配座解析

配座解析は、単結合の回転によって生じる異なるエネルギーの分子形状と、好ましい形状が特性および反応性をどのように制御するかを検討します。

Definition

配座解析は、分子が単結合の回転によって取り得る明確な空間配置（配座異性体）のエネルギー論と反応性を研究するものです。

Scope

このトピックでは、ねじれひずみとニューマン投影、非環式系のねじれ形および重なり形配座異性体、シクロヘキサンのいす形および舟形配座異性体、アキシャル位とエクアトリアル位の置換基の選択性、環ひずみ、および配座と反応性の関連について説明します。

Core questions

• なぜエタンのねじれ形配座は重なり形配座よりもエネルギーが低いのでしょうか？
• なぜシクロヘキサンの置換基はエクアトリアル位を好むのでしょうか？
• 配座は反応の速度と結果にどのように影響しますか？

Key theories

ねじれひずみとねじれ形の選択性

隣接する原子上の結合間の重なり相互作用はエネルギーを上昇させます。ねじれ配置はねじれひずみを最小限に抑えるため、好まれます。

いす形配座とアキシャル/エクアトリアル選択性

シクロヘキサンはひずみのないいす形配座をとります。かさ高い置換基は、不安定化する1,3-ジアキシャル相互作用を避けるためエクアトリアル位を好みます。これはバートンの配座解析によって形式化された考えです。

Clinical relevance

配座の選択性は、柔軟な薬剤分子が標的に結合する方法や、剛直な骨格が官能基を事前に配置する方法を決定します。ステロイドなどの天然物では、固定されたいす形配座が生物学的形状と活性を決定します。

History

ハッセルによるシクロヘキサンの電子回折研究と、バートンによる1950年のステロイドへの配座的考察の適用により、配座解析は予測ツールとして確立され、この業績は1969年のノーベル化学賞を共同受賞する形で認められました。

Key figures

• Derek Barton
• Odd Hassel
• Ernest Eliel

Seminal works

• barton1950
• elielwilen1994

Frequently asked questions

1,3-ジアキシャル相互作用とは何ですか？

これらは、アキシャル位の置換基と、シクロヘキサン環の同じ面上で3炭素離れた2つのアキシャル水素（または基）との間の立体的な衝突であり、アキシャル位をエクアトリアル位と比較して不安定化させます。

配座異性体は分離可能な化合物ですか？

通常は分離できません。配座異性体は室温で結合回転によって急速に相互変換するため、通常は単離できませんが、一部の立体障害のあるビアリールのように高い障壁がある場合は分離可能です。