Trans-シクロオクテン

trans-シクロオクテンについて

trans-シクロオクテンは、環状炭化水素であり、化学式は [–(CH2)6CH=CH–] です。この化合物は、その特徴的なトランス配置の二重結合を持ち、特にその異性体であるcis体と比較して興味深い性質を示します。無色の液体でありながら、不快な香りが特徴です。trans体は、不安定な環ひずみによって、一見すると安定性が低いように思えるかもしれませんが、実際には独特な性質を有しており、化学研究や産業において重要な役割を果たします。

特徴及び性質

trans-シクロオクテンは、cis異性体よりも少し不安定で、その安定性は環のひずみエネルギーが16.7 kcal/molであるのに対し、cis体は7.4 kcal/molとされています。この二重結合に隣接するC-C単結合は、トランス配置であり、通常は環の折れ曲がった形状によって安定化されています。計算機シミュレーションによると、環平面の上下に炭素原子が交互に並ぶかんむり形配座が最もエネルギー的に安定で、半いす形配座よりも約6 kcal/mol不安定であるとされています。

さらに、全ての配座がキラルであるため、鏡像異性体を分離することが可能です。ただし、その変換には特定の条件が必要です。

調製方法

trans-シクロオクテンは、アーサー・C・コープによってヨウ化 N,N,N-トリメチルシクロオクチルアンモニウム使用したホフマン脱離反応によって初めて合成されました。この反応では目標とするtrans体とcis体の混合物が得られますが、trans体は硝酸銀との錯体として特異的に補足されます。

他には、cis体から段階的に変換する手法も確立されています。例えば、cis体を1,2-エポキシシクロオクタンに変え、その後リチウムジフェニルホスフィド及びヨウ化メチルとの反応を行うことによって、ほぼ100%の収率でtrans体を調製可能です。また、光化学的手法を用いたcis–trans異性化も実施されます。この場合、反応は銀イオンの存在下でtrans体に向けて駆動されます。

化学反応

trans-シクロオクテンは、高い内部ひずみに起因し、cis体や典型的な不飽和炭化水素よりも反応性が高いです。そのため、trans体の二重結合は、速やかにテトラジンやその誘導体と反応します。また、ルテニウム触媒を用いることで、素早くポリマー化が進む開環メタセシス反応も行うことができます。

まとめ

trans-シクロオクテンは、そのユニークな性質から、化学研究の分野で興味深い対象となっています。実用的な反応性と合成方法の多様性により、様々な化合物への変換が期待されており、今後の研究にも注目が集まります。

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