2000-12-09

von Baeyer命名法　―IUPAC勧告1999―

von Baeyer命名法は、Bicyclo[2.2.1]heptane に代表される二環系および多環系の命名に用いられる。この方法の重要性は、縮合命名法で命名できない多様な多環系に名称を与える点にある。

IUPAC 1979ではA-31およびA-32に対応するが、旧規則の不備を補う勧告が発表されたので、その要点を紹介する。

von Baeyer命名法は、自由スピロ結合を持たない任意の多環系に適用可能である。ただし、スピロ結合とは、ある2個の環が原子を1個共有するときのその原子による連結をいい、自由スピロ結合とは、スピロ結合がその2環の唯一の結合であるときをいう。

1　定義

• 「橋頭」は、水素を除く3個以上の骨格原子と結合している、環系内の任意の原子をいう。
• 「橋」は、2個の橋頭を結ぶ、複数の原子からなる枝分かれのない鎖、または、1個の原子、または、原子価結合である。
• 橋頭のうち2個を「主橋頭」に選ぶ。主橋頭は少なくとも3本の橋で結ばれ、かつ、これらの橋は1原子たりとも共有しない。以下に述べる「主環」と「主橋」によって、このような3本の橋が作られる。
• 「主環」は、2個の主橋頭を含む単環であり、多環系化合物のできるだけ多くの環原子を含むよう選ぶ。
• 「主橋」は、主環に含まれずに2個の主橋頭を結ぶ橋である。複数の橋があれば、主環に含まれないできるだけ多くの原子を含むよう選ぶ。
• 「二次橋」は、主環や主橋に含まれない、あらゆる橋である。
• 「独立二次橋」は、その橋頭が2個とも主環か主橋に含まれる。
• 「従属二次橋」は、その橋頭の少なくとも1個が、独立二次橋に含まれる。
• 「多環系」の環の数は、鎖式構造まで開くのに必要な環原子間結合の切断の数と等しい。環の数は、適切な接頭辞で示す。二環系では、この接頭辞は bicyclo ビシクロ（dicycloではない）とし、三環系では tricyclo トリシクロ、四環系では tetracyclo テトラシクロとする。

2　二環系の命名

二環系では、橋頭はすなわち主橋頭であり、環系は主環と主橋のみからなる。これは次の要素を用いて命名する。

1. 接頭辞 bicyclo ビシクロ。
2. von Baeyer 表示。すなわち、橋の長さを示す数字をピリオド（コンマではない）で区切り、角カッコで囲んだ表示（3個の数字は減少順（大きいほうから記す）。例えば、[3.2.1]、[3.1.0]。
3. 環原子の数を示す炭化水素名。pentane 以降は、適切な倍数接頭辞の語末の a を語尾 -ane に代えて作る。

二環系の番号付けは、次のように行う。第一の橋頭を1位とし、最長の橋を経て、第二の橋頭へ至り、さらに主環を回る。最後に主橋（二環系では最短の橋）に、第一の橋頭の隣から番号を付ける。

Bicyclo[4.3.2]undecane
ビシクロ[4.3.2]ウンデカン

3　多環系の命名

二環系で命名できない多環系は、von Baeyer 表示に各二次橋をなす原子の数を記す。そして、二次橋を示す数字には、その橋頭の位置番号を上付き文字で、コンマで区切って小さいほうから記す。独立二次橋の原子数を示す数字は減少順に記す。

原子数を示す数字が同じ場合は、橋頭の位置番号を示す上付き文字の小さい順に記す。例えば 0^3,6と 0^4,5では、番号の小さい同士を比べて、この順に記す。

定義で述べた通り、主環はできるだけ多くの環原子を含むよう選び、主橋は主環に含まれないできるだけ多くの原子を含むよう選ぶ。

多環系は、次の要素を用いて命名する。

1. 環数を記す接頭辞。三環系以上では、tricyclo トリシクロ、tetracyclo テトラシクロのように、cyclo の前に適切な倍数接頭辞を添えて作る。
2. von Baeyer 表示（前節を参照せよ）。
3. 環原子の数を示す炭化水素名。pentane 以降は、適切な倍数接頭辞の語末の a を語尾 -ane に代えて作る。

環原子の数は、主環、主橋、およびすべての二次橋を構成する原子の総数であり、von Baeyer 表示に記された、橋の原子数を示す数字の合計に2（主橋頭の数）を加えた値に常に等しい。

Tricyclo[2.2.1.0^2,6]heptane
トリシクロ[2.2.1.0^2,6]ヘプタン

※この文書は、以下の構造式において、区別のため二次橋を赤線で示すことにする。

従属二次橋を示す数字はすべて、独立二次橋を示す数字の後に記す。従属二次橋の原子数を示す数字は減少順に記す（独立二次橋の最短の橋の長さが従属二次橋の最長の橋の長さより短いことはありうる。そのばあいも独立二次橋を従属二次橋より先に記す）。

Hexacyclo[15.3.2.2^3,7.1^2,12.0^13,21.0^11,25]pentacosane
ヘキサシクロ[15.3.2.2^3,7.1^2,12.0^13,21.0^11,25]ペンタコサン

※0^11,25 は従属二次橋である。Hexacyclo[15.3.2.2^3,7.1^2,12.0^11,25.0^13,21]pentacosaneではない。

1　名称の選択

名称に選択肢があれば、次の規則を順に適用して決める。

1. 主橋の候補が複数あれば、主環をできるだけ対称に分けるものを選ぶ。すなわち、von Baeyer 表示の第1の数字と第2の数字の差が最も小さいものを選ぶ。

   

   Tricyclo[4.3.1.1^2,5]undecane
   トリシクロ[4.3.1.1^2,5]ウンデカン

   ※Tricyclo[5.2.1.1^2,6]undecane ではない。

2. 独立二次橋に選択があれば、最初に記されるものをできるだけ長くする。必要なら、さらに、次に長い独立二次橋にできるだけ長いものを選ぶ。

   

   Tetracyclo[8.6.6.5^2,9.1^23,26]octacosane
   テトラシクロ[8.6.6.5^2,9.1^23,26]オクタコサン

   ※Tetracyclo[8.6.6.4^2,9.2^23,25]octacosane ではない。

3. 従属二次橋の数をできるだけ少なくする。

   

   Tetracyclo[5.3.2.1^2,4.0^3,6]tridecane
   テトラシクロ[5.3.2.1^2,4.0^3,6]トリデカン

   ※Tetracyclo[5.3.2.1^2,4.0^6,13]tridecane ではない。

4. 二次橋の橋頭の位置番号を示す上付き数字を小さい順に並べなおしてから比較し、最初に違いの生じた点で番号が小さいほうを選ぶ。

   

   Tricyclo[5.5.1.0^3,11]tridecane
   トリシクロ[5.5.1.0^3,11]トリデカン

   ※Tricyclo[5.5.1.0^5,9]tridecane ではない。

5. 二次橋の橋頭の位置番号を記されたままの順序で比較し、最初に違いの生じた点で番号が小さいほうを選ぶ。

   

   Tetracyclo[5.5.2.2^2,6.1^8,12]heptadecane
   テトラシクロ[5.5.2.2^2,6.1^8,12]ヘプタデカン

   ※Tetracyclo[5.5.2.2^8,12.1^2,6]heptadecane ではない。

5　二次橋の番号付け

まず、主環と主橋に二環系と同様に番号を付けた後に、主橋の最大位置番号に続けて、二次橋に番号を付ける。独立二次橋はすべて、従属二次橋より前に番号を付ける。

それぞれの二次橋は、次のように番号を付ける、まず、位置番号が最大の橋頭に結合した位置からその独立二次橋の別の端まで番号を付ける。そして、位置番号が次に大きい橋頭に結合した位置からその独立二次橋の別の端まで番号を付ける。こうしてすべての独立二次橋に順に番号を付ける。その後、それぞれの従属二次橋に、独立二次橋と同様の方法で番号を付ける。

先に示した例に添えた番号付けを参照せよ。

選択肢があれば、すなわち、ある2本の橋について、位置番号の大きい橋頭の番号が同じならば、位置番号の小さい橋頭の番号が大きい橋から番号を付ける。

Tetracyclo[6.3.3.2^3,6.1^2,6]heptadecane
テトラシクロ[6.3.3.2^3,6.1^2,6]ヘプタデカン

なおも選択肢があれば、すなわち、ある2本の橋について、両方の橋頭の位置番号が同じならば、長い橋から番号を付ける。

Tetracyclo[7.4.3.2^3,7.1^3,7]nonadecane
テトラシクロ[7.4.3.2^3,7.1^3,7]ノナデカン

6　環の修飾

ヘテロ原子はア接頭辞を用いて代置命名法で示す。不飽和は通常どおり、語尾 -ene/-yne を用いて示す。立体化学はR とS で示す。置換基と官能基は通常の方法で示す。

環を修飾しても、対応する飽和炭化水素の名称および番号付けがこれまで述べてきた規則に反してはならない。つまり、位置的に対称性がある場合に限って選択肢が生じうる。

番号付けに選択肢があれば、次の規則を順に適用して決める。

1. ヘテロ原子に対するすべての位置番号を小さい順に並べなおして、位置番号をできるだけ小さくする。
2. ア接頭辞の優先順位のより高いヘテロ原子に対する位置番号をできるだけ小さくする。
3. ラムダ慣習法で示される基準外原子価を持つヘテロ原子に対する位置番号を（基準原子価のヘテロ原子より）小さくする。必要なら結合数の大きいヘテロ原子に対する位置番号を小さくする。
4. ラジカル中心、または環系が置換基なら結合点に対する位置番号をできるだけ小さくする。
5. カチオン中心に対する位置番号をできるだけ小さくする。
6. 主基に対する位置番号をできるだけ小さくする。
7. 二重結合に対する複合位置番号と関係ない場合。
   不飽和結合（二重結合と三重結合を区別しない）の位置番号をできるだけ小さくする。次いで二重結合の位置番号を小さくする。
   二重結合の複合位置番号については、ページを変えて述べる。
8. 接頭辞で示される置換基の位置番号をできるだけ小さくする。
9. 名称中、先に記載される置換基の位置番号をできるだけ小さくする。
10. 位置番号の小さい不斉中心の立体化学が（Sより）R になる番号付けを優先する。

非局在化した共役二重結合は、IUPACではΔ表示を用いて区別することができる。

参考文献

1. IUPAC Commission on Nomenclature of Organic Chemistry, Extension and Revision of the von Baeyer System for Naming Polycyclic Compounds (Including Bicyclic Compounds). Pure Appl. Chem. 71, 513-529 (1999). [VB]
2. CAS. Chemical Abstracts, Index Guide, 1992. Appendix IV, ¶155.

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