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有機化学において、アルキル基は水素原子が1 つ欠けているアルカンである。[1]アルキル という用語は、多くの可能な置換基を含むように意図的に非特定化されている。非環式アルキルは、一般式−C n H 2 n +1で表される。シクロアルキル基は、シクロアルカンから環から水素原子を 1 つ取り除いたもので、一般式−C n H 2 n −1で表される。[2] 通常、アルキルはより大きな分子の一部である。構造式では、記号 R は一般的な（特定されていない）アルキル基を表すために使用される。最小のアルキル基はメチルであり、式−CH 3で表される。[3]
関連概念
アルキル化は、多くの場合アルキルハロゲン化物などのアルキル化剤によって分子にアルキル基を付加することです。
アルキル化抗腫瘍剤は、がんの治療に使用される化合物のクラスです。この場合、アルキルという用語は緩く使用されます。たとえば、ナイトロジェンマスタードはよく知られたアルキル化剤ですが、単純な炭化水素ではありません。
化学において、アルキルは他の分子断片に結合した基、置換基です。たとえば、アルキルリチウム試薬の実験式は Li(アルキル) で、アルキルはメチル、エチルなどです。ジアルキルエーテルは2 つのアルキル基を持つエーテルで、たとえばジエチルエーテルO(CH 2 CH 3 ) 2 です。
医薬化学では
医薬化学では、アルキル鎖を化合物に組み込むことで、その親油性を高めることができます。この戦略は、フラバノンやカルコンの抗菌活性を高めるために使用されています。[4]
アルキル陽イオン、陰イオン、ラジカル
通常、アルキル基は他の原子または原子団に結合している。遊離アルキルは、中性ラジカル、アニオン、またはカチオンとして存在する。陽イオンはカルボカチオンと呼ばれる。アニオンはカルバニオンと呼ばれる。中性アルキルフリーラジカルには特別な名前はない。このような種は通常、一時的な中間体としてのみ遭遇する。しかし、半減期が「数秒から数年」の持続性アルキルラジカルが生成されたことがある。[ 5]通常、アルキルカチオンは超酸を使用して生成され、アルキルアニオンは強塩基の存在下で観測される。アルキルラジカルは、光化学反応またはホモリシス開裂によって生成することができる。[6]アルキルは、有機化合物の質量分析でよく観測される。単純なアルキル（特にメチル）は、星間空間でも 観測されている。
命名法
アルキル基は同族列を形成します。最も単純な列は、一般式−C n H 2 n +1 を持ちます。アルキルには、メチル( −CH 3 )、エチル( −C 2 H 5 )、プロピル( −C 3 H 7 )、ブチル( −C 4 H 9 )、ペンチル( −C 5 H 11 ) などがあります。1 つの環を含むアルキル基は、式−C n H 2 n −1を持ち、例: シクロプロピル、シクロヘキシルなどです。アルキルラジカルの式は、自由原子価 " − " がドット "•" に置き換えられ、アルキル基の名前に "ラジカル" が追加されていることを除いて、アルキル基と同じです (例:メチルラジカル•CH 3 )。
命名規則はIUPAC命名法に基づいています。
IUPAC命名法から取られた接頭辞は、置換基
によって分岐鎖構造に名前を付けるために使用されます。例：3-メチルペンタン：
3-メチルペンタンの構造は、2 つの部分から構成されると考えられています。まず、5 つの原子が炭素中心の最長の直鎖を構成します。親の 5 炭素化合物はペンタン(青で強調表示) と名付けられます。メチル「置換基」または「基」は赤で強調表示されています。命名の通常の規則によると、アルキル基は、メチルペンタンのように、分子の名前の語根の前に含まれます。ただし、この名前は、メチル分岐がさまざまな炭素原子上にある可能性があるため、あいまいです。したがって、あいまいさを避けるために、名前は 3-メチルペンタンです。3- は、メチルが 5 つの炭素原子のうち 3 番目に結合しているためです。
鎖に同じアルキル基が複数結合している場合は、アルキル基の接頭辞を使用して複数を示します (つまり、ジ、トリ、テトラなど)。
この化合物は、 2,3,3-トリメチルペンタンとして知られています。ここでは、炭素原子 2、3、3 に 3 つの同一のアルキル基が結合しています。名前に数字が含まれているのは、基の位置に関する曖昧さを避けるためです。また、「tri」は、3 つの同一のメチル基があることを示します。3 番目の炭素原子に結合しているメチル基の 1 つがエチル基である場合、名前は 3-エチル-2,3-ジメチルペンタンになります。異なるアルキル基がある場合は、アルファベット順にリストされます。
さらに、アルキル鎖上の各位置は、それに結合している他の炭素原子の数に応じて説明できます。第一級、第二級、第三級、第四級という用語は、それぞれ 1 個、2 個、3 個、または 4 個の他の炭素原子に結合している炭素を指します。
語源
最初に命名されたアルキルラジカルはエチルであり、 1833年にリービッヒによってドイツ語の「Äther」（これはギリシャ語の「aither 」（「空気」を意味する）から派生したもので、現在ジエチルエーテルとして知られている物質を指す）とギリシャ語の「ύλη（hyle）」（「物質」を意味する）から命名された。[7]その後、メチル（デュマとペリゴットが1834年に「木の精霊」を意味する[8]）とアミル（オーギュスト・カウルが1840年に[9]）が続いた。アルキルという単語は、 1882年以前にヨハネス・ウィスリセヌスによって、ドイツ語の「Alkoholradikale」と当時一般的だった接尾辞-ylに基づいて導入された。[10] [11]
参照
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参考文献
- ^ IUPAC、化学用語集、第2版（「ゴールドブック」）（1997年）。オンライン修正版：（2006年以降）「アルキル基」。doi ：10.1351/goldbook.A00228
- ^ IUPAC、化学用語集、第2版（「ゴールドブック」）（1997年）。オンライン修正版：（2006年以降）「シクロアルキル基」。doi ：10.1351/goldbook.C01498
- ^ 有機化学の仮想教科書 有機化合物の命名 2016-05-21 ポルトガル語ウェブアーカイブにアーカイブ
- ^ Mallavadhani UV、Sahoo L、Kumar KP 、 Murty US (2013)。「高級アルキル鎖で置換されたいくつかの新規カルコンおよびフラバノンの合成と抗菌スクリーニング」。医薬化学研究。23 (6) : 2900–2908。doi :10.1007/s00044-013-0876-x。S2CID 5159000 。
- ^ グリラー、デイビッド; インゴールド、キース U. (1976-01-01). 「持続性炭素中心ラジカル」.化学研究報告. 9 (1): 13–19. doi :10.1021/ar50097a003. ISSN 0001-4842.
- ^ Crespi, Stefano; Fagnoni, Maurizio (2020-09-09). 「アルキルラジカルの生成：スズの専制から光子民主主義へ」. Chemical Reviews . 120 (17): 9790–9833. doi :10.1021/acs.chemrev.0c00278. ISSN 0009-2665. PMC 8009483. PMID 32786419 .
- ^ Rocke, Alan (2012). 『分子の世界から：19世紀のサイエンスファンタジー』 Springer. p. 62. ISBN 978-3-642-27415-2エチルラジカル（
1833年にリービッヒがギリシャ語とドイツ語の「エーテル」とギリシャ語の「ヒュレ」を組み合わせて命名した）
- ^ Rocke, Alan (2012). 『分子の世界から：19世紀のサイエンスファンタジー』 Springer. p. 62. ISBN 978-3-642-27415-2
メチル基は、1834年にデュマとペリゴによってギリシャ語の語源から命名されました。メチル = メチ + ヒュレ (「精神」 + 「木」
) - ^ Rocke, Alan (2012). 『分子の世界から：19世紀のサイエンスファンタジー』 Springer. p. 62. ISBN 978-3-642-27415-2アミルラジカル（「アミレーヌ」は、
1840年にオーギュスト・カウルによって造語され、ジャガイモのデンプンを発酵・蒸留して得られる物質を指す。
- ^ Rocke, Alan (2012). 『分子の世界から：19世紀のサイエンスファンタジー』 Springer. p. 62. ISBN 978-3-642-27415-2。
「アルキル」は、ヴュルツブルクの教授ヨハネス・ヴィスリセヌスによって、大々的に宣伝されることなく造語されました。初期の使用例（おそらく最初ではない）は、1882 年の論文 [22, 244] にあります。この単語は、「アルコールラジカル」の最初の 3 文字と接尾辞 -yl を組み合わせたもので、メチル、エチル、プロピル、ブチル、アミルなどの「ファーストネーム」を持つラジカルの総称でした（現在もそうです）。
- ^ ウィスクリケヌス、ヨハネス (1882)。 「Ueber die Schätzung von Haftenenergien der Halogene und des Natriums anorganischen Resten」。アン。化学。212 : 239–250。土井：10.1002/jlac.18822120107。