2001-01-15

有機金属化合物

1　定義

有機金属化合物（organometallic compound）は、一般に、炭素−金属結合を持つ化合物をいう。
このため有機金属化合物は配位化合物（coordination compound）の一種と見なすことができ、有機基は中心金属に対する配位子と考えられる。
ケイ素、ホウ素、ヒ素、テルルなどは非金属元素に分類されるから、これらの有機誘導体は有機金属化合物とはいえない。しかし、しばしば有機金属化合物と同列に論じられる。

これに対して、カルバニオンの金属塩は、炭素−金属間に結合がないので、有機金属化合物とはいえない。
これらはIUPACでは、金属イオン名とカルバニオン名を組み合わせて命名する。
CASでは、対応する共役酸の名称に、イオン化と対イオンとを示す修飾句を添えて命名する。アセチリドは二元型命名法によって命名する。

K⁺[CH₃S(O)CH₂]^-

Potassium (methylsulfinyl)methanide [IUPAC]
カリウム=(メチルスルフィニル)メタニド

Sulfinylbis[methane], ion(1-), potassium [CAS]
スルフィニルビス[メタン], イオン(1-), カリウム

Na⁺[C₁₀H₈]^-・

Sodium dihydronaphthalenidyl [IUPAC]
ナトリウム=ジヒドロナフタレニジル

Naphthalene, radical ion(1-), sodium [CAS]
ナフタレン, ラジカルイオン(1-), ナトリウム

※通称 Sodium naphthalenide　ナトリウム=ナフタレニド。しかしこの通称は誤りである。接尾辞 -ideの用法を考えれば、ナフタレニドはナフチルアニオンを意味する。このラジカルイオンは電荷（孤立電子対）および不対電子が非局在化している。IUPACではその極限構造式の1つを、1,4-dihydronaphthalen-4-id-1-yl　1,4-ジヒドロナフタレン-4-イド-1-イルと命名できる。

Na₂C₂

Sodium acetylide [IUPAC]
ナトリウムアセチリド

Sodium acetylide (Na₂(C₂)) [CAS]
ナトリウムアセチリド (Na₂(C₂))

CaC₂

Calcium carbide [IUPAC]
炭化カルシウム

Calcium carbide (Ca(C₂)) [CAS]
炭化カルシウム (Ca(C₂))

2　有機金属化合物の命名

有機金属化合物は、一般に配位化合物と見なして、配位命名法で命名する。

CASでは、中心金属名を索引の見出しとする。配位化合物の化合物クラスはカルボン酸などの有機官能基より高いので、官能基はすべて置換接頭辞で表現する（ただしラジカル等はこの限りではない）。

一方、IUPACでは、有機基のほかにアニオン性配位子を持つならば、二元型命名法を用いてもよい。有機金属化合物の二元型命名法では、有機基名と金属名を一単語とし、それに電気的陰性部分をアニオン名で添える。

中心金属として、Sb, Bi, Ge, Sn, Pb を持つ有機金属化合物には、適切ならば単核水素化物またはヘテロ環骨格を母体とする置換名を用いることができる。置換命名法では水素原子の存在が母体化合物名に含まれているので、置換されない水素は名称中、特に表現されない。置換名が可能なら、（有機化学の文脈では）それを用いるのが好ましい。

(PhLi)_n

Phenyllithium [配位名/CAS]
フェニルリチウム

Me₂Hg

Dimethylmercury [配位名/CAS]
ジメチル水銀

(MeMgBr)_n

Bromo(methyl)magnesium [IUPAC 配位]
ブロモ(メチル)マグネシウム

Methylmagnesium bromide [IUPAC 二元]
メチルマグネシウム=ブロミド

Bromomethylmagnesium [CAS 配位]
ブロモメチルマグネシウム

MeSnH₂Cl

Chlorodihydridomethyltin [IUPAC 配位]
クロロジヒドリドメチルスズ

Methyltin chloride dihydride [IUPAC 二元]
メチルスズ=クロリド=ジヒドリド

Chloro(methyl)stannane [IUPAC 置換]
クロロ(メチル)スタンナン

Chloromethylstannane [CAS 置換]
クロロメチルスタンナン

Ph₂SbCl

Chlorodiphenylantimony [IUPAC 配位]
クロロジフェニルアンチモン

Diphenylantimony chloride [IUPAC 二元]
ジフェニルアンチモン=クロリド

Chlorodiphenylstibane [IUPAC 置換]
クロロジフェニルスチバン

Chlorodiphenylstibine [CAS 置換]
クロロジフェニルスチビン

イオン性の有機金属化合物は、配位命名法によって命名できる。
カチオンでは元素名の後ろに電荷数を添える。
アニオンでは元素名の代わりに-ate名を用いる。
IUPACでは、適切なら、電荷数の代わりに中心金属の酸化数を添えてもよい。ただし酸化数は電荷数と異なって直接的でないので、しばしば不便である。なお、酸化数は通常は整数の範囲で決定される。分数の酸化数は好ましくない。

Li[CuMe₂]

Lithium dimethylcuprate(1-) [電荷数]
ジメチル銅酸(1-)リチウム

Lithium dimethylcuprate(I) [酸化数]
ジメチル銅(I)酸リチウム

Dimethylcuprate(1-), lithium [CAS]
ジメチル銅酸(1-)、リチウム

3　π-結合性配位子

π-結合性配位子を持つ有機金属化合物は、η-表示を用いて結合状態を表現する。ηの前に結合に関与する原子の位置番号を置き、丸カッコで囲む。例えば、[(1,2,3,3a-η)-azulene]　[(1,2,3,3a-η)-アズレン]。
しかし、不飽和な共役化合物のすべての骨格原子が結合に関与していれば、位置番号を記す代わりに結合炭素原子数を上付き数字で添える。

[Cr(C₃H₅)₃]

Tris(η³-allyl)chromium [IUPAC]
トリス(η³-アリル)クロム

Tris(η³-2-propenyl)chromium [CAS]
トリス(η³-2-プロペニル)クロム

[Cr(C₆H₆)₂]

Bis(η⁶-benzene)chromium [IUPAC/CAS]
ビス(η⁶-ベンゼン)クロム

配位子が（η⁵-シクロペンタジエニル）2個のみである配位化合物は、メタロセン（Metallocene）と呼ばれ、金属名の語幹に語尾 -ocene　オセンを添えて命名する。例えば [(C₅H₅)₂Fe] は、Ferrocene　フェロセン [IUPAC/CAS] という。
メタロセンの番号付けは、一方のシクロペンタジエニル環を1,2,3,4,5位とし、他方のシクロペンタジエニル環を1',2',3',4',5'位とする。メタロセンの置換誘導体は接頭辞で命名する。

[(ClC₅H₄)₂Fe]

1,1'-Dichloroferrocene [IUPAC/CAS]
1,1'-ジクロロフェロセン

メタロセンの置換基に官能基があるときは、IUPACでは官能基を持つ部分を母体として命名してよい。CASでは配位化合物は、あらゆる官能基より化合物クラスが高いから、接頭辞でのみ表現する。

[(C₅H₅)Fe{C₅H₄CH(OH)CH₃}]

(1-Hydroxyethyl)ferrocene [IUPAC/CAS]
(1-ヒドロキシエチル)フェロセン

1-Ferrocenylethanol [IUPAC]
1-フェロセニルエタノール

メタロセンから一電子酸化によって生成したカチオンは、語尾を -ocenium　オセニウムとする。

[Fe^III(C₅H₅)₂]⁺

Ferrocenium [IUPAC/CAS]
フェロセニウム

※通称の Ferricenium　フェリセニウムは採用しない。

シクロペンタジエニル配位子が縮合誘導体であるか、メタロセンが別の配位子を持つときは、メタロセン誘導体としては命名しない。通常の配位命名法を適用する。

[(C₉H₇)₂Fe]

Bis[(1,2,3,3a,7a-η)-1-indenyl]iron [IUPAC]
ビス[(1,2,3,3a,7a-η)-1-インデニル]鉄

Bis[(1,2,3,3a,7a-η)-1H-inden-1-yl]iron [CAS]
ビス[(1,2,3,3a,7a-η)-1H-インデン-1-イル]鉄

[(C₅H₅)₂TiCl₂]

Dichlorobis(η⁵-cyclopentadienyl)titanium [IUPAC]
ジクロロビス(η⁵-シクロペンタジエニル)チタン

Dichlorobis(η⁵-2,4-cyclopentadien-1-yl)titanium [CAS]
ジクロロビス(η⁵-2,4-シクロペンタジエン-1-イル)チタン

※π-結合性配位子を持つ配位化合物に二元命名法を用いてはならない。Titanocene dichloride　チタノセン=ジクロリド、または Bis(η⁵-cyclopentadienyl)titanium dichloride　ビス(η⁵-シクロペンタジエニル)チタン=二塩化物のような名称は認められない。二元命名法は、塩の名称と区別がつかない（[(C₅H₅)₂Ti]²⁺・2Cl^- であるかのように読める。）からである。

4　ヘテロ原子と共にキレート結合している配位子

中性へテロ原子がキレートに関与している有機配位子には、普通の置換基名を用いる。配位原子の位置を示すために、イタリック体のドナー原子を記すか、カッパ方式を用いる（CASでは1994年を境に、ドナー原子方式をκ方式に改めた）。

ドナー原子方式の欠点は、配位子名の最後にすべての配位原子を示すため、複雑な（特に多数のヘテロ原子を持つ）配位子では指定が面倒である（上付き文字にさらに上付きにする：O²³, は2位上の置換基における3位の酸素を表す）。κ方式では配位子名の途中に表示を記すことができるので、配位位置がより的確に示される。

Tetracarbonyl[2-(phenylacetyl)phenyl-C,O]manganese
テトラカルボニル[2-(フェニルアセチル)フェニル-C,O]マンガン

Tetracarbonyl[2-(phenylacetyl-κO)phenyl-κC]manganese
テトラカルボニル[2-(フェニルアセチル-κO)フェニル-κC]マンガン

アニオン性へテロ原子がキレートに関与しているならば、アニオン性配位子名を語尾 -ato によって作り、炭素原子上の脱ヒドロンを、電荷数と配位原子の位置の表示で示す。

　　[IUPAC]

[Ethane-1,2-diylbis(diphenylphosphane)-P,P'][N-methylpropanamidato(2-)-C³,N]nickel
[エタン-1,2-ジイルビス(ジフェニルホスファン)-P,P'][N-メチルプロパンアミダト(2-)-C³,N]ニッケル

[1,2-Bis(diphenylphosphanyl)ethane-κ²P,P'][N-methylpropanamidato(2-)-κC³,κN]nickel
[1,2-ビス(ジフェニルホスファニル)エタン-κ²P,P'][N-メチルプロパンアミダト(2-)-κC³,κN]ニッケル

※「κ²P,P'」におけるκの後の上付き数字は、配位原子の数（それが1でない場合）を示す。

　　[CAS]

[1,2-Ethanediylbis[diphenylphosphine]-P,P'][N-methylpropanamidato(2-)-C³,N]nickel
[1,2-エタンジイルビス[ジフェニルホスフィン]-P,P'][N-メチルプロパンアミダト(2-)-C³,N]ニッケル

[1,2-Ethanediylbis[diphenylphosphine]-κP,κP'][N-methylpropanamidato(2-)-κC³,κN]nickel
[1,2-エタンジイルビス[ジフェニルホスフィン]-κP,κP'][N-メチルプロパンアミダト(2-)-κC³,κN]ニッケル

参考文献

1. IUPAC, Commission on Nomenclature of Inorganic Chemistry, Nomenclature of Organometallic Compounds of the Transition Elements (IUPAC Recommendations 1999). Pure Appl. Chem. 71, 1557-1585 (1999).
2. IUPAC, A Guide to IUPAC Nomenclature of Organic Compounds, Recommendations 1993. Blackwell Scientific Publications, Oxford (1993)；Corrections: Pure Appl. Chem. 71, 1327-1330 (1999).
3. IUPAC, Nomenclature of Inorganic Chemistry, Recommendations 1990. Blackwell Scientific Publications, Oxford (1990).
4. 山崎一雄訳、無機化学命名法 -IUPAC 1990年勧告-。東京化学同人、東京 (1993).
5. CAS. Chemical Abstracts, Index Guide, 1992. Appendix IV, ¶¶194, 215, 219.

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