Ⅲ-4

問題

シクロアルカンとその立体化学に関する次の記述のうち，誤っているものはどれか。

① シクロヘキサンの安定配座はいす形配座とよばれるひずみのない二次元構造をもち，すべてのC−C−C結合角が109.5°の四面体角に近く、隣接するC−H結合が完全にねじれ形となっている。

② シクロヘキサンのいす形配座において、シクロヘキサン環に付いた置換基には2種類の位置、アキシアル位（環に垂直、環の軸に平行）とエクアトリアル位（環の赤道周りで環のおおよその平面にある）がある。

③ cis-1,2-ジメチルシクロヘキサンの2つのいす形配座は、エネルギー的に等価である。

④ シクロヘキサンはいす形配座の他に、舟に似ている立体配座がある。この舟形シクロヘキサンには角ひずみはないが、重なり形の相互作用が多くあり、いす形シクロヘキサンに比べて不安定である。

⑤ trans-1,2-ジメチルシクロヘキサンは、2つのメチル基がともにアキシアルの立体配座の方が、ともにエクアトリアル配座よりも安定である。

【引用】公益社団法人日本技術士会「過去問題（第一次試験）」ページ内掲載資料（ https://www.engineer.or.jp/c_topics/009/attached/attach_9917_7.pdf、2025年5月9日アクセス）

解答

①：シクロヘキサンのいす形配座は、結合角・ねじれ歪みともに最小の非常に安定な構造であり、正しい。

②：アキシアル位とエクアトリアル位は、いす形配座特有の2つの置換位置であり、正しい。

③：cis-1,2-ジメチルシクロヘキサンでは、いす形配座をひっくり返しても 1 axial / 1 equatorial 配置となり、等価である。正しい。

④：舟形配座は角ひずみは小さいが、eclipsed（重なり形）による立体障害が大きく、いす形より不安定。正しい。

⑤：trans-1,2-ジメチルシクロヘキサンでは、両方が equatorial（エクアトリアル）にある配座の方が、axial にあるより安定である。よって記述は誤り。

答え　⑤