異種元素交互繰り返し骨格

2006-12-09

異種元素交互繰り返し骨格

# 鎖式骨格 [2006-12-09]
　　# 鎖式骨格が窒素を含む場合 [2000-11-05]
　　# 鎖式骨格の不飽和誘導体 [2000-11-05]
# 環式骨格 [2000-11-05]
　　# ホウ素を含む単環の慣用名 [2000-11-05]
　　# 環式骨格の不飽和誘導体 [2000-11-05]
# 参考文献

異なる元素の交互繰り返しを持つ骨格としては、シロキサン (Si + O) やアルミノキサン (Al + O) などの類名がよく知られているが、その命名について説明する。

1　鎖式骨格

異なる2元素が交互に繰り返す鎖式骨格を命名するには、ア接頭辞の順位が後になる元素（つまり優先順位の低い元素）を両方の末端として選ぶ。枝分かれや末端より先にある部分は置換基として示す。名称は、末端に来る元素の原子数を示す倍数接頭辞とそのア接頭辞、次いでもう一方の元素のア接頭辞を続け、語尾 ane アンを添えて作る。ア接頭辞の末尾の a は母音の前で落とす。つまり、優先順位とは逆にア接頭辞を並べる点が重要で、このためにHantzdch-Widman名との区別が可能になる。

SiH₃OSiH₃: Disiloxane [IUPAC/CAS]
ジシロキサン
SiH₃OSiH₂OSiH₂OSiH₃: Tetrasiloxane [IUPAC/CAS]
テトラシロキサン

番号付けは末端の原子を1位として、順にすべての骨格原子に番号を付ける。例えば下の例のトリシロキサンではケイ素原子の位置番号を順に1,3,5とし、酸素原子の位置番号を順に2,4とする。

SiH₃OSiH₂OSiH₃: Trisiloxane [IUPAC/CAS]
トリシロキサン
(CH₃)SiH₂-S-SiH(CH₃)-S-SiH₂-S-SiH₂(CH₃): 1,3,7-Trimethyltetrasilathiane [IUPAC/CAS]
1,3,7-トリメチルテトラシラチアン

CASではこの体系は適用元素に制限があり、Si, Ge, Sn Pb のどれかと、O, S, Se, Te, N のどれかとの組み合わせの場合に限る。

SiH₃-S-SiH₃: Disilathiane [IUPAC/CAS]
ジシラチアン
SiH₃-Se-SiH₃: Disilaselenane [IUPAC/CAS]
ジシラセレナン
SiH₃-Te-SiH₃: Disilatellurane [IUPAC/CAS]
ジシラテルラン
GeH₃OGeH₂OGeH₃: Trigermoxane [IUPAC/CAS]
トリゲルモキサン
GeH₃-Se-GeH₃: Digermaselenane [IUPAC/CAS]
ジゲルマセレナン
SnH₃-S-SnH₂-S-SnH₃: Tristannathiane [IUPAC/CAS]
トリスタンナチアン
SnH₃OSnH₂OSnH₂OSnH₃: Tetrastannoxane [IUPAC/CAS]
テトラスタンノキサン
PbH₃-S-PbH₂-S-PbH₃: Triplumbathiane [IUPAC/CAS]
トリプルンバチアン
PbH₃-Se-PbH₃: Diplumbaselenane [IUPAC/CAS]
ジプルンバセレナン

IUPAC ([GNOC1993] R-2.2.3.2, [NIC1990] I-7.2.3.5, [NOC1979] D-4.31) では、他の元素による組み合わせの場合にも許される。

PH₂-NH-PH-NH-PH₂: Triphosphazane [IUPAC]
トリホスファザン
H₂N-PH-NH-PH-NH-PH-NH₂: 1,5-Diaminotriphosphazane [IUPAC]
1,5-ジアミノトリホスファザン
AsH₂-NH-AsH-NH-AsH-NH-AsH₂: Tetraarsazane [IUPAC]
テトラアルサザン
GeH₃SiH₂GeH₂SiH₂GeH₃: Trigermasilane [IUPAC]
トリゲルマシラン
SiH₃GeH₂SiH₂GeH₃: 1-Silyldigermasilane [IUPAC]
1-シリルジゲルマシラン
SiH₃GeH₂SiH₂GeH₂SiH₃: 1,3-Disilyldigermasilane [IUPAC]
1,3-ジシリルジゲルマシラン

鎖式骨格が窒素を含む場合

鎖式骨格が窒素を含む場合はアミンにもなるので、CASでは選択規則に反しない名称とする必要がある。

SiH₃-NH-SiH₃: Disilazane [IUPAC]
ジシラザン; N-Silylsilanamine [CAS]
N-シリルシランアミン
SiH₃-NH-SiH₂-NH-SiH₃: Trisilazane [IUPAC]
トリシラザン; N,N'-Disilylsilanediamine [CAS]
N,N'-ジシリルシランジアミン
H₂N-SiH₂-NH-SiH₂-NH₂: Disilazane-1,3-diamine [IUPAC]
ジシラザン-1,3-ジアミン; 1,3-Disilazanediamine [CAS]
1,3-ジシラザンジアミン
SiH₃-NH-SiH₂OH: Disilazan-1-ol [IUPAC]
ジシラザン-1-オール; 1-Disilazanol [CAS]
1-ジシラザノール
SiH₃-NH-SiH₂-NH-SiH₂-CH₂CO₂H: (Trisilazan-1-yl)acetic acid [IUPAC]
(トリシラザン-1-イル)酢酸; Trisilazanylacetic acid [CAS]
トリシラザニル酢酸; ※IUPACでは trisilazanyl　トリシラザニルの遊離原子価の位置としては、1-yl のほかにも、2-yl, 3-yl が可能である。CASでは常に末端で結合すると理解される。骨格から誘導される置換基を参照。
SiH₃-NH-SiH₂-NH-SiH₂-NH-SiH₃: Tetrasilazane [IUPAC]
テトラシラザン; N,N'-Disilyl-1,3-disilazanediamine [CAS]
N,N'-ジシリル-1,3-ジシラザンジアミン

鎖式骨格の不飽和誘導体

有機化学命名法1979 [NOC1979] D-4.31、無機化学命名法1990 [NIC1990] I-7.2.3.6によれば、語尾 -ane を -ene/-yne などに変えることによって不飽和誘導体を命名できる。

CH₃-N=CH-N=CH₂: Tricarbaza-1,3-diene [NIC1990]
トリカルバザ-1,3-ジエン; 1,3-Tricarbazadiene [NOC1979]
1,3-トリカルバザジエン
PH₂NHPHNH-P=N-PH₂: Tetraphosphaz-2-ene [NIC1990]
テトラホスファザ-2-エン; 2-Tetraphosphazene [NOC1979]
2-テトラホスファゼン
SiH₃-N=SiH₂: Disilazene [NIC1990/NOC1979]
ジシラゼン

※分野によっては H₃Si-GeH₃ や、R₃P=NR のような繰り返しのない化合物を (mono)germasilane　(モノ)ゲルマシラン、(mono)phosphazene　(モノ)ホスファゼンなどと呼ぶことがあるが、このような名称はこの命名法の趣旨に合わない。

2　環式骨格

単環式骨格の場合、異なる2元素が交互に繰り返すならば、両方の元素の原子数は等しくなる。

このような環の名称は、対応する鎖式骨格に関連するものとなる。すなわち接頭辞 cyclo シクロに続けてア接頭辞の優先順位の低い元素の原子数を示す倍数接頭辞とそのア接頭辞、次いでもう一方の元素のア接頭辞を続け、語尾 ane アンを添えて作る。ア接頭辞の末尾の a は母音の前で落とす。

番号付けはHantzdch-Widman名やア命名法での名称と同じになるように付ける。すなわち優先順位の通り、名称では後に記す元素の1原子を1位として、順にすべての骨格原子に番号を付ける。

多環式の場合はvon Baeyer命名法の接頭辞 bicyclo　ビシクロ、tricyclo　トリシクロや、単環のみからなるスピロ環に対する接頭辞 spiro　スピロ、dispiro　ジスピロなどの接頭辞を用い、対応する炭化水素に準じて名称と番号を決める。また、alkane　アルカンの代わりに siloxane　シロキサン、silazane　シラザンなどを使い、その前に優先順位の低い元素（例えばシロキサンやシラザンではケイ素）の原子数を倍数接頭辞で記す。

CASでの適用範囲は単環式、多環式ともに、順位が後の元素がケイ素で、順位が前の元素が O, S, Se, Te または N の場合に限る。他の環は、CASではHantzdch-Widman命名法やア命名法で命名しなければならない。

: Cyclodisiloxane [IUPAC/CAS]
シクロジシロキサン
: Cyclotristannathiane [IUPAC]
シクロトリスタンナチアン
: Cyclotetraazoxane [IUPAC]
シクロテトラアゾキサン
: Cyclotriboraphosphane [IUPAC]
シクロトリボラホスファン
: Bicyclo[3.3.1]tetrasiloxane [IUPAC/CAS]
ビシクロ[3.3.1]テトラシロキサン
: Spiro[5.7]hexasiloxane [IUPAC/CAS]
スピロ[5.7]ヘキサシロキサン

ホウ素を含む単環の慣用名

以下の含ホウ素単環には、慣用名が用いられる。

Borazine　ボラジン [IUPAC/CAS]: Cyclotriborazane [IUPAC]
シクロトリボラザン
Boroxin　ボロキシン [IUPAC/CAS]: Cyclotriboroxane [IUPAC]
シクロトリボロキサン
Borthiin　ボルチイン [IUPAC/CAS]: Cyclotriborathiane [IUPAC]
シクロトリボラチアン

環式骨格の不飽和誘導体

無機化学命名法1990 [NIC1990] I-7.2.3.8によれば、語尾 -ane を -ene/-yne などに変えることによって不飽和誘導体を命名できる。

有機化学命名法1979 [NOC1979] D-4.51によれば、異なる元素の組の繰り返しと同様に不飽和結合が繰り返す場合、元素名を表すア接頭辞と水素化状態を表す語尾をカッコで囲む。

: Cyclotrisilaza-1,3,5-triene [NIC1990]
シクロトリシラザ-1,3,5-トリエン; Cyclotri(silazene) [NOC1979]
シクロトリ(シラゼン)
: 2,2,4,4,6,6-Hexachloro-2λ⁵,4λ⁵,6λ⁵-cyclotriphosphaza-1,3,5-triene [NIC1990]
2,2,4,4,6,6-ヘキサクロロ-2λ⁵,4λ⁵,6λ⁵-シクロトリホスファザ-1,3,5-トリエン; 2,2,4,4,6,6-Hexachlorocyclotri(λ⁵-phosphazene) [NOC1979]
2,2,4,4,6,6-ヘキサクロロシクロトリ(λ⁵-ホスファゼン)

参考文献

[GNOC1993] IUPAC. A Guide to IUPAC Nomenclature of Organic Compounds, Recommendations 1993. Blackwell Scientific Publications, Oxford, UK (1993); Corrections: Pure Appl. Chem. 71, 1327-1330 (1999); R-2.2.3.2, R-2.2.3.3, R-2.4.2.2, R-2.4.3.1, R-5.1.4.2.
[CAS] CAS. Chemical Abstracts, Index Guide, 1992. Appendix IV, ¶¶144, 146(d), 156, 157.
[NIC1990] IUPAC. Nomenclature of Inorganic Chemistry, Recommendations 1990. Blackwell Scientific Publications, Oxford, UK (1990).
[NOC1979] IUPAC. Nomenlature of Organic Chemistry, Sections A, B, C, D, E, F, and H, 1979 edition. Pergamon Press, Oxford, UK (1979).

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