E/Z表記とは？シス・トランスとの違いとCIP順位則を解説
「2-ブテンにはシス体とトランス体がある」——ここまでは高校でも習います。では、二重結合の炭素に4種類バラバラの置換基が付いていたら、どちらがシスでどちらがトランスでしょうか。基準になる「同じ基」が無いと、シス・トランスでは呼びようがありません。この行き詰まりを解決するのがE/Z表記です。
E/Z表記は、二重結合まわりの立体配置を置換基の優先順位で機械的に決める方法です。どんなに複雑なアルケンでも、迷わず一意に名前がつけられます。シス・トランスの上位互換とも言える表記で、院試や大学入試でも「E体・Z体を答えよ」は頻出です。
この記事は、立体化学を学び始めた人から、院試でアルケンの立体を厳密に命名したい人までを対象に、E/Z表記の決め方を解説します。カギになるCIP順位則の使い方まで、順を追って身につけましょう。
この記事は、異性体の分類のうち二重結合による立体異性（幾何異性）を扱います。不斉炭素のキラリティー（R/S表記）と考え方が共通するので、あわせて読むと定着します。
シス・トランス表記の限界
シス・トランス表記は、二重結合の炭素それぞれに同じ置換基（多くは水素）がある単純なアルケンでしか使えません。2-ブテンなら、両端のメチル基が同じ側ならシス、反対側ならトランスと決められます。
ところが、たとえば1-ブロモ-1-クロロプロペンのように二重結合炭素へ4種類の異なる基が付くと、「何を基準にシス・トランスを言うのか」が決まりません。ここでシス・トランスは無力になります。E/Z表記は、この「基準の置換基がない」問題を、優先順位という共通ルールで解決します。
CIP順位則で優先順位を決める
E/Zを決める前に、二重結合のそれぞれの炭素について、付いている2つの基の優先順位を決めます。使うルールはR/S表記と同じCIP順位則（カーン・インゴールド・プレローグ順位則）です。
たとえば −Br（臭素、原子番号35）と −CH3（炭素、原子番号6）なら、Br のほうが高順位です。−OH と −CH3 なら O（8）＞C（6）で OH が高順位になります。
E と Z の判定
左右それぞれの炭素で高順位の基が決まったら、その2つの高順位基の位置関係を見ます。
| 表記 | 語源（ドイツ語） | 高順位基の位置 |
|---|---|---|
| Z | zusammen（一緒に） | 2つの高順位基が同じ側 |
| E | entgegen（反対に） | 2つの高順位基が反対側 |
シス＝Z とは限らない
ここが最大の落とし穴です。シス・トランスとE/Zは別の基準なので、シスが必ずZになるとは限りません。シス・トランスは「同じ基（水素）どうし」を見るのに対し、E/Zは「高順位基どうし」を見ます。この基準がずれると、結論も逆転します。
たとえば置換基の組み合わせによっては、幾何的に「シス」に見える配置でも、優先順位で判定すると E になる場合があります。必ずその分子ごとに優先順位を決め直すのが安全です。
よくある質問
シス・トランスは二重結合炭素に同じ基（多くは水素）がある単純なアルケンでしか使えず、基準を置換基そのものに置きます。E/Zはどんなアルケンでも使え、CIP順位則で決めた優先順位を基準にします。E/Zはシス・トランスの上位互換にあたる、より一般的な表記です。
Zが同じ側です。Zはドイツ語の zusammen（一緒に）に由来し、2つの高順位基が二重結合をはさんで同じ側にある配置を指します。Eは entgegen（反対に）で、高順位基が反対側にある配置です。
CIP順位則で決めます。まず二重結合炭素に直結した原子の原子番号を比べ、大きいほうが高順位です。直結原子が同じなら、その先に付く原子を順に比べます。二重結合や三重結合は、相手原子が重複して結合しているとみなして数えます。
なりません。シス・トランスは同じ基どうしの位置で決めるのに対し、E/Zは高順位基どうしの位置で決めるため、基準が異なります。置換基の組み合わせによっては、シスに見える配置がEになることもあります。分子ごとに優先順位を判定してください。
E/Z表記は二重結合まわりの立体（回転できない平面構造）に対して使います。直線状の三重結合には立体異性がないため不要です。環状化合物の二重結合や環自体の置換位置には、シス・トランスやE/Zが状況に応じて使い分けられます。
