シクロヘキサンの立体配座の安定性 置換基のジアキシアル相互作用 94回薬剤師国家試験問9ab
第94回薬剤師国家試験 問9ab
シクロヘキサン誘導体A、Bに関する記述の正誤を判定してみよう。
a AとBは、エナンチオマーの関係にある。
b Aの安定ないす形配座において、Cl基はアキシアルに配置する。
第94回薬剤師国家試験 問9ab 解答解説
◆ aについて
a × AとBは、エナンチオマーの関係にある。
→ 〇 AとBは、ジアステレオマーの関係にある。
2つの物質が互いにエナンチオマー（鏡像異性体）の関係にあるとは、2つ物質の全ての不斉中心の立体化学が互いに逆であることを指す。エナンチオマーの関係以外の立体異性体にある物質同士は互いにジアステレオマーの関係にあるという。AとBの不斉炭素の立体化学は下記の通り。
AとBは1つの不斉中心のみ立体化学が互いに逆であるので、ジアステレオマーの関係である。
◆ bについて
b 〇 Aの安定ないす形配座において、Cl基はアキシアルに配置する。
シクロヘキサン誘導体の最も安定な配座を考える際のポイントは、
置換基による1，3－ジアキシアル相互作用である。
1，3－ジアキシアル相互作用については、下記のリンク先を参照
シクロヘキサンの安定配座 ジアキシアル相互作用とひずみエネルギー
シクロヘキサン誘導体のいす形配座では、1，3－ジアキシアル相互作用の立体ひずみエネルギーの合計が小さいほど、その配座の安定性は高い。
1，3－ジアキシアル相互作用は置換基が大きいほど強くなることから、大きな置換基がエクアトリアル位になる立体配座はポテンシャルエネルギーが低く、安定性が高い。
Aの物質は下記のⅠおよびⅡの立体配座になり得る。
Ⅰの立体配座では、イソプロピル基とメチル基がアキシアル位をとるので、これらの置換基の1，3－ジアキシアル相互作用の立体ひずみが生じる。
Ⅱの立体配座では、塩素原子がアキシアル位をとるので、塩素原子の1，3－ジアキシアル相互作用の立体ひずみが生じる。
イソプロピル基は比較的立体的なサイズが大きい置換基なので、その1，3－ジアキシアル相互作用は相対的に大きいと考えられる。
よって、イソプロピル基とメチル基がエクアトリアル位となるⅡの配座が最も安定な立体配座であると考えられる。ⅠとⅡは互いに環反転したもの同士だが、平衡は安定なⅡに偏る。
