环構造化合物の立体表記は確かに複雑で、特に脱プロトン化された後での環化では少し難しい場合がありますが、いくつかの原則とテクニックがあります。以下に主な考え方と解き方のコツを説明します:
1. Fischer投影の理解:
まず最初にFischer投影を理解することが重要です。Fischer投影は、垂直に下向きの線が手前(プロンテリア)に、水平の線が奥(ステレオジェン)にあるというルールで描かれる投影です。これは2D表紙上でも3D構造を表現するためのものです。
2. Cahn-Ingold-Prelogの優先順位:
立体表記をする際には、Cahn-Ingold-Prelogの優先順位を使って置換基の優先順位を決定します。一般的には、次のような順位で判断します。
- ファラデル数が大きいもの (例: F>C>H)
- 原子番号が大きいもの
- ファラデル数が大きい原子を持つもの
3. 脱プロトン化後の向きの決定:
NaHによる脱プロトン化後のカーボンの向きを決定するには、まず脱プロトン化前の配置を考えます。脱プロトン化後のHの向きは、脱プロトン化前のHが垂直に上向きなら手前(プロンテリア)、垂直に下向きなら奥(ステレオジェン)になります。これはFischer投影の性質を利用して判断できます。
4. リングの配置と回転:
リングの配置は、脱プロトン化後のHが手前(プロンテリア)にあるように配置します。リングを回転させることで、HがFischer投影の基準に沿って手前にくるように調整します。そしてメチル基など他の置換基をリングの外側に配置します。
5. リングの内部に立体表記を避ける:
リングの内部に立体表記(斜線や縦線)を避けるために、リング自体を回転させます。リングを回転させることで、リングの一部が水平(奥)や垂直(手前)に降りるようになるため、リングの内部に立体表記が入ることを避けることができます。
6. Chirality Centerの識別:
リング構造の化合物でも、手性中心がある場合は立体表記が必要です。リング内に手性中心がある場合は、Fischer投影の原則に従って適切に表記します。リング内に手性中心がない場合は、リングの外側の原子の配置に注目します。
これらの原則とテクニックを理解し、具体的な問題に適用することで、環化する化合物の立体表記を書きやすくなります。練習が積み重なるにつれて、これらの配置を直感的に理解できるようになります。