多環式成分を含むスピロ環

2000-12-13

多環式成分を含むスピロ環

# 同一の多環式成分がスピロ縮合した環系
# 異なる成分を持つスピロ環
# 基準外原子価状態をとるスピロ原子
# 参考文献

少なくとも1個の縮合環、架橋縮合環またはvon Baeyer環がスピロ縮合した環系では、全体の環系を命名するのに、スピロ縮合しているそれぞれの環系の名称を元にする。

1　同一の多環式成分がスピロ縮合した環系

同一の多環式成分2個がスピロ縮合した環系は、成分環の名称に接頭辞 spirobi- スピロビを冠して命名する。

番号付けは元の環系の位置番号を保つが、第2の成分の位置番号には区別のためプライムを付ける。

文献によっては spirobi を spirobis と書いているものが見られるが、これは正しくない（IUPAC, CAS, Beilstein すべて spirobi を用いる）。倍数接頭辞 bis の場合、bis(chloromethyl)benzene （ClCH₂C₆H₄CH₂Cl）や、phenylenebis[phosphine] （PH₂C₆H₄PH₂）のように、bis の対象は互いに直接には結合しない。接頭辞 spiroter と比較せよ。

IUPACでは成分環の名称は必ず角カッコで囲む。成分環の名称の一部である位置番号はすべて角カッコに入れて、全体の環系での位置番号（プライムを付けない番号と付けた番号の両方がある）と区別する。指示水素はスピロ縮合の後に存在する飽和原子に対して用いる。

CASでは、成分環の名称が位置番号（指示水素を含む）を持つか、複合した名称であるときに角カッコで囲む。成分環そのものに必要な位置番号は特にカッコで囲まない。成分環には指示水素が必要ないがスピロ縮合により現れた飽和原子は、付加水素（丸カッコで囲んだ指示水素）で示す。

: 1H,1'H-2,2'-Spirobi[naphthalene] [IUPAC]
1H,1'H-2,2'-スピロビ[ナフタレン]; 2,2'(1H,1'H)-Spirobinaphthalene [CAS]
2,2'(1H,1'H)-スピロビナフタレン
: 1H,1'H-2,4'-Spirobi[quinoline] [IUPAC]
1H,1'H-2,4'-スピロビ[キノリン]; 2,4'(1H,1'H)-Spirobiquinoline [CAS]
2,4'(1H,1'H)-スピロビキノリン

IUPACでは、スピロ縮合の後に余分な飽和原子がなければ指示水素は使わない。CASでは、成分環に必要な指示水素を成分環に添える。

: 1,1'-Spirobi[indene] [IUPAC]
1,1'-スピロビ[インデン]; 1,1'-Spirobi[1H-indene] [CAS]
1,1'-スピロビ[1H-インデン]

よって、CASでは、2個の成分環の指示水素の位置が異なるならそれらの成分は互いに異なるものと見なし、Spirobi名を用いない。

: 1,2'-Spirobi[indene] [IUPAC]
1,2'-スピロビ[インデン]; Spiro[1H-indene-1,2'-[2H]indene] [CAS]
スピロ[1H-インデン-1,2'-[2H]インデン]

von Baeyer命名法で命名された環系を成分環とし、各成分環の元の炭化水素（ヘテロ原子や不飽和の差異を無視する）が同一である場合、IUPACでは、ヘテロ原子（ア命名法で表現される）および不飽和は、Spirobi名に対する修飾として扱う。CASではまずそれぞれの成分環系を命名してからスピロ原子の位置番号を考慮する。

: 7,7'-Diaza-2,2'-spirobi[bicyclo[2.2.1]heptane] [IUPAC]
7,7'-ジアザ-2,2'-スピロビ[ビシクロ[2.2.1]ヘプタン]; 2,2'-spirobi[7-azabicyclo[2.2.1]heptane] [CAS]
2,2'-スピロビ[7-アザビシクロ[2.2.1]ヘプタン]
: 5,6'-Dithia-2,2'-spirobi[bicyclo[2.2.2]octane]-7,7'-diene [IUPAC]（左式）
5,6'-ジチア-2,2'-スピロビ[ビシクロ[2.2.2]オクタン]-7,7'-ジエン; 5,6'-Spirobi[2-thiabicyclo[2.2.2]oct-7-ene] [CAS]（右式）
5,6'-スピロビ[2-チアビシクロ[2.2.2]オクタ-7-エン]

よって、IUPACではヘテロ原子や不飽和の数や位置が異なっても、元の炭化水素が同一なら Spirobi名が使える。

: 6-Oxa-2,2'-spirobi[bicyclo[2.2.1]heptan]-5'-ene [IUPAC]（左式）
6-オキサ-2,2'-スピロビ[ビシクロ[2.2.1]ヘプタン]-5'-エン; Spiro[bicyclo[2.2.1]hept-5-ene-2,6'-[2]oxabicyclo[2.2.1]heptane] [CAS]（右式）
スピロ[ビシクロ[2.2.1]ヘプタ-5-エン-2,6'-[2]オキサビシクロ[2.2.1]ヘプタン]

2　異なる成分を持つスピロ環

異なる成分（そのうち少なくとも1成分は多環式）を持つスピロ環は、スピロ原子の数を示す接頭辞（spiro　スピロ、dispiro　ジスピロなど）の後に角カッコを置き、その中に成分の名称をアルファベット順で早い末端環から順に並べる。番号付けは、記載順に1個ずつプライムを増やす。

成分環の名称の一部である位置番号は、もし全体の環系でその原子の位置番号にプライムが必要なら（つまり2番目以降に記される成分では）、名称ではプライムを付けずに角カッコに入れる。

: 3H,1''H-Dispiro[1-benzofuran-2,2'-[1,3]dithiolane-4',2''-quinoline] [IUPAC]
3H,1''H-ジスピロ[1-ベンゾフラン-2,2'-[1,3]ジチオラン-4',2''-キノリン]; Dispiro[benzofuran-2(3H),2'-[1,3]dithiolane-4',2''(1''H)-quinoline] [CAS]
ジスピロ[ベンゾフラン-2(3H),2'-[1,3]ジチオラン-4',2''(1''H)-キノリン]; ※IUPACでは benzofuran と isobenzofuranを体系的に、それぞれ 1-benzofuran, 2-benzofuran と呼ぶように勧告している。

語尾 -ene で表現される不飽和成分を持つスピロ環は、スピロ原子の位置番号が、対応する飽和成分を持つスピロ環と同じになるよう決める。

: Spiro[cyclopent-2-ene-1,1'-indene] [IUPAC]
スピロ[シクロペンタ-2-エン-1,1'-インデン]; Spiro[2-cyclopentene-1,1'-[1H]indene] [CAS]
スピロ[2-シクロペンテン-1,1'-[1H]インデン]

ア命名法で命名される成分を持つスピロ環は、IUPACではスピロ原子の位置番号が対応する炭化水素成分を持つスピロ環と同じになるようにする。CASではヘテロ環成分を命名してから、その番号付けの範囲内でスピロ原子の位置番号を決める。

: Spiro[fluorene-9,2'-[3]thiabicyclo[2.2.2]oct[5]ene] [IUPAC]（左式）
スピロ[フルオレン-9,2'-[3]チアビシクロ[2.2.2]オクタ[5]エン]; Spiro[9H-fluorene-9,3'-[2]thiabicyclo[2.2.2]oct[5]ene] [CAS]（右式）
スピロ[9H-フルオレン-9,3'-[2]チアビシクロ[2.2.2]オクタ[5]エン]

※つまり、選択肢があるときに小さい位置番号を与える優先順位は、IUPACではスピロ原子、ア接頭辞、主基、二重結合の順であり、CASではア接頭辞、スピロ原子、主基、二重結合の順である。

3　基準外原子価状態をとるスピロ原子

スピロ原子が基準外原子価状態をとるなら、λ慣習法を用いて表現する。

Spirobi名の場合、IUPACではλ表示をスピロ縮合の位置番号に添えるのに対し、CASではスピロ縮合の位置番号の前に分けて記す。

: 3H,3'H-1λ⁴,1'-Spirobi[[2,1]benzoxathiole] [IUPAC]
3H,3'H-1λ⁴,1'-スピロビ[[2,1]ベンゾオキサチオール]; 1λ⁴-1,1'-Spirobi[3H-2,1-benzoxathiole] [CAS]
1λ⁴-1,1'-スピロビ[3H-2,1-ベンゾオキサチオール]
: 1,3'-Dihydro-3H-1λ⁵,1'-spirobi[[2,1]benzoxaphosphole] [IUPAC]
1,3'-ジヒドロ-3H-1λ⁵,1'-スピロビ[[2,1]ベンゾオキサホスホール]; 1λ⁵-1,1'(3H,3'H)-Spirobi[2,1-benzoxaphosphole] [CAS]
1λ⁵-1,1'(3H,3'H)-スピロビ[2,1-ベンゾオキサホスホール]; ※IUPAC名とCAS名を比較すれば明らかだが、CASでは必ずしもmancude環系を命名していない。この系でのmancudeはリンが二重結合に関与し、片方のオキサホスホール環の上に2本の二重結合がある構造である。

異なる成分を持つスピロ環系の場合、IUPACではλ表示を接頭辞 spiro　スピロの前に置くのに対し、CASではスピロ縮合の位置番号に添える。

: 3H-2λ⁵-Spiro[1,3,2-benzoxazaphosphole-2,2'-[1,3,5,2]triazaphosphinine] [IUPAC]
3H-2λ⁵-スピロ[1,3,2-ベンゾオキサザホスホール-2,2'-[1,3,5,2]トリアザホスフィニン]; Spiro[1,3,2-benzoxazaphosphole-2(3H),2'λ⁵-[1,3,5,2]triazaphosphorine] [CAS]
スピロ[1,3,2-ベンゾオキサザホスホール-2(3H),2'λ⁵-[1,3,5,2]トリアザホスホリン]; ※つまりCASは、異なる成分を持つスピロ環の名称では、接頭辞 spiro、dispiro などの前には何も置かない。

スピロ原子を含む高配位アニオンは、IUPACではスピロ環骨格名に基づいて命名できる。CASでは配位命名法を適用する。

: (SPY-4-21)-2-Phenyl-2,2'-spirobi[[1,3,2]benzodioxasilol]-2-uide [IUPAC]
(SPY-4-21)-2-フェニル-2,2'-スピロビ[[1,3,2]ベンゾジオキサシロール]-2-ウイド; (SP-4-21)-Bis[1,2-benzenediolato(2-)]phenylsilicate(1-) [CAS]
(SP-4-21)-ビス[1,2-ベンゼンジオラト(2-)]フェニルケイ酸(1-); ※接尾辞 -uide と立体化学表示 (SPY-4-21) についてはそれぞれリンク先のページを参照のこと。

参考文献

[SP] IUPAC. Commission on Nomenclature of Organic Chemistry. Extension and Revision of the Nomenclature of Spiro Compounds (IUPAC Recommendations 1999). Pure Appl. Chem. 71, 531-558 (1999).
CAS. Chemical Abstracts, Index Guide, 1992. Appendix IV, ¶156.

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