適用することができます（（R）/（S）命名法ｐｉ結合中の各炭素は二つの置換基に結合している。各炭素について、これら二つの置換基は、炭素に直接結合した原子の原子番号に従って（1または2）ランク付けされる。（例えば, Cl>F)

1位の両方の置換基がπ結合の同じ側にある場合、結合には記述子Z（”一緒に”を意味するドイツ語Zusammenの略）が与えられる。

1位の両方の置換基がpi結合の反対側にある場合、結合には記述子Eが与えられます（”反対”を意味するドイツ語Entgegenの略）。

したがって、Zは”cis”に似ており、Eは”trans”に似ています。（注：それらは必ずしも同じではなく、常に相関するとは限りません：Eであるcisアルケンの例については脚注を参照してください。, E/Z系は、上記のcis/transアルケンの例を含む、幾何異性が可能なすべてのアルケンに対して包括的である。便宜上cis/transを使用することが多いが、E/Zはアルケン立体異性体を命名するための”公式の”IUPAC承認の方法である]。

Zを覚えるための一つの簡単な方法は、ドイツ語のアクセントで”Zee Zame Zide”と言うことです。私のやり方は、Zが”zis”の略であるというふりをしていました。何でもあなたのために働く。,

実用的な例は次のとおりです。

キラル中心と同様に、原子番号に従ってランク付けすると、pi結合に直接結合している原子だけに制限すると、結びつきが生じる可能性があります。

7. タイを壊す：ドットの方法

例えば、以下のアルケンは、ジレンマを私たちに提示します：アルケンの炭素の一つは、二つの炭素原子に結合しています。それでは、この場合の優先順位をどのように決定しますか。どうやって結びつきを破るのか？

タイの場合は、ドットのメソッドを適用する必要があります。, ドットは便利なプレースホルダーなので、私はこの方法を使いたいのです。p>

比較している二つの原子のそれぞれにドットを置きます。
各原子が結合している3つの原子を原子番号の順にリストします。
あなたが三つのトランプのセットを比較するのと同じように、リストを比較します。（8、8、7）の手が（8、7、7）を打つのと同じように、（C、C、H）は（C、H、H）を打ちます。
リストが同じ場合は、リスト上の優先度の高い原子までドットを外側に移動します。
差の最初の点で、（EまたはZ）を割り当てます。,
違いがない場合…グループは同じであり、E/Zは適用されません。

ここでは、”ドットの方法”の実用的な例です。

ここでは、複数のアルケンを持つより複雑な例です。この場合、各pi結合は、それ自身の別個のEまたはZ配置を有する番号によって示される。

わかりました、これは長かったです。できれば有用です。

“ドットの方法”について詳しく説明する将来の投稿に注意してください。

8., 結論：アルケンのEおよびZ表記

cis-trans-は、単純なアルケン立体異性体を記述するためにOKですが、特定の場合にのみ動作します。なお、それは相対的な構成だけを与える。 E/Zシステムは包括的であり、分子の絶対配置を記述する。

“cis”であるEアルケンおよび”trans”であるZアルケンの例については、以下を参照してください。

ちょうどリマインダー：この記事は有機化学ソリューションのMatt Pierceによって共著されました。お願いマットで約ケジューリングオンラインチューターセッションです。,

ノート

注1：それは我々が’cis’として記述したいアルケンを持つことが可能ですeまたはその逆である。Ｅ／Ｚは絶対配置を記述するのに対し、ｃｉｓ-ｔｒａｎｓ-は単に相対配置を記述するので、好ましい、より包括的な命名法である。

注2:トランスシクロプロペン、トランスシクロブテン、トランスシクロペンテンは合成または観察されたことはありません。トランスシクロヘキセン(trans-cyclohexene)は、絶対零度よりも数度安定な実験室である。トランス-シクロヘプテンは室温で極めて短い半減期を有する。, トランスシクロオクテンは安定な分子である。