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官能基は、有機分子のさまざまな物理的・化学的性質を理解するために重要である。アリル炭素とビニル炭素は、その炭素原子が分子内で二重結合に直接または間接的に結合しているかどうかを示します。アリル炭素とビニル炭素の重要な違いは、アリル炭素は二重結合を持つ炭素原子に隣接する炭素原子であり、ビニル炭素原子は二重結合を共有する2つの原子のうちの1つであるということである。
目次1. 概要と主な違い2. アリルカーボンとは3. ビニルカーボンとは4. 横並び比較-アリルカーボンとビニルカーボンを表形式で5. まとめ
アリル炭素は、二重結合に隣接する炭素原子と表現することができる。この炭素原子は二重結合に最も近いが、二重結合の一部ではない。つまり、この炭素原子は、他の炭素原子と二重に結合している炭素原子と結合しているのです。二重結合の炭素原子はsp2混成である。しかし、アリル炭素はsp3混成である。sp2混成の炭素原子と単結合で結合している。この炭素原子の周りの電子密度は、二重結合の炭素原子の電子密度より低い。一般式はCH3-CH=CH2であり、二重結合に直接結合していないため、親電子性の付加など、二重結合で起こる反応の影響を受けない炭素である。アリル炭素に結合した水素原子はアリル水素と呼ばれる。アリル炭素は、炭素鎖と二重結合の間の橋渡しとして機能することができます。ここで、C-H結合は通常のC-H結合よりも弱い。これは、炭素の周りの電子が二重結合に置き換わっているためです。ですから、これらは非常にパッシブな場所です。
図01:赤色表示されている原子がアリル炭素。
ビニルカーボンとは、他の炭素と二重結合を形成する炭素のことである。sp2混成である。ビニルの炭素は、同じくsp2混成の別の炭素と二重結合を形成する。この結合に関与する2つの炭素原子は、いずれもビニル炭素である。これらの原子の周りの電子密度は、アリル炭素原子の周りの電子密度より高い。一般式はCH2=CH2であってもよい。
炭素はオレフィン官能基に属するため、ビニルカーボンはアルケニル官能基となる。ビニルは対応するオレフィンから誘導される。したがって、この炭素はアルケニル炭素とも呼ばれる。この炭素は、他の炭素と両側から二重結合で結合していることもある。3つの炭素原子はすべてビニル炭素と呼ばれる。この式からCH2=C=CH2が得られ、これらの炭素原子は直接二重結合に結合しているため、求電子付加反応などを起こす。
図02:アリルカーボンとビニルカーボン
アリルカーボン・ビニルカーボン | |
アリルカーボンは、1つの炭素原子が結合し、もう1つの炭素原子が2重に結合しているものです。 | ビニルカーボンとは、他の種類の炭素と二重結合を形成するタイプの炭素のことである。 |
クロスブリーディング | |
アリル中の炭素原子はsp3混成である。 | ビニルの炭素はsp2混成である。 |
ボンド長 | |
アリル炭素のC-H結合長は大きい。 | ビニルのC=H結合が低くなっています。 |
社債の種類 | |
アリル炭素は単結合のみを形成する。 | ビニルカーボンは二重結合を2つ持つこともあれば、1つ持つこともある。 |
水素原子の数 | |
アリル炭素は最大3個の水素原子を持つことができる。 | ビニルの炭素は最大2個までしか持てない。 |
炭素原子と二重結合 | |
アリル炭素は、二重結合と分子の他の部分との橋渡しをする。 | ビニルの炭素は二重結合を形成する。 |
アリル炭素とビニル炭素の違いは、炭素原子が直接または間接的に二重結合を持つかどうかで決まる。アリル炭素は間接的に二重結合と結合しているが、ビニル炭素は直接二重結合と結合している。アリル炭素とビニル炭素のもう一つの重要な違いは、アリル炭素がsp3混成であるのに対して、ビニル炭素はsp2混成であることである。
1. Chang, R., 2010.ケミストリー2. Gunawardana, G., n.d. OChemPal.[online] ここから入手できます。[アクセス数:2017年5月30日]。