重要なポイント
立体化学は、原子の三次元的な配置を扱う。結合のつながりが同じでも空間配置が異なる分子は、とくにキラルな試薬や生体内では、まったく違う振る舞いをすることがある。
- 不斉中心は 4 つの異なる基をもつ炭素である。n 個の不斉中心をもつ分子の立体異性体は最大 2ⁿ 個である。
- 鏡像異性体は重ね合わせられない鏡像で、旋光度は大きさが等しく符号が逆である。ジアステレオマーは鏡像関係にない立体異性体である。
- メソ体は不斉中心をもつが分子内に対称面があるため、アキラルで旋光性がなく、異性体の数を減らす。
- 比旋光度は [α] = α ÷ (l × c)(l は dm、c は g/mL)。鏡像体過剰率は ee = |R − S| ÷ (R + S) × 100 で、ラセミ体では ee = 0 である。
主な式
stereoisomers ≤ 2ⁿ[α] = α ÷ (l × c)ee = |R − S| ÷ (R + S) × 100optical purity = ee
例題
酒石酸は不斉中心を 2 つもつので最大 2² = 4 個の立体異性体があるが、1 つがメソ体なので 3 個、すなわち (R,R) 体と (S,S) 体の鏡像異性体とメソ体である。R が 75 %、S が 25 % の試料は ee = 50 % なので、その旋光度は純粋な R 体の半分である。
よくある間違い
- メソ体の有無を調べずに 2ⁿ 個の異性体があると考えること。
- R と S を + と − と同じものとして扱うこと。R・S の表記は旋光の向きを表さない。
- ラセミ体を旋光性ありと呼ぶこと。2 つの旋光が打ち消し合う。
練習
このトピックの練習問題で力試しをしましょう:立体化学