置換シクロヘキサンの安定配座について

質問

置換シクロヘキサンの安定コンフォメーション（いす型）についてですが、いろんな資料を読んでいるうちに、混乱してきてしまいました・・。次の３つの質問について、お願い致します。

(1)l－メントール（（1R，3R，4S）-3-p-menthanol）の安定コンフォメーションは、３つの置換基ともeq位にきますが、(+)-ネオメントール（1R，3S、4S）-3-p-menthanol)の時は、-OHがax位で、他２つはeq位にきますが、なぜ全てeq位にならないのでしょうか？R，Sを考えるからでしょうか？

(2)普通の構造式から、いす型のものに書き換えるとき、どれか１つが決まったら他は機械的には決めてはいけないのでしょうか？（例えば、ｌ-メントールにおいて、１Rのところがeq位だから、3Rもeq位で、4Sはax位という感じで、RとSの関係をそのままexとaxに変換してしまう事です。）実際、こう考えると答えが違ってきちゃってますが・・。

(3)置換基が2つの時は、両方ともeq位が安定と考えて良いのでしょうか？3つの時は、(1)のようにR，Sを考えていくのでしょうか？

質問が多くてすみませんが、宜しくお願い致します。

回答No.1

rei00 · ベストアンサー

確かにチョット混乱されているようですね。

　置換シクロヘキサンの安定配座を考える場合，考えるのは２つあるチェア－型と２つあるボ－ト型です。これらは，リングフリップと呼ばれる操作でのみ相互変換されます（参考 URL の「基礎有機化学講座」の「図１１／説明１１」をご覧下さい）。で，Ｒ，Ｓが変わると化合物が変わってしまいます。

　ここで，安定コンフォメ－ションを考える基本は，チェア－型はボ－ト型よりも安定，equatorial 配座が axial 配座よりも安定，大きな置換基が equatorial 配座をとる方が安定，と言った事です。これを元にご質問に回答いたします。

【１】
　メント－ルには置換基として１位メチル基，３位水酸基，４位イソプロピル基が存在します。この中で最も大きいのはイソプロピル基ですから，イソプロピル基が equatorial 配座をとるコンフォメ－ションが安定コンフォメ－ションになります。
　すると，ｌ－メント－ル（1R,3R,4S）では全ての置換基が equatorial の配座が可能で安定コンフォメ－ションになります。しかし，ｄ－ネオメント－ル（1R,3S,4S）の場合は，イソプロピル基をチェア－型の equatorial 配座にすると 3S 配置の水酸基は axial になってしまいます。これは仕方がありません。

【２】
> どれか１つが決まったら他は機械的には決めては
> いけないのでしょうか？
　いや，機械的に行なえば良いのですが，やり方が間違っています。上に書いた様に１番大きい置換基をチェア－型の equatorial に置きます。この時，絶対配置のＲ，Ｓが正しくなるようにして下さい。後は，機械的に，置換基の R, S が正しくなるように置いていきます。つまり，「ＲとＳの関係をそのままexとaxに変換してしまう」のではなく，ＲとＳが正しくなる様に置くのです。

【３】
　上に書いた様に，安定コンフォメ－ションを考える上でＲ，Ｓは換えられません。ですので，置換基が２つでも３つでも，それ以上でも同じで，最も大きいものを equatorial に置き，他はＲ，Ｓが正しくなる様に置いていくわけです。

　いかがでしょうか。必要なら補足下さい。

参考URL：

http://www.geocities.co.jp/Technopolis/2515/

お礼

本当に混乱してしまってたので、助かりました。
とても分かりやすい説明で、理解する事ができました。
ありがとうございました！！！