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立体配座 りったいはいざconformation

翻訳|conformation

ブリタニカ国際大百科事典 小項目事典の解説

立体配座
りったいはいざ
conformation

分子を構成する原子または原子団単結合で結ばれている場合,結合軸の一方側にある原子または原子団と他方側にある原子または原子団との間の相対位置が非常に速い速度で変化していることが知られている。たとえば1図のエタンでは,C1 に結合した3つの水素原子と C2 に結合した3つの水素原子との間の相対配置が変化している。これを単結合の回転または分子内部回転という。きわめて短い時間をとれば原子または原子団は特定の配置をとっていることが配座解析によって証明される。この場合の原子または原子団の空間配置を立体配座といい,立体配置と区別して扱う。一般に単結合は,それに結合している原子または原子団の間に大きな立体障害がないかぎり回転またはねじれ振動を行なっているので,多くの分子にはいくつかの立体配座が存在する。しかし実際に分子内部回転が起っているいないにかかわらず,酒石酸の光学異性を扱う場合のように静的に四面体配置を扱うことで十分な場合は立体配座より立体配置という言葉を使うことが多い。立体配座を表わすのには,2図のようなニューマン投影がよく使われる。これは分子内の一つの結合に注目し,その方向から配置を見た投影図で,置換基の相対的位置関係を表わすことができる。

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デジタル大辞泉の解説

りったい‐はいざ【立体配座】

分子中の単結合の回転によって異なる構造が生じる場合の各原子の空間的配列のこと。ふつう有機化合物中の単結合のねじれによる配列の違いを指すことが多い。エタンの重なり配座、ねじれ配座、シクロヘキサンの椅子型配座、舟形配座が知られる。配座。コンフォーメーションコンホメーション

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栄養・生化学辞典の解説

立体配座

 単結合の回転によって立体的に異なる構造ができる場合の,単結合周辺の原子や置換基の空間的配列のこと.

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世界大百科事典 第2版の解説

りったいはいざ【立体配座 steric conformation】

単結合のまわりの回転や,窒素原子などの反転によって生じる,原理的には無数に存在する分子内の原子の空間配列のそれぞれをいう。多くの場合,エネルギーが極値(極大または極小)をとるものだけを問題にする。同一平面構造式で表すことができても立体配座が異なる場合,それらはたがいに立体異性の関係にある。この種の異性を配座異性という。単結合のまわりの回転によって生じる異性を回転異性ということもある。典型的な配座異性としてはエタンのねじれ形と重なり形,ブタンのアンチ(トランス)形とゴーシュ形,シクロヘキサンのいす形と舟形などがある。

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日本大百科全書(ニッポニカ)の解説

立体配座
りったいはいざ
conformation

分子中の単結合の周りの回転により生ずる原子の空間的配列をいう。配座、コンホメーションともいう。簡単には、分子中の原子が実際にとっている三次元的な形と考えてよい。一つの分子が共有結合の切断なしに異なる空間的原子配列をとるとき、それぞれを配座異性体という。
 有機化合物の炭素‐炭素単結合(C-C)を軸としてその周りで分子をねじった場合に生ずる原子の空間的配列の違いが、立体配座の問題としてもっとも重要である。たとえば、エタンCH3-CH3の中央のC-C結合の周りで分子をねじると、図Aのニューマン投影式で示したように、エタン分子はねじれ角(ω(オメガ))が異なる無数の形をとることができる。無数にあるこれらの立体配座のうちで、ωが0°の「重なり配座」と、ωが60°の「ねじれ配座」が典型的な配座として重要である。飽和化合物のC-C結合の場合には、ωが60°のねじれ配座(ねじれ形)をとった場合に分子のエネルギーが最低でもっとも安定になるので、飽和化合物のC-C結合は通常ねじれ配座をとっている。このようなエネルギーが極小値(最小値でなくてもよい)をとっている配座を配座異性体(コンホマー、安定配座)とよんでいる。図Bのブタン(X=CH3)や1,2-ジクロロエタン(X=Cl)のようなXCH2-CH2X型の分子では、エネルギー極小のねじれ配座としてゴーシュ(gauche)配座とトランス(trans)配座の2種類の配座異性体が存在する(これらはそれぞれゴーシュ形、トランス形とよばれることもある)。これらのうちゴーシュ配座では、二つのXが接近しているので両者の間に反発があり、すこし不安定になる。トランス配座にはこのような反発相互作用がないので、トランス配座のほうがより安定になり、ブタンなどの分子のもっとも安定な立体配座になる。トランス配座のように、一つの分子の配座のうちでエネルギーがもっとも低くもっとも安定な配座を最安定配座という。一般に、エネルギーが低い配座ほど多く存在し、常温のブタンはおよそ65%がトランス配座、35%がゴーシュ配座として存在する。単結合の周りのねじれによる配座は、常温では速やかに相互変換しているので、両配座異性体を別々に分けとることはできない。
 飽和の鎖式化合物(アルカン)では、C-C単結合1本について(図Bの一つのトランス配座と二つのゴーシュ配座のように)、3種類の安定配座が可能であるので、C-C結合の数が増えるにしたがって、とりうる安定配座の数は非常に多数になる。C-C単結合の数がn本になると、ねじれ配座の数は最大では3nになる。
 炭素が環状に結合している環式化合物(シクロアルカン)では、環により束縛されてとりうる配座の数は大幅に制限されて、炭素数3のシクロプロパンから炭素数5のシクロペンタンはただ1種類の立体配座をとっていて、配座異性体をもたない。6員環以上のシクロアルカンは複数の安定配座をとることが可能である。たとえば、シクロヘキサンは二つの安定な「いす配座」をとることができる(図C。そのうちの一方のみを示す)。また、図Cにあるように「ふね配座」や「ひねり配座」は分子が二つのいす配座の間で相互変化する際に経由する典型的な配座であるが、安定配座ではない。
 C=C、C=Oなどの二重結合は、結合している原子がすべて同じ平面上に並んでいる平面配座、C≡CやC≡Nの三重結合は直線配座をとっていて、分子の形が固定されている。したがって、これらの不飽和基をもつ化合物では、同数の炭素原子をもつ飽和化合物と比べると配座異性体(安定配座)の数は少ない。[廣田 穰]
『稲本直樹他編『立体配座解析演習』(1980・南江堂) ▽Johannes Dale著、杉野目浩・大澤映二訳『三次元の有機化学 立体化学と立体配座解析』(1983・養賢堂) ▽原田馨・日高人才著『新化学ライブラリー 立体化学』(1986・大日本図書) ▽大木道則著『立体化学』第4版(2002・東京化学同人) ▽M・J・T・ロビンソン著、豊田真司訳『立体化学入門――三次元の有機化学』(2002・化学同人) ▽David G. Morris著、石川勉訳『チュートリアル化学シリーズ2 立体化学の基礎』(2003・化学同人)』

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世界大百科事典内の立体配座の言及

【高分子】より

… 高分子の1個の分子がとっている形は,必ずしも糸をぴんと張ったように直線状になっているわけではない。分子を構成している各原子はある決まった距離と角度とでつながっているが,その結合のまわりに回転が起こりうるので,高分子は多様な形態(コンフォーメーションconformation)をとることができる(図1)。
[固体の構造]
 われわれが実際に見る高分子物質は1個の分子ではなく多数の分子が集合してできた固体である。…

【配座解析】より

…単結合のまわりの回転によって,他の可能な配向とは異なる分子の中の原子の特定の配向を配座または立体配座という。単結合のまわりの回転が可能な分子には原理上無数の配座が可能であるが,分子が実際にどのような配座をとるかを決めることを配座解析という。…

【立体配置】より

…これらのすべてが知られており,炭素正四面体説の有力な根拠になった。立体配置は炭素―炭素単結合の間の自由回転が可能であるという前提のもとでの立体構造であって,単結合のまわりの回転が束縛された結果生じる立体異性すなわち立体配座と区別される。新しい定義によると,立体異性体A,Bの相互変換のエネルギー障壁が高く,室温では変換が起こらないような場合,AとBは配置異性体であるのに対して,室温でも相互変換が起こりうるほどエネルギー障壁が低い場合,両者は配座異性体である。…

※「立体配座」について言及している用語解説の一部を掲載しています。

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