JoVE Logo

サインイン

14.4 : カルボン酸誘導体の構造

カルボン酸誘導体の構造

カルボン酸誘導体には、塩素、酸素、窒素などのヘテロ原子に結合したアシル基が含まれています。 カルボニル炭素と酸素は両方とも、混成されていない p 軌道と sp_2 混成されています。

カルボニル炭素の 3 つの sp_2 軌道は 3 つの σ 結合を形成し、それぞれ 1 つはカルボニル酸素、α 炭素、ヘテロ原子と結合します。一方、カルボニル酸素の他の 2 つの sp_2 軌道は孤立電子対で占められています。 さらに、カルボニル酸素と炭素上の混成していない p 軌道が重なり、π 結合を形成します。

カルボニル炭素に結合した 3 つの原子は同じ平面上にあり、三角形の平面幾何学的配置を示します。 結合角は約 120°、炭素と酸素の結合長は 1.21 Å です。

Figure1

共振の安定化

酸誘導体では、電子はカルボニル炭素、酸素、ヘテロ原子全体にわたって非局在化されます。 したがって、すべての酸誘導体は共鳴によって安定化されますが、安定化の程度はヘテロ原子の電気陰性度に依存します。

Figure2

窒素は酸素よりも電気陰性度が低いため、その孤立電子対を電子求引性カルボニル基と容易に共有し、カルボニル炭素と窒素の間にπ結合を形成します。 その結果、正電荷が窒素上によりよく収容され、アミドがより大幅に安定化します。

その結果、炭素と窒素の結合は部分的に二重結合の性質を持ち、窒素原子は sp_2 混成で平面的になります。

Figure3

平面幾何学的配置は炭素と窒素の結合を中心とした回転を促進し、二級アミドと三級アミドが E および Z 構造をとることを可能にします。 bulky基間のファンデルワールス反発が最小限に抑えられるため、Z 配座が好まれます。

Figure4

Figure5

部分的な二重結合の存在により、71 kJ/mol という高い回転エネルギー障壁が課せられ、炭素と窒素の結合を中心とした自由回転が制限されます。 したがって、E 配座異性体と Z 配座異性体間の相互変換は、炭素-炭素単結合の周りの回転と比較して、部分的な炭素-窒素二重結合の周りでは遅くなります。

ニトリルの構造

すべてのカルボン酸誘導体にはカルボニル基が含まれています。 ただし、ニトリルには炭素原子が窒素原子に三重結合したシアノ基があり、両方の原子が sp 混成軌道しています。 これらは、結合角 180°、炭素 - 窒素結合長 1.16 Å の直線状の幾何学的幾何学的配置を示します。

タグ

Carboxylic Acid DerivativesAcyl GroupSp2 hybridizedTrigonal Planar GeometryResonance StabilizationNitrogenAmidesE Z ConformationsNitrilesCarbon nitrogen Triple Bond

章から 14:

article

Now Playing

14.4 : カルボン酸誘導体の構造

カルボン酸誘導体

2.4K 閲覧数

article

14.1 : カルボン酸誘導体:概要

カルボン酸誘導体

3.4K 閲覧数

article

14.2 : カルボン酸誘導体の命名法:酸性ハロゲン化物、エステル、および酸性無水物

カルボン酸誘導体

4.1K 閲覧数

article

14.3 : カルボン酸誘導体の命名法:アミドとニトリル

カルボン酸誘導体

3.8K 閲覧数

article

14.5 : カルボン酸誘導体の物性

カルボン酸誘導体

2.5K 閲覧数

article

14.6 : カルボン酸誘導体の酸性度と塩基性

カルボン酸誘導体

3.4K 閲覧数

article

14.7 : カルボン酸誘導体の分光法

カルボン酸誘導体

2.2K 閲覧数

article

14.8 : カルボン酸誘導体の相対反応性

カルボン酸誘導体

2.6K 閲覧数

article

14.9 : カルボン酸誘導体の求核性アシル置換

カルボン酸誘導体

3.0K 閲覧数

article

14.10 : 酸ハロゲン化物からカルボン酸へ: 加水分解

カルボン酸誘導体

2.5K 閲覧数

article

14.11 : 酸性ハロゲン化物からエステルへ:アルコール依存症

カルボン酸誘導体

2.8K 閲覧数

article

14.12 : 酸性ハロゲン化物からアミド:アミノリシス

カルボン酸誘導体

2.6K 閲覧数

article

14.13 : 酸性ハロゲン化物からアルコール:LiAlH4の減少

カルボン酸誘導体

2.7K 閲覧数

article

14.14 : 酸性ハロゲン化物からアルコールへ:グリニャール反応

カルボン酸誘導体

2.1K 閲覧数

article

14.15 : 酸性ハロゲン化物からケトン体へ:ギルマン試薬

カルボン酸誘導体

2.7K 閲覧数

See More

JoVE Logo

個人情報保護方針

利用規約

一般データ保護規則

研究

教育

JoVEについて

Copyright © 2023 MyJoVE Corporation. All rights reserved