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この記事の答え
シクロヘキサンはひずみのない椅子形配座をとり、各炭素の結合はアキシアル（環の面に垂直）とエクアトリアル（外向き）に分かれます。置換基は1,3-ジアキシアル相互作用を避けてエクアトリアルを好みます。
Contents
  1. はじめに：環状化合物を理解する重要性
  2. シクロアルカンの命名法
  3. シクロアルカンのシス-トランス異性
  4. シクロアルカンの安定性：環ひずみ
  5. シクロアルカンのコンフォメーション
  6. シクロヘキサンの立体配座——椅子形・舟形・ねじれ舟形
  7. シクロヘキサンのアキシアル結合とエクアトリアル結合
  8. アキシアルとエクアトリアルの違いと見分け方
  9. なぜエクアトリアルが安定か——1,3-ジアキシアル相互作用
  10. モノ置換シクロヘキサンの配座
  11. ジ置換シクロヘキサンの配座
  12. 多環式分子の配座
  13. まとめ：第4章のポイント整理
  14. 参考文献

はじめに：環状化合物を理解する重要性

これまでの章では主に鎖状（open-chain）の有機化合物を扱ってきましたが、実は有機化合物の多くは環（ring）を含んでいます。ヒトの体内で多様な生理機能を調節するホルモンのプロスタグランジン、除虫菊の殺虫成分（ピレトリン）を構成する菊酸（クリサンテミン酸）、そして私たちの体内のコレステロールやステロイドホルモン——これらはすべて環状化合物です。

医薬品や生体分子（タンパク質・脂質・糖・核酸）には環状構造が非常に多く登場するため、環状分子の構造と立体化学を深く理解することは、今後の有機化学学習の根幹となります。

第4章のゴール
シクロアルカンの命名 → シス・トランス異性体 → 3種類の環ひずみ → シクロヘキサンの椅子形配座 → アキシアル/エクアトリアル結合 → リングフリップ → 多環式分子　の順に理解を積み上げましょう。

シクロアルカンの命名法

シクロアルカン（cycloalkane）は、炭素が環状につながった飽和炭化水素です。脂環式化合物（alicyclic compound）とも呼ばれます。一般式は CnH2n で、同じ分子式のアルケンと同数の水素を持ちます。

骨格構造式では、シクロアルカンは多角形で表します。

名称 炭素数 分子式 骨格式のイメージ
シクロプロパン（cyclopropane） 3 C3H6 三角形
シクロブタン（cyclobutane） 4 C4H8 四角形
シクロペンタン（cyclopentane） 5 C5H10 五角形
シクロヘキサン（cyclohexane） 6 C6H12 六角形

置換シクロアルカンの命名ルール

置換シクロアルカンの名前は、鎖状アルカンと同様のルールに従います。

ステップ1：環に結合した置換基を特定し、置換基名（アルキル基名など）に環の親名「シクロ〇〇アン」を組み合わせる。
ステップ2：置換基が1つの場合は番号不要。置換基が2つ以上の場合は、置換基に最小の番号が付くように環炭素に番号を振る。複数の置換基がある場合はアルファベット順に優先。
置換シクロヘキサンの命名例の構造式。メチルシクロヘキサン、1,1-ジメチルシクロヘキサン、1-ブロモ-3-メチルシクロヘキサン

命名の覚え方
置換基名はアルファベット順に列記します（di-, tri- などの多重接頭辞は順序の決定に無視）。置換基に最小番号を与えるようにナンバリングし、同点の場合はアルファベット順に先に来る方を優先します。

シクロアルカンのシス-トランス異性

鎖状アルカンでは C–C 単結合の周りを自由に回転できるため、異なる空間配置（コンフォメーション）を持つ分子は本質的に同一化合物です。しかし環状化合物では環の中での回転が大幅に制限されるため、置換基の空間的配置が固定されます。

これにより、シス-トランス異性体（cis-trans isomers）、すなわち原子間の結合順序は同じでも三次元配置が異なる化合物が存在できます。これは立体異性体（stereoisomers）の一種です。

立体異性体とは
原子の結合順序（構造）は同じだが、三次元空間での原子の配置が異なる化合物を立体異性体といいます。シス-トランス異性体はその最も基本的な例です。

シス・トランスの定義

シス（cis）

両方の置換基が環の同じ側に位置する。

例）cis-1,2-ジメチルシクロペンタン：2つの CH3 が同側

トランス（trans）

両方の置換基が環の反対側に位置する。

例）trans-1,2-ジメチルシクロペンタン：2つの CH3 が逆側

重要点

シスとトランスは異なる化合物であり、相互変換には結合の切断が必要。物性（融点・沸点など）も異なる。

シス-トランス異性体の図解：cis-1,2-ジメチルシクロペンタンは2つのメチル基が環の同じ側（くさび2本）、trans体は反対側（くさびと破線）。両者は別の化合物

よくある間違い
「シス体とトランス体は同一化合物の異なるコンフォメーション」と誤解しがちですが、それは誤りです。シスとトランスは異なる化合物（立体異性体）であり、共有結合を切らない限り相互変換できません。コンフォメーション（配座）変化とは根本的に異なります。

シクロアルカンの安定性：環ひずみ

環状分子の安定性を考えるとき、3種類の「ひずみ（strain）」を理解することが鍵となります。

3種類のひずみの違いを環の大きさ別に掘り下げた記事は、環ひずみとは？ねじれひずみと立体ひずみの違いです。

3種類の環ひずみ

ひずみの種類 原因 主な関係
角度ひずみ（angle strain） C–C–C の結合角が sp3 炭素の理想値（109.5°）から外れることによる抵抗 小員環（3〜4員環）で顕著
ねじれひずみ（torsional strain） 隣接する C–H 結合が重なり形（eclipsed）になることによるエネルギーコスト 平面的な環で発生
立体ひずみ（steric strain） 非結合原子同士が近づきすぎることによる反発 込み合った配座や置換基で発生

各シクロアルカンの環ひずみ比較

化合物 結合角 ひずみエネルギー（kJ/mol） 主なひずみの種類
シクロプロパン 60°（理想値より49.5°小） 115 角度ひずみ＋ねじれひずみ
シクロブタン 88°（わずかに折れ曲がり） 110.4 角度ひずみ＋ねじれひずみ
シクロペンタン 約104°（エンベロープ配座） 26.3 主にねじれひずみ（角度ひずみはほぼなし）
シクロヘキサン 111°（椅子形配座） 0（ひずみなし） 椅子形採用でゼロ
7〜13員環 理想値に近い 中程度（ねじれ・渡環の立体ひずみ） ねじれひずみ・渡環の立体ひずみ
14員環以上 理想値に近い ほぼなし ほぼなし

シクロプロパン（60°・115 kJ/mol）からシクロヘキサン（椅子形・ひずみゼロ）までの環ひずみ比較図。小員環ほど角度ひずみが大きく、環は折れ曲がってひずみを減らす

重要：シクロプロパンの特異な反応性
シクロプロパンは角度ひずみが非常に大きいため、C–C 結合が弱く、アルケンに似た反応性を示すことがあります（例：Br2 との反応による開環）。これは「バナナ結合（bent bond）」モデルで説明されます。

バイヤーひずみ説の功罪

19世紀にドイツの化学者 Adolf von Baeyer は、環が平面であると仮定してひずみを論じました（バイヤーひずみ説）。この考えでは6員環以上になると逆に結合角が 109.5° を超えて内側に「押し広げられる」ひずみが生じると予測しましたが、実際にはシクロヘキサン以上の環はしわが寄ることで角度ひずみを解消できます。現代ではバイヤー説は歴史的意義に留まります。

シクロアルカンのコンフォメーション

シクロブタンとシクロペンタン：平面からの逸脱

シクロブタンとシクロペンタンは平面環だとねじれひずみが大きすぎるため、わずかに折れ曲がった（puckered）立体配座を採用します。

  • シクロブタン：1つの炭素が平面から約25°傾いた「バタフライ（butterfly）」形をとる
  • シクロペンタン：1つの炭素が平面から飛び出した「エンベロープ（envelope）」形をとる

この折れ曲がりにより、隣接する C–H 結合の重なりが緩和され、ねじれひずみが減少します。ただし折れ曲がりによって角度ひずみが若干増加するため、両者のバランスで最安定配座が決まります。

シクロヘキサンの立体配座——椅子形・舟形・ねじれ舟形

シクロヘキサンは最も重要な環状化合物の一つです。シクロヘキサンがひずみゼロを達成できるのは、椅子形配座（いす型配座、chair conformation）と呼ばれる三次元構造を採用するためです。

椅子形配座の特徴

  • 結合角：椅子形では全ての C–C–C 結合角が約 111°（sp3 の理想値 109.5° に非常に近い）。角度ひずみはほぼゼロ。
    ねじれひずみ：ニューマン投影式で見ると、隣接する C–H 結合はすべて交差形（staggered）配置。ねじれひずみゼロ。
  • 立体ひずみ：水素原子同士の非結合的反発は最小化されている。
    結論：椅子形シクロヘキサンは3種類のひずみがすべてゼロ（または最小）となる、天然が選んだ最安定配座。

舟形配座（boat conformation）とねじれ舟形配座（twist-boat）

シクロヘキサンは椅子形以外にも舟形配座（boat conformation）を採ることができます。舟形では：

  • C1 と C4 が「船首」と「船尾」のように同じ側に折れ上がる
  • 隣接する C–H 結合の一部が重なり形（eclipsed）になり、ねじれひずみが生じる
  • C1 と C4 の水素（フラグポール水素; flagpole hydrogens）が互いに接近し、立体ひずみも生じる

舟形はさらにねじれ舟形（twist-boat）へと変形することで一部のひずみを緩和しますが、それでも約 23 kJ/mol のひずみが残ります。椅子形よりも明らかに不安定なため、通常の条件下では分子はほぼ椅子形を採用しています。

シクロヘキサンの椅子形配座（結合角111.5°・ひずみゼロ）と舟形配座（フラグポール水素の立体ひずみ＋C-H重なりのねじれひずみ）の比較図。椅子形＜ねじれ舟形＜舟形の順に不安定

配座のエネルギー比較
椅子形（0 kJ/mol） < ねじれ舟形（約23 kJ/mol） < 舟形（約25〜30 kJ/mol） < 半椅子形（約45 kJ/mol、環反転の遷移状態）
室温では十分なエネルギーがあるため、椅子形 ↔ ねじれ舟形 ↔ 椅子形 の変換は起きますが、椅子形が圧倒的に優勢です。

シクロヘキサンのアキシアル結合とエクアトリアル結合

椅子形シクロヘキサンでは、各炭素上の2種類の結合位置を区別することが極めて重要です。

2種類の位置

アキシアル（axial）位

環の軸に平行な結合。上下方向に交互に向く（上・下・上・下…）。各炭素に1つずつ、計6つ存在する。

エクアトリアル（equatorial）位

環の赤道面の周囲に広がる結合。斜めに傾いており、各炭素に1つずつ、計6つ存在する。

配置の関係

環の各炭素は1つのアキシアルと1つのエクアトリアルを持つ。環の同じ面には、アキシアルとエクアトリアルが交互に配置される。

シクロヘキサンの椅子形配座におけるアキシアル結合6本とエクアトリアル結合6本の向き

椅子形とアキシアル・エクアトリアルの結合を紙に書く手順（少しずらした平行線2本から始める3ステップ）は、立体配座とは——椅子形配座の書き方にまとめています。

リングフリップ（ring-flip）

椅子形シクロヘキサンはリングフリップによって別の椅子形へと変換できます。これは環の両端の炭素を逆方向に折ることで起こります。

リングフリップによって：

  • アキシアル位置 → エクアトリアル位置へ（すべて入れ替わる）
  • エクアトリアル位置 → アキシアル位置へ

リングフリップのエネルギー障壁は約45 kJ/mol（10.8 kcal/mol）で、室温では非常に速く起こります。このため、モノ置換シクロヘキサンは「アキシアル形」と「エクアトリアル形」の2種類の異性体としてではなく、1種類の化合物として観察されます。

シクロヘキサンのリングフリップの図解：アキシアル位のメチル基がエクアトリアル位に入れ替わる。障壁約45 kJ/molで室温では高速。シス/トランスの関係は変わらない

シスとトランスの関係はリングフリップで変わらない
リングフリップをしてもシス体はシス体のまま、トランス体はトランス体のままです。シスかトランスかは絶対的な立体関係（「同じ面か反対の面か」）で決まるため、アキシアル/エクアトリアルの区別とは独立しています。

アキシアルとエクアトリアルの違いと見分け方

違いは結合の向きです。アキシアルは環の面に垂直、エクアトリアルは面に沿って外向き。
同じ炭素から1本ずつ出ており、椅子形が反転すると両者は入れ替わります。
椅子形シクロヘキサンでは、各炭素から出る2本の結合が必ずアキシアル（軸方向）と
エクアトリアル（赤道方向）に1本ずつ分かれます。まず環を「上に尖った炭素」と
「下に尖った炭素」が交互に並ぶジグザグとして見るのがコツです。

  • アキシアル：環の平均平面に対してほぼ垂直。上に尖った炭素では上向き、
    下に尖った炭素では下向きと、隣どうしで上下が交互に入れ替わります。
  • エクアトリアル：環から外側へ広がる向き。同じ炭素のアキシアルとは
    反対側にわずかに傾きます（アキシアルが上向きの炭素ならエクアトリアルはやや下向き）。
覚え方
・アキシアル＝「軸(axis)」＝縦、上下交互
・エクアトリアル＝「赤道(equator)」＝横に広がる
・1つの炭素で両者は必ず上下逆向きにペアになる

なぜエクアトリアルが安定か——1,3-ジアキシアル相互作用

置換基がエクアトリアルのほうが安定なのは、アキシアルの置換基だけが、環の同じ側にある C3・C5 のアキシアル水素とぶつかるからです。エクアトリアルの置換基は環の外へ向くので、この衝突が起きません。

置換基がアキシアルにあると、1つおいた隣の炭素（C3・C5）のアキシアル位にある原子と接近して反発します。
これを1,3-ジアキシアル相互作用と呼びます。エクアトリアルにあればこの反発を避けられるため、
一般にかさ高い置換基ほどエクアトリアルを強く好みます。

この反発は、ブタンのゴーシュ相互作用と同じものです。メチルシクロヘキサンを C1–C2 結合に沿ってニューマン投影式で見ると、アキシアルのメチル基は環の C3 に対してゴーシュ（ねじれ角60°）、エクアトリアルのメチル基はアンチ（180°）の位置にあります。C1–C6 結合に沿って見ても同じで、アキシアルのメチル基は C5 に対してゴーシュです。つまりアキシアル体には、ブタンのゴーシュ形と同じ反発が2つ入っています。1,3-ジアキシアル相互作用は、見る結合を変えたゴーシュ相互作用です（後半の「1,3-ジアキシアル相互作用」の図にある 2×3.8 kJ/mol は、この2つ分です）。ニューマン投影式とゴーシュの基本は立体配座とはで扱っています。

この「エクアトリアルがどれだけ有利か」を数値化したものがA値（アキシアルより
エクアトリアルが安定なエネルギー差 ΔG、単位 kJ/mol）です。A値が大きいほど
エクアトリアル優先が強く、置換基はほぼエクアトリアルに固定されます。

置換基 A値 (kJ/mol) 目安 エクアトリアル比率の傾向
−F 約1 小（ほぼ半々に近い）
−Cl, −Br 約2 やや優勢
−OH 約2〜4 優勢
−CH3 約7.6 約95%がエクアトリアル
−CH(CH3)2 約9 強く優勢
−C6H5 約12〜13 強く優勢
−C(CH3)3（tert-ブチル） 20以上 事実上つねにエクアトリアル
A値は代表値で、測定法・文献により数値に幅があります（特に−OHは溶媒で変わります）。
大小関係と「かさ高い＝エクアトリアル優先」の傾向をつかむのが目的です。
混同しやすい点
・アキシアル／エクアトリアルは配座（同じ分子の形違い）で、シス／トランス異性とは別概念
・tert-ブチルのように大きい基は環をほぼ固定するが、結合が切れるわけではない

モノ置換シクロヘキサンの配座

リングフリップによりアキシアル位とエクアトリアル位が相互変換されますが、2つの椅子形配座のエネルギーは等しくありません。一般に、置換基はエクアトリアル位のほうが安定です。

1,3-ジアキシアル相互作用

アキシアル位に置換基があると、その置換基は環上のC3 と C5 の位置にあるアキシアル水素と空間的に接近します。この相互作用を1,3-ジアキシアル相互作用（1,3-diaxial interaction）といい、立体ひずみの原因となります。

エクアトリアル位の置換基はこのような接触を起こしにくいため、エクアトリアル配座が有利です。

1,3-ジアキシアル相互作用の図解：アキシアル位のメチル基はC3・C5のアキシアル水素と接近して2×3.8＝7.6 kJ/molの立体ひずみを生じ、エクアトリアル体が95%を占める

各置換基のエクアトリアル優先エネルギー（ΔG°）

置換基 ΔG° (kJ/mol) ΔG° (kcal/mol) エクアトリアル形の割合（室温）
F 1.0 0.24 約60%
Cl, Br 2.0 0.5 約70%
CH3 7.6 1.8 約95%
C2H5 7.9 1.9 約96%
i-Pr（イソプロピル） 9.2 2.2 約97%
t-Bu（tert-ブチル） 22.8 5.4 >99%（ほぼ固定）
tert-ブチル基の「配座固定」効果
tert-ブチル基（C(CH3)3）は非常に大きいため、アキシアル位にくると1,3-ジアキシアル相互作用が甚大となります。そのためt-Bu 基はほぼ100%エクアトリアル位を維持し、環を配座的に固定する（conformationally locked）ことができます。この性質は立体化学の実験的研究に広く利用されます。
エクアトリアル優先の計算
ΔE（kJ/mol）が分かれば平衡定数 K を求められます：ΔE = −RT ln K。ここで R = 8.315 J/(mol·K)、T は絶対温度（例：298 K）。メチルシクロヘキサンでは K = [エクアトリアル]/[アキシアル]、ΔE = E(エクアトリアル) − E(アキシアル) = −7.6 kJ/mol → K ≈ 21 → エクアトリアル：アキシアル ≈ 95:5。

ジ置換シクロヘキサンの配座

2つの置換基がある場合、配座解析は少し複雑になりますが、基本原則は同じです。

シス-1,2-ジメチルシクロヘキサンの場合

シス-1,2-ジメチルシクロヘキサンでは、リングフリップを行うと：

  • 一方のメチルがアキシアル、もう一方がエクアトリアルという配置が保たれる（ae ⇔ ea）
  • 2つの配座はエネルギーが等しく、どちらかが特別に安定ではない
  • 総ひずみ = CH3・H の 1,3-ジアキシアル相互作用（3.8 kJ/mol）× 2 + ゴーシュブタン相互作用（3.8 kJ/mol）= 11.4 kJ/mol

トランス-1,2-ジメチルシクロヘキサンの場合

トランス-1,2-ジメチルシクロヘキサンでは：

  • 一方の配座では両メチル基がエクアトリアル（ee）→ ゴーシュ相互作用のみ（3.8 kJ/mol）で安定
  • リングフリップした配座では両メチル基がアキシアル（aa）→ 1,3-ジアキシアル相互作用が4つ（15.2 kJ/mol）で不安定
  • 2配座のエネルギー差 = 15.2 − 3.8 = 11.4 kJ/mol → ジエクアトリアル配座が圧倒的に優勢

シスとトランス-1,2-ジメチルシクロヘキサンの配座解析：シス体はa+e⇌e+aで等エネルギー（各11.4 kJ/mol）、トランス体はee（3.8）とaa（15.2）でee配座が独占的に優勢

配座関係の一般則

シス/トランスの別 アキシアル/エクアトリアルの組み合わせ より安定な配座
1,2-シス ae または ea 等エネルギー（大きい置換基がエクアトリアル側を選好）
1,2-トランス aa または ee ee（両エクアトリアル）が有利
1,3-シス aa または ee ee（両エクアトリアル）が有利
1,3-トランス ae または ea 等エネルギー（大きい置換基がエクアトリアル）
1,4-シス ae または ea 等エネルギー（大きい置換基がエクアトリアル）
1,4-トランス aa または ee ee（両エクアトリアル）が有利
配座解析の手順
①シスかトランスかを確認 → ②2つの椅子形配座を描く → ③各配座の1,3-ジアキシアル相互作用の数を数える → ④ひずみエネルギーが小さい方が優勢

生体分子への応用：グルコースとマンノース

天然の単糖類であるグルコース（glucose）の環状形のうち、β-D-グルコピラノースでは6員環（ピラノース環）のすべての置換基（OH基とCH2OH基）がエクアトリアル位を占めます。これにより立体ひずみが最小化され、グルコースが最も安定した糖として生体内で豊富に利用される理由の一つと考えられています。一方、マンノース（mannose）の β-D-マンノピラノースでは C2 の OH 基のみがアキシアル位にあるため、グルコースよりわずかに不安定です。

多環式分子の配座

2つ以上の環が融合した多環式分子（polycyclic molecules）でも、シクロヘキサンの配座解析が活きてきます。

デカリン（decalin）

デカリン（bicyclo[4.4.0]デカン）は2つのシクロヘキサン環が1本の結合（C1–C6 共有結合）を介して縮合した化合物です。縮合様式によって2つの異性体があります。

  • シス-デカリン（cis-decalin）
    ブリッジヘッド炭素の水素が同じ面にある。
    2つの椅子形シクロヘキサン環が「折れ曲がった」形で縮合。配座の自由度がある（ring-flip可能）。
  • トランス-デカリン（trans-decalin）
    ブリッジヘッド炭素の水素が反対の面にある。
    2つの椅子形シクロヘキサン環が「平らに延びた」形で縮合。配座的に剛直（ring-flip不可）。より安定。
重要：シス・トランス-デカリンは相互変換不可
シス-デカリンとトランス-デカリンは立体異性体であり、シス-トランス間の変換には結合の切断が必要です。リングフリップでは互変できません。

ノルボルナン（norbornane）

ノルボルナン（bicyclo[2.2.1]ヘプタン）は3つの「橋（bridge）」を持つ二環式化合物です。体系名の読み方：

  • bicyclo → 2つの環を開くために2本の結合を切る必要がある
  • [2.2.1] → 3本の橋の炭素数（多い順）：2, 2, 1
  • ヘプタン → 全炭素数7

ノルボルナンにはシクロヘキサンの舟形配座（boat form）が配座的に固定された構造が含まれており、C1 と C4 が追加の CH2 基で結ばれています。

天然に存在するノルボルナン誘導体の代表例はカンフル（camphor）です。防虫剤や香料として古くから使われてきたカンフルは、クスノキ（Cinnamomum camphora）から得られる天然物です。

ステロイドへの応用

ステロイド（steroid）骨格は3つのシクロヘキサン環と1つのシクロペンタン環が縮合した構造を持ちます。テストステロン、コルチゾン、コレステロールなどはすべてステロイド骨格を持ちます。多くのステロイドでは B/C・C/D 環の縮合はトランス縮合で、A/B 環はトランス（5α系）とシス（5β系、胆汁酸など）の両方があります。トランス縮合の骨格は平板（flat）かつ剛直な形状をとります。この剛直性が受容体への選択的結合など、ステロイドの生物活性に直結しています。

コラム：分子力学（Molecular Mechanics）
現代の有機化学では、コンピュータを使って分子の最安定配座を計算する分子力学（molecular mechanics）が広く使われています。原子間の結合長・結合角・二面角・非結合的相互作用に関する数式を組み合わせ、総ひずみエネルギーを最小化するアルゴリズムで最安定配座を求めます。Norman Allinger（ジョージア大学）の MM 力場が先駆的な貢献を果たしました。インフルエンザ治療薬タミフル（oseltamivir）の最安定配座も分子力学で算出されており、医薬品設計への応用が進んでいます。

まとめ：第4章のポイント整理

第4章のキーコンセプト

1. シクロアルカンの命名
親環名に置換基名を付加。複数の置換基は最小番号・アルファベット順でナンバリング。

2. シス-トランス異性体
環内での回転制限により、置換基の配置が固定される。シスとトランスは別化合物（立体異性体）。

3. 環ひずみの3種類
角度ひずみ（結合角の歪み）＋ねじれひずみ（eclipsed配置）＋立体ひずみ（非結合反発）の合計がその環の不安定性を決める。

4. 椅子形シクロヘキサン
ひずみゼロの最安定配座。アキシアル位（環軸に平行）とエクアトリアル位（赤道周囲）が各炭素に1つずつ存在。

5. リングフリップ
椅子形 ⇔ 椅子形の相互変換。アキシアル ⇔ エクアトリアルが全て入れ替わる。エネルギー障壁は約45 kJ/mol（室温で速い）。

6. 置換基の優先位置
大きい置換基ほどエクアトリアル位を好む（1,3-ジアキシアル相互作用を回避）。t-Bu 基は配座を事実上固定する。

7. 多環式分子
デカリン（シスよりトランスが安定・剛直）、ノルボルナン（舟形固定）、ステロイド（多くはトランス縮合・平板剛直）がその代表例。

第4章から第5章へ

第4章では環状化合物の三次元構造と配座を学びました。次の第5章では、さらに深い立体化学の世界へ進みます。炭素原子が4つの異なる置換基に囲まれた不斉炭素（キラル炭素）の概念と、鏡像体（エナンチオマー）・ジアステレオマーなどの立体異性体の分類を扱います。第4章で培った「分子の三次元的な見方」が、第5章でも直接活かされます。

次章への橋渡し
・不斉炭素（キラル中心）：4つの異なる置換基を持つ炭素
・エナンチオマー：鏡像の関係にある立体異性体
・ラセミ体：等量のエナンチオマーの混合物
これらは医薬品化学でも最重要のトピックです。

参考文献

  • A. Baeyer, Ber. Dtsch. Chem. Ges. 1885, 18, 2269–2281. DOI: 10.1002/cber.18850180296
  • D. H. R. Barton, Experientia 1950, 6, 316–320. DOI: 10.1007/BF02170915
  • S. Winstein, N. J. Holness, J. Am. Chem. Soc. 1955, 77, 5562–5578. DOI: 10.1021/ja01626a037
  • J. McMurry, Organic Chemistry, 9th ed., Cengage Learning, 2016.

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