アルカンの構造異性体

アルカンには、炭素-炭素と炭素-水素の2種類の単結合が含まれています。

メタン、エタン、プロパンなどの単純なアルカンは、原子を配置する方法が1つしかないため、単一の構造式を持っていることを意味します。

しかし、炭素が4つ以上あるアルカンは、同じ分子式で原子を複数の方法で配置することができ、構成的異性または構造的異性を示すことができる。

例えば、4炭素アルカンであるブタンは、2つの構造異性体を有する。直鎖型は、4つの炭素原子が直線状に並んでいます。

それに比べて、分岐型は炭素数3の鎖を持ち、4番目の炭素は鎖の2番目の炭素に側鎖または分岐として結合しています。

ブタンの各異性体には、4つの炭素原子に結合した10個の水素原子があります。したがって、ブタンには、同じ分子式を持つ2つの構造異性体があります。

さらに、異性体はその物理的特性が異なります:分岐ブタンの沸点は-11.6°Cですが、直鎖ブタンは-0.5°Cで沸騰します。

分岐異性体が1つしかないブタンと比較して、高級アルカンは任意の適切な炭素で分岐できます。したがって、高級アルカンは多くの異なる分岐異性体を持つことができますが、直鎖異性体は1つだけです。

例えば、ペンタンC₅H₁₂は、1つの直鎖異性体と2つの分岐異性体を有する。直鎖異性体は、n-ペンタンとも呼ばれ、5つの炭素原子すべてが分岐していない鎖に存在しています。

分岐異性体の1つは4炭素鎖を持ち、5番目の炭素は2番目の位置で炭素から分岐します。この異性体は、鎖の末端に-CH(_CH3)₂基があるため、イソペンタンと呼ばれます。

もう一方の分岐異性体は、中央の炭素から分岐する4番目と5番目の炭素を持つ3つの炭素鎖を持っています。この異性体は、末端が-C(_CH3)₃基であることからネオペンタンと呼ばれています。